一種噴涂機的制作方法
本發明涉及一種噴涂機，具體地，涉及一種噴涂更均勻，噴涂效率更高的噴涂機。
背景技術：
現有的噴涂方法，多數是針對平面產品進行噴涂，通過X、Y、Z軸的移動實現整個噴涂過程，噴嘴是相對固定的，不需要調節噴嘴與軸的固定位置。使用現有噴涂方法進行曲面樣品噴涂時，會產生噴涂不均勻的問題，隨著噴嘴跟隨軸的移動，噴嘴與曲面樣品會產生一定夾角，噴涂原料入射時，是以一定夾角入射到曲面樣品表面，容易造成需要噴涂的地方沒有噴到，噴到的地方厚度不均勻；如果將傳統噴涂平面產品的噴涂機，用于曲面噴涂曲面樣品，容易產生噴涂樹脂溶液在重力方向上流動而造成厚度集成不可控的問題。
技術實現要素：
為了克服現有技術的不足，本方案設計一種噴涂機，始終保持噴頭與曲面相對垂直，噴涂原料入射時，保持垂直入射到曲面樣品表面需要噴涂的位置，提高了噴涂的均勻性，同時提高曲面樣品的溫度進行噴涂，能夠防止集成到表面液態樹脂立刻粘附基底表面，改善由于噴涂樹脂溶液在重力方向上流動而造成厚度集成不可控的問題。
具體技術方案如下：
一種噴涂機，包括噴涂系統、工作平臺、PLC控制系統，
所述工作平臺包括X軸滑動平臺、Z軸滑動平臺，X軸滑動平臺和Z軸滑動
平臺通過滑動連接，X軸滑動平臺和Z軸滑動平臺分別連接有電機；噴頭通
過X軸滑動平臺或Z軸滑動平臺實現沿基底外輪廓曲線運動。
所述噴涂系統包括角度可調節的噴頭，所述噴頭通過旋轉機構連接在X軸或Z軸滑動平臺上；具體地，所述的旋轉機構是Theta旋轉馬達或者可旋轉的機械手。
調節噴頭垂直于曲面樣品表面需要噴涂的位置的方法是，獲得被測產品的坐標點后，通過曲率換算得到噴頭與X軸滑動平臺的夾角，通過PLC控制系統控制噴頭的角度，使噴頭噴出的原料保持垂直入射到曲面樣品表面需要噴涂的位置。
PLC控制系統用于控制噴頭及X軸滑動平臺、Z軸滑動平臺的運動軌跡。
優選地：X軸滑動平臺和Z軸滑動平臺通過井字型滑動槽滑動連接。
優選地：噴涂機還包括用于放置樣品的樣品托盤和以及連接于樣品托盤底部的旋轉機構。
優選地：在樣品托盤上設置有用于固定曲面樣品的夾具。夾具用來固定待噴涂的樣品，使得曲面樣品在旋轉過程中不會被甩掉。
優選地：噴涂機還包括加熱系統，所述加熱系統包括加熱器及溫度傳感器，加熱器安裝在托盤上，內置于樣品內部，溫度傳感器與PLC控制系統連接。
優選地：噴涂機還包括儲料壓力罐、反饋系統、噴涂原料供給裝置和流量調節裝置，噴涂原料供給裝置與儲料壓力罐連接，流量調節裝置與儲料壓力罐連接，反饋系統與儲料壓力罐連接。
優選地：噴頭噴出的原料是霧狀的光敏樹脂。PLC控制系統用于控制噴涂系統和加熱系統。
機架包括不銹鋼門板、噴涂腔室、排風系統。
反饋系統包括儲膠壓力罐中的膠量的實時反饋，用來連接和表征儲膠壓力罐膠量系統。
組裝時，x軸滑動平臺和z軸滑動平臺通過井字型滑動槽滑動連接，X軸滑動平臺和Z軸滑動平臺通過電機帶動平移，噴涂系統安裝在X軸靠后位置，噴涂系統包括噴頭、噴涂原料供給裝置和流量調節裝置，通過Theta旋轉馬達或可旋轉的機械手實現噴頭與X軸夾角的變化，使噴頭垂直于曲面樣品表面需要噴涂的位置噴出原料。噴涂原料供給裝置與儲料壓力罐連接，流量調節裝置與儲料壓力罐連接，PLC與噴涂系統和加熱系統連接，用來控制噴涂參數和加熱參數，機架與X軸\Z軸滑動平臺連接，反饋系統與儲料壓力罐連接。
噴涂機實現均勻噴涂的方式，獲得曲面產品的坐標點，確定噴頭的運行軌跡，然后通過電機平移X軸和Z軸，實現噴頭到達下一個需要噴涂的點，通過電機調制噴頭與x軸的夾角，實現噴頭與曲面噴涂點切線垂直，保持噴涂以垂直入射噴膠。通過托盤旋轉機構，讓曲面樣品在托盤內旋轉，實現全面噴涂的過程。噴頭噴出的是霧狀的光敏樹脂，噴涂到曲面表面后，加熱系統使曲面樣品表面受熱，霧狀的光敏樹脂顆粒集成到曲面樣品表面，受熱粘附，能夠防止集成到表面液態樹脂立刻粘附基底表面，改善由于噴涂樹脂溶液在重力方向上流動而造成厚度集成不可控的問題。
一種噴涂方法：包括以下步驟
計算噴頭在曲面樣品的若干個等高面停留的時間；
計算噴頭噴出的原料與曲面樣品垂直時，噴頭與X軸的夾角；
PLC控制系統根據計算出的時間數據，控制噴頭停留的時間；
PLC控制系統根據計算出的的角度數據，控制噴頭的角度。
優選地：還包括PLC控制系統控制加熱系統加熱，使曲面樣品表面受熱，噴涂原料集成到曲面樣品表面，受熱粘附的步驟。
優選地：還包括樣品托盤底部的旋轉機構帶動樣品托盤繞中軸旋轉的步驟。讓曲面樣品在托盤內旋轉，實現全面噴涂的過程。
優選地：還包括控制平移X軸滑動平臺和Z軸滑動平臺，使噴頭到達每一個需要噴涂的位置；
噴頭噴出原料是霧狀的光敏樹脂。
本發明一種噴涂機，可調節保持噴頭與曲面相對垂直，噴頭噴涂入射時，保持垂直入射到曲面樣品表面，提高了噴涂的均勻性；同時利用加熱系統提高曲面樣品的溫度進行噴涂，能夠防止集成到表面液態樹脂立刻粘附基底表面，改善由于噴涂樹脂溶液在重力方向上流動而造成厚度集成不可控的問題。
附圖說明
圖1是本發明一種噴涂機的整體結構示意圖。
圖2是實施例中曲面樣品輪廓的等分面示意圖。
圖3是實施例中噴頭與曲面樣品的角度示意圖。
具體實施方式
下面結合附圖對本發明一種噴涂機的技術方案做進一步詳細的說明。
如圖1所示，一種噴涂機，包括噴涂系統、加熱系統、工作平臺、PLC控制系統、機架、反饋系統。
噴涂系統包括噴頭3、噴涂原料供給裝置(圖中未示出)及流量調節裝置(圖中未示出)。噴頭3通過X軸滑動平臺1和Z軸滑動平臺2實現沿基底外輪廓曲線運動。
加熱系統包括加熱器5及溫度傳感器。加熱器5安裝在托盤6上，內置與曲面樣品4內部，使曲面樣品表面均勻受熱。
工作平臺包括X軸滑動平臺1、Z軸滑動平臺2、樣品托盤6、夾具(圖中未示出)、旋轉機構7，旋轉機構7與樣品托盤6連接，帶動樣品托盤6繞中軸旋轉，樣品托盤6上設有夾具，夾具與樣品托盤6固定，樣品托盤6用來固定待噴涂的產品，使得曲面樣品4在旋轉過程中不會被甩掉。
所述噴頭3通過Theta旋轉馬達連接在X軸滑動平臺1上，在角度方向通過Theta旋轉馬達在指定坐標點的曲率換算垂直于切線。
PLC控制系統用于控制噴涂系統和加熱系統。
機架包括不銹鋼門板、噴涂腔室、排風系統。
反饋系統用于對儲膠壓力罐中的膠量進行的實時反饋，用來連接和表征儲膠壓力罐膠量。
組裝時，X軸滑動平臺和Z軸滑動平臺通過井字型滑動槽滑動連接，X軸滑動平臺和Z軸滑動平臺通過電機帶動平移，噴涂系統安裝在X軸靠后位置，噴涂系統包括噴頭、噴涂原料供給裝置和流量調節裝置，通過Theta旋轉馬達實現噴頭與X軸夾角的變化，噴涂原料供給裝置與儲料壓力罐連接，流量調節裝置與儲料壓力罐連接，PLC與噴涂系統和加熱裝置連接，用來控制原料噴涂和加熱參數，機架與X\Z軸滑動平臺連接，反饋系統與儲料壓力罐連接。
噴涂機實現均勻噴涂的方式，獲得曲面樣品的坐標點，確定噴頭的運行軌跡，然后通過電機平移X軸和Z軸，實現噴頭到達下一個需要噴涂的點，通過電機調制噴頭與X軸的夾角，實現噴頭與曲面噴涂點切線垂直，保持噴涂以垂直入射噴膠。通過托盤旋轉機構，讓曲面樣品在托盤內旋轉，實現全面噴涂的過程。噴頭噴出的是霧狀的光敏樹脂，噴涂到曲面表面后，加熱系統使曲面樣品表面受熱，霧狀的光敏樹脂顆粒集成到曲面樣品表面，受熱粘附。
一種噴涂方法：包括以下步驟：
計算噴頭3在曲面樣品4的若干個等高面停留的時間；
計算噴頭3噴出的原料與曲面樣品4垂直時，噴3頭與X軸的夾角；
PLC控制系統根據計算出的時間數據，控制噴頭3在曲面樣品4上方停留的時間；
PLC控制系統根據計算出的的角度數據，控制噴頭3的角度。
優選地：還包括PLC控制系統控制加熱系統加熱，使曲面樣品4表面受熱，噴涂原料集成到曲面樣品4表面，受熱粘附的步驟。加熱系統可以提高曲面樣品4的溫度進行噴涂，能夠防止集成到表面液態樹脂立刻粘附基底表面，改善由于噴涂樹脂溶液在重力方向上流動而造成厚度集成不可控的問題。
優選地：還包括樣品托盤6底部的旋轉機構7帶動樣品托盤6繞中軸旋轉的步驟。讓曲面樣品4在托盤6內旋轉，實現全面噴涂的過程。
優選地：還包括控制平移X軸滑動平臺1和Z軸滑動平臺2，使噴頭3到達每一個需要噴涂的位置；
噴頭3噴出原料是霧狀的光敏樹脂。
噴頭3在曲面樣品4上方停留的時間的計算方法如下：
流量為Q，噴涂目標厚度為H總，噴涂時間為T
噴涂原料配比為粉體：溶劑＝1:5，待噴涂表面積為Sn
單位時間噴頭產生粉體體積V＝Q
單位時間粉體集成厚度H＝V/6Sn
待噴涂表面積Sn集成目標厚度H總所需時間(在每個等高面停留時間)
Tn＝H總/H＝6Sn*H總/Q................①
如圖2所示：曲面結構為半球體和圓錐體中間鏤空的幾何體
對半球體：
球體半徑為R，把整個半球體按噴頭落到球面在高度方向的集成高度H把球體掩高度方向等分成N份，等分面到球頂高度依次為H1、H2、H3...Hn,每部分的表面積依次為A1、A2、A3.....An
根據球冠表面積公式S＝2πRH
可推到出
A1＝S1＝2πRH1
A2＝S2-S1＝2πR(H2-H1)
An＝Sn-Sn-1＝2πR(Hn-Hn-1)
代入①得半球體Tn＝12πR(Hn-Hn-1)H總/Q
對于圓錐部分每一個錐面界面底面半徑為R1、R2、R3......Rn
圓錐展開的表面積為Sn＝πL(Rn+Rn-1)
Rn‐1:圓錐面上表面半徑
Rn:圓錐面下底面半徑
L:圓錐面母線
單個等高圓臺表面積Bn＝πL(Rn+Rn-1)
每個等高面停留時間Tn’＝6Bn*H總/Q＝6πLH總(Rn+Rn-1)/Q
若半球體半徑為100mm，錐體底面半徑為150mm，錐體高度為130mm，每個等高面高度H＝5mm。
那么可以得到S和T值如下：
以下為理論值(在不考慮工藝方面的影響)
計算噴頭3噴出的原料與曲面樣品4垂直時，噴3頭與X軸的夾角的方法如下：
如圖3所示，定義噴頭與水平X軸夾角為噴頭角度а。
半球體半徑為k,錐面母線斜率為σ,B點坐標為(-k,-k)
以半球體頂點為坐標軸零點，在計算噴頭角度時，把半球體部分看成開口向下的拋物線，錐體部分看成斜率一定的直線。根據上面基底尺寸可以得到：
拋物線方程為：y＝-kx2
直線方程：y＝(σ-1)x
對于拋物線線上任意A，A的坐標為(xa,-kxa2)
Tanа＝│xa/ya│＝│1/kxa│
а＝arctan│1/kxa│
對于錐面斜率是一定
а＝90-arctan│σ│
若半球體半徑為100mm,錐體底面半徑為150mm,錐體高度為130mm,每個等高面高度H＝5mm，角度計算如下：
以半球體定點為坐標軸零點，在計算噴頭角度時，把半球體部分看成開口向下的拋物線，錐體部分看成斜率一定的直線。根據上面基底尺寸可以得到：
拋物線方程為：y＝-x2/100
直線方程：y＝13x/5+130
對于拋物線如點A，A的坐標為(x,-x2/100)
Tan(90-а)＝y/x＝100/x
а＝90-arctanx
對于錐面斜率是一定
а＝arctan(5/13)
本發明的一種噴涂機，通過計算噴嘴的運動軌跡，通過調節X軸上下、左右移動，到達下個預定軌跡點，調節噴嘴與X軸的角度，實現噴嘴與曲面切線垂直入射。本發明的噴涂機可以針對更復雜的曲面樣品進行噴涂并且保持噴涂過程中垂直入射，實現均勻噴涂的過程，并且在噴涂的過程中，在曲面樣品下方設有加熱系統，可控的將曲面樣品的的溫度升高，能夠防止集成到表面液態樹脂立刻粘附基底表面，防止由于噴涂樹脂溶液在重力方向上流動而造成厚度集成不可控。最后應當說明的是，以上實施例僅用以說明本發明的技術方案，而非對本發明保
護范圍的限制，盡管參照較佳實施例對本發明作了詳細地說明，本領域的普
通技術人員應當理解，可以對本發明的技術方案進行修改或者等同替換，而
不脫離本發明技術方案的實質和范圍。
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