[发明专利]一种内壁自动喷涂装置和喷涂方法

说明书

本发明提供一种针对带球形封头筒体的内壁自动喷涂装置，包括用于承载筒体并带动筒体转动的支撑滚轮架，其还包括根据喷涂程序驱动喷枪径向、轴向和周向运动的机械手，以及储存并执行喷涂程序的控制系统。本发明还提供一种针对带球形封头筒体的内壁自动喷涂工艺方法，通过支撑滚轮架带动筒体旋转，机械手轴向行进至筒体内一端，通过连续摆动喷枪角度，进行一侧球形封头的喷涂；随后机构沿筒体轴向连续行进，进行圆筒段的喷涂；待行进至筒体另一端，再次摆动角度，进行另一侧球形封头的喷涂，从而完成整个筒体内壁的喷涂。

技术领域

本发明涉及胶粘剂自动空气喷涂的技术领域，尤其涉及固体火箭发动机壳体内表面的胶粘剂自动喷涂。

背景技术

固体火箭发动机壳体是一种大长径比的一端或两端带球形封头的筒体，壳体内壁与绝热层之间的粘接通过数十微米厚的胶粘剂涂层来保证，粘接质量直接影响发动机工作可靠性。

壳体内壁胶粘剂的涂覆一般采用手工刷涂工艺，该工艺主要存在如下问题：

(1)质量一致性差。胶粘剂涂覆均匀度依赖工人的技能水平和熟练程度，难以保证涂覆质量的一致性。

(2)人员危害大。手工刷涂不仅劳动强度大，而且需要直接接触含有苯、二甲苯、乙苯的胶粘剂，对工人的身心造成很大的伤害。

(3)产能低下。自动化程度低，生产效率低下，成为了制约产能提升的瓶颈。

而自动空气喷涂工艺能够更稳定地控制胶粘剂涂覆质量，降低人身伤害，提高自动化水平和产能。空气喷涂工艺虽然在油漆涂装行业已非常成熟，但对于型面复杂、空间受限的固体火箭发动机壳体内壁，实施难度大，鲜有应用案例。目前对于类似结构的工件比如钢管内壁的喷涂，普遍都采用离心甩涂工艺，但离心甩涂只能进行直筒段喷涂，无法实现壳体前、后球形封头的喷涂。

发明内容

本发明的目的在于：克服现有技术的不足，提供了一种内壁自动喷涂装置和工艺方法，用于实现固体火箭发动机内表面的整体自动喷涂。

本发明采用的技术方案为：

一种内壁自动喷涂装置，包括用于承载筒体并带动筒体转动的支撑滚轮架，还包括根据喷涂程序驱动喷枪X向、Y向和r向运动的机械手，以及储存并执行喷涂程序的控制系统；X向即为筒体的轴向，Y向即为筒体的径向，r向即为筒体的周向。

进一步的，筒体是指固体火箭发动机壳体，固体火箭发动机壳体为大长径比的一端或两端带球形封头的筒体。

进一步的，机械手包括：往复小车、喷杆、伺服减速电机、钢丝卷轴、钢丝、钢丝导轮以及角度调节器；

往复小车，由伺服减速电机驱动，控制喷枪X向无级变速移动，调节轴向的喷涂起始、终止位置，以及喷涂行进速度；

喷杆，由伺服减速电机驱动，控制喷枪Y向无级变速升降，调节喷距；

伺服减速电机驱动喷杆后端钢丝卷轴正反旋转使钢丝前后伸缩，带动喷杆前端钢丝导轮转动，实现固定在钢丝导轮旋转轴上喷枪的喷射角度变化以及无级变速转动；

所述角度调节器用于控制喷枪r向转动，调节喷涂起始和终止角度，以及摆动角速度。

进一步的，控制系统中存储的喷涂程序，包括支撑滚轮架的定位位置，所述支撑滚轮架的定位位置包括前、后限位轮位置，前、后支撑轮轴向位置以及前、后支撑轮径向位置；所述喷涂程序还包括机械手的运行轨迹，所述运行轨迹包括球形封头段起始、终止位置和角度(x,y,r)，直筒段起始及终止位置和角度，前一段轨迹的终止位置与后一段轨迹的起始位置重合；所述喷涂程序还包括运行工艺参数，所述运行工艺参数包括筒体转动速度、喷枪移动速度、喷枪摆动角速度。