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涂层电极自动涂覆系统设计及涂覆均匀性研究

2021-11-22董高彬丁武学潘准峰

机械设计与制造 2021年11期

董高彬,丁武学,潘准峰

(1.南京理工大学机械工程学院,江苏 南京 210094;2.宜兴恩创环保有限公司,江苏 宜兴 214200)

1 引言

钛基涂层电极的生产过程中,对钛基表面进行化学修饰是最重要的一道工序,工业生产中通常使用热氧化法进行涂层电极的制备。热氧化法是将贵金属盐溶液涂覆于钛基板表面,经过高温烧结固化成膜,该方法工艺简单,适合进行电极的大批量生产。溶液的涂覆过程是整个生产流程中核心的一道工序,涂覆质量对电极的使用寿命有着决定性影响,要求涂膜均匀平整,五次涂覆、烘干后电极增重0.3mg/cm2。考虑到生产成本及溶液特性等因素,行业内多由人工进行溶液的涂覆,自动化程度较低、涂膜质量控制较为困难、工作繁琐生产效率也不高,加之溶液中含有浓盐酸等挥发性成分,工人工作环境恶劣,公司对装备升级、实现电极的自动化生产愿望迫切。

本课题研究了基于PLC的钛基涂层电极自动涂覆系统,实现了电极板夹持、翻转、溶液涂覆等操作,这里将对该涂覆系统进行说明[1-6]。

2 涂覆系统工作原理

生产中所需进行的溶液涂覆的电极是的薄板类零件,如图1所示。经过激光切割、抛丸、清洗等前处理后,反复进行溶液的涂覆、烘干与烧结,直至钛基增加的质量达到既定要求。

图1 电极形状示意图Fig.1 Schematic Diagram of Electrode Shape

该涂覆系统分为涂覆样机与控制系统两部分,能够实现电极板的涂覆、翻转等功能,其工作原理为上料→A面涂覆→翻转→B面涂覆→下料。

涂覆样机启动时,首先把待涂的钛基板人工放置于上料工位的托架中,按下启动按钮,气动夹爪夹紧电极,并将电极运输至涂覆工位;……

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