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1、第1章概述电视机是人们获取信息的主要手段，因此，对电视机的性能要求也越来越高，电视 机正朝着大屏幕、高清晰度、数字化的方向发展，对显像管的清晰度要求越来越高。显 像管的显像是靠电子枪发射电子，通过荫罩板上的荫罩孔射在荧光屏上，使荧光粉发光， 但其中很大一部分电子要射向荫罩板，这样就容易使荫罩板受热变形，由于四周被框架 所限制，荫罩板将收入拱起，直接影响显像的效果。为了防止这一现象的发生，我们可 以在蒸铝膜后的显像管内侧交替喷涂巴利亚液和石墨，使铝膜接受来自荫罩板的热量， 使荫罩板的温度下降，从而抑制其热拱起，同时，由于有了石墨导电层，也可使荧光面 电位更稳定，又吸收减少了电子束漫反射造成的散光
2、，避免了杂散光引起的对比度下降。 AD喷涂机就是为了完成这一项工作而设计的专用设备。AD喷涂机是彩电荧光屏生产 过程向荧光屏玻璃体内侧喷涂巴利亚液和石墨用的专用设备，它涉及到了机、电、气液 等方面的知识，是比较典型的机电一体化产品。本次设计是在参考69cm生产线上的AD喷涂机结构的基础上设计生产34寸纯平显 像管的喷涂机，并按照其工艺要求可兼容加工82cm的16： 9的纯平显像管。AD喷涂机整体结构为平台式，左侧管路与电器柜及操作平台并装在一个专用支架 上。有将屏放在AD喷涂机的移载机（前道工序）平台上，屏内表面朝下，平台上有监 测元件进行监测。喷涂时，驱动电机带动凸轮连杆机构使喷枪头沿一定的
3、轨迹左右摆动， 整个喷涂时间及次数可在PLC设备中调整。巴利亚液和石墨的喷涂速度可调。根据喷涂工艺要求，一个荧光屏喷涂三次，每次喷涂时间要求是：巴利亚液8-10 秒（两次），石墨10秒（一次），每次间隔7-8秒钟。由于荧光屏为长方形，故喷涂路 线分为两个方向：X方向和Y方向。喷涂时，喷枪底部有两个凸轮机构带动分别作X、 Y方向的摆动，凸轮的转动有蜗轮蜗杆按30： 1将电机的速度分解而来。此次设计的控 制系统其控制器采用PLC（可编程序控制器），两种不同的喷涂速度由变频器来实现，通 过不同的接近开关监测动作的位置以实现全自动控制。同时，控制系统可以接受外来信 号，并发出请求信号。而喷涂石墨主要作
4、用是防止热拱起。彩色显像管工作时，电子枪发射的电子束中一 部分通过荫罩孔射在荧光屏上，使荧光粉发光，大部分（70%-80%）射在荫罩板上（包 括桥、筋、有效面外），由动能转化为热能，产生大量的热量，由于荫罩板很薄，记忆 受热变形，由于其周围被框架所限制，荫罩板面不能向四周延伸，只能向荧光面方向拱 起，使q值变化引起色纯不良。为了防止热拱起，设计了以下一些方法：1.1喷涂石墨通过在铝膜上喷涂一层遮挡溶液后再喷涂一层石墨，是铝膜吸收来自荫罩热量的能 力增大，使荫罩温度降低，从而抑制了热拱起，同时，由于有了石墨导电层，使荧光面 电位更加稳定，又吸收减少了电子束的漫反射造成的杂散光，避免了杂散光引起的
5、对比 度下降。1.2蒸黑铝在荫罩朝向电子枪内侧一面喷涂一层氧化祕，氧化祕是重金属氧化物，电子束遇到 它会反射回来而不轰击荫罩板，减少了荫罩上产生的热量，从而防止热拱起。1.3低熔点玻璃喷涂在荫罩朝向电子枪内侧一面喷涂一层低熔点并未经烧结使其结品的玻璃，产生应 力，防止热拱起。1.4蒸黑铝有些制管工艺在低真空条件下，在铝膜上在蒸一次铝膜形成黑铝，其作用与喷涂石 墨相同，也是为了吸收来自荫罩板的热量。1.5黑色陶瓷喷涂在荫罩朝向电子枪内侧一面喷涂一层黑色体后，像低熔点玻璃一样产生应力防止阴 罩板热拱起。防止热拱起的方法很多，在此就不一一列举。而本次设计中用的是喷涂石墨来防止 热拱起。为了防止石墨喷
6、涂中渗入铝膜，影响亮度，喷涂石墨前要先喷涂一层名为巴利 亚液的遮挡溶液。巴利亚液在高温时容易成膜，所以在喷涂前要将温度升高到90-110 摄氏度，这是通过预热炉来进行的，为了防止荫罩与荧光屏温差太大而产生变形，屏与 荫罩应同时进行预热。预热的温度对成膜至关重要，达不到规定的温度，巴利亚液成膜 前流动太多，导致膜不均匀，过高则会引起屏炸裂。屏和荫罩是分别装在传送带吊兰上 通过预热炉的。为了操作方便，预热炉的形状常做成U字形，传送带吊兰是用不锈钢细 网或耐高温材料制成的可防止划伤屏风界面。由于经受住几百度高温，为了加热均匀， 炉体内装有热风循环用的鼓风机。外表面装有保温层，防止热量向外辐射影响坏境
7、温度。喷涂机工艺流程为：蒸铝后的屏荫罩分离一预热炉投入一预热炉取出一屏投入AD 喷涂机一巴利亚液喷涂一石墨喷涂一巴利亚液喷涂一检验一与配阴罩一一起送往下一 个工序.本次主要设计内容:AD机的设计大体可以分为机械部分的设计和控制部分的设计。 本设计主要以AD机的机械部分设计为主要设计内容。机械部分的设计，以电机为原动 件。传动部分以齿轮减速和涡轮蜗杆减速为传动件。执行部分是一个凸轮连杆机构带动 的四滑块机构，滑块上带有含有两个料斗的喷枪。除了机械部分以外还对控制部分做了 简单的设计，控制部分是通过变频器在PLC的控制下实现的。第2章方案选择2.1机械部分根据AD喷涂机工作要求，结合设计参数，以及
8、相关资料，提出以下论证方案：方案一：用凸轮带动四连杆机构来控制摆杆摆动及停止等，并用行程开关监测位置， 利用速度继电器等控制电机喷涂石墨和巴利亚液时所需的不同速度以及气、液体的开 关。但继电器过多导致电路复杂。方案二：喷枪的X,Y方向的移动是由X,Y方向的伺服电机来驱动，而整个系统由单 片机或微机控制，可形成完整的闭环监测系统，故障报警等。其缺点是成本比较高。方案三：屏在液压缸的作用下，在Y方向往复运动并设有圆刀开关，可多位，其速 度可由速度阀来控制；而X方向用摆杆的摆动来完成速度。由微机控制，而工作中的起 停速度都是由软件来控制。但其功率损耗较大，有污染，动作不太灵敏，成本也不低。方案四：两
9、个凸轮分别带动一个四连杆机构使喷枪在X、Y方向摆动，用蜗轮蜗杆 分配X、Y方向的速度比为30： 1，以满足设计要求。用电磁式或光电式接近开关检测喷 涂是否到位。电机选用减速电机，用变频器来控制喷涂巴利亚液和石墨时的不同速度要 求，电机可选用普通型号的电机（功率200W），起停是由电磁离合器来控制的。而整个 系统是由PLC来控制的，从送屏到取屏以及相关加工和故障报警等。具有结构简单、动 作灵敏、控制方便的特点。本次设计采用方案四。所有零件和各种仪表的计量单位全部采用国际单位标准。图纸按照中华人民共和国 GB标准进行绘制。满足AD喷涂机整体机构为平台式，其设计制造严格按照ISO标准进 行。为了满足
10、彩管厂方告诫的精度要求，所有材料均浸铜。设备的平面设计符合要求， 关键件清单完成后，经由买方认可后可购买。在于屏封接的台面上，设计有高质量的橡 胶垫，以保护荧光屏，管路系统均采用SUS材质。由于巴利亚液与石墨的黏度不同，因此在喷涂时，要求有不同的喷涂速度。这里， 我们通过 变频器直接对普通电机进行调速。而且，大大简化了整个机器的机械结构。传动系统由电机带动一个凸轮连杆机构，在带动喷枪尾部，当电机带动凸轮匀速转 动时，连杆机构带动喷枪左右摆动。同时，电机通过一个蜗轮蜗杆机构带动另一个方向 凸轮连杆机构，实现喷枪前后左右摆动。而喷嘴运行的驱动机构应轻巧、灵活可靠，机 构运转平稳且无明显撞击声。喷涂
11、机后设有抽风管口，使喷涂环境保持干净。2.2控制部分电器控制部分采用日本OMRON公司的可编程控制器（PLC）C40P系列机。方案一：用继电器控制方案二：用单片机控制方案三：计算机控制方案四：PLC控制由于目前大多采用单片机控制和PLC控制所以以下对这两种方安作论证.2.2.1控制逻辑继电器控制逻辑采用硬接线逻辑，利用继电器机械触点的串联或并联，及延时继电 器的滞后动作等组合成控制逻辑，其接线多而复杂、体积大、功耗大、故障率高，一旦 系统构成后，想再改变或增加功能都很困难。另外，继电器触点数目有限，每个只有4 8对触点。因此，灵活性和扩展性很。而PLC采用存储器逻辑，其控制逻辑以程序方式 存储
12、在内存中，要改变控制逻辑，只需改变程序即可，故称为“软接线”。因此灵活性 和扩展性都很好。2.2.2工作方式电源接通时，继电器控制线路中各继电器同时都处于受控状态，即该吸合的都应吸 合，不该吸合的都因为受某种条件限制不能吸合。它属于并行工作方式。而PLC的控制 逻辑中各内部器件都处于周期性循环扫描过程中，属于串行工作方式。2.2.3可靠性和可维护性继电器控制逻辑使用了大量的机械触点，连线也多。触点开闭时会受到电弧的损坏， 并由机械磨损，寿命短，因此可靠性和可维护性差。而PLC采用微电子技术，大量的开 关动由无触点的半导体电路来完成，体积小、寿命长、可靠性高。PLC还配有自检和监 督功能，能检查
13、出自身的故障，并随时显示给操作人员，还能动态的监视控制程序的执 行情况，为现场调试和维护提供了方便。2.2.4控制速度继电器控制逻辑依靠触点的机械动作实现控制，工作频率低，触点的开闭动作一般 在几十ms数量级。另外，机械触点还会出现抖动问题。而PLC是由程序指令控制半导 体电路来实现控制，属于无触点控制，速度极快，一般一条用户指令的执行时间在us 数量级，且不会出现抖动。2.2.5定时控制继电器控制逻辑利用时间继电器进行时间控制。一般来说，时间继电器存在定时精 度不高，定时范围窄，且易受坏境湿度和温度变化的影响，调整时间困难等问题。PLC 使用半导体集成电路做定时器，时基脉冲由晶体振荡器产生，
14、精度相当高，且定时时间 不受环境的影响，定时范围一般从0.001s到若干天或更长。用户可根据需要在程序中 设置定时值，然后由软件来控制定时时间。2.2.6设计和施工使用继电器控制逻辑完成一项控制工程，其设计、施工、调试必须依次进行，周期 长，而且修改困难。工程越大，这一点就越突出。而用PLC完成一项控制工程，在系统 设计完成以后，现场施工和控制逻辑的设计（包括梯形图设计）可以同时进行，周期短， 且调试和维修都很方便。从以上几个方面的比较可以看出，PLC在性能上比继电控制器优越，特别是可靠性 高、通用性强、设计施工周期短、调试修改方便，而且体积小、功耗低、使用维护方便。 但在很小的系统使用时，价
15、格要高于继电器系统。第3章传动零件的设计3.1工艺要求与设计参数计算（1）工艺过程如下图3-1屏到位一 一次喷涂巴利亚液一延时喷涂7秒二次喷涂石墨延时7秒一一三次喷涂巴利亚液 一移走图3-1喷漆工艺过程共用时间约45-50秒。（2）工作参数（喷涂34寸屏幕）喷涂范围 800 x 600mm 2 ；涂漆时间：42 土 3秒；X和Y方向的速度比：30： 1；喷枪在X、Y方向的摆动角度：30 ；主轴最高转速（喷涂石墨时）：X方向15转/8秒二112.5r/min；Y 方向 112.5 转/30 秒=3.75r/min；主轴最低转速（喷涂巴利亚液时）：X方向15转/10秒=90r/min；Y 方向 9
16、0 转/30 秒=3r/min；电机功率：200w。传动系统如图3-2所示，有电机带动两个凸轮-平行四连杆结构，同时带动喷 枪并尾部运动，当电机带动凸轮匀速运动时，连杆机构带动喷枪左右摆动。喷嘴 运行的驱动机构应轻巧、灵活可靠，机构运转平稳且无明显撞击声。同时，本设 备还存在以下一些问题：由于采用气动系统、连杆系统、凸轮系统、蜗轮一蜗杆 机构，使本设备的噪音较大；另外，巴利亚等物质对空气有严重的污染，这势必要求本设备应具有一套对其废弃余物的回收处理的完善设备。图3-2传动原理图3.2电机的类型和结构形式由于该机器在工作时无特殊的要求，不需要经常启动、自转和反转，故可选择Y 系列三相笼式异步电机。其有结构简单、工作可靠、价格低廉、维护方便等优点，故为 首选。最后决定选用YPE系列三
