异形易开盖刻线补涂的数控技术应用

0 引言

　　易开盖是食品罐头加工行业中金属罐头用盖。易开盖产品工序虽然很多，但是一般都包括：铁皮_基础盖成型一拉环组合成型一后处理工序一成像视觉检测一集盖包装。易开盖有圆形和非圆形两大类，异形易开盖是指非圆形易开盖，如椭圆形、方形、马蹄形等。

　　易开盖是用于罐头封盖和开启之用，顾名思义，在食用时应容易开启，故在加工盖子时盖面上预刻有一条一定深度的刻痕，并铆有拉环，这样开启时盖子能沿着刻痕完全拉开。出于罐头食用安全的缘故，要求盖子在食品包装在罐内后到食品食用完前不能有生锈、腐蚀，所以用来做易开盖的马口铁材料一般都事先要进行涂覆工艺处理，即在马口铁材料的表面涂上一层耐腐蚀的涂料，这样盖子在包装食品过程中就不会生锈、腐蚀。但是刻痕线的加工无疑要破坏了盖子上面的这层涂膜，所以盖子必须在刻痕线之后进行补涂工艺处理。为了能最大开口地把罐头打开，一般刻痕线的轨迹与盖体外形轨迹类似，是盖体外形轨迹向内的等距线，所以圆形的易开盖刻痕线是圆形的，异形易开盖刻痕线的轨迹也是其该异形的相似形。

　　从传统的刻线补涂技术及工艺方法介绍人手，分析其存在的局限性和不足；针对补涂工艺的改进和装备优化，介绍了新型数控异形易开盖刻线补涂技术的应用原理和良好的使用性能。

1 传统的刻线补涂技术

　　用来刻线补涂的材料一般有酚醛树脂涂料、环氧一酚醛树脂涂料、丙烯酸树脂涂料和铝膏等，这些种类的涂料具有耐腐蚀性、良好的附着性、柔韧性、无毒、无味，符合食品卫生安全要求，另外，对于贮藏、输送涂料的容器、管道来说，也要求有较高的耐腐蚀性，且易拆卸、易清洗。

　　用来刻线补涂的涂料由于其特生以及刻线的截面形状等原因，所喷出来的涂料的截面形状一般是扇形的而不是柱形的，即有方向性的，所以对圆形易开盖来说刻线补涂工艺一般都是喷枪不转动，盖子转动，这样喷出来的涂料补涂在盖面上看上去是一圈较均匀的圆环，也较美观。

　　对于异形易开盖来说，由于其刻线的不规则性，刻线补涂工艺相对较复杂，传统的异形易开盖的刻线补涂工艺的完成主要有以下几种方法：人工刷涂直接由工人在盖面上用手工将涂料补涂在一圈刻线上。这种补涂方式工艺简单，劳动强度大，工作效率低且不利于涂覆层的均匀度，只适用于批量特别小、投入产出比不高或不常用的盖型中。

　　纯机械方式用机械方式完成异形易开盖的补涂必须有以下几个步骤：加盖→分盖→送盖→盖定位→盖上顶_盖转动(盖不转动)→喷枪平动(跟随)补涂→盖下降→盖送走。除了加盖用手工完成外，其余的每个步骤都要用传统的机械设备自动实现，且每个步骤之间的动作要求相互协调．相互配合，同步性好，不能有一个动作掉链，也不能有一个动作超前。用纯机械方式完成异形易开盖的补涂工艺，机器结构很复杂，动力传动在立体空间纵横交错，有很多步骤要用偏心轮、凸轮来完成，如间歇分盖、间歇送盖要用X轴向的偏心轮来实现，盖上顶与盖下降要用Y轴向的升降凸轮来实现，完成喷枪平动(跟随)动作的是双层的成型凸轮转动机构。偏心轮与升降凸轮根据同盖型、不同机型，只要送盖步距与升降行程设计成一样，偏心轮与升降凸轮都可以通用，而完成喷枪平动动作的双层成型凸轮，是根据盖型中刻线的轨迹来设计的，不同的盖型成型凸轮就不一样，对成型凸轮的加工精度要求也比较高，因为成型凸轮加工稍有偏差，所走的轨迹就不一样，喷枪所喷出的涂料就不一定补在刻线上，相应的盖子的产品质量就达不到要求，调试和安装起来非常麻烦，异形易开盖因其盖型的非标性，一种盖型的产品需求量相对来说并不是很大，而结构这么复杂、如果机器产量不高，生产效率就很低，不同盖型共用一台的话，换盖型时要更换盖型备件(成型凸轮)，且更换盖型备件特别麻烦，产品换型困难，并且随着使用时间的推移，机械的磨损会影响到同步的精度，后期维护费用很高，所以纯机械方式的异形易开盖补涂机比较适用产量较大，不用换盖型的异形易开盖产品的生产。

　　机械方式与数控技术的结合用机械方式与数控技术的结合来完成异形易开盖补涂工艺的各个步骤，即用机械方式完成加盖一分盖-+送盖_+盖定位一出盖等动作，而用数控系统及伺服驱动技术来替代完成原来复杂的齿轮和传动轴变换的动力输送执行机构和凸轮传动过程，利用电子凸轮取代传统的机械式凸轮，将各个执行单元更换为伺服电机直接驱动机构，进行速度同步控制和位置控制。实现三维轨迹自动补涂，即(X轴与Y轴的联动合成)和喷枪(z轴)的上下运动。目前，采用数控技术的控制方法在国内易开盖行业的生产装备中很少应用。以下将详细介绍这种异形易开盖刻线补涂工艺的数控技术。