一种模块化机器人精确喷釉系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及马桶施釉的全自动加工，具体是指一种采用模块化机器人喷釉系统，通过闭环控制等方式实现无流釉、无积釉的柔性加工。
【背景技术】
[0002]陶瓷喷釉作为陶瓷生产的重要环节目前多以人工喷釉为主，其生产环境恶略，生产稳定性差，对工人技术要求高。为了解决陶瓷生产需求，同时最大程度地保护劳动者切身利益，陶瓷产商对喷釉自动化进行了多方面探讨。为了满足需求，有学者采用单动力皮带或链条线与机器人配合的方式实现机器人喷釉连续生产。此类系统避开了在喷釉区设置较多机械设备的技术难题，但是由于输送系统精度较低，因而此类生产线生产的陶瓷表面容易出现流釉积釉等现象，即使安排人工进行后续修补也难以进一步提高喷釉质量。再者，虽然机器人自身适应能力高，但是由于采用单一输送线，导致其整线适应能力较低。针对不同企业的不同生产需求，需要对整个输送系统进行重新设计，设计投入高，设备开发周期长。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于克服上述不足，提供一套可模块选用、自由组合的机器人精密嗔轴系统。
[0004]为了实现上述目的，本发明通过下列技术方案来实现:
[0005]—种模块化机器人精确喷釉系统，用于对陶瓷坐便器胚体的施釉，其包括沿陶瓷坐便器胚体的运行方向依次设有的第一模块化输送线、自动管道施釉机构、第二模块化输送线、以及至少一第三模块化输送线;其中:
[0006]所述第一模块化输送线包括第一输送线体以及沿第一输送线体的运行方向依次设有的移栽定位机构和水箱盖拆卸机构；
[0007]所述第二模块化输送线包括第二输送线体以及沿第二输送线体的运行方向依次设有的水箱内壁施釉机构和水箱盖装配机构;所述水箱盖拆卸机构拆卸的陶瓷坐便器胚体的水箱盖通过一水箱盖输送线输送至水箱盖装配机构；
[0008]所述自动管道施釉机构包括一输送对接线以及两个第一无动力过渡线，所述两个第一无动力过渡线的一端分别固定连接于输送对接线两端的侧壁，所述两个第一无动力过渡线的另一端分别延伸至第一输送线体和第二输送线体的侧壁，所述第一无动力过渡线的上表面与输送对接线、第一输送线体和第二输送线体的上表面在同一平面上；
[0009]所述第三模块化输送线包括第三输送线体以及沿第三输送线体的运行方向依次设有的单个机器人喷釉机构和至少一个非喷釉工位，所述第三输送线体与第二输送线体的连接处通过一第二无动力过渡线连接，所述第二无动力过渡线的两端分别固定连接于第三输送线体与第二输送线体的侧壁，且第二无动力过渡线的上表面与第三输送线体和第二输送线体的上表面在同一平面上。
[0010]本发明所指模块化机器人精确喷釉系统采用步进输送的方式，所有工位为等间距设置。输送系统将工件(这里指陶瓷坐便器胚体)输送到指定工位后，整个输送系统切断动力，工件停留于工作工位，各工位工作完成后，输送系统再次启动将工件输送到下一个工位。
[0011]本发明所指移栽定位机构包括水平面三自动度(横向、纵向、水平旋转)移动机构、同步对称夹紧定位托底手、扶正手以及控制系统。其通过同步对称夹紧定位托底手同时夹紧工件上的对称点实现工件定位，而后通过扶正手对工件的前部角度进行微调，通过水平面三自由度移动机构实现工件移栽。
[0012]本发明所指模块化输送线包括机架、伺服驱动双同步带、无动力过渡线、同步带清洗装置、激光对射传感器、控制系统。
[0013]伺服驱动双同步带采用单一伺服电机通过一个安装有两个同步带轮(两轮齿形、节径、宽度相同)的动力主轴驱动两条平行同步带(两带参数相同)。两同步带的张紧边位于松边上方，两张紧边分别通过两个不锈钢支架支撑保证严格水平。两不锈钢支架安装于水平可调的机架上，保证两不锈钢支架上表面在同一水平面上。
[0014]机架包括动力装置机架、同步带张紧机架、中部支撑机架。其中中部支撑机架根据其所在位置是否为喷房内部而不同。位于喷房内部的中部支撑机架本体略矮于安装于喷房外部的中部支撑机架，而在本体上方设置两个楔形块，通过两个楔形块的高度累计以支撑机架，两个楔形块斜面上可安装釉料回收槽。
[0015]无动力过渡线一端安装于同步带张紧机架上，另一端可安装到需要与该模块对接的任一模块化输送线体的动力装置机架上，从而实现两个模块的输送系统对接。
[0016]每个同步带配置一个同步带清洗装置，该装置安装于同步带松边之上，临近动力装置，其包括带盖清洗槽与喷洗吹干装置。带盖清洗槽上设置通孔以供同步带穿过，清洗槽底部与顶部分别设置用以喷水的喷嘴以及用以吹气的气嘴。以上所指喷嘴与气嘴安装方向均与同步带输送面垂直。以同步带松边前进方向为正向，则气嘴安装于喷嘴前方。清洗槽底部与顶部的喷嘴同时向同步带的输送面与齿面喷水以冲洗留在皮带上的釉料;清洗槽底部与顶部的气嘴同时向同步带的输送面与齿面吹气，以吹走同步带上的液体；以上喷嘴与气嘴配合实现同步带清洗与干燥工作。
[0017]所述激光对射传感器安装于机器人喷釉工位上，超前于喷釉系统要求工件准确停放以供机器人喷釉的边界线。即以同步带输送线输送方向为正向，则激光对射传感器安装于工件准确停放的前边界线的后方。如此，当同步带输送工件接近准确停放位置时，激光对射传感器的对射接收信号先被切断，从而控制系统在工件放置前提前预知工件的准确位置，根据该位置信号，通过伺服电机位移控制方法对工件输送位置进行补偿，将工件输送到指定的位置上。
[0018]所述模块化喷房与回收槽安装于每个机器人喷釉工位。喷房与回收槽采用板拼接方式隔离喷釉区。其中回收槽底部为平面，可以被上述模块化输送线体中部支撑机架的两个楔形块通过斜面夹紧。由此回收槽底面为斜面安装，以使釉料流动顺畅。回收槽底部另设有孔，孔边设沿，以供上述机器人第七轴升降。
[0019]所述喷釉机器人与机器人第七轴安装于每个机器人喷釉工位。喷釉机器人安装于模块化输送线体一侧，其上安装有喷枪，可对工件表面进行喷釉;机器人第七轴安装于模块化输送线体两同步带线中间，具有旋转、升降功能，可以顶起模块化输送线体的同步带上的工件进行旋转以辅助机器人喷釉，并将工件复位放回同步带。
[0020]所述自动管道施釉机构上设置有与模块化输送线体对接的输送对接线与无动力过渡线。当自动管道施釉机构施釉完毕或需要从模块化输送线体上取工件时，单独使自动管道施釉机构复位，其上的输送对接线与模块化输送线体的同步带位于同一水平面，其上的无动力过渡线位于其输送对接线与模块化输送线体的同步带之间，输送对接线和模块化输送线体的同步带均设置到同一线速度，从而使工件平稳地在从自动管道施釉机构输送到第二模块化输送线体上，或从第一模块化输送线体输送到自动管道施釉机构上。
[0021]所述水箱盖自动提取与安装模块可根据系统需要安装到模块化输送线体上。其包括水箱盖自动提取装置、水箱盖输送装置与水箱盖安放装置。以喷釉系统工件输送方向为正向，则水箱盖自动提取装置位于水箱盖安放装置的后方，水箱盖输送装置安放于模块化输送线的上方。
[0022]本发明通过模块化闭环控制的思想，既提高喷釉系统的控制精度又实现喷釉系统的模块拆分，提高喷釉系统的适应能力，降低重复设计成本与设计周期。本发明以每个机器人喷釉工位为模块拆分单位建立独立的喷釉系统模块，从而使每个喷釉系统均可通过工艺需求选择不同的喷釉模块进行拼接，以减少设计开发周期；为每个机器人喷釉工位设置一段独立的同步带输送线，通过激光传感器进行工件到位信号采集，并采用伺服电机位移控制模式进行工件输送位置补偿，从而实现每个喷釉工位输送位置的精确控制;本发明为机器人系统配备移栽定位机械臂，设置于系统前端以克服人工上料精度不稳定问题;本发明可串接全自动管道施釉专机与水箱盖自动提取与安放系统，从而实现坐便器内外表面全方位施釉;本发明所指单个机器人喷釉模块、全自动管道施釉模块、水箱盖自动提取与安装模块均可以独立产品或附属产品的形式供生产企业选用，系统适应能力较已有系统有显著提升。
[0023]本发明与现有技术相比较，具有如下优点:
[0024](I)产品质量方面。本发明有效地解决机器人喷釉系统的高精度输送问题，实现机器人高精度喷釉，从而避免了流釉、积釉等质量问题，使得喷釉质量与喷釉稳定性得到有效提尚O
[0025](2)企业成本方面。本发明所述模块化的喷釉系统为企业提供一套可柔性选配组合的喷釉系统，企业可根据自身需求进行系统引进，成本控制更为灵活。同时由于模块化的设计，减少企业定制设备而产生的高额费用。再者以自动化的方式代替传统的人工方式，从长远角度上讲，节省因人工产生的各项成本。同时，自动化的方式可保障工序执行的稳定性，避免人为因素产生的产品报废率。
[0026](3)改善员工的工作环境并降低其工作强度。本专利采用全自动化的方式完成工件的喷釉工作，避免人工喷釉对工人的身体伤害。同时，工序衔接无需人工搬运，降低工人工作强度。
[0027](4)产能方面。本系统可根据生产产能需要进行配对，产能稳定。
【附图说明】
[0028]图1为本发明模块化机器人精确喷釉系统实例中的结构总示意图；
[0029]图2为本发明陶瓷坐便器移栽定位装置实例中的总结构示意图；
[0030]图3为图2中移动机构的结构示意图；
[0031 ]图4为托底手和扶正手的结构示意图；
[0032]图5为扶正手的结构示意图；
[0033]图6为水箱盖拆卸机构和水箱盖装配机构的配合结构示意图；
[0034]图7为图6中水箱盖拆卸机构的结构示意图；
[0035]图8为图6中的水箱盖装配机构的结构示意图；
[0036]图9为图8中水箱盖装配机构的横向传动装置和纵向传动装置的结构示意图；
[0037]图10为图8中水箱盖装配机构的垂向传动装置和吸盘微调装置的结构示意图；
[0038]图11为自动管道施釉机构的