一种智能机器人柔性生产系统的制作方法

本发明涉及陶瓷成型技术领域，特别涉及一种智能机器人柔性生产系统。

背景技术：

现实的陶瓷生产活动中，现有的陶瓷滚压生产线中需人工搬运、放置模型，且工人的操作强度大，工作效率低，且工作工作环境比较恶劣，此外，现有的陶瓷滚压生产线中，切泥机的切割大小不一致，使得切出的泥饼薄厚不一致，有时甚至出现马蹄形，使下道工序滚压成型中造成产品之间重量不一致，甚至造成陶瓷产品结构偏薄，使产品产生变形开裂缺陷，废品率提高。

技术实现要素：

本发明的目的旨在至少解决所述技术缺陷之一。

为此，本发明的目的在于提出一种智能机器人柔性生产系统，工作效率高、废品率小。

为了实现上述目的，本发明提供一种智能机器人柔性生产系统，包括：切泥机、转盘机构、模具运输机械手、滚压成型机、链式干燥生产线、成品运输机械手、洗边机；

所述切泥机的输出口设置于转盘机构的上方，且所述切泥机的输出口设置切泥组件、吸泥机构，所述切泥机将原料运输至输出口由切泥组件切割，再由吸泥机构将切割后的泥块运输至转盘机构上的模具内，所述转盘机构上设有多个可转动的模具盛放拖盘，所述模具盛放拖盘用于放置模具，所述模具运输机械手上设有模具夹具，所述模具运输机械手通过模具夹具夹取转盘机构上的放有泥块的模具，同时向转盘机构放置空的模具，所述模具运输机械手将带有泥块的模具运输至滚压成型机，夹取由滚压成型机滚压后的模具，并向滚压成型机放置带有泥块的模具，所述滚压成型机的滚压轮向下滚压带有泥块的模具，所述模具运输机械手将滚压后的模具运输并放置到链式干燥生产线的进口处的链式托架上，同时夹取链式托架上的空的模具，并将空的模具放回转盘机构上；

所述链式干燥生产线将进口处的链式托架上的模具运输至链式干燥生产线内的干燥室进行干燥，再运输至链式干燥生产线的出口处，出口处设有成品运输机械手，所述成品运输机械手上设有吸盘机构，所述成品运输机械手通过吸盘机构将干燥后的成品从模具中吸出，并运输至洗边机上，由洗边机对成品进行洗边、打磨。

进一步的，所述切泥机还包括上料运输机构、切泥运输机构，所述上料运输机构倾斜搭建在切泥运输机构上，所述上料运输机构两侧设有链轮上料机构，多个运泥架搭建在两侧链轮上料机构上，所述运泥架内用于放置原料，放置原料的运泥架由上料运输机构的低端运输顶端，经顶端的链轮转动后，原料由运泥架落入切泥运输机构上，所述切泥运输机构将原料运输至切泥机的输出口。

进一步的，所述吸泥机构包括转动机构、吸泥气缸、吸泥头，所述吸泥气缸安装在转动机构的转动轴上，所述吸泥气缸的端部设有吸泥头。

进一步的，所述转盘机构还包括转盘转动装置、压泥机构，多个可转动的模具盛放拖盘安装在所述转盘转动装置上，所述压泥机构包括压泥气缸、压泥头、托具气缸、托具头，所述压泥气缸与托具气缸竖直相对设置，且压泥气缸的端部设有压泥头，所述托具气缸的端部设有托具头，所述压泥气缸与托具气缸之间设有压泥工位，所述转盘转动装置转动模具盛放拖盘与压泥工位重合。

进一步的，所述模具夹具包括转动盘、模具抓手，所述转动盘下方对称设有两个模具抓手，所述转动盘的上方与模具运输机械手连接。

进一步的，两个所述模具抓手所抓取的模具之间的位置关系与转盘机构上相邻的模具盛放拖盘位置关系对应。

进一步的，所述链式干燥生产线包括干燥室、设置于干燥室内前后两侧的链轮运输机构，两侧链轮运输机构之间搭连有多个链式托架，且链式托架与链轮运输机构通过托架转动轴连接，链式托架用于放置模具。

进一步的，所述链轮运输机构由多个串联的链轮组成，设置于干燥室内的链轮相对于干燥室的中部对称设置，设置于链式干燥生产线进口和出口处的链轮为主动轮，主动轮的转动轴连接驱动机构。

进一步的，所述洗边机包括洗边转盘、转盘驱动装置、工位驱动装置、磨斜边装置、磨外沿装置、盘位调整装置，所述洗边转盘上方设有多个洗边工位，所述洗边转盘的转动轴连接转盘驱动装置，所述工位驱动装置包括偏心电机、主动带轮，所述偏心电机的输出轴与主动带轮的转动轴连接，每个所述洗边工位的下方都设有从动带轮，所述主动带轮与所有从动带轮之间通过皮带连接，所述磨斜边装置、磨外沿装置、盘位调整装置依次围绕洗边转盘设置，所述盘位调整装置包括丝杠驱动轮、丝杠伸缩机构、固定座、伸缩调节座、调整电机、调整轮，所述丝杠伸缩机构的一端固定有丝杠驱动轮，且丝杠伸缩机构穿过固定座上的螺纹孔固定于固定座上，所述伸缩调节座通过轴承与伸缩调节座固定，所述调整电机固定在伸缩调节座，且调整电机的转动轴处安装调整轮。

进一步的，所述磨斜边装置包括升降装置、2个或多个磨轮装置，所述升降装置上设有2个或多个磨轮装置，每个所述磨轮装置都包括磨轮调整装置、磨轮下压装置、磨轮驱动装置、磨轮，所述磨轮调整装置包括磨轮伸缩装置、磨轮转动装置，所述磨轮伸缩装置的一端安装在磨轮转动装置上，所述磨轮伸缩装置的另一端安装磨轮，所述磨轮转动装置安装在升降装置上，所述磨轮的转动轴与磨轮驱动装置连接，所述磨轮的上方的一侧设有磨轮下压装置，且磨轮下压装置与磨轮驱动装置固定。

本发明具有以下有益效果：

1、本发明能够通过数据链接机器人和自动供泥系统使其实现自动取放模具、泥料自动输送、自动切泥、自动投泥、自动滚压而完全取代人工的工作，从而降低了工人的劳动强度，改善了工人的作业环境也减少因劳动力不稳定或招工难来给生产企业带来的不便，降低了运营成本，提高了生产效率。

2、本发明的切泥机能通过控制线切割装置的运输速度可以控制泥块切割的大小，进而实现准确切泥，节约原料；此外，采用转盘机构的设计，利用压泥气缸带动压泥头压向模具，将模具中的泥块压成初步模型，同时，托具气缸带动托具头向上运动抵住模具的底部，避免模具移动，避免泥块的初步模型形状异常，还能确保泥块的初步模型在模具中的位置准确，有利于后续加工。

3、本发明的模具夹具在使用时，两个模具抓手动作可以不同，例如模具运输机械手通过模具夹具夹取转盘机构上的放有泥块的模具，同时向转盘机构放置空的模具，即一个模具抓手为夹紧动作，另一个模具抓手为放松动作，实现同步工作，这样能够大大提高工作效率。

4、本发明将干燥室分割成左右两侧的干燥区，并且干燥室左侧和右侧的干燥区内都上下设有多层链轮输送链，这样的设计，能够将滚压成型后模具在运输的过程中就进行加热，通过设计干燥室的大小、链轮输送链的层数、链轮运输速度等，来保证滚压成型后模具的干燥时间，提高整体的工作效率，降低劳动强度，这样的设计还使滚压成型后模具的干燥均匀，从而提高成品的质量，减少废品率。

5、本发明在干燥室的中部的下方设有冷却通风区域，将空的模具送入到冷却通风区域进行冷却，使得模具冷却后，再运输回链式干燥生产线进口处，能够进一步提高模具的质量，减少废品率。

6、本发明采用盘位调整装置的设计，通过调整轮与洗边工位上的成品接触，对成品的位置进行调整，确保成品的位置正确，提高成品的加工质量。此外调整轮还可以对成品进行打磨，将成品的外沿进行初步的打磨，有利于后续加工。

7、本发明的智能机器人柔性生产系统的制作工艺流程为首先对原料进行切割、然后放入到模具中，接着对模具中的泥块进行辊压成型，然后将模具放入到干燥室内进行干燥，接着将干燥后的成品进行成品位置调整、初磨、磨斜边、磨外沿后，进入到成品检测区域，对加工后的成品进行质量检测，剔除不合格的成品，整个过程采用无缝衔接的坐标设计，在陶瓷滚压成型生产中引入坐标机械手、关节机器人(即模具运输机械手和成品运输机械手)及气动输送系统实现对重体力岗位、技术性岗位操作工人的替代；利用机械手将模具放入到各个工位，同时取出加工的模具放入到下个工位，能够大大缩小加工时间，提高加工效率，降低劳动强度。

本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本发明的整体结构图；

图2为本发明的另一个方向上的整体结构图；

图3为图1的俯视图；

图4为图3的正视图；

图5为图3的左视图；

图6为本发明的切泥机和转盘机构的结构图；

图7为图6的主视图；

图8为图7的右视图；

图9为本发明的模具夹具的结构图；

图10为本发明的洗边机的俯视图；

图11为本发明的洗边机的结构图；

图12为本发明的洗边机的另一个方向上的结构图；

图13为本发明的磨斜边装置的结构图；

图14为本发明的盘位调整装置的结构图。

图中，1、切泥机；2、转盘机构；3、模具运输机械手；4、滚压成型机；5、链式干燥生产线；6、成品运输机械手；7、洗边机；8、模具；

101、上料运输机构；102、切泥运输机构；103、吸泥机构；104、切泥组件；105、链轮上料机构；106、运泥架；1031、转动机构；1032、吸泥头；1033、吸泥气缸；

201、模具盛放拖盘；202、压泥气缸；203、托具气缸；204、转盘转动装置；205、压泥头；206、托具头；

301、转动盘；302、模具抓手；

501、干燥室、502、链轮运输机构；

71、洗边转盘；72、磨外沿装置；73、磨斜边装置；74、盘位调整装置；75、工位驱动装置；76、转盘驱动装置；77、洗边工位；78、从动带轮；79、主动带轮；

741、丝杠驱动轮；742、丝杠伸缩机构；743、伸缩调节座；744、调整轮；745、调整电机；746、固定座；

731、磨轮；732、升降装置；733、磨轮下压装置；734、磨轮驱动装置；735、磨轮调整装置；7351、磨轮转动装置；7352、磨轮伸缩装置；

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

本发明提供一种智能机器人柔性生产系统，参考附图1-14所示，包括：切泥机1、转盘机构2、模具运输机械手3、滚压成型机4、链式干燥生产线5、成品运输机械手6、洗边机7。

切泥机1的输出口设置于转盘机构2的上方，且切泥机1的输出口设置切泥组件104、吸泥机构103，切泥机1将原料运输至输出口由切泥组件104切割，再由吸泥机构103将切割后的泥块运输至转盘机构2上的模具8内，转盘机构2上设有多个可转动的模具盛放拖盘201，模具盛放拖盘201用于放置模具8，模具运输机械手3上设有模具夹具，模具运输机械手3通过模具夹具夹取转盘机构2上的放有泥块的模具8，同时向转盘机构2放置空的模具8，模具运输机械手3将带有泥块的模具8运输至滚压成型机4，夹取由滚压成型机4滚压后的模具8，并向滚压成型机4放置带有泥块的模具8，滚压成型机4的滚压轮向下滚压带有泥块的模具8，模具运输机械手3将滚压后的模具8运输并放置到链式干燥生产线5的进口处的链式托架上，同时夹取链式托架上的空的模具8，并将空的模具8放回转盘机构2上。

链式干燥生产线5将进口处的链式托架上的模具8运输至链式干燥生产线5内的干燥室进行干燥，再运输至链式干燥生产线5的出口处，出口处设有成品运输机械手6，成品运输机械手6上设有吸盘机构，成品运输机械手6通过吸盘机构将干燥后的成品从模具8中吸出，并运输至洗边机7上，由洗边机7对成品进行洗边、打磨。

需要说明的时，为了更好的展示链式干燥生产线5内部结构，图1-5中并未画出链式干燥生产线5外壳。

下面具体对切泥机1的结构进行描述：

切泥机1还包括上料运输机构101、切泥运输机构102，上料运输机构101倾斜搭建在切泥运输机构102上，上料运输机构101两侧设有链轮上料机构105，多个运泥架106搭建在两侧链轮上料机构105上，运泥架106内用于放置原料，上料时，两侧链轮上料机构105转动，进而带动运泥架106运动，放置原料的运泥架106由上料运输机构101的低端运输顶端，经顶端的链轮转动后，原料由运泥架106落入切泥运输机构102上，切泥运输机构102将原料运输至切泥机1的输出口，其中切泥运输机构102可以选用皮带运输装置，且切泥运输机构102运输方向与运泥架106长度方向一致。

此外，在切泥运输机构102的两侧还设有泥块夹紧装置，用于切割时夹紧泥块，避免泥块移动，实现准确切割。

切泥机1中的切泥组件104包括切泥气缸、线切割装置，所述切泥气缸竖直设置在切泥运输机构102的输出口下，且切泥气缸的端部设有线切割装置，当泥块运输到切泥运输机构102的输出口后，由吸泥机构103吸住泥块的一端，切泥气缸向上作用，带动线切割装置向上运动，切割泥块。通过动线切割装置的运输速度可以控制泥块切割的大小。

切泥机1中的吸泥机构103包括转动机构1031、吸泥气缸1033、吸泥头1032，吸泥气缸1033安装在转动机构1031的转动轴上，吸泥气缸1033的端部设有吸泥头1032。转动机构1031带动转动轴转动，进而带动吸泥气缸1033和吸泥头1032转动，当吸泥头1032运动到正对与泥块时，则吸泥头1032吸住泥块，由切泥组件104切割泥块，然后转动机构1031带动吸泥头1032上的泥块运动到模具8的上方，将泥块放入到模具8内。

下面对转盘机构2进行具体描述：

转盘机构2还包括转盘转动装置204、压泥机构，多个可转动的模具盛放拖盘201安装在转盘转动装置204上，其中多个可转动的模具盛放拖盘201居于转盘圆心均匀分布，压泥机构包括压泥气缸202、压泥头205、托具气缸203、托具头206，压泥气缸202与托具气缸203竖直相对设置，且压泥气缸202的端部设有压泥头205，托具气缸203的端部设有托具头206，压泥气缸202与托具气缸203之间设有压泥工位，转盘转动装置204转动模具盛放拖盘201与压泥工位重合，即转盘转动装置204可转动模具盛放拖盘201上的带有泥块的模具8到压泥工位，然后压泥气缸202和托具气缸203同时动作，压泥气缸202带动压泥头205压向模具8，将模具8中的泥块压成初步模型，同时托具气缸203带动托具头206向上运动抵住模具8的底部，避免模具8移动，避免泥块的初步模型形状异常，还能确保泥块的初步模型在模具8中的位置准确，有利于后续加工。

下面详细描述模具夹具的结构：

模具夹具包括转动盘301、模具抓手302，转动盘301下方对称设有两个模具抓手302，转动盘301的上方与模具运输机械手3连接。两个模具抓手302所抓取的模具8之间的位置关系与转盘机构2上相邻的模具盛放拖盘201位置关系对应。

其中，每个模具抓手302都由一个抓手电机驱动，模具抓手302由丝杠和夹爪组成，丝杠的两端都通过夹爪连接块连接夹爪，且丝杠与夹爪连接块之间通过螺纹连接，两端的夹爪连接块的螺纹方向相反，丝杠的驱动轴连接抓手电机，工作时，抓手电机带动丝杠转动，进而带动夹爪连接块沿丝杠运动，通过抓手电机的转动方向可以控制两端夹爪夹紧或放松。

本发明的模具夹具在使用时，两个模具抓手302动作可以不同，例如模具运输机械手3通过模具夹具夹取转盘机构2上的放有泥块的模具8，同时向转盘机构2放置空的模具8，即一个模具抓手302为夹紧动作，另一个模具抓手302为放松动作，实现同步工作。

此外，本发明中的模具运输机械手3和成品运输机械手6可以采用多轴机械手，优选采用四轴机械手或六轴机械手。

下面对链式干燥生产线5的结构进行详细描述：

链式干燥生产线5包括干燥室、设置于干燥室内前后两侧的链轮运输机构，两侧链轮运输机构之间搭连有多个链式托架，且链式托架与链轮运输机构通过托架转动轴连接，链式托架用于放置模具8。

链轮运输机构由多个串联的链轮组成，设置于干燥室内的链轮为从动轮，且相对于干燥室的中部对称设置，设置于链式干燥生产线5进口和出口处的链轮为主动轮，主动轮的转动轴连接驱动机构。工作时，驱动机构带动主动轮转动，主动轮通过链条带动从动轮转动，进而带动与链条固定连接的链式托架运动，且链式托架在链轮运输机构运动时，由于转托架转动轴的作用，使得链式托架方向一致。

设置于干燥室内的链轮关于干燥室的中部对称设置，且干燥室左侧和右侧的干燥区内都上下设有多层链轮输送链，干燥室的中部的下方设有冷却通风区域，且冷却通风区域内也对称设有链轮，运输时，链式托架从链式干燥生产线5进口处的主动轮运输至干燥室左侧干燥区内顶层的链轮输送链，在这个阶段，模具运输机械手3可以从链式托架上拿取空的模具8，并将滚压成型后的模具8放置在链式托架上；然后链式托架再由顶层的链轮输送链从上往下运输至下层的链轮输送链，接着由左侧干燥区的下层的链轮输送链运输至右侧干燥区的下层的链轮输送链，然后由右侧干燥区的下层从下往上运输至顶层的链轮输送链，再由顶层的链轮输送链直接运输至链式干燥生产线5的出口的主动轮处，在这个阶段，成品运输机械手6从链式托架上拿取干燥后的成品；最后空的模具8随着链式托架由干燥生产线的出口的主动轮经冷却通风区域内的链轮，运输回链式托架从链式干燥生产线5进口处的主动轮，等待再次拿取。

将干燥室分割成左右两侧的干燥区，并且干燥室左侧和右侧的干燥区内都上下设有多层链轮输送链，这样的设计，能够将滚压成型后模具8在运输的过程中就进行加热，通过设计干燥室的大小、链轮输送链的层数、链轮运输速度等，来保证滚压成型后模具8的干燥时间，提高整体的工作效率，降低劳动强度，这样的设计还使滚压成型后模具8的干燥均匀，从而提高成品的质量，减少废品率。

在干燥室的中部的下方设有冷却通风区域，将空的模具8送入到冷却通风区域进行冷却，使得模具8冷却后，再运输回链式干燥生产线5进口处，能够进一步提高模具8的质量，减少废品率。

此外，还可以将切泥机1、转盘机构2、模具运输机械手3、滚压成型机4放置在链式干燥生产线5的进口处，将成品运输机械手6、洗边机7放置在链式干燥生产线5的出口处，这种布局可以提生产线的整体工作效率，也有利于观察生产过程。

成品运输机械手6上的吸盘机构将链式干燥生产线5中干燥后的模具8中成品吸出后，放置在洗边机7的洗边工位77上，对成品依次进行成品位置调整、初磨、磨斜边、磨外沿等加工，然后进入到成品检测区域，对加工后的成品进行质量检测，剔除不合格的成品。

下面对洗边机7的结构进行详细的说明：

洗边机7包括洗边转盘71、转盘驱动装置76、工位驱动装置75、磨斜边装置73、磨外沿装置72、盘位调整装置74，磨斜边装置73、磨外沿装置72、盘位调整装置74依次围绕洗边转盘71设置。

洗边转盘71上方设有多个洗边工位77，洗边转盘71的转动轴连接转盘驱动装置76，工位驱动装置75包括偏心电机、主动带轮79，偏心电机的输出轴与主动带轮79的转动轴连接，每个洗边工位77的下方都设有从动带轮78，主动带轮79与所有从动带轮78之间通过皮带连接，工作时，偏心电机带动主动带轮79转动，从而带动从动带轮78转动，进而带动洗边工位77转动。

盘位调整装置74包括丝杠驱动轮741、丝杠伸缩机构742、固定座746、伸缩调节座743、调整电机745、调整轮744，丝杠伸缩机构742的一端固定有丝杠驱动轮741，且丝杠伸缩机构742穿过固定座746上的螺纹孔固定于固定座746上，伸缩调节座743通过轴承与伸缩调节座743固定，调整电机745固定在伸缩调节座743，且调整电机745的转动轴处安装调整轮744。需要将调整轮744靠近洗边工位77时，丝杠驱动轮741控制丝杠伸缩机构742中的丝杠转动，进而使得伸缩调节座743沿丝杠螺纹方向运动，从而带动调整电机745、调整轮744运动，调整电机745带动调整轮744转动，由调整轮744与洗边工位77上的成品接触，对成品的位置进行调整，确保成品的位置正确，提高成品的加工质量。此外调整轮744还可以对成品进行打磨，将成品的外沿进行初步的打磨，有利于后续加工。

磨斜边装置73包括升降装置732、2个或多个磨轮装置，升降装置732上设有2个或多个磨轮装置，通过升降装置732控制2个或多个磨轮装置同时升降，每个磨轮装置都包括磨轮调整装置735、磨轮下压装置733、磨轮驱动装置734、磨轮731，磨轮调整装置735包括磨轮伸缩装置7352、磨轮转动装置7351，其中磨轮伸缩装置7352内部设有螺纹，通过螺纹实现伸缩，带动磨轮731向洗边工位77移动，磨轮伸缩装置7352的一端安装在磨轮转动装置7351上，磨轮伸缩装置7352的另一端安装磨轮731，磨轮转动装置7351安装在升降装置732上，磨轮731的转动轴与磨轮驱动装置734连接，磨轮731的上方的一侧设有磨轮下压装置733，且磨轮下压装置733与磨轮驱动装置734固定。

磨轮下压装置733由螺纹调节柱、压块、压力调节轮，螺纹调节柱的上部设有压力调节轮，螺纹调节柱的下部设有压块，通过转动压力调节轮，进而转动螺纹调节柱向下运动，带动压块压向磨轮731，使磨轮731倾斜，有利于打磨成品的斜边。

本发明的智能机器人柔性生产系统的制作工艺流程为首先对原料进行切割、然后放入到模具中，接着对模具中的泥块进行辊压成型，然后将模具放入到干燥室内进行干燥，接着将干燥后的成品进行成品位置调整、初磨、磨斜边、磨外沿后，进入到成品检测区域，对加工后的成品进行质量检测，剔除不合格的成品，整个过程采用无缝衔接的坐标设计，在陶瓷滚压成型生产中引入坐标机械手、关节机器人(即模具运输机械手和成品运输机械手)及气动输送系统实现对重体力岗位、技术性岗位操作工人的替代；利用机械手将模具放入到各个工位，同时取出加工的模具放入到下个工位，能够大大缩小加工时间，提高加工效率，降低劳动强度。

本发明能够通过数据链接机器人和自动供泥系统使其实现自动取放模具8、泥料自动输送、自动切泥、自动投泥、自动滚压而完全取代人工的工作，从而降低了工人的劳动强度，改善了工人的作业环境也减少因劳动力不稳定或招工难来给生产企业带来的不便，降低了运营成本，提高了生产效率。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。本发明的范围由所附权利要求极其等同限定。