摘要：本文介紹一種機(jī)器人衛(wèi)生潔具施釉系統(tǒng)的構(gòu)成和系統(tǒng)中主要組件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及工作原理。

引言：

施釉是陶瓷產(chǎn)品生產(chǎn)過程的一個(gè)重要工序。施釉方法有噴釉躲叼、浸釉、澆釉企巢、涂刷釉等枫慷。其中噴釉是利用壓縮空氣將釉漿通過噴槍噴涂到產(chǎn)品坯體上。噴釉產(chǎn)生的釉層厚度比較均勻浪规，便于操作或听，尤其適合衛(wèi)生潔具這類體型較大、形狀復(fù)雜的產(chǎn)品施釉笋婿。噴釉時(shí)噴槍與坯體的距離誉裆、角度迈堂、噴槍移動(dòng)速度等決定了施釉的質(zhì)量，這就對(duì)操作工人提出了很高的要求捶卧，另外噴涂粉塵對(duì)操作工人也十分有害耀佣。所以采用機(jī)器人代替人工噴釉是個(gè)很好的選擇，不僅能保證施釉質(zhì)量疲飘，還可大大提高工作效率钳雄，減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度，保障工人身體安全辟侠。

近年來機(jī)器人施釉已越來越多的被生產(chǎn)企業(yè)所采用逃缔，本文是以我公司為某生產(chǎn)企業(yè)開發(fā)和實(shí)施的衛(wèi)生潔具機(jī)器人施釉系統(tǒng)的工程實(shí)例為背景葱有，介紹和闡述一種典型的機(jī)器人施釉系統(tǒng)眨柑。

1工程的實(shí)施背景

目前，國(guó)內(nèi)有200多家衛(wèi)生潔具生產(chǎn)企業(yè)复做，其施釉作業(yè)普遍采用人工方式坪腔，工人勞動(dòng)強(qiáng)度大，工效低旬渤，產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定吏口。而在國(guó)外機(jī)器人施釉已是比較成熟的技術(shù)，已被廣泛使用冰更。國(guó)內(nèi)也有企業(yè)從國(guó)外引進(jìn)機(jī)器人施釉系統(tǒng)产徊，但成本很高且作業(yè)方式不太適合國(guó)情。

我公司利用自己的機(jī)器人系統(tǒng)結(jié)合國(guó)內(nèi)唐山蜀细、北京等衛(wèi)生潔具生產(chǎn)企業(yè)實(shí)際需要開發(fā)研制的機(jī)器人施釉系統(tǒng)已被廣泛使用舟铜。

2系統(tǒng)構(gòu)成和主要機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及工作原理

機(jī)器人施釉系統(tǒng)主要由一臺(tái)機(jī)器人、兩套轉(zhuǎn)臂及轉(zhuǎn)臺(tái)奠衔、一套收釉裝置谆刨、一套工作間、一套噴釉系統(tǒng)及一套電氣控制系統(tǒng)組成归斤，如圖1所示痊夭。

圖1 系統(tǒng)構(gòu)成示意圖

1操作盤A 2操作盤B 3轉(zhuǎn)臂及轉(zhuǎn)臺(tái)B 4收釉裝置

5工作間 6機(jī)器人HP20D 7機(jī)器人基座 8 PLC控制柜

9變壓器 10機(jī)器人控制柜DX100 11轉(zhuǎn)臂及轉(zhuǎn)臺(tái)A

該系統(tǒng)設(shè)有A、B兩個(gè)工位脏里。每個(gè)工位設(shè)置有一套轉(zhuǎn)臂及轉(zhuǎn)臺(tái)她我，兩套轉(zhuǎn)臂及轉(zhuǎn)臺(tái)對(duì)稱設(shè)置。每個(gè)轉(zhuǎn)臺(tái)通過轉(zhuǎn)臂動(dòng)作可轉(zhuǎn)到噴涂施釉工位和裝卸件工位迫横。當(dāng)一個(gè)轉(zhuǎn)臺(tái)轉(zhuǎn)到噴涂施釉工位番舆，機(jī)器人對(duì)該轉(zhuǎn)臺(tái)上工件進(jìn)行噴涂工作時(shí)，另一轉(zhuǎn)臺(tái)可以轉(zhuǎn)出工作間籍喧、轉(zhuǎn)到裝卸件工位水仑，并在人工卸下噴涂好的工件蒿缎、換上新的待噴涂工件后再轉(zhuǎn)回到工作間內(nèi)的噴涂工位，等機(jī)器人噴涂完前一轉(zhuǎn)臺(tái)上工件后颂芒，馬上對(duì)該轉(zhuǎn)臺(tái)上的工件進(jìn)行噴涂菠告。機(jī)器人如此交叉作業(yè)，可以提高機(jī)器人的使用效率乱感。

下面結(jié)合工程實(shí)例詳細(xì)介紹該系統(tǒng)各部分主要組件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及工作原理蚜冀。

2.1機(jī)器人系統(tǒng)的構(gòu)成和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

本系統(tǒng)所選用的Motoman-HP20D機(jī)器人，是日本株式會(huì)社安川電機(jī)當(dāng)前最先進(jìn)的機(jī)器人蠢耻，包括機(jī)器人本體逞扰、機(jī)器人控制柜(YASNAC DX100)、示教盒(P.P)三部分及供電電纜威视。

Motoman-HP20D機(jī)器人采用的新型交流伺服電機(jī)唾浙，具有結(jié)構(gòu)緊湊、高輸出捂齐、響應(yīng)快蛮放、高可靠性等特點(diǎn)。因此奠宜，使HP20機(jī)器人本體更緊湊包颁、更靈活。同時(shí)压真，具有了更大的運(yùn)動(dòng)空間和更好的穩(wěn)定性娩嚼，以及可以適應(yīng)各種工藝姿態(tài)的卓越性能。

機(jī)器人本體為全軸防塵滴肿、防水型岳悟。

機(jī)器人控制柜YASNAC DX100的基本功能是控制機(jī)器人本體的六個(gè)軸，而在本系統(tǒng)中增加了對(duì)兩個(gè)外部軸的控制嘴高。

2.2轉(zhuǎn)臂及轉(zhuǎn)臺(tái)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及工作原理

轉(zhuǎn)臂及轉(zhuǎn)臺(tái)主要由轉(zhuǎn)臂基座(3)竿音、轉(zhuǎn)臂(2)、轉(zhuǎn)臺(tái)(1)拴驮、轉(zhuǎn)臂驅(qū)動(dòng)氣缸(1)及轉(zhuǎn)臂緩沖器(5)等組成春瞬。如圖2所示。轉(zhuǎn)臂采用氣缸驅(qū)動(dòng)守犯，通過電磁閥組件控制费犯，在轉(zhuǎn)臂的兩個(gè)極限位置上設(shè)有緩沖裝置、定位塊和極限開關(guān)飘示。轉(zhuǎn)臂的轉(zhuǎn)速由氣缸調(diào)速閥調(diào)節(jié)绷冈。

圖2轉(zhuǎn)臂及轉(zhuǎn)臺(tái)示意圖

1轉(zhuǎn)臺(tái) 2轉(zhuǎn)臂 3轉(zhuǎn)臂基座 4轉(zhuǎn)臂驅(qū)動(dòng)氣缸

5轉(zhuǎn)臂緩沖器 6密封板 7擋板

轉(zhuǎn)臂用于支承轉(zhuǎn)臺(tái)并使轉(zhuǎn)臺(tái)在裝卸工位和噴涂工位之間轉(zhuǎn)換。如圖3所示：轉(zhuǎn)臂回轉(zhuǎn)角度約60度;轉(zhuǎn)臺(tái)轉(zhuǎn)到裝卸工位時(shí)，人工在轉(zhuǎn)臺(tái)上裝卸工件;轉(zhuǎn)臺(tái)轉(zhuǎn)到噴涂工位時(shí)帐等，機(jī)器人對(duì)轉(zhuǎn)臺(tái)上的工件進(jìn)行噴涂施釉工作国赫。

圖3 轉(zhuǎn)臂及轉(zhuǎn)臺(tái)工作示意圖

1工作間 2室內(nèi)收釉漏斗 3轉(zhuǎn)臂及轉(zhuǎn)臺(tái)

4轉(zhuǎn)臂護(hù)罩5室外收釉漏斗

轉(zhuǎn)臺(tái)用于支撐工件并使工件在水平面上回轉(zhuǎn)，便于機(jī)器人對(duì)其圓周各面均勻噴釉颤赤。轉(zhuǎn)臺(tái)驅(qū)動(dòng)方式采用1.3kw伺服電機(jī)勉窟，并作為機(jī)器人外部軸由機(jī)器人統(tǒng)一控制，所以在機(jī)器人施釉同時(shí)暑锈，轉(zhuǎn)臺(tái)可以很完美的配合機(jī)器人的噴涂動(dòng)作糊批，達(dá)到較高的施釉質(zhì)量。伺服電機(jī)和RV減速機(jī)采用直聯(lián)方式哀卿，以減小轉(zhuǎn)臺(tái)的外型尺寸叛赚。轉(zhuǎn)臺(tái)最大承載約60Kg。

轉(zhuǎn)臺(tái)在設(shè)計(jì)上充分考慮了防塵稽揭、防水俺附，除了選用防護(hù)等級(jí)較高的電機(jī)和減速機(jī)外，還在結(jié)構(gòu)上做了防飛濺防護(hù)淀衣。另外轉(zhuǎn)臺(tái)除通過轉(zhuǎn)臂內(nèi)部通到工作間外的電纜通道外昙读，自身完全封閉，所有聯(lián)接處都設(shè)置了密封膠圈膨桥。

2.3工作間的構(gòu)成和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

工作間主體分為兩部分。前半部分為噴釉部分唠叛，全部為不銹鋼結(jié)構(gòu);后半部分為機(jī)器人部分只嚣，采用型鋼焊接框架貼有機(jī)玻璃板結(jié)構(gòu)。工作室外形尺寸為：長(zhǎng)3200mm×寬4200mm×高2500mm艺沼。

工作間后部開有兩扇維護(hù)門册舞，用于人員進(jìn)入工作間對(duì)機(jī)器人系統(tǒng)和噴釉系統(tǒng)進(jìn)行維護(hù)，也用于將室內(nèi)收釉小車?yán)龉ぷ鏖g障般。維護(hù)門設(shè)有安全鎖调鲸，用于工作間進(jìn)出門的安全防范，當(dāng)操作人員打開安全鎖進(jìn)入工作室時(shí)瘾枉，機(jī)器人會(huì)停止工作称痊，保證操作人員的安全。

工作間前側(cè)設(shè)有兩個(gè)工件進(jìn)出口缆兆，并設(shè)有一氣缸驅(qū)動(dòng)的推拉門缸日。每個(gè)工件進(jìn)出口設(shè)置一套轉(zhuǎn)臂轉(zhuǎn)臺(tái)，轉(zhuǎn)臂轉(zhuǎn)到工作間內(nèi)轉(zhuǎn)臺(tái)對(duì)應(yīng)的為噴涂施釉工位狡允，轉(zhuǎn)到工作間外轉(zhuǎn)臺(tái)對(duì)應(yīng)的工件裝卸工位绝话，如圖3所示。哪個(gè)進(jìn)出口的轉(zhuǎn)臺(tái)轉(zhuǎn)到噴涂工位，推拉門就擋住哪個(gè)進(jìn)出口狼隶，同時(shí)另一進(jìn)出口打開睬够。兩個(gè)噴涂工位間設(shè)有工位隔板。工位隔板赞约、推拉門和側(cè)墻在停留在噴涂工位的轉(zhuǎn)臺(tái)周圍構(gòu)成一個(gè)較封閉的空間雁唁，對(duì)噴涂施釉工作進(jìn)行防護(hù)，防止釉漿刮粥、粉塵飛濺车份。機(jī)器人在封閉工位進(jìn)行噴涂作業(yè)的同時(shí)，另一轉(zhuǎn)臺(tái)可以轉(zhuǎn)出工作間牡彻，轉(zhuǎn)到裝卸件工位扫沼，以便人工卸下噴涂好的工件并換上新的待噴涂工件。

圖4 工作間結(jié)構(gòu)圖

1工作間主體 2維護(hù)門 3轉(zhuǎn)臂護(hù)罩 4轉(zhuǎn)臂及轉(zhuǎn)臺(tái)

5機(jī)器人及其基座 6工位隔板 7推拉門

8推拉門驅(qū)動(dòng)氣缸 9除塵管道接口

工作間內(nèi)每個(gè)工位的兩側(cè)墻上都設(shè)有除塵窗口庄吼，噴釉作業(yè)時(shí)釉漿霧化的粉塵可以通過除塵窗口被除塵設(shè)備吸走缎除，以免其飄散在空氣中污染工作環(huán)境。除塵設(shè)備可以單獨(dú)配套也可以使用客戶現(xiàn)有車間除塵設(shè)備总寻。工作間頂部設(shè)有除塵管道接口器罐，如圖4所示。

2.4收釉裝置的構(gòu)成和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

噴釉時(shí)會(huì)有很大一部分釉漿沒有噴到或沒有附著在工件上渐行，所以釉漿回收裝置是系統(tǒng)必須設(shè)置的轰坊。

收釉裝置由兩套室內(nèi)收釉漏斗(6)、兩輛室內(nèi)收釉小車(5)祟印、一套室外收釉漏斗(3)肴沫、一輛室外收釉小車(4)和工位隔板(7)、側(cè)墻板等構(gòu)成蕴忆。

圖5 回收裝置結(jié)構(gòu)圖

1除塵管道接口 2除塵窗板 3室外收釉漏斗 4室外收釉小車

5室內(nèi)收釉小車 6室內(nèi)收釉漏斗 7工位隔板

室內(nèi)收釉漏斗設(shè)置在噴釉工位下方明因，室內(nèi)收釉小車放置在漏斗下方。小車采用萬向輪泡煌，可通過工作間的維護(hù)門拉出工作間進(jìn)行釉料回收扭皿。

室外收釉漏斗設(shè)置在工作間推拉門和居裝卸件工位轉(zhuǎn)臺(tái)的下方，以回收推拉門和轉(zhuǎn)臺(tái)上滴落的釉漿焦莉。室外收釉小車回收室外收釉漏斗接存的釉料澄锉。

2.5噴釉系統(tǒng)和電氣控制系統(tǒng)簡(jiǎn)介

噴釉系統(tǒng)由噴槍、供釉管路和釉罐等組成恕下。噴釉系統(tǒng)一般由生產(chǎn)企業(yè)根據(jù)自己的實(shí)際情況確定截抄。噴槍和釉路采用電磁閥壓縮空氣控制。

電氣控制系統(tǒng)硬件部分主要由系統(tǒng)控制柜(PLC)桥庵、系統(tǒng)操作盒及機(jī)器人控制柜(DX100)等組成掰弯。采用集中控制方式侈滚，通過系統(tǒng)控制柜(PLC)實(shí)現(xiàn)控制。通過操作盒可進(jìn)行系統(tǒng)的啟動(dòng)窍颗、停止以及暫停坞角、急停等運(yùn)轉(zhuǎn)方式的操作。此外吸占，系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)及報(bào)警可在操作盒上顯示晴叨。操作盒上采用可中、英文切換的操作系統(tǒng)及提示矾屯。

3結(jié)束語(yǔ)：

機(jī)器人施釉系統(tǒng)的應(yīng)用極大減輕了衛(wèi)生潔具施釉工序上工人的勞動(dòng)強(qiáng)度兼蕊，提高了產(chǎn)品質(zhì)量和企業(yè)的工作效率。現(xiàn)在正被越來越多的衛(wèi)生潔具企業(yè)所采用件蚕，并已經(jīng)過適當(dāng)改造后用在了陶瓷生產(chǎn)的其它行業(yè)孙技。

另外，機(jī)器人施釉系統(tǒng)的開發(fā)研制排作，也為工業(yè)機(jī)器人的廣泛使用提供了一個(gè)很好的例證牵啦。

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