基于模塊化自動(dòng)噴釉線的研究與運(yùn)用

摘? ? 要：陶瓷制品是當(dāng)前人們生活中不可或缺的一種用具。在陶瓷制品胚體的表面，大都覆蓋著一層薄薄的琉璃態(tài)物質(zhì)，這種物質(zhì)就是釉。如果陶瓷制品沒有掛釉，無論其造型或式樣如何精美，都無法展現(xiàn)出其獨(dú)特的陶瓷魅力。當(dāng)前，我國(guó)陶瓷產(chǎn)業(yè)中對(duì)其進(jìn)行施釉的方式可以分為兩種：人工噴釉與專用設(shè)備噴釉。但這兩種方式都存在一定的弊端，文章就分析了當(dāng)前陶瓷制品噴釉工作存在的不足，在此基礎(chǔ)探討一種基于模塊化的自動(dòng)噴釉線的制作與，旨在為相關(guān)企業(yè)機(jī)器人自動(dòng)噴釉技術(shù)創(chuàng)新工藝提供參考。

關(guān)鍵詞：模塊化;自動(dòng)噴釉線;研究;運(yùn)用

1? 前言

我國(guó)是一個(gè)陶瓷大國(guó)，卻不是陶瓷行業(yè)強(qiáng)國(guó)，特別是在施釉方面，與國(guó)外先進(jìn)的技術(shù)還存在一定的差異，導(dǎo)致產(chǎn)品的質(zhì)量存在一定的不足。當(dāng)前，我國(guó)國(guó)內(nèi)的陶瓷衛(wèi)浴行業(yè)在施釉方面普遍采用人工施釉的方式，這種施釉法，無法保證陶瓷衛(wèi)浴產(chǎn)品的質(zhì)量，而且勞動(dòng)強(qiáng)度較大，加之釉料具有一定的毒害性，對(duì)施釉工人的身體造成一定的損害。而采用自動(dòng)化噴釉技術(shù)，又因操作人員的綜合素質(zhì)參差不齊而無法保證產(chǎn)品的質(zhì)量。因此，研究一款符合我國(guó)陶瓷衛(wèi)浴產(chǎn)品生產(chǎn)企業(yè)生產(chǎn)需求的自動(dòng)化噴釉生產(chǎn)線就顯得極為迫切且必要。文章就提出了基于模塊化的自動(dòng)噴釉線的設(shè)計(jì)方法，通過創(chuàng)新機(jī)器人自動(dòng)噴釉技術(shù)工藝，提高噴釉操作的質(zhì)量和效率。

2? 噴釉工藝簡(jiǎn)述

噴釉是陶瓷行業(yè)為產(chǎn)品施釉的一種方式，也是保證陶瓷產(chǎn)品外形和質(zhì)量的重要手段。當(dāng)前，我國(guó)廣泛使用的施釉方法是釉漿施釉。其操作流程是將原材料按特定配比加水后研磨成釉漿，然后將研磨好的釉漿添加到產(chǎn)品坯體的表面，借助干燥坯體吸水的特性，使釉漿粘附在坯體的表面。在這一環(huán)節(jié)中。釉漿的比重、流速以及吸干等特性直接影響著陶瓷產(chǎn)品最終的品質(zhì)。

在實(shí)際操作中，釉漿施釉的方法大致可分為浸釉法、澆釉法、蕩釉法、涂刷釉法、甩釉法和噴釉法等。其中，噴釉法是當(dāng)前常用的一種施釉方式，其工作原理是利用壓縮空氣，借助噴槍或噴釉機(jī)械以噴霧的形式，將釉漿噴附在產(chǎn)品坯體的表面。在噴釉的過程中，胚體通常是放置在可旋轉(zhuǎn)的臺(tái)子上，在噴釉的同時(shí)，胚體進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。在這一過程中，坯體旋轉(zhuǎn)的速度、胚體與噴槍之間的距離、噴槍噴釉的壓力、噴釉的次數(shù)以及釉漿的特性都會(huì)影響到噴釉的效果。

3? 采用機(jī)器人噴釉技術(shù)工藝的必要性分析

傳統(tǒng)的陶瓷衛(wèi)浴產(chǎn)品在進(jìn)行噴釉時(shí)，因?yàn)樯a(chǎn)廠家大多使用人工噴釉的方式，而施工操作人員受種種因素的影響，會(huì)出現(xiàn)噴釉不均勻的現(xiàn)象，影響到產(chǎn)品的質(zhì)量，這樣就導(dǎo)致生產(chǎn)企業(yè)人均勞動(dòng)生產(chǎn)效率較低，在材料和能源消耗方面較高，而且因?yàn)楫a(chǎn)品的質(zhì)量不太穩(wěn)定，極易影響到產(chǎn)品的交付，無法保證按期交付質(zhì)量合格的產(chǎn)品。隨著我國(guó)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)主體的確立，在新常態(tài)下，陶瓷衛(wèi)浴行業(yè)整體面臨著產(chǎn)業(yè)升級(jí)、淘汰落后產(chǎn)能的大變革。而采用機(jī)器人噴釉的技術(shù)工藝，利用穩(wěn)定高效的噴釉機(jī)器人來代替人工操作，借助信息技術(shù)能很好地控制釉漿噴涂的時(shí)間和量，使陶瓷產(chǎn)品的釉質(zhì)薄厚均勻，提高噴釉的質(zhì)量，這樣就能極大地提高企業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)品的合格率。據(jù)相關(guān)部門同居的數(shù)據(jù)顯示，采用人工噴釉的方式，廢品率大約為3%～6%，而使用噴釉機(jī)器人操作，基本上可以做到零廢品率，這樣就可以為企業(yè)節(jié)省10%左右的釉量，從而提高相關(guān)企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。此外，采用機(jī)器人進(jìn)行噴釉施工，還能減少企業(yè)的人力支出。據(jù)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，采用機(jī)器人噴涂釉漿，一條生產(chǎn)線可減少三分之二的人力。

4? 當(dāng)前陶瓷行業(yè)機(jī)器人噴釉技術(shù)存在的不足分析

當(dāng)前，我國(guó)國(guó)內(nèi)的陶瓷企業(yè)因大都使用人工施釉的方式，且施工操作人員的素質(zhì)參差不齊，導(dǎo)致部分企業(yè)在采用機(jī)器人噴釉技術(shù)工藝時(shí)，因施工人員素質(zhì)參差不齊，對(duì)該技術(shù)工藝?yán)斫夂驼莆盏某潭炔煌谑┕み^程中仍存在一定的誤差，不僅影響到自動(dòng)連續(xù)化生產(chǎn)，影響到勞動(dòng)生產(chǎn)率及產(chǎn)品生產(chǎn)的穩(wěn)定性，同時(shí)也造成一定的資源和能源的浪費(fèi)。基于此，設(shè)計(jì)基于模塊化的自動(dòng)噴釉線，借助PLC示教編程，提高生產(chǎn)效率，降低施工難度就顯得極為迫切。

5? 基于模塊化自動(dòng)噴釉線的設(shè)計(jì)

基于模塊化的自動(dòng)噴釉線，是采用PLC示教編程，將噴釉環(huán)節(jié)分為坯體定位、坯體輸送及機(jī)器人噴釉三大模塊。在實(shí)際操作中，該自動(dòng)噴釉線主要是采用人工上料的方式，然后借助PLC系統(tǒng)，將三大模塊連接在一起，在噴釉完成以后，仍然采用人工擦拭工位與人工下料的方式，提高生產(chǎn)的效率。其中，坯體定位自動(dòng)化模塊主要是對(duì)完成的坯體進(jìn)行定位與移載，與坯體輸送模塊相連接，將其運(yùn)送到噴涂機(jī)器人面前。而施工人員則根據(jù)PLC示教編程對(duì)機(jī)器人進(jìn)行操控。因?yàn)椴僮鞴と舜蠖际蔷哂卸嗄陱氖绿沾蓢娪允┕さ墓と耍兄S富的噴釉知識(shí)和工作經(jīng)驗(yàn)，他們只需拖動(dòng)機(jī)器人的噴槍握柄直接進(jìn)行施工操作，控制器就可以對(duì)工業(yè)機(jī)器人在噴釉各環(huán)節(jié)的參數(shù)進(jìn)行記錄，然后示教器就會(huì)對(duì)工業(yè)機(jī)器人的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)動(dòng)作進(jìn)行噴釉示教。在完成示教以后，機(jī)器人內(nèi)部的智能系統(tǒng)還會(huì)自動(dòng)記錄在示教的過程，噴槍運(yùn)動(dòng)的軌跡，形成相應(yīng)的軌跡數(shù)據(jù)，然后在生產(chǎn)流水線上不斷地重復(fù)示教動(dòng)作效果，然后借助智能化系統(tǒng)，對(duì)噴涂的效果進(jìn)行直接的觀察，根據(jù)該企業(yè)釉料的特性，自動(dòng)修改并優(yōu)化噴涂的工位，以保證噴涂的效果，提高產(chǎn)品噴涂的合格率。

6? 基于模塊化的自動(dòng)噴釉線的安裝運(yùn)用

在系統(tǒng)上電之前，必須進(jìn)行系統(tǒng)的線路檢查，以保證控制柜及機(jī)械本體外部界限的正確性和電源連接的正確性，保證不會(huì)出現(xiàn)短路現(xiàn)象。在此基礎(chǔ)上，利用U盤將基本參數(shù)和PLC參數(shù)導(dǎo)入到控制系統(tǒng)當(dāng)中，然后關(guān)起充氣，保存數(shù)據(jù)。當(dāng)完成參數(shù)設(shè)置以后，操作人員還必須通過示教器進(jìn)入到監(jiān)控界面認(rèn)真檢查各個(gè)軸的旋轉(zhuǎn)方向是否正確，并檢驗(yàn)是否存在跟蹤誤差。完成這一步后，進(jìn)入到校準(zhǔn)界面，對(duì)機(jī)器人進(jìn)行較零操作。完成這一步后，就可以引導(dǎo)操作人員進(jìn)行自動(dòng)連續(xù)化生產(chǎn)了。而且，即使沒有任何編程經(jīng)驗(yàn)的普通操作工人，都可以直接操控機(jī)器人進(jìn)行施工操作，不需要編程技術(shù)人員參與，系統(tǒng)就可以自動(dòng)進(jìn)行記錄，并在實(shí)踐中根據(jù)觀察、分析，對(duì)操作過程進(jìn)行自動(dòng)的修改和優(yōu)化，操作手直接、簡(jiǎn)單，能完全取代熟練工人的在高強(qiáng)度和高污染環(huán)境下的勞動(dòng)，提高工作效率，減少人為誤差，節(jié)約噴涂耗材。

7? 結(jié)論

綜上所述，本項(xiàng)目進(jìn)行的機(jī)器人自動(dòng)噴釉技術(shù)創(chuàng)新工藝，實(shí)現(xiàn)機(jī)器換人及自動(dòng)連續(xù)化生產(chǎn)，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和產(chǎn)品生產(chǎn)穩(wěn)定性，降低人工成本;機(jī)器人控制系統(tǒng)采用PLC示教編程，可直接對(duì)應(yīng)完全沒有編程經(jīng)驗(yàn)的一線操作工，操控機(jī)器人方法直接簡(jiǎn)單，只需用人手把持機(jī)器人噴槍握柄，直接拖動(dòng)機(jī)器人進(jìn)行噴涂運(yùn)動(dòng)。完成示教后，機(jī)器人內(nèi)部智能系統(tǒng)自動(dòng)記錄示教過程的運(yùn)動(dòng)軌跡，形成軌跡數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)流水線上不斷重復(fù)示教動(dòng)作（噴涂）的效果。由于使用過程完全不需要編程技術(shù)人員參與，并可在示教過程中直接觀察、修改、優(yōu)化噴涂效果，完全取代熟練工人的在高強(qiáng)度和高污染環(huán)境下的勞動(dòng)，提高工作效率，減少人為誤差，節(jié)約噴涂耗材。

參考文獻(xiàn)：

[1] 姜維剛，韋正，王青鋒.基于總線技術(shù)的模塊化設(shè)備研究[J].數(shù)碼世界，2019（5）：273～273.

[2] 周爽，陳波，耿軍偉等.基于深度學(xué)習(xí)融合模塊化物聯(lián)感知的輸電線路智能管控系統(tǒng)研究與應(yīng)用[J].農(nóng)村電氣化，2019（8）：9～13.

[3] 李楠，王宗榮，肖東杰等.基于模塊化設(shè)計(jì)方法的自動(dòng)化生產(chǎn)線點(diǎn)膠單元研發(fā)[J].南京工程學(xué)院學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2018（4）：83～87.

[4] 莫慶龍，甘林，蘇銀蕊.基于模塊化自動(dòng)噴釉線的研究與應(yīng)用[J].中國(guó)陶瓷，2017（5）：77～80.

作者簡(jiǎn)介：

陳劍煌（1979—）性別：男，籍貫：廣東省潮州市人，民 族：漢 職稱：助理工程師，學(xué)歷：高中。研究方向：衛(wèi)生陶瓷生產(chǎn)工藝及生產(chǎn)設(shè)備的理論與實(shí)踐。