一种超疏液浆料的机器人喷涂生产方法、设备及介质

技术领域

本发明涉及喷涂工艺领域，尤其涉及一种超疏液浆料的机器人喷涂生产方法、设备及介质。

背景技术

现有的制造超疏液材料的生产工艺，主要有蚀刻法、凝胶法、模板法、静电纺丝法等多种工艺方法，这些方法各有优缺点。其中一种工艺方法是喷涂法，其主要是把浆料喷涂到经过清洗的基底表面，然后烘干。喷涂法虽然被认为表面超疏液涂层的耐久性和牢固性比其他工艺方法较差，但是这种工艺成本低、工艺简单、能适应多种不同形状的表面、设备要求低，而且相关技术日益成熟，有很大的潜力在将来运用在进行大批量的生产超疏液材料中。

然而目前采用喷涂法制造超疏液材料，主要是靠人工来制备浆料，然后进行人工喷涂，使得生产速度、产品质量均有限，而且喷涂过程中的浆料溶剂和粉尘颗粒等各种污染对人体健康会造成损害。因而，使用自动化的喷涂生产线是喷涂法制造超疏液材料的一个必然发展方向，以喷涂法制造超疏液材料能广泛运用到多种不同场合下，满足多种不同的具体需求的。然而，现有的超疏液喷涂生产线，普遍是通过针对某一产品的自动喷涂工艺进行生产线的设计与建造，且仅限于喷涂环节实现自动化，而且能喷涂的基底材料形状有限，导致产品单一，生产线的成本高。特别是在超疏液材料生产领域，最常见的生产需求是多样化小批量的产品生产，自动化成本太高。

此外，在不改变喷涂设备和浆料的情况下，仅通过控制喷涂过程中的喷涂距离等参数，也会对超疏液材料的性能有所改变，人工喷涂无法很好的控制上述参数，无法保证产品质量并稳定得到需要的超疏液材料性能。

发明内容

为了克服现有的超疏液材料自动化生产成本太高、泛用性低，人工生产质量差、效率低的问题，本发明提供一种超疏液浆料的机器人喷涂生产方法、设备及介质。

本发明提供了一种超疏液浆料的机器人喷涂生产方法，包括：

通过上料多轴机械臂，从上料传送带上夹取基底材料，并将基底材料安放到工件夹具上；其中，所述工件夹具上设有至少一个用于固定基底材料的工位；

通过多个多轴机械臂接力搬运工件夹具，使工件夹具依次通过清洗设备、风干设备和喷涂多轴机械臂，并再次通过风干设备；其中，当工件夹具通过清洗设备时，通过清洗设备对基底材料进行清洗；当工件夹具通过风干设备时，通过风干设备对基底材料进行风干；当工件夹具通过喷涂多轴机械臂时，通过喷涂多轴机械臂对基底材料进行浆料的喷涂；

通过下料多轴机械臂将完成涂层风干的基底材料从工件夹具上取下并送入烘干炉，通过烘干炉将基底材料的涂层烘干；

通过下料多轴机械臂将完成涂层烘干的基底材料移动到检测区，通过检测设备检测基底材料的涂层是否合格；

若是，则通过下料多轴机械臂将基底材料送入出货传送带；

否则，通过下料多轴机械臂将基底材料送入次品坡道。

作为优选地，多个所述多轴机械臂包括第二多轴机械臂和第三多轴机械臂，所述超疏液浆料的机器人喷涂生产方法还包括：

通过第二多轴机械臂从夹具储存区夹取工件夹具，并使工件夹具移动至上料区；

当基底材料完成清洗并风干后，第二多轴机械臂将工件夹具传递给第三多轴机械臂；

当下料多轴机械臂将工件夹具上的全部基底材料取下时，第三多轴机械臂将工件夹具放回夹具储存区。

优选地，所述上料传送带和所述出货传送带上均设有若干个凸起，所述凸起用于托起基底材料使其方便抓取。

优选地，所述第二多轴机械臂相对侧对称设有第四多轴机械臂，所述第四多轴机械臂用于与所述第二多轴机械臂对称运动共同搬运工件夹具。

优选地，所述第三多轴机械臂相对侧对称设有第五多轴机械臂，所述第五多轴机械臂用于与所述第三多轴机械臂对称运动共同搬运工件夹具。

优选地，所述第二多轴机械臂、所述第三多轴机械臂、所述第四多轴机械臂与所述第五多轴机械臂均设于轨道上，所述轨道用于移动所述第二多轴机械臂、所述第三多轴机械臂、所述第四多轴机械臂与所述第五多轴机械臂。

优选地，多个所述多轴机械臂之间设有至少一个用于放置工件夹具的夹具支架。

优选地，所述通过多个多轴机械臂接力搬运工件夹具，使工件夹具依次通过清洗设备、风干设备和喷涂多轴机械臂，并再次通过风干设备，其中还包括：

在工件夹具通过清洗设备、风干设备或喷涂多轴机械臂时，通过多个所述多轴机械臂翻转所述工件夹具，使基底材料的两面，或者双面工件夹具，均能受到的清洗、风干或喷涂。

本发明还提供了一种超疏液浆料的机器人喷涂生产设备，包括：上料模块、搬运模块、烘干模块和检测模块；

所述上料模块用于通过上料多轴机械臂，从上料传送带上夹取基底材料，并将基底材料安放到工件夹具上；其中，所述工件夹具上设有至少一个用于固定基底材料的工位；

所述搬运模块用于通过多个多轴机械臂接力搬运工件夹具，使工件夹具依次通过清洗设备、风干设备和喷涂多轴机械臂，并再次通过风干设备；其中，当工件夹具通过清洗设备时，通过清洗设备对基底材料进行清洗；当工件夹具通过风干设备时，通过风干设备对基底材料进行风干；当工件夹具通过喷涂多轴机械臂时，通过喷涂多轴机械臂对基底材料进行浆料的喷涂；

所述烘干模块用于通过下料多轴机械臂将完成涂层风干的基底材料从工件夹具上取下并送入烘干炉，通过烘干炉将基底材料的涂层烘干；

所述检测模块用于通过下料多轴机械臂将完成涂层烘干的基底材料移动到检测区，通过检测设备检测基底材料的涂层是否合格；若是，下料多轴机械臂将基底材料送入出货传送带；否则，下料多轴机械臂将基底材料送入次品坡道。

本发明提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质包括存储的计算机程序，其中，在所述计算机程序运行时控制所述计算机可读存储介质所在设备执行上述超疏液浆料的机器人喷涂生产方法。

本发明的有益效果是：

(1)通过多个多轴机械臂相互配合，形成一条完整的工件清洗、风干、喷涂、风干、烘干生产线，相比传统的人工喷涂，提高了喷涂质量，免去对工作人员的健康伤害，相比于定制化的喷涂生产线，多个多轴机械臂相互配合灵活性更好，适用于各种不同的工件的喷涂，适用于多种不同喷涂工艺流程，灵活性高，适用范围广，在加工小批量不同产品时生产成本更低。

(2)通过工件夹具，使多轴机械臂可以同时对多个工件进行喷涂加工，提高了加工效率，且提高了多轴机械臂与不同工件之间的兼容性；在加工不同工件时，更换工件夹具的成本相较于传统生产线的调整成本更低，更换效率更高，提高了生产线对不同产品加工的适用性。

附图说明

下文将结合说明书附图对本发明进行进一步的描述说明，其中：

图1为本发明其中一个实施例的方法流程图；

图2为本发明另一个实施例的生产线设备示意图；

图3为本发明另一个实施例的步骤A2示意图；

图4为本发明另一个实施例的步骤A34示意图；

图5为本发明另一个实施例的步骤A35示意图；

图6为本发明另一个实施例的步骤A5示意图；

图7为本发明另一个实施例的步骤A6示意图。

图中：1、上料传送带；2、上料多轴机械臂；3、第二多轴机械臂；4、第四多轴机械臂；5、工件夹具；6、视觉设备；7、轨道；8、夹具支架；9、清洗设备；10、风干设备；11、第三多轴机械臂；13、第五多轴机械臂；14、喷涂多轴机械臂；15、下料多轴机械臂；16、检测设备；17、次品坡道；18、烘干炉；19、出货传送带；20、平面地基。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参见图1，作为本发明的其中一个实施，公开了一种超疏液浆料的机器人喷涂生产方法，用于对基底材料上喷涂超疏液浆料，包括步骤如下：

S1、通过上料多轴机械臂2，从上料传送带1上夹取基底材料，并将基底材料安放到工件夹具5上；其中，所述工件夹具5上设有至少一个用于固定基底材料的工位；

S2、通过多个多轴机械臂接力搬运工件夹具5，使工件夹具5依次通过清洗设备9、风干设备10和喷涂多轴机械臂14，并再次通过风干设备10；其中，当工件夹具5通过清洗设备9时，通过清洗设备9对基底材料进行清洗；当工件夹具5通过风干设备10时，通过风干设备10对基底材料进行风干；当工件夹具5通过喷涂多轴机械臂14时，通过喷涂多轴机械臂14对基底材料进行浆料的喷涂；

S3、通过下料多轴机械臂15将完成涂层风干的基底材料从工件夹具5上取下并送入烘干炉18，通过烘干炉18将基底材料的涂层烘干；

S4、通过下料多轴机械臂15将完成涂层烘干的基底材料移动到检测区，通过检测设备16检测基底材料的涂层是否合格；

S41、若是，则通过下料多轴机械臂15将基底材料送入出货传送带19；

S42、否则，通过下料多轴机械臂15将基底材料送入次品坡道17。

优选地，在本实施例中，基底材料既可以是单面喷涂，也可以是双面喷涂，且所述工件夹具5可以是单面结构，所有工位均是相同的朝向，所述工件夹具5也可以是双面结构，所有工位一部分朝向所述工件夹具5的正面，另一部分朝向所述工件夹具5的背面，基底材料分别朝向两个方向固定在所述工件夹具5上。

所述步骤S2中，还包括：

S21、在工件夹具5通过清洗设备9、风干设备10或喷涂多轴机械臂14时，通过多个所述多轴机械臂翻转所述工件夹具5；使基底材料的两面，或者双面工件夹具5，均能受到的清洗、风干或喷涂。

本实施例通过多个多轴机械臂相互配合，形成一条完整的工件清洗、风干、喷涂、风干、烘干生产线，相比传统的人工喷涂，提高了喷涂质量，免去对工作人员的健康伤害，相比于定制化的喷涂生产线，多个多轴机械臂相互配合灵活性更好，适用于各种不同的工件的喷涂，适用于多种不同喷涂工艺流程，灵活性高，适用范围广，在加工小批量不同产品时生产成本更低。

此外，本实施例通过使用设有多个工位的工件夹具5，使多轴机械臂在一次动作中可以同时对多个工件进行喷涂加工，从而提高了整个生产线的加工效率。通过替换不同的工件夹具5，提高了多轴机械臂与不同基底材料之间的兼容性；在加工不同工件时，更换工件夹具5的成本相较于传统生产线的调整成本更低，更换效率更高，提高了生产线对不同产品加工的适用性，在生产小批量多种类的产品时，只需要准备好对应的工件夹具5以及提前配置好生产线控制程序，即可快速调整产线，即可有效降低生产成本，提高了生产效率。

本实施例还公开了一种超疏液浆料的机器人喷涂生产设备，包括：上料模块、搬运模块、烘干模块和检测模块；

所述上料模块用于通过上料多轴机械臂2，从上料传送带1上夹取基底材料，并将基底材料安放到工件夹具5上；其中，所述工件夹具5上设有至少一个用于固定基底材料的工位；

所述搬运模块用于通过多个多轴机械臂接力搬运工件夹具5，使工件夹具5依次通过清洗设备9、风干设备10和喷涂多轴机械臂14，并再次通过风干设备10；其中，当工件夹具5通过清洗设备9时，通过清洗设备9对基底材料进行清洗；当工件夹具5通过风干设备10时，通过风干设备10对基底材料进行风干；当工件夹具5通过喷涂多轴机械臂14时，通过喷涂多轴机械臂14对基底材料进行浆料的喷涂；

所述烘干模块用于通过下料多轴机械臂15将完成涂层风干的基底材料从工件夹具5上取下并送入烘干炉18，通过烘干炉18将基底材料的涂层烘干；

所述检测模块用于通过下料多轴机械臂15将完成涂层烘干的基底材料移动到检测区，通过检测设备16检测基底材料的涂层是否合格；若是，下料多轴机械臂15将基底材料送入出货传送带19；否则，下料多轴机械臂15将基底材料送入次品坡道17。

优选地，所述上料传送带1和所述出货传送带19上均设有若干个凸起；所述凸起用于托起基底材料使其方便抓取；本实施例的凸起设于对应基底材料四角的位置，且多组凸起均匀固定于所述上料传送带1和所述出货传送带19上。

参见图2至图7，作为本发明的另一个实施例，所有设备与多轴机械臂均固定设于平面地基20上，多个所述多轴机械臂包括第二多轴机械臂3和第三多轴机械臂11，本实施例的超疏液浆料的机器人喷涂生产方法，包括步骤如下：

A1、通过第二多轴机械臂3从夹具储存区夹取工件夹具5，并使工件夹具5移动至上料区；其中，所述工件夹具5上设有至少一个用于固定基底材料的工位；

A2、通过上料多轴机械臂2，从上料传送带1上夹取基底材料，并将基底材料安放到工件夹具5上；

A31、通过第二多轴机械臂3将工件夹具5运送至清洗设备9，通过清洗设备9对基底材料进行清洗；

A32、通过第二多轴机械臂3将工件夹具5运送至风干设备10，通过风干设备10对基底材料进行风干；

A33、当基底材料完成清洗与风干后，第二多轴机械臂3将工件夹具5传递给第三多轴机械臂11；

A34、通过第三多轴机械臂11将工件夹具5运送至喷涂多轴机械臂14处，通过喷涂多轴机械臂14对基底材料进行浆料的喷涂；

A35、通过第三多轴机械臂11将工件夹具5运送至风干设备10，通过风干设备10对涂层进行风干；

A4、通过下料多轴机械臂15将完成涂层喷涂的基底材料从工件夹具5上取下并送入烘干炉18，通过烘干炉18将基底材料的涂层烘干；

A5、当下料多轴机械臂15将工件夹具5上的全部基底材料取下时，第三多轴机械臂11将工件夹具5放回夹具储存区；

A6、通过下料多轴机械臂15将完成涂层烘干的基底材料移动到检测区，通过检测设备16检测基底材料的涂层是否合格；

A61、若是，则通过下料多轴机械臂15将基底材料送入出货传送带19；

A62、否则，通过下料多轴机械臂15将基底材料送入次品坡道17。

本实施例在进行流水线生产时，上述步骤A1、步骤A34和步骤A6可同时执行，即第二多轴机械臂3、第三多轴机械臂11和下料多轴机械臂15可以同时执行其对应的步骤流程，进行流水线式超疏液浆料的机器人喷涂生产。

其中，风干设备10可以只设有一个，步骤A32和步骤A35共用同一个风干设备10，减少生产线成本与空间占用，也可以分别使用独立的风干设备10，以免步骤A32和步骤A35产生冲突而降低生产效率。

优选地，所述第二多轴机械臂3相对侧对称设有第四多轴机械臂4，所述第四多轴机械臂4用于与所述第二多轴机械臂3对称运动共同搬运工件夹具5。所述第三多轴机械臂11相对侧对称设有第五多轴机械臂13，所述第五多轴机械臂13用于与所述第三多轴机械臂11对称运动共同搬运工件夹具5。通过两组对称设置的多轴机械臂，同时通过两个多轴机械臂固定住工件夹具5的两侧，来搬运、翻转工件夹具5，可以使较大尺寸的工件夹具5或较重的基底材料在清洗、风干和喷涂过程中更稳定。

在本实施例中，第二多轴机械臂3、第四多轴机械臂4、第三多轴机械臂11和第五多轴机械臂13均设于两条平行的轨道7上，所述轨道7用于移动多轴机械臂，以延长多轴机械臂的运动范围，使产线的长度不再受多轴机械臂运动范围的限制。

优选地，多个所述多轴机械臂之间设有至少一个用于放置工件夹具5的夹具支架8，所述夹具支架8可以直接作为所述夹具储存区，用来储存空置的夹具支架8，亦可以作为第二多轴机械臂3将工件夹具5传递给第三多轴机械臂11时的中转站，即：第二多轴机械臂3将工件夹具5放置在空闲的夹具支架8上，第三多轴机械臂11从夹具支架8上取下工件夹具5；使第二多轴机械臂3不用等待第三多轴机械臂11取走工件夹具5才可进行下一步流程，进一步提高了整个生产线的工作效率。

优选地，上料区上方还设有视觉设备6，用于为多轴机械臂的上料提供视频信息以供图像识别进行工件的空间定位。

本发明还公开了一种终端设备，包括处理器和存储装置，存储装置用于存储一个或多个程序；当一个或多个程序被处理器执行时，处理器实现上述的超疏液浆料的机器人喷涂生产方法。所称处理器可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等，所称处理器是测试设备的控制中心，利用各种接口和线路连接整个测试设备的各个部分。

存储装置可用于存储计算机程序和/或模块，处理器通过运行或执行存储在存储装置内的计算机程序和/或模块，以及调用存储在存储装置内的数据，实现终端设备的各种功能。存储装置可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序等；存储数据区可存储根据终端设备的使用所创建的数据等。此外，存储装置可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如硬盘、内存、插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card,SMC)，安全数字(Secure Digital,SD)卡，闪存卡(Flash Card)、至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他易失性固态存储器件。

其中，超疏液浆料的机器人喷涂生产设备集成的模块/单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，计算机程序可存储于至少一个计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，计算机程序包括计算机程序代码，计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。计算机可读介质可以包括：能够携带计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。

需说明的是，以上所描述的设备及装置的实施例仅是示意性的，其中作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步的详细说明，应当理解，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发明的保护范围。特别指出，对于本领域技术人员来说，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。