一种基于矢量控制的陶瓷自动化机械设备

技术领域

本发明涉及陶瓷生产设备领域，尤其涉及一种基于矢量控制的陶瓷自动化机械设备。

背景技术

陶瓷是以天然粘土以及各种天然矿物为主要原料经过粉碎混炼、成型和煅烧制得的材料的各种制品。以前人们把用陶土制作成的在专门的窑炉中高温烧制的物品称作陶瓷，陶瓷是陶器和瓷器的总称。陶瓷的传统概念是指所有以粘土等无机非金属矿物为原料的人工，工业产品。它包括由粘土或含有粘土的混合物经混炼、成形、煅烧而制成的各种制品。由最粗糙的土器到最精细的精陶和瓷器都属于它的范围。现有的陶瓷制品主要是用于盛放的陶瓷容器以及用于观赏的陶瓷艺术品，并且用于观赏的陶瓷艺术品大多数制成容器结构，两者在生产中均需要对陶瓷进行喷釉。

现有的喷釉方式都是人工拿住喷头进行喷釉，人工拿住碰头对陶瓷进行喷釉，不仅耗费大量人力，并且由于人工喷釉的范围，需要对陶瓷进行搬运，多次的搬运容易对陶瓷磕碰到，造成很多残次陶瓷不能够进入市场，造成浪费。

传统的陶瓷，例如陶瓷杯、陶瓷瓶、陶瓷碗等陶瓷容器的生产工艺是：需要在内壁和外壁上釉，而陶瓷容器的内壁或外壁的釉料并不完全相同，因此需要将内壁的上釉和外壁的上釉分成两个工艺并依次进行，通常先对内壁上釉，然后再对外壁上釉，具体的，将待喷涂釉的胚体倒置，使其开口朝下，然后将喷釉管从胚体的开口伸入至胚体内，当釉料从喷釉管喷出后即可喷洒满盆体的内壁，再将胚体放置于釉料箱中喷涂外壁。

由于通过人工喷釉的方式，釉料的喷涂量难以控制，易造成陶瓷表面溢流的现象，降低美观度，并且由此形成的陶瓷喷釉工艺，使得喷釉的生产效率较低。

发明内容

因此，针对上述的问题，本发明提供一种基于矢量控制的陶瓷自动化机械设备，它主要解决了现有技术中陶瓷喷釉效率低且表面易产生溢流现象。

为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：

一种基于矢量控制的陶瓷自动化机械设备，包括机架、设于机架上的控制系统、输入输送带、导向组件、转移组件、表面预处理组件、推料组件、喷釉箱、喷釉组件以及输出输送带，所述控制系统分别与输入输送带、导向组件、转移组件、表面预处理组件、推料组件、喷釉组件、输出输送带电连接，定义沿输入输送带的输送方向延伸为纵向方向，沿其宽度方向延伸为横向方向，所述导向组件设于输入输送带的横向两侧，用于保持输入输送带上的胚体的上、下端同步稳定输送，所述转移组件设于输入输送带1的输出端，所述转移组件具有缓存工位和识别工位，所述推料组件设于转移组件的输出端，所述喷釉箱设于推料组件的输出端，所述喷釉箱内设有第二支撑平台、与第二支撑平台连接的第三驱动电机，所述喷釉组件设于喷釉箱内且位于第二支撑平台的上侧，所述输出输送带设于喷釉箱的输出端。

进一步的，所述转移组件包括设于机架上的第一横向导向机构、转移架、第一驱动电机、设于第一横向导向机构上的第一支撑平台以及驱动第一支撑平台沿第一横向导向机构滑动的第一驱动气缸，所述第一支撑平台的支撑面低于输入输送带的输送面，所述转移架分布于缓存工位处，且位于第一支撑平台的上侧，所述第一驱动电机与转移架连接，实现转移架的旋转，所述转移架具有沿纵向方向的通道以及沿横向方向的缓降组件，胚体在输入输送带推动下进入通道内并通过缓降组件下降至第一支撑平台。

进一步的，所述缓降组件包括左部件和右部件，所述左部件和右部件间隔分布，两者之间构成用于承接胚体的缓降平台，所述缓降平台与输入输送带位于同一平面，所述左部件和右部件均包括沿横向分布的套筒、沿套筒滑动的滑杆、设于套筒内的第一弹簧以及设于滑杆的自由端上的横向导向辊，通过位于左部件上的横向导向辊与右部件上的横向导向辊夹持胚体，并通过胚体的重力作用下挤压第一弹簧，实现缓降作用。

进一步的，所述表面预处理组件设于识别工位处，所述表面预处理组件包括与第一支撑平台连接的第二驱动电机、设于第一支撑平台上侧且位于胚体周侧的第一相机以及位于胚体上侧的第二相机。

进一步的，所述推料组件包括第二驱动气缸以及设于第二驱动气缸的输出端上的弹性块。

进一步的，所述喷釉组件包括设于第二支撑平台上侧的第二横向导向机构、设于第二横向导向机构上的连接座、设于连接座上的升降气缸、设于升降气缸的输出端上的安装座、驱动连接座沿第二横向导向机构运动的第三驱动气缸，所述安装座上设有第三横向导向机构，所述第三横向导向机构上可滑动地设有支架，所述支架具有向下平行分布的第一支杆和第二支杆，所述第一支杆上设有微调组件、涂覆组件、红外线测距仪，所述红外线测距仪与控制系统电连接，所述涂覆组件设于微调组件的输出端上，所述第二支杆上设有喷涂组件。

进一步的，所述微调组件包括设于第一支杆上的滑套、穿设有滑套上的移动杆、设于移动杆上的定位环、套设于移动杆上且位于滑套与定位环之间的微调弹簧、设于滑套上的电磁铁以及设于定位环上的金属块，所述电磁铁与控制系统电连接。

进一步的，所述涂覆组件包括穿设于移动杆上的进料管、铰接于移动杆的自由端上且与进料管连接的出料槽以及设于储料槽上且呈球形结构的涂覆球。

通过采用前述技术方案，本发明的有益效果是：本基于矢量控制的陶瓷自动化机械设备，通过控制系统控制输入输送带运动，从而输送输入输送带上的胚体，并通过导向组件实现导向作用，使得胚体的上、下端同步稳定输送，通过输入输送带的输送使得胚体离开中带有初始速度向外抛出进入到转移组件的缓存工位中，即进入转移架的通道内并通过缓降组件下降至第一支撑平台，具体的，通过缓降组件的导向辊夹持住胚体，由于胚体外壁的曲线结构，在其重量作用下推动导向辊挤压第一弹簧，实现缓降作用，同时通过第一驱动电机驱动转移架转动，使得沿纵向分布的通道形成沿横向分布，再通过第一驱动气缸驱动第一支撑平台带动第一支撑平台上的胚体进入到识别工位处，通过表面处理组件上的第二驱动电机驱动第一支撑平台转动，使得胚体同步转动，再通过第一相机获取胚体的侧向图像，通过第二相机获取胚体俯视图像以及获取胚体上部开口位置，使得控制系统能够构建胚体的立体结构，再通过推料组件将第一支撑平台上的胚体推入到第二支撑平台上，控制第三气缸驱动连接座运动至胚体上侧，通过升降气缸驱动安装座向下运动，使得涂覆组件进入到胚体内并抵靠在胚体的内壁，同时喷涂组件位于胚体的周侧对胚体的外壁喷涂，使得胚体的内壁和外壁同时施釉，并且设备自动化进料、施釉，降低人工成本，提高施釉效率，同时通过控制系统控制第一相机和第二相机获取胚体立体结构，并控制微调组件中的电磁体与金属块的磁吸大小，使得其与金属块之间的磁力发生变化，进而改变微调弹簧的压缩行程，使得涂覆组件作用于胚体内壁的压缩力发生变化，使得涂覆组件与喷涂组件沿第三横向机构的位移调整力度发生变化，从而适应胚体表面粗糙度差异的施釉和不同产品的施釉，提高施釉质量，降低表面溢流的现象发生。

附图说明

图1是本发明实施例的俯视结构示意图；

图2是本发明实施例中转移组件的左视结构示意图；

图3是本发明实施例中导向组件的左视结构示意图；

图4是本发明实施例中表面预处理组件的正视结构示意图；

图5是本发明实施例中喷涂组件的正视结构示意图；

图6是本发明实施例中微调组件、涂覆组件的结构示意图；

图7是本发明实施例的电路模块图。

具体实施方式

现结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明。

本发明实施例为：

参考图1与图2所示，一种基于矢量控制的陶瓷自动化机械设备，包括机架、设于机架上的控制系统、输入输送带1、导向组件2、转移组件3、表面预处理组件4、推料组件5、喷釉箱6、喷釉组件7以及输出输送带8，所述控制系统分别与输入输送带1、导向组件2、转移组件3、表面预处理组件4、推料组件5、喷釉组件7、输出输送带8电连接，定义沿输入输送带1的输送方向延伸为纵向方向，沿其宽度方向延伸为横向方向，所述导向组件2设于输入输送带1的横向两侧，用于保持输入输送带1上的胚体的上、下端同步稳定输送，所述转移组件3设于输入输送带1的输出端，所述转移组件3具有缓存工位31和识别工位32；

所述转移组件3包括设于机架上的第一横向导向机构33、转移架34、第一驱动电机35、设于第一横向导向机构33上的第一支撑平台36以及驱动第一支撑平台36沿第一横向导向机构33滑动的第一驱动气缸37，所述第一支撑平台36的支撑面低于输入输送带1的输送面，所述转移架34分布于缓存工位31处，且位于第一支撑平台36的上侧，所述第一驱动电机35与转移架34连接，实现转移架34的旋转，所述转移架34具有沿纵向方向的通道341以及沿横向方向的缓降组件，胚体在输入输送带1推动下进入通道341内并通过缓降组件下降至第一支撑平台36，同时通过第一驱动电机35驱动转移架34转动，使得沿纵向分布的通道341形成沿横向分布，再通过第一驱动气缸37驱动第一支撑平台36带动第一支撑平台36上的胚体进入到识别工位32处；

所述缓降组件包括左部件和右部件，所述左部件和右部件间隔分布，两者之间构成用于承接胚体的缓降平台342，所述缓降平台342与输入输送带1位于同一平面，所述左部件和右部件均包括沿横向分布的套筒343、沿套筒343滑动的滑杆344、设于套筒343内的第一弹簧345以及设于滑杆344的自由端上的横向导向辊346，通过位于左部件上的横向导向辊346与右部件上的横向导向辊346夹持胚体，并通过胚体的重力作用下挤压第一弹簧345，实现缓降作用；

参考图4所示，所述表面预处理组件4设于识别工位32处，所述表面预处理组件包括与第一支撑平台36连接的第二驱动电机41、设于第一支撑平台36上侧且位于胚体周侧的第一相机42以及位于胚体上侧的第二相机43，所述第一相机42、第二相机43分别与控制系统电连接，所述第一相机42为线型相机，通过位于第一支撑平台36上的胚体转动从而获取胚体的侧向图像，所述第二相机43为面型相机，用于获取胚体的俯视图像以及获取胚体的上部开口位置；

参考图1与图5所示，所述推料组件5设于转移组件4的输出端，所述推料组件4包括第二驱动气缸51以及设于第二驱动气缸51的输出端上的弹性块52；所述喷釉箱6设于推料组件5的输出端，所述喷釉箱6内设有第二支撑平台9、与第二支撑平台9连接的第三驱动电机10，通过第三驱动电机10带动第二支撑平台9上的胚体转动，所述喷釉组件7设于喷釉箱6内且位于第二支撑平台9的上侧，所述输出输送带8设于喷釉箱6的输出端；

参考图1、图5与图6所示，所述喷釉组件7包括设于第二支撑平台9上侧的第二横向导向机构71、设于第二横向导向机构71上的连接座72、设于连接座72上的升降气缸73、设于升降气缸73的输出端上的安装座74、驱动连接座72沿第二横向导向机构71运动的第三驱动气缸75，所述安装座74上设有第三横向导向机构76，所述第三横向导向机构76上可滑动地设有支架77，所述支架77具有向下平行分布的第一支杆78和第二支杆79，所述第一支杆78上设有微调组件100、涂覆组件200、红外线测距仪11，所述红外线测距仪11与控制系统电连接，所述涂覆组件200设于微调组件100的输出端上，所述第二支杆79上设有喷涂组件300，通过第三驱动气缸75驱动连接座72运动至胚体上侧，并通过涂覆组件200贴附于胚体内壁且通过第三横向导向机构76实现第一支杆78和第二支杆79的同步移动，使得喷涂组件300与胚体外壁的间距保持一致；

所述微调组件100包括设于第一支杆78上的滑套101、穿设有滑套101上的移动杆102、设于移动杆102上的定位环103、套设于移动杆102上且位于滑套101与定位环103之间的微调弹簧104、设于滑套101上的电磁铁105以及设于定位环103上的金属块106，所述电磁铁105与控制系统电连接，控制电磁铁105的电流大小，使得其与金属块106之间的磁力发生变化，进而改变微调弹簧104的压缩行程，使得涂覆组件200作用于胚体内壁的压缩力发生变化，使得涂覆组件200与喷涂组件300沿第三横向导向机构76的位移调整力度发生变化，从而适应胚体表面粗糙度差异的施釉和不同产品的施釉，提高施质量；

所述涂覆组件200包括穿设于移动杆102上的进料管201、铰接于移动杆102的自由端上且与进料管201连接的出料槽202以及设于储料槽202上且呈球形结构的涂覆球203，定义涂覆球203的旋转涂覆方向为正向方向，所述储料槽202上涂覆球沿正向方向旋转依次经过的两侧边分别为前端a和后端b，所述涂覆槽202的前端a的高度尺寸小于涂覆槽202的后端b的高度尺寸，所述涂覆槽202的前端a设有刮料板204，所述涂覆槽202的后端b设有毛刷205，所述涂覆球203的外表面上设有若干个凹槽206，通过涂覆球203抵靠与胚体的内壁，并通过两者之间的摩擦力带动涂覆球203转动，使得涂覆球203进入到涂覆槽202内蘸取釉料并附着于涂覆球202表面的凹槽206内，通过毛刷205刷取，使得涂覆球203表面的釉料均匀，并通过涂覆球203滚动涂覆于胚体的内壁上，同时，设置的涂覆槽202的前端a的高度尺寸小于涂覆槽202的后端b的高度尺寸，降低釉料溢出的风险，并且能够较好的调节涂覆球203与涂覆槽202的摆动角度，提高涂覆的均匀性；

通过设置的第一支架78、第二支架79使得涂覆组件200和喷涂组件300的同步移动，实现胚体内、外壁施釉的同步调节，使得喷涂组件300能够根据胚体的形状实现等距喷涂，进一步提高胚体外壁的施釉均匀性；

参考图1与图3所示，所述导向组件2包括分别设于输入输送带两侧的左导向部和右导向部，所述左导向部和右导向部均包括沿纵向分布的若干个导辊组件，所述导辊组件包括第一导辊21、第二导辊22和第三导辊23，所述第二导辊22分布于第一导辊21的上侧，所述第一导辊21的中轴线与第二导辊22的中轴线之间的夹角为45°，所述第三导辊23分布于第一导辊21的下侧，所述第一导辊21的中轴线与第三导辊23的中轴线之间的夹角为30°，通过该种设定，使得导向组件能够嵌入到胚体上不规则或者规则的凹槽中，实现较好的导向作用，并且所述左导向部和右导向部的纵向两端均设有升降组件24，从而适用不同规格的胚体输送。

通过控制系统控制输入输送带1运动，从而输送输入输送带1上的胚体，并通过导向组件2实现导向作用，使得胚体的上、下端同步稳定输送，通过输入输送带1的输送使得胚体离开中带有初始速度向外抛出进入到转移组件3的缓存工位31中，即进入转移架34的通道421内并通过缓降组件下降至第一支撑平台36，具体的，通过缓降组件的导向辊346夹持住胚体，由于胚体外壁的曲线结构，在其重量作用下推动导向辊346挤压第一弹簧345，实现缓降作用，同时通过第一驱动电机35驱动转移架34转动，使得沿纵向分布的通道341形成沿横向分布，再通过第一驱动气缸37驱动第一支撑平台36带动第一支撑平台36上的胚体进入到识别工位32处，通过表面处理组件4上的第二驱动电机41驱动第一支撑平台36转动，使得胚体同步转动，再通过第一相机42获取胚体的侧向图像，通过第二相机43获取胚体俯视图像以及获取胚体上部开口位置，使得控制系统能够构建胚体的立体结构，再通过推料组件5将第一支撑平台36上的胚体推入到第二支撑平台9上，控制第三气缸驱动75连接座72运动至胚体上侧，通过升降气缸73驱动安装座74向下运动，使得涂覆组件200进入到胚体内并抵靠在胚体的内壁，同时喷涂组件300位于胚体的周侧对胚体的外壁喷涂，使得胚体的内壁和外壁同时施釉，并且设备自动化进料、施釉，降低人工成本，提高施釉效率，同时通过控制系统控制第一相机42和第二相机43获取胚体立体结构，并控制微调组件100中的电磁体105与金属块106的磁吸大小，使得其与金属块106之间的磁力发生变化，进而改变微调弹簧104的压缩行程，使得涂覆组件200作用于胚体内壁的压缩力发生变化，使得涂覆组件200与喷涂组件300沿第三横向导向机构76的位移调整力度发生变化，从而适应胚体表面粗糙度差异的施釉和不同产品的施釉，提高施釉质量，降低表面溢流的现象发生。

所述控制系统的工作步骤是：1)驱动第一支撑平台上的胚体转动，并通过第一相机获取胚体的侧向图像，通过第二相机获取胚体的俯视图像以及获取胚体的上部开口位置；

2)通过控制系统识别构建胚体的矢量立体模型，并识别胚体开口位置，以及确定胚体开口中心轴点；

3)控制系统控制第三驱动气缸驱动涂覆组件移动至胚体开口中心轴点，并控制升降气缸驱动涂覆组件和喷涂组件同步下降至胚体开口处；

4)通过红外线测距仪测量涂覆组件与胚体内壁的间距，控制电磁铁的电流大小，使得其与金属块之间的磁力发生变化，进而改变微调弹簧的压缩行程，以及控制第三驱动气缸调整涂覆组件与胚体内壁的间距，使得涂覆组件作用于胚体内壁的压缩力发生变化，同时调节喷涂组件与胚体外壁的喷涂距离，实现涂覆组件、喷涂组件同步施釉于胚体的内、外壁。

尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本发明，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围内，在形式上和细节上可以对本发明做出各种变化，均为本发明的保护范围。