基于模塊化自動噴釉線的研究與運用

摘? ? 要：陶瓷制品是當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物質，這種物質就是釉。如果陶瓷制品沒有掛釉，無論其造型或式樣如何精美，都無法展現出其獨特的陶瓷魅力。當前，我國陶瓷產業中對其進行施釉的方式可以分為兩種：人工噴釉與專用設備噴釉。但這兩種方式都存在一定的弊端，文章就分析了當前陶瓷制品噴釉工作存在的不足，在此基礎探討一種基于模塊化的自動噴釉線的制作與，旨在為相關企業機器人自動噴釉技術創新工藝提供參考。

關鍵詞：模塊化;自動噴釉線;研究;運用

1? 前言

我國是一個陶瓷大國，卻不是陶瓷行業強國，特別是在施釉方面，與國外先進的技術還存在一定的差異，導致產品的質量存在一定的不足。當前，我國國內的陶瓷衛浴行業在施釉方面普遍采用人工施釉的方式，這種施釉法，無法保證陶瓷衛浴產品的質量，而且勞動強度較大，加之釉料具有一定的毒害性，對施釉工人的身體造成一定的損害。而采用自動化噴釉技術，又因操作人員的綜合素質參差不齊而無法保證產品的質量。因此，研究一款符合我國陶瓷衛浴產品生產企業生產需求的自動化噴釉生產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噴釉線的設計方法，通過創新機器人自動噴釉技術工藝，提高噴釉操作的質量和效率。

2? 噴釉工藝簡述

噴釉是陶瓷行業為產品施釉的一種方式，也是保證陶瓷產品外形和質量的重要手段。當前，我國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。在這一環節中。釉漿的比重、流速以及吸干等特性直接影響著陶瓷產品最終的品質。

在實際操作中，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，借助噴槍或噴釉機械以噴霧的形式，將釉漿噴附在產品坯體的表面。在噴釉的過程中，胚體通常是放置在可旋轉的臺子上，在噴釉的同時，胚體進行旋轉。在這一過程中，坯體旋轉的速度、胚體與噴槍之間的距離、噴槍噴釉的壓力、噴釉的次數以及釉漿的特性都會影響到噴釉的效果。

3? 采用機器人噴釉技術工藝的必要性分析

傳統的陶瓷衛浴產品在進行噴釉時，因為生產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，會出現噴釉不均勻的現象，影響到產品的質量，這樣就導致生產企業人均勞動生產效率較低，在材料和能源消耗方面較高，而且因為產品的質量不太穩定，極易影響到產品的交付，無法保證按期交付質量合格的產品。隨著我國市場經濟主體的確立，在新常態下，陶瓷衛浴行業整體面臨著產業升級、淘汰落后產能的大變革。而采用機器人噴釉的技術工藝，利用穩定高效的噴釉機器人來代替人工操作，借助信息技術能很好地控制釉漿噴涂的時間和量，使陶瓷產品的釉質薄厚均勻，提高噴釉的質量，這樣就能極大地提高企業生產產品的合格率。據相關部門同居的數據顯示，采用人工噴釉的方式，廢品率大約為3%～6%，而使用噴釉機器人操作，基本上可以做到零廢品率，這樣就可以為企業節省10%左右的釉量，從而提高相關企業的經濟效益。此外，采用機器人進行噴釉施工，還能減少企業的人力支出。據統計數據顯示，采用機器人噴涂釉漿，一條生產線可減少三分之二的人力。

4? 當前陶瓷行業機器人噴釉技術存在的不足分析

當前，我國國內的陶瓷企業因大都使用人工施釉的方式，且施工操作人員的素質參差不齊，導致部分企業在采用機器人噴釉技術工藝時，因施工人員素質參差不齊，對該技術工藝理解和掌握的程度不同，在施工過程中仍存在一定的誤差，不僅影響到自動連續化生產，影響到勞動生產率及產品生產的穩定性，同時也造成一定的資源和能源的浪費?；诖?，設計基于模塊化的自動噴釉線，借助PLC示教編程，提高生產效率，降低施工難度就顯得極為迫切。

5? 基于模塊化自動噴釉線的設計

基于模塊化的自動噴釉線，是采用PLC示教編程，將噴釉環節分為坯體定位、坯體輸送及機器人噴釉三大模塊。在實際操作中，該自動噴釉線主要是采用人工上料的方式，然后借助PLC系統，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，提高生產的效率。其中，坯體定位自動化模塊主要是對完成的坯體進行定位與移載，與坯體輸送模塊相連接，將其運送到噴涂機器人面前。而施工人員則根據PLC示教編程對機器人進行操控。因為操作工人大都是具有多年從事陶瓷噴釉施工的工人，有著豐富的噴釉知識和工作經驗，他們只需拖動機器人的噴槍握柄直接進行施工操作，控制器就可以對工業機器人在噴釉各環節的參數進行記錄，然后示教器就會對工業機器人的點對點動作進行噴釉示教。在完成示教以后，機器人內部的智能系統還會自動記錄在示教的過程，噴槍運動的軌跡，形成相應的軌跡數據，然后在生產流水線上不斷地重復示教動作效果，然后借助智能化系統，對噴涂的效果進行直接的觀察，根據該企業釉料的特性，自動修改并優化噴涂的工位，以保證噴涂的效果，提高產品噴涂的合格率。

6? 基于模塊化的自動噴釉線的安裝運用

在系統上電之前，必須進行系統的線路檢查，以保證控制柜及機械本體外部界限的正確性和電源連接的正確性，保證不會出現短路現象。在此基礎上，利用U盤將基本參數和PLC參數導入到控制系統當中，然后關起充氣，保存數據。當完成參數設置以后，操作人員還必須通過示教器進入到監控界面認真檢查各個軸的旋轉方向是否正確，并檢驗是否存在跟蹤誤差。完成這一步后，進入到校準界面，對機器人進行較零操作。完成這一步后，就可以引導操作人員進行自動連續化生產了。而且，即使沒有任何編程經驗的普通操作工人，都可以直接操控機器人進行施工操作，不需要編程技術人員參與，系統就可以自動進行記錄，并在實踐中根據觀察、分析，對操作過程進行自動的修改和優化，操作手直接、簡單，能完全取代熟練工人的在高強度和高污染環境下的勞動，提高工作效率，減少人為誤差，節約噴涂耗材。

7? 結論

綜上所述，本項目進行的機器人自動噴釉技術創新工藝，實現機器換人及自動連續化生產，提高勞動生產率和產品生產穩定性，降低人工成本;機器人控制系統采用PLC示教編程，可直接對應完全沒有編程經驗的一線操作工，操控機器人方法直接簡單，只需用人手把持機器人噴槍握柄，直接拖動機器人進行噴涂運動。完成示教后，機器人內部智能系統自動記錄示教過程的運動軌跡，形成軌跡數據，實現生產流水線上不斷重復示教動作（噴涂）的效果。由于使用過程完全不需要編程技術人員參與，并可在示教過程中直接觀察、修改、優化噴涂效果，完全取代熟練工人的在高強度和高污染環境下的勞動，提高工作效率，減少人為誤差，節約噴涂耗材。

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作者簡介：

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，學歷：高中。研究方向：衛生陶瓷生產工藝及生產設備的理論與實踐。