帶有機械手的陶瓷碗轉印機組的製作方法

2023-10-24 02:38:07

本實用新型屬於陶瓷生產設備的技術領域，尤其涉及一種帶有機械手的陶瓷碗轉印機組。

背景技術：

陶瓷碗在碗壁的外表面(如圖1中的DE\FG部位)印製有裝飾圖案。 傳統陶瓷碗採用貼花紙的方式形成圖案。後來，人們設計了利用矽膠頭在陶瓷碗表面印製上水性色料而形成圖案的轉印設備。陶瓷碗圖案轉印設備包括帶有圖文的平面狀凹版、柔軟性良好的矽膠材料製作的矽膠頭、吊架，矽膠頭的上部與吊架下端連接在一起，矽膠頭的下端部在自然懸垂狀態下呈半球形，在工作過程的蘸料步驟中，矽膠頭下移而觸壓到塗有水性色料的平面狀凹版，並蘸上與圖案對應的水性色料，在工作過程的壓印步驟中，將陶瓷碗坯放置在坯體支撐座上，然後矽膠頭向下運動，矽膠頭變形為與陶瓷碗坯表面吻合的形狀，並將水性色料圖案轉印到陶瓷製品坯體上，之後就可以將陶瓷製品坯體入窯高溫燒結，得到帶有圖案的陶瓷製品。其具體結構及工作過程如專利文獻CN105082744A所示。

上述陶瓷碗坯在印製圖案過程中，需要經過兩次不同形式的轉移：第一次是將尚未印製圖案的倒立的碗坯8（白坯）從印刷設備外面的上遊工作檯84轉移到坯體支撐座85上面，第一次轉移過程中陶瓷碗坯8不需翻轉，如圖4箭頭a所示，第一次轉移後可以對碗坯8外表面實施印刷；第二次轉移是將外表面已經印好油墨的陶瓷碗坯8從坯體支撐座85轉移到印刷設備外面的下遊工作檯86，第二次轉移過程中陶瓷碗坯8需要翻轉，而且是從碗口朝下的倒扣姿態翻轉為從碗口朝上的正立姿態，如圖4箭頭b所示，第二次轉移後可以對碗坯8實施下道工序，例如可以是對碗坯內表面繼續實施印刷，或者是將碗坯8送入窯爐實施燒制。本申請文件中，將上述第一次轉移過程稱為倒立平移轉移過程，將第二次轉移過程稱為倒立翻轉轉移過程。

人們曾試圖嘗試使用機械手完成上述轉移過程。對於一些碗腳81呈上小下大錐度的陶瓷碗8（如圖1所示的陶瓷碗，其碗腳81與碗壁底部之間形成有環形凹槽82）來說，尚可以利用夾持設備83叉入環形凹槽82而夾住碗腳81，從而實施夾持並翻轉，如圖2所示。但對於大多數陶瓷碗（即普通陶瓷碗）來說，其碗腳多為上大下小的錐形，顯然在倒立狀態下難以對碗腳實施穩當夾持，如圖3所示。總之，夾持式的機械手無法對普通陶瓷碗實施夾持並翻轉。

另一方面，普通的吸盤式機械手也無法對普通陶瓷碗實施上述第二次轉移過程，這是因為，即使可以利用吸盤9吸住碗底，然後翻轉過來，如圖5箭頭 c所示過程，但翻轉過來之後，吸盤9再也無法將碗坯8鬆開而且使其穩當地以正立姿勢放置到下遊工作檯86上，如圖5所示。

總之，現有的陶瓷碗轉印機組中，缺乏能實現上述第二次轉移過程（倒立翻轉轉移過程）的機械手設備，更缺乏既能夠實現上述第二次轉移過程（倒立翻轉轉移過程）也能夠實現上述第一次轉移過程（倒立平移轉移過程）的機械手設備。因而在現有陶瓷碗轉印機組中，上述兩次轉移過程大都依靠人工完成的，這樣需要耗費較多人工，在勞動力成本日益上揚的情況下，不利於降低生產成本。

技術實現要素：

本實用新型的目的在於克服上述缺點而提供及一種帶有機械手的陶瓷碗轉印機組，它既能實現倒立平移轉移過程，也能夠實現倒立翻轉轉移過程。

其目的可以按以下方案實現：一種帶有機械手的陶瓷碗轉印機組，包括機架、刻有圖文的平面凹版、柔軟矽膠材料製作的矽膠頭、用於支撐陶瓷碗坯體的坯體支撐座，矽膠頭的下端部在自然懸垂狀態下呈半球形，機架上還安裝有驅動矽膠頭豎向運動的矽膠頭豎向驅動機構，機架上也安裝有能前後移動的縱向活動底座，所述坯體支撐座和平面凹版安裝在縱向活動底座上並隨同縱向活動底座前後移動，還設有驅動縱向活動底座前後往復運動的縱向驅動機構；

其主要特點在於，所述坯體支撐座的數量為兩個，在縱向活動底座上還可轉動地安裝有轉動支座，轉動支座的轉軸為豎向，在縱向活動底座上還安裝有驅動轉動支座轉動的轉動驅動機構；轉動支座和轉動驅動機構也隨同縱向活動底座前後移動；所述兩個坯體支撐座安裝在轉動支座上，且兩個坯體支撐座關於轉動支座的轉軸對稱；

在機架上還安裝有輔助氣缸， 輔助氣缸的活塞杆伸出方向朝向下方，輔助氣缸的活塞杆末端安裝有輔助吸盤，輔助吸盤朝向下方；

當其中一個坯體支撐座移動到矽膠頭正下方時，另一個坯體支撐座位於輔助吸盤的正下方；

在機架旁邊還設有機械手設備，機械手設備包括有手臂部、手腕部，所述手腕部與手臂部的末端形成鉸接，所述手腕部的前端固定連接有吸盤組件；

所述吸盤組件包括有轉動片、吸盤支架、上下兩個吸盤，每個吸盤中央形成有吸氣孔，吸氣孔通過吸氣管連接到外界負壓源；

轉動片設有水平轉軸，轉動片利用水平轉軸可轉動地安裝在手腕部的前端，水平轉軸的延伸方向垂直於上下兩個吸盤的朝向；吸盤支架與轉動片固定連在一起並隨同轉動片運動，上下兩個吸盤固定安裝在吸盤支架上並隨同吸盤支架運動，其中位於上方的吸盤朝上，位於下方的吸盤朝下；

還設有驅動手臂部運動的的手臂部驅動機構、驅動手腕部相對於手臂部運動的手腕部驅動機構、驅動轉動片繞水平轉軸轉動的轉動片驅動機構。

本實用新型具有以下優點和效果：

一、本實用新型能夠能對陶瓷碗坯外表面實施轉印，將平面凹版上的圖文油墨轉印到陶瓷碗坯外表面；另外，本實用新型在轉印之前能夠實現倒立平移轉移過程，將倒立的陶瓷碗坯從印刷設備外面平移到坯體支撐座上面；在轉印之後能夠實現倒立翻轉轉移過程，將外表面已經印好油墨的陶瓷碗坯從坯體支撐座轉移到印刷設備外面，而且是從碗口朝下的倒扣姿態翻轉為從碗口朝上的正立姿態。

二、本實用新型的機械手設備和轉印部件默契配合，可以實現轉印過程和碗坯轉移過程互不幹擾，互不耽誤，工作緊湊連貫。

三、本實用新型只利用一臺機械手設備，就能夠實現兩種轉移過程，即倒立平移轉移過程和倒立翻轉轉移過程。

附圖說明

圖1是一種碗腳呈上小下大錐度的陶瓷碗的剖面結構示意圖。

圖2是圖1所示的陶瓷碗可以採用的夾持方式示意圖。

圖3是碗腳呈上大下小錐度的陶瓷碗的剖面結構及難以夾持的原理示意圖。

圖4是陶瓷碗坯在整個外表面印刷過程的轉移步驟示意圖。

圖5是單純利用吸盤難以將倒立的碗坯翻轉並使其以正立姿勢放下的示意圖。

圖6是本實用新型一種具體實施例的結構示意圖。

圖7是圖6中A-A剖視結構示意圖。

圖8是圖6中機械手設備的局部放大示意圖。

圖9是實施例使用步驟（1）的印刷部件的狀態示意圖。

圖10是使用步驟（1）的機械手設備的狀態示意圖。

圖11是實施例使用步驟（2）的狀態示意圖。

圖12是實施例使用步驟（3）的狀態示意圖。

圖13是實施例使用步驟（4）的狀態示意圖。

圖14是圖13中B-B剖面結構示意圖。

圖15是實施例使用步驟（5）的狀態示意圖。

圖16是實施例使用步驟（6）的狀態示意圖。

圖17是實施例使用步驟（7）的狀態示意圖。

圖18是實施例使用步驟（8）的狀態示意圖。

圖19是實施例使用步驟（9）的狀態示意圖。

圖20是實施例使用步驟（10）的狀態示意圖。

圖21是實施例使用步驟（11）的狀態示意圖。

圖22是實施例使用步驟（12）的狀態示意圖。

具體實施方式

圖6、圖7、圖8所示的帶有機械手的陶瓷碗轉印機組，包括機架1、刻有圖文的平面凹版2、柔軟矽膠材料製作的矽膠頭3、兩個用於支撐陶瓷碗坯體的坯體支撐座（即坯體支撐座80和坯體支撐座85），矽膠頭3的下端部在自然懸垂狀態下呈半球形，機架1上還安裝有驅動矽膠頭豎向運動的矽膠頭豎向驅動機構6，矽膠頭豎向驅動機構6為一個豎向氣缸6，機架1上也安裝有能前後移動的縱向活動底座11，還設有驅動縱向活動底座11前後往復運動的縱向驅動機構14，該縱向驅動機構14為絲杆機構；在縱向活動底座11上還可轉動地安裝有轉動支座12，轉動支座12的轉軸13為豎向，在縱向活動底座11上還安裝有驅動轉動支座12轉動的轉動驅動機構15；所述兩個坯體支撐座（即坯體支撐座80和坯體支撐座85）安裝在轉動支座12上並隨同轉動支座12轉動，且兩個坯體支撐座關於轉動支座的轉軸13對稱；所述坯體支撐座80、坯體支撐座85、平面凹版2安裝在縱向活動底座11上並隨同縱向活動底座11前後移動，轉動支座12和轉動驅動機構15也隨同縱向活動底座11前後移動。

圖6、圖7所示，在機架1上還安裝有輔助氣缸94， 輔助氣缸94的活塞杆伸出方向朝向下方，輔助氣缸94的活塞杆末端安裝有輔助吸盤90，輔助吸盤90朝向下方；兩個坯體支撐座80、85的位置形成以下配合關係：當其中一個坯體支撐座移動到矽膠頭3正下方時，另一個坯體支撐座位於輔助吸盤90的正下方。

圖6、圖7、圖8所示，在機架1旁邊還設有機械手設備，機械手設備包括有手臂部4、手腕部5，所述手腕部5與手臂部4的末端利用手腕部轉軸64形成鉸接，所述手腕部5的前端固定連接有吸盤組件；該吸盤組件包括有轉動片7、吸盤支架93、上下兩個吸盤9，每個吸盤9中央形成有吸氣孔91，吸氣孔91通過吸氣管92連接到外界負壓源；

轉動片7設有水平轉軸65，轉動片7利用水平轉軸65可轉動地安裝在手腕部5的前端，水平轉軸65的延伸方向垂直於上下兩個吸盤9的朝向；吸盤支架93與轉動片7固定連在一起並隨同轉動片運動，上下兩個吸盤9固定安裝在吸盤支架93上並隨同吸盤支架運動，其中位於上方的吸盤9朝上，位於下方的吸盤9朝下；

還設有驅動手臂部運動的的手臂部驅動機構、驅動手腕部相對於手臂部運動的手腕部驅動機構、驅動轉動片7繞水平轉軸65轉動的轉動片驅動機構。

上述實施例工作過程是循環過程，具體循環步驟如下：

（1）、坯體支撐座85上放置有一個等待印製的陶瓷碗坯87（陶瓷碗坯87是在上一個循環周期中依靠倒立平移轉移過程放上去的）；矽膠頭豎向驅動機構6驅動矽膠頭3向下運動，矽膠頭3底部受平面凹版2版面的阻擋變形，貼合在平面凹版2的版面，並將水性色料圖案蘸到矽膠頭3的下表面，如圖9所示；在此過程中，手臂部驅動機構和手腕部驅動機構驅動吸盤支架93來到上遊工作檯84上方，讓其中一個吸盤9吸住倒立的陶瓷碗坯88的碗底中央部位（該陶瓷碗坯88原來位於上遊工作檯84上），如圖10所示；

（2）、矽膠頭豎向驅動機構6驅動矽膠頭3向上運動，矽膠頭3離開平面凹版2，如圖11所示；

（3）、縱向驅動機構14驅動縱向活動底座11進行縱向移動，使放置有一個等待印製的陶瓷碗坯87的其中一個坯體支撐座85來到矽膠頭3的正下方，如圖12所示；

（4）、矽膠頭豎向驅動機構6驅動矽膠頭3向下運動，矽膠頭3底部受陶瓷碗坯87外表面的阻擋變形，並將水性色料圖案轉移給陶瓷碗87的外表面，從而完成陶瓷碗87外表面的印製，如圖13所示；在此過程中，輔助氣缸94的活塞杆向下伸出，帶動輔助吸盤90向下運動，輔助吸盤90吸住一個已經完成印製的陶瓷碗坯89（陶瓷碗坯89是在上一個循環周期中放在坯體支撐座80上並完成印製的），如圖14所示；

（5）、矽膠頭豎向驅動機構6驅動矽膠頭3逐漸向上運動，矽膠頭3離開陶瓷碗坯87，如圖15所示；在此過程中，輔助氣缸94的活塞杆向上縮回，輔助吸盤90將陶瓷碗坯89從坯體支撐座80向上吸起，吸起的過程即是輔助氣缸94的活塞杆向上收縮的過程，如圖15所示；在此過程中，機械手設備繼續步驟（1）之後的動作，驅動吸盤支架93來到坯體支撐座80上方，在此轉移過程保持倒立陶瓷碗坯88的碗口朝下，然後將倒立陶瓷碗坯88扣在坯體支撐座80上面，如圖15所示，使下方的吸盤9將陶瓷碗坯88鬆開，這樣就完成了陶瓷碗坯88的倒立平移轉移過程，如圖15所示；

（6）、手臂部驅動機構和手腕部驅動機構繼續驅動吸盤支架93向上運動，使吸盤組件的上面一個吸盤9靠近輔助吸盤90吊住的陶瓷碗坯89的碗底內表面部位，如圖16所示；

（7）、輔助吸盤90將陶瓷碗坯89鬆開，使陶瓷碗坯89自然下掉一微小距離，並且陶瓷碗坯89的內表面中央自然附著到吸盤組件的上方吸盤9上面，該吸盤9將陶瓷碗坯89吸住，如圖17所示；在此過程中，矽膠頭豎向驅動機構6驅動矽膠頭3繼續向上運動，矽膠頭3遠離陶瓷碗坯87，如圖17所示；

（8）、手臂部驅動機構和手腕部驅動機構繼續驅動吸盤組件離開坯體支撐座80上方，如圖18所示；

（9）、手臂部驅動機構和手腕部驅動機構繼續驅動吸盤組件移動到下遊工作檯86上方；在此過程中，轉動片驅動機構驅動轉動片7繞水平轉軸65轉動180°，帶動吸盤支架93、陶瓷碗坯89繞水平轉軸65轉動180°，原來位於上方的吸盤9變為位於下方，原來位於下方的吸盤9變為位於上方，陶瓷碗坯89變為碗口朝上的正立姿勢，如圖19所示；在此過程中，轉動驅動機構15驅動轉動支座12繞其轉軸13水平轉動180°，使第（5）步驟中放在坯體支撐座80上面的陶瓷碗坯88轉到矽膠頭3的正下方（該陶瓷碗坯88將在下一個周期中作為步驟（3）的陶瓷碗坯87），並使在本動作周期中已經接受印製的陶瓷碗坯87轉到輔助吸盤90的正下方（該陶瓷碗坯87在下一個周期中作為步驟（4）的陶瓷碗坯89，如圖19所示；

（10）、手臂部驅動機構和手腕部驅動機構繼續驅動吸盤組件繼續移動，將陶瓷碗坯89送到下遊工作檯86上，如圖20所示；

（11）、吸盤9將陶瓷碗坯89鬆開，使陶瓷碗坯89放在下遊工作檯86上，這樣就完成陶瓷碗坯89的倒立翻轉轉移過程；手臂部驅動機構和手腕部驅動機構繼續驅動吸盤組件離開下遊工作檯86，轉動片驅動機構驅動轉動片7繞水平轉軸65轉動180°，帶動吸盤支架93繞水平轉軸65轉動180°，為下一循環周期的步驟（1）作準備，如圖21所示；

（12）、縱向驅動機構14驅動縱向活動底座11進行縱向移動，帶動坯體支撐座80、坯體支撐座85、平面凹版2並隨同縱向活動底座11前後移動，轉動支座12和轉動驅動機構15也隨同縱向活動底座11前後移動，使平面凹版2來到矽膠頭3的正下方，為下一循環周期的步驟（1）作準備，如圖22所示；

從步驟（1）至步驟（12）就完成一個循環周期；

不斷循環進行上述步驟（1）至步驟（12）的周期過程。