[0001] 本实用新型涉及等离子表面处理技术领域，具体涉及一种可处理多种曲面的等离子表面处理装置。

[0002] 等离子态是物质处于区别于气态、液态、固态的第四种物质形态，等离子态下的物质具有良好的流动性和扩散性，由于等离子体的基本组成粒子是离子和电子，它也具有良好的导电性、导热性。特别的，根据科学计算，等离子体的比热容与温度成正比，高温下等离子体的比热容往往是气体的数百倍。因此，等离子体的广泛应用于工业、农业、环保等领域当中，其中，等离子表面处理技术就是利用等离子体对材料避免进行处理，使材料表面发生多种物理、化学变化，或产生刻蚀而粗糙，或形成致密的交联层，或引入含氧极性基团，从而有效提高产品表面的亲水性、粘接性等性能，进一步提高材料的表面附着力。例如，高档的纸盒、鞋底、手机屏幕等产品的粘接面经过等离子表面处理后，可实现更高高品质的粘接。

[0003] 现有的等离子表面处理装置出现了与机械手结合的设计，例如公开号为“CN203737467U”的专利文件公开了一种产品表面等离子处理机，包括注胶机、机械手、等离子处理装置、涂胶枪和工作台；等离子处理装置和涂胶枪固定安装在机械手顶端；涂胶枪通过涂胶管与注胶机连接所述机械手安装在工作台上；等离子处理装置包括等离子发生器和等离子枪。该技术方案针对需要加工的产品，对机械手进行编程，再由机械手控制等离子枪运动实现对产品表面的清洗任务。

[0004] 但是该技术方案还存在以下问题：第一，在处理不同的产品时，由于产品轮廓的变化，需要另外对机械手进行路径的重新进行编程，这一过程也需要专业的工作人员进行，对于操作人员的要求高，使得等离子处理机的智能化程度不高、适应性不高；第二，自动化程度不高，依旧需要人工或者搭配其他设备运输将产品放置到工作台上，等待完成产品表面处理后才能将产品向下一道流程进行运输。实用新型内容

[0005] 本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种可处理多种曲面的等离子表面处理装置，设置的轮廓识别系统可以对传送机构上的产品进行图像处理，快速确定不同产品轮廓，提高智能化程度，可适用于不同领域的产品，并且传送机构实现持续送料，提高自动化程度，可应用于生产流水线上；结合传送带运动速度，还可进一步改变等离子喷头的运动路径，通过工业机器人控制等离子喷头跟踪产品，实现在产品运输与产品表面处理同步进行，加快生产，避免时间浪费。

[0006] 为实现上述目的，本实用新型提供了如下技术方案：一种可处理多种曲面的等离子表面处理装置，包括有机架、等离子表面处理机构、工作平台，所述等离子表面处理机构包括有等离子喷头，所述等离子喷头联动有可控制等离子喷头进行等离子表面处理任务的工业机器人；其特征在于：还包括有轮廓识别系统，所述轮廓识别系统包括有摄像头、接收并处理摄像头拍摄图片的图形信息的图像处理单元，所述摄像头设置于机架上并位于工作平台上方。

[0007] 采用上述技术方案，轮廓识别系统可捕捉传送机构上放置的产品的轮廓，快速确定等离子喷头的运动路径。工业机器人至少有两个以上的自由度，其优选为六轴机械臂，以控制等离子喷头对多种复杂曲面进行表面处理。等离子表面处理机构包括有等离子喷头用于喷出等离子束流对产品进行表面处理。产品则放置于工作平台上。轮廓识别系统包括有摄像头及图像处理单元，摄像头对产品进行拍照，图像处理单元（如计算机等）通过对摄像头拍摄的图像进行灰度阈值分割，从而提取轮廓，并计算确定轮廓坐标，生成工业机器人末端的运动路径，等离子喷头就安装于成工业机器人末端，即生成工业机器人控制等离子喷头运动路径。如此一来，在更换不同产品时，即使产品轮廓发生变化，也能通过轮廓识别系统快速确定产品轮廓并生成工业机器人控制等离子喷头运动路径，大大降低本实用新型的实用难度并且提高本实用新型对不同产品的适应性，能更好地应用到不同领域诸如高档的纸盒、鞋底、手机屏幕等产品的表面处理中。

[0008] 上述的一种可处理多种曲面的等离子表面处理装置，可进一步设置为：所述摄像头下方还设有用于检测工作平台上是否有产品的第一传感器；所述第一传感器的一侧还设有避免工业机器人碰撞机架的第二传感器。

[0009] 采用上述技术方案，设置的第一传感器用于检测工作平台上是否有产品，当第一传感器检测得到工作平台上有产品时，启动摄像头进行拍摄，第一传感器设置于摄像头下方，通过第一传感器控制摄像头，实现更为精确地拍摄，以便图像处理单元确定更为精确的轮廓生成最佳路径。第二传感器用于提高工业机器人的安全性能，即当第二传感器检测到产品经过时，停止工业机器人的运动，避免工业机器人偏离工作区域与机架等部件发生碰撞，这时第二传感器与第一传感器之间为工业机器人的安全工作区域。

[0010] 上述的一种可处理多种曲面的等离子表面处理装置，可进一步设置为：所述工作平台包括有传送机构，所述传送机构包括有传送支架，所述传送支架上设有传送带，所述机架位于传送支架上方设有表面处理室，所述传送支架穿过表面处理室设置。

[0011] 采用上述技术方案，传送机构可用于持续运输产品，使得本实用新型自动化程度更高，可以在运输过程中完成对产品的表面处理。机架位于传送支架上方设有表面处理室，表面处理室可以由机架上的金属板等围成，等离子表面处理工作在表面处理室内完成。产品放置于传送带上，由于传送支架穿过表面处理室设置，因此产品可从传送机构的一端经过机架内部进行表面处理再运动至传送机构的另一端，传送机构可用于持续运输产品，无需人工上料下料，自动化程度提高，使得本实用新型可搭配流水线内进行使用。同时，结合传送机构的传送带的运动速度及轮廓识别系统获取的产品轮廓，可进一步改变工业机器人控制等离子喷头的运动路径，使工业机器人控制等离子喷头跟随产品进行表面处理，实现表面处理工作与产品运输同步进行，大大提高本实用新型的自动化、智能化程度，处理好后的产品可通过传送机构运动至下一流程，可大大减少等待时间，缩短生产周期。这时传感器可优选设置于传送支架上位于传送带的一侧。

[0012] 上述的一种可处理多种曲面的等离子表面处理装置，可进一步设置为：所述传送支架两端分别设有安装块与调节块，所述安装块连接有主动传送辊，所述调节块连接有从动传送辊，所述主动传送辊连接有传送驱动源，所述从动传送辊包括有光轴及呈可转动设置于光轴外周的滚筒，所述调节块上设有调节槽，所述光轴端部设置于调节槽内，所述光轴端部与调节块之间连接有调节螺栓。

[0013] 采用上述技术方案，通过调节从动传送辊在调节块内的位置，可对传送带进行张紧力的调节。传送支架两端分别设有安装块与调节块，安装块与调节块的数量均可设置为两组，即安装块用于安装主动传送辊，主动传送辊的两端均与安装块连接，主动传送辊连接传送驱动源以驱动传送带及从动传送辊运动，实现运输产品；而从动传送辊包括光轴，光轴两端设置于调节块上的调节槽内，光轴两端与调节块之间连接调节螺栓，可通过转动调节螺栓调节光轴在调节槽内的位置，从而改变主从传送辊与从动传送辊之间的间距，实现对传送带松紧程度的调节，光轴外周设有呈可转动设置的滚筒，光轴通过调节螺栓与调节块连接后不能自由转动，这时传送带通过滚筒支撑，将传送带与光轴直接接触产生较大的滑动摩擦转变为摩擦力较小的滚动摩擦，保证传送带运动流畅稳定。

[0014] 上述的一种可处理多种曲面的等离子表面处理装置，可进一步设置为：所述机架上还设有照明灯，所述照明灯安装于传送带上方。

[0015] 采用上述技术方案，照明灯则用于照亮传送带，一方面是使摄像头拍摄产品图片便于控制系统识别分析，另一方面是，可以使得本实用新型可以在黑暗的环境下能够正常工作。

[0016] 上述的一种可处理多种曲面的等离子表面处理装置，可进一步设置为：所述图像处理单元连接有安装支架，所述安装支架铰接有摆杆，所述摆杆另一端与机架铰接。

[0017] 采用上述技术方案，显示器用于显示摄像头拍摄的图形，以便操作人员查看，显示器设置于安装支架上，安装支架则通过摆杆与机架铰接，使得显示器可调整至操作人员习惯的位置处，方便操作人员使用。

[0018] 上述的一种可处理多种曲面的等离子表面处理装置，可进一步设置为：所述工业机器人为六轴机械臂，包括基座，所述基座上设有第一关节，所述第一关节连接有摆动臂，所述摆动臂另一端连接有第二关节，所述第二关节连接有转动臂，所述转动臂另一端连接有第三关节，所述第三关节连接有安装头，所述安装头与等离子喷头设置呈可拆卸连接。

[0019] 采用上述技术方案，由于工业机器人为六轴机械臂，有很高的自由度，适合于几乎任何轨迹或角度的工作，因此可以控制等离子喷头对复杂、立体的曲面进行表面处理，通用性更强。基座、第一关节、摆动臂、第二关节、转动臂、第三关节、安装头构成六轴机械臂，其中，第一关节可在基座上转动，同时可驱动摆动臂摆动，第二关节则可控制转动臂的摆动与转动，第三关节用于控制安装头的摆动与转动，各个关节可以自由编程，自动化效率高。安装头与等离子喷头设置呈可拆卸连接，便于更换不同规格的等离子喷头，进一步提高对不同产品的适应性。

[0020] 上述的一种可处理多种曲面的等离子表面处理装置，可进一步设置为：所述摆动臂的一侧还设有束线槽，所述束线槽上安装有束线块。

[0021] 采用上述技术方案，摆动臂上设置的束线槽与束线块可用于引导工业机器人、等离子喷头等的连接线，避免连接线对工业机器人及等离子喷头的运动产生干扰。

[0022] 本实用新型的有益效果为：提供一种可处理多种曲面的等离子表面处理装置，设置的轮廓识别系统可以对传送机构上的产品进行图像处理，快速确定不同产品轮廓，进而快速确定等离子喷头的运动路径，可适用于不同领域的产品，并且结合传送机构的传送带运动速度，进一步改变等离子喷头的运动路径，通过工业机器人控制等离子喷头跟踪产品，实现在产品运输与产品表面处理同步进行，加快生产，避免时间浪费。

[0023] 下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步详细说明。

[0030] 下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

[0031] 如图1至6所示的一种可处理多种曲面的等离子表面处理装置，包括有机架1、工业机器人2、等离子表面处理机构、工作平台，所述机架位于工作平台上设有表面处理室，本实施例中表面处理室由金属板围成。等离子表面处理机构包括有等离子喷头3、等离子发生器，等离子发生器设置于工作平台下方（附图中未展示），所述等离子喷头安装于工业机器人2上，所述工业机器人2为六轴机械臂，包括基座21，所述基座21上设有第一关节22，所述第一关节22连接有摆动臂23，所述摆动臂23另一端连接有第二关节24，所述第二关节24连接有转动臂25，所述转动臂25另一端连接有第三关节26，所述第三关节26连接有安装头27，基座21、第一关节22、摆动臂23、第二关节24、转动臂25、第三关节26、安装头27构成六轴机械臂，其中，第一关节22可在基座21上转动，同时可驱动摆动臂23摆动，第二关节24则可控制转动臂25的摆动与转动，第三关节26用于控制安装头27的摆动与转动，各个关节可以自由编程，有很高的自由度，适合于几乎任何轨迹或角度的工作，因此可以控制等离子喷头3对多种复杂、立体的曲面进行表面处理，通用性更强。摆动臂23的一侧还设有束线槽231，束线槽231上安装有束线块232，可用于引导工业机器人2、等离子喷头3等的连接线，避免连接线对工业机器人2及等离子喷头3的运动产生干扰。

[0032] 工作平台上还设有传送机构4，所述传送机构4包括有传送支架41、传送驱动源42及在传送驱动源42作用下运动的传送带43，所述传送支架41穿过表面处理室设置。所述传送支架41两端分别设有安装块44与调节块45，所述安装块44连接有主动传送辊46，所述调节块45连接有从动传送辊47，本实施例中，安装块44与调节块45的数量均可设置为2，即主动传送辊46的两端与两安装块连接，从动传送辊47的两端与两调节块45连接；其中，主动传送辊46连接有传送驱动源42，以驱动传送带及从动传送辊47运动，实现持续运输产品，提高本实用新型的自动化程度。

[0033] 如附图4所示，从动传送辊47包括有光轴471及呈可转动设置于光轴471外周的滚筒472，传送带43通过滚筒472支撑，将传送带43与光轴471直接接触产生较大的滑动摩擦转变为摩擦力较小的滚动摩擦，保证传送带43运动流畅稳定。调节块45上设有调节槽451，所述光轴471端部设置于调节槽451内，所述光轴471端部与调节块45之间连接有调节螺栓48。通过转动调节螺栓48调节光轴471在调节槽451内的位置，从而改变主从传送辊46与从动传送辊47之间的间距，实现对传送带43松紧程度的调节。本实施例中，主动传送辊46的结构可采用与从动传送辊47类似的结构，故不赘述，同样，安装块44也可采用与调节块45相似的结构，无需设置调节螺栓48。

[0034] 为了能够快速确定产品轮廓及等离子喷头3的运动路径，本实用新型还包括有轮廓识别系统，所述轮廓识别系统包括有摄像头6、接收并处理摄像头拍摄的图片的图形信息的图像处理单元7、照明灯8，其中，所述摄像头6设置于机架1上并位于传送带43上方。机架1内位于传送机构4的上方还设有第一传感器5、第二传感器9。本实施例中，第一传感器5安装于机架内的传送支架41上，并位于传送带43的一侧，而第二传感器9也安装于传送支架41上，并位于第一传感器5的一侧。其中第一传感器5用于启动摄像头6，第二传感器9用于避免工业机器人2与机架1等部件发生碰撞，第一传感器5与第二传感器9之间为工业机器人2的安全工作区域。

[0035] 具体表现为：当第一传感器5检测到产品时，摄像头6对产品进行拍照，图像处理单元7将对摄像头6拍摄的图像的图形信息进行灰度阈值分割，从而提取产品轮廓，并计算确定轮廓坐标，最终生成工业机器人2控制等离子喷头3运动路径，如此一来，在更换不同产品时，即使产品轮廓发生变化，也能通过轮廓识别系统快速确定产品轮廓并生成工业机器人2控制等离子喷头3运动路径，大大降低本实用新型的实用难度并且提高本实用新型对不同产品的适应性，能更好地应用到不同领域诸如高档的纸盒、鞋底、手机屏幕等产品的表面处理中。至此，结合传送机构4的传送带43的运动速度及轮廓识别系统获取的产品轮廓，还可以使工业机器人2进一步改变等离子喷头3的运动路径，使其能够跟随产品进行表面处理，实现表面处理工作与产品运输同步进行，提高本实用新型的智能化程度，可以大大减少等待时间，缩短生产周期，避免时间上的浪费。而当传送带43将产品运输至第二传感器9处时，第二传感器9检测到产品时，暂停工业机器人2与等离子喷头3的工作，并使工业机器人2复位等待进行下一侧表面处理工作。

[0036] 对于图像处理单元7连接有安装支架71，所述安装支架71铰接有摆杆72，所述摆杆72另一端与机架1铰接，使得图像处理单元7可调整至操作人员习惯的位置处，方便操作人员使用；而照明灯8设置于工作平台上方的机架1上，用于照亮传送带43，使摄像头6拍摄产品图片便于识别分析，同时使得本实用新型可以在黑暗的环境下能够正常工作。

[0037] 本实用新型工作时，将产品放置于传送带43一端，传送驱动源42驱动传送带43运动，传送带43运输产品，产品经过第一传感器5的检测区域时，摄像头6开始拍照，传送带43的颜色可设置为单一颜色，如绿色，以便与产品进行区分，便于图像处理单元7对拍摄的图像进行识别和分析，得到产品的轮廓，依据得到的产品轮廓结合传送带43的运动速度，本实用新型可自动对工业机器人2的各个关节进行编程并生成等离子喷头3的运动路径，使得工业机器人2可控制等离子喷头3跟随产品进行运动并进行表面处理工作，实现产品的运输及表面处理的同步工作，提高本实用新型的自动化、智能化程度，大大缩短工作流程等待的时间。而当第二传感器9检测到产品时，暂停工业机器人2的工作，避免工业机器人2碰撞机架，并使工业机器人2复位等待进行下一侧表面处理工作，提高本实用新型的安全性。