CN104843985B - 小直径玻璃棒动态截断装置 - Google Patents

Abstract

本发明的名称为小直径玻璃棒动态截断装置。属于玻璃棒料成型技术领域。它主要是解决现有手工操作存在断面不整齐、劳动强度大的问题。它的主要特征是：包括主要含一对动力包胶轮的气体动力牵拉系统，含升降气缸、升降直线导轨和升降系统联结板的升降系统，含平行开合的第一气爪、第二气爪的气动夹持系统，含双轴气缸、进给直线导轨和进给系统联结板的水平快速气动进给系统，含进给电机、滑块、线性模组导轨支架的线性模组，含刀片及刀片电机的截断系统，含第一接近开关和第二接近开关的刀片电机限位系统。本发明具有可连续依次断玻璃棒料、自动化程度高、安全可靠的特点，主要用于直径为φ6～φ16的玻璃棒连续生产工序中的定长截断。

Description

小直径玻璃棒动态截断装置

技术领域

本发明属于玻璃棒料成型技术领域，具体涉及一种用于玻璃棒料连续生产工序中的定长截断装置。

背景技术

目前拉制玻璃棒料时，其截断工序多由手工完成，即先用尺子比对玻璃棒的长度，作上标记，然后再用钢丝钳直接将玻璃棒夹断。

这种截断玻璃棒的方式操作简便，无需增加机电程序控制就能完成截断工序，但存在一些弊端：

（1）截断的断面不整齐，呈锯齿状，这种锯齿状断面最终要切除，从而造成材料废损；

（2）手工截断，对于直径在φ8以下的玻璃棒免强可行，对于直径在φ8以上玻璃棒料截断时则很费劲；

（3）连续进行玻璃棒料截断作业，劳动强度大，操作者很容易疲劳；

（4）用钢丝钳截断时，迸裂的玻璃碎屑片很锐利，操作者作业环境成在安全隐患；

（5）由于截断间隔时间短，劳动强度高。

发明内容

本发明为了改善玻璃棒截断作业环境，克服作业过程的诸多弊端，模拟人工操作步骤设计制作了一种小直径玻璃棒料动态截断装置。这个装置对直径在φ6-φ16范围的玻璃棒料动态截断尤为适用。

本发明的技术解决方案是：一种小直径玻璃棒动态截断装置，其特征在于：包括气体动力牵拉系统、升降系统、气动夹持系统、水平快速气动进给系统、线性模组、截断系统和刀片电机限位系统；其中，气体动力牵拉系统由一对反向旋转的动力包胶轮组成，安装在机架上，且动力包胶轮位于竖直玻璃棒位的上部；升降系统包括升降气缸、升降直线导轨和升降系统联结板，升降直线导轨和升降气缸固定在机架上，升降系统联结板与升降气缸连接，并通过滑块与升降直线导轨连接；气动夹持系统由平行开合的第一气爪、第二气爪和气爪安装架组成，第一气爪和第二气爪安装在气爪安装架上，第一气爪、第二气爪呈上、下位于动力包胶轮下方的竖直玻璃棒位的中上部，气爪安装架安装在升降系统联结板上；水平快速气动进给系统包括双轴气缸、进给直线导轨和进给系统联结板，双轴气缸固定在升降系统联结板上，双轴气缸与进给系统联结板连接，进给系统联结板通过滑块与进给直线导轨连接；线性模组由进给电机、滑块、线性模组导轨支架组成，线性模组导轨支架由左、右法兰及滚珠丝杠组成，进给电机固定在线性模组导轨支架一端的左法兰上，滑块固定在线性模组导轨支架的滚珠丝杠上，线性模组导轨支架安装在进给系统联结板上；截断系统由刀片及刀片电机组成，刀片电机固定在滑块上，刀片位于第一气爪与第二气爪之间；刀片电机限位系统由第一接近开关和第二接近开关组成，第一接近开关和第二接近开关设置在进给系统联结板上，分别位于刀片电机运动的起始位置、终止位置。

本发明的技术解决方案中所述的进给电机为调速电机。

本发明的技术解决方案中所述的第一气爪与第二气爪之间的间距为15-25mm，最佳间距为20mm。

本发明的技术解决方案中所述的刀片的厚度为0.8mm。

本发明的工作原理：（1）气体动力牵拉系统夹住玻璃棒，其系统中的二个包胶轮是反向旋转的，牵拉着玻璃棒以一定速度向下运动，从而完成牵拉动作；（2）升降系统中升降气缸推举着截断装置沿直线导轨向上运动到固定位置；（3）气动夹持系统中的平行开合气爪在动力包胶轮转过规定的的圈数后迅速夹住玻璃棒料，并带着整个截断装置随玻璃棒料向下运动（注：动力包胶轮转过的圈数，决定玻璃棒料的剪切长度），从而完成夹持动作；（4）水平快速气动进给系统中双轴气缸推动线性模组快速接近要切割的璃棒料，如果直接由线性模组完成接近璃棒料的动作，所需时间会很长，影响了下一道工序的准备，所以设计使用快速气动进给系统能够有效地节省工序时间，使得控制系统的工作更从容更稳定；（5）线性模组是一个载体，其模组导轨支架上附着有进给电机、滑块，当进给电机运转时（转速为13rpm），滑块带着截断系统中的刀片及刀片电机进一步沿玻璃棒径向运动；（6）当线性模组与要切割的璃棒料相距5-8mm时，刀片电机启动，刀片高速旋转（转速为4000rpm）进而开始切割动作；（7）为了确定刀片电机启动位置及切割完成后退出，截断装置设计了两个接近开关，构成了刀片电机的限位系统。

上述动作顺序完成后，再进行下一轮截断循环。

本发明小直径玻璃棒料动态截断装置，可替代生产线连续依次断料人工操作，适用于多种不同牌号、不同规格的玻璃棒料，从而减轻人工劳动强度，自动化程度高，安全可靠。

附图说明

图1是本发明小直径玻璃棒动态截断装置的结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，本发明由气体动力牵拉系统、升降系统、气动夹持系统、水平快速气动进给系统、线性模组、截断系统、刀片电机限位系统组成。

其中，气体动力牵拉系统包括一对反向旋转的动力包胶轮2，动力包胶轮2安装在机架16上，一对动力包胶轮2位于竖直玻璃棒位的上部。此系统的工作原理是动力包胶轮2依据所拉制玻璃棒1直径的粗细，以一定的角速度ω旋转，并且夹紧玻璃棒1，其夹紧力约为13.4kg，从而牵拉着玻璃棒1连续不断地以速度v向下运动，动力包胶轮2实现对玻璃棒1的牵引拉拔动作。

升降系统包括升降气缸15、升降直线导轨9和升降系统联结板14，升降直线导轨9和升降气缸15固定在机架16上，升降系统联结板14与升降气缸15连接，并通过滑块与升降直线导轨9连接。此系统的工作原理是升降气缸15推动整个截断装置沿升降直线导轨9向上运动到一个固定的位置，其目的是以便其它系统在设定的位置，以设定的参数工作。

气动夹持系统主要由一对平行开合的第一气爪4、第二气爪7和气爪安装架组成，第一气爪4和第二气爪7安装在气爪安装架上，第一气爪4、第二气爪7呈上、下位于动力包胶轮2下方的竖直玻璃棒位的中上部，气爪安装架安装在升降系统联结板14上。第一气爪4与第二气爪7之间的间距为15-25mm。此系统的工作原理是当升降系统中的升降气缸15推着整个截断装置沿升降直线导轨9向上运动到一个固定的位置后，等待动力包胶轮2转过一个设定的角度,即动力包胶轮2走过一个设定的弧长后, 第一气爪4和第二气爪7迅速夹持住匀速下降的玻璃棒1（其夹持力约为7.5kg），从而带着整个截断装置随玻璃棒1匀速下降。气动夹持系统安装在升降系统联结板14上，考虑到玻璃棒1较细，以及刀片3切出玻璃棒时对玻璃棒有挤压折弯折断倾向，故将第一气爪4和第二气爪7的最佳间距设计成20mm，以减少玻璃棒弯曲。

水平快速气动进给系统包括双轴气缸10、进给直线导轨18和进给系统联结板17，双轴气缸10固定在升降系统联结板14上，双轴气缸10与进给系统联结板17连接，进给系统联结板17通过滑块与进给直线导轨18连接。此系统的工作原理是当气动夹持系统带着整个截断装置向下随玻璃棒1匀速下降时，推动线性模组快速接近要切割的玻璃棒1，亦即让刀片3迅速接近玻璃棒1。

线性模组主要由进给电机5、滑块6、线性模组导轨支架8组成，线性模组导轨支架8由左法兰8-1、右法兰8-3、滚珠丝杠8-2组成，进给电机5固定在线性模组导轨支架8一端的左法兰8-1上，滑块6固定在线性模组导轨支架8的滚珠丝杠8-2上，线性模组导轨支架8安装在进给系统联结板17上，进给电机5为调速电机。此系统的工作原理是当水平快速气动进给系统把线性模组推近要切割的玻璃棒1后，进给电机5启动，然后带动滑块6在线性模组导轨支架8上滑动，继续向玻璃棒1靠近，为了提高切断效率，又不使得刀片3在切出玻璃棒1的瞬间挤碎玻璃棒而产生崩裂，通过实验验证进给电机5转速取值不得大于13rpm。为了适应不同直径规格的玻璃棒的截断工艺需要，进给电机5的转速还必须可调。线性模组安装在水平快速气动进给系统联结板17上。

截断系统主要由刀片3及刀片电机12组成。刀片电机12固定在线性模组的滑块6上，刀片3固定在刀片电机12上，刀片3位于第一气爪4与第二气爪7之间。此系统的工作原理是：由于进给电机5的不断旋转，刀片3距离玻璃棒1越来越近，当刀片3距离玻璃棒1大约5-8mm时，刀片电机12开始启动，为了便于切断玻璃棒，刀片电机12的转速选定为4000rpm，当刀片3接触到玻璃棒1后，截断程序开始。玻璃棒1在匀速下降，气动夹持系统夹住玻璃棒并带着整个截断装置向下随玻璃棒1匀速下降，所以刀片3在切割的整个过程中相对玻璃棒1只有径向运动，没有轴向窜动，这样不至刀片在作切割动作时被扭折损坏，为了减少玻璃棒的切割料损，刀片3的厚度应尽量薄，但考虑到刀片强度要求，选定其厚度δ=0.8mm。

刀片电机限位系统主要由第一接近开关11和第二接近开关13组成，第一接近开关11和第二接近开关13设置在进给系统联结板17上，分别位于刀片电机12运动的起始位置、终止位置。刀片电机12开始所处的位置由第一接近开关11确定，终止位置由第二接近开关13确定，其工作原理是：刀片电机12先处在第一接近开关11处的位置，开始启动旋转，然后随滑块6向玻璃棒1运动，当刀片3切割完玻璃棒1后，刀片电机12就停止在第二接近开关13的位置处，然后，在控制系统的干预下刀片电机12自动返回到起始位置，即第一接近开关11处，如此往复动作。为了减少刀片电机12的行程，第一接近开关11和第二接近开关13安装的相对位置间距在满足切割动作完成的前提下，尽量靠近。刀片电机限位系统为下一个动作开始提供了时间控制参考点，以免整个截断装置产生误动作。

当上述动作按顺序：气体动力牵拉→截断装置整体升降→气动夹持→水平快速气动进给→线性模组动作→玻璃棒料截断→刀片电机限位完成后，整个截断装置再进入下一个动作循环程序。

Claims (4)

1.一种小直径玻璃棒动态截断装置，其特征在于：包括气体动力牵拉系统、升降系统、气动夹持系统、水平快速气动进给系统、线性模组、截断系统和刀片电机限位系统；其中，气体动力牵拉系统由一对反向旋转的动力包胶轮（2）组成，动力包胶轮（2）安装在机架（16）上，动力包胶轮（2）位于竖直玻璃棒位的上部；升降系统包括升降气缸（15）、升降直线导轨（9）和升降系统联结板（14），升降直线导轨（9）和升降气缸（15）固定在机架（16）上，升降系统联结板（14）与升降气缸（15）连接，并通过滑块与升降直线导轨（9）连接；气动夹持系统由平行开合的第一气爪（4）、第二气爪（7）和气爪安装架组成，第一气爪（4）和第二气爪（7）安装在气爪安装架上，第一气爪（4）、第二气爪（7）呈上、下位于动力包胶轮（2）下方的竖直玻璃棒位的中上部，气爪安装架安装在升降系统联结板（14）上；所述的第一气爪（4）与第二气爪（7）之间的间距为15-25mm；水平快速气动进给系统包括双轴气缸（10）、进给直线导轨（18）和进给系统联结板（17），双轴气缸（10）固定在升降系统联结板（14）上，双轴气缸（10）与进给系统联结板（17）连接，进给系统联结板（17）通过滑块与进给直线导轨（18）连接；线性模组由进给电机（5）、滑块（6）、线性模组导轨支架（8）组成，线性模组导轨支架（8）由左法兰（8-1）、右法兰（8-3）、滚珠丝杠（8-2）组成，进给电机（5）固定在线性模组导轨支架（8）一端的左法兰（8-1）上，滑块（6）固定在线性模组导轨支架（8）的滚珠丝杠（8-2）上，线性模组导轨支架（8）安装在进给系统联结板（17）上；截断系统由刀片（3）及刀片电机（12）组成，刀片电机（12）固定在滑块（6）上，刀片（3）位于第一气爪（4）与第二气爪（7）之间；刀片电机限位系统由第一接近开关（11）和第二接近开关（13）组成，第一接近开关（11）和第二接近开关（13）设置在进给系统联结板（17）上，分别位于刀片电机（12）运动的起始位置、终止位置。

2.根据权利要求1所述的一种小直径玻璃棒动态截断装置，其特征在于：所述的进给电机（5）为调速电机。

3.根据权利要求1或2所述的一种小直径玻璃棒动态截断装置，其特征在于：所述的第一气爪（4）与第二气爪（7）之间的间距为20mm。

4.根据权利要求1或2所述的一种小直径玻璃棒动态截断装置，其特征在于：所述的刀片（3）的厚度为0.8mm。