CN105110621B - 一种玻璃切割掰断系统及控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种玻璃切割掰断系统及控制方法，系统包括玻璃基板治具单元、PLC控制单元、机器人手臂单元，玻璃基板治具单元安装在机器人手臂单元上。控制方法为PLC控制单元通过对编码器数据的计算，确定输出，调整横切机和机器人单元的运行速度。本发明的有益效果为：利用X向和Z向运动单元，有效的实现玻璃基板的切割和机器人手臂对玻璃基板的后续操作，且设计出有效的PLC控制系统，将各个单元进行同步控制，避免故障的发生。设计简单合理，玻璃的切割掰断稳定快速，符合玻璃生产线的要求。
Description
技术领域
本发明涉及玻璃制造工艺领域，尤其是一种玻璃切割掰断系统及控制方法。
背景技术
现有技术中，玻璃基板生产线中，需要机器人手臂来进行玻璃基板从横切机工位到后续工位的衔接。根据玻璃生产线要求，机器人手臂依靠安装在手臂上的玻璃基板治具进行玻璃基板的吸取动作，之后利用机器人的动作进行玻璃基板的掰断与脱离。这样的过程只是单纯的对玻璃进行切割与脱离，在切割与掰断过程中，会因设备问题产生故障，影响正常的生产，亟需设计出一套新式的系统，减小生产线中的废品率。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于，提供一种玻璃切割掰断系统及控制方法，保证横切机上切断的玻璃能完整切割并且整个玻璃基板能快速脱离，使整个系统运行同步稳定。
为解决上述技术问题，本发明提供一种玻璃切割掰断系统，包括玻璃基板治具单元、PLC控制单元、机器人手臂单元，玻璃基板治具单元安装在机器人手臂单元上；其中，玻璃基板治具单元包括框架、玻璃吸盘、X向运动单元、Z向运动单元、传感器，框架为整个玻璃基板治具单元的主体，玻璃吸盘在框架上以设定的间距400*400进行均匀布置，X向运动单元设置在框架边侧，Z向运动单元设置于框架与机器人手臂单元连接的部位，传感器设置于框架上。
优选的，玻璃吸盘选用洁净的真空吸盘。
优选的，X向运动单元为两根沿X向移动的滑动导轨。
优选的，Z向运动单元为两根沿Z向运动的滑动导轨。
优选的，X向和Z向运动单元都由洁净气缸提供动力。
优选的，传感器包括限位传感器和超声波传感器，限位传感器布置于X向和Z向运动单元上，超声波传感器布置在需要检测玻璃的地方。
采用上述玻璃切割掰断系统进行控制的方法，包括如下步骤：
(1)PLC控制单元采集退火炉上的导向轮上的编码器数据，将此数据作为PLC控制单元的输入信号；
(2)在PLC控制单元中对此输入信号进行计算，确定输出，从而调整切割机和机器人手臂单元的运行速度；
(3)在该开环控制系统中，PLC控制单元将各个单元同步控制，使导向轮、横切机和机器人手臂单元的运行速度保持一致。
本发明的有益效果为：利用玻璃治具上的X向和Z向运动单元，有效的实现玻璃基板的切割和机器人手臂对玻璃基板的后续操作，且设计出有效的PLC控制系统，将各个单元进行同步控制，避免故障的发生。设计简单合理，玻璃的切割掰断稳定快速，符合玻璃生产线的要求。
附图说明
图1是本发明的整体系统结构示意图。
图2是本发明的玻璃基板治具单元的结构示意图。
图3是本发明的PLC控制流程示意图。
图4是本发明的X向运动单元的效果示意图。
图5是本发明的Z向运动单元的效果示意图。
其中，1、玻璃基板治具单元；2、机器人手臂单元；3、框架；4、玻璃吸盘；5、X向运动单元；6、Z向运动单元；7、传感器；8、导向轮编码器；9、横切机；10、PLC控制单元。
具体实施方式
如图1所示，一种玻璃切割掰断系统，包括机器人手臂单元、玻璃基板治具单元、PLC控制单元。机器人手臂单元，利用机器人手臂的动作来完成玻璃基板的切割掰断工作。玻璃基板治具单元安装在机器人手臂单元上。
如图2、4、5所示，玻璃基板治具单元包括框架、玻璃吸盘、X向运动单元、Z向运动单元、传感器。框架是利用型材搭建出稳定的框架，作为整个玻璃基板治具单元的主体。玻璃吸盘选用洁净的真空吸盘，在框架上以是实际玻璃的大小来设定间距进行均匀布置，例如设定间距为400*400，利用真空吸盘吸取玻璃的稳定快速的特征，完成玻璃的吸放动作，实现玻璃基板治具单元吸取的稳定快速。X向运动单元，在框架上利用滑动导轨的运动约束性，在框架边侧添加两根沿X向移动的真空吸盘列，在可以稳定运动的同时，利用气缸推动实现在X向上玻璃在横切机工位进行横向切断，避免玻璃表面的凹陷或外凸变形，使整个横切面平整，保证切缝平整完全。Z向运动单元，在框架与机器人连接的部位添加两根沿Z向运动的滑动导轨，利用气缸提供动力，开始时玻璃治具处于Z向最高位，真空吸盘吸取玻璃；当横切机切断玻璃，且机器人手臂掰断玻璃后，玻璃治具依靠自重脱离，为后续的玻璃预留Z向的间距，避免在连续生产中的碰撞。在X向和Z向运动单元处布置限位传感器，在整个治具上合理布置超声波传感器，实现对玻璃的检测，防止有裂纹的玻璃流向下一工位。
如图3所示，玻璃切割掰断系统的控制方法，包括如下步骤：
(1)PLC控制单元采集退火炉上的导向轮上的编码器数据，将此数据作为PLC控制单元的输入信号；
(2)在PLC控制单元中对此输入信号进行计算，确定输出，从而调整切割机和机器人手臂单元的运行速度；
(3)在该开环控制系统中，PLC控制单元将各个单元同步控制，使导向轮、横切机和机器人手臂单元的运行速度保持一致。
机器人手臂单元连接有玻璃基板治具单元，当玻璃从退火炉中出来时，机器人手臂单元带动玻璃基板治具单元吸取从退火炉出来的玻璃基板，此时治具上的Z向运动单元接收到信号，气缸向上推动，整个治具位于Z向最高点。当玻璃基板治具上的玻璃吸盘吸取玻璃后，治具上的X向运动单元上的气缸接收信号，推动整个X向运动单元运动，将整个吸取的玻璃基板在X方向上拉紧为一个平面。之后，横切机开始工作，横切机对玻璃基板进行切割，切割完成后，治具上的Z向运动单元接收信号，气缸回落，治具Z向下落，到达Z向最低点，这样切割掰断的玻璃基板与生产线上的后续玻璃基板产生了Z向的间隔。随后，机器人手臂单元开始运动，将整个玻璃基板搬运到后续工位，此前玻璃基板治具单元上的Z向运动单元将掰断玻璃基板与后续玻璃基板之间预留了一个Z向的间隔，可以有效的防止机器人手臂单元在进行玻璃基板搬运时，将掰断玻璃基板与生产线上的其他玻璃基板发生碰撞。
尽管本发明就优选实施方式进行了示意和描述，但本领域的技术人员应当理解，只要不超出本发明的权利要求所限定的范围，可以对本发明进行各种变化和修改。
Claims (6)
1.一种玻璃切割掰断系统，其特征在于，包括玻璃基板治具单元、PLC控制单元、机器人手臂单元，玻璃基板治具单元安装在机器人手臂单元上；其中，玻璃基板治具单元包括框架、玻璃吸盘、X向运动单元、Z向运动单元、传感器，框架为整个玻璃基板治具单元的主体，玻璃吸盘在框架上以设定的间距400×400进行均匀布置，X向运动单元设置在框架边侧，Z向运动单元设置于框架与机器人手臂单元连接的部位，传感器设置于框架上；Z向运动单元，在框架与机器人手臂单元连接的部位添加两根沿Z向运动的滑动导轨，利用气缸提供动力，开始时玻璃治具处于Z向最高位，玻璃吸盘吸取玻璃；当横切机切断玻璃，且机器人手臂掰断玻璃后，玻璃治具依靠自重脱离，为后续的玻璃预留Z向的间距。
2.如权利要求1所述的玻璃切割掰断系统，其特征在于，玻璃吸盘选用洁净的真空吸盘。
3.如权利要求1所述的玻璃切割掰断系统，其特征在于，X向运动单元为两根沿X向移动的滑动导轨。
4.如权利要求1所述的玻璃切割掰断系统，其特征在于，X向和Z向运动单元都由洁净气缸提供动力。
5.如权利要求1所述的玻璃切割掰断系统，其特征在于，传感器包括限位传感器和超声波传感器，限位传感器布置于X向和Z向运动单元上，超声波传感器布置在需要检测玻璃的地方。
6.一种应用如权利要求1-5中的任一项所述的玻璃切割掰断系统的控制方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）PLC控制单元采集退火炉上的导向轮上的编码器数据，将此数据作为PLC控制单元的输入信号；
（2）在PLC控制单元中对此输入信号进行计算，确定输出，从而调整横切机和机器人手臂单元的运行速度；
（3）在开环控制系统中，PLC控制单元将各个单元同步控制，使导向轮、横切机和机器人手臂单元的运行速度保持一致。
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