CN105110655A - 一种平面弧形玻璃周边除膜装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种平面弧形玻璃周边除膜装置，包括除膜台和电气控制装置，所述除膜台包括机架、玻璃传输组件和可升降玻璃定位组件，还包括机器人手臂数控平台，所述机器人手臂数控平台包括机器人手臂和激光器，所述激光器设于机器人手臂的自由端，所述电气控制装置分别连接除膜台和机器人手臂数控平台，所述玻璃传输组件设于机架的顶面，所述可升降玻璃定位组件设于玻璃传输组件下方，所述机器人手臂设于机架的一侧。与现有技术相比，本发明可对平面弧形玻璃周边除膜，玻璃重影小，可实现自动化，适用于大批量生产。

Description

一种平面弧形玻璃周边除膜装置

技术领域

本发明涉及镀膜玻璃技术领域，尤其是涉及一种平面弧形玻璃周边除膜装置。

背景技术

镀膜玻璃是在玻璃表面涂覆一层或多层金属、金属氧化物或其他物质或者把金属离子迁移到玻璃的表面层中，使其改变玻璃对阳光、热能的辐射率、放射率、吸收率以及透过率等性能或赋予玻璃表面导电、自洁等特殊性能，使之成为无色或者有色的一层薄膜以形成具有新功能的玻璃产品。

镀膜玻璃的产品主要有热反射膜玻璃、导电膜玻璃、自洁净玻璃及低辐射镀膜玻璃(low-E镀膜玻璃)等。

根据镀膜玻璃的制造工艺，可分为在线镀膜玻璃和离线镀膜玻璃两种。

在离线镀膜玻璃领域中，离线low-E镀膜玻璃是由多层膜层构成，是采用磁控溅射镀膜技术生产的，其功能层主要为银层，由于银层特别容易氧化，所以普通的离线low-E镀膜玻璃不能进行加热操作，只能是镀膜后立即合成中空玻璃使用。

随着技术不断进步，近年来出现了可钢化low-E镀膜玻璃，国内几家比较大的采用磁控溅射技术的玻璃镀膜厂家可以生产这种可钢化low-E镀膜玻璃。所述产品比较适合于高档建筑幕墙玻璃。但是上述膜层结构不能经受烘弯工序，烘弯后会导致低辐射性能下降、透过率发生变化；有的膜层结构的可见光透过率不能满足汽车玻璃、特别是前风挡玻璃的要求；所以这些可钢化镀膜玻璃产品不能用于制造夹层玻璃，特别是不能用于制造汽车前风挡玻璃。

最近，在可钢化Low-E镀膜技术基础上，又出现了一种新型低辐射镀膜玻璃，那就是可烘弯低辐射镀膜玻璃，应用到汽车玻璃、特别是前风挡玻璃。

然而，在实际应用中，上述可烘弯低辐射镀膜玻璃的表面并不需要或者并不能全部覆盖/涂敷Low-E膜层。一方面，Low-E膜层中的红外反射层可能干涉电磁波信号的透过，如ETC、GPS、RF等；另一方面将Low-E膜层镀在玻璃板的外边缘区域容易造成膜层的腐蚀，也是不提倡的。也就是说，镀在玻璃表面的部分区域的镀膜膜层是需要除掉的。

现有技术中，常用磨轮打磨、喷砂等工艺对镀膜玻璃进行除膜，但是这些工艺都仅适合于外形规则的矩形玻璃；而对于平面弧形玻璃特别是汽车玻璃的除膜则难以实现。

中国专利92106180.3公开了一种镀膜玻璃的除膜工艺及设备，将带有镀膜膜层的玻璃板放入酸溶液、碱溶液或者盐溶液中，以镀膜膜层为阳极、接通直流电流，即可除去镀膜膜层；从而使废品的镀膜玻璃的膜层全部除掉，变为玻璃原片重新利用。但该工艺不能够实现部分区域除膜。

中国专利200820000985.8公开了一种玻璃周边除膜机，该除膜机包括传送靠板、除膜机构、横向传送带、纵向移动轨道、导轨和电控箱，其中除膜机构的前、后端分别连接可调式打磨头与除膜驱动电机，所述打磨头里侧装有砂轮。该专利的缺点是：只适用于直线型等间距除膜，适用于建筑镀膜领域，不能较好地对平面弧形玻璃特别是汽车玻璃进行除膜。而且汽车镀膜玻璃，例如中国专利200810071891.4所述的可烘弯低辐射镀膜玻璃，其需要除膜的图形也是不规则弧形的，即除膜边缘与玻璃边缘的间距是不同的。

中国专利200920077797.x公开了一种可烘弯低辐射镀膜玻璃的除膜装置，该装置包括由不锈钢、铝、工程塑料制成的单层遮板或双层遮板。实际应用中，该除膜装置需要根据不同型号玻璃制作，且遮板较大，在批量生产时运转不方便，要实现工业化大批量生产，需要制作大量的除膜装置，且遮板的材料价格较贵，加工也较为麻烦，使用后需要定期对遮板进行打磨和维护，占用较大资金及场地，这样无形增加了汽车镀膜玻璃的生产成本。

中国专利200910054332.7公开了一种区域除膜的可烘弯低辐射镀膜夹层玻璃的制造方法，该方法包括以下步骤：(1)将玻璃原片经切片、上片等前处理得到原片玻璃；(2)通过丝网印刷工艺将水溶性涂料涂在原片玻璃表面不需镀膜区域；(3)采用紫外灯烘干原片玻璃的水溶性涂料；(4)利用磁控溅射镀膜设备在原片玻璃表面镀上低辐射膜层；(5)利用去离子水洗去水溶性涂料；(6)将原片玻璃经干燥、喷粉、配对、烘弯、合片、高压及包装处理，即得到产品。该专利通过丝网印刷、烘干和去离子水除膜3道工序实现除膜。实际应用中，该专利除膜方法需要根据不同型号玻璃制作印刷网版，且原片预处理后，再印刷与烘干，因网版与烘干热空气与玻璃的大面积接触，易造成玻璃表面的二次污染，影响镀膜玻璃膜层质量，且镀膜后使用去离子水清除水溶性涂料时，水溶性涂料上金属与金属氧化物膜层易残留在镀膜玻璃表面，影响玻璃外观，且镀膜后玻璃经过洗涤机清洗烘干，易造成玻璃划伤，这样都增加了汽车镀膜玻璃的生产成本。

中国专利201120259236.9公开了一种镀膜玻璃激光除膜装置，该装置包括除膜台、激光器三轴数控平台和电气控制。实际应用中，该除膜装置除膜速度受三轴数控导轨的传输速度及位移精度影响，除膜效率低，只能针对ETC、GPS、RF等装置对应在玻璃上的安装位置实现局部区域除膜，难以在工业化大批量生产中实现汽车镀膜玻璃周边大面积的除膜。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种平面弧形玻璃周边除膜装置，可对平面弧形玻璃周边除膜，玻璃重影小，可实现自动化，适用于大批量生产。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种平面弧形玻璃周边除膜装置，包括除膜台和电气控制装置，所述除膜台包括机架、玻璃传输组件和可升降玻璃定位组件，还包括机器人手臂数控平台，所述机器人手臂数控平台包括机器人手臂和激光器，所述激光器设于机器人手臂的自由端，所述电气控制装置分别连接除膜台和机器人手臂数控平台，所述玻璃传输组件设于机架的顶面，所述可升降玻璃定位组件设于玻璃传输组件下方，所述机器人手臂设于机架的一侧，可升降玻璃定位组件上升后对玻璃传输组件上传输的平面弧形玻璃定位，机器人手臂带动激光器对定位后的平面弧形玻璃进行激光除膜。

所述机器人手臂采用由六个转轴组成的空间六杆开链机构。

所述激光器为光束波长范围为430～570nm的激光器。

所述激光器采用半导体断面泵浦红外激光器。

所述激光器与定位后的平面弧形玻璃的间距为50mm～500mm。

所述可升降玻璃定位组件包括升降台和多个定位件，所述升降台设于玻璃传输组件下方，所述多个定位件设于升降台上，升降台带动定位件升起，定位件穿过玻璃传输组件后将玻璃传输组件上传输的平面弧形玻璃定位。

所述定位件为4～6个，并均布定位在平面弧形玻璃的侧边。

所述定位件为6个，沿平面弧形玻璃传输方向，在平面弧形玻璃的前部和后部的侧边各设一个，在平面弧形玻璃的左部和右部的侧边各设两个。

所述玻璃传输组件为多个平行设置的传输辊，所述传输辊上均布有滚轮。

还包括连接电气控制装置的吸尘组件，所述吸尘组件包括吸尘风机、排气管和吸尘口，所述吸尘口对准玻璃传输组件上传输的平面弧形玻璃，并通过排气管与吸尘风机连接。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1)利用电气控制装置控制机器人手臂运行，由机器手臂带动激光器进行激光除膜，解决了弧形镀膜玻璃的周边除膜问题。

2)通过升降台和多个定位件的升降来实现玻璃定位，保证除膜过程中的稳定定位。

3)采用半导体断面泵浦红外激光器，具备优秀的激光光束质量，适合更精细、精度更高的标记要求，确保了激光器的基模输出，并增加了光输出的稳定性。

4)六个转轴组成的空间六杆开链机构的机器人手臂可以准确沿周围待除膜区域的边缘进行除膜，动作简单、有效、精准，提高了生产效率。

5)采用电气控制装置，可完全实现自动化操作，大大降低劳动强度。

6)待除膜的图形以CAD文件的形式保存在电气控制装置中，节省了制作大量除膜装置的资金。

7)采用激光除膜的装置，不会对玻璃表面产生任何损伤或缺陷，如划伤、擦伤等。

8)增加吸尘组件，实现了洁净化生产，提高了产品质量。

9)由于采用自动化操作，特别适用于大规模及批量化生产。

10)激光器与定位后的汽车级原片玻璃的间距为50mm～500mm，不同的间距意味着焦距的不同，同功率下，焦距不同，意味着光斑大小不同，光斑的大小不同意味着同线速度下，单位时间内除膜的面积不同，即除膜效率不同；另，膜系不同的情况下整个膜层的厚度不一样，膜层厚度不同，激光蒸发掉单位面积的膜层时需要的能量不同，控制能量既可以通过调节激光器的输出功率来实现，一定范围内也可以在同功率下通过调节焦距来达到此目的，即在一定范围内通过调节间距即达到除膜目的，且消耗的能量少，达到节约成本的目的。

11)在激光蒸发掉膜层的方式中，对膜层下面的玻璃，激光的穿透深度越浅越好，因为激光的穿透力越强，膜层下面的玻璃表面的结构被破坏的就越深、越厉害，因此，激光器选择发出波长为430～570nm的蓝绿激光光束，蓝绿激光的穿透力最弱，穿透深度最浅，可以有效地防止出现因激光除膜对玻璃表面造成的破坏而导致玻璃在烘弯工序产生裂片的情况。

附图说明

图1为本发明结构示意图。

图中：1、除膜台，2、电气控制装置，3、机器人手臂数控平台，11、玻璃传输组件，12、升降台，13、定位件，21、机器人手臂，22、激光器。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

实施例一

如图1所示，一种平面弧形玻璃周边除膜装置，包括除膜台1、电气控制装置2和机器人手臂数控平台3，激光器22设于机器人手臂21的自由端，电气控制装置2分别连接除膜台1和机器人手臂数控平台3，除膜台1包括机架、玻璃传输组件11和可升降玻璃定位组件，机器人手臂数控平台3包括机器人手臂21和激光器22，玻璃传输组件11设于机架的顶面，可升降玻璃定位组件设于玻璃传输组件11下方，机器人手臂21设于机架的一侧，可升降玻璃定位组件上升后对玻璃传输组件11上传输的平面弧形玻璃定位，机器人手臂21带动激光器22对定位后的平面弧形玻璃进行激光除膜。

其中，机器人手臂21采用由六个转轴组成的空间六杆开链机构，如ABB公司IRB6640-130机器人，机器人手臂21在除膜台1非传播方向边部的正中位，便于控制激光器22到平面弧形玻璃任意位置进行除膜，操作更方便，体积小，精度高。

激光器22采用半导体断面泵浦红外激光器，如迅镭激光公司的QL-DC-1000激光器，由机器人手臂21控制驱动。

该激光器22发出的光束波长范围为430～570nm。不同波长的激光的的穿透力是不同的，其中红光和红外激光的穿透力最强，穿透深度最深，蓝绿激光的穿透力最弱，穿透深度最浅。在本发明应用中，要求激光蒸发掉膜层即可，对膜层下面的玻璃，激光的穿透深度越浅越好，因为，穿透力越强，膜层下面的玻璃表面的结构被破坏的就越深、越厉害，而在后面烘弯工序中，玻璃要在超过600℃高温的特制的连续烘弯炉中停留5-10分钟进行半钢化处理，玻璃表面的结构被破坏的越厉害，则在烘弯工序产生裂片的风险越高，会增加生产成本，为避免此风险，故选择波长范围为430～570nm的蓝绿激光为宜。

激光器22与定位后的平面弧形玻璃的间距为50mm～500mm。例如：150mm、200mm、300mm等等。不同的间距意味着焦距的不同，同功率下，焦距不同，意味着光斑大小不同，光斑的大小不同意味着同线速度下，单位时间内除膜的面积不同，即除膜效率不同；另，膜系不同的情况下整个膜层的厚度不一样，膜层厚度不同，激光蒸发掉单位面积的膜层时需要的能量不同，控制能量既可以通过调节激光器22的输出功率来实现，一定范围内也可以在同功率下通过调节焦距来达到此目的，即在一定范围内通过调节间距即达到除膜目的，且消耗的能量少，达到节约成本的目的。

电气控制装置2为一台CNC(ComputerNumericalControl，计算机数控)主机，该CNC主机内装有系统控制软件，通过预设的程序控制除膜台1和机器人手臂数控平台3。

可升降玻璃定位组件包括升降台12和多个定位件13，升降台12设于玻璃传输组件11下方，多个定位件13设于升降台12上，升降台12带动定位件13升起，定位件13穿过玻璃传输组件11后将玻璃传输组件11上传输的平面弧形玻璃定位。

定位件13为4～6个，并均布定位在平面弧形玻璃的侧边。本实施例中，定位件13为6个，沿平面弧形玻璃传输方向，在平面弧形玻璃的前部和后部的侧边各设一个，在平面弧形玻璃的左部和右部的侧边各设两个。

玻璃传输组件11为多个平行设置的传输辊，传输辊上均布有滚轮。

实施例二

本实施例与实施例一的区别在于，还包括连接电气控制装置2的吸尘组件，吸尘组件包括吸尘风机、排气管和吸尘口，吸尘口对准玻璃传输组件11上传输的平面弧形玻璃，并通过排气管与吸尘风机连接。

除膜过程：

1)首先镀膜玻璃经过玻璃传输组件11传送到除膜台1对应的位置，升降台12上升，使得定位件13上升，定位件13穿过传输辊之间的间隙，固定平面弧形玻璃的侧边；

2)将待除膜区域的图形输入到CNC主机的系统控制软件中，根据膜层的厚度设置激发发生器的工作功率为10W—1000W，在系统控制软件中启动自动循环，机器人手臂21按预设程序自动运行，调整激光器22高度，开启激光，将待除膜区域的膜层材料瞬间蒸发掉，即达到除膜的功能。

3)除膜结束后，升降台12下降，定位件13离开平面弧形玻璃，玻璃传输组件11将平面弧形玻璃运出。

加工时可通过安全保护观察窗实时观察加工过程。即在机架旁设置一安全保护观察窗，用于隔离激光器22。

综上，本发明通过利用CNC系统自动进行机器人手臂21数控运行，采用高功率激光瞬间蒸发掉膜层材料，解决了平面弧形玻璃周边的除膜问题。

Claims (10)

1.一种平面弧形玻璃周边除膜装置，包括除膜台(1)和电气控制装置(2)，所述除膜台(1)包括机架、玻璃传输组件(11)和可升降玻璃定位组件，其特征在于，还包括机器人手臂数控平台(3)，所述机器人手臂数控平台(3)包括机器人手臂(21)和激光器(22)，所述激光器(22)设于机器人手臂(21)的自由端，所述电气控制装置(2)分别连接除膜台(1)和机器人手臂数控平台(3)，所述玻璃传输组件(11)设于机架的顶面，所述可升降玻璃定位组件设于玻璃传输组件(11)下方，所述机器人手臂(21)设于机架的一侧，可升降玻璃定位组件上升后对玻璃传输组件(11)上传输的平面弧形玻璃定位，机器人手臂(21)带动激光器(22)对定位后的平面弧形玻璃进行激光除膜。

2.根据权利要求1所述的一种平面弧形玻璃周边除膜装置，其特征在于，所述机器人手臂(21)采用由六个转轴组成的空间六杆开链机构。

3.根据权利要求1所述的一种平面弧形玻璃周边除膜装置，其特征在于，所述激光器(22)为光束波长范围为430～570nm的激光器(22)。

4.根据权利要求1所述的一种平面弧形玻璃周边除膜装置，其特征在于，所述激光器(22)采用半导体断面泵浦红外激光器。

5.根据权利要求1所述的一种平面弧形玻璃周边除膜装置，其特征在于，所述激光器与定位后的平面弧形玻璃的间距为50mm～500mm。

6.根据权利要求1所述的一种平面弧形玻璃周边除膜装置，其特征在于，所述可升降玻璃定位组件包括升降台(12)和多个定位件(13)，所述升降台(12)设于玻璃传输组件(11)下方，所述多个定位件(13)设于升降台(12)上，升降台(12)带动定位件(13)升起，定位件(13)穿过玻璃传输组件(11)后将玻璃传输组件(11)上传输的平面弧形玻璃定位。

7.根据权利要求6所述的一种平面弧形玻璃周边除膜装置，其特征在于，所述定位件(13)为4～6个，并均布定位在平面弧形玻璃的侧边。

8.根据权利要求7所述的一种平面弧形玻璃周边除膜装置，其特征在于，所述定位件(13)为6个，沿平面弧形玻璃传输方向，在平面弧形玻璃的前部和后部的侧边各设一个，在平面弧形玻璃的左部和右部的侧边各设两个。

9.根据权利要求1所述的一种平面弧形玻璃周边除膜装置，其特征在于，所述玻璃传输组件(11)为多个平行设置的传输辊，所述传输辊上均布有滚轮。

10.根据权利要求1所述的一种平面弧形玻璃周边除膜装置，其特征在于，还包括连接电气控制装置(2)的吸尘组件，所述吸尘组件包括吸尘风机、排气管和吸尘口，所述吸尘口对准玻璃传输组件(11)上传输的平面弧形玻璃，并通过排气管与吸尘风机连接。