CN109970327A - 热弯机及热弯成型方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种热弯机，该热弯机包括主控台、机械手和工位，所述工位包括围绕所述机械手依次设置的进/出料工位、预热工位、成型工位、退火工位和急冷工位，所述成型工位、退火工位和急冷工位处均设有压型装置，所述压型装置包括模具和用于驱动所述模具进行开合的第一驱动机构，所述预热工位处设有用于对所述工件进行预热的预热装置，所述成型工位和退火工位处分别设有用于对其内的模具进行加热的加热装置。本发明还公开一种热弯成型方法。本发明的热弯机可以高效、稳定、低成本的加工生产大尺寸3D曲面玻璃。

Description

热弯机及热弯成型方法

技术领域

本发明涉及热弯成型技术领域，特别涉及一种热弯机及热弯成型方法。

背景技术

3D曲面玻璃是平板玻璃在模具中受热软化，在一定压力下弯曲成型，再 经退火制成的热弯玻璃。随着工业水平的进步和人民生活水平的提高，3D曲 面玻璃代替平面玻璃所应用的领域越来越多。比如，在智能手机、平板电脑、 可穿戴设备、车载显示器和电视显示屏等电子屏领域，3D曲面玻璃的应用越 来越广泛。其中，手机屏等小尺寸曲面玻璃的相关成型技术已日近成熟，而 车载显示屏等大尺寸曲面玻璃的相关成型技术还未成熟，并且相关加工设备 还处于研发阶段，未达到大规模量产。

目前，对于热弯行业来说，因为大尺寸玻璃的3D曲面比小尺寸玻璃更加 复杂多变，在热弯过程中容易因受力或者受热不均而导致玻璃原件破碎，所 以高效、稳定、低成本的加工大尺寸玻璃并非易事。在现有技术的基础上进 行改进、优化，研究开发出适用于成型大尺寸玻璃的热弯加工设备是热弯行 业未来的发展趋势。

发明内容

本发明的主要目的是提出一种热弯机，旨在解决现有的热弯加工设备无 法高效、稳定、低成本的加工生产大尺寸3D曲面玻璃的问题。

为实现上述目的，本发明提出一种热弯机，该热弯机包括主控台、机械 手和工位，所述工位包括围绕所述机械手依次设置的进/出料工位、预热工位、 成型工位、退火工位和急冷工位，所述成型工位、退火工位和急冷工位处均 设有压型装置，所述压型装置包括模具和用于驱动所述模具进行开合的第一 驱动机构，所述预热工位处设有用于对所述工件进行预热的预热装置，所述 成型工位和退火工位处分别设有用于对其内的模具进行加热的加热装置。

优选地，所述热弯机还包括与各所述工位一一对应设置的工作箱，所述 工位位于所述工作箱内，所述工作箱的竖向侧面上设有取放口和与所述取放 口对应设置的活动门；并且，所述成型工位、退火工位和急冷工位对应的工 作箱的取放口处设有风刀。

优选地，所述热弯机还包括与各所述工作箱连接、位于所述机械手的上 方的顶罩和位于所述机械手下方的底座，所述顶罩、底座和工作箱围合形成 封闭的热弯空间。

优选地，所述预热装置包括位于所述工作箱内的工件放置台、位于所述 工件放置台上方的安装框、设置在所述安装框上的若干根发热管和用于驱动 所述安装框朝向或远离所述工件放置台移动的第二驱动机构。

优选地，所述模具包括上模和下模，所述加热装置包括分别设置在所述 上模的背侧的第一加热板和设置在所述下模的背侧的第二加热板，所述成型 工位和退火工位处分别设有连接在所述第一驱动机构与所述上模之间的安装 板，所述第一加热板位于所述上模和安装板之间，所述第一驱动机构包括从 所述工作箱的上方穿入的并且一端与所述安装板固定的第一导向杆、与所述 第一导向杆的另一端固定的直线驱动模块，所述第一导向杆上设有沿其杆长 分布的冷却水路、分别与所述冷却水路连通的进水口和出水口。

优选地，所述第二加热板与所述工作箱的底部之间限定的活动空间内设 有可与所述第二加热板接触的冷水板，所述冷水板上设有水腔、分别与所述 水腔连通的进水柱和出水柱，所述冷水板与设置在所述工作箱的底部外侧的 第三驱动机构连接，以在所述第三驱动机构的驱动下上下往复移动；或者， 所述第二加热板与所述工作箱的底部之间限定的活动空间内设有可与所述第 二加热板接触的节能板和位于所述节能板下方且可与所述节能板接触的冷水 板，所述冷水板上设有水腔、分别与所述水腔连通的进水柱和出水柱，所述 冷水板与设置在所述工作箱的底部外侧的第三驱动机构连接，以在所述第三 驱动机构的驱动下上下往复移动。

优选地，所述第一加热板和第二加热板分成多块独立加热的部分，所述 第二加热板的每部分对应设有所述冷水板和第三驱动机构；或者，所述第一 加热板和第二加热板分成多块独立加热的部分，所述第二加热板的每部分对 应设有所述冷水板、节能板和第三驱动机构。

优选地，所述预热装置和加热装置通过电力调整器SCR提供电力。

优选地，所述机械手包括机械臂、与所述机械臂连接的T形架和两分别 套设在所述T形架两相对自由端的X轴移动架，所述X轴移动架上套设有两 Y轴移动件以及位于所述Y轴移动件上的吸取组件；所述吸取组件包括与所 述Y轴移动件固定连接的缸体、沿Z轴方向穿设于所述缸体上的吸杆和套设 在所述吸杆上的弹簧，所述吸杆上下相对设置有第一卡簧和第二卡簧，所述 缸体位于所述第一卡簧与第二卡簧之间，所述弹簧位于所述缸体和第二卡簧 之间，所述吸杆沿自身杆体方向设有气道，所述吸杆的一端连接有与所述气 道连通的吸盘，另一端连接有与所述气道连通的第一气管，所述缸体沿所述 吸杆的垂直方向设有内腔以及抵接于所述内腔的腔壁的顶塞，所述缸体上设 有与所述内腔连通的第二气管。

本发明还公开一种热弯成型方法，其中，包括如下步骤：

将工件放至进/出料工位，并对工件进行定位；

将所述进/出料工位上的工件转运至预热工位进行预热；

将所述预热工位上的工件转运至成型工位，并通过所述成型工位上的压 型装置对工件进行加热成型；

将所述成型工位上的工件转运至退火工位，并通过所述退火工位上的压 型装置对工件进行降温定型；

将所述退火工位上的工件转运至急冷工位，并通过所述急冷工位上的压 型装置对工件进行降温；

将所述急冷工位上的工件转运至所述进/出料工位，以获得热弯成型工件。

本发明的有益效果在于：本热弯机用于对大尺寸的玻璃等工件进行热弯 成型加工，其中的进/出料工位、预热工位、成型工位、退火工位和急冷工位 绕机械手依次设置呈环形布局。机械手按照加工工序在各工位之间转运工件， 其中包括：从进/出料工位转运工件至预热工位并通过预热装置对工件进行预 热，从预热工位转运工件至成型工位并通过成型工位上的压型装置对工件进 行加热成型，从成型工位转运工件至退火工位并通过退火工位上的压型装置 对工件进行降温定型，从退火工位转运工件至急冷工位并通过急冷工位上的 压型装置对工件进行降温，从急冷工位转运工件至进/出料工位以获得热弯成型工件。通过机械手转运工件以完成工序周转，运行稳定且工作效率高；模 具不动，而工件在各加工工位之间移动并完成相应的加工，保证产品的一致 性、稳定性以及节约能耗；并且，模具使用数量少，制造成本和运行成本低。 另外，通过主控台控制本热弯机内各部分的运行，实现中央控制，智能化程 度高，本热弯机能高效、稳定、低成本的加工生产大尺寸3D曲面玻璃。

附图说明

图1为本发明一实施例中热弯机的结构示意图；

图2为图1中热弯机的部分结构示意图；

图3为图1中热弯机的工作箱的结构示意图；

图4为图1中热弯机的预热工位的结构示意图；

图5为图1中热弯机的成型工位(退火工位)的结构示意图；

图6为图5中第一导向杆的结构示意图；

图7为图5中热弯机的成型工位(退火工位)的部分结构示意图；

图8为图1中热弯机的机械手的结构示意图；

图9为图8中机械手的部分结构示意图；

图10为图9中A处的局部放大图；

图11为图8中机械手的部分结构示意图；

图12为本发明一实施例中热弯成型方法的流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的方案进行清楚 完整的描述，显然，所描述的实施例仅是本发明中的一部分实施例，而不是 全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创 造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提出一种热弯机，如图1和图2所示，该热弯机包括主控台100、 机械手200和工位，工位包括围绕机械手200依次设置的进/出料工位11、预 热工位12、成型工位13、退火工位14和急冷工位15，成型工位13、退火工 位14和急冷工位15处均设有压型装置300，压型装置300包括模具310和用 于驱动模具310进行开合的第一驱动机构320，预热工位12处设有用于对工 件进行预热的预热装置400，成型工位13和退火工位14处分别设有用于对其内的模具310进行加热的加热装置500。

本实施例中，如图2所示，热弯机可用于加工生产大尺寸3D曲面玻璃，进 /出料工位11、预热工位12、成型工位13、退火工位14和急冷工位15绕机械手 200依次设置且呈环形布局，机械手200按照加工工序在各工位之间转运工件， 高效、稳定，机械手200可包括多轴机械臂、设置在多轴机械臂的自由端的固 定架以及设置在固定架上的多个吸盘，多个吸盘配合共同作用以吸取工件。 人工或通过其它机械手抓取工件至进/出料工位11上，进/出料工位11用于临时 放置未加工的工件，可在进/出料工位11上设置定位装置对工件进行精准定位， 保证机械手200取放工件位置准确，提高工件成型精度。其中，定位装置可为 夹治具，该夹治具包括定位底板和定位块，定位底板上设置有呈矩阵排列的 多个定位孔，定位块底部设有两个与定位孔匹配的定位销，两定位销分别插 入两定位孔内，工件位于定位底板上，通过定位销对位于定位底板上的工件 进行限位。除通过在进/出料工位11上设置定位装置此种方式以外，还可通过 CCD视觉系统配合机械手200进行精准定位。

预热工位12为进/出料工位11的下一工位，预热工位12处设置有预热装置 400，预热装置400可为连接架以及设置在连接架上的发热网。机械手200从进 /出料工位11转运工件至预热工位12上，发热网靠近工件的表面并对工件进行 预热，防止工件因急热而损坏。

成型工位13为预热工位12的下一工位，成型工位13处设置有压型装置300 和加热装置500，压型装置300包括模具310和用于驱动模具310进行开合的第 一驱动机构320，模具310包括上模和下模，下模固定在成型工位13上，第一 驱动机构320用于输出直线运动，以驱动模具310的开合，比如第一驱动机构 320可为驱动气缸，其活塞杆与上模连接，该驱动气缸的缸体在成型工位13处 固定不动。加热装置500为分别紧贴上模和下模设置的两加热板，该加热板内 设多个加热管，加热板可对上模和下模进行加热。在成型工位13处，工件通 过机械手200转运至下模上，驱动气缸驱动上模与下模多次贴合对工件进行反 复压型，保证工件成型尺寸。上模和下模通过加热板的加热对工件进行导热， 使工件快速达到压型温度以加速工件的成型，减少加工时间，提高加工效率。

退火工位14为成型工位13的下一工位，退火工位14处设置有压型装置300 和加热装置500，该压型装置300、加热装置500和设置在成型工位13处的压型 装置300、加热装置500结构和布置连接方式相同。在退火工位14处，工件通 过机械手200转运至下模上，驱动气缸驱动上模与下模多次贴合对工件进行反 复压型，保证工件尺寸。上模和下模通过加热板的加热对工件进行导热，工 件在退火工位14上所加热的温度相较于成型工位13的压型温度有所降低，有 助于工件的定型。

急冷工位15为退火工位14的下一工位，急冷工位15上设置有压型装置 300，该压型装置300和设置在成型工位13处的压型装置300结构相同。在急冷 工位15处，工件通过机械手200转运至下模上，驱动气缸驱动上模与下模多次 贴合对工件进行反复压型，上模和下模具共同吸收工件的热量，使工件冷却。 并且通过在密封加工空间内充入低温惰性气体吸收热量以加速对上模311、下 模312以及工件的降温，节省工件的冷却时间，提高工作效率。

进/出料工位11为急冷工位15的下一工位，进/出料工位11还可用于临时放 置已热弯成型的工件。机械手200从急冷工位15处转运工件至进/出料工位11， 随后通过人工或其它机械手从进/出料工位11处取走成型工件。进料和出料使 用同一个工位，简化设备的整体结构，并且有利于生产操作和后续自动化的 快速导入。

如图2所示，主控台100位于进/出料工位11和预热工位12之间，主控台100 包括工控机和与工控机连接的操作面板，工控机可对热弯加工过程及热弯机 内的机电设备、工艺装备进行检测与控制，操作面板可用于操作人员与热弯 机进行人机交互，从而控制热弯机各部分的运行，实现智能化操作。

本热弯机中，工件在进/出料工位11、预热工位12、成型工位13、退火工 位14和急冷工位15进行相应工艺的加工，可提高加工效率和产品的良率。模 具310在工位处固定不动，通过机械手200转运工件至各工位进行加工，有助 于保证产品的一致性和稳定性，并且还可节约能耗；另外，所配备的模具310 数量少，制造成本和运行成本低。本热弯机通过整体的结构布局、多种机电 设备和工艺装备的组成以及智能化操作系统，可加工大尺寸3D曲面玻璃，并 且具有生产效率高、生产品质好和运行成本低等显著优点。

在本发明一较佳实施例中，如图1、图2和图3所示，热弯机还包括与各工 位一一对应设置的工作箱600，工位位于工作箱600内，工作箱600的竖向侧面 上设有取放口和与取放口对应设置的活动门1；并且，成型工位13、退火工位14和急冷工位15对应的工作箱600的取放口处设有风刀(图中未示出)。

本实施例中，进/出料工位11、预热工位12、成型工位13、退火工位14 和急冷工位15对应设置有工作箱600，即热弯机还包括进/出料箱、预热箱、 成型箱、退火箱和急冷箱，多个工作箱600呈环形布局且依次连接。工位均 位于工作箱600内，工作箱600的竖向侧面上设有取放口，如朝向机械手200 设置的内取放口，或者进/出料工位11所对应的工作箱600上与内取放口的方 向相反设置的外取放口。如图3所示，工作箱600还设置有活动门1，工作箱 600在取放口处设置有限位槽，该限位槽为设置在工作箱600上、位于取放口 左右两侧的两个，活动门1的相对两端分别设有限位块以与限位槽滑动配合， 活动门1可在工作箱600上进行上下滑动。活动门1通过第一气缸2驱动其 在工作箱600上进行上下移动，第一气缸2的缸体固定在工作箱600上，第 一气缸2的活塞杆与活动门1连接。活动门1与工作箱600配合封盖住取放 口以形成密封工作空间，并在该密封工作空间内充满惰性气体，以充分保护 工作箱600内的模具310、高温部件，使之不易发生氧化，优化加工环境。其 中，惰性气体优选氩气。并且，成型工位13、退火工位14和急冷工位15对 应的工作箱600的取放口处设置有风刀，可阻止工作箱600内外气体对流， 减少热量的流失，保证工作箱600内的加工温度；还可有效阻止外部灰尘杂 质进入工作箱600内，避免灰尘杂质落至模具310或工件上而影响加工质量。 另外，可在工作箱600内外设置摄像头(图中未示出)，以将设备运行情况实 时反馈至主控台100，提高智能化程度。

在本发明一较佳实施例中，如图1和图2所示，热弯机还包括与各工作 箱600连接、位于机械手200的上方的顶罩700和位于机械手下方的底座800， 顶罩700、底座800和工作箱600围合形成封闭的热弯空间。

本实施例中，机械手200位于顶罩700和底座800之间，底座800包括 底台810和环绕底台设置的环形罩820。机械手200安装在底座800的底台 810上，底座800的环形罩820与各工作箱600的连接，顶罩700与各工作箱 600的上端连接，顶罩700、底座800和多个工作箱600围合形成封闭的热弯 空间，为机械手200、各加工设备以及工件提供优良的热弯加工环境。热弯空 间包括机械手200所处的运行空间和五个工作箱600内的工作空间，其中， 机械手200所处的运行空间内也可充惰性气体，以保护机械手200使其不易 氧化，延长机械手200的使用寿命。并且相邻两工作箱600之间还可连接侧 罩，进一步对热弯空间形成保护。

在本发明一较佳实施例中，如图4所示，预热装置400包括位于工作箱 600内的工件放置台410、位于工件放置台410上方的安装框420、设置在安 装框上420的若干根发热管430和用于驱动安装框420朝向或远离工件放置 台410移动的第二驱动机构440。

如图4所示，在本实施例中，预热装置400用于对工件进行预热，其中， 工件放置台410可为用于放置待预热的工件的耐高温板，安装框420为位于 工件放置台410上方的长方形框，若干根发热管430依次排列固定在安装框 420上，可大面积加热。并且，任意相邻两发热管430之间间隔预设距离，散 热较为均匀。第二驱动机构440用于驱动安装框420朝向或远离工件放置台 410移动，第二驱动机构440包括第二气缸441、第二固定板442、第二导套443和位于第二导套内的第二导向杆444。第二导套443固定在工作箱600的 箱顶上，工作箱600对应第二导套443的位置设置有导孔，第二导向杆444 穿设在第二导套443和导孔内并可在第二导套443和导孔内上下滑动，第二 导向杆444的下端与安装框420连接，第二导向杆444的上端与第二固定板 442连接。第二固定板442为长方形板，第二导向杆444为四个且分别分布在 第二固定板442的四角。第二气缸441和第二固定板442均位于工作箱600 的上方，第二气缸441伸出活塞杆的缸体一端与第二固定板442连接固定， 第二气缸441的活塞杆与安装在工作箱600的箱顶上的一活塞杆固定座连接。 预热装置400对工件进行预热的工作原理如下：当需要对工件放置台410上 的工件进行预热时，启动第二气缸441，第二气缸441的活塞杆收回，反向带 动其缸体向下运行，同时带动第二固定板442、第二导向杆444和安装框420 朝向工件放置台410向下移动，使得发热管430靠近工件传递热量以对工件进行预热；预热完成后，启动第二气缸441，第二气缸441的活塞杆伸出，反 向推动缸体向上运行，同时带动第二固定板442、第二导向杆444和安装框 420远离工件放置台410向上移动，从而使得发热管430远离工件。其中，在 预热过程中，可只开启与工件需压型的位置对应的发热管430对工件进行局 部预热，在保证后续压型质量的同时，节约能耗。另外，该安装框420上还 固定有耐高温的穿线管，穿线管贯穿工作箱600箱顶可随安装框420进行上下移动，该穿线管用于穿发热管430与工作箱600外部其他组件之间连接的 电线，从而进行线路保护。

在本发明一较佳实施例中，如图5和图6所示，模具310包括上模311 和下模312，加热装置500包括分别设置在上模311的背侧的第一加热板510 和设置在下模312的背侧的第二加热板520，成型工位13和退火工位14处分 别设有连接在第一驱动机构320与上模311之间的安装板3，第一加热板510 位于上模311和安装板3之间，第一驱动机构320包括从工作箱的上方穿入 的并且一端与安装板固定的第一导向杆321、与第一导向杆321的另一端固定 的直线驱动模块，第一导向杆321上设有沿其杆长分布的冷却水路20、分别 与冷却水路连通的进水口321a和出水口321b。

本实施例中，如图5所示，模具310用于对工件进行压型，模具310包 括上下相对设置的上模311和下模312，上模311和下模312的正侧分别提供 对工件压型的压型面。下模312的背侧设置有第二加热板520，第二加热板 520用于对下模312进行加热，第二加热板520可安装在工作箱的底部。上模 311的背侧设置有第一加热板510，第一加热板510用于对上模311进行加热。 通过第一加热板510和第二加热板520分别加热上模311和下模312，可对工 件进行导热，加快工件的成型速度，节省加工时间。上模311连接有安装板3， 安装板3的相对两侧分别设置有挂件，挂件的上端穿过安装板3并通过螺丝 锁紧，挂件的下端挂住上模311，第一加热板510位于上模311和安装板3之 间。第一驱动机构320用于驱动上模311上下运行，使上模311与下模312 贴合或分离以实现模具的开合。其中，第一驱动机构320的直线驱动模块包 括丝杠322、第一固定板323和电机324，丝杠322通过一丝杠安装座固定在工作箱600的箱顶上，丝杠322螺杆的一端与电机324的输出轴连接，丝杠 322的螺母通过一螺母连接块与第一固定板323连接。第一导向杆321从工作 箱600的上方穿入，第一导向杆321的上端与第一固定板323连接固定，第 一导向杆321的下端与安装板3连接固定，并且工作箱600上还安装有与第 一导向杆321滑动配合的第一导套325。启动电机324以驱动丝杠322运行， 从而带动第一固定板323、第一导向杆321、安装板3以及上模311上下移动， 保证模具310开合的稳定、精准。其中，电机324选用伺服电机，可控制下 压力度的大小，并且可在上模311和下模312之间安装高精度压力传感器， 在上模311和下模312贴合时，可精准控制下压力度和下压位置，保证工件 质量。如图6所示，其中，第一导向杆321内设有冷却水路20，该冷却水路 20沿第一导向杆321的杆长分布，包括第一水路21和环绕第一水路21设置的第二水路22，第一水路21和第二水路22在靠近第一导向杆321的下端位 置连通。进水口321a与第一水路21连通，出水口321b与第二水路22连通， 进水口321a和出水口321b均位于第一导向杆321的上端且分别连接水管。 冷水从进水口321a流入，依次经过第一水路21和第二水路22，并从出水口 321b流出，可带走第一导向杆321上的大部分热量，保证第一导向杆321在 工作箱600内的高温区域不易受热变形，延长使用寿命。

在本发明一较佳实施例中，如图7所示，第二加热板520与工作箱600 的底部之间限定的活动空间内设有可与第二加热板520接触的冷水板4，冷水 板4上设有水腔、分别与水腔连通的进水柱和出水柱，冷水板4与设置在工 作箱600的底部外侧的第三驱动机构900连接，以在第三驱动机构900的驱 动下上下往复移动；或者，第二加热板520与工作箱600的底部之间限定的 活动空间内设有可与第二加热板520接触的节能板5和位于节能板5下方且 可与节能板5接触的冷水板4，冷水板4上设有水腔、分别与水腔连通的进水 柱和出水柱，冷水板4与设置在工作箱600的底部外侧的第三驱动机构900 连接，以在第三驱动机构900的驱动下上下往复移动。

如图7所示，本实施例中，第二加热板520与工作箱600的底部之间限 定的活动空间内设有冷水板4，且工作箱600的底部具有若干个用于支撑第二 加热板520的导向连接柱6，冷水板4套设在若干个导向连接柱6上。冷水板 4内设水腔且外设有与水腔连通的进水柱和出水柱，工作箱600底部设有供进 水柱和出水柱穿出的通孔。进水柱和出水柱可在常温环境下接水管，冷水从 进水柱流入，经过水腔后从出水柱流出。第三驱动机构800设置在工作箱600 的底部外侧，第三驱动机构900包括固定在工作箱600底部外侧的第三气缸 910、与第三气缸910的活塞杆连接的第三固定板920、一端与第三固定板920 连接的若干根连接杆930，连接杆930的另一端与冷水板4连接。当第二加热 板520需要降温时，第三气缸910的活塞杆带动第三固定板920、连接杆930 和冷水板4向上移动，直至冷水板4与第二加热板520贴紧，冷水板4可吸 收第二加热板520的热量，达到降温效果；当第二加热板520不需要降温时， 第三气缸910的活塞杆带动第三固定板920、连接杆930和冷水板4向下移动 以使冷水板4远离第二加热板520。

或者，第二加热板520与工作箱600的底部之间限定的活动空间内设有 节能板5和位于节能板5下方且可与节能板5接触的冷水板4，且工作箱600 的底部具有若干个用于支撑第二加热板520的导向连接柱6，该导向连接柱6 可为圆台形，导向连接柱6较大一端与工作箱600的底部连接，较小一端与 第二加热板520连接。节能板5和冷水板4套设在若干个导向连接柱6上， 节能板5用于与导向连接柱6配合的滑孔小于冷水板4用于与导向连接柱6配合的滑孔。冷水板4内设水腔且外设有与水腔连通的进水柱和出水柱，工 作箱600底部设有供进水柱和出水柱穿出的通孔。进水柱和出水柱可在常温 环境下接水管，冷水从进水柱流入，经过水腔后从出水柱流出。第三驱动机 构900设置在工作箱600的底部外侧，第三驱动机构900包括固定在工作箱 600底部外侧的第三气缸910、与第三气缸910的活塞杆连接的第三固定板 920、一端与第三固定板920连接的若干根连接杆930，连接杆930的另一端与冷水板4连接。当第二加热板520需要降温时，第三气缸910的活塞杆带 动第三固定板920、连接杆930和冷水板4向上移动，直至冷水板4、节能板 5和第二加热板520依次贴紧，冷水板4可吸收第二加热板520传递至节能板 5的热量，达到降温效果；当第二加热板520降温完成后，第三气缸910的活 塞杆带动第三固定板920、连接杆930和冷水板4向下移动，直至第二加热板 520、节能板5和冷水板4依次分离，节能板5处于第二加热板520和冷水板 4之间且卡在导向连接柱6上呈悬浮状态，节能板5可阻挡第二加热板520的 一部分热量传到冷水板4上，达到节能效果。除采用圆台形的导向连接柱6 外，还可采用圆柱形的导向连接柱6，并在该导向连接柱6上套设分别位于第 二加热板520和节能板5、节能板5和冷水板4之间的两个弹簧，以使节能板 5在第二加热板520和冷水板4之间呈悬浮状态。

在本发明一较佳实施例中，如图5和图7所示，第一加热板510和第二 加热板520分成多块独立加热的部分，第二加热板520的每部分对应设有冷 水板4和第三驱动机构900；或者，第一加热板510和第二加热板520分成多 块独立加热的部分，第二加热板520的每部分对应设有冷水板4、节能板5和 第三驱动机构900。

本实施例中，第一加热板510对应上模311的不同区域分成多个部分， 如图7所示，第二加热板520对应下模312的不同区域分成多个部分，即可 对上模311和下模312的各个区域进行加热，实现对上模311和下模312加 热的分段控制。并且可定点加热，使得上模311和下模312局部高温以加热 工件的变形部分，从而节约能耗。另外，第二加热板520的每部分对应设有 冷水板4和第三驱动机构900，以对第二加热板520的多个部分进行分别降温，人为控制温差，保证成型品质。

或者，第一加热板510对应上模311的不同区域分成多个部分，如图7 所示，第二加热板520对应下模312的不同区域分成多个部分，即可对上模 311和下模312的各个区域进行加热，实现对上模311和下模312加热的分段 控制。并且可定点加热，使得上模311和下模312局部高温以加热工件的变 形部分，从而节约能耗。另外，第二加热板520的每部分对应设有冷水板4、 节能板5和第三驱动机构900，以对第二加热板520的多个部分进行分别降温， 人为控制温差，保证成型品质。

在本发明一较佳实施例中，预热装置400和加热装置500通过电力调整 器SCR(图中未示出)提供电力。

本实施例中，预热装置400和加热装置500通过电力调整器SCR调节输 出电流而调节加热功率，从而实现对加热温度的控制。而一般使用的固态继 电器SSR属于通/断型，温度过高时会自动断电，温度过低时会全功率通电， 容易影响预热装置400和加热装置500的加热组件的使用寿命。与固态继电 器SSR相比较，电力调整器SCR可延长预热装置400和加热装置500的加热 组件的使用寿命。

在本发明一较佳实施例中，如图8至图11所示，机械手200包括机械臂 210、与机械臂210连接的T形架220和两分别套设在T形架220两相对自由 端的X轴移动架230，X轴移动架230上套设有两Y轴移动件240以及位于 Y轴移动件240上的吸取组件250；吸取组件250包括与Y轴移动240件固 定连接的缸体251、沿Z轴方向穿设于缸体251上的吸杆252和套设在吸杆 252上的弹簧253，吸杆252上下相对设置有第一卡簧254和第二卡簧255， 缸体251位于第一卡簧254与第二卡簧255之间，弹簧253位于缸体251和 第二卡簧255之间，吸杆252沿自身杆体方向设有气道，吸杆252的一端连 接有与气道连通的吸盘256，另一端连接有与气道连通的第一气管257，缸体 251沿吸杆252的垂直方向设有内腔以及抵接于内腔的腔壁的顶塞258，缸体 251上设有与内腔连通的第二气管259。

本实施例中，如图8所示，机械臂210为多轴机械臂，机械臂210的自由端 设置有转轴211，T形架220与该转轴211连接且可随该转轴211绕其轴线转动， 机械臂210可驱动T形架220进行多方位移动，高效且运行平稳。

如图9和图10所示，T形架220包括第一连接杆221和第二连接杆222，第一 连接杆221的一端与机械臂210的转轴211连接，另一端位于第二连接杆222的 中心位置并与第二连接杆222垂直连接。X轴移动架230的中心位置设有与第二 连接杆222相配合的U形槽，两X轴移动架230通过U形槽套在第二连接杆222 上且位于第一连接杆221的两侧，X轴移动架230在U型槽的开口处设置有第一 直板231和折弯板232，第一直板231上设有第一通孔和与第一通孔对接的第一 螺母233，折弯板上设有与第一通孔相对接的第二通孔，第一螺丝依次穿过第 二通孔和第一通孔，并与第一螺母233螺纹配合将折弯板232和第一直板231连接固定，以使折弯板232顶住T形架220，从而固定住X轴移动架230。

如图9和图10所示，Y轴移动件240包括第二直板241和L形连接板242， 第二直板241一端与吸取组件250连接，另一端设有第二螺母，第二螺母上 设有垫板243。L形连接板242一端与吸取组件250连接，另一端设有与第二 螺母对接的第三通孔。X轴移动架230位于第二直板241和L形连接板242 所形成的凹槽内，第二螺丝穿过第三通孔与第二螺母螺纹配合，将第二直板 241与L形连接板242连接固定，以使垫板243顶住X轴移动架230，从而固 定住Y轴移动件240。Y轴移动件240上固设有吸取组件250，吸取组件250 用于吸取工件。可通过移动X轴移动架230和Y轴移动件240，改变各吸取 组件250的位置，即可任意定位，适用于吸取大尺寸工件。

如图10和图11所示，吸取组件250的缸体251的上下两端分别与Y轴移动件 240的L形连接板242和第二直板241通过螺丝固定连接，缸体251上沿Z轴方向 设有供吸杆252穿过的孔，吸杆252可在缸体251上进行上下移动。吸盘256采 用耐高温柔性材料制成，可吸取高温工件，不会在工件上留下吸痕。第一气 管257、吸杆的气道和吸盘256依次连通，通过第一气管257抽取或破坏真空， 吸盘256可吸取或放下工件。其中，在吸杆252上套设弹簧253，并上下相对设 置第一卡簧254和第二卡簧255，第一卡簧254和第二卡簧55用于对弹簧253和吸杆252进行限位。顶塞258抵接于缸体251的内腔的腔壁并可在该内腔内自由 移动，第二气管259和缸体251的内腔连通，第二气管259抽取真空使得顶塞258 远离吸杆252，吸杆252可顺畅的上下移动；第二气管259破坏真空使得顶塞258 顶住吸杆252，而使得吸杆252固定不动。机械手200吸取工件的工作原理：机 械臂210带动T形架220、X轴移动架230、Y轴移动件240以及吸取组件250向下 运动，吸盘256接触工件表面，弹簧253被压缩，直至缸体251位于吸盘256上 方的预设高度后，机械臂210停止运行。此时，开启第二气管259破坏真空以使得顶塞258顶住吸杆252，实现对吸杆252的自动锁紧，并开启第一气管257 抽取真空而使得吸盘256吸住工件。随后，机械臂重新开始运行，带动工件移 动以进行转运。

本发明还公开一种热弯成型方法，如图12所示，其中，包括如下步骤：

S100：将工件放至进/出料工位11，并对工件进行定位。

本步骤中，工件为玻璃，可人工放置工件至进/出料工位11处的定位底板 上，位于定位底板下方的定位块带动定位销从定位底板上的定位孔伸出以对 工件进行精准定位，提高工件的位置精度，方便机械手200的转运，有利于 后续加工。

S200：将进/出料工位11上的工件转运至预热工位12进行预热。

本步骤中，首先通过机械手200将进/出料工11上的工件转运至预热工位 12处的工件放置台410上，然后通过第二驱动机构440驱动安装框420朝向 工件放置台410移动并使安装框420从第一位置移动至靠近工件放置台410 的第二位置，安装框上420的若干根发热管430对工件进行加热，最后待工 件加热至预热温度，通过第二驱动机构440驱动安装框420远离工件放置台 410移动并使安装框420从第二位置移动至第一位置，预热完成，可防止工件 因急热而损坏。

S300：将预热工位12上的工件转运至成型工位13，并通过成型工位13 上的压型装置300对工件进行加热成型。

本步骤中，机械手200将预热工位12处的工件放置台410上的工件转运 至成型工位13处的压型装置300的下模312上，成型工位300处的加热装置 500的第一加热板510将上模311加热至第一成型温度，第二加热板520将下 模312加热至第一成型温度。首先，第一驱动机构320驱动上模311向下移 动靠近工件对工件表面加热，将工件加热至第一成型温度使工件变得柔软； 调节第一加热板510和第二加热板520的加热温度，使上模311和下模312温度下降，第一驱动机构320驱动上模311继续向下移动，并使上模311与 下模312贴合对工件压型；保压预设时间后，第一驱动机构320驱动上模311 上下移动并使上模311和下模312多次开合，对工件反复压型，保证成型尺 寸；多次压型后，第一驱动机构320驱动上模311向上运行，调节第一加热 板510的加热温度使上模311升温，调节第二加热板520的加热温度使下模 312降温至预设温度，机械手200即可从成型工位13处的下模312上取走工 件。

S400：将成型工位13上的工件转运至退火工位14，并通过退火工位14 上的压型装置300对工件进行降温定型。

本步骤中，机械手200将成型工位13处的工件转运至退火工位14处的 压型装置300的下模312上，退火工位14处的加热装置500的第一加热板510 将上模311加热至第二成型温度，第二加热板520将下模312加热至第二成 型温度。首先，通过第一驱动机构320驱动上模311向下移动靠近工件对工 件表面加热，将工件加热至第二成型温度使工件变得柔软；调节第一加热板 510和第二加热板520的加热温度，使上模311和下模312温度下降，第一驱 动机构320驱动上模311继续向下移动，并使上模311与下模312贴合对工 件压型；保压预设时间后，第一驱动机构320驱动上模311移动并使上模311 和下模312多次开合，对工件反复压型，保证成型尺寸；多次压型后，第一 驱动机构320驱动上模311向上运行，调节第一加热板510的加热温度使上 模311升温，调节第二加热板520的加热温度使下模311降温至预设温度， 机械手200即可从退火工位14处的下模312上取走工件。需要说明的是，本 步骤中的第二成型温度比上一步骤中的第一成型温度低，有利于工件的降温 定型。

S500：将退火工位14上的工件转运至急冷工位15，并通过急冷工位15 上的压型装置300对工件进行降温。

本步骤中，机械手200将退火工位14上的工件转运至急冷工位15处的 压型装置300的下模312上。通过第一驱动机构320驱动上模311上下往复 移动以使上模311与下模312多次贴合，上模311和下模312共同吸收工件 的热量，从而对工件进行降温。并通过在密封加工空间内充入低温惰性气体 吸收热量加速对上模311、下模312以及工件的降温。降温完成后，第一驱动 机构320驱动上模311向上移动使得上模311和下模312分离，机械手200即可从急冷工位15处的下模312上取走工件，从而实现对工件的快速降温。

S600：将急冷工位15上的工件转运至进/出料工位11，以获得热弯成型 工件。

本步骤中，机械手200将急冷工位15上的工件转运至进/出料工位11， 从而获得热弯成型工件。并且，可通过人工从进/出料工位11上取走该热弯成 型工件。

以上的仅为本发明的部分或优选实施例，无论是文字还是附图都不能因 此限制本发明保护的范围，凡是在与本发明一个整体的构思下，利用本发明 说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术 领域均包括在本发明保护的范围内。

Claims (10)

1.一种热弯机，其特征在于，包括主控台、机械手和工位，所述工位包括围绕所述机械手依次设置的进/出料工位、预热工位、成型工位、退火工位和急冷工位，所述成型工位、退火工位和急冷工位处均设有压型装置，所述压型装置包括模具和用于驱动所述模具进行开合的第一驱动机构，所述预热工位处设有用于对所述工件进行预热的预热装置，所述成型工位和退火工位处分别设有用于对其内的模具进行加热的加热装置。

2.根据权利要求1所述的热弯机，其特征在于，所述热弯机还包括与各所述工位一一对应设置的工作箱，所述工位位于所述工作箱内，所述工作箱的竖向侧面上设有取放口和与所述取放口对应设置的活动门；并且，所述成型工位、退火工位和急冷工位对应的工作箱的取放口处设有风刀。

3.根据权利要求2所述的热弯机，其特征在于，所述热弯机还包括与各所述工作箱连接、位于所述机械手的上方的顶罩和位于所述机械手下方的底座，所述顶罩、底座和工作箱围合形成封闭的热弯空间。

4.根据权利要求2或3所述的热弯机，其特征在于，所述预热装置包括位于所述工作箱内的工件放置台、位于所述工件放置台上方的安装框、设置在所述安装框上的若干根发热管和用于驱动所述安装框朝向或远离所述工件放置台移动的第二驱动机构。

5.根据权利要求2所述的热弯机，其特征在于，所述模具包括上模和下模，所述加热装置包括分别设置在所述上模的背侧的第一加热板和设置在所述下模的背侧的第二加热板，所述成型工位和退火工位处分别设有连接在所述第一驱动机构与所述上模之间的安装板，所述第一加热板位于所述上模和安装板之间，所述第一驱动机构包括从所述工作箱的上方穿入的并且一端与所述安装板固定的第一导向杆、与所述第一导向杆的另一端固定的直线驱动模块，所述第一导向杆上设有沿其杆长分布的冷却水路、分别与所述冷却水路连通的进水口和出水口。

6.根据权利要求5所述的热弯机，其特征在于，所述第二加热板与所述工作箱的底部之间限定的活动空间内设有可与所述第二加热板接触的冷水板，所述冷水板上设有水腔、分别与所述水腔连通的进水柱和出水柱，所述冷水板与设置在所述工作箱的底部外侧的第三驱动机构连接，以在所述第三驱动机构的驱动下上下往复移动；或者，所述第二加热板与所述工作箱的底部之间限定的活动空间内设有可与所述第二加热板接触的节能板和位于所述节能板下方且可与所述节能板接触的冷水板，所述冷水板上设有水腔、分别与所述水腔连通的进水柱和出水柱，所述冷水板与设置在所述工作箱的底部外侧的第三驱动机构连接，以在所述第三驱动机构的驱动下上下往复移动。

7.根据权利要求6所述的热弯机，其特征在于，所述第一加热板和第二加热板分成多块独立加热的部分，所述第二加热板的每部分对应设有所述冷水板和第三驱动机构；或者，所述第一加热板和第二加热板分成多块独立加热的部分，所述第二加热板的每部分对应设有所述冷水板、节能板和第三驱动机构。

8.根据权利要求1所述的热弯机，其特征在于，所述预热装置和加热装置通过电力调整器SCR提供电力。

9.根据权利要求1所述的热弯机，其特征在于，所述机械手包括机械臂、与所述机械臂连接的T形架和两分别套设在所述T形架两相对自由端的X轴移动架，所述X轴移动架上套设有两Y轴移动件以及位于所述Y轴移动件上的吸取组件；所述吸取组件包括与所述Y轴移动件固定连接的缸体、沿Z轴方向穿设于所述缸体上的吸杆和套设在所述吸杆上的弹簧，所述吸杆上下相对设置有第一卡簧和第二卡簧，所述缸体位于所述第一卡簧与第二卡簧之间，所述弹簧位于所述缸体和第二卡簧之间，所述吸杆沿自身杆体方向设有气道，所述吸杆的一端连接有与所述气道连通的吸盘，另一端连接有与所述气道连通的第一气管，所述缸体沿所述吸杆的垂直方向设有内腔以及抵接于所述内腔的腔壁的顶塞，所述缸体上设有与所述内腔连通的第二气管。

10.一种热弯成型方法，其特征在于，包括如下步骤：

将工件放至进/出料工位，并对工件进行定位；

将所述进/出料工位上的工件转运至预热工位进行预热；

将所述预热工位上的工件转运至成型工位，并通过所述成型工位上的压型装置对工件进行加热成型；

将所述成型工位上的工件转运至退火工位，并通过所述退火工位上的压型装置对工件进行降温定型；

将所述退火工位上的工件转运至急冷工位，并通过所述急冷工位上的压型装置对工件进行降温；

将所述急冷工位上的工件转运至所述进/出料工位，以获得热弯成型工件。