CN110590150A - 一种基板玻璃异形切割刀头及刀库 - Google Patents

一种基板玻璃异形切割刀头及刀库 Download PDF

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CN110590150A CN201910860287.8A CN201910860287A CN110590150A CN 110590150 A CN110590150 A CN 110590150A CN 201910860287 A CN201910860287 A CN 201910860287A CN 110590150 A CN110590150 A CN 110590150A
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吴晓阳
魏明哲
徐志法
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Abstract

本发明公开了一种基板玻璃异形切割刀头及刀库,涉及到玻璃切割技术领域,包括驱动单元、承载单元、刀头单元和刀库单元,驱动单元的上端设有承载单元、刀头单元和刀库单元,刀库单元位于刀头单元的一侧;刀头单元包括刀头部分、相机部分和测厚组件,刀头部分包括伺服电缸、旋转伺服电机、切割刀轮、低摩擦气缸和自动换套轴组件,伺服电缸的下端设有旋转伺服电机,伺服电缸驱动旋转伺服电机,旋转伺服电机的下端设有低摩擦气缸,旋转伺服电机驱动低摩擦气缸,低摩擦气缸的下端设有自动换套轴组件,低摩擦气缸驱动自动换套轴组件,自动换套轴组件的下端设有切割刀轮。可提高设备的生产效率和安全性、可以更好地保证切割的质量。

Description

一种基板玻璃异形切割刀头及刀库
技术领域
本发明涉及到玻璃切割技术领域,尤其涉及到一种基板玻璃异形切割刀头及刀库。
背景技术
目前,国内FPD行业正处于高速发展阶段,行业内设备的自动化程度越来越高。近年来,手机屏幕发展越来越趋于异形化,传统刀轮切割机已经不能满足玻璃的切割需求。在切割生产过程中,需要对不同厚度的基板素玻璃,包括进行工艺处理后的镀膜玻璃进行切割/取样。
素玻璃和镀膜玻璃所需要的切割刀轮和切割深度、压力是不一样的,传统切割机大多是只有一种刀轮或在切割不同玻璃时手动更换刀轮,并手动调压,耽误生产节拍,增加工人劳动强度;传统的刀轮切割机大多只能沿着横向和纵向两个方向切割,不能满足现在市场上对异形屏幕的切割需求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基板玻璃异形切割刀头及刀库,用于解决上述技术问题。
本发明采用的技术方案如下:
一种基板玻璃异形切割刀头及刀库,包括驱动单元、承载单元、刀头单元和刀库单元,所述驱动单元的上表面的中部设有所述承载单元,所述驱动单元的上表面的外缘设有所述刀头单元和所述刀库单元,所述刀库单元位于所述刀头单元的一侧;
所述刀头单元包括刀头部分、相机部分和测厚组件,所述刀头部分的一侧设有所述相机部分,所述刀头部分与所述相机部分之间设有所述测厚组件;
所述刀头部分包括伺服电缸、旋转伺服电机、切割刀轮、低摩擦气缸和自动换套轴组件,所述伺服电缸的下端设有所述旋转伺服电机,所述伺服电缸驱动所述旋转伺服电机,所述旋转伺服电机的下端设有所述低摩擦气缸,所述旋转伺服电机驱动所述低摩擦气缸,所述低摩擦气缸的下端设有所述自动换套轴组件,所述低摩擦气缸驱动所述自动换套轴组件,所述自动换套轴组件的下端设有所述切割刀轮。
作为优选,所述自动换套轴组件包括主安装块、辅助气缸安装块、刀架套轴、刀架、限位气缸、限位pin和轴承,所述主安装块的上端与所述低摩擦气缸的下端连接,所述限位气缸通过所述辅助气缸安装块安装在所述主安装块的内部,所述主安装块上设有锥度安装孔,所述刀架套轴的上端插设在所述锥度安装孔内,且所述刀架套轴的上端开设有定位孔,所述刀架套轴的下端设有安装槽,所述安装槽内设有所述轴承,所述刀架的上端通过所述轴承安装在所述安装槽内,所述刀架的下端设有所述切割刀轮;
所述限位pin设置在所述主安装块的内部,所述限位pin套设在限位气缸的伸缩杆上,且所述限位pin与所述定位孔相正对。
作为进一步的优选,所述刀架套轴的上部设有锥度,且所述锥度与所述锥度安装孔相匹配。
作为优选,所述刀库单元包括刀库安装底板、气缸、移动组件、导轨、第一连接板和第二连接板,所述刀库安装底板位于所述刀头单元的一侧,所述刀库安装底板纵向设置,所述刀库安装底板上并排设有两所述导轨,每一所述导轨上各设有一所述第一连接板,所述移动组件通过两所述第一连接板与两所述导轨滑动地连接,两所述导轨之间设有所述气缸,且所述气缸通过所述第二连接板与所述刀库安装底板连接,所述气缸驱动所述移动组件。
作为进一步的优选,所述移动组件包括夹爪气缸和安装板,所述安装板与两所述第一连接板连接,所述安装板上设有若干所述夹爪气缸。
作为进一步的优选,每一所述夹爪气缸均包括:
一夹爪气缸主体,所述夹爪气缸主体安装在所述安装板的上端;
一定位夹爪,所述定位夹爪设置在所述夹爪气缸主体的上端;
两固定夹爪,两所述固定夹爪安装在所述夹爪气缸主体的上端,且两所述固定夹爪与一所述定位夹爪之间呈等边三角形阵列。
作为优选,所述驱动单元包括上框架、下框架和阻尼避震器,所述上框架设置在所述下框架的上端,且所述上框架通过所述阻尼避震器与所述下框架连接,所述承载单元设置在所述上框架的上表面的中部,所述刀头单元和刀库单元均设置在所述上框架的上表面的外缘。
作为进一步的优选,所述驱动单元还包括两第一直线电机模组和一第二直线电机模组,两所述第一直线电机模组和一所述第二直线电机模组均设置在所述上框架的外缘,且两所述第一直线电机模组相正对,两所述第一直线电机模组之间通过所述第二直线电机模组连接,两所述第一直线电机模组和一所述第二直线电机模组连接形成运行轨迹,所述刀头单元和刀库单元均设置在所述运行轨迹上。
作为进一步的优选,所述承载单元包括大理石板和铝板,所述大理石板设置在所述上框架的上表面的中部,所述大理石板的下表面设有所述铝板,所述大理石板上还设有若干气浮孔,每一所述气浮孔分别贯穿所述大理石板。
作为优选,所述相机部分为CCD相机
上述技术方案具有如下优点或有益效果:
本发明中,通过驱动单元的设置,可实现刀头单元的圆弧动作,同时,刀头单元中的旋转伺服电机旋转,使切割刀轮方向始终与运动方向垂直,可以实现对玻璃的异形切割;通过设置的自动换套轴组件,使设备具有对应不同厚度、不同类型玻璃且实现异形切割的功能,同时,可在生产中无需停机自动更换不同的切割刀轮来切割,代替了传统的人工更换切割刀轮作业,提高了设备的生产效率和安全性、可以更好地保证切割的质量。
附图说明
图1是本发明基板玻璃异形切割刀头及刀库的立体图;
图2是图1中A处的放大图;
图3是本发明中相机部分和测厚组件的结构示意图;
图4是本发明中刀头部分的结构示意图;
图5是本发明中自动换套轴组件的结构示意图;
图6是本发明中刀库单元的正视图;
图7是本发明中刀库单元的立体图。
图中:1、驱动单元;10、上框架;11、下框架;12、第一直线电机模组;13、第二直线电机模组;2、刀头单元;20、刀头部分;200、伺服电缸;201、旋转伺服电机;202、低摩擦气缸;203、自动换套轴组件;2030、主安装块;2031、辅助气缸安装块;2032、刀架套轴;2033、刀架;2034、限位气缸;2035、限位pin;2036、轴承;2037、锥度安装孔;2038、安装槽;2039、锥度;204、切割刀轮;21、相机部分;22、测厚组件;3、刀库单元;30、刀库安装底板;31、气缸;32、导轨;33、第一连接板;34、第二连接板;35、夹爪气缸;350、夹爪气缸主体;351、定位夹爪;352、固定夹爪、36、安装板;4、承载单元;40、大理石板;41、气浮孔;42、规整机构。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明,但不作为本发明的限定。
图1是本发明基板玻璃异形切割刀头及刀库的立体图,图2是图1中A处的放大图,图3是本发明中相机部分和测厚组件的结构示意图,图4是本发明中刀头部分的结构示意图,图5是本发明中自动换套轴组件的结构示意图,图6是本发明中刀库单元的正视图,图7是本发明中刀库单元的立体图。请参见图1至图7所示,示出了一种较佳的实施例,示出的一种基板玻璃异形切割刀头及刀库,包括驱动单元1、承载单元4、刀头单元2和刀库单元3。
驱动单元1的上表面的中部设有承载单元4,驱动单元1的上表面的外缘设有刀头单元2和刀库单元3,刀库单元3位于刀头单元2的一侧。
进一步,作为一种较佳的实施方式,刀头单元2包括刀头部分20、相机部分21和测厚组件22,刀头部分20的一侧设有相机部分21,刀头部分20与相机部分21之间设有测厚组件22。
进一步,作为一种较佳的实施方式,刀头部分20包括伺服电缸200、旋转伺服电机201、切割刀轮204、低摩擦气缸202和自动换套轴组件203。伺服电缸200的下端设有旋转伺服电机201,伺服电缸200驱动旋转伺服电机201,旋转伺服电机201的下端设有低摩擦气缸202,旋转伺服电机201驱动低摩擦气缸202。低摩擦气缸202的下端设有自动换套轴组件203,低摩擦气缸202驱动自动换套轴组件203,自动换套轴组件203的下端设有切割刀轮204。本实施例中的刀库单元3是跟随刀头单元2进行移动的,如图2所示,刀库单元3位于刀头部分20、相机部分21和测厚组件22的一侧。如图3所示,相机部分21和测厚组件22是安装在一起,并固定在刀头部分20的一侧,而刀头部分20是独立的。在需要更换切割刀轮204时,刀头单元2移动到刀库单元3的上侧更换不同的切割刀轮204。本实施例中,伺服电缸200用来驱动控制切割刀轮204的切割深度,可以在行程范围内准确定位。旋转伺服电机201用来控制切割刀轮204的旋转方向,可以实现切割刀轮204任意的自由旋转,可以在任意位置使切割刀轮204的切割线和运行轨迹相切,实现传统刀轮切割机无法实现的对玻璃的异形切割。低摩擦气缸202用于控制切割刀轮204的切割压力。自动换套轴组件203用于自动更换切割刀轮204。相机部分21用于切割时的自动定位,测厚组件22主要用于切割不同厚度玻璃时的检测,并且自动切换切割模式。本实施例中的基板玻璃异形切割刀头及刀库配合电气比例阀的控制,可以实现在切割不同玻璃的过程中自动切换切割刀轮、固定刀架、调整切割深度并自动调节切割压力。
进一步,作为一种较佳的实施方式,自动换套轴组件203包括主安装块2030、辅助气缸安装块2031、刀架套轴2032、刀架2033、限位气缸2034、限位pin2035和轴承2036。主安装块2030的上端与低摩擦气缸202的下端连接,限位气缸2034通过辅助气缸安装块2031安装在主安装块2030的内部,主安装块2030上设有锥度安装孔2037,刀架套轴2032的上端插设在锥度安装孔2037内,且刀架套轴2032的上端开设有定位孔(图中未示出)。刀架套轴2032的下端设有安装槽2038,安装槽2038内设有轴承2036,刀架2033的上端通过轴承2036安装在安装槽2038内,刀架2033的下端设有切割刀轮204。
限位pin2035设置在主安装块2030的内部,限位pin2035套设在限位气缸2034的伸缩杆上,且限位pin2035与定位孔相正对。本实施例中,如图5所示,辅助气缸安装块2031位于主安装块2030的一侧,在主安装块2030内设有一用于安装限位气缸2034的腔体,辅助气缸安装块2031将限位气缸2034固定在腔体内。刀架套轴2032上的定位孔的形状与限位pin2035的形状相匹配,定位孔沿刀架套轴2032的横向方向设置。本实施例中的限位pin2035插入定位孔的一端设有第一锥度,起到导向作用,方便限位pin2035插入定位孔内。刀架套轴2032的下端向下突出于主安装块2030,刀架2033的下端向下突出于安装槽2038。在进行安装切割刀轮204时,刀架2033、切割刀轮204和轴承2036预先以过盈配合的方式安装在安装槽2038内,然后将刀架套轴2032安装在锥度安装孔2037内。本实施例中的锥度安装孔2037开口向下设置。当刀架套轴2032安装到位后,限位气缸2034推动限位pin2035进入到定位孔内,实现对刀架套轴2032的固定,此时的刀架套轴2032的纵向方向不受力。在更换切割刀轮204时,限位气缸2034带动限位pin2035脱离定位孔,取消对刀架套轴2032的固定,再由刀库单元3将刀架套轴2032取出。
进一步,作为一种较佳的实施方式,刀架套轴2032的上部设有锥度2039,且锥度2039与锥度安装孔2037相匹配。本实施例中,设置锥度2039,起到导向的作用,有利于刀架套轴2032进入锥度安装孔2037内。
进一步,作为一种较佳的实施方式,刀库单元包括刀库安装底板30、气缸31、移动组件、导轨32、第一连接板33和第二连接板34。刀库安装底板30位于刀头单元2的一侧,刀库安装底板30纵向设置,刀库安装底板30上并排设有两导轨32,每一导轨32上各设有一第一连接板33,移动组件通过两第一连接板33与两导轨32滑动地连接。两导轨32之间设有气缸31,且气缸31通过第二连接板34与刀库安装底板30连接,气缸31驱动移动组件。如图6和图7所示,本实施例中,刀库安装底板30纵向设置,两导轨32沿刀库安装底板30的纵向设置,且两导轨30之间设有间隔。两第一连接板33滑动地设置在两导轨32上,用于带动移动组件作上下的往复运动。气缸31用于驱动移动组件进行向上或向下的运动。
进一步,作为一种较佳的实施方式,移动组件包括夹爪气缸35和安装板36,安装板36与两第一连接板33连接,安装板36上设有若干夹爪气缸35。如图6和图7所示,安装板36沿刀库安装底板30的横向方向设置,夹爪气缸35用来夹取刀架套轴2032。在使用时,当刀头部分20移动到夹爪气缸35的上侧时,气缸31驱动安装板36带动夹爪气缸35向上移动并夹住刀架套轴2032。然后,气缸31驱动安装板36带动夹爪气缸35向下移动将刀架套轴2032取出。然后刀头部分20再移动到需要更换的夹爪气缸35的上侧,气缸31再重复驱动安装板36的升降动作,通过夹爪气缸35完成自动更换刀架套轴2032。在实际生产中,针对不同的产品,可以提前将带有切割刀轮204的刀架套轴2032放到夹爪气缸35上,设定好切割对象后,即可在生产中无需停机自动更换不同的切割刀轮204来切割,可以更好地保证切割的质量。
进一步,作为一种较佳的实施方式,每一夹爪气缸35均包括:
一夹爪气缸主体350,夹爪气缸主体350安装在安装板36的上端。
一定位夹爪351,定位夹爪351设置在夹爪气缸主体350的上端。
两固定夹爪352,两固定夹爪352安装在夹爪气缸主体350的上端,且两固定夹爪352与一定位夹爪351之间呈等边三角形阵列。如图7所示,两固定夹爪352之间的夹角为60度,定位夹爪351与每一个固定夹爪352之间的夹角均为60°。本实施例中,定位夹爪351与固定夹爪352之间的角度以及两固定夹爪352之间的角度可以根据需要进行调整。
进一步,作为一种较佳的实施方式,驱动单元1包括上框架10、下框架11和阻尼避震器(图中未示出)。上框架10设置在下框架11的上端,且上框架10通过阻尼避震器与下框架11连接,承载单元4设置在上框架10的上表面的中部,刀头单元2和刀库单元3均设置在上框架10的上表面的外缘。如图1所示,下框架11和上框架10均是由碳钢焊接组成,设置阻尼避震器可以防止上框架10产生振动而导致切割不精确的现象发生,其结构简单、可靠。
进一步,作为一种较佳的实施方式,驱动单元1还包括两第一直线电机模组12和一第二直线电机模组13,两第一直线电机模组12和一第二直线电机模组13均设置在上框架10的外缘,且两第一直线电机模组12相正对。两第一直线电机模组12之间通过第二直线电机模组13连接,两第一直线电机模组12和一第二直线电机模组13连接形成运行轨迹,刀头单元2和刀库单元3均设置在运行轨迹上。设置的第一直线电机模组12和第二直线电机模组13具有高速、高精度、高动态响应等优良特性。如图1所示,第一直线电机模组12沿Y轴方向设置,第二直线电机模组13沿X轴方向设置,当第一直线电机模组12和第二直线电机模组13同时运转时即可完成圆弧动作。刀头单元2中的旋转伺服电机201旋转,使切割刀轮204的切割方向始终与运动方向垂直,可以实现对玻璃的异形切割。设置的第一直线电机模组12和第二直线电机模组13依然可以满足传统刀轮切割机X、Y两个方向的切割需求。
进一步,作为一种较佳的实施方式,承载单元4包括大理石板40和铝板(图中未示出),大理石板40设置在上框架10的上表面的中部,大理石板40的下表面设有铝板,大理石板40上还设有若干气浮孔41,每一气浮孔41分别贯穿大理石板40。本实施例中,铝板用来密封气浮孔41的底部,使得每个气浮孔41各形成一腔体。在大理石板40的一侧设有一进气口(图中未示出)和出气口(图中未示出),进气口出气口分别与若干气浮孔41连通。其中,进气口和出气口分别通过气管外接气泵或其它的供气装置,并在气管上设置电磁阀,通过电磁阀控制气管内气体的流量。当气泵吸气时,可实现气浮孔对放置在大理石板40上的玻璃进行吸附,然后再进行切割工作。当切割完成后,通过气泵向若干气浮孔41内泵气,然后取走玻璃即可。本实施例中,承载单元4以大理石板40为主体,具有更加稳定的物理特性、变形量小,且便于控制成本。如图1所示,大理石板40呈矩形板状结构,大理石板40的上表面的每个夹角处各设有一组规整机构42,可以实现对玻璃的定位和固定。
进一步,作为一种较佳的实施方式,相机部分21为CCD相机。
以上所述仅为本发明较佳的实施例,并非因此限制本发明的实施方式及保护范围,对于本领域技术人员而言,应当能够意识到凡运用本发明说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案,均应当包含在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种基板玻璃异形切割刀头及刀库,其特征在于,包括驱动单元、承载单元、刀头单元和刀库单元,所述驱动单元的上表面的中部设有所述承载单元,所述驱动单元的上表面的外缘设有所述刀头单元和所述刀库单元,所述刀库单元位于所述刀头单元的一侧;
所述刀头单元包括刀头部分、相机部分和测厚组件,所述刀头部分的一侧设有所述相机部分,所述刀头部分与所述相机部分之间设有所述测厚组件;
所述刀头部分包括伺服电缸、旋转伺服电机、切割刀轮、低摩擦气缸和自动换套轴组件,所述伺服电缸的下端设有所述旋转伺服电机,所述伺服电缸驱动所述旋转伺服电机,所述旋转伺服电机的下端设有所述低摩擦气缸,所述旋转伺服电机驱动所述低摩擦气缸,所述低摩擦气缸的下端设有所述自动换套轴组件,所述低摩擦气缸驱动所述自动换套轴组件,所述自动换套轴组件的下端设有所述切割刀轮。
2.如权利要求1所述的基板玻璃异形切割刀头及刀库,其特征在于,所述自动换套轴组件包括主安装块、辅助气缸安装块、刀架套轴、刀架、限位气缸、限位pin和轴承,所述主安装块的上端与所述低摩擦气缸的下端连接,所述限位气缸通过所述辅助气缸安装块安装在所述主安装块的内部,所述主安装块上设有锥度安装孔,所述刀架套轴的上端插设在所述锥度安装孔内,且所述刀架套轴的上端开设有定位孔,所述刀架套轴的下端设有安装槽,所述安装槽内设有所述轴承,所述刀架的上端通过所述轴承安装在所述安装槽内,所述刀架的下端设有所述切割刀轮;
所述限位pin设置在所述主安装块的内部,所述限位pin套设在限位气缸的伸缩杆上,且所述限位pin与所述定位孔相正对。
3.如权利要求2所述的基板玻璃异形切割刀头及刀库,其特征在于,所述刀架套轴的上部设有锥度,且所述锥度与所述锥度安装孔相匹配。
4.如权利要求1所述的基板玻璃异形切割刀头及刀库,其特征在于,所述刀库单元包括刀库安装底板、气缸、移动组件、导轨、第一连接板和第二连接板,所述刀库安装底板位于所述刀头单元的一侧,所述刀库安装底板纵向设置,所述刀库安装底板上并排设有两所述导轨,每一所述导轨上各设有一所述第一连接板,所述移动组件通过两所述第一连接板与两所述导轨滑动地连接,两所述导轨之间设有所述气缸,且所述气缸通过所述第二连接板与所述刀库安装底板连接,所述气缸驱动所述移动组件。
5.如权利要求4所述的基板玻璃异形切割刀头及刀库,其特征在于,所述移动组件包括夹爪气缸和安装板,所述安装板与两所述第一连接板连接,所述安装板上设有若干所述夹爪气缸。
6.如权利要求5所述的基板玻璃异形切割刀头及刀库,其特征在于,每一所述夹爪气缸均包括:
一夹爪气缸主体,所述夹爪气缸主体安装在所述安装板的上端;
一定位夹爪,所述定位夹爪设置在所述夹爪气缸主体的上端;
两固定夹爪,两所述固定夹爪安装在所述夹爪气缸主体的上端,且两所述固定夹爪与一所述定位夹爪之间呈等边三角形阵列。
7.如权利要求1所述的基板玻璃异形切割刀头及刀库,其特征在于,所述驱动单元包括上框架、下框架和阻尼避震器,所述上框架设置在所述下框架的上端,且所述上框架通过所述阻尼避震器与所述下框架连接,所述承载单元设置在所述上框架的上表面的中部,所述刀头单元和刀库单元均设置在所述上框架的上表面的外缘。
8.如权利要求7所述的基板玻璃异形切割刀头及刀库,其特征在于,所述驱动单元还包括两第一直线电机模组和一第二直线电机模组,两所述第一直线电机模组和一所述第二直线电机模组均设置在所述上框架的外缘,且两所述第一直线电机模组相正对,两所述第一直线电机模组之间通过所述第二直线电机模组连接,两所述第一直线电机模组和一所述第二直线电机模组连接形成运行轨迹,所述刀头单元和刀库单元均设置在所述运行轨迹上。
9.如权利要求7所述的基板玻璃异形切割刀头及刀库,其特征在于,所述承载单元包括大理石板和铝板,所述大理石板设置在所述上框架的上表面的中部,所述大理石板的下表面设有所述铝板,所述大理石板上还设有若干气浮孔,每一所述气浮孔分别贯穿所述大理石板。
10.如权利要求1所述的基板玻璃异形切割刀头及刀库,其特征在于,所述相机部分为CCD相机。
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