CN110790497A - 石英管自动加工设备和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种石英管自动加工设备和方法，依靠定制火头和气动夹具配合成型模架加工方法，采用触摸屏和PLC自动控制程序，动作以伺服电机为主实现各阶段自动成型操作，连续作业，成型自动完成，生产效率高，燃料成本要比传统手工操作降低20‑30%，人工成本降低80%，发明石英管自动加工设备和方法具有提高生产率和降低成本的效果。
Description
技术领域
发明涉及石英管技术领域，更具体地说，尤其涉及石英管自动加工设备和方法。
背景技术
目前石英管热加工行业，对石英管的成型操作，都是以熟练玻璃工手工或配套玻璃车床凭经验来实现各种成型。
缺点：人工生产效率低，燃料成本高，生产效率低，无法满足大规模批量化生产，属于高温操作岗位，特别是夏天，无法长时间联续作业，熟练工培养周期长，培养成本高，由于凭经验手工操作，加工的产品外观尺寸一致性差，内在机械强度和产生的内引力不稳定，目前市面上出现的所谓的自动机，一般也就是一台数控机而已，无法解决由于石英玻璃料性（玻璃加热熔融到固化定型的时间）和尺寸偏差引起的加工不良率高的问题。
发明内容
发明的目的在于针对背景技术中所述的问题，提供一种石英管自动加工设备和方法，依靠定制火头和气动夹具配合成型模架加工方法，采用触摸屏和PLC自动控制程序，动作以伺服电机为主实现各阶段自动成型操作，连续作业，成型自动完成，生产效率高，燃料成本要比传统手工操作降低20-30%，发明石英管自动加工设备和方法具有提高生产率和降低成本的效果。
为实现上述目的，发明提供如下技术方案：包括底座和自动控制台，底座一侧设有大管气动夹具，大管气动夹具一侧分别设有火头和成型模架，火头和成型模架为相互独立连接的结构，成型模架的框架穿插设置与底座内部，底座另一侧分别设有小管气动夹具、扩孔架和拉料夹头，其自动控制台通过触摸屏和PLC连接与工作台的伺服电机和气动等执行元件对连接于大管气动夹具、火头、小管气动夹具、扩孔架和拉料夹头。
进一步，所述自动控制台对设备配置了相应的自动加工程序，人工上完料后，点动启动按钮，火头自动开火，自动运行到指定位置对石英管进行加热，加热温度为1250-1750度，石英管成型加热分三个过程，每个过程的的加热位置由火头运行系统靠界面程序确定，时间为100-400秒界面程序设定，每次成型靠模形式都不同通过程序设定，成型最后，开小火1050-1550度利用扩孔架对成型最后与小管对接的开口进行准确定型，确保后续与小管对接顺利进行，在成型过程中，事先将小管石英管配件装入小管气动夹具，待成型结束开口定型后，自动运行小管气动夹具，一起加热200-300秒且一起与大管对接，对接过程完成后，停火并停滞1-4秒，待对接位固化定型后，自动松开小管气动夹爪，并重新开中1150-1650度火对石英管加工位及周边进行退火和除硅抛光处理200-400秒，待冷却数秒后，手动打开大管气动夹具，下管再上料循环操作。
进一步，所述底座一侧设有支撑架，支撑架顶部设有大管气动夹具，大管气动夹具两端分别设置夹具架和气动架，支撑架内部穿插设有火头运行器，火头运行器连接于火头，底座另一侧分别设有第一滑轨，第一滑轨连接于第一滑板，第一滑板设有第二滑轨，第二滑轨连接于第二滑板，第二滑板分别设有小管气动夹具、扩孔架和拉料夹头。
进一步，所述火头运行器一端设有调节头，调节头连接于自动控制台，火头运行器通过支架连接于调节臂，调节臂连接于火头，火头通过框架连接于底座。
进一步，所述第二滑板底部分别设有滑架，顶部分别拆卸设置小管气动夹具、扩孔架和拉料夹头，滑架连接于第二滑轨。
进一步，所述扩孔架顶部拆卸设有固架，固架内部穿插设有扩柱，扩柱通过导轴连接于气缸架，扩孔架通过框架一侧拆卸设有气缸架。
进一步，所述拉料夹头顶部拆卸设有拉伸架，拉伸架连接于夹头开合导轮，夹头开合导轮通过拉伸导架连接于气缸架，拉料夹头通过框架一侧均拆卸设置气缸架。
与现有技术相比，发明的有益效果是：发明的石英管自动加工设备和方法，除了人工上下料，针对不同规格和尺寸的产品，对设备配置了相应的自动加工程序，人工上完料后，点动启动按钮，火头自动开火，自动运行到指定位置对石英管进行加热，成型加热分三个过程，每个过程的的加热位置，火力大小，成型模架都不同，通过自动控制台程序设定，成型最后，利用扩孔架对成型最后与小管对接的开口进行准确定型，确保后续与小管对接顺利进行，在成型过程中，事先将小管石英管配件装入小管气动夹具，待成型结束开口定型后，自动运行小管气动夹具，边加热边与大管对接，对接过程完成后，停火并停滞2-3秒，待对接位固化定型后，自动松开小管气动夹具，并重新开火对石英管加工位及周边进行退火和除硅抛光处理，待冷却数秒后，手动打开大管气动夹具，下管再上料循环操作，加工的整个过程，除人工上下料，其它过程全部依靠程序自动完成，依靠定制火头22和气动夹具具配合仿形靠模加工方法，采用触摸屏和PLC自动控制程序，动作以伺服电机为主实现各阶段自动成型操作，无需专业熟练工，普通员工只需培养1-2天就能上岗，一人可同时操作2-3台机，连续作业，成型自动完成，生产效率高，燃料成本要比传统手工操作成本降低20-30%，人工成本比原来降低80%，操作工只需负责上下料工作，由于自动成型，配合相应的成型靠模和移动伺服精准定位，产品不仅外观尺寸一致性统一，况且由于自动成型加热工艺一致，内在应力小，机械强度也更有保障，发明石英管自动加工设备和方法具有提高生产率和降低成本的效果。
附图说明
图1为本发明的自动加工设备结构示意图。
图2为本发明的第二滑板结构示意图。
图3为本发明的扩孔架结构示意图。
图4为本发明的拉料夹头结构示意图。
如图所示：大管气动夹具1、成型模架2、大管气动夹具3、扩孔架4、拉料夹头5、第一滑板10、第一滑轨11、第二滑板12、滑架13、自动控制台14、第二滑板15、火头运行器20、调节头21、火头22、调节臂23、夹具架30、气动架31、支撑架32、小管气动夹具33、气缸架41、导轴42、固架44、扩柱45、拉伸导架50、夹头开合导轮51、拉伸架52。
具体实施方式
下面结合附图对发明作进一步说明：
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变形，发明的范围由所附权利要求极其等同物限定。
参照图1-图4所示：包括底座1和自动控制台14，底座1一侧设有大管气动夹具3，大管气动夹具3一侧分别设有火头22和成型模架2，火头22和成型模架2为相互独立连接的结构，成型模架2的框架穿插设置与底座1内部，底座1另一侧分别设有小管气动夹具33、扩孔架4和拉料夹头5，其自动控制台14通过触摸屏和PLC连接与工作台的伺服电机和气动等执行元件对连接于大管气动夹具3、火头22、小管气动夹具33、扩孔架4和拉料夹头5，发明的石英管自动加工设备和方法，除了人工上下料，针对不同规格和尺寸的产品，对设备配置了相应的自动加工程序，人工上完料后，点动启动按钮，火头22自动开火，自动运行到指定位置对石英管进行加热，成型加热分三个过程，每个过程的的加热位置，火力大小，成型模架2都不同，通过自动控制台14程序设定，成型最后，利用扩孔架4对成型最后与小管对接的开口进行准确定型，确保后续与小管对接顺利进行，在成型过程中，事先将小管石英管配件装入小管气动夹具33，待成型结束开口定型后，自动运行小管气动夹具33，边加热边与大管对接，对接过程完成后，停火并停滞2-3秒，待对接位固化定型后，自动松开小管气动夹具33，并重新开火对石英管加工位及周边进行退火和除硅抛光处理，待冷却数秒后，手动打开大管气动夹具1，下管再上料循环操作，加工的整个过程，除人工上下料，其它过程全部依靠程序自动完成，发明石英管自动加工设备和方法具有提高生产率和降低成本的效果。
参照图1-图4所示：自动控制台14对设备配置了相应的自动加工程序，人工上完料后，点动启动按钮，火头22自动开火，自动运行到指定位置对石英管进行加热，加热温度为1250-1750度，石英管成型加热分三个过程，每个过程的的加热位置由火头22运行系统靠界面程序确定，时间为100-400秒界面程序设定，每次成型靠模形式都不同通过程序设定，成型最后，开小火1050-1550度利用扩孔架4对成型最后与小管对接的开口进行准确定型，确保后续与小管对接顺利进行，在成型过程中，事先将小管石英管配件装入小管气动夹具33，待成型结束开口定型后，自动运行小管气动夹具33，一起加热200-300秒且一起与大管对接，对接过程完成后，停火并停滞1-4秒，待对接位固化定型后，自动松开小管气动夹爪，并重新开中1150-1650度火对石英管加工位及周边进行退火和除硅抛光处理200-400秒，待冷却数秒后，手动打开大管气动夹具，下管再上料循环操作。
参照图1-图4所示：底座1一侧设有支撑架32，支撑架32顶部设有大管气动夹具3，大管气动夹具3两端分别设置夹具架30和气动架31，支撑架32内部穿插设有火头运行器20，火头运行器20连接于火头22，底座1另一侧分别设有第一滑轨11，第一滑轨11连接于第一滑板10，第一滑板10设有第二滑轨15，第二滑轨15连接于第二滑板12，第二滑板12分别设有小管气动夹具33、扩孔架4和拉料夹头5，依靠定制火头22和气动夹具配合成型模架2加工方法，采用自动控制台14设置的触摸屏和PLC自动控制程序，动作以伺服电机为主实现各阶段自动成型操作，让发明的设备具有自动加工形成的作用，无需专职熟练工，普通员工只需培养1-2天就能上岗，一人可看2-3台机连续作业，成型自动完成，生产效率高，燃料成本要比传统手工操作降低20-30%，燃料成本占总成本的30%，操作工只负责上下料工作，由于自动成型，配合相应的成型靠模和移动伺服精准定位，产品不尽外管尺寸一致性统一，由于自动成型加热工艺自动统一，内在应力小，机械强度也更有保障。
参照图1-图4所示：火头运行器20一端设有调节头21，调节头21连接于自动控制台14，火头运行器20通过支架连接于调节臂23，调节臂23连接于火头22，火头22通过框架连接于底座1，调节头21通过框架等连接于自动控制台14，火头运行器20通过调节臂23连接于火头22，让火头22具有调节角度的作用，且火头22通过框架导管等连接于空气和氢气，让火头22具有喷火加热石英管的作用。
参照图1-图4所示：第二滑板12底部分别设有滑架13，顶部分别拆卸设置小管气动夹具33、扩孔架4和拉料夹头5，滑架13连接于第二滑轨15，小管气动夹具33、扩孔架4和拉料夹头5连接于自动控制台14，让小管气动夹具33、扩孔架4和拉料夹头5具有控制运行的作用。
参照图1-图4所示：扩孔架4顶部拆卸设有固架44，固架44内部穿插设有扩柱45，扩柱45通过导轴42连接于气缸架41，扩孔架4通过框架一侧拆卸设有气缸架41，扩孔架4通过气缸架41连接于自动控制台14，气缸架41通过导轴42连接于扩柱45，扩柱45对石英管进行扩孔，石英管成型最后，利用扩孔架4对成型最后与小管对接的开口进行准确定型，确保后续与小管对接顺利进行的作用
参照图1-图4所示：拉料夹头5顶部拆卸设有拉伸架52，拉伸架52连接于夹头开合导轮51，夹头开合导轮51通过拉伸导架50连接于气缸架41，拉料夹头5通过框架一侧均拆卸设置气缸架41，拉料夹头5和扩孔架4原理相同，均采用气缸架41连接于自动控制台14,当成型后期，会产生一定的余料，为了更有利底部成型效果和提高生产效率，降低燃气成本，需在合适的时间用拉尖机构拉去多余的余料，动作过程，成型后期余料形成，伸气缸架41动作对动夹头开合导轮51，打开拉料夹头5，右托盘伺服电机自动运行到设置位置，合来料夹，右托盘伺服电机迅速返回，松开拉料夹，落下余料，所有动作回到原点。
优选的：
自动控制台14对设备配置了相应的自动加工程序，人工上完料后，点动启动按钮，火头22自动开火，自动运行到指定位置对石英管进行加热，加热温度为1450-1550度，石英管成型加热分三个过程，每个过程的的加热位置由火头22运行系统靠界面程序确定，时间为200-300秒界面程序设定，每次成型靠模形式都不同通过程序设定，成型最后，开小火1250-1350度利用扩孔架4对成型最后与小管对接的开口进行准确定型，确保后续与小管对接顺利进行，在成型过程中，事先将小管石英管配件装入小管气动夹具33，待成型结束开口定型后，自动运行小管气动夹具33，一起加热100-200秒且一起与大管对接，对接过程完成后，停火并停滞2-3秒，待对接位固化定型后，自动松开小管气动夹爪，并重新开中1350-1450度火对石英管加工位及周边进行退火和除硅抛光处理100-300秒，待冷却数秒后，手动打开大管气动夹具，下管再上料循环操作。
Claims (7)
1.石英管自动加工设备和方法，包括底座（1）和自动控制台（14），底座（1）一侧设有大管气动夹具（3），大管气动夹具（3）一侧分别设有火头（22）和成型模架（2），火头（22）和成型模架（2）为相互独立连接的结构，成型模架（2）的框架穿插设置与底座（1）内部，底座（1）另一侧分别设有小管气动夹具（33）、扩孔架（4）和拉料夹头（5），其自动控制台（14）通过触摸屏和PLC连接与工作台的伺服电机和气动等执行元件对连接于大管气动夹具（3）、火头（22）、小管气动夹具（33）、扩孔架（4）和拉料夹头（5）。
2.根据权利要求1所述石英管自动加工设备和方法，其特征在于：所述自动控制台（14）对设备配置了相应的自动加工程序，人工上完料后，点动启动按钮，火头（22）自动开火，自动运行到指定位置对石英管进行加热，加热温度为1250-1750度，石英管成型加热分三个过程，每个过程的的加热位置由火头（22）运行系统靠界面程序确定，时间为100-400秒界面程序设定，每次成型靠模形式都不同通过程序设定，成型最后，开小火1050-1550度利用扩孔架（4）对成型最后与小管对接的开口进行准确定型，确保后续与小管对接顺利进行，在成型过程中，事先将小管石英管配件装入小管气动夹具（33），待成型结束开口定型后，自动运行小管气动夹具（33），一起加热200-300秒且一起与大管对接，对接过程完成后，停火并停滞1-4秒，待对接位固化定型后，自动松开小管气动夹爪，并重新开中1150-1650度火对石英管加工位及周边进行退火和除硅抛光处理200-400秒，待冷却数秒后，手动打开大管气动夹具，下管再上料循环操作。
3.根据权利要求1或2所述石英管自动加工设备和方法，其特征在于：所述底座（1）一侧设有支撑架（32），支撑架（32）顶部设有大管气动夹具（3），大管气动夹具（3）两端分别设置夹具架（30）和气动架（31），支撑架（32）内部穿插设有火头运行器（20），火头运行器（20）连接于火头（22），底座（1）另一侧分别设有第一滑轨（11），第一滑轨（11）连接于第一滑板（10），第一滑板（10）设有第二滑轨（15），第二滑轨（15）连接于第二滑板（12），第二滑板（12）分别设有小管气动夹具（33）、扩孔架（4）和拉料夹头（5）。
4.根据权利要求1或2所述石英管自动加工设备和方法，其特征在于：所述火头运行器（20）一端设有调节头（21），调节头（21）连接于自动控制台（14），火头运行器（20）通过支架连接于调节臂（23），调节臂（23）连接于火头（22），火头（22）通过框架连接于底座（1）。
5.根据权利要求1或2所述石英管自动加工设备和方法，其特征在于：所述第二滑板（12）底部分别设有滑架（13），顶部分别拆卸设置小管气动夹具（33）、扩孔架（4）和拉料夹头（5），滑架（13）连接于第二滑轨（15）。
6.根据权利要求1或2所述石英管自动加工设备和方法，其特征在于：所述扩孔架（4）顶部拆卸设有固架（44），固架（44）内部穿插设有扩柱（45），扩柱（45）通过导轴（42）连接于气缸架（41），扩孔架（4）通过框架一侧拆卸设有气缸架（41）。
7.根据权利要求1或2所述石英管自动加工设备和方法，其特征在于：所述拉料夹头（5）顶部拆卸设有拉伸架（52），拉伸架（52）连接于夹头开合导轮（51），夹头开合导轮（51）通过拉伸导架（50）连接于气缸架（41），拉料夹头（5）通过框架一侧均拆卸设置气缸架（41）。
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| CN (1) | CN110790497B (zh) |
Citations (7)
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2019
- 2019-12-03 CN CN201911223312.8A patent/CN110790497B/zh active Active
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