CN110877958B - 一种立式玻璃棒切割装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种立式玻璃棒切割装置，包括底座、夹持单元、切割单元、控制单元、移动机架和水箱，底座上安装有旋转机头、齿条、旋转控制装置，夹持单元安装在旋转机头上，移动机架与底座可移动连接，移动机架上安装有原点开关、切割台、刀架升降控制装置、移动支架滑动控制装置，切割单元包括刀架、切割电机、切割刀片、喷淋管，刀架升降控制装置沿移动机架上下移动带动切割刀片升降，控制单元包括控制电源柜、操作箱和PLC控制电路，操作箱和控制电源柜均与旋转控制装置、刀架升降控制装置、移动支架滑动控制装置、电磁刹车、切割电机电性连接。本发明具有自动化控制玻璃棒切割，切割效率高，可快速找准切割位置保证切割精度等优点。

Description

一种立式玻璃棒切割装置

技术领域

本发明涉及玻璃棒加工装置的技术领域，特别是一种立式玻璃棒切割装置的技术领域。

背景技术

在玻璃、石英加工行业，玻璃棒切割是一道必不可少的工序，目前玻璃棒切割主要采用传统的手动切割装置，人工切割时，很容易发生事故，同时对于要求切割面、切割位置要求较高的场合，人工切割无法满足要求。

目前市面上也存在一些半自动化的切割装置，但其装置简陋，功能单一，自动化程度较低，切割效率较低。对于一些直径比较大的玻璃棒，由于切割深度较大，切割时间较长，切割片发热严重，很容易产生卡刀、断刀现象；对于一些弯曲度较大的玻璃棒，也很难实现对其进行快速切割，容易发生将玻璃棒切碎现象。

发明内容

本发明的目的就是解决现有技术中的问题，提出一种立式玻璃棒切割装置，能够实现自动化控制玻璃棒切割，切割效率高，可快速找准切割位置保证切割精度。

为实现上述目的，本发明提出了一种立式玻璃棒切割装置，包括底座、夹持单元、切割单元、控制单元、移动机架和水箱，夹持单元上装夹有玻璃棒，所述底座上安装有旋转机头、齿条、控制夹持单元转动用的旋转控制装置，所述夹持单元安装在旋转机头上，所述移动机架与底座可移动连接，移动机架上安装有原点开关、切割台、刀架升降控制装置、带电磁刹车和编码器的移动支架滑动控制装置，所述切割单元包括刀架、切割电机、与切割电机相连的切割刀片、可对切割刀片喷淋切削液的喷淋管，刀架与刀架升降控制装置相连且可沿移动机架上下移动并带动切割刀片远离或靠近切割玻璃棒，刀架位于切割台上方，所述控制单元包括控制电源柜、操作箱和PLC控制电路，操作箱通过PLC控制电路与旋转控制装置、刀架升降控制装置、移动支架滑动控制装置、电磁刹车、切割电机相连,控制电源柜分别与旋转控制装置、刀架升降控制装置、移动支架滑动控制装置、电磁刹车、切割电机、操作箱电性连接。

作为优选，所述夹持单元包括主夹持卡盘和辅助夹持卡盘，旋转机头上安装有旋转主轴，所述主夹持卡盘和辅助夹持卡盘分别安装在旋转主轴两端，所述旋转控制装置包括旋转电机、驱动链轮、从动链轮和同步链条，驱动链轮与旋转电机输出端相连，驱动链轮和从动链轮之间用同步链条相连，从动链轮与旋转主轴同步相连。

作为优选，所述主夹持卡盘和辅助夹持卡盘均为三爪卡盘，主夹持卡盘的卡爪端部用压片和紧固螺钉固定有紧贴玻璃棒外沿面用的石墨片，所述辅助夹持卡盘的卡爪端部固定安装有紧贴玻璃棒外沿面用的聚氨酯片。

作为优选，所述刀架升降控制装置包括升降电机、丝杆和螺纹连接套，升降电机输出端连接有主同步带轮，所述丝杆上端连接有从动同步带轮，主同步带轮和从动同步带轮之间用同步带相连，所述螺纹连接套和刀架相连且螺纹连接套与丝杆转动连接，刀架靠近移动机架的一侧安装有竖向导轨。

作为优选，所述移动支架滑动控制装置包括横移控制电机、齿轮、转轴、驱动同步带轮和传动同步带轮，所述横移控制电机输出端和驱动同步带轮相连，驱动同步带轮和传动同步带轮之间用同步带相连，传动同步带轮、齿轮和电磁刹车均与转轴同步相连，所述编码器内置于横移控制电机，齿轮与齿条啮合连接，所述移动机架靠近底座一侧安装有横向导轨，移动机架远离底座一侧安装有可转动闭环式的钢制拖链。

作为优选，所述底座上安装有风琴罩，风琴罩可遮住齿轮、齿条和横向导轨。

作为优选，所述底座上端设有带排水口的排水槽，所述排水口和水箱上的进水口之间用水管相连，水箱上安装有水泵，水泵和喷淋管相连。

作为优选，所述刀架上安装有上防护罩，移动机架上安装有带出水口的下接漏盘，下接漏盘位于上防护罩下方，所述出水口下端对准排水槽内。

作为优选，所述上防护罩和下接漏盘上均可拆卸安装有挡板，所述喷淋管固定在上防护罩上的挡板上，且喷淋管的喷淋口对准切割刀片切割玻璃棒的位置。

作为优选，所述切割台纵截面呈V型形状，切割台底部内壁安装有玻璃棒缓冲用的若干弹簧。

本发明的有益效果：1、通过操作箱及PLC控制电路控制实现自动化控制玻璃棒切割工作，减少操作人员切割玻璃棒的危险系数；2、通过横移控制电机内置编码器，可快速精准找到玻璃棒的所需切割位置，保证切割精度；3、通过设置电磁刹车，可保证切割过程中移动机架不会发生位移偏差或或抖动，从而避免发生卡刀、断刀现象；4、通过切割电机采用扭矩控制模式，可在卡刀时进行扭矩过载保护，有效解决卡刀问题；5、通过刀架和移动机架均可快慢速双向线性移动，保证了切割平稳有效顺利进行；6、通过下接漏盘、排水槽、带过滤装置的水箱、喷淋管、水泵形成一套完整的切削液循环系统，排水槽截面呈V字型，排水口斜向设置，有效避免了积液锈蚀现象，循环利用减少了资源浪费；7、切割台上设有弹簧可有效对切割掉落的玻璃棒进行缓冲作用，上防护罩和下接漏盘有效解决切割过程中的冷却液及切割废屑飞溅的问题，提高防护安全性；8、装置整体工作平稳性好，切割效率高。

本发明的特征及优点将通过实施例结合附图进行详细说明。

附图说明

图1是本发明一种立式玻璃棒切割装置的主视图；

图2是本发明一种立式玻璃棒切割装置的俯视图；

图3是本发明一种立式玻璃棒切割装置的右视剖视图；

图4是本发明一种立式玻璃棒切割装置的局部示意图；

图5是本发明一种立式玻璃棒切割装置的移动机架和刀架安装示意图；

图6是本发明一种立式玻璃棒切割装置的局部示意图；

图7是本发明一种立式玻璃棒切割装置的主夹持卡盘局部示意图；

图8是本发明一种立式玻璃棒切割装置的局部示意图。

图中：1-底座、2-旋转机头、3-移动机架、4-刀架、5-操作箱、6-控制电源柜、7-玻璃棒、8-水箱、9-升降电机、11-旋转电机、12-排水槽、13-排水口、14-风琴罩、15-齿条、21-旋转主轴、22-辅助夹持卡盘、23-主夹持卡盘、30-下接漏盘、31-切割台、32-横移控制电机、33-钢制拖链、34-电磁刹车、35-横向导轨、36-齿轮、37-驱动同步带轮、38-传动同步带轮、39-丝杆、41-切割电机、42-上防护罩、43-切割刀片、44-喷淋管、45-挡板、46-螺纹连接套、47-竖向导轨、81-水泵、82-进水口、91-主同步带轮、92-从动同步带轮、231-卡爪、232-石墨片、233-压片、301-出水口。

具体实施方式

参阅图1至图8，本发明一种立式玻璃棒切割装置，包括底座1、夹持单元、切割单元、控制单元、移动机架3和水箱8，夹持单元上装夹有玻璃棒7，底座1上安装有旋转机头2、齿条15、控制夹持单元转动用的旋转控制装置，夹持单元安装在旋转机头2上，移动机架3与底座1可移动连接，移动机架3上安装有原点开关、切割台31、刀架升降控制装置、带电磁刹车34和编码器的移动支架滑动控制装置，切割单元包括刀架4、切割电机41、与切割电机41相连的切割刀片43、可对切割刀片43喷淋切削液的喷淋管44，刀架4与刀架升降控制装置相连且可沿移动机架3上下移动并带动切割刀片43远离或靠近切割玻璃棒7，刀架4位于切割台31上方，控制单元包括控制电源柜6、操作箱5和PLC控制电路，操作箱5通过PLC控制电路与旋转控制装置、刀架升降控制装置、移动支架滑动控制装置、电磁刹车34、切割电机41相连,控制电源柜6分别与旋转控制装置、刀架升降控制装置、移动支架滑动控制装置、电磁刹车34、切割电机41、操作箱5电性连接。

夹持单元包括主夹持卡盘23和辅助夹持卡盘22，旋转机头2上安装有旋转主轴21，主夹持卡盘23和辅助夹持卡盘22分别安装在旋转主轴21两端，旋转控制装置包括旋转电机11、驱动链轮、从动链轮和同步链条，驱动链轮与旋转电机11输出端相连，驱动链轮和从动链轮之间用同步链条相连，从动链轮与旋转主轴21同步相连。

主夹持卡盘23和辅助夹持卡盘22均为三爪卡盘，主夹持卡盘23的卡爪231端部用压片233和紧固螺钉固定有紧贴玻璃棒7外沿面用的石墨片232，辅助夹持卡盘22的卡爪端部固定安装有紧贴玻璃棒7外沿面用的聚氨酯片。

刀架升降控制装置包括升降电机9、丝杆39和螺纹连接套46，升降电机9输出端连接有主同步带轮91，丝杆39上端连接有从动同步带轮92，主同步带轮91和从动同步带轮92之间用同步带相连，螺纹连接套46和刀架4相连且螺纹连接套46与丝杆39转动连接，刀架4靠近移动机架3的一侧安装有竖向导轨47。

移动支架滑动控制装置包括横移控制电机32、齿轮36、转轴、驱动同步带轮37和传动同步带轮38，横移控制电机32输出端和驱动同步带轮37相连，驱动同步带轮37和传动同步带轮38之间用同步带相连，传动同步带轮38、齿轮36和电磁刹车34均与转轴同步相连，编码器内置于横移控制电机32，齿轮36与齿条15啮合连接，移动机架3靠近底座1一侧安装有横向导轨35，移动机架3远离底座1一侧安装有可转动闭环式的钢制拖链33。

底座1上安装有风琴罩14，风琴罩14可遮住齿轮36、齿条15和横向导轨35。

底座1上端设有带排水口13的排水槽12，排水口13和水箱8上的进水口82之间用水管相连，水箱8上安装有水泵81，水泵81和喷淋管44相连，刀架4上安装有上防护罩42，移动机架3上安装有带出水口301的下接漏盘30，下接漏盘30位于上防护罩42下方，出水口301下端对准排水槽12内。

上防护罩42和下接漏盘30上均可拆卸安装有挡板45，喷淋管44固定在上防护罩42上的挡板45上，且喷淋管44的喷淋口对准切割刀片43切割玻璃棒7的位置，切割台31纵截面呈V型形状，切割台31底部内壁安装有玻璃棒7缓冲用的若干弹簧。

主夹持卡盘23和辅助夹持卡盘22的最大夹持棒料外径为200mm，横移控制电机32控制移动机架3水平快速移动速度为20mm/s，水平慢速移动速度为2mm/s，原点开关位于玻璃棒7中心线上方500mm处，升降电机9控制刀架4快速升降移动速度为20mm/s，慢速升降移动速度为1～3mm/s，切割刀片43采用超薄金刚砂切片，切割刀片43最大外径可达到350mm,可以有效的切割直径150mm的玻璃棒7，切割速度约为1000-1500r/min，切割电机41采用扭矩控制模式使得发生卡刀现象时，切割电机41迅速停止转动，水箱8的进水口82处安装有过滤装置，横移控制电机32、切割电机41、升降电机9均为可双向控制的伺服电机，操作箱5上设有启动、准备、快速横移、慢速横移、复位、停止等按钮。

本发明工作过程：

本发明一种立式玻璃棒切割装置在工作过程中，将直径150mm的玻璃棒7装夹固定在主夹持卡盘23和辅助夹持卡盘22上，初始状态时，移动机架3位于最右侧原点处，刀架4处于顶部原点位置，电磁刹车34处于离合状态，点击操作箱5上的“准备”按钮和“快速横移”按钮，横移控制电机32启动并正向转动使得移动机架3以20mm/s的水平快速移动速度向左横移，当移动机架3快到达玻璃棒7待切割位置附近后，按下“慢速横移”按钮，移动机架3再以2mm/s的水平慢速移动速度移动至与玻璃棒7待切割位置相对应位置处，横移控制电机32停止工作，按下“启动”按钮，电磁刹车34闭合，切割电机41启动并带动切割刀片43按1500r/min速度转动，升降电机9启动并正向转动使得刀架4以20mm/s的快速升降移动速度向下移动至玻璃棒7中心线上方100mm处位置，之后旋转电机11启动并带动主夹持卡盘23、辅助夹持卡盘22和玻璃棒7同步转动，启动水泵81，喷淋管44向切割刀片43下端喷洒切削液，刀架4再以1mm/s的慢速升降移动速度向下移动直至切断玻璃棒7，切割完成后，切断的玻璃棒7掉落在切割台31上，升降电机9反向转动使得刀架4以10mm/s的升降移动速度向上运动100mm，旋转电机11和玻璃棒7停止转动，切割电机41和切割刀片43停止转动，水泵81停止工作，然后刀架4再以20mm/s的快速升降移动速度运动至初始位置停止，电磁刹车34恢复离合状态，横移控制电机32开始反向转动使得移动机架3以20mm/s的水平快速移动速度向右横移至初始位置后停止，从切割台31上取下切割废料，取下装夹在主夹持卡盘23和辅助夹持卡盘22上的玻璃棒，关闭设备，其中，当出现卡刀现象时，切割电机41迅速停止转动，升降电机9立即改为反向转动使得刀架4以2mm/s的慢速升降移动速度向上运动，进行微量退刀后重新进行切割工作，当连续发生两次卡刀现象后，设备系统进行报警，将切割刀片43退出玻璃棒7切割位置，点击“复位”按钮，再点击“启动”按钮进行重新切割，切屑液会滴入下接漏盘30内并从出水口301流向排水槽12内，排水槽12内的液体会沿斜向的排水口13流向水箱8内，水箱8进水口82处的过滤装置会对从排水口13流过来的液体进行过滤处理以便实现水的循环利用，切割台31底部内壁的弹簧可对切割掉落的玻璃棒具有一定的缓冲作用，挡板45可拆卸便于更换与维护切割刀片41。

本发明一种立式玻璃棒切割装置，具有以下有益效果：1、通过操作箱5及PLC控制电路控制实现自动化控制玻璃棒切割工作，减少操作人员切割玻璃棒7的危险系数；2、通过横移控制电机32内置编码器，可快速精准找到玻璃棒7的所需切割位置，保证切割精度；3、通过设置电磁刹车34，可保证切割过程中移动机架3不会发生位移偏差或或抖动，从而避免发生卡刀、断刀现象；4、通过切割电机41采用扭矩控制模式，可在卡刀时进行扭矩过载保护，有效解决卡刀问题；5、通过刀架4和移动机架3均可快慢速双向线性移动，保证了切割平稳有效顺利进行；6、通过下接漏盘30、排水槽12、带过滤装置的水箱8、喷淋管44、水泵81形成一套完整的切削液循环系统，排水槽12截面呈V字型，排水口13斜向设置，有效避免了积液锈蚀现象，循环利用减少了资源浪费；7、切割台31上设有弹簧可有效对切割掉落的玻璃棒7进行缓冲作用，上防护罩42和下接漏盘30 有效解决切割过程中的冷却液及切割废屑飞溅的问题，提高防护安全性；8、装置整体工作平稳性好，切割效率高。

上述实施例是对本发明的说明，不是对本发明的限定，任何对本发明简单变换后的方案均属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种立式玻璃棒切割装置，包括底座（1）、夹持单元、切割单元和控制单元，夹持单元上装夹有玻璃棒（7），其特征在于：还包括移动机架（3）和水箱（8），所述底座（1）上安装有旋转机头（2）、齿条（15）、控制夹持单元转动用的旋转控制装置，所述夹持单元安装在旋转机头（2）上，所述移动机架（3）与底座（1）可移动连接，移动机架（3）上安装有原点开关、切割台（31）、刀架升降控制装置、带电磁刹车（34）和编码器的移动支架滑动控制装置，所述切割单元包括刀架（4）、切割电机（41）、与切割电机（41）相连的切割刀片（43）、可对切割刀片（43）喷淋切削液的喷淋管（44），刀架（4）与刀架升降控制装置相连且可沿移动机架（3）上下移动并带动切割刀片（43）远离或靠近切割玻璃棒（7），刀架（4）位于切割台（31）上方，所述控制单元包括控制电源柜（6）、操作箱（5）和PLC控制电路，操作箱（5）通过PLC控制电路与旋转控制装置、刀架升降控制装置、移动支架滑动控制装置、电磁刹车（34）、切割电机（41）相连,所述控制电源柜（6）分别与旋转控制装置、刀架升降控制装置、移动支架滑动控制装置、电磁刹车（34）、切割电机（41）、操作箱（5）电性连接，所述夹持单元包括主夹持卡盘（23）和辅助夹持卡盘（22），旋转机头（2）上安装有旋转主轴（21），所述主夹持卡盘（23）和辅助夹持卡盘（22）分别安装在旋转主轴（21）两端，所述旋转控制装置包括旋转电机（11）、驱动链轮、从动链轮和同步链条，驱动链轮与旋转电机（11）输出端相连，驱动链轮和从动链轮之间用同步链条相连，从动链轮与旋转主轴（21）同步相连，所述刀架升降控制装置包括升降电机（9）、丝杆（39）和螺纹连接套（46），升降电机（9）输出端连接有主同步带轮（91），所述丝杆（39）上端连接有从动同步带轮（92），主同步带轮（91）和从动同步带轮（92）之间用同步带相连，所述螺纹连接套（46）和刀架（4）相连且螺纹连接套（46）与丝杆（39）转动连接，刀架（4）靠近移动机架（3）的一侧安装有竖向导轨（47），所述移动支架滑动控制装置包括横移控制电机（32）、齿轮（36）、转轴、驱动同步带轮（37）和传动同步带轮（38），所述横移控制电机（32）输出端和驱动同步带轮（37）相连，驱动同步带轮（37）和传动同步带轮（38）之间用同步带相连，传动同步带轮（38）、齿轮（36）和电磁刹车（34）均与转轴同步相连，所述编码器内置于横移控制电机（32），齿轮（36）与齿条（15）啮合连接，所述移动机架（3）靠近底座（1）一侧安装有横向导轨（35），移动机架（3）远离底座（1）一侧安装有可转动闭环式的钢制拖链（33）。

2.如权利要求1所述立式玻璃棒切割装置，其特征在于：所述主夹持卡盘（23）和辅助夹持卡盘（22）均为三爪卡盘，主夹持卡盘（23）的卡爪（231）端部用压片（233）和紧固螺钉固定有紧贴玻璃棒（7）外沿面用的石墨片（232），所述辅助夹持卡盘（22）的卡爪端部固定安装有紧贴玻璃棒（7）外沿面用的聚氨酯片。

3.如权利要求1所述的立式玻璃棒切割装置，其特征在于：所述底座（1）上安装有风琴罩（14），风琴罩（14）可遮住齿轮（36）、齿条（15）和横向导轨（35）。

4.如权利要求1所述的立式玻璃棒切割装置，其特征在于：所述底座（1）上端设有带排水口（13）的排水槽（12），所述排水口（13）和水箱（8）上的进水口（82）之间用水管相连，水箱（8）上安装有水泵（81），水泵（81）和喷淋管（44）相连。

5.如权利要求4所述的立式玻璃棒切割装置，其特征在于：所述刀架（4）上安装有上防护罩（42），移动机架（3）上安装有带出水口（301）的下接漏盘（30），下接漏盘（30）位于上防护罩（42）下方，所述出水口（301）下端对准排水槽（12）内。

6.如权利要求5所述的立式玻璃棒切割装置，其特征在于：所述上防护罩（42）和下接漏盘（30）上均可拆卸安装有挡板（45），所述喷淋管（44）固定在上防护罩（42）上的挡板（45）上，且喷淋管（44）的喷淋口对准切割刀片（43）切割玻璃棒（7）的位置。

7.如权利要求1所述立式玻璃棒切割装置，其特征在于：所述切割台（31）纵截面呈V型形状，切割台（31）底部内壁安装有玻璃棒（7）缓冲用的若干弹簧。