CN111138091A - 一种立式玻璃激光除膜机 - Google Patents

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张石成
蓝刚
程晓曼
钟兰荣
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Abstract

本发明提供一种立式玻璃激光除膜机。该除膜机包括支撑架、移动架、激光器、振镜、支撑座、第一控制装置、第二控制装置和第三控制装置，支撑架为立式结构；支撑架上安装有第一导轨，第一控制装置用于控制移动架沿第一导轨移动；激光器安装在移动架上；移动架上设有第二导轨，第二控制装置用于控制支撑座沿第二导轨移动；振镜和激光器的输出头安装在支撑座上，第三控制装置用于控制振镜与玻璃之间的距离。本发明的除膜机可以满足不同形状、不同膜层、不同膜厚等要求，且节约成本，减少工业污染，可匹配中空玻璃生产线的需求。

Description

一种立式玻璃激光除膜机
技术领域
本发明属于机械设备领域，具体涉及玻璃行业的一种立式玻璃激光除膜机。
背景技术
目前，在玻璃深加工行业，镀膜玻璃用于制作中空玻璃的过程中，由于LOW-E膜和胶接触时间长了会反应氧化，导致接触边发黑，而且如果粘贴不牢固，制成的中空玻璃质量就会出现问题。因此，为了避免上述问题，需要将玻璃边缘部分的膜层去除后再进行打胶。
现有的设备大部分是采用机械式除膜的方法，利用机械结构带动磨轮配合传送带传动玻璃从而去除玻璃表面的膜层，是控制玻璃的前进后退，这种方式在玻璃的后面需要有两倍的玻璃大小的支撑装置进行支撑，以实现玻璃所有边缘的除膜。除膜时，玻璃后方需同时有靠轮进行支撑，用来防止玻璃变形，但长时间使用后，靠轮本身会发生变形，此时如果磨轮压紧玻璃进行除膜，玻璃就会发生崩边现象，因此，靠轮也需定期更换。遇到双银、三银玻璃时，目前的设备除膜效果较差。如果想要除膜干净的话，则需要在玻璃表面进行反复多次除膜，容易损坏玻璃。当需要从除一种膜层切换到除另外一种膜层或者除膜宽度发生改变时，需要匹配不同的磨轮宽度以及工艺，换型时间会很长。
目前的自动化机械除膜设备只能对规则的矩形玻璃进行除膜，对于三角形、平行四边形、梯形、五边形等等异形的玻璃以及其它不规则形状的玻璃，仍在使用人工手持除膜机进行除膜，大大增加了人工成本。中国专利201120259236.9公开了一种卧式激光除膜机，可以对不规则图形除膜，但是该机械机构不适用于现有中空玻璃生产线的立式需求。
同时，对于一些特殊应用需要除膜宽度很小的玻璃，以及边缘宽度需要间歇性或者连续性变化的玻璃除膜，目前的机械式除膜无法去除，只能在镀膜前进行遮档式镀膜，这种方法导致镀膜效率低，成品率也很低。因此，机械式除膜对磨轮、靠轮等耗材的消耗很大，且无论是在生产磨轮的过程中还是使用磨轮除膜的过程中，污染都很严重。
发明内容
本发明的目的是取代磨轮机械式除膜，改善上述所提及的问题，使玻璃深加工行业除膜自动化程度更高，从而提供一种立式玻璃激光除膜机。
本发明采用的技术方案如下：
一种立式玻璃激光除膜机，包括支撑架、移动架、激光器、振镜、支撑座、第一控制装置、第二控制装置和第三控制装置，支撑架为立式结构；所述支撑架上安装有第一导轨，第一控制装置用于控制移动架沿第一导轨移动；所述激光器安装在移动架上；所述移动架上设有第二导轨，第二控制装置用于控制支撑座沿第二导轨移动；所述振镜和激光器的输出头安装在支撑座上，第三控制装置用于控制振镜与玻璃之间的距离。
进一步地，所述支撑架上安装有玻璃传送装置。
进一步地，所述支撑架与玻璃背面之间设置带有滚轮的支撑板。
进一步地，所述第一控制装置包括第一伺服电机和第一减速机，第一伺服电机和第一减速机相连；所述支撑架上安装有第一齿条，第一齿条与第一导轨平行；所述第一减速机上安装有与第一齿条啮合的齿轮。
进一步地，所述第二控制装置包括第二伺服电机和第二减速机，第二伺服电机和第二减速机相连；所述移动架上安装有第二齿条，第二齿条与第二导轨平行；所述第二减速机上安装有与第一齿条啮合的齿轮。
进一步地，所述支撑座上安装有第三导轨、滚珠丝杆和第三伺服电机，第三伺服电机控制滚珠丝杆沿第三导轨移动，从而带动振镜上下运动。
进一步地，所述支撑座上还设有夹持座，激光器的输出头贯穿夹持座。
进一步地，所述激光器的输出头与夹持座之间设有空隙，在夹持座的横向和纵向方向分别设有螺丝通孔，通过螺丝调节输出头的偏移。
进一步地，所述支撑架的背面还设有支撑杆，支撑杆的倾斜角度可调。
进一步地，所述支撑座上还设置有超声波测距传感器，用来测量振镜与玻璃表面的距离。
相比现有技术而言，本发明的有益效果如下：
(1)本发明通过控制装置带动振镜扫描在X、Y和Z轴运动，其运动方向即是除膜方向，因此在不同的方向上均可以除膜，可用于三角形、平行四边形、梯形、五边形等异形玻璃的除膜。
(2)除膜时玻璃可以通过传送装置移动，因此不需要很大的工作幅面。
(3)激光除膜是非接触式除膜，不会伤害玻璃原片，除膜时也无需靠轮支撑，避免了靠轮带来的问题。
(4)对于不同的膜层以及不同的除膜宽度，可以通过改变激光功率、频率、脉冲宽度，扫描线长度、扫描速度、激光光斑直径、机构移动速度等参数对玻璃表面膜层的每种类型和厚度进行优化和控制，使得膜层完全去除且不会损坏玻璃。
(5)由于激光扫描线的方向和宽度都可以调整，所以在除膜过程中，除膜宽度可以间歇性或者连续性的变化，且除膜宽度可以达到1mm以下。
(6)本发明的激光除膜机几乎是免维护的，耗电量最小，也无需压缩空气。除膜时产生的污染远远少于机械式除膜。
(7)除膜机采用立式结构，匹配中空玻璃生产线的需求。
附图说明
图1为本发明立式玻璃激光除膜机的整体结构图。
图2为激光除膜头部分的结构图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细说明。
本实施例采用立式工作幅面结构，如图1所示，包括支撑架6、玻璃传送滚轮1、一根数控移动横梁2、一块上面带有支撑小滚轮3的支撑板4，用来支撑玻璃5，当然也可以使用其他的支撑结构形式，如支撑杆。
支撑架6沿X轴方向，在上下两侧设置有导轨7，平行导轨7处配置齿条8。数控移动横梁2上配有两个伺服电机9，伺服电机9下面均安装有减速机10，减速机10的底部安装有齿轮，与齿条8啮合，用来带动横梁2在X轴方向的前进后退。
数控移动横梁2上面设置有Y轴方向的导轨11，平行于导轨11处设置有齿条12，一个伺服电机13和一个减速机14安装在横梁2上，激光器15也安装在移动横梁2上。减速机14的底部安装有齿轮，与齿条12啮合，用来带动横梁2在Y轴方向的前进后退。
Y轴方向的导轨11上装有一个滑板16，滑板16由伺服电机13带动可沿导轨11运动；滑板16上安装有支撑座17，支撑座17上配有Z轴导轨18、Z轴滚珠丝杆19、一个伺服电机20，伺服电机20带动滚珠丝杆19沿导轨18运动，用来上下移动装在支撑座17上面的振镜21在Z轴方向的移动。横梁2上的滑板16带动振镜在Y轴方向移动。
在激光器输出头22和振镜21之间，设置有激光器输出头夹持座23，输出头22贯穿夹持座23的中心。激光器的输出头22与夹持座23之间设有一定的空隙，在夹持座23的横向和纵向方向分别设有螺丝通孔，用两根螺丝24穿过通孔，通过调解螺丝24与输出头22之间的接触力大小，用来调节输出头的偏移，对激光器输出头22进行上下左右微调，从而校准从输出头22发射出来的激光光束的方向角度，以保证激光输出头22的中心线与振镜21输入端中心线在同一直线上。
在支撑座17上还设置有超声波测距传感器25，用来测量确定振镜21到玻璃表面的距离。
整个支撑架6的背面，设有四个支撑杆26支撑机身，支撑杆26的倾斜角度可微调，以匹配不同中空玻璃生产线的倾斜度。
本实施例的除膜机的工作过程如下：采用高速纳秒脉冲光纤激光器发出激光，通过振镜21内部的镜片偏转扫射至玻璃表面，控制横梁2带动振镜21运动，激光能量轰击去除玻璃表面膜层。根据不同形状的玻璃，控制横梁2和滑板16进行匹配运动，满足各种形状玻璃的除膜需求。根据除膜宽度及横梁2和滑板16配合运动合成的运动速度调整激光和扫描仪的参数，以保证以最快的加工速度去除膜层。因为通过振镜22出来的光斑焦点距离是恒定的，用超声波测距传感器25测量出振镜22到玻璃表面的距离，然后控制振镜22在Z轴方向的升降，从而保证在整个玻璃上的光斑尺寸不变，以适应不同厚度的玻璃。

Claims (10)

1.一种立式玻璃激光除膜机，包括支撑架、移动架、激光器、振镜、支撑座、第一控制装置、第二控制装置和第三控制装置，其特征在于，支撑架为立式结构；所述支撑架上安装有第一导轨，第一控制装置用于控制移动架沿第一导轨移动；所述激光器安装在移动架上；所述移动架上设有第二导轨，第二控制装置用于控制支撑座沿第二导轨移动；所述振镜和激光器的输出头安装在支撑座上，第三控制装置用于控制振镜与玻璃之间的距离。
2.根据权利要求1所述的一种立式玻璃激光除膜机，其特征在于，所述支撑架上安装有玻璃传送装置。
3.根据权利要求1或2所述的一种立式玻璃激光除膜机，其特征在于，所述支撑架与玻璃背面之间设置带有滚轮的支撑板。
4.根据权利要求1所述的一种立式玻璃激光除膜机，其特征在于，所述第一控制装置包括第一伺服电机和第一减速机，第一伺服电机和第一减速机相连；所述支撑架上安装有第一齿条，第一齿条与第一导轨平行；所述第一减速机上安装有与第一齿条啮合的齿轮。
5.根据权利要求1所述的一种立式玻璃激光除膜机，其特征在于，所述第二控制装置包括第二伺服电机和第二减速机，第二伺服电机和第二减速机相连；所述移动架上安装有第二齿条，第二齿条与第二导轨平行；所述第二减速机上安装有与第一齿条啮合的齿轮。
6.根据权利要求1所述的一种立式玻璃激光除膜机，其特征在于，所述支撑座上安装有第三导轨、滚珠丝杆和第三伺服电机，第三伺服电机控制滚珠丝杆沿第三导轨移动，从而带动振镜上下运动。
7.根据权利要求1所述的一种立式玻璃激光除膜机，其特征在于，所述支撑座上还设有夹持座，激光器的输出头贯穿夹持座。
8.根据权利要求7所述的一种立式玻璃激光除膜机，其特征在于，所述激光器的输出头与夹持座之间设有空隙，在夹持座的横向和纵向方向分别设有螺丝通孔，通过螺丝调节输出头的偏移。
9.根据权利要求1所述的一种立式玻璃激光除膜机，其特征在于，所述支撑架的背面还设有支撑杆，支撑杆的倾斜角度可调。
10.根据权利要求1所述的一种立式玻璃激光除膜机，其特征在于，所述支撑座上还设置有超声波测距传感器，用来测量振镜与玻璃表面的距离。
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