一种玻璃加工系统及玻璃加工方法
技术领域
本发明属于玻璃加工技术领域,尤其涉及一种玻璃加工系统及玻璃加工方法。
背景技术
玻璃是一种非晶无机非金属材料,主要成分是硅酸盐复盐,是一种无规则结构的非晶态固体,可以制成像丝线那样柔软的纤维,也可以制成硬度是钢的5倍、像导弹机头圆锥体那样抗高温的产品,其被广泛应用于建筑物隔风透光;圆形玻璃因其曲线圆滑、造型美观、能起到柔化空间的效果,越来越多的被使用在不同领域。
圆形玻璃加工过程中,传统技术需要使用玻璃刀切割出边线,然后人工沿边线进行敲打将废料敲下;现在普遍使用的自动加工技术仅是机械使用刀具切割,需人工将切割好的玻璃毛坯从加工台面取下后进行敲打,此过程玻璃碎片飞溅容易对划伤工人,并且加工效率不高。
发明内容
为了解决上述问题,本发明提供了一种玻璃加工系统,包括辅助加工机构、位移机构、工作机构和上料机构;其特征在于:所述辅助加工机构固定连接在位移机构下侧,所述辅助加工机构和上部位移机构之间设有工作机构,所述上料机构设在辅助加工机构的一侧;所述位移机构用以带动工作机构进行上下和水平方向的移动,所述工作机构用以实现圆形玻璃划线和废料敲打;所述辅助加工机构用以对待加工玻璃毛胚的定位、升降和对加工台面进行清理;所述上料机构用以将玻璃毛胚送入辅助加工机构的加工台面上。
作为优选,所述工作机构包括离合单元、切割单元和锤击单元;离合单元用于选择和控制切割单元或锤击单元开始工作,切割单元用于对玻璃毛坯进行圆形划线,锤击单元用于将玻璃毛胚圆形划线区域外侧废料敲打掉落;
所述离合单元包括竖直支架、旋转支架、离合电杆、工作电机和工作齿轮;竖直支架固定连接在所述位移机构上,所述旋转支架转动连接在竖直支架竖直端面上,所述离合电杆一端转动连接在竖直支架的上端,所述离合电杆伸缩端转动连接在旋转支架一侧;所述竖直支架下侧设有工作电机,所述工作齿轮固定连接在工作电机旋转轴上;
所述切割单元包括第一传动齿轮、第一斜齿轮、刀杆、第二斜齿轮和合金切割刀头;所述第一传动齿轮转动连接在旋转支架一侧;所述第一斜齿轮固定连接在第一传动齿轮旋转轴上;所述旋转支架一端设有固定圆环,所述刀杆和固定圆环转动连接,所述第二斜齿轮固定连接在刀杆一端,且第二斜齿轮和第一斜齿轮相啮合;所述合金切割刀头固定连接在刀杆另一端;
所述锤击单元包括传动轴、锤击框、传动块和第二传动齿轮;所述传动轴转动连接在旋转支架一端,旋转支架另一端面设有凸块;所述锤击框转动连接在凸起块上;所述锤击框设有贯穿的矩形槽,所述传动块位于矩形槽内和锤击框转动连接;所述传动块中部设有贯穿的通孔,所述通孔轴线和传动轴轴线方向呈固定夹角;所述第二传动齿轮固定连接在传动轴一端,传动轴另一端偏心的设有倾斜轴,倾斜轴转动连接在通孔内;所述锤击框一端设有两个相同的锤击杆;
所述离合电杆伸长至最大行程时,第二传动齿轮和工作齿轮相啮合,工作电机转动时,锤击单元开始工作;离合电杆收缩至最小行程时,第一传动齿轮和工作齿轮相啮合,工作电机转动时,切割单元开始工作。
作为优选,所述辅助加工机构包括机构主体、四个定位电杆、四个定位块、第一压力传感器、第二压力传感器、清扫板、清扫电机、清扫齿轮、升降电杆和升降台;所述定位块用以实现玻璃毛胚在机构主体上的定位;所述升降台用以和上料结构配合完成玻璃毛坯的运送,以及在切割单元划线完成后将玻璃毛坯抬起;清扫板用以对定位矩形槽内的玻璃碎片进行清扫;
所述的机构主体上端面设有未贯穿的定位矩形槽,所述定位矩形槽侧壁均布有贯穿的第一矩形槽、第二矩形槽、第三矩形槽和第四矩形槽;所述机构主体上端面均布有个相同的定位电杆;所述四个定位块的一端分别和所述四个定位电杆的伸缩端固定连接,所述四个定位块另一端分别滑动配合在第一矩形槽、第二矩形槽、第三矩形槽和第四矩形槽内,其中和第三矩形槽和第四矩形槽滑动连接的两个定位块一端分别设有第一压力传感器和第二压力传感器;所述清扫板位于定位块下方且和第二矩形槽滑动连接,所述清扫板的一侧设有齿条;所述清扫电机固定连接在机构主体侧壁上,所述清扫电机旋转轴上设有和齿条相啮合的清扫齿轮;所述定位矩形槽底面中部设有贯穿的升降孔;所述机构主体底部设有下开口的升降槽,所述升降槽内设有底部横梁,所述底部横梁上竖直设有升降电杆;所述升降台底端固定连接在升降电杆伸缩端,所述升降台和升降孔滑动连接。
作为优选,所述的位移机构包括位移支架、第一位移电机、第一螺杆、第二位移电机、第二螺杆、第一滑动件、第二滑动件、位移块和位移电杆;所述位移支架下端通过四个定位杆固定连接在机构主体上端面,所述位移支架一侧设有第一位移电机,所述第一螺杆固定连接在第一位移电机输出轴上且和位移支架转动连接;所述位移支架上还设有第二位移电机,所述第二螺杆固定连接在第二位移电机输出轴上且和位移支架转动连接,所述第一螺杆的轴线和所述第二螺杆的轴线相垂直;所述位移支架四个内侧壁上均布有四个相同的T形滑槽,所述第一滑动件两端设有第一T形导向块,第二滑动件两端设有导向凸起,所述导向凸起的外侧固定连接有第二T形导向块;所述第一T形导向块和第二T形导向块分别和T形滑槽滑动连接;所述第一滑动件一侧设有第一螺纹孔,第一螺纹孔和所述第一螺杆转动连接;所述第二滑动件一侧导向凸起上设有第二螺纹孔,第一螺纹孔和所述第二螺杆转动连接;所述第一滑动件和第二滑动件中部分别设有相同的完全贯穿的第一位移矩形槽和第二位移矩形槽,所述位移块同时滑动连接在第一位移矩形槽和第二位移矩形槽内;所述的位移电杆固定连接在位移块下端,位移电杆伸缩端和竖直支架上端固定连接;具体工作时,第一位移电机启动,带动第一螺杆旋转,因第一滑动件一侧的第一螺纹孔和螺杆配合,所以第一滑动件沿X轴方向位移,同理第二位移电机启动,带动第二螺杆旋转,使第二滑动件沿Y轴方向位移,第一位移电机和第二位移电机同时启动,控制位移块和位移电杆的位移。
作为优选,所述的上料机构包括储料箱、推料电杆、推料板、上料电杆、安装块、真空吸盘和视觉传感器;所述储料箱设于辅助加工机构一侧,储料箱上部设有完全贯通的储料槽,所述储料箱底部设有上料横梁,所述推料电杆固定连接在上料横梁上端面,所述推料板底端和推料电杆伸缩端固定连接,且推料板和所述储料槽滑动连接;所述上料电杆设于储料箱另一侧,所述上料电杆伸缩端设有安装块;所述安装块下端设有真空吸盘;所述视觉传感器设在安装块一侧;工作时推料电杆用以使储料箱内玻璃毛坯向上位移,真空吸盘用以吸附毛坯,上料电杆和升降台配合上料。
本发明还提供了一种玻璃加工方法,包括以下步骤:
S1:上料:通过上料机构将待加工的玻璃毛坯运输到辅助加工机构的台面上;
S2:玻璃毛坯定位:启动辅助加工机构,对玻璃毛坯进行定位;
S3:圆形划线:控制位移机构与工作机构配合,对玻璃毛坯进行圆形划线;
S4:废料敲打:控制位移机构和工作机构配合对圆形划线外的废料进行振动敲打;
S5:下料:工作人员将加工好的圆形玻璃取下;
S6:玻璃废片清理:控制辅助加工机构对台面上残留的玻璃废片进行清理。
和现有技术相比,本发明的优点在于:
一、本发明通过辅助加工机构和工作机构配合,可自动完成不同直径的圆形玻璃切割,且在和玻璃毛坯切割同一表面上自动对圆形玻璃外侧的废料进行敲打,使废料脱落,提高了加工效率,也避免了飞溅的玻璃碎片划伤工作人员;
二、本发明使用定位板和压力传感器配合,将玻璃毛坯进行定位,使用清扫板将每次加工后的废料清扫出加工台面,提高了加工质量;
三:本发明采用离合单元控制切割单元和锤击单元的工作,仅用一个工作电机完成了玻璃毛坯的切割和废料锤击过程,节约了成本,节省了空间。
附图说明
图1为本发明的正视图;
图2为本发明的三维结构示意图;
图3为本发明辅助加工机构中机构主体的三维结构示意图;
图4为本发明的俯视图;
图5为本发明辅助加工机构和上料机构俯视图;
图6为本发明图5中A-A向剖视图;
图7为本发明第一滑动件和第二滑动件三维结构示意图;
图8为本发明切割单元工作时工作机构正视图;
图9为本发明锤击单元工作时工作机构正视图;
图10为本发明锤击单元工作时工作机构后视图;
图11为本发明锤击框三维结构示意图;
图12为本发明传动块的三维结构示意图;
图13为本发明旋转支架的三维结构示意图;
图14为本发明锤击单元剖视图。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
如图1-14所示,为本发明的一个优选实施例。
一种玻璃加工系统,包括辅助加工机构1、位移机构2、工作机构3和上料机构4;所述辅助加工机构1固定连接在位移机构2下侧,所述辅助加工机构1和上部位移机构2之间设有工作机构3,所述上料机构4设在辅助加工机构1的一侧;所述位移机构2用以带动工作机构3进行上下和水平方向的移动,所述工作机构3用以实现圆形玻璃划线和废料敲打;所述辅助加工机构1用以对待加工玻璃毛胚的定位、升降和对加工台面进行清理;所述上料机构4用以将玻璃毛胚送入辅助加工机构1的加工台面上。
所述工作机构3包括离合单元301、切割单元302和锤击单元303;离合单元301用于选择和控制切割单元302或锤击单元303开始工作,切割单元302用于对玻璃毛坯进行圆形划线,锤击单元303用于将玻璃毛胚圆形划线区域外侧废料敲打掉落。
所述离合单元301包括竖直支架3011、旋转支架3012、离合电杆3013、工作电机3014和工作齿轮3015;竖直支架3011固定连接在所述位移机构2上,所述旋转支架3012转动连接在竖直支架3011竖直端面上,所述离合电杆3013一端转动连接在竖直支架3011的上端,所述离合电杆3013伸缩端转动连接在旋转支架3012一侧;所述竖直支架3011下侧设有工作电机3014,所述工作齿轮3015固定连接在工作电机3014旋转轴上。
所述切割单元302包括第一传动齿轮3021、第一斜齿轮3022、刀杆3023、第二斜齿轮3024和合金切割刀头3025;所述第一传动齿轮3021转动连接在旋转支架3012一侧;所述第一斜齿轮3022固定连接在第一传动齿轮3021旋转轴上;所述旋转支架3012一端设有固定圆环30121,所述刀杆3023和固定圆环30121转动连接,所述第二斜齿轮3024固定连接在刀杆3023一端,且第二斜齿轮3024和第一斜齿轮3022相啮合;所述合金切割刀头3025固定连接在刀杆3023另一端。
所述锤击单元303包括传动轴3031、锤击框3032、传动块3033和第二传动齿轮3034;所述传动轴3031转动连接在旋转支架3012一端,旋转支架3012另一端面设有凸块30122;所述锤击框3032转动连接在凸起块30122上;所述锤击框3032设有贯穿的矩形槽30321,所述传动块3033位于矩形槽30321内和锤击框3032转动连接;所述传动块3033中部设有贯穿的通孔30331,所述通孔30331轴线和传动轴3031轴线方向呈固定夹角;所述第二传动齿轮3034固定连接在传动轴3031一端,传动轴3031另一端偏心的设有倾斜轴30311,倾斜轴30311转动连接在通孔30331内;所述锤击框3032一端设有两个相同的锤击杆30322。
所述离合电杆3013伸长至最大行程时,第二传动齿轮3034和工作齿轮3015相啮合,工作电机3014转动时,锤击单元303开始工作;离合电杆3013收缩至最小行程时,第一传动齿轮3021和工作齿轮3015相啮合,工作电机3014转动时,切割单元302开始工作。
所述辅助加工机构1包括机构主体101、四个定位电杆102、四个定位块103、第一压力传感器104、第二压力传感器105、清扫板106、清扫电机107、清扫齿轮108、升降电杆109和升降台110;所述定位块103用以实现玻璃毛胚在机构主体101上的定位;所述升降台110用以和上料结构4配合完成玻璃毛坯的运送,以及在切割单元2划线完成后将玻璃毛坯抬起;清扫板106用以对定位矩形槽1011内的玻璃碎片进行清扫。
所述的机构主体101上端面设有未贯穿的定位矩形槽1011,所述定位矩形槽1011侧壁均布有贯穿的第一矩形槽10111、第二矩形槽10112、第三矩形槽10113和第四矩形槽10114;所述机构主体101上端面均布有4个相同的定位电杆102;所述四个定位块103的一端分别和所述四个定位电杆102的伸缩端固定连接,所述四个定位块103另一端分别滑动配合在第一矩形槽10111、第二矩形槽10112、第三矩形槽10113和第四矩形槽10114内,其中和第三矩形槽10113和第四矩形槽10114滑动连接的两个定位块103一端分别设有第一压力传感器104和第二压力传感器105;所述清扫板106位于定位块103下方且和第二矩形槽10112滑动连接,所述清扫板106的一侧设有齿条1061;所述清扫电机107固定连接在机构主体101侧壁上,所述清扫电机107旋转轴上设有和齿条1061相啮合的清扫齿轮108;所述定位矩形槽1011底面中部设有贯穿的升降孔10115;所述机构主体101底部设有下开口的升降槽1018,所述升降槽1018内设有底部横梁10181,所述底部横梁10181上竖直设有升降电杆109;所述升降台110底端固定连接在升降电杆109伸缩端,所述升降台110和升降孔10115滑动连接。
所述的位移机构2包括位移支架201、第一位移电机202、第一螺杆203、第二位移电机204、第二螺杆205、第一滑动件206、第二滑动件207、位移块208和位移电杆209;所述位移支架201下端通过四个定位杆固定连接在机构主体101上端面,所述位移支架201一侧设有第一位移电机202,所述第一螺杆203固定连接在第一位移电机202输出轴上且和位移支架201转动连接;所述位移支架201上还设有第二位移电机204,所述第二螺杆205固定连接在第二位移电机204输出轴上且和位移支架201转动连接,所述第一螺杆203的轴线和所述第二螺杆205的轴线相垂直;所述位移支架201四个内侧壁上均布有四个相同的T形滑槽2011,所述第一滑动件206两端设有第一T形导向块2061,第二滑动件207两端设有导向凸起,所述导向凸起的外侧固定连接有第二T形导向块2071;所述第一T形导向块2061和第二T形导向块2071分别和T形滑槽2011滑动连接;所述第一滑动件206一侧设有第一螺纹孔2062,第一螺纹孔2062和所述第一螺杆203转动连接;所述第二滑动件207一侧导向凸起上设有第二螺纹孔2072,第一螺纹孔2062和所述第二螺杆205转动连接;所述第一滑动件206和第二滑动件207中部分别设有相同的完全贯穿的第一位移矩形槽2063和第二位移矩形槽2073,所述位移块208同时滑动连接在第一位移矩形槽2063和第二位移矩形槽2073内;所述的位移电杆209固定连接在位移块208下端,位移电杆209伸缩端和竖直支架3011上端固定连接;具体工作时,第一位移电机202启动,带动第一螺杆203旋转,因第一滑动件206一侧的第一螺纹孔2062和螺杆配合,所以第一滑动件206沿X轴方向位移,同理第二位移电机204启动,带动第二螺杆205旋转,使第二滑动件207沿Y轴方向位移,第一位移电机202和第二位移电机204同时启动,控制位移块208和位移电杆209的位移。
所述的上料机构4包括储料箱401、推料电杆402、推料板403、上料电杆404、安装块405、真空吸盘406和视觉传感器407;所述储料箱401设于辅助加工机构1一侧,储料箱401上部设有完全贯通的储料槽4011,所述储料箱401底部设有上料横梁4012,所述推料电杆402固定连接在上料横梁4012上端面,所述推料板403底端和推料电杆402伸缩端固定连接,且推料板403和所述储料槽4011滑动连接;所述上料电杆404设于储料箱401另一侧,所述上料电杆404伸缩端设有安装块405;所述安装块405下端设有真空吸盘406;所述视觉传感器407设在安装块405一侧;工作时推料电杆402用以使储料箱401内玻璃毛坯向上位移,真空吸盘406用以吸附毛坯,上料电杆404和升降台110配合上料。
本发明还提供了一种玻璃加工方法,包括以下步骤:
S1:上料:通过上料机构4将待加工的玻璃毛坯运输到辅助加工机构1的台面上;
S2:玻璃毛坯定位:启动辅助加工机构1,对玻璃毛坯进行定位;
S3:圆形划线:控制位移机构2与工作机构3配合,对玻璃毛坯进行圆形划线;
S4:废料敲打:控制位移机构2和工作机构3配合对圆形划线外的废料进行振动敲打;
S5:下料:工作人员将加工好的圆形玻璃取下;
S6:玻璃废片清理:控制辅助加工机构1对台面上残留的玻璃废片进行清理。
本发明玻璃加工系统的工作过程如下:
上料电杆404收缩使真空吸盘406位于储料箱401上侧中部位置,推料电杆402伸长,直至视觉传感器407测得储料箱401内最上方玻璃毛坯向上位移和真空吸盘406接触,真空吸盘406启动吸附住最上方玻璃毛坯,推料电杆402复位;然后上料电杆404伸长,使真空吸盘406位于升降台110上侧,使真空吸盘406圆心和升降台110圆心重合,升降电杆109伸长,推动升降台110向上位移至合适位置后,真空吸盘406停止工作,使玻璃毛坯落在升降台110上,随后升降电杆109收缩使升降台110和定位矩形槽1011底部表面平行;随后四个定位电杆102缩短,使四个定位块103向内位移,直至第一压力传感器104和第二压力传感器105测定值分别达到系统设定值后,和第一压力传感器104及第二压力传感器105同侧的定位电杆102分别停止缩短,此时所需加工的圆形玻璃圆心和升降台110圆心重合,玻璃毛坯定位完成,定位电杆102复位;随后位移机构2启动,使切割单元302位移至合适位置,离合电杆3013收缩至最短,使第一传动齿轮3021和和工作齿轮3015相啮合,接着位移电杆209伸长,使切割单元302上的合金切割刀头3025前端和所需圆形玻璃边线接触;位移机构2启动使合金切割刀头3025沿所需圆形玻璃边线开始切割并切割出便于废料敲除的直线,同时工作电机3014启动,工作齿轮3015旋转,带动第一传动齿轮3021旋转;第一传动齿轮3021带动第一斜齿轮3022旋转,使第二斜齿轮3024带动刀杆3023旋转,系统控制旋转角度使得合金切割刀头在圆形边线处和所需圆形玻璃边线相切,使得切割后的圆形玻璃外侧较为光滑;切割单元302工作完成后,工作电机3014停止,位移电杆209收缩固定距离,离合电杆3013收缩至最小行程使第一传动齿轮3021和工作齿轮3015相啮合;工作电机3014启动,工作齿轮3015旋转使第二传动齿轮3034旋转,带动传动轴3031和倾斜轴30311旋转,倾斜轴30311旋转使传动块3033向四周转动,因传动块3033上下侧和锤击框3032转动连接,所以当传动块3033上下转动时,带动锤击框3032上下转动,使锤击杆30322上下高频摆动;随后升降电杆109伸长,推动升降台110和玻璃毛坯向上位移至合适位置,位移电杆209伸长使锤击杆30322和玻璃毛坯接触,位移机构2控制锤击单元303将切割好的圆形玻璃外侧废料锤击掉落,通过一个工作电机3014实现了切割动作和锤击动作,节约成本并节省空间;随后工作电机3014停止,离合电杆3013收缩使旋转支架3012处于水平位置,位移机构2复位;随后工作人员将加工好的圆形玻璃从升降台110上取下装入收集箱,升降电杆109缩短使升降台110下降;随后清扫电机107正转,清扫齿轮108正转,因为清扫齿轮108和清扫板106一侧的齿条1061相啮合,清扫板106向内位移将定位矩形槽1011内掉落的玻璃碎片进行清扫,清扫完成后清扫电机107反转使清扫板106复位,重复以上过程直至所有的圆形玻璃加工完成。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。