CN112897864A - 一种异形曲面玻璃的热弯成型方法 - Google Patents
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Abstract
一种异形曲面玻璃的热弯成型方法，包括：将待加工的玻璃经上片区装载上片的步骤；将装载好的玻璃经加热区加热的步骤；将加热后的玻璃弯曲成型的步骤；将弯曲成型后的玻璃经下片区下片的步骤；所述玻璃弯曲成型的步骤为：沿玻璃工艺行进方向，依次设有玻璃等待吸附工位、玻璃模压热弯成型工位、玻璃模具定型吸附转移工位和玻璃上模释放转移工位，通过一可移动的悬架带动玻璃并沿玻璃工艺行进方向在各个工位上依次传递，完成工位式吸附、释放、模压、成型的交替递进过程，实现玻璃的异性曲面热弯成型。通过对异性曲面玻璃的成型工艺进行优化，可实现异形曲面玻璃的热弯生产规模化，同时具备高产能，低功耗，重复精度高的特点。
Description
技术领域
本发明涉及玻璃加工处理技术领域，具体涉及一种异形曲面玻璃的热弯成型方法。
背景技术
当前，国内外异形曲面玻璃的热弯成型，大致可以分为两类，第一类是在加热区放置一个或多个与目标弧形一致的模具，玻璃置于模具上，没有压模，然后加热至玻璃软化，靠玻璃自重，直至玻璃与模具完全贴合，然后加热区开始逐步降至环境温度，之后将玻璃取出；第二类是采用多个模具，玻璃置于模具之上，分别循环运行于加热区域与冷区区和取片区，能实现多工位式的连续生产。这两类工艺方法，均不同程度的存在能耗高，生产效率低，玻璃热弯成型后的产品重复精度低。统一规格的玻璃生产过程中，需要准备大量的模具，模具的制备与储存也是需解决的难题。
发明内容
本发明的目的是为了解决上述技术问题的不足，提出一种异形曲面玻璃的热弯成型方法，通过对异性曲面玻璃的成型工艺进行优化，
可实现异形曲面玻璃的热弯生产规模化，同时具备高产能，低功耗，重复精度高的特点。
本发明采用的技术方案是：一种异形曲面玻璃的热弯成型方法，包括：
将待加工的玻璃经上片区装载上片的步骤；
将装载好的玻璃经加热区加热的步骤；
将加热后的玻璃弯曲成型的步骤；
将弯曲成型后的玻璃经下片区下片的步骤；
所述玻璃弯曲成型的步骤为：
沿玻璃工艺行进方向，依次设有玻璃等待吸附工位、玻璃模压热弯成型工位、玻璃模具定型吸附转移工位和玻璃上模释放转移工位，通过一可移动的悬架带动玻璃并沿玻璃工艺行进方向在各个工位上依次传递，完成工位式吸附、释放、模压、成型的交替递进过程，实现玻璃的异性曲面热弯成型。
进一步优化，所述可移动的悬架通过驱动组件的带动在一吸附位置和释放位置之间切换，在悬架上依次设有平板玻璃真空吸附组件、第一凸模及凸模吸附组件和第二凸模及凸模吸附组件，在所述玻璃模压热弯成型工位上设有第一凹模，所述第一凹模与第一凸模配合完成玻璃的模压成型过程；在所述玻璃模具定型吸附转移工位上设有第二凹模，所述第二凹模与第二凸模配合完成曲面玻璃的定型过程，在所述第一凸模和第二凸模的下表面加工有密集排布的与吸附腔相通的小孔。
进一步优化，所述玻璃弯曲成型的过程在一个密闭腔体内完成，在腔体四壁敷设有保温材料。
进一步优化，所述的腔体内设有加热元件及其温控系统，能够在玻璃行进方向上形成由高到低的可控的温度梯度。
进一步优化，所述第一凹模与第一凸模的内部设有加热元件，能够在第一凹模与第一凸模对玻璃模压成型中进行可控的加热过程。
进一步优化，所述的平板玻璃真空吸附组件，其吸附工作面距离玻璃上表面的高度可以调节，在所述吸附工作面上附着有耐温隔离层。
进一步优化，所述平板玻璃真空吸附组件内设有可控制的加热元件，可对吸附平板进行可控的加热，使得平板吸附面达到需要的表面温度。
进一步优化，所述第一凹模和第二凹模在动力驱动下可上升或者下降，且第一凹模和第二凹模的上表面设有沟槽，以利于玻璃被上模吸附时下模下降脱开。
进一步优化，所述腔体内设有吹扫清理装置，可用于吹扫清理意外破碎的玻璃碎片或其他影响正常生产的异物。
一种异形曲面玻璃的热弯成型装置，依次设有上片单元、加热单元、玻璃热弯成型单元以及取片单元，待加工的玻璃经过上片、加热处理、热弯成型以及下片，完成处理；
所述的玻璃热弯成型单元包括一腔体，在腔体内沿玻璃工艺行进方向，依次设有玻璃等待吸附工位、玻璃模压热弯成型工位、玻璃模具定型吸附转移工位和玻璃上模释放转移工位，还设有一用于带动玻璃在各个工位上传递的移动悬架，通过驱动组件调整所述移动悬架在一吸附位置和释放位置之间切换，在所述移动悬架上设有平板玻璃真空吸附组件、第一凸模及凸模吸附组件和第二凸模及凸模吸附组件，在所述玻璃模压热弯成型工位上设有与第一凸模配合完成玻璃模压成型的第一凹模，在所述玻璃模具定型吸附转移工位上设有与第二凸模配合完成曲面玻璃定型的第二凹模，玻璃经加热单元处理后进入玻璃等待吸附工位，通过移动悬架带动玻璃工位式行进，玻璃上模释放转移工位上的玻璃传送至下一个工序。
本发明的有益效果是：
本方案通过对异性曲面玻璃热弯成型的方法及设备进行优化，可实现异形曲面玻璃的热弯生产规模化，同时具备高产能，低功耗，重复精度高的特点；本发明中涉及的这种异性曲面玻璃成型方法与现有技术相比，构思新颖独特，容易实施；同时产能与行业内技术现状相比，产能是几何级数的提高，效果非常显著；同时降低能耗，降低了产品生产过程中的人工干预；产品尺寸精度表面光学性能都大幅提高。
附图说明
图1是本发明所用成型装置的整体结构示意图；
图2是本发明中玻璃热弯成型单元的结构示意图；
图3是玻璃热弯成型单元中四个工位分布的结构示意图；
图4是移动悬架处于吸附位置时的结构示意图；
图5是移动悬架处于释放位置时的结构示意图。
附图标记：1、输送辊道，2、平板玻璃真空吸附组件，3、轨道，4、第一凸模及凸模吸附组件，5、移动悬架，6、第一凹模及升降组件，7、第二凸模及凸模吸附组件，8、第二凹模及升降组件，9、驱动组件，10、加热元件及温控系统，11、保温系统，12、玻璃等待吸附工位，13、玻璃模压热弯成型工位，14、玻璃模具定型吸附转移工位，15、玻璃上模释放转移工位。
具体实施方式
下面，通过示例性的实施方式对本发明进行具体描述。然而应当理解，在没有进一步叙述的情况下，一个实施方式中的元件、结构和特征也可以有益的结合到其它实施方式中。
需要说明的是：除非另做定义，本文所使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本发明专利申请说明书以及权利要求书中所使用的“一个 ”、“一”或者“该”等类似词语不表述数量限制，而是表示存在至少一个。“包括”或者“包含”等类似的词语指出现在“包括”或者“包含”前面的元件或者物件涵盖出现在“包括”或者“包含”后面列举的元件或者物件及其等同，但并不排除其他元件或者物件。
需要说明的是：本发明的创作人员，长期从事玻璃的热弯成型及曲面钢化玻璃的设备开发研制工作，积累了丰富的实践经验，创造性的开发出异形曲面玻璃的热弯成型方法及装置，此方法能实现异形曲面玻璃的热弯生产规模化，同时具备高产能，低功耗，重复精度高的特点。
下面结合附图详细描述本方案：如图1-5所示，
一种异形曲面玻璃的热弯成型方法，包括：将待加工的玻璃经上片区装载上片的步骤；将装载好的玻璃经加热区加热的步骤；将加热后的玻璃弯曲成型的步骤；将弯曲成型后的玻璃经下片区下片的步骤；
所述玻璃弯曲成型的步骤为：
如图3所示，沿玻璃工艺行进方向，依次设有玻璃等待吸附工位12、玻璃模压热弯成型工位13、玻璃模具定型吸附转移工位14和玻璃上模释放转移工位15，通过一可移动的悬架带动玻璃并沿玻璃工艺行进方向在各个工位上依次传递，完成工位式吸附、释放、模压、成型的交替递进过程，实现玻璃的异性曲面热弯成型。
本方案中，所述可移动的悬架通过驱动组件9的带动在一吸附位置和释放位置之间切换，如图4和图5所示，在悬架上依次设有平板玻璃真空吸附组件2、第一凸模及凸模吸附组件4和第二凸模及凸模吸附组件7，在所述玻璃模压热弯成型工位上设有第一凹模，所述第一凹模与第一凸模配合完成玻璃的模压成型过程；在所述玻璃模具定型吸附转移工位上设有第二凹模，所述第二凹模与第二凸模配合完成曲面玻璃的定型过程，在所述第一凸模和第二凸模的下表面加工有密集排布的与吸附腔相通的小孔。
本方案所用的装置结构如下：如图1-5所示，一种异形曲面玻璃的热弯成型装置，依次设有上片单元、加热单元、玻璃热弯成型单元以及取片单元，待加工的玻璃经过上片、加热处理、热弯成型以及下片，完成处理；
所述的玻璃热弯成型单元包括一腔体，在腔体内沿玻璃工艺行进方向，依次设有玻璃等待吸附工位12、玻璃模压热弯成型工位13、玻璃模具定型吸附转移工位14和玻璃上模释放转移工位15，还设有一用于带动玻璃在各个工位上传递的移动悬架5，通过驱动组件9调整所述移动悬架5在一吸附位置和释放位置之间切换，在所述移动悬架上设有平板玻璃真空吸附组件2、第一凸模及凸模吸附组件4和第二凸模及凸模吸附组件7，在所述玻璃模压热弯成型工位上设有与第一凸模配合完成玻璃模压成型的第一凹模及升降组件6，在所述玻璃模具定型吸附转移工位上设有与第二凸模配合完成曲面玻璃定型的第二凹模及升降组件8，玻璃经加热单元处理后进入玻璃等待吸附工位12，通过移动悬架9带动玻璃工位式行进，玻璃上模释放转移工位15上的玻璃传送至下一个工序。
本发明具体工艺流程如下：玻璃在加热单元内加热至预设温度后，依次输送进热弯成型单元中，移动悬架5在驱动组件9的驱动下移动至吸附位置，如图4所示，此时有几个动作是同时进行的：平板玻璃真空吸附组件2将位于输送辊道1上的平板玻璃吸附在其吸附板上；放置在第一凹模上的平板玻璃随第一凹模升起，与第一凸模一起完成玻璃的模压成型后，玻璃被吸附在第一凸模上；放置在第二凹模上定型的曲面玻璃随第二凹模升起，距离第二凸模近端，曲面玻璃被第二凸模吸附。移动悬架上的吸附板及凸模在分别吸附了平板玻璃、模压成型后的玻璃、凹模定型后的玻璃之后，空置的第一第二凹模下降，移动架被驱动到附图5所示的释放位置，此时有几个动作也是同时进行的：平板玻璃真空吸附组件上吸附的平板玻璃被释放在第一凹模上；第一凸模上吸附的完成模压成型的曲面玻璃被释放在第二凹模上进行曲面玻璃的定型过程；第二凸模上吸附的完成定型的曲面玻璃被释放在辊道传动组上并被输送出成型装置。之后，分别释放了平板玻璃和曲面玻璃的吸附板、第一凸模，第二凸模的移动悬架再次被驱动返回吸附位置。依此连续式循环往复，完成玻璃的吸附、模压、定型、释放送出整个工艺过程。
上文中所描述的：通过驱动组件9调整所述移动悬架5在一吸附位置和释放位置之间切换，如图2所示，移动悬架5通过导轮悬挂在轨道3上，并通过传动组件与驱动组件9相连接，驱动组件输出动力，通过传动组件带动移动悬架在轨道上移动以实现其上吸附板和凸模的位置变动，此处需要指出的是：上文所描述的驱动组件其目的是带动移动悬架在两个位置之间移动，基于此，本领域的技术人员可以根据情况对驱动组件进行合理的选择，例如：带动移动悬架移动的动力源，可以是变频电机，伺服电机，伺服油缸等其他形式，实现传动的方式可以是丝杠螺母、链条、皮带、齿轮齿条等其他方式，该内容属于本领域技术人员的常规技术手段，本方案不再做具体限定。
本方案中，玻璃热弯成型单元其入端与加热单元衔接，其出端可与冷却单元衔接，如图1所示；当然也可以根据实际工艺需求，省去冷却单元，玻璃热弯成型单元直接与取片单元衔接。
本方案中，所述玻璃弯曲成型的过程在一个密闭腔体内完成，在腔体四壁敷设有保温材料以构成对玻璃成型必要的保温系统11；其中，在腔体内可设置加热元件及其温控系统10，能够在玻璃行进方向上形成由高到低的可控的温度梯度。
本方案中，所述第一凹模与第一凸模的内部可设置加热元件，能够在需要时，对第一凹模与第一凸模对玻璃模压成型中进行可控的加热过程，同样根据需要，在第二凹模与第二凸模的内部也可设置加热元件。
本方案中，所述的平板玻璃真空吸附组件2为板式结构的真空吸附系统，其吸附工作面距离玻璃上表面的高度可以调节，以实现一个最佳的吸附距离；在所述吸附工作面上附着有耐温隔离层，此耐温附着物有助于保护玻璃表面，避免玻璃表面产生污损等瑕疵；此外，此板式结构的真空吸附系统，其工作面背后真空箱内，可以有可控制的加热元件，可以根据需要，对吸附平板进行可控的加热，使得平板吸附面达到需要的表面温度。
需要注意的是：需保证玻璃在进入成型装置的行进过程与被平板吸附的过程之间，玻璃自身没有明显的迟滞停顿等现象。
本方案中，所述第一凹模和第二凹模均配备有升降组件和导向组件，在动力源的驱动下，升降组件带动第一凹模和第二凹模上升或者下降，上升或者下降过程中并通过导向组件进行平稳导向，且在第一凹模和第二凹模的上表面，不影响成型玻璃表面质量的前提下，加工有沟槽，以利于玻璃被上模吸附时下模下降脱开；需要说明的是：根据需要热弯的玻璃厚度及产能不同，凸模和凹模的数量，可以配置为1组，两组，三组或者是其他需要的数量；此外，本文所述凸模和凹模上，可以根据需要，在其中需要的位置上布置玻璃的位置矫正器。
需要说明的是：上文中下部设置第一凹模以及第二凹模在动力驱动下上下升降，且升降的高度是受控的；此外控制各个下部模具升降的动力源可以是各自独立控制，也可以是整体控制；下部模具升降的动力源，可以是变频电机、伺服电机、伺服气缸或其他形式，实现传动的方式可以是丝杠螺母、链轮链条、气缸、油缸或其他方式，该内容属于本领域技术人员的常规技术手段，本方案不再做具体限定。
本方案中，在玻璃热弯成型单元内还可以设置有可人工干预式操作的吹扫清理装置，以利于在生产过程中清理意外破碎的玻璃碎片或其他影响正常生产的异物。
同时，本发明还具有其他变形方式，例如：在玻璃热弯成型单元的玻璃出端，承接及输送玻璃的装置，可以是辊道或传送带等其他方式，也可以使用下凹模承接然后将下部模具和玻璃一起传送出去，之后下部模具返回承接下一片玻璃；根据生产需要、产品特点等其他需求，移动悬架的往返移动方向，可以与玻璃行进方向一致，也可以与玻璃行进方向垂直。
应当指出，虽然通过上述实施方式对本发明进行了描述，然而本发明还可以有其他的多种实施方式。在不脱离本发明精神和范围的前提下，熟悉本领域的技术人员显然可以对本发明做出各种相应的改变和变形，但这些改变和变形都应当属于本发明所附权利要求及其等效物所保护的范围内。
Claims (10)
1.一种异形曲面玻璃的热弯成型方法，包括：
将待加工的玻璃经上片区装载上片的步骤；
将装载好的玻璃经加热区加热的步骤；
将加热后的玻璃弯曲成型的步骤；
将弯曲成型后的玻璃经下片区下片的步骤；
其特征在于：所述玻璃弯曲成型的步骤为：
沿玻璃工艺行进方向，依次设有玻璃等待吸附工位、玻璃模压热弯成型工位、玻璃模具定型吸附转移工位和玻璃上模释放转移工位，通过一可移动的悬架带动玻璃并沿玻璃工艺行进方向在各个工位上依次传递，完成工位式吸附、释放、模压、成型的交替递进过程，实现玻璃的异性曲面热弯成型。
2.根据权利要求1所述的一种异形曲面玻璃的热弯成型方法，其特征在于：所述可移动的悬架通过驱动组件的带动在一吸附位置和释放位置之间切换，在悬架上依次设有平板玻璃真空吸附组件、第一凸模及凸模吸附组件和第二凸模及凸模吸附组件，在所述玻璃模压热弯成型工位上设有第一凹模，所述第一凹模与第一凸模配合完成玻璃的模压成型过程；在所述玻璃模具定型吸附转移工位上设有第二凹模，所述第二凹模与第二凸模配合完成曲面玻璃的定型过程，在所述第一凸模和第二凸模的下表面加工有密集排布的与吸附腔相通的小孔。
3.根据权利要求1或2所述的一种异形曲面玻璃的热弯成型方法，其特征在于：所述玻璃弯曲成型的过程在一个密闭腔体内完成，在腔体四壁敷设有保温材料。
4.根据权利要求3所述的一种异形曲面玻璃的热弯成型方法，其特征在于：所述的腔体内设有加热元件及其温控系统，能够在玻璃行进方向上形成由高到低的可控的温度梯度。
5.根据权利要求3所述的一种异形曲面玻璃的热弯成型方法，其特征在于：所述第一凹模与第一凸模的内部设有加热元件，能够在第一凹模与第一凸模对玻璃模压成型中进行可控的加热过程。
6.根据权利要求3所述的一种异形曲面玻璃的热弯成型方法，其特征在于：所述的平板玻璃真空吸附组件，其吸附工作面距离玻璃上表面的高度可以调节，在所述吸附工作面上附着有耐温隔离层。
7.根据权利要求6所述的一种异形曲面玻璃的热弯成型方法，其特征在于：所述平板玻璃真空吸附组件内设有可控制的加热元件，可对吸附平板进行可控的加热，使得平板吸附面达到需要的表面温度。
8.根据权利要求3所述的一种异形曲面玻璃的热弯成型方法，其特征在于：所述第一凹模和第二凹模在动力驱动下可上升或者下降，且第一凹模和第二凹模的上表面设有沟槽，以利于玻璃被上模吸附时下模下降脱开。
9.根据权利要求3所述的一种异形曲面玻璃的热弯成型方法，其特征在于：所述腔体内设有吹扫清理装置，可用于吹扫清理意外破碎的玻璃碎片或其他影响正常生产的异物。
10.一种异形曲面玻璃的热弯成型装置，依次设有上片单元、加热单元、玻璃热弯成型单元以及取片单元，待加工的玻璃经过上片、加热处理、热弯成型以及下片，完成处理；
其特征在于：所述的玻璃热弯成型单元包括一腔体，在腔体内沿玻璃工艺行进方向，依次设有玻璃等待吸附工位、玻璃模压热弯成型工位、玻璃模具定型吸附转移工位和玻璃上模释放转移工位，还设有一用于带动玻璃在各个工位上传递的移动悬架，通过驱动组件调整所述移动悬架在一吸附位置和释放位置之间切换，在所述移动悬架上设有平板玻璃真空吸附组件、第一凸模及凸模吸附组件和第二凸模及凸模吸附组件，在所述玻璃模压热弯成型工位上设有与第一凸模配合完成玻璃模压成型的第一凹模，在所述玻璃模具定型吸附转移工位上设有与第二凸模配合完成曲面玻璃定型的第二凹模，玻璃经加热单元处理后进入玻璃等待吸附工位，通过移动悬架带动玻璃工位式行进，玻璃上模释放转移工位上的玻璃传送至下一个工序。
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2021
- 2021-03-11 CN CN202110265139.9A patent/CN112897864B/zh active Active
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