CN114273784A - 一种玻璃激光抛光装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种玻璃激光抛光装置及方法，采用特制的抛光装置来对玻璃边缘进行抛光，其中该抛光装置包括工作台、位于工作台一侧的激光发射器及与工作台滑动连接的玻璃定位装置，所述工作台边缘设置有形成围合框的侧板，所述玻璃定位装置上设置有2个检测玻璃定位装置与侧板之间距离的激光测距仪，所述玻璃定位装置连接有驱动装置，所述驱动装置带动玻璃定位装置移动或旋转使玻璃的抛光点与激光发射器发射的激光保持固定距离。本发明提供的玻璃激光抛光装置对玻璃进行抛光时，激光聚能产生的高温会将玻璃周边表面熔化，无需抛光磨料及其它介质，也无需挤压，即可快速使玻璃表面的细微裂纹和凹凸不平融合在一起对玻璃进行抛光。
Description
技术领域
本发明涉及玻璃抛光技术领域，尤其是涉及一种玻璃激光抛光装置及方法。
背景技术
玻璃抛光技术是一种利用抛光工具和磨料颗粒或其他抛光介质对工件表面进行修饰加工的技术。玻璃抛光目前采用的主要是磨削抛光和火抛光两种。其中，火抛光是利用火焰软化玻璃表面，并利用火力对玻产生冲击，以解决玻璃制品表面料纹，但是处理后玻璃表面的平整度会有所降低，且操作困难，稍有疏忽就容易引起爆炸，较为危险。鉴于火抛光的上述缺陷，目前较为常用的依然是磨削抛光，而磨削抛光不仅加工难度高、效率低，且在抛光过程中需要使用特制的抛光磨料或者其它抛光介质，这些辅助材料对环境污染极大。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供一种玻璃激光抛光装置及方法，不仅加工难度降低，大幅度提升玻璃抛光的效率及质量，而且环境友好性及安全性均较高。
本发明为了实现上述目的：
一种玻璃激光抛光装置，包括工作台、位于工作台一侧的激光发射器及与工作台滑动连接的玻璃定位装置，所述工作台边缘设置有形成围合框的侧板，所述玻璃定位装置上设置有2个检测玻璃定位装置与侧板之间距离的激光测距仪，且2个激光测距仪的测量方向相互垂直，所述玻璃定位装置连接有驱动装置，所述驱动装置带动玻璃定位装置移动或旋转使玻璃的抛光点与激光发射器发射的激光保持固定距离。
更进一步地，所述玻璃定位装置包括支撑座及真空泵，所述支撑座上设有至少1个吸附盘，且吸附盘与真空泵连通。
更进一步地，所述吸附盘以支撑座的中心为圆心均匀环设有4个，且在支撑座上设置有滑槽，所述滑槽以支撑座的中心为起点呈放射状分布，所述吸附盘连接有带动吸附盘沿着滑槽往复移动的调节装置。
更进一步地，所述调节装置包括第一调节杆、液压油缸及第二调节杆，所述第一调节杆位于支撑座的中心，所述第二调节杆两端分别与第一调节杆、吸附盘转动连接，所述滑槽为上下两端均贯穿的通槽，所述液压油缸带动第一调节杆上下移动时，第二调节杆推动吸附盘沿着滑槽往复移动。
更进一步地，所述吸附盘底部设置有调节块，所述调节块下端卡合在滑槽的两侧壁外，且调节块中部设置有与滑槽中部的槽卡合的滑块，所述第二调节杆与滑块转动连接。
更进一步地，所述支撑座上设置有用于支撑滑槽的第一支撑柱，所述第一支撑柱中部设置有与滑槽相对的竖直凹槽，所述第二调节杆穿过竖直凹槽连接吸附盘与第一调节杆。
更进一步地，所述玻璃定位装置还包括位于支撑座下方的连接座，所述支撑座底部固定连接有一与连接座转动连接的旋转柱，且旋转柱上设置有第一齿轮，所述驱动装置包括与第一齿轮啮合的第二齿轮及带动第二齿轮转动的第一电机。
更进一步地，所述驱动装置还包括横向驱动装置与纵向驱动装置，所述横向驱动装置包括滑移座、与连接座螺纹连接的第一丝杆、与第一丝杆平行的第一导向杆，所述第一导向杆与连接座滑动连接，所述第一丝杆传动连接有带动第一丝杆转动的第二电机，所述滑移座位于第一导向杆两端，且与第一丝杆转动连接，所述第二电机固定在滑移座上；所述纵向驱动装置包括与第一丝杆垂直的第二丝杆、带动第二丝杆转动的第三电机、与第二丝杆平行的第二导向杆，所述第二丝杆与一滑移座螺纹连接，所述第二导向杆与另一滑移座滑动连接。
一种利用上述装置进行抛光的玻璃激光抛光方法，包括如下步骤：
将玻璃定位装置移动至初始坐标；
将待抛光玻璃放置在吸附盘上方，调整玻璃位置，使玻璃中心与玻璃定位装置的中心重合，使吸附盘将玻璃紧紧吸附住；
启动驱动装置调整玻璃定位装置位置，使玻璃与激光发射器距离适宜；
开启激光发射器，并启动驱动装置带动玻璃移动或旋转使玻璃边缘进行抛光。
本发明的有益效果如下：
1.使用激光进行抛光，激光聚能高温加热可以使玻璃周边表面熔化，使玻璃表面的细微裂纹和凹凸不平位置融合在一起，快速去除玻璃周边的裂纹和凹凸不平，相对于传统的磨削抛光而言，大幅度提升了玻璃抛光的效率；
2.利用激光进行抛光，不需要使用抛光磨料或其它抛光介质，不仅操作难度及成本降低，而且还能消除对环境的污染性；
3.传统的磨削抛光，需要使用较大的外力来使抛光轮与产品进行接触，为了安装这些设备，就会大幅度增加整个抛光设备的重量，使设备安装更为麻烦，而本发明的抛光装置，不需要进行高速旋转、强力挤压等操作，设备的整体重量可以得到大幅度削减，使厂家安装及运输都更为方便。
附图说明
图1是玻璃侧面缺陷裂纹局部放大图；
图2是本发明抛光装置使用原理图；
图3是本发明抛光装置玻璃加工状态示意图；
图4是抛光装置立体结构示意图；
图5是抛光装置内部结构示意图；
图6是抛光装置俯视结构示意图；
图7是玻璃定位装置结构示意图；
图8是调节块结构示意图；
图9是抛光处理前(左)与抛光处理后(右)玻璃边缘结构对比示意图；
附图标记：1-工作台，101-侧板，2-激光发射器，301-支撑座，302-吸附盘，303-第一调节杆，304-第二调节杆，305-液压油缸，306-真空泵，307-滑槽，308-第一支撑柱，309-调节块，310-滑块，311-连接座，312-第一齿轮，313-第二齿轮，314-第一电机，315-旋转柱，4-激光测距仪，501-第一丝杆，502-第二电机，503-第一导向杆，504-滑移座，505-第二丝杆，506-第三电机。
具体实施方式
在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连通”应做广义理解，例如，可以是固定连通，也可以是可拆卸连通，或一体地连通；可以是机械连通，也可以是电连通；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例
玻璃侧面往往存在较多的裂纹和凹凸不平处，如图1所示，因此需要对玻璃边缘进行抛光处理，而传统的磨削抛光存在较多的问题，难以达到理想的抛光效果。
对此，本实施例提供一种玻璃激光抛光装置，如图2-8所示，其包括工作台1、位于工作台1一侧的激光发射器2及与工作台1滑动连接的玻璃定位装置，玻璃定位装置用于固定待抛光的玻璃，而激光发射器2则发射激光对玻璃边缘进行抛光，其中，激光发射器2可以使用二氧化碳激光器。其中，玻璃定位装置连接有驱动装置，驱动装置带动玻璃定位装置移动或旋转使玻璃的抛光点与激光发射器2发射的激光保持固定距离，使激光发射器2能有效对玻璃边缘进行抛光，即驱动装置带动玻璃定位装置以3种方式进行移动，旋转、前后移动或左右移动以调整玻璃的待抛光点与激光发射器2之间的距离。
其中，在对玻璃进行抛光时，可以平放待加工玻璃，此时使激光发射器2位于待加工玻璃一侧即可，即如图2所示方式进行布置。当然，也可以竖放待加工玻璃，减轻重力对玻璃抛光的影响，此时激光发射器2则布设于待加工玻璃上方，即如图3所示方式进行布置。另外，以下所述的各种抛光装置的具体结构，都是可以按照这2种方式进行安装的，平放时，工作台水平放置，玻璃定位装置在水平面上移动或旋转，而竖放时，工作台1相应竖直放置，玻璃定位装置在竖直平面放移动或旋转。
而为了便于定位玻璃定位装置，可以在工作台1边缘设置形成围合框的侧板101，并在玻璃定位装置上设置2个检测玻璃定位装置与侧板101之间距离的激光测距仪4，且2个激光测距仪4的测量方向相互垂直，当然激光测距仪4不转动，而只是随着玻璃定位装置前后左右移动即可，通过激光测距仪4测量玻璃定位装置与侧板101之间的距离，从而确定玻璃定位装置的坐标，当然激光测距仪4及驱动装置、激光发射器2都是与抛光装置的控制器(例如PLC控制器)连接的，以便统一进行控制。作为玻璃定位装置的一种具体实施方式，玻璃定位装置包括支撑座301及真空泵306，所述支撑座301上设有至少1个吸附盘302，吸附盘302可以与支撑座301为分体式结构，为分体式结构，可以直接将现有的吸盘安装在支撑座301上，并使吸附盘302与真空泵306连通，可以是通过软管进行连接；当然，吸附盘302也可以是与支撑座301为一体的，即在支撑座301上开口，并在开口表面边缘设置软垫与玻璃接触，而开口底部设置输气通道用于与真空泵306连接，在使用时，将待抛光玻璃放置在吸附盘302上，启动真空泵306，即可使待抛光玻璃被紧紧吸附在吸附盘302上，而且在加工过程中不会挤压推动待抛光玻璃，激光只是照射在玻璃边缘，即玻璃固定后是完全不会发生位移的，能有助于提升玻璃的抛光效果。
进一步地，吸附盘302以支撑座301的中心为圆心均匀环设有4个，且在支撑座301上设置有滑槽307，所述滑槽307以支撑座301的中心为起点呈放射状分布，所述吸附盘302连接有带动吸附盘302沿着滑槽307往复移动的调节装置，通过调节装置可以调整吸附盘302与滑槽307的相对位置，从而使得吸附盘302之间的距离可调，以更好地固定不同规格的玻璃，避免玻璃晃动或者倾斜，提升玻璃的抛光效果。
其中，调节装置可以直接使用伸缩电缸、液压油缸305及齿轮齿条等结构，但是这样需要使每个吸附盘302均连接一个调节装置，耗费的成了较高，且想要控制其同步移动也较为困难。对此，本实施例提供一种不同的调节装置，该调节装置包括第一调节杆303、液压油缸305及第二调节杆304，所述第一调节杆303位于支撑座301的中心，所述第二调节杆304两端分别与第一调节杆303、吸附盘302转动连接，所述滑槽307为上下两端均贯穿的通槽，所述液压油缸305带动第一调节杆303上下移动时，第二调节杆304推动吸附盘302沿着滑槽307往复移动，从而使得所有的吸盘同步靠近第一调节杆303或远离第一调节杆303，从而只需要一个调节装置即可对所有的吸附盘302进行控制，大幅度降低了控制成本及控制难度，同时也有助于减少能源的消耗。
具体来说，支撑座301上设置有用于支撑滑槽307的第一支撑柱308，第一支撑柱308与滑槽307整体形成倒L型结构，第一支撑柱308中部设置有与滑槽307相对的竖直凹槽，所述第二调节杆304穿过竖直凹槽连接吸附盘302与第一调节杆303，即便于调节吸附盘302的支撑位置，也能减小支撑座301的大小，减轻装置的重量，也便于支撑座301移动。当然真空泵306与吸附盘302之间的连接软管可以直接从第二调节杆304下方穿过与真空泵306连接，即不会影响调节装置工作，也不会影响吸附盘302工作。
另外，吸附盘302底部设置有调节块309，所述调节块309下端卡合在滑槽307的两侧壁外，卡合部延伸至滑槽307壁的下方，另外调节块309中部设置有与滑槽307中部的槽卡合的滑块310，所述第二调节杆304与滑块310转动连接，从而使得吸附盘302能更好地与滑槽307连接，并对吸附盘302提供更好地支撑，同时，也能防止吸附盘302在移动过程中位置发生偏移。
进一步地，所述玻璃定位装置还包括位于支撑座301下方的连接座311，所述支撑座301底部固定连接有一与连接座311转动连接的旋转柱315，且旋转柱315上设置有第一齿轮312，所述驱动装置包括与第一齿轮312啮合的第二齿轮313及带动第二齿轮313转动的第一电机314，当然第一电机314是与控制器连接的，通过第一电机314带动第二齿轮313转动，第二齿轮313带动第一齿轮312转动，即可使支撑座301转动，从而带动玻璃转动，既方便玻璃换向进行抛光，也能直接加工圆形玻璃，当然，此时激光测距仪4直接装在连接座311上即可。
进一步地，驱动装置还包括横向驱动装置与纵向驱动装置，所述横向驱动装置包括滑移座504、与连接座311螺纹连接的第一丝杆501、与第一丝杆501平行的第一导向杆503，所述第一导向杆503与连接座311滑动连接，且第一导向杆503可以设置2根，均穿过连接座311，对连接座311的移动方向进行较好地引导，所述第一丝杆501传动连接有带动第一丝杆501转动的第二电机502，所述滑移座504位于第一导向杆503两端，且与第一丝杆501转动连接，所述第二电机502固定在滑移座504上；所述纵向驱动装置包括与第一丝杆501垂直的第二丝杆505、带动第二丝杆505转动的第三电机、与第二丝杆505平行的第二导向杆，所述第二丝杆505与一滑移座504螺纹连接，所述第二导向杆与另一滑移座504滑动连接，当然第二电机502、第三电机均是与控制器通信连接的。
当需要调整玻璃在横向的位置时，启动第二电机502，使第一丝杆501转动，从而使得连接座311沿着第一丝杆501往复移动，而启动第三电机，则可以使第二丝杆505转动，使滑移座504带动连接座311一起沿着第二丝杆505往复移动，另外，第一电机314能带动支撑座301旋转，三者配合，使得玻璃的位置能得到有效控制，从而保证玻璃抛光的质量。
一种利用上述装置进行抛光的玻璃激光抛光方法，包括如下步骤：
将玻璃定位装置移动至初始坐标，并输入玻璃的尺寸信息；
控制器根据玻璃的尺寸信息调整吸附盘302的位置，随后将待抛光玻璃放置在吸附盘302上方，调整玻璃位置，使玻璃中心与玻璃定位装置的中心重合，随后启动真空泵306使吸附盘302将玻璃紧紧吸附住；
启动驱动装置调整玻璃定位装置位置，使玻璃与激光发射器2距离适宜；
开启激光发射器2，并启动驱动装置带动玻璃移动或旋转使玻璃边缘进行抛光。以长方形玻璃为例，每次加工完一条边后，启动第一电机314使支撑座301旋转90°，然后控制器根据玻璃的尺寸及支撑座301的位置调整玻璃的位置，使待加工的玻璃边缘与激光发射器2之间保持与前一边缘加工时相同的距离，如果为圆形玻璃，则无需调节，只需要以事宜速度控制支撑座301旋转即可，使用极为方便，当然实际抛光过程中，液压油缸、真空泵、激光发射器、驱动装置等均是由控制器自动控制的，只需要导入待加工玻璃的尺寸即可。并且在加工时，激光聚能在一定尺寸范围内通过聚能产生的高温将玻璃周边表面熔化，通过熔化表面玻璃，使之前玻璃表面的细微裂纹和凹凸不平的溶合在一起，如图9所示，从而有效去除玻璃周边裂纹和凹凸不平，提升玻璃边缘的抛光效果。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，本发明的专利保护范围以权利要求书为准，凡是运用本发明的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本发明的保护范围内。
Claims (9)
1.一种玻璃激光抛光装置，其特征在于，包括工作台(1)、位于工作台(1)一侧的激光发射器(2)及与工作台(1)滑动连接的玻璃定位装置，所述工作台(1)边缘设置有形成围合框的侧板(101)，所述玻璃定位装置上设置有2个检测玻璃定位装置与侧板(101)之间距离的激光测距仪(4)，且2个激光测距仪(4)的测量方向相互垂直，所述玻璃定位装置连接有驱动装置，所述驱动装置带动玻璃定位装置移动或旋转使玻璃的抛光点与激光发射器(2)发射的激光保持固定距离。
2.根据权利要求1所述的玻璃激光抛光装置，其特征在于，所述玻璃定位装置包括支撑座(301)及真空泵(306)，所述支撑座(301)上设有至少1个吸附盘(302)，且吸附盘(302)与真空泵(306)连通。
3.根据权利要求2所述的玻璃激光抛光装置，其特征在于，所述吸附盘(302)以支撑座(301)的中心为圆心均匀环设有4个，且在支撑座(301)上设置有滑槽(307)，所述滑槽(307)以支撑座(301)的中心为起点呈放射状分布，所述吸附盘(302)连接有带动吸附盘(302)沿着滑槽(307)往复移动的调节装置。
4.根据权利要求3所述的玻璃激光抛光装置，其特征在于，所述调节装置包括第一调节杆(303)、液压油缸(305)及第二调节杆(304)，所述第一调节杆(303)位于支撑座(301)的中心，所述第二调节杆(304)两端分别与第一调节杆(303)、吸附盘(302)转动连接，所述滑槽(307)为上下两端均贯穿的通槽，所述液压油缸(305)带动第一调节杆(303)上下移动时，第二调节杆(304)推动吸附盘(302)沿着滑槽(307)往复移动。
5.根据权利要求4所述的玻璃激光抛光装置，其特征在于，所述吸附盘(302)底部设置有调节块(309)，所述调节块(309)下端卡合在滑槽(307)的两侧壁外，且调节块(309)中部设置有与滑槽(307)中部的槽卡合的滑块(310)，所述第二调节杆(304)与滑块(310)转动连接。
6.根据权利要求5所述的玻璃激光抛光装置，其特征在于，所述支撑座(301)上设置有用于支撑滑槽(307)的第一支撑柱(308)，所述第一支撑柱(308)中部设置有与滑槽(307)相对的竖直凹槽，所述第二调节杆(304)穿过竖直凹槽连接吸附盘(302)与第一调节杆(303)。
7.根据权利要求2所述的玻璃激光抛光装置，其特征在于，所述玻璃定位装置还包括位于支撑座(301)下方的连接座(311)，所述支撑座(301)底部固定连接有一与连接座(311)转动连接的旋转柱(315)，且旋转柱(315)上设置有第一齿轮(312)，所述驱动装置包括与第一齿轮(312)啮合的第二齿轮(313)及带动第二齿轮(313)转动的第一电机(314)。
8.根据权利要求7所述的玻璃激光抛光装置，其特征在于，所述驱动装置还包括横向驱动装置与纵向驱动装置，所述横向驱动装置包括滑移座(504)、与连接座(311)螺纹连接的第一丝杆(501)、与第一丝杆(501)平行的第一导向杆(503)，所述第一导向杆(503)与连接座(311)滑动连接，所述第一丝杆(501)传动连接有带动第一丝杆(501)转动的第二电机(502)，所述滑移座(504)位于第一导向杆(503)两端，且与第一丝杆(501)转动连接，所述第二电机(502)固定在滑移座(504)上；所述纵向驱动装置包括与第一丝杆(501)垂直的第二丝杆(505)、带动第二丝杆(505)转动的第三电机、与第二丝杆(505)平行的第二导向杆，所述第二丝杆(505)与一滑移座(504)螺纹连接，所述第二导向杆与另一滑移座(504)滑动连接。
9.一种利用权利要求1-8任意一项所述的装置的玻璃激光抛光方法，其特征在于，包括如下步骤：
将玻璃定位装置移动至初始坐标；
将待抛光玻璃放置在吸附盘(302)上方，调整玻璃位置，使玻璃中心与玻璃定位装置的中心重合，使吸附盘(302)将玻璃吸附住；
驱动装置带动玻璃定位装置移动，使玻璃与激光发射器(2)距离适宜；
激光发射器(2)发射激光对玻璃边缘进行抛光，同时驱动装置带动玻璃移动或旋转使玻璃边缘待抛光点始终与激光发射器(2)保持固定距离进行抛光。
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