CN114538096A - 一种玻璃上片单元的玻璃布片方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种玻璃上片单元的玻璃布片方法，利用人工智能等方式预先进行布片计算，获得较高的布片效率；通过设置候片区，调整玻璃摆放的姿态，减少了玻璃摆放的限制，可以适用于手工或各种自动摆放方式；通过设置布片区，利用布片机构将候片区的玻璃逐步移动到布片区，便于有利于对各种异形玻璃的布片，获得更合理的布片效果；使得玻璃上片单元的适应性更广。

Description

一种玻璃上片单元的玻璃布片方法

技术领域

本发明涉及玻璃深加工技术领域，尤其是一种玻璃上片单元的玻璃布片方法。

背景技术

现有技术中钢化玻璃的生产主要包括上片、加热、钢化冷却和下片四个环节，其中上片环节依靠人力完成存在劳动强度大；布片效率低；玻璃的摆放位置取决于人员操作经验，无法实现优化布片等问题，因此，玻璃的上片台自动布片技术是未来钢化玻璃生产领域技术研发的趋势。

现有技术中采用玻璃运输车根据玻璃尺寸和钢化炉的规格沿横向和纵向导轨调整玻璃的摆放位置和方向，从而实现了玻璃摆片优化，由于实际生产应用时，玻璃运输车占地面积大，对场地较小的厂房并不适用。

发明内容

本发明的目的是提供一种结构新颖独特，使用方便，并且适应性更广的玻璃上片单元的玻璃布片方法；具体技术方案为：

一种玻璃上片单元的玻璃布片方法，所述玻璃上片单元包括玻璃输送机和布片平台，所述布片平台包括相邻的候片区和布片区；或者所述玻璃上片单元包括玻璃输送机和沿玻璃输送方向依次设置的候片平台和布片平台，所述候片平台上设置有候片区，所述布片平台上设置有布片区；所述候片区和布片区均设置有可对玻璃进行万向输送的输送装置；包括以下步骤:

S1、根据钢化炉的容量、待布放的玻璃的形状和尺寸确定布片方案，所述布片方案包括候片区的大小，候片区中玻璃的初始位置及初始角度，布片区中每块所述玻璃的位置、方向角度、布片顺序及从所述候片区初始位置至所述布片区指定位置的布片路径；

S2、将布片方案输入玻璃上片单元的控制系统中；

S3、将玻璃放置在候片区；

S4、判断玻璃的角度与所述初始角度是否一致；若一致，将玻璃移动至初始位置；若不一致，则采取以下方式之一进行调整：

S41、调整玻璃的角度，使之与所述初始角度一致，并将之移动至初始位置；

S42、将玻璃移动至初始位置，并调整玻璃的角度，使之与所述初始角度一致；

S5、根据布片顺序、布片路径及布片方向角度，玻璃输送机带动玻璃通过输送装置将其移动至布片区中的指定位置；

S6、重复S3至S5直至全部待布放的玻璃均移动至布片区。

进一步，S1中所述钢化炉的容量、待布放的玻璃的形状和尺寸从所述玻璃上片单元前端的控制系统中自动获取。

进一步，S1中所述钢化炉的容量、待布放的玻璃的形状和尺寸通过测量获取。

进一步，所述布片方案由计算机通过优化算法或人工计算形成。

进一步，所述布片方案的优化不占用所述玻璃上片单元的控制系统。

进一步，所述候片区宽度与布片区宽度相同，所述候片区长度不大于布片区长度的30%。

进一步，所述玻璃输送机通过下压玻璃表面，以带动玻璃在输送装置上滑动移动到指定位置。

进一步，所述玻璃输送机通过吸附玻璃表面，以带动玻璃在输送装置上滑动移动到指定位置，所述吸附方式的吸附力不超过玻璃的重力。

进一步，所述玻璃输送机通过从玻璃侧边夹持所述玻璃，以带动玻璃在输送装置上滑动移动到指定位置。

进一步，当所述布片平台包括相邻的候片区和布片区时，候片区和布片区的大小由计算机通过优化算法或人工计算形成。

本发明玻璃上片单元的玻璃布片方法；利用人工智能等方式预先进行布片计算，获得较高的布片效率，减少布片过程中对玻璃上片单元资源的占用；通过设置候片区，减少了玻璃摆放的限制，可以适用于手工或各种自动摆放方式；通过设置布片区，利用布片机构将候片区的玻璃逐步移动到布片区，便于有利于对各种异形玻璃的布片，获得更合理的布片效果；使得玻璃上片单元的适应性更广。

附图说明

图1为本发明玻璃布片方法的流程图；

图2为真空吸盘机构结构示意图。

图中：1、真空吸盘机构；11、真空吸盘；12、真空吸盘杆；13、旋转座；2、气缸；3、旋转电机。

具体实施方式

下面利用实施例对本发明进行更全面的说明。本发明可以体现为多种不同形式，并不应理解为局限于这里叙述的示例性实施例。

为了易于说明，在这里可以使用诸如“上”、“下”“左”“右”等空间相对术语，用于说明图中示出的一个元件或特征相对于另一个元件或特征的关系。应该理解的是，除了图中示出的方位之外，空间术语意在于包括装置在使用或操作中的不同方位。例如，如果图中的装置被倒置，被叙述为位于其他元件或特征“下”的元件将定位在其他元件或特征“上”。因此，示例性术语“下”可以包含上和下方位两者。装置可以以其他方式定位（旋转90度或位于其他方位），这里所用的空间相对说明可相应地解释。

如图1所示，本实施例中的玻璃上片单元的玻璃布片方法，布片设备进行了改进，将布片平台分为布片区和候片区；具体的所述玻璃上片单元包括玻璃输送机和布片平台，所述布片平台包括相邻的候片区和布片区；或者所述玻璃上片单元包括玻璃输送机和沿玻璃输送方向依次设置的候片平台和布片平台，所述候片平台上设置有候片区，所述布片平台上设置有布片区；所述候片区和布片区均设置有可对玻璃进行万向输送的输送装置。在工艺设计时，可以通过人工或者现有的算法优化布片方案。根据布片方案设置最优的候片区和布片区大小，不仅考虑布放的效率，也需要考虑避免待布片的玻璃在布片行进中由于干涉而无法进行。将布片方案在生产前确定，有利于降低玻璃上片单元的控制系统的负荷；提高生产效率。布片方案可以采用计算性能更好，软件系统更强大的通用计算设备，利用现有的人工智能等先进算法对布片方案进行优化。而且，将布片方案的形成与玻璃上片单元的控制系统脱离后，当有更好的优化算法时，不需要改造设备；只需要升级通用的计算设备或者软件系统，基本不会干扰生产进度。

即使采用人工优化，优化异形的玻璃时，布片方案的效率不是很高，但是，对于矩形等规整的片型，效率并不低。当然，也可以在布片前，利用玻璃上片单元的控制系统生成布片方案。

在布片区前方设置占地面积尽可能小的候片区。候片区宽度可以与布片区宽度一致，长度一般不大于布片区长度的30%；以减少设备的占地面积。由于可以预先针对每一块玻璃进行优化，不要求待处理的所有的玻璃形状和尺寸一致；摆放过程中，只需要按布片方案中的顺序和大致方向，逐块摆放玻璃，不要求摆放初始位置精准，采用人工手动摆放也能满足要求；当然，采用自动摆放，效率会更高；可以适用于目前各种钢化玻璃生产线。

设备可以采用现有的布片设备，布片方法包括以下步骤：

S1、根据钢化炉的容量、待布放的玻璃的形状和尺寸确定布片方案，所述布片方案包括设置布片平台中候片区的大小，候片区中玻璃的初始位置及初始角度，布片区中每块所述玻璃的位置、方向角度、布片顺序及从所述候片区初始位置至所述布片区指定位置的布片路径；

S2、将布片方案输入玻璃上片单元；输入方式可以采用网络传输，数据介质如U盘、光盘、SD卡输入；甚至可以通过键盘通过操作界面进行录入；

S3、将玻璃放置在布片平台的候片区；可以采用人工摆放，也可以通过机械手摆放；

S4、判断玻璃的角度与所述初始角度是否一致；若一致，将玻璃移动至初始位置；若不一致，则采取以下方式之一进行调整：

S41、调整玻璃的角度，使之与所述初始角度一致，并将之移动至初始位置；

S42、将玻璃移动至初始位置，并调整玻璃的角度，使之与所述初始角度一致；

S5、根据布片顺序、布片路径及布片方向角度，玻璃输送机带动玻璃通过输送装置将其移动至布片区中的指定位置；

S6、重复S3至S5直至全部待布放的玻璃均移动至布片区。

S1中钢化炉的容量、待布放的玻璃的形状和尺寸从所述玻璃上片单元前端的控制系统中自动获取、或者通过测量获取或者通过扫描玻璃上的识别码获取。

设备中应设置有待布片的玻璃的初始位置及初始角度的检测单元。检测单元可以采用摄像头，从正上方或侧上方拍摄图像，利用软件识别玻璃的初始位置及初始角度。也可以采用光电传感器阵列，利用阵列中各个光电传感器的信号，判断玻璃的初始位置及初始角度。对于矩形的玻璃，可以将玻璃的长度方向边和宽度方向边推靠至对应的基准位置，来获得玻璃的初始位置及初始角度。

为了减少设备的总重，所述候片区和布片区设置的可对玻璃进行万向输送的输送装置为水平的低阻力滑动平台；与移动所述玻璃的玻璃输送机配合，对玻璃进行移动。所述玻璃输送机为无提升力移动机构。移动操作时，无提升力移动机构不需要提供提升力，仅提供玻璃水平方向的推力。由于低阻力滑动平台与玻璃的摩擦系数很小，移动时克服摩擦力所需的推力很小；而且，布片时，移动速度不高，启动的加速度也不需要很高；同时，由低阻力滑动平台克服玻璃的重力。由于不需要提供提升力，同时，移动时推力也较小，可以降低玻璃移动机构零部件的刚度要求，减少零部件的尺寸，以及移动部件的数量，有效降低玻璃移动机构的重量。

所述低阻力滑动平台可以采用浮球台；也可以采用气垫形式的传输台；还可以采用台面上铺设聚四氟乙烯平板来降低玻璃与低阻力滑动平台的摩擦力。所述无提升力移动机构包括XY双轴移动机构；XY双轴移动机构的主梁底部设置滑块，滑块与固定在低阻力滑动平台左右两端的X向滑轨配合，带动主梁沿X向滑轨前后往复运动。主梁上固定有Y向滑轨；玻璃输送机包括玻璃调理单元，固定有玻璃调理单元的Y向滑块与Y向滑轨配合，带动玻璃调理单元沿Y向滑轨左右往复运动。没对滑块通过连杆连接同步运动，连杆可以通过同步带、齿轮齿条、丝杠套筒等方式驱动。

玻璃调理单元不仅可以推动玻璃在低阻力滑动平台上滑动，还可以推动玻璃在低阻力滑动平台移动上旋转。

玻璃调理单元包括提升机构以及真空吸盘机构，具体玻璃输送机通过真空吸盘吸附玻璃表面，吸附力小于或等于玻璃的重力，避免玻璃脱离低阻力滑动平台。提升机构固定在Y向滑块上，提升机构可以是气缸、电缸或者摆臂机构；真空吸盘机构固定在提升机构的活动端；提升机构带动真空吸盘机构上下运动，靠近或远离玻璃。真空吸盘机构包括旋转座和真空吸盘组件；真空吸盘组件包括真空吸盘和真空吸盘座；利用真空吸盘通过吸附与玻璃固定连接。真空吸盘机构可以设置在主梁的底部，由电机直接带动旋转座旋转，或者有电机通过齿轮、链轮等方式带动旋转座旋转。真空吸盘机构也可以由主梁向前或向后伸出，降低主梁的高度，降低无提升力移动机构的重心，提高稳定性。

旋转座可以只设置一个真空吸盘组件，真空吸盘顶部的真空吸盘杆插入真空吸盘座的杆槽中，杆槽中和真空吸盘杆设置有相互配合防止真空吸盘杆脱落的防脱结构。例如：防脱结构可以是杆槽内壁设置销钉，在真空吸盘杆上设置销钉槽；也可以相反；使得在限位范围内，真空吸盘杆在杆槽中上下自由滑动。采用一个真空吸盘时，真空吸盘机构需要设置键槽等防旋转结构，对玻璃进行旋转操作。当然，所述真空吸盘机构也可以设置至少两个真空吸盘组件，真空吸盘组件沿周向分布，通过连接臂与旋转座连接。吸附在不同位置的两个真空吸盘随旋转座移动，真空吸盘组件不设置防旋转结构也可以对玻璃进行旋转操作。所述真空吸盘吸附所述玻璃后，在竖直方向能自由运动。为了保证吸附更可靠，还可以在杆槽内火外设置套设在真空吸盘杆上预紧弹簧，通过预紧弹簧提供预紧力，使抽真空前，真空吸盘底端与玻璃紧密贴合。

如图2所示，玻璃调理单元中提升机构采用气缸2。旋转电机3与气缸2的活塞杆底端固定连接。旋转电机3的输出轴带动真空吸盘机构1旋转；旋转座13与旋转电机3的主轴下端部固定连接。旋转座13的3个连接臂的外端均设置有真空吸盘组件。真空吸盘组件中，真空吸盘11固定在真空吸盘杆12的底端，真空吸盘杆12的顶端穿过连接臂外端的通孔，通孔作为杆槽，真空吸盘杆12的顶端设置螺母或卡环作为防脱结构阻挡真空吸盘杆12脱落。可以在真空吸盘杆12外套设预紧弹簧（图中未示出），预紧弹簧设置在真空吸盘11和连接臂之间，气缸2的活塞杆伸出，带动向下，真空吸盘11与玻璃接触后，继续向下，预紧弹簧受压缩后产生预紧力，使真空吸盘11的底面与玻璃接触更紧密，这是抽真空，能保证吸附更可靠。真空吸盘杆12的强度应该足够承受克服玻璃水平移动需要的摩擦力以及加速过程中产生足够加速度的推力。

还可以用卡爪机构代替真空吸盘组件。利用多个卡爪向内收缩，卡住玻璃的边缘，控制所述玻璃后，进而带动玻璃在低阻力滑动平台上沿横向和纵向滑动，当采用侧边夹持玻璃方式时，同样要避免玻璃脱离低阻力滑动平台。

也可以用两个以上的拨杆代替真空吸盘组件。竖直方向的两个拨杆在提升机构的带动下向下运动，抵住玻璃的后缘，可以推动玻璃向前运动；旋转座旋转，可以推动玻璃旋转，同理，可以向左或向右、向后运动，即玻璃输送机将玻璃柔性触压在玻璃输送机和低阻力滑动平台之间，进而带动玻璃在低阻力滑动平台上滑动。

本发明玻璃上片单元的玻璃布片方法；可以人工或利用人工智能等方式预先进行布片计算，获得较高布片效率的布片方案；通过设置候片区，减少了玻璃摆放的限制，可以适用于手工或各种自动摆放方式；通过设置布片区，利用布片机构将候片区的玻璃逐步移动到布片区，便于有利于对各种异形玻璃的布片，获得更合理的布片效果；使得玻璃上片单元的适应性更广。

利用低阻力滑动平台和无提升力移动机构配合，无需克服玻璃的重力，移动机构的刚度要求大幅降低，不仅节省了材料，还有利于处理厚度和尺寸较大的玻璃；同时，避免了玻璃脱落造成的产品损坏和对产品生产过程的干扰。

上述示例只是用于说明本发明，除此之外，还有多种不同的实施方式，而这些实施方式都是本领域技术人员在领悟本发明思想后能够想到的，故，在此不再一一列举。

Claims (10)

1.一种玻璃上片单元的玻璃布片方法，其特征在于，所述玻璃上片单元包括玻璃输送机和布片平台，所述布片平台包括相邻的候片区和布片区；或者所述玻璃上片单元包括玻璃输送机和沿玻璃输送方向依次设置的候片平台和布片平台，所述候片平台上设置有候片区，所述布片平台上设置有布片区；所述候片区和布片区均设置有可对玻璃进行万向输送的输送装置；

包括以下步骤:

S1、根据钢化炉的容量、待布放的玻璃的形状和尺寸确定布片方案，所述布片方案包括候片区的大小，候片区中玻璃的初始位置及初始角度，布片区中每块所述玻璃的位置、方向角度、布片顺序及从所述候片区初始位置至所述布片区指定位置的布片路径；

S2、将布片方案输入玻璃上片单元的控制系统中；

S3、将玻璃放置在候片区；

S4、判断玻璃的角度与所述初始角度是否一致；若一致，将玻璃移动至初始位置；若不一致，则采取以下方式之一进行调整：

S41、调整玻璃的角度，使之与所述初始角度一致，并将之移动至初始位置；

S42、将玻璃移动至初始位置，并调整玻璃的角度，使之与所述初始角度一致；

S5、根据布片顺序、布片路径及布片方向角度，玻璃输送机带动玻璃通过输送装置将其移动至布片区中的指定位置；

S6、重复S3至S5直至全部待布放的玻璃均移动至布片区。

2.如权利要求1所述的玻璃上片单元的玻璃布片方法，其特征在于，S1中所述钢化炉的容量、待布放的玻璃的形状和尺寸从所述玻璃上片单元前端的控制系统中自动获取。

3.如权利要求1所述的玻璃上片单元的玻璃布片方法，其特征在于，S1中所述钢化炉的容量、待布放的玻璃的形状和尺寸通过测量获取。

4.如权利要求1所述的玻璃上片单元的玻璃布片方法，其特征在于，所述布片方案由计算机通过优化算法或人工计算形成。

5.如权利要求4所述的玻璃上片单元的玻璃布片方法，其特征在于，所述布片方案的优化不占用所述玻璃上片单元的控制系统。

6.如权利要求1所述的玻璃上片单元的玻璃布片方法，其特征在于，所述候片区宽度与布片区宽度相同，所述候片区长度不大于布片区长度的30%。

7.如权利要求1所述的玻璃上片单元的玻璃布片方法，其特征在于，所述玻璃输送机通过下压玻璃表面，以带动玻璃在输送装置上滑动移动到指定位置。

8.根据权利要求1所述的玻璃上片单元的玻璃布片方法，其特征在于，所述玻璃输送机通过吸附玻璃表面，以带动玻璃在输送装置上滑动移动到指定位置，所述吸附方式的吸附力不超过玻璃的重力。

9.根据权利要求1所述的玻璃上片单元的玻璃布片方法，其特征在于，所述玻璃输送机通过从玻璃侧边夹持所述玻璃，以带动玻璃在输送装置上滑动移动到指定位置。

10.如权利要求1所述的玻璃上片单元的玻璃布片方法，其特征在于，当所述布片平台包括相邻的候片区和布片区时，候片区和布片区的大小由计算机通过优化算法或人工计算形成。

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