CN114952497B - 一种玻璃磨边定位装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及玻璃加工设备技术领域，公开了一种玻璃磨边定位装置，包括工作台、吸盘组和定位架；所述吸盘组包括数个定位吸盘和数个支撑吸盘；其中，所述定位吸盘设有五个，且分别位于工作台上表面的对角线的两端和中心处；所述定位架设于工作台正上方，所述定位架上设置有摄像头、微控制器和数个打光灯；所述摄像头用于采集工作台面图像并传输给加工控制器；所述加工控制器用于导入待磨边玻璃的尺寸并确定吸盘组在工作台上的排布点并传输给微控制器；所述微控制器用于按照确定的吸盘组的排布点控制打光灯的打光方向，使得打光光束照射位置对应为排布点位置。本发明能够准确定位待磨边玻璃，操作便利，定位稳固性和定位准确性较好。
Description
技术领域
本发明涉及玻璃加工设备技术领域，具体涉及一种玻璃磨边定位装置。
背景技术
玻璃是一种具有各种优良性能和易加工的材料，是将原料加热熔融，冷却凝固所得的非晶态无机材料。由于玻璃的非晶态结构，其物理性质和力学性质等是各向同性的，它被广泛用于各个领域，如建筑玻璃、日用玻璃、光学玻璃、电真空玻璃、药用玻璃等。
其中，建筑玻璃常用来隔风透光，且常制成片状。而制成片状的玻璃在切割完后边缘较为锋利，极易产生安全隐患，因此需要对玻璃的边缘进行磨边处理。磨边过程中，为保证磨具能够均匀准确地打磨玻璃边缘，则需要采用一些固定机构或定位机构对玻璃的位置进行固定。目前常用的定位装置基本都是在需要磨边玻璃的底部安装若干吸盘，然后吸紧吸盘以固定玻璃。并且吸盘在排布时往往沿玻璃边缘放置，以避免玻璃边部悬空而导致玻璃磨边时抖动，影响磨边精度和磨边质量。但是，此类定位方式中，吸盘的具体摆放位置往往依靠人为经验判断，在玻璃放置后到吸盘上后，往往还需要反复调整吸盘位置，使得吸盘与玻璃较好地对应，此过程需要消耗较多时间，且对于大块的玻璃而言，这种调整十分不方便，以至于整体的定位效率较低；并且，单纯人为调整的吸盘排布较为杂乱，吸附力分布杂乱，吸附效果较差。且沿玻璃边缘放置的排布方式，对于大块玻璃而言，其中部就存在大量悬空，中部无支撑，在磨边加工中玻璃边缘受力时，该力会挤压玻璃中部，易损伤玻璃，影响玻璃质量。
发明内容
本发明意在提供一种玻璃磨边定位装置，用来解决现有磨边定位装置定位不稳固、定位准确度较差的技术问题。
本发明提供的基础方案为：一种玻璃磨边定位装置，包括工作台、吸盘组和定位架；所述吸盘组包括数个定位吸盘和数个支撑吸盘；所述定位吸盘和支撑吸盘均包括相连接的吸附板和吸盘底座；所述吸附板用于吸附玻璃，吸附板通过吸管与吸气机连接；
所述吸盘组均安装在工作台上表面上，各吸盘的吸盘底座与工作台上表面接触且可在工作台上表面上滑动；其中，所述定位吸盘设有五个，且分别位于工作台上表面的对角线的两端和中心处；所述吸盘底座为铁质底座，所述工作台为磁力工作台，所述工作台上表面为电磁吸面；
所述定位架设于工作台正上方，所述定位架上设置有摄像头、微控制器和数个打光灯；打光灯个数与吸盘组中的吸盘个数相等；所述摄像头用于采集工作台面图像并传输给加工控制器；所述加工控制器与摄像头和微控制器均建立通信连接；所述加工控制器用于导入待磨边玻璃的尺寸，并按照预设吸盘排布策略确定吸盘组在工作台上的排布点并传输给微控制器；所述微控制器用于按照确定的吸盘组的排布点控制打光灯的打光方向，使得打光光束照射位置对应为排布点位置。
本发明的工作原理及优点在于：由加工控制器首先根据待磨边玻璃的尺寸确定吸盘组的排布点并传输给微控制器，微控制器根据排布点控制打光灯的打光方向，使得打光光束照射位置对应在排布点位置，再对应光束位置排布吸盘，排布好后为磁力工作台通电，工作台产生磁力吸住铁质的吸盘底座进而可固定住吸盘位置，再将待磨边玻璃放置到吸盘上，且可依据定位吸盘对应放置，使位于工作台上表面的对角线的两端的定位吸盘对应处于玻璃四角处，该位置便于确认，便于一次性准确完成玻璃放置，再通过吸气机和气管吸紧各吸盘，完成对待磨边玻璃的定位。
本发明一种玻璃磨边定位装置，通过加工控制器预先智能确认排布点，排布点位置根据具体的待磨边玻璃尺寸以及工作台面大小生成，排布点位置与待磨边玻璃的匹配度较高，能够为不同尺寸的玻璃匹配合适的吸盘排布方式。并且智能确认的排布点更为规整可靠，相比于人为判断吸盘排布位置，本方案中确认得到的排布位置更为精准。
并且，本方案还利用打光灯指引吸盘在工作台上的排布位置，能够一次性准确地完成吸盘的布置，通过特定排布的定位吸盘便于准确放置待磨边玻璃，使得玻璃能够与吸盘组较好地配合，一次性达到较好的定位效果，而无需像常规方案中的放置玻璃后再反复移动吸盘组位置。定位效率较高，定位准确度较高。并且，吸盘自身可由磁力工作台配合以铁质的吸盘底座磁吸固定，吸盘自身的稳定性较好，即使受到外力也不易发生抖动，进而其对玻璃的定位支撑效果也较好，玻璃不易抖动，后续加工质量更好。
进一步，所述加工控制器内预设有数种吸盘组排布结构图；所述预设吸盘排布策略为：根据待磨边玻璃的尺寸确认待磨边玻璃面积并制成玻璃外形图；将预设吸盘组排布结构图按比例投射到玻璃外形图上，形成集成排布图；再将集成排布图按1:1比例投射到工作台图像上；并在工作台图像上建立X-Y坐标系，确认得到吸盘组在工作台上的排布点坐标并传输给微控制器。
这样设置，通过图像匹配来确认排布点位置，相比于在待磨边玻璃的玻璃外形图上依次定点的方法，本方案中的图像投射方法节省了大量定点、标点操作，计算量相对较小，计算难度较低，能够快速完成排布点确认，有助于提升整体的定位效率。
进一步，在按比例投射吸盘组排布结构图时，根据结构排布最大化原则进行比例缩放；所述结构排布最大化原则为调整使得位于工作台上表面的对角线上的定位吸盘的吸附板边线与待磨边玻璃的边线之间的距离处于1cm—5cm范围内。
这样设置，吸盘组排布以玻璃边缘为基准，对待磨边玻璃的边缘部分也能较好地支撑吸附，整体定位效果更好。
进一步，所述玻璃外形图的长宽值与待磨边玻璃的实际长宽尺寸一致；所述工作台图像的长宽值与工作台上表面的实际长宽尺寸一致。
这样设置，实际尺寸与图像尺寸一一对应，便于准确换算实际的排布点坐标，保证排布点位置确认符合实际。
进一步，还包括定位推；所述定位推设有多个且均布于工作台的四周；所述定位推用于调整定位台上待磨边玻璃的放置位置；所述定位推包括气动推板和定位基座；所述气动推板中心点高度位置与吸附板高度位置一致。
采用此种结构，定位推能够进一步调整及限定待磨边玻璃的放置位置，使得待磨边玻璃后续能够更好地与磨具等配合。
进一步，所述吸附板呈矩形或圆形。
这样设置，矩形结构更适用于棱角分明的矩形玻璃、方形玻璃等，吸附板形状与此类玻璃的匹配度高，更便于排布。圆形结构则更适用于边缘为弧线的圆形玻璃、扇形玻璃等，吸附板形状与此类玻璃的匹配度高，更便于排布。
进一步，所述定位吸盘的吸附板面积为支撑吸盘的吸附板面积的1/3—1/2。
这样设置，在玻璃位置调整阶段，可以单独通过定位吸盘先确定玻璃的大致放置位置，再进行位置微调，由于定位吸盘吸附面较小，吸附力较小，可对应吸紧定位吸盘，较小的吸附力和吸附面积不影响调整玻璃位置的同时，可避免玻璃过度移位。并且，定位吸盘与支撑吸盘的吸附面积呈一定比例，支撑吸盘对应的吸附面积更大，吸附力更强，能够较好地吸附固定住待磨边玻璃。
进一步，所述支撑吸盘的吸附板面积为待磨边玻璃面积的1/50—1/20。
这样设置，支撑吸盘面积设置适中，与整体的待磨边玻璃面积适配度较高。
进一步，所述吸盘组排布结构图中的吸盘排布点分布方式包括：以工作台上表面的对角线为区域划分线，将工作台上表面划分为四个区域；所述支撑吸盘位于四个区域中且呈三角式排布；所述定位吸盘位于对角线两端及两对角线交点处。
这样设置，支撑吸盘的排布均匀，且呈三角式排布，即支撑吸盘的吸附力分布呈三角式，吸附更为牢固稳定。
进一步，所述吸盘组排布结构图中的吸盘排布点分布方式包括：以工作台上表面的中轴线为区域划分线，将工作台上表面划分为四个区域；所述支撑吸盘位于四个区域中且呈条形阵列式排布；所述定位吸盘位于对角线两端及两对角线交点处。
这样设置，支撑吸盘呈条形阵列式排布，更易调整支撑吸盘位置，且支撑吸盘的排布均匀，吸附力分布均匀。
附图说明
图1为本发明一种玻璃磨边定位装置实施例一的整体结构主视图；
图2为本发明一种玻璃磨边定位装置实施例一的整体结构轴侧视图；
图3为本发明一种玻璃磨边定位装置实施例一的工作台结构俯视图；
图4为本发明一种玻璃磨边定位装置实施例一的工作台结构轴侧视图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式进一步详细的说明：
说明书附图中的标记包括：工作台1、定位吸盘2、支撑吸盘3、吸附板4、吸盘底座5、定位架6、支撑杆61、定位板62、摄像头7、打光灯8、定位推9、气动推板10、定位基座11。
实施例一：
实施例基本如附图1、图2所示：一种玻璃磨边定位装置，包括工作台1、吸盘组、定位推9和定位架6。所述吸盘组包括数个定位吸盘2和数个支撑吸盘3；所述定位吸盘2和支撑吸盘3均包括相连接的吸附板4和吸盘底座5；所述吸附板4用于吸附玻璃，吸附板4通过吸管与吸气机连接。
本实施例中，所述吸附板4呈矩形；所述吸附板4和吸盘底座5之间固定连接有连接杆，所述连接杆的长度设置为18cm，连接杆的设置便于操作人员拿取或移动吸盘。所述吸盘组均安装在工作台1上表面上，各吸盘的吸盘底座5与工作台1上表面接触且可在工作台1上表面上滑动；其中，所述定位吸盘2设有五个，且分别位于工作台1上表面的对角线的两端和中心处；所述吸盘底座5为铁质底座，所述工作台1为磁力工作台，所述工作台1上表面为电磁吸面。本实施例中可采用XM42型磁力工作台。
所述定位吸盘2的吸附板4面积小于支撑吸盘3的吸附板4面积。具体地，定位吸盘2的吸附板4面积为支撑吸盘3的吸附板4面积的1/3—1/2，本实施例中设置为1/3。支撑吸盘3的吸附板4面积为待磨边玻璃面积的1/50—1/20。本实施例中，支撑吸盘3的吸附板4面积为待磨边玻璃面积的1/40。
所述定位架6设于工作台1正上方，所述定位架6上设置有摄像头7、微控制器和数个打光灯8；所述摄像头7用于采集工作台1处画面并传输给加工控制器；所述加工控制器与摄像头7和微控制器均建立通信连接；所述加工控制器用于导入待磨边玻璃的尺寸，并按照预设吸盘排布策略确定吸盘组在工作台1上的排布点并传输给微控制器；所述微控制器用于按照确定的吸盘组的排布点控制打光灯8的打光方向，使得打光光束照射位置对应为排布点位置。
具体地，所述加工控制器内预设有数种吸盘组排布结构图；所述预设吸盘排布策略为：根据待磨边玻璃的尺寸确认待磨边玻璃面积并制成玻璃外形图；本实施例中的加工控制器导入待磨边玻璃的尺寸包括待磨边玻璃的长宽；将预设吸盘组排布结构图按比例投射到玻璃外形图上，形成集成排布图；再将集成排布图按1:1比例投射到依据摄像头7采集的工作台图像上；并在工作台图像上建立X-Y坐标系，确认得到吸盘组在工作台1上的排布点坐标并传输给微控制器。
并且，按比例投射吸盘组排布结构图时，根据结构排布最大化原则进行比例缩放；所述结构排布最大化原则为调整使得位于工作台1上表面的对角线上的定位吸盘2的吸附板边线与待磨边玻璃的边线之间的距离处于1cm—5cm范围内。并且，本实施例中，在按比例投射吸盘组排布结构图时，缩放改变的仅为吸盘与吸盘之间的间距大小，并不改变吸盘本身的尺寸。所述玻璃外形图的长宽值与待磨边玻璃的实际长宽尺寸一致；所述工作台图像的长宽值与工作台1上表面的实际长宽尺寸一致。
具体地，本实施例中，所述定位架6包括支撑杆61和定位板62；所述支撑杆61设有四个，且分别设于工作台1四周且处于工作台1对角线的延长线上。定位板62底面与支撑杆61顶端固定连接。所述摄像头7安装在定位板62底面的中心位置，本实施例中可采用视场可囊盖整个工作台1面的常规摄像头7。所述打光灯8呈矩形阵列式均布在定位板62底面，且与定位板62转动连接；打光灯8个数与吸盘组中的吸盘个数相等，本实施例中，打光灯8呈4个、3个、3个、4个阵列式排布，每个打光灯8对应一个吸盘位置。具体的，本实施例中，打光灯8采用常规激光灯，激光光束相较于普通光束更为明显、光束聚焦点更为准确，便于操作人员观察。打光灯8与定位板62之间可采用旋转编码器连接，且旋转编码器的轴线与定位板62平面平行，打光灯8的轴线与旋转编码器的轴线垂直。旋转编码器还与微控制器建立控制连接，微控制器接收吸盘组在工作台1上的排布点坐标，并根据排布点坐标换算确认每个打光灯8的移动量，并通过控制旋转编码器的旋转增量进而控制打光灯8的打光方向。本实施例中，微控制器可采用FX3U型PLC控制模块。
所述定位推9设有多个且均布于工作台1的四周；本实施例中，定位推9设有8个，具体地，工作台1的四侧分别设有2个。所述定位推9用于调整定位台上待磨边玻璃的放置位置；所述定位推9包括气动推板10和定位基座11；本实施例中，定位推9可置于工作台1上表面上，定位基座11为铁质基座，定位基座11的底面与工作台1上表面相接触，这样设置，工作台1上表面通电生磁时，定位推9的位置可对应通过磁力吸紧，定位推9的位置便于固定。所述气动推板10中心点高度位置与吸附板4高度位置一致，以保证定位推9能够对应推到吸附板4上的待打磨玻璃。
具体应用时，在加工控制器中输入待磨边玻璃的尺寸，摄像头7采集工作台1面图像并传递给加工控制器，加工控制器依据待磨边玻璃尺寸及工作台1图像，确认得到吸盘组在工作台1上的排布点；并传输给微控制器。微控制器对应控制各个旋转编码器的旋转增量进而控制各个打光灯8转动，使得打光灯8的光束照射到工作台1上且对应为排布点位置。
如附图3、图4所示，本实施例中选取的吸盘组排布结构图中的吸盘排布点分布方式为：以工作台1上表面的对角线为区域划分线，将工作台1上表面划分为四个区域；所述支撑吸盘3位于四个区域中且呈三角式排布。本实施例中，每个区域中排布有三个支撑吸盘3，其中两个支撑吸盘3处于同一直线上且该直线与该区域的工作台1边线平行；另一个支撑吸盘3处于共线的两个支撑吸盘3连线的中轴线上。所述定位吸盘2设有五个，且分别位于工作台1上表面的对角线的两端和两对角线交点处。
对照光束照射位置放置好吸盘后，将待磨边玻璃放置到吸盘组上，且放置时使得处于工作台1上表面对角线两端的定位吸盘2对应位于待磨边玻璃的四角处，此时，可为磁力工作台通电，工作台1上表面具备磁吸力，会对应吸紧铁质的吸盘底座5，防止吸盘受外力而移动。可选的，此时还可通过吸气机和吸管吸紧定位吸盘2(此步非必需)；并采用定位推9，移动气动推板10使之垂直靠向待磨边玻璃的边缘，对待磨边玻璃位置进行微调，使得玻璃边缘与工作台1侧边平行。位置调整结束后，通过吸气机和吸管再对应吸紧支撑吸盘3，得以稳定定位住待磨边玻璃。后续正式磨边时，可对应撤走磨边处的定位推9；其余定位推9可继续靠紧玻璃边缘，起到一定的防止玻璃偏移的作用。
本实施例提供的一种玻璃磨边定位装置，通过在工作面上对应投射光束以指引各个吸盘的放置位置，完成吸盘排布后再放置玻璃，并特别设置有按一定方式排布的定位吸盘2，便于准确放置玻璃；相比于常规方案中直接将待磨边玻璃放置在多个吸盘上再按经验反复调整吸盘位置的做法，本方案中的吸盘位置无需反复调整，吸盘排布位置由加工控制器智能确认，并通过打光灯8等的配合，即能够准确确认吸盘位置，通过定位吸盘2即能够准确放置玻璃，一次性达到较好的定位效果。并且，磁力工作台的设置使得吸盘自身不易发生偏移，定位更稳固。
并且，本方案中的吸盘排布方式特殊，相比于常规的沿玻璃的四边均布吸盘的定位方法，常规定位方法在玻璃磨边过程中，玻璃的边界被吸盘紧紧吸附，而中部处于无支撑状态，若玻璃单侧磨边受力过大，由于该力方向是垂直向里的，在吸附力充足的情况下，随玻璃不会产生明显偏移，但无支撑的玻璃中部易受到较大压力，玻璃中部易产生裂纹或破裂。而本方案中吸盘排布更为均匀，提供的吸附点和支撑面分布更为均匀，能够达到更好的吸附效果，且三角式排布的支撑吸盘3和处于中心位置的定位吸盘2对玻璃中部也起到了支撑，能够较好的处理磨边时受到的挤压力，有助于保证后续磨边时的玻璃质量。
实施例二：
一种玻璃磨边定位装置，在实施例一的基础上，对吸附板4结构和排布点的排布方式做了更改。
所述吸附板4呈圆形。所述吸盘组排布结构图中的吸盘排布点分布方式为：以工作台1上表面的中轴线为区域划分线，将工作台1上表面划分为四个区域；所述支撑吸盘3位于四个区域中且呈条形阵列式排布。具体地，每个区域中排布有三个支撑吸盘3，三个支撑吸盘3处于一条直线上且呈一定间距排布，该直线与该区域的工作台1边线平行；所述定位吸盘2设有五个，且分别位于工作台1上表面的对角线的两端和两对角线交点处。
本实施例提供的一种玻璃磨边定位装置，提供了一种新的吸盘排布方式，相比于实施例一的排布方式，本实施例中的排布方式更简单，且支撑吸盘3的排布均匀，吸附力分布均匀，吸附定位效果较好。
以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述，所属领域普通技术人员知晓申请日或者优先权日之前发明所属技术领域所有的普通技术知识，能够获知该领域中所有的现有技术，并且具有应用该日期之前常规实验手段的能力，所属领域普通技术人员可以在本申请给出的启示下，结合自身能力完善并实施本方案，一些典型的公知结构或者公知方法不应当成为所属领域普通技术人员实施本申请的障碍。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。
Claims (10)
1.一种玻璃磨边定位装置，其特征在于，包括工作台、吸盘组和定位架；所述吸盘组包括数个定位吸盘和数个支撑吸盘；所述定位吸盘和支撑吸盘均包括相连接的吸附板和吸盘底座；所述吸附板用于吸附玻璃，吸附板通过吸管与吸气机连接；
所述吸盘组均安装在工作台上表面上，各吸盘的吸盘底座与工作台上表面接触且可在工作台上表面上滑动；其中，所述定位吸盘设有五个，且分别位于工作台上表面的对角线的两端和中心处；所述吸盘底座为铁质底座，所述工作台为磁力工作台，所述工作台上表面为电磁吸面；
所述定位架设于工作台正上方，所述定位架上设置有摄像头、微控制器和数个打光灯；打光灯个数与吸盘组中的吸盘个数相等；所述摄像头用于采集工作台面图像并传输给加工控制器；所述加工控制器与摄像头和微控制器均建立通信连接；所述加工控制器用于导入待磨边玻璃的尺寸，并按照预设吸盘排布策略确定吸盘组在工作台上的排布点并传输给微控制器；所述微控制器用于按照确定的吸盘组的排布点控制打光灯的打光方向，使得打光光束照射位置对应为排布点位置。
2.根据权利要求1所述的一种玻璃磨边定位装置，其特征在于，所述加工控制器内预设有数种吸盘组排布结构图；所述预设吸盘排布策略为：根据待磨边玻璃的尺寸确认待磨边玻璃面积并制成玻璃外形图；将预设吸盘组排布结构图按比例投射到玻璃外形图上，形成集成排布图；再将集成排布图按1:1比例投射到工作台图像上；并在工作台图像上建立X-Y坐标系，确认得到吸盘组在工作台上的排布点坐标并传输给微控制器。
3.根据权利要求2所述的一种玻璃磨边定位装置，其特征在于，在按比例投射吸盘组排布结构图时，根据结构排布最大化原则进行比例缩放；所述结构排布最大化原则为调整使得位于工作台上表面的对角线上的定位吸盘的吸附板边线与待磨边玻璃的边线之间的距离处于1cm—5cm范围内。
4.根据权利要求2所述的一种玻璃磨边定位装置，其特征在于，所述玻璃外形图的长宽值与待磨边玻璃的实际长宽尺寸一致；所述工作台图像的长宽值与工作台上表面的实际长宽尺寸一致。
5.根据权利要求1所述的一种玻璃磨边定位装置，其特征在于，还包括定位推；所述定位推设有多个且均布于工作台的四周；所述定位推用于调整定位台上待磨边玻璃的放置位置；所述定位推包括气动推板和定位基座；所述气动推板中心点高度位置与吸附板高度位置一致。
6.根据权利要求1所述的一种玻璃磨边定位装置，其特征在于，所述吸附板呈矩形或圆形。
7.根据权利要求1所述的一种玻璃磨边定位装置，其特征在于，所述定位吸盘的吸附板面积为支撑吸盘的吸附板面积的1/3—1/2。
8.根据权利要求1所述的一种玻璃磨边定位装置，其特征在于，所述支撑吸盘的吸附板面积为待磨边玻璃面积的1/50—1/20。
9.根据权利要求2所述的一种玻璃磨边定位装置，其特征在于，所述吸盘组排布结构图中的吸盘排布点分布方式包括：以工作台上表面的对角线为区域划分线，将工作台上表面划分为四个区域；所述支撑吸盘位于四个区域中且呈三角式排布；所述定位吸盘位于对角线两端及两对角线交点处。
10.根据权利要求2所述的一种玻璃磨边定位装置，其特征在于，所述吸盘组排布结构图中的吸盘排布点分布方式包括：以工作台上表面的中轴线为区域划分线，将工作台上表面划分为四个区域；所述支撑吸盘位于四个区域中且呈条形阵列式排布；所述定位吸盘位于对角线两端及两对角线交点处。
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