CN1326789C - 板状物件定位装置和玻璃板弯曲成形装置 - Google Patents
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Abstract
提供了一种板状物件定位装置，包括：一个传输装置，用来传送板状物件；一个位置调节装置，用来与所传送板状物体的前端相接触；一个移动单元，用来沿着板状物件的传送方向移动位置调节装置；以及一个控制器，用来控制传输装置和移动单元的运作；其中控制器使板状物件沿传送方向移动，移动过程中位置调节装置与板状物件的前端保持接触，控制器减小板状物件前进的速度，并且将板状物件定位在某个备用位置上。
Description
技术领域
本发明涉及一种板状物件定位装置和一种玻璃板弯曲成形装置。
背景技术
我们知道有许多弯曲成形设备，它们在加热炉中把玻璃板加热到一个接近软化点的温度后，将其压在一个成形模具上。弯曲成形装置可概约地分为：炉腔外弯曲成形装置和炉腔内弯曲成形装置，前者的成形模具设在加热炉外，后者的成形模具设在加热炉内。对于炉腔内弯曲成形装置，既然玻璃板是保持着加热温度进行弯曲成形的，就没有弯曲成形中温度降低的问题。对于炉腔外弯曲成形装置，由于周围环境温度逐渐降低了玻璃板的温度，所必须在短时间里完成玻璃板的弯曲成形和利用空气冷却使之强化。
日本专利申请号6-247729公布了一个炉腔外弯曲成形装置的例子。该炉腔外弯曲成形装置应用于一种弯曲成形汽车侧窗玻璃的装置。在该装置中，辊子从加热炉的出口传送出玻璃板，位置调节装置推动玻璃板以将其定位在成形模具的定位位置上。然后，玻璃板放置在一个是成形模具一部分的压环上，并且通过压环上移把玻璃板推向成形模具，来弯曲成形所要的形状。这样弯曲成形的玻璃板放在压环上传送到一个空气冷却和回火装置中，并通过向其吹冷空气来进行强化。
如所述，传统炉腔外弯曲成形装置中的定位装置是与玻璃板在其传送方向上的后端相接触的，并顺传送方向移动位置调节装置来定位玻璃板。结果应用了这种定位装置的炉腔外弯曲成形装置就需要保证位置调节装置在加热炉出口和成形模具定位位置之间有足够的移动距离。由于这样的排布，在加热炉出口和离它较远的定位位置之间的传输过程中，就有玻璃板温度降低的危险，从而产生弯曲成形操作中的问题。
特别地，近年来，汽车的玻璃板有变薄(厚度t＝不大于2.8毫米)的趋势。从薄的玻璃板冷却更快的角度看，如何在玻璃板传送出加热炉的短时间里进行弯曲成形是未来的一个关键问题。
发明内容
本发明提出时考虑了这些情况。本发明的一个目的就是提供一种板状物件定位装置和一种玻璃板弯曲成形装置，它可以安装在比传统装置更窄的空间里，并且缩短玻璃板从加热炉出来直至其弯曲成形操作之间的时间。
为了达到这个目的，本发明提出一种板状物件定位装置，它包括：一个传输装置，用来传送板状物件；一个位置调节装置，用来与所传送板状物体的前端相接触；一个移动单元，用来沿着板状物件的传送方向移动位置调节装置；以及一个控制器，用来控制传输装置和移动单元的运作；其中控制器沿传送方向移动板状物件，使位置调节装置与板状物件的前端保持接触，控制器减小板状物件前进的速度，并且使位置调节装置停止以将板状物件定位在某个备用位置上。
此外，在本发明的板状物件定位装置中，传输装置包括：一个辊式输送器、一个导轨、一个可在导轨上滑动的导块以及一个设在导块上的支柱；位置调节装置包括一个设在支柱上的四杆机构、一个设在四杆机构上的伸臂，以使其能够在水平方向上延伸；移动单元是一个用来改变四杆机构形状的气缸，四杆机构包括一个固定在支柱上的第一连杆、一个通过销子与第一连杆一端连接的第二连杆、一个通过销子与第二连杆一端连接的第三连杆以及一个通过销子与第三连杆的一端连接且通过销子与第一连杆的另一端连接的第四连杆；第二连杆包括一个与气缸活塞相连的舌状物。
此外，本发明提供了一种玻璃板弯曲成形装置，它包括：一个用来把玻璃板加热到一定的弯曲成形温度的加热炉、一个具有一定弯曲形状的型模、一个传送加热了的玻璃板的传输装置、一个把传送来的玻璃板定位在某个玻璃板备用位置的定位单元以及一个压环，压环在玻璃板备用位置处接收玻璃板后，将它压向型模以弯曲成形；其中定位单元包括：一个用来与所传送板状物件前端接触的位置调节装置、一个用来沿玻璃板传送方向移动位置调节装置的移动单元以及一个用来控制传输装置和移动单元的控制器；控制器沿传送方向移动玻璃板，移动过程中保持位置调节装置与玻璃板前端的接触，并将玻璃板定位在备用位置上。
还有，在本发明的玻璃板弯曲成形装置中，传输装置包括一个辊式输送器、一个导轨、一个可在导轨上滑动的导块以及一个设在导块上的支柱；位置调节装置包括一个设在支柱上的四杆机构、一个设在四杆机构上的伸臂，以使其能够在水平方向上延伸；移动单元是一个用来改变四杆机构形状的气缸，四杆机构包括一个固定在支柱上的第一连杆、一个通过销子与第一连杆一端连接的第二连杆、一个通过销子与第二连杆一端连接的第三连杆以及一个通过销子与第三连杆的一端连接且通过销子与第一连杆的另一端连接的第四连杆；第二连杆包括一个与气缸的活塞相连的舌状物。
依照本发明，通过位置调节装置与玻璃板在其传送方向上的前端接触以定位玻璃板的方式，就能够省去位置调节装置在加热炉出口和玻璃板备用位置之间的移动空间，以使成形模设在靠近加热炉出口的地方。通过这样的安排，可以限制玻璃板中温度的降低，因而玻璃板就能弯曲成很好的形状。
附图说明
这些图中：
图1为根据本发明的玻璃板弯曲成形装置构造的一个立体图；
图2为图1中所示的玻璃板弯曲成形装置的一个侧视图；
图3为根据本发明的位置调节装置构造的一个侧视图；
图4为位置调节装置的操作过程的一个示意的平面图；
图5为使用位置调节装置对玻璃板进行定位操作的一个示意图；
图6为另一个使用位置调节装置对玻璃板进行定位操作的示意图；
图7为另一个使用位置调节装置对玻璃板进行定位操作的示意图；
图8为另一个使用位置调节装置对玻璃板进行定位操作的示意图；以及
图9为根据本发明的辊式传输装置和位置调节装置的速度变化曲线图。
具体实施方式
现在将结合附图对根据本发明的玻璃板弯曲成形装置的一个较佳实施例进行详细的阐述。
汽车玻璃板的弯曲成形装置10如图1所示，沿着玻璃板12的传送方向从上游到下游，其构造依次包括：一个加热炉14，一个定位装置(与权利要求中所述的定位单元相对应)16，一个成形模具18以及一个进行空气冷却和回火的装置20。
加热炉14有一个辊式输送器22，它在加热炉14的内部延伸并伸到外面。在加热炉14里，需要弯曲成形的玻璃板12由辊式输送器沿着图1中箭头A所示的方向传输，并且在加热炉14的出口处，玻璃板12被加热到接近软化点(680℃-690℃)的温度。加热好的玻璃板12由顺着传送方向的一个辊式输送器24从加热炉14的出口传输到成形模具18的某个玻璃板备用位置(在该图中正好位于型模28下方)上，并且由定位装置16定位在玻璃板的备用位置上。如图2所示，当压环26从位于辊式输送器24下方的位置沿图2中箭头所示的方向B抬起时，玻璃板12就转移到压环26上。放置在压环26上的玻璃板12被进一步抬起(如图8所示)，并且压向型模28的底面29。作为结果，玻璃板12弯曲形成成所要的形状，该形状与型模28底面29的弯曲形状一致。
图1所示的加热炉14中的辊式输送器22包括耐热的辊子，例如硅石辊子。在另一方面，在加热炉24外面的辊式输送器24包括柔性的辊子，这些柔性辊子包有耐热非编织布(例如陶瓷毡)的铁棒。玻璃板12即使在辊式输送器24的辊子上滑动，也不会引起其表面损伤。
压环26和型模28构成成形模具18。压环26成形为一个与玻璃板12的外形一致的框架状的结构。因为压环26在其上负载着玻璃板，将它输送到空气冷却和回火装置20中，所以压环26还具有冷却环的作用。
在压环26退回到型模28和辊式输送器24之间的位置后，压环26就负载着玻璃板12，沿着图1中箭头所示的方向C移动，来把玻璃板12传送到空气冷却和回火装置20中。压环26与滑架30一起水平地移动。
空气冷却和回火装置20有一个带有上出风头32的顶部和一个带有下出风头34的底部，因而把一个玻璃板的处理平台S夹在两者之间。上出风头32和下出风头34有连接在其上的输出管36(图中仅表示了上出风头32的输出管36)，输出管36与一个送风机(未图示)相连。送风机供应来的冷空气穿过输出管36从上出风头32和下出风头34中喷向玻璃板的处理平台S。这样，玻璃板12的两面就都受到冷却以完成强化。
与此同时，由于下出风头34所产生的气压值高于上出风头32所产生的气压值，所以玻璃板12是以气浮方式来进行空气冷却和回火的。同时，压环26回到型模28下方的成形位置上。与压环26回复同步，一个接受环38进入到空气冷却和回火装置20的玻璃板处理平台S中，并且冷却后的玻璃板12就放到接受环38上。接受环38沿着图1中箭头所示的方向D，通过滑架40的移动移向一个辊式输送器(未图示)。负载在该辊式输送器上的玻璃板12传输向一个检查工序(未图示)。在检查工序检查玻璃板12的缺陷，例如裂缝。当玻璃板没有缺陷时，玻璃板就传输到一个无缺陷件的工序中。当发现玻璃板有缺陷时，玻璃板就传输到一个有缺陷件的工序中。
现在来描述本实施例中的定位装置16。传统装置的位置调节装置是与玻璃板沿传送方向的后端相接触来定位玻璃板的。另一方面，本实施例定位装置16的位置调节装置则是与玻璃板沿传送方向的前端相接触来定位玻璃板的。
由于这样的区别，传统的装置需要保证加热炉出口与定位位置之间有位置调节装置的移动空间，这不利于玻璃板的弯曲成形。另一方面，既然曾是不可缺少的移动空间不再需要了，根据本发明的定位装置16就可以把成形模具放置在靠加热炉的地方。这样布置，由于弯曲成形的操作可以在阻止了玻璃板12温度降低的情况下进行，定位装置16就能把玻璃板12弯曲成极好的形状。
现在来阐述定位装置16的构造。定位装置16包括一对位置调节装置50、50，它们设置在辊式输送器24的下游端部，其间的距离比玻璃板12纵向长度窄。位置调节装置50、50由一个未图示的控制器(与权利要求中所定义的控制器对应)控制，该控制器设在图1所示的控制面板上。控制器的控制使两个位置调节装置实现与玻璃板12的传输时间和辊式输送器24的传输速度同步的移动。
位置调节装置50穿过导块56，设置在导轨54上，导轨54沿玻璃板的传送方向设在辊式输送器24下方。举例来说，位置调节装置50设有与一个未图示的进给丝杆单元(与权利要求中定义的移动单元对应)的进给丝杆相啮合的导块56，这些导块56沿玻璃板的传送方向设置。控制器控制着进给丝杆单元的伺服马达，使位置调节装置50以一定的速度在玻璃板传送方向或者相反方向上滑动。
每一个位置调节装置50包括一个支柱58，它竖在相应的导块56上，如图3所示。支柱58设置有一个杆机构62，杆机构62在气缸(与权利要求中定义的移动单元对应)60作用下实现平行移动。杆机构62上连接有一伸臂66，它可以通过销子77摆动。伸臂66上有一个垫块64，用来与玻璃板12的前端12A接触。垫块64由耐热的橡胶或者其它材料制成。举例来说，垫块64和伸臂66也可以是一个部件。
杆机构62是一个四杆机构，包括四个连杆68、70、72和74。连杆68固定在支柱58的上端，以与玻璃板传送方向平行地水平延伸。如图3所示，连杆68的左端通过销子71与连杆70相连，其右端通过销子73与连杆72相连。如图3所示，连杆74的左端通过销子75与连杆70相连，其右端通过销子77与连杆72相连。
连杆72的一个下部上有一个向后凸出的舌状物78，它并通过销子80与气缸60的活塞61相连。这样设置，连杆机构62就可以通过推拉气缸60的活塞61来移动。更具体地说，当活塞61拉出，如图3中的实线所示，杆机构62就升起。通过上升，在销子75推动作用下，与杆机构相连的伸臂66就通过销子77从双点划线所示的备用位置移向一个左上方的位置，以到达实线所示的定位操作开始时的初始位置。当伸臂位于初始位置时，玻璃板12的前端12A就接触到垫块64。相反地，当活塞61退回时，杆机构62就倒落下来，如图3中双点划线所示。倒落时，伸臂66从实线所示的定位操作开始时的初始位置移向一个右下方的位置，以回到双点划线所示的备用位置。当伸臂66在备用位置上时，图1所示的滑架40就能水平滑动而不受移动伸臂66的阻碍。当伸臂66处于双点划线所示的备用位置上时，伸臂66离开了销子75，由旋入连杆68的螺栓81支撑并倾斜一定的角度。气缸60通过销子83安装在固定于支柱58上的支托82上。气缸60也由控制器控制。
在与辊式输送器24一侧的位置调节装置50相邻的位置上设有一个位置调节装置90，如图1和图4所示，用来在横向推动玻璃板12的一端。当玻璃板12正在加热炉14中加热时，位置调节装置90就等候在加热炉14出口14A附近的位置上，如图4中的双点划线所示。位置调节装置90向玻璃板12推进，移动的速度与玻璃板12从出口14A传送出来的速度大致相同，并且与玻璃板12在其传送方向上的移动同步。位置调节装置90推动玻璃板12横向的末端12B，因此玻璃板12就转向垂直于传送方向的方向。结果位置调节装置50和90就把玻璃板12定位到图4实线所示的玻璃板备用位置上。也就是说，位置调节装置50确定了玻璃板在其传送方向上的位置，而位置调节装置90则确定了玻璃板在垂直于其传送方向上的位置。
下面阐述定位装置16的位置调节装置50的功能。开始时，位置调节装置50处于如图2所示的备用位置，直至玻璃板12传送到加热炉14的出口14A处。
接着，当玻璃板12往下游运出出口14A时，如图5所示，气缸60的活塞61就拉出使位置调节装置50处于定位操作开始时的初始位置上，并且未图示的进给丝杆单元受到驱动，把位置调节装置50从图5中双点划线所示的其备用位置移动到在该图中实线所示的垫块初始位置。此时，垫块64面向玻璃板12的前端12A。垫块64那时正位于型模28下方。这样就不需要在加热炉14和成形模具18之间为位置调节装置50提供移动的空间。
接着，当玻璃板12进一步向下游传送，如图6所示，未图示的进给丝杆单元受到反向驱动，把位置调节装置50从图6双点划线所示的垫块初始位置移动到该图中实线所示的位置调节装置50的玻璃板接受位置上。由于那时位置调节装置50的移动速度比玻璃板传送速度(辊式输送器的速度)慢，所以在位置调节装置移动的过程中，玻璃板12的前端12A就与垫块64相接触。玻璃板传送速度和位置调节装置移动速度之间差值的设计使在玻璃板12的前端12A与垫块64接触时不会对玻璃板12产生撞击。这样，位置调节装置50推着玻璃板12定了位，并且没有对其造成损伤。在定位的过程中，由于辊式输送器24的传送速度和位置调节装置50的移动速度之间差值的存在，玻璃板12在辊式输送器24上有滑动。由于组成辊式输送器24的辊子上包裹了缓冲材料，如耐热的非编织布，所以玻璃板12的表面不会受到损伤。
移动中玻璃板的传送速度和位置调节装置的移动速度减小，当玻璃板12到达玻璃板备用位置的时候，如图7所示，辊式输送器24的运行和位置调节装置50的移动停止。玻璃板12就由位置调节装置50和位置调节装置90定位在这个位置，如图4所示。
此后，处于玻璃板备用位置上的玻璃板12就通过压环26的向上运动而压向型模28以弯曲成形，如图8所示。然后位置调节装置50就回到了其备用位置，如图2所示，压环26也移向空气冷却和回火装置20。上面所述的就是位置调节装置50的功能。
图9是辊式输送器24速度(玻璃板传送速度)和位置调节装置50速度的变化曲线图。在图9中，纵轴表示速度V(米/秒)，横轴表示经过的时间T(秒)。根据该图，尽管在位置调节装置50在时刻t0静止，此时位置调节装置50是在垫块初始位置(见图5)上，但辊式输送器24那时已有一个v1的速度。之后，位置调节装置50开始加速并向玻璃板传送方向移动直至时刻t1，以匀速从时刻t1移动到时刻t3，并从时刻t3开始减速，最后在时刻t4(在玻璃板的备用位置)停止。另一方面，辊式输送器24在时刻t2开始减速，最后也在时刻t4(在玻璃板的备用位置)停止。
这样的控制使辊式输送器24的速度始终高于位置调节装置50的速度，通过实现这样的控制，两者之间的速度差就使玻璃板12的前端12A压在位置调节装置50上，如图6和图7所示。在图9中，玻璃板12的前端12A与位置调节装置50在时刻t3附近接触。这样玻璃板12就由位置调节装置50定位。当位置调节装置50达到玻璃板备用位置，玻璃板已经正确定位在那里了。
如所述，由于位置调节装置50是与玻璃板12在传送方向上的前端12A相接触来实现玻璃板的定位的，所以应用了定位装置16的玻璃板弯曲成形装置10能够在玻璃板温度的降低受到限制时弯曲成形玻璃板。因此在加热炉14中加热的玻璃板可以弯曲成极好的形状。
尽管参照上面的阐述，根据本实施例的玻璃板弯曲成形装置10是一种炉腔外弯曲成形装置，其成形模具18是设在加热炉14外面的，但是本发明也可以应用在成形模具18设在加热炉14内部的炉腔内弯曲成形的装置。
如所述，本发明通过位置调节装置50的伸臂与玻璃板在传送方向上的前端接触来实现玻璃板的定位，缩短了玻璃板从加热炉到成形模具下方位置之间的移动距离。这样的安排使玻璃板传送出加热炉和弯曲成形所需的时间段缩短，实现了玻璃板在保持高温时的弯曲成形操作，所以可以生产出有较少光学畸变的极好地弯曲成形的玻璃板。根据本发明的定位装置不仅可以应用在定位加热的玻璃板，还可以用来定位其它板状物件(如金属板和树脂板)。
成文于2001年5月9日的日本专利申请号2001-138798的完整公告，包括说明书、权利要求书、图和摘要，已经完全参照着结合在本文中了。
Claims (10)
1.一种板状物件定位装置，包括：一个传输装置，用来传送板状物件；一个位置调节装置，用来与所传送板状物体的前端相接触；一个移动单元，用来沿着板状物件的传送方向移动位置调节装置；以及一个控制器，用来控制传输装置和移动单元的运作；
其特征在于：控制器沿传送方向移动板状物件，使位置调节装置与板状物件的前端保持接触，控制器减小板状物件前进的速度，并且使位置调节装置停止以将板状物件定位在某个备用位置上。
2.如权利要求1所述的板状物件定位装置，其特征在于，所述传输装置包括：一个辊式输送器、一个导轨、一个可在导轨上滑动的导块以及一个设在导块上的支柱；所述位置调节装置包括一个设在支柱上的四杆机构、一个设在四杆机构上的伸臂，以使其能够在水平方向上延伸；所述移动单元是一个用来改变四杆机构形状的气缸，
其中，四杆机构包括一个固定在支柱上的第一连杆、一个通过销子与第一连杆一端连接的第二连杆、一个通过销子与第二连杆一端连接的第三连杆以及一个通过销子与第三连杆的一端连接且通过销子与第一连杆的另一端连接的第四连杆；
第二连杆包括一个与气缸活塞相连的舌状物。
3.一种玻璃板弯曲成形装置，包括：一个用来把玻璃板加热到一定的弯曲成形温度的加热炉、一个具有一定弯曲形状的型模、一个传送加热了的玻璃板的传输装置、一个把传送来的玻璃板定位在某个玻璃板备用位置的定位单元、以及一个压环，压环在玻璃板备用位置处接收玻璃板后，将它压向型模以弯曲成形；
其特征在于：定位单元包括一个用来与所传送板状物件前端接触的位置调节装置、一个用来沿玻璃板传送方向移动位置调节装置的移动单元、以及一个用来控制传输装置和移动单元的控制器；
控制器沿传送方向移动玻璃板，移动过程中保持位置调节装置与玻璃板前端的接触，并将玻璃板定位在备用位置上。
4.如权利要求3所述的玻璃板弯曲成形装置，其特征在于，所述传输装置包括一个辊式输送器、一个导轨、一个可在导轨上滑动的导块以及一个设在导块上的支柱；所述位置调节装置包括一个设在支柱上的四杆机构、一个设在四杆机构上的伸臂，以使其能够在水平方向上延伸；所述移动单元是一个用来改变四杆机构形状的气缸，
四杆机构包括一个固定在支柱上的第一连杆、一个通过销子与第一连杆一端连接的第二连杆、一个通过销子与第二连杆一端连接的第三连杆以及一个通过销子与第三连杆的一端连接且通过销子与第一连杆的另一端连接的第四连杆；
第二连杆包括一个与气缸的活塞相连的舌状物。
5.如权利要求3或4所述的弯曲成形装置，其特征在于：型模设在加热炉的外面；并且
辊式输送器传送加热炉送出的玻璃板直到一个正位于型模下方的位置上。
6.如权利要求3或4所述的弯曲成形装置，其特征在于：控制器通过移动单元控制位置调节装置的移动速度，使其移动速度低于辊式输送器的传送速度，从而将玻璃板定位在玻璃板的备用位置上，其过程中玻璃板一直在辊式输送器上滑动。
7.如权利要求3或4所述的弯曲成形装置，还包括：另一个定位单元，用来在垂直于传送方向的方向上偏移玻璃板以将其定位。
8.如权利要求3或4所述的弯曲成形装置，其特征在于：辊式输送器的辊子包裹着耐热的非编织布。
9.如权利要求3或4所述的弯曲成形装置，还包括：一个空气冷却和回火单元，用来空气冷却弯曲成形的玻璃板。
10.如权利要求3或4所述的弯曲成形装置，其特征在于：玻璃板用作汽车窗玻璃。
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