CN208249220U - 玻璃坯料上位机 - Google Patents

Abstract

本实用新型一种玻璃坯料上位机，属于玻璃生产技术领域，旨在解决现有坯料上位过程中因人工操作所带来的产品质量不稳定的问题。该玻璃坯料上位机工作时，先通过传送装置将装有坯料的坯料框传送至承载检测装置的工作台上，然后通过检测设备检测框内各坯料的位置并反馈给控制系统，再由控制系统发出控制指令给抓取装置，抓取装置根据指令控制坯料抓取夹具伸至工作台的正上方对坯料框内的坯料进行抓取，抓取后又由抓取装置将坯料准确放置到软化炉的固定工位处，完成坯料上位。一方面能够提高生产的自动化程度，节约劳动力，另一方面可以实现坯料的自动摆放，有效提高摆放位置的精准度和一致性，保证了所制得产品的质量和质量的稳定性。

Description

玻璃坯料上位机

技术领域

本实用新型属于玻璃生产技术领域，具体涉及一种玻璃坯料上位机。

背景技术

近年来，随着航空、航天、光通讯等行业的飞速发展，以及望远系统、医用显微系统、投影仪、扫描仪、数码相机、激光电视、手机摄像头、车载、安防等各种光学系统市场需求的迅猛增长，导致光学玻璃元件的需求量激增。

通常采用热成型法将光学玻璃制作为适用于各种光学系统的光学元件。最为常用的热成型方法为二次压型，因此光学玻璃的热成型主要是指光学玻璃二次压型。二次压型主要包括备料工序、坯料上位工序和压型工序；备料工序，将常温态的光学玻璃条料毛坯制备成一定大小、重量的光学玻璃坯料；坯料上位工序，将光学玻璃坯料清洗烘干后，用塑料筐盛装20 件左右放置到软化炉后端，操作人员根据软化炉的生产节拍，将光学玻璃坯料放置到软化炉的固定工位处，当一个周期完成后，软化炉就将坯料往前推移一个工位，操作人员继续摆放下一个坯料，循环往复；压型工序，光学玻璃坯料经过高温加热软化后，放于基本具有最终光学元件外观形状、尺寸的模具中加压，使软化的光学玻璃坯料被强行压制为光学元件。二次压型方法具有成型效率高，压制出的元件外观一致性好等优点，一般仅需将压好的光学元件型料做很小量的研磨、抛光，就可用于各种光学系统。

目前，坯料上位工序是通过人工来完成的；人工操作受个人因素的影响很大，容易带来产品质量的不稳定性。例如：在人工操作时，操作人员凭借经验完成，存在随机性误差，不能实现光学玻璃坯料准确定位，难以保证产品质量的一致性；又例如：不同的操作人员由于熟练程度不同、工作状态不一等因素，导致生产出的产品差异较大。

实用新型内容

本实用新型提供了一种玻璃坯料上位机，旨在解决现有坯料上位过程中因人工操作所带来产品质量的不稳定的问题。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：玻璃坯料上位机，包括传送装置、承载检测装置、抓取装置和控制系统；

所述承载检测装置包括工作台和检测设备，所述工作台宽度方向的两侧分别为进框侧和出框侧，所述检测设备设置在工作台的上侧，检测设备的检测部位与工作台的台面相对应；

所述传送装置的传送末端与工作台的进框侧相对应，且传送装置的传送末端的高度不低于工作台的台面的高度；

所述抓取装置包括坯料抓取夹具，抓取装置设置在承载检测装置的一侧，且抓取装置的坯料抓取夹具能够伸至工作台的台面的正上方；

所述检测设备和抓取装置分别与控制系统电连接。

该玻璃坯料上位机工作时，先通过传送装置将装有坯料的坯料框传送至承载检测装置的工作台上，然后通过检测设备检测框内各坯料的位置并反馈给控制系统，再由控制系统发出控制指令给抓取装置，抓取装置根据指令控制坯料抓取夹具伸至工作台的正上方对坯料框内的坯料进行抓取，抓取后又由抓取装置将坯料准确放置到软化炉的固定工位处，完成坯料上位。

进一步的是，所述传送装置包括底架、间隔设置在底架上的至少两个传动辊、绕传动辊设置一圈的传送带以及与传动辊传动连接的驱动装置。

进一步的是，所述传送装置的传送前端处设有放料区，传送装置的传送末端处设有缓存区，所述放料区的侧部和缓存区的侧部分别设置有第一传感器和第二传感器；所述驱动装置、第一传感器和第二传感器分别与控制系统电连接。

进一步的是，所述承载检测装置还包括第三传感器，所述第三传感器设置在工作台的侧部并与控制系统电连接。

进一步的是，所述承载检测装置还包括工作台支架和设置在工作台支架上的检测支架，所述工作台设置在工作台支架上，所述检测设备设置在检测支架的上端。

进一步的是，所述检测设备为摄像头。

进一步的是，所述抓取装置为机械手，所述坯料抓取夹具为设置在机械手端部的真空吸盘。

进一步的是，该玻璃坯料上位机还包括空框回收装置，所述空框回收装置包括回收框和导框槽，所述导框槽倾斜设置，导框槽的上端与工作台的出框侧相对应，导框槽的下端与回收框的框口相对应。

本实用新型的有益效果是：该玻璃坯料上位机具有分布紧凑、结构合理、操作便捷、调整方便等优势，将之应用于玻璃二次压型生产中，一方面能够提高生产的自动化程度，节约劳动力，另一方面可以实现坯料的自动摆放，有效提高摆放位置的精准度和一致性，保证了所制得产品的质量和质量的稳定性。

附图说明

图1是本实用新型的实施结构示意图；

图2是图1的俯视图；

图3是图1的左视图。

图中标记为：传送装置100、底架110、传动辊120、传送带130、驱动装置140、第一传感器150、第二传感器160、承载检测装置200、工作台210、检测设备220、第三传感器230、工作台支架240、检测支架250、抓取装置300、坯料抓取夹具310、坯料框400、坯料410、空框回收装置500、回收框510、导框槽520。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步的说明。

结合图1、图2和图3所示，玻璃坯料上位机，包括传送装置100、承载检测装置200、抓取装置300和控制系统；

承载检测装置200包括工作台210和检测设备220，工作台210宽度方向的两侧分别为进框侧和出框侧，检测设备220设置在工作台210的上侧，检测设备220的检测部位与工作台210的台面相对应；

传送装置100的传送末端与工作台210的进框侧相对应，且传送装置100的传送末端的高度不低于工作台210的台面的高度；

抓取装置300包括坯料抓取夹具310，抓取装置300设置在承载检测装置200的一侧，且抓取装置300的坯料抓取夹具310能够伸至工作台210的台面的正上方；

检测设备220和抓取装置300分别与控制系统电连接。

其中，传送装置100用于将装入坯料框400中的坯料410传送到承载检测装置200的工作台 210上，以便抓取装置300进行抓取；传送装置100的传送末端的高度一般高于或者等于工作台 210的台面的高度，以便将坯料框400顺利送至工作台210上；传送装置100可以为多种，例如：链传送装置、皮带输送装置、吊运装置等等；其优选为图1和图2所示的结构，即传送装置100 包括底架110、间隔设置在底架110上的至少两个传动辊120、绕传动辊120设置一圈的传送带 130以及与传动辊120传动连接的驱动装置140。底架110作为传送装置100的支撑载体，传动辊 120用于对传送带130进行传动，传送带130用于对坯料框400进行输送，所有的传动辊120均处于传送带130所围的圈内并将传送带130张紧，驱动装置140用于提供动力，优选采用电机作为驱动装置140；驱动装置140可以与其中一根传动辊120进行连接，实现单传动辊120驱动；也可通过传动机构分别与多根传动辊120进行连接，实现多根传动辊120同步驱动；驱动装置140 与传动辊120的传动连接方式可以为多种，例如：通过皮带连接、通过齿轮机构连接、通过齿条机构连接、通过减速器连接等等。

为了进一步提高该玻璃坯料上位机的自动化程度，再如图1所述，在传送装置100的传送前端处设有放料区，传送装置100的传送末端处设有缓存区，放料区的侧部和缓存区的侧部分别设置有第一传感器150和第二传感器160；驱动装置140、第一传感器150和第二传感器160 分别与控制系统电连接。通过第一传感器150和第二传感器160分别对放料区和缓存区进行检测，确认是否有坯料框400并反馈给控制系统；当第二传感器160检测到缓存区无坯料框400 且第一传感器150检测到放料区有坯料框400时，控制系统控制驱动装置140工作，使传送带130 将坯料框400向前传输，直到第二传感器160检测到缓存区有坯料框400为止，有效保证了生产的连续性；当第二传感器160检测到缓存区无坯料框400且第一传感器150检测到放料区也无坯料框400时，则控制系统发出报警信号。优选的，该玻璃坯料上位机还包括与控制系统电连接的报警器，当控制系统发出报警信号时，报警器开始工作，发出警报；报警器可以是蜂鸣器或者警示灯等等。

在上述基础上，为了保证传送装置100能够及时向工作台210送料，承载检测装置200还包括第三传感器230，第三传感器230设置在工作台210的侧部并与控制系统电连接。第三传感器 230用于检测工作台210上的坯料框400内是否还有坯料410并反馈给控制系统，当第三传感器 230检测到工作台210上的坯料框400内没有坯料410时，控制系统控制驱动装置140工作，使传送带130将缓存区的坯料框400向前传输至工作台210上。第一传感器150、第二传感器160和第三传感器230可采用红外传感器、光电传感器、行程开关等，优选采用三个光电开关分别作为第一传感器150、第二传感器160和第三传感器230。

承载检测装置200主要用于放置并检测待抓取的坯料410；工作台210用于放置坯料框400，待抓取的坯料410一般放置于该坯料框400中；工作台210通常为水平设置的平台，其可以为多种结构，例如：一体化的平面台、多根型材间隔分布构成的支撑台；检测设备220用于检测工作台210的台面上各坯料410的具体位置，并反馈给控制系统，以便控制系统控制抓取装置300 进行抓取工作；检测设备220的识别区域尺寸一般不小于300mm×400mm，识别速度需要小于1S，并要求具备防环境光线干扰功能；检测设备220可以为多种，例如：传感器、照相机、摄像机等，优选为摄像头；为保证检测设备220与控制系统之间通信的稳定性，优选采用RS485及 TCP/IP以太网进行通信。一般，承载检测装置200还包括工作台支架240和设置在工作台支架 240上的检测支架250，工作台210设置在工作台支架240上，检测设备220设置在检测支架250 的上端；工作台支架240为承载检测装置200的载体，通常由多根型材连接构成；检测支架250 用于支撑检测设备220，其结构一般根据检测设备220需要设置的位置进行适应性设计。

抓取装置300主要用于抓取坯料410，并将抓取到的坯料410准确放置到软化炉的固定工位处；抓取装置300可以为多种，例如：吸附抓取装置、夹取装置等；优选采用机械手作为本实用新型的抓取装置300，坯料抓取夹具310即为设置在机械手端部的真空吸盘；结合图1、图2 和图3所示，机械手一般包括多关节6轴，每个伺服电机的为1轴，每个轴实现直线的(或旋转的)二个方向的动作，最终合成为空间轨迹，以完成坯料410的抓取和摆放。机械手的电控系统包括IPC控制器、伺服驱动器、I/O模块、示教器、动力线缆和编码线缆。IPC控制器相当于人的大脑，所有程序和算法都在IPC中处理完成。根据现场位置和工艺条件，坯料210的重量不超过500g，加上真空吸盘2Kg左右的重量，因此一般选用抓取重量能够达到5Kg的机械手即可，对应臂长850mm也足以满足机械手的动作范围。机械手的控制主要由HRT机械手控制器、 HTP机械手示教器以及运行在这两种设备上的软件完成，采用具有NCUC总线协议，实现和数控装置高速的数据交换；具有高分辨率绝对式编码器接口，可以适配复合增量式、正余弦、全数字绝对式等多种信号类型的编码器，位置反馈分辨率最高达到23位。I/O模块包含开关量输入/输出子模块和模拟量输入/输出子模块。开关量输入子模块NPN、PNP两种接口可选，输出子模块为NPN接口，每个开关量均带指示灯。机械手的电控系统实现示教系统，轨迹坐标模拟、存储后，重复定位精度高达±0.06mm，完成程序编写后，稳定可靠的控制，可实现连续、周期动作。机械手一般通过电磁阀控制真空吸盘动作，吸取在坯料410的上表面，从而完成抓取和摆放。真空吸盘为SMC标准产品，通常根据坯料410外形尺寸选择型号规格，夹取对象、尺寸及重量：坯料410最大尺寸50mm×50mm×50mm、净重1kg，则选择篮筐最大尺寸300mm×400mm ×100mm、净重2kg的真空吸盘，真空吸盘不得污染和损伤坯料410。

控制系统主要用于收集反馈信号并对该玻璃坯料上位机的各电子元器件进行控制，以实现坯料410自动上位至软化炉的固定工位处的目的。控制系统的控制中枢可以为多种，例如： PLC或工控机；控制系统的输入设备优选采用触摸屏等友好方式，对所有工艺控制参数进行监控、记录和在线修改，并能对抓取装置300进行在线位置、速度参数进行修改控制；控制方式包括手动控制、自动控制及单步操作等模式，其中手动控制模式为人为触动启动按钮，设备完成一次单件坯料的取料及摆放动作；单步操作模式即按照程序语句一步一步地完成设定动作；优选采用RS485及TCP/IP以太网进行通信。

作为本实用新型的一种优选方案，再如图1、图2和图3所示，该玻璃坯料上位机还包括空框回收装置500，空框回收装置500包括回收框510和导框槽520，导框槽520倾斜设置，导框槽 520的上端与工作台210的出框侧相对应，导框槽520的下端与回收框510的框口相对应。当工作台210上的坯料框400内的坯料410被抓取完后，控制系统控制驱动装置140继续工作，使传送带130将缓存区的坯料框400向前传输至工作台210上，同时空的坯料框400则被装有坯料410 的坯料框400从工作台210的出框侧挤出，并顺着导框槽520滑入回收框510内。

该玻璃坯料上位机工作过程：得到启动信号→检测工作区域内有无人或异物障碍，真空度是否正常，工作台210上有无已经装框的坯料410，并将信号反馈给控制系统→控制系统控制传送装置100将装有坯料410的坯料框400传送至承载检测装置200的工作台210上→检测设备220检测框内各坯料410的位置并反馈给控制系统→控制系统根据各坯料410的位置坐标发出控制指令给抓取装置300，抓取装置300根据指令控制坯料抓取夹具310伸至工作台210的正上方对坯料框400内的坯料410进行抓取，抓取后又由抓取装置300将坯料410准确放置到软化炉的固定工位处，同时记录数量和坯料篮中的取料坐标工位→当工作台210上的坯料框400内的坯料410取空后，其控制驱动装置140继续工作，使传送带130将缓存区的坯料框400向前传输至工作台210上，然后抓取装置300继续抓取和摆放，同时空的坯料框400则被装有坯料410 的坯料框400从工作台210的出框侧挤出，并顺着导框槽520滑入回收框510内。

Claims (8)

1.玻璃坯料上位机，其特征在于：包括传送装置(100)、承载检测装置(200)、抓取装置(300)和控制系统；

所述承载检测装置(200)包括工作台(210)和检测设备(220)，所述工作台(210)宽度方向的两侧分别为进框侧和出框侧，所述检测设备(220)设置在工作台(210)的上侧，检测设备(220)的检测部位与工作台(210)的台面相对应；

所述传送装置(100)的传送末端与工作台(210)的进框侧相对应，且传送装置(100)的传送末端的高度不低于工作台(210)的台面的高度；

所述抓取装置(300)包括坯料抓取夹具(310)，抓取装置(300)设置在承载检测装置(200)的一侧，且抓取装置(300)的坯料抓取夹具(310)能够伸至工作台(210)的台面的正上方；

所述检测设备(220)和抓取装置(300)分别与控制系统电连接。

2.如权利要求1所述的玻璃坯料上位机，其特征在于：所述传送装置(100)包括底架(110)、间隔设置在底架(110)上的至少两个传动辊(120)、绕传动辊(120)设置一圈的传送带(130)以及与传动辊(120)传动连接的驱动装置(140)。

3.如权利要求2所述的玻璃坯料上位机，其特征在于：所述传送装置(100)的传送前端处设有放料区，传送装置(100)的传送末端处设有缓存区，所述放料区的侧部和缓存区的侧部分别设置有第一传感器(150)和第二传感器(160)；所述驱动装置(140)、第一传感器(150)和第二传感器(160)分别与控制系统电连接。

4.如权利要求3所述的玻璃坯料上位机，其特征在于：所述承载检测装置(200)还包括第三传感器(230)，所述第三传感器(230)设置在工作台(210)的侧部并与控制系统电连接。

5.如权利要求1所述的玻璃坯料上位机，其特征在于：所述承载检测装置(200)还包括工作台支架(240)和设置在工作台支架(240)上的检测支架(250)，所述工作台(210)设置在工作台支架(240)上，所述检测设备(220)设置在检测支架(250)的上端。

6.如权利要求5所述的玻璃坯料上位机，其特征在于：所述检测设备(220)为摄像头。

7.如权利要求1所述的玻璃坯料上位机，其特征在于：所述抓取装置(300)为机械手，所述坯料抓取夹具(310)为设置在机械手端部的真空吸盘。

8.如权利要求1、2、3、4、5、6或7所述的玻璃坯料上位机，其特征在于：还包括空框回收装置(500)，所述空框回收装置(500)包括回收框(510)和导框槽(520)，所述导框槽(520)倾斜设置，导框槽(520)的上端与工作台(210)的出框侧相对应，导框槽(520)的下端与回收框(510)的框口相对应。