CN210475839U - 隧道炉式激光热熔玻璃倒角设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型实施例公开了隧道炉式激光热熔玻璃倒角设备，包括包括上料输入辊道和下料输入辊道、升降旋转机构、内圈倒角激光器和外圈倒角激光器；在上料输入辊道的上方设置有升温隧道炉，在下料输入辊道的上方设置有降温隧道炉；升降旋转机构设置在上料输入辊道和下料输入辊道的端部，内圈倒角激光器和外圈倒角激光器设置在升降旋转机构的一侧；本实用新型采用升温隧道炉和降温隧道炉，能够在激光对玻璃进行热熔倒角时，保持玻璃的力学性能稳定。

Description

隧道炉式激光热熔玻璃倒角设备

技术领域

本实用新型涉及激光加工自动化领域，尤其涉及隧道炉式激光热熔玻璃倒角设备。

背景技术

现有的玻璃加工工艺采用刀轮切割外形，边角锐利，需要采用“C”型或“鞍型”砂轮辅以水或含有磨削颗粒的液体进行磨削加工。磨削过程会产生工业废水，而且磨削液体也会飞溅至玻璃产品非加工区域，甚至划伤玻璃。

随着玻璃生产加工技术的进步，玻璃的强度，透光度，表面平整度等性能极大的提高。越来越多的应用领域要求玻璃在满足以上性能指标的前提下厚度要求越来越薄，对玻璃的外形特征要求也越来越高。

而磨削加工适用于尺寸比较大的玻璃，对于尺寸比较小的玻璃，并且厚度比较薄的玻璃，尤其是对于尺寸为圆形的玻璃，在采用磨削加工的时候，加工效率比较低，而且加工后的玻璃边缘比较锋利，其应力集中而影响玻璃强度，锋利的锐角也不便于搬运、装配。

所以现在一般采用激光来对玻璃进行倒角，能够尺寸比较小的圆形的玻璃的倒角，也避免了因为磨削加工而产生的工业废水，而且也不会有液体飞溅至玻璃产品的非加工区域，但是现有的激光加工玻璃倒角的方式无法解决由于激光对玻璃进行热熔倒角时，在玻璃内产生的应力过大而降低被加工的玻璃力学性能降低的问题。

实用新型内容

为解决由于激光热熔玻璃倒角而在被加工的玻璃内产生的应力过大的问题，本实用新型提供了隧道炉式激光热熔玻璃倒角设备，主要内容如下：

包括上料输入辊道和下料输入辊道、升降旋转机构、内圈倒角激光器和外圈倒角激光器；在所述上料输入辊道的上方设置有用于加热待加工的玻璃的升温隧道炉，在所述下料输入辊道的上方设置有用于对所述玻璃降温的降温隧道炉；所述升降旋转机构设置在所述上料输入辊道和所述下料输入辊道的端部，所述内圈倒角激光器和所述外圈倒角激光器设置在所述升降旋转机构的一侧。

优选的，所述激光热熔玻璃倒角设备还包括转盘、第一辐射加热块、第二辐射加热块；所述升降旋转机构包括内圈升降旋转机构和外圈升降旋转机构；围绕着所述转盘依次设置有所述上料输入辊道、所述第一辐射加热块、所述内圈升降旋转机构、所述第二辐射加热块、所述外圈升降旋转机构和所述下料输入辊道；在所述内圈升降旋转机构的外侧设置有所述内圈倒角激光器；在所述外圈升降旋转机构的外侧设置有所述外圈倒角激光器。

优选的，在所述转盘上设置有多个通孔，所述玻璃设置于所述转盘上并与所述通孔正对。

优选的，围绕着所述转盘，在所述上料输入辊道和所述第一辐射加热块之间还设置有上料机械手，在所述外圈升降旋转机构和所述下料输入辊道之间还设置有下料机械手。

优选的，所述上料机械手和所述下料机械手均能沿水平和竖直方向运动。

优选的，所述上料机械手包括上料机械手驱动组件、夹爪气缸和夹爪，所述上料机械手驱动组件能够驱动所述夹爪气缸沿水平和竖直方向运动，所述夹爪气缸用于控制所述夹爪的开闭；所述下料机械手包括下料机械手驱动组件、第一电机和取料手，所述取料手与所述第一电机的电机轴固定连接，所述下料机械手驱动组件用于驱动所述第一电机沿水平和竖直方向运动。

优选的，隔热杆的相对两端分别与所述夹爪气缸及所述夹爪连接；所述第一电机的电机轴与所述取料手之间连接有旋转主轴，所述第一电机用于驱动所述旋转主轴旋转，在所述旋转主轴上设置有隔热件。

优选的，所述隧道炉式激光热熔玻璃倒角设备还包括用于将所述玻璃定位的定位装置，所述定位装置设于所述上料输入辊道的靠近所述转盘的一侧。

优选的，所述隧道炉式激光热熔玻璃倒角设备还包括石墨治具，所述石墨治具的数量与所述通孔的数量相等，所述石墨治具放置在所述转盘上，并与相应的通孔正对，所述玻璃放置在所述石墨治具上。

优选的，在所述石墨治具上设置有定位件，所述定位件用于定位所述玻璃。

实施本实用新型实施例，将具有如下有益效果：

通过升温隧道炉，将待加工的玻璃从室温缓慢加热，使待加工的玻璃均匀受热，避免激光对其边缘进行热熔倒角时内外圈边缘与非加工区域因温度梯度的产生而产生暂时过大的应力，在此温度区间玻璃弹性松弛，也避免了因为应力而产生较大的弯曲变形；通过降温隧道炉在激光对玻璃热熔倒角完成后，将玻璃从高温状态缓慢降至室温，通过缓慢降温，减少温度梯度，减少玻璃内部永久应力，相当于对玻璃进行退火处理，使其内应力得以消失，保证激光热熔倒角之后玻璃的形状和力学性能不发生变化。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

其中：

图1为一实施例中隧道炉激光热熔倒角设备的侧视结构示意图；

图2为图1中隧道炉激光热熔倒角设备的局部俯视结构示意图；

图3为图1中隧道炉激光热熔倒角设备的结构示意图；

图4为图1中隧道炉激光热熔倒角设备的转盘组件的结构示意图；

图5为图1中隧道炉激光热熔倒角设备的转盘的结构示意图；

图6为图1中隧道炉激光热熔倒角设备的石墨治具的结构示意图；

图7为图1中隧道炉激光热熔倒角设备的定位装置的结构示意图；

图8为图1中隧道炉激光热熔倒角设备的上料机械手的结构示意图；

图9为图1中隧道炉激光热熔倒角设备的下料机械手的结构示意图；

图10为图1中隧道炉激光热熔倒角设备的内圈升降旋转机构的结构示意图；

图11为图1中隧道炉激光热熔倒角设备的外圈升降旋转机构的结构示意图；

图12为图1中隧道炉激光热熔倒角设备的内圈倒角倒角激光器的结构示意图；

图13为图1中隧道炉激光热熔倒角设备的外圈倒角倒角激光器的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1、图2和图3所示，隧道炉式激光热熔玻璃倒角设备，包括转盘组件300、上料机械手200、下料机械手400、内圈倒角激光器500和外圈倒角激光器600。

如图3和图4所示，所述转盘组件300包括转盘301、高精度凸轮分割器303与隔热支撑件302，所述高精度凸轮分割器303能够带动所述转盘301旋转。在所述转盘301上设置有八个通孔，石墨治具320设置在转盘301上，并与相应的通孔正对，石墨治具的结构图如图6所示，在每个石墨治具上均设置有定位件，所述定位件能够将玻璃的外侧定位，防止滑落。玻璃放置在石墨治具320上，便于将玻璃进行升降和夹持。所述转盘组件300能使得本实用新型的多隧道炉式激光热熔倒角设备更智能化，更容易由一个工位转换到另一个工位。

每个通孔分别对应一个工位，上料工位321、第一加热工位322、第二加热工位323、第一升降工位324、第三加热工位325、第四加热工位326、第二升降工位327、下料工位328，上料输入辊道101设置在所述上料工位321处，在所述第一加热工位322、第二加热工位323的上方设置有第一辐射加热块311，当玻璃从上料输入辊道101上被移动到上料工位321上时，该段时间内的玻璃温度会下降，所述第一辐射加热块311是为了将温度下降后的玻璃加热；内圈升降旋转机构340和外圈升降旋转机构350是为了将玻璃进行升降，防止在激光加工玻璃的过程中损坏转盘301。在所述第一升降工位324处的通孔的正下方设置有内圈升降旋转机构340，使得内圈升降旋转机构340能更容易将石墨治具进行升降；在所述内圈升降旋转机构340的外侧设置有内圈倒角激光器500，所述内圈倒角激光器500对内圈升降旋转机构340上的玻璃进行激光热熔内倒角，内圈升降旋转机构340带动玻璃旋转一圈后，内倒角完成；所谓内侧和外侧是指，沿所述转盘301的径向方向，靠近所述转盘301圆心的一侧为内侧，远离所述转盘301圆心的一侧为外侧。

在所述第三加热工位325、第四加热工位326的上方设置有第二辐射加热块312，玻璃在第一升降工位324上被加工时，温度会降低，所以，第二辐射加热块312对加工完内倒角的玻璃进行再次加温；在所述第二升降工位327处的通孔的正下方设置有外圈升降旋转机构350，使得所述外圈升降旋转机构350能更容易将第二升降工位327处的玻璃进行升降和旋转，在所述外圈升降旋转机构350的外侧设置有外圈倒角激光器600，所述外圈倒角激光器600对外圈升降旋转机构350上的玻璃进行激光热熔外倒角，外圈升降旋转机构350带动玻璃旋转一圈后，外倒角完成。

在所述上料输入辊道101和第一辐射加热块311之间还设置有上料机械手200，外圈升降旋转机构350和下料输入辊道102之间还设置有下料机械手400。所述上料机械手200和下料机械手400能够更进一步提高本隧道炉式激光热熔玻璃倒角设备的自动化程度。

隧道炉式激光热熔玻璃倒角设备还包括上料输入辊道101和下料输入辊道102，所述上料输入辊道101和下料输入辊道102平行设置，如此设置，能节省本实用新型所提到的隧道炉式激光热熔玻璃倒角设备的占地空间。在所述上料输入辊道101和下料输入辊道102上设置有陶瓷辊轮113，所述陶瓷辊轮113外设置有陶瓷辊轮电机，用于驱动所述陶瓷辊轮113转动；在所述上料输入辊道101的上方设置有升温隧道炉，所述升温隧道炉分为四段，分别为第一段升温隧道炉103、第二段升温隧道炉105、第三段升温隧道炉107和第四段升温隧道炉109；通过第一段升温隧道炉103、第二段升温隧道炉105、第三段升温隧道炉107和第四段升温隧道炉109，能够将待加工的玻璃从室温缓慢加热至400℃到600℃，使待加工的玻璃均匀受热，避免在激光对其进行热熔倒角时，内外圈边缘与非加工区域因温度梯度而产生暂时过大的应力，也避免了因为应力而产生较大的弯曲变形；在所述下料输入辊道102的上方设置有降温隧道炉，分别为第一段降温隧道炉104、第二段降温隧道炉106、第三段降温隧道炉108和第四段降温隧道炉110；通过第一段降温隧道炉104、第二段降温隧道炉106、第三段降温隧道炉108和第四段降温隧道炉110在激光对玻璃热熔倒角完成后，将玻璃从高温状态缓慢降至室温，通过缓慢降温，减少温度梯度，减少玻璃内部永久应力，相当于对玻璃进行退火处理，使其内应力得以消失，保证激光热熔倒角完成后玻璃的形状和力学性能不发生变化。所述隧道炉式激光热熔玻璃倒角设备还包括用于将玻璃定位的定位装置，所述定位装置设于所述上料输入辊道的靠近所述转盘的一侧，如图7所示，所述定位装置包括导向定位杆111，所述导向定位杆111的数量为两个，均设置在所述第四段升温隧道炉109的靠近转盘的一侧，并且两个所述导向定位杆呈夹角设置，慢慢缩小陶瓷辊轮113的宽度，使得玻璃在所述上料输入辊道101的端部定位，方便上料机械手200的抓取。

上料机械手200的结构如图8所示，所述上料机械手包括上料机械手驱动组件(图中未示出)、夹爪气缸203和夹爪205，所述夹爪气缸203固定在所述第一连接板上，所述上料机械手驱动组件能够驱动所述第一连接板在垂直轴202上上下运动，所述上料机械手驱动组件能够驱动垂直轴202在水平轴201上水平运动，所述夹爪205通过三根隔热杆204与夹爪气缸203连接，实现夹爪205的开闭，其中夹爪205闭合后的内切直径较玻璃产品直径大0.1-0.5mm，避免玻璃受径向挤压。

下料机械手400的结构图如图9所示，所述下料机械手400包括下料机械手驱动组件(图中未示出)、第一电机403和取料手406，所述取料手406为U型，所述第一电机403带动旋转主轴404旋转180°，所述取料手406与所述旋转主轴404固定连接，在所述旋转主轴404上设置有隔热件405，所述下料机械手400还包括第二连接板，所述第一电机403固定设置在所述第二连接板上，所述下料机械手驱动组件驱动所述连接板在垂直升降轴402上上下运动，所述下料机械手驱动组件驱动所述垂直升降轴402在水平直线轴401上运动。

内圈升降旋转机构340的结构如图10，包括内圈升降气缸342和第二电机，L型固定座、水平连接板和竖直连接板，所述L型固定座包括底板和侧板，所述内圈升降气缸342固定设置在所述底板上，所述第二电机固定设置在所述水平连接板上，所述内圈升降气缸342的推杆与所述水平连接板固定连接，在所述侧板上设置有滑轨344，在所述竖直连接板上设置有滑块，所述滑块在所述滑轨344上滑动；所述滑块在滑轨344上滑动，能够使得内圈升降旋转主轴341在竖直方向上升降时更稳定，不会晃动，并且固定座设置成L型，能够节省整个内圈升降旋转机构340的安装空间；第二电机用于驱动内圈升降旋转主轴341旋转，在所述内圈升降旋转主轴341的中心套设有内圈升降旋转芯轴343，在所述内圈升降旋转芯轴的中心开设有孔，向所述内圈升降旋转芯轴的孔内输送冷却液体，防止内圈升降旋转主轴341过热，在所述内圈升降旋转芯轴343的顶部设置有第一台阶结构，所述第一台阶结构用于将所述石墨治具320顶起，便于对玻璃的内圈进行加工。

外圈升降旋转机构350的结构如图11所示，外圈升降旋转机构350与内圈升降旋转机构340的结构类似，包括外圈升降气缸352、第二电机，外圈升降旋转主轴351，外圈升降导轨354、外圈升降旋转芯轴353等，其他相似之处在此不赘述，与内圈升降旋转机构340不同的是，在所述外圈升降旋转芯轴353的顶部设置有第二台阶结构，所述外圈升降旋转芯轴353的顶部的第二台阶结构用于顶起玻璃的内圈，便于对外圈进行加工。

内圈倒角激光器500的结构如图12所示，包括内圈激光发生器502、内圈激光发生器光路系统501和内圈激光发生器安装架504，在所述内圈激光发生器安装架504上设置有斜面，所述内圈激光发生器502通过丝杆结构503安装在所述斜面上，可以通过调节所述丝杆结构503来调节内圈激光发生器502在水平方向上的位置，内圈激光发生器安装架504通过丝杆结构505安装在地面，可以通过调节丝杆结构505来调节内圈激光发生器502在斜面上的相对位置；所以，所述内圈激光发生器502适用于不同尺寸的玻璃。

外圈倒角激光器600的结构如图13所示，外圈激光发生器602、外圈激光发生器光路系统601，外圈激光发生器安装架604，所述外圈激光发生器602水平放置，所述外圈激光发生器602通过丝杆结构603安装在外圈激光发生器安装架604上，可以通过调节丝杆结构603来调节外圈激光发生器602在朝向所述转盘圆心方向的位置，外圈激光发生器安装架604通过丝杆结构605安装在地面上，可以通过调节丝杆结构605来调节外圈激光发生器602在垂直于所述转盘半径方向的位置。

上料输入辊道101将待加工的玻璃从室温状态输送至第一段升温隧道炉103，玻璃缓慢加热，然后依次通过第二段升温隧道炉105、第三段升温隧道炉107和第四段升温隧道炉109后，逐渐达至400℃然后上料搬运机械手200将夹爪205移至定位装置的上方，将玻璃从第四段隧道炉109的定位装置处搬运至转盘301上的上料工位321处，转盘301顺时针转至第一加热工位322、第二加热工位323，所述第一辐射加热块311使石墨治具320与玻璃产品达至460℃-500℃，然后转盘301转至工位324处，此时内圈升降旋转机构340通过内圈升降旋转主轴341将工位324上面的石墨治具320与玻璃举升起来，第二电机驱动内圈升降旋主轴341匀速旋转，内圈倒角激光器500上面的内圈激光发生器502，通过内圈激光发生器光路系统501，将激光506照射至玻璃内圈，激光506在入射角度15°到75°的区间内对玻璃的内圈进行热熔倒角，待玻璃内圈经激光506均匀照射一周后，内圈热熔倒角完成，内圈升降旋转机构340带动石墨治具320与玻璃下降，使得玻璃回到转盘301上的第一升降工位324处；

然后转盘301继续顺时针旋转至第三加热工位325、第四加热工位326，此时石墨治具320与内圈倒角完成的玻璃在第二辐射加热块312下面，使其二次升温，补偿在第一升降工位324损失的热量，再次达至460℃-500℃的加工温度；

转盘301继续顺时针旋转至第二升降工位327处，外圈升降旋转机构350通过外圈升降旋转主轴351将第二升降工位327上的玻璃升起，外圈升降旋转主轴351带动玻璃旋转，外圈倒角激光器600上的外圈激光发生器602通过外圈激光发生器光路系统601，将激光606照射至玻璃外圈，待玻璃外圈经激光606均匀照射一周后，外圈热熔倒角完成。

同时下料搬运机械手400的取料手406移至旋转外圈升降旋转主轴351的中心，外圈倒角完成后，外圈升降旋转机构350带动玻璃下降，此时玻璃被取料手406获取。然后取料手406带动玻璃从旋转主轴351的中心离开，第一电机403带动旋转主轴404旋转180°，取料手406将玻璃移向下料输送辊道110上面。

当外圈升降旋转机构350下降后，转盘301旋转至下料工位328，石墨治具空载降至400°，转盘301继续旋转至上料工位321。

上述动作往复进行，每一片玻璃均经过八工位，实现均匀加热，并分次进行内外圈倒角。倒角完成的玻璃均通过降温辊道第四段降温隧道炉110，第三段降温隧道炉108，第二段降温隧道炉106，第一段降温隧道炉104缓慢降温至室温。

以上所揭露的仅为本实用新型较佳实施例而已，当然不能以此来限定本实用新型之权利范围，因此依本实用新型权利要求所作的等同变化，仍属本实用新型所涵盖的范围。

Claims (10)

1.隧道炉式激光热熔玻璃倒角设备，其特征在于：包括上料输入辊道和下料输入辊道、升降旋转机构、内圈倒角激光器和外圈倒角激光器；在所述上料输入辊道的上方设置有用于加热待加工的玻璃的升温隧道炉，在所述下料输入辊道的上方设置有用于对所述玻璃降温的降温隧道炉；所述升降旋转机构设置在所述上料输入辊道和所述下料输入辊道的端部，所述内圈倒角激光器和所述外圈倒角激光器设置在所述升降旋转机构的一侧。

2.如权利要求1所述的隧道炉式激光热熔玻璃倒角设备，其特征在于：所述激光热熔玻璃倒角设备还包括转盘、第一辐射加热块、第二辐射加热块；所述升降旋转机构包括内圈升降旋转机构和外圈升降旋转机构；围绕着所述转盘依次设置有所述上料输入辊道、所述第一辐射加热块、所述内圈升降旋转机构、所述第二辐射加热块、所述外圈升降旋转机构和所述下料输入辊道；在所述内圈升降旋转机构的外侧设置有所述内圈倒角激光器；在所述外圈升降旋转机构的外侧设置有所述外圈倒角激光器。

3.如权利要求2所述的隧道炉式激光热熔玻璃倒角设备，其特征在于：在所述转盘上设置有多个通孔，所述玻璃设置于所述转盘上并与所述通孔正对。

4.如权利要求2或3所述的隧道炉式激光热熔玻璃倒角设备，其特征在于：围绕着所述转盘，在所述上料输入辊道和所述第一辐射加热块之间还设置有上料机械手，在所述外圈升降旋转机构和所述下料输入辊道之间还设置有下料机械手。

5.如权利要求4所述的隧道炉式激光热熔玻璃倒角设备，其特征在于：所述上料机械手和所述下料机械手均能沿水平和竖直方向运动。

6.如权利要求5所述的隧道炉式激光热熔玻璃倒角设备，其特征在于：所述上料机械手包括上料机械手驱动组件、夹爪气缸和夹爪，所述上料机械手驱动组件能够驱动所述夹爪气缸沿水平和竖直方向运动，所述夹爪气缸用于控制所述夹爪的开闭；所述下料机械手包括下料机械手驱动组件、第一电机和取料手，所述取料手与所述第一电机的电机轴固定连接，所述下料机械手驱动组件用于驱动所述第一电机沿水平和竖直方向运动。

7.如权利要求6所述的隧道炉式激光热熔玻璃倒角设备，其特征在于：隔热杆的相对两端分别与所述夹爪气缸及所述夹爪连接；所述第一电机的电机轴与所述取料手之间连接有旋转主轴，所述第一电机用于驱动所述旋转主轴旋转，在所述旋转主轴上设置有隔热件。

8.如权利要求2所述的隧道炉式激光热熔玻璃倒角设备，其特征在于：所述隧道炉式激光热熔玻璃倒角设备还包括用于将所述玻璃定位的定位装置，所述定位装置设于所述上料输入辊道的靠近所述转盘的一侧。

9.如权利要求3所述的隧道炉式激光热熔玻璃倒角设备，其特征在于：所述隧道炉式激光热熔玻璃倒角设备还包括石墨治具，所述石墨治具的数量与所述通孔的数量相等，所述石墨治具放置在所述转盘上，并与相应的通孔正对，所述玻璃放置在所述石墨治具上。

10.如权利要求9所述的隧道炉式激光热熔玻璃倒角设备，其特征在于：在所述石墨治具上设置有定位件，所述定位件用于定位所述玻璃。

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