玻錐冷割頭設備的製作方法

2023-05-24 12:55:46 2

專利名稱：玻錐冷割頭設備的製作方法
技術領域：
本發明屬於切割裝置，尤其涉及玻錐生產中的冷割頭設備。
背景技術：
目前，玻錐切割主要採用熱割頭，即對熱態錐進行切割，熱割頭採用刀具旋轉，內面切割，容易產生玻璃屑，切割面平整度偏差也較大，切割中心調整時需要停機，切割關節易老化。另外，熱割機有多個工位，切割高度難以控制，所以很難做到無人操作。

發明內容
本發明需要解決的技術方案在於提供一種玻錐冷割頭設備，以克服現有技術切割產生玻璃屑、切割面不平整、及難以無人操作等缺點。
本發明的技術方案如下包括工作檯、工作檯上的臺面浮動支撐、固定在工作檯上的立柱、固定在立柱一側面上的滾珠絲杆、與滾珠絲杆活動連接的移動架、立柱另一側與移動架及其上裝置重量匹配且通過鏈輪組件與移動架連接的配重及設置在立柱頂端的伺服電機，還包括安裝在移動架上的火頭裝置、抓取裝置和刀具裝置，所述火頭裝置為冷割火頭裝置，在滾珠絲杆兩側的立柱上固定有與移動架活動連接的平行導軌。
所謂冷割火頭，即俗稱的硬火頭，其燃燒氣體為液化石油氣LPG和氧氣的混合氣體燃燒，混合氣體含氧高、火焰細。
所述立柱一側面上沿立柱方向安裝有兩條平行導軌，移動架通過滑塊可以在導軌上作垂直上下運動，而移動架的動力來自於安裝在立柱頂端的伺服電機和兩端固定在立柱側面上的滾珠絲杆的驅動，移動架與絲杆通過螺母連接。
所述鏈輪組件安裝在立柱頂端，該組件主要有鏈條和鏈輪，兩個鏈輪固定在立柱頂端，鏈條兩端分別連接移動架和與移動架(包括安裝在移動架上的其他裝置)相等重量的配重，當絲杆帶動移動架在導軌上作上下運動時，一端固定在移動架上的鏈條也被牽動，從而帶動鏈條另一端的配重在立柱另一側作同樣的上下運動。
在緊貼移動架下端還固定有定位支架和與移動架平面平行且固定在定位支架下端的定位板，在定位板正中央開有一個與製品(即玻錐)所帶定位環尺寸匹配的定位孔，製品定位環一般採用石墨製造，定位環內孔尺寸與製品射線偏轉區部尺寸相匹配。
所述火頭裝置包括軸心正對上述定位孔且安裝在移動架中的花鍵軸套組件和分別安裝在軸套組件兩側的火頭旋轉電機及氣缸(控制花鍵軸上下運動)。花鍵軸的旋轉受旋轉電機的驅動，而軸套組件的上下運動則由氣缸帶動；花鍵軸套組件的齒輪和旋轉電機的齒輪安裝在緊貼移動架下方而固定的齒輪盒中；所述花鍵軸為中空，花鍵軸頂端和末端均固定有彎管接頭，它可將軸內氣管和軸外另一段氣管連通，花鍵軸末端還同軸安裝了一向外伸出距離略大於上述定位孔直徑的剛性旋轉臂，該旋轉臂末端為帶有燃燒火頭的火焰頭座，而上述軸外氣管最終可通過旋轉臂末端火焰頭座上的另一彎管接頭接入火焰頭座中，並通過火頭座端的火焰頭噴火。
所述刀具裝置被同時安裝在移動架垂直面的下部和上述定位板上，整個裝置保持水平，割刀在裝置內氣缸的帶動下可沿定位板平面方向伸進伸出從而切割製品。在刀具裝置一側還設置有冷氣管，可以在割刀退出切割的等待時間吹送冷空氣以達到降溫的目的。
所述抓取裝置包括固定在移動架上的旋轉氣缸、與旋轉氣缸固定連接的軸承、軸承末端的夾爪擺臂及固定在擺臂下部的夾爪，旋轉氣缸由PLC控制。
所述臺面浮動支撐裝置共有四組，分別支撐著製品底面的四個角，每一組支撐裝置的X、Y水平面內設置有平面軸承和移動鋼珠，而Z向(即垂直方向)設置有上下方向彈簧，當製品在移動架的壓力下向下著力時，彈簧的彈力可以保證製品不至於過定位，起到了浮動作用，且其與製品接觸表面為非金屬尼龍材料。避免製品SE面的碰傷。
上述冷割火頭裝置、刀具裝置、割頭抓取裝置以及滾珠絲杆的動作均由外部PLC可編程控制器控制。
本發明的有益效果是由於火源為含氧高、火焰細的硬火，而刀具在動作前一直被壓縮冷空氣冷卻，因而切割瞬間的冷熱差使得玻璃發生迅速爆裂，切割面整齊均勻，而且冷割頭採用火頭旋轉對錐體進行局部加熱，割刀在外面切割，不會產生玻璃屑；再則，製品錐的浮動支撐保證了製品在X、Y、Z三個方向自由浮動，從而定位環可以精確定位，伺服電機和滾珠絲杆的設計使得切割中心無須停機調整，能夠做到無人操作；另外，刀具不旋轉而只在氣缸的作用下進出運動，磨損變得很小。


圖1為本發明的側面結構示意圖，圖中只繪出本發明的主要組成裝置。因如若從圖示方向看，刀具裝置的一部分結構將被抓取裝置遮擋，所以圖1中未繪出刀具裝置；圖2為對圖1的補充，指出了刀具裝置在總圖中的位置；圖3為本發明正視方向火頭裝置的結構示意圖；圖4為本發明刀具裝置的側面結構示意圖；圖5為圖4中刀架的結構示意圖和割刀內部的俯視結構圖；圖6為本發明正視方向抓取裝置的結構示意圖。
圖7為本發明臺面浮動支撐裝置的結構示意圖。
具體實施例方式
以下結合附圖和具體實施例對本發明作詳細說明。
如圖1和圖2，本發明包括工作檯1、工作檯上的臺面浮動支撐2、固定在工作檯上的立柱3、固定在立柱一側面上的滾珠絲杆6、與滾珠絲杆活動連接的移動架4、立柱另一側與移動架及其上裝置重量匹配且通過鏈輪組件與移動架連接的配重5及設置在立柱頂端的伺服電機7，還包括安裝在移動架上的火頭裝置8、抓取裝置9和刀具裝置10、所述火頭裝置8為冷割火頭裝置，立柱一側面上沿立柱方向安裝有兩條平行導軌，導軌位於絲杆兩側，移動架可通過滑塊在導軌上作垂直上下運動。在移動架4下端還固定有定位支架11和與移動架平面平行且固定在定位支架下端的定位板12，在定位板正中央開有一個與製品(即玻錐)所帶定位環尺寸匹配的定位孔，本實施例中，定位支架為四條鋼柱，定位板為矩形，因此定位支架和定位板為火頭旋轉和割刀切割提供了一定的三維空間。工作檯1和定位板12之間的空間即為生產線穿過工作檯輸送製品到切割工位的空間。
如圖3，所述火頭裝置包括軸心正對上述定位孔且安裝在移動架中的花鍵軸套組件13和分別安裝在軸套組件兩側的火頭旋轉電機14及控制花鍵軸上下運動的氣缸15，花鍵軸套組件穿過移動架4板面安裝。本實施例採用常見的花鍵軸套組件，主要包括花鍵軸、內花鍵套、軸承座、軸承蓋、軸承殼、軸套和齒輪等，軸承座正好嵌在移動架中，軸承蓋罩於上部，其內的上下兩個內花鍵套將花鍵軸固定在中間，花鍵軸套組件13上部為軸承殼和軸套，而旋轉減速電機14內的轉軸齒輪和與之嚙合的花鍵軸套組件13中內花鍵套上的齒輪安裝在緊貼移動架下方的齒輪盒16中，旋轉減速電機14通過齒輪驅動內花鍵套並帶動花鍵軸的旋轉；花鍵軸為中空，其頂端和末端均設置有高速旋轉接頭，混合氣體氣管可從外部引入，然後通過安裝在軸套組件13頂端的高速旋轉接頭17從花鍵軸頂部進入其中空部分，又從花鍵軸末端的另一旋轉接頭穿出；花鍵軸末端還同軸安裝了一向外伸出距離略大於上述定位孔直徑的剛性旋轉臂18，旋轉臂可以和花鍵軸一起旋轉(這種組合即稱為硬火頭)，該旋轉臂末端為帶有燃燒火頭的火焰頭座19，火焰頭座19一側安裝有一彎轉接頭20，上述花鍵軸末端的旋轉接頭和此彎轉接頭之間可通過氣管相連，從而將混合氣體接入火焰頭座中；充滿混合氣體的火頭可在旋轉臂的帶動下作旋轉運動，同時把混合氣體輸送到火焰頭以對製品噴火。在氣缸旁側的移動架上還可安裝一緩衝構件21，該緩衝構件頂端為一彈性材料製成的保護套，以防止當花鍵軸在氣缸帶動下向下運動時，固定在花鍵軸和氣缸頂部並連接兩者的一頂板對氣缸或旋轉電機等造成衝擊，並波及移動架。
如圖4圖5，刀具裝置包括連接板22、連接座23、調整座24、刀架25、割刀26、蓋板27、滑座28和壓簧29，割刀為圓形刀，材料為硬質合金。連接板22一頭固定在移動架的垂直平面上，另一頭固定在連接座23上，連接板內部安裝有受控於PLC控制器的氣缸，連接座可通過兩個支座固定在移動架下方的定位板上，從而刀具可以沿定位板方向作伸縮運動；調整座24懸空固定在定位板上的兩個支座中間；通過調節調整座上的螺釘可以改變調節座的高度，從而改變調整座下刀架的高度，這樣切割出來的尺寸大小可以不同。刀架25安裝在調整座下方的蓋板27內，並固定在蓋板的滑座28上，滑座又置於蓋板的滑軌上，因而固定在滑座上的刀架在連接板內氣缸的帶動下可伸縮移動於滑軌上。刀架末端固定有壓簧29，其作用是保證刀具與製品的彈性接觸。
如圖6，抓取裝置包括固定在移動架4上的旋轉氣缸30、通過轉軸31與旋轉氣缸固定連接的軸承32(軸承外同軸安裝有軸承座)、同軸套裝在轉軸末端外的擺臂33及固定在擺臂下部的夾爪34，旋轉氣缸由PLC控制，在氣缸的帶動下擺臂可在90度範圍內擺動，而夾爪內設置有專門的抓取氣缸，氣缸可帶動夾爪打開或閉合。
如圖7，臺面浮動支撐裝置共有四組，每一組包括底座35、導柱36、墊板37、支撐板38、推力球軸承39及彈簧40。底座35通過支架固定於工作檯上，底座內設置有兩根導柱36和垂直方向彈簧40，而導柱內安裝有直線軸承，直線軸承和彈簧均起到緩衝作用，使得製品可以在Z向自由浮動；支撐板38和墊板39依次安裝於導柱上，而推力球軸承39則設置在墊板和支撐板之間的水平面內，起到水平自由浮動的作用；墊板上還設置有一塊非金屬材料製成的保護層，起到保護製品的作用。
本發明的工作流程為當玻錐被生產線運送到工作檯上的割頭工位後，PLC可編程控制器控制伺服電機，使滾珠絲杆帶動移動架垂直向下運動，而同時冷割火頭裝置中的花鍵軸也在氣缸的帶動下向下運動，生產流水線將製品送到工位，並使製品待切割的頭頸部分正好卡在定位板的定位孔中；在旋轉電機的驅動下，花鍵軸帶動旋轉臂作旋轉運動，氣管內氧氣和LPG混合後的氣體經過花鍵軸被送到火頭，並在旋轉臂的作用下開始對玻錐頭頸進行旋轉加熱，而在旋轉加熱的同時，冷氣管一直在對圓形刀具吹氣降溫，加熱完畢，花鍵軸套組件在氣缸的帶動下向上移動，火頭撤離製品，然後PLC控制刀具水平直線運動並接觸製品以使冷熱溫差下製品局部炸裂，切割完畢，刀具向後退出，抓取裝置又在PLC的控制下將切割下來的玻錐頭頸取走轉至放料口上方並將其廢棄，移動架又在伺服電機和絲杆的驅動下向上抬起，而被切割了頭頸的玻錐被輸送至下一個生產線。
權利要求
1.一種玻錐冷割頭設備，包括工作檯(1)、工作檯上的臺面浮動支撐(2)、固定在工作檯上的立柱(3)、固定在立柱一側面上的滾珠絲杆(6)、與滾珠絲杆活動連接的移動架(4)、立柱另一側與移動架及其上裝置重量匹配且通過鏈輪組件與移動架連接的配重(5)及設置在立柱頂端的伺服電機(7)，其特徵在於還包括安裝在移動架上的火頭裝置(8)、抓取裝置(9)和刀具裝置(10)，所述火頭裝置(8)為冷割火頭裝置，在絲杆兩側的立柱上固定有與移動架活動連接的平行導軌。
2.如權利要求1所述的玻錐冷割頭設備，其特徵在於在移動架(4)下端固定有定位支架(11)和與移動架平面平行且固定在定位支架(11)下端的定位板(12)，在定位板正中央開有一個與被切割製品上的定位環尺寸匹配的定位孔。
3.如權利要求2所述的玻錐冷割頭設備，其特徵在於所述火頭裝置包括軸心正對定位孔且安裝在移動架中的花鍵軸套組件(13)和分別安裝在軸套組件兩側的火頭旋轉電機(14)及控制花鍵軸上下運動的氣缸(15)，花鍵軸套組件穿過移動架(4)板面安裝；旋轉電機(14)內的轉軸齒輪和與之嚙合的花鍵軸套組件(13)上的齒輪安裝在緊貼移動架下方的齒輪盒(16)中，旋轉電機(14)通過齒輪帶動花鍵軸套組件內的花鍵軸旋轉；花鍵軸為中空，其頂端和末端均設置有高速旋轉接頭(17)，氣管可從頂端旋轉接頭接入，而從末端旋轉接頭穿出，花鍵軸末端還同軸安裝了一向外伸出距離略大於上述定位孔的剛性旋轉臂(18)，該旋轉臂末端為帶有燃燒火頭的火焰頭座(19)，火焰頭座(19)一側安裝有彎轉接頭(20)，上述花鍵軸末端的旋轉接頭和此彎轉接頭之間可通過氣管相連，以將混合氣體接入火焰頭座中。
4.如權利要求3所述的玻錐冷割頭設備，其特徵在於所述氣管內的氣體為氧氣和液化石油氣LPG的混合氣體。
5.如權利要求3所述的玻錐冷割頭設備，其特徵在於在所述氣缸旁側的移動架上還安裝有緩衝構件(21)。
6.如權利要求5所述的玻錐冷割頭設備，其特徵在於所述緩衝構件頂端為一彈性材料製成的保護套。
7.如權利要求2所述的玻錐冷割頭設備，其特徵在於所述刀具裝置包括連接板(22)、連接座(23)、調整座(24)、刀架(25)、割刀(26)、蓋板(27)、滑座(28)和壓簧(29)；連接板(22)一頭固定在移動架的垂直平面上，另一頭固定在連接座(23)上，其內部安裝有氣缸，連接座(20)通過兩個支座固定在上述定位板上，調整座(24)懸空固定在兩個支座中間，刀架(25)安裝在調整座(24)下方的蓋板(27)內，並固定在蓋板的滑座(28)上，滑座又置於蓋板的滑軌上，刀架末端固定有壓簧(29)。
8.如權利要求7所述的玻錐冷割頭設備，其特徵在於所述割刀為圓形刀，材料為硬質合金。
9.如權利要求2所述的玻錐冷割頭設備，其特徵在於所述抓取裝置包括固定在移動架(4)上的旋轉氣缸(30)、通過轉軸(31)與旋轉氣缸固定連接的軸承(32)、同軸套裝在轉軸末端外的擺臂(33)及固定在擺臂下部的夾爪(34)。
10.如權利要求9所述的玻錐冷割頭設備，其特徵在於所述擺臂可擺動範圍為90度以內。
11.如權利要求9所述的玻錐冷割頭設備，其特徵在於所述夾爪內設置有抓取氣缸。
12.如權利要求2所述的玻錐冷割頭設備，其特徵在於所述浮動支撐裝置共有四組，每一組裝置包括底座(35)、導柱(36)、墊板(37)、支撐板(38)、推力球軸承(39)及彈簧(40)；底座(35)通過支架固定於工作檯上，底座內設置有兩根導柱(36)和垂直方向彈簧(40)，導柱內安裝有直線軸承；支撐板(38)和墊板(37)依次安裝於導柱上，推力球軸承(39)設置在墊板和支撐板之間的水平面內。
13.如權利要求12所述的玻錐冷割頭設備，其特徵在於所述墊板上設置有非金屬材料製成的保護層。
14.如權利要求2所述的玻錐冷割頭設備，其特徵在於移動架與絲杆通過螺母活動連接，移動架通過滑塊在導軌上作上下垂直運動。
15.如權利要求1所述的玻錐冷割頭設備，其特徵在於在所述刀具裝置一側的移動架上還設置有對割刀吹送冷空氣的冷氣管。
16.如權利要求1所述的玻錐冷割頭設備，其特徵在於所述鏈輪組件包括鏈條和鏈輪。
全文摘要
本發明公開了一種玻錐冷割頭設備，包括工作檯(1)、工作檯上的臺面浮動支撐(2)、固定在工作檯上的立柱(3)、固定在立柱一側面上的滾珠絲杆(6)、與滾珠絲杆活動連接的移動架(4)、立柱另一側與移動架及其上裝置重量匹配且通過鏈輪組件與移動架連接的配重(5)及設置在立柱頂端的伺服電機(7)，其特徵在於還包括安裝在移動架上的火頭裝置(8)、抓取裝置(9)和刀具裝置(10)，所述火頭裝置(8)為冷割火頭裝置，在絲杆兩側的立柱上固定有與移動架活動連接的平行導軌。其有益效果是切割面整齊均勻、不會產生玻璃屑、定位環可以精確定位、切割中心無須停機調整，能夠做到無人操作；另外，磨損變得很小。
文檔編號C03B33/00GK1559944SQ20041001645
公開日2005年1月5日 申請日期2004年2月20日 優先權日2004年2月20日
發明者呂夢龍, 張意, 戚建富 申請人:上海旭電子玻璃有限公司