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控製係統

步科伺服在玻璃機械上的應用

星之球激光 來源:歐姆龍2012-01-11 我要評論(0 )   

一、 概述 玻璃是以石英砂、純堿、石灰石等無機氧化物為(wei) 主要原料,與(yu) 某些輔助性原料經高溫熔融,成型後經過冷卻而成的固體(ti) 。與(yu) 陶瓷不同的是,它是無定形非結晶體(ti) 的均質...

一、概述

玻璃是以石英砂、純堿、石灰石等無機氧化物為(wei) 主要原料,與(yu) 某些輔助性原料經高溫熔融,成型後經過冷卻而成的固體(ti) 。與(yu) 陶瓷不同的是,它是無定形非結晶體(ti) 的均質同向性材料。玻璃是現代室內(nei) 裝飾的主要材料之一。隨著現代建築發展的需要和玻璃製作技術上的飛躍進步,玻璃正在向多品種多功能方麵發展。例如,其製品由過去單純作為(wei) 采光和裝飾功能,逐漸向著控製光線、調節熱量、節約能源、控製噪音、降低建築自重、改善建築環境、提高建築藝術等多種功能發展,具有高度裝飾性和多種適用性的玻璃新品種不斷出現,為(wei) 室內(nei) 裝飾裝修提供了更大的選擇性。

玻璃的品種很多,通常按照化學組成、製品結構與(yu) 性能來分類。按玻璃的化學可分為(wei) 鈉玻璃、鉀玻璃、鉛玻璃、鋁鎂玻璃、石英玻璃、硼矽玻璃、石英玻璃等

  製造玻璃的原料包括主要原料和輔助原料。前者指引入玻璃的形成網絡結構的氧化物、中間體(ti) 氧化物和網絡外氧化物等原料;後者可以加速玻璃熔製,或使其獲得某種必要的性質。

主要原料一般分為(wei) :酸性氧化物原料:、堿金屬氧化物原料、堿土金屬氧化物原料等,此外,碎玻璃也是一種主要原料,常稱為(wei) 熟料,能夠在較低的溫度下熔融,有助於(yu) 玻璃配合料的溶化。輔助原料一般包括澄清劑、著色劑、脫色劑、乳濁劑、助熔劑等。 玻璃的生產(chan) 過程主要包括配合料製備、熔製、成型、退火和後加工等步驟。

 

 

二、玻璃後加工設備組成及功能簡介

玻璃經成型和退火後,還需進行各種加工,製成製品。玻璃的後加工分為(wei) 冷加工、熱加工和化學處理3大類。冷加工包括研磨拋光、切割、磨邊、倒角、噴砂、鑽孔、清洗及烘幹。熱加工包括燒口、火拋光、火切割、火鑽孔、真空成型等,此外還包括燒釉等裝飾,以及通過熱處理,使玻璃微晶化、燒結,產(chan) 生結構的轉變。化學處理包括化學蝕刻、化學拋光、玻璃表麵塗膜、離子交換等。

玻璃倒角是後加工的一部分,是將磨好邊的玻璃的角進行倒角,玻璃倒角是為(wei) 了:一、安全需要,不能劃傷(shang) 人了,二、為(wei) 了美觀,倒角後的玻璃整齊光滑,三、為(wei) 了尺寸更加精確。倒角一般采用圓盤磨輪的方式進行倒磨,根據玻璃的厚度及材質的不同,選擇不同形狀、不同大小及不同材質的磨輪,一般0.7mm以上的玻璃采取金剛砂磨輪,0.7mm以下的玻璃一般采用樹脂磨輪。要求倒角時傳(chuan) 送玻璃的速度最大12/分,倒角時傳(chuan) 送玻璃的主傳(chuan) 動電機不停止,采用連續傳(chuan) 送的方式。

 

 

三、玻璃倒角介紹

倒角也稱倒棱,用厚玻璃板製鏡或製作高級門窗、建築、飛機玻璃等,將邊部磨成45°~60°的斜麵,增進美觀,提高強度。通常用磨盤加磨料和水用金剛砂輪、樹脂砂輪及其他材質的磨輪進行研磨。倒角可以分為(wei) 倒安全角,圓角,識別角。

#p#分頁標題#e#玻璃倒角可分為(wei) 玻璃靜止狀態倒角以及玻璃行進狀態倒角。目前行業(ye) 中的CNC數控加工中心融磨邊以及倒角於(yu) 一體(ti) ,這類係統的優(you) 點在於(yu) 玻璃磨邊倒角精度高,但是不能滿足現代工業(ye) 流水線高產(chan) 量的要求。另一種模式則為(wei) 運動中倒角,目前行業(ye) 內(nei) 還未有生產(chan) 商能夠將運動中倒角做到完全一致,倒角結果都會(hui) 有不通程度的偏差。為(wei) 了達到倒角的一致,通常在流水線生產(chan) 加工完成後由人工對未達標的倒角做出再處理,這從(cong) 很大程度上降低了流水線作業(ye) 的應有的生產(chan) 效率。

目前行業(ye) 主流的行進狀態倒角模式一般有兩(liang) 種控製模式

第一種是汽缸控製模式。該模式運動軸的進退由汽缸控製,相較於(yu) 伺服而言衝(chong) 擊力太大。由於(yu) 受壓縮空氣的氣壓大小限製,力度難控製,這就容易導致玻璃崩角,尤其是在壓付玻璃的輸送帶沒有壓緊的情況下,過大的衝(chong) 擊力容易將玻璃撞歪,導致倒角太大或者太小,批次倒角不穩定等現象的產(chan) 生,從(cong) 而降低了玻璃成品率,導致玻璃生產(chan) 商利潤流失,但是汽缸控製模式結構簡單,成本低廉,而且該模式經過多年的不斷改進,已經較為(wei) 成熟穩定,能夠滿足一般低端客戶的需求。

第二種是伺服係統控製模式。該模式采用精密絲(si) 杆傳(chuan) 動的X-Y平台控製倒角磨輪運動,磨輪在X-Y平台的帶動下,在玻璃行進中倒角。X方向伺服跟隨玻璃傳(chuan) 動的速度並保持線速度一致,當檢測到速度完全一致時啟動Y方向伺服驅動磨輪開始倒角,根據對玻璃倒角需求的不同,X-Y方向伺服在倒角時需要做插補運動。采用伺服控製模式相對於(yu) 汽缸控製模式有很大的優(you) 勢。首先X方向做跟隨的伺服能與(yu) 主傳(chuan) 送伺服做到速度完全一致,從(cong) 而在倒角時能準確的控製倒角大小;其次當X方向伺服與(yu) 主傳(chuan) 動伺服完全一致時,通過伺服控製技術可以靈活控製X-Y伺服做插補運動,從(cong) 而能倒出不同形狀的倒角;再次可以控製Y方向伺服的加速度及倒角速度,從(cong) 而控製磨輪的磨削速度,這樣可以避免撞擊力過大而導致玻璃崩角或者撞歪,提高玻璃成品率,同時大大的提高倒角精度。伺服控製係統相較於(yu) 汽缸控製係統,成本較高,一般應用於(yu) 中高端機型。

 

 

四、玻璃倒角的實現

$4.1 玻璃倒角係統硬件配置

本文引用一個(ge) 具體(ti) 的實例配置來介紹一下ITO玻璃倒角係統及倒角的實現過程。玻璃傳(chuan) 動的主電機選用Kinco 2.5KWRS485通訊的智能伺服,倒角的X-Y平台分別選用Kinco 750W400WRS485通訊的智能伺服,伺服的參數通過eView觸摸屏設置,硬件部分的配置如下表所示:

 

 

倒角係統硬件配置表

 

$4.2 輔助輸入輸出設備配置

玻璃倒角係統還需要外圍的輔助設備來輔助控製,在倒角係統的前麵需要安裝兩(liang) 個(ge) 高精度檢測傳(chuan) 感器,檢測主傳(chuan) 動輸送帶上是否有玻璃,磨玻璃時需用到水,濕氣較重,傳(chuan) 感器需要防水,避免誤動作或頻繁損壞。倒角係統#p#分頁標題#e#X-Y平台的伺服電機需要4個(ge) 原點開關(guan) ,用以設備啟動時找尋原點,做定位隻用;其次還需要8個(ge) 限位開關(guan) ,防止伺服電機在高速運行的過程中產(chan) 生意外撞壞高精度絲(si) 杆及倒角磨輪,起安全保護作用,原點開關(guan) 和限位開關(guan) 均需要防水,避免因進水造成誤動作或損壞。

$4.3 玻璃倒角工藝要求

ITO倒角技術參數要求

玻璃尺寸:Min150*100mm

Max1000*600mm

玻璃厚度: 0.4-4mm

玻璃進給速度:1-12/分鍾

X軸絲(si) 杆導程:5mm

X軸絲(si) 杆行程:640mm

Y軸絲(si) 杆導程:5mm

Y軸絲(si) 杆行程:110mm

邊角質量:

磨邊方式:厚度為(wei) 2.0mm或以上產(chan) 品的磨邊方式為(wei) 直邊,其餘(yu) 為(wei) 圓邊。

 

1

CM識別角

b=2.0±0.5mm C=5.0±1.0mm#p#分頁標題#e#

刻度放大鏡

2

CC

d=1.5 ± 0.5mm(最大4± 0.5mm

刻度放大鏡

 

使用可以測量到0.01mm的遊標卡尺.

垂直度要求:A/H)≤0.150/355mm

使用直角度量測儀(yi) 測量玻璃短邊的斜坡度

 

#p#分頁標題#e#

 

 

$4.4 玻璃倒角工藝實現

如下圖所示,雙頭倒角機需要在玻璃傳(chuan) 動的過程中,對玻璃的頭角及尾角進行倒角,由玻璃檢測傳(chuan) 感器檢測玻璃,當檢測有玻璃通過時,X方向伺服開始計算長度,當達到設定倒角長度時啟動X軸伺服開始做跟隨,X軸伺服傳(chuan) 動的線速度與(yu) 主傳(chuan) 動線速度完全保持一致,此時啟動Y軸伺服帶動磨輪倒角,倒角時需要保持磨輪的外邊緣始終與(yu) 倒角線相切,當X-Y倒角長度一樣時,切線方向與(yu) X軸方向成45°角。當頭角倒角完成,X-Y伺服快速回到原點位置,等待尾角倒角,當檢測玻璃傳(chuan) 感器檢測到尾角到來時,啟動X軸伺服開始做跟隨,X軸伺服傳(chuan) 動的線速度與(yu) 主傳(chuan) 動線速度完全保持一致,此時啟動Y軸伺服帶動磨輪倒角,倒角時需要保持磨輪的外邊緣始終與(yu) 倒角線相切。需要注意的是,頭角倒角和尾角倒角分別用磨輪的右輪和左輪,設置的參數需要區分。

 

幾個(ge) 因素決(jue) 定玻璃倒角的精度:一、X軸的啟動位置,X軸的啟動位置指的是玻璃檢測開關(guan) 檢測到有玻璃到Y軸開始倒角時的位置,玻璃檢測開關(guan) 的精度要高;二、原點開關(guan) 的精度,每次斷電後回原點的位置都需要一樣;三、磨輪的磨損,在倒角過程中,磨輪會(hui) 有磨損,所以需要根據實際情況修正X-Y倒角參數。

$4.5 倒角係統硬件連接圖

在本係統中,X軸需要跟隨主軸,所以需要將主軸的編碼器輸出信號接入X軸編碼器輸入信號;同時Y軸需要跟隨X軸,X軸編碼器輸出信號需要接入Y軸編碼器輸入信號。由上圖可見,在本係統中應用到Kinco伺服的編碼器輸入輸出功能及跟隨功能;同時,應用到智能伺服的編程功能等。

 

 

五、總結

隨著玻璃的發展,玻璃在各行各業(ye) 得到廣泛應用。如汽車、火車、航空設備、船舶的門窗風擋玻璃、建築物的門窗玻璃、豪華家居、製鏡玻璃以及玻璃深加工原片等。隨著玻璃製造工藝的快速發展,人們(men) 對玻璃質量的要求也越來越高,這就對工業(ye) 製造設備提出了新的要求,隻有更精密、更高速的設備才能滿足人們(men) 對高質量的玻璃的需求。

Kinco#p#分頁標題#e#,作為(wei) 自動產(chan) 品供應商中的佼佼者,在為(wei) 玻璃製造行業(ye) 提供大量高精密的自動化產(chan) 品的同時,也在為(wei) 玻璃設備製造商提供諸如玻璃倒角控製係統之類的解決(jue) 方案,珠聯璧合,贏得了設備製造商的諸多好評。

序號

名稱

型號

數量

功能說明

1

觸摸屏

MT4522T

1

觸摸屏主要用於(yu) 設置倒角參數,及伺服控製#p#分頁標題#e#

2

X軸伺服驅動器

ED430-0075-LA

2

用於(yu) 主傳(chuan) 動跟隨,使X軸平台與(yu) 主傳(chuan) 送速度一致

3

X軸伺服電機

SMH-0075-30AAA-3LKL

2

用於(yu) 主傳(chuan) 動跟隨,使X軸平台與(yu) 主傳(chuan) 送速度一致#p#分頁標題#e#

4

X軸編碼器線

ENCE-10-KL

2

伺服驅動器與(yu) 伺服編碼器連接線

5

X軸伺服電機線

MOTE-005-10-KL

2

伺服驅動器與(yu) 伺服電機連接線#p#分頁標題#e#

6

Y軸伺服驅動器

ED430-0040-LA

2

用於(yu) 倒角控製,Y軸帶動磨輪倒角

7

Y軸伺服電機

SMH60S-0040-30AAK-3LKL

2

用於(yu) 倒角控製,Y軸帶動磨輪倒角#p#分頁標題#e#

8

Y軸編碼器線

ENCE-10-KL

2

伺服驅動器與(yu) 伺服編碼器連接線

9

Y軸伺服電機線

MOTE-005-10-KL

2

伺服驅動器與(yu) 伺服電機連接線#p#分頁標題#e#

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