本發(fā)明涉及一種自動(dòng)化裝置，特別是涉及一種玻璃壓型投料的自動(dòng)化裝置及其方法。

背景技術(shù)：

目前，生產(chǎn)照明非球面透鏡三大關(guān)鍵設(shè)備為軟化爐、壓機(jī)和退火爐，軟化爐到壓機(jī)之間的生產(chǎn)過(guò)程是通過(guò)人工來(lái)實(shí)現(xiàn)的，現(xiàn)有設(shè)備的工序流程如圖1所示，軟化后的玻璃坯料，通過(guò)軟化爐推進(jìn)機(jī)構(gòu)到達(dá)熱端爐門口，由于玻璃形態(tài)較軟不能直接夾持，需要連同陶瓷托盤一起裝夾，進(jìn)入到壓機(jī)的下模具中，然后再將陶瓷托盤送回軟化爐，自動(dòng)化程度低，人工操作帶來(lái)產(chǎn)品質(zhì)量的不穩(wěn)定性，在工人操作時(shí)，不能實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確定位，難以保證產(chǎn)品質(zhì)量的一致性；另外，壓型位置進(jìn)行人工操作，高溫壓制過(guò)程中的沖壓對(duì)操作人員存在重大的安全隱患。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種機(jī)電一體自動(dòng)化玻璃壓型投料裝置及其方法。

本發(fā)明解決技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：玻璃壓型自動(dòng)化投料裝置，包括控制系統(tǒng)和機(jī)器人，所述控制系統(tǒng)控制機(jī)器人提取裝有玻璃坯料的陶瓷托盤和回收陶瓷托盤。

進(jìn)一步的，在所述機(jī)器人上設(shè)置有夾具，所述夾具包括平行氣爪、導(dǎo)桿氣缸、頂塊和鏡向?qū)ΨQ設(shè)置的夾緊塊，所述鏡向?qū)ΨQ設(shè)置的夾緊塊與平行氣爪連接，所述平行氣爪驅(qū)動(dòng)所述鏡向?qū)ΨQ設(shè)置的夾緊塊加緊和松開，所述頂塊與導(dǎo)桿氣缸連接，且導(dǎo)桿氣缸可推動(dòng)頂塊。

進(jìn)一步的，還包括連接塊，所述頂塊通過(guò)連接塊與導(dǎo)桿氣缸連接。

進(jìn)一步的，還包括安裝板,所述平行氣爪和導(dǎo)桿氣缸都安裝在所述安裝板上。

進(jìn)一步的，還包括固定座，所述固定座用于連接機(jī)器人，傳遞動(dòng)力和扭矩，所述固定座固定在安裝板上。

進(jìn)一步的，所述控制系統(tǒng)由控制器和示教器構(gòu)成，所述控制器控制機(jī)器人的伺服驅(qū)動(dòng)、輸入輸出，所述示教器通過(guò)以太網(wǎng)與控制器進(jìn)行通訊連接。

玻璃壓型自動(dòng)化投料方法，該方法包括以下步驟：

1)通過(guò)機(jī)器人的夾具將裝有玻璃坯料的陶瓷托盤從軟化爐的玻璃提取位置提取，其信號(hào)由軟化爐的氣缸動(dòng)作觸發(fā)；

2)通過(guò)機(jī)器人分別將玻璃坯料送達(dá)壓機(jī)的壓型工位，并將玻璃坯料送入壓機(jī)的下模具內(nèi)；

3)將空的陶瓷托盤送入軟化爐的返回位置，松開機(jī)器人的夾具，將陶瓷托盤放回。

進(jìn)一步的，所述機(jī)器人的機(jī)械手為6軸，每個(gè)伺服電機(jī)為1軸，每個(gè)軸實(shí)現(xiàn)直線或旋轉(zhuǎn)二個(gè)方向的動(dòng)作，最終合成為空間軌跡，以完成從軟化爐到壓機(jī)的上料。

進(jìn)一步的，所述夾具的松開和加緊為：所述平行氣爪張開，所述夾緊塊處于打開位置，接到電磁閥信號(hào)后，壓縮空氣接通，所述平行氣爪關(guān)閉，開度縮小至與陶瓷托盤寬度一致，此時(shí)夾緊塊夾緊。

進(jìn)一步的，所述步驟2)是：當(dāng)機(jī)器人將裝有玻璃坯料的陶瓷托盤送到壓機(jī)下模具的位置后，電磁閥給出信號(hào)，導(dǎo)桿氣缸啟動(dòng)，推動(dòng)前面的頂塊將陶瓷托盤上的玻璃坯料推入到壓機(jī)下模具上。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明壓型投料全過(guò)程實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，代替現(xiàn)有的人工操作，有效地降低產(chǎn)品制作過(guò)程的生產(chǎn)成本。本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)緊湊、操作便捷、調(diào)整方便等優(yōu)點(diǎn)，對(duì)于產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定以及現(xiàn)場(chǎng)安全都帶來(lái)極大的改善。

附圖說(shuō)明

圖1是現(xiàn)有技術(shù)的工藝流程圖。

圖2是本發(fā)明的位置關(guān)系動(dòng)作控制邏輯關(guān)系圖。

圖3是本發(fā)明的機(jī)器人的立體圖。

圖4是本發(fā)明的機(jī)器人的另一方向的立體圖。

圖5是本發(fā)明的機(jī)器人的俯視圖。

圖6是本發(fā)明的機(jī)器人的夾具的主視圖。

圖7是圖6的俯視圖。

圖8是圖6的側(cè)視圖。

圖9是本發(fā)明的機(jī)器人的夾具的立體圖。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明的裝置針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)主要解決兩個(gè)動(dòng)作的自動(dòng)化，一個(gè)是機(jī)器提取裝有玻璃坯料的陶瓷托盤，另一個(gè)是回收陶瓷托盤。本發(fā)明的裝置包括控制系統(tǒng)和機(jī)器人1。

如圖2所示，本發(fā)明重點(diǎn)要完成以下3個(gè)動(dòng)作，動(dòng)作之間配合聯(lián)動(dòng)，壓機(jī)3兩個(gè)工位之間完成其中一個(gè)工位后，自動(dòng)切換。

動(dòng)作1：通過(guò)機(jī)器人1的夾具11將裝有玻璃坯料的陶瓷托盤從軟化爐2的玻璃提取位置D提取，其信號(hào)由軟化爐2的位置E的氣缸動(dòng)作觸發(fā)；

動(dòng)作2：通過(guò)機(jī)器人1分別將玻璃坯料送達(dá)壓機(jī)3的壓型工位A和B，并將玻璃坯料送入壓機(jī)3的下模具內(nèi)；

動(dòng)作3：將空的陶瓷托盤送入軟化爐2的返回位置C，松開機(jī)器人1的夾具11的夾緊裝置，將陶瓷托盤放回。

如圖3-5所示，機(jī)器人1的機(jī)械手為6軸，每個(gè)伺服電機(jī)為1軸，每個(gè)軸實(shí)現(xiàn)直線的(或旋轉(zhuǎn)的)二個(gè)方向的動(dòng)作，最終合成為空間軌跡，以完成從軟化爐2到壓機(jī)3的上料。機(jī)器人1的夾具11通過(guò)氣爪對(duì)陶瓷托盤進(jìn)行夾持和松開，到達(dá)壓機(jī)3的下模具時(shí)，再用氣缸推入，氣缸位置可以調(diào)節(jié),完成以上動(dòng)作后,機(jī)器人1將陶瓷托盤送回軟化爐2,松開夾具11釋放陶瓷托盤。

本發(fā)明的機(jī)器人1的夾具11需要滿足兩個(gè)動(dòng)作：從軟化爐2的爐門口抓取裝有玻璃坯料的陶瓷托盤，到達(dá)壓機(jī)工位后，需要將玻璃坯料推入下模具中，該動(dòng)作完成后還需要將陶瓷托盤放回軟化爐2。因此，氣動(dòng)元件包括平行氣爪7和導(dǎo)桿氣缸5，平行氣爪7將陶瓷托盤抓取和放回，導(dǎo)桿氣缸5負(fù)責(zé)將軟化后的玻璃坯料推入下模具內(nèi)。設(shè)計(jì)時(shí)，重點(diǎn)考慮如何將氣動(dòng)元件集成到一起，安裝到機(jī)器人1上，通過(guò)機(jī)器人1的驅(qū)動(dòng)實(shí)現(xiàn)所有上料動(dòng)作。

如圖6-9所示，本發(fā)明的機(jī)器人1的夾具11包括平行氣爪7、導(dǎo)桿氣缸5、頂塊8和鏡向?qū)ΨQ設(shè)置的夾緊塊4，夾緊塊4與平行氣爪7通過(guò)螺釘連接，頂塊8與連接塊9通過(guò)螺釘連接，連接塊9和導(dǎo)桿氣缸5通過(guò)螺釘連接，平行氣爪7、導(dǎo)桿氣缸5和固定座6通過(guò)螺釘固定在安裝板10上。

夾緊塊4為左右對(duì)稱鏡向設(shè)置各一件，對(duì)陶瓷托盤加緊和松開，平行氣爪7和氣缸功能一樣，屬于標(biāo)準(zhǔn)氣動(dòng)元件，進(jìn)行動(dòng)作的開啟，夾緊塊4是動(dòng)作的執(zhí)行者，用于動(dòng)作和力的傳遞，將平行氣爪7實(shí)施的動(dòng)作，傳遞到陶瓷托盤上，平行氣爪7采用壓縮空氣作為動(dòng)力驅(qū)動(dòng)，完成對(duì)陶瓷托盤的加緊和松開；頂塊8將玻璃坯料從陶瓷托盤表面推入壓機(jī)3的下模具內(nèi)；安裝板10用于各零部件的安裝；導(dǎo)桿氣缸5完成頂塊8的推動(dòng)過(guò)程；固定座6用于連接機(jī)器人1，傳遞動(dòng)力和扭矩。

平行氣爪7和導(dǎo)桿氣缸5都安裝在安裝板10上，平行氣爪7安裝在安裝板10前端的兩個(gè)螺紋孔中，導(dǎo)桿氣缸5安裝在安裝板10后端的4個(gè)螺紋孔中。

工作時(shí)，平行氣爪7張開，夾緊塊4處于打開位置，接到電磁閥信號(hào)后，壓縮空氣接通，平行氣爪7關(guān)閉，開度縮小至與陶瓷托盤寬度一致，此時(shí)夾緊塊4夾緊。

當(dāng)機(jī)器人1將裝有玻璃坯料的陶瓷托盤送到壓機(jī)下模具的位置后，電磁閥給出信號(hào)，導(dǎo)桿氣缸5啟動(dòng)，推動(dòng)前面的頂塊2將陶瓷托盤上的玻璃坯料推入到壓機(jī)下模具上。

上述頂塊2可采用石墨制成，導(dǎo)桿氣缸5的行程為150mm。

人工操作時(shí)，夾持部位為陶瓷墊板的厚度方向，夾持較為穩(wěn)定。但為機(jī)器人夾具設(shè)計(jì)時(shí)，夾持寬度方向?qū)崿F(xiàn)起來(lái)較為方便。例如：陶瓷托盤寬度尺寸為100mm，夾具夾緊后的尺寸為100mm，理論上夾緊后的尺寸略小于陶瓷托盤寬度，夾具打開尺寸為120mm，行程20mm。本發(fā)明的夾具的寬度范圍取決于平行氣爪7的行程，最小為100mm,最大不能超過(guò)120mm，即100mm-115mm為最佳。本發(fā)明進(jìn)行了夾持穩(wěn)定性試驗(yàn)，通過(guò)簡(jiǎn)易裝置模擬夾持動(dòng)作，反復(fù)8h以上，足以論證寬度夾持方案的可行性。

另外，夾具設(shè)計(jì)時(shí)還需要考慮高溫環(huán)境的影響和整體重量的減輕。軟化爐爐門口溫度為1200℃，本發(fā)明夾具選用不銹鋼材料，并進(jìn)行強(qiáng)度校核，防止高溫變形。不銹鋼鋼板厚度不能太厚，機(jī)器人的有效載荷為12Kg，因此，在滿足夾持力穩(wěn)定的情況下，盡量減輕夾具的整體重量。

本發(fā)明的控制系統(tǒng)可以由控制器和示教器構(gòu)成。控制器控制機(jī)器人1的伺服驅(qū)動(dòng)、輸入輸出等；示教器作為上位機(jī)通過(guò)以太網(wǎng)與控制器進(jìn)行通訊連接，通過(guò)示教器可以實(shí)現(xiàn)控制系統(tǒng)的主要控制功能：手動(dòng)控制機(jī)器人1運(yùn)動(dòng)、機(jī)器人程序示教編程、機(jī)器人程序自動(dòng)運(yùn)行、機(jī)器人運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)視、機(jī)器人控制參數(shù)設(shè)置。

本發(fā)明的機(jī)器人1采用IPC系統(tǒng)，可以極大提高產(chǎn)品的精度和重復(fù)性。本發(fā)明的整套系統(tǒng)還廣泛適用于類似工藝方式的二次壓型上，具有較高的適用價(jià)值。整套系統(tǒng)的正常使用和便捷操作，對(duì)二次壓型的生產(chǎn)顯得至關(guān)重要。