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玻璃基板生产线中准确自动取间隔纸的系统

阅读:2发布:2021-08-24

专利汇可以提供玻璃基板生产线中准确自动取间隔纸的系统专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种玻璃 基板 生产线中准确自动取间隔纸的系统,其结构中包括整体 框架 、装配在整体框架上的基于三轴调整的取纸组件、位于取纸组件下方的A型架、以及配套设置的动 力 机构和电气控制机构,所述取纸组件包括2个以上的夹纸单元,所述夹纸单元借助喷射滑 块 在三轴调整机构的取纸 导轨 上具有滑动 自由度 ,所述喷射滑块的往返运动方向的两端面上分别设有尾喷口、尾喷口与设置在喷射滑块内的气室连通、所述气室借助进气管与高压气源连通。本发明采用空 气动 力驱动滑块,其结构简单、控制灵活、响应迅速灵敏,有利于缩短取纸 节拍 。,下面是玻璃基板生产线中准确自动取间隔纸的系统专利的具体信息内容。

1.一种玻璃基板生产线中准确自动取间隔纸的系统,其结构中包括整体框架(3)、装配在整体框架上(3)的基于三轴调整的取纸组件、位于取纸组件下方的A型架(5)、以及配套设置的动机构和电气控制机构,其特征在于所述取纸组件包括2个以上的夹纸单元(2),所述夹纸单元(2)借助喷射滑(10)在三轴调整机构的取纸导轨(7)上具有滑动自由度,所述喷射滑块(10)的结构中包括设置在喷射滑块(10)往返运动方向的两端面上的尾喷口(10-1)、设置在喷射滑块(10)内并与尾喷口(10-1)连通的气室(10-2)、以及借助进气管(10-5)与所述气室(10-2)连通的高压气源。
2.根据权利要求1所述的玻璃基板生产线中准确自动取间隔纸的系统,其特征在于所述夹纸单元(2)的结构中包括气缸缸体(2-1)和活塞杆(2-2)、固定在缸体(2-1)下方的固定夹持端子(2-7)、设置在活塞杆(2-2)的末端的齿条、与齿条啮合齿轮(2-6)以及与所述齿轮(2-6)同步运动的活动夹持端子(2-4),所述活动夹持端子(2-4)借助齿轮齿条传动副具有旋转自由度、并与固定夹持端子(2-7)的夹持端面配合形成夹纸机构。
3.根据权利要求2所述的玻璃基板生产线中准确自动取间隔纸的系统,其特征在于在缸体(2-1)底端的两侧设有安装护板(2-3),两安装护板(2-3)之间借助轴承定位有固定齿轮(2-6)的转轴(2-5);所述固定夹持端子(2-7)固定在安装护板(2-3)的底部,活动夹持端子(2-4)借助螺钉定位在齿轮(2-6)的两端面上、形成以转轴(2-5)为轴的旋转自由度。
4.根据权利要求2所述的玻璃基板生产线中准确自动取间隔纸的系统,其特征在于活动夹持端子(2-4)和固定夹持端子(2-7)的配合面上分别设有夹持平面;在安装护板(2-3)的外侧、借助定位板(2-8)固定与所述转轴(2-5)同轴向的分纸刀(2-9)。
5.根据权利要求1所述的玻璃基板生产线中准确自动取间隔纸的系统,其特征在于所述喷射滑块(10)与取纸导轨(7)的配合面上设有滚动体(10-6)、或者喷涂有自润滑涂层;
所述进气管(10-5)上设有节流、空气净化装置、调压装置和稳压装置。
6.根据权利要求1所述的玻璃基板生产线中准确自动取间隔纸的系统,其特征在于所述尾喷口的大小借助针型阀进行调节。
7.根据权利要求1所述的玻璃基板生产线中准确自动取间隔纸的系统,其特征在于所述整体框架(3)包括底盘、吊装结构和支撑组件,借助螺钉紧固、销钉定位形成装配结构。
8.根据权利要求7所述的玻璃基板生产线中准确自动取间隔纸的系统,其特征在于所述底盘由一对支撑纵梁(3-6)和一对支撑横梁(3-7)在吊梁装配立柱(3-8)的侧面上借助螺钉连接成四边形结构,在两支撑纵梁(3-6)之间设有与支撑横梁(3-7)定位的一对导轨安装纵梁(3-11);
所述吊梁调整组件包括借助螺栓连接在吊梁装配立柱(3-8)上方的立柱(3-9)、和借助螺栓连接在立柱(3-9)上方的工字支梁(3-2),在工字钢支梁(3-2)和支撑纵梁(3-6)之间设有调整立柱(3-3);
所述支撑组件包括连接在吊梁装配立柱(3-8)下方的支柱(3-12)和连接在相邻支柱之间的支杆(3-13),在支杆(3-13)与支撑纵梁之间设有支腿(3-14)。
9.根据权利要求8所述的玻璃基板生产线中准确自动取间隔纸的系统,其特征在于所述三轴调整机构包括X轴往复运动单元、Y轴执行机构和Z轴旋转机构;
所述X轴往复运动单元的结构中包括借助滑块(4-2)装配在导轨安装纵梁(3-11)上的滑板(4-1)、固定在滑板(4-1)上的X轴伺服电机、与X轴伺服电机轴联的摆线轮(4-3)、以及与摆线轮(4-3)啮合的摆线齿条(4-4),所述摆线齿条(4-4)借助安装面板定位在导轨安装纵梁(3-1)的侧面上;
所述Y轴执行机构包括固定在滑板(4-1)侧面的Y轴伺服电机(4-5)和固定在滑板底端的滚珠丝杠副(4-6);
所述Z轴旋转机构包括固定滚珠丝杠副(4-6)的螺母上的Z轴伺服电机(4-7)和与Z轴伺服电机(4-7)输出轴固定连接的取纸导轨(7);
借助摆线轮摆线齿条传动副、滚珠丝杠副和Z轴伺服电机,所述取纸导轨(7)具有沿X轴和Y轴滑动的自由度以及沿Z轴旋转的自由度。
10.根据权利要求9所述的玻璃基板生产线中准确自动取间隔纸的系统,其特征在于所述Y轴沿间隔纸(1)增减的方向、并与间隔纸(1)的上端面平行。

说明书全文

玻璃基板生产线中准确自动取间隔纸的系统

技术领域

[0001] 本发明属于装备制造领域,特别是精密电子玻璃的加工机械领域,具体涉及一种玻璃基板生产线中准确自动取间隔纸系统。

背景技术

[0002] 显示器行业的发展对玻璃基板的大型化提出了越来越高的要求,从玻璃基板的加工、存储、包装各方面都有独特的设计方案。玻璃基板的大型化引起包装材料既要考虑存放的方便性、又要保证存放的效率与安全性;因而采取了垂直安放玻璃基板的方式,这样大大提高了存储运输的效率与安全性,但同时需要考虑的是相互接触的玻璃基板之间污染及损伤问题,因而采取了在玻璃基板之间加间隔纸的方法。在这样的情况下,后加工装载首先要考虑如何取纸的问题,一方面考虑操作的及时性,适应玻璃基板生产线的节拍,另一方面要考虑取纸的安全性、准确性。
[0003] 现有技术中,经过处理后的玻璃基板放置在A型架上运输到下一个工位。在玻璃基板进行下一道工序时需要把玻璃基板从A型架上取下,这样就要求在取玻璃基板之前先将间隔纸取下。
[0004] 公告号为CN201154479Y的中国专利公开了一种玻璃基板生产线中自动取纸装置,其包括整体框架、装配在整体框架上的滑动取纸组件、设在地面位于滑动取纸组件整体下方的A型架、以及配套设置的动系统和电气控制部分。该专利中的整体框架采用焊接成型的技术,由于焊接技术受多个因素影响,焊接精度不易控制,随着自然时效、导轨安装粱发生形变而无法修复和调整,而且焊接后的导轨支撑梁不能主动调整自然下垂的挠度。取纸组件采用真空吸盘结构,往往会由于真空失效造成取纸失败,并使生产线非正常停产时间大大增加,直接影响生产线的产能和经济效益,其主要原因是:时间太短吸盘吸不上,而要每个吸盘吸上间隔纸要用较长时间;其次是可靠性较低,吸盘吸上间隔纸后也可能最后由于种种原因使间隔纸滑落,造成取纸失败。所述滑动取纸组件采用2轴取纸技术,当取纸部件与A型架上的间隔纸不平行时,误差不易调整,增大了取纸失效率;取纸用的工业机器人的造价也较高,一次性投入资金较大,并且受机器人臂展的限制,造成较大的玻璃间隔纸的取纸工作有很大的困难。

发明内容

[0005] 本发明要解决的技术问题是提供一种玻璃基板生产线中准确自动取间隔纸系统,其采用基于三轴调整、空气动力驱动的夹纸单元,提高了吸纸效率,降低了取纸失效率,实现准确、快速取走间隔纸。
[0006] 为解决上述技术问题,本发明采用的技术方案是:一种玻璃基板生产线中准确自动取间隔纸的系统,其结构中包括整体框架、装配在整体框架上的基于三轴调整的取纸组件、位于取纸组件下方的A型架、以及配套设置的动力机构和电气控制机构,所述取纸组件包括2个以上的夹纸单元,所述夹纸单元借助喷射滑在三轴调整机构的取纸导轨上具有滑动自由度,所述喷射滑块的结构中包括设置在喷射滑块往返运动方向的两端面上的尾喷口、设置在喷射滑块内并与尾喷口连通的气室、以及借助进气管与所述气室连通的高压气源。
[0007] 所述夹纸单元的结构中包括气缸缸体和活塞杆、固定在缸体下方的固定夹持端子、设置在活塞杆的末端的齿条、与齿条啮合齿轮以及与所述齿轮同步运动的活动夹持端子,所述活动夹持端子借助齿轮齿条传动副具有旋转自由度、并与固定夹持端子的夹持端面配合形成夹纸机构。
[0008] 所述整体框架包括底盘、吊装结构和支撑组件,借助螺钉紧固、销钉定位形成装配结构。
[0009] 所述底盘由一对支撑纵梁和一对支撑横梁在吊梁装配立柱的侧面上借助螺钉连接成四边形结构,在两支撑纵梁之间设有与支撑横梁定位的一对导轨安装纵梁;所述吊梁调整组件包括借助螺栓连接在吊梁装配立柱上方的立柱、和借助螺栓连接在立柱上方的工字支梁,在工字钢支梁和支撑纵梁之间设有调整立柱;
所述支撑组件包括连接在吊梁装配立柱下方的支柱和连接在相邻支柱之间的支杆,在支杆与支撑纵梁之间设有支腿。
[0010] 所述三轴调整机构包括X轴往复运动单元、Y轴执行机构和Z轴旋转机构;所述X轴往复运动单元的结构中包括借助滑块(4-2)装配在导轨安装纵梁上的滑板、固定在滑板上的X轴伺服电机、与X轴伺服电机轴安装的摆线轮、以及与摆线轮啮合的摆线齿条,所述摆线齿条借助安装面板定位在导轨安装纵梁的侧面上;所述Y轴执行机构包括固定在滑板侧面的Y轴伺服电机和固定在滑板底端的滚珠丝杠副;所述Z轴旋转机构包括固定滚珠丝杠副的螺母上的Z轴伺服电机和与Z轴伺服电机输出轴固定连接的取纸导轨;借助摆线轮摆线齿条传动副、滚珠丝杠副和Z轴伺服电机,所述取纸导轨具有沿X轴和Y轴滑动的自由度以及沿Z轴旋转的自由度。
[0011] 采用上述技术方案产生的有益效果在于:(1)采用空气动力驱动滑块,其结构简单、控制灵活、响应迅速灵敏,有利于缩短取纸节拍;(2)采用气缸驱动夹持端子实现夹纸,克服了真空吸盘的吸纸时间长、可靠性差的缺点,极大的减少了由于间隔纸不正常跌落等取纸失效带来的生产线非正常停产等问题;取纸失效概率从现有技术的5%下降到0.1%左右。根据试验测试,8代生产线完成切入间隔纸和夹纸动作平均占用生产节拍5秒钟左右,并且通过气动元件的控制可以实现直线运动的速度可调,充分满足生产线生产节拍的要求。
[0012] (3)本发明在底盘上增设了吊梁结构,其主要目的是调整导轨安装梁的平(即导轨安装面的平面度精度),通过对调整立柱进行调整实现的,并且使精度得以保持,理论上可以调节到任意精度。所述整体框架由现有技术中的全部焊接成型结构改成现有的装配结构,并通过整体连接后的整体加工,保证导轨安装梁的各项精度指标,并且通过去应力退火极大的改善了结构件内部的应力分布均匀。焊接部位的数量和焊缝长度的减少本身就有利于减少焊接应力造成的结构件变形。而且本发明由于是装配结构,假如发现构架变形都可以采取相应的技术措施给予纠正,不会由于变形大而造成整体焊接结构的报废。
[0013] (4)本发明采用3轴调整的取纸机,在现有的2轴控制的基础上设计增加了一个旋转自由度,这样可以有效地适应取纸环节的系统误差。提高了取纸精度从而提高了生产线的总体效率。附图说明
[0014] 图1是本发明主视结构示意图;图2是图1的左视结构示意图;
图3是本发明整体框架的主视结构示意图;
图4是图3的俯视结构示意图;
图5是图3的左视结构示意图;
图6是图2中三轴调整机构的结构示意图;
图7是图6中左视局部结构示意图;
图8是图1中取纸机构初始位置的结构示意图;
图9是图8中夹纸单元到位状态的结构示意图;
图10是图8中喷射滑块的结构示意图;
图11是图10的A-A向剖视结构示意图;
图12是图8中夹纸单元的结构示意图;
图13是图12中不加分纸刀的夹持状态的结构示意图;
图14是图12中的B-B向剖视结构示意图;
其中,1、间隔纸,2、夹纸单元,2-1、缸体,2-2、活塞杆,2-3、安装护板,2-4、活动夹持端子,2-5、转轴,2-6、齿轮,2-7、固定夹持端子,2-8、定位板,2-9、分纸刀,3、整体框架,3-1、上固定板,3-2、工字钢支梁,3-3、调整立柱,3-4、直线导轨,3-6、支撑纵梁,3-7、支撑横梁,
3-8、吊梁装配立柱,3-9、立柱,3-10、短横梁,3-11、导轨安装纵梁,3-12、支柱,3-13、支杆,
3-14、支腿,4、三轴调整机构,4-1、滑板,4-2、滑块,4-3、摆线轮,4-4、摆线齿条,4-5、Y轴伺服电机,4-6、滚珠丝杠螺母副,4-7、Z轴伺服电机,5、A型架,6、废纸架,7、取纸导轨,8、型材,9、玻璃基板,10、喷射滑块,10-1、尾喷口,10-2、气室,10-4、电磁换向,10-5、进气管,
10-6、滚动体

具体实施方式

[0015] 参见图1和图2,是一种玻璃基板生产线中准确自动取间隔纸的系统,其结构中包括整体框架3、装配在整体框架上3的基于三轴调整的取纸组件、位于取纸组件下方的A型架5、以及配套设置的动力机构和电气控制机构,所述取纸组件包括2个以上的夹纸单元,所述夹纸单元借助喷射滑块10在三轴调整机构的取纸导轨7上具有滑动自由度,所述喷射滑块的往返运动方向的两端面上分别设有尾喷口10-1、尾喷口10-1与设置在喷射滑块10内的气室10-2连通、所述气室10-2借助进气管10-5与高压气源连通。
[0016] 为了减小喷射滑块10与取纸导轨7之间的摩擦力,所述喷射滑块10与取纸导轨7的配合面上设有滚动体10-6、或者喷涂有自润滑涂层;一方面可以减小动力消耗,另一方面使喷射滑块10的反应更加灵敏。洁净的空气可以降低设备的故障率,因此在所述进气管
10-5上可设有空气净化装置。另外,为了提高设备的安全性和喷射速度的可调性,在进气管上设有节流阀、调压装置和/或稳压装置。
[0017] 喷射滑块的速率还可以通过尾喷口10-1的直径大小进行调节,其直径大小借助针型阀进行调节。本实施例中是通过在尾喷口的上方安装一个针型阀来调节的。在尾喷口10-1的正上方开有一个螺纹孔,可以安装针型阀,针型阀是一个头部带尖的外螺纹可安装型圆柱体。针型阀安装在螺纹孔上,并且可以通过螺纹实现上下运动。当针型阀靠下时,尾喷口10-1的喷射口的截面积变小,这时流通的气体速度就会下降,相反,当针型阀靠上时喷射尾口的截面积就会变大流通的气体速度就会加大。这种通过调节孔径截面积实现调节气体速度的方法是在工业上是比较常见的,这种办法操作简单,便于维修,而且成本也较低。
[0018] 所述夹纸单元的结构中包括气缸缸体2-1和活塞杆2-2、固定在缸体2-1下方的固定夹持端子2-7、设置在活塞杆2-2的末端的齿条、与齿条啮合的齿轮2-6以及与所述齿轮2-6同步运动的活动夹持端子2-4,所述活动夹持端子2-4借助齿轮齿条传动副具有旋转自由度、并与固定夹持端子2-7的夹持端面配合形成夹纸机构。
[0019] 本实施例中,具体的结构是:在缸体2-1底端的两侧设有安装护板2-3,两安装护板2-3之间借助轴承定位有固定齿轮2-6的转轴2-5;所述固定夹持端子2-7固定在安装护板2-3的底部,活动夹持端子2-4借助螺钉定位在齿轮2-6的两端面上、形成以转轴2-5为轴的旋转自由度。
[0020] 活动夹持端子2-4和固定夹持端子2-7的配合面上分别设有夹持平面,以便于夹持端子可以牢固地将间隔纸1夹起;在安装护板2-3的外侧、借助定位板2-8固定与所述转轴2-5同轴向的分纸刀2-9。所述间隔纸1设置在两玻璃基板9之间,工作时,首先取走处于表面的玻璃基板,夹纸单元在喷射滑块10的驱动下沿取纸导轨分别从两端向间隔纸9滑动,分纸刀2-9将相邻的间隔纸分开,使夹纸单元只能夹持一张间隔纸,提高了夹纸的准确率。气缸借助安装板和螺钉定位在喷射滑块10上,所述喷射滑块10与取纸导轨7滑动配合,取纸导轨7借助螺钉定位在型材8上,所述型材8定位在三轴调整机构的下端。
[0021] 所述整体框架3包括底盘、吊装结构和支撑组件,借助螺钉紧固、销钉定位形成装配结构。所述底盘由一对支撑纵梁3-6和一对支撑横梁3-7在吊梁装配立柱3-8的侧面上借助螺钉连接成四边形结构,在两支撑纵梁3-6之间设有与支撑横梁3-7定位的一对导轨安装纵梁3-11;所述吊梁调整组件包括借助螺栓连接在吊梁装配立柱3-8上方的立柱3-9、和借助螺栓连接在立柱3-9上方的工字钢支梁3-2,在工字钢支梁3-2和支撑纵梁3-6之间设有调整立柱3-3;所述支撑组件包括连接在吊梁装配立柱3-8下方的支柱3-12和连接在相邻支柱之间的支杆3-13,在支杆3-13与支撑纵梁之间设有支腿3-14。
[0022] 在支撑纵梁3-6和导轨安装纵梁3-11之间设有短横梁3-10,在两工字钢支梁3-2之间设有上固定板3-1。工字钢支梁为16Mn材质、其抗弯截面惯量远大于支撑纵梁3-6,以确保工字钢支梁3-2能够通过调整立柱3-3将支撑纵梁3-6通过连接螺栓上提,达到主动调整支撑纵梁挠度的目的,并通过短横梁3-10将支撑纵梁3-6的扰度传递给导轨安装纵梁3-11。在导轨安装纵梁3-11上安装有直线导轨3-4,借助滑块4-2、所述夹纸单元在直线导轨3-4具有往返运动的自由度。
[0023] 所述三轴调整机构包括X轴往复运动单元、Y轴执行机构和Z轴旋转机构;所述X轴往复运动单元的结构中包括借助滑块(4-2)装配在导轨安装纵梁3-11上的直线导轨3-4的滑板4-1、固定在滑板4-1上的X轴伺服电机、与X轴伺服电机轴联的摆线轮4-3、以及与摆线轮4-3啮合的摆线齿条4-4,所述摆线齿条4-4借助安装面板定位在导轨安装纵梁3-11的侧面上;所述Y轴执行机构包括固定在滑板4-1侧面的Y轴伺服电机4-5和固定在滑板底端的滚珠丝杠副4-6;所述Z轴旋转机构包括固定滚珠丝杠副4-6的螺母上的Z轴伺服电机4-7和与Z轴伺服电机4-7输出轴固定连接的取纸导轨7;借助摆线轮摆线齿条传动副、滚珠丝杠副和Z轴伺服电机,所述取纸导轨7具有沿X轴和Y轴滑动的自由度以及沿Z轴旋转的自由度。
[0024] 所述Y轴沿间隔纸1增减的方向、并与间隔纸1的上端面平行。即滑板4-1的底端为倾斜面,参见附图6。
[0025] 本发明的取间隔纸步骤:(1)取纸组件借助X轴往复运动单元运动至间隔纸的取纸位置,并沿Y轴方向接近间隔纸,当取纸组件接近间隔纸时,通过传感器检测取纸组件与A型架上的玻璃的平行度。如果两端的平行度误差>0.2毫米,PLC将计算出误差值并指示Z轴伺服电机进行微调,调整后的取纸组件进入准备取纸的工作状态,参见图8,第一夹纸单元2A和第二夹纸单元2B位于间隔纸1的左侧,第三夹纸单元2C和第四夹纸单元2D位于间隔纸1的右侧,其中第二夹纸单元2B的右侧安装护板和第三夹纸单元2C的左侧安装护板上分别设有与转轴2-5同轴向的分纸刀2-9。
[0026] (2)PLC控制喷射滑块10沿取纸导轨7从间隔纸1的两端向间隔纸的中间运动,即向喷射滑块10内通入洁净的压缩空气,夹纸单元沿取纸导轨7直线运动,如9所示。其中,分纸刀在相邻的间隔纸中间将两张间隔纸切分、活动夹持端子2-4进行90°旋转与固定夹持端子2-7相配合,将间隔纸夹持。
[0027] (3)然后取纸组件沿X轴方向向废纸架6一侧行车,到达指定位置后,活动夹持端子2-4松开间隔纸,间隔纸自行下落后搭在废纸架6上。
[0028] (4)然后取纸组件在X轴往返运动单元的驱动下,反方向回到原始取纸位置后停止,准备进行第二次取纸的循环动作。
[0029] 综上所述,本发明彻底解决了由于导轨安装纵梁自然下挠造成取纸组件卡滞的现象;采用空气动力驱动滑块,这大大提高了取纸动作的可靠性,极大的减少了由于间隔纸不正常跌落等取纸失效带来的生产线非正常停产等问题;取纸失效概率从现有技术的5%下降到0.1%左右;取纸组件造价较低,远远低于工业机器人的成本,并且可以实现较大间隔纸的取纸操作。
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