本发明属于自动化装置领域，尤其涉及一种用于玻璃抛磨设备的伸缩联动机构、自动上下料装置及其上下料玻璃的方法。
背景技术
玻璃基板是平板显示（flatpaneldisplay，fpd）产业中不可或缺的关键基础部件之一，智能手机、平板电脑、液晶电视等都离不开平板显示。在平板显示玻璃的加工工艺中，化学机械抛光（cmp）技术是实现玻璃基板减薄和表面光洁的一道重要工序，目前商业上使用的玻璃基板厚度有0.7mm、0.4mm等规格，新一代玻璃基板有进一步减薄的趋势。
由于化学机械抛光这道工艺的特殊性，现有的上下料工序采用人工操作，不能完成平板玻璃和吸附垫的贴紧、剥离过程的自动化操作。对于小尺寸的玻璃基板一般由一个工人独立完成上下料操作，对于大尺寸的玻璃基板通常需要两三个工人协作才能完成作业。
这种人工上下料的方法需要耗费大量的人力，在人力资源短缺、人力成本上升的形势下，实现玻璃基板上下料的自动化操作成为一个亟待解决的问题。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题是克服以上背景技术中提到的不足和缺陷，提供一种用于平板玻璃抛磨设备的自动上下料装置的伸缩联动机构，并相应提供具有上述伸缩联动机构的上下料装置及其上下料玻璃的方法，该设备全部自动化操作，可大大减小人力成本。为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：
一种用于平板玻璃抛磨设备的自动上下料装置的伸缩联动机构，包括伸缩组件以及带动所述伸缩组件自由伸缩的驱动组件，所述伸缩组件的一端固设有摇摆架以及带动所述摇摆架转动的旋转驱动组件，所述摇摆架包括用于上料前清洗吸附垫并限制上下料时玻璃位置的挡板和用于将玻璃与吸附垫压实的滚筒。
上述伸缩联动机构中，优选的，所述伸缩组件包括同步带直线滑台以及可自由在同步带直线滑台上伸缩的悬臂，所述驱动组件为装设于同步带直线滑台上的伺服电机；所述伸缩组件平行设置有两套，所述摇摆架位于两套伸缩组件之间。
上述伸缩联动机构中，优选的，所述摇摆架还包括喷水装置，所述挡板、滚筒与喷水装置呈三角形排布，所述挡板、滚筒与喷水装置分别位于三角形的三个顶点，且摇摆架转动时以喷水装置为转动轴。
上述伸缩联动机构中，在旋转驱动组件的带动下，摇摆架可自由转换位置，可实现挡板、滚筒与喷水装置位置的调节，进而改变各部件的作用效果（具体各部件如何作用，参见上下料玻璃的方法）。
作为一个总的技术构思，本发明还提供一种用于平板玻璃抛磨设备的自动上下料装置，包括装设于平板玻璃抛磨设备的抛光台周边的机架，所述机架的上台面上装设有起爪机械臂和上述的伸缩联动机构，所述起爪机械臂上装设有用于破除玻璃边角与吸附垫之间真空状态的起爪装置，所述伸缩联动机构的两套所述伸缩组件分别位于上台面的两侧，所述上台面的中部位置还装设有用于输送（上料时）或转运（下料时）玻璃、并与伸缩联动机构、起爪机械臂相配合以实现玻璃自动上下料的滚轮支撑台。
上述自动上下料装置中，优选的，起爪机械臂包括连接座、连接臂和起爪装置，所述连接臂包括可转动连接的第一连接臂与第二连接臂，所述第一连接臂可旋转的固设于连接座上，所述第二连接臂与过渡连接部固接。上述起爪机械臂的第一连接臂与第二连接臂可自由转动（动力来源不限，如电机等均可），可以便捷的实现起爪装置的竖向自由度。第一连接臂可旋转的固设于连接座上，可以便捷的实现起爪装置的水平方向的自由度。上述各部件相互配合，可以便于调节起爪装置与玻璃边角的距离。
上述自动上下料装置中，优选的，所述滚轮支撑台包括滚轮支撑架和带动滚轮支撑架自由滑动的滚珠丝杆滑台，所述滚轮支撑架包括多根并列排布桁架，所述桁架上安装有多对滚轮，所述滚轮支撑架上还装设有用于推动玻璃在滚轮上滚动、且由气缸带动的推板。滚轮支撑架在滚珠丝杆滑台的推动下，可在机架上表面自动滑动，推板可保证玻璃在滚轮上自动滚动，上述各部件相互配合，即可实现玻璃的自动上下料。
上述自动上下料装置中，优选的，最外侧桁架上的滚轮高低交错布置，其他桁架上的滚轮与最外侧桁架上高点处的滚轮平齐。滚轮支撑架上的滚轮需要在吸附垫上滚动，过多的滚轮与吸附垫接触会对吸附垫造成一定的损伤，采用高低交错布置，可以减小滚轮与吸附垫的接触面积。另外，考虑到两侧的滚轮已经足够支撑起滚轮支撑台，因此，只在最外侧的桁架上采用高低布置的滚轮即可，这样可以最大限定的减小对吸附垫的损害。
上述自动上下料装置中，优选的，所述桁架在靠近吸附垫一侧的端部连线呈一内凹的弧形，且所述端部均装设有起爪装置。当玻璃的直角部分被起爪机械臂铲起后，玻璃直角处的缝隙会较大，因此，桁架端部的连线要设置呈一内凹的弧形，以使缝隙较大的地方优先插入起爪装置。
上述自动上下料装置中，优选的，所述起爪装置包括相互固接的起爪部与过渡连接部，所述起爪部呈楔形，所述起爪部上表面的中部开设有玻璃尖角避让槽，所述起爪部的尖部设有用于将玻璃边角铲起的刀部，所述玻璃尖角避让槽的内腔的一端（即靠近刀部的一端）延伸至所述刀部；所述起爪装置上开设有一与外界水源连通的进水口（更优选的，进水口设置于过渡连接部），所述进水口的出水端位于所述玻璃尖角避让槽的内腔中。玻璃尖角避让槽的形状不受限制，只要能实现避让玻璃尖角的目的即可。本发明的起爪装置模拟人手一边“抠”一边冲水的操作，在起爪部的铲起力与水汽流的作用下，可以轻松破除玻璃与吸附垫之间的真空状态，实现完全自动化操作，可减小人力成本。另外，本发明的起爪装置开设有玻璃尖角避让槽，玻璃被铲起与起爪部上表面接触时，玻璃的尖角不会直接与起爪部上表面直接接触，可以避免起爪部上表面与玻璃边角的相互损伤。
上述自动上下料装置中，优选的，所述玻璃尖角避让槽的内腔的另一端延伸至起爪部与过渡连接部的交界处，所述过渡连接部的上表面在靠近玻璃尖角避让槽的内腔处设有用于防止玻璃边角和过渡连接部相互损伤的v形防切口。当玻璃一直上升时，玻璃的尖角会离开玻璃尖角避让槽到达过渡连接部的上表面，为了防止玻璃刮伤过渡连接部的上表面，可开设一v形防切口，即可解决玻璃边角与过渡连接部相互损伤的问题。
上述自动上下料装置中，优选的，所述玻璃尖角避让槽的侧壁与起爪部的上表面交界处设有弧形过渡面，所述弧形过渡面的弧形半径r为2-4mm。采用弧形过渡面，玻璃的边从玻璃尖角避让槽到起爪部的上表面过渡更加顺畅，可以避免玻璃边角与起爪部上表面之间的相互刮伤。
上述自动上下料装置中，优选的，所述起爪装置的下表面上开设有多条通槽。开设通槽一方面可以减少起爪装置与吸附垫之间的吸附接触力，方面起爪装置，另一方面可以减少起爪装置的重量，使其更加轻便。
上述自动上下料装置中，优选的，所述起爪装置的材质为钢（如不锈钢）。使用钢材质，可以避免起爪装置被铲起的玻璃刮伤，延长起爪装置的作用寿命。
上述自动上下料装置中，优选的，所述起爪部的上表面除开玻璃尖角避让槽后的部分的正视图和/或侧视图为一外凸的弧形。更优选的，正视图和侧视图均为一外凸的弧形。上表面侧视图为一外凸的弧形，玻璃在被上表面顶起的过程中，上表面的斜率不断减小，可以避免上表面被逐渐上升的玻璃刮伤。另外，上表面的正视图为一外凸的弧形，玻璃逐渐被上表面顶起上升时，玻璃与上表面接触面积更小，可以避免上表面与玻璃的相互刮伤。
作为一个总的技术构思，本发明还提供一种利用自动上下料装置上下料玻璃的方法，玻璃上料时包括以下步骤：
s1：在一伸缩组件的作用下，摇摆架运动至吸附垫的上方，开启喷水装置，同时，控制摇摆架的挡板边缘与吸附垫接触，伸缩组件继续推动摇摆架沿吸附垫表面运动以清洗吸附垫，清洗完成后，伸缩组件停止运动，挡板固定在吸附垫的上方；
s2：将玻璃放置于一滚轮支撑架的滚轮上，滚轮支撑架在一滚珠丝杆滑台的作用下运动至吸附垫上方，玻璃在推板的作用下向挡板处运动，使玻璃的一部分脱离滚轮，当玻璃到达挡板处后，摇摆架旋转，使滚筒与玻璃表面接触，在滚筒的作用下，靠近摇摆架处的玻璃被压实到吸附垫表面；
s3：控制伸缩组件与滚轮支撑架同步回撤，玻璃在脱离滚轮支撑架的同时被滚筒压实到吸附垫表面，即完成玻璃的上料过程。
玻璃下料过程包括以下步骤：
s1：在伸缩组件的作用下，摇摆架向吸附垫方向运动，到达玻璃上方时，开启喷水装置清洗玻璃表面，当摇摆架到达玻璃边缘处时，挡板放下用以阻止玻璃移动；
s2：控制起爪机械臂运动至玻璃靠近滚轮支撑架的两个角，保持喷水，在起爪机械臂的作用下，玻璃靠近滚轮支撑架的一侧抬起一定的高度；
s3：控制滚轮支撑架向吸附垫方向运动，到达玻璃边缘后，桁架端部的起爪装置边喷水边推进，当桁架端部的起爪装置进入玻璃与吸附垫之间的缝隙后，起爪机械臂回撤；
s4：控制滚轮支撑架继续向挡板侧运动，并保持喷水，直至玻璃完全脱离吸附垫达到滚轮的上方；
s5：控制伸缩组件与滚轮支撑架同步回撤，即完成玻璃的下料过程。
利用上述自动上下料装置按照上下料的方法，可以轻松实现玻璃的自动上下料过程，整个过程无需人工操作，自动化程度高。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
1、本发明的伸缩联动机构包括可自由转动的摇摆架，摇摆架上装设有挡板与滚筒，摇摆架转动至不同部位即可达到不同效果（如挡板的清洗、定位，滚筒压实等），整个部件设计巧妙，利用一简单的部件即可实现多种功能，且整个过程无需人工操作，自动化程度高。
2、本发明自动上下料装置包括滚轮支撑台、伸缩联动机构、起爪机械臂，上述各部件相互配合，即可轻松实现玻璃的自动上下料，整个过程完全实现自动化操作，自动化程度高，可大大减小人力成本。
3、本发明的自动上下料装置独立于抛磨设备周边安装，在自动上下料过程中，通过伸缩联动机构与滚轮支撑台进入工作区域，不需要对原始抛磨设备的结构与工艺进行改进即可进行作用，可广泛应用于现有抛磨设备中去。
附图说明
为了更清楚地说明本发明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，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，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。
图1为实施例中伸缩联动机构的结构示意图。
图2为图1中摇摆架的结构示意图。
图3为实施例中自动上下料装置的结构示意图。
图4为实施例中起爪机械臂的结构示意图。
图5为实施例中滚轮支撑台的结构示意图。
图6为图5的侧视图。
图7为图6中a的局部放大图。
图8为实施例中起爪装置的结构示意图。
图9为图8的另一角度的结构示意图。
图10为图8的另一角度的结构示意图。
图11为图8的俯视图。
图12为图11中b-b面的剖切视图。
图13为实施例中起爪装置的另一种结构示意图。
图14为图13的另一角度的结构示意图。
图15为图13的侧视图。
图16为实施例中起爪装置的另一种结构示意图。
图17为图16的正视图。
图18为图16的侧视图。
图例说明：
1、起爪部；2、过渡连接部；3、刀部；301、刀口；302、引导部；4、玻璃尖角避让槽；5、弧形过渡面；6、进水口；7、v形防切口；8、通槽；9、连接座；10、连接臂；1001、第一连接臂；1002、第二连接臂；11、抛光台；12、机架；1201、上台面；13、玻璃；14、伸缩组件；1401、同步带直线滑台；1402、悬臂；15、驱动组件；16、摇摆架；1601、挡板；1602、滚筒；1603、喷水装置；17、旋转驱动组件；18、吸附垫；19、滚轮支撑架；1901、桁架；1902、滚轮；20、滚珠丝杆滑台；21、气缸；22、推板；23、支撑架夹板；24、联接轴；100、起爪装置。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下文将结合说明书附图和较佳的实施例对本发明作更全面、细致地描述，但本发明的保护范围并不限于以下具体的实施例。
除非另有定义，下文中所使用的所有专业术语与本领域技术人员通常理解的含义相同。本文中所使用的专业术语只是为了描述具体实施例的目的，并不是旨在限制本发明的保护范围。
除非另有特别说明，本发明中用到的各种仪器和设备等均可通过市场购买得到或者可通过现有方法制备得到。
实施例：
如图1所示，本实施例的用于平板玻璃抛磨设备的自动上下料装置的伸缩联动机构，包括伸缩组件14以及带动伸缩组件14自由伸缩的驱动组件15，伸缩组件14的一端固设有摇摆架16以及带动摇摆架16转动的旋转驱动组件17，摇摆架16包括用于上料前清洗吸附垫18并限制上下料时玻璃13位置的挡板1601和用于将玻璃13与吸附垫18压实的滚筒1602。
本实施例中，伸缩组件14包括同步带直线滑台1401以及可自由在同步带直线滑台1401上伸缩的悬臂1402，驱动组件15为装设于同步带直线滑台1401上的伺服电机（两个同步带直线滑台1401之间通过联接轴24连接）；伸缩组件14平行设置有两套，摇摆架16位于两套伸缩组件14之间。
如图2所示，本实施例中，摇摆架16还包括喷水装置1603，挡板1601、滚筒1602与喷水装置1603呈三角形排布，挡板1601、滚筒1602与喷水装置1603分别位于三角形的三个顶点，且摇摆架16转动时以喷水装置1603为转动轴。
如图3所示，本实施例还提供一种用于平板玻璃抛磨设备的自动上下料装置，包括装设于平板玻璃抛磨设备的抛光台11周边的机架12，机架12的上台面1201上装设有起爪机械臂（分别位于左右两侧）和上述伸缩联动机构，起爪机械臂上装设有用于破除玻璃边角与吸附垫18之间真空状态的起爪装置100，伸缩联动机构的两套伸缩组件14分别位于上台面1201的两侧，上台面1201的中部位置还装设有用于输送或转运玻璃13、并与伸缩联动机构、起爪机械臂相配合以实现玻璃13自动上下料的滚轮支撑台。
如图4所示，本实施例中，具体的，起爪机械臂包括连接座9、连接臂10和上述起爪装置100，连接臂10包括可转动连接的第一连接臂1001与第二连接臂1002（按图4中两臂之间的箭头方向转动，转动的动力可来自电机），第一连接臂1001可旋转的固设于连接座9上（按图4中第一连接臂1001与连接座9之间的箭头方向旋转，旋转的动力可来自电机），第二连接臂1002与过渡连接部2固接。上述起爪机械臂可以实现起爪装置100任意角度的调节，可准确控制其起爪装置100的刀口301插入玻璃13与吸附垫18之间。
如图5所示，本实施例中，滚轮支撑台包括滚轮支撑架19和带动滚轮支撑架19自由滑动的滚珠丝杆滑台20（滚轮支撑架19与滚珠丝杆滑台20之间通过支撑架夹板23连接）。滚轮支撑架19包括多根并列排布桁架1901，桁架1901上安装有多对滚轮1902，滚轮支撑架19上还装设有用于推动玻璃13在滚轮1902上滚动、且由气缸21带动的推板22。
如图6、图7所示，本实施例中，最外侧桁架1901上的滚轮1902高低交错布置，其他桁架1901上的滚轮1902与最外侧桁架1901上高点处的滚轮1902平齐。桁架1901在靠近吸附垫18一侧的端部连线呈一内凹的弧形，且端部均装设有起爪装置100。另外，滚轮支撑架19上设有通孔，可穿插水管，以为桁架1901端部的起爪装置100供水。
如图8、图9、图10所示，本实施例的起爪装置（为不锈钢材质），包括相互固接的起爪部1与过渡连接部2（过渡连接部2的形状可为多种选择，如图13-15为本实施例中的另一种形式），起爪部1呈楔形，起爪部1上表面的中部开设有玻璃尖角避让槽4，起爪部1的尖部设有用于将玻璃边角铲起的刀部3，玻璃尖角避让槽4的内腔的一端（即靠近刀部3的一端）延伸至刀部3。本实施例中，刀部3包括刀口301及引导部302，玻璃尖角避让槽4开设于引导部302远离刀口301的一侧处。
本实施例中，起爪装置100上开设有一与外界水源连通的进水口6，进水口6的出水端位于玻璃尖角避让槽4的内腔中。进水口6连接水源即可给刀部3供水（图中未示出水源）。
本实施例中，玻璃尖角避让槽4的内腔的另一端（即远离刀部3的一端）延伸至起爪部1与过渡连接部2的交界处，过渡连接部2的上表面在靠近玻璃尖角避让槽4的内腔处设有用于防止玻璃边角和过渡连接部2相互损伤的v形防切口7。
本实施例中，起爪装置100的下表面上开设有多条通槽8。
如图11、图12所示，本实施例中，玻璃尖角避让槽4的侧壁与起爪部1的上表面交界处设有弧形过渡面5，弧形过渡面5的弧形半径r为2-4mm（上述范围内均可）。
本实施例中起爪装置还可以有另外的结构形式，如图13-15、图16-18所示（图13-15、图16-18中均未示出弧形过渡面5）。图13-15中，起爪部1的上表面的侧视图为一外凸的弧形。图16-18中，起爪部1的上表面的正视图与侧视图均为一外凸的弧形。图13-15、图16-18中的结构应该是优选的方案，上述结构可以避免起爪部1的上表面与玻璃13的相互刮伤。
本实施例中，当起爪装置100采用图8中的结构时，起爪部1的坡度大小可根据所处理玻璃厚度来决定，以0.4mm厚度的玻璃为例，此时，起爪部1上表面与下表面之间的夹角θ可控制为tanθ为0.2-0.25之间。
本实施例的自动上下料装置包括滚轮支撑台、伸缩联动机构、起爪机械臂，整个系统由plc集中控制，各部件相互配合，即可轻松实现玻璃13的自动上下料，整个过程完全实现自动化操作，自动化程度高，可大大减小人力成本。
另外，本实施例还提供一种利用自动上下料装置上下料玻璃的方法，玻璃上料时包括以下步骤：
s1：在一伸缩组件14的作用下，摇摆架16运动至吸附垫18的上方，开启喷水装置1603，同时，控制摇摆架16的挡板1601边缘与吸附垫18接触，伸缩组件14继续推动摇摆架16沿吸附垫18表面运动以清洗吸附垫18，清洗完成后，伸缩组件14停止运动，挡板1601固定在吸附垫18的上方；
s2：将玻璃13放置于一滚轮支撑架19的滚轮1902上（清洗吸附垫18时，由推板22与机架12两侧的挡板对玻璃进行封闭），滚轮支撑架19在一滚珠丝杆滑台20的作用下运动至吸附垫18上方，玻璃13在推板22的作用下向挡板1601处运动，使玻璃13的一部分脱离滚轮1902，当玻璃13到达挡板1601处后，摇摆架16旋转，使滚筒1602与玻璃13表面接触，在滚筒1602的作用下，靠近摇摆架16处的玻璃13被压实到吸附垫18表面；
s3：控制伸缩组件14与滚轮支撑架19同步回撤，玻璃13在脱离滚轮支撑架19的同时被滚筒1602压实到吸附垫18表面，即完成玻璃13的上料过程。
玻璃下料过程包括以下步骤：
s1：在伸缩组件14的作用下，摇摆架16向吸附垫18方向运动，到达玻璃13上方时，开启喷水装置1603清洗玻璃13表面，当摇摆架16到达玻璃13边缘处时，挡板1601放下用以阻止玻璃13移动；
s2：控制起爪机械臂运动至玻璃13靠近滚轮支撑架19的两个角，保持喷水，在起爪机械臂的作用下，玻璃13靠近滚轮支撑架19的一侧抬起一定的高度；
s3：控制滚轮支撑架19向吸附垫18方向运动，到达玻璃13边缘后，桁架1901端部的起爪装置100边喷水边推进，当桁架1901端部的起爪装置100进入玻璃13与吸附垫18之间的缝隙后，起爪机械臂回撤；
s4：控制滚轮支撑架19继续向挡板1601侧运动，并保持喷水，直至玻璃13完全脱离吸附垫18达到滚轮1902的上方；
s5：控制伸缩组件14与滚轮支撑架19同步回撤，即完成玻璃13的下料过程。
采用本实施例中的自动上下料方法，可以完全实现玻璃抛磨设备的自动上下料，减少操作工人的数量，减小人力成本。