本实用新型涉及盖板玻璃加工领域，尤其是高温成型模具自动转运及上下料装置及3D盖板玻璃高效加工系统。
背景技术：
随着5G信号时代的到来，传统的金属外壳屏蔽信号的缺点趋于明显。
玻璃作为手机外壳具有新颖的外观、舒适的手感、良好的可塑性等众多优点，逐渐取代传统的塑料外壳和金属外壳。
最新的创新之一是通过弯曲玻璃的边缘或中心来获得三维结构形状，即通过在加热的同时并向盖板玻璃的四周施加压力，来使现有二维平面状态下的盖板玻璃弯曲成3维形状。
现有的用于3D手机盖板玻璃成型的热弯机在加工时，基本上由人工进行上料和下料，自动化程度低，加工效率受影响，同时，人工上料下料的速度和准确性还影响到整个设备的加工效率和产品的质量。
进一步，由于采用人工进行下料，因此，成型模具再从热弯机中移出时，其温度需要降低到人体皮肤耐受温度至下，通常为室温，这就导致了冷却时间的延长，同时在进行后续加工时，又需要将成型模具从室温加热至玻璃软化点温度，这就造成了加热时间的延长，不仅降低了加工效率，增加了加工时间，也增加了设备的能耗。
另一方面，现有的用于3D手机盖板玻璃成型工艺的加热方法主要有电阻棒加热和电磁感应加热。
电阻棒加热成型工艺，即通过电阻加热管加热，通过热传导的方式间接加热成型模具使玻璃软化，但是电阻加热缓慢，成型模具通过每个工位后带走的热量损失，需要较长的时间进行温度补偿，且加热的最高温度受到了限制。
电磁感应加热是利用电磁感应使模具内部产生电流，依靠涡流的能量加热成型模具，其优点是能够在数秒内使成型模具达到玻璃软化点的温度，其缺点是由于电磁的特性，成型模具靠近线圈侧温度高，远离线圈远侧温度低，导致成型模具的热均匀性非常差，从而导致盖板玻璃的热均匀性很差，致使最终压制成型的3D盖板玻璃良率很低。
技术实现要素：
本实用新型的目的就是为了解决现有技术中存在的上述问题，提供了高温成型模具自动转运及上下料装置及3D盖板玻璃高效加工系统。
本实用新型的目的通过以下技术方案来实现：
高温成型模具自动转运及上下料装置，包括
成型模具输送机构，用于将温度不低于100℃的成型模具从加工设备的出料端移送到卸料上料工位以及从卸料上料工位移送到加工设备的入料端；
卸料上料工位包括
上模移动装置，用于升降成型模具的上模来控制成型模具的开模合模；
取片置片装置，用于在开模状态下将成型件从成型模具的下模中取出置于成品放置区，并从待加工件放置区取件置于下模上。
优选的，所述成型模具输送机构及上模移动装置与成型模具接触的区域为保温隔热材料。
优选的，所述成型模具输送机构、卸料上料工位位于隔热保温环境内。
3D盖板玻璃高效加工系统，包括热弯机，所述热弯机输出的成型模具的温度不低于100℃；还包括上述任一的高温成型模具自动转运及上下料装置。
优选的，所述热弯机的预热工站至少包括采用电磁感应加热设备加热的第二预热工位以及位于其后方的采用电阻加热设备加热的第三预热工位。
优选的，所述第二预热工位采用电磁感应加热设备和电阻加热设备进行复合加热。
优选的，所述第二预热工位的前端还设置有采用电阻加热设备进行加热的第一预热工位。
优选的，所述电阻加热设备包括位置固定的下加热模块和可升降的上加热模块，所述下加热模块和上加热模块均包括内置有电阻棒加热管的加热块，所述加热块背向成型模具的一侧设置有隔热装置，所述隔热装置连接散热装置，所述上加热模块的散热装置连接驱动其升降的驱动装置。
优选的，所述隔热装置是与加热块线接触和/或多点接触的不锈钢体或者超级合金体，所述散热装置是采用冷却液的冷却设备。
优选的，所述热弯机的成型工站采用所述电阻加热设备进行加热，其使成型模具保持在软化点温度；所述热弯机的冷却工站采用温度低于成型模具的电阻加热设备实现冷却。
本实用新型技术方案的优点主要体现在：
本方案设计精巧，结构简单，通过上模移动装置及取片置片装置的设置，有效的实现了成型模具的自动开闭和盖板玻璃的自动卸料、上料，不需要人工操作，能够有效保证每次放置位置的一致性、准确性和速率，从而提高整体的加工效率和产品良率，同时，由于不需要人工操作，因此热弯机输出的成型模具不再有温度的限制，因此可以在较高的温度条件下输出，能够减少冷却时间，同时减少在预热所花费的时间，有利于提高整体的加工速率和降低能耗。
采用各种保温措施以及通过对成型模具输送、开合模及上下料的时间控制，能够有效的避免成型模具从热弯机内输出后的温度损失，从而有利于减少再预热的时间，有利于进一步改善加工效率。
采用高精度的定位设备，能够有效保证自动化设备放置待加工件的准确性和一致性，从而避免人工放置易出现放置不到位或位置不统一的问题。
本方案的热弯机将电阻加热和电磁感应加热结合进行成型模具的预热，能够大大加速加热效率，相对于电阻加热预热，能够减少一半的预热时间，预热时间可缩短至10-20s，大大提高预热速度，缩短了整体的加工时间，通过对预热工站各工位具体加热方式的设置，相对于单独的电磁感应加热，能够有效的使成型模具和平板盖板玻璃在电磁感应加热升温后实现温度的均匀化，避免因加热温度不均造成压制过程中盖板玻璃出现损伤，从而提高3D手机盖板玻璃成品的良率，实现了效率提高和良率改进的有效结合。
在电磁感应加热之前设置电阻加热的第一预热工位，能够有效满足设备入料口温度不能过高的要求，同时，有利于保证成型模具与平板盖板玻璃在它们允许的升温速率内加热升温，减小对成型模具和平板盖板玻璃性能的不利影响。
在第二预热工位进一步结合电阻加热方式，将两中加热方式叠加，有利于进一步提高加热速率，从而节约预热时间，提高整体加工效率。
采用特制结构的电阻加热装置，通过减小加热块与隔热装置的接触面积，从而减小加热块因热传导而导致的热量损失，提高加热效率，同时通过冷却装置能够有效的避免高温对与加热模块连接的设备的影响，尤其是能够减小因受热导致动作变形带来的压制误差，有利于提高设备的使用寿命和提高产品良率。
在压制过程中，采用电阻加热装置加热，能够进一步实现成型模具温度的均匀性，从而保证盖板玻璃均匀受热，有利于提高产品良率。
在冷却过程中，通过对第一个冷却工位的温度的设置，从而在保证盖板玻璃不破碎的前提下，提高冷却效率，从而有利于提高整体的加工效率。
附图说明
图1 是本实用新型的高效3D平板盖板玻璃的加工系统的结构框图；
图2是本实用新型的热弯机的结构示意图；
图3是本实用新型的电阻加热设备结构示意图；
图4是本实用新型的热弯机加工时的温度变化曲线图；
图5是本实用新型的高效3D平板盖板玻璃的加工系统、热弯机及常规热弯机加工时的温度变化曲线与时间对照图，图中加粗实线为加工系统的温度变化曲线、细实线为本实用新型的热弯机单独工作时的温度变化曲线、虚线为常规加工工艺的温度变化曲线。
具体实施方式
本实用新型的目的、优点和特点，将通过下面优选实施例的非限制性说明进行图示和解释。这些实施例仅是应用本实用新型技术方案的典型范例，凡采取等同替换或者等效变换而形成的技术方案，均落在本实用新型要求保护的范围之内。
在实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
下面结合附图对本实用新型的高温成型模具自动转运及上下料装置20进行说明，如附图1所示，包括成型模具输送机构8及卸料上料工位9。
所述成型模具输送机构8与加工设备的入料端101和出料端102分别配接，用于将温度不低于100℃的成型模具从加工设备的出料端101移送到卸料上料工位9以及从卸料上料工位9移送到加工设备的入料端102；所述成型模具输送机构8可以是已知的各种搬运结构，如皮带输送线或六轴移动机械手或具有成型模具放置结构的线性导轨等结构，在此不作限定。
所述卸料上料工位9设置于所述加工设备的入料端101和出料端102之间的位置，包括上模移动装置91及取片置片装置92，所述上模移动装置91用于升降成型模具4的上模来控制成型模具的开模合模；所述上模移动装置91可以是已知的各种结构，如设置于气缸上的真空吸附装置，设置于多轴移动机构上的夹爪等，在此不作限定；所述取片置片装置92用于在开模状态下将成型件从成型模具的下模中取出置于成品放置区93，并从待加工件放置区94取件置于下模上，所述取片置片装置92可以是已知的各种结构，如设置于多轴移动结构上的真空吸附结构或是设置于多轴移动结构上的夹爪结构等，在此不作限定。
并且，为了避免成型模具由加工设备输出后的热量消耗，所述成型模具输送机构8及上模移动装置91与成型模具4接触的区域为保温隔热材料，并且，所述成型模具输送机构8、卸料上料工位9位于隔热保温环境内（图中未示出）。
所述高温成型模具自动转运及上下料装置20还包括各种用于确定成型模具移动到的位置以及用于卸料上料工位确定成型件和待加工件所在位置及放置位置的定位传感器（图中未示出），从而能够保证各部分位置移动的可靠性和准确性。
上述的高温成型模具自动转运及上下料装置可以配合各种需要对模具进行加热成型后输出设备进行卸料上料并再次送入设备进行加热成型的设备使用，从而实现加工全过程的自动化进行。
进一步，本实用新型揭示了一种高效3D平板盖板玻璃的加工系统，优选用于3D手机盖板玻璃、3D平板电脑盖板玻璃、液晶显示玻璃等的加工，如附图1所示，其包括热弯机10及上述的高温成型模具自动转运及上下料装置20，虽然图中显示的热弯机10的入料端101和出料端102位于热弯机的同一侧，但是它们的具体布置形式可以根据实际需要进行设置，在此不作限定。
如附图2所示，所述热弯机10包括预热工站1，所述预热工站1至少包括至少采用电磁感应加热设备5进行加热的第二预热工位12以及间隙设置于其后方的采用电阻加热设备6进行加热的第三预热工位13。
其中，所述电磁感应加热设备5至少包括环状的感应线圈及与所述感应线圈连接并为其提供交变电流的供电装置，所述感应线圈可以连接在升降结构上，从而在优选为石墨材质的成型模具4移动到加热位置时，感应线圈下降将成型模具4套住进行加热，在加热结束后，感应线圈上升，使成型模具4可以移动。
当然，在其他实施例中，所述感应线圈也可以是延伸一定长度且固定在成型模具输送线外周的结构，成型模具移动到其中空内腔中时进行加热，移出时即不再加热，此处对于感应线圈的具体布设形式不作限定。
并且，所述电磁感应加热设备5优选为高频感应加热设备，通常频率在10 kHz以上为高频，本方案中优选感应频率在30kHz-80kHz之间，从而能够快速产生剧烈热源实现快速加热，所述电磁感应加热设备5的电压为380VAC，供电装置的功率则可以根据实际工艺要求进行调整，如当需要在10s内使模具上升300-400℃时，功率可以选择为20KW，一般来说：时间越短，上升温度越高，供电装置所需的功率越大。
另外，在另一实施例中，还可以根据实际需要在所述第二预热工位12处增加电阻加热设备6进行加热，从而能够将电磁感应加热和电阻加热复合，以进一步提高加热速率。
如附图3所示，所述电阻加热设备6包括位置固定的下加热模块61和可升降的上加热模块62，优选所述下加热模块61固定在用于承载成型模具4的承载板的下方，所述上加热模块62与所述下加热模块共轴设置，当然，所述下加热模块61和上加热模块62具体设置位置、布设形式及个数可以根据实际需要进行调整，如在承载板的两侧也设置有下加热模块61，或所述上加热模块62是多个且围合成槽型等，在此不作限定。
进一步来说，所述下加热模块61和上加热模块62均包括内置有电阻棒加热管601的加热块602，所述加热块602背向成型模具4的一侧设置有隔热装置603，所述隔热装置603连接散热装置604，所述上加热模块62的散热装置604连接驱动其升降的驱动装置，优选所述驱动装置为气缸，当然也可以是其他可行的结构，在此不作限定。
所述隔热装置603是与加热块602线接触和/或多点接触的不锈钢体或者超级合金体，例如其是环状结构、管状结构或者多根独立且与加热块的平面垂直的支杆结构等，在此不作限定，从而能够减小与加热块602的接触面积，减少加热块602因热量传导导致的热量损失；所述散热装置604主要用于阻隔所述隔热装置603与驱动装置的热传导，防止气缸与上加热模块连接的位置因过度受热变形从而导致动作变形，使压制时的误差变大，散热装置604是采用冷却液的冷却设备，优选为水冷设备。
同时，实用新型人研究发现，如果将电磁感应加热设备5，即第二预热工位12直接设置于热弯机的入料端位置，则工作时，入料端位置会存在较高的温度，不利于作业人员操作，更进一步，由于电磁感应加热的速度块，温度变化幅度大，因此，在短时间内将成型模具和平板盖板玻璃从初始温度升温到目标温度过程中，升温速率极有可能超出成型模具和平板盖板玻璃能够承受的升温速率范围，造成不利影响，因此，优选在所述第二预热工位12的前端还间隙设置有采用上述的电阻加热设备6进行加热的第一预热工位11，因此预热工站1的整体结构为：从入料端101向后依次排布的采用电阻加热设备6进行加热的第一预热工位11、第二预热工位12和第三预热工位13。
整个预热工站1通常为3-5个间隙设置的工位，具体工位数量可以根据不同的工艺要求设计，通过增加预热工位的数量，有利于减少成型模具在每个工位上停留的时间，但是也增加了设备制造成本和控制难易程度，预热工站1具体工位数量的调整是通过调整所述第三预热工位13的分工位的数量来实现，优选所述分工位的数量为1-3个，进一步优选为2-3个，并且，当所述第三预热工位为多个分工位时，且当所述第二预热工位12使所述成型模具4加热到平板盖板玻璃的软化点温度以上时，所述第三预热工位的各分工位之间还可以递减，从而使成型模具4的温度匀速的降低到软化点温度。
本实用新型的热弯机10在没有与高温成型模具自动转运及上下料装置20配合使用时，其在预热工站的温度变化曲线如附图4所示，所述第一预热工位11将位于其加热区域内的成型模具及平板盖板玻璃先以较低的加热速率加热到一定温度，该温度与目标温度仍有一定的差距，因此入口端处的温度要低很多，并且，此时再进行电磁感应加热时，温度的变化幅度相对减小，在一个工位加热时间不变的条件下，加热速率降低很多。
接着通过所述第二预热工位12以较高的加热速率使成型模具在短时间内加热升温至不低于平板盖板玻璃的软化点温度，如附图4所示，使成型模具加热到平板盖板玻璃的软化点温度以上，加热到的具体温度根据平板盖板玻璃的软化点及石墨尺寸在700-800℃之间调整。
再由所述第三预热工位13使所述成型模具4的温度从第二预热工位12的最大温度缓慢的下降至平板盖板玻璃的软化点温度后保持一段时间，如附图3所示，当然，如果在第二预热工位12仅将成型模具加热到平板盖板玻璃的软化点温度，在第三预热工位13处则使成型模具直接保持在平板盖板玻璃的软化点温度。
在电磁感应加热后，成型模具的温度分布不均匀，靠近电磁线圈的区域温度更高，远离的位置温度相对要低，即成型模具的边缘温度和中心温度存在温度差，因此在第三预热工位13采用电阻加热设备进行后续加热时，由于电阻加热设备与成型模具轴向的两个表面的位置更加契合，不存在偏离的情况，因此能够使成型模具的上下表面整体受热，从而使成型模具的温度分布均匀化，进而使平板盖板玻璃各部位均匀受热达到软化点温度，避免在后续的压制过程中因局部未达到软化点位置而硬受力导致平板盖板玻璃易压坏和/或因局部过热而导致平板盖板玻璃过度变形的情况出现；并且，在第一预热工位11、第二预热工位12和第三预热工位13加热过程中，所述上加热模块62不对成型模具4施加压力。
在预热之后，如附图2、附图4所示，装有平板盖板玻璃的所述成型模具4还要经过成型工站2压制及在冷却工站3冷却定型，所述成型工站2包括至少一个单独的压制工位，优选为3个且间隙设置，每个压制工位均采用上述的电阻加热设备6进行加热，并使平板盖板玻璃保持在软化点温度，在加热的同时，所述上加热模块62对成型模具4的上模板施加压力，从而使平板盖板玻璃受力变形。
所述冷却工站3与所述成型工站2保持间隙，其同样包括至少一个单独的冷却工位，优选为3-4个且间隙设置，每个冷却工位同样采用电阻加热设备6进行成型模具4的冷却，并且每个冷却工位的电阻加热设备6的温度低于成型模具4的温度且多个冷却工位的电阻加热设备6的温度递减；在冷却的同时，每个冷却工位还通过上加热模块62对平板盖板玻璃施加压力。
在整个加工过程中，如附图2所示，为了实现成型模具4依次在各工站及在各工站中的各工位间的移动，所述热弯机还包括输送设备，所述输送设备可以是已知的各种形式和结构，本方案中优选其至少包括上述的贯穿所述预热工站、成型工站及冷却工站各工位的承载板以及在每个工位处设置有驱动所述成型模具在支撑板上移动的拨动机构，所述拨动机构位于相邻工位之间的间隙处，其包括拨杆7、驱动所述拨杆7升降的气缸（图中未示出）及驱动拨杆7在工位之间移动且由马达和丝杠（图中未示出）构成的平移机构；不需要推送成型模具时，所述气缸处于缩回状态，且所述拨杆7处于缩回状态；当需要推送成型模具，所述气缸的伸缩轴伸出，使所述拨杆下移到成型模具的侧方位置，接着所述伺服马达驱动所述丝杠带动所述拨杆平移，实现模具的推送。
并且，在所述热弯机上还设置有用于向热弯机腔体内充入氮气以进行成型模具保护的氮气供应装置。
本实用新型的3D平板盖板玻璃高效加工系统工作时，其温度与时间的对应关系如附图5所示，其具体过程如下：
S1，热弯机10对成型模具上的平板盖板玻璃进行加工，并将温度在300-400℃且带有成型盖板玻璃的成型模具输出，其具体加工过程如下：
S11，将装有平板盖板玻璃的成型模具4置入第一预热工位11，通过电阻加热设备进行成型模具4和平板盖板玻璃的加热，加热期间不对平板盖板玻璃施加压力。
S12，通过拨动机构将经过S1步骤加热的成型模具4推入到第二预热工位12中，至少通过电磁感应加热设备5进行成型模具的加热，使成型模具4的温度升高至不低于平板盖板玻璃的软化点温度，优选在700-800℃之间，加热期间不对平板盖板玻璃施加压力；另外，在S12步骤中，进一步优选通过电磁感应加热设备5及电阻加热设备6进行复合加热。
S13，通过拨动机构将经过S12步骤加热的成型模具4置入第三预热工位13，采用电阻加热设备6对成型模具及平板盖板玻璃进行加热，使经过S12步骤的成型模具及平板盖板玻璃的温度均匀化并维持在平板盖板玻璃的软化点温度，加热期间不对平板盖板玻璃施加压力。
S14，通过拨动机构将经过预热工站1预热的成型模具4依次置入成型工站的各压制工位，在各压制工位采用电阻加热设备6使成型模具4及平板盖板玻璃保持在平板盖板玻璃的软化点温度同时通过上加热模块62对平板盖板玻璃施加压力，并且控制每个压制工位对平板盖板玻璃施加压力在600-1200KPa之间，实用新型人发现，如果施加的压力小于上述范围时，则最终成形的盖板玻璃的弯曲程度低于标准要求，反之，若大于上述范围时，则最终成形的盖板玻璃变形过度。
S15，将经过S14步骤的成型模具置入冷却工站，对平板盖板玻璃施加压力，并且控制压力在300-600 KPa之间；在施加压力的同时通过温度低于成型模具的电阻加热设备6使成型模具4冷却至300-400℃后输出。
其中，所述冷却工站3的各冷却工位的温度呈递减趋势，经过成型工站进入冷却工站后，如果此时冷却工位的电阻加热设备的温度与成型工站中的温度差值过大时，平板盖板玻璃会在压力下出现破碎的情况，而如果两者之间的温度差值过小，则平板盖板玻璃的冷却效率慢，实用新型人通过实验发现，当冷却工站中的第一个冷却工位的电阻加热设备的温度与平板盖板玻璃的软化点的温度差在200±10℃之间时，能够获得最优的效果。
并且，在整个加工过程中，控制成型模具4在每个工位停留的时间相同，从而能够使各工位的加工节拍匹配，能够实现多个产品的同时加工。并且，成型模具在每个工位的停留的时间参数是可调节的，且时间决定设备的出片效率，在保证质量的前提下，时间越短效率越高。
S2，成型模具输送机构将热弯机输出的高温成型模具输送到卸料上料工位9处。
S3，在卸料上料工位9处实现成型模具的下模定位，接着上模移动装置将成型模具的上模提升实现开模；
S4，取片置片装置将成型盖板玻璃从成型模具的下模中取出置于成品放置区，并从平板盖板玻璃放置区取件置于下模上；
S5，上模移动装置将所述上模下移实现合模；
S6，成型模具输送机构将装有平板盖板玻璃且温度不低于100℃的成型模具输送至热弯机的入料端，优选成型模具的温度为不低于200℃；
S7，重复S1-S6步骤，并且控制所述S2步骤-S6步骤的总时间不超过所述S1步骤的时间。
根据上述步骤，从热弯机中输出的温度在300-400℃的成型模具在经过上述一系列动作，再次输送到热弯机的入料端时仍将维持200-300℃的温度，从而减少了从常温（室温）加热至300℃所需耗的热能和时间。
当然，上述系统工作时，各成型模具在第一次进入热弯机时，其初始温度可以为常温（室温），并且当其从热弯机中输出时，温度控制在300-400℃，之后则按照S1-S7步骤执行，至加工完毕停止。
本实用新型尚有多种实施方式，凡采用等同变换或者等效变换而形成的所有技术方案，均落在本实用新型的保护范围之内。