专利名称：玻锥冷割头设备的制作方法
技术领域：
本发明属于切割装置，尤其涉及玻锥生产中的冷割头设备。
背景技术：
目前，玻锥切割主要采用热割头，即对热态锥进行切割，热割头采用刀具旋转，内面切割，容易产生玻璃屑，切割面平整度偏差也较大，切割中心调整时需要停机，切割关节易老化。另外，热割机有多个工位，切割高度难以控制，所以很难做到无人操作。
发明内容
本发明需要解决的技术方案在于提供一种玻锥冷割头设备，以克服现有技术切割产生玻璃屑、切割面不平整、及难以无人操作等缺点。
本发明的技术方案如下包括工作台、工作台上的台面浮动支撑、固定在工作台上的立柱、固定在立柱一侧面上的滚珠丝杆、与滚珠丝杆活动连接的移动架、立柱另一侧与移动架及其上装置重量匹配且通过链轮组件与移动架连接的配重及设置在立柱顶端的伺服电机，还包括安装在移动架上的火头装置、抓取装置和刀具装置，所述火头装置为冷割火头装置，在滚珠丝杆两侧的立柱上固定有与移动架活动连接的平行导轨。
所谓冷割火头，即俗称的硬火头，其燃烧气体为液化石油气LPG和氧气的混合气体燃烧，混合气体含氧高、火焰细。
所述立柱一侧面上沿立柱方向安装有两条平行导轨，移动架通过滑块可以在导轨上作垂直上下运动，而移动架的动力来自于安装在立柱顶端的伺服电机和两端固定在立柱侧面上的滚珠丝杆的驱动，移动架与丝杆通过螺母连接。
所述链轮组件安装在立柱顶端，该组件主要有链条和链轮，两个链轮固定在立柱顶端，链条两端分别连接移动架和与移动架(包括安装在移动架上的其他装置)相等重量的配重，当丝杆带动移动架在导轨上作上下运动时，一端固定在移动架上的链条也被牵动，从而带动链条另一端的配重在立柱另一侧作同样的上下运动。
在紧贴移动架下端还固定有定位支架和与移动架平面平行且固定在定位支架下端的定位板，在定位板正中央开有一个与制品(即玻锥)所带定位环尺寸匹配的定位孔，制品定位环一般采用石墨制造，定位环内孔尺寸与制品射线偏转区部尺寸相匹配。
所述火头装置包括轴心正对上述定位孔且安装在移动架中的花键轴套组件和分别安装在轴套组件两侧的火头旋转电机及气缸(控制花键轴上下运动)。花键轴的旋转受旋转电机的驱动，而轴套组件的上下运动则由气缸带动；花键轴套组件的齿轮和旋转电机的齿轮安装在紧贴移动架下方而固定的齿轮盒中；所述花键轴为中空，花键轴顶端和末端均固定有弯管接头，它可将轴内气管和轴外另一段气管连通，花键轴末端还同轴安装了一向外伸出距离略大于上述定位孔直径的刚性旋转臂，该旋转臂末端为带有燃烧火头的火焰头座，而上述轴外气管最终可通过旋转臂末端火焰头座上的另一弯管接头接入火焰头座中，并通过火头座端的火焰头喷火。
所述刀具装置被同时安装在移动架垂直面的下部和上述定位板上，整个装置保持水平，割刀在装置内气缸的带动下可沿定位板平面方向伸进伸出从而切割制品。在刀具装置一侧还设置有冷气管，可以在割刀退出切割的等待时间吹送冷空气以达到降温的目的。
所述抓取装置包括固定在移动架上的旋转气缸、与旋转气缸固定连接的轴承、轴承末端的夹爪摆臂及固定在摆臂下部的夹爪，旋转气缸由PLC控制。
所述台面浮动支撑装置共有四组，分别支撑着制品底面的四个角，每一组支撑装置的X、Y水平面内设置有平面轴承和移动钢珠，而Z向(即垂直方向)设置有上下方向弹簧，当制品在移动架的压力下向下着力时，弹簧的弹力可以保证制品不至于过定位，起到了浮动作用，且其与制品接触表面为非金属尼龙材料。避免制品SE面的碰伤。
上述冷割火头装置、刀具装置、割头抓取装置以及滚珠丝杆的动作均由外部PLC可编程控制器控制。
本发明的有益效果是由于火源为含氧高、火焰细的硬火，而刀具在动作前一直被压缩冷空气冷却，因而切割瞬间的冷热差使得玻璃发生迅速爆裂，切割面整齐均匀，而且冷割头采用火头旋转对锥体进行局部加热，割刀在外面切割，不会产生玻璃屑；再则，制品锥的浮动支撑保证了制品在X、Y、Z三个方向自由浮动，从而定位环可以精确定位，伺服电机和滚珠丝杆的设计使得切割中心无须停机调整，能够做到无人操作；另外，刀具不旋转而只在气缸的作用下进出运动，磨损变得很小。
图1为本发明的侧面结构示意图，图中只绘出本发明的主要组成装置。因如若从图示方向看，刀具装置的一部分结构将被抓取装置遮挡，所以图1中未绘出刀具装置；图2为对图1的补充，指出了刀具装置在总图中的位置；图3为本发明正视方向火头装置的结构示意图；图4为本发明刀具装置的侧面结构示意图；图5为图4中刀架的结构示意图和割刀内部的俯视结构图；图6为本发明正视方向抓取装置的结构示意图。
图7为本发明台面浮动支撑装置的结构示意图。
具体实施例方式
以下结合附图和具体实施例对本发明作详细说明。
如图1和图2，本发明包括工作台1、工作台上的台面浮动支撑2、固定在工作台上的立柱3、固定在立柱一侧面上的滚珠丝杆6、与滚珠丝杆活动连接的移动架4、立柱另一侧与移动架及其上装置重量匹配且通过链轮组件与移动架连接的配重5及设置在立柱顶端的伺服电机7，还包括安装在移动架上的火头装置8、抓取装置9和刀具装置10、所述火头装置8为冷割火头装置，立柱一侧面上沿立柱方向安装有两条平行导轨，导轨位于丝杆两侧，移动架可通过滑块在导轨上作垂直上下运动。在移动架4下端还固定有定位支架11和与移动架平面平行且固定在定位支架下端的定位板12，在定位板正中央开有一个与制品(即玻锥)所带定位环尺寸匹配的定位孔，本实施例中，定位支架为四条钢柱，定位板为矩形，因此定位支架和定位板为火头旋转和割刀切割提供了一定的三维空间。工作台1和定位板12之间的空间即为生产线穿过工作台输送制品到切割工位的空间。
如图3，所述火头装置包括轴心正对上述定位孔且安装在移动架中的花键轴套组件13和分别安装在轴套组件两侧的火头旋转电机14及控制花键轴上下运动的气缸15，花键轴套组件穿过移动架4板面安装。本实施例采用常见的花键轴套组件，主要包括花键轴、内花键套、轴承座、轴承盖、轴承壳、轴套和齿轮等，轴承座正好嵌在移动架中，轴承盖罩于上部，其内的上下两个内花键套将花键轴固定在中间，花键轴套组件13上部为轴承壳和轴套，而旋转减速电机14内的转轴齿轮和与之啮合的花键轴套组件13中内花键套上的齿轮安装在紧贴移动架下方的齿轮盒16中，旋转减速电机14通过齿轮驱动内花键套并带动花键轴的旋转；花键轴为中空，其顶端和末端均设置有高速旋转接头，混合气体气管可从外部引入，然后通过安装在轴套组件13顶端的高速旋转接头17从花键轴顶部进入其中空部分，又从花键轴末端的另一旋转接头穿出；花键轴末端还同轴安装了一向外伸出距离略大于上述定位孔直径的刚性旋转臂18，旋转臂可以和花键轴一起旋转(这种组合即称为硬火头)，该旋转臂末端为带有燃烧火头的火焰头座19，火焰头座19一侧安装有一弯转接头20，上述花键轴末端的旋转接头和此弯转接头之间可通过气管相连，从而将混合气体接入火焰头座中；充满混合气体的火头可在旋转臂的带动下作旋转运动，同时把混合气体输送到火焰头以对制品喷火。在气缸旁侧的移动架上还可安装一缓冲构件21，该缓冲构件顶端为一弹性材料制成的保护套，以防止当花键轴在气缸带动下向下运动时，固定在花键轴和气缸顶部并连接两者的一顶板对气缸或旋转电机等造成冲击，并波及移动架。
如图4图5，刀具装置包括连接板22、连接座23、调整座24、刀架25、割刀26、盖板27、滑座28和压簧29，割刀为圆形刀，材料为硬质合金。连接板22一头固定在移动架的垂直平面上，另一头固定在连接座23上，连接板内部安装有受控于PLC控制器的气缸，连接座可通过两个支座固定在移动架下方的定位板上，从而刀具可以沿定位板方向作伸缩运动；调整座24悬空固定在定位板上的两个支座中间；通过调节调整座上的螺钉可以改变调节座的高度，从而改变调整座下刀架的高度，这样切割出来的尺寸大小可以不同。刀架25安装在调整座下方的盖板27内，并固定在盖板的滑座28上，滑座又置于盖板的滑轨上，因而固定在滑座上的刀架在连接板内气缸的带动下可伸缩移动于滑轨上。刀架末端固定有压簧29，其作用是保证刀具与制品的弹性接触。
如图6，抓取装置包括固定在移动架4上的旋转气缸30、通过转轴31与旋转气缸固定连接的轴承32(轴承外同轴安装有轴承座)、同轴套装在转轴末端外的摆臂33及固定在摆臂下部的夹爪34，旋转气缸由PLC控制，在气缸的带动下摆臂可在90度范围内摆动，而夹爪内设置有专门的抓取气缸，气缸可带动夹爪打开或闭合。
如图7，台面浮动支撑装置共有四组，每一组包括底座35、导柱36、垫板37、支撑板38、推力球轴承39及弹簧40。底座35通过支架固定于工作台上，底座内设置有两根导柱36和垂直方向弹簧40，而导柱内安装有直线轴承，直线轴承和弹簧均起到缓冲作用，使得制品可以在Z向自由浮动；支撑板38和垫板39依次安装于导柱上，而推力球轴承39则设置在垫板和支撑板之间的水平面内，起到水平自由浮动的作用；垫板上还设置有一块非金属材料制成的保护层，起到保护制品的作用。
本发明的工作流程为当玻锥被生产线运送到工作台上的割头工位后，PLC可编程控制器控制伺服电机，使滚珠丝杆带动移动架垂直向下运动，而同时冷割火头装置中的花键轴也在气缸的带动下向下运动，生产流水线将制品送到工位，并使制品待切割的头颈部分正好卡在定位板的定位孔中；在旋转电机的驱动下，花键轴带动旋转臂作旋转运动，气管内氧气和LPG混合后的气体经过花键轴被送到火头，并在旋转臂的作用下开始对玻锥头颈进行旋转加热，而在旋转加热的同时，冷气管一直在对圆形刀具吹气降温，加热完毕，花键轴套组件在气缸的带动下向上移动，火头撤离制品，然后PLC控制刀具水平直线运动并接触制品以使冷热温差下制品局部炸裂，切割完毕，刀具向后退出，抓取装置又在PLC的控制下将切割下来的玻锥头颈取走转至放料口上方并将其废弃，移动架又在伺服电机和丝杆的驱动下向上抬起，而被切割了头颈的玻锥被输送至下一个生产线。
权利要求
1.一种玻锥冷割头设备，包括工作台(1)、工作台上的台面浮动支撑(2)、固定在工作台上的立柱(3)、固定在立柱一侧面上的滚珠丝杆(6)、与滚珠丝杆活动连接的移动架(4)、立柱另一侧与移动架及其上装置重量匹配且通过链轮组件与移动架连接的配重(5)及设置在立柱顶端的伺服电机(7)，其特征在于还包括安装在移动架上的火头装置(8)、抓取装置(9)和刀具装置(10)，所述火头装置(8)为冷割火头装置，在丝杆两侧的立柱上固定有与移动架活动连接的平行导轨。
2.如权利要求1所述的玻锥冷割头设备，其特征在于在移动架(4)下端固定有定位支架(11)和与移动架平面平行且固定在定位支架(11)下端的定位板(12)，在定位板正中央开有一个与被切割制品上的定位环尺寸匹配的定位孔。
3.如权利要求2所述的玻锥冷割头设备，其特征在于所述火头装置包括轴心正对定位孔且安装在移动架中的花键轴套组件(13)和分别安装在轴套组件两侧的火头旋转电机(14)及控制花键轴上下运动的气缸(15)，花键轴套组件穿过移动架(4)板面安装；旋转电机(14)内的转轴齿轮和与之啮合的花键轴套组件(13)上的齿轮安装在紧贴移动架下方的齿轮盒(16)中，旋转电机(14)通过齿轮带动花键轴套组件内的花键轴旋转；花键轴为中空，其顶端和末端均设置有高速旋转接头(17)，气管可从顶端旋转接头接入，而从末端旋转接头穿出，花键轴末端还同轴安装了一向外伸出距离略大于上述定位孔的刚性旋转臂(18)，该旋转臂末端为带有燃烧火头的火焰头座(19)，火焰头座(19)一侧安装有弯转接头(20)，上述花键轴末端的旋转接头和此弯转接头之间可通过气管相连，以将混合气体接入火焰头座中。
4.如权利要求3所述的玻锥冷割头设备，其特征在于所述气管内的气体为氧气和液化石油气LPG的混合气体。
5.如权利要求3所述的玻锥冷割头设备，其特征在于在所述气缸旁侧的移动架上还安装有缓冲构件(21)。
6.如权利要求5所述的玻锥冷割头设备，其特征在于所述缓冲构件顶端为一弹性材料制成的保护套。
7.如权利要求2所述的玻锥冷割头设备，其特征在于所述刀具装置包括连接板(22)、连接座(23)、调整座(24)、刀架(25)、割刀(26)、盖板(27)、滑座(28)和压簧(29)；连接板(22)一头固定在移动架的垂直平面上，另一头固定在连接座(23)上，其内部安装有气缸，连接座(20)通过两个支座固定在上述定位板上，调整座(24)悬空固定在两个支座中间，刀架(25)安装在调整座(24)下方的盖板(27)内，并固定在盖板的滑座(28)上，滑座又置于盖板的滑轨上，刀架末端固定有压簧(29)。
8.如权利要求7所述的玻锥冷割头设备，其特征在于所述割刀为圆形刀，材料为硬质合金。
9.如权利要求2所述的玻锥冷割头设备，其特征在于所述抓取装置包括固定在移动架(4)上的旋转气缸(30)、通过转轴(31)与旋转气缸固定连接的轴承(32)、同轴套装在转轴末端外的摆臂(33)及固定在摆臂下部的夹爪(34)。
10.如权利要求9所述的玻锥冷割头设备，其特征在于所述摆臂可摆动范围为90度以内。
11.如权利要求9所述的玻锥冷割头设备，其特征在于所述夹爪内设置有抓取气缸。
12.如权利要求2所述的玻锥冷割头设备，其特征在于所述浮动支撑装置共有四组，每一组装置包括底座(35)、导柱(36)、垫板(37)、支撑板(38)、推力球轴承(39)及弹簧(40)；底座(35)通过支架固定于工作台上，底座内设置有两根导柱(36)和垂直方向弹簧(40)，导柱内安装有直线轴承；支撑板(38)和垫板(37)依次安装于导柱上，推力球轴承(39)设置在垫板和支撑板之间的水平面内。
13.如权利要求12所述的玻锥冷割头设备，其特征在于所述垫板上设置有非金属材料制成的保护层。
14.如权利要求2所述的玻锥冷割头设备，其特征在于移动架与丝杆通过螺母活动连接，移动架通过滑块在导轨上作上下垂直运动。
15.如权利要求1所述的玻锥冷割头设备，其特征在于在所述刀具装置一侧的移动架上还设置有对割刀吹送冷空气的冷气管。
16.如权利要求1所述的玻锥冷割头设备，其特征在于所述链轮组件包括链条和链轮。
全文摘要
本发明公开了一种玻锥冷割头设备，包括工作台(1)、工作台上的台面浮动支撑(2)、固定在工作台上的立柱(3)、固定在立柱一侧面上的滚珠丝杆(6)、与滚珠丝杆活动连接的移动架(4)、立柱另一侧与移动架及其上装置重量匹配且通过链轮组件与移动架连接的配重(5)及设置在立柱顶端的伺服电机(7)，其特征在于还包括安装在移动架上的火头装置(8)、抓取装置(9)和刀具装置(10)，所述火头装置(8)为冷割火头装置，在丝杆两侧的立柱上固定有与移动架活动连接的平行导轨。其有益效果是切割面整齐均匀、不会产生玻璃屑、定位环可以精确定位、切割中心无须停机调整，能够做到无人操作；另外，磨损变得很小。
文档编号C03B33/00GK1559944SQ20041001645
公开日2005年1月5日 申请日期2004年2月20日 优先权日2004年2月20日
发明者吕梦龙, 张意, 戚建富 申请人:上海旭电子玻璃有限公司