一种玻璃上下料装置及其控制方法与流程

本发明专利涉及玻璃加工领域，更具体的说是一种玻璃上下料装置及其控制方法。

背景技术：

玻璃的上下料是玻璃加工过程中必不可少的程序，直接影响玻璃加工的精度和效率。目前玻璃加工过程中，玻璃在不同工位之间的上下料主要采用人工形式和机械手两种形式。人工形式一方面生产效率低下，另一方面玻璃在加工过程中要在不同工位之间来回移动，在从一个工位换到另一个工位时人工定位容易产生较大的误差。目前机械手适合于两个工位之间玻璃拾放，当工位数目较多时，每两个工位之间都需要机械手配合上下料，成本较高。

技术实现要素：

本专利为了克服目前玻璃加工过程中工位数目受局限，劳动强度大，生产效率低下等问题，设计了一种双工位大跨度的上下料机械装置，装置能根据生产线的需要设置多个工位，实现柔性生产；同时本专利设计了一种该装置的控制方法。

为实现上述技术目的，本发明采用了以下技术方案：玻璃上下料装置，包括机架、上料机械装置和下料机械装置；

机架主要由横梁、立柱A、立柱B和立柱C组成；所述立柱A、立柱B、立柱C上设置横梁；横梁上设置有直线导轨A和直线导轨B、直线导轨C和直线导轨D；直线导轨A和直线导轨B中间位置设置有丝杠A；丝杠A通过固定座C、固定座D设置于横梁上；直线导轨C和直线导轨D中间位置设置有丝杠B；丝杠B通过固定座A、固定座B设置于横梁上；

所述上料机械装置由三部分组成，包括由滑座A、伺服电机A、同步带轮A、同步带A、同步带轮B、固定板A构成的横向传动装置；由伺服电机B、丝杠C、直线导轨E、直线导轨F、固定板B、联轴器A、滑座B构成的纵向传动装置；由连接臂A、防护箱A、气缸A、圆柱导轨A、圆柱导轨A、吸盘A、上限位传感器A，下限位传感器B构成的吸取装置；

所述下料机械臂由三部分组成，包括由滑座C、伺服电机C、同步带B、同步带轮C、同步带轮D、固定板C构成的横向传动装置；由伺服电机D、丝杠D、直线导轨G、直线导轨H、滑座D构成的纵向传动装置；由连接臂B、防护箱B、气缸B、圆柱导轨C、圆柱导轨D、吸盘B上限位传感器C、下限位传感器D构成的吸取装置。

所述横梁上设置有拖链A、拖链B；所述横梁上设置有支架A、支架B、支架C、支架D。

所述滑座A上设置有固定板A；固定板A上设置伺服电机A；伺服电机A通过联轴器B和同步带轮B连接；同步带轮B通过同步带A与同步带轮A连接；同步带轮A通过丝杠螺母B与丝杠B连接组成横向传动装置。

所述伺服电机A转动时带动同步带轮B转动，同步带轮B通过同步带A带动同步带轮A转动；同步带轮A转动带动丝杠螺母B转动；丝杠螺母B沿着丝杠B运动，同时带动滑座A在直线导轨C、直线导轨D沿X轴方向运动。滑座A上的传感器B信号触发，伺服电机A停止转动，上料机械装置停止在X轴方向运动；伺服电机B转动带动丝杠C转动；丝杠C转动带动滑座B在直线导轨E、直线导轨F上沿Y轴运动。丝杠螺母A与固定座E过盈连接。

所述固定板B上设置有传感器A、当传感器A信号触发，伺服电机B停止转动，滑座B停止在直线导轨E、直线导轨F上沿Y轴方向运动；固定板B上设置有限位开关A，具有保护滑座B的作用。

所述滑座B与连接臂A连接；连接臂A与防护箱A连接；防护箱A内部设置有气缸A、气缸A与吸盘A连接组成吸取装置；气缸A带动吸盘A上下运动。

所述滑座C上设置有固定板C；固定板C上设置有伺服电机C；伺服电机C通过联轴器C与同步带轮C连接；同步带轮C通过同步带B与同步带轮D连接；同步带轮C通过丝杠螺母D与丝杠A连接；伺服电机C转动时带动同步带轮C转动，同步带轮C通过同步带B带动同步带轮D转动；丝杠螺母D沿着丝杠A运动，同时带动滑座C在直线导轨A、直线导轨C沿X轴运动；滑座C上设置有传感器C；滑座C上的传感器C信号触发，伺服电机C停止转动，上料机械装装置停止在X轴方向运动；所述滑座C与连接臂B连接；连接臂B与防护箱B相连接；防护箱B内部设置有气缸B，气缸B与吸盘B相连接。

所述滑座A上设置有固定板B；固定板B上设置有直线导轨E、直线导轨F。直线导轨E、直线导轨F上设置有滑座B；滑座B上设置有伺服电机B；伺服电机B通过联轴器与丝杠C连接；丝杠C通过丝杠螺母A与固定座E连接；固定座E设置于滑座B上；滑座C上设置有固定板C；所述固定板C上设置有直线导轨G、直线导轨H；直线导轨G、直线导轨H与滑座D连接；滑座D上设置有伺服电机D；伺服电机D通过联轴器与丝杠D连接；丝杠D通过丝杠螺母C与固定座连接；固定座设置于滑座D中间。

所述固定板B上设置有传感器A、当传感器A信号触发，伺服电机B停止转动，滑座B停止在直线导轨E、直线导轨F上沿Y轴方向运动。

这种玻璃上下料装置，包括如下步骤：

第一步：将横向运动装置定义为X向数控轴，将纵向运动装置定义为Y向数控轴；

第二步：各数控轴回零，等待零位传感器A、零位传感器B、零位传感器A、零位传感器A信号触发，回零结束；气缸A和气缸B复位，待上限位置传感器A、上限位置传感器C和下限位置传感器B、下限位置传感器D信号触发，复位结束；

第三步：移动X向数控轴和Y向数控轴至上料工位、加工工位和下料工位中心上方，记录各工位中心坐标，并存于控制器内部RAM固定地址空间中；

第四步：上料装置X向数控轴Y向数控轴插补运动，使吸盘A运动至上料工位中心位置上方；

第五步：电磁阀动作，气缸A推动吸盘A向下运动，等待下限位传感器B信号触发，吸盘A停止运动；

第六步：电磁阀动作，吸盘A抽真空，检测吸盘A与玻璃之间真空度，等待真空度传感器触发，吸盘A吸牢玻璃；工位电磁阀动作，上料工位吸盘释放玻璃；

第七步：电磁阀动作，气缸A带动吸盘A向上运动，待上限位传感器A信号触发，吸盘A停止向上运动，玻璃被提起；

第八步：上料装置X向数控轴、Y向数控轴插补运动，使玻璃移动至加工工位中心位置上方；

第九步：电磁阀动作，气缸A推动吸盘A向下运动，待下限位传感器B信号触发，吸盘A停止运动，玻璃被放置于加工工位吸盘上；

第十步：工位电磁阀动作，加工工位吸盘吸牢玻璃；电磁阀动作，吸盘A进气，检测吸盘A与玻璃之间真空度，等待真空度传感器信号消失，吸盘A释放玻璃；

第十一步：电磁阀动作，气缸A带动吸盘A向上运动，待上限传感器C信号触发，吸盘A停止运动，吸盘A释放玻璃后复位；

第十二步：上料装置X向数控轴Y向数控轴插补运动，使吸盘A运动至待机位置；

第十三步：待加工工位完成加工，下料装置X向数控轴、Y向数控轴插补运动，使吸盘B移动至加工工位中心位置上方；

第十四步：电磁阀动作，气缸B带动吸盘B向下运动，待下限位传感器D信号触发，吸盘B停止运动；

第十五步：电磁阀动作，吸盘B抽真空，检测吸盘B与玻璃之间真空度，等待真空度传感器触发，吸盘B吸牢玻璃；工位电磁阀动作，加工工位吸盘释放玻璃；

第十六步：电磁阀动作，气缸B带动吸盘B向上运动，待上限位传感器C信号触发，吸盘B停止运动，玻璃被提起；

第十七步：下料装置X向数控轴、Y向数控轴插补运动，使玻璃移动至卸料工位中心位置上方；

第十八步：电磁阀动作，气缸B带动吸盘B向下运动，待下限传感器D信号触发，吸盘B停止运动；

第十九步：电磁阀动作，吸盘B进气，检测吸盘B与玻璃之间真空度，等待真空度传感器信号消失，吸盘B释放玻璃，完成卸料。

本发明的有益效果是：1)实现了玻璃全自动拾放，为不同工位间玻璃的自动化传送提供了技术支持；2)保证工位变换后玻璃在工作台面上的定位精度；3)降低了劳动强度，提高了生产效率。采用双工位大跨度机械结构，相较于人工搬运，有效保证玻璃定位精度，降低劳动强度；相较于机械手搬运，工位数目不受限制，降低生产成本。

附图说明

图1：上下料装置整体结构示意图。

图2：上料机械装置结构示意图。

图3：上料机械装置局部示意图，作为图2的补充。

图4：上料机械装置局部示意图，作为图2的补充。

图5：下料机械装置结构示意图。

图6：下料装置局部示意图，作为图5的补充。

图7：下料装置局部示意图，作为图5的补充。

图8：输入控制原理图。

图9：输出控制原理图。

附图标记说明：横梁1、立柱A2、立柱B3、立柱C4、直线导轨A5、直线导轨C6、直线导轨B7、直线导轨D8、丝杠A9、丝杠B10、拖链A11、支架A12、支架B13、拖链B14、支架C15、支架D16、固定座A17、固定座B18、固定座C19、固定座D20、滑座A21、同步带轮A22、同步带B23、同步带C24、固定板A25、伺服电机A26、固定块A27、固定板B28、限位开关A29、直线导轨E30、丝杠C31、直线导轨F32、由伺服电机B33、支架E34、零位传感器A35、支架F36、零位传感器B37、限位开关B38、连接臂A39、防护箱A40、气缸A41、吸盘A42、上限位传感器A43、下限位传感器B44、油管A45、圆柱导轨A46、圆柱导轨B47、丝杠螺母A48、联轴器A49、联轴器B50、丝杠螺母B51、滑座B52、固定座E53、滑座C54、伺服电机C55、固定板C56、同步带轮C57、同步带B58、同步带轮D59、限位开关C60、零位传感器C61、固定板C62、固定块B63、直线导轨G64、直线导轨H65、固定块B66、丝杠D67、丝杠螺母C68、导轨槽A69、导轨槽B70、限位开关C71、滑座D72、连接臂B73、防护箱B74、气缸B75、圆柱导轨C76、圆柱导轨D77、吸盘B78、上限位传感器C79、伺服电机D80、零位传感器D81、丝杠螺母D82、联轴器C83、联轴器D84、油管B85、下限位传感器D86。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步描述。下述实施例的说明只是用于帮助理解本发明。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

如图1所示：一种玻璃上下料装置主要由机架、上料机械装置、下料机械装置三部分组成。机架的立柱A2、立柱B3、立柱C4上设置有横梁1；横梁1上设置有直线导轨A5、直线导轨B7、直线导轨C6、直线导轨D8；直线导轨A5和直线导轨B7中间位置通过固定座C19、固定座D20设置有丝杠A9；直线导轨C6和直线导轨D8中间位置通过固定座A17、固定座B18设置有丝杠B10。

所述拖链A11、拖链B14设置于横梁1的顶端；所述支架A12、支架B13、支架C15、支架D16设置于横梁1顶端。

如图2所示：上料机械臂由三部分组成；包括由滑座A21、伺服电机A26、同步带轮A22、同步带B23、同步带C24、固定板A25构成的横向传动装置；由伺服电机B33、丝杠C31、直线导轨E30、直线导轨F32、固定板B28、丝杠螺母A48、滑座B52构成的纵向传动机构；由连接臂A39、防护箱A40、气缸A41、圆柱导轨A46、圆柱导轨B47、吸盘A42、上限位传感器A43、下限位传感器B44、构成的吸取装置。

滑座A21设置于直线导轨A5、直线导轨B7上；直线导轨A5、直线导轨B7具有导向和支撑上料机械装置的作用。

丝杠B10通过丝杠螺母B51与同步带轮A22连接，其中丝杠螺母B51与同步带轮A22过盈连接。同步带轮A22通过同步带A23与同步带轮B24连接；同步带轮B24通过联轴器B50与伺服电机A26连接；伺服电机A26设置于固定板A25上；固定板A25设置于滑座A21上。伺服电机A26转动时带动带轮B24转动，同步带轮B24通过同步同步带A23带动同步带轮A22转动；同步带轮A22转动带动丝杠螺母51转动；丝杠螺母B51沿着丝杠B10运动，同时带动滑座A21在直线导轨A5、直线导轨B7沿X轴方向运动。

滑座A21上设置有零位传感器B37，当滑座A21上的零位传感器B37信号触发，伺服电机C55停止转动，上料机械装置停止在X轴方向运动。

如图2所示：滑座A21上设置有固定板B28；固定板B28底端设置有直线导轨E30、直线导轨F32；直线导轨E30、直线导轨F32下端设置有滑座B52；滑座B52上设置有伺服电机B33；伺服电机B33通过联轴器A49与丝杠C31连接；

滑座B52中间设置有固定座E53；固定座E53通孔内设置有丝杠螺母A48；其中固定座E53与丝杠螺母A48过盈连接；丝杠C31通过丝杠螺母A48与固定座E53连接。伺服电机B33转动带动丝杠C31转动；丝杠转动带动滑座B52在直线导轨E30、直线导轨F32上沿Y轴运动。

固定板B28上设置有零位传感器A35、当零位传感器A35信号触发，伺服电机B33停止转动，滑座B52停止在直线导轨E30、直线导轨F32上沿Y轴方向运动。固定板B28上设置有限位开关A29，实现对滑座B52的保护作用。

如图2所示：吸取装置由连接臂A39、防护箱A40、气缸A41、圆柱导轨A46、圆柱导轨B47、吸盘A42、上限位传感器A43，下限位传感器B44构成。气缸A41设置于防护箱A40内，气缸A41两侧分别设置有圆柱导轨A46、圆柱导轨B47；气缸A41带动吸盘A42上下运动。

如图5所示：下料机械臂由三部分组成，包括由滑座C54、伺服电机C55、同步带B58、同步带轮C57、同步带轮D59、固定板C56构成的横向传动装置；由伺服电机D80、丝杠D67、直线导轨G64、直线导轨H65、固定板C62、滑座D72构成的纵向传动装置；由连接臂B73、防护箱B74、气缸B75、圆柱导轨C76、圆柱导轨D77、吸盘B78、上限位传感器C79，下限位传感器D86构成的吸取装置。

滑座C54设置于直线导轨A5、直线导轨C6上；

丝杠A9通过丝杠螺母D82与同步带轮D59连接；同步带轮D59通过同步带B58与同步带轮C57连接；同步带轮C57通过联轴器C83与伺服电机C55连接；伺服电机C55转动时带动同步带轮C57转动，同步带轮C57通过同步带B58带动同步带轮D59转动；同步带轮D59转动带动丝杠螺母D82转动；丝杠螺母D82沿着丝杠A9运动，同时带动滑座C54在直线导轨A5、直线导轨C6沿X轴运动。

滑座C54上的零位传感器C61信号触发，伺服电机C55停止转动，下料机械装置停止在X轴方向运动。

如图5所示：滑座C54上设置有固定板C62；固定板C62底端设置有直线导轨G64、直线导轨H65；直线导轨G64、直线导轨H65与滑座D72连接；滑座D72上设置有伺服电机D80；伺服电机D80通过联轴器D84与丝杠D67连接；滑座D72中间设置有固定块B66；固定块B66通孔内设置有丝杠螺母C68；固定块B66与丝杠螺母C68过盈连接；固定块B66通过丝杠螺母C68与丝杠D67连接。

伺服电机D80通过联轴器D84与丝杠D67连接；伺服电机D80转动带动丝杠D67转动；丝杠D67转动带动滑座D72在直线导轨G64、直线导轨H65上沿Y轴方向运动。其中丝杠螺母C68与固定块B66过盈连接。

固定板C62上设置有零位传感器D81、当零位传感器D81信号触发，伺服电机D80停止转动，滑座D72停止在直线导轨G64、直线导轨H65上沿Y轴方向运动。滑座C54上设置有限位开关C60，实现对滑座C54的保护作用。

如图7所示：防护箱B74上设置有上限为传感器C79、下限位传感器D86、当下限位传感器D86触发时，吸盘B78与玻璃之间抽真空；上限位传感器C79触发时，吸盘停止向上运动。

本发明的一种玻璃上下料装置的控制方法，该方法是通过以下过程来实现的：

第一步：将横向运动装置定义为X向数控轴，将纵向运动装置定义为Y向数控轴。

第二步：各数控轴回零，等待零位传感器A35、零位传感器B37、零位传感器A61、零位传感器A81信号触发，回零结束；气缸A41和气缸B75复位，待上限位置传感器A43、上限位置传感器C79和下限位置传感器B44、下限位置传感器D86信号触发，复位结束。

第三步：移动X向数控轴和Y向数控轴至上料工位、加工工位和下料工位中心上方，记录各工位中心坐标，并存于控制器内部RAM固定地址空间中；

第四步：上料装置X向数控轴Y向数控轴插补运动，使吸盘A42运动至上料工位中心位置上方；

第五步：电磁阀1动作，气缸A41推动吸盘A42向下运动，等待下限位传感器B44信号触发，吸盘A42停止运动。

第六步：电磁阀2动作，吸盘A42抽真空，检测吸盘A42与玻璃之间真空度，等待真空度传感器1触发，吸盘A42吸牢玻璃；工位1电磁阀动作，上料工位吸盘释放玻璃。

第七步：电磁阀1动作，气缸A41带动吸盘A42向上运动，待上限位传感器A43信号触发，吸盘A42停止向上运动，玻璃被提起。

第八步：上料装置X向数控轴、Y向数控轴插补运动，使玻璃移动至加工工位中心位置上方。

第九步：电磁阀1动作，气缸A41推动吸盘A42向下运动，待下限位传感器B44信号触发，吸盘A42停止运动，玻璃被放置于加工工位吸盘上。

第十步：工位2电磁阀动作，加工工位吸盘吸牢玻璃。电磁阀2动作，吸盘A42进气，检测吸盘A42与玻璃之间真空度，等待真空度传感器1信号消失，吸盘A41释放玻璃。

第十一步：电磁阀1动作，气缸A41带动吸盘A42向上运动，待上限传感器A43信号触发，吸盘A42停止运动，吸盘A42释放玻璃后复位。

第十二步：上料装置X向数控轴Y向数控轴插补运动，使吸盘A42运动至待机位置；

第十三步：待加工工位完成加工，下料装置X向数控轴、Y向数控轴插补运动，移动至加工工位中心位置上方。

第十四步：电磁阀3动作，气缸B75带动吸盘B78向下运动，待下限位传感器D86信号触发，吸盘B78停止运动，

第十五步：电磁阀4动作，吸盘B78抽真空，检测吸盘B78与玻璃之间真空度，等待真空度传感器2触发，吸盘B78吸牢玻璃；工位2电磁阀动作，加工工位吸盘释放玻璃。

第十六步：电磁阀3动作，气缸B75带动吸盘B78向上运动，待上限位传感器C79信号触发，吸盘B78停止运动，玻璃被提起。

第十七步：下料装置X向数控轴、Y向数控轴插补运动，使玻璃移动至卸料工位中心位置上方。

第十八步：电磁阀3动作，气缸B75带动吸盘B78向下运动，待下限传感器D86信号触发，吸盘B78停止运动。

第十九步：电磁阀4动作，吸盘B78进气，检测吸盘B78与玻璃之间真空度，等待真空度传感器2信号消失，吸盘B78释放玻璃，完成卸料。

所述气缸由控制器经电磁阀控制实现动作，气缸的气源是由空压机提供；机械臂的运动轨迹和运动速度根据加工要求可以调节；吸盘吸力大小可以根据加工玻璃的重量进行调节。