工業(yè)機(jī)器人技術(shù)在異形玻璃磨邊加工中的應(yīng)用

摘 要：在傳統(tǒng)玻璃加工中，異形玻璃磨邊技術(shù)大量使用手工操作，生產(chǎn)費(fèi)工費(fèi)力而且還不能夠保證產(chǎn)品質(zhì)量，部分企業(yè)采用專用機(jī)械進(jìn)行玻璃磨邊，當(dāng)生產(chǎn)工藝發(fā)生變化，專用設(shè)備就需要進(jìn)行改造與調(diào)整。如使用工業(yè)機(jī)器人對(duì)玻璃磨邊進(jìn)行加工，利用工業(yè)機(jī)器人重復(fù)定位精度高，自由度高，柔性好的特點(diǎn)，可以有效解決好上面的問(wèn)題，因此利用工業(yè)機(jī)器人打磨玻璃是一個(gè)值得研究的課題。

關(guān)鍵詞：工業(yè)機(jī)器人;異形玻璃;磨邊加工

0 前言

隨著“中國(guó)制造”2025相關(guān)工作的不斷開展，用戶對(duì)產(chǎn)品的要求不斷提高，這就要求生產(chǎn)廠家不斷調(diào)整生產(chǎn)工藝。尤其在異型玻璃磨邊行業(yè)，玻璃的造型越來(lái)越復(fù)雜，生產(chǎn)過(guò)程越來(lái)越向定制化發(fā)展，原有的手工打磨和玻璃磨邊專用機(jī)械已經(jīng)很難滿足企業(yè)生產(chǎn)的需求，這就需要采用新手段，新技術(shù)開發(fā)出一種適用于現(xiàn)代生產(chǎn)需求的玻璃磨邊設(shè)備。

1 磨邊機(jī)發(fā)展現(xiàn)狀

玻璃磨邊機(jī)是玻璃深加工行業(yè)的常見設(shè)備，它通過(guò)直磨、斜磨等方式，將玻璃制品磨出不同形狀的外輪廓。由于玻璃屬于脆性材料，其打磨技術(shù)與金屬打磨、塑料打磨有很大區(qū)別，國(guó)內(nèi)還未完全掌握玻璃打磨機(jī)的生產(chǎn)技術(shù)，高檔的磨邊機(jī)的生產(chǎn)與銷售，仍被歐美的幾個(gè)大型企業(yè)所壟斷 。國(guó)內(nèi)玻璃深加工企業(yè)為保證生產(chǎn)利潤(rùn)，多數(shù)使用國(guó)產(chǎn)的中低端磨邊機(jī)，少數(shù)企業(yè)購(gòu)置了昂貴的國(guó)外設(shè)備，其產(chǎn)品利潤(rùn)也被大大的降低。

1.1 國(guó)外玻璃磨邊加工的手段

在玻璃深加工行業(yè)中知名的ALBAT+WIRSAM公司，主要開發(fā)玻璃排樣軟件和玻璃加工軟件，其軟件是一種基于WINDOWS平臺(tái)的建模軟件，通過(guò)圖形建模，數(shù)據(jù)處理，后置加工程序生成等步驟，最終生成玻璃磨邊程序并傳輸?shù)郊庸ぴO(shè)備進(jìn)行加工。

意大利的INTERMAC公司主要生產(chǎn)玻璃加工設(shè)備，其生產(chǎn)的CNC磨邊機(jī)、雕刻機(jī)可完成磨邊、寫字、拋光、刻花等復(fù)雜的異型玻璃加工。其采用真空吸盤對(duì)玻璃進(jìn)行定位與夾緊，利用數(shù)控機(jī)床的高速高精加工，完成玻璃雕刻與打磨。

1.2 我國(guó)磨邊機(jī)發(fā)展現(xiàn)狀

我國(guó)在自動(dòng)化磨邊機(jī)發(fā)展上比先進(jìn)國(guó)家較晚，同時(shí)在生產(chǎn)機(jī)器的質(zhì)量也有很多的有差異，這些主要表現(xiàn)在機(jī)器使用的壽命較短、生產(chǎn)效率不高、加工精度不夠等。玻璃磨邊加工多采用靠模加工的方式進(jìn)行，不同的玻璃外形都需要制作相對(duì)應(yīng)的加工模板，這種加工方式柔性差，加工效率低，工人勞動(dòng)強(qiáng)度大，產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定。

我國(guó)的日通玻璃機(jī)械有限公司是國(guó)內(nèi)著名的玻璃異型磨邊機(jī)器生產(chǎn)企業(yè)，型號(hào)為 PTTM1321的玻璃磨邊機(jī)器在對(duì)玻璃異型斜邊磨邊過(guò)程中，需要加裝碗型磨輪，還需要把磨輪向后傾斜。對(duì)傾斜角度要合理調(diào)整，使用端面加工方法進(jìn)行切削。

倫教弘泰玻璃機(jī)械廠生產(chǎn)的型號(hào)為YXM1異型磨邊機(jī)，主要使用在圓形、橢圓型平板玻璃成形周邊和斜邊拋光;也可以使用在其它不規(guī)則形狀平板玻璃成形周邊和斜邊拋光。

仙桃市三槐機(jī)械廠生產(chǎn)的磨邊機(jī)的型號(hào)是BM-1，這種設(shè)備加工范圍較寬，主要使用在一些有著鴨嘴形狀的異型邊型玻璃的打磨，而且這款機(jī)械不會(huì)受到玻璃外形長(zhǎng)寬圓尺寸的影響。

廣東盈鋼機(jī)械有限公司生產(chǎn)的磨邊機(jī)械，其主要的型號(hào)是YXM1型號(hào)，這種機(jī)械主要使用在不規(guī)則形狀平板玻璃成形周邊和斜邊拋光，還可以使用在圓形平板玻璃成形周邊和斜邊拋光，也可以使用在特異性平板玻璃成形周邊和斜邊拋光。

2 工業(yè)機(jī)器人技術(shù)在異型玻璃磨邊加工中的應(yīng)用

2.1 機(jī)器人技術(shù)在玻璃加工中應(yīng)用

機(jī)器人是一種有著高重復(fù)精度、高柔性的機(jī)電系統(tǒng)。工業(yè)機(jī)器人技術(shù)在汽車行業(yè)的在打磨和拋光領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用，但是在玻璃深加工行業(yè)使用的較少。我國(guó)對(duì)于機(jī)器人使用在玻璃的消磨系統(tǒng)研究方面，還在起步階段，尤其是在一些高精度的消磨機(jī)器人方面的研究，只有極少數(shù)企業(yè)在進(jìn)行。

沈陽(yáng)新松機(jī)械人股份有限公司研發(fā)的打磨拋光機(jī)械人系統(tǒng)，采用五軸框架式工業(yè)機(jī)器人結(jié)構(gòu)，配合高精度伺服轉(zhuǎn)臺(tái)，實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量、高精度的研磨拋光，并利用智能力矩傳感器檢測(cè)機(jī)器人末端執(zhí)行器所受負(fù)載力矩，用以調(diào)整機(jī)器人運(yùn)行狀態(tài)，達(dá)到保護(hù)工件和提高質(zhì)量的目的。其工作過(guò)程為，先將力矩傳感器安裝到工業(yè)機(jī)器人腕部關(guān)節(jié)，用來(lái)測(cè)量打磨過(guò)程中磨頭的受力情況，再進(jìn)行玻璃打磨路徑規(guī)劃，確定工業(yè)機(jī)器人移動(dòng)路徑、切入點(diǎn)、切出點(diǎn)等信息，再將完整的運(yùn)動(dòng)信息、點(diǎn)位信息、開關(guān)量控制信息送給機(jī)器人控制器，控制器驅(qū)動(dòng)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)進(jìn)行玻璃打磨，打磨過(guò)程中磨頭的受力情況由傳感器檢測(cè)，并傳給機(jī)器人控制器用以調(diào)整工業(yè)機(jī)器人運(yùn)行狀態(tài)，保證磨具與加工件之間力的穩(wěn)定。

2.2 機(jī)器人技術(shù)在異型玻璃磨邊加工中的意義

使用機(jī)器人技術(shù)在異型玻璃加工中，主要有著這些方面的特點(diǎn)：由于工業(yè)機(jī)器人具有高自由度、高運(yùn)動(dòng)控制精度，高運(yùn)行速度等特性，所以其在玻璃深加工中能適應(yīng)絕大多數(shù)工作要求，尤其適用于異型玻璃磨邊加工。由于其柔性好，所以當(dāng)企業(yè)生產(chǎn)工藝發(fā)生改變時(shí)，能方便快捷的修改機(jī)器人控制程序以適應(yīng)新工藝的要求，滿足企業(yè)產(chǎn)品更新?lián)Q代快的需求。同時(shí)還可以有效解決企業(yè)員工人員流動(dòng)大，生產(chǎn)節(jié)拍不易管理，生產(chǎn)周期不易確定等管理難題。因此，深入開展工業(yè)機(jī)器人在玻璃磨邊行業(yè)的應(yīng)用，具有現(xiàn)實(shí)意義。

3 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，工業(yè)機(jī)器人在對(duì)異型玻璃邊打磨拋光方面，我國(guó)還處于起步階段，需要繼續(xù)加大這個(gè)方面的研究。使用工業(yè)機(jī)器人進(jìn)行異型玻璃拋光加工，可大幅提高玻璃深加工企業(yè)的自動(dòng)化程度，提高生產(chǎn)效率，提高產(chǎn)品質(zhì)量，為企業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)提供保障，為企業(yè)實(shí)現(xiàn)智能制造奠定基礎(chǔ)。

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作者簡(jiǎn)介：盧彥林（1982-），男，山西太原人，工程碩士，講師，研究方向：工業(yè)機(jī)器人技術(shù)。