玻璃切割断裂生产线中检测处理机构的改进设计

玻璃切割断裂生产线中检测处理机构的改进设计

王艳东，边雨

河北南玻玻璃有限公司  065600

摘要：近年来，随着经济的发展，我国的现代化建设的发展也有了进步。基于“断裂形貌力学”理论，研究了刀轮角度、切割压力和切割速度对玻璃裂纹以及玻璃断面质量的影响，探讨了玻璃断裂裂纹应力分布方程，分析了刀轮角度、切割压力、切割速率对特定厚度玻璃的裂纹与断面质量数据。结果表明：玻璃中位裂度的深度与切割参数呈线性关系，切割压力对玻璃中位裂度产生较明显影响，且中位裂度应与玻璃厚度保持一定比例可得到最佳断面质量，中位裂度过大或者过小皆导致断面质量下降。提出了一种通过检测玻璃原片应力厚度分布模型下对超厚玻璃切割工艺提高掰片质量的测试方法—“中位裂度切割法”，推论了超厚玻璃切割参数与中位裂度的基础关系。通过对不同切割参数的玻璃的中位裂度测量，并与玻璃的掰片质量的结果进行分析，验证了“中位裂度切割法”工艺方向的正确性和可靠性。

关键词：玻璃切割断裂生产线；检测处理机构；改进设计

引言

近年来，智能手机正逐渐普及，大屏手机在市场上更受消费者青睐；车载娱乐系统不断升级，液晶屏的使用能够让驾驶人员更方便地操纵车辆；饭店、商场等公共场所也都投入更多的电子显示设备来给顾客提供更便捷的服务。这些都推动了电子行业的迅速发展，同时也对LCD液晶显示屏的技术以及需求量都有了更高的要求。玻璃切割机作为液晶显示屏生产过程中最重要的设备之一，其发展趋势也必定是更加高效及智能的。自动检测处理机构在切割机中的应用，可以有效检测经过切割之后的单片液晶屏的合格情况，从而极大地提高单片液晶屏的生产效率。

1重要性

随着建筑工程玻璃功能化日益普及并向高端化应用发展，厚板玻璃（厚度大于10mm的玻璃称为厚板玻璃）的加工与应用需求与日俱增，笔者所在公司2019—2021年厚板玻璃加工产量年均上涨10.8%。计算机技术的普遍应用使现代切割机配备非常精确的可编程系统，可以精确地进行直线和异形切割，使用优化程序来控制切裁率。提高掰边质量有效减少留边量与磨边量，是工程玻璃中厚板玻璃加工的行业开发热点，其切割工艺与应用技术是工程玻璃行业的重要技术发展方向之一。因此，重点关注切割理论与切割工艺革新，提高断面质量与精准度，减少留边量与磨边量，对于进一步提高综合切裁率，具有重大意义。

2影响切割精度的因素

玻璃的精度控制是一个复杂的过程，只有分析出其影响因素才能更好地去解决问题，以改善提高。

2.1　测速轮的精准性

测速轮的精准测速对切割精度有着直接的影响。由于玻璃在传动过程中有一定的波动性，尤其是超薄玻璃，在高速传输过程中，波动性更强烈，也有翘边现象。测速轮是贴合玻璃表面依靠摩擦力来带动其转动而拖动光电编码器，玻璃的波动性直接造成了测速结果数据的波动。通过滤波技术在一定程度上缓解了速度信号的波动干扰，但误差不可避免，由于速度误差的存在，使得横切机在切割时由于速度波动而造成切裁面不平整，形成曲面，也会造成落刀位置不正，形成较大的尺寸偏差，严重影响了切割质量。

2.2　阻力的影响

横切机是一套复杂的多种动作联合的机械系统。刀头的起落是气缸驱动的一种往复运动。刀架伸缩和刀头起落都存在着各种摩擦阻力。由于刀架在滑动中落刀点的位置需要精准定位，而刀头的起落动作是靠电磁阀控制压缩空气来推动气缸的动作从而拖动刀头架的起落。在运动过程中，由于横切机是往复运动，中间的滑动机构存在机械磨损和震动阻尼，对刀头的落刀点和落刀位置有着一定的影响。另一方面当电磁阀信号打开气缸推动刀头下落时存在空气阻力，若气缸出力不均匀，每次落刀时间会有偏差，从而影响落刀位置的准确性，这就对切割精度造成了一定影响。

2.3　玻璃带的波动性

玻璃带从退火窑出来，经传输辊道输送至冷端切裁及堆垛。由于薄玻璃具有一定的柔韧性，加上辊道在高速的情况下有一定的跳跃性和波动性，从而使得玻璃在传输过程中也会有波动，甚至会有翘边等现象。侧眼望去，整条玻璃带在传输时，会有翘曲现象。整条玻璃带由于应力散布不均匀，造成玻璃板面不平整，在此时经横切机切割并掰断后，掰断后的玻璃板在失去整条玻璃带应力的相互作用时，会趋于到平整。当翘曲的弧度趋于平整时，原玻璃尺寸较标准尺寸之间会形成误差，从而影响玻璃切割尺寸的精度。

3新一代检测处理机构

其中，单片拾取机构依然保留，主要针对检测下料部件做出了大的改动。分片拾取头把单片玻璃移栽到拾取中转台上，随后玻璃又被拾取机器人放到废边条处理机构的工作区域。此时，废边条在玻璃端子下方。机器人移动单片玻璃，使玻璃的废边条正好落在真空吸附部件上，然后真空开启，废边条被吸住，拾取机器人向上移走玻璃，废边条与玻璃随着上下分离。之后，旋转气缸带动吸附部件转动，把废边条吹到下方的废边收集盒中。玻璃经废边条处理之后，被拾取机器人放到翻转部件上。然后，翻转机构翻转180°，并把玻璃放置于检测中转台上，使玻璃端子区域面朝上，便于检测废边条是否脱落。下料机器人末端装有废边条检测器，可以利用废边条脱落与否的高度差给出判别信号：如果废边条依然遗留，机器人直接拾取并放入图中所示的不良品缓存区里。经检测确定可以的玻璃，机器人把其下料到后续设备。与上一代检测下料机构相比，新机构有以下优点：1）下料速率快，每片玻璃的下料平均时间约6s。2）使用吸附的方式使废边条与玻璃脱离，有效避免了废边条划伤端子区域的可能性。3）使上一代机构里37个电机简化到13个电机，结构设计简单，便于日常清洁与维护。4）检测玻璃的废边条是否脱落时，玻璃处于固定的平台之上，使激光检测器可以稳定地对玻璃进行检测。实际运行中的错检率约为1%。5）减少了玻璃搬送过程中与其他部件（皮带、平台）接触的次数，降低了玻璃表面被划伤的概率。裂片机构主要由冷水机、水箱网带线、转盘机构、接水盘以及其它相应机加件组成。采用4工位转盘机构设计，裂片机构工作时，转盘机构内工位1处的抓取机构将隧道炉输送出来的玻璃抓取起来；此后转盘机构旋转一个工位，运动到工位2处，此时转盘机构内的子系统会将玻璃往下移动，直至高温玻璃浸入到水箱网带组件内；高温玻璃接触到水箱网带组件内的水以后，因为骤冷，可将玻璃沿切割线裂开，成品被继续吸附在转盘机构内，废渣掉入水箱网带组件内，然后被自动排出；此后转盘机构继续旋转，将最终成品放置在工位3处的流水线皮带上。工位4为备用工位。

结语

通过分析实际生产中影响切割精度的因素，给出了一定的解决措施及处理方法。这些改善方法在公司的实际应用中都得到了验证，有效解决了切割精度的问题，在一定程度上提高了玻璃的切割质量，增加了企业经济效益。综合本文分析研究，国内玻璃切割工艺技术想要有更大的进步，需结合断裂力学在切割工艺与切割设备上加大研发资金投入，提高从业人员的知识水平，实现玻璃切割工艺新突破。

参考文献

［1］张瑞,张爱梅.浮法玻璃横切机切割精度的在线检测方法1河南建材,2007,（4）:33-34.

［2］张瑞,张宇干,谈军,等.浮法玻璃横切机智能控制系统的开发.中国建材装备,2002,（1）:42-44.

［3］周爱峰,穆美强.提高玻璃基板切割精度控制[J].玻璃,2018,045（004）:36-39.