玻璃切割系统及方法与流程

本发明涉及玻璃切割技术领域，尤其涉及一种玻璃切割系统及方法。

背景技术：

从原理上来说，激光切割玻璃的方法可以分为两种：一种是熔融(蒸发)切割法，另一种是裂纹控制法。其中，熔融切割法是基于玻璃处在软化的温度下具有较好的塑性和延展性的特性，用聚焦的co2激光或者紫外激光照射到软化的玻璃表面，激光高能量密度促使玻璃融化，同时用气流吹走熔融的玻璃，产生沟槽，从而实现玻璃的熔融切割。裂纹控制法是一种常用的激光切割方法，包括的步骤为：首先，对玻璃表面进行激光加热，较高的能量会使该处的温度急剧升高，表面产生较大的压应力，但该压应力不会使玻璃产生破裂；之后，对该区域进行急剧的冷却，一般采用冷却气体或者冷却液，急剧的降温会使玻璃表面产生较大的温度梯度和较大的拉应力，这个拉应力会使玻璃表面沿着预定划线的方向开始破裂，实现玻璃的切割。

目前，大部分工厂在对玻璃进行切割时，会提前对玻璃的厚度的进行测量，而后根据测量的厚度更改程序数据，这不仅会浪费大量的时间同时测量的数据在配合上还可能存在一定误差，所以对这种方法进行改进迫在眉睫。

技术实现要素：

针对上述现有技术的不足，本发明提供了一种玻璃切割系统及方法，有效解决现有技术中切割玻璃过程中会浪费大量时间的技术问题。

为了实现上述目的，本发明通过以下技术方案实现：

一种玻璃切割系统，包括：

第一传送机构，表面配置有第一传送带，用于通过所述第一传送带于前一工序传入待切割玻璃；

第二传送机构，设置于所述第一传送机构待切割玻璃的输出侧，表面配置有第二传送带，且所述第二传送带与所述第一传送带于同一水平面设置、均沿x轴方向传送，用于通过所述第二传送带将待切割玻璃送入加工平台，所述加工平台位于所述第二传送机构的特定位置；

光电传感器，设置于所述第二传送机构的输入侧，用于感应第一传送机构传入的待切割玻璃；当感应到待切割玻璃时，所述第二传送带在电机的带动下开始动作传入待切割玻璃；

限位开关，设置于加工平台一侧，用于控制所述第二传送带的行程；当带有待切割玻璃的第二传送带到达加工平台时在电机的控制下停止动作；

配置于第二传送带两侧的导轨、沿y轴方向配置于所述导轨上方的滑块及配置于所述滑块上的激光切割装置，所述激光切割装置沿所述滑块的方向移动调节y轴方向位置，所述滑块沿导轨方向移动调节x轴方向位置；

所述激光切割装置中包括：激光传感器及激光切割器，所述激光切割器用于测量待切割玻璃的厚度，所述激光切割器用于切割所述待切割玻璃；及

plc控制器和上位机，所述plc控制器分别与第一传送机构、第二传送机构、光电传感器、限位开关、滑块及激光切割装置连接，所述上位机与所述plc控制器连接，所述plc控制器根据上位机的指令控制整个玻璃切割系统动作。

进一步优选地，所述激光切割装置中还包括用于带动激光传感器和激光切割器沿z轴方向移动的滚珠丝杠传动件，所述激光传感器固定设置于所述激光切割器的上方；

所述上位机还用于根据所述激光传感器检测的距离得到待切割玻璃的厚度，进而生成指令发送至plc控制器，控制激光切割装置沿x轴方向和/或y轴方向和/或z轴方向移动，对切割位置进行调节。

进一步优选地，所述激光切割装置中还包括一高压气枪，设置于激光切割器一侧，用于吹走切割所述待切割玻璃时熔融的玻璃。

进一步优选地，在所述第二传送机构中，第二传送带由t型铁质材料制备而成。

进一步优选地，所述第一传送机构和第二传送机构还用于加工平台完成玻璃切割后，在电机的带动下将玻璃成品从第二传送机构回传入第一传送机构；

所述第一传送机构和第二传送结构之间还设置有碎料收集箱，用于在玻璃成品由第二传送机构的加工平台传送至第一传送机构的过程中收集玻璃碎料。

进一步优选地，所述光电传感器还用于检测玻璃成品是否都进入第一传送机构；

在所述玻璃切割系统中，所述第一传送机构的一侧还设置有一可转动的机械手，所述机械手上设置有一照相设备，所述照相设备可朝向第一传送机构拍照，检测玻璃成品。

进一步优选地，所述玻璃切割系统中还包括第三传送机构，设置于所述机械手的另一侧；所述机械手的前端还包括一吸盘，用于当照相设备检测到玻璃成品之后，将玻璃成品放至所述第三传送机构。

进一步优选地，所述第一传送机构与所述机械手相对的一侧还设置有废品收集箱，且所述第一传送机构中与所述机械手相邻的一侧设置有一升降机构，用于当机械手将玻璃成品放至所述第三传送机构之后，控制第一传送带升起将废品倾倒入废品收集箱中。

本发明还提供了一种玻璃切割方法，应用于上述玻璃切割系统，所述玻璃切割方法包括：

控制第一传送机构由前一工序传入待切割玻璃；

判断光电传感器是否感应到待切割玻璃；

若是，控制第二传送机构动作，将待切割玻璃送入加工平台，所述加工平台位于所述第二传送机构的特定位置；

判断是否达到限位开关；

若是，控制第二传送机构停止动作；

控制激光传感器测量待切割玻璃的厚度；

根据待切割玻璃的厚度控制控制滑块沿导轨方向移动调节x轴方向位置和/或激光切割装置沿滑块的方向移动调节y轴方向位置和/或控制激光切割器上下移动调节z轴方向位置；

基于调节的位置控制激光切割器切割所述待切割玻璃，完成带切割玻璃的切割。

进一步优选地，在所述基于调节的位置控制激光切割器切割所述待切割玻璃之后还包括：

控制第二传送机构回传切割后的玻璃成品；

通过光电传感器判断玻璃成品是否都进入第一传送机构；

若是，控制第一传送机构和第二传送机构停止；

控制照相设备对第一传送机构进行拍摄，所述照射设备设置于第一传送机构一侧；

根据所述照相设备拍摄的照片检测所述第一传送机构上的玻璃成品；

控制机械手上的吸盘将玻璃成品放至第三传送机构，所述机械手可转动的设置于第一传送机构的一侧；

控制第一传送机构中与所述机械手相邻的一侧设置的升降机构上升，将废品倾倒入废品收集箱中，所述废品收集箱设置于第一传送机构与所述机械手相对的一侧。

在本发明提供的玻璃切割系统及方法中，在激光切割装置中配置激光传感器，在对待切割玻璃进行切割之前，通过激光传感器检测其厚度，进而根据检测的厚度数据调整激光切割器的位置，控制激光切割器对待切割玻璃的精确切割；另外，在该系统中采用pc/vb作为上位机，plc控制器作为下位机自动控制，并且检测精度高，增加了切割精度及切割品质，且整个过程操作简单、节奏快、检测精度高、自动化程度高。

附图说明

结合附图，并通过参考下面的详细描述，将会更容易地对本发明有更完整的理解并且更容易地理解其伴随的优点和特征，其中：

图1为本发明中玻璃切割系统结构示意图；

图2为本发明中限位开关于第二传送机构中的结构示意图；

图3为本发明中x轴传动结构示意图；

图4为本发明中z轴传动结构示意图；

图5为本发明中待切割玻璃厚度测量示意图；

图6为本发明中升降机构和碎料收集箱结构示意图。

附图标记：

1-第一传送机构，11-第一传送带，12-升降机构，13-电机，2-第二传送机构，21-第二传送带，22-光电传感器，23-限位开关，24-导轨，25-滑块，26-激光切割装置，261-激光传感器，262-激光切割器，27-x轴传动，271-第一伺服电机，272-第一固定滑块，273-斜齿轮，28-z轴传动，281-第二伺服电机，282-第二固定滑块，283-滚珠丝杠，284-高压气枪，3-待切割玻璃，4-机械手，41-照相设备，42-吸盘，5-第三传送机构，6-废品收集箱，7-碎料收集箱。

具体实施方式

为使本发明的内容更加清楚易懂，以下结合说明书附图，对本发明的内容作进一步说明。当然本发明并不局限于该具体实施例，本领域内的技术人员所熟知的一般替换也涵盖在本发明的保护范围内。

如图1-图4所示为本发明提供的玻璃切割系统一实施例结构示意图，从图中可以看出，在该玻璃切割系统中包括：第一传送机构1，表面配置有第一第一传送带1，用于通过第一第一传送带1于前一工序传入待切割玻璃3；第二传送机构2，设置于第一传送机构1待切割玻璃3的输出侧，表面配置有第二传送带1，且第二传送带1与第一第一传送带1于同一水平面设置、均沿x轴方向传送，用于通过第二传送带1将待切割玻璃3送入加工平台，加工平台位于第二传送机构2的特定位置；光电传感器22，设置于第二传送机构2的输入侧，用于感应第一传送机构1传入的待切割玻璃3；当感应到待切割玻璃3时，第二传送带1在电机的带动下开始动作传入待切割玻璃3；限位开关23(如图2所示)，设置于加工平台一侧，用于控制第二传送带1的行程；当带有待切割玻璃3的第二传送带1到达加工平台时在电机的控制下停止动作；配置于第二传送带1两侧的导轨24、沿y轴方向配置于导轨24上方的滑块25及配置于滑块25上的激光切割装置26，激光切割装置26沿滑块25的方向移动调节y轴方向位置，滑块25沿导轨24方向移动调节x轴方向位置；激光切割装置26中包括：激光传感器261及激光切割器262，激光切割器262用于测量待切割玻璃3的厚度，激光切割器262用于切割待切割玻璃3；及plc控制器和上位机(图中未示出)，plc控制器分别与第一传送机构1、第二传送机构2、光电传感器22、限位开关23、滑块25及激光切割装置26连接，上位机与plc控制器连接，plc控制器根据上位机的指令控制整个玻璃切割系统动作。

在该玻璃切割系统中，第二传送机构2紧邻第一传送机构1设置，以将第一传送机构1上的待切割玻璃3送入第二传送机构2中的加工平台。在第二传送机构2中，光电传感器22和限位开关23配合使用，确保第二传送机构2将待切割玻璃3送入加工平台中。具体，将光电传感器22设置在第二传送机构2的输入侧(这里的输入侧由第二传送机构2将待切割玻璃3送至加工平台的运行方向定义，实则第二传送机构2与第一传送机构1紧邻的一侧)，以监控第一传送机构1是否传入待切割玻璃3。若监控到待切割玻璃3，将探测到的光电信号反馈至上位机，以此上位机通过plc控制器控制第二传送机中配置的变频器，进而由变频器控制电机进行正传带动第二传送带1动作，将待切割玻璃3送入加工平台，达到限位开关23后停止。

第二传送机构2上的第二传送带1采用t型铁质材料制备而成，以此在对玻璃进行切割时，不会因为切割碎渣掉落在第二传送带1上而影响切割精度。此外，在第二传送机构2中配置三相交流电机(搭配倍数链)带动第二传送带1动作。

在加工平台中，于第二传送带1两侧分别配置有导轨24、沿y轴方向导轨24上方配置有滑块25(滑块25位于两根导轨24的上方，沿导轨24的方向滑动)及于滑块25上配置有激光切割装置26(激光切割装置26通过滑块25固定在该滑块25上，沿滑块25的方向滑动)，激光切割装置26中配置有用于带动激光传感器261和激光切割器262沿z轴方向移动的滚珠丝杠283传动件。此外，在滑块25上还配置有x轴传动27，用于在plc控制器的控制下沿导轨24滑动，调节x轴方向的位置；在激光切割装置26上配置有y轴传动，用于在plc控制器的控制下沿滑块25滑动，调节y轴方向的位置，激光切割器262中配置的滚珠丝杠283传动件(z轴传动28)在plc控制器的控制下调节z轴方向的位置，plc控制器通过控制x轴传动27、y轴传动和z轴传动28调节激光切割装置26在各轴方向上的位置。

如图3所示，x轴传动27中采用斜齿轮273，满足系统行程大、精度高、承载能力强及适用于恶劣环境中等要求。另外，x轴传动27通过第一固定滑块272固定在导轨24上，配置有第一伺服电机271。y轴传动与x轴传动相同，这里不做赘述。如图4所示，采用滚珠丝杠283作为z轴传动28中的传动件，以满足激光传感器261精度要求高、行程短的要求。另外，该激光切割装置26通过第二固定滑块282固定在滑块25上，配置第二伺服电机281，且激光传感器261固定设置于激光切割器262的上方，激光切割器262一侧还配置有一高压气枪284(高压气枪284头对准的位置与激光切割器262切割的位置为同一点)，以吹走切割待切割玻璃3时熔融的玻璃，产生沟槽，实现待切割玻璃3的熔融切割。应当知道，在实际应用中，激光传感器和激光切割器的相对位置可以根据实际情况进行设定，位置相对固定即可。当然，为了实现目的，需要激光传感器和激光切割器的激光切割头设置于同一纵轴上。

在对待切割玻璃3进行切割的过程中，plc控制器首先控制x轴传动27、y轴传动和z轴传动28回到原点，之后通过z轴传动28控制激光切割装置26沿z轴向下移动，便于激光传感器261测量待切割玻璃3的厚度，确定了待切割玻璃3的厚度之后，plc控制器进一步控制x轴传动27和/或y轴传动和/或z轴传动28，将激光切割装置26移动至玻璃切割原点及激光切割器262适合的切割位置，当激光切割器262达到切割位置，停止动作；之后，控制激光切割器262进行切割，于此同时控制高压气枪284吹走熔融的玻璃。在切割的过程中，激光传感器261实时检测位置，当判断激光切割器262的激光切割头偏离加工位置，则及时对其位置进行调整确保对玻璃的等距离切割。当切割完成之后停止。

如图5所示，激光传感器261设置于激光切割器262的上方，在激光传感器261检测待切割玻璃3厚度时，激光切割器262的激光切割头与待切割玻璃3上表面之间的距离为r1，激光传感器261与激光切割头之间的距离为r2，激光传感器261与玻璃上表面之间的距离为r3，激光传感器261与玻璃下表面(第二传送带)之间的距离为r4，在这中间，激光切割装置26固定好之后，距离r2和距离r4均为固定值，当激光检测传感器检测到距离r3之后，上位机中将距离r4减去距离r3即可得到待切割玻璃3的厚度。激光切割头与待检测玻璃之间的距离r1为距离r3减距离r2。

要说明的是，该玻璃切割系统中还支持手动模式，在该模式下，可实现手动切割、传送带运转、激光传感器采集数据等。对于切割完成玻璃，可以通过人工的方式进行清理，包括玻璃成品、玻璃废品、玻璃碎渣等。

在另一实施例中，如图6所示，第一传送机构1和第二传送机构2还用于加工平台完成玻璃切割后，在电机的带动下将玻璃成品从第二传送机构2回传入第一传送机构1；第一传送机构1和第二传送结构之间还设置有碎料收集箱7，用于在玻璃成品由第二传送机构2的加工平台传送至第一传送机构1的过程中收集玻璃碎料。

具体，切割完成后，plc控制器发出指令至第二传动机构的变频器，由变频器控制三相交流电机反转带动传送链送出玻璃成品，于此同时，第一传送机构1的伺服电机也同时开始反转，玻璃成品从第二传送机构2回传至第一传送机构1的同时，玻璃碎料在回传的过程中掉落在两传送带之间的碎料收集箱7中，实现材料的回收利用。碎料收集箱的大小、材质、形状均可以根据实际情况进行设定，这里不做具体限定。

在另一实施例中，在玻璃切割系统中，光电传感器22还用于检测玻璃成品是否都进入第一传送机构1；在玻璃切割系统中，第一传送机构1的一侧还设置有一可转动的机械手4，机械手4上设置有一照相设备41，照相设备41可朝向第一传送机构1拍照，检测玻璃成品。玻璃切割系统中还包括第三传送机构5，设置于机械手4的另一侧；机械手4的前端还包括一吸盘42，用于当照相设备41检测到玻璃成品之后，将玻璃成品放至第三传送机构5。第一传送机构1与机械手4相对的一侧还设置有废品收集箱6，且第一传送机构1中与机械手4相邻的一侧设置有一升降机构12(如图6所示，通过电机13控制升降)，用于当机械手4将玻璃成品放至第三传送机构5之后，控制第一第一传送带1升起将废品倾倒入废品收集箱6中。

具体，当光电传感器22检测到玻璃成品全部进入到第一传送机构1(第一第一传送带1)后，第一传送机构1和第二传送机构2同时停止，由机械臂上的照相设备41检测玻璃成品(由上位机根据照相设备41拍摄的照片判断)，并通过吸盘42将玻璃成品放入第三传送机构5(表面有第三传送带)。之后，第一第一传送带1下方的电机驱动升降机构12缓慢上升，当倾斜角大约为60°时，第一第一传送带1剩余的玻璃会完全倾斜的进入到废品收集箱6中，之后，电机驱动升降机构12缓慢下降，到达原来固定的位置，完成整个玻璃切割的循环。升降机构12的具体结构和位置可以根据实际情况进行设置，只要能够保证将第一传送机构1表面的废品倾倒入废品收集箱6中即可，便于对废品进行循环利用。

配置于机械手上的吸盘可以根据实际情况进行选定，只要能够吸附住玻璃成品即可，这里不做具体限定。照相设备设置于机械手上能够拍摄到第一传送机构表面的位置即可，如设置于机械手的下方等，照相设备可以为相机等。另外，第一传送机构、机械手及第三传送机构的相对位置关系这里同样不做限定，可以根据实际情况进行调整。废品收集箱的大小、材质、形状均可以根据实际情况进行设定，这里不做具体限定，废品收集箱的朝向第一传送机构一侧的大小能够。

本发明还提供了一种玻璃切割方法，应用于上述玻璃切割系统，玻璃切割方法包括：s10控制第一传送机构由前一工序传入待切割玻璃；s20判断光电传感器是否感应到待切割玻璃；s30若是，控制第二传送机构动作，将待切割玻璃送入加工平台，加工平台位于第二传送机构的特定位置；s40判断是否达到限位开关；s50若是，控制第二传送机构停止动作；s60控制激光传感器测量待切割玻璃的厚度；s70根据待切割玻璃的厚度控制控制滑块沿导轨方向移动调节x轴方向位置和/或激光切割装置沿滑块的方向移动调节y轴方向位置和/或控制激光切割器上下移动调节z轴方向位置；s80基于调节的位置控制激光切割器切割待切割玻璃，完成带切割玻璃的切割。

在基于调节的位置控制激光切割器切割待切割玻璃之后还包括：s90控制第二传送机构回传切割后的玻璃成品；s100控制照相设备对第一传送机构进行拍摄，照射设备设置于第一传送机构一侧；s110根据照相设备拍摄的照片判断第一传送机构上是否有玻璃成品；s120若是，控制机械手上的吸盘将玻璃成品放至第三传送机构，机械手可转动的设置于第一传送机构的一侧；s130控制第一传送机构中与机械手相邻的一侧设置的升降机构上升，将废品倾倒入废品收集箱中，废品收集箱设置于第一传送机构与机械手相对的一侧。

在一实例中，一次切割玻璃的循环过程如下：

步骤1：开启设备，设备进行自检，所有执行元件进行复位，若一切正常开始工作。

步骤2：系统通电，第一传送机构的伺服电机正转，经上一工序的玻璃由第一传送带进入。当光电传感器受到玻璃时，plc控制器发送指令至第二传送机构的变频器，由变频器控制三相交流电机正转带动第二传送带转将玻璃送入加工平台，到达限位开关后停止，期间，第三传送机构(第三传送带)的伺服电机一直正转。

步骤3：在vb界面上选择控制模式：手动模式或自动模式。手动模式下：可实现手动切割、传送带运转、激光传感器采集数据等。自动模式下：首先在vb界面上选择待加工图形，并输入相应的图形及加工参数，然后按下启动按钮；接着，plc控制器控制各轴回到原点后，通过z轴传动控制激光切割装置沿z轴向下移动到预设位置(预先设定的某一固定位置)，便于激光传感器测量待切割玻璃的厚度；之后，控制激光传感器沿y轴移动确定玻璃切割原点，并将数据反馈到vb程序中，vb程序根据待切割玻璃的厚度反算激光切割器的激光切割头应下降的距离，并调用相应的激光切割参数。之后，控制激光切割头回到切割原点，通过z轴传动控制激光切割装置沿z轴向下移动，这一过程中激光传感器持续检测下降位置，当检测到激光切割头到达准确的加工位置时，停止下移。接着根据plc控制器写入数据调用相应图形子程序，随后按照加工参数进行切割，切割的同时通过高压气枪吹走熔融的玻璃，且一旦激光传感器检测到激光切割头偏离加工距离，对z轴位置进行调整确保等距离切割。当前图形切割完成后判断循环是否结束，若循环结束则对定位模块复位，否则继续下一循环。

步骤4:切割完成后，plc控制器发出指令至第二传送机构中的变频器，由变频器控制三相交流电机反转带动传送链送出玻璃成品，第一传送带的伺服电机也同时开始反转，玻璃碎料从第二传送带到第一传送带的过程中掉落在两传送带之间的碎料收集箱中。

步骤5:当光电传感器检测到玻璃成品全部进入到第一传送带后，第一传送带与第二传送带同时停止，并通过机械臂上的照相设备检测玻璃成品，并通过吸盘将玻璃成品放入第三传送带；之后，第一传送带下方的电机驱动升降机构缓慢上升，当倾斜角大约为60°时，将剩余的玻璃完全倾斜的进入到废品收集箱中；最后电机驱动升降机构缓慢下降，到达原来固定的位置，完成循环。

以上所述仅是本发明的优选实施例，应当指出，对于以上所述仅是本发明的优选实施例，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，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

起点商标作为专业知识产权交易平台，可以帮助大家解决很多问题，如果大家想要了解更多知产交易信息请点击 【在线咨询】或添加微信 【19522093243】与客服一对一沟通，为大家解决相关问题。

此文章来源于网络,如有侵权,请联系删除