异型玻璃磨边加工现状的分析与探讨

杨兰玉 李 英

异型玻璃磨边加工现状的分析与探讨

杨兰玉 李 英

（常熟理工学院，常熟 215500）

通过分析国内外异型玻璃磨边加工和磨边机的发展现状，提出使用机器人技术来解决异型玻璃磨边问题，探讨了异形玻璃磨边机器人的关键技术，并给出两种解决方案，对提高我国异型玻璃加工的自动化程度具有一定的指导意义。

异型玻璃 磨边机 机器人 生产线

引言

异型玻璃磨边就是根据玻璃的轮廓外形，完成直磨、斜磨，或者磨出不同的花型边缘轮廓。传统磨边机通过靠模来控制被磨削产品的形状，它利用产品模板定位，工件旋转轴使用电机通过传动装置带动夹紧在该轴上的工件旋转，并通过靠模机构与作直线运动的磨头进给轴之间实现联动，实现磨头对工件周边的磨削加工，可磨削异形玻璃的直边、圆边、鸭嘴边、斜边等。玻璃磨边机的作用是根据需要将玻璃边部磨削成特定形状，其是玻璃深加工设备中最重要的设备之一，主要用于玻璃周边的精密磨削，通过周边磨削使其外型尺寸精确，边沿光滑，以适应生产品种多、精度要求高、需要大批量生产的玻璃加工的需要。

1 国内外磨边机发展现状

（1）国外磨边机发展现状。德国的ALBAr+WIRsAM公司的是一家专门从事玻璃加工系统软件开发的公司，其产品可实现：对任意花形进行输入、数据处理、后置处理操作；可单独输入钻孔、刻花、磨边等加工几何体信息：输入相关的参数定义特定的制造工艺。

意大利乐华蒂（LOVATI）公司是目前世界上最先进的玻璃加工设备生产商之一，其生产的ZENEDGE22型CNC数控全自动异形磨边、抛光、钻孔机可用于对具有内弧、外弧、交接角的异形玻璃进行磨边及抛光，适用于批量的家电、汽车、家私玻璃研磨、抛光和钻孔。

（2）国内磨边机发展现状。国内自动化玻璃磨边机起步较晚，在机器质量、加工精度、生产效率、使用寿命上与国外机器还有相当大的差距。目前国内知名度较高的厂家有日通玻璃机械有限公司、伦教弘泰鑫玻璃机械厂、仙桃市三槐机械厂、广东盈钢机械有限公司、中山市富山玻璃机械有限公司、北京玻璃人玻璃产品有限公司、中山市迪威玻璃机械股份有限公司等。日通玻璃机械有限公司生产的RTYM1321型玻璃异型磨边机适用于加工平板玻璃的异形周边和斜边。伦教弘泰鑫玻璃机械厂生产的YXM1异形磨边机适用于圆形、椭圆形和其他不规则形状的平板玻璃的成型周边与斜边的磨削抛光，可对圆形或略带椭圆的玻璃进行半自动磨削。仙桃市三槐机械厂生产的BM-1型磨边机产品是一种高效经济型多功能磨边机，具有体积小、重量轻、携带方便、操作简单等优点，可磨削各种圆边、直边、鸭嘴边等异型边型，且不受玻璃外型的长宽圆等尺寸大小的限制。广东盈钢机械有限公司生产的YXM1异形磨边机适用于圆形、椭圆形和不规则形状的平板玻璃的成型周边与斜边的磨削抛光，可对圆形或略带椭圆的玻璃进行半自动磨削。

2 异型玻璃磨边动化加工的关键技术

在传统异形玻璃磨边加工中，为保证批量轮廓的一致性，每款玻璃都必须制作相应的加工模版，通过靠模形成异形运动轨迹。这种作业方式对操作工人的技术水平依赖性较大，而且工人劳动强度较高，加工效率低。异形玻璃机器人具有加工运动轨迹精度高、移动速度快、加工范围大等特点，能自动实现异形玻璃的自动磨边，包括粗磨、精磨和抛光等工序，能极大缓解由于用工不足对企业造成的生产压力。该系统可明显提高磨削抛光加工质量，降低劳动强度，改善作业环境，提高劳动生产效率，降低劳动成本。

（1）异形玻璃装夹及精确定位。异型玻璃的装夹是指异型玻璃在加工生产过程中的定位与夹紧。定位的任务是使同一工序中的一批异型玻璃都能依据加工要求，在夹具中占据正确的位置。夹紧的任务是使异型玻璃在切削力、离心力、惯性力和重力的作用下不脱离预设的正确位置，以保证加工的正常进行。

（2）异形玻璃磨边在线检测及路径优化。根据异型玻璃的外形、结构和加工精度要求，合理设置加工工艺路线和加工走刀路径。其中，工艺路线的拟定包括选择各加工表面的加工方法，安排工序的先后顺序，确定工序的集中和分散程度以及选择设备和工艺装备等。设置合理的走刀路径包括避免空刀和确保加工过程中不撞刀。

（3）机器人视觉测量、定位与磨轮磨损补偿工艺。在加工过程中，砂轮作为加工刀具，会不断磨损，最终使异型玻璃的尺寸有所误差。为弥补砂轮磨损造成的加工误差，通过机器人视觉测量与定位和砂轮磨损补偿工艺，实现加工刀具的长度补偿和半径补偿。

3 异型玻璃磨边解决策略分析

（1）夹持异型玻璃机器人磨边生产线。夹持异型玻璃机器人磨边生产线（见图1）通过机械方式将被磨削的异型玻璃装夹在磨削机器人上，分别在粗磨砂轮、精磨砂轮和抛光砂轮上进行加工。全生产线采用三组机器人和磨削砂轮，一次装夹完成粗磨、精磨、抛光三道工序，故装夹定位精度高、定位误差小，再加上机器人动作灵敏、反应迅速、动作可靠等因素，本生产线生产效率可达原先人工磨削加工效率的三倍以上。其次，利用机器人生产加工，大幅降低工厂的佣工数量，减轻佣工的劳动强度，最终达到降低生产成本，提高生产率的目的。

图1　夹持玻璃机器人生产线

图2　夹持砂轮机器人生产线

（2）夹持砂轮机器人磨边生产线。夹持砂轮机器人磨削生产线（见图2）利用气缸与真空吸盘动作，实现异型玻璃的装夹，磨削机器人夹持磨削砂轮，三个磨削机器人分别夹持粗磨砂轮、精磨砂轮和抛光砂轮，具有单工序生产周期短的特点。气缸和真空吸盘可共享起源装置，可降低生产设备成本，有助于实现生产利润最大化。

4 结语

基于机器人技术的异形玻璃全自动磨机器人能极大地促进磨边机技术水平提高，改进异型玻璃产品的加工工艺和质量，大幅度提升企业的自动化水平，提高生产率，降低作员劳动强度，可为企业创造巨大的经济效益和社会效益。因此，研究基于机器人技术的异形玻璃磨边装备，具有十分重要的社会意义和经济价值。

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[2]陈渊，田应仲.异型玻璃外廓检测及磨边加工技术的研究[J].机械设计与制造，2009，（9）．

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[5]蔡小林.新型数控玻璃磨边机的开发[J].机械设计与制造，2007，（12）．

Both Analysis and Discussion of Processing Situations for Glass with the Special Shape Grinding

YANG lanyu,LI Ying
（Changshu Institute of Technology, Changshu,215500）

Development status of Grinding Edge and Grind machine for glass with the special shape at home and abroad was analyzed, Grinding edge problems for glass with the special shape were solved by using robotic technology, the key technologies of grind machine for glass with the special shape were discussed, and two solutions were given. It has a certain guiding significance to enhance the automation of glass with the special shape grinding in China.

glass with the special shape,grinding machine, robot,processing line

苏州市应用基础研究项目“异型玻璃全自动磨边机器人关键技术研究”（SGZ2012065）。