工業機器人技術在異形玻璃磨邊加工中的應用

摘 要：在傳統玻璃加工中，異形玻璃磨邊技術大量使用手工操作，生產費工費力而且還不能夠保證產品質量，部分企業采用專用機械進行玻璃磨邊，當生產工藝發生變化，專用設備就需要進行改造與調整。如使用工業機器人對玻璃磨邊進行加工，利用工業機器人重復定位精度高，自由度高，柔性好的特點，可以有效解決好上面的問題，因此利用工業機器人打磨玻璃是一個值得研究的課題。

關鍵詞：工業機器人;異形玻璃;磨邊加工

0 前言

隨著“中國制造”2025相關工作的不斷開展，用戶對產品的要求不斷提高，這就要求生產廠家不斷調整生產工藝。尤其在異型玻璃磨邊行業，玻璃的造型越來越復雜，生產過程越來越向定制化發展，原有的手工打磨和玻璃磨邊專用機械已經很難滿足企業生產的需求，這就需要采用新手段，新技術開發出一種適用于現代生產需求的玻璃磨邊設備。

1 磨邊機發展現狀

玻璃磨邊機是玻璃深加工行業的常見設備，它通過直磨、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，其打磨技術與金屬打磨、塑料打磨有很大區別，國內還未完全掌握玻璃打磨機的生產技術，高檔的磨邊機的生產與銷售，仍被歐美的幾個大型企業所壟斷 。國內玻璃深加工企業為保證生產利潤，多數使用國產的中低端磨邊機，少數企業購置了昂貴的國外設備，其產品利潤也被大大的降低。

1.1 國外玻璃磨邊加工的手段

在玻璃深加工行業中知名的ALBAT+WIRSAM公司，主要開發玻璃排樣軟件和玻璃加工軟件，其軟件是一種基于WINDOWS平臺的建模軟件，通過圖形建模，數據處理，后置加工程序生成等步驟，最終生成玻璃磨邊程序并傳輸到加工設備進行加工。

意大利的INTERMAC公司主要生產玻璃加工設備，其生產的CNC磨邊機、雕刻機可完成磨邊、寫字、拋光、刻花等復雜的異型玻璃加工。其采用真空吸盤對玻璃進行定位與夾緊，利用數控機床的高速高精加工，完成玻璃雕刻與打磨。

1.2 我國磨邊機發展現狀

我國在自動化磨邊機發展上比先進國家較晚，同時在生產機器的質量也有很多的有差異，這些主要表現在機器使用的壽命較短、生產效率不高、加工精度不夠等。玻璃磨邊加工多采用靠模加工的方式進行，不同的玻璃外形都需要制作相對應的加工模板，這種加工方式柔性差，加工效率低，工人勞動強度大，產品質量不穩定。

我國的日通玻璃機械有限公司是國內著名的玻璃異型磨邊機器生產企業，型號為 PTTM1321的玻璃磨邊機器在對玻璃異型斜邊磨邊過程中，需要加裝碗型磨輪，還需要把磨輪向后傾斜。對傾斜角度要合理調整，使用端面加工方法進行切削。

倫教弘泰玻璃機械廠生產的型號為YXM1異型磨邊機，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則形狀平板玻璃成形周邊和斜邊拋光。

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

廣東盈鋼機械有限公司生產的磨邊機械，其主要的型號是YXM1型號，這種機械主要使用在不規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 工業機器人技術在異型玻璃磨邊加工中的應用

2.1 機器人技術在玻璃加工中應用

機器人是一種有著高重復精度、高柔性的機電系統。工業機器人技術在汽車行業的在打磨和拋光領域有廣泛的應用，但是在玻璃深加工行業使用的較少。我國對于機器人使用在玻璃的消磨系統研究方面，還在起步階段，尤其是在一些高精度的消磨機器人方面的研究，只有極少數企業在進行。

沈陽新松機械人股份有限公司研發的打磨拋光機械人系統，采用五軸框架式工業機器人結構，配合高精度伺服轉臺，實現高質量、高精度的研磨拋光，并利用智能力矩傳感器檢測機器人末端執行器所受負載力矩，用以調整機器人運行狀態，達到保護工件和提高質量的目的。其工作過程為，先將力矩傳感器安裝到工業機器人腕部關節，用來測量打磨過程中磨頭的受力情況，再進行玻璃打磨路徑規劃，確定工業機器人移動路徑、切入點、切出點等信息，再將完整的運動信息、點位信息、開關量控制信息送給機器人控制器，控制器驅動機器人運動進行玻璃打磨，打磨過程中磨頭的受力情況由傳感器檢測，并傳給機器人控制器用以調整工業機器人運行狀態，保證磨具與加工件之間力的穩定。

2.2 機器人技術在異型玻璃磨邊加工中的意義

使用機器人技術在異型玻璃加工中，主要有著這些方面的特點：由于工業機器人具有高自由度、高運動控制精度，高運行速度等特性，所以其在玻璃深加工中能適應絕大多數工作要求，尤其適用于異型玻璃磨邊加工。由于其柔性好，所以當企業生產工藝發生改變時，能方便快捷的修改機器人控制程序以適應新工藝的要求，滿足企業產品更新換代快的需求。同時還可以有效解決企業員工人員流動大，生產節拍不易管理，生產周期不易確定等管理難題。因此，深入開展工業機器人在玻璃磨邊行業的應用，具有現實意義。

3 結束語

綜上所述，工業機器人在對異型玻璃邊打磨拋光方面，我國還處于起步階段，需要繼續加大這個方面的研究。使用工業機器人進行異型玻璃拋光加工，可大幅提高玻璃深加工企業的自動化程度，提高生產效率，提高產品質量，為企業轉型升級提供保障，為企業實現智能制造奠定基礎。

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作者簡介：盧彥林（1982-），男，山西太原人，工程碩士，講師，研究方向：工業機器人技術。