工业机器人技术在异型玻璃磨边加工中的应用及意义

杨兰玉 李 英

（常熟理工学院，常熟 215500）



工业机器人技术在异型玻璃磨边加工中的应用及意义

杨兰玉 李 英

（常熟理工学院，常熟 215500）

摘 要：国内异型玻璃加工基本上手工完成，且自动磨边设备起步较晚，在机器质量、加工精度、生产效率、使用寿命上与国外机器的差距较大。分析工业机器人技术在工业中的应用前景，在研究异型玻璃磨边工艺的基础上，探析工业机器人在异型玻璃磨边中应用的前景，认为应用工业机器人在异型玻璃磨边中有广泛的应用前景，可明显提高异型玻璃加工质量，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。

关键词：机器人技术 异型玻璃 磨边 自动化

我国玻璃加工企业有4000多家，中空玻璃产量超过2亿平方米，钢化玻璃产量达到1.8亿平方米，各种镀膜玻璃超过8000万平方米，夹层玻璃超过4000万平方米。目前，国内生产的大部分玻璃深加工设备仍然以半手工操作为主，需要耗费大量人力资源。玻璃磨边机作为玻璃深加工必须的专用设备，市场需求越来越多。现阶段，国产玻璃磨边机自动化程度较低，还远没有实现数控化和自动化。工业机器人磨削系统既继承了机器人位姿变换的灵敏性，又兼顾了磨削机加工效率高的特点，比传统磨床更具有柔性，能适应多品种、小批量的现代生产模式。例如，沈阳新松机器人股份有限公司的研磨抛光机器人系统可广泛用于座舱透明件、模具和叶片等多种零部件的加工修复作业。因此，要实现异型玻璃的自动粗磨、精磨和抛光，迫切需要开发一种全自动化异形玻璃磨边机器人。

1 国内外磨边机发展现状

1.1 国外磨边机发展现状

德国的ALBAr+WIRsAM公司，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。

意大利INTERMAC公司的CNC刻花机和CNC加工中心，采用真空，将玻璃吸附在吸盘上，抛磨时间可任意选择。意大利乐华蒂（LOVATI）公司生产的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。

1.2 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。磨削斜边时，安装碗形磨轮，将磨头向后倾斜，调节斜面角度，以端面加工切削。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，可对圆型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，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，可对圆型或略带椭圆的玻璃进行半自动磨削。

2 工业机器人技术在异型玻璃磨边加工中的应用

2.1 机器人技术在玻璃加工中的应用

机器人是一种具有高柔性、高重复精度的机电系统。在磨削、抛光加工领域有成功的应用案例，但在玻璃磨边方面还尚未有报道。国内对机器人磨削系统的研究和应用，尤其是实现高精度磨削的机器人，还处于起步阶段，只有少数企业开始了产业化进程。沈阳新松机器人股份有限公司的研磨抛光机器人系统，可广泛用于座舱透明件、模具和叶片等多种零部件的加工修复作业。KU KA机器人公司开发的STIHL链据机器人磨削系统，为实现复杂曲面的表面磨削、抛光加工，由五轴数控机床加工家具的复杂曲面。其表面的磨削、抛光加工由带有六维力传感器的机器人抓持磨砂机完成，且无需复杂的示教工作可缩短。该系统生产周期23%。新加坡制造技术研究所应用机器人和数控机床进行航空叶片的磨削，取得了很好的加工效果。

2.2 机器人技术在异型玻璃磨边应用的意义

异形玻璃全自动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，能够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，能够极大缓解由于用工不足对企业造成的生产压力。国内对机器人磨削系统的研究和应用，尤其是实现高精度磨削的机器人，还处于起步阶段。将机器人技术应用到异形玻璃的粗磨、粗磨和抛光，在国内文献中尚鲜有报道。基于机器人技术的异形玻璃磨边生产线可对异形（各种复杂图形）玻璃进行满足各种磨边工艺的加工，达到低成本、高质量、高效率的加工要求，是一种完全可以替代手工操作的高度自动化设备。在加工过程中可实现磨轮自动更换，改进了产品的加工工艺，可大幅度提升玻璃加工企业的工业自动化程度，提高生产效率，降低人员劳动强度，极大地促进我国磨边机的技术水平的提高，为企业创造巨大的经济效益和社会效益。

3 结束语

研究基于工业机器人技术的异形玻璃全自动磨机器人，能够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，大幅度提升玻璃加工企业的工业自动化程度，提高生产效率，降低人员劳动强度，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。

参考文献

[1]齐继宝.数控异形玻璃磨边加工中心CAD／CAM系统研究[D].杭州：浙江大学，2007.

[2]赵毅忠，祝本明.新型玻璃磨边机数控系统[J].兵工自动化，2010，（8）：85-86.

[3]赵逸呜，赵毅忠.一种数控磨边机：中国，200720080149. 0[P].2008-04-23.

[4]张洁.异形玻璃特征反求及在全自动玻璃磨边机中的应用[J].现代制造工程，2007，（12）：68-70.

[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）：103-105.

Analysis of Application Prospect for Grinding Edge of Glass with the Special Shape under Industrial Robot Technology

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

Abstract:Glass with the Special Shape was processed manually in china, and autom atic grinding edge equipm ents were used recently. There are large gaps between china and foreign such as quality of the m achine, the m achining accuracy and efficiency and service li fe. The appl ication prospects of the industrial robot technology in the industry were analyzed, and application prospect for glas s with the s pecial s hape was analyzed by us ing industrial robots under studying grinding process of the glass with the special shape. The qua lity of spe cial glass proce ssing can be improved obviously by applying industrial robots, the labor intensity can be reduced, the working environment can be improved, labor productivity can be improved, labor cost can be reduced. So, glass with the special shape machine has broad application prospects.

Key words:Industrial Robot Technology, Glass with the Special Shape, Grinding Edge; Automation

基金项目：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）。