玻璃双圆边机现状与发展趋势研究

吕汝铿

摘要：玻璃是一种透明的固体物质，广泛应用于建筑物、汽车、家居等领域，用来隔风透光，是日常生活中随处可见的物品。玻璃在退火成形后，需要对玻璃的棱边进行磨边倒角防止玻璃的棱边过于锋利伤人，玻璃磨边机主要适合于家具玻璃及建筑玻璃以及工艺玻璃的加工，是玻璃机械深加工设备中产生最早并且用量最大的冷加工设备之一，主要用于普通平板玻璃底边和倒角的磨削，抛光，双边磨边机就是同时对平板玻璃的两个相对的棱边进行磨边的设备。

关键词：平板玻璃；磨边机；磨边设备

1.玻璃双圆边机的工作原理

双圆边机是一种新型数控磨边设备，主要加工直线圆弧边、鸭嘴边、四分之一圆等型磨削。该机集粗磨、精磨、抛光、倒安全角于一体，一次性加工两条边、尺寸准、抛光度好、速度快。两台双边机L型摆放或者直线摆放，加一个转接平台，即可成为四边磨边机，四条边一次成型，全过程电脑控制，加工尺寸、速度在触摸式电脑屏上设定好后，即可放片加工，外观新颖，操作快捷，自动化程度高。双圆边机适用于家电，家具，太阳能，光电等1-12mm的薄玻璃生产，目前市场上的自动双边磨圆边机有同步带夹紧与气缸夹紧2种形式，同步带夹紧是玻璃输入端设置带自动压力调节的同步带对中结构，同步带对中结构不但在对中过程中的运转速度与玻璃输送速度同步，而且采用自动压力调节的柔性结构对玻璃实现对中，避免损坏玻璃。而气缸夹紧是一边采用固定滚轮，另一边通过气缸夹紧，气缸端有滚轮，这种夹紧方式也可以使玻璃避免损坏。

2.玻璃双圆边机技术特点

玻璃双圆边设有底座，在底座上设有导轨，在导轨与底座上设有两个相互平行的机架，机架与导轨构成滑动连接，在两个机架上对称设有垂直设置的磨头机构，在两个机架之间还设有用于输送玻璃的输送机构，在输送机构上部设有将玻璃压紧的压紧机构。

目前市场上的玻璃双圆边总的技术特点都大同小异，都包括底座、桥架、倒角装置、皮带输送、磨輪等等

以下是保特罗玻璃双圆边技术特点：

A. 底座结构及桥架移动系统

一体式结构：机座结构由一个焊接成的钢体构成，用于支撑固定桥和移动桥，且底座设计宽度超过 2 米，厚实沉稳，且该结构于时效退火后再利用大型加工中心一次性机加成型。包括固定桥安装面移动桥安装滑座，圆形滑轨底座，等等均为加工中心机加成型.确保了整机的精度。

稳定度：当进行宽度调整时，由于双侧采用宽大的圆形衬套，加大接触面，使移动平滑无震动。确保精准的中心线移动轨迹。圆形衬套经过特殊热处理，达到最高硬度，保证了长期运转的耐磨性。底座圆形衬套有沟槽，使开合动作得到完整的润滑保护。

平行度：移动桥的开合采用特制的双滚珠丝杠，开合控制则由单一马达同步驱动，达到高精度开合移动。

B. 伺服倒角装置

伺服系统：伺服安全打角系统采用 X/Y 两个轴向的控制，伺服打角采用施耐德系统，其中 X 方向利用伺服系统的高精度及高反应速度的特性，可精准的控制 X 轴方向的动作。为因应设备的高速研磨效能，安全打角采用高速接近玻璃，低速接触玻璃的控制逻辑，使打角宽度易于控制且质量稳定。

Y 轴方向控制：Y 轴采用高速反应气缸弥补玻璃传送速度与玻璃端部隐性的误差。该动作顺着玻璃前进方向运行于一对平行的高精度 T 形导轨上方（THK）并借由打角轮前端（后端）的平面提供正确的玻璃端面位置。该打角基准点配合伺服的推进方向精确地完成打角动作，确保了安全角的质量及精度达到最高的保证。

安全角研磨轴：研磨马达和主轴间用皮带间接传动，转速达 5600 rpm，磨轮直径为66mm。当安全角磨轮磨损时，磨轮可进行垂直方向的高度调整。可最大程度的提高磨轮的利用率。

C. 磨轮主轴

主轴防水：研磨轴为保特罗特制的铸件结构，经加工中心精密加工，其前端含 5 段防水系统可阻止研磨冷却水渗入。

主轴内置三个高精度轴承，确保研磨时无径向及轴向的寸动。提升研磨速度及玻璃质量。磨轮采用 200mm 直径，固定方式仅由一个螺栓在中间固定，更换快速。

D. 防锈处理

防锈材料：所有与水接触的部件选用了大量的防锈材料，例如：不锈钢，铝，塑胶。高强度部件则使用镀镍或镀锌钢板，并有完善的防锈涂层。

E. 操作方式

电控箱装在机器上：可节约空间，具备良好的视角。电表位于每个主轴的旁边：便于在工作时调节磨轮，可显示工作总米数或分时统计米数。

为因应系统集成控制趋势，该设备控制允许集成控制，信号导出及指令导入采用以太网协议模式，主要通讯内容包含：1.故障信息反馈；2 运行状态反馈包括速度，宽度，长度；3.接受中控中心的速度指令；4. 接受中控中心的停机指令；5.可输出对中转台的速度控制。

F. 输送皮带

无接缝皮带：可保持长时间张力及寿命。并采用变频无级调速。并具备倒转功能下皮带两侧和背面经过研磨：可保证玻璃在机器内运行的平行度。变频器驱动 AC 马达、齿轮箱及传动轴。

同步镀镍传动轴：坚固的镀镍传动轴驱动上下皮带。用弹簧张紧的压板将上皮带压在玻璃上 6mm 以下的玻璃不用调整上皮带的弹簧张紧度。

3.玻璃双圆边机现状

国内玻璃双圆边机大部分都采用半自动，自动化程度不高，在磨完对称的边后仍然需要依靠人工去更换方向磨完另一边。与国外发达国家相比，国内自动化玻璃磨边机起步较晚，在机器质量，加工精度，生产效率以及自动化程度上与国外机器还有相当大的差距。磨轮在玻璃双圆边机是一个非常关键，但是磨轮是一个消耗品。国内玻璃双圆边机磨轮一旦出现消耗，须要靠人工进行补偿，一直到磨轮消耗才进行替换磨轮。但在国外已经出现了玻璃双圆边机磨轮自动补偿装置，当磨轮消耗就会自动补偿直到消耗完需要更换磨轮。这样可以大大提高了磨轮的使用率，同样也提高生产效率，因为人工补偿磨轮时玻璃生产须要停下来才可以进行，而自动补偿磨轮就不需要。玻璃在磨轮磨削的过程中，会产生很大的摩擦热。如果没有冷却液，我们可以很容易的看到所产生的火花。如果摩擦热温度过高，会使玻璃表面烧损或破裂。因此在玻璃磨削的过程会用水来冷却，而水喷到高速旋转的磨轮上时，水会溅到不同方向，因此连接磨轮的电机因为水的原因会坏，所以磨轮的电机经常更换。玻璃在磨轮磨削的冷却流下来的水已经不是普通的清水，是含有玻璃粉末的水，长期使用玻璃双圆边机上就会发现在出水槽都堵了一层很厚的玻璃粉末，将所有出水槽堵住，一旦玻璃粉末堵住出水槽之后，粉末就很难清除，从而设备好像泡在水中，大大缩短的双圆边机是使用寿命。

以上说明玻璃双圆边机现状是自动化程度不高，较多的消耗品和易损件，使用寿命不高。

4.玻璃双圆边机发展趋势

未来玻璃双圆边机应是自动化程度高，较少的消耗品和易损件。首先针对于消耗品和易损件，在玻璃加工的工业生产过程产量应要越来越好，一旦要更换消耗品和易损件时生产必须停止。其次自动化程度对于生产也是非常关键，一旦出现需要人手操作，就会出现不同的产量，这样生产不稳定，人手操作玻璃的质量与人安全不保证。

为了减少消耗品和易损件，我们需要研发其他消耗品材料等，设计相关的结构避免易损件损坏，例如保特罗的玻璃双圆边机中的磨轮与磨轮电机不是直接连接，中间有一个柔性装置，使磨轮电机避免被水溅到，大大提高了电机的使用寿命。

（作者单位：保特罗玻璃工业（佛山）有限公司）