一种光学玻璃板料成型机的制作方法

1.本发明属于光学玻璃熔炼成型技术领域，具体是一种通过结构设计及电气系统，实现光学玻璃溶液成型区域快速调平，温度监控及堆料报警的装置。


背景技术：

2.随着光学玻璃制造技术领域的高速发展，光学玻璃应用领域影响到工业及生活的方方面面，市场上对于光学玻璃的需求日益增加，行业之间的市场竞争力日益激烈，光学玻璃板料成型装置是将液态的光学玻璃转变为固态光学玻璃板料的专用装备，是光学玻璃生产过程的重要设备。现有设备不够完善，且存在以下几点明显缺陷：一是光学玻璃溶液成型区域的水平度靠经验值或观察取得，成型后的板料平整度不够稳定；二是成型区域温度不均匀，对于产品品质有一定的影响；三是自动化程度低，增加了劳动强度。


技术实现要素：

3.为可消除以上使用缺陷，本发明专利目的在于，提供一种可进行半自动化的角度调平、温度可视化及可实时监控的人机界面的一种光学玻璃板料成型机，以提高生产效率和产品良率。
4.本发明的技术解决方案是：一种光学玻璃板料成型机，包括板料成型机构；其特征是：还包括底座、第二层板、第三层板、成型区域和控制系统；其中，所述底座上设有x向滑移机构，第二层板安装在x向滑移机构上；所述第二层板上设有y向滑移机构，第三层板安装在y向滑移机构上；第三层板上设有z向升降机构，成型区域安装在z向升降机构上；所述板料成型机构位于成型区域内，成型区域内还包括水平测量仪和红外测温仪；所述控制系统设有触摸屏，并与x向滑移机构、y向滑移机构、z向升降机构、水平测量仪和红外测温仪电连接。
5.本发明的技术解决方案中所述的x向滑移机构由中部的x向驱动机构及其两侧的x向滑动机构组成，x向驱动机构由第一丝杆、第一步进电机、第一丝杠支架和第一丝杆固定套构成，x向滑动机构由第一滑块限位、第一滑轨和第一滑块垫块构成；所述x向驱动机构与x向滑动机构之间的底座上设有左右移动区。x向滑移机构用于控制整个平台在左右方向的滑动和移动范围。
6.本发明的技术解决方案中所述的y向滑移机构由中部的y向驱动机构及其两侧的y向滑动机构组成，y向驱动机构由第二丝杆、第二步进电机、第二丝杠支架和第二丝杆固定套构成，y向滑动机构由第二滑块限位、第二滑轨和第二滑块垫块构成；所述y向驱动机构与y向滑动机构之间的第二层板上设有前后移动区；所述第二层板安装在第一丝杆固定套和第一滑块垫块上。y向滑移机构用于控制整个平台在前后方向的滑动和移动范围。
7.本发明的技术解决方案中所述的z向升降机构由对称的两组上下升降机构构成；
所述上下升降机构由第三步进电机、t型转向减速器和两个丝杆升降机构构成，第三步进电机与t型转向减速器连接，t型转向减速器与两侧的丝杆升降机构连接；所述丝杆升降机构包括升降丝杠，升降丝杠顶端设置有连接块；所述第三层板安装在第二滑块垫块上，当两个第三步进电机分别动作后，成型区域可在一定范围内进行倾斜，进行角度的调节。
8.本发明的技术解决方案中所述的上下升降机构外侧装配有手动摇杆，在停电状态下，可手动分别控制成型区域外侧和内侧的升降。
9.本发明的技术解决方案中所述的成型区域包括第四层板，板料成型机构设置在第四层板上，并被包裹在两侧侧面板和炉门罩内，炉门罩后端边缘设有弹性胶条，当成型区域角度变化时，炉门罩和退火炉之间仍能够保持贴合；所述红外测温仪安装在超过光学玻璃溶液正常高度的临界位置，当光学玻璃溶液发生堆叠后，红外测温仪能监测到环境温度变化，并将信号传输到可编程控制器，可编程控制器发出指令，将成型区域降下来并点亮报警灯，以提示操作员；所述水平测量仪设置在第四层板上。
10.本发明的技术解决方案中所述的板料成型机构两侧内嵌了加热棒和陶瓷纤维板，用于保持成型区域的温度。
11.本发明的技术解决方案中所述的升降丝杠上设有上升限位块，进行机械限位；所述第四层板设有接近开关，第三层板上设有l型限位，接近开关与l型限位配合，当接近开关到达l型限位后，成型区域停止下降。
12.本发明的技术解决方案中所述的控制系统包含可编辑控制器，模拟量输入模块、步进电机、驱动器、开关电源、报警灯、红外测温仪、水平测量仪及触摸屏，采用可编程控制器和触摸屏控制方式。触摸屏同可编程控制器及水平仪进行了通信，由触摸屏发出指令，控制步进电机的所有动作，监控和显示各个步进电机的位置和速度，同时触摸屏在接收到异常信号后，自动进行保护动作和报警提示，防止光学玻璃溶液堆叠。
13.本发明的技术解决方案中所述的底座包括第一层板；所述第一层板的底部四角设有调平支座。通过调平支座可以调节第一层板的水平度。
14.相比于同类装置，本发明改变了人为粗略调节成型区域水平度的做法，通过使用精密测量仪器，进行精准的控制，同时配合步进电机控制系统，可实现半自动化控制，缩短了光学玻璃板料成型的试制时间，提高了生产效率，对于不同炉台，可进行快速调节和适应，在光学玻璃熔炼成型技术领域，该设备适合批量化生产。
15.本发明具有可使光学玻璃溶液成型区域快速调平、温度监控和堆料报警的特点，适合各种炉台不同牌号玻璃的批量生产。
附图说明
16.图1为本发明装置的主视图。
17.图2为本发明装置底座的俯视图。
18.图3为本发明装置第二层板的俯视图。
19.图4为本发明装置第三层板的主视图。
20.图5为本发明装置成型区域的俯视图。
21.图6为本发明装置的主控柜的主视图。
22.图7位本发明装置的电气控制系统。
23.附图中的标记及对应的零部件名称：1-底座，2-第二层板，3-第三层板，4-成型区域，5-触摸屏，6-电源开关，7-急停开关，8-报警灯，101-第一层板，102-集线盒，103-第一丝杆，104-第一步进电机，105-第一丝杠支架，106-左右移动区，107-第一滑块限位，108-第一滑轨，109-第一滑块垫块，110-调平支座，111-第一丝杆固定套，202-第二丝杆固定套，203-第二丝杆，204-第二步进电机，205-第二丝杠支架，206-前后移动区，207-第二滑块限位，208-第二滑轨，209-第二滑块垫块，302-l型限位，303-升降丝杠，304-上升限位块，305-把手，306-连接块，307-t型转向减速器，308-丝杆升降机构，309-第三步进电机，401-第四层板，402-接近开关，403-水平测量仪，404-红外测温仪支架，405-红外测温仪，406-侧面板，407-炉门罩，408-弹性胶条，409-板料成型机构，410-加热棒，411-陶瓷纤维板。
具体实施方式
24.如图1所示，本发明的光学玻璃板料成型机由底座1、第二层板2、第三层板3、成型区域4和控制系统五个部分组成。
25.如图2所示，本发明光学玻璃板料成型机的底座1置于退火炉的炉前，要求退火炉炉前的地面平整，底板1放置在工作地面，用于支撑整个机构，控制工作台左右方向。底座1上设有第一层板101和x向滑移机构，第一层板101的底部四角设有调平支座110，x向滑移机构由中部的x向驱动机构及其两侧的x向滑动机构组成，x向驱动机构由第一丝杆103、第一步进电机104、第一丝杠支架105和第一丝杆固定套111构成，x向滑动机构由第一滑块限位107、第一滑轨108和第一滑块垫块109构成，x向驱动机构与x向滑动机构之间的底座1上设有左右移动区106。通过调平支座110和水平仪调节底座1的水平度。
26.进一步的，第一层板101预留了两个第一滑轨108的两个滑槽和图4中升降丝杠303的左右移动区106，两个第一滑轨108安装在预留的安装孔内，四个第一滑块垫块109安装在两个第一滑轨108上，在第一滑轨108两侧安装第一滑块限位107，用于限制光学玻璃成型机成型区域4的左右移动。
27.进一步的，在第一层板101的如图2位置使用电机支架固定第一步进电机104，第一丝杠103安装在第一丝杠支架105和第一丝杆固定套111中，第一丝杠103通过联轴器连接到第一步进电机104。
28.进一步的，集线盒102安装在在第一层板101的底面，用于集中电机控制线和信号线。
29.如图3所示，本发明光学玻璃板料成型机的第二层板2安装在底座1的四个第一滑块垫块109上，第二层板2预留了图4中升降丝杠303构的前后移动区206，控制工作台前后方向。第二层板2上设有y向滑移机构，y向滑移机构由中部的y向驱动机构及其两侧的y向滑动机构组成，y向驱动机构由第二丝杆203、第二步进电机204、第二丝杠支架205和第二丝杆固定套202构成，y向滑动机构由第二滑块限位207、第二滑轨208和第二滑块垫块209构成，y向驱动机构与y向滑动机构之间的第二层板2上设有前后移动区206，第二层板2安装在第一滑块垫块109上。图3中相关各部件的安装与图2中的类似。
30.如图4所示，本发明光学玻璃板料成型机的第三层板3安装在第二层板2的四个第二滑块垫块209上，控制工作台上下方向。第三层板3上设有z向升降机构，z向升降机构由对称的两组上下升降机构构成；所述上下升降机构由第三步进电机309、t型转向减速器307和
两个丝杆升降机构308构成，第三步进电机309与t型转向减速器307连接，t型转向减速器307与两侧的丝杆升降机构308连接，丝杆升降机构308包括升降丝杠303，升降丝杠303顶端设置有连接块306，上下升降机构外侧装配有手动摇杆，手动摇杆上设有把手305，手动控制成型区域4的内侧和外侧的升降。第三步进电机309的安装方式类似底座1中第一步进电机104的安装方式，在此不再赘述。
31.进一步的，丝杠升降机构308固定在第三层板3上；在升降丝杠303的特定位置安装了上升限位块304，防止升降丝杠303上升超出。
32.进一步的，在第三层板3下底面焊接了l型限位302，配合图1中接近开关402，限制成型区域4的下降位置。
33.如图5所示，本发明光学玻璃板料成型机成型区域4设有第四层板401、板料成型机构409、炉门罩407、水平测量仪403和红外测温仪405，第四层板401安装在图4的四个连接块306上面，在图示位置安装水平测量仪403。
34.进一步的，在板料成型机构409外侧，滴料口下方的平行位置，通过红外测温仪支架404安装红外测温仪405。
35.进一步的，为了保证板料在给定的温度下成型，板料成型机构409被包裹在炉门罩407和侧面板406之内，且在板料成型机构409两侧内嵌了加热棒410和陶瓷纤维板411，以保证板料成型机构409的温场稳定。
36.进一步的，成型区域4中的炉门罩407与退火炉接合的部分，使用弹性胶条408，当成型区域角度变化时，炉门罩和退火炉之间仍能够保持贴合。
37.进一步的，在第四层板401的底面安装了接近开关402，用来限制成型区域4的下降位置，上文中已提及，在此不再赘述。
38.如图6所示，本发明光学玻璃板料成型机的控制系统装于电气柜中，在电气柜柜上装配了触摸屏5，电源开关6，急停开关7和报警灯8等电气元件，触摸屏5控制该装置的移动和升降，并显示实时温度、实时水平角度值及步进电机速度和当前位置，电源开关6和急停开关7分别控制总电源和异常情况紧急停机，报警灯8进行异常提醒和蜂鸣。
39.如图7所示，本发明光学玻璃板料成型机的电气控制系统，包含了触摸屏5，可编程控制器，模拟量输入模块，红外测温仪，水平测量仪，驱动器一至四及步进电机一至四，其控制逻辑通过程序编写和触摸屏组态后，由可编程控制器和触摸屏来控制电气元件。电气控制柜内的可编程控制器与模拟量输入模块，触摸屏5、驱动器一及步进电机一、驱动器二及步进电机二、驱动器三、四及步进电机三、四电连接，步进电机一即第一步进电机104，步进电机二即第二步进电机204，步进电机三、四即第三步进电机309，触摸屏5与水平测量仪403电连接，模拟量输入模块与红外测温仪405电连接。光学玻璃板料成型机读取水平测量仪403的数值后，供工艺员参考后，再人为调节成型区域4内外侧的高度差，以满足工艺要求。红外测温仪405测量环境温度，当超过设定值后，控制系统点亮报警灯8，同时升降平台迅速下降，防止安全事故发生。
40.通过各个装置之间的装配及电气系统的控制，实现快速调节成型区域水平度的控制，同时在触摸屏上监控实时温度，对堆料进行报警，提升了安全保障。本发明设计合理，操作方便，人机界面友好，可提高生产效率和良率，提供了可视及可量化的调节方法，适合各种炉台不同牌号玻璃的批量生产，该设备也适合批量化生产。

技术特征：
1.一种光学玻璃板料成型机，包括板料成型机构（409）；其特征是：还包括底座（1）、第二层板（2）、第三层板（3）、成型区域（4）和控制系统；其中，所述底座（1）上设有x向滑移机构，第二层板（2）安装在x向滑移机构上；所述第二层板（2）上设有y向滑移机构，第三层板（3）安装在y向滑移机构上；第三层板（3）上设有z向升降机构，成型区域（4）安装在z向升降机构上；所述板料成型机构（409）位于成型区域（4）内，成型区域（4）内还包括水平测量仪（403）和红外测温仪（405）；所述控制系统设有触摸屏（5），并与x向滑移机构、y向滑移机构、z向升降机构、水平测量仪（403）和红外测温仪（405）电连接。2.根据权利要求1所述的一种光学玻璃板料成型机，其特征是：所述的x向滑移机构由中部的x向驱动机构及其两侧的x向滑动机构组成，x向驱动机构由第一丝杆（103）、第一步进电机（104）、第一丝杠支架（105）和第一丝杆固定套（111）构成，x向滑动机构由第一滑块限位（107）、第一滑轨（108）和第一滑块垫块（109）构成；所述x向驱动机构与x向滑动机构之间的底座（1）上设有左右移动区（106）。3.根据权利要求2所述的一种光学玻璃板料成型机，其特征是：所述的y向滑移机构由中部的y向驱动机构及其两侧的y向滑动机构组成，y向驱动机构由第二丝杆（203）、第二步进电机（204）、第二丝杠支架（205）和第二丝杆固定套（202）构成，y向滑动机构由第二滑块限位（207）、第二滑轨（208）和第二滑块垫块（209）构成；所述y向驱动机构与y向滑动机构之间的第二层板（2）上设有前后移动区（206）；所述第二层板（2）安装在第一滑块垫块（109）上。4.根据权利要求3所述的一种光学玻璃板料成型机，其特征是：所述的z向升降机构由对称的两组上下升降机构构成；所述上下升降机构由第三步进电机（309）、t型转向减速器（307）和两个丝杆升降机构（308）构成，第三步进电机（309）与t型转向减速器（307）连接，t型转向减速器（307）与两侧的丝杆升降机构（308）连接；所述丝杆升降机构（308）包括升降丝杠（303），升降丝杠（303）顶端设置有连接块（306）；所述第三层板（3）安装在第二滑块垫块（209）上。5.根据权利要求4所述的一种光学玻璃板料成型机，其特征是：所述的上下升降机构外侧装配有手动摇杆。6.根据权利要求4或5所述的一种光学玻璃板料成型机，其特征是：所述的成型区域（4）包括第四层板（401），板料成型机构（409）设置在第四层板（401）上，并被包裹在两侧侧面板（406）和炉门罩（407）内，炉门罩（407）后端边缘设有弹性胶条（408）；所述红外测温仪（405）安装在超过光学玻璃溶液正常高度的临界位置；所属水平测量仪（403）设置在第四层板（401）上。7.根据权利要求6所述的一种光学玻璃板料成型机，其特征是：所述的板料成型机构（409）两侧内嵌了加热棒（410）和陶瓷纤维板（411）。8.根据权利要求7所述的一种光学玻璃板料成型机，其特征是：所述的升降丝杠（303）上设有上升限位块（304）；所述第四层板（401）设有接近开关（402），第三层板上设有l型限位（302），接近开关（402）与l型限位（302）配合。9.根据权利要求1-5、7-8中任一项所述的一种光学玻璃板料成型机，其特征是：所述的控制系统包含可编辑控制器、模拟量输入模块、驱动器、红外测温仪、水平测量仪及触摸屏。10.根据权利要求1-5、7-8中任一项所述的一种光学玻璃板料成型机，其特征是：所述
的底座（1）包括第一层板（101）；所述第一层板（101）的底部四角设有调平支座（110）。

技术总结
本发明的名称为一种光学玻璃板料成型机。属于光学玻璃熔炼成型技术领域。它主要是解决现有光学玻璃溶液成型区域的水平度靠经验值或观察取得的问题。它的主要特征是：包括板料成型机构、底座、第二层板、第三层板、成型区域和控制系统；其中，所述底座上设有X向滑移机构，第二层板安装在X向滑移机构上；所述第二层板上设有Y向滑移机构，第三层板安装在Y向滑移机构上；第三层板上设有Z向升降机构，成型区域安装在Z向升降机构上；所述板料成型机构位于成型区域内，成型区域内还包括水平测量仪和红外测温仪。本发明具有可使光学玻璃溶液成型区域快速调平、温度监控和堆料报警的特点，适合各种炉台不同牌号玻璃的批量生产。各种炉台不同牌号玻璃的批量生产。各种炉台不同牌号玻璃的批量生产。


技术研发人员：张亚欢 刘佳鑫 叶菁 刘志龙 闵一帆
受保护的技术使用者：湖北新华光信息材料有限公司
技术研发日：2023.07.06
技术公布日：2023/10/6