玻璃雙圓邊機現狀與發展趨勢研究

呂汝鏗

摘要：玻璃是一種透明的固體物質，廣泛應用于建筑物、汽車、家居等領域，用來隔風透光，是日常生活中隨處可見的物品。玻璃在退火成形后，需要對玻璃的棱邊進行磨邊倒角防止玻璃的棱邊過于鋒利傷人，玻璃磨邊機主要適合于家具玻璃及建筑玻璃以及工藝玻璃的加工，是玻璃機械深加工設備中產生最早并且用量最大的冷加工設備之一，主要用于普通平板玻璃底邊和倒角的磨削，拋光，雙邊磨邊機就是同時對平板玻璃的兩個相對的棱邊進行磨邊的設備。

關鍵詞：平板玻璃；磨邊機；磨邊設備

1.玻璃雙圓邊機的工作原理

雙圓邊機是一種新型數控磨邊設備，主要加工直線圓弧邊、鴨嘴邊、四分之一圓等型磨削。該機集粗磨、精磨、拋光、倒安全角于一體，一次性加工兩條邊、尺寸準、拋光度好、速度快。兩臺雙邊機L型擺放或者直線擺放，加一個轉接平臺，即可成為四邊磨邊機，四條邊一次成型，全過程電腦控制，加工尺寸、速度在觸摸式電腦屏上設定好后，即可放片加工，外觀新穎，操作快捷，自動化程度高。雙圓邊機適用于家電，家具，太陽能，光電等1-12mm的薄玻璃生產，目前市場上的自動雙邊磨圓邊機有同步帶夾緊與氣缸夾緊2種形式，同步帶夾緊是玻璃輸入端設置帶自動壓力調節的同步帶對中結構，同步帶對中結構不但在對中過程中的運轉速度與玻璃輸送速度同步，而且采用自動壓力調節的柔性結構對玻璃實現對中，避免損壞玻璃。而氣缸夾緊是一邊采用固定滾輪，另一邊通過氣缸夾緊，氣缸端有滾輪，這種夾緊方式也可以使玻璃避免損壞。

2.玻璃雙圓邊機技術特點

玻璃雙圓邊設有底座，在底座上設有導軌，在導軌與底座上設有兩個相互平行的機架，機架與導軌構成滑動連接，在兩個機架上對稱設有垂直設置的磨頭機構，在兩個機架之間還設有用于輸送玻璃的輸送機構，在輸送機構上部設有將玻璃壓緊的壓緊機構。

目前市場上的玻璃雙圓邊總的技術特點都大同小異，都包括底座、橋架、倒角裝置、皮帶輸送、磨輪等等

以下是保特羅玻璃雙圓邊技術特點：

A. 底座結構及橋架移動系統

一體式結構：機座結構由一個焊接成的鋼體構成，用于支撐固定橋和移動橋，且底座設計寬度超過 2 米，厚實沉穩，且該結構于時效退火后再利用大型加工中心一次性機加成型。包括固定橋安裝面移動橋安裝滑座，圓形滑軌底座，等等均為加工中心機加成型.確保了整機的精度。

穩定度：當進行寬度調整時，由于雙側采用寬大的圓形襯套，加大接觸面，使移動平滑無震動。確保精準的中心線移動軌跡。圓形襯套經過特殊熱處理，達到最高硬度，保證了長期運轉的耐磨性。底座圓形襯套有溝槽，使開合動作得到完整的潤滑保護。

平行度：移動橋的開合采用特制的雙滾珠絲杠，開合控制則由單一馬達同步驅動，達到高精度開合移動。

B. 伺服倒角裝置

伺服系統：伺服安全打角系統采用 X/Y 兩個軸向的控制，伺服打角采用施耐德系統，其中 X 方向利用伺服系統的高精度及高反應速度的特性，可精準的控制 X 軸方向的動作。為因應設備的高速研磨效能，安全打角采用高速接近玻璃，低速接觸玻璃的控制邏輯，使打角寬度易于控制且質量穩定。

Y 軸方向控制：Y 軸采用高速反應氣缸彌補玻璃傳送速度與玻璃端部隱性的誤差。該動作順著玻璃前進方向運行于一對平行的高精度 T 形導軌上方（THK）并借由打角輪前端（后端）的平面提供正確的玻璃端面位置。該打角基準點配合伺服的推進方向精確地完成打角動作，確保了安全角的質量及精度達到最高的保證。

安全角研磨軸：研磨馬達和主軸間用皮帶間接傳動，轉速達 5600 rpm，磨輪直徑為66mm。當安全角磨輪磨損時，磨輪可進行垂直方向的高度調整。可最大程度的提高磨輪的利用率。

C. 磨輪主軸

主軸防水：研磨軸為保特羅特制的鑄件結構，經加工中心精密加工，其前端含 5 段防水系統可阻止研磨冷卻水滲入。

主軸內置三個高精度軸承，確保研磨時無徑向及軸向的寸動。提升研磨速度及玻璃質量。磨輪采用 200mm 直徑，固定方式僅由一個螺栓在中間固定，更換快速。

D. 防銹處理

防銹材料：所有與水接觸的部件選用了大量的防銹材料，例如：不銹鋼，鋁，塑膠。高強度部件則使用鍍鎳或鍍鋅鋼板，并有完善的防銹涂層。

E. 操作方式

電控箱裝在機器上：可節約空間，具備良好的視角。電表位于每個主軸的旁邊：便于在工作時調節磨輪，可顯示工作總米數或分時統計米數。

為因應系統集成控制趨勢，該設備控制允許集成控制，信號導出及指令導入采用以太網協議模式，主要通訊內容包含：1.故障信息反饋；2 運行狀態反饋包括速度，寬度，長度；3.接受中控中心的速度指令；4. 接受中控中心的停機指令；5.可輸出對中轉臺的速度控制。

F. 輸送皮帶

無接縫皮帶：可保持長時間張力及壽命。并采用變頻無級調速。并具備倒轉功能下皮帶兩側和背面經過研磨：可保證玻璃在機器內運行的平行度。變頻器驅動 AC 馬達、齒輪箱及傳動軸。

同步鍍鎳傳動軸：堅固的鍍鎳傳動軸驅動上下皮帶。用彈簧張緊的壓板將上皮帶壓在玻璃上 6mm 以下的玻璃不用調整上皮帶的彈簧張緊度。

3.玻璃雙圓邊機現狀

國內玻璃雙圓邊機大部分都采用半自動，自動化程度不高，在磨完對稱的邊后仍然需要依靠人工去更換方向磨完另一邊。與國外發達國家相比，國內自動化玻璃磨邊機起步較晚，在機器質量，加工精度，生產效率以及自動化程度上與國外機器還有相當大的差距。磨輪在玻璃雙圓邊機是一個非常關鍵，但是磨輪是一個消耗品。國內玻璃雙圓邊機磨輪一旦出現消耗，須要靠人工進行補償，一直到磨輪消耗才進行替換磨輪。但在國外已經出現了玻璃雙圓邊機磨輪自動補償裝置，當磨輪消耗就會自動補償直到消耗完需要更換磨輪。這樣可以大大提高了磨輪的使用率，同樣也提高生產效率，因為人工補償磨輪時玻璃生產須要停下來才可以進行，而自動補償磨輪就不需要。玻璃在磨輪磨削的過程中，會產生很大的摩擦熱。如果沒有冷卻液，我們可以很容易的看到所產生的火花。如果摩擦熱溫度過高，會使玻璃表面燒損或破裂。因此在玻璃磨削的過程會用水來冷卻，而水噴到高速旋轉的磨輪上時，水會濺到不同方向，因此連接磨輪的電機因為水的原因會壞，所以磨輪的電機經常更換。玻璃在磨輪磨削的冷卻流下來的水已經不是普通的清水，是含有玻璃粉末的水，長期使用玻璃雙圓邊機上就會發現在出水槽都堵了一層很厚的玻璃粉末，將所有出水槽堵住，一旦玻璃粉末堵住出水槽之后，粉末就很難清除，從而設備好像泡在水中，大大縮短的雙圓邊機是使用壽命。

以上說明玻璃雙圓邊機現狀是自動化程度不高，較多的消耗品和易損件，使用壽命不高。

4.玻璃雙圓邊機發展趨勢

未來玻璃雙圓邊機應是自動化程度高，較少的消耗品和易損件。首先針對于消耗品和易損件，在玻璃加工的工業生產過程產量應要越來越好，一旦要更換消耗品和易損件時生產必須停止。其次自動化程度對于生產也是非常關鍵，一旦出現需要人手操作，就會出現不同的產量，這樣生產不穩定，人手操作玻璃的質量與人安全不保證。

為了減少消耗品和易損件，我們需要研發其他消耗品材料等，設計相關的結構避免易損件損壞，例如保特羅的玻璃雙圓邊機中的磨輪與磨輪電機不是直接連接，中間有一個柔性裝置，使磨輪電機避免被水濺到，大大提高了電機的使用壽命。

（作者單位：保特羅玻璃工業（佛山）有限公司）