一种精细化调整切割压力装置及其使用方法与流程

1.本发明涉及到薄玻璃切割技术领域，尤其涉及到一种精细化调整切割压力装置及其使用方法。


背景技术：

2.薄玻璃切割时，在切割深度和刀轮角度一定的情况下，切割质量的优劣与切割压力密切相关。不仅要求切割压力数值比普通玻璃要小得多，而且要求调整精度高，稳定性高。切割质量对这三个因素的影响异常敏感，任何一个方面做得不够精细都可能落刀即碎。这就需要能精细化调整切割压力，目前业内主要还是用普通玻璃的切割装置及方法来做薄玻璃的切割，没有专门针对相关技术中的以上问题提出有效的解决方案。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于提供一种精细化调整切割压力装置及其使用方法，用于解决上述技术问题。
4.本发明采用的技术方案如下：
5.一种精细化调整切割压力装置，包括切割刀轮施力单元、切割刀轮复位单元、切割压力反馈单元和切割压力精细化控制单元，所述切割压力精细化控制单元分别与所述切割刀轮施力单元、所述切割刀轮复位单元、所述切割压力反馈单元信号连接，所述切割刀轮施力单元包括切割刀头以及可转动地设于所述切割刀头下端的刀轮组件，所述切割刀轮复位单元连接所述切割刀头与所述刀轮组件，所述切割压力反馈单元设置在所述刀轮组件上。
6.作为优选，所述刀轮组件包括第一基座、旋转臂和第一转轴，所述第一基座设于所述切割刀头的下端，所述旋转臂通过所述第一转轴与所述第一基座可转动地连接。
7.作为进一步的优选，还包括刀柄和切割刀轮，所述刀柄的一端与所述旋转臂连接，所述刀柄的另一端的下端设有所述切割刀轮。
8.作为进一步的优选，还包括比例电磁铁和顶杆，所述第一基座正对所述切割刀头的部分开设有通孔，所述通孔内设有所述比例电磁铁，所述比例电磁铁的下侧可升降地设有所述顶杆，所述顶杆的下端可与所述刀柄相抵。
9.作为进一步的优选，所述顶杆的上表面为平面，所述顶杆的下表面为球面。
10.作为进一步的优选，所述切割刀轮复位单元包括第二基座、磁性弹簧、大连杆、小连杆、第二转轴和第三转轴，所述第二基座安装在所述切割刀头的一侧，所述磁性弹簧的定子设置在所述第二基座内，所述磁性弹簧的滑杆的上端为自由端，所述滑杆的下端与所述大连杆螺纹连接，所述大连杆远离所述滑杆的一端通过第二转轴与所述小连杆的一端连接，所述小连杆的另一端通过第三转轴与所述刀柄连接。
11.作为进一步的优选，还包括锁紧螺母，所述滑杆的下端设有所述锁紧螺母，所述锁紧螺母用于锁紧所述滑杆和所述大连杆。
12.作为进一步的优选，所述切割压力反馈单元包括设置在所述刀柄内部的第一应变
片和第二应变片，所述第一应变片靠近所述旋转臂，所述第二应变片靠近所述切割刀轮。
13.一种精细化调整切割压力装置的使用方法，所述使用方法包括：
14.s1、接受落刀切割指令，比例电磁铁加压，控制顶杆推动刀柄克服磁性弹簧的拉力，使得刀柄绕第一转轴向下摆动，切割刀轮下落，对玻璃产生切痕；
15.s2、第一应变片和第二应变片感应到所述刀柄变形，并将所述刀柄的变形信息输送至应变处理系统，所述应变处理系统将所述变形信息转换成切割压力信息反馈给所述切割压力精细化控制单元，所述切割压力精细化控制单元根据反馈的切割压力信息调整和输入切割压力，形成闭环控制；
16.s3、对整个切割过程进行实时监测和实时反馈，若实时切割压力出现波动，则切割压力精细化控制单元自动通过闭环控制来调整切割压力，实现整个切割过程中切割压力的精细化调整；
17.s4、切割结束后，所述比例电磁铁断电，所述比例电磁铁的推杆和所述顶杆在所述磁性弹簧的拉力作用下回原位，所述刀柄在所述磁性弹簧的拉力作用下带动所述切割刀轮返回至等待位。
18.上述技术方案具有如下优点或有益效果：
19.本发明中，通过切割刀轮施力单元和切割刀轮复位单元的共同作用，能够产生微小的切割压力，通过比例电磁铁的设置，能够保证有效行程内的压力和磁性弹簧的拉力皆为恒力，不受行程影响，有效避免了因玻璃表面翘曲或安装差异性引起的切割刀轮行程不一致造成的切割压力不稳定。
附图说明
20.图1是本发明中精细化调整切割压力装置的结构示意图。
21.图中：1、磁性弹簧；2、第二基座；3、锁紧螺母；4、大连杆；5、第一应变片；6、第二转轴；7、小连杆；8、第三转轴；9、第二应变片；10、刀柄；11、切割刀轮；12、切割刀头；13、比例电磁铁；14、顶杆；15、第一基座；16、旋转臂；17、第一转轴。
具体实施方式
22.下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
23.在本发明的描述中，需要说明的是，如出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等，其所指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，如出现术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
24.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，如出现术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术
语在本发明中的具体含义。
25.图1是本发明中精细化调整切割压力装置的结构示意图，请参见图1所示，示出了一种较佳的实施例，示出的一种精细化调整切割压力装置，包括切割刀轮11施力单元、切割刀轮11复位单元、切割压力反馈单元和切割压力精细化控制单元，切割压力精细化控制单元分别与切割刀轮11施力单元、切割刀轮11复位单元、切割压力反馈单元信号连接，切割刀轮11施力单元包括切割刀头12以及可转动地设于切割刀头12下端的刀轮组件，切割刀轮11复位单元连接切割刀头12与刀轮组件，切割压力反馈单元设置在刀轮组件上。本实施例中的切割刀轮11施力单元是一个受力点力臂远大于施力点力臂的摆臂机构，可以将较大的电磁铁的输出压力转换为切割刀轮11处较小的切割压力。而设置的切割刀轮11复位单元与切割刀轮11施力单元相配合，能够对切割刀轮11施力单元施加一个回复力，且能够进一步的切割刀轮11处的压力降低，是的切割刀轮11产生微小的切割压力，提高对薄玻璃切割的稳定性。而设置的切割压力反馈单元用于和切割刀轮11施力单元相配合，用于检测切割刀轮11施力单元中的刀柄10的变形情况；设置的切割压力精细化控制单元用于实现切割压力的闭环控制，实时地调整切割压力，有效保证了切割压力的高精度和高稳定性，实现整个切割过程切割压力的精细化调整。
26.其中，设置的切割压力精细化控制单元包括数据采集模块、数据处理模块和数据反馈模块，数据采集模块用于采集切割刀轮11施力单元、切割刀轮11复位单元、切割压力反馈单元的信息，数据处理模块与数据采集模块连接，用于处理数据采集模块采集的信息，将实时切割压力与输入切割压力进行对比并修正输入切割压力，然后再通过数据反馈模块控制切割刀轮11施力单元实时调整切割压力。
27.进一步，作为一种较佳的实施方式，刀轮组件包括第一基座15、旋转臂16和第一转轴17，第一基座15设于切割刀头12的下端，旋转臂16通过第一转轴17与第一基座15可转动地连接。本实施例中，参见图1所示，第一基座15固定在切割刀头12的下端，而旋转臂16可以相对第一基座15转动，用于带动切割刀轮11旋转下压实现对薄玻璃的切割。
28.进一步，作为一种较佳的实施方式，还包括刀柄10和切割刀轮11，刀柄10的一端与旋转臂16连接，刀柄10的另一端的下端设有切割刀轮11。本实施例中，参见图1所示，刀柄10与旋转臂16之间可以通过螺栓连接或者直接焊接连接，旋转臂16的转动可带动刀柄10转动，使得刀柄10上的切割刀轮11实现对玻璃的切合动作。
29.进一步，作为一种较佳的实施方式，还包括比例电磁铁13和顶杆14，第一基座15正对切割刀头12的部分开设有通孔，通孔内设有比例电磁铁13，比例电磁铁13的下侧可升降地设有顶杆14，顶杆14的下端可与刀柄10相抵。本实施例中的比例电磁铁13可以按照需要输出一定大小的作用力，控制顶杆14向下移动，使得顶杆14向下顶住刀柄10，实现刀柄10的旋转。比例电磁铁13有效行程内的压力和磁性弹簧1的拉力皆为恒力，不受行程影响，有效避免了因玻璃表面翘曲或安装差异性引起的切割刀轮11行程不一致造成的切割压力不稳定。
30.进一步，作为一种较佳的实施方式，顶杆14的上表面为平面，顶杆14的下表面为球面。本实施例中，顶杆14的下表面设置成球面，能够保证刀柄10下摆后顶杆14中心受力。其中，顶杆14的上端的平面与比例电磁体的下端贴合，顶杆14的下端球面与刀柄10贴合，且顶杆14设置在通孔内，通孔用于顶杆14的导向。
31.进一步，作为一种较佳的实施方式，切割刀轮11复位单元包括第二基座2、磁性弹簧1、大连杆4、小连杆7、第二转轴6和第三转轴8，第二基座2安装在切割刀头12的一侧，磁性弹簧1的定子设置在第二基座2内，磁性弹簧1的滑杆的上端为自由端，滑杆的下端与大连杆4螺纹连接，大连杆4远离滑杆的一端通过第二转轴6与小连杆7的一端连接，小连杆7的另一端通过第三转轴8与刀柄10连接。本实施例中，第二基座2安装在切割刀头12的侧面，磁性弹簧1的滑杆的上端突出于第二基座2，且滑杆的自由端可以相对第二基座2进行摆动。滑杆的下端外缘设有外螺纹，大连杆4的上端设有螺纹孔，用于和滑杆下端的外螺纹相配合。大连杆4与小连杆7之间通过第二转轴6可转动地连接，而小连杆7与刀柄10之间通过第三转轴8可转动连接，能够防止切割刀轮11复位单元干涉刀柄10的旋转，同时也能够实现刀柄10的自动复位。当比例电磁铁13工作时，会向顶杆14施加一定的压力，是的顶杆14推动刀柄10向下摆动(旋转)。此过程中会先克服磁性弹簧1的拉力，通过比例电磁铁13与磁性弹簧1的相互配合，可以使得切割刀轮11产生微小的切割压力，避免薄玻璃的破碎。
32.本实施例中，磁性弹簧1具有磁性，不存在金属疲劳，保证了其使用寿命内复位拉力的恒定，进而保证了切割压力的高稳定性。
33.进一步，作为一种较佳的实施方式，还包括锁紧螺母3，滑杆的下端设有锁紧螺母3，锁紧螺母3用于锁紧滑杆和大连杆4。锁紧螺母3设置在滑杆的外螺纹上，通过旋转锁紧螺母3，可以锁紧滑杆和大连杆4，能够保证滑杆与大连杆4之间连接的稳定性。
34.进一步，作为一种较佳的实施方式，切割压力反馈单元包括设置在刀柄10内部的第一应变片5和第二应变片9，第一应变片5靠近旋转臂16，第二应变片9靠近切割刀轮11。本实施例中，切割压力反馈单元采用高灵敏度的第一应变片5和第二应变片9，将变形信息处理成高精度的切割压力数值，准确实时地进行反馈。本实施例中的第一应变片5和第二应变片9嵌装在刀柄10的内部，第一应变片5和第二应变片9的电线从刀柄10的内部引出并与应变处理系统相连，应变处理系统设置在外部的控制台上。第一应变片5和第二应变片9也可为电阻式应变片，灵敏度要达到万分之三。
35.本实施例中，切割压力精细化控制单元能够实现切割压力的闭环控制，实时地调整切割压力，有效保证了切割压力的高精度和高稳定性，实现整个切割过程切割压力的精细化调整。
36.下面针对本发明的使用方法进行说明：
37.一种精细化调整切割压力装置的使用方法，使用方法包括：
38.s1、接受落刀切割指令，比例电磁铁13加压，控制顶杆14推动刀柄10克服磁性弹簧1的拉力，使得刀柄10绕第一转轴17向下摆动，切割刀轮11下落，对玻璃产生切痕；
39.s2、第一应变片5和第二应变片9感应到刀柄10变形，并将刀柄10的变形信息输送至应变处理系统，应变处理系统将变形信息转换成切割压力信息反馈给切割压力精细化控制单元，切割压力精细化控制单元根据反馈的切割压力信息调整和输入切割压力，形成闭环控制；其中，刀柄10的材料可以根据需要设置，刀柄10的变形需要提前通过实验做好标定。
40.s3、对整个切割过程进行实时监测和实时反馈，若实时切割压力出现波动，则切割压力精细化控制单元自动通过闭环控制来调整切割压力，实现整个切割过程中切割压力的精细化调整；
41.s4、切割结束后，比例电磁铁13断电，比例电磁铁13的推杆和顶杆14在磁性弹簧1的拉力作用下回原位，刀柄10在磁性弹簧1的拉力作用下带动切割刀轮11返回至等待位。
42.本实施例中，当落刀切割指令下达后，比例电磁铁13加压，比例电磁铁13的推杆伸出，推动顶杆14下移，顶杆14推动刀柄10绕第一转轴17向下摆动，比例电磁铁13的压力克服磁性弹簧1的拉力后，切割刀轮11由等待位开始向下移动，这一过程在非常快，一般只有几毫秒。切割刀轮11接触玻璃后在玻璃表面产生切痕，第一应变片5和第二应变片9通过感应刀柄10此时的变形，将变形信息反馈给应变处理系统，应变处理系统进行高精度数字化处理后，将此时的切割压力数值反馈给切割压力精细化控制单元，实时的切割压力数值控制精度高达0.01n。切割压力精细化控制单元将实时的切割压力与输入切割压力进行对比并实时调整切割压力，形成闭环控制，调整精度同样达到0.01n。然后进入下一轮的闭环控制循环，直至实时的切割压力与输入压力一致。切割过程中一旦实时的切割压力出现波动，就会重新进入新一轮的闭环控制循环，有效保证了切割压力的高精度和高稳定性，实现整个切割过程中切割压力的精细化调整。
43.切割结束抬刀指令下达后，比例电磁铁13断电失压，比例电磁铁13的推杆和顶杆14在磁性弹簧1的拉力作用下回原位，刀柄10在磁性弹簧1的拉力作用下带动切割刀轮11回等待位等待，完成一个切割周期。
44.以上所述仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。