CN108585452A - 3d曲面玻璃的成型方法、成型***及3d曲面玻璃 - Google Patents
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Abstract
公开了一种3D曲面玻璃的成型方法、成型***及3D曲面玻璃,3D曲面玻璃的成型方法包括:第二机械手(2)基于扫描单元(5)扫描的位置信息合模形成上料的成型模具(6),多个成型模具(6)依次水平地输送到模具承接腔室(8)中,模具承接腔室(8)抽真空后充入氮气使得模具承接腔室(8)的气压和炉体(9)气压相等,成型模具(6)经由输送机构依次经过用于加热玻璃温度到玻璃化转变温度的第一组预热区(10)以及从玻璃化转变温度加热到预热温度的第二组预热区(11),成型模具(6)成型、退火和冷却后经由输送导轨(7)送往模具承接腔(8)附近以便再次上料,多个成型模具(6)重复以全流程自动化成型。
Description
技术领域
本发明涉及玻璃加工技术领域,特别是一种3D曲面玻璃的成型方法、成型***及3D曲面玻璃。
背景技术
在手机触摸屏领域,手机触摸屏幕的外形为了追求美观和手感一直在变更从最早的2D屏幕2.5D屏幕到目前最新的3D屏幕,3D热弯设备就是适用于3D玻璃盖板进行曲面玻璃成型的生产。主要工艺为把一定尺寸的光学玻璃放到热弯设备中预热成型退火冷却完成产品的生产。
在目前的3D成型技术都是分为三种:第一种是用数控设备装夹有金刚石砂轮棒高速旋转的电主轴进行冷磨这种会出现两个问题弧高>2mm的产品做不了,后续玻璃抛光时间太长不具有量产性。第二种为高频非接触式感应加热,会产生模具快速升温降温造成玻璃内部应力残留表面平整度不够,只能成型厚度0.33mm左右的普通玻璃保护片,厚度大于0.5mm的高铝玻璃盖板无法生产,另外高频设备对人体会造成辐射,危害极大。第三种成型设备为精密机但是存在的问题为玻璃预热退货冷却工站太少,控制***简单,所有操作全靠人工,自动化程度不高成型的产品表面平整度不佳,目前可以生产要求不是很高的手机后盖没有问题,手机前盖良率太低。
目前第三种的精密成型设备存在无法无人地全流程自动化控制,温度控制不精准,不良率高且成型时间长等缺陷。
在背景技术部分中公开的上述信息仅仅用于增强对本发明背景的理解,因此可能包含不构成在本国中本领域普通技术人员公知的现有技术的信息。
发明内容
发明要解决的问题
如上所述,本发明需要提供一种3D曲面玻璃的成型方法、成型***及3D曲面玻璃,能够无人地全流程自动化控制,温度控制精准,不良率低且成型时间短、成型方式可根据需要多样化控制。
解决问题的方案
本发明人等为了达成上述目的而进行了深入研究,具体而言,本发明提供一种3D曲面玻璃的成型方法,所述成型方法在无人的封闭环境中实施,其包括下述步骤:
第一步骤,伺服驱动第一机械手夹取玻璃进行离子风除尘,伺服驱动第二机械手将上成型模具从下成型模具脱离开模,扫描单元识别并定位下成型模具,第一机械手将玻璃放置在下成型模具的预定位置,第二机械手基于扫描单元扫描的位置信息驱动上成型模具与下成型模具合模形成上料的成型模具,
第二步骤,多个成型模具依次经由设在输送导轨上的承接部件水平地输送到模具承接腔室中,模具承接腔室抽真空后充入氮气使得模具承接腔室的气压和炉体气压相等,其中,炉体内充入氮气形成预定的炉体气压,
第三步骤,基于示差扫描量热法确定玻璃的玻璃化转变温度以及确定预热温度,成型模具经由输送机构依次经过用于加热玻璃温度到玻璃化转变温度的第一组预热区以及从玻璃化转变温度加热到预热温度的第二组预热区,第一组预热区包括多个第一预热区,每个第一预热区按照第一升温速率加热成型模具使得在最后一个第一预热区时达到玻璃化转变温度,第二组预热区包括多个第二预热区,每个第二预热区按照第二升温速率加热成型模具使得在最后一个第二预热区达到预热温度,所述第一升温速率小于第二升温速率,所述预热温度大于玻璃化转变温度,其中,第一PID控制器基于控制装置发送的温度控制指令分别控制每个第一预热区和第二预热区的等温加热装置,
第四步骤,成型模具经由输送机构进入第一成型区,温度从预热温度升高到第一成型温度后,第一加压模块施加第一压力到上成型模具且持续第一预定时间,成型模具从第一成型区经由输送机构进入第二成型区,温度恒定在第一成型温度,第二加压模块施加第二压力到上成型模具且持续第二预定时间,成型模具从第二成型区经由输送机构进入第三成型区,其中,温度从第一成型温度降低到第二成型温度,第三加压模块施加第三压力到上成型模具且持续第三预定时间,使得玻璃形成预定形状的3D曲面玻璃,其中,控制装置控制第一、第二和第三加压模块施加压力到上成型模具,第一、第二和第三加压模块施至少包括六个施力点,且第三预定时间大于第二预定时间,第二预定时间大于第一预定时间,第一压力小于第二压力,第三压力小于第二压力,
第五步骤,成型模具经由输送机构进入第一退火区,温度从第二成型温度升高到第一退火温度且第四加压模块施加第四压力到上成型模具,成型模具进入第二退火区,不施加压力且温度保持第一退火温度持续第一退火时间,成型模具进入第三退火区,不施加压力且温度以第一降温速率下降到第二退火温度,成型模具进入第四退火区,不施加压力且温度保持第二退火温度持续第二退火时间,其中,第四压力小于第一压力,第一退火时间大于第二退火时间,其中,控制装置发送温度控制指令以调节等温加热单元的功率或降温单元的流量以及调节第四加压模块施加的压力,
第六步骤,成型模具进入以第二降温速率下降的第一组冷却区、以第三降温速率下降的第二组冷却区和自然冷却的第三冷却区,其中,第一组冷却区包括多个第一冷却区,每个第一冷却区按照第二降温速率降温成型模具使得在最后一个第一冷却区温度时达到玻璃化转变温度,第二组冷却区包括多个第二冷却区,在每个第二冷却区按照第三降温速率冷却成型模具使得在最后一个第二冷却区时达到90-100度,成型模具进入第三冷却区保持预定冷却时间,其中,第一降温速率小于第二降温速率,第二降温速率大于第三降温速率,第六PID控制器基于控制装置发送的温度控制指令分别控制每个第一冷却区和第二冷却区的冷却单元流量,
第七步骤,成型模具经由输送机构从第三冷却区送入模具退出腔室,伺服驱动第三机械手从模具退出腔室取出成型模具并水平放置在输送导轨上的承接部件,第三机械手将上成型模具提升以开模,真空吸取单元从下成型模具上吸取3D曲面玻璃且旋转90度后放置到料架上,清洁单元清洁上下成型模具,成型模具经由输送导轨送往模具承接腔附近以便再次上料,多个成型模具重复以上步骤全流程自动化成型。
在所述的3D曲面玻璃的成型方法中,第三步骤,将待成型玻璃放入示差扫描量热仪中,基于示差扫描量热法确定玻璃化转变温度和粘流温度,预热温度位于玻璃化转变温度和粘流温度之间。
在所述的3D曲面玻璃的成型方法中,第三步骤,在第一组预热区和/或第二组预热区中,当第一升温速率小于预定升温速率,第一组预热区分别由相邻布置的按照第一升温速率加热成型模具的第一预热区和保持前一个第一预热区温度第一预定保持时间的第一保持区依次排列形成,当第二升温速率小于预定升温速率,第二组预热区分别由相邻布置的按照第二升温速率加热成型模具的第二预热区和保持前一个第二预热区温度第二预定保持时间的第二保持区依次排列形成。
在所述的3D曲面玻璃的成型方法中,第三步骤,当第一升温速率小于预定升温速率,从第一组预热区选择预定个数第一预热区并在其中依次按照第一升温速率加热成型模具使得在最后一个第一预热区时达到玻璃化转变温度,当第二升温速率小于预定升温速率,从第二组预热区选择预定个数第二预热区并在其中依次按照第二升温速率加热成型模具使得在最后一个第二预热区时达到预热温度。
在所述的3D曲面玻璃的成型方法中,第一、第二第三和/或第四加压模块上的六个施力点分别对应于上成型模具的前端上下位置、中部上下位置和后端上下位置,施加压力时,中部上下位置的施力点先接触上成型模具,然后前端上下位置和后端上下位置的四个施力点再接触上成型模具,六个施力点同时施压。
在所述的3D曲面玻璃的成型方法中,温度从大到小依次排列为粘连温度、第一成型温度、第一退火温度、第二成型温度、第二退火温度、预热温度、玻璃化转变温度和100度。
在所述的3D曲面玻璃的成型方法中,当所述玻璃化转变温度为290-310度时,所述预热温度为390-410度,第二退火温度为420-500度,第二成型温度为470-550度,第一退火温度为520-600度,第一成型温度为640-720度,第一升温速率为0.7-0.8℃/S,第二升温速度为1.5-1.8℃/S,第一压力为0.025-0.03Mpa,第二压力为0.05-0.08Mpa,第三压力为0.1-0.4Mpa,第四压力为0.015-0.02Mpa,第一预定时间为8-10秒,第二预定时间为15-20秒,第三预定时间为28-35秒,第一降温速率为1.5-2℃/S,第二降温速率为2.2-2.8℃/S,第三降温速率为3-4℃/S。
根据本发明的另一方面,一种实施3D曲面玻璃的成型方法的成型***,成型***容纳在无人的透明封闭壳体内,成型***包括,
第一机械手,夹取及放置玻璃到预定位置的第一机械手包括第一伺服电机和第一夹持单元;
成型模具,其包括上成型模具和下成型模具,上成型模具和下成型模具配合以压合玻璃形成预定形状的3D曲面玻璃,其中,上成型模具和/或下成型模具设有用于定位玻璃的定位件;
扫描单元,其用于识别并定位成型模具;
离子除尘器,其可调节流量地发出离子风;
第二机械手,用于开模和合模的第二机械手包括第二伺服电机和第二夹持单元;
模具承接腔室,用于抽真空及充入氮气使得成型模具在气压相同的条件下进入炉体的模具承接腔室包括真空泵、氮气入口和气压传感器;
模具退出腔室,用于排出成型模具的模具退出腔室连接炉体;
输送导轨,布置在模具承接腔室和模具退出腔室之间的输送导轨上设有用于水平承载成型模具的承接部件;
所述炉体在模具承接腔室朝向模具承接腔室的方向上依次排列以下组成部分:
第一组预热区和第二组预热区,其分别包括多个第一预热区和多个第二预热区,每个第一预热区和第二预热区均包括用于等温加热的等温加热装置、测量温度的第一温度传感器和用于调节温度的第一PID控制器,所述等温加热装置包括均布在六个表面上的电阻加热单元,
第一成型区,其包括包括用于等温加热的等温加热装置、测量温度的第二温度传感器、用于调节温度的第二PID控制器和用于施加压力的第一加压模块,
第二成型区,其包括第一温度保持单元和用于施加压力的第二加压模块,
第三成型区,其包括用于降温的降温单元、测量温度的第三温度传感器、用于调节温度的第三PID控制器和用于施加压力的第三加压模块,其中,第一、第二和第三加压模块包括测量压力的压力传感器和至少六个线性致动器,
第一退火区,其包括用于等温加热的等温加热装置、测量温度的第四温度传感器、用于调节温度的第四PID控制器和用于施加压力的第四加压模块,
第二退火区,其包括第二温度保持单元,
第三退火区,其包括用于降温的降温单元、测量温度的第五温度传感器、用于调节温度的第五PID控制器,
第四退火区,其包括第三温度保持单元,
第一组冷却区和第二组预热区,其分别包括多个第一冷却区和多个第二冷却区,每个第一冷却区和第二冷却区均包括用于降温的冷却单元、测量温度的第六温度传感器和用于调节温度的第六PID控制器,所述冷却单元设有电控节流阀,所有的冷却单元连通在冷却循环通道上,
第三冷却区,其自然冷却成型模具;
输送机构,其速度可调节地输送成型模具依次通过所述组成部分,
示差扫描量热仪,其确定玻璃化转变温度和粘流温度,预热温度位于玻璃化转变温度和粘流温度之间,
第三机械手,用于开模第三机械手包括第三伺服电机和第三夹持单元;
真空吸取单元,其包括用于吸取3D曲面玻璃的吸盘和用于选择吸盘的旋转气缸,
清洁单元,用于清洁上下成型模具的清洁单元包括毛刷,
控制装置,其一端连接扫描单元、气压传感器、第一至第六温度传感器和示差扫描量热仪,另一端连接第一至第三伺服电机、第一至第三机械手、离子除尘器、输送导轨、所述组成部分、输送机构、真空吸取单元和清洁单元,所述控制装置包括成型进程中的基于接收的数据计算生成控制指令的处理单元、存储数据的存储单元和用于输入和输出数据的人机界面。
在所述的成型***中,第一夹持单元为真空吸盘,所述控制装置设有报警单元,处理单元包括数字信号处理器、专用集成电路ASIC或现场可编程门阵列FPGA,处理单元包括存储器,所述存储器可以包括一个或多个只读存储器ROM、随机存取存储器RAM、快闪存储器或电子可擦除可编程只读存储器EEPROM。
根据本发明的又一方面,3D曲面玻璃经由3D曲面玻璃的成型方法制成。
本方法是一种无人操作的全流程自动化的成型方法,3D曲面玻璃的成型方法在无人的封闭环境中实施,一方面免除了操作人员的操作风险和安全风险,实现了全流程自动化成型,更重要的是,本方法在无人封闭环境中,保证了环境的清洁性,成型后的3D曲面玻璃不需要降低到室温便可以放在料架上,显著缩短了成型时间,提高了生产效率,也避免了人员出入带入的杂质,本方法进行离子风除尘,进一步提升了玻璃的清洁度,通过扫描单元识别定位,伺服驱动第一机械手和第二机械手能够精确地将玻璃上料,同时配合成型模具的定位件使得玻璃在成型模具中精确定位,为精确成型提供了坚实的基础,在室温到玻璃化转变温度之间,为了避免加热使得玻璃碎裂的风险,在这个阶段,以最低的第一升温速率在多个第一预热区中依次加热,这使得本发明的预热阶段的玻璃碎裂率降低到0.03%以下,显著降低了玻璃碎裂率,在玻璃化转变温度和预热温度之间,玻璃状态由玻璃态区进入了转变区,以较高的第二升温速率在多个第二预热区中依次加热,既避免了加热碎裂风险,又缩短了成型时间,提高了本发明的成型效率,本发明的预热工序使得玻璃软化均匀且充分,避免了碎裂等风险且缩短了成型时间;温度从预热温度升高到第一成型温度后,第一加压模块施加第一压力到上成型模具且持续第一预定时间,这提高了玻璃的软化效果,通过施加较小的第一压力持续较短的第一预定时间能够给软化的玻璃确立变形方向且留有一定的适应缓冲时间,在软化玻璃适应了加压和温度后施加较大的第二压力提高了成型的稳定性,避免了出现如不平、模印等缺陷,显著降低了不良率,通过降温到第二成型温度且施加了小于第二压力的第三压力,提高了成型精度,还部分消除了3D曲面玻璃应力,本发明的成型工序通过设定的第一和第二成型温度,以及通过温度的升降、压力的大小变化以及持续时间的变化既提高了成型质量又节省了成型时间;第一退火温度小于第一成型温度,其不会破坏前述的预定形状且有限消除了3D曲面玻璃的应力,两段阶梯式退火工序既促进了退火均匀化又节省了退火时间,显著提高了退火效果,消除了3D曲面玻璃应力,进一步提升了3D曲面玻璃的质量;在两段式退火工序后,较大的第二降温速率避免了由于冷却导致的玻璃损伤的风险且节省了冷却时间,在玻璃态从转变去进入玻璃态区,较小的第三降温速率冷却避免了玻璃损伤的风险,但由于仅需冷却到90-100度,本发明和现有技术相比,进一步提高了冷却效果和节省了冷却时间;本发明的3D曲面玻璃的成型方法实现了全流程自动化成型,显著提高了成型质量,大幅降低了不良率以及缩短了成型时间。
上述说明仅是本发明技术方案的概述,为了能够使得本发明的技术手段更加清楚明白,达到本领域技术人员可依照说明书的内容予以实施的程度,并且为了能够让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂,下面以本发明的具体实施方式进行举例说明。
附图说明
[图1]示出了本发明一个实施例的3D曲面玻璃的成型方法的步骤示意图。
[图2]示出了本发明一个实施例的实施所述3D曲面玻璃的成型方法的基于组成部分的温度变化示意图。
[图3]示出了本发明一个实施例的实施所述3D曲面玻璃的成型方法的成型***的立体结构示意图。
[图4]示出了本发明一个实施例的实施所述3D曲面玻璃的成型方法的成型***的成型模具的结构示意图。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本发明的具体实施例。虽然附图中显示了本发明的具体实施例,然而应当理解,可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施例所限制。相反,提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本发明,并且能够将本发明的范围完整的传达给本领域的技术人员。
需要说明的是,在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可以理解,技术人员可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以名词的差异来作为区分组件的方式,而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”或“包括”为一开放式用语,故应解释成“包含但不限定于”。说明书后续描述为实施本发明的较佳实施方式,然所述描述乃以说明书的一般原则为目的,并非用以限定本发明的范围。本发明的保护范围当视所附权利要求所界定者为准。
为便于对本发明实施例的理解,下面将结合附图以几个具体实施例为例做进一步的解释说明,且各个附图并不构成对本发明实施例的限定。
具体而言,如图1所示3D曲面玻璃的成型方法的步骤示意图。一种3D曲面玻璃的成型方法,所述成型方法在无人的封闭环境中实施,其包括下述步骤:
第一步骤S1,伺服驱动第一机械手1夹取玻璃进行离子风除尘,伺服驱动第二机械手2将上成型模具3从下成型模具4脱离开模,扫描单元5识别并定位下成型模具4,第一机械手1将玻璃放置在下成型模具4的预定位置,第二机械手2基于扫描单元5扫描的位置信息驱动上成型模具3与下成型模具4合模形成上料的成型模具6,
第二步骤S2,多个成型模具6依次经由设在输送导轨7上的承接部件水平地输送到模具承接腔室8中,模具承接腔室8抽真空后充入氮气使得模具承接腔室8的气压和炉体9气压相等,其中,炉体9内充入氮气形成预定的炉体气压,
第三步骤S3,基于示差扫描量热法确定玻璃的玻璃化转变温度以及确定预热温度,成型模具6经由输送机构依次经过用于加热玻璃温度到玻璃化转变温度的第一组预热区10以及从玻璃化转变温度加热到预热温度的第二组预热区11,第一组预热区10包括多个第一预热区,每个第一预热区按照第一升温速率加热成型模具6使得在最后一个第一预热区时达到玻璃化转变温度,第二组预热区11包括多个第二预热区,每个第二预热区按照第二升温速率加热成型模具6使得在最后一个第二预热区达到预热温度,所述第一升温速率小于第二升温速率,所述预热温度大于玻璃化转变温度,其中,第一PID控制器12基于控制装置13发送的温度控制指令分别控制每个第一预热区和第二预热区的等温加热装置14,
第四步骤S4,成型模具6经由输送机构进入第一成型区15,温度从预热温度升高到第一成型温度后,第一加压模块16施加第一压力到上成型模具3且持续第一预定时间,成型模具6从第一成型区15经由输送机构进入第二成型区17,温度恒定在第一成型温度,第二加压模块37施加第二压力到上成型模具3且持续第二预定时间,成型模具6从第二成型区17经由输送机构进入第三成型区18,其中,温度从第一成型温度降低到第二成型温度,第三加压模块19施加第三压力到上成型模具3且持续第三预定时间,使得玻璃形成预定形状的3D曲面玻璃,其中,控制装置13控制第一、第二和第三加压模块施加压力到上成型模具3,第一、第二和第三加压模块施至少包括六个施力点,且第三预定时间大于第二预定时间,第二预定时间大于第一预定时间,第一压力小于第二压力,第三压力小于第二压力,
第五步骤S5,成型模具6经由输送机构进入第一退火区20,温度从第二成型温度升高到第一退火温度且第四加压模块21施加第四压力到上成型模具3,成型模具6进入第二退火区22,不施加压力且温度保持第一退火温度持续第一退火时间,成型模具6进入第三退火区23,不施加压力且温度以第一降温速率下降到第二退火温度,成型模具6进入第四退火区24,不施加压力且温度保持第二退火温度持续第二退火时间,其中,第四压力小于第一压力,第一退火时间大于第二退火时间,其中,控制装置13发送温度控制指令以调节等温加热单元的功率或降温单元的流量以及调节第四加压模块21施加的压力,
第六步骤S6,成型模具6进入以第二降温速率下降的第一组冷却区25、以第三降温速率下降的第二组冷却区26和自然冷却的第三冷却区27,其中,第一组冷却区25包括多个第一冷却区,每个第一冷却区按照第二降温速率降温成型模具6使得在最后一个第一冷却区温度时达到玻璃化转变温度,第二组冷却区26包括多个第二冷却区,在每个第二冷却区按照第三降温速率冷却成型模具6使得在最后一个第二冷却区时达到90-100度,成型模具6进入第三冷却区27保持预定冷却时间,其中,第一降温速率小于第二降温速率,第二降温速率大于第三降温速率,第六PID控制器28基于控制装置13发送的温度控制指令分别控制每个第一冷却区和第二冷却区的冷却单元29流量,
第七步骤S7,成型模具6经由输送机构从第三冷却区27送入模具退出腔室30,伺服驱动第三机械手31从模具退出腔室30取出成型模具6并水平放置在输送导轨7上的承接部件,第三机械手31将上成型模具3提升以开模,真空吸取单元32从下成型模具4上吸取3D曲面玻璃且旋转90度后放置到料架上,清洁单元33清洁上下成型模具,成型模具6经由输送导轨7送往模具承接腔8附近以便再次上料,多个成型模具6重复以上步骤全流程自动化成型。
本发明的3D曲面玻璃的成型方法在无人的封闭环境中实施,本方法是一种无人操作的全流程自动化的成型方法,一方面免除了操作人员的操作风险和安全风险,实现了全流程自动化成型,更重要的是,本方法在无人封闭环境中,保证了环境的清洁性,成型后的3D曲面玻璃不需要降低到室温便可以放在料架上,显著缩短了成型时间,提高了生产效率,也避免了人员出入带入的杂质。
本方法进行离子风除尘,进一步提升了玻璃的清洁度,通过扫描单元5识别定位,伺服驱动第一机械手1和第二机械手2能够精确地将玻璃上料,同时配合成型模具6的定位件使得玻璃在成型模具中精确定位,为精确成型提供了坚实的基础。
图2示出了本发明一个实施例的实施所述3D曲面玻璃的成型方法的基于组成部分的温度变化示意图,本发明通过示差扫描量热法确定玻璃的玻璃化转变温度以及确定预热温度,在室温到玻璃化转变温度之间,为了避免加热使得玻璃碎裂的风险,在这个阶段,以最低的第一升温速率在多个第一预热区中依次加热,这使得本发明的预热阶段的玻璃碎裂率降低到0.03%以下,显著降低了玻璃碎裂率,在玻璃化转变温度和预热温度之间,玻璃状态由玻璃态区进入了转变区,以较高的第二升温速率在多个第二预热区中依次加热,既避免了加热碎裂风险,又缩短了成型时间,提高了本发明的成型效率,本发明的预热工序使得玻璃软化均匀且充分,避免了碎裂等风险且缩短了成型时间。
本发明进入第一成型区15,温度从预热温度升高到第一成型温度后,第一加压模块16施加第一压力到上成型模具3且持续第一预定时间,这提高了玻璃的软化效果,通过施加较小的第一压力持续较短的第一预定时间能够给软化的玻璃确立变形方向且留有一定的适应缓冲时间,第二成型区17中温度恒定在第一成型温度,第二加压模块37施加相对最大的第二压力到上成型模具3且持续第二预定时间,在软化玻璃适应了加压和温度后施加较大的第二压力提高了成型的稳定性,避免了出现如不平、模印等缺陷,显著降低了不良率,第三成型区18中,温度从第一成型温度降低到第二成型温度,第三加压模块19施加第三压力到上成型模具3且持续第三预定时间,使得玻璃形成预定形状的3D曲面玻璃,通过降温到第二成型温度且施加了小于第二压力的第三压力,提高了成型精度,还部分消除了3D曲面玻璃应力。玻璃的成型温度和玻璃材质、厚度、曲率半径和尺寸等因素相关,现有技术中难以减少经验因素对成型的影响,本发明的成型工序通过设定的第一和第二成型温度,以及通过温度的升降、压力的大小变化以及持续时间的变化既提高了成型质量又节省了成型时间。
本方法的第一退火区20温度从第二成型温度升高到第一退火温度且第四加压模块21施加第四压力到上成型模具3,第二退火区22,不施加压力且温度保持第一退火温度持续第一退火时间,第一退火温度小于第一成型温度,其不会破坏前述的预定形状且有限消除了3D曲面玻璃的应力,第三退火区23不施加压力且温度以第一降温速率下降到第二退火温度,成型模具6进入第四退火区24,不施加压力且温度保持第二退火温度持续第二退火时间,其中,第四压力小于第一压力,第一退火时间大于第二退火时间,两段阶梯式退火工序既促进了退火均匀化又节省了退火时间,显著提高了退火效果,消除了3D曲面玻璃应力,进一步提升了3D曲面玻璃的质量。
成型模具6进入以第二降温速率下降的第一组冷却区25、以第三降温速率下降的第二组冷却区26和自然冷却的第三冷却区27,其中,第一组冷却区25包括多个第一冷却区,本发明的每个第一冷却区按照第二降温速率降温成型模具6使得在最后一个第一冷却区温度时达到玻璃化转变温度,在两段式退火工序后,较大的第二降温速率避免了由于冷却导致的玻璃损伤的风险且节省了冷却时间,在每个第二冷却区按照第三降温速率冷却成型模具6使得在最后一个第二冷却区时达到90-100度,在玻璃态从转变去进入玻璃态区,较小的第三降温速率冷却避免了玻璃损伤的风险,但由于仅需冷却到90-100度,第三冷却区27自然冷却玻璃,本发明和现有技术相比,进一步提高了冷却效果和节省了冷却时间。
伺服驱动第三机械手31能够精确地开模,避免划伤玻璃,真空吸取单元32从下成型模具4上吸取3D曲面玻璃且旋转90度后放置到料架上,无人密封环境中,玻璃可以在料架上从例如60度冷却到室温,清洁单元33清洁上下成型模具,成型模具6经由输送导轨7送往模具承接腔8附近以便再次上料,本发明通过控制装置13准确地伺服驱动第一至第三机械手以及真空吸取单元和清洁单元,提高了控制的精确性,第一PID控制器12基于控制装置13发送的温度控制指令分别控制每个第一预热区和第二预热区的等温加热装置14、控制装置13控制第一、第二和第三加压模块施加压力到上成型模具3、控制装置13发送温度控制指令以调节等温加热单元的功率或降温单元的流量以及调节第四加压模块21施加的压力、第六PID控制器28基于控制装置13发送的温度控制指令分别控制每个第一冷却区和第二冷却区的冷却单元29流量等实现了全流程的精确控制,本发明的3D曲面玻璃的成型方法实现了全流程自动化成型,显著提高了成型质量,大幅降低了不良率以及缩短了成型时间。
本发明所述的3D曲面玻璃的成型方法的优选实施方式中,第三步骤S3,将待成型玻璃放入示差扫描量热仪34中,基于示差扫描量热法确定玻璃化转变温度和粘流温度,预热温度位于玻璃化转变温度和粘流温度之间。预热温度设定在玻璃化转变温度和粘流温度之间有利于玻璃软化,使得预热、成型、退火和冷却工序得到综合优化效果。
本发明所述的3D曲面玻璃的成型方法的优选实施方式中,在第一组预热区10和/或第二组预热区11中,当第一升温速率小于预定升温速率,第一组预热区10分别由相邻布置的按照第一升温速率加热成型模具6的第一预热区和保持前一个第一预热区温度第一预定保持时间的第一保持区依次排列形成,当第二升温速率小于预定升温速率,第二组预热区11分别由相邻布置的按照第二升温速率加热成型模具6的第二预热区和保持前一个第二预热区温度第二预定保持时间的第二保持区依次排列形成。当第一升温速率和第二升温速率小于预定升温速率时,本实施例可以不空闲每个第一和第二预热区的基础上,通过将一部分预热区变成保持区,这使得软化更为充分和缓和,进一步提高了软化质量。
本发明所述的3D曲面玻璃的成型方法的优选实施方式中,第三步骤S3,当第一升温速率小于预定升温速率,从第一组预热区10选择预定个数第一预热区并在其中依次按照第一升温速率加热成型模具6使得在最后一个第一预热区时达到玻璃化转变温度,当第二升温速率小于预定升温速率,从第二组预热区11选择预定个数第二预热区并在其中依次按照第二升温速率加热成型模具6使得在最后一个第二预热区时达到预热温度。当第一升温速率和第二升温速率小于预定升温速率时,需要进一步提高成型效率的情况下,通过选择使用一部分预热区能够在满足软化质量的基础上进一步节省成型时间。本发明的每个区单独控制的设计构思实现了本发明的成型方式的多样化,满足多种条件的自动化成型。
本发明所述的3D曲面玻璃的成型方法的优选实施方式中,第一、第二第三和/或第四加压模块上的六个施力点分别对应于上成型模具3的前端上下位置、中部上下位置和后端上下位置,施加压力时,中部上下位置的施力点先接触上成型模具3,然后前端上下位置和后端上下位置的四个施力点再接触上成型模具3,六个施力点同时施压。通过本实施例的施压方式能够提高施压效果,使得容易受力不均的中部受力得到保障,提高了实际操作过程中均匀施压的质量。
本发明所述的3D曲面玻璃的成型方法的优选实施方式中,温度从大到小依次排列为粘连温度、第一成型温度、第一退火温度、第二成型温度、第二退火温度、预热温度、玻璃化转变温度和100度。
本发明所述的3D曲面玻璃的成型方法的优选实施方式中,当所述玻璃化转变温度为290-310度时,所述预热温度为390-410度,第二退火温度为420-500度,第二成型温度为470-550度,第一退火温度为520-600度,第一成型温度为640-720度,第一升温速率为0.7-0.8℃/S,第二升温速度为1.5-1.8℃/S,第一压力为0.025-0.03Mpa,第二压力为0.05-0.08Mpa,第三压力为0.1-0.4Mpa,第四压力为0.015-0.02Mpa,第一预定时间为8-10秒,第二预定时间为15-20秒,第三预定时间为28-35秒,第一降温速率为1.5-2℃/S,第二降温速率为2.2-2.8℃/S,第三降温速率为3-4℃/S。本发明的一个改进之处在于,通过控制装置对每个工序的精确控制以及温度、压力和时间数据的优选,能够使得不良率显著下降,缩短成型时间以及提高了成型质量。
在一个实施例中,本发明的成型方法还包括3D曲面玻璃的强度、硬度和外形尺寸检测以及连接控制装置的大数据训练设备,通过大数据训练设备能够获得不同玻璃化转变温度下的参数优化。
图3示出了本发明一个实施例的实施所述3D曲面玻璃的成型方法的成型***的立体结构示意图,一种实,3D曲面玻璃的成型方法的成型***,成型***容纳在无人的透明封闭壳体35内,成型***包括,
第一机械手1,夹取及放置玻璃到预定位置的第一机械手1包括第一伺服电机和第一夹持单元;
图4示出了本发明一个实施例的实施所述3D曲面玻璃的成型方法的成型***的成型模具的结构示意图,成型模具6,其包括上成型模具3和下成型模具4,上成型模具3和下成型模具4配合以压合玻璃形成预定形状的3D曲面玻璃,其中,上成型模具3和/或下成型模具4设有用于定位玻璃的定位件;
扫描单元5,其用于识别并定位成型模具6;
离子除尘器36,其可调节流量地发出离子风;
第二机械手2,用于开模和合模的第二机械手2包括第二伺服电机和第二夹持单元;
模具承接腔室8,用于抽真空及充入氮气使得成型模具6在气压相同的条件下进入炉体9的模具承接腔室8包括真空泵、氮气入口和气压传感器;
模具退出腔室30,用于排出成型模具6的模具退出腔室30连接炉体9;
输送导轨7,布置在模具承接腔室8和模具退出腔室30之间的输送导轨7上设有用于水平承载成型模具6的承接部件;
所述炉体9在模具承接腔室8朝向模具承接腔室30的方向上依次排列以下组成部分:
第一组预热区10和第二组预热区11,其分别包括多个第一预热区和多个第二预热区,每个第一预热区和第二预热区均包括用于等温加热的等温加热装置14、测量温度的第一温度传感器和用于调节温度的第一PID控制器12,所述等温加热装置14包括均布在六个表面上的电阻加热单元,
第一成型区15,其包括包括用于等温加热的等温加热装置、测量温度的第二温度传感器、用于调节温度的第二PID控制器和用于施加压力的第一加压模块16,
第二成型区17,其包括第一温度保持单元和用于施加压力的第二加压模块37,
第三成型区18,其包括用于降温的降温单元、测量温度的第三温度传感器、用于调节温度的第三PID控制器和用于施加压力的第三加压模块19,其中,第一、第二和第三加压模块包括测量压力的压力传感器和至少六个线性致动器,
第一退火区20,其包括用于等温加热的等温加热装置、测量温度的第四温度传感器、用于调节温度的第四PID控制器和用于施加压力的第四加压模块21,
第二退火区22,其包括第二温度保持单元,
第三退火区23,其包括用于降温的降温单元、测量温度的第五温度传感器、用于调节温度的第五PID控制器,
第四退火区24,其包括第三温度保持单元,
第一组冷却区25和第二组预热区26,其分别包括多个第一冷却区和多个第二冷却区,每个第一冷却区和第二冷却区均包括用于降温的冷却单元、测量温度的第六温度传感器和用于调节温度的第六PID控制器,所述冷却单元设有电控节流阀,所有的冷却单元连通在冷却循环通道上,
第三冷却区27,其自然冷却成型模具6;
输送机构29,其速度可调节地输送成型模具6依次通过所述组成部分,
示差扫描量热仪34,其确定玻璃化转变温度和粘流温度,预热温度位于玻璃化转变温度和粘流温度之间,
第三机械手31,用于开模第三机械手31包括第三伺服电机和第三夹持单元;
真空吸取单元32,其包括用于吸取3D曲面玻璃的吸盘和用于选择吸盘的旋转气缸,
清洁单元33,用于清洁上下成型模具的清洁单元33包括毛刷,
控制装置13,其一端连接扫描单元、气压传感器、第一至第六温度传感器和示差扫描量热仪,另一端连接第一至第三伺服电机、第一至第三机械手、离子除尘器、输送导轨、所述组成部分、输送机构、真空吸取单元和清洁单元,所述控制装置13包括成型进程中的基于接收的数据计算生成控制指令的处理单元、存储数据的存储单元和用于输入和输出数据的人机界面。
本发明所述的成型***的优选实施方式中,第一夹持单元为真空吸盘,所述控制装置13设有报警单元,处理单元包括数字信号处理器、专用集成电路ASIC或现场可编程门阵列FPGA,处理单元包括存储器,所述存储器可以包括一个或多个只读存储器ROM、随机存取存储器RAM、快闪存储器或电子可擦除可编程只读存储器EEPROM。
为了进一步理解本发明的控制装置,在一个实施例中,整个控制装置开机会自动进行自检,包含冷却水流量是否达到标准值,氮气的流量是否达到标准值,空压压力是否达到标准值,条件不满足设备进行响铃报警并且信息实时显示在如HMI界面的人机界面,如果各种条件均满足,设备进行复位动作,各气缸回复原始位置,多个伺服轴回复原点后直接运行到一定设置好的工件原点,条件满足的情况下,点击加热开关,程序控制自动升温例如12个预热区,3个成型区,4个退火区,控制装置自带断电记忆功能,即使运行的时候断电了,多个模具的位置可以在成型的ID跟踪功能下全部看到,控制装置带有工程项目保存功能,一款产品做好后可以直接存档,下次再生产此款产品可以直接把参数给调用出来,设备达到回零后,可以执行自动运行,控制上玻璃料第一机械手抓取原材料玻璃,到达离子风除尘区域进行离子风除尘,除尘过后放置到自动高精度定位平台进行定位,离子风会过来平行吹拂玻璃表面,第二机械手分离开模具,第二机械手上料原材到模具型腔内部,第二装机械手分组装模具,如通过入料推杆推模具到炉体内,炉腔内整体模具推杆推动多个个模具往前步进一定距离,炉体的模具退出腔室打开,承接部件移动到炉口,出炉推杆退出一定距离把出炉的模具推到承接部件,承接部件移动到分模位,第三机械手分离模具,真空吸取单元移动到模具内部产品表面,利用真空把产品吸出,旋转气缸旋转90度,移动一段距离后将生产好的产品插到料架上面,清洁单元移动到模具除尘位置,除尘毛刷装置开始工作旋转分别完整的清洁模具的上模和下模,投玻璃入料机械手入料进清洁好的成型模具中,组装装好玻璃的成型模具再投入炉中完成整个循环。整个控制装置让设备运行起来后动作连贯,精度高,自动化程度高完全不需要人员参与进去。
在一个实施例中,本发明的成型***的所有通信全部总线完成,传输速率更快,程序调用伺服动作更快,精度更高。
在一个实施例中,本发明的成型***实时监控设备任何参数有问题就会报警,报警画面实时显示在HMI上面并且有声音提醒。
在一个实施例中,本发明的成型***控制多个伺服驱动器完成取模具,分离模具,组装模具,翻转模具,上料玻璃,取料玻璃等动作。
在一个实施例中,本发明的成型***四种声音提醒,分别针对成品料架满,待加工料架空,一般警告,严重警告。
在一个实施例中,本发明的成型***上料区取料不是根据根据固定步距检测,而是通过扫描自动识别。
在一个实施例中,本发明的成型***的清洁单元保证上下模具可以被清洁的更彻底。
在一个实施例中,本发明的成型***根据控制装置和PID双重控制各区温度单独控制温度单独可调。
在一个实施例中,本发明的成型***整体节拍时间可以随意调整,成型,退火,冷却各个时间单独可调。
在一个实施例中,本发明的成型***进行成型六点定位成型控制,侧压可中部压力单独控制。
在一个实施例中,本发明的成型***设有预热温区12个,成型温区3个,退火温区4个,冷却温区10个。
在一个实施例中,本发明的成型***设有参数两级保护,第一级密码保护,第二级没有授权更改参数设备立即会报警提醒。
在一个实施例中,本发明的成型***中,玻璃送料清洁,玻璃上料,玻璃放置模具分别由控制装置控制。
在一个实施例中,本发明的成型***中,成型模具设有可编写ID,实时具有追溯性。
在一个实施例中,本发明的成型***中,人机界面输入各种参数和PLC进行通信,以及人机界面设有选择区,其中,工程环境单独选择,程序内部多个子程序,可以自由选择需要的功能和不许要的功能,选择非常简单,只需在HMI上面点击即可,例如某个模具不需要上玻璃,某个模具不需要分离模具组装模具等等功能均可简单选择。
在一个实施例中,本发明的成型***中,通过HMI和PLC以及设备全自动上下料机械手伺服驱动器***进行通信达到高精度定位,全自动生产,在设备料盒有料的情况下不需要人员进行操作,完成全自动的玻璃投料,模具投入,模具取出,模具分离,成型好的玻璃取出,成型好的玻璃插架,模具清洁,模具组装,并且设备在运行时的各个环境设备进行自检参数是否正常,模具位置信息,温度精密控制等功能。
一种3D曲面玻璃经由3D曲面玻璃的成型方法制成。
工业实用性
本发明的3D曲面玻璃的成型方法、成型***及3D曲面玻璃可以在玻璃领域制造并使用。
尽管以上结合附图对本发明的实施方案进行了描述,但本发明并不局限于上述的具体实施方案和应用领域,上述的具体实施方案仅仅是示意性的、指导性的,而不是限制性的。本领域的普通技术人员在本说明书的启示下和在不脱离本发明权利要求所保护的范围的情况下,还可以做出很多种的形式,这些均属于本发明保护之列。
Claims (10)
1.一种3D曲面玻璃的成型方法,所述成型方法在无人的封闭环境中实施,其包括下述步骤:
第一步骤(S1),伺服驱动第一机械手(1)夹取玻璃进行离子风除尘,伺服驱动第二机械手(2)将上成型模具(3)从下成型模具(4)脱离开模,扫描单元(5)识别并定位下成型模具(4),第一机械手(1)将玻璃放置在下成型模具(4)的预定位置,第二机械手(2)基于扫描单元(5)扫描的位置信息驱动上成型模具(3)与下成型模具(4)合模形成上料的成型模具(6),
第二步骤(S2),多个成型模具(6)依次经由设在输送导轨(7)上的承接部件水平地输送到模具承接腔室(8)中,模具承接腔室(8)抽真空后充入氮气使得模具承接腔室(8)的气压和炉体(9)气压相等,其中,炉体(9)内充入氮气形成预定的炉体气压,
第三步骤(S3),基于示差扫描量热法确定玻璃的玻璃化转变温度以及确定预热温度,成型模具(6)经由输送机构依次经过用于加热玻璃温度到玻璃化转变温度的第一组预热区(10)以及从玻璃化转变温度加热到预热温度的第二组预热区(11),第一组预热区(10)包括多个第一预热区,每个第一预热区按照第一升温速率加热成型模具(6)使得在最后一个第一预热区时达到玻璃化转变温度,第二组预热区(11)包括多个第二预热区,每个第二预热区按照第二升温速率加热成型模具(6)使得在最后一个第二预热区达到预热温度,所述第一升温速率小于第二升温速率,所述预热温度大于玻璃化转变温度,其中,第一PID控制器(12)基于控制装置(13)发送的温度控制指令分别控制每个第一预热区和第二预热区的等温加热装置(14),
第四步骤(S4),成型模具(6)经由输送机构进入第一成型区(15),温度从预热温度升高到第一成型温度后,第一加压模块(16)施加第一压力到上成型模具(3)且持续第一预定时间,成型模具(6)从第一成型区(15)经由输送机构进入第二成型区(17),温度恒定在第一成型温度,第二加压模块(37)施加第二压力到上成型模具(3)且持续第二预定时间,成型模具(6)从第二成型区(17)经由输送机构进入第三成型区(18),其中,温度从第一成型温度降低到第二成型温度,第三加压模块(19)施加第三压力到上成型模具(3)且持续第三预定时间,使得玻璃形成预定形状的3D曲面玻璃,其中,控制装置(13)控制第一、第二和第三加压模块施加压力到上成型模具(3),第一、第二和第三加压模块施至少包括六个施力点,且第三预定时间大于第二预定时间,第二预定时间大于第一预定时间,第一压力小于第二压力,第三压力小于第二压力,
第五步骤(S5),成型模具(6)经由输送机构进入第一退火区(20),温度从第二成型温度升高到第一退火温度且第四加压模块(21)施加第四压力到上成型模具(3),成型模具(6)进入第二退火区(22),不施加压力且温度保持第一退火温度持续第一退火时间,成型模具(6)进入第三退火区(23),不施加压力且温度以第一降温速率下降到第二退火温度,成型模具(6)进入第四退火区(24),不施加压力且温度保持第二退火温度持续第二退火时间,其中,第四压力小于第一压力,第一退火时间大于第二退火时间,其中,控制装置(13)发送温度控制指令以调节等温加热单元的功率或降温单元的流量以及调节第四加压模块(21)施加的压力,
第六步骤(S6),成型模具(6)进入以第二降温速率下降的第一组冷却区(25)、以第三降温速率下降的第二组冷却区(26)和自然冷却的第三冷却区(27),其中,第一组冷却区(25)包括多个第一冷却区,每个第一冷却区按照第二降温速率降温成型模具(6)使得在最后一个第一冷却区温度时达到玻璃化转变温度,第二组冷却区(26)包括多个第二冷却区,在每个第二冷却区按照第三降温速率冷却成型模具(6)使得在最后一个第二冷却区时达到90-100度,成型模具(6)进入第三冷却区(27)保持预定冷却时间,其中,第一降温速率小于第二降温速率,第二降温速率大于第三降温速率,第六PID控制器(28)基于控制装置(13)发送的温度控制指令分别控制每个第一冷却区和第二冷却区的冷却单元流量,
第七步骤(S7),成型模具(6)经由输送机构从第三冷却区(27)送入模具退出腔室(30),伺服驱动第三机械手(31)从模具退出腔室(30)取出成型模具(6)并水平放置在输送导轨(7)上的承接部件,第三机械手(31)将上成型模具(3)提升以开模,真空吸取单元(32)从下成型模具(4)上吸取3D曲面玻璃且旋转90度后放置到料架上,清洁单元(33)清洁上下成型模具,成型模具(6)经由输送导轨(7)送往模具承接腔(8)附近以便再次上料,多个成型模具(6)重复以上步骤全流程自动化成型。
2.根据权利要求1所述的3D曲面玻璃的成型方法,其特征在于,第三步骤(S3),将待成型玻璃放入示差扫描量热仪(34)中,基于示差扫描量热法确定玻璃化转变温度和粘流温度,预热温度位于玻璃化转变温度和粘流温度之间。
3.根据权利要求1所述的3D曲面玻璃的成型方法,其特征在于,第三步骤(S3),在第一组预热区(10)和/或第二组预热区(11)中,当第一升温速率小于预定升温速率,第一组预热区(10)分别由相邻布置的按照第一升温速率加热成型模具(6)的第一预热区和保持前一个第一预热区温度第一预定保持时间的第一保持区依次排列形成,当第二升温速率小于预定升温速率,第二组预热区(11)分别由相邻布置的按照第二升温速率加热成型模具(6)的第二预热区和保持前一个第二预热区温度第二预定保持时间的第二保持区依次排列形成。
4.根据权利要求1所述的3D曲面玻璃的成型方法,其特征在于,第三步骤(S3),当第一升温速率小于预定升温速率,从第一组预热区(10)选择预定个数第一预热区并在其中依次按照第一升温速率加热成型模具(6)使得在最后一个第一预热区时达到玻璃化转变温度,当第二升温速率小于预定升温速率,从第二组预热区(11)选择预定个数第二预热区并在其中依次按照第二升温速率加热成型模具(6)使得在最后一个第二预热区时达到预热温度。
5.根据权利要求1所述的3D曲面玻璃的成型方法,其特征在于,第一、第二第三和/或第四加压模块上的六个施力点分别对应于上成型模具(3)的前端上下位置、中部上下位置和后端上下位置,施加压力时,中部上下位置的施力点先接触上成型模具(3),然后前端上下位置和后端上下位置的四个施力点再接触上成型模具(3),六个施力点同时施压。
6.根据权利要求2所述的3D曲面玻璃的成型方法,其特征在于,温度从大到小依次排列为粘连温度、第一成型温度、第一退火温度、第二成型温度、第二退火温度、预热温度、玻璃化转变温度和100度。
7.根据权利要求1所述的3D曲面玻璃的成型方法,其特征在于,当所述玻璃化转变温度为290-310度时,所述预热温度为390-410度,第二退火温度为420-500度,第二成型温度为470-550度,第一退火温度为520-600度,第一成型温度为640-720度,第一升温速率为0.7-0.8℃/S,第二升温速度为1.5-1.8℃/S,第一压力为0.025-0.03Mpa,第二压力为0.05-0.08Mpa,第三压力为0.1-0.4Mpa,第四压力为0.015-0.02Mpa,第一预定时间为8-10秒,第二预定时间为15-20秒,第三预定时间为28-35秒,第一降温速率为1.5-2℃/S,第二降温速率为2.2-2.8℃/S,第三降温速率为3-4℃/S。
8.一种实施权利要求1-8中任一项3D曲面玻璃的成型方法的成型***,其特征在于,成型***容纳在无人的透明封闭壳体(35)内,成型***包括,
第一机械手(1),夹取及放置玻璃到预定位置的第一机械手(6)包括第一伺服电机和第一夹持单元;
成型模具(6),其包括上成型模具(3)和下成型模具(4),上成型模具(3)和下成型模具(4)配合以压合玻璃形成预定形状的3D曲面玻璃,其中,上成型模具(3)和/或下成型模具(4)设有用于定位玻璃的定位件;
扫描单元(5),其用于识别并定位成型模具(6);
离子除尘器(36),其可调节流量地发出离子风;
第二机械手(2),用于开模和合模的第二机械手(2)包括第二伺服电机和第二夹持单元;
模具承接腔室(8),用于抽真空及充入氮气使得成型模具(6)在气压相同的条件下进入炉体(9)的模具承接腔室(8)包括真空泵、氮气入口和气压传感器;
模具退出腔室(30),用于排出成型模具(6)的模具退出腔室(30)连接炉体(9);
输送导轨(7),布置在模具承接腔室(8)和模具退出腔室(30)之间的输送导轨(7)上设有用于水平承载成型模具(6)的承接部件;
所述炉体(9)在模具承接腔室(8)朝向模具承接腔室(30)的方向上依次排列以下组成部分:
第一组预热区(10)和第二组预热区(11),其分别包括多个第一预热区和多个第二预热区,每个第一预热区和第二预热区均包括用于等温加热的等温加热装置(14)、测量温度的第一温度传感器和用于调节温度的第一PID控制器(12),所述等温加热装置(14)包括均布在六个表面上的电阻加热单元,
第一成型区(15),其包括包括用于等温加热的等温加热装置、测量温度的第二温度传感器、用于调节温度的第二PID控制器和用于施加压力的第一加压模块(16),
第二成型区(17),其包括第一温度保持单元和用于施加压力的第二加压模块(37),
第三成型区(18),其包括用于降温的降温单元、测量温度的第三温度传感器、用于调节温度的第三PID控制器和用于施加压力的第三加压模块(19),其中,第一、第二和第三加压模块包括测量压力的压力传感器和至少六个线性致动器,
第一退火区(20),其包括用于等温加热的等温加热装置、测量温度的第四温度传感器、用于调节温度的第四PID控制器和用于施加压力的第四加压模块(21),
第二退火区(22),其包括第二温度保持单元,
第三退火区(23),其包括用于降温的降温单元、测量温度的第五温度传感器、用于调节温度的第五PID控制器,
第四退火区(24),其包括第三温度保持单元,
第一组冷却区(25)和第二组预热区(26),其分别包括多个第一冷却区和多个第二冷却区,每个第一冷却区和第二冷却区均包括用于降温的冷却单元、测量温度的第六温度传感器和用于调节温度的第六PID控制器,所述冷却单元设有电控节流阀,所有的冷却单元连通在冷却循环通道上,
第三冷却区(27),其自然冷却成型模具(6);
输送机构(29),其速度可调节地输送成型模具(6)依次通过所述组成部分,
示差扫描量热仪(34),其确定玻璃化转变温度和粘流温度,预热温度位于玻璃化转变温度和粘流温度之间,
第三机械手(31),用于开模第三机械手(31)包括第三伺服电机和第三夹持单元;
真空吸取单元(32),其包括用于吸取3D曲面玻璃的吸盘和用于选择吸盘的旋转气缸,
清洁单元(33),用于清洁上下成型模具的清洁单元(33)包括毛刷,
控制装置(13),其一端连接扫描单元、气压传感器、第一至第六温度传感器和示差扫描量热仪,另一端连接第一至第三伺服电机、第一至第三机械手、离子除尘器、输送导轨、所述组成部分、输送机构、真空吸取单元和清洁单元,所述控制装置(13)包括成型进程中的基于接收的数据计算生成控制指令的处理单元、存储数据的存储单元和用于输入和输出数据的人机界面。
9.根据权利要求8所述的成型***,其特征在于,第一夹持单元为真空吸盘,所述控制装置(13)设有报警单元,处理单元包括数字信号处理器、专用集成电路ASIC或现场可编程门阵列FPGA,处理单元包括存储器,所述存储器可以包括一个或多个只读存储器ROM、随机存取存储器RAM、快闪存储器或电子可擦除可编程只读存储器EEPROM。
10.一种3D曲面玻璃,其经由权利要求1-8中任一项3D曲面玻璃的成型方法制成。
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