本发明专利技术涉一种高硼硅玻璃壶自动化引嘴系统及其控制方法，包括高硼硅玻璃棒烧融台、高硼硅玻璃壶吹气台、视觉系统、高硼硅玻璃壶和玻璃棒夹取机械臂、移动喷火头机械臂、控制箱，高硼硅玻璃棒烧融台包括恒温电加热炉和由旋转轴、托料轮、减速电机组成的高硼硅玻璃棒旋转托架，高硼硅玻璃壶吹气台包括支撑台面、密封垫、壶体加压杆，视觉系统可对玻璃棒的实时长度进行识别，本发明专利技术自动化程度高，生产效率高，确保产品不同批次质量统一。确保产品不同批次质量统一。
【技术实现步骤摘要】
一种高硼硅玻璃壶自动化引嘴系统及其控制方法
[0001]本专利技术涉及一种高硼硅玻璃壶自动化引嘴系统及其控制方法，属玻璃器皿机械设备领域。
技术介绍
[0002]高硼硅玻璃壶侧面的壶嘴一般是采用将玻璃壶的壶嘴位置加热，然后将一端加热的玻璃棒熔融部分粘在加热后的壶嘴位置，同时向玻璃壶内吹气，并按照壶嘴形状拉动玻璃棒，并在完成玻璃壶的引嘴动作后用火焰烧融玻璃棒与壶嘴的连接处，将玻璃棒与壶嘴分开。壶体壶嘴分别成型再粘接的办法会留下褶皱，所以目前此道工序只能由工人手工完成，每个壶的引嘴位置、壶嘴形状、壶嘴角度会存在差异，导致玻璃壶质量不佳。并且由于完全采用人工加工，效率较低，批次之间无法做到完全统一，无法大批量生产。
[0003]已有和正在申请的相关专利主要集中解决只有单一顶部壶口的凉水壶类型的高硼硅玻璃壶成型问题，无法解决侧面有壶嘴的茶壶类型的高硼硅玻璃壶壶嘴成型问题。如“一种高硼硅玻璃壶自动化生产系统(申请号：201711453513.8)”提出了一种吹机和成型模具相互配合的生产系统，但只能生产只有单一顶部壶口的凉水壶类型的高硼硅玻璃壶。“一种高硼硅玻璃壶壶嘴成型装置(申请号： 201711455885.4)”提出了通过转盘和挤压成型机构实现对高硼硅玻璃壶壶嘴的造型作业，但仍只适用于单一顶部壶口的高硼硅玻璃壶。考虑到目前专利存在的空缺，本专利技术专利用一套综合方法设计出一种高硼硅玻璃壶自动化引嘴系统，可以对侧面有壶嘴的茶壶类型的高硼硅玻璃壶进行侧面壶嘴的引嘴作业，替代人工加工，提高效率，实现不同批次间产品外观和质量统一。
[0004]经过理论分析与实际测试可知，由于熔融玻璃棒具有非固态特性，并且火头的火焰会随天然气压力的波动而波动，所以每次引嘴动作完成后其非固态部分的长度、形状和大小会有所不同，所以本专利技术专利引入视觉系统，实时监测玻璃棒总长度和熔融部分的大小实现夹取机械臂的夹取位置及运动位置的自动调整，并在高硼硅玻璃棒损耗达到阈值后自动更换。
技术实现思路
[0005]为了解决上述技术问题，本专利技术提供一种高硼硅玻璃壶自动化引嘴系统及其控制方法。
[0006]本专利技术的技术方案是：一种高硼硅玻璃壶自动化引嘴系统，包括工作台1、高硼硅玻璃棒烧融台2、视觉系统3、移动喷火头机械臂4、高硼硅玻璃壶吹气台5、高硼硅玻璃壶和玻璃棒夹取机械臂6、控制箱8；控制箱中的控制电路与其他部分电路连接进而使各部分动作相互配合完成高硼硅玻璃壶引嘴动作。
[0007]所述高硼硅玻璃壶吹气台5包括高硼硅玻璃壶体支撑台面501、密封垫502、壶体加压杆505；高硼硅玻璃壶体支撑台面501安装在工作台1尽头，由四根支柱支撑起一个水平台面，台面尺寸大于壶体最大处，密封垫502位于水平台面的中心位置，直径大于壶口，水平台
面与密封垫502的中心位置有开孔，水平台面下部开孔处连接气管，壶体加压杆支架508安装于水平台面的一侧，壶体加压杆支架508上安装有一个单作用气缸507，单作用气缸的气缸伸缩杆506朝上，气缸伸缩杆506的尽头与气缸伸缩杆506垂直安装一个壶体加压杆505，壶体加压杆505在位于高硼硅玻璃壶壶体503底部正中心的位置安装有石墨垫504。
[0008]作为本专利技术的进一步方案，所述高硼硅玻璃棒烧融台2包括恒温电加热炉 201和高硼硅玻璃棒旋转托架，恒温电加热炉201安装在工作台1的尽头，高硼硅玻璃棒旋转托架至少由五根旋转轴203组成，旋转轴203的两端固定在平行于恒温电加热炉201的轴承座202的轴承内，每根旋转轴203在两个轴承座中间的部分中至少等距穿过七个托料轮204，所有托料轮204应处于每根旋转轴203的相同位置，第一个和最后一个托料轮与前后两个轴承座的间距应相等，所有旋转轴203在轴承座202靠近恒温电加热炉201的一侧穿过一个托料轮204，此托料轮204位置应尽量靠近轴承座并与轴承座间存在一定间距，所有旋转轴203在轴承座202远离恒温电加热炉201的一侧穿过一个旋转轴齿轮208，所有的旋转轴齿轮208位于旋转轴203相同位置，旋转轴齿轮208正下方的工作台1存在一长方形切口205，高硼硅玻璃棒旋转托架所在工作台1正下方的小平台上放置一台减速电机701，减速电机齿轮702和旋转轴齿轮208用链条206连接，由减速电机701带动所有旋转轴203同步缓慢转动，高硼硅玻璃棒207放置在旋转轴203 之间，由托料轮204带动其旋转。
[0009]作为本专利技术的进一步方案，所述视觉系统3包括位于高硼硅玻璃棒旋转托架一侧的相机支架302、相机支架302末端安装的工业相机301和装在控制箱8中的图像运算处理系统，工业相机镜头朝下，采集范围应覆盖到全部高硼硅玻璃棒旋转托架及恒温电加热炉201的入口，图像运算处理系统采用市场上成熟的CNN 算法视觉系统。
[0010]作为本专利技术的进一步方案，所述移动喷火头机械臂4包括一台两自由度机械臂和一个定制喷火头404，机械臂座安装在高硼硅玻璃棒旋转托架和高硼硅玻璃壶吹气台5之间工作台1突出的位置，整个两自由度机械臂由第一旋转轴401、第二旋转轴403以及连接第一旋转轴401、第二旋转轴403的连接臂组成，机械臂的俯仰角度可通过移动火头机械臂俯仰角度调节轴402调节，定制喷火头404 位于第二旋转轴403后连接臂的末端，定制喷火头404的角度可根据需要进行调节，定制喷火头404的火焰横截面大小通过定制不同大小的喷火头来实现，定制喷火头404底部连有气管，气管中为天然气和氧气的混合体。
[0011]作为本专利技术的进一步方案，所述高硼硅玻璃壶和玻璃棒夹取机械臂6包括一台六自由度机械臂和一副定制夹爪601，机械臂座安装在高硼硅玻璃棒旋转托架附近的地面上，并位于相机支架302的对面一侧，高硼硅玻璃壶和玻璃棒夹取机械臂6自带夹取机械控制器608，夹取机械控制器与控制箱8电性连接，整个六自由度机械臂由夹取机械臂第一旋转轴607、夹取机械臂第二旋转轴606、夹取机械臂第三旋转轴605、夹取机械臂第四旋转轴604、夹取机械臂第五旋转轴603、夹取机械臂第六旋转轴602以及连接各旋转轴的连接臂组成，定制夹爪601位于夹取机械臂第六旋转轴602后，定制夹爪601内测覆盖有石墨垫。
[0012]作为本专利技术的进一步方案，所述控制箱8位于工作台1的侧面，高硼硅玻璃壶支架的下方，内部有直流电源、PLC、减速电机继电器、控制天然气氧气混合的电磁阀及管路、控制壶体充气的电磁阀及管路、两机械臂运动控制连接电路、图像运算处理系统；直流电源将220VAC转化为24VDC负责给PLC、电磁阀及图像运算处理系统供电，PLC通过控制继电器和机械臂控制器继而控制整个系统运作，图像运算处理系统采用市场上成熟的CNN算法视觉系
统，用于将识别到的玻璃棒长度和熔融部分相对位置发送给PLC进而调节玻璃棒摆放位置和是否更换玻璃棒。具体关系如图1所示。
[0013]一种高硼硅玻璃壶自动化引嘴系统的控制方法，所述控制方法的具体步骤如下：
[0014]step1、PLC控制相应继电器动作继而启动加热炉本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种高硼硅玻璃壶自动化引嘴系统，其特征在于：包括工作台(1)、高硼硅玻璃棒烧融台(2)、视觉系统(3)、移动喷火头机械臂(4)、高硼硅玻璃壶吹气台(5)、高硼硅玻璃壶和玻璃棒夹取机械臂(6)、控制箱(8)；所述高硼硅玻璃壶吹气台(5)包括高硼硅玻璃壶体支撑台面(501)、密封垫(502)、壶体加压杆(505)；高硼硅玻璃壶体支撑台面(501)安装在工作台(1)尽头，由四根支柱支撑起一个水平台面，台面尺寸大于壶体最大处，密封垫(502)位于水平台面的中心位置，直径大于壶口，水平台面与密封垫(502)的中心位置有开孔，水平台面下部开孔处连接气管，壶体加压杆支架(508)安装于水平台面的一侧，壶体加压杆支架(508)上安装有一个单作用气缸(507)，单作用气缸的气缸伸缩杆(506)朝上，气缸伸缩杆(506)的尽头与气缸伸缩杆(506)垂直安装一个壶体加压杆(505)，壶体加压杆(505)在位于高硼硅玻璃壶壶体(503)底部正中心的位置安装有石墨垫(504)。2.根据权利要求1所述的高硼硅玻璃壶自动化引嘴系统，其特征在于：所述高硼硅玻璃棒烧融台(2)包括恒温电加热炉(201)和高硼硅玻璃棒旋转托架，恒温电加热炉(201)安装在工作台(1)的尽头，高硼硅玻璃棒旋转托架至少由五根旋转轴(203)组成，旋转轴(203)的两端固定在平行于恒温电加热炉(201)的轴承座(202)的轴承内，每根旋转轴(203)在两个轴承座中间的部分中至少等距穿过七个托料轮(204)，所有托料轮(204)应处于每根旋转轴(203)的相同位置，第一个和最后一个托料轮与前后两个轴承座的间距应相等，所有旋转轴(203)在轴承座(202)靠近恒温电加热炉(201)的一侧穿过一个托料轮(204)，此托料轮(204)位置应尽量靠近轴承座并与轴承座间存在一定间距，所有旋转轴(203)在轴承座(202)远离恒温电加热炉(201)的一侧穿过一个旋转轴齿轮(208)，所有的旋转轴齿轮(208)位于旋转轴(203)相同位置，旋转轴齿轮(208)正下方的工作台(1)存在一长方形切口(205)，高硼硅玻璃棒旋转托架所在工作台(1)正下方的小平台上放置一台减速电机(701)，减速电机齿轮(702)和旋转轴齿轮(208)用链条(206)连接，由减速电机(701)带动所有旋转轴(203)同步缓慢转动，高硼硅玻璃棒(207)放置在旋转轴(203)之间，由托料轮(204)带动其旋转。3.根据权利要求1所述的高硼硅玻璃壶自动化引嘴系统，其特征在于：所述视觉系统(3)包括位于高硼硅玻璃棒旋转托架一侧的相机支架(302)、相机支架(302)末端安装的工业相机(301)和装在控制箱(8)中的图像运算处理系统，工业相机镜头朝下，采集范围应覆盖到全部高硼硅玻璃棒旋转托架及恒温电加热炉(201)的入口，图像运算处理系统采用市场上成熟的CNN算法视觉系统。4.根据权利要求1所述的高硼硅玻璃壶自动化引嘴系统，其特征在于：所述移动喷火头机械臂(4)包括一台两自由度机械臂和一个定制喷火头(404)，机械臂座安装在高硼硅玻璃棒旋转托架...
【专利技术属性】
技术研发人员：王剑平，程天相，
申请(专利权)人：昆明理工大学，
类型：发明
国别省市：
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