CN1045941C - 伺服控制玻璃料滴分配器及分配方法 - Google Patents

Abstract

本发明的总目的在于提供一种玻璃料滴分配系统及方法，其中料滴分配导料杓可以容易地增加、取消或暂时不用，而不需要重新设计或置换整个导料杓驱动结构。本发明另一个更具体的目的在于提供多腔行列式制瓶机的玻璃料滴分配系统和方法，其中每个腔的导料杓与其它腔的导料杓是机构独立的，并且其中导料杓位置和运动轨迹可以独立于该分配系统的其它导料杓而容易地进行电子调整。

Description

伺服控制玻璃料滴分配器及分配方法

本发明涉及玻璃制品如容器的制造，更具体地说本发明涉及一种改进的在多个模站或模分部之间分配熔融玻璃料滴的方法和设备。

玻璃容器通常在包含多个分部的机器上成型，在每个分部上都有一个或多个雏型或初型模腔及相互同步的转换机构。这种机器叫作行列式制瓶机，它以分离的模充料或滴料的形式接收玻璃。将从炉子里来的熔融玻璃切成单个的料滴，将这些料滴喂入料滴分配器。该料滴分配器的目的在于按适当的顺序向行列式制瓶机的各分部分配料滴，从而使玻璃料滴按顺序同时到达各分部的模腔。US3,585,017和US3,597,187以及本文提到的专利均说明该一般技术。

US2,859,559公开了一种料滴分配器结构，在该结构中为了按顺序接收熔融料滴，在料滴剪切机构的下方安装了一个导料杓，该导料杓通过轴与马达连接，从而向隔开的溜槽或受料槽提供单个料滴。各受料槽通向行列式制瓶机的相关的分部的起始模腔。行列式制瓶机的每个空腔都具有一个相关的受料槽，该导料杓以适当的顺序将料滴喂入各受料槽。US3,597,187公开了一种料滴分配器，该分配器具有多个导料杓，每个导料杓都有一个安装在相关的料滴卸料器下方的上端，和一个能在对应的多个受料槽附近摆动一个弧度的下端。通过导料杓支撑架托载各导料杓，该支撑架按顺序与传动轴连接。将多个传动轴与齿轮传动装置相连接，在该装置中通过单个马达借助相关的齿轮联合驱动这些轴。虽然该传动设置在导料杓之间保持了适当的同步性，但是当需要改变导料杓的数目时，就会有一个问题，此时需要一个完全新的传动装置。

本发明的总目的在于提供一种玻璃料滴分配系统及方法，其中料滴分配导料杓可以容易地增加、取消或暂时不用，而不需要重新设计或置换整个导料杓驱动结构。本发明另一个更具体的目的在于提供多腔行列式制瓶机的玻璃料滴分配系统和方法，其中每个腔的导料构与其它腔的导料杓是机构独立的，并且其中导料杓位置和运动轨迹可以独立于该分配系统的其它导料构而容易地进行电子调整。

按照本发明用于玻璃制品制造系统的熔融玻璃料滴分配器包括多个料滴卸料器，和多个导料杓，该料杓用于接受从每个卸料器出来的料滴和在多个受料槽之间分配料滴，该受料槽导向多腔行列式制瓶机的相关的模。每个导料杓旋转安装在固定轴上，其上端保持在相关的料滴卸料器下方，同时其下端在相关的受料槽附近摆动一个弧度。多个电马达分别与每个相关的导料杓相连，从而有选择地和独立地转动导料杓。这些电马达都连接在马达控制器上，以便同步操作这些马达和导料杓相互转动以及成型机的操作。这些马达优选地包括电伺服马达，它们各自独立地与单个相关的导料杓相连，并且马达控制器地与单个相关的导料杓相连，并且马达控制器包括电子伺服马达控制器，该控制器可操作地连接每个伺服马达并借助于成型机的同步输入进行同步操作。

通过下文的描述、所附的权利要求以及附图，本发明及其附加目的、特征和优点将更加清楚。

图1是局部透视图，它表示本发明一个现有的优选方案的熔融玻璃料滴分配系统；

图2是图1所示的料滴分配系统的功能方块图；

图3是图2所示的各运动控制器的功能方块图；

图4是各导料杓的运动轨迹的图解说明，说明向行列式制瓶机的8个分部递送模填料或料滴的顺序。

图1表示本发明一个现有的优选方案的料滴分配系统10，它包括3个弓形的导料杓12、14、16，每个导料杓的上端位于相应的玻璃料滴卸料出料口18、20、22的下方。各导料杓12、14、16被相应的支撑托架或框架24、26、28托着，绕固定轴旋转一个弧度，使各导料杓上端一直处于相应的料滴卸出料口的下方，同时各导料杓的下端在相应排列的受料槽或溜槽30、32、34附近摆动一个弧度。每列30、32、34中受料槽的数目取决于行列式制瓶机分部35的数目。导料杓12、14、16的数目、出料口18、20、22的数目和受料槽列30、32、34的数目都取决于行列式制瓶机各部分35上的模或腔的数目。例如，图1表示了3个料滴出料口、导料杓和受料槽排列，用以与所谓的三腔行列式制瓶机相连接，其中每个分部35包括3个雏型模35a、35b和35c。典型的行列式制瓶机包括8个这种机构分部35，所以每列受料槽30、32、34应包括8个独立瓣受料槽，它们与相应的导料杓12、14、16对准，为了清楚起鉴，图1中仅示出3个受料槽。料滴分配系统10总的目的是按顺序同时将玻璃模填料或料滴送至各机器分部35的三个模35a、35b、35c。对于没有描述到的部分而言，系统10为一般的常规结构。

按照本发明，每个导料杓支撑件24、26、28通过相应的传动轴36、38、40与齿轮箱42、44、46相连(图1和2)，该齿轮箱42、44、46由相应的电子伺服马达48、50、52驱动。各伺服马达48、50、52在相应的运动控制器60、62、64控制下接收从相应的伺服放大器54、56、58来的驱动信号。第一位置传感器R1，如传统的分析器与各伺服马达48、50、52相连，用来向相应的运动控制器60、62、64提供表示相应的马达驱动轴的角位置的电信号。第二位置传感器R2，如传统的分析器与各齿轮箱42、44、46相连，用来向相应的运动控制器60、62、64提供表示相应的导料杓12、14、16的绝对位置的第二电信号。几个运动控制器60、62、64通过联线66与总控制器68相连。总控制器68接收红外传感器70的同步输入信号，该传感器70位于料滴出料口18、20、22(图1)之一的附近，当玻璃料滴从出料口卸料时提供相应的信号。总控制器68还与操作界面72如键盘和屏幕相连，以便接收校整和调整输入信号等，并且向机器操作器提供输出信号指示。总控制器68和运动控制器60、62、64还从行列式制瓶机35接受同步主钟和主复位输入信号。

在操作中，各运动控制器60、62、64从总控制器68接受一个数据表并存在内存中，该数据表示在相应的导料杓处的希望的位置活动轨迹74(图3图4)。例如，图4说明一种8分部成型机的活动轨迹74，其中每一个导料杓连续地循环通过受料槽位置1、5、4、83、7、2和6，从而按该顺序同时地向各分部的三个初模中分配玻璃料滴。在各运动控制器60,62,64中，相应的导料杓的运动轨迹74与来自相应的分析器R₁的位置反馈相比较，其差值或修正量产生绝对转矩命令76(图3)。该转矩命令在78被转换成动力相A和B，施加到相应的放大器54(或56,58)上。在相应的放大器中，以此第一和第二相转矩命令的总和计算第三相转矩命令。通过相应的伺服马达执行这些命令，驱动齿轮箱及导料杓到所期望的导料杓位置。

分析器R₂表示各导料的绝对位置。该位置信息在系统预置时被采用，以确定各导料杓的实际位置，该信息被送入总控制器68。然后总控制器命令各运动控制器，使其相应的导料杓移动至预定的初始位置或″家″位置。在该起始步骤之后，分析器R2的绝对位置输出可以被周期性监视，以校正导料杓位置的任何偏差。

很容易理解，在附图中所示的电马达和马达控制滴分配系统10与上文讨论的现有技术齿轮转动设置相比具有明显的优点。几个导料杓12、14、16相互完全机械独立，所以各导料杓的位置可以在完全独立于所有其它导料杓的情况下被修正和控制。例如，借助于操作者界面72，总控制器68和运动控制器60就可以容易地调整在其运动轨迹74内的任意点的导料杓位置，而绝不会影响其它导料构的运动或位置。在系统操作过程中可以调整各导料杓和运动和运动轨迹。通过增加或取消相应的伺服马达和运动控制器等、在不需完全替换或大量修改齿轮驱动装置的情况下就可以增加或取消导料杓，或简单地使之失效。例如图2说明了增加的第四个运动控制器80，以及相应的放大器82，马达84、齿轮箱86和导料杓88。

如果玻璃成型机的整体速度必需提高，那么总控制器68可以自动减少允许各导料杓运动的时间，并相应调整运动轨迹，从而使各导料杓与受料槽对准所需的停留时间保持恒定。各导料杓一般选用相同的运动轨迹74，独特的运动轨迹(该运动轨迹适用于独特的设计考虑或更小的受料槽之间的尺寸变化)可以容易地被调节。导料杓一般应保持同步同时进行操作，同时移入或移出位置。然而，在此仍可以通过电子调节容易地调节偏差，这是因为各导料杓的电子控制是相互独立的。在安装过程中，通过按顺序将导料杓与各受料槽移动对准和存储相应的位置信息可以确定和设置导料杓的位置。用红外传感器70提供备份，将行列式制瓶机35的主体和主复位信号用于基础同步目的。

Claims (4)

1．用于玻璃制品制造系统的熔融玻璃料滴分配器(10)，包括多个料滴卸料装置(18、20、22)，和从各所说的卸料装置接受料滴和在多个制品成型装置(35a、35b、35c)之间分配所说的料滴的装置，所说的接受和分配装置包括：

多个导料杓(12、14、16)，每个具有一个位于相应的卸料装置下方的上端和一个下端，

装置(24,26,28)，将各所说的导料杓可旋转地安装在固定轴上，使所说的上端保持位于相应的所说的卸料装置的下方而下端沿一个弧度摆动，

多个电马达(48、50、52)，各自与所说的固定装置连接，用来选择性地和独立地转动所说的导料杓，

马达控制装置，与所说的多个马达相连，用于相互同步地操作所说的马达和旋转所说的导料杓并操作所说的成型装置，

其特征在于所说的马达(48、50、52)包含各自的三相交流电伺服马达，还在于所说的马达控制装置包含：

装置(74)，用于产生表示各个导料杓预定位置的可变信号；第一传感器(R1)，与各所说的马达相连以提供表示其实际位置的信号；装置(76)，用于产生对各所说马达的指令信号，该信号作为相应的预定位置和实际位置信号之间的差异的函数；装置(78)，将所说的指令信号作为第一和第二转矩命令施加到相应的所说马达的两相上；和装置(54、56、58)，将以所说的第一和第二转矩命令之总和作为函数的第三转矩命令施加到相应的所说马达的第三相上。

2．按照权利要求1的分配器(10)还包含齿轮箱(42、44、46)，将各所说的马达(48、50、52)与相应的导料杓(12、14、16)可操作地相连，各所说的第一传感器(R1)与相应的所说的马达相连，从而通过所说的齿轮箱的齿轮比放大所说的所说的传感器的分辨率。

3．按照权利要求2的分配器(10)，其中所说的马达控制装置还包含第二传感器(R2)，它可操作地与各所说的导料杓相连，以提供表示导料杓实际位置的信号。

4．将来自多个料滴卸料装置(18、20、22)的熔融玻璃料滴分配在相应的多个玻璃制器成型模(35a、35b、35c)之中的方法，所说的方法包含以下步骤：

(a)将料滴导料杓(12、14、16)位于各所说的卸料装置的下方，相互间独立运动，

(b)用相应的三相交流伺服马达(48、50、52)和将各所说的马达与相应的导料杓相连接的齿轮箱(42、44、46)驱动各所说的导料杓，从而在独立于其它所说的导料杓的情况下摆动一个弧，同时将位置保持在相应的卸料装置的下方，和

(c)利用与所说的马达相连的位置传感器(R2)同步操作全部所说的马达，以及玻璃制备品成型模，以便通过所说的齿轮箱放大所说的传感器的分辨率。

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