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PATENTANSPRÜCHE
1. Einrichtung zum Herstellen von Artikeln aus Glas, mit Mitteln (32,33) zum Formen von Tropfen aus geschmolzenem Glas und zum Verteilen der Glastropfen an die Glasformstationen einer Glasformmaschine (31) mit bestimmter Geschwindigkeit, gekennzeichnet durch Mittel (36) zum Erzeugen von Wechselstrom mit einer bestimmten ausgewählten Frequenz und von Taktsignalen mit einer der Frequenz des Wechselstroms proportionalen Frequenz, Antriebsmittel (34, 35), welche mit dem Wechselstrom gespeist werden und zum Antrieb der Mittel zum Formen und Verteilen der Glastropfen mit der bestimmten Geschwindigkeit dienen, und einen Steuerkreis (38), der auf die Taktsignale anspricht und jede Station der Glasformmaschine zum Ausführen einer bestimmten Folge von Arbeitsschritten zum Herstellen der Glasartikel aus den Glastropfen zyklisch steuert.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Dauer eines Maschinenzyklusses gleich der Zeit ist, die eine Station der Glasformmaschine zum Herstellen eines Glasartikels benötigt und die Taktsignale ein Taktimpulssignal umfassen, das eine Frequenz von 360 Impulsen pro Maschinenzyklus hat.
3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Taktsignale ein Rücksetztaktimpulssignal umfassen, das eine Frequenz von einem Impuls pro Maschinenzyklus hat.
4. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zum Erzeugen von Wechselstrom und von Taktsignalen einen Wechselrichter zum Erzeugen des Wechselstroms mit der ausgewählten Frequenz umfassen.
5. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zum Erzeugen des Wechselstroms auf diesen Strom ansprechende Mittel zum Erzeugen der Taktsignale umfassen.
6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zum Erzeugen der Taktsignale einen ersten Frequenzteiler (54) umfassen, der auf den Wechselstrom anspricht und ein erstes Eingangssignal mit einer Frequenz erzeugt, die gleich ist der Frequenz des Wechselstroms, geteilt durch einen ersten Faktor, einen zweiten Frequenzteiler (57), der auf die Taktsignale anspricht und ein zweites Eingangssignal mit einer Frequenz liefert, die gleich ist der Frequenz der Taktsignale, geteilt durch einen zweiten Faktor und eine phasenstarre Schleife (56), die auf das erste und das zweite Eingangssignal anspricht und die genannten Taktsignale mit einer Frequenz erzeugt, die gleich der Frequenz des Wechselstroms, geteilt durch den ersten Faktor und multipliziert mit dem zweiten Faktor ist.
7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zum Erzeugen der Taktsignale einen dritten Frequenzteiler (62) umfassen, der auf die Taktsignale anspricht und ein Rücksetzsignal mit einer Frequenz erzeugt, die gleich der Frequenz der Taktsignale, geteilt durch einen dritten Faktor ist, welches Rücksetzsignal, die Zeit bestimmt, die eine Glasformstation zum Formen eines Glasartikels benötigt.
8. Einrichtung nach Anspruch 1, mit einem Tropfenspeiser (33) zum Bilden von Tropfen aus geschmolzenem Glas mit vorbestimmter Geschwindigkeit, einen Tropfenverteiler (32) zum Verteilen der Glastropfen an die einzelnen Stationen der Glasformmaschine (31) mit der bestimmten Geschwindigkeit, wobei jede Station die Mittel zum Formen der Glasartikel aus den Glastropfen in der bestimmten Folge von Arbeitsschritten aufweist, einem Wechselrichter zum Erzeugen von Wechselstrom mit einer bestimmten Frequenz und einem Taktimpulsgenerator (39) zum Erzeugen der Taktsignale, dadurch gekennzeichnet, dass der Taktimpulsgenerator einen ersten Schaltkreis (54), der vom Wechselstrom ein erstes Eingangssignal mit einer Frequenz ableitet, die gleich der Frequenz des Wechselstroms, geteilt durch einen ersten Faktor ist, einen zweiten Schaltkreis (57),
der von den Taktsignalen ein zweites Eingangssignal mit einer Frequenz ableitet, die gleich der Frequenz der Taktsignale, geteilt durch einen zweiten Faktor ist und einen dritten Schaltkreis (55) umfasst, der vom ersten und zweiten Eingangssignal die Taktsignale ableitet, deren Frequenz gleich der Frequenz des Wechselstroms, geteilt durch den ersten Faktor und multipliziert mit dem zweiten Faktor ist (Fig. 3).
9. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Faktor vier und der zweite Faktor fünf ist.
10. Einrichtung nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch einen vierten Schaltkreis (62), der von den Taktsignalen Rücksetzsignale mit einer Frequenz ableitet, die gleich der Frequenz der Taktsignale, geteilt durch einen dritten Faktor ist, wobei der Steuerkreis (38) in Abhängigkeit von den Rücksetzsignalen die Arbeitszyklen der Glasformmaschine (31) bestimmt.
11. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der dritte Schaltkreis (55) in einer phasenstarren Schleife (56) angeordnet ist
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
Bei der bekannten Glasformmaschine hat jede einzelne Formstation eine Mehrzahl von Mitteln zum Durchführen einer bestimmten zeitlichen Folge von Arbeitsschritten, die für die Herstellung des gewünschten Glasartikels nötig ist.
Diese Formmittel werden durch pneumatische Motoren betätigt, die von einem Ventilblock gesteuert werden. Der Ventilblock wird von einer rotierenden Steuertrommel gesteuert.
Zur Herstellung der Glasartikel wird Glas geschmolzen und zu Glastropfen geformt, welche durch einen Tropfenverteiler auf die einzelnen Stationen verteilt werden. Jede Station der IS Maschine erzeugt aus den Tropfen Glasartikel, die auf einer warmen Platte zum Ausstossen auf einem Mitnehmerförderer abgestellt werden, welcher die Glasartikel zu einem Tunnelofen zum Entspannen und Abkühlen befördert.
Die einzelnen Stationen führen eine bestimmte Folge von Arbeitsschritten aus, welche Folgen entsprechend der zeitlich verschiedenen Abgabe der Glastropfen an die Stationen zueinander phasenverschoben sind. Wenn eine Station einen Glastropfen vom Tropfenverteiler erhält, gibt eine andere Station einen fertig gestellten Glasartikel an den Förderer ab, während die übrigen Stationen verschiedene andere Arbeitsschritte durchführen. Jede Station kann zwei Glasformen aufweisen, von denen die eine, die sogenannte Vorform, einen Glastropfen zu einem Zwischenkörper formt, der dann in die andere Form, die sogenannte Fertigform transportiert und in dieser zum fertigen Glasartikel geblasen wird. Das heisst, jede Station der Glasformmaschine ist gleichzeitig mit der Herstellung von zwei Glasartikeln beschäftigt.
Die Steuertrommel ist auf ihrem Umfang mit Steuergliedern versehen, die die pneumatischen Ventile im Ventilblock in bestimmter Folge betätigen. Die Steuertrommeln aller Stationen werden synchron mit dem Tropfenverteiler und dem Förderer angetrieben, wodurch ein kontinuierlicher Fluss von Glastropfen in die Maschine und ein kontinuierlicher Fluss von Glasartikeln auf dem Förderer erhalten wird.
Es ist jedoch schwierig, die Mittel zur Durchführung der Arbeitsschritte in den einzelnen Stationen zeitlich genau zu steuern. Die Steuerglieder sind gewöhnlich in ringförmigen Nuten der Trommeloberfläche angeordnet und werden durch
eine Klemmvorrichtung, beispielsweise eine Mutter, in ihrer Lage gehalten. Zur Einstellung eines Steuerglieds muss die Mutter gelöst, das Steuerglied in der Nut verschoben und dann die Mutter wieder angezogen werden. Dies ist jedoch unverwünscht, da es schwierig ist, die erforderliche Einstellgenauigkeit zu erzielen und zudem durch mechanische Abnützung Ungenauigkeiten auftreten können.
Eine Lösung des Problems der zeitlichen Steuerung ist in der US-PS Nr. 3.762.907 beschrieben, bei der die Ventile des Ventilblocks durch Solenoide betätigt werden, die durch eine elektrische Steuereinrichtung erregbar sind. Die Steuereinrichtung erhält Taktsignale und Rücksetzsignale von zwei Impulsgeneratoren, die von einer Antriebswelle der Maschine angetrieben werden.
Eine andere Lösung des Problems der zeitlichen Steuerung ist in der US-PS 4.007.028 beschrieben, bei der getrennte Antriebsmotoren zum Antrieb eines Tropfenspeisers, des Tropfenverteilers und des Mitnehmerförderers verwendet werden. Jeder Antriebsmotor wird von einem separaten Wechselrichter gespeist, dessen Frequenz einstellbar ist, so dass die Geschwindigkeit der Motoren geändert werden kann. Positionsmelder liefern Signale, die die Positionen des Tropfenspeisers und Tropfenverteilers anzeigen, an einen Rechner, der auch Signale erhält, die die Betätigung der Glasformittel anzeigen. Der Rechner speichert die Information über den Zeitpunkt der Betätigung der Formittel und erzeugt in Abhängigkeit von den Taktsignalen eines Zeitgebers Steuersignale für die Solenoide zur Betätigung der Ventile des Ventilblocks.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Verbesserung der Arbeitsweise einer Glasformmaschine.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Vereinfächung des Steuerschaltkreises für die Steuerung einer Glasformmaschine durch Eliminierung einer separaten Taktimpulsquelle.
Die erfindungsgemässe Einrichtung ist durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 angeführten Merkmale gekennzeichnet.
Bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist der Maschinenzyklus in 360 unterteilt und die Arbeitsschritte der Elemente der einzelnen Stationen sind auf den Beginn des Maschinenzyklusses bezogen, wobei die Schrittfolge der einzelnen Stationen um verschiedene Gradzahlen zueinander versetzt sind. Der Taktimpulsgenerator spricht auf die Frequenz der Stromquelle an und liefert ein Zeitsteuersignal mit 360 Impulsen pro Maschinenzyklus. Diese Impulsfrequenz wird dadurch erhalten, dass die Frequenz der Stromquelle durch einen ersten Faktor M geteilt, das Signal mit der durch M geteilten Frequenz an den einen Eingang einer phasenstarren Schleife angelegt, die Frequenz des Ausgangssignals der Schleife durch den Faktor N geteilt und das Signal mit der durch N geteilten Frequenz dem anderen Eingang der Schleife zugeführt wird.
Die phasenstarre Schleife bewirkt bei Auftreten eines Fehlers zwischen der durch M geteilten Frequenz und der durch N geteilten Frequenz eine Änderung der Frequenz des Ausgangssignals, so dass die beiden Eingangsfrequenzen gleich sind. Dadurch ist die Frequenz des Ausgangssignals gleich der Frequenz der Wechselstromquelle geteilt durch den Faktor N/M, so dass bei richtiger Wahl der Werte für N und M das Ausgangssignal aus 360 Impulsen pro Maschinenzyklus für eine bestimmte Tropfenzuführgeschwindigkeit besteht.
Bei einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung erzeugt ein Oszillator ein Frequenzbezugssignal, dessen Frequenz zur Erzeugung eines Steuersignals für den Wechselrichter geteilt wird, der den Strom an den Antriebsmotor liefert. Die Frequenz des Frequenzbezugssignals wird auch zur Erzeugung von 360 Taktimpulsen pro Maschinenzyklus geteilt. Bei beiden Ausführungsbeispielen wird die Impulsfrequenz der Taktimpulsfolge zum Erzeugen von Rücksetzimpulsen, die das Ende und den Beginn von aufeinanderfolgenden Maschinenzyklen bestimmen, weiter unterteilt.
Nachfolgend werden anhand der beiliegenden Zeichnungen Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben. In den Zeichnungen zeigt:
Fig. 1 das Blockschaltbild einer Einrichtung nach dem Stand der Technik zum Herstellen von Glasartikeln,
Fig. 2 das Blockschaltbild einer erfindungsgemässen Einrichtung zum Herstellen von Glasartikeln,
Fig. 3 das Blockschema eines Zeitgeberschaltkreises der Einrichtung nach Fig. 2,
Fig. 4 das Blockschaltbild eines anderen Ausführungsbeispiels des Zeitgeberschaltkreises,
Fig. 5 eine Tabelle der zeitbestimmenden Grössen der Einrichtung nach Fig. 2, und
Fig. 6 ein vereinfachtes Blockschaltbild der Zeitgeberschaltkreise nach Fig. 2.
Fig. 1 zeigt das Blockschaltbild einer Einrichtung nach dem Stand der Technik zum Herstellen von Glasartikeln. Bei dieser Einrichtung steuert ein Steuerschaltkreis die Betätigung der glasformenden Mittel einer in Stationen unterteilte Glasformmaschine in Abhängigkeit von Informationen über die Stellungen eines Glastropfenspeisers und eines Glastropfenverteilers bei den verschiedenen Arbeitsschritten der Maschine.
Die Glasformmaschine 11 hat mehrere Glasformstationen (nicht dargestellt), die Tropfen geschmolzenen Glases vom Tropfenverteiler 12 erhalten, der die Glastroplen Vom Ciias; tropfenspeiser 13 erhält. Der Tropfenverteiler 12 und der Tropfenspeiser 13 werden durch einen Motor 14 bzw. einen Motor 15 mechanisch angetrieben. Die Motoren 14 und 15 werden von einer Stromquelle in Form eines Wechselrichters 16 gespeist, der einen Wechselstrom mit variabler Frequenz liefert. Durch Änderung der Frequenz des Wechselstroms kann die Gechwindigkeit gesteuert werden, mit der die Glastropfen gebildet und auf die einzelnen Glasformstationen der Maschine 11 verteilt werden. Jede Station ist mit einem Ventilblock 17 verbunden. Jeder Ventilblock 17 hat Ventile zum Betätigen der glasformenden Mittel der zugeordneten Station.
Die Ventile des Ventilblocks 17 werden durch Solenoide betätigt, die durch einen Maschinensteuerschaltkreis 18 gesteuert werden. Der Steuerschaltkreis 18 bestimmt den zeitlichen Ablauf der Arbeitsschritte der Maschine 11 entsprechend einer vorgegebenen Schrittfolge. Der Steuerschaltkreis 18 erhält von einer Informationsquelle (nicht dargestellt), beispielsweise in Form von Steuerschaltern oder einem Rechnerprogramm Informationen über die Folge der Arbeitsschritte und den zeitlichen Intervallen zwischen diesen Schritten. Mit den Antriebsmotoren 14 und 15 sind Positionsmelder 19 und 21 mechanisch gekuppelt, die Signale erzeugen, welche die relativen Positionen des Tropfenverteilers 12 und des Tropfenspeisers 13 anzeigen. Der Tropfenspeiser 13 entnimmt dem Vorherd eines Glasschmelzofens eine bestimmte Menge geschmolzenen Glases.
Zu diesem Zweck treibt der Motor 15 eine Kurbelwelle (nicht dargestellt) an, die einen Plunger (nicht dargestellt) zum Ausstossen der geschmolzenen Glasmenge hin- und herbewegt.
Die Glasmenge wird zum Formen eines Glastropfens durch Scheren (nicht dargestellt) geschnitten, wobei der gebildete Glastropfen in den Verteiler 12 fällt. Da die Bildung der Glastropfen mit der Drehstellung des Motors 15 in Bezhiehung steht, liefert der Positionsmelder 21 ein Signal, das anzeigt, wann ein Tropfen gebildet ist. Der Tropfenverteiler 12 wird vom Motor 14 angetrieben und verteilt die Tropfen in bestimmter Folge auf die Stationen der Maschine 11. Da die Verteilung der Tropfen mit der Drehstellung des Motors 14 in Beziehung steht, erzeugt der Positionsmelder 19 ein Signal, das anzeigt, an welche Station ein Tropfen abgegeben wird.
Der Steuerschaltkreis 18 spricht auf die Positionssignale der beiden Positionsmelder an und bestimmt in Abhängigkeit von jedem geformten und verteilten Glastropfen den Zeitpunkt des Beginns der Folge von Arbeitsschritten bei jeder Station.
Der Maschinensteuerschaltkreis 18 erhält auch ein Taktsignal von einer Taktsignalquelle 22, welches Taktsignal eine Bezugsgrösse für die zeitliche Steuerung des Maschinenzyklusses und der Folge von Arbeitsschritten ist. Die Zeitsteuerung der Maschine 11 erfolgt auf Grund von Winkelgraden.
Ein voller Maschinenzyklus umfasst 360 . Der Zyklus für jede Station der Maschine umfasst ebenfalls 360 , jedoch sind die Zyklen der Stationen in bezug zum Beginn des Maschinenzyklusses um eine verschiedene Anzal von Graden verschoben, zur Kompensation der verschiedenen Zeiten, zu denen die Abgabe der Glastropfen an die einzelnen Stationen erfolgt. Eine Einrichtung zum Herstellen von Glasartikeln von der in Fig. 1 dargestellten Art ist in der US-PS Nur.4007 028 näher beschrieben.
In Fig. 2 ist das Blockschaltbild einer erfindungsgemässen Einrichtung zum automatischen Herstellen von Glasartikeln dargestellt. Bei der Einrichtung nach dem Stand der Technik, welche in Fig. 1 dargestellt ist, ist der Motor 14 zum Antrieb des Tropfenverteilers der Nullphasenmotor, wobei die Phasenanpassung der Motoren für den Tropfenspeiser, die Tropfenausstossvorrichtung und den Tropfenbeförderer bei Betriebsbeginn der Einrichtung von Hand vorgenommen wird. Das heisst, die zeitliche Steuerung der einzelnen Stationen wird durch die Position des Tropfenverteilers bestimmt. Bei der Einrichtung nach Fig. 2 bestimmt der Antriebsmotor der Glasformmaschine 31 die Nullphase und die Phase der Motoren für den Tropfenspeiser, die Tropfenausstossvorrichtung und den Tropfenförderer sind auf die Arbeitsphase des Motors der Glasformmaschine 31 abgestimmt.
Das heisst, der Tropfenverteiler wird in Abhängigkeit von der festen zeitlichen Steuerung der Stationen gesteuert, wobei, wenn erforderlich, die Position des Tropfenverteilers in bezug zu den Stationen durch Bestimmung des Zeitpunkts der Tropfenabgabe an die Stationen korrigiert wird. Dadurch lässt sich der Maschinenzyklus genauer steuern.
Wie die Einrichtung nach Fig. 1 hat auch die Einrichtung nach Fig. 2 eine Glasformmaschine 31 mit mehreren Stationen (nicht dargestellt), welche Tropfen aus geschmolzenem Glas von einem Tropfenverteiler 32 erhalten, der die Tropfen von einem Tropfenspeiser 33 erhält. Der Verteiler 32 und der Speiser 33 werden von Motoren 34 bzw. 35 mechanisch angetrieben, welche an eine Stromquelle in Form eines Wechselrichters 36 mit variabler Frequenz angeschlossen sind. Jede Glasformstation ist mit einem Ventilbock versehen, welche Ventilblöcke mit der Hinweiszahl 37 bezeichnet sind. Jeder Ventilblock ist mit glasformenden Mitteln in der zugeordneten Station verbunden um diese zum Formen eines Glasartikels aus dem vom Verteiler 32 abgegebenen Glastropfen zu steuern.
Die Ventile in den Ventilblöcken werden durch Solenoide betätigt, die durch einen Maschinensteuerschaltkreis 38 entsprechend einer vorbestimmten Folge von Arbeitsschritten und von einem Zeitgeberkreis 39 erzeugten Taktsignalen gesteuert werden.
Der Steuerschaltkreis 38 erhält von einer Informationsquelle (nicht dargestellt) Informationen über die auszuführende Folge der Arbeitsschritte und den zeitlichen Intervallen zwischen diesen Schritten. Der Zeitgeberkreis 39 erzeugt die Taktsignale in Abhängigkeit von der Frequenz des Wechselrichters 36. Da die Geschwindigkeit der Motoren 34 und 35 proportional der Wechselrichterfrequenz ist, ist die Abgabe der Tropfen durch den Tropfenspeiser 33 und die Verteilung der Tropfen durch den Tropfenverteiler 32 mit den Taktsignalen des Zeitgeberkreises 39 synchronisiert. Das heisst, die Verteilung der Glastropfen auf die einzelnen Stationen erfolgt synchron mit den Taktsignalen.
Diese Taktsignale enthalten jedoch nur die Information über die Geschwindigkeit der Tropfenverteilung und werden als zeitliche Bezugsgrössen für die Arbeitsschrittfolge des Maschinenzyklus verwendet, ähnlich wie die Taktsignale des Zeitgebers 22 in Fig.
1. Da die Einrichtung nach Fig. 2 im Gegensatz zur Einrichtung nach Fig. 1 keinen Positionsmelder besitzt, erhält der Steuerschaltkreis 38 keine Information über den Zeitpunkt der Verteilung der Tropfen während des Tropfenspeisezyklusses. Als Ersatz dafür liefert der Zeitgeberkreis 39 ein Rücksetzsignal an den Steuerschaltkreis 38, welches den Beginn des Maschinenzyklusses bewirkt. Die Tätigkeit des Tropfenspeisers 33 und des Tropfenverteilers 32 wird so auf das Rücksetzsignal abgestimmt, dass die Tropfen zu den richtigen Zeitpunkten des Maschinenzyklusses an die einzelnen Stationen abgegeben werden.
Die Einrichtung nach Fig. 2 hat einen Tropfenfühler 41, der ein Signal erzeugt, wenn ein Glastropfen an die Glasform einer Station abgegeben wird. Auf dieses Signal spricht ein Fühlerschaltkreis 42 an, der ein Signal an den Steuerschaltkreis 38 liefert, welches bewirkt, dass der Steuerkreis 38 den Arbeitszyklus der Station an den Zeitpunkt des Vorhandenseins eines Tropfens anpasst. Die Arbeitszyklen der Stationen der Glasformmaschine 31 der Einrichtung nach Fig. 2 sind somit auf den Zeitpunkt des tatsächlichen Vorhandenseins eines Tropfens abgestimmt und nicht wie bei der Einrichtung nach Fig. 1 auf die Drehstellung des Tropfenverteilers. Der Tropfenfühler 41 und der Fühlerschaltkreis 42 sind in der US-Patentschrift Nr. 4 162909 genauer beschrieben.
Fig. 3 zeigt das Blockschaltbild des Zeitgeberkreises 39 der Fig. 2. Der Ausgang des Wechselrichters 36 der Fig. 2 ist über eine Eingangsleitung 51 mit dem Zeitgeberkreis 39 verbunden, welcher an eine Ausgangsleitung 52 Taktimpulse und an eine Ausgangsleitung 53 Rücksetzimpulse liefert, deren Impulsfrequenz von der Wechselrichterfrequenz abhängt. Das Wechselrichtersignal mit der Frequenz F (EIN) wird in einem Frequenzteiler 54 mit dem Teilerfaktor M in ein Signal mit der Frequenz F (EIN)/M umgesetzt. Dieses Signal ist das eine Eingangssignal eines Phasendetektors 55, der Teil einer phasenstarren Schleife 56 ist. Die Ausgangsleitung 52 ist die Ausgangsleitung der phasenstarren Schleife 56 und liefert die Taktimpulse mit der Impulsfrequenz F (AUS).
Die Leitung 52 ist mit dem Eingang eines zweiten Frequenzteilers 7 mit dem Teilerfaktor N verbunden, der ein Signal mit der Frequenz F (AUS/N) liefert.
Dieses Signal ist das andere Eingangssignal des Phasendetektors 55. Der Phasendetektor vergleicht die Frequenzen F(EIN)/M und F(AUS)/N der beiden Eingangssignale und erzeugt ein Fehlersignal, wenn die beiden Frequenzen verschieden sind. Das Fehlersignal wird durch ein ausserhalb der Schleife 56 liegendes Tiefpassfilter 58 gefiltert und dann in einem in der phasenstarren Schleife liegenden Fehlerverstärker 59 verstärkt, bevor es einem ebenfalls in der Schleife 56 liegenden spannungsgesteuerten Oszillator 61 zugeführt wird. Dadurch gleicht die phasenstarre Schleife das Fehlersignal auf Null ab, so dass der Schleifenkreis auf der Frequenz F(AUS) = N. F(EIN)/M gehalten wird.
Die Ausgangsleitung 52 ist auch mit einem dritten Frequenzteiler 62 mit dem Teilerfaktor 360 verbunden, welcher die Rücksetzimpulse auf der Leitung 53 erzeugt. Die zeitliche Steuerung der Glasformmaschine 31 beruht auf einem vollen Zyklus von 360 , der durch 360 Taktimpulse gegeben ist.
Dadurch bestimmen die Rücksetzimpulse auf der Leitung 53 das Ende uns den Beginn Beginvonaufeinndeffolgenden Maschi- nenzyklen.
Die Elemente des Zeitgeberkreises nach Fig. 3 sind im Handel erhältlich oder können aus bekannten Bauteilen aufgebaut werden. Als Frequenzteiler 54 und 57 können die voreinstellbaren Frequenzteiler CD 4018A, als Frequenzteiler 62 kann der Frequenzteiler CD 4059A und als Schleife 56 kann die Schleife CD 4046A, alle hergestellt von RCA, verwendet werden.
In Fig. 4 ist das Blockschaltbild eines anderen Zeitgeberkreises zum Liefern der Taktsignale und der Rücksetzsignale an den Maschinensteuerkreis dargestellt. Ein linearer spannungsgeteuerter Oszillator (LSO) 71 erzeugt ein Bezugssignal mit einer Frequenz F (LSO), die 60mal grösser ist als die Frequenz des Wechselrichters, der die Motoren für den Tropfenspeiser und den Tropfenverteiler antreibt. Dieses Bezugssignal wird einem Frequenzteiler 72 mit dem Teilerfaktor 10 zugeführt. Der Frequenzteiler 72 erzeugt als Ausgangssignal Impulse mit einer Impulsbreite, die etwa gleich zwei Perioden des Eingangssignals ist. Diese Impulse werden einem monostabilen Multivibrator 73 zugeführt, der Impulse erzeugt, deren Breite etwa gleich der Breite der vom Oszillator 71 erzeugten Impulse ist.
Der Multivibrator 73 reduziert die Breite der vom Frequenzteiler 72 erzeugten Impulse, so dass der Eingangskreis eines dem Multivibrator 73 nachgeschalteten Wechselrichters 74 nicht überlastet wird. Der Wechselrichter 74 liefert an eine Leitung 75 Wechselstrom mit einer Frequenz F (EIN) zum Antrieb der Motoren des Tropfenspeisers und des Tropfenverteilers. Der Wechselrichter 74 arbeitet als dreiphasiger Vollweggleichrichter, so dass die Frequenz F (EIN) gleich der Frequenz des Eingangssignals des Wechselrichters 74 geteilt durch sechs ist. Dadurch erhalten die Motoren des Tropfenspeisers und des Tropfenverteilers Wechselstrom mit der Frequenz F (EIN)= F (LSO)/60. Zwischen dem Multivibrator 73 und dem Wechselrichter 74 kann ein Pufferkreis (nicht dargestellt) vorgesehen sein zum Verknüpfen von logischen Spannungspegeln mit den Spannungspegeln des Wechselrichtersteuersignals.
Der Ausgang des Oszillators 71 ist auch mit einem zweiten Frequenzteiler 76 mit dem Teilerfaktor P verbunden. Der Ausgang des Frequenzteilers 76 ist mit einem monostabilen Multivibrator 77 verbunden, der zum Formen der Ausgangsimpulse des Frequenzteilers 76 dient. Ein weiterer monostabilder Multivibrator 78 reguliet die Breite der Taktimpulse mit der Frequenz F (AUS)= F(LSO)/P, die auf der Leitung 79 auftreten. Diese Taktimpulse werden dem Maschinensteuerkreis als Bezugsgrössen für die zeitliche Steuerung des Maschinenzyklusses zugeführt.
Da der Multivibrator 78 bei der hinteren Flanke eines 1 Impulses triggert, kann zwischen den Multivibratoren 77 und 78 ein Inverter (nicht dargestellt) notwendig sein, um die Ausgangsimpulse des Oszillators 71 und die Taktimpulse auf der Leitung 79 in Phase zu halten. Mit der Leitung 79 kann ein Pufferkreis (nicht dargestellt) als Signalpegel Interface verbunden sein.
Die Taktimpulsleitung 79 ist auch mit dem Eingang eines dritten Frequenzteilers 81 mit dem Teilerfaktor sechs verbunden. Der Frequenzteiler 81 ist mit einem vierten Frequenzteiler 82 mit dem Teilerfaktor 10 verbunden. Der Frequenzteiler 82 ist mit einem fünften Frequenzteiler 82 mit dem Teilerfaktor sechs verbunden. Die Frequenzteiler 81, 82 und 83 liefern zusammen an einen monostabilen Multivibrator 84 ein Signal mit einer Frequenz F (AUS/360. Der Multivibrator 84 dient zum Formen der Ausgangsimpulse des Frequenzteilers 83. Ein weiterer monostabiler Multivibrator 85 dient zum Einstellen der Breite der Rücksetzimpulse mit der Frequenz F (AUS/360, die auf der Leitung 86 auftreten.
Wie bereits erwähnt, beruht die Steuerung der Maschine auf einem vollen Zyklus von 360 , der durch 360 Taktimpulse gegeben ist. Das heisst, die Rücksetzimpulse auf der Leitung 86 bestimmen das Ende und den Beginn der aufeinanderfolgenden Maschinenzyklen. Da der Multivibrator 85 bei der hinteren Flanke eines 1 Impulses triggert, kann zwischen den Multivibratoren 84 und 85 ein Inverter (nicht dargestellt) notwendig sein, um die Taktimpulse auf der Leitung 79 und die Rücksetzimpulse auf der Leitung 86 in Phase zu halten.
Mit der Leitung 86 kann ein Pufferkreis (nicht dargestelt) als Signalpegel-Interface verbunden sein.
Die in Fig. 4 dargestellten Elemente sind im Handel als integrierte Schaltungen erhältlich oder können aus bekannten Bauteilen aufgebaut werden. Beispielsweise umfasst der im Handel erhältliche Zeitbasisschaltkreis MC 14566 einen 1 zu 10 Zähler, einen 1 zu 6 Zähler und einen monostabilen Multivibrator. Daher kann ein MC 14566 als Frequenzteiler 72 und 81 sowie Multivibrator 77 verwendet werden und ein anderer MC 14566 als Frequenzteiler 82 und 83 sowie Multivibrator 84. Der Frequenzteiler 76 kann ein programmierbarer l/N Zähler MC 14569 sein. Der Multivibrator 73 kann ein monostabiler Multivibrator MC 14538 und die monostabilen Multivibratoren 78 und 85 können Zeitgeber NE 555 sein, die als monostabile Multivibratoren geschaltet sind. Die MC Elemente werden von der Motorola Inc., und der NE 555 Zeitgeber von Signetics hergestellt.
Fig. 5 zeigt eine Tabelle der zeitbestimmenden Grössen für verschiedene Wechselrichterfrequenzen und verschieden viele Glasformstationen. Die Wechselrichterausgangsfrequenz ist von 20 bis 100 Hz einstellbar. Der Antriebsmotor 35 ist über ein Getriebe derart mit dem Tropfenspeiser 33 verbunden, dass dieser pro 48 Perioden der Wechselrichterfrequenz einen Glastropfen durch Schneiden einer flüssigen Glasmasse mittels Scheren bildet, und diesen an eine Maschine mit sechs Stationen liefert. Die Anzahl der Schnitte pro Minute ist bestimmt durch Multiplikation der Wechselrichterfrequenz in Hz mit 60 Sekunden pro Minute und dividiert durch 48 Perioden pro Schnitt. In der Tabelle der Fig. 5 sind verschiedene Wechselrichterfrequenzen angegeben.
Die IS Maschinenzyklen oder Umdrehungen pro Minute werden durch Teilen der Schnitte pro Minute durch die Anzahl Stationen, im vorliegenden Fall sechs, erhalten. Die Übersetzung des Getriebes, welches den Tropfenspeiser antreibt, ist entsprechend der Anzahl Stationen so gewählt, dass bei einer bestimmten Wechselrichterfrequenz immer der gleiche Wert für die Umdrehungen pro Minute erhalten wird. Wie in der Tabelle angegeben, ist eine Maschine mit acht Stationen mit einem Getriebe für 36 Perioden pro Schnitt und eine Maschine mit 10 Stationen mit einem Getriebe für 28,8 Perioden pro Schnitt ausgerüstet.
Die Frequenz des Ausgangssignals des Zeitgeberkreises 39 in Fig. 3 muss 360 Impulse pro Maschinenzyklus oder Maschinenumdrehungen sein. Bei einer Wechselrichterfrequenz von 24 Hz sind dies 5 Umdrehungen pro Minute, d.h.
es werden total fünfmal 360 Impulse pro Minute benötigt, was einer Frequenz von 30 Hz entspricht. Der Wert von N/M ist 1,25. D.h. im Blockschaltbild der Fig. 3 kann N fünf und M vier sein.
Die Frequenz des vom Kreis nach Fig. 4 erzeugten Taktimpulssignals muss 360 Impulse pro Maschinenzyklus sein.
Wenn der Wechselrichter dreiphasigen Wechselstrom erzeugt, ist die Eingangsfrequenz sechsmal grösser als die Ausgangsfrequenz, da sechs Steuerimpulse, einer für jede halbe Periode, notwendig sind. Wenn die Frequenz des Oszillators 711440 Hz ist, ist die Wechselrichterfrequenz 24 Hz und die Anzahl der Maschinenumdrehungen ist fünf, so dass total fünfmal 360 Impulse pro Minute benötigt werden, was einer Frequenz von 30 Hz entspricht. Wenn somit F(AUS) gleich 30 Hz ist, muss der Wert von P 48 sein, da F(AUS) = F(LSO)P = 1440/48 = 30 Hz.
Kurz gesagt, betrifft die vorliegende Erfindung eine Einrichtung zum Herstellen von Glasartikeln mit einer Schaltungsanordnung zum Liefern von Kraftstrom und Taktsignalen an eine Maschine zum Herstellen der Glasartikel.
Die Einrichtung hat Mittel zum Formen von Tropfen aus geschmolzenem Glas und zum Verteilen dieser Tropfen mit vorbestimmter Geschwindigkeit an die einzelnen Stationen der Maschine, Mittel zum Erzeugen des Kraftwechselstroms mit einer bestimmten, wählbaren Frequenz und von Taktsignalen mit einer der gewählten Frequenz proportionalen Frequenz, vom Wechselstrom antreibbare Antriebsmittel zum Antreiben der Mittel zum Formen und Verteilen der Glastropfen mit vorbestimmter Geschwindigkeit und einen auf die Taktsignale ansprechenden Steuerkreis zum zyklischen Steuern jeder Station der Maschine für das Durchführen einer bestimmten Folge von Arbeitsschritten, um aus den Glastropfen die Glasartikel zu formen.
In der Fig. 6 ist das vereinfachte Blockschaltbild der genannten Schaltungsanordnung zum Erzeugen des Kraftwechselstroms und der Taktsignale dargestellt, welche Anordnung eine Kraftstrom- und Frequenzbezugssignalquelle 91 sowie einen auf das Frequenzbezugssignal ansprechenden Schaltkreis zum Erzeugen der Taktsignale umfasst.
Die Quelle 91 liefert den Kraftstrom an die Antriebsmittel 92 zum Antrieb der nicht dargestellten Mittel zum Bilden und Verteilen der Glastropfen und das Frequenzbezugssignal an einen die Taktsignale erzeugenden Schaltkreis. Bei einem Ausführungsbeispiel, siehe Fig. 4, hat die Kraftstrom- und Frequenzbezugssignalquelle den Oszillator 71 zum Erzeugen der Frequenzbezugssignale, Frequenzteiler, die vom Frequenzbezugssignal ein Steuersignal ableiten, dessen Frequenz gleich der Frequenz des Frequenzbezugssignals, geteilt durch einen Faktor ist und den durch das Steuersignal gesteuerten Wechselrichter 74 zum Erzeugen des Kraftstroms mit der gewählten Frequenz. Bei einem anderen Ausführungsbeispiel, siehe Fig. 3, umfasst die Kraftstrom- und Frequenzbezugssignalquelle einen Wechselrichter zum Erzeugen des Kraftstroms mit der gewählten Frequenz.
Bei diesem Ausführungsbeispiel dient der Kraftstrom auch als Frequenzbezugssignal, welches dem Schaltkreis zur Erzeugung der Taktsignale zugeführt wird.
Der Schaltkreis zum Erzeugen der Taktsignale umfasst einen Frequenzteiler 93 zum Erzeugen von Taktimpulsen, welche im Maschinensteuerschaltkreis als Bezugsgrössen zur zeitlichen Steuerung des Maschinenzyklusses dienen, der durch 360 Taktimpulse gegeben ist. Es können jedoch auch mehr oder weniger Taktimpulse zum Festlegen des Maschinenzyklusses verwendet werden.
Der Schaltkreis zum Erzeugen der Taktimpulse umfasst auch einen Frequenzteiler 94 zum Erzeugen von Rücksetzimpulsen mit einer Frequenz, die gleich einem Impuls pro Maschienzyklus ist.
Der Schaltkreis zum Erzeugen der Taktimpulse umfasst auch einen Frequenzteiler 94 zum Erzeugen von Rücksetzimpulsen mit einer Frequenz von einem Impuls pro Maschinenzyklus.
Bei einem Ausführungsbeispiel, siehe Fig. 4, umfasst der Schaltkreis zum Erzeugen der Taktimpulse einen ersten Frequenzteiler, der auf das Frequenzbezugssignal anspricht und ein Taktsignal mit einer Frequenz ableitet, die gleich der Frequenz des Bezugssignals, geteilt durch einen ersten Faktor P ist. Ein zweiter Frequenzteiler leitet vom Taktsignal ein Rücksetztaktsignal mit einer Frequenz ab, die gleich der Frequenz des Taktsignals, geteilt durch einen zweiten Faktor 360 ist.
Bei einem anderen Ausführungsbeispiel, siehe Fig. 3, umfasst der Schaltkreis zum Erzeugen der Taktsignale einen ersten Frequenzteiler, der vom zum Antrieb der Antriebsmittel dienenden Wechselstrom ein erstes Eingangssignal mit einer Frequenz gleich der Frequenz des Wechselstroms, geteilt durch einen ersten Faktor M ableitet, einen zweiten Frequenzteiler, der aus dem Taktsignal ein zweites Eingangssignal mit der Frequenz gleich der Frequenz des Taktsignals, geteilt durch einen zweiten Faktor N ableitet und eine phasenstarre Schleife, die aus dem ersten und zweiten Eingangssignal das Taktsignal mit einer Frequenz gleich der Frequenz des Antriebswechselstroms, geteilt durch den ersten Faktor und multipliziert mit dem zweiten Faktor ableitet.
Ein dritter Frequenzteiler leitet aus dem Taktsignal ein Rücksetzsignal mit einer Frequenz gleich der Frequenz des Taktsignals, geteilt durch einen dritten Faktor ab.
Die Schaltkreise nach den Fig. 3 und 4 können auch zu einem einzigen Taktimpulsgenerator kombiniert werden, wenn gewünscht wird, die Antriebsmittel wahlweise von einer von zwei oder mehreren Stromquellen antreiben zu können. Beispielsweise kann für den normalen Betrieb der Wechselstrom von einem Wechselrichter und für den Notbetrieb von einem Varidyn geliefert werden. In Fig. 3 ist dann die Leitung 51 mit den Antriebsmitteln verbunden. Der Frequenzteiler 54 ist durch ein Filter ersetzt oder auf den Teilerfaktor Eins eingestellt, so dass das Signal mit der Frequenz F(EIN)/M die gleiche Frequenz hat wie der Wechselstrom.
Der Frequenzteiler 57 ist auf einen Teilerfaktor 60 eingestellt, so dass das Ausgangssignal auf der Leitung 52 eine Frequenz von F(AUS) = N F(EIN)/M = 60.F(EIN) hat. Der Frequenzteiler 62 wird nicht verwendet.
In Fig. 4 werden der Oszillator 71, der Frequenzteiler 72, der Multivibrator 73 und der Wechselrichter 74 nicht verwendet. Die Leitung 52 des modifizieren Schaltkreises nach Fig. 3 ist mit dem Eingang des Frequenzteilers 76 mit dem Teilerfaktor P verbunden. Wenn der Faktor P gleich 48 ist, besteht zwischen der Frequenz des Antriebswechselstroms F(EIN) in Fig. 3 und der Frequenz der Taktimpulse F(AUS) in Fig. 4 die Beziehung F(AUS) = 60 F(EIN)/48 = 1,25 F (EIN), wodurch die richtige Beziehung zwischen der Geschwindigkeit der Antriebsmittel und der Zeitsteuerung der Maschine aufrechterhalten wird.
Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt, beispielsweise kann anstelle eines Wechselrichters eine beliebige andere ein- oder mehrphasige Stromquelle zum Antrieb von Motoren und Impulsgeneratoren verwendet werden. Wenn es nicht erwünscht ist, die Maschine als Bezug für die Nullphase zu verwenden, können Mittel zum momentanen Ändern des Verhältnisses von 1,25 zwischen der Frequenz der Stromquelle und der Taktimpulsfrequenz vorgesehen sein um die Arbeitsphase der Maschine in bezug aufjeden Tropfenspeiser oder Tropfenverteiler nach vorwärts oder rückwärts zu verschieben.
Beispielsweise kann in Fig. 4 der Frequenzteiler 76 für eine wahlweise Abweichung vom normalen Teilerfaktor 48 programmiert sein, wobei durch Betätigung von einem oder mehreren Schaltern die Taktimpulse und die Rücksetzimpulse in bezug zur Wechselstromfrequenz verzögert oder beschleunigt werden können.
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PATENT CLAIMS
1. Device for producing articles made of glass, with means (32,33) for forming drops from molten glass and for distributing the glass drops to the glass molding stations of a glass molding machine (31) at a certain speed, characterized by means (36) for producing Alternating current with a certain selected frequency and clock signals with a frequency proportional to the frequency of the alternating current, drive means (34, 35) which are fed with the alternating current and which drive the means for shaping and distributing the glass drops at the certain speed, and one Control circuit (38) which is responsive to the clock signals and cyclically controls each station of the glass molding machine to carry out a certain sequence of work steps for producing the glass articles from the glass drops.
2. Device according to claim 1, characterized in that the duration of a machine cycle is equal to the time it takes a station of the glass molding machine to produce a glass article and the clock signals comprise a clock pulse signal which has a frequency of 360 pulses per machine cycle.
3. Device according to claim 2, characterized in that the clock signals comprise a reset clock pulse signal having a frequency of one pulse per machine cycle.
4. Device according to claim 1, characterized in that the means for generating alternating current and clock signals comprise an inverter for generating the alternating current with the selected frequency.
5. Device according to claim 1, characterized in that the means for generating the alternating current comprise means responsive to this current for generating the clock signals.
6. Device according to claim 5, characterized in that the means for generating the clock signals comprise a first frequency divider (54) which is responsive to the alternating current and generates a first input signal having a frequency which is equal to the frequency of the alternating current divided by one first factor, a second frequency divider (57) responsive to the clock signals and providing a second input signal having a frequency equal to the frequency of the clock signals divided by a second factor and a phase locked loop (56) responsive to the first and the second input signal responds and generates said clock signals at a frequency that is equal to the frequency of the alternating current, divided by the first factor and multiplied by the second factor.
7. Device according to claim 6, characterized in that the means for generating the clock signals comprise a third frequency divider (62) which is responsive to the clock signals and generates a reset signal having a frequency equal to the frequency of the clock signals divided by a third factor is which reset signal determines the time it takes a glass molding station to mold a glass article.
8. Apparatus according to claim 1, comprising a drop feeder (33) for forming drops from molten glass at a predetermined speed, a drop distributor (32) for distributing the glass drops to the individual stations of the glass molding machine (31) at the determined speed, each station comprising the means for forming the glass articles from the glass drops in the specific sequence of work steps, an inverter for generating alternating current with a specific frequency and a clock pulse generator (39) for generating the clock signals, characterized in that the clock pulse generator comprises a first circuit (54) which derives a first input signal from the alternating current at a frequency which is equal to the frequency of the alternating current, divided by a first factor, a second circuit (57),
which derives from the clock signals a second input signal having a frequency which is equal to the frequency of the clock signals divided by a second factor and comprises a third circuit (55) which derives from the first and second input signals the clock signals whose frequency is equal to the frequency of the AC divided by the first factor and multiplied by the second factor (Fig. 3).
9. Device according to claim 8, characterized in that the first factor is four and the second factor is five.
10. The device according to claim 8, characterized by a fourth circuit (62) which derives from the clock signals reset signals at a frequency which is equal to the frequency of the clock signals divided by a third factor, the control circuit (38) depending on the Reset signals determined the working cycles of the glass molding machine (31).
11. The device according to claim 8, characterized in that the third circuit (55) is arranged in a phase-locked loop (56)
The present invention relates to a device according to the preamble of patent claim 1.
In the known glass molding machine, each individual molding station has a plurality of means for carrying out a specific time sequence of work steps which is necessary for the production of the desired glass article.
These molds are actuated by pneumatic motors that are controlled by a valve block. The valve block is controlled by a rotating control drum.
To manufacture the glass articles, glass is melted and formed into glass drops, which are distributed to the individual stations by a drop distributor. Each station of the IS machine produces glass articles from the drops, which are placed on a warm plate for ejection on a driver conveyor, which conveys the glass articles to a tunnel oven for relaxation and cooling.
The individual stations carry out a certain sequence of work steps, which sequences are out of phase with one another in accordance with the time-dependent delivery of the glass drops to the stations. If one station receives a glass drop from the drop distributor, another station delivers a finished glass article to the conveyor, while the remaining stations carry out various other work steps. Each station can have two glass molds, one of which, the so-called preform, forms a glass drop into an intermediate body, which is then transported into the other mold, the so-called finished mold, and blown into the finished glass article. This means that each station of the glass molding machine is simultaneously producing two glass articles.
The circumference of the control drum is provided with control elements which actuate the pneumatic valves in the valve block in a certain sequence. The control drums of all stations are driven in synchronism with the drop distributor and the conveyor, thereby maintaining a continuous flow of glass drops into the machine and a continuous flow of glass articles on the conveyor.
However, it is difficult to precisely control the means for performing the work steps in the individual stations. The control members are usually arranged in annular grooves on the drum surface and are by
a clamping device, for example a nut, held in position. To adjust a control element, the nut must be loosened, the control element moved in the groove and then the nut tightened again. However, this is undesirable because it is difficult to achieve the required setting accuracy and in addition, inaccuracies can occur due to mechanical wear.
A solution to the timing problem is described in US Pat. No. 3,762,907, in which the valves of the valve block are operated by solenoids that are excitable by an electrical control device. The control device receives clock signals and reset signals from two pulse generators which are driven by a drive shaft of the machine.
Another solution to the timing problem is described in US Pat. No. 4,007,028, in which separate drive motors are used to drive a droplet feeder, the droplet distributor and the entraining conveyor. Each drive motor is fed by a separate inverter, the frequency of which can be adjusted so that the speed of the motors can be changed. Position detectors deliver signals which indicate the positions of the drop feeder and drop distributor to a computer which also receives signals which indicate the actuation of the glass mold. The computer stores the information about the time of actuation of the means and generates control signals for the solenoids for actuating the valves of the valve block depending on the clock signals of a timer.
The object of the present invention is to improve the operation of a glass molding machine.
Another object of the present invention is to simplify the control circuit for controlling a glass molding machine by eliminating a separate clock pulse source.
The device according to the invention is characterized by the features stated in the characterizing part of patent claim 1.
In one embodiment of the invention, the machine cycle is divided into 360 and the work steps of the elements of the individual stations are related to the start of the machine cycle, the sequence of steps of the individual stations being offset from one another by different degrees. The clock pulse generator responds to the frequency of the power source and delivers a timing signal with 360 pulses per machine cycle. This pulse frequency is obtained by dividing the frequency of the current source by a first factor M, applying the signal with the frequency divided by M to the one input of a phase-locked loop, dividing the frequency of the output signal of the loop by the factor N and dividing the signal by the frequency divided by N is fed to the other input of the loop.
The phase-locked loop causes a change in the frequency of the output signal when an error occurs between the frequency divided by M and the frequency divided by N, so that the two input frequencies are the same. As a result, the frequency of the output signal is equal to the frequency of the AC power source divided by the factor N / M, so that if the values for N and M are selected correctly, the output signal consists of 360 pulses per machine cycle for a specific drop supply speed.
In another embodiment of the invention, an oscillator generates a frequency reference signal, the frequency of which is divided to generate a control signal for the inverter, which supplies the current to the drive motor. The frequency of the frequency reference signal is also divided to generate 360 clock pulses per machine cycle. In both embodiments, the pulse frequency of the clock pulse sequence for generating reset pulses, which determine the end and the start of successive machine cycles, is further subdivided.
Exemplary embodiments of the invention are described below with reference to the accompanying drawings. In the drawings:
1 shows the block diagram of a device according to the prior art for producing glass articles,
2 shows the block diagram of a device according to the invention for producing glass articles,
3 shows the block diagram of a timer circuit of the device according to FIG. 2,
4 is a block diagram of another embodiment of the timer circuit.
5 shows a table of the time-determining variables of the device according to FIG. 2, and
6 is a simplified block diagram of the timing circuitry of FIG. 2.
1 shows the block diagram of a device according to the prior art for producing glass articles. In this device, a control circuit controls the actuation of the glass-forming means of a glass-forming machine divided into stations as a function of information about the positions of a glass drop feeder and a glass drop distributor during the various work steps of the machine.
The glass molding machine 11 has a plurality of glass molding stations (not shown) which receive drops of molten glass from the drop distributor 12 which receives the glass drops from the Ciias; drip feeder 13 receives. The drop distributor 12 and the drop feeder 13 are mechanically driven by a motor 14 and a motor 15, respectively. The motors 14 and 15 are fed by a current source in the form of an inverter 16, which supplies an alternating current with a variable frequency. By changing the frequency of the alternating current, the speed at which the glass drops are formed and distributed to the individual glass forming stations of the machine 11 can be controlled. Each station is connected to a valve block 17. Each valve block 17 has valves for actuating the glass-forming means of the associated station.
The valves of the valve block 17 are operated by solenoids which are controlled by a machine control circuit 18. The control circuit 18 determines the chronological sequence of the work steps of the machine 11 in accordance with a predetermined sequence of steps. The control circuit 18 receives information about the sequence of the work steps and the time intervals between these steps from an information source (not shown), for example in the form of control switches or a computer program. Position sensors 19 and 21 are mechanically coupled to the drive motors 14 and 15, which generate signals which indicate the relative positions of the drop distributor 12 and the drop feeder 13. The drop feeder 13 removes a certain amount of molten glass from the forehead of a glass melting furnace.
For this purpose, the engine 15 drives a crankshaft (not shown) which reciprocates a plunger (not shown) for ejecting the molten glass.
The amount of glass is cut by scissors (not shown) to form a glass drop, with the glass drop formed falling into the manifold 12. Since the formation of the glass drops is related to the rotational position of the motor 15, the position indicator 21 provides a signal which indicates when a drop is formed. The droplet distributor 12 is driven by the motor 14 and distributes the droplets in a specific sequence to the stations of the machine 11. Since the distribution of the droplets is related to the rotational position of the motor 14, the position detector 19 generates a signal which indicates which station a drop is dispensed.
The control circuit 18 responds to the position signals of the two position detectors and, depending on each shaped and distributed glass drop, determines the point in time at which the sequence of work steps begins at each station.
The machine control circuit 18 also receives a clock signal from a clock signal source 22, which clock signal is a reference variable for the time control of the machine cycle and the sequence of work steps. The machine 11 is timed based on angular degrees.
A full machine cycle spans 360. The cycle for each station of the machine also includes 360, however the cycles of the stations are shifted by a different number of degrees with respect to the beginning of the machine cycle to compensate for the different times at which the glass drops are delivered to the individual stations. A device for producing glass articles of the type shown in Fig. 1 is described in more detail in US Pat. No. 4007 028.
2 shows the block diagram of a device according to the invention for the automatic production of glass articles. In the device according to the prior art, which is shown in FIG. 1, the motor 14 for driving the drop distributor is the zero-phase motor, the phase adjustment of the motors for the drop feeder, the drop ejection device and the drop conveyor being carried out manually when the device starts operating . This means that the timing of the individual stations is determined by the position of the drop distributor. In the device according to FIG. 2, the drive motor of the glass molding machine 31 determines the zero phase and the phase of the motors for the drop feeder, the drop ejection device and the drop conveyor are matched to the working phase of the motor of the glass molding machine 31.
That is, the drop distributor is controlled in dependence on the fixed timing of the stations, the position of the drop distributor in relation to the stations being corrected, if necessary, by determining the time at which the drops are delivered to the stations. This enables the machine cycle to be controlled more precisely.
Like the device according to FIG. 1, the device according to FIG. 2 also has a glass molding machine 31 with several stations (not shown) which receive drops of molten glass from a drop distributor 32 which receives the drops from a drop feeder 33. The distributor 32 and the feeder 33 are mechanically driven by motors 34 and 35, respectively, which are connected to a power source in the form of an inverter 36 with a variable frequency. Each glass forming station is provided with a valve block, which valve blocks are marked with the reference number 37. Each valve block is connected to glass forming means in the associated station to control them to form a glass article from the glass drop dispensed by manifold 32.
The valves in the valve blocks are operated by solenoids that are controlled by a machine control circuit 38 in accordance with a predetermined sequence of operations and clock signals generated by a timing circuit 39.
The control circuit 38 receives information from a source of information (not shown) about the sequence of the work steps to be carried out and the time intervals between these steps. The timing circuit 39 generates the clock signals as a function of the frequency of the inverter 36. Since the speed of the motors 34 and 35 is proportional to the frequency of the inverter, the droplet output by the droplet feeder 33 and the distribution of the droplets by the droplet distributor 32 with the clock signals Timing circuit 39 synchronized. This means that the glass drops are distributed to the individual stations in synchronism with the clock signals.
However, these clock signals only contain the information about the speed of the drop distribution and are used as time reference values for the sequence of work steps of the machine cycle, similar to the clock signals of the timer 22 in FIG.
1. Since the device according to FIG. 2, in contrast to the device according to FIG. 1, has no position indicator, the control circuit 38 receives no information about the time at which the drops were distributed during the drop feeding cycle. As a substitute for this, the timer circuit 39 supplies a reset signal to the control circuit 38, which causes the machine cycle to begin. The activity of the droplet feeder 33 and the droplet distributor 32 is matched to the reset signal in such a way that the droplets are delivered to the individual stations at the correct times in the machine cycle.
The device of FIG. 2 has a drop sensor 41 which generates a signal when a drop of glass is delivered to the glass mold of a station. A sensor circuit 42 is responsive to this signal and provides a signal to the control circuit 38 which causes the control circuit 38 to adjust the duty cycle of the station to the time of the presence of a drop. The work cycles of the stations of the glass molding machine 31 of the device according to FIG. 2 are thus matched to the time of the actual presence of a drop and not, as in the device according to FIG. The drop sensor 41 and the sensor circuit 42 are described in more detail in U.S. Patent No. 4,162,909.
3 shows the block diagram of the timing circuit 39 of FIG. 2. The output of the inverter 36 of FIG. 2 is connected via an input line 51 to the timing circuit 39, which supplies 52 clock pulses to an output line and 53 reset pulses to an output line, the pulse frequency of which depends on the inverter frequency. The inverter signal with the frequency F (ON) is converted in a frequency divider 54 with the division factor M into a signal with the frequency F (ON) / M. This signal is the one input signal of a phase detector 55, which is part of a phase-locked loop 56. The output line 52 is the output line of the phase-locked loop 56 and supplies the clock pulses with the pulse frequency F (OFF).
The line 52 is connected to the input of a second frequency divider 7 with the divider factor N, which delivers a signal with the frequency F (AUS / N).
This signal is the other input signal of the phase detector 55. The phase detector compares the frequencies F (ON) / M and F (OFF) / N of the two input signals and generates an error signal if the two frequencies are different. The error signal is filtered by a low-pass filter 58 lying outside the loop 56 and then amplified in an error amplifier 59 lying in the phase-locked loop before it is fed to a voltage-controlled oscillator 61 also lying in the loop 56. As a result, the phase-locked loop adjusts the error signal to zero, so that the loop circuit is kept at the frequency F (OFF) = N.F (ON) / M.
The output line 52 is also connected to a third frequency divider 62 with the divider factor 360, which generates the reset pulses on the line 53. The timing of the glass molding machine 31 is based on a full cycle of 360, which is given by 360 clock pulses.
As a result, the reset pulses on line 53 determine the end and the beginning of successive machine cycles.
3 are commercially available or can be constructed from known components. Presettable frequency dividers CD 4018A can be used as frequency dividers 54 and 57, frequency divider CD 4059A can be used as frequency divider 62 and loop CD 4046A, all manufactured by RCA, can be used as loop 56.
FIG. 4 shows the block diagram of another timer circuit for supplying the clock signals and the reset signals to the machine control circuit. A linear voltage controlled oscillator (LSO) 71 generates a reference signal with a frequency F (LSO) which is 60 times higher than the frequency of the inverter which drives the motors for the drop feeder and the drop distributor. This reference signal is fed to a frequency divider 72 with the divider factor 10. The frequency divider 72 generates as an output signal pulses with a pulse width that is approximately equal to two periods of the input signal. These pulses are fed to a monostable multivibrator 73, which generates pulses whose width is approximately equal to the width of the pulses generated by the oscillator 71.
The multivibrator 73 reduces the width of the pulses generated by the frequency divider 72, so that the input circuit of an inverter 74 connected downstream of the multivibrator 73 is not overloaded. The inverter 74 supplies alternating current to a line 75 with a frequency F (ON) for driving the motors of the drop feeder and the drop distributor. The inverter 74 operates as a three-phase full wave rectifier so that the frequency F (ON) is equal to the frequency of the input signal of the inverter 74 divided by six. The motors of the drop feeder and the drop distributor receive alternating current with the frequency F (ON) = F (LSO) / 60. A buffer circuit (not shown) can be provided between the multivibrator 73 and the inverter 74 for linking logic voltage levels with the voltage levels of the inverter control signal.
The output of the oscillator 71 is also connected to a second frequency divider 76 with the divider factor P. The output of the frequency divider 76 is connected to a monostable multivibrator 77, which is used to shape the output pulses of the frequency divider 76. Another monostable multivibrator 78 regulates the width of the clock pulses with the frequency F (AUS) = F (LSO) / P that occur on line 79. These clock pulses are fed to the machine control circuit as reference values for the time control of the machine cycle.
Since multivibrator 78 triggers on the trailing edge of a 1 pulse, an inverter (not shown) between multivibrators 77 and 78 may be required to keep the output pulses of oscillator 71 and the clock pulses on line 79 in phase. A buffer circuit (not shown) can be connected to line 79 as a signal level interface.
The clock pulse line 79 is also connected to the input of a third frequency divider 81 with the divider factor six. The frequency divider 81 is connected to a fourth frequency divider 82 with the divider factor 10. The frequency divider 82 is connected to a fifth frequency divider 82 with the divider factor six. The frequency dividers 81, 82 and 83 together provide a signal with a frequency F (OFF / 360) to a monostable multivibrator 84. The multivibrator 84 is used to shape the output pulses of the frequency divider 83. Another monostable multivibrator 85 is also used to set the width of the reset pulses the frequency F (AUS / 360 that occur on line 86.
As already mentioned, the control of the machine is based on a full cycle of 360, which is given by 360 clock pulses. That is, the reset pulses on line 86 determine the end and start of the successive machine cycles. Because multivibrator 85 triggers on the trailing edge of a 1 pulse, an inverter (not shown) between multivibrators 84 and 85 may be necessary to keep the clock pulses on line 79 and the reset pulses on line 86 in phase.
A buffer circuit (not shown) can be connected to line 86 as a signal level interface.
The elements shown in Fig. 4 are commercially available as integrated circuits or can be constructed from known components. For example, the commercially available MC 14566 timebase circuit includes a 1 to 10 counter, a 1 to 6 counter, and a monostable multivibrator. Therefore, one MC 14566 can be used as frequency divider 72 and 81 and multivibrator 77 and another MC 14566 as frequency divider 82 and 83 and multivibrator 84. Frequency divider 76 can be a programmable MC 14569 I / N counter. The multivibrator 73 can be a monostable multivibrator MC 14538 and the monostable multivibrators 78 and 85 can be timers NE 555, which are connected as monostable multivibrators. The MC elements are manufactured by Motorola Inc. and the NE 555 timer from Signetics.
5 shows a table of the time-determining variables for different inverter frequencies and different numbers of glass forming stations. The inverter output frequency is adjustable from 20 to 100 Hz. The drive motor 35 is connected via a gearbox to the drop feeder 33 in such a way that it forms a glass drop per 48 periods of the inverter frequency by cutting a liquid glass mass by means of scissors and delivers it to a machine with six stations. The number of cuts per minute is determined by multiplying the inverter frequency in Hz by 60 seconds per minute and dividing it by 48 periods per cut. Various inverter frequencies are given in the table in FIG. 5.
The IS machine cycles or revolutions per minute are obtained by dividing the cuts per minute by the number of stations, in the present case six. The gear ratio that drives the drop feeder is selected according to the number of stations so that the same value for the revolutions per minute is always obtained at a certain inverter frequency. As indicated in the table, an eight station machine is equipped with a gear for 36 periods per cut and a machine with 10 stations is equipped with a gear for 28.8 periods per cut.
The frequency of the output signal of the timing circuit 39 in Fig. 3 must be 360 pulses per machine cycle or machine revolutions. At an inverter frequency of 24 Hz, this is 5 revolutions per minute, i.e.
a total of five times 360 pulses per minute are required, which corresponds to a frequency of 30 Hz. The value of N / M is 1.25. I.e. 3, N can be five and M four.
The frequency of the clock pulse signal generated by the circuit according to FIG. 4 must be 360 pulses per machine cycle.
If the inverter generates three-phase alternating current, the input frequency is six times higher than the output frequency, since six control pulses, one for every half period, are necessary. When the frequency of the oscillator is 711440 Hz, the inverter frequency is 24 Hz and the number of machine revolutions is five, so a total of five times 360 pulses per minute are required, which corresponds to a frequency of 30 Hz. So if F (AUS) is 30 Hz, the value of P must be 48 because F (AUS) = F (LSO) P = 1440/48 = 30 Hz.
Briefly stated, the present invention relates to a device for producing glass articles with a circuit arrangement for supplying power current and clock signals to a machine for producing the glass articles.
The device has means for forming droplets of molten glass and for distributing these droplets to the individual stations of the machine at a predetermined speed, means for generating the alternating current with a specific, selectable frequency and clock signals with a frequency proportional to the selected frequency, from the alternating current drivable drive means for driving the means for shaping and distributing the glass drops at a predetermined speed and a control circuit responsive to the clock signals for cyclically controlling each station of the machine for carrying out a certain sequence of operations in order to form the glass articles from the glass drops.
6 shows the simplified block diagram of the aforementioned circuit arrangement for generating the alternating current and the clock signals, which arrangement comprises a power current and frequency reference signal source 91 and a circuit responsive to the frequency reference signal for generating the clock signals.
The source 91 supplies the power current to the drive means 92 for driving the means (not shown) for forming and distributing the glass drops and the frequency reference signal to a circuit generating the clock signals. In one embodiment, see Fig. 4, the power and frequency reference signal source has the oscillator 71 for generating the frequency reference signals, frequency dividers that derive a control signal from the frequency reference signal, the frequency of which is equal to the frequency of the frequency reference signal divided by a factor and by the control signal controlled inverter 74 for generating the power current with the selected frequency. In another embodiment, see FIG. 3, the power current and frequency reference signal source comprises an inverter for generating the power current with the selected frequency.
In this embodiment, the power current also serves as a frequency reference signal, which is fed to the circuit for generating the clock signals.
The circuit for generating the clock signals comprises a frequency divider 93 for generating clock pulses, which serve in the machine control circuit as reference variables for timing the machine cycle, which is given by 360 clock pulses. However, more or fewer clock pulses can also be used to set the machine cycle.
The clock pulse generating circuit also includes a frequency divider 94 for generating reset pulses having a frequency equal to one pulse per machine cycle.
The clock pulse generating circuit also includes a frequency divider 94 for generating reset pulses at a frequency of one pulse per machine cycle.
In one embodiment, see FIG. 4, the clock pulse generating circuit includes a first frequency divider that is responsive to the frequency reference signal and derives a clock signal at a frequency equal to the frequency of the reference signal divided by a first factor P. A second frequency divider derives from the clock signal a reset clock signal with a frequency that is equal to the frequency of the clock signal divided by a second factor 360.
In another exemplary embodiment, see FIG. 3, the circuit for generating the clock signals comprises a first frequency divider, which derives a first input signal with a frequency equal to the frequency of the alternating current divided by a first factor M from the alternating current used to drive the drive means second frequency divider, which derives from the clock signal a second input signal with the frequency equal to the frequency of the clock signal divided by a second factor N and a phase-locked loop which divides the clock signal with a frequency equal to the frequency of the drive alternating current from the first and second input signals by the first factor and multiplied by the second factor.
A third frequency divider derives from the clock signal a reset signal with a frequency equal to the frequency of the clock signal divided by a third factor.
3 and 4 can also be combined into a single clock pulse generator if it is desired to be able to drive the drive means selectively from one of two or more current sources. For example, the alternating current can be supplied by an inverter for normal operation and by a Varidyn for emergency operation. In Fig. 3, the line 51 is then connected to the drive means. The frequency divider 54 is replaced by a filter or set to the divider factor one, so that the signal with the frequency F (ON) / M has the same frequency as the alternating current.
The frequency divider 57 is set to a divider factor 60 so that the output signal on line 52 has a frequency of F (OFF) = N F (ON) / M = 60.F (ON). The frequency divider 62 is not used.
4, the oscillator 71, the frequency divider 72, the multivibrator 73 and the inverter 74 are not used. The line 52 of the modified circuit according to FIG. 3 is connected to the input of the frequency divider 76 with the divider factor P. When the factor P is 48, the frequency of the AC drive current F (ON) in Fig. 3 and the frequency of the clock pulses F (OFF) in Fig. 4 are F (OFF) = 60 F (ON) / 48 = 1.25 F (ON), which maintains the correct relationship between the speed of the drive means and the timing of the machine.
The invention is not limited to the exemplary embodiments described, for example any other single-phase or multi-phase current source can be used to drive motors and pulse generators instead of an inverter. If it is not desired to use the machine as a reference for the zero phase, means may be provided to momentarily change the ratio of 1.25 between the frequency of the power source and the clock pulse frequency to advance the machine's working phase with respect to each drop feeder or drop distributor or move backwards.
For example, in FIG. 4 the frequency divider 76 can be programmed for an optional deviation from the normal divider factor 48, the clock pulses and the reset pulses being able to be delayed or accelerated with respect to the AC frequency by actuation of one or more switches.