CN101378885A - 制造瓷砖的方法 - Google Patents

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Abstract

一种通过将陶瓷粉末压在配有等压冲头的模具的空腔中制造瓷砖的方法，在连续工作中，该冲头的膜放置在包含在相邻和不连通室中的油上，其特征在于，它包含如下操作：在均匀分布在瓷砖的每个区域中的多个点n上检测压制粉末的密度，该多个点对应于冲头的室；进行在每个区域中的所有点上获取的密度读数的平均值计算；将读取值与所需最佳密度值相比较；如果室中密度的平均值超过，或分别地，低于最佳密度值，则从冲头的每个等压室中除去油，或分别地，将油加入冲头的每个等压室中。

Description

制造瓷砖的方法
技术领域
本发明涉及通过粉末压制和随后在高温下的焙烧制造瓷砖的方法。
背景技术
预定压入模具的空腔中的称为陶瓷粉末的粉末具有大约6％的湿度，一般包含在4％到8％之间。
这些粉末通过配有无底框架、装着粉末、位于模具的空腔之上的料车供应给模具的空腔；模具的下冲头被升高到空腔的上边缘的水平。
冲头随后下降等于要压制的软粉末的厚度的数量使所需数量的粉末落到空腔中，随着料车经过，该粉末被料车本身抹平，以便使上冲头落下。
模具的空腔包含稳固地约束在模具机械装置上的下冲头、和稳固地约束在压机的横杆上的上冲头。
当这些冲头由钢制成时，空腔中粉末的不均匀分布在瓷砖的体内引起不同密度，在接着的焙烧阶段，造成由与不同密度相对应的不同收缩引起的问题。
随着等压模具的引入，人们找到了对这个问题的补救方法，在等压模具中，至少一个冲头由放置在充满膜的封闭室的液体上的弹性膜构成。但是，密度不均匀的消除导致形状缺陷，因为与呈现粉末密度缺陷的区域相对应的瓷砖厚度小于额定厚度，反之亦然。
形状缺陷已经利用与本发明无关(因此本文未引用)的解决方案得到校正。
但是，存在源自以下事实的进一步问题:密度完全决定瓷砖的收缩，导致烧好瓷砖小于未烧瓷砖。
在模具设计阶段，显然要考虑这个收缩事实，以便烧好瓷砖具有所需尺度。
现在技术描述了含有几个空腔的模具，每个空腔包含一个等压冲头。
在这些模具中，等压冲头室相互连通，以便不仅为单个瓷砖提供均匀密度，而且为同时在模具中制成的多个瓷砖提供均匀密度。
但是，由于瓷砖的尺寸增大，和由此导致的它们的厚度与它们的表面相比减小，本领域的技术人员众所周知的上述现有技术被认为是不令人满意的。
由于通过其它参数假设的相关性，单个瓷砖容许的密度变化必须包含在对于等压模具来说不可能的极限内。
陶瓷的密度还依赖于粉末的湿度水平，即使非常缓慢，粉末的湿度水平在连续生产一批瓷砖所花费的时间内也会发生变化，其后果是，即使由于等压垫，同一瓷砖内的密度保持不变，但由于粉末湿度的变化，来自同一批的瓷砖在焙烧期间也可能经受不同程度的收缩。
众所周知，给定相同压推力，用于实现陶瓷产品的粉末的湿度值的涨落将引起压制产品的密度的变化。
这些密度变化又在接着的焙烧阶段导致收缩变化。人们建议依照入口粉末的湿度改变压力，但这种系统本身未证明足以解决问题，因为给定相等压力，密度不是只受湿度影响，尽管使用了等压模具，但湿度与粉末的分布和颗粒度，即在模具空腔的各个区域内可以随时间而变的参数协同起作用。
对于含有不止一个空腔的模具，上面关于含有单个空腔的模具的考虑进一步复杂化。
发明内容
本发明的目的是提供在制造整批瓷砖的时间间隔内，在焙烧压好未烧瓷砖期间保证使收缩保持在极低水平上的瓷砖制造方法。
由于焙烧温度相等的焙烧期间收缩主要受压制粉末的密度制约，为了使收缩保持在所需极限内，本发明提出了压制操作的控制方法，该方法考虑了在压机(press)的每个瓷砖下游的各个点上检测的实际厚度和密度值。
本发明的目的是允许连续控制影响收缩的参数，并连续校正这些参数的控制方法。
由于参数非常缓慢地随时间变化，本发明的方法控制从砖窑出来的瓷砖中一定数量的点上的局部密度，并使用检测的密度值，或在密度测量系统中可一对一双向地与密度相联系的其它值，以便可追溯地控制压机和/或模具的工作参数。
考虑到上面指出的参数在在一段时间内连续工作的工厂内经历的缓慢漂移，本发明不是采用单次检测值，而是采用随时变而变的相对平均值，作为校正压机和/或模具的参数的敏感元素。
在模具含有不止一个空腔的情况下，本发明进一步规定，每个空腔的等压冲头的膜放置在在液压上不与其它空腔的冲头室连通的室上。
在模具含有使用膜放置在必须不相互连通的多个相邻室上的等压冲头的单个大尺寸空腔的情况下，同样如此。
因此，随着瓷砖从压机中出来，密度检测器能够提供瓷砖的局部密度值的映像。
正如从下文的描述中更清楚看到的那样，检测的值，或者说得准确些，它们的移动平均值用于可追溯地修改模具的每个空腔，或大尺寸模具的冲头的单个未连通室的功能参数。
这使变化趋势可以被检测出来，同时，使检测值中偶然引起的任何不正确值可以被清除掉。
本发明解决了尽管瓷砖的湿度缓慢变化，但例如，在制造整批瓷砖期间，使密度保持不随时间变化的次要问题，其中，本发明在预定间隔内，测量供应给压机的空腔的粉末的湿度，并且使用检测值，以便改变像，例如，压推力那样的压机的功能参数。
本发明还解决了尽管等压冲头的作用，但粉末的分布仍然不均匀的更次要问题，其中，本发明使用也使用经历检测过程的点中的瓷砖厚度测量结果的密度测量系统。
为此，本发明描述了检测密度的非接触超声系统的使用；如人们所知，这些系统包括在瓷砖材料中使用超声波速度，因此检测超声波穿过瓷砖厚度所需的时间，当所有其它参数值相等时，该时间一定与超声波穿过的点上瓷砖的局部厚度成正比。
当已知瓷砖厚度时，测量时间可以导出波穿过材料的速度；可以将它与瓷砖材料的密度相关联。
这种关联在校准系统期间结合湿度导出。
例如，针对每个湿度值，按照速度生成包含代表密度的曲线的曲线图。
已经发现，存在对于每个湿度值，通过密度/速度图中的已知和恒定斜线表达的线性比例的关系。
如果这些线之一已知，与不同湿度值相关的其它线是每一线可通过单点识别的一束平行线的组成部分。为了测量检测其密度的点上瓷砖的厚度，在推测局部厚度变化显著影响密度值的情况下，本发明包括利用像三角测量激光系统那样的非接触系统测量厚度。
将易受一对一双向关联过程影响的尺度的检测值用于可追溯地校正将粉末供应给模具空腔的工具的工作参数，和精确地校正上冲头的下降量和/或粉末供应车的速度。
在这种情况下，使用检测值的移动平均值，而不是它们的单个值也是有利的。借助于适用于在各种各样模具空腔中实现的瓷砖的各个点的移动密度和厚度平均值，可以识别出各种状况，并且，对于不同状况，可以可追溯地对有关的参数采取校正动作。
下文描述本发明的实施例子。
具体实施方式
实例
将该方法应用于含有几个出口，即，配有含有Z个空腔的一个模具的压机，每个空腔都配有等压冲头。在本例中，Z等于3。
从上述压机中引出三条瓷砖线，三条瓷砖线相互平行，并且每一条都安排在传送线上，为了易于描述起见，我们将利用字母表中的字母A...Z，在这种情况下，A、B、和C表示它们。
在开始连续生产一批瓷砖之前，操作人员必须人工调节压机和模具，以便在单个瓷砖内，以及在要压入其它空腔A...Z中的瓷砖之间优化厚度。
因此，操作人员定义容许值的范围，即，测量值必须落在其中以保证瓷砖的质量的范围。
将这个容许值的范围与一些包含在4％到8％之间的粉末容许湿度值范围和表达成TOTT的最适合压制的密度值一起发送到压机控制处理器和供应粉末的工具。
TOTT在统计上与在一定数量的瓷砖中检测的值TX的平均值TM相同。
此刻，与数据检测过程一起开始连续生产。
在粉末供应漏斗中，在与其出口管接近的点上，安装常用湿度测量设备，该湿度测量设备提供与粉末湿度一对一双向联系的参数的百分比值U％。将这些百分比值发送到控制处理器。
将超声设备安装在每条线A...Z上，该设备可以监视同一瓷砖中多个点上的密度:也可能存在激光设备，用于密度检测点上瓷砖厚度的非接触测量。
超声设备按照已知原理工作，提供从超声波穿过瓷砖的厚度所需的时间中导出的密度的指示。
有用参数之一TX可以是我们将用TX表示的穿过瓷砖时间。值TX与密度成正比。该设备可以随着每个瓷砖通过而被激活，或可以有利地每隔一定和预定时间激活。
对于每个瓷砖，在n个点，在本例中，规则地分布在与瓷砖的前后侧平行的三条线上的9个点上取出TX(所谓“前”和“后”指的是在前进方向)。
与前侧接近的点将是点1...y，在本例中，点1、2、和3，而与后侧接近的点将是，在本例中，点7、8、和9。
从线A的瓷砖中取出九个值:TA，1......TA，9，它们被转送存储到控制处理器的存储器中。
对所有线A...Z进行相同的操作。
在如下的说明中，将用小字符表示三条线A、B和C、和九个检测点；在Z条线和n个检测点的情况下，可以容易地对这些加以推广。
每隔一定时间，控制处理器进行如下操作:
-为九个值TA，1...TA，9中的每一个计算接收的最后五个值的平均值，为每条线获取我们将叫做TM，A，1...TM，A，9的九个值；
-计算值TM，A，1...TM，A，9的平均值，为线A获取值TA，M；对线B和C进行同样的处理；
-计算值TM，A，1...TM，A，3的平均值，获取我们将叫做TM，A，13的值；
-对线B和C重复相同运算；
-计算值TM，A，7...TM，A，9的平均值，获取我们将叫做TM，A，79的值；
-计算值TA，M、TB，M和TC，M的平均值，获取我们将叫做TM的值；和
-计算值TMA13...TMC13和值TMA79...TCM79的平均值，获取值TM，ant和TM，post。
控制处理器按如下介入压机中。
A.如果值TA，M、TB，M和TC，M之一大于，或分别地，低于TM超过预定量，处理器命令已知类型、独立地与每个空腔的等压冲头连接、从各自冲头中除去已测数量的油或分别将已测数量的油注入各自冲头中的设备。
重复操作直到值TA，M、TB，M和TC，M与TM相差比预定实体(entity)低的实体。
B.一旦线A、B和C的密度值已经达到均匀化，处理器将瓷砖的前部的平均密度TM，ant与它的后部的平均密度TM，post相比较。
如果TM，ant大于，或分别地，低于TM，post，处理器命令垂直移动模具的下冲头的特殊工具，以便当装料车的刮刀相对于它的前刀架(rest)位置，处在较滞后位置，或分别地，处在较前进位置上时，开始下降。
重复这种操作，直到TM，ant与TM，post之间的差值未落在所需间隔内。
如果在预定数量的操作之后，未发生这种情况，处理器降低，或分别地，提高料车的框架在它向外跑期间，在它的往复运动中，进入与前刀架位置接近的空间的前进速度。
这导致瓷砖密度沿着从模具撤出的运动方向均匀化，前部的密度的平均值TM，ant与后部的密度的平均值TM，post(在本例中，TMA79)相差比最大容许误差低的实体。
C.该方法查明，粉末中的湿度的值U％包含在围绕初始值的预定间隔内；如果是这样，处理器将在瓷砖中检测的密度的平均值与认为最佳的值TOTT相比较。
万一平均值TM超过，或分别地，低于TOTT，则降低，或分别地，提高压机的推力，直到达到所需值。
需要强调的是，每次介入时所作的校正是一个小实体，可追溯过程被重复激活，直到检测值与所需值相差相等小量。
上述方法意味着，在焙烧之后，所有瓷砖彼此相差比所要求低的数量，从而认为它们具有相同口径。

Claims (20)

1.一种通过将陶瓷粉末压在配有等压冲头的模具的空腔中制造瓷砖的方法，在连续工作中，该冲头的膜放置在包含在相邻和不连通室中的油上，其特征在于，它包含如下操作:
在均匀分布在瓷砖的每个区域中的多个点n上检测压制粉末的密度，该多个点对应于冲头的室；
进行在每个区域中的所有点上获取的密度读数的平均值计算；
将检测值与所需最佳密度值相比较；
如果室中密度的平均值超过，或分别地，低于最佳密度值，则从冲头的每个等压室中除去油，或分别地，将油加入冲头的每个等压室中。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述密度值通过作为湿度的函数的与密度一对一双向关联的值被表达。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述值是在瓷砖的压制粉末中行进的超声波的速度。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，密度由超声设备测量，并通过像超声波穿过瓷砖的厚度所需的时间那样，与超声波的速度关联的值表达。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，连续地将表达密度的值发送到处理器，该处理器可追溯地控制设备，并从已经揭示密度过大的冲头的等压室中除去油或将油加入已经揭示密度过小的冲头的等压室中。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，等压模具包含至少两个空腔，它们的等压垫配有单个室并且它们在液压上相互隔离。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，包含如下的进一步操作:
-为在每个空腔中检测的n个值TA，1...TA，n中的每一个计算最后m个读数的平均值，为模具的每个空腔A...Z获取n个值TM，A，1...TM，A，n，和分别地，TM，B，1...TM，B，n，...，TM，Z，1...TM，Z，n；
-计算值TM，A，1...TM，A，n的平均值，为线A获取值TA，M，并以相同的方法为空腔B，C...Z计算值TB，M，TC，M...TZ，M；
-计算值TA，M...TZ，M的平均值，获取被认为指示最佳密度值的值TM；
-将值TA，M...TZ，M与值TM相比较，和
-如果密度的值TA，M...TZ，M超过，或分别地，低于平均值TM，从线A...Z的冲头的每个等压室中除去油，或分别地，将油加入线A...Z的冲头的每个等压室中；
-重复操作足以将TA，M...TZ，M与TM之间的差值降低到在预定极限内的介入次数。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，除去或加入油的操作由将数据TX发送给它加以处理的通过本方法可追溯地命令的设备执行。
9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，包含如下的进一步操作:
-为与其前边缘接近的每个瓷砖的y个点的值TM，A，1...TM，A，y中的每一个计算平均值，导出值TM，A，1y，并对所有线A...Z重复操作；
-计算值TM，A，1y...TM，Z，1y的平均值TM，ant；
-计算与与其后边缘接近的每个瓷砖的(n-y+1)个点有关的值TM，A，(n-y+1)...TM，A，n的平均值，获取命名为TM，A，(n-y+1)n的值，和对所有线A...Z重复操作；
-计算值TM，A，(n-y+1)n...TM，Z，(n-y+1)n的平均值TM，post；
-将瓷砖的前部的平均密度TM，ant与它的后部的平均密度TM，post相比较，如果TM，ant大于，或分别地，低于TM，post，向降低模具的下冲头的工具提前发出下降命令，或分别地，延迟发出下降命令；
-重复操作足以将TM，ant与TM，post之间的差值降低到在预定极限内的介入次数。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，使冲头下降的动作由处理器在处理了密度测量设备供应的值TX之后，可追溯地命令。
11.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，包含如下的进一步操作:如果在预定介入次数之后，TM，ant与TM，post之间的差值未落在预定极限内，降低，或分别地，提高料车的框架的前进速度。
12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，降低，或分别地，提高框架的前进速度的进一步操作由处理器在处理了密度测量设备供应的值TX之后可追溯地控制。
13.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，包含如下的进一步操作:为了更精确计算材料中超声波的速度，测量密度检测点中瓷砖的厚度。
14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，厚度测量操作由非接触测量设备执行。
15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，所述非接触测量设备不同于超声测量设备。
16.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，所述非接触测量设备是激光三角测量装置。
17.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，包含如下的进一步操作:确定瓷砖湿度与粉末密度，或指示密度的值之间的关联。
18.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，所述指示密度的值是超声波在材料中传播的速度。
19.根据权利要求18所述的方法，其特征在于，在实验上利用湿度值推断超声波的速度与压制瓷砖的密度之间的关联，并且它的代表性曲线利用通过其角系数表征的直线近似。
20.根据权利要求19所述的方法，其特征在于，此后速度/密度的读数是针对包括在确定工作范围中的适当个湿度值取出的，并且直线是利用求出的角系数通过密度/速度平面的点画出的。
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C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Open date: 20090304