CN104230156B - 一种双室四工位玻璃弯钢化装置及控制方法 - Google Patents

一种双室四工位玻璃弯钢化装置及控制方法 Download PDF

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Abstract

一种双室四工位玻璃弯钢化装置及控制方法，是由：预热炉、一工位加热区、二工位加热区、加热炉、三工位加热区、四工位加热区、弯钢成型段、变弧机构、上片段、取片段、矩阵温控模块、瓷管、加热炉丝、炉丝引出杆、热电偶、传送辊、玻璃、电机构成；根据玻璃的不同部位由矩阵模糊控制程序自动控制不同的加热温度和保温时间，待整块玻璃的温度一致后，再继续升温，保温，此过程循环至一、二、三、四工位加热区内的整块玻璃加热至设定温度，使玻璃均匀逐级升温，保证玻璃整体温度一致，避免了各部位加热温度不同而影响玻璃质量。

Description

一种双室四工位玻璃弯钢化装置及控制方法
技术领域
本发明涉及钢化玻璃加热技术领域，尤其是一种双室四工位玻璃弯钢化装置及控制方法。
背景技术
普通钢化玻璃工艺为，玻璃的钢化是把玻璃加热到650-730度的钢化温度范围内，然后快速冷却，由于玻璃表面和内部的冷却速度不一样，就在玻璃表面形成了较高的的应力，由于玻璃的软化温度是550度以上，而物体的加热是四边和外层受热更快，中心加热更慢，这样，如果玻璃一进入加热段，给定的加热温度是700度左右，就会造成玻璃的四周已经加热过度而出现扭曲变形而中心还加热不够的情况。而现在的汽车用玻璃对玻璃的表面质量也是越来越高，所以，现有的普通钢化玻璃设备需要改进。
经检索，公开号为CN1224406A、名称“用于玻璃板热处理的加热炉”，包括一纵向细长的腔室，其中容纳着用于玻璃板的滚柱式输送器装置，所述加热炉的特点在于，它包括与通过空气的强制对流进行加热的第一和第二装置相结合的辐射加热装置，在对流中空气的温度是通过调节其循环速度来进行控制的，所述装置分别设置在所述输送器装置的上方和下方，并因此分别设置在正在处理的玻璃板的上方和下方，加热过程中，玻璃板的四边和外层受热温度高，中心温度低，玻璃板的整体温度难以达到一致，玻璃板的质量品质不理想。
鉴于上述原因，现研发出一种双室四工位玻璃弯钢化装置及控制方法。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术中的不足，提供一种双室四工位玻璃弯钢化装置及控制方法，根据玻璃的不同部位由矩阵模糊控制程序自动控制不同的加热温度和保温时间，待整块玻璃的温度一致后，再继续升温，保温，此过程循环至一、二、三、四工位加热区内的整块玻璃加热至设定温度，使玻璃均匀逐级升温，保证玻璃整体温度一致，避免了各部位加热温度不同而影响玻璃质量。
本发明为了实现上述目的，采用如下技术方案：一种双室四工位玻璃弯钢化装置及控制方法，是由：预热炉、一工位加热区、二工位加热区、加热炉、三工位加热区、四工位加热区、弯钢成型段、变弧机构、上片段、取片段、矩阵温控模块、瓷管、加热炉丝、炉丝引出杆、热电偶、传送辊、玻璃、电机构成；预热炉的出料端与加热炉的进料端对应设置，预热炉的进料端设置上片段，加热炉的出料端与取片段之间设置弯钢成型段，弯钢成型段内设置变弧机构；上片段和取片段的上方、预热炉与加热炉内的传送辊标高一致，预热炉与加热炉的传送辊上下方设置温度控制系统，预热炉的中位线与进料端、出料端之间构成一工位加热区、二工位加热区，加热炉的中位线与进料端、出料端之间构成三工位加热区、四工位加热区；预热炉与加热炉的一侧对应一、二、三、四工位加热区设置四台电机；所述的温度控制系统由至少两组矩阵温控模块构成，每组矩阵温控模块至少为六块；所述的矩阵温控模块为至少三根瓷管的外周对应缠绕加热炉丝，加热炉丝的两端分别固定设置在炉丝引出杆内，两根炉丝引出杆与预热炉或加热炉的顶板或底板对应设置；所述的一、二、三、四工位加热区所对应的传送辊分别与四台电机对应设置；所述的预热炉或加热炉为上下分体式结构，上炉体与下炉体之间的两侧设置进料端与出料端；所述的每块矩阵温控模块一侧对应预热炉或加热炉的顶板或底板设置至少一根热电偶；运行时，传送辊带动玻璃依次通过上片段、一、二、三、四工位加热区、弯钢成型段、取片段；所述的玻璃为3-19mm的钢化玻璃。
玻璃运行顺序为上片段、一工位加热区、二工位加热区、三工位加热区、四工位加热区、弯钢成型段、取片段；上片段的传送辊带动玻璃进入预热炉进料端的感应区后停止待入，一、二、三、四工位加热区内的传送辊带动加热后的玻璃同时向前移动，预热炉进料端感应区的玻璃进入一工位加热区，同时上片段上补充玻璃，四工位加热区的传送辊带动玻璃从出料端进入弯钢成型段的变弧机构，变弧加工后从弯钢成型段出料端进入取片段；预热炉和加热炉内的温度控制系统采用矩阵模糊控制，一、二、三、四工位加热区内的热电偶将所测的玻璃各部位上下表面温度传输至工控机，工控机通过矩阵模糊控制程序自动控制每块矩阵温控模块加热炉丝的温度，加热过程中，一、二、三、四工位加热区内的玻璃在传送辊上往返振荡摆动，使玻璃各部位受热均匀，中部与边部、表面与内部温度一致，根据玻璃的温度，工控机通过矩阵模糊控制程序自动控制一、二、三、四工位加热区的四台电机使传送辊采用不同的传速转动，使玻璃均匀逐级升温；所述的矩阵模糊控制为每块矩阵温控模块加热炉丝根据玻璃的不同部位由矩阵模糊控制程序自动控制不同的加热温度和保温时间，待整块玻璃的温度一致后，再继续升温，保温，此过程循环至一、二、三、四工位加热区内的整块玻璃加热至设定温度。
预热炉内一工位加热区加热温度为0～450度，整体玻璃设定温度为450-5～450+5度，二工位加热区加热温度为450～490度，整体玻璃设定温度为490-5～490+5度；加热炉内三工位加热区加热温度为490～590度，整体玻璃设定温度为590-5～590+5度，四工位加热区加热温度为590～700度，整体玻璃设定温度为700-10～700+10度。
预热炉内一工位加热区传送辊的转速为10～15mm/s，二工位加热区传送辊的转速为15～40mm/s；加热炉内三工位加热区传送辊的转速为40～120mm/s，四工位加热区传送辊的转速为120～250mm/s。
所述的矩阵模糊控制是采用PID算法的控制程序，先把设定温度、当前温度、保温时间、传送辊的转速、往返振荡摆动时间数据参数通过人机界面输入到PID程序，并设置一、二、三、四工位加热区内的玻璃的当前温度与设定温度的比值参数为1；一、二、三、四工位加热区内的玻璃温度与设定温度的比值参数远小于1时，PID程序控制的固态继电器导通使加热炉丝全功率迅速加热；当比值参数接近1时，PID程序控制的固态继电器导通一段时间，断开一段时间，待整块玻璃的温度一致后，再继续升温、保温、升温，此过程循环使玻璃缓慢加热趋近于设定温度，最后加热至设定温度。
本发明的有益效果是：本发明采用双室四工位钢化炉，提高了生产效率，玻璃在预热炉和加热炉内加热时间缩短，其中的预热炉，加热温度只有450～500度，所以，玻璃在预热炉内可以充分加热，而不会出现玻璃四周和中间的温度不均衡现象，使整体玻璃达到490度加减5度。然后，再进入加热炉，因为进入加热炉时玻璃整体已经有了490度的温度，所以，玻璃更容易整体升温到需要的钢化温度，然后及时出炉进入钢化成型段，钢化成型过程中不会出现玻璃的局部加热过渡的变形。
矩阵模糊控制为每块矩阵温控模块加热炉丝根据玻璃的不同部位由矩阵模糊控制程序自动控制不同的加热温度和保温时间，待整块玻璃的温度一致后，再继续升温，保温，此过程循环至一、二、三、四工位加热区内的整块玻璃加热至设定温度，使玻璃均匀逐级升温，保证玻璃整体温度一致，避免了各部位加热温度不同而影响玻璃质量。
玻璃在加热炉中的陶瓷辊道上摆动加热，因为陶瓷辊和玻璃都是主要成分是SiO2的固体，玻璃和陶瓷辊间会有几乎可见的微小位移，这也会造成哪怕几乎是肉眼不可见的玻璃表面质量的下降。而玻璃加热到一定的温度，必须要以较高的速度摆动，否则玻璃会出现和辊道间隙相同的波形。而在玻璃加热到软化温度前，可以低速摆动。本发明由工控机通过矩阵模糊控制程序自动控制一、二、三、四工位加热区的四台电机使传送辊采用不同的传速转动，使玻璃均匀逐级升温，尽量减少玻璃和陶瓷辊的接触速度和接触次数，提高了玻璃的表面质量。提高了玻璃的加工质量，避免玻璃表面出现波形，麻点、变形及其他外观缺陷，提高生产效率，保证的玻璃的稳定性和准确性，提升玻璃品质。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步说明：
图1是，总装结构示意图；
图2是，总装俯视结构示意图；
图3是，图1中A-A向剖面结构示意图；
图4是，矩阵温控模块立体结构示意图；
图1、2、3、4中：预热炉1、一工位加热区A、二工位加热区B、加热炉2、三工位加热区C、四工位加热区D、弯钢成型段3、变弧机构3-2、上片段4、取片段5、矩阵温控模块6、瓷管6-2、加热炉丝6-3、炉丝引出杆6-4、热电偶7、传送辊8、玻璃9、电机10。
具体实施方式
下面结合实施例与具体实施方式对本发明作进一步详细说明：
实施例1
预热炉1的出料端与加热炉2的进料端对应设置，预热炉1的进料端设置上片段4，加热炉2的出料端与取片段5之间设置弯钢成型段3，弯钢成型段3内设置变弧机构3-2；上片段4和取片段5的上方、预热炉1与加热炉2内的传送辊8标高一致，预热炉1与加热炉2的传送辊8上下方设置温度控制系统，预热炉1的中位线与进料端、出料端之间构成一工位加热区A、二工位加热区B，加热炉2的中位线与进料端、出料端之间构成三工位加热区C、四工位加热区D；预热炉1与加热炉2的一侧对应一、二、三、四工位加热区A、B、C、D设置四台电机10；所述的温度控制系统由至少两组矩阵温控模块6构成，每组矩阵温控模块6至少为六块；所述的矩阵温控模块6为至少三根瓷管6-2的外周对应缠绕加热炉丝6-3，加热炉丝6-3的两端分别固定设置在炉丝引出杆6-4内，两根炉丝引出杆6-4与预热炉1或加热炉2的顶板或底板对应设置；所述的一、二、三、四工位加热区A、B、C、D所对应的传送辊8分别与四台电机10对应设置；所述的预热炉1或加热炉2为上下分体式结构，上炉体与下炉体之间的两侧设置进料端与出料端；所述的每块矩阵温控模块6一侧对应预热炉1或加热炉2的顶板或底板设置至少一根热电偶7；运行时，传送辊8带动玻璃9依次通过上片段4、一、二、三、四工位加热区A、B、C、D、弯钢成型段3、取片段5；所述的玻璃9为3-19mm的钢化玻璃。
实施例2
玻璃9运行顺序为上片段4、一工位加热区A、二工位加热区B、三工位加热区C、四工位加热区D、弯钢成型段3、取片段5；上片段4的传送辊8带动玻璃9进入预热炉1进料端的感应区后停止待入，一、二、三、四工位加热区A、B、C、D内的传送辊8带动加热后的玻璃9同时向前移动，预热炉1进料端感应区的玻璃9进入一工位加热区A，同时上片段4上补充玻璃9，四工位加热区D的传送辊8带动玻璃9从出料端进入弯钢成型段3的变弧机构3-2，变弧加工后从弯钢成型段3出料端进入取片段5；预热炉1和加热炉2内的温度控制系统采用矩阵模糊控制，一、二、三、四工位加热区A、B、C、D内的热电偶7将所测的玻璃9各部位上下表面温度传输至工控机，工控机通过矩阵模糊控制程序自动控制每块矩阵温控模块6加热炉丝6-3的温度，加热过程中，一、二、三、四工位加热区A、B、C、D内的玻璃9在传送辊8上往返振荡摆动，使玻璃9各部位受热均匀，中部与边部、表面与内部温度一致，根据玻璃9的温度，工控机通过矩阵模糊控制程序自动控制一、二、三、四工位加热区A、B、C、D的四台电机10使传送辊8采用不同的传速转动，使玻璃9均匀逐级升温；所述的矩阵模糊控制为每块矩阵温控模块6加热炉丝6-3根据玻璃9的不同部位由矩阵模糊控制程序自动控制不同的加热温度和保温时间，待整块玻璃9的温度一致后，再继续升温，保温，此过程循环至一、二、三、四工位加热区A、B、C、D内的整块玻璃9加热至设定温度。
实施例3
预热炉1内一工位加热区A加热温度为0～450度，整体玻璃9设定温度为450-5～450+5度，二工位加热区B加热温度为450～490度，整体玻璃9设定温度为490-5～490+5度；加热炉2内三工位加热区C加热温度为490～590度，整体玻璃9设定温度为590-5～590+5度，四工位加热区D加热温度为590～700度，整体玻璃9设定温度为700-10～700+10度。
实施例4
预热炉1内一工位加热区A传送辊8的转速为10～15mm/s，二工位加热区B传送辊8的转速为15～40mm/s；加热炉2内三工位加热区C传送辊8的转速为40～120mm/s，四工位加热区D传送辊8的转速为120～250mm/s。
实施例5
所述的矩阵模糊控制是采用PID算法的控制程序，先把设定温度、当前温度、保温时间、传送辊8的转速、往返振荡摆动时间数据参数通过人机界面输入到PID程序，并设置一、二、三、四工位加热区A、B、C、D内的玻璃9的当前温度与设定温度的比值参数为1；一、二、三、四工位加热区A、B、C、D内的玻璃9温度与设定温度的比值参数远小于1时，PID程序控制的固态继电器导通使加热炉丝6-3全功率迅速加热；当比值参数接近1时，PID程序控制的固态继电器导通一段时间，断开一段时间，待整块玻璃的温度一致后，再继续升温、保温、升温，此过程循环使玻璃9缓慢加热趋近于设定温度，最后加热至设定温度。

Claims (5)

1.一种双室四工位玻璃弯钢化装置，是由：预热炉(1)、一工位加热区(A)、二工位加热区(B)、加热炉(2)、三工位加热区(C)、四工位加热区(D)、弯钢成型段(3)、变弧机构(3-2)、上片段(4)、取片段(5)、矩阵温控模块(6)、瓷管(6-2)、加热炉丝(6-3)、炉丝引出杆(6-4)、热电偶(7)、传送辊(8)、玻璃(9)、电机(10)构成；其特征在于：预热炉(1)的出料端与加热炉(2)的进料端对应设置，预热炉(1)的进料端设置上片段(4)，加热炉(2)的出料端与取片段(5)之间设置弯钢成型段(3)，弯钢成型段(3)内设置变弧机构(3-2)；上片段(4)和取片段(5)的上方、预热炉(1)与加热炉(2)内的传送辊(8)标高一致，预热炉(1)与加热炉(2)的传送辊(8)上下方设置温度控制系统，预热炉(1)的中位线与进料端、出料端之间构成一工位加热区(A)、二工位加热区(B)，加热炉(2)的中位线与进料端、出料端之间构成三工位加热区(C)、四工位加热区(D)；预热炉(1)与加热炉(2)的一侧对应一、二、三、四工位加热区(A、B、C、D)设置四台电机(10)；所述的温度控制系统由至少两组矩阵温控模块(6)构成，每组矩阵温控模块(6)至少为六块；所述的矩阵温控模块(6)为至少三根瓷管(6-2)的外周对应缠绕加热炉丝(6-3)，加热炉丝(6-3)的两端分别固定设置在炉丝引出杆(6-4)内，两根炉丝引出杆(6-4)与预热炉(1)或加热炉(2)的顶板或底板对应设置；所述的一、二、三、四工位加热区(A、B、C、D)所对应的传送辊(8)分别与四台电机(10)对应设置；所述的预热炉(1)或加热炉(2)为上下分体式结构，上炉体与下炉体之间的两侧设置进料端与出料端；所述的每块矩阵温控模块(6)一侧对应预热炉(1)或加热炉(2)的顶板或底板设置至少一根热电偶(7)；运行时，传送辊(8)带动玻璃(9)依次通过上片段(4)、一、二、三、四工位加热区(A、B、C、D)、弯钢成型段(3)、取片段(5)；所述的玻璃(9)为3-19mm的钢化玻璃。
2.一种双室四工位玻璃弯钢化装置的控制方法，其特征在于：玻璃(9)运行顺序为上片段(4)、一工位加热区(A)、二工位加热区(B)、三工位加热区(C)、四工位加热区(D)、弯钢成型段(3)、取片段(5)；上片段(4)的传送辊(8)带动玻璃(9)进入预热炉(1)进料端的感应区后停止待入，一、二、三、四工位加热区(A、B、C、D)内的传送辊(8)带动加热后的玻璃(9)同时向前移动，预热炉(1)进料端感应区的玻璃(9)进入一工位加热区(A)，同时上片段(4)上补充玻璃(9)，四工位加热区(D)的传送辊(8)带动玻璃(9)从出料端进入弯钢成型段(3)的变弧机构(3-2)，变弧加工后从弯钢成型段(3)出料端进入取片段(5)；预热炉(1)和加热炉(2)内的温度控制系统采用矩阵模糊控制，一、二、三、四工位加热区(A、B、C、D)内的热电偶(7)将所测的玻璃(9)各部位上下表面温度传输至工控机，工控机通过矩阵模糊控制程序自动控制每块矩阵温控模块(6)加热炉丝(6-3)的温度，加热过程中，一、二、三、四工位加热区(A、B、C、D)内的玻璃(9)在传送辊(8)上往返振荡摆动，使玻璃(9)各部位受热均匀，中部与边部、表面与内部温度一致，根据玻璃(9)的温度，工控机通过矩阵模糊控制程序自动控制一、二、三、四工位加热区(A、B、C、D)的四台电机(10)使传送辊(8)采用不同的传速转动，使玻璃(9)均匀逐级升温；所述的矩阵模糊控制为每块矩阵温控模块(6)加热炉丝(6-3)根据玻璃(9)的不同部位由矩阵模糊控制程序自动控制不同的加热温度和保温时间，待整块玻璃(9)的温度一致后，再继续升温，保温，此过程循环至一、二、三、四工位加热区(A、B、C、D)内的整块玻璃(9)加热至设定温度。
3.根据权利要求2所述的一种双室四工位玻璃弯钢化装置的控制方法，其特征在于：预热炉(1)内一工位加热区(A)加热温度为0～450度，整体玻璃(9)设定温度为450-5～450+5度，二工位加热区(B)加热温度为450～490度，整体玻璃(9)设定温度为490-5～490+5度；加热炉(2)内三工位加热区(C)加热温度为490～590度，整体玻璃(9)设定温度为590-5～590+5度，四工位加热区(D)加热温度为590～700度，整体玻璃(9)设定温度为700-10～700+10度。
4.根据权利要求2所述的一种双室四工位玻璃弯钢化装置的控制方法，其特征在于：预热炉(1)内一工位加热区(A)传送辊(8)的转速为10～15mm/s，二工位加热区(B)传送辊(8)的转速为15～40mm/s；加热炉(2)内三工位加热区(C)传送辊(8)的转速为40～120mm/s，四工位加热区(D)传送辊(8)的转速为120～250mm/s。
5.根据权利要求2所述的一种双室四工位玻璃弯钢化装置的控制方法，其特征在于：所述的矩阵模糊控制是采用PID算法的控制程序，先把设定温度、当前温度、保温时间、传送辊(8)的转速、往返振荡摆动时间数据参数通过人机界面输入到PID程序，并设置一、二、三、四工位加热区(A、B、C、D)内的玻璃(9)的当前温度与设定温度的比值参数为1；一、二、三、四工位加热区(A、B、C、D)内的玻璃(9)温度与设定温度的比值参数远小于1时，PID程序控制的固态继电器导通使加热炉丝(6-3)全功率迅速加热；当比值参数接近1时，PID程序控制的固态继电器导通一段时间，断开一段时间，待整块玻璃的温度一致后，再继续升温、保温、升温，此过程循环使玻璃(9)缓慢加热趋近于设定温度，最后加热至设定温度。
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