CN114195364A - 拉管生产线玻璃管壁厚自动控制系统、方法及拉管生产线 - Google Patents

拉管生产线玻璃管壁厚自动控制系统、方法及拉管生产线 Download PDF

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Abstract

本发明实施例提供一种拉管生产线玻璃管壁厚自动控制系统、方法及拉管生产线，属于玻璃管生产技术领域。所述拉管生产线包括玻璃管加工定型设备(7)、检测设备(4、5、6)和用于牵引出料的牵引机(3)，所述玻璃管壁厚自动控制系统包括：壁厚检测仪(1)，用于检测玻璃管的厚度，以及传输所述厚度到牵引机控制系统；牵引机控制系统(2)，用于接收所述厚度，并将所述厚度数值转换为所述牵引机的牵引速度数值，进而控制所述拉管生产线加工定型部件的玻璃物料供应量，达到自动控制玻璃管壁厚度的目的。本发明自动控制玻璃管壁厚，保证玻璃管壁厚的稳定性，提高玻璃管的品质，节约成本和劳动力。

Description

拉管生产线玻璃管壁厚自动控制系统、方法及拉管生产线
技术领域
本发明涉及玻璃管生产技术领域，具体地涉及拉管生产线玻璃管壁厚自动控制系统、方法及拉管生产线。
背景技术
玻璃管生产过程中，壁厚缺陷是玻璃管缺陷中非常重要的一种缺陷，壁厚不达标会严重影响后续玻璃产品的加工和灌装。在玻璃管生产过程中，主要通过控制玻璃液的出料量以及牵引机的牵引速度来调节玻璃管的直径和壁厚，当玻璃液的出料量增大或者牵引机的牵引速度降低时，玻璃管的直径及壁厚增大；当玻璃液的出料量减小或者牵引机的牵引速度增大时，玻璃管的直径及壁厚减小。
控制玻璃液的出料量相当于控制玻璃物料供应量，位于拉管生产线上游，控制牵引机的牵引速度相当于控制玻璃物料消耗速度，牵引机位于拉管生产线下游。实际上，在同规格玻璃管生产过程中出料量有经验值无需反复调整，而牵引机速度调节在玻璃管已经加工成型后由人工完成微调。工人不断地测量已加工成型的玻璃管的壁厚数值，发现不合格的情况后，手动调节牵引机机速，较为滞后且存在一定波动，会导致玻璃管直径及壁厚存在系统性偏差。整个检测和调整过程，生产线会一直不断地加工定型玻璃管，造成人工和物料的双重浪费。
发明内容
本发明实施例的目的是提供一种拉管生产线玻璃管壁厚自动控制系统，该系统用于自动控制玻璃管壁厚，保证玻璃管壁厚的稳定性，提高玻璃管的品质。
为实现上述目的，本发明一实施例提供一种拉管生产线玻璃管壁厚自动控制系统，所述拉管生产线包括玻璃管加工定型设备和用于牵引出料的牵引机，所述拉管生产线玻璃管壁厚自动控制系统包括：
壁厚检测仪，用于检测玻璃管的厚度，以及传输所述厚度到牵引机控制系统；
牵引机控制系统，用于接收所述厚度，并将所述厚度数值转换为所述牵引机的牵引速度数值。
优选的，所述牵引机控制系统被配置为：
提取当前生产规格的玻璃管厚度期望数值及公差数值，所述壁厚检测仪周期性测量玻璃管壁厚的实际数值，计算所述实际数值是否符合预期要求，得出所述牵引机牵引速度是否调整及调整方向；
当需要调整时，将所述牵引机牵引速度调整方向数据传送给牵引机伺服驱动器，该牵引机伺服驱动器控制牵引机伺服电机转动，伺服电机转速向调整方向步进，进而控制所述拉管生产线加工定型部件的玻璃物料消耗量，改变玻璃管壁厚度；
所述拉管生产线周期地经过所述的测定、计算、微调，实现自动控制所述拉管生产线玻璃管壁厚度。
优选的，所述壁厚检测仪为激光测厚仪，用于获取玻璃管壁厚数据。
优选的，所述牵引机牵引速度是否调整及调整方向的计算公式为：
Figure BDA0003318968340000021
其中，H0为当前生产规格的玻璃管厚度期望数值，
H2为所述壁厚检测仪周期性测量玻璃管壁厚的实际数值，
L3为当前生产规格的玻璃管公差范围期望数值，
当A的数值落在-1到+1之间时，牵引机牵引速度不做调整，
当A>+1时，牵引机牵引速度步进-0.1×[A]，
当A<-1时，牵引机牵引速度步进+0.1×[A]。
优选的，所述壁厚检测仪位于所述玻璃管加工定型设备之后，其他检测设备之前位置，用于测量玻璃管壁厚。
优选的，所述壁厚检测仪位于其他检测设备之前1-2米位置，用于测量玻璃管壁厚。
可选的，所述拉管生产线玻璃管壁厚自动控制系统还包括分选壁厚检测仪，用于测量玻璃管的壁厚，发现有壁厚缺陷的玻璃管。
可选的，所述拉管生产线玻璃管壁厚自动控制系统还包括分选直径检测仪，用于测量玻璃管的直径，发现有直径缺陷的玻璃管。
可选的，所述拉管生产线玻璃管壁厚自动控制系统还包括缺陷监测仪，用于检测玻璃管的其他缺陷，发现有缺陷的玻璃管。
本发明一实施例还提供一种拉管生产线玻璃管壁厚自动控制方法，所述拉管生产线包括玻璃管加工定型设备、检测设备和用于牵引出料的牵引机，所述拉管生产线玻璃管壁厚自动控制方法包括：
周期性检测玻璃管的厚度；以及
根据所述厚度，控制所述牵引机的牵引速度；以及
通过控制所述牵引速度，进而控制所述拉管生产线加工定型部件的玻璃物料消耗量，改变玻璃管壁厚度。
优选的，在所述玻璃管加工定型设备之后且所述检测设备之前位置，测量玻璃管壁厚。
进一步的，所述牵引速度的计算方法如下：
提取当前生产规格的玻璃管厚度期望数值及公差数值，周期性测量玻璃管壁厚的实际数值，计算所述实际数值是否符合预期要求，得出所述牵引机牵引速度是否调整及调整方向；以及
当需要调整时，将所述牵引机牵引速度调整方向数据传送给牵引机伺服驱动器，该牵引机伺服驱动器控制牵引机伺服电机转动，伺服电机转速向调整方向步进，进而控制所述拉管生产线加工定型部件的玻璃物料消耗量，改变玻璃管壁厚度。
优选的，判断所述牵引机牵引速度是否调整及调整方向的计算公式为：
Figure BDA0003318968340000041
其中，H0为当前生产规格的玻璃管厚度期望数值，
H2为所述壁厚检测仪周期性测量玻璃管壁厚的实际数值，
L3为当前生产规格的玻璃管公差范围期望数值，
当A的数值落在-1到+1之间时，牵引机牵引速度不做调整，
当A>+1时，牵引机牵引速度步进-0.1×[A]，
当A<-1时，牵引机牵引速度步进+0.1×[A]。
另一方面，本发明提供一种拉管生产线，该生产线上包括牵引机和使用本申请以上任一种玻璃管壁厚自动控制的方法。
通过上述技术方案，所述壁厚检测仪周期性自动测量刚刚完成加工定型的玻璃管壁厚，由牵引机控制系统实时计算牵引机牵引速度，并传递给牵引机伺服驱动器，快速、自动、精准的完成牵引机机速微调，控制玻璃管壁厚，保证玻璃管壁厚的稳定性，提高玻璃管的品质；替代现有的人工测量玻璃管壁厚和手动调节牵引机牵引速度的环节，节约物料成本和劳动力。
本发明实施例的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本发明实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明实施例，但并不构成对本发明实施例的限制。在附图中：
图1是拉管生产线玻璃管壁厚控制系统的结构示意图；
图2是牵引机控制系统的信号线连接示意图；
图3是牵引机控制系统的工作流程图。
附图标记说明
1-壁厚检测仪； 2-牵引机控制系统；
3-牵引机； 4-缺陷检测仪；
5-分选壁厚检测仪； 6-分选直径检测仪；
7-加工定型设备； 8-牵引机伺服驱动器；
9-牵引机输入面板； 10-牵引机伺服电机。
具体实施方式
以下结合附图对本发明实施例的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明实施例，并不用于限制本发明实施例。
在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在玻璃管生产过程中，主要通过控制玻璃液的出料量和牵引机的牵引速度来调节玻璃管的直径和壁厚，控制玻璃液的出料量是在玻璃管加工定型环节控制玻璃物料供应量，控制牵引机的牵引速度相当于控制玻璃管加工定型环节玻璃物料消耗速度。
在当前的实际生产中，对于特定规格的玻璃管玻璃液的出料量为经验数值，不需要在生产过程中反复调整，而牵引机速度调节由人工根据实际测量情况反复微调，具体操作为：工人从生产线取下已经加工成型的玻璃管，测量玻璃管的壁厚数值，发现公差不合格后，到牵引机位置手动调节牵引机机速。根据经验数据，人工调节过程中每一分钟会浪费6kg的玻璃管，一般情况下人工完成测量、调节需要3～4分钟，而本发明提供的自动控制系统可以实时检测玻璃管壁厚，并根据偏差和测量值实时调节牵引机机速。
如图1所示，本发明提供一种拉管生产线玻璃管壁厚控制系统，所述拉管生产线包括玻璃管加工定型设备和用于牵引出料的牵引机，所述控制系统包括：
壁厚检测仪1，用于检测玻璃管的厚度，以及传输所述厚度到牵引机控制系统；
牵引机控制系统2，与所述壁厚检测仪1连接，用于接收所述厚度，并将所述厚度数值转换为所述牵引机3的牵引速度数值，其方法如下：
开始生产前，先在牵引机控制系统2中预置各种规格玻璃管的期望参数值，包括玻璃管壁厚数值及公差数值；
生产中，提取当前生产规格的玻璃管厚度期望数值H0及公差数值L3，所述壁厚检测仪周期性测量玻璃管壁厚的实际数值H2，计算实际数值H2的偏差值A0＝H0-H2。
当A0的偏差超出预期范围±L3时，所述牵引机牵引速度进行相应微调节；否则，不做调节。
当A0>+L3时，牵引机牵引速度步进-0.1；当A0<-L3时，牵引机牵引速度步进+0.1。
进一步地，使用如下公式计算偏差值
Figure BDA0003318968340000061
当A的数值落在-1到+1之间时，牵引机牵引速度不做调整，牵引机牵引速度步进值为0；当A>+1时，牵引机牵引速度步进-0.1×[A]；当A<-1时，牵引机牵引速度步进+0.1×[A]。
优选的，所述壁厚检测仪1可以为激光测厚仪，用于精准获取玻璃管壁厚数据。
优选的，所述壁厚检测仪1位于其他检测设备之前1-2米位置，用于尽早测量玻璃管壁厚，避免浪费更多的物料。
拉管生产线的工艺流程还包括：缺陷检测和分选检测，分选壁厚检测仪5用于检测玻璃管的壁厚缺陷；分选直径检测仪6用于检测玻璃管的直径缺陷；缺陷检测仪4用于检测玻璃管的其他缺陷。通过将检测到的电信号整合传递给后续分选系统(未示出)实现挑选合格的玻璃管。
图2为牵引机控制系统的信号线连接示意图，如图2所示：
牵引机控制系统2的输入端连接到牵引机输入面板9，获取当前生产规格玻璃管直径、厚度的期望数值；
牵引机控制系统2的输入备用端连接到壁厚检测仪1的输出端，获取当前生产玻璃管厚度的实际数值；
牵引机控制系统2的输出备用端连接到牵引机伺服驱动器8的输入端，将牵引机机速数值传输给牵引机伺服驱动器，驱动牵引机伺服电机10转动。
图3为牵引机控制系统的工作流程图，其步骤如下：
第一步11：获取当前生产规格玻璃管厚度的期望数值H0和公差数值L3；
第二步12：壁厚检测仪1周期性测量当前生产玻璃管厚度的实际数值H2；
第三步13：计算当前玻璃管壁厚的偏差值A0＝H0-H2，当偏差超出±L3时，需微调牵引机机速，计算并传输调节数值给牵引机伺服驱动器；
第四步14：牵引机伺服驱动器接收到调节数值后，按照调节数值控制牵引机伺服电机转动。
拉管生产线一旦按照上述流程开始生产，上述取值、测定、计算、微调均周期性地运行，持续的微调牵引机牵引速度，实现自动控制所述拉管生产线玻璃管壁厚度，保证玻璃管壁厚的稳定性，提高玻璃管的品质，减少物料和人力资源的浪费。
此外，本发明实施例的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明实施例的思想，其同样应当视为本发明实施例所公开的内容。

Claims (10)

1.一种拉管生产线玻璃管壁厚自动控制系统，其特征在于，所述拉管生产线包括玻璃管加工定型设备、检测设备和用于牵引出料的牵引机，所述拉管生产线玻璃管壁厚自动控制系统包括：
壁厚检测仪，用于检测玻璃管的厚度，以及传输所述厚度到牵引机控制系统；以及
牵引机控制系统，用于接收所述厚度，并根据所述厚度控制所述牵引机的牵引速度。
2.根据权利要求1所述的拉管生产线玻璃管壁厚自动控制系统，其特征在于，所述牵引机控制系统被配置为：
提取当前生产规格的玻璃管厚度期望数值及公差数值，所述壁厚检测仪周期性测量玻璃管壁厚的实际数值，计算所述实际数值是否符合预期要求，得出所述牵引机牵引速度是否调整及调整方向；以及
当需要调整时，将所述牵引机牵引速度调整方向数据传送给牵引机伺服驱动器，该牵引机伺服驱动器控制牵引机伺服电机转动，伺服电机转速向调整方向步进，进而控制所述拉管生产线加工定型部件的玻璃物料消耗量，改变玻璃管壁厚度。
3.根据权利要求1、2所述的拉管生产线玻璃管壁厚自动控制系统，其特征在于，所述壁厚检测仪位于所述玻璃管加工定型设备之后，所述检测设备之前位置，用于测量玻璃管壁厚。
4.根据权利要求3所述的拉管生产线玻璃管壁厚自动控制系统，其特征在于，所述壁厚检测仪位于所述检测设备之前1-2米位置，用于测量玻璃管壁厚。
5.根据权利要求1所述的拉管生产线玻璃管壁厚自动控制系统，其特征在于，所述牵引机牵引速度是否调整及调整方向的计算公式为：
Figure FDA0003318968330000021
其中，H0为当前生产规格的玻璃管厚度期望数值，
H2为所述壁厚检测仪周期性测量玻璃管壁厚的实际数值，
L3为当前生产规格的玻璃管公差范围期望数值，
当A的数值落在-1到+1之间时，牵引机牵引速度不做调整，
当A>+1时，牵引机牵引速度步进-0.1×[A]，
当A<-1时，牵引机牵引速度步进+0.1×[A]。
6.一种拉管生产线玻璃管壁厚自动控制方法，其特征在于，所述拉管生产线包括玻璃管加工定型设备、检测设备和用于牵引出料的牵引机，所述拉管生产线玻璃管壁厚自动控制方法包括：
周期性检测玻璃管的厚度；以及
根据所述厚度，控制所述牵引机的牵引速度；以及
通过控制所述牵引速度，进而控制所述拉管生产线加工定型部件的玻璃物料消耗量，改变玻璃管壁厚度。
7.根据权利要求6所述的拉管生产线玻璃管壁厚自动控制方法，其特征在于：
提取当前生产规格的玻璃管厚度期望数值及公差数值，周期性测量玻璃管壁厚的实际数值，计算所述实际数值是否符合预期要求，得出所述牵引机牵引速度是否调整及调整方向；以及
当需要调整时，将所述牵引机牵引速度调整方向数据传送给牵引机伺服驱动器，该牵引机伺服驱动器控制牵引机伺服电机转动，伺服电机转速向调整方向步进，进而控制所述拉管生产线加工定型部件的玻璃物料消耗量，改变玻璃管壁厚度。
8.根据权利要求6、7所述的拉管生产线玻璃管壁厚自动控制方法，其特征在于，在所述玻璃管加工定型设备之后且所述检测设备之前位置，测量玻璃管壁厚。
9.根据权利要求6所述的拉管生产线玻璃管壁厚自动控制方法，其特征在于，判断所述牵引机牵引速度是否调整及调整方向的计算公式为：
Figure FDA0003318968330000031
其中，H0为当前生产规格的玻璃管厚度期望数值，
H2为所述壁厚检测仪周期性测量玻璃管壁厚的实际数值，
L3为当前生产规格的玻璃管公差范围期望数值，
当A的数值落在-1到+1之间时，牵引机牵引速度不做调整，
当A>+1时，牵引机牵引速度步进-0.1×[A]，
当A<-1时，牵引机牵引速度步进+0.1×[A]。
10.一种拉管生产线，其特征在于，包括权利要求1-5中任意一项所述的拉管生产线玻璃管壁厚自动控制系统。
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