CN1266028A - 玻璃器皿成形系统中行列式机操作与坯料进料的同步化 - Google Patents

Abstract

一种行列式机玻璃器皿成形系统,包括一个具有多个分列的行列式机,用于接收熔化玻璃的坯料并将坯料成形为玻璃器皿。坯料进料机提供熔化玻璃的坯料,坯料分配机将坯料依次送至各机器列。通过产生表示玻璃进料机提供玻璃坯料的进料机索引信号使机器列的操作与玻璃进料机的操作同步。电子机器计时电路包括产生机器索引信号的电子设备,用于使机器列的操作彼此同步。

Description

玻璃器皿成形系统中 行列式机操作与坯料进料的同步化

本发明涉及一种行列式(IS)机玻璃器皿成形系统，更特别地，涉及一种使得机器的向IS机提供熔化玻璃坯料的操作的定时同步化的方法和设备。

现行的玻璃容器制造技术侧重于所谓行列式即IS机。这些机器包括多个分开的或单个的制造列，每个制造列具有多重操作机构，用于将一个或多个熔化玻璃的进料或坯料转化为中空的玻璃容器并且通过机器列的连续的工作级传送容器。一般地，IS机系统包括：一个具有针形机构的玻璃源，用于控制熔化玻璃流；一个剪切机构，用于将熔化玻璃流切成单个坯料；以及一个坯料分配机，用于在各机器列中分配单个的坯料。每个机器列包括：一个或多个坯料模，其中通过吹或压操作将玻璃坯料首先成形为初型坯；一个或多个反转臂，用于将初型坯传送到吹塑模，在吹塑模中，容器被吹成最终形状；多个夹具，用于将所成形的容器移至固定冷却板；以及一个清除机构，用于将模制的容器从固定冷却板传送到横向传送带。传送带依次从IS机的所有列接收容器，并将容器传送到装载机以便输送到退火炉。每一列中的操作机构还提供模对的闭合、挡板和鼓风口的移动、冷却风的控制，等等。美国专利No.4,362,544包括“吹和吹”和“压和吹”玻璃器皿成形过程的背景技术的讨论，还讨论了适于在这两个过程中使用的电动气动行列式机器。

对于玻璃器皿成形系统在初始过程和连续操作两者期间的一个苛刻的要求是使玻璃器皿成形机的操作与熔化玻璃坯料的顺序供应相同步。用电子仪器通过机器复位信号使不同机器列的操作同步。信号也可以由坯料进料机提供，它可以通过一个传感器或者响应于进料机控制电子设备来产生。加拿大专利1,198,793提供了一种响应来自不同操作机器的时钟信号的计数器，例如坯料进料机和机器复位信号，用于以机器的进程程度(degree)为单位测量其间的补偿。这些补偿是手动记录的，并且在关机后依据初始化进行手动复位。但是，坯料从进料机行到坯料模的传送时间在实时上是相对恒定的，并不随机器速度而变化。因此，以机器进程程度为单位设置补偿时间并不能随机器速度的变化而提供适当的同步化。此外，在所述专利中，采用手动而不是自动地进行计时调整。

美国专利No.4,108,623公开了一种实时操作的IS机控制系统，它与现有技术中更典型的以机器或列的不同程度操作的系统不同。通过采用第一传感器和第二传感器来测量坯料剪切和进入坯料模之间的时间，第一传感器用于产生表示坯料进入坯料分配机的信号，第二传感器用于产生表示坯料进入坯料模的信号。通过传感器对坯料进入模子的响应来启动模操作。在剪切和坯料模的操作之间没有固定的时间。

本发明的总的目的是提供一种在IS机成形系统中使成形系统的操作与熔化玻璃坯料的供给相同步的方法和系统，它能根据系统的初始化自动进行同步化操作，并在系统运行期间自动地保持这种同步化。

一个行列式(IS)机玻璃器皿成形系统包括：一个具有多个分开的机器列的行列式机器，用于接收熔化玻璃的坯料并将坯料成形为玻璃器皿。坯料进料机提供熔化玻璃的坯料，坯料分配机将坯料依次地送入各机器列。根据本发明，通过产生表示在玻璃进料机给出玻璃坯料的进料机索引信号而使机器列的操作与玻璃进料机的操作同步。电子机器计时电路包括电子化地产生机器索引信号的设备，用于使各机器列的操作彼此同步。在系统运作期间，实时地确定进料机索引信号和机器索引信号之间的间隔并以时间为单位存储。以任何原因关机后，一旦系统操作初始化，会自动检索该已存储的时间，并且相对于进料机索引信号自动地将机器索引信号的计时调整到等于该已存储的时间。

这样，一旦启动或初始化，利用进料机索引信号和机器索引信号之间的时间自动地恢复机器的同步。通过传感器的对剪切机构的机械操作的响应或者通过监视与剪切刀片相关的电子凸轮的操作来产生表示提供或剪切每个熔化玻璃坯料的进料机索引信号。这些剪切信号中的第一个信号是自动任意地与机器列的一个第一列相关，从而向该第一机器列提供一个与提供坯料相关的进料机索引信号。一个电子同步控制器自动产生机器索引信号，与通过列控制电子设备为每个列产生的适当补偿一起，使若干机器列的操作彼此同步。在操作过程中以时间为单位测量出由向第一机器列的供料操作所产生的进料机索引信号和启动第一机器列操作的机器索引信号之间的时间并存储在存储器中。一旦IS机重新初始化，就从存储器中检索该时间，并自动地调整机器电子计时系统直至进料机索引信号和机器索引信号之间的时间再次等于该已存储的时间。最好以操作人员可选择其幅度的增量相位调整的方式通过锁相环路来实现该计时调整。

通过以下说明、所附权利要求和附图可以最佳地理解本发明的这些以及其他目的、特征和优点，附图中：

图1是根据本发明的最佳实施例所述的行列式机玻璃器皿成形系统的原理框图；

图2是图1所示系统的一个部分的更详细的原理框图；

图3是根据本发明的目前的最佳实施例所述的机器系统计时和控制电子设备的原理框图；

图4A是说明图2中的熔化坯料从坯料剪切输送到坯料模的不同阶段的示意图；

图4B是说明图4A的机构的计时图；

图5是图3中的根据本发明的电子控制器的一个部分的原理框图，该部分用于调整进料器索引信号和机器索引信号之间的相位关系；以及

图6A和6B一同表示图5中的相位调整操作的流程图。

图1示出一个行列式机玻璃器皿成形系统10，该系统包括一个装有(来自前面的)熔化玻璃的储料器或储料皿12，熔化玻璃由一个针形机构14送入一个剪切机构16。剪切机构16将熔化玻璃坯料分割并通过坯料分配机18送入IS机20。IS机20包括多个分开的列20a、20b...20n，在这些列中坯料成形为各件玻璃器皿。每一列终止于一个清除站，玻璃器皿从清除站送到一个公用的机械传送机22。传送机22一般为环形传送带，将器皿依次输送到一个连续式玻璃退火炉的装载机24，它将器皿逐批地载入一个退火炉26。器皿通过退火炉26输送到所谓的制造周期的冷却端，在冷却端，器皿接受商业用途的检验，被分类、加标签、包装和/或存储以进一步处理。

图1所示的系统10包括多个操作机构，用于进行对玻璃的操作，移动玻璃工件通过顺序的操作阶段，换句话说即完成系统的功能。这种操作机构包括例如针形机构14、坯料剪切机构16、坯料分配机18和连续式玻璃退火炉的装载机24。此外，在IS机20的每列内具有多个操作机构，例如用于打开和关闭模子的机构，用于漏斗、导流板和吹头进出动作的机构，用于反转臂和取出夹具的动作的机构，以及用于将成品移动到机械传送机22上的清除机构。

参考图2，各分列20a、20b...20n包括至少一个并且最好多个坯料模30，以同时从坯料分配机18接收坯料。在附图中所示和本文所述的特殊的示例性系统中，机器20包括所谓的三重坯料机其中，每个机器列包括三组坯料模30和三组吹塑模32，用于同时对三个玻璃坯料进行操作以生产三件玻璃器皿。在现有技术中也采用所谓的单机、双重机和四重机。玻璃坯料基本上同时被送到给定机器列的坯料模30，并以据此而设计系统的所谓点火顺序或次序被送到若干机器列的坯料模。玻璃坯料在模30中同时成形为初型坯，同时由相关的反转臂从坯料模30传送到吹塑模32。在吹塑模32，初型坯被吹成最终形状，同时在坯料模30中形成下一序列的除型坯。在下一序列的初型坯由反转臂传送到吹塑模32时，前一最终制品由取出夹具从吹塑模32传送到清除站34的固定冷却板。若干清除站34依次进行操作，将最终制品输送到机械传送机22(图1)。

对于更广泛的描述来说，IS机成形系统10属于传统的结构。储料器12和针形机构14可以如同在例如美国专利NO.3,419,373中所示的那样。在目前的本发明的最佳实施例中，针形机构14如美国专利No.5,693,114和美国申请No.08/597,760中所公开的那样。坯料剪切机构16可以如同美国专利No.5,573,570或5,772,718中所公开的那样。坯料分配机18可以如同美国专利No.5,683,485或5,697,995所公开的那样。美国专利No.4,362,544和4,427,431示出了典型的IS机20，美国专利No.4,199,344、4,222,480和5,160,015示出了典型的清除站。美国专利No.4,193,784、4,290,517、4,793,465和4,923,363示出了合适的连续式玻璃退火炉的装载机24。美国专利No.4,141,711、4,145,204、4,145,205、4,152,134、4,338,116、4,364,764、4,459,146、4,762,544、5,264,473和5,580,366示出了在IS机系统中的玻璃器皿制造的电子控制的不同设置。例如，在上面提到的美国专利No.4,548,637中示出了一种用于控制IS机操作机构动作的系统。上述所有美国专利和申请以及加拿大专利No.1,198,793在本文中作为背景技术的目的以供参考。

图2中原理性地示出一个响应于坯料剪切机构16的操作的传感器40，该传感器用于产生相关的剪切信号。传感器40可以包括一个接近程度传感器或类似的响应于剪切刀片的物理运动以产生剪切信号的装置。或者，在这些申请中，通过一个响应于已存储的电子轮廓或凸轮的适当的伺服机构来驱动剪切刀片，传感器40可以包括沿着电子凸轮轮廓检测预定位置以发送剪切信号的电子设备。来自传感器40的剪切信号被发送到图3中的电子同步控制器42。控制器42还接收来自一个主振荡器的输入频率信号。控制器42为分别控制相关的机器列20a、20b...20n的操作的计算机化的列操作员控制台或COMSOC 44a，44b，...44n提供输出。COMSOC单元44a-44n例如可以如同美国专利4,152,134、4,364,764、4,459,146、5,264,473和5,580,306所示的那样。在最佳实施例中，坯料分配机18是电气驱动而不是机械驱动的，控制器42还为坯料分配机提供控制输出。控制器42还接收来自操作员键盘46的输入，并为了常规的显示和控制目的向操作员显示屏48提供输出。

图4A示出玻璃坯料50通过坯料分配机18的一个挖斗从剪切机构16落到单个机器列的坯料模30中的情况。经剪切机构16剪切的坯料50由重力作用经适当的通道落到坯料分配机18的一个挖斗，然后由重力作用直接或者通过另一个通道落到单个机器列的坯料模30。剪切机构16和挖斗18之间的挖斗下落时间SFT以及挖斗内的停留时间DT保持相对恒定。同样地，尽管用于区别机器列的坯料下降时间BFT会因机器列和坯料分配机之间实际间距的不同而改变，但剪切机构16和给定的坯料模30之间的总的坯料下降时间BFT在所有的实时单位内保持相对恒定。重要之处在于，对于一个给定的坯料模30来说，不管机器速度如何，在实时单位内，挖斗下落时间SFT、挖斗停留时间DT和总的坯料下降时间BFT都保持相对恒定。因此，参考图4B，与来自传感器40的每个剪切信号相关，存在一个相对固定的SFT加DT的总时间(图1)，而与机器速度无关。同样地，存在一个相对固定的时间ST，在该时间内，可以移动坯料分配机的挖斗，以依次将坯料发送到下一列。图4B中所示的总的坯料下落时间BFT仅用于第一机器列。任意选择与第一机器列相关的剪切信号作为进料机索引信号。(“第一”机器列不需要必须是IS机中的物理上的第一列，而是根据机器点火顺序任意指定的“第一”)。

回到图5，在同步控制器42中将每个剪切信号送至一个门电路54，它接收来自被参考索引信号置位的一个锁存器56的一个第二信号。参考索引信号用于选择与第一机器列相关的剪切信号作为来自门电路54的进料机输出信号。一个计时器58由进料机索引信号来初始化或启动，并接收机器索引信号作为一个第二或停止输入。因此，在实时单位内，指示进料机索引信号和机器索引信号之间的补偿或相位关系的计时器58的输出向一个相位调整控制60提供一个控制输入。相位调整控制60还接收已存储在存储器61中的输入和操作员输入(也存储在存储器中)，前一个输入表示进料和索引信号之间的理想相位关系，后一个输入表示该相位关系的允许变化率。相位调整控制60的输出送至一个锁相环路64的D分频模块62中。锁相环路64还有一个N分频模块66，并接收来自一个外部控制振荡器的输入频率。锁相环路64与模块62、66一并如美国专利No.4,145,204和4,145,205所公开的那样，这两个专利公开的内容在此作为参考。锁相环路64在D模块62的输出为控制余料的电子设备提供机器进程程度(degree)控制信号(以时间单位)，并通过一个X分频模块68送入以提供机器索引信号。回过来参考图4B，计时器58测量进料机索引信号和机器索引信号之间的时间。机器索引信号使所有机器列的操作同步并启动关闭第一列中的坯料模，该信号早于列1的坯料下降时间BFT的结束之前一个时间t出现，以使坯料模关闭的时间在发送玻璃坯料之前。锁相环路64还与一个D_R分频器67相连接，D_R分频器67与一个X_R分频器相连接。分频器67、69向装载机和进料机控制(未示出)提供参考进程程度信号(degree)和参考索引信号。分频器69还向锁存器56提供置位输入。

在本发明的最佳实施例中，控制器42以基于微处理器的数字操作的控制器来实现。图6A和6B示出了计时控制器52的操作，尤其包括相位调整控制60的操作。参考图6A，首先在70得到计时器58的输出(图5)，并在72与进料机索引信号和机器索引信号之间的理想相位关系相比较。当出现适当的同步时，该理想的相位关系就存储在控制器存储器61中，并且既可以在初始化和机器操作期间进行检索。然后，在实时单位下，在74将理想和实际相位的差与一个死带区相比较以防止高频振动。块76、78、80和82确定是否有必要通过增加D(块84)或减小D(块86)来调整相位关系。因此，如果在分频器92数值D被增加，该数值在84被增加容许的相位增量D_DELTA由操作人员设定。同样地，如果数值D被减小，该值在86被减小容许的相位增量D_DELTA。然后，在88和90计算一个调整时间T_ADJ，即为T_PHASE-DELTA(块72)乘以D_NEW再除以D_DELTA。分频器系数D_NEW则在92被执行一个时间T_ADJ，之后，D_OLD重新存储在94中。然后，操作返回到图6A，用于将实际相位与理想相位相比较，等等。

Claims (6)

1.一种行列式(IS)机玻璃器皿成形系统(10)，包括：一个具有多个分列(20a，20b，20c，20d，20e，20f，20g，20h，20i，20j，20k，20l，20m，20n)的行列式机(20)，用于接收熔化玻璃的坯料并将坯料成形为玻璃器皿；一个坯料进料机(12，14，16)，用于提供熔化玻璃的坯料；和一个坯料分配机(18)，用于将坯料依次送至所述各机器列；用于使所述机器列与所述坯料进料机同步的装置包括：

与所述坯料进料机相连接操作的装置(40)，用于为所述机器列的一个第一列提供一个表示提供玻璃坯料的进料机索引信号，

电子机器计时装置(42)，包括用于产生一个机器索引信号以使所述机器列的操作彼此同步的装置，

实时地确定所述进料机索引信号和所述机器索引信号之间的间隔并以时间单位存储所述间隔的装置(58，61)，

可根据所述系统操作的初始化而起作用以便自动地检索所述已存储的分隔时间的装置(60)，和

用于相对于所述进料机索引信号将所述机器索引信号的计时调整到等于所述已存储的时间的装置(60)。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述电子机器计时装置还包括可在所述系统运作期间操作的用于监视所述进料器索引信号和所述机器索引信号之间的时间间隔的装置(58)，以调整所述机器索引信号的计时直至所述时间间隔等于所述已存储的时间。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述用于调整所述机器索引信号的计时的装置包括一个锁相环路(62，64，66)，所述锁相回路接收一个输入频率信号并提供所述机器索引信号作为输出；和一个响应于所述监视装置的装置(60)，用于调整所述锁相环路的操作。

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述用于调整所述锁相环路的操作的装置(60)包括用于响应于每个所述进料机索引信号以便以固定的增量调整操作的装置。

5.一种对一种行列式(IS)机玻璃器皿成形系统(10)的操作进行初始化的方法，所述系统包括：一个具有多个分列(20a，20b，20c，20d，20e，20f，20g，20h，20i，20j，20k，20l，20m，20n)的行列式机(20)，用于接收熔化玻璃的坯料并将坯料成形为玻璃器皿；一个坯料进料机(12，14，16)，用于提供熔化玻璃的坯料；和一个坯料分配机(18)，用于将坯料依次送至所述各机器列，所述方法包括以下步骤：

    (a)产生用于为所述机器列的一个第一列提供一个表示由坯料进料机提供玻璃坯料的进料机索引信号，

    (b)产生一个机器索引信号，

    (c)使所述第一机器列和所有其他机器列的操作与所述机器索引信号同步，

    (d)在单个机器列的操作过程中，以时间为单位测量所述进料机索引信号和所述机器索引信号之间的间隔，

    (e)将该时间存储在存储器中，和

    (f)一旦在所述步骤(e)之后对机器进行初始化，则从存储器检索所述已存储的时间并调整所述步骤(b)，并执行所述步骤(d)直至所述进料机索引信号和机器索引信号之间的时间间隔等于在所述步骤(e)中存储的所述时间。

6.根据权利要求5所述的方法，还包括以下步骤：

    (g)在所述系统的运行期间，周期性地执行所述步骤(d)和(f)，以保持所述时间间隔等于所述已存储的时间。

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