CN204281551U - 一种pid模糊控制玻璃车床 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种PID模糊控制玻璃车床，主体为玻璃车床，还加装流量控制器，双向测径仪，伺服电机和工控机；所述流量控制器加装在气路部分，与气体管路连接；所述双向测径仪安装在喷灯台一侧，外径测试探头安装在喷灯台上；所述伺服电机为两个，分别加装在右侧的卡盘座上以及喷灯台座上；所述工控机独立设置于玻璃车床一侧，用来设置氢氧的输出量，以及喷灯的起台控制，卡盘的旋转速度设定，测径仪的外径显示。改造后的装置可以对氢气氧气的流量，卡盘的位移速度进行自动控制，不需要操作人员凭经验来手动移动。产品质量得到有效控制，生产效率得到有效提升。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种玻璃棒延伸装置，尤其涉及PID模糊控制玻璃车床。
背景技术
玻璃车床是这样一种装置，其使用燃烧器火焰对旋转的玻璃棒或玻璃管等玻璃构件进行加热，进行熔接、熔断、扩展、火抛光等加工。本实用新型的装置广泛应用于光纤预成型件等的加工。玻璃车床对玻璃构件的加工中，主要使用氢氧焰。尤其，玻璃构件为石英玻璃的情况下，其温度达到2000℃左右。
目前国内在使用玻璃车床对玻璃棒进行延伸方面，大多采用的是人工控制卡盘的位移，喷灯的火焰大小也是人工调整的，技术方面存在落后的现象。在玻璃车床自动化控制方面存在空白，与此同时，在生产成本方面也得不到有效的控制浪费大量人力物力。
发明内容
为解决上述问题，本实用新型提供的技术方案为，一种PID模糊控制玻璃车床主体为玻璃车床以PLC控制电路进行控制，还加装流量控制器，双向测径仪，伺服电机和工控机；所述流量控制器，双向测径仪，伺服电机通过PLC与工控机连接；所述流量控制器为n≥2，加装在气路部分，串接在气体管路上；所述双向测径仪固定安装在喷灯台任意一侧，外径测试探头固定连接在喷灯台上，外 径测试探头设置在距离喷灯5～15cm处；所述伺服电机为两个，伺服电机A和伺服电机B，伺服电机A固定安装于右侧的卡盘座上，伺服电机A的驱动轴固定连接卡盘以控制卡盘移动，伺服电机B固定安装于喷灯台座上，伺服电机B的驱动轴固定连接喷灯台，以控制喷灯台移动。
进一步的，流量控制器为三个，以串联方式依次连接在气体管路上，且流量阀的流量控制依次为1：0.4—0.6：0.2—0.3。
进一步的，还包括手动控制阀；所述手动控制阀串接在气体管路上，安装于气体管路出气口到流量控制器的任意部位。
进一步的，PID模糊控制是根据系统偏差e和偏差变化率ec，用模糊控制规则在线对PID参数进行修改；所述PID参数为玻璃棒的预制外径及实时外径；所述偏差e为理论偏差；所述偏差变化率ec为理论偏差与对应的棒的位置的变化率。
本实用新型有益效果在于：改造后的装置以工控机对流量控制器，双向测径仪，伺服电机的控制，达到改变氢气氧气的流量，卡盘的位移速度的效果，不需要操作人员凭经验来手动移动，增加成产效率，降低生产成本
附图说明
图1为本实用新型结构示意图；
图2为本实用新型的电气流程图。
具体实施方式
现有玻璃车床1所存在氢气氧气的流量不能自动控制，卡盘2的位移速度不能实现自动控制，需要操作人员凭经验来手动移动。本实用新型通过对玻璃车床1的改造，来达到玻璃棒的自动延伸控制。主体为玻璃车床1，伺服电机与玻璃车床1连接，玻璃车床1上设有喷灯台4，喷灯台4沿玻璃车床1上的滑轨12进行滑动，滑轨12沿水平位置设置在玻璃车床1上表面，
如图1所示通过下列措施达到设备改造的目的：气路部分增加三个流量控制器3，来控制喷灯4的氢氧流量。为安全起见，在流量控制器3前增加手动控制阀5，在气体流量控制器损坏或失去控制时，能够手动关闭气体管路。在流量控制器3后面增加气动阀6来控制气体的最终输出。增加一台工控机7用来设置氢氧的输出量，以及喷灯4控制，卡盘8的旋转速度设定，双向测径仪8的外径显示。增加一台双向测径仪8用来实时显示玻璃棒的外径，并参与延伸时卡盘2移动速度，双向测径仪8在喷灯4上。右侧的卡盘2增加一台伺服电机A 9a，用来控制卡盘2的位移。
喷灯台4座上安装一台伺服电机B 9b，用来控制喷灯4的移动速度。在伺服电机B 9b的侧面安装一个差分编码器10，用来记录喷灯4的实际位置。喷灯台4上还安装了高温探头11，用来检测喷灯4加热处的温度。
工控机7用组太王软件创建人机界面。界面上可以设置气体流量。氢氧比例系数。喷灯4移动时的相关参数。卡盘2的手动移动速 度，以及需要延伸的玻璃棒的产品外径，玻璃棒延伸后的目标外径等等。然后建立相关的数据库。
整个控制顺序为首先在卡盘2上安装玻璃棒，喷灯台4自动回零点，设备开始工作后喷灯台4从左边向右边缓慢移动，双向测径仪8实时采集相关数据到工控机7，并进行存储。整个玻璃棒测试完成后，喷灯4自动回到玻璃棒开始延伸的位置，需要在画面中设置延伸时的起始位置，然后喷灯4开始点火，先小火启动，然后转至大火，先给整个玻璃棒来回预热，循环次数可设定，之后启动自动控制，开始延伸，通过数据库中记录的数据，玻璃棒的外径和喷灯4实际位置作为参考进行进行卡盘2的理论位移速度。然后通过双向测径仪8探头检测的棒的外径，来检测卡盘2移动的速度是否合适，从而进行卡盘2速度的实时调整。根据工艺要求，可以一次成型，也可以分几步完成延伸。加工完成后，喷灯4自动从大火切换到小火。最后进行必要的手动微调修正外径。
PID控制是比例、积分、微分控制的简称。在自动控制领域中，PID控制是历史最久、生命力最强的基本控制方式。PID控制器的原理是根据系统的被调量实测值与设定值之间的偏差，利用偏差的比例、积分、微分三个环节的不同组合计算出对广义被控对象的控制量。以璃棒的预制外径及实时外径作为PID参数，根据系统偏差e即理论偏差和偏差变化率ec即理论偏差与对应的棒的位置的变化率，用模糊控制规则在线对PID参数进行修改。
Claims (4)
1.一种PID模糊控制玻璃车床，主体为玻璃车床，伺服电机与玻璃车床连接，所述玻璃车床上设有喷灯台，喷灯台沿玻璃车床上的滑轨进行滑动，滑轨沿水平位置设置在玻璃车床上表面，其特征在于：还加装流量控制器，双向测径仪，伺服电机和工控机；
所述流量控制器，双向测径仪，伺服电机通过PLC与工控机连接；
所述流量控制器为n≥2，加装在气路部分，串接在气体管路上；
所述双向测径仪固定安装在喷灯台任意一侧，外径测试探头固定连接在喷灯台上，外径测试探头设置在距离喷灯5～15cm处；
所述伺服电机为两个，伺服电机A和伺服电机B，伺服电机A固定安装于右侧的卡盘座上，伺服电机A的驱动轴固定连接卡盘以控制卡盘移动，伺服电机B固定安装于喷灯台座上，伺服电机B的驱动轴固定连接喷灯台，以控制喷灯台移动。
2.根据权利要求1所述的一种PID模糊控制玻璃车床，其特征在于：所述流量控制器为三个，以串联方式依次连接在气体管路上，且流量阀的流量控制依次为1：0.4—0.6：0.2—0.3。
3.根据权利要求1所述的一种PID模糊控制玻璃车床，其特征在于：还包括手动控制阀；所述手动控制阀串接在气体管路上，安装于气体管路出气口到流量控制器的任意部位。
4.根据权利要求1所述的一种PID模糊控制玻璃车床，其特征在于：所述PID模糊控制是根据系统偏差e和偏差变化率ec，用模糊控制规则在线对PID参数进行修改；所述PID参数为玻璃棒的预制外径及实时外径；所述偏差e为理论偏差；所述偏差变化率ec为理论偏差与对应的棒的位置的变化率。
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2014
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