CN205382091U - 一种生产石英纤维用高精度程控熔制下棒装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种生产石英纤维用高精度程控熔制下棒装置，属石英纤维熔制设备领域。该下棒装置包括编程控制器、立柱、导轨、减速器、伺服电机、滚珠丝杆和熔棒器；立柱的底部设置有基板，立柱的一侧设置有编程控制器；立柱的端面上对称安装有导轨，导轨上滑动安装有滑板，导轨之间的立柱上通过丝杆座装有滚珠丝杆，滚珠丝杆通过丝杆螺母与滑板连接。该下棒装置结构简单、实用性好，解决了现有下棒装置使用寿命短，运行精度不持久，自动化程度低等问题，特别适用于棒拉丝法生产石英玻璃纤维下棒使用。

Description

一种生产石英纤维用高精度程控熔制下棒装置

技术领域

本实用新型涉及一种生产石英纤维用高精度程控熔制下棒装置，属石英纤维熔制设备领域。

背景技术

石英纤维的生产方式主要为石英玻璃经高温熔化后抽丝而成，由于石英玻璃与普通玻璃的物理性能（如：熔点、粘力、应力等）存在很大差异，不能像普通玻璃那样利用白金坩埚或陶土熔池里熔化后再经拉丝机拉制成型，石英玻璃只能采用先制成石英玻璃棒，再边下棒，边熔化，边抽丝的工艺方式最终制成石英纤维。本公司于2008年12月19日申请了专利号为200820128946.6，实用新型名称《石英纤维熔制下棒装置》的专利给出了一种下棒装置，该下棒装置能使石英玻璃棒自动下棒，边下棒、边熔化、边抽丝，能连续不断抽取石英玻璃丝，且抽丝速度快。但是该下棒装置的导轨副是由圆柱形无座直线轴与装于棒夹中的直线轴承构成，短期内虽具有一定的运行精度，却由于无座直线轴有刚性差易弯曲变形的致命弱点，造成下棒装置运行精度无法维持长久，直线轴需经常更换，造成维护费用居高不下；同时该下棒装置是由机架上方的两台电机（交、直流电机各一台）分别控制棒夹的快升与慢降，虽然节省了下棒装置的回程时间，但是交、直流电机的电学特性决定了其不能精准定位（转速与电压不是直线比例关系，磁场角速度不稳定），且转速易受外部电负荷波动带来的干扰，直接造成石英纤维线密度变异系数偏大，对纤维产品的后序加工带来一定的负面影响。

发明内容

本实用新型的目的在于：提供一种结构简单、实用性好。以解决现有下棒装置使用寿命短，运行精度不持久，自动化程度低等问题的高精度石英纤维程控熔制下棒装置。

本实用新型是通过如下的技术方案来实现上述目的的：

一种生产石英纤维用高精度程控熔制下棒装置，包括编程控制器、立柱、导轨、减速器、伺服电机、滚珠丝杆和熔棒器；其特征在于：立柱的底部设置有基板，立柱的一侧设置有编程控制器；立柱的端面上对称安装有导轨，导轨上滑动安装有滑板，导轨之间的立柱上通过丝杆座装有滚珠丝杆，滚珠丝杆通过丝杆螺母与滑板连接，立柱的顶部通过轴承座装有减速器和伺服电机，减速器的传动轴通过旋转编码器与滚珠丝杆连接，导轨上下两端的立柱上分别安装有接近开关，接近开关和伺服电机分别与编程控制器连接；所述的基板上安装有熔棒器。

所述的立柱由铸铁材料制成。

所述的导轨上设置有防护罩。

所述的滑板上设置有棒夹。

所述的熔棒器上设置有火焰喷射口，所述火焰喷射口数量为2-50个。

本实用新型与现有技术相比的有益效果在于：

1、结构改进——该下棒装置以整体式铸铁立柱取代旧框式机架，其作为导轨和滚珠丝杆的装配载体，具有基础稳固，刚性好，不变形，抗震，耐热的特性；其次，丝杆装于两根导轨的中间，丝杆上的螺母带动滑板在导轨上运行时受力更均衡，滑板移动更平稳；并且丝杆是通过减速器与一台伺服电机连接，由于伺服电机具有良好的电学特性，其转速受伺服驱动器的脉冲控制，可以在低速和高速（1~2RPM—3000RPM）之间作精确的恒速运转，这样仅用一台电机即满足了下棒装置的慢降（下棒）和快升（返程）的工作要求，而且下棒精度较以前两台电机相比更高；

2、程序化控制——以编程控制器为逻辑控制单元，写入相应的“顺序控制”程序，如：下棒启动→下棒（长度计数）→下限位停机→返程→返程上限位停机→下棒启动……，以上程序以编程控制器编程语言如梯形图，指令表等存储于编程控制器中。参数设定和修改等均在触摸屏操作，例如，操作者给出“下棒”指令，指令通过触摸屏传输给编程控制器，该指令通过编程控制器内部一番“编译”后形成数字输出信号给编程控制器的伺服驱动器，驱动器再将该信号转换成一定个数的脉冲信号给伺服电机，电机根据脉冲个数输出固定的转速从而带动丝杆匀速旋转。当丝杆上的螺母带动棒夹移位至晶体管接近开关处时，接近开关产生信号给编程控制器，编程控制器反馈给伺服驱动器一个停机信号，伺服驱动器中断电机运转信号，下棒停止。丝杆上的编码器主要用作丝杆任意时刻的旋转计数，该计数脉冲信号通过PLC内部模拟量转换，以长度方式显示在编程控制器的触摸屏上，让操作者知道下棒的行程长短。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型的侧视结构示意图。

图中：1、伺服电机，2、减速器，3、轴承座，4、旋转编码器，5、滚珠丝杆，6、立柱，7、导轨，8、滑板，9、丝杆螺母，10、棒夹，11、丝杆座，12、接近开关，13、基板，14、熔棒器，15、火焰喷射口，16、编程控制器，17、防护罩。

具体实施方式

该石英纤维生产用高精度程控熔制下棒装置包括编程控制器16、立柱6、导轨7、减速器2、伺服电机1、滚珠丝杆5和熔棒器14；立柱6的底部设置有基板13，基板13上安装有熔棒器14。熔棒器14上设置有火焰喷射口15，火焰喷射口15的数量为2-50个。

立柱6的一侧设置有编程控制器16；立柱6的端面上对称安装有导轨7，导轨7上滑动安装有滑板8，滑板8上设置有棒夹10，用于夹持待融化的石英玻璃棒。导轨8之间的立柱6上通过丝杆座11装有滚珠丝杆5，滚珠丝杆5通过丝杆螺母9与滑板8连接。立柱6的顶部通过轴承座3装有减速器2和伺服电机1，减速器2的传动轴通过旋转编码器4与滚珠丝杆5连接，导轨7上下两端的立柱6上分别安装有接近开关12，接近开关12和伺服电机1分别与编程控制器16连接。

该石英纤维生产用高精度程控熔制下棒装置的立柱6由铸铁材料制成；导轨7上设置有防护罩17。工作时，首先将待融化的石英玻璃棒固装于棒夹10上，启动编程控制器16自检正常后读入已编好的用户程序，编程控制器16的触摸屏画面显示“下棒准备”此时按下触摸屏上的“启动”软按键，则编程控制器16输出相应信号至伺服驱动器，伺服驱动器计算出单位时间内的脉冲数（此时脉冲量很少）伺服电机1低速转动，当伺服电机1转动后，其通过连接的减速器2减速后再带动滚珠丝杆5旋转，由于滚珠丝杆5上的丝杆螺母9与棒夹10是连接的，因此，丝杆螺母9受滚珠丝杆5驱动带动棒夹10在导轨7上作直线滑行，由于棒夹10同时连接在滑板8上，其不会产生摆幅，只能沿导轨7直线滑行，棒夹10上的石英棒则始终处于熔棒器14的火焰喷射口15正中，给精密下棒创造了良好条件。当棒夹10运行至立柱6下端的接近开关12处时，接近开关12产生的感应信号送至编程控制器16的信号输入模块，编程控制器16迅速给出停机信号至伺服驱动器，伺服驱动器停止脉冲输送，伺服电机1停止下棒，此时工作行程终止，熔棒结束。

当下棒终止，熔棒结束后,再次按动编程控制器16的"上升"软按键时，编程控制器16经过一系列的运算，给出快速返程信号至编程控制器16的伺服驱动器，此时驱动器给出单位时间内最大脉冲量，伺服电机1高速（3000RPM）反向旋转,从而带动棒夹10快速返回立柱6上端，当棒夹10接近立柱上端的接近开关12时，棒夹10停止运行，返程终止，为再次下棒做好准备,如此周期循环。在下棒与返程的过程中，旋转编码器4对滚珠丝杆5的转数计量，并通过编程控制器16转换成棒夹10的行程显示在编程控制器16的触摸屏上。

Claims (5)

1.一种生产石英纤维用高精度程控熔制下棒装置，包括编程控制器（16）、立柱（6）、导轨（7）、减速器（2）、伺服电机（1）、滚珠丝杆（5）和熔棒器（14）；其特征在于：立柱（6）的底部设置有基板（13），立柱（6）的一侧设置有编程控制器（16）；立柱（6）的端面上对称安装有导轨（7），导轨（7）上滑动安装有滑板（8），导轨（7）之间的立柱（6）上通过丝杆座（11）装有滚珠丝杆（5），滚珠丝杆（5）通过丝杆螺母（9）与滑板（8）连接，立柱（6）的顶部通过轴承座（3）装有减速器（2）和伺服电机（1），减速器（2）的传动轴通过旋转编码器（4）与滚珠丝杆（5）连接，导轨（7）上下两端的立柱（6）上分别安装有接近开关（12），接近开关（12）和伺服电机（1）分别与编程控制器（16）连接；所述的基板（13）上安装有熔棒器（14）,熔棒器(14)上设置有火焰喷射口(15)。

2.根据权利要求1所述的一种生产石英纤维用高精度程控熔制下棒装置，其特征在于：所述的立柱（6）由铸铁材料制成。

3.根据权利要求1所述的一种生产石英纤维用高精度程控熔制下棒装置，其特征在于：所述的滑板（8）上设置有棒夹（10）。

4.根据权利要求1所述的一种生产石英纤维用高精度程控熔制下棒装置，其特征在于：所述的导轨（7）上设置有防护罩（17）。

5.根据权利要求1所述的一种生产石英纤维用高精度程控熔制下棒装置，所述火焰喷射口（15）数量为2-50个。