CN214042125U - 拉管机牵引速度控制系统及玻璃管生产线 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种拉管机牵引速度控制系统及一种玻璃管生产线，属于玻璃管生产技术领域；所述拉管机包括用于拉制玻璃管的拉管机构，所述拉管机牵引速度控制系统包括：至少一个位置检测装置，设置在所述拉管机的玻璃管输入侧，用于检测成型区玻璃管的位置高度；控制装置，与所述位置检测装置连接，用于根据所述玻璃管的位置高度对应输出拉管机速度调节信号；拉管机控制器，与所述控制装置和所述拉管机构的控制端连接，用于根据所述速度调节信号控制所述拉管机构调节所述拉管机牵引玻璃管的牵引速度。本实用新型具有保证玻璃管直径及壁厚的稳定性，减小同一批次生产的玻璃管尺寸偏差，提高玻璃管品质的优点。

Description

拉管机牵引速度控制系统及玻璃管生产线

技术领域

本实用新型涉及玻璃管生产技术领域，具体地涉及一种拉管机牵引速度控制系统及一种玻璃管生产线。

背景技术

玻璃管是生产管制玻璃瓶最重要的原材料之一，其直径和壁厚是玻璃管品质管控的关键指标，制造出的玻璃管能达到的公差范围可反映出拉管生产工艺的技术水平及玻璃管的品质水准，现有的玻璃管制造工艺，基本能够保证制造出的玻璃管尺寸在设定的公差范围内，但是同一批次生产的玻璃管尺寸偏差较大，拉低了玻璃管的品质水准。在同规格玻璃管生产过程中，主要通过控制玻璃液的出料量以及拉管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拉管机的牵引速度降低时，玻璃管的直径及壁厚增大，成型区玻璃管位置降低；当玻璃液的出料量减小或者拉管机的牵引速度增大时，玻璃管的直径及壁厚减小，成型区玻璃管位置增高。在实际生产中，牵引机速度调节及控制较为成熟，但出料量调节困难，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。

本方案通过检测拉管成型区玻璃管的位置变化，将检测结果反馈至控制器，控制器发送速度调节信号至拉管机控制器，进行拉管机牵引速度调节。此控制方式反应速度快，通过对拉管机牵引速度调节弥补窑炉出料量调节困难的问题，减小玻璃管直径及壁厚系统性偏差，保证玻璃管直径及壁厚的稳定性，减小同一批次生产的玻璃管尺寸偏差，提高玻璃管的品质。

实用新型内容

本实用新型实施例的目的是提供一种拉管机牵引速度控制系统，该系统用于减小玻璃管直径及壁厚系统性偏差，保证玻璃管直径及壁厚的稳定性，提高玻璃管的品质。

为了实现上述目的，本实用新型实施例提供一种拉管机牵引速度控制系统，所述拉管机包括用于拉制玻璃管的拉管机构，所述拉管机牵引速度控制系统包括：

至少一个位置检测装置，设置在所述拉管机的玻璃管输入侧，用于检测成型区玻璃管的位置高度；

控制装置，与所述位置检测装置连接，用于根据所述玻璃管的位置高度对应输出拉管机速度调节信号；

拉管机控制器，与所述控制装置和所述拉管机构的控制端连接，用于根据所述速度调节信号控制所述拉管机构调节所述拉管机牵引玻璃管的牵引速度。

可选的，所述拉管机牵引速度控制系统还包括：

显示设备，与所述控制装置连接，用于显示所述玻璃管的位置高度信息。

可选的，所述控制装置包括：

电路板；

至少一个检测模块，设置在所述电路板上，所述检测模块通过输入接口与所述位置检测装置连接，用于获取所述玻璃管的位置高度信息，并将所述位置高度信息转换为对应的电信号；

控制模块，设置在所述电路板上，与所述检测模块连接，通过输出接口与所述拉管机控制器连接，用于接收所述电信号并输出对应的速度调节信号到所述拉管机控制器。

可选的，所述位置检测装置的数量为多个，每一检测模块通过其输入接口与对应的位置检测装置连接。

可选的，所述位置检测装置间隔设置在所述拉管机的玻璃管输入侧。

可选的，所述控制模块与所述检测模块通过BUS总线连接。

可选的，所述控制装置还包括：

存储器，设置在所述电路板上，用于存储所述位置高度信息；

信息输出模块，设置在所述电路板上，与所述显示设备连接，用于提取所述存储器存储的所述位置高度信息并输出到所述显示设备；

参数输入模块，设置在所述电路板上，用于输入控制参数信息。

可选的，所述控制装置还包括：

无线通信模块，设置在所述电路板上，用于实现所述位置高度信息和所述速度调节信号的无线传输。

可选的，所述控制装置还包括：

工作信号指示灯，用于显示所述控制装置的工作状态。

本实用新型还提供一种玻璃管生产线，包括拉管机和上述的拉管机牵引速度控制系统。

本实用新型根据成型区玻璃管的高度变化，对拉管机拉制玻璃管的牵引速度进行调节，弥补窑炉出料量调节困难的问题，减小玻璃管直径及壁厚系统性偏差，保证玻璃管直径及壁厚的稳定性，减小同一批次生产的玻璃管尺寸偏差，提高玻璃管的品质。

本实用新型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实用新型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实用新型实施例，但并不构成对本实用新型实施例的限制。在附图中：

图1是本实用新型提供的拉管机牵引速度控制系统的结构示意图；

图2是本实用新型拉管过程中玻璃管处于不同高度时的示意图；

图3是本实用新型提供的拉管机牵引速度控制系统中控制装置的结构示意图。

附图标记说明

1-位置检测装置； 2-控制装置； 3-拉管机；

31-拉管机控制器； 21-电路板； 22-检测模块；

23-输入接口； 24-控制模块； 25-输出接口；

26-存储器； 27-信息输出模块； 28-参数输入模块；

29-无线通信模块； 4-显示设备； 5-玻璃管。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型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实用新型实施例，并不用于限制本实用新型实施例。

在本实用新型实施例中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、左、右”通常是指基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系。

术语“平行”、“垂直”等并不表示要求部件绝对平行或垂直，而是可以稍微倾斜。如“平行”仅仅是指其方向相对“垂直”而言更加平行，并不是表示该结构一定要完全平行，而是可以稍微倾斜。

术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平、竖直或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

此外，“大致”、“基本”等用语旨在说明相关内容并不是要求绝对的精确，而是可以有一定的偏差。例如：“大致相等”并不仅仅表示绝对的相等，由于实际生产、操作过程中，难以做到绝对的“相等”，一般都存在一定的偏差。因此，除了绝对相等之外，“大致等于”还包括上述的存在一定偏差的情况。以此为例，其他情况下，除非有特别说明，“大致”、“基本”等用语均为与上述类似的含义。

在本实用新型的描述中，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实用新型中的具体含义。

图1是本实用新型提供的拉管机牵引速度控制系统的结构示意图，如图1所示，本实用新型提供一种拉管机牵引速度控制系统，所述拉管机包括拉管机构，用于拉制玻璃管，所述控制系统包括：

至少一个位置检测装置1，设置在所述拉管机3的玻璃管输入侧，用于检测成型区玻璃管的位置高度；

控制装置2，与所述位置检测装置1连接，用于根据所述玻璃管的位置高度对应输出拉管机速度调节信号；

拉管机控制器31，与所述控制装置2和所述拉管机构(未示出)的控制端连接，用于根据所述速度调节信号控制所述拉管机构调节所述拉管机牵引玻璃管的牵引速度。

拉制玻璃管的工艺流程还包括：玻璃液经由连熔炉生产出石英玻璃管，在经过简单的成型后向外输出，到达成型区，并在导向轮的传输下不断地向拉管机移动，并经拉管机的拉管机构拉制出符合规定尺寸的玻璃管5，再经过冷却后，切割成规定的长度的玻璃管，在玻璃管进入到拉管机之前，在拉管机的玻璃管输入侧设置至少一个位置检测装置1，用于检测成型区玻璃管的位置高度，控制装置2内设置玻璃管正常尺寸对应的高度信息，即标准高度信息，当控制装置2获取通过位置检测装置1得到的玻璃管位置高度信息并与对应的玻璃管正常尺寸对应的高度信息进行比较，从而输出拉管机速度调节信号至拉管机控制器31，拉管机控制器31通过调节拉管机构实现对拉管机3牵引玻璃管的牵引速度的调节；玻璃管位置高度信息与该位置对应的标准高度信息差距越大，则调节速度的幅度越大，标准高度信息可以通过采集、存储、分析玻璃管生产过程中的数据获得，其中，玻璃管拉制过程中，除了拉制的速度，影响玻璃管直径的因素还包括：玻璃液的出液量和拉管过程中的吹气量等，在生产过程中均玻璃管拉制速度、玻璃液的出液量和拉管过程中的吹气量处在一定范围内动态的波动中，但是动态的波动也会对玻璃管的直径产生一定的影响。

拉管机构内可以设置旋转速度可调的电机进行驱动，以直流电机为例，通过拉管机控制器可以调节接入直流电机两端的电压实现电机转速的调节。从而实现拉管机拉制玻璃管速度的调节。

图2是拉管过程中玻璃管位于不同高度时的示意图，如图2从上至下依次为直径和壁厚偏小时的玻璃管位置、正常直径和壁厚时的玻璃管位置和直径和壁厚偏大时的玻璃管位置；当玻璃液出液量、吹气量以及拉制速度均处于正常情况下时，在自身重力的影响下，玻璃管会产生一定的且垂直于地面的形变量，此时形变量为正常形变量，若玻璃液出液量增加，但玻璃管的拉制速度不变，会导致拉制出的玻璃管直径及壁厚增大，而处于成型区的玻璃管此时并未完全冷却凝固，因为自身重力的影响，玻璃管会产生相比正常尺寸下更大的形变量，位置高度会比正常高度有一定的降低，此时，通过位置检测装置获取位置高度，并与正常尺寸下的位置高度进行比较，从而可以判定出玻璃管直径及壁厚增大，需要增加拉管机的拉制速度，以减小玻璃管直径及壁厚，使得玻璃管的直径和壁厚趋于稳定；同理，若玻璃液出液量减小，但玻璃管的拉制速度不变，会导致拉制出的玻璃管直径及壁厚减小，而处于成型区的玻璃管此时并未冷却凝固，因为自身重力的影响，玻璃管会产生产生相比正常尺寸下更小的形变量，相比正常尺寸下的位置高度会有一定的上升，此时，通过位置检测装置获取位置高度，并与正常尺寸下的位置高度进行比较，从而可以判定出玻璃管直径及壁厚减小，需要减小拉管机的拉制速度，以增加玻璃管直径及壁厚，实现闭环控制，动态调节拉管机的拉制速度，保证玻璃管直径及壁厚。

将至少一个位置检测装置1，设置在所述拉管机3的玻璃管输入侧，能够快速获取成型区的玻璃管直径的变化，从未缩短反应时间，能够加快调节速度，使调节更加精准。本实施方式中，可以将位置检测装置1设置为高精度的距离检测传感器，检测出玻璃管的高度；位置检测装置1还可以设置为激光侧径装置，可以通过激光测量玻璃管的直径变化，作为速度调节的依据。

进一步地，所述控制系统还包括：

显示设备4，与所述控制装置2连接，用于显示所述玻璃管的位置高度信息。显示设备4与所述控制装置2连接，用于显示检测出的玻璃管的位置高度信息，便于操作人员直观获取相关信息。

图3是本实用新型提供的拉管机牵引速度控制系统中控制装置的结构示意图，如图3所示，进一步地，所述控制装置2包括：

电路板21；

至少一个检测模块22，设置在所述电路板21上，所述检测模块22通过输入接口23与所述位置检测装置1连接，用于获取所述玻璃管的位置高度信息，并将所述玻璃管的位置高度信息转换为对应的电信号；

控制模块24，设置在所述电路板21上，与所述检测模块22连接，通过输出接口25与所述拉管机控制器31连接，用于接收所述电信号并输出对应的速度调节信号到所述拉管机控制器31。

具体地，将位置检测装置1获取的位置盖度信息经过输入接口23传输至检测模块22，进行信号的预处理，可以将位置高度信息转换为电信号，其中还可以加入一些信号的放大和滤波处理过程，再将对应的电信号输送至控制模块24，控制模块24完成系统逻辑判断和控制，对输入的电信号进行编解码处理，并将处理完成后的信号通过输出接口25传送给拉管机控制器31；所述输入接口23和所述输出接口25均可以设置为例如串行接口等接口，通过通信线缆进行连接；所述控制模块可采用微控制器等，例如STM32 ARM Cortex 32位微微处理器，其通过芯片引脚与连接在电路板上。

进一步地，所述位置检测装置1的数量为多个，每一检测模块22通过其输入接口23与对应的位置检测装置1连接。将位置检测装置1设置为多个，并分布在不同的位置进行检测，当多个位置检测装置1检测到的位置高度均与其对应的正常高度信息产生偏差时，此时，多个位置检测装置1均被触发才进行速度调节，能够避免设置单一的位置检测装置1，因为自身的信号误触发，导致判断出错，造成误调节，对玻璃管直径产生影响，设置位置检测装置1时，可以将多个位置检测装置1按照不同的角度的进行测量，例如布置时与地面垂直、水平或者与地面间存在一定的角度，保证测量的玻璃管高度或直径能够较为准确；所述检测模块22的数量和所述输入接口23的数量与所述位置检测装置1的数量相同，使得每一个位置检测装置1对应一个检测模块22，避免信号之间的产生影响，同时，保证在其中一个位置检测装置1和检测模块22产生故障时，不会影响到系统的运行。

进一步地，所述位置检测装置1间隔设置在所述拉管机3的玻璃管输入侧。将位置检测装置1设置在所述拉管机3的玻璃管输入侧，位于玻璃管的成型区，能够加快速度调节的反应速度，缩短反应时间，并且采用间隔设置的方式，保证检测的准确性，在检测时，位置检测装置1设置的位置不同，测量出的玻璃管高度会存在细微的差别，可以通过采集多组正常尺寸下对应位置的高度差来作为标准的位置高度，作为判断的标准。

进一步地，所述控制模块24与所述检测模块22通过BUS总线连接。采用BUS总线进行连接实现信号传输，使得用于供电的电源线缆与用于信号传输的信号线缆合二为一，实现了信号和供电共用一个总线的技术，其包含无极性接线任意拓扑的性能，有利于避免在施工中出现的接线错误的问题，从而简化施工设计，更易实现。

进一步地，所述控制装置2还包括：

存储器26，设置在所述电路板21上，用于存储所述玻璃管位置高度信息；

信息输出模块27，设置在所述电路板21上，与所述显示设备4连接，用于提取所述存储器26存储的所述位置高度信息并输出到所述显示设备；

参数输入模块28，设置在所述电路板21上，用于输入控制参数信息。

具体地，存储器26与控制模块24连接，对输入和输出的信号进行存储，便于后续的数据分析，便于后续的控制优化；信息输出模块27用于输出玻璃管位置高度信息和所述拉管机速度调节信号，可以设置为信息输出接口，从而实现与显示设备4的有线连接；参数输入模块28同样可以设置相应的参数输入接口，并通过数据线与计算机、服务器等连接，实现通过外接计算机、服务器等对本控制装置进行各种参数设置和调整，本实施方式中所述控制参数信息包括玻璃管为正常尺寸时其对应的位置高度，其作为标准的位置高度，作为判断的标准。

进一步地，所述控制装置2还包括：

无线通信模块29，设置在所述电路板21上，用于实现所述玻璃管位置高度信息和所述速度调节信号的无线传输。具体地，设置无线通信模块，传输方便稳定，在不便于通过数据线传输时，可以实现无线数据传输。

进一步地，所述控制装置2还包括：

工作信号指示灯(未示出)，用于显示所述控制装置2的工作状态。具体地，所述电路板21上设置有相应的指示灯控制电路，用于控制工作信号指示灯，显示控制装置是否在进行工作，方便工作人员进行判别。

更进一步地，所述控制装置2还包括电源模块(未示出)，与所述电路板21连接，用于为控制装置2供电，保证控制装置2的正常运转。

本实用新型还提供一种玻璃管生产线，包括拉管机和上述的拉管机牵引速度控制系统。

以上结合附图详细描述了本实用新型实施例的可选实施方式，但是，本实用新型实施例并不限于上述实施方式中的具体细节，在本实用新型实施例的技术构思范围内，可以对本实用新型实施例的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本实用新型实施例的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本实用新型实施例对各种可能的组合方式不再另行说明。

本领域技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得单片机、芯片或处理器(processor)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

此外，本实用新型实施例的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本实用新型实施例的思想，其同样应当视为本实用新型实施例所公开的内容。

Claims (10)

1.一种拉管机牵引速度控制系统，所述拉管机包括用于拉制玻璃管的拉管机构，其特征在于，所述拉管机牵引速度控制系统包括：

至少一个位置检测装置，设置在所述拉管机的玻璃管输入侧，用于检测成型区玻璃管的位置高度；

控制装置，与所述位置检测装置连接，用于根据所述玻璃管的位置高度对应输出拉管机速度调节信号；

拉管机控制器，与所述控制装置和所述拉管机构的控制端连接，用于根据所述速度调节信号控制所述拉管机构调节所述拉管机牵引玻璃管的牵引速度。

2.根据权利要求1所述的拉管机牵引速度控制系统，其特征在于，所述拉管机牵引速度控制系统还包括：

显示设备，与所述控制装置连接，用于显示所述玻璃管的位置高度信息。

3.根据权利要求2所述的拉管机牵引速度控制系统，其特征在于，所述控制装置包括：

电路板；

至少一个检测模块，设置在所述电路板上，所述检测模块通过输入接口与所述位置检测装置连接，用于获取所述玻璃管的位置高度信息，并将所述位置高度信息转换为对应的电信号；

控制模块，设置在所述电路板上，与所述检测模块连接，通过输出接口与所述拉管机控制器连接，用于接收所述电信号并输出对应的速度调节信号到所述拉管机控制器。

4.根据权利要求3所述的拉管机牵引速度控制系统，其特征在于，所述位置检测装置的数量为多个，每一检测模块通过其输入接口与对应的位置检测装置连接。

5.根据权利要求4所述的拉管机牵引速度控制系统，其特征在于，所述位置检测装置间隔设置在所述拉管机的玻璃管输入侧。

6.根据权利要求3所述的拉管机牵引速度控制系统，其特征在于，所述控制模块与所述检测模块通过BUS总线连接。

7.根据权利要求3所述的拉管机牵引速度控制系统，其特征在于，所述控制装置还包括：

存储器，设置在所述电路板上，用于存储所述位置高度信息；

信息输出模块，设置在所述电路板上，与所述显示设备连接，用于提取所述存储器存储的所述位置高度信息并输出到所述显示设备；

参数输入模块，设置在所述电路板上，用于输入控制参数信息。

8.根据权利要求3所述的拉管机牵引速度控制系统，其特征在于，所述控制装置还包括：

无线通信模块，设置在所述电路板上，用于实现所述位置高度信息和所述速度调节信号的无线传输。

9.根据权利要求3所述的拉管机牵引速度控制系统，其特征在于，所述控制装置还包括：

工作信号指示灯，用于显示所述控制装置的工作状态。

10.一种玻璃管生产线，其特征在于，包括拉管机和权利要求1-9中任一项所述的拉管机牵引速度控制系统。

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