ES2259767T3 - Sistema de control para maquina de moldeado de articulos de vidrio. - Google Patents
Sistema de control para maquina de moldeado de articulos de vidrio.Info
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Abstract
Un sistema para máquina de moldeado de artículos de vidrio (10), que incluye una máquina (24) de moldeado de artículos de vidrio, que tiene primeros mecanismos de funcionamiento, para convertir masas de vidrio fundido en artículos de material de vidrio, un sistema (12 a 22) de distribución de masas de vidrio, que tiene segundos mecanismos de funcionamiento, para distribuir masas de vidrio fundido a la mencionada máquina de moldeado de artículos de vidrio, un sistema (26 a 32) de manipulación de material, que tiene terceros mecanismos de funcionamiento, para recibir y transportar artículos de material de vidrio desde la mencionada máquina de moldeado de artículos de vidrio, y un sistema de control electrónico (34 o 120), para controlar y coordinar el funcionamiento de los mencionados mecanismos de funcionamiento primero, segundo y tercero, que incluye un controlador (37 o 37a) acoplado a los primeros mecanismos de funcionamiento de la mencionada máquina de moldeado de artículos de vidrio, para controlar y coordinar el funcionamiento de los mencionados primeros mecanismos de funcionamiento, al efecto de producir artículos de material de vidrio.
Description
Sistema de control para máquina de moldeado de
artículos de vidrio.
La presente invención está dirigida a sistemas
para máquinas de moldeado de artículos de vidrio y, más en
concreto, a un control electrónico integrado y en red, para un
sistema de máquina de moldeado de artículos de vidrio.
La ciencia de la fabricación de recipientes de
vidrio se proporciona actualmente, mediante la máquina de sección
individual o IS. Tales máquinas incluyen una pluralidad de secciones
de fabricación separadas o individuales, cada una de las cuales
tiene una multiplicidad de mecanismos de funcionamiento, para
convertir una o más cargas, o masas de vidrio fundido, en
recipientes de vidrio huecos, y transferir los recipientes a través
de sucesivas etapas de la sección de la máquina. En general, un
sistema de máquina IS incluye una fuente de vidrio, con un tubo de
control y un mecanismo de boquillas, para generar uno o más flujos
de vidrio fundido, un mecanismo de cizalla para cortar el vidrio
fundido en trozos individuales, y un distribuidor de masas, para
distribuir las masas individuales a lo largo de las secciones
individuales de la máquina. Cada sección de máquina incluye uno o
más moldes de piezas en bruto, en los que se moldea inicialmente una
masa de vidrio, en una operación de soplado o prensado, uno o más
brazos inversores para transferir las piezas en bruto a moldes de
soplado, en los que los recipientes son soplados hasta alcanzar su
forma final, un mecanismo de retirada, para sacar los recipientes
moldeados sobre una placa de enfriamiento, y un mecanismo de
expulsión, para transferir recipientes moldeados desde la placa de
enfriamiento, sobre un transportador de la máquina. El transportador
recibe recipientes desde todas las secciones de máquina IS y
transporta los recipientes a un cargador, para se transferencia a
un horno de recocido. Los mecanismos de funcionamiento en cada
sección, sirven también para el cierre de las mitades del molde, el
movimiento de los deflectores y las boquillas de soplado, el control
del viento refrigerante, etc. La patente U.S. 4 362 544 incluye una
discusión de los antecedentes del arte, de los procesos de moldeado
de artículos de vidrio tanto de "soplado y soplado", como del
"prensado y soplado", y discute una máquina de sección
individual electroneumática, adaptada para ser usada en cualquiera
de los
procesos.
procesos.
El documento EP 1 184 754 A2, revela un sistema
de control para máquina de vidrio, que incluye una disposición de
red, en múltiples niveles o en capas. Como se muestra en la figura
1, el sistema de moldeado incluye una máquina de moldeado 2 de
artículos de vidrio, que tiene secciones 3 y mecanismos de
funcionamiento en cada sección, para convertir las masas de vidrio
fundido en artículos de material de vidrio. El sistema incluye,
además, un sistema 4 de distribución de la masa de vidrio, que tiene
mecanismos de funcionamiento para distribuir las masas de vidrio
fundido en la máquina 2 de moldeado de artículos de vidrio, y un
sistema 5 de manipulación de la mercancía, con mecanismos de
funcionamiento para recibir y transportar los artículos de material
de vidrio.
Sin embargo, una distinción clara entre la
presente invención tal y como se define en la reivindicación 1 por
una parte, y la revelación del documento EP 1 184 754 A2 por la
otra, radica en la forma en que se controla los mecanismos de
funcionamiento.
Los mecanismos de funcionamiento de cada sección
de la máquina estaban manejados inicialmente por medio de válvulas
neumáticas, portadas por un bloque de válvulas, y sensibles a las
levas, montadas en un eje de la distribución acoplado a la máquina.
La sincronización entre los mecanismos dentro de cada sección, y
entre las diversas secciones de la máquina estaba, por lo tanto,
controlada por el eje de la distribución y las levas de
accionamiento de la válvula. La patente U. S. 4 152 134 revela una
disposición de control, en la que un ordenador de supervisión de la
máquina (MSC) está conectado a una pluralidad de ordenadores de
sección individual (ISCs), asociados cada uno con una
correspondiente sección de la máquina IS. Cada ordenador de sección
individual está conectado, a través de una consola del operador de
la sección (SOC) asociada, con válvulas de solenoide, en un bloque
de válvulas electroeumáticas, que son sensibles individualmente a
las señales electrónicas de control de la válvula, procedentes del
ordenador de la sección y la consola del operador, para controlar
el funcionamiento de los mecanismos asociados de funcionamiento de
la sección. Un generador de impulsos de sincronización está
conectado al ordenador supervisor de la máquina, y a los ordenadores
de la sección individual, para sincronizar el funcionamiento dentro
de, y entre, las distintas secciones individuales. El ordenador de
la sección individual y la consola del operador de sección,
ilustrados en la patente mencionada, se combinaban
subsiguientemente en una consola informatizada del operador de
sección (COM-SOC, una marca registrada del
cesionario del solicitante).
Las patentes U. S. 5 580 366 y 5 624 473,
revelan un sistema de fabricación de artículos de vidrio
automatizado, en el que un ordenador supervisor del moldeado (FSC)
está conectado, por medio de un bus Ethernet, a una pluralidad de
consolas de operadora de sección informatizadas
(COM-SOCs). Cada COM-SOC está
conectada por medio de un bitbus, a un módulo inteligente de
salida, de control, asociado (ICOM). En las aplicaciones
comerciales, esta conexión se lleva a cabo por medio de un bitbus
de datos en serie. Cada ICOM tiene salidas conectadas a bloques de
válvulas asociados, para manejar mecanismos de moldeado de artículos
de vidrio accionados de forma neumática, en la sección de máquina
asociada. Cada COM-SOC e ICOM, reciben también una
entrada desde un módulo de sincronización principal, para coordinar
el funcionamiento de las diversas secciones de la máquina, y cada
unidad de ICOM recibe entradas de alarma, y parada del programa,
para la terminación del funcionamiento de la
máquina.
máquina.
También se ha propuesto usar mecanismos de
funcionamiento accionados eléctricamente en sistemas de máquinas de
vidrio, en concreto en los extremos de distribución de las masas de
vidrio (tubo de control de flujo, boquillas, cizalla de masas de
vidrio y distribuidor de masas de vidrio) y el transportador de
material (transportador de la máquina, transportador transversal,
transportador de transferencia radial y transportador del horno de
recocido), del sistema de la máquina. También se ha propuesto
utilizar mecanismos de funcionamiento servo impulsados
eléctricamente, para el brazo inversor, las tenazas de sacado y el
mecanismo de barrido, de cada sección de la máquina. En sistemas de
máquinas de artículos de vidrio, que combinan el funcionamiento
impulsado de formas eléctrica y neumática, los mecanismos de
funcionamiento eléctrico son impulsados por medio de controladores
autónomos, que reciben las mismas señales temporales que las
proporcionadas a las unidades COM-SOC para coordinar
el funcionamiento de todos los mecanismos, pero no están de otro
modo conectados a las unidades COM-SOC ni al
ordenador supervisor de moldeado.
En las disposiciones de control para sistema de
máquina de moldeado de artículos de vidrio, distribuidas, del tipo
discutido arriba, generalmente hay un exceso de potencia de
computación, y memoria electrónica por encima de la que se necesita
para el funcionamiento normal del sistema. Además, en la medida en
que los controladores de funcionamiento son unidades autónomas, no
proporcionan realimentación de la información a un ordenador
supervisor del moldeado, con los objetivos de calidad deseada y
control de costes. Por lo tanto, el objetivo general de la presente
invención es proporcionar un sistema de control para máquina de
moldeado de artículos de vidrio, que esté integrado, en el sentido
de que los dispositivos electrónicos de control para la totalidad
de los mecanismos de funcionamiento del sistema, estén conectados
entre sí, con el objeto de una coordinación y un control óptimos, y
preferentemente estén también conectados a un ordenador supervisor
de moldeado, para descargar información de control, nueva o
revisada, a los diversos controladores, y subir la información
operativa, cuando se necesite, por razones de información, calidad
o coste.
Un sistema de máquina de moldeado de artículos
de vidrio, acorde con las realizaciones, a modo de ejemplo, de la
invención, incluye una máquina de moldeado de artículos de vidrio,
que tiene primeros mecanismos de funcionamiento, para transformar a
masas de vidrio fundido en artículos de material de vidrio, un
sistema de distribución de masas de vidrio que tiene segundos
mecanismos de funcionamiento, para distribuir masas de vidrio
fundido a la máquina de moldeado de artículos de vidrio, un sistema
de manipulación de material que tiene terceros mecanismos de
funcionamiento, para recibir y transportar artículos de material de
vidrio desde la máquina de moldeado de artículos de vidrio, y un
sistema de control electrónico, para controlar y coordinar la
operación de los mecanismos de funcionamiento primero, segundo y
tercero. El sistema de control incluye un controlador de la
máquina, acoplado a los primeros mecanismos de funcionamiento de la
máquina de moldeado de artículos de vidrio, para controlar y
coordinar la operación de los primeras mecanismos de funcionamiento,
al efecto de producir artículos de material de vidrio. Un
controlador de distribución de masas de vidrio está acoplado a los
segundos mecanismos de funcionamiento del sistema de distribución de
masas de vidrio, para controlar y coordinar el funcionamiento de
los segundos mecanismos de funcionamiento, al efecto de distribuir
masas de vidrio fundido a la máquina de moldeado de artículos de
vidrio. Un controlador de manipulación del material está acoplado a
los terceros mecanismos de funcionamiento del sistema de
manipulación del material, para controlar y coordinar el
funcionamiento de los terceros mecanismos, al efecto de transportar
artículos de material de vidrio, desde la máquina de moldeado de
material de vidrio. Un bus de datos en serie conecta entre sí, el
controlador de la máquina, el controlador de distribución de masas
de vidrio, y el controlador de manipulación del material, para
comunicarlos entre sí, al efecto de coordinar entre sí la operación
de los mecanismos de funcionamiento primero, segundo y
tercero.
tercero.
En las realizaciones preferidas, a modo de
ejemplo, de la invención, el sistema de control electrónico incluye
además un servidor de la máquina, acoplado al bus de datos en serie,
para transmitir información de control a los controladores de la
máquina, de la distribución de masas de vidrio y de la manipulación
del material, y para vigilar el funcionamiento de los
controladores. El servidor de la máquina incluye, preferentemente,
la capacidad de descargar información de control, desde una fuente
externa, como un ordenador del sistema de moldeado, un terminal de
red o una consola de operador, conectados al servidor de la máquina
por medio de un segundo bus de datos en serie. En las realizaciones
de la invención preferidas a modo de ejemplo, por lo menos algunos
de los mecanismos de funcionamiento incluyen mecanismos de
funcionamiento neumático, activados por válvulas sensibles a
señales de control electrónicas, y el controlador o controladores
acoplados a tales mecanismos, proporcionan tales señales de control
electrónicas. Un controlador de válvulas de la máquina, puede estar
acoplado al bus de datos en serie, independientemente de los otros
controladores, para controlar el suministro de aire a los
mecanismos de funcionamiento neumáticos. En las realizaciones de la
invención preferidas a modo de ejemplo, los primeras mecanismos de
funcionamiento de la máquina de moldeado de material de vidrio
incluyen, tanto mecanismos de funcionamiento neumáticos, como
mecanismos de funcionamiento eléctricos. El controlador de la
máquina incluye un controlador de válvula, acoplado a los mecanismos
de funcionamiento neumáticos, y un servo controlador, acoplado a
los mecanismos de funcionamiento eléctricos. El controlador de
válvula y el servo controlador están acoplados por separado al bus
de datos en serie, para comunicar entre sí con otros controladores
conectados al
bus.
bus.
\newpage
La invención, junto con objetivos,
características y ventajas adicionales de esta, se comprenderá mejor
a partir de la siguiente descripción, las reivindicaciones anexas y
los dibujos adjuntos, en los cuales:
la figura 1 es un diagrama de bloques funcional,
de un sistema para máquina de moldeado de material de vidrio, de
sección individual, de acuerdo con el cual se implementa la presente
invención, preferentemente.
La figura 2 es un diagrama de bloques funcional,
de un sistema de control para máquina de moldeado de material de
vidrio, acorde con una realización de la presente invención,
preferida actualmente;
las figuras 3A y 3B juntas, comprenden un
diagrama de bloques funcional de un sistema de control para máquina
de moldeado de material de vidrio, acorde con una segunda
realización preferida de la invención;
la figura 4 es un diagrama esquemático, que
ilustra la implementación de la programación de control en el
sistema de las figuras 2 o 3A - 3B; y
las figuras 5 y 6 son diagramas en bloques
funcionales, de tarjetas de control a modo de ejemplo, en los
controladores de las figuras 2 y 3A - 3B, de acuerdo con dos
aspectos adicionales de la invención.
La figura 1 ilustra un sistema 10 de moldeado de
material de vidrio en máquina IS, acorde con una implementación de
la invención preferida actualmente. Un depósito o cuba 12, contiene
vidrio fundido (procedente de un alimentador). El vidrio fundido
procedente de la cuba está controlado por la posición de un tubo de
control 14 y el movimiento de las boquillas 16 para suministrar uno
o más flujos de vidrio fundido, a un mecanismo de cizalla 18 de
masas de vidrio. El mecanismo de cizalla 18 entrega masas
individuales de vidrio fundido, que son suministradas a través de
un canal 20 y un distribuidor de masas de vidrio 22, a una máquina
IS 24. El canal 20 tiene la capacidad de rectificar de forma
controlada la dirección de las masas de vidrio fundido, en el caso
de que una o más secciones de la máquina IS 24, estén
desconectadas. La máquina IS 24 incluye una pluralidad de secciones
individuales, dentro de cada una de las cuales se moldea las masas
de vidrio, formándose artículos individuales de material de vidrio.
Cada sección termina en una estación de barrido 24a - 24n, desde la
que se distribuye los artículos de material de vidrio a una serie
de transportadores 26. Los transportadores 26 incluyen, típicamente,
un transportador de la máquina, para recibir artículos de material
de vidrio procedentes de diversas secciones de la máquina, en
secuencia, un transportador transversal, para transportar los
artículos de material de vidrio a un cargador del horno de recocido
28, y un transportador de transferencia radial, para transferir los
artículos de material de vidrio, desde el transportador de la
máquina al transportador transversal. Una estación de extracción 30
está posicionada con el transportador de la máquina, para retirar,
selectivamente, artículos de material de vidrio desde el
transportador. El cargador del horno de recocido 28 carga los
recipientes, por lotes, en un horno de recocido 31. Los recipientes
con distribuidos por el horno de recocido 31, al llamado extremo
frío 32 del proceso de fabricación, en el que los recipientes son
inspeccionados respecto de variaciones comerciales, clasificados,
etiquetados, empaquetados y/o almacenados para procesamiento
ulterior.
El sistema 10 ilustra la figura 1 incluye una
multiplicidad de mecanismos de funcionamiento, para llevar a cabo
operaciones sobre el vidrio, moviendo piezas para trabajar el vidrio
a través de etapas secuenciales de la operación de fabricación, y
llevando a cabo otras funciones en el sistema. Tales mecanismos de
funcionamiento incluyen, por ejemplo, el tubo de control 14, las
boquillas 16, la cizalla de masas de vidrio 18, el distribuidor 22
de masas de vidrio, los barridos 24a - 24n, el transportador o
transportadores 26 y el cargador del horno de recocido 28.
Adicionalmente, hay una serie de mecanismos de funcionamiento dentro
de cada sección de máquina IS 24, como son los mecanismos para
abrir y cerrar los moldes, los mecanismos para el movimiento hacia
adentro y hacia fuera de los embudos, deflectores y cabezas de
soplado, tenazas de sacado y brazos inversores. La siguiente tabla
lista algunos de estos mecanismos, y las correspondientes patentes
U.S. que revelan control electrónico de los mecanismos
asociados:
| Mecanismo(s) | Patente(s) U. S. |
| Tubo de Control 14 | 6 289 697 |
| Boquilla(s) 16 | 5 779 749, 5 885 317 |
| Cizalla de Masas de Vidrio 18 | 5 772 718 |
| Canal 20 | 4 459 146 |
| Distribuidor de Masas de Vidrio 22 | 5 405 424 |
| Mecanismo(s) | Patente(s) U. S. |
| Transportador(es) 26 | 6 076 654 |
| Extracción 30 | 5 897 677 |
| Cargador del Horno de Recocido 28 | 5 893 449, 5 950 799 |
| Sacado | 6 241 448, 6 367 287 |
| Inversor | 4 548 637 |
| Barridos 24a - 24n | 4 199 344, 5 160 015 |
La figura 2 es un diagrama de bloques funcional,
de un sistema de control para máquina de moldeado de material de
vidrio 34, acorde con una realización actualmente preferida de la
invención. Hay una sección de control 36 (se ilustra sólo una) para
cada sección de máquina IS 24 (figura 1). Por ejemplo, en una
máquina IS de ocho secciones, hay ocho secciones de control 36, una
para cada sección de la máquina. Cada sección de control 36 incluye
un controlador de la máquina 37, acoplado a los primeros mecanismos
de funcionamiento de la máquina de moldeado de material de vidrio,
para controlar y coordinar la operación de tales mecanismos de
funcionamiento, al efecto de proporcionar artículos de material de
vidrio. Este controlador de la máquina, en una realización de la
figura 1 incluye un módulo 38 de entrega, de control inteligente,
implementado por Ethernet (EICOM), conectado permanentemente a un
bloque de válvula asociado 40, para controlar las válvulas y, de ese
modo, aplicar aire a los mecanismos de funcionamiento neumáticos.
El controlador de la máquina, en la realización ilustrada de la
invención incluye, además, un servo controlador 42, que está
conectado por un bus en serie 44 a unidades de accionamiento
eléctrico 46, 48, 50, asociadas respectivamente con mecanismos de
sacado, inversión y barrido de la sección de máquina asociada. En
las patentes señaladas arriba, en la tabla 1, se ilustra a sistemas
de accionamiento de sacado, inversión y barrido, a modo de ejemplo.
El servo controlador 42 está conectado, de forma permanente,
eléctricamente al EICOM 38. El EICOM 38 está conectado por medio de
un bus en serie 47, a una unidad COM-SOC 49
asociada. Una consola de operador remoto (ROC) 51 está conectada,
bien permanentemente o de forma selectiva, a la unidad
COM-SOC 49 para la variación, por parte del
operador, de los parámetros de control dentro de la unidad
COM-SOC. El EICOM 38 está también conectado a un
panel de control de la máquina (MCP) 52, para vigilar y variar
selectivamente los parámetros de funcionamiento de la sección. El
EICOM 38 controla el funcionamiento de las válvulas neumáticas 40,
para manejar los mecanismos de funcionamiento impulsados de forma
neumática de la sección de la máquina, mientras que el servo
controlador 42 controla la operación de los mecanismos de
funcionamiento impulsados eléctricamente.
La totalidad de los controladores de válvula
EICOM 38, y los servo controladores 42 de las N secciones de la
máquina, están conectados individualmente a un bus en serie 54, como
puede ser un bus Ethernet de la máquina. El bus 54 está, además,
conectado a un servo controlador 56 de manipulación del material, y
a un servo controlador 58 de distribución de masas de vidrio. El
servo controlador 56 de manipulación de material 56 está conectado,
por un bus en serie 60, a un controlador 62 de accionamiento del
transportador de la máquina, un controlador 64 de accionamiento del
transportador transversal, un controlador 66 de accionamiento del
transportador de transferencia radial, y un controlador 68 de
accionamiento del cargador del horno de recocido. El servo
controlador 56 de manipulación del material, también está
permanentemente cableado a una serie mecanismos de control de
funcionamiento/parada 70, a un controlador de lubricación del
cargador del horno de recocido 72, y a un sensor 74 asociado con el
horno de recocido 30 (figura 1). Igualmente, un servo controlador de
distribución 58 de masas de vidrio está conectado, por medio de un
bus en serie 76, a un controlador 78 de accionamiento del tubo de
control, a un controlador 80 de accionamiento de las boquillas, a un
controlador 82 de accionamiento de la cizalla de masas de vidrio, y
a un controlador 84 de accionamiento del distribuidor de masas de
vidrio. El controlador 78 del accionamiento del tubo, está asociado
con el mecanismo 14 del tubo de control (figura 1), el controlador
80 del accionamiento de las boquillas está asociado con el mecanismo
16 de las boquillas, el controlador 82 de accionamiento de la
cizalla está asociado con la cizalla 18 de masas de vidrio, y el
controlador 84 del accionamiento del distribuidor de masas de vidrio
está asociado con el distribuidor 82 de masas de vidrio. Del mismo
modo, el controlador 62 del accionamiento del transportador de la
máquina, el controlador 64 del accionamiento del transportador
transversal y el controlador 66 del accionamiento de transferencia
radial, están asociados con los transportadores 26 en la figura 1, y
el controlador 68 del accionamiento del horno de recocido está
asociado con el cargador 28 del horno de recocido. El servo
controlador 58 de distribución de masas de vidrio, también está
permanentemente conectado a una serie de mecanismos de
funcionamiento/parada 86, y a un mecanismo 88 lubricante de las
boquillas, para controlar la lubricación de las boquillas 16.
El controlador de la máquina asociado con cada
sección de máquina, incluyendo el controlador 38 de válvula EICOM y
el servo controlador 42, el servo controlador 56 de manipulación del
material y el servo controlador 58 de distribución de masas de
vidrio (de los que ambos funcionan para todas las secciones de la
máquina IS), están conectados entre sí mediante el bus 54, para
comunicar entre sí efectos de coordinación con cada una de las
otras operaciones de los diversos mecanismos operativos asociados.
Todos los controladores están además conectados por el bus 54, a
través de un servidor de la máquina 90, a un bus 92 de nivel
superior, tal como un bus Ethernet para toda la planta de vidrio.
El bus 92 sirve para la conexión del servidor de la máquina 90 a
una conexión 94, al efecto de acoplase a la malla mundial o
Internet, para vigilar el funcionamiento del sistema desde un punto
remoto, y a un ordenador supervisor de moldeado (FSC) 96 asociado
con toda la planta de vidrio. La conexión 94 permite al servidor 90
de la máquina descargar información de control y/o subir datos de
producción un desde, y hasta, un punto remoto. El FSC 96 puede
incluir la capacidad de programar operaciones, y generar informes
de gestión, de producción, u otros. A este respecto, hay un contador
de botellas calientes 98, conectado por medio de un bus en serie de
100, adecuado para suministrar información de la producción, a un
ordenador 96 supervisor del moldeado. El FSC 96 está también
conectado por medio de un bus en serie 102, a un ordenador central,
sensor de peso (GWC) 104, que está conectado por medio de un bus en
serie 106, a un sensor 108 de pesada de masas de vidrio, asociado
con cada sección 1 - N de la máquina. El ordenador central GWC 104
está también conectado a un servo controlador 58 de distribución de
masas de vidrio, por medio de un bus en serie 109, y por medio de
un bus 110 a las unidades COM-SOC 48 de las N
secciones de control 36. El servidor 90 de la máquina también está
conectado, por medio de un bus 54, a un controlador 112 lubricante
de la máquina, y a una o más estaciones 114 de interfaz de usuarios
de la red.
Las figuras 3A y 3B juntas, ilustran un sistema
120 de control electrónico de la máquina de moldeado de material de
vidrio, modificado. Los números de referencia las figuras 3A y 3B,
que son idénticos a los usados en las figuras 1 y 2, indican
componentes correspondientes idénticos o similares, mientras que los
componentes modificados están indicados por sufijos de letra. En el
sistema 120 de las figuras 3A y 3B, hay un controlador 122 de
válvulas de la máquina (figura 3A) acoplado al bus 54, para
controlar el suministro de aire a mecanismos de funcionamiento
neumático, que no están asociados con ninguna sección específica de
la máquina. El controlador 122 está conectado, por medio de un bus
en serie 124, al controlador 126 de la válvula
COM-SOC dispuesto en cada sección 36a de control de
la máquina. Dentro de cada sección 36a, un controlador 37a de la
máquina incluye un servo controlador 42 y un controlador 126 de la
válvula COM-SOC. El controlador 126 de la válvula
COM-SOC está conectado, por medio de un bus en
serie 127, al servo controlador 42 como en la figura 2, a un panel
de visualización 128 COM-SOC para proporcionar al
operador la visualización de los parámetros y condiciones
operativos de la sección, y a un controlador 130 del molde enfriado
por líquido (LCM), para controlar el enfriamiento de la pieza en
bruto de material de vidrio y los moldes de soplado, en la sección
de máquina asociada. El control de enfriamiento del molde por
líquido se ilustra, por ejemplo, en la Patente U.S. 6 412 308, cuya
revelación se incorpora aquí como referencia, para proporcionar
antecedentes. El controlador 122 de válvula de la máquina también
está conectado, por medio de un bus en serie 132, a un generador
sincrónico múltiple (MSG) 134, a un controlador 136 para el canal
20 desviador de masas de vidrio (figura 1), y a un ordenador
central 138 del sistema de detección de botellas (BDS). Una
pluralidad de sensores y accionadores 140 del sistema de detección
de botellas, también están conectados al bus 132, para proporcionar
entradas de detección de botellas al ordenador central 138, y
recibir salidas de control de accionamiento desde el ordenador 138.
El MSG 134 sincroniza el funcionamiento de las diversas secciones de
la máquina.
En referencia ahora la figura 3B, otra
diferencia entre el sistema 120 de control electrónico, y el sistema
34 (figura 2) de control electrónico, es que el servo controlador
58 de distribución de masas de vidrio en la figura 2, ahora está
dividido en un servo controlador 78a del tubo, un servo controlador
80a de las boquillas, un servo controlador 82a de la cizalla, y un
servo controlador 84a de las masas de vidrio. Los controladores 78a
- 84a están, cada uno, conectados individualmente a un bus en serie
54, para comunicar por separado entre sí, y con los otros
controladores conectados al bus 54. El servo controlador 78a del
tubo, está conectado a los servo accionadores 78 del tubo, que se
ilustran como accionamientos separados en la figura 3B, para
controlar dos ejes (rotatorio y axial) del movimiento del tubo. (Los
diferentes ejes del movimiento del tubo, las boquillas y las masas
de vidrio están combinados en la figura 2 por simplicidad.)
Análogamente, el servo controlador 80a de las boquillas está
conectado a accionamientos 80 separados para cada boquilla,
típicamente hasta cuatro boquillas para un, llamado, sistema de
máquina cuádruple o de cuatro masas de vidrio. El servo controlador
de cizalla 82a está conectado a un servo accionamiento de la cizalla
82, y el servo controlador 84a de las masas de vidrio, está
conectado a accionamientos 84 para cada una de las palas de
distribución de masas de vidrio. El servo controlador combinado 56,
de manipulación del material, en la figura 2, está dividido en la
figura 3B en un servo controlador 62a del transportador de la
máquina, acoplado al accionamiento 62 del transportador de la
máquina, y un servo controlador 56a de manipulación del material,
acoplado al accionamiento 64 de transporte transversal, al
accionamiento 66 del transportador de transferencia radial y a tres
accionamientos 68 para los tres ejes del cargador del horno de
recocido 28 (figura 1). El servo controlador 62a del transportador
de la máquina, también está conectado a un controlador 142 de
extracción, para controlar el funcionamiento del mecanismos de
extracción 30 (figura 1) selectivamente, al efecto de retirar
material desde el transportador de la máquina. El servo controlador
del tubo 78a, está conectado a accionamientos del tubo 78, mediante
un bus de datos en serie 76a, el servo controlador de boquillas 80a
está conectado a los accionamientos de las boquillas 80, por medio
de un bus en serie 76b, el servo controlador de cizalla 82a está
conectado al servo accionamiento de cizalla 82, mediante un bus en
serie 76c, el servo controlador de masas de vidrio 84a está
conectado a los cuatro servo accionamientos 84 de distribución de
masas de vidrio, por medio de un bus de datos en serie 76d, el
servo controlador 62a del transportador de la máquina está conectado
al accionamiento 62, mediante un bus de datos en serie 60a, y el
servo controlador de manipulación 56a está conectado a los
accionamientos 64, 66, 68, mediante un bus de datos en serie
60b.
Los buses de datos 54, 92 en las figuras 2 - 3B,
comprenden preferentemente buses de velocidad relativamente alta,
como son los buses Ethernet. Los buses Ethernet pueden estar
conectados a los diversos controladores, en una configuración de
concentrador como la ilustrada en los dibujos, o a través de
conmutadores Ethernet si se desea para facilitar la comunicación.
El bus de datos en serie 44, dentro de cada sección 36 o 36a de
control de la máquina, puede comprender un bus de velocidad media,
como puede ser un, llamado, bus de datos en serie "firewire"
(IEEE 1 394). El bus 47 en la figura 2, preferentemente es un
bitbus. Los buses 102, 106, 60 y 76 en la figura 2, puede
comprender buses de datos en serie, de cualquier configuración y
protocolo adecuados. Los buses 76a, 76b, 76c, 76d, 60a y 60b en la
figura 3B, pueden comprender buses de datos en serie de velocidad
media, como son los buses "firewire". Los buses 124, 127 y 132
en la figura 3A, puede comprender buses de velocidad relativamente
baja, como son los buses de datos en serie que usa la llamada
tecnología CANbus.
La figura 4 ilustra una ventaja importante de la
presente invención, tal como se ilustra en, tanto la figura 2, como
las figuras 3A - 3B. Es decir, toda la programación de control para
todos los controladores del sistema de moldeado de material de
vidrio, puede ser introducida, descarada y vigilada, a través de un
solo servidor 90 de la máquina. El sistema gestiona automáticamente
la totalidad de las muchas versiones del programa de control de los
diversos controladores, en el sistema de moldeado de recipientes de
vidrio. Esto evita todo el esfuerzo y los errores de actualizar
manualmente cada programa de control, y evita la carga que supone
apagar todo el sistema de moldeado, cuando se requiere una
actualización para sólo unos pocos dispositivos de control. El
sistema también gestiona la situación en que las actualizaciones de
uno de los programas de un dispositivo de control, requieren una
correspondiente actualización de otros programas de dispositivo de
control. El sistema también impide la situación en la que una
combinación excepcional, no probada, de versiones de programas de
dispositivos de control, o de niveles de revisión, es utilizada de
forma no intencionada, provocando potencialmente problemas de
interacción. El sistema también reduce la cantidad de tiempo muerto
del proceso, requerido para cargar y activar a las nuevas
actualizaciones de programa de control, y simplifica la vuelta a
programas de control previos cuando ésta sea necesaria.
En referencia a la figura 4, se ilustra una
estación de trabajo 150 que está conectada, por medio de una red
152, a un archivo 154 de programación de control empleada
previamente. Un desarrollador del programa de control, puede
utilizar una programación adecuada del asistente de configuración,
para compilar un conjunto de programas de control, que puede ser
memorizado en un medio adecuado 156, tal como un
CD-ROM o un DVD, para ser cargado en el servidor de
la máquina 90. Como alternativa, la estación de trabajo del operador
150 puede comprender uno de los interfaces 114 de usuario de red
(figuras 2 y 3A), conectados al servidor de la máquina 90 por medio
del bus 54, o pueden estar conectados al servidor de la máquina 90 a
través del bus 92, sea directamente o a través de Internet. Un
programa de administración de configuración 158 dentro del servidor
de la máquina 90, carga nueva programación de control, en una
memoria 160 de programas de control disponibles. El administrador
de configuración 158 también tiene acceso a una memoria 162, de
otros programas de control desarrollados previamente. Si la nueva
programación de control es compatible con el equipo físico y los
controladores conectados al servidor de la máquina 90, el
administrador de configuración 158 puede cargar la nueva
programación de control, en un fichero 164 de programación de
control activa, para descargarlo a los controladores apropiados por
medio del bus 54. Además de proporcionar una capacidad central de
memorización, control y descarga de toda la programación de
control, el sistema de la presente invención tiene la ventaja de
reducir la cantidad de memoria necesaria en los diversos
controladores de dispositivo. En otras palabras, no es necesario que
el servo controlador 42, el servo controlador de manipulación 56,
el servo controlador 58 de distribución de masas de vidrio, etc. en
las figuras 2 - 3B, tengan memoria suficiente para almacenar una
librería de programación de control, en la medida en que la
programación de control necesaria para el funcionamiento inmediato,
puede ser descargada, de forma fácil y rápida, desde el servidor de
la máquina 90. Además, puede reducirse sensiblemente la capacidad o
necesidad de variación sustancial por parte del operador, de la
programación de control en los diversos controladores. Puede
proporcionarse, en una sola estación, un interfaces gráfico para el
usuario, para todos los dispositivos de la máquina. Hay una
comunicación completa "de arriba abajo" de programación,
parámetros e información de estado, así como de información de
control urgente. La invención también ofrece ventajas en
escalabilidad mejorada, y optimización de precio/rendimiento,
teniendo a la vez la capacidad de soportar dispositivos periféricos
adicionales, si es necesario para un desarrollo
adicional.
adicional.
Las figuras 5 y 6 ilustran dos configuraciones
del controlador, para los diversos controladores electrónicos
discutidos en relación con las figuras 1 - 4. La figura 5 ilustra
una configuración del controlador 170, sin memoria no volátil sobre
la placa, mientras que la figura 6 ilustra una configuración 172 del
controlador, con memoria no volátil sobre la placa. En referencia a
la figura 5, una configuración 170 del controlador está conectada a
un ordenador central 176, como es el servidor 90 de la máquina en
las figuras 2 - 3A, por medio de un bus 177. La configuración 170
de controlador incluye una placa base 178 de la aplicación, que
tiene índices 180 específicos de la aplicación, legibles por soporte
lógico (SW), así como un conmutador DIP. Estos índices identifican
la aplicación para la que está concebido el controlador, como es un
controlador 56 para manipulación de material (figura 2), por
ejemplo. Un módulo 182 del procesador, intercambiable, está
conectado de forma desmontable en la placa 178, como puede ser por
medio de un enchufe hembra 184. El módulo 182 del procesador,
incluye programación memorizada previamente, para leer los índices
180 de identificación de la aplicación, comunicar tales índices al
ordenador central 176 a través de la red 177 y, después, descargar
desde el ordenador central la programación de control necesaria para
el funcionamiento, en conexión con los mecanismos específicos de
funcionamiento para los que va a usarse la configuración 170 del
controlador. Por ejemplo, si la configuración 170 del controlador
va a ser usada como un servo controlador 56 de manipulación del
material en la figura 2, tras la aplicación inicial de potencia, o
en cualquier otro momento adecuado para reajustar la programación
de control, el ordenador central 176 (el servidor 90 de la máquina,
en este ejemplo) puede descargar, a través de la red 177 (el bus
54, en este ejemplo), toda la programación de control que se
necesita para el funcionamiento del accionamiento 62 del
transportador de la máquina, del accionamiento 64 del transportador
transversal, del accionamiento 66 de transferencia radial y del
accionamiento 68 del cargador del horno de recocido. Por otra
parte, si la configuración 170 del controlador, en la figura 5, está
concebida para ser usada como un controlador 122 de la válvula de
la máquina (figura 3A), y así lo indican los índices 180 de
identificación de la aplicación, entonces el controlador 120 de la
válvula de la máquina podría obtener la programación de control
necesaria desde el servidor 90 de la máquina, y descargar la
programación de control, al controlador 136 del canal, por medio de
un bus de datos en serie 132 (figura 3A). En este ejemplo, el
ordenador central 176 de la red, en la figura 5, podría comprender
el controlador 122 de válvula de la máquina en la figura 3A, y la
red 175 podría comprender el bus en serie 132.
La configuración 172 del controlador en la
figura 6, es particularmente útil para controladores del siguiente
nivel superior, conectados al controlador 176, por medio de una
conexión de red 186 relativamente lenta. La configuración 172 del
controlador incluye un módulo 188 del procesador, montado de forma
desmontable e intercambiable en una placa base 190, así como por
medio de un enchufe hembra 192. El módulo 188 del procesador incluye
programación de control específica de la aplicación, en memoria 194
no volátil, y programación 196 para la comparación, de programación
almacenada en la memoria 194, con los índices 180 específicos de la
aplicación, en la placa base 190. Tras la aplicación inicial de
potencia, el soporte lógico 198 de arranque, independiente de la
aplicación, provoca que el soporte lógico 196 de identificación del
procesador, compare la programación específica de aplicación en la
memoria 194, con los índices 180 que identifican la aplicación en la
placa base, para confirmar que el módulo 174 del procesador es
adecuado para esa aplicación concreta. Por ejemplo, si la
configuración 172 del controlador en la figura 6, se usa como un
controlador 136 del canal en la figura 3A, y el módulo 188 del
procesador falla, un operador podría reemplazar el módulo del
procesador en avería, con un nuevo módulo de procesador. Sin
embargo, puesto que todos los módulos de procesador podrían
generalmente parecer idénticos, es necesario confirmar que el nuevo
módulo 188 de procesador, contiene la programación necesaria para
ser usado como controlador del canal. Esto se consigue por medio de
comparar la programación específica de la aplicación en la memoria
194, con los índices 180 de identificación de la aplicación, antes
de arrancar el funcionamiento del mecanismo de control del canal.
Si la comparación es satisfactoria, entonces el control del canal
puede dar comienzo. Sin embargo, si la comparación no es
satisfactoria podría avisarse al operador de que reemplace el nuevo
módulo del procesador, con uno apropiado para el control del canal,
o alternativamente descargar nueva programación de control desde el
ordenador central 176, a través de la red 186 (bus 54, controlador
122 de la máquina y bus 132, en la figura 3A), para configurar el
nuevo módulo de procesador adecuándolo para el control del
canal.
Así, se ha revelado un sistema para máquina de
moldeado de material de vidrio y, más en concreto, un sistema de
control electrónico para controlar el funcionamiento de los
mecanismos de moldeado y transferencia de material de vidrio, que
satisface por completo la totalidad de los objetivos y propósitos
establecidos previamente. La invención ha sido discutida junto con
una serie de realizaciones actualmente preferidas, de esta, y
también se ha discutido diversas modificaciones y variaciones.
Claims (15)
1. Un sistema para máquina de moldeado de
artículos de vidrio (10), que incluye una máquina (24) de moldeado
de artículos de vidrio, que tiene primeros mecanismos de
funcionamiento, para convertir masas de vidrio fundido en artículos
de material de vidrio, un sistema (12 a 22) de distribución de masas
de vidrio, que tiene segundos mecanismos de funcionamiento, para
distribuir masas de vidrio fundido a la mencionada máquina de
moldeado de artículos de vidrio, un sistema (26 a 32) de
manipulación de material, que tiene terceros mecanismos de
funcionamiento, para recibir y transportar artículos de material de
vidrio desde la mencionada máquina de moldeado de artículos de
vidrio, y un sistema de control electrónico (34 o 120), para
controlar y coordinar el funcionamiento de los mencionados
mecanismos de funcionamiento primero, segundo y tercero, que
incluye:
un controlador (37 o 37a) acoplado a los
primeros mecanismos de funcionamiento de la mencionada máquina de
moldeado de artículos de vidrio, para controlar y coordinar el
funcionamiento de los mencionados primeros mecanismos de
funcionamiento, al efecto de producir artículos de material de
vidrio,
un controlador (58 o 78a, 80a, 82, 84a) acoplado
a los mencionados segundos mecanismos de funcionamiento del
mencionado sistema de distribución de masas de vidrio, para
controlar y coordinar el funcionamiento de los mencionados segundos
mecanismos de control, al efecto de distribuir masas de vidrio
fundido a la mencionada máquina de moldeado de artículos de
vidrio,
un controlador (56 o 56a, 62a) de manipulación
de material, acoplado a los mencionados terceros mecanismos de
funcionamiento del mencionado sistema de manipulación de material,
para controlar y coordinar el funcionamiento de los mencionados
terceros mecanismos, al efecto de transportar artículos de material
de vidrio desde la mencionada máquina de moldeado de artículos de
vidrio, y
un bus (54) de datos en serie, que conecta entre
sí mencionado controlador de la máquina, el mencionado controlador
de distribución de masas de vidrio y el mencionado controlador de
manipulación de material, para comunicarlos entre sí al efecto de
coordinar, entre sí, el funcionamiento de los mencionados mecanismos
de funcionamiento primero, segundo y tercero.
2. El sistema expuesto en la reivindicación 1,
en el que el mencionado sistema de control electrónico incluye
además un servidor (90) de la máquina, acoplado al mencionado bus de
datos en serie, para transmitir información de control a los
mencionados controladores de la máquina, de la distribución de masas
de vidrio y de la manipulación de material, y para vigilar el
funcionamiento de los mencionados controladores.
3. El sistema expuesto en la reivindicación 2,
en el que el mencionado servidor (90) de la máquina incluye la
capacidad de descargar información de control desde una fuente
externa.
4. El sistema expuesto en la reivindicación 3,
en el que el mencionado servidor de la máquina incluye la capacidad
de descargar información de control, y subir datos de producción a
localizaciones remotas, a través de Internet (94).
5. El sistema expuesto en la reivindicación 2,
en el que el mencionado servidor (90) de la máquina incluye un
gestor (158) de configuración, que vigila los programas de control
en los mencionados controladores, al efecto de asegurar que tales
programas de control son compatibles entre sí.
6. El sistema expuesto en la reivindicación 5,
en el que el servidor (90) de la máquina, incluye la capacidad de
recibir programación de control, nueva o revisada, para uno de los
mencionados controladores, acceder a una librería de programación
de control actual para otro de los mencionados controladores, y
descargar la mencionada programación de control, nueva o revisada,
al mencionado controlador cuando la mencionada programación, nueva
o revisada, es compatible con la mencionada programación actual.
7. El sistema expuesto en la reivindicación 1
en el que, por lo menos, alguno de los mencionados mecanismos de
funcionamiento primero, segundo y tercero, incluye mecanismos de
funcionamiento neumático activados por válvulas (40) sensibles a
señales de control electrónicas, y donde por lo menos uno entre los
mencionados controladores, de la máquina, de la distribución de
masas de vidrio y de la manipulación de material, está adaptado
para proporcionar las mencionadas señales de control electrónico a
las mencionadas válvulas.
8. El sistema expuesto en la reivindicación 7,
en el que el mencionado sistema de control electrónico incluye
además un controlador (122) de válvula de la máquina, acoplado al
mencionado bus de datos en serie (54), independientemente de otros
mencionados controladores, al efecto de controlar el suministro de
aire a, por lo menos alguno, de los mencionados mecanismos de
funcionamiento neumático.
9. El sistema expuesto en la reivindicación 8,
en el que cada uno de los mencionados mecanismos activados de forma
neumática incluye un módulo (126) de accionamiento de la válvula
asociada, y en el que un segundo bus en serie (124) conecta los
mencionados módulos de accionamiento, con el mencionado controlador
de válvula de la máquina.
10. El sistema expuesto en la reivindicación 1,
en el que los mencionados primeros mecanismos de funcionamiento de
la mencionada máquina de moldeado de artículos de vidrio, incluyen
tanto mecanismos neumáticos de funcionamiento (40), como mecanismos
eléctricos de funcionamiento (46, 48, 50), y
en el que el mencionado controlador de la
máquina incluye un controlador (38 o 126) de válvula, acoplado a
los mencionados mecanismos neumáticos de funcionamiento, y un servo
controlador (42) acoplado a los mencionados mecanismos eléctricos
de funcionamiento, estando el mencionado controlador de válvula, y
el mencionado servo controlador, acoplados por separado al
mencionado bus de datos en serie (54).
11. El sistema expuesto en la reivindicación
10, en el que cada uno de los mencionados mecanismos eléctricos de
funcionamiento (46, 48, 50), incluye un módulo de accionamiento
eléctrico asociado, y donde el mencionado controlador (37 o 37a) de
la máquina, incluye además un segundo bus de datos en serie (44),
que conecta el mencionado servo controlador (42) a los mencionados
módulos del accionamiento.
12. El sistema expuesto en la reivindicación 1,
en el que la mencionada máquina de moldeado de artículos de vidrio
incluye una pluralidad de secciones (24a a 24n) de la máquina
teniendo, cada una, mencionados primeros mecanismos de
funcionamiento, y donde el mencionado sistema de control electrónico
incluye una pluralidad de los mencionados controladores (37 o 37a)
de la máquina acoplados, cada uno, a un conjunto asociado de los
primeros mecanismos de funcionamiento y conectados, cada uno, al
mencionado bus de datos (54).
13. El sistema expuesto en la reivindicación 1,
en el que los mencionados primeros mecanismos de funcionamiento
incluyen mecanismos eléctricos de funcionamiento, seleccionados
entre el grupo que consiste en mecanismos de sacado (46), de
inversión (48) y de barrido (50), los mencionados segundos
mecanismos de funcionamiento incluyen mecanismos eléctricos de
funcionamiento, seleccionados entre el grupo que consiste en
mecanismos de tubo de control (78), de boquilla (80), de cizalla
(82) y de distribución de masas de vidrio (84), y donde los
mencionados terceros mecanismos de funcionamiento incluyen
mecanismos eléctricos de funcionamiento, seleccionados entre el
grupo que consiste en mecanismos de transportador de la máquina
(62), de transportador transversal (64), de transferencia radial
(66) y de cargador del horno de recocido (68).
14. El sistema expuesto en la reivindicación 1
en el que, por lo menos, uno de los mencionados controladores
incluye:
una placa base (172) de la aplicación, que
incluye índices (180) legibles electrónicamente, asociados con el
uso de la mencionada placa base, en combinación con un mecanismo de
funcionamiento específico, y
un módulo (192) de procesador, montado de forma
intercambiable en la mencionada placa base, que incluye programación
de control (194) específica de la aplicación, en memoria no
volátil, para su comparación con los mencionados índices legibles,
al efecto de determinar si el mencionado módulo del procesador puede
ser usado para controlar el mencionado mecanismo de funcionamiento
específico.
15. El sistema expuesto en la reivindicación 1,
en el que el mencionado sistema de control electrónico incluye un
ordenador central (176) acoplado a la mencionada red, y que tiene
memorizada programación de control para, al menos, uno de los
mencionados controladores, y
en el que, por lo menos, uno de los mencionados
controladores incluye:
una placa base (170 o 172) de la aplicación, que
incluye índices legibles electrónicamente (180), asociados con el
uso de la mencionada placa base en combinación con un mecanismo de
funcionamiento específico, y
un módulo (184, 192) del procesador, montado de
forma intercambiable en la mencionada placa base, que incluye
programación para leer los mencionados índices, comunicar los
mencionados índices al mencionado ordenador central y, después,
descargar desde el mencionado ordenador central, programación de
control necesaria para el funcionamiento del mencionado mecanismo
de funcionamiento específico.
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