Установка для вытягивания стеклянных трубок

 

Изобретение относится к производству стройматериалов, может найти применение при изготовлении изделий из кварцевого стекла методом вытяжки и позволяет повысить качество стеклянных трубок Установка содержит механизм 1 загрузки заготовки, механизм 4 подачи заготовки, датчик 5 наружного диаметра вытягиваемой трубки, дополнительный датчик 6 наружного диаметра трубки, механизм 7 вытяжки трубки, механизм 8 отрезки трубки с конечными выключателями , блоки 11-13 управления шаговыми двигателями 14-16 механизмов 1 4, 7 и 8 и блок 17 управления. 3 ил

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

1659366 А1 (! 9) (I I ) (sI)s С 03 В 23/04

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Фиг. 1 (21) 4713307/33 (22) 03.07,89 (46) 30,06.91. Бюл. М 24 (72) А,K,Глотов, Б,И,Алферов, Б.И.Ефимов и

Г.П.Горохова (53) 691.6 - 3.92(088.8) (56) Автог..кое свидетельство СССР

N 484191, кл. С 03 В 23/04, 1967.

Авторское свидетельство СССР

М 1209615, кл; С 03 В 23/04, 1982. (54) УСТАНОВКА ДЛЯ ВЫТЯГИВАНИЯ

СТЕ КЛ Я Н Н ЫХ .ТРУБОК (57) Изобретение относится к производству стройматериалов, может найти применение при изготовлении изделий из кварцевого стекла методом вытяжки и позволяет повысить качество стеклянных трубок. Установка содержит механизм 1, загрузки заготовки, механизм 4 подачи заготовки, датчик 5 наружного диаметра вытягиваемой трубки, дополнительный датчик 6 наружного диаметра трубки, механизм 7 вытяжки трубки, механизм 8 отрезки трубки с конечными выключателями, блоки 11 — 13 управления шаговыми двигателями 14 — 16 механизмов 4, 7 и 8 и блок 17 управления. 3 ил.

1659366

Механизм 8 отрезки (см, фиг. 2) содержит каретку 27, перемещающуюся по направляющим 28, жестко закрепленным на . каркасе 2, и приводимую в движение через цепную передачу 29, вал 30, редуктор 31 от шагового двигателя 16, управляемого блоком 13 управления.

На каретке 8 установлен двигатель 32 постоянного тока, на валу которого закреплен алмазный круг 33, поддерживающий упор 34 и ломающий упор 35. В зоне перемещения каретки 27 установлен копир 36, а движение каретки 27 ограничено конечными выключателями 9 и 10, Блок 17 управления .(фиг, 3) содержит генератор тактовых импульсов (Г) 37, микро, процессор (МП) 38, системный контроллер (СК) 39, шинный, формирователь (ШФ) 40, дешифраторы (Д) 41 — 48, первый запоминающий блок (ПЗУ) 49, второй запоминающий блок (ОЗУ) 50, универсальные синхронно40

Изобретение относится к производству стройматериалов и может найти применение при изготовлении изделий из кварцевого стекла методом вытяжки.

Цель изобретения — повышение качест- 5 ва стеклянных трубок и производительности работы установки, На фиг. 1 приведена установка, общий

1 ид; на фиг. 2 — схема механизма отрезки; на фиг. 3 — функциональная схема блока 10 ,правления, Установка содержит механизм 1 загрузки заготовки, каркас 2, на котором демонтированы вертикальная печь З.с устройством регулирования температуры (не 15 показано), -механизм 4 подачи заготовки, „датчик 5 наружного диаметра вытягиваемой трубки, установленный под печью 3, дополнительный датчик 6 наружного диаметра (вытягиваемой) трубки, установлен- 20 ный в зоне формования печи 3, механизм

7 вытяжки трубки, механизм 8 отрезки трубки с конечными выключателями 9 и 10, блоки 11, 12 и 13 управления шаговыми двигателями 14, 15 и 16 механизмов 4,7 и 25

8 и блок 17. управления.

Механизм 4 подачи заготовки выполнен в виде каретки 18, перемещающейся по направляющим 19, жестко закрепленным на каркасе 2, и приводимой в движение через 30 цепную передачу 20, вал 21, редуктор 22 от, шагового двигателя 14, управляемого блоком

11 управления.

Механизм 7 вытяжки трубки состоит иэ йружинного ролика 23, тянущего ролика 24, 35

Установленного на валу 25, движение которому передается через редуктор 26 от шагового двигателя 15, управляемого блоком 12 управления. асинхронные программируемые приемопередатчики (УСАПП) 51 и 52, программируемый блок приоритетного прерывания .(ПБПП) 53, программируемые таймеры (ПТ)

54 и 55, пульт 56 управления (ПУ), программируемое устройство 57 ввода-вывода (УВВ) параллельной информации различного формата, объединенных соответственно шиной данных 58. управления 59, адреса 60, индикатор (И) 61, блок 62 питания.

Входы программируемых приемопередатчиков 51 и 52 являются первым и вторым входами блока 17 управления, входы устройства 57 ввода — вывода являются третьим и четвертым входами блока 17 управления.

Выходы программируемого таймера 55 и первый — шестой выходы устройства 57 ввода — вывода являются выходами блока 17 управления.

Установка работает следующим образом, С помощью устройства 1 загрузки в механизм 4 подачи заготовки устанавливают кварцевый блок. Вертикальную печь 3 разогревают до температуры плавления кварца 1900"С. Включают блок 17 управления в сеть 220 В. Блок 62 питания формирует стабилизированные напряжения

+ 5В, -5В, +12В, поступающие на блоки

37 — 61, При подаче напряжения питания генератор 37 тактовых импульсов вырабаФ тывает сигналы: P (начальная установка)— по которому производится начальная установка микропроцессора 38, тактовые сигналы Ф1 и Ф2, определяющие тактовую частоту работы микропроцессора 38; Г(готов) — информирующего микропроцессор

38 о готовности внешних устройств к обмену информацией, которые поступают на соответствующие входы микропроцессора 38.

В ответ на вышеперечисленные сигналы микропроцессор 38 вырабатывает сигнал С (синхронизация) в начале каждого машинного. цикла, поступающий на генератор 37 тактовых импульсов, и выдает в параллельном коде словосостояние, сопровождаемое сигналом ЗП (выдача), разряды которого определяют выполняемую команду. В системном контроллере 39 производится запоминание словосостояния под действием сигнала СС(строб состояния), вырабатываемого генератором 37 тактовых импульсов в ответ на сигнал С (синхронизация). Таким образом, формируется совокупность сигналов. образующих шину 59 управления.

В ходе выполнения первого машинного цикла команды (извлечение кода команды). микропроцессор 38 по параллельной шине

1659366 выдает адрес ячейки памяти. из которой считывается код команды, Умощнение адреса производится шинным формирователем

40. При помощи сигнала П (прием) с микропроцессора 38 системным контроллером 39 производится прием информации (кода команды) с шины 58 данных, которая поступает по сигналу чтения (не показан) шины 52 управления при выборке посредством дешифратора 48 первого запоминающего блока 49, Аналогичным образом считываются и данные рабочей:программы, В ходе выполнения рабочей программы производится определение режимов работы блоков 51 — 57, построенных на программируемых микросхемах. При этом микропроцессор 38 выставляет адрес программируемой микросхемы, который дешифрируется блоками 41 — 46. По сигналу

"Вывод" (не показан) производится. запись в соответствующую микросхему требуемых управляющих слов, определяющих режим работы.

Далее оператор с помощью кнопок "Декада", "Цифра", "Параметр" панели 56 управления задает технологические параметры процесса вытяжки: скорость вытяжки — v, скорость подачи — чл, длина отрезаемой трубки L», наружный диаметр вытягиваемой трубки 0»д, Состояние кнопок считывается по шине 58 данных с канала УВВ 57, работающего в режиме простого ввода. . При этом на индикаторе 61 высвечивается путем вывода информации через каналы УВВ 57, работающие в режиме простого вывода, транспорант постоянной части задаваемого параметра, считанный из первого запоминающего блока 49, При помощи кнопок "Декада", "Цифра". задается переменная часть транспаранта параметра. При нажатии на кнопку "Декада" производится смена корректируемой декады, путем переадресации ячейки второго запоминающего блока 50, в которую заносится информация о корректируемом значении цифры. При нажатии на кнопку цифра производится переадресация ячейки ПЗУ 49 массива цифр, из которой считывается информация, заносимая в корректируемую декаду. При нажатии на кнопку "Параметр" производится смена выводимого на индикатор 61 массива транспаранта.

После задания параметров в ходе выполнения программы производится вывод на блоки 11 и 12 управления шаговыхдвигателей 14 и 15 заданных значений скоростей вытяжки и подачи путем записи в соответствующий канал программируемого таймера

55 числа, определяющего скорость. Связь л0 fr ч 4 !р

20

30 щим 19, жестко закрепленным на каркасе 2

40 .оператором между тянущим 24 и прижим5

55 числа со скоростью определяется формулой: где N — - число, заносимое в счетчик канала;

D — диаметр вращающегося ролика;

f — значение частоты генератора тактовых импульсов;

ið — коэффициент редукции;

v — выводимое значение скорости, Направление вращения с заданной скоростью определяется с помощью сигналов, формируемых с канала УВВ 57, работающего в режиме простого вывода.

Поддействием управляющих сигналов с блока 17 управления, определяющих скорость и направление вращения шаговых двигателей 14 — 16, блоки 11-13 управления осуществляют запитку и коммутацию фаз с целью обеспечения вращения роторов в требуемом направлении с определенными угловыми скоростями.

Вращающийся ротор шагового двигателя 14 механизма 4 подачи посредством редуктора 22, вала 21, цепной передачи 20 приводит в поступательное движение каретку 18 механизма 4 подачи, опускающую закрепленный на ней блок по направляюс заданной скоростью подачи в печь 3. В печи происходит разогрев блока до температуры плавления, при которой вытягивается конец блока.

Вращающийся ротор шагового двигателя 15 механизма 7 вытяжки с помощью редуктора 26, вала 25 приводит в движение тянущий ролик 24 механизма 7 вытяжки, Вытянутый конец блока заправляется ным 23 роликами. В результате силы трения между вытягиваемой трубой и тянущим. роликом 24 производится вытяжка трубы иэ разогретого блока с заданной скоростью вытяжки.

Вращающийся ротор шагового двигателя 16 механизма 8 отрезки с помощью редуктора 31, вала 30, цепной передачи 29 приводит в возвратно-поступательное движение каретку 27, перемещающуюся по направляющим 28, закрепленным на каркасе 2.

Вытяжка в автоматическом режиме при включенном тумблере пульта 56 управления "Автомат" с целью уменьшения транспортного запаздывания производится путем перезадзния скорости вытяжки в соответствии со значением наружного диаметра, измеренного датчиком 6, устройство

1659366

0эад

051

Ккор!—

06j

Й = 061 Кф! 0эад оптического контроля которого расположено в зоне формования кварцевой трубы.. Так как в зоне формования труба разогрета (она еще тянется), поэтому она утолщена. С целью обеспечения возможности регулирования производится коррекция измеренного значения наружного диаметра датчиком

6 в соответствии со значением наружного диаметра,. измеренного датчиком 5, Для расчета коэффициента коррекции производится измерение одного и того же сечения вытягиваемой трубы двумя датчиками. Сиг, налы с датчиков 5,6 контроля поступают на входы универсальных синхронно-асинхронных приемопередатчиков 51,52, выходы которых формируют сигналы запросов (ч Ы 1 051 — 1 Кф1 чц

l. где vbj-1 — значение скорости вытяжки, выво димое в предыдущем цикле;

0эад — заданное значение наружного диаметра;

D5j-1 — .значение наружного диаметра, измеренное в предыдущем цикле датчика 6 наружного диаметра;

El — отклонение измеренного от заданного значения наружного диаметра в теку щем цикле;

@-1 — отклонение измеренного от заданного значения наружного диаметра в предыдущем цикле;

61-2 — отклонение измеренного от заданного значения наружного диаметра в цикле, предшествующем предыдущему;

Кф — отфильтрованное значение коэффициента коррекции;

qo,q1,qã — коэффициенты ПИД-закона регулирования.

Коэффициент коррекции рассчитывает,ся по формуле где 05j — значение наружного диаметра, измеренного датчиком 5 в 1-ом сечении трубы;

D6j — значение наружного диаметра, измеренное датчиком 6 в I-ом сечении трубы.

Момент прохождения сечения вытягиваемой трубы, используемого для рас. чета коэффициента коррекции датчика 5 наружного диаметра, определяется по формуле -ттек 1-5,6 прерываний ЗПРО, ЗПР1, поступающие входы программируемого блока 53 приоритетного прерывания, работающего в режиме неизменных приоритетов прерываний, 5 сигнал с выхода которого поступает на вход микропроцессора 38 в момент поступления информации о приеме наружного диаметра.

Регулирование наружного диаметра осуществляется путем изменения значения скоро10 сти вытяжки, Расчет выводимого значения скорости вытяжки в каждом цикле рабочей программы в автоматическом режиме по ПИД-зако15 ну регулирования производится в соответствии с формулой

+ qp j- j + q1 e j — 1 + qZ 6 j — г ) где 15,6 — расстояние между датчиком 5 и датчиком 6 наружного диаметра;

Втек — путь, пройденный сечением вытя25 гиваемой трубы, используемым для расчета коэффициента коррекции, от датчика 6 наружного диаметра.

Ятек рассчитывается по формуле

Этек = Ч I — 1 ljjj < где vj-1 — скорость вытяжки в цикле, 1ц) время цикла.

Время цикла определяется путем обращения к программируемому таймеру 54 путем ввода специальной команды и последующего чтения (чтения "на лету").

40 Рассчитанное значение коэффициента коррекции с целью устранения случайных выбросов фильтруется фильтром низких частот в соответствии с формулой

Кф = Кфьт+ {Кфь1-- K.oðÖ K, где Кфг 1 — предыдущее отфильтрованное значение коэффициента коррекции;

К вЂ” коэффициент, определяющий грани50 цу фильтра низких частот.

Отклонение измеренного значения наружного диаметра от заданного определяется в соответствии с формулой

Труба, вытягиваемая в ручном и автоматическом режиме, автоматически разрезается на трубки заданной длины.

1659366

Определение момента выполнения отрезка трубки производится по формуле

1-тек Lзад, где Ltек текущее значение длины отрезаемой трубки.

Ь определяется по формуле и -тек =, V! — 1 lqt °

I =1

В момент отрезки трубки каретка 27 механизма 8 отрезки движется со. скоростью вытяжки в направлении вытяжки (вниз). При атом двигатель 32 с алмазным кругом 33 перемещается при помощи копира 36 по направлению к вытягиваемой трубе и при помощи упора 34 алмазным кругом 33 делается надрез, по которомуломающим упором

35 производится ломка вытягиваемой трубы.

64 на трубки заданной длины, При достижении кареткой нижнего конечного aI-.;лючателя 10 направление движения каретки 28 механизма 8 отрезки изменяется на противоположное. В противоположном направлении каретка 28 движется с повышенной скоростью с целью сокращения цикла отрезки, При достижении кареткой 28 верхнего конечного выключателя 9 каретка 28 останавливается, Процесс вытяжки продолжается до тех пор, пока блок не будет перетянут полностью. Для перезарядки блока оператор в ручном режиме с помощью кнопки "Подъем блока" подымает блок. Далее процесс вытяжки повторяется.

Применениеданной установки позволяет повысить точности регулирования гео5 метрических размеров вытягиваемых труб за счет устранения транспортного запаздывания измерения размеров и повышения выхода годных труб.

10 Формула изобретения . Установка для вытягивания стеклянных трубок, содержащая механизм подачи заготовки, механизмы вытяжки и отрезки труб15 ки, датчик наружного диаметра трубки, установленный под вертикальной печью и подключенный к одному из входов блока управления, отличающаяся тем, что, с целью повышения качества стеклянных тру20 бок и производительности работы установки, она снабжена дополнительным датчиком наружного диаметра трубки, установленным в зоне формования, двумя конечными выключателями, установленными

25 в зоне механизма отрезки, и шаговыми двигателями с блоками управления приводов ,механизмов подачи заготовки, вытяжки и отрезки трубки, причем дополнительный датчик наружного диаметра и конечные вы30, ключатели подключены к соответствующим входам блока управления, выходы которого подключены соответственно к блокам управления приводов механизмов подачи заготовки, вытяжки и отрезки трубки.

1659366 на вчщийа3ушд на аЧшд аа ла пп

Фиа.3

Составитель А,Кузнецов

Редактор M.Håäîëóæåíêî Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор M.Äåì÷èê

Заказ 1815 Тираж307 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101