CN1188359C - 控制经过排出孔的玻璃流量的装置 - Google Patents

Abstract

用于与玻璃工作区一起使用的多孔玻璃喂料系统，其包括多个紧密隔开的冲头，每个冲头都独立支承而与另一个无关。每个冲头包括一个伺服控制线性执行机构和一个在每个冲头和它各自的伺服电动机之间延伸的支撑臂。每个伺服电动机具有一个平行于冲头轴线的轴。与每个冲头相配合的气垫用于平衡每个冲头和其各自支撑臂的重量。支撑臂的中心线一般位于一个平面中。支撑臂的较长部分通常是平行的并紧密隔开。反馈系统用于在任何时候监视每个独立的顶针而与另一个无关并且如果需要可以修正顶针的实际位置。

Description

控制经过排出孔的玻璃流量的装置

本申请是1994年4月18日提出的申请序列号为08/228,916的部分继续申请，而该申请又是1993年2月25日提交的申请序列号为08/022,242的继续申请，但现在已放弃。

技术领域

本发明涉及用于制备玻璃料滴的多孔喂料系统，特别是控制经过排出孔的玻璃流量的装置。

背景技术

在玻璃制品的生产中，为了形成所需的重量均匀的料滴，一般配备一个玻璃工作区和通过往复顶针或者冲头控制的多个料孔。为了使玻璃产量达到最大，应使用多个的顶针和料孔。

在美国专利1,529,948、1,792,932、1,926,764、3,711,266、4,478,631、4,554,000、4,581,054和4,793,849中说明了典型的系统。

在这样的系统中，通常人工调整每个冲头。此外，在这样的系统中，操作机构常常处于顶针的上面，因此而承受极热条件和危及熔融玻璃的纯度的油脂和金属的污染。

发明内容

因此，本发明的目的之一是提供一种多孔玻璃系统，特别是一种控制通过排出孔的玻璃流量的装置，其中每个冲头与其各自的伺服电动机相结合地分别安装；自动地控制每个伺服电动机以便在操作过程中生产出重量精确的料滴；将执行伺服装置安装在工作区的侧面上并且不含污染玻璃和保护玻璃不至于过热；通过气垫平衡每个冲头和支撑臂的重量；可以分别地考虑、操作和控制单个活塞。

根据本发明提出一种一种控制经过排出孔的玻璃流量的装置，所述装置具有：一组件包括：一配置在邻近所述孔的一个固定位置并且有具有彼此隔开的滑动轴的固定框架；一个安装在所述固定框架上的可移动框架；一安装在所述固定框架上的伺服电动机；一从所述伺服电动机延伸并通过一螺母联接在所述可移动框架上的一引导螺杆；一从所述可移动框架悬臂向外延伸来悬挂冲头在所述孔上的冲头臂；一围绕所述组件的橱，所述橱具有一个相邻配置于所述孔的垂直端壁和在所述垂直端壁中的一个用于所述冲头臂伸出的垂直延伸的开口；和一个由所述组件的所述可移动框架承载的隔热屏，在橱内部地相邻于所述垂直端壁并用于密封所述垂直延伸开口，以保护组件免受通过所述开口而进入所述橱的热力。

与玻璃工作区一起使用的多孔玻璃喂料系统包括的多个紧密隔开冲头，其中每一个都单个独立地支承。每个冲头包括一个伺服控制的线性执行机构和在每个冲头和其各自的伺服电动机之间延伸的臂。每个伺服电动机具有一个与冲头的轴相平行的轴。气垫与每个冲头相联系用于平衡每个活塞和其各自臂的重量。活塞的中心线基本位于一个水平面上。与现有的将支撑臂限制在位于孔和操纵装置或执行装置之间的直线上的工业操作不同的是，至少本发明的一些支撑臂走混合有平行和倾斜部分的迂回路线。该系统配备有一个反馈系统用以在任何时候独立地监测每个顶针的位置，如果需要还可以对顶针的精确位置进行校正。

一种方式是，支撑臂的主要部分的中心线平行于冲头的平面。在另一种形式中，支撑臂的主要部分的中心线垂直于冲头的平面。虽然该体系特别适用于多个冲头以及如图所示适用于4个冲头，但是它适用于较少数目的冲头或单个活塞。

还有一种形式是，每个伺服电动机是组件的一部分以及使一种可移动框架在间隔式垂直轴上进行垂直移动。每个可移动框架支撑一个冲头臂。组件并排地与另一个安装在一起。

在细长的矩形组件中优选地配备一个支撑臂和伺服控制的往复执行机构，这样在工作区的一侧可以紧密间隔地装备多个组件。

附图说明

图1是体现本发明的多冲头玻璃体系的部分剖面图。

图2是该体系的局部的平面图。

图3是沿着图2中的线3-3所得到的尺寸放大的部分剖面图。

图4是沿着图3中的线4-4得到的剖面图。

图5是玻璃冲头系统的改进形式的部分平面图。

图6是玻璃冲头系统的另一种形式的部分平面图。

图7是控制系统的电子简图。

图8是多个冲头的运动范围的图表。

图9是本发明的一种改进形式的平面图，其中部分被断开。

图10是图9中所示的组件之一的尺寸放大平面图。

图11是图10中所示的部分已被断开的组件的侧视图。

图11A是图10中所示的组件部分的不完整的部分剖面的侧视图。

图12是沿着图10中的线12-12得到的剖面图。

图13是沿着图12中的线13-13得到的剖面图。

图14是沿着图12中的线14-14得到的尺寸放大的不完整的剖面图。

图14A是沿着图12中的线14A-14A得到的尺寸放大的不完整的剖面图。

图14B是沿着图12中的线14B-14B得到的不完整的剖面图。

图15是在图12中所示的组装部件的不完整的透视图。

图16是冲头和支撑臂的片断图。

图17是在图16中所示的冲头和支撑臂的上部的平面图。

图18是类似于图16表示围绕着组件的壳体。

图19是沿着图18中的线19-19得到的不完整的剖面图。

图20是本发明的另一种改进形式的平面图。

图21是本发明的另一种改进形式的平面图。

图22是本发明的更进一步的形式的平面图。

图23是本发明的另一种形式的平面图。

优选实施方式说明

参照附图1-3，根据本发明，体现本发明的玻璃冲头系统10与工作区的料碗11相配合和用于支承多个冲头或顶针12，其中冲头或顶针12的作用是与孔13一起控制玻璃从料孔中的流出以便当使用相配合的剪刀(图中没有表示)时，料滴的尺寸和重量保持不变。

根据本发明，每个冲头12由连接到伺服电动机控制机构17的冲头16上的水平支撑臂15支承。每个支撑臂进一步包括一种气垫18，该气垫18与其各自的支撑臂15相连用于平衡每个活塞和其各自的支撑臂的重量。沿冲头的中心线通常位于第一个平面中。支撑臂15的主要部分通常平行并垂直于冲头的平面(图3)。所配备的反馈系统用于在任何时候独立地监测每个单独的顶针的位置，如果需要还可以修正到顶针的精确位置。

支撑臂15以近距离地建成并放置，这样便占用的空间最小和使操作机构在玻璃料碗的侧面但紧靠料碗。如图2所示，一个支撑臂15是直的和其它三个支撑臂是L形的，其中支撑臂15在直线支撑臂15的一侧和其它两个支撑臂15在直线支撑臂15的另一侧。在图5所示的形式中，所有L形支撑臂在直线支撑臂的一侧。在这两种形式中，L形支撑臂的形状和尺寸是这样的，即支撑臂在其整个长度方向上大体上与另一个是等距离的。

在图2所示的形式中，支撑臂具有与连接在它上面的活塞成直角延伸的自由端，同时冲头12的中心线在一个平面中。在图5的形式中，弯曲支撑臂的端部是弯曲的从而使活塞12的中心线在单一的平面中。在图6所示的形式中，支撑臂完全是直的，冲头的中心在一个与包含有伺服电动机轴的平面相平行的平面中。

参照图3，伺服电动机组件包含有一个焊接的传动箱30和包括一个上面的轴承环31、中间轴承环32和下部的轴承环33。伺服驱动轴34通过双联轴承35可旋转地安装在轴承环33中，这里双联轴承35通过扣紧螺帽固定。焊接的传动后组件40安装在传动箱30的里面并支承行星式滚柱螺母41。驱动轴支承与伺服螺母41相连的引导螺杆42。联轴器43使轴34与伺服执行机构45的轴连接在一起。联轴器43优选地是能在伺服执行机构轴45和驱动轴34之间提供可靠锁定的无键套筒式的联轴器。无键套筒允许我们使用直径最小的能实际使用的驱动轴34。驱动轴惯量的减小降低了电动机的荷载，从而允许我们使用最新型的工业电动机17。这样的联轴器由Fenner Mannheim，311Weststiegel Street，Mannheim，Pennsylvania制造并销售，其商品名为Trantorque。

每个起气垫作用的气缸18与其各自的伺服电动机组件成紧密关系，并包括一个气缸箱50，它具有垫环51、气缸箱52、锁紧螺母53和上气缸焊接杆54。气垫柱55在气垫的轴和各自的支撑臂之间延伸。

多孔冲头控制系统由1-4个单独的机械系统组成，这取决于移动顶针的冲头的数目，而活塞的数目由所有在的顶针的数目(1-4)确定。因为每个顶针是一种机械上独立的系统，所以每个单元必须具有单独的控制单元。参照图7，该单元由运动控制器、放大器/驱动器、伺服执行机构(在这种情况下为AC伺服电动机)和位于电动机机壳内的反馈装置组成。在这种水平下，每个控制系统是完全独立的。

反馈装置安装在伺服电动机的后面，并用于双重目的。它给运动控制器提供位置信息，该运动控制器用于测定电动机转子的位置和冲头的位置。

因为电动机是AC伺服电动机，所以电动机转子的位置对于电动机的耦合是必需的。冲头的位置取自解算器，以及是相对于固定参照物的相对位移。

固定参照物是引导螺杆在其延伸位置中的行程的末端。

放大器/驱动器仅仅是一种功率放大器。它将扭矩指令输入转化为合适的用于与它连接的AC伺服电动机的电压和功率水平。

运动控制器记录了由监测器得到的运动曲线，该曲线表明相对于主脉冲和复位信号特定的顶针装置应该在的位置。该装置的实际位置由反馈装置测定。运动控制器使用实际位置、指令(曲线)位置和转子的位置，产生进入放大器的扭矩指令。绝对扭矩指令作为实际位置和指令位置的函数而计算出。被送入放大器的扭矩指令处于适用于A和B相的整流形式。用于电动机A和B的绝对扭矩指令的扩增以电动机转子的位置为基础进行调整。用于C相的扭矩指令在放大器中计算，它是A和B扭矩指令的总和。

监测器根据使用者的输入量计算每个电动机控制器的运动曲线。该曲线是主脉冲和所希望的每个顶针的位置之间的位置对位置的关系曲线。一般，每个顶针都使用相同的曲线，但是，如果需要，每个顶针使用专门的曲线也是可能的。一般，顶针在同一时间同步操作，及时地在同一点达到它们运行的极限。同样，垂直距离一般也是相同的。因为在料孔之间的玻璃流量不同，所以正如图8所示的一样顶针一般在不同的高度操作。在这种高度上的不同被用来平衡由不同的料孔所产生的料滴的重量。高度调整由监测器控制。如果通过操作员输入或料滴重量自动控制系统指令顶针之间的高度关系发生变化时，由监测器重新计算起作用的顶针的运动曲线。然后将曲线写入运动控制器的存储器中。然后，监测器负责同步变化到新的曲线，这样所有的有影响的运行控制器在同一时间启动而不会出现生产的中断。

由此可见本发明提供一种多料孔玻璃系统，其中，每个冲头与其各自的伺服电动机相连接、独立地安装；在生产期间可以自动地控制每个伺服控制器以生产出重量精确的料滴；将执行伺服装置安装在工作区的侧面并且不能污染玻璃以及对其进行保护使之免受玻璃的过热；通过气垫平衡每个冲头和支撑臂的重量；可以分别地考虑、操作和控制单个冲头。

在图9-23所示的本发明的改进形式中，伺服电动机是彼此有间隔地并排安装在工作区附近的紧凑组件60的一部分。每个组件60支承一个水平的冲头支撑臂62和一个冲头或顶针P。

在图9所示的形式中，冲头垂直中心线的平面与工作区F的轴线平行。

参看图10-17，每个组件60由包括一个矩形底板66、矩形顶板68和彼此隔开的用螺栓连接到板66、68上的立柱70、71的固定框架64(图11)组成。第一个轴72在板66、68之间延伸以及它具有延伸到凹槽74、76中的端部。第二轴78包括圆柱形轴承部分78a和一个整体的用螺栓固定在立柱71上的圆柱形部分78a延伸的部分79。轴78从底板66向上延伸。

可移动框架82用于在传动轴72上作垂直移动，它由彼此隔开的垂直框架构件84(图13、15)组成，每个框架构件都在邻近的活塞臂62的端部包括向上延伸的框架延长部分86和向下延伸的框架延长部分87。框架延长部分86、86支承在垂直方向上彼此隔开的用于轴72的轴承110(图12)。在框架82的另一端的横杆89在框架构件84之间延伸以及支承用于轴78的轴承90。伺服电动机92优选地在其机箱上具有竖棱94(图11)以便使该装置在暴露于工作区的高热中的操作期间最大限度地冷却电动机。伺服电动机92(图11)包括一个经过制动器98、经过在立柱70之间的顶板68延伸到联轴器100(图12)的输出轴96，其中联轴器连接在垂直的引导螺杆102上。引导螺杆102的上端由轴承101支承，轴承101支承在固定于立柱70、71之间的轴承箱103上。垂直引导螺杆102的下端经过行星式螺旋滚柱螺母104延伸。螺母104安装在位于侧板框架构件84(图13)之间的板106、108上，这样，当引导螺杆102转动时，螺母14垂直移动(图15)并垂直的移动由构件84、86、87和冲头臂62组成的框架82(图13、15)。

轴72延伸经过轴承110并因此而帮助引导可移动框架82以及还平衡冲头臂62和冲头P的重量。轴承90安装在可移动框架82的另一端，帮助引导框架82的垂直移动以及平衡由于冲头P和冲头臂62引起的力。在底板66上具有可调止动器116，其用于螺母104的止动，以防可移动框架82向下移动到可能损害工作区F的位置。

正如图11所示，带有配套软管的歧管118通过管线120向轴承90、101、110和球形滚柱螺母104提供润滑油。

参看附图11a和13-15，横截面为矩形的联轴器118固定在框架构件84之间，并可伸缩地安放冲头臂62。如附图14、14A所示，通过螺栓121将冲头臂62可旋转地与联轴器118相连，这样，活塞62可以脱离常规向上倾斜以便在工作区F上起作用。用以调节冲头臂水平位置的可调止动器122安装在板66上，以保证冲头P适当的垂直移动。冲头P优选的通过快速释放锁126连接到冲头臂62上。

参看附图11、18、19，围绕着组件60的是保护箱或保护橱150，用来以臂62从保护橱向外延伸的方式来保护组件60免受工作区的热。保护箱150包括框架151，该框架具有可移动的侧壁152、154、端壁156、158以及顶壁和底壁160、162。端壁156具有垂直延伸的开口164，臂62通过该开口延伸。

为了保护组件60免受高的玻璃热量和工作区的热，在每个组件60前面具有一块隔热屏166，当可移动框架82和配套的支架臂62上下移动时它随同组件60一起移动，它是通过固定板170上面的弹簧168弹性装载用于密封与壁156的开口接合之处。

在操作中，伺服电动机92执行以移动其相关的冲头P。正如本发明前面的形式一样，每个组件60与另一个无关，以及如本发明前面的形式一样，每个组件60都独立地被控制。

在图9所示的方案中，冲头的轴线位于与工作区F的轴线成直角的平面中。冲头臂62a、62b和62c各自具有垂直和平行的端部。位于中间的组件60具有全部呈直线的臂62b，而臂62a和62c主要中间部分与支架臂62b呈小角度，以便在它们上面的冲头被带入前面描述的垂直平面中。

在附图20所示的另一方案中，冲头的平面，也就是包含有冲头的垂直轴线的平面垂直于工作区F的轴线。为了实现这种方案，位于中间的冲头臂62e是直的，而外边的臂62d和62f的中间大部分与直线的臂62e成一小角度，以及为了使冲头进入这个唯一的平面，它们与冲头相连的端部与中间部分呈钝角。

在附图21中所示的方案除在唯一平面中所示的为四个冲头之外其它与在附图9中所示的相同。为了实现这种方案，第四组件60外加的冲头臂62g具有呈直线并连接到第四组件60上的端部。冲头臂62g的中间部分与连接到第四组件上的直线端部构成的角度比臂62d和62f的大。臂62g的另一端成一角度使第四活塞出现在所希望的位置。

在附图22所示的形式中，相应的组件60具有两个冲头。每个冲头臂62h、62i具有直线端部和成角度的大部分中间部分，这样，包含冲头垂直轴线的平面与工作区F的轴线平行。

在附图23所式的形示中，由冲头轴线所限定的平面与工作区F的轴线成直角。为了实现这种形式，冲头臂62j、62k具有连接到组件60上的直线部分、在一端向端部倾斜的大多数中间部分以及连接在活塞上的端部，该端头与在另一端成角度的中间部分成一较大角度。

可以看出在图9-23所示的每一种形式中，正如在平面图中所看到的一样，组件是长方形的，其长度是宽度的几倍，这样组件是非常紧凑的并占据很小的空间。因此，正如附图9，20-23所示，它们能够彼此小间距地位于工作区的一侧，从而使留下的空间用于管线回转机构、燃烧器和剪切机构，同时允许周围空气冷却以及因此而保护组件的机构。

另外，还可以看到在本发明的所有形式中，如在平面图中看到的一样，在与各自的冲头的连接在与各自的伺服控制往复缸的连接之间至少一些支撑臂是迂回的。也就是说，每种迂回式的支撑臂不能位于连接活塞和连接伺服控制传动装置之间的直线中。因此，正如在平面图中所看到的一样，迂回式支撑臂的使用和传动装置的紧凑配置能够使传动装置和支撑臂在相对小的面积中处于一种小间隔排列的关系中，这样，工作区的剩余面积可用于许多运送玻璃的机构。

Claims (9)

1.一种控制经过排出孔的玻璃流量的装置，所述装置具有：

一组件(60)包括：

一配置在邻近所述孔的一个固定位置并且有具有彼此隔开的滑动轴(72，  78)的固定框架(64)；

一个安装在所述固定框架上的可移动框架(82)；

一安装在所述固定框架上的伺服电动机(92)；

一从所述伺服电动机延伸并通过一螺母(104)联接在所述可移动框架上的一引导螺杆(102)；

一从所述可移动框架(82)悬臂向外延伸来悬挂冲头(P)在所述孔上的冲头臂(62)；

一围绕所述组件(60)的橱(150)，所述橱具有一个相邻配置于所述孔的垂直端壁(156)和在所述垂直端壁中的一个用于所述冲头臂(62)伸出的垂直延伸的开口(164)；和

一个由所述组件的所述可移动框架(82)承载的隔热屏(166)，在橱(150)内部地相邻于所述垂直端壁(156)并用于密封所述垂直延伸开口(164)，以保护组件(60)免受通过所述开口而进入所述橱的热力。

2.如权利要求1的装置，其特征在于，所述组件(60)包括由所述可移动框架承载的弹簧(168)，用于弹性地迫使所述隔热屏(166)与所述垂直端壁(156)接合而密封所述垂直延伸开口(164)。

3.如权利要求2的装置，其特征在于，包括：

多个安装在所述橱(150)内的组件(60)，

相应多个用于独立地移动相应冲头(P)的冲头臂(62)，

多个在所述橱的所述垂直端壁(156)中用于所述冲头臂从此相应延伸的垂直延伸开口(164)，和

由每个所述组件分别承载的隔热屏(166)，内部地相邻于所述垂直端壁(156)并分别由弹簧的作用来密封地与所述开口(164)接合。

4.如权利要求3的装置，其特征在于，在所述橱(150)内的所述多个组件(60)是水平并排的关系，并至少一些所述冲头臂(62；62d，62f，62g，62h，62i，62j，62k)是非线性，从而由所述冲头臂悬挂的冲头(P)的轴线均设置在一个单一垂直平面中。

5.如权利要求1-3之一的装置，其特征在于，所述可移动框架(82)具有用于垂直滑动地安装所述可移动框架在所述滑动轴上的承轴(110，90)。

6.如权利要求1-3之一的装置，其特征在于，所述冲头臂(62)是通过容许所述冲头臂枢轴移动垂直地离开所述孔的机构而从所述可移动框架悬臂向外延伸。

7.如权利要求6的装置，其特征在于，还包括一个用于调节所述冲头臂(62)的水平位置的可调止动器(122)。

8.如权利要求1-3之一的装置，其特征在于，包括一个用于从所述冲头臂(62)悬挂冲头(P)的快速释放锁。

9.如权利要求1-3之一的装置，其特征在于，还包括一个用于操作地联接于引导螺杆(102)的制动器(98)，以选择地阻止所述可移动框架(82)和所述冲头臂(62)的移动。

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