DE69415390T2

DE69415390T2 - Servoregelung für Glaspostenverteiler

Info

Publication number: DE69415390T2
Application number: DE69415390T
Authority: DE
Inventors: Wayne D. Perrysburg Ohio 43551 Leidy; Leonard D. Perrysburg Ohio 43551 Steffan
Original assignee: Owens Brockway Glass Container Inc
Current assignee: Owens Brockway Glass Container Inc
Priority date: 1993-05-24
Filing date: 1994-05-20
Publication date: 1999-06-24
Anticipated expiration: 2014-05-21
Also published as: GR3029747T3; AU677829B2; ES2126017T3; ZA943548B; AU6324894A; CA2124043A1; DK0626350T3; JP3646883B2; CO4180579A1; DE69415390D1; PE195A1; BR9402063A; CN1045941C; US5405424A; EP0626350A1; ECSP941091A; CA2124043C; EP0626350B1; ATE174879T1; PL172977B1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Verteiler für einen geschmolzenen Glasposten für ein Glasartikel- Herstellungssystem, wie es im Oberbegriff des Anspruches 1 aufgezeigt ist, und ein Verfahren zum Verteilen von geschmolzenen Glasposten von einer Mehrzahl von Postenabgabeeinrichtungen oder einer Vielzahl von entsprechenden Glasartikel-Herstellungsformen.

Hintergrund und Zusammenfassung der Erfindung

Glasbehälter werden üblicherweise in einer Maschine hergestellt, die eine Vielzahl von Abschnitten umfaßt, in denen jeweils eine oder mehrere Formhohlräume für den Rohling oder "Külbel" und jeweils miteinander synchronisierte Transportmechanismen vorhanden sind. Diese als IS-Maschine (individual section machine) bezeichnete Maschine nimmt Glas in Form von einzelnen Schmelzladungen oder -posten auf. Das in einem Ofen erschmolzene Glas wird in einzelne Posten geschnitten, die einem Postenverteiler zugeführt werden. Die Aufgabe des Postenverteilers besteht darin, die Posten den einzelnen Abschnitten der IS-Maschine in der geeigneten Reihenfolge zuzuteilen, und zwar derart, daß die Glasposten gleichzeitig an den Formhohlräumen in jedem Abschnitt ankommen, und zwar für jeden Maschinenabschnitt aufeinanderfolgend. Die US-A-3 585 017 und US-A-3 597 187 stellen die allgemeine Technik dar.
Die US-A-2 859 559 offenbart eine Postenverteilerkonstruktion, bei der eine Förderrinne unterhalb eines Mechanismus zum Schneiden des Postens zum aufeinanderfolgenden Aufnehmen der erschmolzenen Posten angeordnet ist und mittels einer Welle mit einem Motor zum Zuführen der einzelnen Posten zu beabstandeten Rutschen oder Mulden verbunden ist. Jede Mulde führt zu dem Formhohlraum eines zugeordneten Abschnitts einer IS-Maschine. Jeder Formhohlraum der IS-Maschine hat eine ihr zugeordnete Mulde, und die Förderrinne führt die Posten zu den einzelnen Mulden in geeigneter Folge. Die US-A-3 597 187 offenbart einen Postenverteiler, bei dem eine Vielzahl von Förderrinnen jeweils ein unterhalb einer zugeordneten Postenentladeeinrichtung angeordnetes oberes Ende und ein unteres Ende aufweist, das so eingerichtet ist, daß es entlang eines Bogens zu einer entsprechenden Vielzahl von Mulden schwingt. Jede Förderrinne wird von einem Förderrinnentragrahmen getragen, der wiederum mit einer Antriebswelle verbunden ist. Die vielen Antriebswellen sind mit einem Getriebe verbunden, mit dem die Wellen durch zugeordnete Getriebe mittels eines einzigen Motors angetrieben werden. Obwohl diese Antriebsanordnung eine richtige Synchronisierung der Förderrinnen aufrecht erhält, erwächst ein Problem, wenn es gewünscht wird, die Anzahl der Förderrinnen zu ändern. Eine im gesamten neue Antriebsanordnung ist dann erforderlich.
Die US-A-4 357 157, auf die sich der Oberbegriff des Anspruchs 1 bezieht, offenbart einen Postenverteiler, bei dem jeweils ein Schrittmotor über eine drehbare Welle mit einer zugeordneten Verteilerförderrinne verbunden ist, um das untere Ende der Förderrinne in Ausrichtung mit einer Artikelherstellungsstation zu positionieren. Die Genauigkeit der Vorrichtung hängt von der Schrittgröße des Schrittmotors ab.

Zusammenfassung der Erfindung

Eine allgemeine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Glaspostenverteilungssystem und ein Verfahren bereitzustellen, bei dem Postenverteilungsrinnen einfach hinzugefügt, entfernt oder deaktiviert werden können, ohne die gesamte Förderrinnen-Antriebsstruktur neu zu gestalten oder zu ersetzen.
Eine andere und speziellere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Glaspostenverteilungssystem und ein Verfahren für eine IS-Maschine mit mehreren Kammern bereitzustellen, wobei die Förderrinne für jede Kammer von den Förderrinnen für die anderen Kammern mechanisch unabhängig ist und das Förderrinnenpositions- und Bewegungsprofil einfach elektronisch mit verbesserter Genauigkeit eingestellt werden kann, und zwar unabhängig von den anderen Förderrinnen des Verteilungssystems.
Die Erfindung wird in den Ansprüchen 1 und 4 definiert.

Beschreibung der Zeichnungen

Die Erfindung mit ihren zusätzlichen Aufgaben, Merkmalen und Vorteilen wird am besten aus der nachstehenden Beschreibung, den beigefügten Ansprüchen und den beigefügten Zeichnungen verständlich.
Es zeigen:
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer Einzelheit, die ein Postenverteilungssystem für erschmolzenes Glas gemäß einer zur Zeit bevorzugten Ausführungsform der Erfindung darstellt;
Fig. 2 ein Funktionsblockschaltbild des in Fig. 1 dargestellten Postenverteilungssystems;
Fig. 3 ein Funktionsblockschaltbild der in Fig. 2 dargestellten Bewegungssteuereinrichtung; und
Fig. 4 eine graphische Darstellung des Bewegungsprofils für jede Förderrinne, welche die Zulieferungsfolge der Schmelzladungen oder Posten zu den acht Abschnitten einer IS-Maschine darstellt.

Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform

Fig. 1 stellt ein Postenverteilungssystem 10 gemäß einer zur Zeit bevorzugten Ausführungsform der Erfindung dar, die drei gekrümmte Förderrinnen 12, 14 und 16 umfaßt, die jeweils ein oberes Ende aufweisen, das unterhalb einer Glaspostenabgabeöffnung 18, 20, 22 angeordnet ist. Jede Förderrinne 12, 14, 16 wird von einem Stützarm oder Rahmen 24, 26, 28 getragen, um sich um eine feste Achse in einem Bogen zu drehen, so daß das obere Ende jeder Förderrinne unterhalb einer ihr zugeordneten Postenabgabeöffnung verbliebt, während das untere Ende entlang eines Bogens zu einem zugeordneten Bereich mit Mulden oder Rutschen 30, 32, 34 schwingt. Die Anzahl der Mulden in jedem Bereich 30, 32, 34 wird durch die Anzahl der Abschnitte 35 in der IS-Maschine bestimmt. Die Anzahl der Förderrinnen 12, 14, 16, die Anzahl der Öffnungen 18, 20, 22 und die Anzahl der Muldenbereiche 30, 32, 34 werden alle durch die Anzahl der Formhohlräumen in jedem Abschnitt 35 der IS-Maschine bestimmt. In Fig. 1 werden z. B. drei Postenabgabeöffnungen, Förderrinnen und Rutschenbereiche für einen Einsatz in Verbindung mit einer sogenannten Dreikammern-IS-Maschine gezeigt, in welcher jeder Abschnitt 35 drei Formhohlräumen für Külbel 35a, 35b und 35c umfaßt. Eine typische IS-Maschine kann acht solcher Maschinenabschnitte 35 umfassen, so daß jedes Rutschenfeld 30, 32, 34 acht einzelne Rutschen umfaßt, die für eine Ausrichtung mit den korrespondierenden Förderrinnen 12, 14, 16 angeordnet sind, von denen nur drei Rutschen in Fig. 1 der Klarheit wegen dargestellt sind. Die Hauptaufgabe des Postenverteilungssystems 10 besteht darin, erschmolzene Glasladungen oder -posten den drei Formhohlräumen 35a, 35b, 35c gleichzeitig zuzuführen und zwar für jeden Maschinenabschnitt 35 aufeinanderfolgend. Soweit beschrieben, weist das System 10 einen üblichen Aufbau auf.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist jeder Förderrinnenhalter 24, 26, 28 über eine zugeordnete Antriebswelle 36, 38, 40 mit einem Getriebe 42, 44, 46 (Fig. 1 und 2) verbunden, die durch einen zugeordneten elektrischen Dreiphasenwechselstrommotor 48, 50, 52 angetrieben werden. Jeder Servomotor 48, 50, 52 empfängt von einem korrespondierenden Servoverstärker 54, 56, 58 unter Steuerung einer zugeordneten Bewegungssteuereinrichtung 60, 62, 64 Antriebssignale. Ein erster Positionssensor R1, z. B. ein konventioneller Drehmelder, ist mit jedem Servomotor 48, 50, 52 verbunden, um der zugeordneten Bewegungssteuereinrichtung 60, 62, 64 ein elektrisches Signal bereitzustellen, das die Winkelposition der zugeordneten Motorantriebswelle anzeigt. Ein zweiter Positionssensor R2, z. B. ein herkömmlicher Drehmelder, ist mit jedem Getriebe 42, 44, 46 verbunden, um der zugeordneten Bewegungssteuereinrichtung 60, 62, 64 ein zweites elektrisches Signal bereitzustellen, das die absolute Position der zugeordneten Förderrinne 12, 14, 16 anzeigt. Die Bewegungssteuereinrichtungen 60, 62, 64 sind über Kommunikationsleitungen 66 mit einer Überwachungssteuereinrichtung 68 verbunden. Die Überwachungssteuereinrichtung 68 empfängt ein Synchronisierungseingangssignal von einem Infrarotsensor 70, der nahe an einer ausgewählten Postenabgabeöffnung der Postenabgabeöffnungen 18, 20, 22 (Fig. 1) angeordnet ist, um ein entsprechendes Signal bereitzustellen, wenn ein Glasposten aus der Öffnung abgegeben wird. Die Überwachungssteuereinrichtung 68 ist ferner mit einer Bedienungsschnittstelle 72, z. B. einer Tastatur und Bildschirm, zum Empfangen von Kallibrierungs- und Einstelleingangssignalen usw. verbunden und stellt ein Ausgangssignal für eine Anzeige für einen Maschinenführer bereit. Die Überwachungssteuereinrichtung 68 und die Bewegungssteuereinrichtungen 60, 62, 64 empfangen ferner Hauptsynchronisierungstaktsignale und Hauptrücksetzsignale von der IS-Maschine 35.
Im Betrieb empfängt jede Bewegungssteuereinrichtung 60, 62, 64 ein Signal von der Überwachungssteuereinrichtung 68 und speichert in einem internen Speicher eine Datentabelle, die das Soll-Positionsprofil 74 (Fig. 3 und 4) an der zugeordneten Förderrinne anzeigt. Fig. 4 stellt z. B. ein Profil 74 einer Maschine mit acht Abschnitten dar, bei welcher jede Förderrinne auf die Abstichrinnenpositionen 1, 5, 4, 8, 3, 2 und 6 in fortlaufender Folge gedreht wird, um die Glasposten gleichzeitig auf die drei Formhohlräume für Külbel des jeweiligen Maschinenabschnittes in dieser Reihenfolge zu schwenken. In jeder Bewegungssteuereinrichtung 60, 62, 64 wird das Profil 74 für die zugeordnete Förderrinne mit der Position verglichen, die von dem zugeordneten Drehmelder R1 zurückgemeldet wird, wobei die Abweichung oder das "Fehlersignal" ein absolutes Drehmomentbefehlssignal 76 (Fig. 3) erzeugt. Dieses Drehmomentbefehlssignal wird bei 78 für die Stromphasen A und B kommutiert, die dem zugeordneten Verstärker 54 (oder 56, 58) zugeführt werden. Das Drehmomentbefehlssignal für die dritte Phase wird in dem zugeordneten Verstärker aus der Summe der Drehmomentbefehlssignale für die erste und zweite Phase berechnet. Diese Drehmomentbefehlssignale werden über den Verstärker dem zugeordneten Servomotor zugeführt, um das Getriebe anzutreiben und die Förderrinne auf die gewünschte Förderrinnenposition zu drehen.
Der Drehmelder R2 zeigt die absolute Position für jede Förderrinne an. Dieses, der Überwachungssteuereinrichtung 68 zugeführte Positionsinformationssignal, wird während der Systeminitialisierung zum Bestimmen der Ist-Position von jeder Förderrinne verwendet. Die Überwachungssteuereinrichtung kann dann jeder Bewegungssteuereinrichtung befehlen, die ihr zugeordnete Förderrinne auf eine bestimmte Anfangs- oder "Ruhe"-Stellung zu bewegen. Nach dieser Initialisierungssequenz kann das absolute Positionsausgangssignal des Drehmelders R2 periodisch angezeigt werden, um jede Abweichung hinsichtlich der Stellung der Förderrinne zu korrigieren.
Es ist leicht ersichtlich, daß der elektrische Motor und die Motorsteuereinrichtung des in den Zeichnungen dargestellten Postenverteilungssystems 10 einen deutlichen Vorteil gegenüber der vorstehend erörterten Getriebeantriebsanordnungen nach dem Stand der Technik darstellen. Die Förderrinnen 12, 14, 16 sind mechanisch völlig unabhängig voneinander, so daß die jeweilige Position einer Förderrinne völlig unabhängig von allen anderen Förderrinnen kalibriert und gesteuert werden kann. Die Position der Förderrinne 12 an einem beliebigen Punkt in ihrem Profil 74 kann z. B. einfach durch eine Bedienungsschnittstelleneinrichtung 72, eine Überwachungssteuereinrichtung 68 und eine Bewegungs- Steuereinrichtung 60 eingestellt werden, ohne daß die Bewegung oder Position an einer der anderen Förderrinnen beeinflußt wird. Die Bewegung und das jeweilige Bewegungsprofil einer Förderrinne kann während des Betriebs des Systems eingestellt werden. Förderrinnen können hinzugefügt, entfernt oder einfach durch Zufügen oder Entfernen (Ein- und Ausschalten) von Servomotoren und Bewegungssteuereinrichtungen usw. unwirksam gemacht werden, ohne daß eine vollständige Ersetzung oder Überarbeitung eines Getriebes erforderlich ist. Fig. 2 stellt z. B. die Hinzufügung einer vierten Bewegungssteuereinrichtung 80 mit zugeordnetem Verstärker 82, einem Motor 84, einem Getriebe 86 und einer Förderrinne 88 dar.
Wenn die Gesamtgeschwindigkeit der Glasherstellungsmaschine vergrößert werden muß, kann die Überwachungssteuereinrichtung 68 automatisch die erlaubbare Zeit zum Bewegen der verschiedenen Förderrinnen vermindern und die Bewegungsprofile so einstellen, daß die Verweilzeiten, während denen jede Förderrinne mit einer Rutsche ausgerichtet ist, konstant bleibt. Normalerweise wird für jede Förderrinne das gleiche Bewegungsprofil 74 benutzt, es ist aber auch möglich, jeweils einzelne Bewegungsprofile, zur Anpassung an einzelne Konstruktionen oder an minimale Abmessungsschwankungen der Rutschen zu benutzen. Die Förderrinnen werden normalerweise synchronisiert, um gleichzeitig zu arbeiten, und um sich in und aus einer Position zur gleichen Zeit zu bewegen. Jedoch können hier wieder Unterschiede ausgeglichen werden, und zwar durch eine elektronische Einstellung, da jede Förderrinne unabhängig von den anderen Förderrinnen elektrisch steuerbar ist. Die Stellungen der Förderrinnen können während der Installation bestimmt und eingestellt werden, und zwar werden die Förderrinnen mit den jeweiligen Mulden ausgerichtet und das entsprechende Positionsinformationssignal wird gespeichert. Das von der IS-Maschine 35 kommende Haupttaktsignal und das Hauptrücksetzsignal werden primär für Synchronisierungszwecke verwendet, wobei der Infrarotsensor 70 eine Unterstützung bereitstellt.

Claims

1. Verteiler (10) für einen geschmolzenen Glasposten für ein Glasartikel-Herstellungssystem, welches eine Mehrzahl von Postenabgabeeinrichtungen (18, 20,22) und Einrichtungen zur Aufnahme der Posten von den jeweiligen Abgabeeinrichtungen und Verteilung der Posten unter einer Mehrzahl von Artikelformeinrichtungen (35A,35B, 35C) umfaßt, mit folgenden Merkmalen der Empfangs- und Verteileinrichtungen:

eine Mehrzahl von Förderrinnen (12, 14, 16), die jeweils ein oberes unterhalb einer zugeordneten Abgabeeinrichtung gelegenes Ende und ein unteres Ende aufweisen;

Einrichtungen (24, 26, 28) zur Montage der jeweiligen Förderrinne zur Drehung um eine feste Achse, so daß das obere Ende unterhalb der zugeordneten Abgabeeinrichtung angeordnet bleibt und das untere Ende entlang eines Bogens schwingt;

eine Mehrzahl von elektrischen Motoren (48, 50, 52), welche mit einer jeweilig zugeordneten Montageinrichtung gekuppelt sind, um die Förderrinnen selektiv und individuell zu drehen;

Motorsteuereinrichtungen, welche Sensoreinrichtungen (R1, R2) umfassen und mit der Mehrzahl der Motoren gekuppelt sind, um den Betrieb der Motoren und die Drehung der Förderrinnen zueinander und zum Betrieb der Formeinrichtungen zu synchronisieren;

dadurch gekennzeichnet,

daß die Motoren (48, 50,52) jeweils dreiphasige Wechselstromservomotoren umfassen,

daß jeweils ein Getriebe (42, 44, 46) den zugeordneten Motor (48, 50,52) mit der zugeordneten Förderrinne (12, 14, 16) betriebsmäßig kuppelt, und

daß die Sensoreinrichtung einen ersten Sensor (R1) umfaßt, der mit dem zugeordneten Motor gekuppelt ist, so daß die Auflösung des ersten Sensors (R1) durch das Übersetzungsverhältnis des Getriebes (42, 44, 46) multipliziert wird.

2. Verteiler (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Motorsteuereinrichtung eine Einrichtung (74) zur Erzeugung eines variablen Signales umfaßt, das kennzeichnend für die Soll-Stellung der jeweiligen Förderrinne ist, wobei jeder erste Sensor (R1) mit jedem zugeordneten der Motore zur Lieferung eines Signales gekoppelt ist, das die Ist-Stellung anzeigt, daß eine Einrichtung (76) zur Erzeugung eines Befehlssignales für jeden der Motoren als Funktion einer Differenz zwischen dem zugeordneten Soll- und Ist-Stellungsignal gebildet wird, daß eine Einrichtung (78) zur Anlage des Befehlssignales als erste und zweite Drehmomentbefehlssignale an zwei Phasen des zugeordneten Motors vorgesehen ist und daß eine Einrichtung (54, 56, 58) zur Anlage eines dritten Drehmomentbefehles an die dritte Phase des zugeordneten Motors als Funktion der Summe des ersten und zweiten Drehmomentbefehlssignales vorgesehen ist.

3. Verteiler (10) nach Anspruch 2, worin die Sensoreinrichtung der Motorsteuereinrichtung einen zweiten Sensor (R2) aufweist, der mit jeder zugeordneten der Förderrinnen betriebsmäßig gekoppelt ist, um ein Signal von der Ist-Stellung der Förderrinne zu liefern.

4. Verfahren der Verteilung von geschmolzenen Glasposten von einer Mehrzahl von Postenabgabeeinrichtungen (28, 22) oder einer Vielzahl von entsprechenden Glasartikel- Gießformen (35A, 35B, 35C) mit folgenden Schritten:

a) eine Postenförderrinne (12, 14, 16) wird unterhalb der Abgabeeinrichtungen (28, 22) positioniert, um unabhängig voneinander bewegt zu werden;

b) jede Förderrinne (12, 14, 16) wird mit einem zugeordneten dreiphasigen Wechselstromservomotor (48, 50,52) angetrieben und ein Getriebe (42, 44, 46) kuppelt jeden Motor mit einer zugeordneten Förderrinne, um diese um einen Bogen unabhängig von den anderen Förderrinnen zu schwenken, während die Stellung unterhalb der zugeordneten Abgabeinrichtung aufrecht erhalten bleibt, und

c) der Betrieb aller Motore (48, 50,52) wird zum Betrieb der Glasartikel-Gießformen (35A, 35B, 35C) synchronisiert, wobei Stellungssensoren (R1) verwendet werden, die an einen zugeordneten Motor (48, 50,52) gekoppelt sind, so daß die Auflösung jeder der Sensoren durch das Übersetzungsverhältnis der Getriebe multipliziert wird.