Установка для вытягивания стеклянных трубок

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 659366 А 1 19) .Я.). В 23/04 55 т ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИАВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛ ЬСТВУ строимпри истекла.И. ЕфимССР67,ССР982.ЯГИВА в роиз ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(56) Автог кое свидетельствоМ 484191, кл. С 03 В 23/04Авторское свидетельствоМ 1209615, кл; С 03 В 23/04,(54) УСТАНОВКА ДЛЯ ВЫСТЕКЛЯННЫХ ТРУБОК(57) Изобретение относится к соде рж механи ружно полнит трубки низм 8 ИЯ чателшагов ы тву4,7 и 8 атериалов, может найти применение зготовлении изделий из кварцевого методом вытяжки и позволяет повычество стеклянных трубок, Установка ит механизм 1, загрузки заготовки, зм 4 подачи заготовки, датчик 5 наго диаметра вытягиваемой трубки, доельный датчик 6 наружного диаметра , механизм 7 вытяжки трубки, меха- отрезки трубки с конечными выклюями, блоки 11-13 управления ми двигателями 14 - 16 механизмов и блок 17 управления. 3 ил.Механизм 8 отрезки (см, фиг. 2) содержит каретку 27, перемещающуюся по направляющим 28, жестко закрепленным на . Каркасе 2, и приводимую в движение черезцепную передачу 29, вал 30, редуктор 31 отшагового двигателя 16, управляемого блоКом 13 управления.На каретке 8 установлен двигатель 32постоянного 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) содержитгенератор 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 синхронно 40 45 50 55 Изобретение относится к производствустройматериалов и может найти применение при изготовлении изделий из кварцевого стекла методом вытяжки.Цель изобретения - повышение качества стеклянных трубок и производительноСти работы установки,На фиг. 1 приведена установка, общийид; на фиг. 2 - схема механизма отрезки;на фиг. 3 - функциональная схема блока 10,правления,Установка содержит механизм 1 загрузки заготовки, каркас 2, на которомСмонтированы вертикальная печь З.с устройством регулирования температуры (не 15показано), механизм 4 подачи заготовки,братчик 5 наружного диаметра вытягиваемой трубки, установленный под печью 3,дополнительный датчик 6 наружного диаметра (вытягиваемой) трубки, установленный в зоне формоеания печи 3, механизм7 вытяжки трубки, механизм 8 отрезкитрубки с конечными выключателями 9 и 10,блоки 11, 12 и 13 управления шаговымидвигателями 14, 15 и 16 механизмов 4,7 и 258 и блок 17. управления.Механизм 4 подачи заготовки выполнене виде каретки 18, перемещающейся по направляющим 19, жестко закрепленным наКаркасе 2, и приводимой в движение через 30цепную передачу 20, вал 21, редуктор 22 от,шагового двигателя 14, управляемого блоком11 управления.Механизм 7 вытяжки трубки состоит иэйружинного ролика 23, тянущего ролика 24, 35Установленного на валу 25, движение которому передается через редуктор 26 от шагового двигателя 15, управляемого блоком 12управления. 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 приемопередатчикое 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 + 5 В, -5 В, +12 В, поступающие на блоки 37 - 61, При подаче напряжения питания генератор 37 тактовых импульсов выраба- Фбывает сигналы: Р (начальная установка) - по которому производится начальная установка микропроцессора 38, тактовые сигналы Ф 1 и Ф 2, определяющие тактовую частоту работы микропроцессора 38; Г(готов) - информирующего микропроцессор 38 о готовности внешних устройсте 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 е 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 е 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 шиневыдает адрес ячейки памяти. из котооой 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 - , скорость подачи - чл, длина отрезаемой трубки Ь,д, наружный диаметр вытягиваемой трубки Озд, 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 шаговых двигателей 14 и 15 заданных значений скоростей вытяжки и подачи путем записи в соответствующий канал программируемого таймера 55 числа, определяющего скорость, СвязьлО г ч 4 р 5 10 15 20 25 30 щим 19, жестко закрепленным на каркасе 2 35 40 .оператором между тянущим 24 и прижимным 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 двига 50 55 числа со скоростью определяется формулой: где Й - число заносимое в счетчик каналаО - диаметр вращающегося ролика; б, - значение частоты генератора тактовых импульсов;р - коэффициент редукции; ч - 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 втребуемом направлении с определеннымиугловыми 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 теля 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, устройство1659366 Оэад где чы- значение скорости вытяжки, выво димое в предыдущем цикле;Оээд - заданное значение наружного диаметра;Ов- значение наружного диаметра, измеренное в предыдущем цикле датчика 6 наружного диаметра;6 - отклонение измеренного от заданного значения наружного диаметра в теку щем цикле;Ю- отклонение измеренного от заданного значения наружного диаметра в предыдущем цикле;е 1-2 - отклонение измеренного от заданного значения наружного диаметра в цикле,предшествующем предыдущему:Кф 1 - отфильтрованное значение коэффициента коррекции;Чо 41,цг - КОЭффИцИЕНтЫ ПИД-ЗаКОНа регулирования.Коэффициент коррекции рассчитывает,ся по формуле 45Кф = Кфь 1+(Кфь 1- Ккор)К О 5Ккор -О 61 где 051 - значение наружного диаметра, измеренного датчиком 5 в 1-ом сечении трубы;061 - значение наружного диаметра, измеренное датчиком 6 в 1-ом сечении трубы.Момент прохождения сечения вытягиваемой трубы, используемого для рас. чета коэффициента коррекции датчика 5 наружного диаметра, определяется по формулеттек1-5,6 Й = 61 Кф Оэад 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 Ф чы - 1 051 - 1 Кф 1чы -прерываний ЗПРО, ЗПР 1, поступающие входы программируемого блока 53 приоритетного прерывания, работающего в режиме неизменных приоритетов прерываний, 5 сигнал с выхода которого поступает на входмикропроцессора 38 в момент поступления информации о приеме наружного диаметра.Регулирование наружного диаметра осуществляется путем изменения значения скоро сти вытяжки,Расчет выводимого значения скоростивытяжки в каждом цикле рабочей программы в автоматическом режиме по ПИД-зако ну регулирования производится всоответствии с формулой+Ъй+Ц 1 Е - 1+ЮЕ - 2 ) где 15,6 - расстояние между датчиком 5 и датчиком 6 наружного диаметра;Ьек - путь, пройденный сечением вытя гиваемой трубы, используемым для расчетакоэффициента коррекции, от датчика 6 наружного диаметра.Зтек рассчитывается по формуле 30 Втек = Ч - 1тц,где ч- скорость вытяжки в цикле,1 ц - время цикла.Время цикла определяется путем обращения к программируемому таймеру 54 путем ввода специальной команды ипоследующего чтения (чтения "на лету").40 Рассчитанное значение коэффициентакоррекции с целью устранения случайныхвыбросов фильтруется фильтром низких частот в соответствии с формулой где Кфг 1 - предыдущее отфильтрованное значение коэффициента коррекции;К - коэффициент, определяющий границу фильтра низких частот.Отклонение измеренного значения наружного диаметра от заданного определяется в соответствии с формулой Труба, вытягиваемая в ручном и автоматическом режиме, автоматически разреза- ется на трубки заданной длины.Определение момента выполнения отрезка трубки производится по формулеЬек1-зад,где Ьек - текущее значение длины отрезаемой трубки,Ьек определяется по формулеиЬек = , ч - 1тц 1,1=1В 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 которомуломающимупором 35 производится ломка вытягиваемой трубы.64 на трубки заданной длины,При достижении кареткой нижнего конечного в;.;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 гео метрических размеров вытягиваемых трубза счет устранения транспортного запаздывания измерения размеров и повышения выхода годных труб.10 Формула изобретения. Установка для вытягивания стеклянныхтрубок, содержащая механизм подачи заготовки, механизмы вытяжки и отрезки труб 15 ки, датчик наружного диаметра трубки,установленный под вертикальной печью иподключенный к одному из входов блокауправления, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, сцелью повышения качества стеклянных тру 20 бок и производительности работы установки, она снабжена дополнительнымдатчиком наружного диаметра трубки, установленным в зоне формования, двумя конечными выключателями, установленными25 в зоне механизма отрезки, и шаговыми двигателями с блоками управления приводов,механизмов подачи заготовки, вытяжки иотрезки трубки, причем дополнительныйдатчик наружного диаметра и конечные вы 30, ключатели )подключены к соответствующимвходам блока управления, выходы которогоподключены соответственно к блокам управления приводов механизмов подачи заготовки, вытяжки и отрезки трубки,351659366но ьчайаушд на вчшд пд лв пп фиг.зСоставитель А,КузнецовРедактор М.Недолуженко Техред М.Моргентал Корректор М.ДемчикЗаказ 1815 Тираж 307 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101