Система автоматического управления многосекционной машиной для формования стеклянных изделий

(19) (1) 4 (51) С 03 В 35/00 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯН ПАТЕНТУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(72) Хоумер Даниел Фруткн Питерс(56) 1. Патент США У 4007028,кл. С 03 В 35/00, 1972 (прототип),(54)(57) 1. СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ; ИНОГОСЕКЦИОННОЙ ИАШИНОЙ ДЛЯ ФОРИОВАНИЯ СТЕКЛЯННЫХ ИЗДЕЛИЙ, оборудованной клапанами для управления расположенными секционно устройствами для формования изделий,включающая устройство для распреде.ления заготовок по секциям с приводным двигателем и устройство управления клапанами секций, о т л и ч а - ю щ а я с я тем, что, с целью повышения точности управления, она снабжена устройствами для обнаружения заготовок и датчиками наличия заготовок в секциях, причем датчики наличия заготовок в секциях установлены на ,пути прохождения заготовок в каждую секцию и соединены с входами соответствующих устройств для обнаружения заготовок, выходы которых соединены .с устройством управления клапанами секций.5922 1142. Система по п.1, о т л и ч а -ю щ а я с я тем, что каждый датчикналичия заготовок в секциях выполненв виде корпуса с внутренней полостью,в которой установлен фототранзистори которая соединена отверстием с наружной частью корпуса, причем фототранзистор подключен к соответствующему устройству для обнаружения заготовок,3, Система по п.1, о т л и ч аю щ а я с я тем что каждое устрой.ство для обнаружения заготовок выполнено в виде источника порогового сигнала, элемента сравнения и элементаобратной. связи, причем первый вхоэлемента сравнения через элемент обратной связи соединен с выходом элемента сравнения, который подключен кисточнику порогового сигнала, второйвход элемента сравнения соединен,с.датчиком наличия заготовок в секциях,а выход источника порогового сигналаподключен к устройству управленияклапанами секций.4. Система по п,1, о т л и ч а -ю щ а я с я тем, что, с целью обес.печения возможности обнаружения многополостных заготовок, она содержитконечное устройство для обнаружениямногополостных заготовок, ряд датчиков наличия заготовок в секциях иустройство для обнаружения заготовокдля каждой секции по числу полостейв многополостной заготовке, причемкаждый датчик наличия заготовок уста-новлен у каждой полости и соединен свходами соответствующих устройств дляобнаружения заготовок, выход которыхчерез конечное устройство для обнаружения заготовок, подключен к устройству управления клапанами секцйй.5, Система по п.4, о т л и ч а -ю щ а я с я тем, что конечное уст"ройство для обнаружения многоналостных заготовок снабжено источником се-лекторных сигналов, причем источник .селекторных сигналов подключен покрайней мере к одному входу конечного устройства для обнаружения многополостных заготовок.6. Система по п.5, о т л и ч а - ю щ а я .с я тем, что конечное устройство для обнаружения цвухполостных заготовок выполнено в виде логического элемента ИЛИ, двух мультивибраторов, логического элемента ИЛИ-НЕ,причем вход первого мультивибратора соединен с первым устройством для обнаружения заготовок, вход второго мультивибратора соединен с вторым устройством для обнаружения заготовок,первый вход логического элемента ИЛИподключен к выходу второго мультивибратора, а второй вход - к источни ху селекторных сигналов, входы логи-.:ческого элемента ИЛИ-НЕ соединены с выходом логического элемента ИЛИ и выходом первого мультивибратора, а выход - с устройством управления клапанами секции.7, Система по п,5, о т л и ч а ющ а я с я тем, что конечное устройство для обнаружения трехполостныхзаготовок выполнено в виде двух логических элементов ИЛИ, четырех мультивибраторов, логического элемента НЕ-И, причем вход первого мульти;вибратора соединен с первым устройством для обнаружения заготовок, авыход - с первым входом первого элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым входом элемента НЕ-И, вход второго мультивибратора соединен с вторым устройством для обнаружения заготовок, а выход - с первым входом второго элемента.ИЛИ, выход которого подключен к второму входу элемента НЕ-И, вход третьего мультивибратора соединен с третьим устройством для обнаружения заготовок, а выход -с третьим входом элемента НЕ-И, выход которого подключен к входу четвертого мультивибратора, выход кото;- рого сседииен с устройством управпения клапанами секций, а вторые входы элементов ИЛИ соединены с источником селеКторных сигналов.Изобретение относится к обнаружению заготовок из расплавленного стекла, поступающих в литейную форму мааны дла изготовления изделий из стекла.3 114592Известна система автоматического управления многосекционной машиной для формования стеклянных изделий, оборудованной клапанами для управления расположенными секционно устрой 5 ствами для формования изделий, включающая устройство для распределения заготовок по секциям с приводным двигателем и устройство управления клапанами секций 11 .10Недостатком этой системы является низкая точность управления ввиду отсутствия надежных средств распознавания заготовок.Цель изобретения - повышение точности управления и обеспечение воз- можности обнаружения многополостньгх заготовок.Поставленная цель достигается тем, что система автоматического управления многосекционной машиной для формования стеклянных изделий, обо-. рудованной клапанами для управления расположенными секционно устройствами для формования изделий, включающая устройство для распределения заготовок по секциям с приводным двигателем и устройство. управления клапанами секций, снабжена устройствами для обнаружения заготовок и датчика.ми наличия заготовок в секциях, нричем датчики наличия заготовок в секциях установлены на пути прохождения заготовок в каждую секцию и соединены с входами соответствующих уст.ройств для. обнаружения заготовок,выходы которых соединены с устройством управления клапанами секций.Каждый датчик наличия заготовок в секциях выполнен в виде корпуса с40 внутренней полостью, в которой установлен фототранзистор и которая соединена отверстием с .наружной частью корпуса, причем фототранзистор подключен к соответствующему устройству для обнаружения заготовок.45Каждое устройство для обнаружения заготовок выполнено в виде источника порогового сигнала, элемента сравнения и элемента обратной связи, при чем первый вход элемента сравнения через элемент обратной связи соединен с выходом элемента сравнения, который подключен к источнику порогового сигнала, второй вход элемента 55 сравнения соединен с датчиком наличия заготовок в секциях, а выход источника порогового сигнала подключен к устройству управления клапанами секций.Система содержит конечное устройство для обнаружения многополостных заготовок, ряд датчиков наличия заготовок в секциях и устройство для обнаружения заготовок для каждой секции по числу полостей в многополостной заготовке, причем каждый датчик наличия заготовок установлен у каждойполости и соединен с входами соответствующих устройств для обнаружения заготовок, выход которых черезконечное устройство для обнаружения заготовок подключен к устройству управления,клапанами секций.Конечное устройство для обнаружения многополостных заготовок снабжено источником селекторных сигналов, причем источникселекторных сигналов подключен по крайней мере к одному входу конечного устройства для обнаружения многополостных заготовок.Конечное устройство для обнаружения двухполостных заготовок выполнено в виде логического элемента ИЛИ, двух мультивибраторов, логического элемента ИЛИ-НЕ, причем вход первого мультивибратора соединен с первым устройством для обнаружения заготовок, вход второго мультивибратора соединен с вторым устройством для обнаружения заготовок, первый вход логического элемента ИЛИ подключен к выходу второго мультивибратора, а второй вход - к источнику селекторных сигналов, входы логического элемента ИЛИ-НЕ соединены с выходом ло,гического элемента ИЛИ и выходом первого мультивибратора, а;выход - с устройством управления клапанами секций.Конечное устройство для обнаружения трехполостных заготовок выполнено в виде двух логических элементов ИЛИ, четырех мультивибраторов, логического элемента НЕ-И, причем вход первого мультивибратора соединен с первым устройством для обна- ружения заготовок, а выход - с первым входом первого элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым входом эле =нта НЕ-И, выход второго мультивибратора соединен с вторым . устройством для обнаружения заготовок, а выход - с первым входом второго элемента ИЛИ, выход которого подключен к второму входу элемен Э 114592 та НЕ-И, вход третьего мультивибратора соединен с третьим устройством для обнаружения заготовок, а выход - с третьим входом элемента НЕ-И, выход которого подключен к входу четвертого 5 мультивибратора, выход которого соединен с устройством управления клапанами секцийа вторые входы элементов ИЛИ соединены с источником селек-. торных сигналов, 10На фиг. 1 представлена блок-схема системы автоматического управления. многосекционной машиной на фиг,2 - датчик наличия заготовок, вид сверху." на фнг. 3 - схема устройства для обнаружения заготовок, на фиг.4 - схема конечного устройства для обнаружения многополостных заготовок,На фиг, 1 представлена блок-схема системы автоматического управления 20 многосекционной машиной для формования стеклянных изделий, содержащей две секции. В каждую из отдельных секций 1 и 2 поступают заготовки из расплавленного стекла, выходящие из 25 устройства 3 для распределения заготовок в которое поступают заготовки из устройства для формования заготовок (не показано). Устройство 3 для распределения заготовок приводится в Зо действие механически с помощью приводного двигателя 4, который присоединен к источнику 5 питания регулируемой частоты. Устройство для формования заготовок приводится в действие аналогичным образом. Значение частоты источника питания, определяющее работу привода, регулируется таким образом, чтобы задать скорость, с которой заготовки формируются и распре деляются по отдельным секциям 1 и 2.Отдельные секции 1 и 2 связаны с отдельными блоками 6 и 7 клапанов соответственно. Каждый из блоков 6 и 7 клапанов содержит клапаны, соеди ненные таким образом, что они приводят.в действие множество устройств для формьвания изделий из стекла в связанной с ними отдельной секции.Клапаны, входящие в блоки клапанов, 50 приводятся в действие с помощью со- леноидов, работа которых управляется с помощью устройства 8 управления клапанами секций, которое определяет продолжительность и синхронизацию 55 операций по формованию изделия в соответствии с заранее установленной последовательностью этих операций. В., устройство 8 управления поступаетинформация, относящаяся к последовательности операций и значению промежутков времени между этими операциями, в качестве которой может использоваться программа, введенная в ЭВМ.К приводному двигателю механическиприсоединяется датчик 9 положения.Аналогичный датчик положения (не показан) предусмотрен для устройствадля формования заготовок. При этомсоответствующие датчики формируютсигналы, фиксирующие момент, когдазаготовка была сформавана и на какуюиз секций быпа распределена,Устройство 8 управления клапанами секций получает тактовый сигнал отисточника 10 сигнала, причем этотсигнал обеспечивает синхронизациюмашинного цикла и последовательностьвыполняемых операций. Обычно машинноевремя выражается в градусах, приэтом машинный цикл составляет 360,что соответствует его полной продолжительности. Цикл для каждой из секоций также соответствует 360 , однакоциклы отдельных секций могут бытьсмещены относительно момента началамашинного цикла на различное числоградусов для обеспечения компенсацииразницы во времени поступления заготовки на каждую из секций.Датчик 11 наличия заготовок в секции 1 связан с устройством 12 для обнаружения заготовок и располагаетсявблизи от траектории ее перемещениямежду устройством 3 для распределениязаготовок и отдельной секцией и вблизи от входа. формы (не показана). Когда заготовка подходит к форме, надатчике 11 формируется сигнал, поступающий в устройство 12 обнаружениязаготовок. Устройство 12 сравниваетвеличину сигнала, поступающего с датчика 11, с величиной порогового сигнала для того, чтобы в результатесформировать сигнал обнаружения, поступающий в устройство 8 управленияв тот момент, когда заготовка обнаружена, После этого с помощью устройства 8 управления можно произвестирегулирование начала цикла операций отдельной секции относительно машинного цикла таким образом, чтобы он начинался с момента поступления заготовки в форму.;Датчик 13 наличия заготовок в секции 2 и соответствующееустройство 14.для обнаружения заго 7 114592 товок предусмотрены для отдельной секции для обеспечения регулирования . начала цикла формования изделия из стекла для этой секции аналогичным образом. 5Датчик 11 для обнаружения заготовок (фиг.2) включает корпус 15, имеющий первое отверстие 16, сделанное в продольном направлении, которое обеспечивает сообщение одного из кон цов корпуса с центральной полостью 17. Вблизи от внутреннего конца отверстия 16 в полости 17 смонтирован фототранзистор 18. В корпусе 15 имеется второе отверстие 19, расположенное в продольном направлении, обеспечивающее сообщение между полостью 17 и другим концом корпуса 15. К корпусу 15 на его внешнем конце присоединен стайдартный штыревой разъем20 (гнездо), причем это гнездо имеет центральный штырь 20, который входит в отверстие 19, фототранзистор 18 имеет пару вводов - ввод коллектора и ввод эмиттера, -которые присоединены к штыревому разъему, при этом коллекторный ввод присоединяется к штырю 20, а эмиттерный соединяется с оплеткой 2 1. Диаметр отверстия 19 больше диаметра отверстия 16 или полости 17 для того, чтобы облегчить присоединение выводов к коаксиальному разъему перед присоединением разъемак корпусу 15.Обычно корпус 15 изготавливается из непроводящих материалов, например 35 из фенольных.Обладающая светочувствительностьюбаза фототранзистора 18 размещенавдоль продольной оси отверстия 16так, что при этом отверстие являет- фся "окном", через которое фототранзистор "видит" проходящую мимо негонагретую заготовку из расплавленногостекла. Как правило, диаметр отверстия 16 составляет 3,175 мм, а протяженность его равна 12,7 мм. Это ограничивает область восприятия устройства, что повышает чувствительность фототранзистора, т.е. обеспечивает четкое обнаружение передней 50кромки заготовки, кроме того, защищает фототранзистор от воздействиялетучих инородных загрязнений, образующихся в ходе производства изделийиз стекла. 55На фиг,З представлена блок-схемадатчика 11 для обнаружения заготовоки устройство 12 для обнаруженйя эаго 2 .8 товок. Коллектор фототранзистора 18 присоединен к входу элементсравнения через конденсатор 23, Эмиттер фототранзистора 18 присоединен к оплетке 21, которая присоединяется к заземленной шине, Для ограничения1тока, протекающего через фототранэистор 18, между положительной клеммой источника порогового сигнал; и шты-. рем 20 присоединен резистор 24, Резистор 25 присоединен между источником порогового сигнала и элементом 22 сравнения. Второй вход элемента 22 сравнения присоединен к месту сое. динения пары резисторов 26 и 27 через ограничивающий величину тока резистор 28. Резисторы 26 и 27 присоединены между источником порогового сигнала земли. Выход элемента 22 сравнения присоединен через выходную линию 29 к устройству управления клапанами, а также к источнику питания через резистор 30, а к входу эле.: мента сравнения - через резистор 3 1 обратной связи.Когда заготовка отсутствует, фото- транзистор 18 выключен и обе стороны конденсатора 23 находятся под потенциалом источника порогового сигнала, который подается также и на вход элемента 22 сравнения. Резисторы 26 и 27 выполняют функцию делителя напряжения, предназначенного для формирования порогового напряжения.аКогда обнаруживается заготовка, фототранзистор 18 переключается таким образом, что потенциал его коллектора становится почти равным потенциалу земли. Поскольку напряжение на конденсаторе не может измениться мгновенно, потенциал входа элементов сравнения также близок к потенциалу земли системы. Таким образом, напряжение на выходеэлемента сравнения изменяется до величины, равной напряжению источника порогового сигнала, а по резистору 30 протекает ток,обеспечивающий приведение устройства управления клапанами секций к напряжению, равному напряжению источника порогового сигнала."Когда заготовка проходит мимо датчика 11, конденсатор 23 заряжается до Напряжения, равного напряжению источника питаниячерез резистор 25 для того, чтобы обеспечить состояние,.при котором элемент 22 сравнения переключается обратно к величине сигна 9 1145922 ла, близкого или равного потенциалу земли. Однако время, в течение которого заготовка проходит мимо детектора, как правило, меньше, чем постоянная времени заряда конденсато 5 ра 23. Поэтому фототранэистор 18 выключается в момент прохождения задней кромки заготовки, при этом величина сигнала на входе элемента сравнения вновь будет превосходить величину порогового сигнала настолько, чтобы переключить выход элемента 22 сравнения, Таким образом, сигнал об обнаружении заготовки, формируемый на линии 29, имеет форму прямоугольного импульса, амплитуда которого равна или близка по величине к напряжению источника порогового сигнала, а длительность его определяется временем, необходимым для того, чтобы заготовка прошла мимо "окна" датчика, Резисторы 28 и 31 обеспечивают цель положительной обратной связи на вход элемента сравнения, что приводит к созданию мертвой зоны между уровнями напряжении, при которых происходит переключение выходного состояния элемента сравнения. Эта мертвая зона, или гистерезис, предотвращает возникновение любых колебаний, которые могут иметь место при протекании переходного процесса в ходе смены выходных состояний элементов сравнения.На фиг.4 представлена блок-схема цепи обнаружения многополостных, заготовок. Детектор 32 соответствует устройству для обнаружения заготовок.Прямоугольный импульс, соответствующий сигналу обнаружения заготовки, Формируемый детектором 32, является 40 входным сигналом для одностабильного мультивибратора 33. Мультивибратор 33 срабатывает под воздействием сигнала, являющегося переходом от "1" до "О", такого,например, который 45 соответствует заднему Фронту импульса, соответствующего сигналу обнаружения заготовки, при этом он вырабатывает прямоугольный импульс заранее определенной длительности, поступаю ший на первый вход логического элемента ИЛИ 34. Логический элемент ИЛИ 34 входит в состав конечного устройства и формирует сигнал "О" на выходе в том случае, если на оба входа 55 поступает сигнал, соответствующий "О", и вырабатывает сигнал "1" в том случае, если один или оба входа Онаходятся под потенциалом, соответствующим "1". Второй вход логического элемента ИЛИ 34 присоединен кисточнику 35 селекторного сигнала,а выход присоединен к первому входулогического элемента ИЛИ-НЕ 36. Навыходе логического элемента ИЛИЕ 36формируется сигнал 0" в том случае,если на все его входы подается сигнал "1", и формируется сигнал "1"при всех остальных комбинациях входных сигналов. Выход элемента 36 присоединен к входу одностабильногомультивибратора 37, выход которогоприсоединен к линии 38, передающейсигнал, соответствующий обнаружениюпоследней заготовки,Детектор 39 подобен детектору 32,имеет выход, присоединенный к входуодностабильного мультивибратора 40.Выход мультивибратора 40 подсоединенк первому входу логического элемента ИЛИ 41, Логический элемент ИЛИ 4 1имеет вход, присоединенный к источнику 35 селекторных сигналов, и выход, присоединенный к второму входулогического элемента ИЛИ-НЕ 36.Детектор 42 также подобен детектору.32. Выход детектора 42 присоединен квходу одностабильного мультивибратора 43, выход которого присоединен ктретьему входу логического элемента ИЛИ в36.Система работает следующим образом,Схема, представленная на Фиг.4,может быть применена при работе сформой, имеющей одну, две или три полости (схема может быть применена дляработы с Формой, которая имеет болеетрех полостей).Если форма имеет три полости, накаждую из линий источника 35 селекторного сигнала поступает сигнал вы/бора, соответствующий логическому"О"; для того, чтобы привести в действие логические элементы ИЛИ 34 и4 1. Сигналы:выбора, соответствующие"О", могут быть сформиррваны с помощью любого подходящего для этой целиустройства, такого, например, какключи, подсоединенные к потенциалуземли системы, или с помощью ЭВМ.Если заготовка не обнаруживается,сигналы на всех выходах системы обнаружения становятся равными "О", равно как и сигналы на выходах соответ"ствующих связанных с ними одностабильных мультивибраторов, в результате11 114592 , чего "О" подается на входы логического элемента ИЛИ-НЕ 36. Таким образом, логический элемент ИЛИ-НЕ 36 будет находиться в состоянии, соответствующем "1", приэтом на выходной линии 38 одностабильный мульти- вибратор 42 формирует сигнал "О". По мере того как каждая из заготовок поступает в полость формы, свяэанный с ней датчик и схема обнаружения формируют прямоугольный импульс обнаружения. Связанный с этой схемой одностабильный мультнвибратор пере- . ключается в момент прохождения задней 1 кромки заготовки и, если длительность импульса, генерируемого мультивибратором, превышает промежуток времени между моментом обнаружения задней кромки первой поступающей в Форму за- готовки и.задней кромки последней из заготовок, которая входит в ту же форму, то на всех входах логического элемента ИЛИ-НЕ формируется сигнал "1", в результате чего сигнал на вы-ходе этого элемента изменяется с "1" на "О". Когда мультивибратор, связанный с первой заготовкой, которая должна быть обнаружена, перебрасывается в другое положение, на связанном с ним входе логического элемента 36 вновь появляется сигнал "О"и сигнал на его выходе вновь сменяется с "1" на "О" в виде прямоугольного импульса. Под воздействием импульса, соответствующего прохождению И 2 12задней кромки заготовки, имеющего внд "О", мультивибратор 40 формирует импульс, соответствующий "1", который свидетельствует о том, что была обнаружена задняя кромка последней из входящих в форму заготовок и что все три заготовки находятся внутри формы.Если одна из полостей формы находится в нерабочем состоянии или форма имеет только две полости, к связанной линии источника селекторных сигналов приложен сигнал "1", предназначенный для того, чтобы формировать на связанном с ней входе логического элемента ИЛИ-НЕ 36 сигнал "1", в результате чего обеспечивается возможность создания рабочего режима этого элемента, в котором будет обеспечиваться обнаружение заготовок, входящих в две полости., В том случае, если две полости формы находятся в нерабочем состоянии, или форма имеет только одну полость, то по обеим линиям источника селекторных сигналов поступает сигнал "1"в результате чего обеспечивается такой режим работы логического элемента ИЛИ-НЕ 36, при котором происходит обнаружение заготовки, входящей в одну полость, Формирование сигналов, соответствуецих "1", может осуществляться с помощью любого подходящего для этих целей устройства, такого, например, как переключателя, присоединенные к положительной клемме источника питания, или с помощью ЭВМ.,4 Д иал НПП ент", г.ужгород, ул.Проектна 01/45 Тираж 45 ВНИИПИ Государственно по Делам.иэобретени 113035, Москва, Ж, комитета и открытийушская наб к усщройсебу упрабвениякюолаиаам секций рректор .В.Бутяга