Система автоматического управления многосекционной машиной для формования стеклянных изделий

 

1. СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ: МНОГОСЕКЦИОННОЙ МАШИНОЙ для ФОРМОВАНИЯ СТЕКЛЯННЫХ ИЗДЕЛИЙ, оборудованной клапанами для управления расположенными секционно устройствами для формования изделий, включающая устройство для распределения заготовок по секциям с приводным двигателем и устройство управления клапанами секций, отличающаяся 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 i сек1|ий. СО Г .J

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (1!) 4(51) С 03 В 35/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ПАТЕНТЪ !." ю

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ CCCP

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 2720159/29- э (22) 08.02.79 (46) 15.03.85.. Бюл. Р 10 (72) Хоумер Даниел Фруткн Питерс (С,ША) (71) ОУЭНС Иллинойс,, инк. (США) (53) 666. 1(088.8) (56) 1. Патент США Р 4007028, кл. С 03 В 35/00, 1977 (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

114

2. Система по п.1, о т л и ч а— .ю щ а я с я тем, что каждый датчик наличия заготовок в секциях выполнен

8 виде корпуса с внутренней полостью, s которой установлен фототранзистор и 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 аra щ а я с я тем, что каждое устрой.ство для обнаружения заготовок выполнено в ниде источника порогового сигнала, элемента сравнения и элемента обратной. связи, причем первый вхоД элемента сравнения через элемент обратной связи соединен с выходом элемента сравнения, который подключен к источнику порогового сигнала, второй вход элемента сравнения соединен .с. датчиком наличия заготовок s секциях, а выход источника порогового сигнала подключен к устройству управления клапанами секций.

4. Система по п.1, о т л и ч аю щ а я с я тем, что, с целью обес.печения возможности обнаружения многополостных заготовок, она 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 уста- новлен у каждой полости и соединен с входами соответствующих устройств для обнаружения заготовок, выход которых через конечное устройство для обнаружения заготовок, подключеи к устройству управления клапанами секцнй.

5. Система по п.4, о т л и ч а— ю щ а я с я тем, что конечное уст" ройство для обнаружения многоцолостных заготовок снабжено источником се- лекторных сигналов, причем источник . селекторных сигналов подключен по крайней 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 ИЛИ подключен к выходу второго мультивибратора, а второй вход — к источни. ху селекторных сигналов, входы логи-.

:ческого элемента ИЛИ-ИЕ соединены с выходом логического элемента ИЛИ и выходом первого мультивибратора, а выход — с устройством управления клапанами секций.

7. Система по п.5, о т -л и ч а ющ а я с я тем, что конечное устройство для обнаружения трехполостных заготовок 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, а выход — 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 sxopy четвертого мультивибратора, выход кото;рого сседииен с устройством управпения клапанами секций, а вторые входы элементов ИЛИ соединены с источником селекторных сигналов.

Изобретение относится к обнаружеHaN заготовок из расплавленного стекла, поступающих в литейную форму ма мны для изготовления изделий as стекла.

3 114592

Известна система автоматического управления многосекционной машиной для формования стеклянных изделий, оборудованной клапанами для управления расположенными секционно устрой5 ствами для формования изделий, включающая устройство для распределения заготовок по секциям с приводным двигателем и устройство управления клапанами секций (11.

f0

Недостатком 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 с

40 внутренней полостью, в которой установлен фототранзистор и которая соединена отверстием с .наружной частью корпуса, причем фототранзистор подключен к соответствующему устройству для обнаружения заготовок.

Каждое устройство для обнаружения заготовок выполнено в виде источника порогового сигнала, элемента сравнения и элемента обратной связи, при- 50 чем первый вход элемента сравнения через элемент обратной связи соединен с выходом элемента сравнения, который подключен к источнику порогового сигнала, второй вход элемента сравнения соединен с датчиком наличия заготовок в секциях, а выход источника порогового сигнала подключен

2 4 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 каждой полости и соединен с входами соответствующих устройств для обнаружения заготовок, выход которых через конечное устройство для обнаружения заготовок подключен к устройству управления,клапанами секций.

Конечное устройство для обнаружения многополостных заготовок снабжено источником селекторных сигналов, причем источник селекторных 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 .сита 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 элеменS 114592 та HE-И, вход третьего мультивибратора соединен с третьим устройством для обнаружения заготовок, а выход— с третьим входом элемента FlE-И, выход которого подключен к входу четвертого 5 мультивибратора, выход которого соединен с устройством управления клапанами секций,.а вторые входы элементов.ИЛИ соединены с источником селек-. торных сигналов. 10

На фиг. 1 представлена блок-схема системы автоматического управления. многосекционной машиной, на фиг.2— датчик наличия заготовок, вид сверху." на. фнг.3 — схема устройства для обна- 15 ружения 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 Зр 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- 40 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

/ клапанов содержит клапаны, соеди- 4S 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 поступает информация, относящаяся к последовательности операций и значению промежутков времени между этими операциями, в качестве которой может использоваться программа, введенная в ЭВМ.

К приводному двигателю механически присоединяется датчик 9 положения.

Аналогичный датчик положения (не показан) предусмотрен для устройства для формования заготовок. При этом соответствующие датчики формируют сигналы, фиксирующие момент, когда заготовка была сформавана и на какую из секций быпа распределена.

Устройство 8 управления клапанами секций получает тактовый сигнал от источника 10 сигнала, причем этот сигнал обеспечивает синхронизацию машинного цикла и последовательность выполняемых операций. Обычно машинное время выражается в градусах, при этом машинный цикл составляет 360, что соответствует его полной продолжительности. Цикл для каждой из секо ций также соответствует 360, однако циклы отдельных секций могут быть смещены относительно момента начала машинного цикла на различное число градусов для обеспечения компенсации разницы во времени поступления заготовки на каждую из секций.

Датчик 11 наличия заготовок в секции 1 связан с устройством 12 для обнаружения заготовок и располагается вблизи от траектории ее перемещения между устройством 3 для распределения заготовок и отдельной секцией и вблизи от входа. формы (не показана). Когда заготовка подходит к форме, на датчике 11 формируется сигнал, поступающий в устройство 12 обнаружения заготовок. Устройство 12 сравнивает величину сигнала, поступающего с датчика 11, с величиной порогового сигнала для того, чтобы в результате сформировать сигнал обнаружения, поступающий в устройство 8 управления в тот момент, когда заготовка обнаружена. После этого с помощью устройства 8 управления можно произвести регулирование 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 соответствующее устройство 14.для обнаружения заго7 114592 товок предусмотрены для отдельной секции для обеспечения регулирования . начала цикла формования изделия из стекла для этой секции аналогичным образом. 5

Датчик 11 для обнаружения заготовок (фиг.2) включает корпус 15, имеющий первое отверстие 16, сделанное в продольном направлении, которое обеспечивает сообщение одного из кон- 10 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 íà его внешнем конце присоединен стайдартный штыревой разъем

20 (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 разъема к корпусу 15.

Обычно корпус 15 изготавливается из непроводящих материалов, например M из фенольных.

Обладающая светочувствительностью база фототранзистора 18 размещена вдоль продольной оси отверстия 16 так, что при этом отверстие является "окном", через которое фототранзистор "видит" проходящую мимо него нагретую заготовку из расплавленного стекла. Как правило, диаметр. отверстия 16 3,175 мм, а протя- 45 женность его равна 12,7 мм. Это ограничивает область восприятия устройства, что повышает чувствительность фототранзистора, т.е. обеспечивает четкое обнаружение передней кромки заготовки, кроме того, защищает фототранзистор от воздействия летучих инородных загрязнений, образующихся в ходе производства изделий из стекла. 55

На фиг.3 представлена блок-схема датчика 11 для обнаружения заготовок и устройство 12 для обнаруженйя эаго2 8 товок. Коллектор фототранзистора 18 присоединен к входу элемент» сравнения через конденсатор 23. Эмиттер фототранзистора 18 присоединен к оплетке 21, которая присоединяется к заземленной шине. Для ограничения

1 тока, протекающего через фототранэистор 18, между положительной клеммой источника порогового сигнал; и штырем 20 присоединен резистор 24. Резистор 25 присоединен между источником порогового сигнала и элементом

22 сравнения. Второй вход элемента

22 сравнения присоединен к месту соединения 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, фототранзистор 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.

Когда 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 выходе элемента 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 заряжает ся до йапряжзния, равного напряжению источника питания,.через резистор 25 для того, чтобы обеспечить состояние,. при котором элемент 22 сравнения переключается обратно к величине сигна9 1145922 ла, близкого или равного потенциалу земли. Однако время, в течение которого заготовка проходит мимо детектора, как правило, меньше, чем постоянная времени заряда конденсато5 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 прямо— угольного 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 меж-25 ду 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, заго-35 товок. 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 4 соответствует заднему фронту импульса, соответствующего сигналу обнаружения заготовки, при этом он вырабатывает прямоугольный импульс заранее определенной длительности, поступаю- S!! ший на первый вход логического эле.мента ИЛИ 34. Логический элемент ИЛИ

34 входит в состав конечного устройства и формирует сигнал "0" на выходе в том случае, если на оба входа 55 поступает сигнал, соответствующий

"0", и вырабатывает сигнал "1" в том случае, если один или оба входа!

О находятся под потенциалом, соответствующим "1". Второй вход логическо. го элемента ИЛИ 34 присоединен к источнику 35 селекторного сигнала, а выход присоединен к первому входу логического элемента ИЛИ-HE 36. На выходе логического элемента ИЛИ-!1Е 36 формируется сигнал О" 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 одностабильного мультивибратора 37, выход которого присоединен к линии 38, передающей сигнал, соответствующий обнаружению последней заготовки.

Детектор 39 подобен детектору 32, имеет выход, присоединенный к входу одностабильного мультивибратора 40.

Выход мультивибратора 40 подсоединен к первому входу логического элемента ИЛИ 41. Логический элемент ИЛИ 4 1 имеет вход, присоединенный к источнику 35 селекторных сигналов, и выход, присоединенный к второму входу логического элемента ИЛИ-НЕ 36.

Детектор 42 также подобен детектору

32. Выход детектора 42 присоединен к входу одностабильного мультивибратора 43, выход которого присоединен к третьему входу логического элемента ИЛИ вЂ  36.

Система работает следующим обра1 зом.

Схема, представленная на фиг.4, может быть применена при работе с формой, имеющей одну, две или три полости (схема может быть применена для работы с формой, которая имеет более трех полостей).

Если форма имеет три полости, на каждую из линий источника 35 селекторного сигнала поступает сигнал выI бора, соответствующий логическому

"О"; для того, чтобы привести в действие логические элементы ИЛИ 34 и

4 1. Сигналы:выбора, .соответствующие

"О", могут быть сформиррваны с помощью любого подходящего для этой цели устройства, такого, например, как ключи, подсоединенные к потенциалу земли системы, или с помощью ЭВМ.

Если заготовка не обнаруживается, сигналы на всех выходах системы обнаружения становятся равными "О", равно как и сигналы на выходах соответствующих связанных с ними одностабильных мультивибраторов, в результате

ll 114592, чего "О" подается на входы логического элемента ИЛИ-HE 36. Таким образом, логический элемент ИЛИ-НЕ 36 будет находиться в состоянии, соответствующем "1", при этом на выходной линии 38 одностабильный мультивибратор 42 формирует сигнал "0".

По мере того как каждая из заготовок поступает в полость формы, свя-1© эанный с ней датчик и схема обнаружения формируют прямоугольный импульс обнаружения. Связанный с этой схемой одностабильный мультнвибратор пере- . ключается в момент прохождения задней1 кромки заготовки и, если длительность импульса, генерируемого мультивибратором, превышает промежуток времени между моментом обнаружения задней кромки первой поступающей в форму за- О 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 "0". 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 "0" в виде прямоугольного импульса. Под воздействием импульса, соответствующего прохождению

2 12 задней кромки заготовки, имеющего внф

"0", 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, соответствумщих

"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.. 1145922 а устройсщбу упрабления кюояаиаем секций

Составитель В. Алекперов

Редактор Л.Веселовская Техред Л.Коц обняк

Корректор .В.Бутяга

Подписное

Филиал НПП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4

Заказ 1201/45 Тираж 457

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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