專利名稱：玻璃器皿成形系統(tǒng)中行列式機操作與坯料進料的同步化的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種行列式(IS)機玻璃器皿成形系統(tǒng)，更特別地，涉及一種使得機器的向IS機提供熔化玻璃坯料的操作的定時同步化的方法和設備。
現(xiàn)行的玻璃容器制造技術側重于所謂行列式即IS機。這些機器包括多個分開的或單個的制造列，每個制造列具有多重操作機構，用于將一個或多個熔化玻璃的進料或坯料轉化為中空的玻璃容器并且通過機器列的連續(xù)的工作級傳送容器。一般地，IS機系統(tǒng)包括一個具有針形機構的玻璃源，用于控制熔化玻璃流；一個剪切機構，用于將熔化玻璃流切成單個坯料；以及一個坯料分配機，用于在各機器列中分配單個的坯料。每個機器列包括一個或多個坯料模，其中通過吹或壓操作將玻璃坯料首先成形為初型坯；一個或多個反轉臂，用于將初型坯傳送到吹塑模，在吹塑模中，容器被吹成最終形狀；多個夾具，用于將所成形的容器移至固定冷卻板；以及一個清除機構，用于將模制的容器從固定冷卻板傳送到橫向傳送帶。傳送帶依次從IS機的所有列接收容器，并將容器傳送到裝載機以便輸送到退火爐。每一列中的操作機構還提供模對的閉合、擋板和鼓風口的移動、冷卻風的控制，等等。美國專利No.4,362,544包括“吹和吹”和“壓和吹”玻璃器皿成形過程的背景技術的討論，還討論了適于在這兩個過程中使用的電動氣動行列式機器。
對于玻璃器皿成形系統(tǒng)在初始過程和連續(xù)操作兩者期間的一個苛刻的要求是使玻璃器皿成形機的操作與熔化玻璃坯料的順序供應相同步。用電子儀器通過機器復位信號使不同機器列的操作同步。信號也可以由坯料進料機提供，它可以通過一個傳感器或者響應于進料機控制電子設備來產(chǎn)生。加拿大專利1,198,793提供了一種響應來自不同操作機器的時鐘信號的計數(shù)器，例如坯料進料機和機器復位信號，用于以機器的進程程度(degree)為單位測量其間的補償。這些補償是手動記錄的，并且在關機后依據(jù)初始化進行手動復位。但是，坯料從進料機行到坯料模的傳送時間在實時上是相對恒定的，并不隨機器速度而變化。因此，以機器進程程度為單位設置補償時間并不能隨機器速度的變化而提供適當?shù)耐交４送?，在所述專利中，采用手動而不是自動地進行計時調整。
美國專利No.4,108,623公開了一種實時操作的IS機控制系統(tǒng)，它與現(xiàn)有技術中更典型的以機器或列的不同程度操作的系統(tǒng)不同。通過采用第一傳感器和第二傳感器來測量坯料剪切和進入坯料模之間的時間，第一傳感器用于產(chǎn)生表示坯料進入坯料分配機的信號，第二傳感器用于產(chǎn)生表示坯料進入坯料模的信號。通過傳感器對坯料進入模子的響應來啟動模操作。在剪切和坯料模的操作之間沒有固定的時間。
本發(fā)明的總的目的是提供一種在IS機成形系統(tǒng)中使成形系統(tǒng)的操作與熔化玻璃坯料的供給相同步的方法和系統(tǒng)，它能根據(jù)系統(tǒng)的初始化自動進行同步化操作，并在系統(tǒng)運行期間自動地保持這種同步化。
一個行列式(IS)機玻璃器皿成形系統(tǒng)包括一個具有多個分開的機器列的行列式機器，用于接收熔化玻璃的坯料并將坯料成形為玻璃器皿。坯料進料機提供熔化玻璃的坯料，坯料分配機將坯料依次地送入各機器列。根據(jù)本發(fā)明，通過產(chǎn)生表示在玻璃進料機給出玻璃坯料的進料機索引信號而使機器列的操作與玻璃進料機的操作同步。電子機器計時電路包括電子化地產(chǎn)生機器索引信號的設備，用于使各機器列的操作彼此同步。在系統(tǒng)運作期間，實時地確定進料機索引信號和機器索引信號之間的間隔并以時間為單位存儲。以任何原因關機后，一旦系統(tǒng)操作初始化，會自動檢索該已存儲的時間，并且相對于進料機索引信號自動地將機器索引信號的計時調整到等于該已存儲的時間。
這樣，一旦啟動或初始化，利用進料機索引信號和機器索引信號之間的時間自動地恢復機器的同步。通過傳感器的對剪切機構的機械操作的響應或者通過監(jiān)視與剪切刀片相關的電子凸輪的操作來產(chǎn)生表示提供或剪切每個熔化玻璃坯料的進料機索引信號。這些剪切信號中的第一個信號是自動任意地與機器列的一個第一列相關，從而向該第一機器列提供一個與提供坯料相關的進料機索引信號。一個電子同步控制器自動產(chǎn)生機器索引信號，與通過列控制電子設備為每個列產(chǎn)生的適當補償一起，使若干機器列的操作彼此同步。在操作過程中以時間為單位測量出由向第一機器列的供料操作所產(chǎn)生的進料機索引信號和啟動第一機器列操作的機器索引信號之間的時間并存儲在存儲器中。一旦IS機重新初始化，就從存儲器中檢索該時間，并自動地調整機器電子計時系統(tǒng)直至進料機索引信號和機器索引信號之間的時間再次等于該已存儲的時間。最好以操作人員可選擇其幅度的增量相位調整的方式通過鎖相環(huán)路來實現(xiàn)該計時調整。
通過以下說明、所附權利要求和附圖可以最佳地理解本發(fā)明的這些以及其他目的、特征和優(yōu)點，附圖中

圖1是根據(jù)本發(fā)明的最佳實施例所述的行列式機玻璃器皿成形系統(tǒng)的原理框圖；圖2是圖1所示系統(tǒng)的一個部分的更詳細的原理框圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明的目前的最佳實施例所述的機器系統(tǒng)計時和控制電子設備的原理框圖；圖4A是說明圖2中的熔化坯料從坯料剪切輸送到坯料模的不同階段的示意圖；圖4B是說明圖4A的機構的計時圖；圖5是圖3中的根據(jù)本發(fā)明的電子控制器的一個部分的原理框圖，該部分用于調整進料器索引信號和機器索引信號之間的相位關系；以及圖6A和6B一同表示圖5中的相位調整操作的流程圖。
圖1示出一個行列式機玻璃器皿成形系統(tǒng)10，該系統(tǒng)包括一個裝有(來自前面的)熔化玻璃的儲料器或儲料皿12，熔化玻璃由一個針形機構14送入一個剪切機構16。剪切機構16將熔化玻璃坯料分割并通過坯料分配機18送入IS機20。IS機20包括多個分開的列20a、20b...20n，在這些列中坯料成形為各件玻璃器皿。每一列終止于一個清除站，玻璃器皿從清除站送到一個公用的機械傳送機22。傳送機22一般為環(huán)形傳送帶，將器皿依次輸送到一個連續(xù)式玻璃退火爐的裝載機24，它將器皿逐批地載入一個退火爐26。器皿通過退火爐26輸送到所謂的制造周期的冷卻端，在冷卻端，器皿接受商業(yè)用途的檢驗，被分類、加標簽、包裝和/或存儲以進一步處理。
圖1所示的系統(tǒng)10包括多個操作機構，用于進行對玻璃的操作，移動玻璃工件通過順序的操作階段，換句話說即完成系統(tǒng)的功能。這種操作機構包括例如針形機構14、坯料剪切機構16、坯料分配機18和連續(xù)式玻璃退火爐的裝載機24。此外，在IS機20的每列內具有多個操作機構，例如用于打開和關閉模子的機構，用于漏斗、導流板和吹頭進出動作的機構，用于反轉臂和取出夾具的動作的機構，以及用于將成品移動到機械傳送機22上的清除機構。
參考圖2，各分列20a、20b...20n包括至少一個并且最好多個坯料模30，以同時從坯料分配機18接收坯料。在附圖中所示和本文所述的特殊的示例性系統(tǒng)中，機器20包括所謂的三重坯料機其中，每個機器列包括三組坯料模30和三組吹塑模32，用于同時對三個玻璃坯料進行操作以生產(chǎn)三件玻璃器皿。在現(xiàn)有技術中也采用所謂的單機、雙重機和四重機。玻璃坯料基本上同時被送到給定機器列的坯料模30，并以據(jù)此而設計系統(tǒng)的所謂點火順序或次序被送到若干機器列的坯料模。玻璃坯料在模30中同時成形為初型坯，同時由相關的反轉臂從坯料模30傳送到吹塑模32。在吹塑模32，初型坯被吹成最終形狀，同時在坯料模30中形成下一序列的除型坯。在下一序列的初型坯由反轉臂傳送到吹塑模32時，前一最終制品由取出夾具從吹塑模32傳送到清除站34的固定冷卻板。若干清除站34依次進行操作，將最終制品輸送到機械傳送機22(圖1)。
對于更廣泛的描述來說，IS機成形系統(tǒng)10屬于傳統(tǒng)的結構。儲料器12和針形機構14可以如同在例如美國專利NO.3,419,373中所示的那樣。在目前的本發(fā)明的最佳實施例中，針形機構14如美國專利No.5,693,114和美國申請No.08/597,760中所公開的那樣。坯料剪切機構16可以如同美國專利No.5,573,570或5,772,718中所公開的那樣。坯料分配機18可以如同美國專利No.5,683,485或5,697,995所公開的那樣。美國專利No.4,362,544和4,427,431示出了典型的IS機20，美國專利No.4,199,344、4,222,480和5,160,015示出了典型的清除站。美國專利No.4,193,784、4,290,517、4,793,465和4,923,363示出了合適的連續(xù)式玻璃退火爐的裝載機24。美國專利No.4,141,711、4,145,204、4,145,205、4,152,134、4,338,116、4,364,764、4,459,146、4,762,544、5,264,473和5,580,366示出了在IS機系統(tǒng)中的玻璃器皿制造的電子控制的不同設置。例如，在上面提到的美國專利No.4,548,637中示出了一種用于控制IS機操作機構動作的系統(tǒng)。上述所有美國專利和申請以及加拿大專利No.1,198,793在本文中作為背景技術的目的以供參考。
圖2中原理性地示出一個響應于坯料剪切機構16的操作的傳感器40，該傳感器用于產(chǎn)生相關的剪切信號。傳感器40可以包括一個接近程度傳感器或類似的響應于剪切刀片的物理運動以產(chǎn)生剪切信號的裝置。或者，在這些申請中，通過一個響應于已存儲的電子輪廓或凸輪的適當?shù)乃欧C構來驅動剪切刀片，傳感器40可以包括沿著電子凸輪輪廓檢測預定位置以發(fā)送剪切信號的電子設備。來自傳感器40的剪切信號被發(fā)送到圖3中的電子同步控制器42?？刂破?2還接收來自一個主振蕩器的輸入頻率信號。控制器42為分別控制相關的機器列20a、20b...20n的操作的計算機化的列操作員控制臺或COMSOC 44a，44b，...44n提供輸出。COMSOC單元44a-44n例如可以如同美國專利4,152,134、4,364,764、4,459,146、5,264,473和5,580,306所示的那樣。在最佳實施例中，坯料分配機18是電氣驅動而不是機械驅動的，控制器42還為坯料分配機提供控制輸出?？刂破?2還接收來自操作員鍵盤46的輸入，并為了常規(guī)的顯示和控制目的向操作員顯示屏48提供輸出。
圖4A示出玻璃坯料50通過坯料分配機18的一個挖斗從剪切機構16落到單個機器列的坯料模30中的情況。經(jīng)剪切機構16剪切的坯料50由重力作用經(jīng)適當?shù)耐ǖ缆涞脚髁戏峙錂C18的一個挖斗，然后由重力作用直接或者通過另一個通道落到單個機器列的坯料模30。剪切機構16和挖斗18之間的挖斗下落時間SFT以及挖斗內的停留時間DT保持相對恒定。同樣地，盡管用于區(qū)別機器列的坯料下降時間BFT會因機器列和坯料分配機之間實際間距的不同而改變，但剪切機構16和給定的坯料模30之間的總的坯料下降時間BFT在所有的實時單位內保持相對恒定。重要之處在于，對于一個給定的坯料模30來說，不管機器速度如何，在實時單位內，挖斗下落時間SFT、挖斗停留時間DT和總的坯料下降時間BFT都保持相對恒定。因此，參考圖4B，與來自傳感器40的每個剪切信號相關，存在一個相對固定的SFT加DT的總時間(圖1)，而與機器速度無關。同樣地，存在一個相對固定的時間ST，在該時間內，可以移動坯料分配機的挖斗，以依次將坯料發(fā)送到下一列。圖4B中所示的總的坯料下落時間BFT僅用于第一機器列。任意選擇與第一機器列相關的剪切信號作為進料機索引信號。(“第一”機器列不需要必須是IS機中的物理上的第一列，而是根據(jù)機器點火順序任意指定的“第一”)。
回到圖5，在同步控制器42中將每個剪切信號送至一個門電路54，它接收來自被參考索引信號置位的一個鎖存器56的一個第二信號。參考索引信號用于選擇與第一機器列相關的剪切信號作為來自門電路54的進料機輸出信號。一個計時器58由進料機索引信號來初始化或啟動，并接收機器索引信號作為一個第二或停止輸入。因此，在實時單位內，指示進料機索引信號和機器索引信號之間的補償或相位關系的計時器58的輸出向一個相位調整控制60提供一個控制輸入。相位調整控制60還接收已存儲在存儲器61中的輸入和操作員輸入(也存儲在存儲器中)，前一個輸入表示進料和索引信號之間的理想相位關系，后一個輸入表示該相位關系的允許變化率。相位調整控制60的輸出送至一個鎖相環(huán)路64的D分頻模塊62中。鎖相環(huán)路64還有一個N分頻模塊66，并接收來自一個外部控制振蕩器的輸入頻率。鎖相環(huán)路64與模塊62、66一并如美國專利No.4,145,204和4,145,205所公開的那樣，這兩個專利公開的內容在此作為參考。鎖相環(huán)路64在D模塊62的輸出為控制余料的電子設備提供機器進程程度(degree)控制信號(以時間單位)，并通過一個X分頻模塊68送入以提供機器索引信號?；剡^來參考圖4B，計時器58測量進料機索引信號和機器索引信號之間的時間。機器索引信號使所有機器列的操作同步并啟動關閉第一列中的坯料模，該信號早于列1的坯料下降時間BFT的結束之前一個時間t出現(xiàn)，以使坯料模關閉的時間在發(fā)送玻璃坯料之前。鎖相環(huán)路64還與一個DR分頻器67相連接，DR分頻器67與一個XR分頻器相連接。分頻器67、69向裝載機和進料機控制(未示出)提供參考進程程度信號(degree)和參考索引信號。分頻器69還向鎖存器56提供置位輸入。
在本發(fā)明的最佳實施例中，控制器42以基于微處理器的數(shù)字操作的控制器來實現(xiàn)。圖6A和6B示出了計時控制器52的操作，尤其包括相位調整控制60的操作。參考圖6A，首先在70得到計時器58的輸出(圖5)，并在72與進料機索引信號和機器索引信號之間的理想相位關系相比較。當出現(xiàn)適當?shù)耐綍r，該理想的相位關系就存儲在控制器存儲器61中，并且既可以在初始化和機器操作期間進行檢索。然后，在實時單位下，在74將理想和實際相位的差與一個死帶區(qū)相比較以防止高頻振動。塊76、78、80和82確定是否有必要通過增加D(塊84)或減小D(塊86)來調整相位關系。因此，如果在分頻器92數(shù)值D被增加，該數(shù)值在84被增加容許的相位增量DDELTA由操作人員設定。同樣地，如果數(shù)值D被減小，該值在86被減小容許的相位增量DDELTA。然后，在88和90計算一個調整時間TADJ，即為TPHASE-DELTA(塊72)乘以DNEW再除以DDELTA。分頻器系數(shù)DNEW則在92被執(zhí)行一個時間TADJ，之后，DOLD重新存儲在94中。然后，操作返回到圖6A，用于將實際相位與理想相位相比較，等等。
權利要求
1.一種行列式(IS)機玻璃器皿成形系統(tǒng)(10)，包括一個具有多個分列(20a，20b，20c，20d，20e，20f，20g，20h，20i，20j，20k，20l，20m，20n)的行列式機(20)，用于接收熔化玻璃的坯料并將坯料成形為玻璃器皿；一個坯料進料機(12，14，16)，用于提供熔化玻璃的坯料；和一個坯料分配機(18)，用于將坯料依次送至所述各機器列；用于使所述機器列與所述坯料進料機同步的裝置包括與所述坯料進料機相連接操作的裝置(40)，用于為所述機器列的一個第一列提供一個表示提供玻璃坯料的進料機索引信號，電子機器計時裝置(42)，包括用于產(chǎn)生一個機器索引信號以使所述機器列的操作彼此同步的裝置，實時地確定所述進料機索引信號和所述機器索引信號之間的間隔并以時間單位存儲所述間隔的裝置(58，61)，可根據(jù)所述系統(tǒng)操作的初始化而起作用以便自動地檢索所述已存儲的分隔時間的裝置(60)，和用于相對于所述進料機索引信號將所述機器索引信號的計時調整到等于所述已存儲的時間的裝置(60)。
2.根據(jù)權利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述電子機器計時裝置還包括可在所述系統(tǒng)運作期間操作的用于監(jiān)視所述進料器索引信號和所述機器索引信號之間的時間間隔的裝置(58)，以調整所述機器索引信號的計時直至所述時間間隔等于所述已存儲的時間。
3.根據(jù)權利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述用于調整所述機器索引信號的計時的裝置包括一個鎖相環(huán)路(62，64，66)，所述鎖相回路接收一個輸入頻率信號并提供所述機器索引信號作為輸出；和一個響應于所述監(jiān)視裝置的裝置(60)，用于調整所述鎖相環(huán)路的操作。
4.根據(jù)權利要求3所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述用于調整所述鎖相環(huán)路的操作的裝置(60)包括用于響應于每個所述進料機索引信號以便以固定的增量調整操作的裝置。
5.一種對一種行列式(IS)機玻璃器皿成形系統(tǒng)(10)的操作進行初始化的方法，所述系統(tǒng)包括一個具有多個分列(20a，20b，20c，20d，20e，20f，20g，20h，20i，20j，20k，20l，20m，20n)的行列式機(20)，用于接收熔化玻璃的坯料并將坯料成形為玻璃器皿；一個坯料進料機(12，14，16)，用于提供熔化玻璃的坯料；和一個坯料分配機(18)，用于將坯料依次送至所述各機器列，所述方法包括以下步驟(a)產(chǎn)生用于為所述機器列的一個第一列提供一個表示由坯料進料機提供玻璃坯料的進料機索引信號，(b)產(chǎn)生一個機器索引信號，(c)使所述第一機器列和所有其他機器列的操作與所述機器索引信號同步，(d)在單個機器列的操作過程中，以時間為單位測量所述進料機索引信號和所述機器索引信號之間的間隔，(e)將該時間存儲在存儲器中，和(f)一旦在所述步驟(e)之后對機器進行初始化，則從存儲器檢索所述已存儲的時間并調整所述步驟(b)，并執(zhí)行所述步驟(d)直至所述進料機索引信號和機器索引信號之間的時間間隔等于在所述步驟(e)中存儲的所述時間。
6.根據(jù)權利要求5所述的方法，還包括以下步驟(g)在所述系統(tǒng)的運行期間，周期性地執(zhí)行所述步驟(d)和(f)，以保持所述時間間隔等于所述已存儲的時間。
全文摘要
一種行列式機玻璃器皿成形系統(tǒng),包括一個具有多個分列的行列式機,用于接收熔化玻璃的坯料并將坯料成形為玻璃器皿。坯料進料機提供熔化玻璃的坯料,坯料分配機將坯料依次送至各機器列。通過產(chǎn)生表示玻璃進料機提供玻璃坯料的進料機索引信號使機器列的操作與玻璃進料機的操作同步。電子機器計時電路包括產(chǎn)生機器索引信號的電子設備,用于使機器列的操作彼此同步。
文檔編號C03B9/41GK1266028SQ0010418
公開日2000年9月13日 申請日期2000年2月3日 優(yōu)先權日1999年2月8日
發(fā)明者D·W·萊迪, D·施納貝里, D·S·法卡斯 申請人:歐文斯-布洛克威玻璃容器有限公司