多工位玻璃壓機控制系統(tǒng)設計【文獻綜述】

1、<p><b>　　畢業(yè)論文文獻綜述</b></p><p>　　機械設計制造及其自動化</p><p>　　多工位玻璃壓機控制系統(tǒng)設計</p><p>　　1 多工位玻璃壓機的發(fā)展現狀</p><p>　　隨著玻璃器皿在醫(yī)藥、化學、汽車等行業(yè)的使用范圍逐漸擴大，高檔玻璃用品的需求量越來越大，玻璃壓機的要求也

2、越來越高。玻璃壓機經歷了從半自動化到全自動化、從氣動驅動到電動驅動的過程，下面就玻璃器皿的發(fā)展、玻璃壓機的發(fā)展狀況分別介紹：</p><p>　　1.1 玻璃器皿的發(fā)展</p><p>　　我國的玻璃器皿行業(yè)起源于清朝末期,比東南亞及周邊鄰國要早30年左右。那時都是人工挑料手工壓制成型。直到1951年,上海黃發(fā)記機器廠成功設計出第1臺全氣動控制12工位壓杯機,形成半自動化的生產方式?？诒?/p>

3、型工藝由上世紀80年代以上海、天津和廣州為主的三大流派發(fā)展為目前以廣東和安徽為主的兩大流派,但半自動化的生產方式還在延用【1】。</p><p>　　在歐洲,由于發(fā)達國家的環(huán)保要求高,勞動力成本高,以及原材料緊缺等原因,使得這些國家根本不適合生產低附加值勞動密集型產品。相反,在資源豐富、勞動力低廉、發(fā)展中的東南亞國家,部分廠商從上世紀60年代到70年代就從歐洲購進全自動壓制生產線,同時從歐洲引進先進的成型工藝技術

4、。這種跨躍式的技術進步至少比中國快了10年。然而他們的原材料及玻璃配方質量遠不如中國。20世紀末的亞洲金融風暴使東南亞各國經濟受到重創(chuàng),一大半玻璃廠停工,他們采用大量進口玻璃制品來補足國內市場需求。而中國正處于體制改革時期,有超前意識的企業(yè)家紛紛辦玻璃廠,形成了中國玻璃工業(yè)的巨大規(guī)模。目前，我國日用玻璃器皿制品的產能還遠不能滿足國內市場快速增長的要求，尤其是高檔玻璃器皿市場需求巨大。隨著城鎮(zhèn)化水平的提高及第三產業(yè)的發(fā)展，未來幾年，日用玻

5、璃器皿每年還將以年均15%左右的速度遞增【2】。</p><p>　　1.2 玻璃壓機的發(fā)展</p><p>　　早期的生產以人工和半機械化為主，可以利用棘輪棘爪另加定位機構，這可應用于一些至今還是手工轉動的簡易壓機上，將人工從繁重的驅動中解放出來，側重于制品的成型工藝中。而過去在機械化生產中占主流的氣動全自動玻璃壓機是以氣動連桿機構來驅動壓機轉盤的，現已淘汰。當前玻璃壓機常用的驅動定位機

6、構是槽輪機構，其次是凸輪機構，由于電氣化伺服控制技術的發(fā)展，出現了利用伺服的高精度簡化驅動定位機械結構，使壓機工位柔性化的伺服驅動的玻璃壓機。值得關注的是目前世界上開發(fā)的全電驅動的玻璃壓機轉盤，其精度高、機構簡單、磨損小、驅動力矩已不小，幾乎達到玻璃壓機轉盤驅動的所有理想要求，正在發(fā)展更大的轉矩以及在經濟、成本方面有所突破【3】。</p><p>　　1.3 我國多工位玻璃壓機的發(fā)展現狀</p>&

7、lt;p>　　從1947年生產出國內第1臺全自動氣動玻璃壓機至今,我國部分玻璃企業(yè)經過不斷的技術更新到馬氏輪機構和伺服電機齒輪驅動的全電腦控制壓機誕生，特別是近年開發(fā)出來的伺服驅動電腦控制多功能玻璃壓機,符合玻璃制品生產企業(yè)的需求,功能先進,變工位數的設計具有很好的實用性,減少玻璃制品企業(yè)的設備投入,對加速我國玻璃制造行業(yè)的發(fā)展具有良好的推動作用。該壓機PLC編程技術和伺服驅動技術的應用是我國玻璃機械制造業(yè)的重大突破,能夠大幅度提

8、升我國玻璃機械設備的制造技術。在傳動裝置部分,更優(yōu)化了原來的馬氏輪傳動機構,采用雙回路電機驅動齒輪傳動,達到工作平臺任意轉位任意變速。但該壓機技術只是處于起步階段，國內大多數的玻璃企業(yè)目前仍采用傳統(tǒng)的半自動化生產技術。</p><p>　　多工位玻璃壓機控制系統(tǒng)的設計意義</p><p>　　1、玻璃器皿廣泛使用促進了玻璃產業(yè)的發(fā)展，我國高檔玻璃制品仍需從國外進口，這要求玻璃壓制機械產業(yè)的

9、升級，從而提高我國玻璃器皿在國外市場的競爭力。</p><p>　　2、國外的PLC編程控制技術的設備都需要2臺以上的控制機柜進行控制,控制程序復雜，一般都需要較高學歷人員經過專業(yè)培訓后才能操作，因此需要設計一種生產操作簡便的自動控制程序。</p><p>　　3、多工位玻璃壓機的設計使得壓制類玻璃制品的成型工藝盡量細化，使之分到不同的工位，以達到分布同時完成的目的，從而縮短壓制時間，增大

10、效率，更加經濟【4】。</p><p>　　4、采用伺服電機控制，可以根據反饋信號精確控制電機做位置、速度或轉矩的跟隨控制，從而調整傳動結構，減少廢品、不良品，提高玻璃制品精度、表面光澤度【5】。</p><p>　　5、伺服電機驅動的玻璃壓機就可以在控制上進行設定，達到按制品的要求確定工位，這就為玻璃壓制生產帶來了方便，是真正的柔性生產，以適應玻璃制品多品種、多規(guī)格生產的需要。</

11、p><p>　　6、采用機械傳動方式更改了之前的氣動驅動，減少了能量傳遞過程中的損失，克服了氣體傳動效率低的缺點。</p><p>　　7、采用PLC實現熱壓成型玻璃壓機的自動控制，簡化了控制系統(tǒng)的硬件接線，增強了控制系統(tǒng)的控制功能。提高了系統(tǒng)的可靠性，延長了系統(tǒng)維護周期和使用壽命，其手動、自動兩種工作方式的設計，為調試和維修提供方便，也為生產提供可靠保障【6】【7】。</p>

12、<p>　　多工位玻璃壓機控制系統(tǒng)的設計中存在的一些問題</p><p>　　1、 玻璃壓機的主要機構為間隙運動的多工位轉盤機構，所以主要解決的問題就是如何使轉盤在工位多、尺寸大的情況下能夠速度快、精度高。這就對動力控制系統(tǒng)及傳動機構有比較高的要求。</p><p>　　2、在設計過程中各機械機構尺寸、動作的協(xié)調很難控制，這就要求正確建立機械結構參數與模具參數之間的關系。<

13、/p><p>　　3、由于機械運動鏈的間隙影響，伺服壓機的定位精度要做高，做到閉環(huán)控制目前還受成本影響，所以采取外設定位機構，需要選取正確的機構。</p><p>　　4、伺服控制隨時間積累可能會產生累積誤差，需要在一定的時間內使伺服控制系統(tǒng)找零復位。</p><p>　　5、自動控制系統(tǒng)中控制算法選擇【8】。</p><p>　　6、實際工程應

14、用中的多工位玻璃壓機控制系統(tǒng)以及分析系統(tǒng)也有待進一步改進和完善。</p><p><b>　　結束語 </b></p><p>　　就國內外發(fā)展情況來看，使用伺服電機驅動、齒輪傳動、PLC編程控制的多工位玻璃壓機可以大幅提高我國的玻璃機械設備的制造技術。尤其是采用齒輪傳動從理論上其工位數可以任意設定，相比于常規(guī)的機械式玻璃壓機，可以在以后的生產中改變工位，影響著生產速

15、率。采用PLC控制指令可以達到較高的控制精度，以滿足具備熱壓成型特點的多工位玻璃壓機的工藝要求，從而提高產品質量和生產效率。</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　[1] 戴之珉.中國玻璃器皿成型工藝的自動化發(fā)展.玻璃與搪瓷，2009年第37卷第1期：40-44</p><p>　　[2] 趙萬邦.玻璃器皿業(yè)發(fā)展迅猛

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