光学玻璃圆棒一次成型及成型自动控制装置的制作方法

本发明属于光学玻璃成型技术领域。具体涉及一种光学玻璃圆棒的一次成型及自动控制装置，该装置可用于光学玻璃圆棒一次成型，具备连续生产光学玻璃圆棒，并能够实现无人值守自动成型的特点。

背景技术：

光学玻璃的成型一般是配合料熔化成玻璃液后再经过特定模具固化成所需形状，目前成型工艺主要是方料成型，方料成型即光学玻璃在熔化状态下，经方形模具自然成型或滚压成型并切割成一定尺寸的光学玻璃方料，方料经过切条，滚磨成特定直径的圆棒，再经过切片等工序达到客户要求尺寸。这种制作方式工序多，时间长，且料废极大，如果能直接生产出圆形的棒料，将极大程度减少制作工序以及材料的浪费。

技术实现要素：

本发明的目的就是针对上述不足之处而提供一种光学玻璃圆棒一次成型及成型自动控制装置，该装置可用于光学玻璃圆棒一次成型，具备连续生产光学玻璃圆棒，并能够实现无人值守自动成型的特点。

本发明的技术解决方案是：一种光学玻璃圆棒一次成型及成型自动控制装置，其特征在于：由漏料管、成型模具、模具支撑装置、成型台、模具加热装置、模具冷却装置、自动控制测温装置、温控仪表、调速器和网带退火炉构成；其中，成型台和网带退火炉连接在一起，并安装在退火炉升降装置上；成型模具通过模具支撑装置固定在成型台上；模具冷却装置设置在成型模具入口段下方，目的是在成型区加快玻璃凝固，并防止粘模具；模具加热装置设置在成型模具出口段下方，目的是防止玻璃走出模具后冷却太快而炸裂；模具的加热和冷却位置没有设置在模具内部，而是设为外置，目的有两个方面，一是减少模具结构复杂化，使模具轻便易进行更换和维护操作，二是为了适应更多不同牌号、不同出料量的圆棒生产要求；因不同牌号，不同出料量对加热及冷却的位置要求不同，如果做为内置加热或冷却，就只能在固定的位置进行加热或冷却，灵活性不够，出料量及可以生产的玻璃圆棒种类受到了限制；而如果做成外置加热或冷却，就可以根据不同牌号，不同出料量的特性，方便灵活地改变加热或冷却的位置，即可满足各种类型的圆棒成型；自动控制测温装置、温控仪表和调速器构成温控装置，自动控制测温装置设置在成型模具中成型液位线上方。成型好的玻璃进入网带退火炉，通过粗退火后按预定尺寸切断，即成为所需产品。

本发明的技术解决方案中所述的成型模具和网带退火炉是一体式的固定连接，成型模具和网带退火炉是倾斜放置的，与地面的倾斜角度为5~20°。本发明成型方式不是传统的水平成型，而是成型模具和水平面有一定的倾斜度，目的是让玻璃液能够快速填满模具的内腔，同时也控制玻璃液不会往后倒流；模具成型台和退火炉是一体式的固定连接方式，这样做的优点是模具和退火炉网带始终保持同样的角度，可防止圆棒成型过程中产生弯曲不良。

本发明的技术解决方案中所述的成型模具由前段模具和后段模具两部分组成；其中，前段模具为封闭的圆形内腔，前段模具入口为弧形口；后段模具为半封闭的半圆或圆弧托槽，托槽的横截面积小于或等于1/2圆形内腔的横截面积；前段模具和后段模具两部分进行非紧密连接。

本发明的技术解决方案中所述的前段模具是由上、下两半或左、右两半拼接而成的，中间用卡槽相连，这样做的目的是防止圆棒断裂或粘模具后堵在圆腔内出不来。而使用两个半圆腔拼接的好处是，可以在圆棒堵模具等成型异常时把模具打开，方便地拿出堵在圆腔内的玻璃。后半部分的托槽设计为半圆或弧形是为了减小圆棒与模具的摩擦，使成型好的圆棒顺利走出模具，减小因摩擦力大而发生的堵塞模具或圆棒运行速度不一致等异常情况的发生。

本发明的技术解决方案中所述的自动控制测温热装置位于成型模具中成型液位线上方2~10mm，离液位线太低，温度反应太灵敏，反馈到调速器的信息过于频繁，不利于成型液位稳定，太高则反应过于迟钝，成型液位自动调整不及时，也不利于成型液位自动控制。

本发明的技术解决方案中所述的模具冷却装置设置在成型模具入口段的两侧，模具加热装置设置在成型模具出口段的两侧。

本发明的技术解决方案中所述的成型模具后部通过螺杆固定在模具支撑装置上，螺杆用于模具的定位，防止模具位置的改变引起圆棒直度的变化。

本发明的技术解决方案中所述的退火炉升降装置是电动升降装置，模具的倾斜度可以通过退火炉升降装置调节，是因为不同的玻璃特性，需要不同的角度来适应成型，升降装置就是满足方便快捷的角度调节需求。

本发明技术解决方案中所述的模具加热装置由两个封闭圆柱腔体组成，两个圆柱腔体的直径一大一小，小的装入大的内部，小的圆柱腔体的整个圆柱面上打有小孔，大的圆柱腔体只在圆柱的一个方向打孔，加热时，天然气或其他可燃气体和压缩空气同时先进入小的圆柱腔体，经过小孔流出，再从大的圆柱腔体的小孔流出时，已混合均匀，达到加热均匀一致的目的。

本发明技术解决方案中所述的模具冷却装置为在封闭腔体表面打数个小孔，冷却风通过小孔吹出，带走模具热量，达到对模具及圆棒的冷却效果。

本发明技术解决方案中所述的漏料管为铂金或铂黄合金制成，通过直接的电加热将漏料管温度升高到玻璃的软化温度以上，使玻璃液从漏料管流出，通过漏料管温度的变化，调整玻璃液粘度，使其按预定的流速流入模具中。

本发明技术解决方案中所述的成型自动控制的原理是，通过监测模具某关键位置的温度，收集所测温度和成型液位高度的函数关系，写入调速器的程序中。成型液位波动时引起测温热电偶温度波动，温度信息通过温控仪表反馈到调速器，调速器根据实测温度和设定温度的差值自动调节速度，使得测温热电偶监测的温度达到设定值，从而起到稳定成型液位，达到自动控制成型液位的目的。

本发明具有可用于光学玻璃圆棒一次成型，具备连续生产光学玻璃圆棒，并能够实现无人值守自动成型的特点。本发明主要用于光学玻璃圆棒一次成型。

附图说明

图1是光学玻璃圆棒一次成型及成型自动控制装置示意图。

图2是光学玻璃圆棒一次成型模具示意图。

图3是图2的俯视图。

图4是成型模具加热装置示意图。

图5是模具支架示意图。

具体实施方式

如图1所示。本发明一种光学玻璃圆棒一次成型及成型自动控制装置由漏料管1、成型模具2、模具支撑装置4、成型台5、模具加热装置8、模具冷却装置9、自动控制测温装置10、温控仪表11、调速器12、网带退火炉6构成。其中，成型台5和网带退火炉6连接在一起，并安装在退火炉升降装置7上，退火炉升降装置7是电动升降装置。成型模具2通过模具支撑装置4固定在成型台5上。成型台5可以通过退火炉升降装置7调节角度和高度，退火炉升降装置7是电动升降装置，可以通过按键操作。模具冷却装置9设置在成型模具2入口段下方，模具加热装置8设置在成型模具2出口段下方。自动控制测温装置10、温控仪表11和调速器12构成温控装置，自动控制测温装置10设置在成型模具2中成型液位线上方2~10mm，自动控制测温装置10连接温控仪表11用于监测模具某处的温度，温控仪表11连接调速器12，用于给调速器12提供温度信息实现成型液位自动控制。成型模具2和网带退火炉6是一体式的固定连接，成型模具2和网带退火炉6是倾斜放置的，与地面的倾斜角度为5~20°。成型模具2由前段模具和后段模具两部分组成；其中，前段模具为封闭的圆形内腔，前段模具入口为弧形口；后段模具为半封闭的托槽，托槽的横截面积小于或等于1/2圆形内腔的横截面积；前段模具和后段模具两部分进行非紧密连接。前段模具是由上、下两半或左、右两半拼接而成的。模具冷却装置9还可设置在成型模具2入口段的两侧，模具加热装置8设置在成型模具2出口段的两侧。成型模具2后部14通过螺杆固定在模具支撑装置4上。网带加热炉6用来牵引圆棒运行以及对圆棒进行退火消除内应力。

玻璃液3从漏料管1流出，通过漏料管1温度的变化，改变玻璃液粘度，使其按预定的流速流入成型模具2中。流入模具2入口的玻璃液在进入模具的内腔前需经过模具冷却装置9使其凝固成型。成型模具2的出口某一位置有模具加热装置8，目的是防止玻璃走出模具后冷却太快而炸裂。玻璃成型过程中的成型液位通过自动控制测温装置10测出的温度反馈到调速器12进行自动控制。出了模具的圆棒进入网带退火炉6内粗退火，目的是消除应力。网带退火炉6内用加热板加热，分段控制退火炉内温度。

该装置的工作步骤如下：

（1）、将熔融好的玻璃液通过漏料管1漏注到成型模具2中；

（2）、调整漏料管1温度，使玻璃液粘度适合成型；

（3）、调节模具冷却装置9及冷却强度，使玻璃液在出模具之前凝固成型；

（4）、调节成型台5倾斜角度，使玻璃液不至于向后倒流，同时也使进入模具内腔的玻璃充分填充在腔内；

（5）、调整成型台5高度，使其出口和网带退火炉6高度一致；

（6）、打开调速器12，使网带退火炉6牵引玻璃运行；

（7）、调节模具加热装置8，使模具出口达到一定温度，防止玻璃炸裂；

（8）、设定成型控制温度，成型液位波动时引起测温热电偶温度波动，温度信息通过温控仪表反馈到调速器12，调速器12根据实测温度和设定温度的差值自动调节速度，使得测温热电偶监测的温度达到设定值，从而起到稳定成型液位，达到自动控制成型液位的目的；

（9）、光学玻璃圆棒通过网带退火炉6的匀速牵引，从退火炉走出；

（10）、待光学玻璃圆棒走出网带退火炉6末端，按预定尺寸切断圆棒；

（11）、把切断好的圆棒编号标识，放在指定的位置。

上述过程中，需要根据所要生产的光学玻璃圆棒的特性，控制不同的漏料管温度和加热冷却强度，以及网带退火炉加热温度。网带退火炉的速度是调速器根据成型控制温度自动调整的，模具的入口和出口以及上部下部等关键位置可以根据需要加入热电偶监控温度，达到精确控制的目的。这样在连续生产时就可以生产出品质稳定的光学玻璃圆棒产品。