玻璃棒的加工方法及加工装置的制造方法_3

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够简化加热装置7的控制。但是,加热装置7的温度调整并非是必要的,当对拉拔部20的长度的要求精度较低时,或者当拉拔部20的目标径较粗,拉拔加工刚刚开始后停止加热时,可以省略拉拔工序中的温度调整。
[0067]再次参照图6,在使用拉拔加工装置100的拉拔加工中,在拉伸假体19的下拉长度达到所定值的时刻,如图6所示区间P所示,可以停止加热装置7的加热。在此时刻,不停止由拉伸部21驱动拉伸假体19,继续进行以称重传感器18的指示值为目标的PID控制。
[0068]当停止加热装置7的加热之后,随着玻璃棒6的温度的下降,玻璃棒6的粘度上升。随着粘度的上升,相对于拉伸辊的驱动速度的小变动,称重传感器18的指示值变化较大,因此在停止加热之后,可以在玻璃棒6的粘度上升了一定程度的时刻将PID参数切换到适于结束拉拔加工的参数。
[0069]此处,切换PID参数的时刻也可以在当例如拉伸部21的拉伸假体19的驱动速度低于预定阈值时进行。另外,也可以当称重传感器的指示值的振荡周期小于预定值时,切换PID参数。使拉拔加工结束时设定的PID参数为与拉拔加工中相比降低了比例增益的迟钝的PID参数,从而如图6所示区间q所示,能够使称重传感器18的指示值稳定。
[0070]进一步地,在加热装置7的温度下降到预定温度(例如1300°C )的时刻使拉伸部21的驱动完全停止。此时,当玻璃棒6没有完全固化完时,比拉拔部20更靠图中下方的部分的荷重逐渐施加于称重传感器18上,因此,如图6所示区间r所示,使称重传感器18的指示值一度上升。然而,当玻璃棒6固化完之后,随着玻璃棒6的热收缩而产生拉伸部21的上拉力,因此,如图6所示区间s所示,称重传感器18的指示值下降。
[0071]这样,使用拉拔加工装置100来完成玻璃棒6的拉拔加工。如上所述,当通过称重传感器18的指示值的降低而确认了玻璃棒6完全固化后,如图6所示区间t所示,通过拉伸部21释放拉伸假体19后,通过承运体4降低玻璃棒6,通过切断或熔断而将拉拔部20从玻璃棒6去除,从而能够成为玻璃棒制品。
[0072][制造例I]
[0073]使用拉拔加工装置100,依照参照图1?图7所说明的步骤执行拉拔加工,在玻璃棒6的端部形成拉拔部20。所用的玻璃棒6使用外径大致一定的直胴部的外径为Φ 150_、在装填于拉拔加工装置100的状态下下端侧外径为Φ 120mm的物体。连接于玻璃棒6的拉伸假体19的长度为2314mm、外径为Φ 50mm、重量为lOkgf。另外,在拉伸假体19中,连接于玻璃棒6的上端磨削为略微凸型。
[0074]对于拉伸假体19相对于玻璃棒6的熔接,以使加热装置7的设定温度为2000°C,使称重传感器18的指示值为约15kgf的方式进行控制,同时使拉伸假体19上升,直到拉伸假体19接触到玻璃棒6后的上升量达到25mm,此后,使加热装置7的设定温度为1300°C将熔接部分固化。
[0075]在拉拔加工装置100中,首先,在打开拉伸辊(上)15后使承运体下降250mm,使玻璃棒6中成为拉拔部20的部分在加热装置7中移动。然后,关闭拉伸辊(下)16,把持拉伸假体19。接下来,使加热装置7的设定温度为2100°C,加热玻璃棒6,在加热装置7的内部使拉伸假体19部分软化。
[0076]然后,使称重传感器18指示值的驱动停止阈值为_40kgf,使驱动开始阈值为-lOkgf,一边控制给与玻璃棒6的张力,以Imm/分的速度朝下方向间歇驱动拉伸部21地等待玻璃棒6的软化。在虽然由拉伸部21驱动拉伸假体19进行I分钟下拉,但是称重传感器18的指示值未到达驱动停止阈值的时刻,使拉拔加工装置100的动作移动到拉拔阶段。使加热装置7的设定温度为2100°C之后到开始拉拔加工为止的软化等待时间为加热装置7的温度到达2100°C之后15分钟。
[0077]在拉拔加工装置100中的拉拔工序中,让称重传感器18的指示值的拉拔荷重以-30kg为目标值,对拉伸部21的驱动速度进行PID控制。在拉拔加工开始初始期间,PID参数为,P = 350、I = 15、D = O。拉拔加工中的PID参数为P = 150、I = 15、D = O。另夕卜,拉拔加工中的加热装置7的温度设定参照拉伸部21的驱动速度和图7所示对应表来确定。据此来改变加热炉的设定温度。
[0078]此后,在拉伸假体的下拉长度变为120_的时刻停止加热装置7的加热器8,在继续进行拉拔加工的同时,在拉伸部21的驱动速度下降了 Imm/分的时刻,将PID控制的PID参数从拉拔加工中的参数切换到拉拔结束的参数。拉拔加工结束的PID参数为P = 800、I=15、D = Oo从拉拔开始时到拉拔加工中的PID参数切换在拉伸棍的驱动速度超过6mm/分的时刻进行。
[0079]在玻璃最终固化的时刻,拉拔部20的长度为220mm。另外,拉拔部20的最细部外径为大致Φ 25mm。将玻璃棒6从拉拔加工装置100取出,用金刚石刀具切断拉拔部20的最细部,结束拉拔加工。在所得到的玻璃棒6中,作为指示拉拔部20的形状精度的指标,如图8所示,测量玻璃棒6的直胴部的中心线与拉拔部20前端的中心线的偏移量d,为0.6mm,极小。
[0080]使用与制造例I相同规格的玻璃棒6及拉伸假体19,对作为比较例I的玻璃棒6进行拉拔加工。直到在玻璃棒6上连接拉伸假体19为止的步骤均与制造例I相同地执行。
[0081]在比较例I中,在将拉伸假体19连接到玻璃棒6上之后,将在玻璃棒6中成为拉拔部20的部分设置于加热装置7中。然后,在使加热装置7升温到2100 °C之后,对玻璃棒6加热25分钟,然后使拉伸部21以20mm/分的速度朝向下驱动8分钟并停止加热。进一步地,在持续3分钟之后停止拉伸部21的驱动。
[0082]如此,在由处理时间进行管理并进行拉拔加工的玻璃棒6中,所形成的拉拔部20最细部的外径为大致Φ25πιπι。将玻璃棒6从拉拔加工装置100取出,用金刚石刀具切断拉拔部20的最细部。测量由该切断而形成的切断面的中心与图8所示玻璃棒6的直胴部中心线的偏移量后发现,拉拔部20的前端的中心的偏移量d为1.8mm,比制造例I更大。
[0083][比较例2]
[0084]所使用的玻璃棒6及拉伸假体19的规格采用与制造例I相同的东西,直到将拉伸假体19连接于玻璃棒6为止的阶段也与制造例I相同,尝试进行玻璃棒6的拉拔加工。在将拉伸假体19连接到玻璃棒6上之后,将玻璃棒6中成为拉拔部20的部分设置于加热装置7中,使玻璃棒6升温到2100°C。此后,进行15分钟加热,然后以20_/分的速度向下驱动拉伸部21后发现,拉伸假体19与玻璃棒6的熔接面剥离,未能在玻璃棒6形成拉拔部
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[0085][实施例2]
[0086]图9为说明使用拉拔加工装置100的另一拉拔加工方法的图。在图示的例子中,对玻璃棒6进行拉拔加工,在玻璃棒6的图中上端形成拉拔部20。
[0087]另外,在使玻璃棒6的一端固定,使另一端移动以进行拉拔加工时,相对于在被固定侧上形成的拉拔部20,移动侧的拉拔部有变长的倾向。因此,当在玻璃棒6的图中上端形成拉拔部20时,使玻璃棒6的直胴部侧固定,使玻璃棒6的上端侧移动以形成拉拔部20,从而能够抑制拉拔部20的长度。
[0088]首先,在拉拔加工装置100中,将玻璃棒6的图中上端连接于悬挂轴5上。然后,通过滚珠丝杠3驱动承运体4,使玻璃棒6中形成拉拔部20的部分移动到加热装置7的内部,此后通过拉伸辊(下)16保持玻璃棒6,固定玻璃棒6的下端侧。另外,在本实施例的方法中不使用拉伸假体19。
[0089]然后,固定着承运体4及拉伸辊(下)16使加热装置7工作,加热玻璃棒6。通过由承运体4或拉伸部21间歇地使张力作用于玻璃棒6上,能够参照图5的说明来确认由加热而引起的玻璃棒6的软化是否充分。
[0090]接下来,对加热而软化的玻璃棒6,形成拉拔部20的拉拔加工阶段开始。图10为表示拉拔加工装置100对玻璃棒6的拉拔加工阶段的示意图。在拉拔加工阶段,通过驱动承运体4或拉伸部21而使张力作用于玻璃棒6。在本实施例中,通过使承运体4上升而使张力作用于玻璃棒6,能够在玻璃棒6上形成拉拔部20。
[0091]通过上述方法,能够省略在玻璃棒6上熔接拉伸假体19的阶段。因此,能够在缩短拉拔加工所需时间的同时,还能够避免拉伸假体19的消耗。因此,当不需要悬挂假体作为制品时,在成本及生产率的方面有利。
[0092]另外,在上述例子中,固定拉伸部21,驱动承运体4而在玻璃棒6上产生拉拔荷重。然而,通过使拉伸部21动作也能够在玻璃棒6上产生拉拔荷重。另外,也能够使承运体4及拉伸部21双方动作,从而在玻璃棒6上产生拉拔荷重的同时,调整加热装置7的加热位置。
[0093]进一步地,例如在将一个玻璃棒6沿长度方向进行分割分别形成拉拔部20时,使承运体4与拉伸部21同时动作,使玻璃棒6相对于分割位置沿上下移动从而互相远离。据此,在所分割的玻璃棒6的每一个上形成短的拉拔部20。具有如此形成的短的拉拔部20的玻璃棒6即使是行程短的拉丝机也能进行拉丝,因此易于使用。
[0094]在上述方法中,承运体4的上升速度可以如下所说明地进行步进控制。图11为在拉拔加工阶段中当对承运体4的上升速度进行步进控制时相参照的承运体4的上升速度与步进编号的关系图。
[0095]在对承运体4的上升速度进行步进控制时,相对于控制对象的上升速度,针对玻璃棒6的拉拔荷重设定低速侧阈值和高速侧阈值。在本实施例,将低速侧阈值设定为_40kgf,将高速侧阈值设定为-lOkgf。
[0096]在控制上升
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