专利名称：玻璃棒的制造设备及制造方法
技术领域：
本发明涉及一种玻璃棒的制造设备及制造方法，特别涉及一种用于通过将诸如光纤玻璃锭等较大直径的玻璃预制体供给到炉中、加热炉中的预制体以及从炉拉延(draw) 被加热的预制体来制造具有期望直径的玻璃棒的设备和方法。
背景技术：
日本特开2006-193397号公报公开了如下一种方法，该方法用于通过测量拉延期间的预制体的正进行变形(直径减小)的区域处的直径和大致完成直径减小的区域处的直径，以及基于这些所测量的直径调节玻璃预制体相对于炉的供给速度和拉延速度，来制造具有期望直径的玻璃棒。日本特开平Hll_011970(1999)号公报中的传统技术的描述公开了如下的方法 沿着玻璃预制体的长度方向预测量玻璃预制体的直径，确定预制体的供给速度和拉延速度之间的比以及基于该比制造恒定直径的玻璃棒。日本特开2006-219331号公报公开了通过改变玻璃预制体的供给量和基准直径距离，来抑制由限定玻璃预制体的供给速度和拉延速度的基准位置随着拉延加工的进行而移位所引起的拉延出的玻璃棒的直径波动。传统地，玻璃棒的目标直径相对于玻璃预制体的直径的比(下文中被称为直径减小比)较小，为约20%至50%。因此，日本特开2006-193397号公报中的控制方法能够将直径波动抑制到十分期望的水平。然而，近年来，需要大尺寸光纤预制体，并且需要具有直径减小比约为60% -95%的小直径变形的玻璃棒。例如，当直径为160mm至170mm的玻璃预制体被拉延成直径为150mm的玻璃棒时，直径减小比为88% -94%。为了实施日本特开2006-193397号公报所公开的反馈控制，必需测量在直径减小区中直径被充分减小的位置周围的直径。然而，在较大直径减小比的情况中，直径被充分减小的位置邻近炉中的加热器。因此，难以直接测量该位置处的直径。如果在距加热器一定距离以防止加热器的影响的位置处测量用于反馈控制的直径，则反馈控制的响应将会滞后。因此可能不能适当地实施反馈控制。结果，会在所拉延的玻璃棒中产生大的波动。根据日本特开平Hll_011970(1999)号公报所公开的方法，在直径稳定恒定的玻璃预制体的情况中，即使以60% -95%的直径减小比，也能获得较期望的直径波动数值。然而，当玻璃预制体在其长度方向上具有较大直径波动时，该方法可能会在拉延加工结束时在所拉延的玻璃棒的可用区(usable region)的端部导致不可接受的直径波动(具体地， 大于士 )。日本特开2006-219331号公报所公开的方法能够抑制玻璃棒的直径波动。然而， 在该方法中，用于改变基准直径位置的标准不明确，根据玻璃预制体的直径波动的状况，可能会产生不可接受的直径波动。此外，在该公报的实施方式中，直径为130mm的玻璃预制体被拉延成直径为30mm的玻璃棒，即，直径减小比相当小，诸如为23%。该公报并未公开用于在诸如60% -95%等较大直径减小比的情况中抑制所拉延的玻璃棒的直径波动的方法。
发明内容
本发明提供一种玻璃棒的制造设备和制造方法，其中即使在玻璃预制体和玻璃棒之间存在诸如60% -95%等较大的直径减小比的情况中，所述制造设备和制造方法也能够抑制所拉延的玻璃棒的直径波动。本发明的第一方面提供一种玻璃棒的制造方法，在该方法中，将较大直径的玻璃预制体经由炉的顶部供给到炉中，并经由炉的底部从炉拉延玻璃预制体，使得较大直径的玻璃预制体被拉延成较小直径的玻璃棒，方法包括以下步骤控制玻璃预制体的供给速度(Vl)和拉延速度(V2)，使得供给速度(Vl)和拉延速度(V2)之间的比(V2/V1)变为基于玻璃预制体的直径⑶和玻璃棒的目标直径(d)所确定的值(_2)；将玻璃预制体的供给速度(Vl)设定为定值；以及从所测量的拉延前的玻璃预制体的直径数据在相对于炉的基准位置所限定的直径获取位置处获取用于确定拉延速度(^)的玻璃预制体的直径(D)，其中从基准位置到直径获取位置的距离被限定为根据拉延前的玻璃预制体在长度方向上的直径波动而变化。本发明的第二方面提供一种玻璃棒的制造设备，其包括炉；供给机构，其被构造成将较大直径的玻璃预制体经由炉的顶部供给到炉中；拉延机构，其被构造成经由炉的底部从炉拉延玻璃预制体，使得较大直径的玻璃预制体被拉延成较小直径的玻璃棒；以及控制器，其被构造成通过供给机构控制玻璃预制体的供给速度(Vl)以及通过拉延机构控制玻璃预制体的拉延速度(V2)，使得供给速度(Vl)和拉延速度(N2)之间的比 (V2/V1)变为基于玻璃预制体的直径(D)和玻璃棒的目标直径(d)所确定的数值((D/d)2)， 其中，控制器包括设定单元，其被构造成将玻璃预制体的供给速度(Vl)设定为定值；获取单元，其被构造成从所测量的拉延前的玻璃预制体的直径数据在相对于炉的基准位置所限定的直径获取位置处获取用于确定拉延速度m的玻璃预制体的直径φ)， 其中从基准位置到直径获取位置的距离被限定为根据拉延前的玻璃预制体在长度方向上的直径波动而变化。根据本发明，用于确定拉延速度的直径从所测量的玻璃预制体的拉延前的直径数据来获取，并且根据玻璃预制体的直径波动来调节从加热器的基准位置相对于获取直径的直径获取位置的距离。因此，可根据直径基准距离来修正直径获取位置，该直径基准距离根据玻璃预制体的直径波动而改变。结果，能够基于响应于拉延基准距离的直径来确定拉延速度，使得能够抑制所拉延的玻璃棒在其长度方向上的直径波动。从下面(参考附图)对示例性实施方式的说明，本发明的进一步的特征将变得明
显o
图1是示意性地示出根据本发明的实施方式的玻璃棒的制造设备的图；图2是用于说明直径减小区中的拉延基准距离的示意图；图3A是示出在直径为160mm、170mm和180mm的玻璃预制体被拉延成150mm的目标直径的玻璃棒的情况中拉延基准距离和供给速度之间的关系的图；图3B是示出在直径为160mm、170mm和180mm的玻璃预制体被拉延成IlOmm的目标直径的玻璃棒的情况中拉延基准距离和供给速度之间的关系的图；图4是示出由图1的控制器进行的拉延加工的示例的流程图；图5是示出实施例1中的拉延前和拉延后的玻璃预制体的直径波动的图；图6是示出比较例1中的拉延前和拉延后的玻璃预制体的直径波动的图；图7是示出比较例2中的拉延前和拉延后的玻璃预制体的直径波动的图；以及图8是示出拉延前和拉延后的玻璃预制体的直径波动的图。
具体实施例方式下面将参照
本发明的实施方式。图1示意性地示出根据本发明的实施方式的玻璃棒的制造设备。制造设备具有分别被布置于沿上下方向延伸的框架FR的供给机构101和拉延机构110 ；炉120，其在供给机构101和拉延机构110之间被布置于框架；以及控制器130。供给机构101具有螺杆轴102，其沿上下方向延伸并被可转动地支撑；马达103， 其用于驱动螺杆轴102 ；可动构件104，螺杆轴102被螺接到可动构件104 ；以及夹持机构 105，其被布置于可动构件104并且保持光纤玻璃预制体201的上端部。拉延机构110具有沿上下方向延伸并被可转动地支撑的螺杆轴112 ；马达113， 其用于驱动螺杆轴112 ；可动构件114，所述螺杆轴112被螺接到可动构件114 ；以及夹持机构115，其被布置于可动构件114并且保持光纤玻璃预制体201的下端部。炉120中具有环形的加热器121，炉120对经过加热器121的中心部的光纤玻璃预制体201加热。控制器130由诸如处理器和存储器等硬件以及所需的软件构成，并且控制器130 被电连接到马达103和113以及炉120。具体地，控制器130控制马达103和113的转速以及炉120的温度。将说明由图1中的设备所进行的对玻璃预制体的拉延。首先，具有较大直径的玻璃预制体201被供给机构101经由炉的顶部供给到炉120中。被供给到炉120中的玻璃预制体201被拉延机构110经由炉的底部从炉120拉延，使得玻璃预制体201被拉延成较小直径的玻璃棒。此时，供给机构101和拉延机构110被控制成使得玻璃预制体201的供给速度Vl和拉延速度V2之间的比V2/V1变为由玻璃预制体直径D和玻璃棒目标直径d所限定的数值(D/d)2。即，供给速度Vl和拉延速度V2被控制成满足下式(1)所限定的关系。V2/V1 = (D/d)2(l)在本实施方式中，对于拉延控制，供给速度V 1被设定成定值。从所测量的直径数据在相对于炉的基准位置限定的直径获取位置处获取的玻璃预制体被拉延前的预制体直径作为用于确定拉延速度V2的玻璃预制体直径D，其中以沿着玻璃预制体的长度方向测量玻璃预制体的方式获取所测量的直径数据。以从炉的基准位置到直径获取位置的距离根据拉延前的玻璃预制体的长度方向上的玻璃预制体直径波动而变化的方式来确定该距离。 特别地，以从炉的基准位置到直径获取位置的距离与拉延基准距离相等的方式来确定该距离，后面将说明拉延基准距离。接着，将参考图2论述拉延基准距离。以供给速度V 1经由炉120的顶部将玻璃预制体201供给到炉120中，玻璃预制体201被加热器121加热，并经由炉120的底部从炉 120被拉延。这里，通过设定V2>V1，而在玻璃预制体201产生张力。由于该张力而拉伸玻璃预制体201的受热并软化的区域，从而形成直径沿长度方向逐渐减小的直径减小区202。 玻璃预制体201的直径在直径减小区202中减小由此形成较小直径的玻璃棒203。被供给到炉120中的玻璃预制体201被加热器121加热，使得预制体201的长度方向上的温度在加热器121的中央位置C下方的位置处达到最大温度并且从最大温度位置向下逐渐减小。因此，变形率(长度方向上每单位长度的直径减小量)最大的位置PM无论何时都位于加热器中央位置C的下方。这里，VM表示玻璃预制体201的从加热器中央位置C到位置PM的体积，ND表示拉延前的玻璃预制体201的直径，L表示拉延基准距离。在本实施方式中，拉延基准距离L由下式⑵限定。L = VM/ ( π X (ND/2)2) (2)如后面所述，基于从加热器中央位置C到玻璃预制体上的正被拉延的位置的距离来限定拉延基准距离L，拉延基准距离L根据供给速度和拉延前的玻璃预制体的直径而变化。即，拉延基准距离L是加热器中央位置C和根据玻璃预制体上的直径减小区的变形情况而限定的特定位置之间的距离。因此，拉延基准距离L取决于直径减小区202中的变形率最大的位置PM。在本实施方式中，玻璃预制体的与拉延基准距离对应的直径用于拉延控制。通过控制玻璃预制体的与拉延基准距离对应的直径，能够高精度地控制所拉延的玻璃预制体的直径。然而，直径波动区靠近加热器121，使得难以在拉延期间直接测量的径波动区的形状。 因此，在本实施方式中，能够由在稳定状态下正被拉延时的初步实验或数据来计算或估计拉延基准距离。本发明人研究了拉延基准距离L、供给速度Vl和拉延前的玻璃预制体的直径D之间的关系。特别地，供给速度VI、玻璃预制体直径D和玻璃棒目标直径d被设定为各种数值，从直径减小区202的实际形状测量拉延基准距离L。结果在图3A和图;3B中示出。图 3A示出在直径为160mm、170mm和180mm的玻璃预制体分别被拉延成150mm的目标直径的玻璃棒的情况中拉延基准距离和供给速度之间的关系。图3B示出在直径为160mm、170mm和 180mm的玻璃预制体被拉延成IlOmm的目标直径的玻璃棒的情况中拉延基准距离和供给速度之间的关系。如从供给速度和玻璃预制体直径之间的关于多个拉延基准距离的关系可看出的那样，拉延基准距离L根据玻璃预制体直径和供给速度而变化。从图3A和图;3B中示出的供给速度和玻璃预制体直径之间的关于多个拉延基准距离的关系可以看出，拉延基准距离根据玻璃预制体直径和供给速度以各种方式变化。拉延前的玻璃预制体的直径越大，拉延基准距离就越长。并且，供给速度越大，拉延基准距离就越长。如从图3A和图:3B所看出的那样，将拉延期间的供给速度和玻璃预制体直径保持在定值能够提供恒定长度的拉延基准距离。然而，如果玻璃预制体在其长度方向上存在直径波动，则即使保持玻璃预制体的供给速度恒定，也可能会使拉延基准距离波动。为此，在本实施方式中，在拉延玻璃预制体期间保持供给速度恒定，并且根据玻璃预制体的直径波动改变玻璃预制体上的直径获取位置。即，在本实施方式中，从加热器基准位置到玻璃预制体的直径获取位置的距离被设定成等于波动的拉延基准距离。为了确定拉延基准距离，可以利用如图3A和图;3B所示的、限定拉延前的玻璃预制体的直径和拉延基准距离之间的关系的数据。难以对于玻璃预制体的所有的波动的直径，准备拉延基准距离数据。为此，在本实施方式中，通过在如图3A和图:3B所示直径和拉延基准距离数据中的数据之间插值 (interpolate)，而确定玻璃预制体的长度方向上的玻璃预制体的规定位置处的拉延基准距离，从而确定所述规定位置到达加热器中央位置C时的直径获取位置。在玻璃预制体的可用区的直径基本线性变化的情况中，利用直径和拉延基准距离数据确定可用区的开始位置和拉延终止位置这两点处的拉延基准距离。并且，通过在这两点处线性地插值拉延基准距离，能够计算出这两点之间的规定位置处的拉延基准距离。艮口， 在拉延前的玻璃预制体直径线性变化的情况中，上述两点之间的规定位置处的拉延基准距离也线性地改变。此外，在玻璃预制体直径在长度方向上不变化的情况中，能够通过将可用区分割成多个插值区、从直径和拉延基准距离数据确定各插值区的两端点处的拉延基准距离以及在各插值区的两端点处插值拉延基准距离，来获得规定位置处拉延基准距离。注意， 插值方式不限于该方式，可以采用其他插值方式。接着，将参考图4说明由上述控制器进行的拉延加工的实施例。首先，具有预测量的直径的玻璃预制体201被放置到图1的设备，打开加热器121，并且马达103和113被驱动以将玻璃预制体201供给到炉120中(Si)。如果从玻璃预制体的能够用于形成玻璃棒的可用区的拉延开始位置开始加热玻璃预制体，则因为预制体的温度分布还未处于稳定状态，所以在预制体的拉延开始侧可能会产生直径波动。为了防止上述情况，需要在玻璃预制体的可用区的拉延开始位置到达炉 120中的加热器中央位置C之前开始加热玻璃预制体，以使拉延开始位置处的温度分布稳定。开始加热玻璃预制体的位置和玻璃预制体的可用区的拉延开始位置之间的区域(下文中称为初步加热区)的长度优选地被设定为等于或大于加热器的长度，以稳定温度分布。 使初步加热区的长度延长超过所需长度由于玻璃预制体的大量损耗而对生产率不利，因此，优选地，将初步加热区的长度设定为小于加热器的长度的三倍。接着，开始获取玻璃预制体201在长度方向上相对于炉120的当前位置(S2)。可利用例如被组装于马达103的旋转位置检测器(图中未示出)来获取玻璃预制体201相对于加热器121的当前位置。接着，判断玻璃预制体201的拉延开始位置是否到达距加热器中央位置C预定距离的位置，其中该预定距离被设定为特定拉延基准距离。如果到达了，则开始拉延加工(S4)。随着拉延加工开始，将供给速度Vl设定为预定定值(S。。接着，确定拉延前的玻璃预制体的直径获取位置(S6)。这里，将说明确定直径获取位置的方法，例如，在玻璃预制体的可用部分的长度为IOOOmm的情况中，拉延开始位置处的拉延基准距离为40mm，拉延终止位置处的拉延基准距离为60mm。玻璃预制体中的可用区的拉延开始位置被设定在加热器中央位置C下方40mm的位置处。在获取拉延终止位置处的直径时，拉延终止位置相对于加热器中央位置C的位置被定位在拉延开始位置相对于加热器中央位置C的位置的下方 20( = 60-40)^^因此，玻璃预制体的总供给量被设定为1020mm。此外，使玻璃预制体的实际供给量乘以1000/1020而给出所插值的直径获取位置。随着拉延加工开始，从所测量的直径数据获取所计算出的直径获取位置处的直径 (S7)。利用所获取的直径通过式(1)确定拉延速度V2(S8)。并且，根据所确定的供给速度 Vl和拉延速度V2的控制命令被发送到马达103和113 (S9)。接着，判断玻璃预制体是否到达终止位置(SlO)。如果未到达，则重复步骤S5至步骤S8。如果到达了，则停止拉延加工(Sll)。本实施方式的方法尤其在玻璃棒目标直径d是玻璃预制体直径D的60% -95%的情况中提供极好的技术效果。从图3A和图:3B之间的比较可以看出，在具有较大直径减小比的拉延处理中，其中直径为160mm的玻璃预制体被拉延成直径为150mm的玻璃棒并且直径减小比为94%，与供给速度和直径的变化相关联的拉延基准距离的改变量变得较大。具体地，在这种较大直径减小比的情况中，本发明对拉延是十分有用的。此外，即使在诸如如图3B所示的从180mm的直径到IlOmm的直径等较小直径减小比的拉延中，也可看出与玻璃预制体直径的变化相关联的拉延基准距离的改变，不过，该改变量较小。在直径减小比小于 60%的情况中，可使用传统的方法，本发明的方法也能提供期望的结果。另一方面，在直径减小比大于95%的情况中，在拉延期间难以维持适当的拉延负荷，从而所拉延的玻璃棒可能会具有一定的挠曲。传统地，如果当直径在拉延炉中减小时玻璃棒的直径波动变大，则通过利用现有的玻璃车床重新拉延可修正直径波动。然而，在玻璃棒直径超过IlOmm的情况中，由于在利用现有的玻璃车床重新拉延时加热效率降低，所以变得难以或不能重新拉延。因此，在玻璃棒目标直径超过IlOmm的情况中，在不用本发明的拉延加工的情况下不能制造直径波动降低的玻璃棒。在这种情况中，本发明是有效的。[示例]实施例1在加热器长度为130mm、玻璃棒目标直径为150mm以及供给速度为lOmm/min的条件下拉延两端为锥状部、预制体的可用区的长度为1000mm、可用区的拉延开始位置处的直径为160mm、可用区的拉延终止位置处的直径为172mm并且可用区中的直径在长度方向上线性变化的玻璃预制体。从图3A中的数据确定拉延基准距离，因此，拉延基准距离被设定为在拉延开始侧为33mm、在拉延终止侧为52mm。长度为200mm的初步加热区被设定在拉延开始侧。玻璃预制体被设定成可用区的位于拉延开始侧的拉延开始位置位于加热器中央位置C上方并距该位置C167mm，并且以2050摄氏度的加热器温度开始拉延。在拉延开始侧的锥状部的大于150mm的直径部的目标直径被设定为150mm的玻璃棒目标直径的情况下，以利用式(1)计算出的拉延速度拉延该直径部。在长度为200mm的初步加热区经过加热器中央位置C的时点，玻璃预制体的供给量被设定成为Omm。从此时开始，玻璃预制体被移动1019mm。由IOOOmm的可用区的长度+ (52mm的终止位置的拉延基准距离-33mm的开始位置的拉延基准距离)确定出1019mm的供给量。在此期间，通过使玻璃预制体的实际进给量乘以1000/1019来插值预制体上的相对于规定位置的直径获取距离。并且，从所测量的玻璃预制体的直径数据利用在所插值的直径获取距离处所获取的直径通过式(1)计算出拉延速度。此外，在拉延可用区之后进一步拉延另一长度为200mm的区域。在此期间，供给速度维持在9. Omm/min，这是可用区的最终供给速度。在拉延终止侧的锥状部的大于150mm的直径部的目标直径被设定为150mm的情况下，以利用式(1)计算出的拉延速度拉延该直径部。结果，如图5所示，可获得具有显著减小的直径波动的玻璃棒，在该直径波动中，最大直径和最小直径之间的差大约为0. 9mm。比较例1在加热器长度为130mm、玻璃棒目标直径为150mm以及供给速度为lOmm/min的条件下拉延两端为锥状部、玻璃预制体的可用区的长度为1000mm、可用区的拉延开始位置处的直径为160mm、可用区的拉延终止位置处的直径为170. 5mm并且可用区中的直径在长度方向上线性变化的玻璃预制体。拉延开始侧的初步加热区的长度被设定为200mm。拉延基准距离被设定为利用预制体的中央位置处的165mm的直径作为代表性直径而从图3A中的数据所确定的41mm，并且在拉延期间，拉延基准距离恒定。玻璃预制体被设定成可用区的位于拉延开始侧的拉延开始位置位于加热器中央位置C上方并距该位置C159mm，并且以2050 摄氏度的加热器温度开始拉延。在拉延开始侧的锥状部的大于150_的直径部的目标直径被设定为150mm的玻璃棒目标直径的情况下，以利用式(1)计算出的拉延速度拉延该直径部。在长度为200mm的初步加热区经过加热器中央位置C的时点，玻璃预制体的供给量被设定成为Omm，并且以IOOOmm的供给量供给玻璃预制体。在此期间，利用预制体的实际供给位置处的直径由式(1)计算出可用区中规定位置处的拉延速度V2，其中所述实际供给位置位于加热器中央位置C。在拉延可用区之后进一步拉延另一长度为200mm的区域。在拉延开始侧的锥状部的大于150mm的直径部的目标直径被设定为150mm的玻璃棒目标直径的情况下，以利用式(1)计算出的拉延速度拉延该直径部。结果，如图6所示，所拉延的玻璃棒的直径波动中的最大直径和最小直径之间的差值大约为3. 1mm，所拉延的玻璃棒的直径波动大于实施例1中的直径波动。比较例2在加热器长度为130mm、玻璃棒目标直径为150mm以及供给速度为lOmm/min的条件下拉延两端为锥状部、玻璃预制体的可用区的长度为1000mm、可用区的拉延开始位置处的直径为161mm、可用区的拉延终止位置处的直径为172mm并且可用区中的直径在长度方向上线性变化的玻璃预制体。不设定拉延开始侧的初步加热区。拉延开始侧的拉延基准距离被设定为从图3A中的数据所确定的35mm，拉延终止侧的拉延基准距离被设定为从图3A 中的数据所确定的53_。玻璃预制体被设定成可用区的位于拉延开始侧的拉延开始位置位于加热器中央位置C下方并距该位置C35mm，并且以2050摄氏度的加热器温度开始拉延。开始拉延时，在加热器中心位置C处的玻璃预制体的供给量被设定成为Omm。从此时开始，玻璃预制体被移动1018mm。由IOOOmm的可用区的长度+(53mm的终止位置的拉延基准距离-35mm的开始位置的拉延基准距离)确定出1018mm的供给量。在此期间，通过使玻璃预制体的实际进给量乘以1000/1018来插值预制体上的相对于规定位置的直径获取距离。并且，利用在所插值的直径获取距离处从所测量的玻璃预制体的直径数据所获取的直径通过式(1)计算出可用区的规定位置处的拉延速度V2。此外，在拉延可用区之后进一步拉延另一长度为200mm的区域。在拉延开始侧的锥状部的大于150mm的直径部的目标直径被设定为150mm的玻璃棒目标直径的情况下，以利用式(1)计算出的拉延速度拉延该直径部。结果，如图7所示，在拉延开始侧产生从+2mm到-5mm的范围的大的直径波动，该直径波动大于实施例1中的直径波动。实施例2在加热器长度为130mm、玻璃棒目标直径为150mm以及供给速度为lOmm/min的条件下拉延两端为锥状部、玻璃预制体的可用区的长度为1000mm、拉延开始位置处的直径为 168mm、拉延终止位置处的直径为172mm并且可用区中的直径在长度方向上成波状变化的玻璃预制体。拉延开始侧的初步加热区的长度被设定为200mm。玻璃预制体上的在长度方向上以IOOmm的均等(regular)间隔的间隔开的从璃预制体的开始端侧起的多个点的拉延基准距离被设定为 46mm、44mm、41mm、38mm、38mm、39mm、43mm、46mm、49mm、52mm 和 52mm，这是由所述多个点的直径和图3A中的数据确定出的。玻璃预制体被设定成可用区的位于拉延开始侧的拉延开始位置位于加热器中央位置C上方并距该位置C154mm，并且以2050摄氏度的加热器温度开始拉延。在拉延开始侧的锥状部的大于150_的直径部的目标直径被设定为150mm的玻璃棒目标直径的情况下，以利用式(1)计算出的拉延速度拉延该直径部。在长度为200mm的初步加热区经过加热器中央位置C的时点，玻璃预制体的供给量被设定成为Omm，并且玻璃预制体被移动98mm。由IOOmm的间隔+(多个点中的第二点处的52mm的拉延基准距离-多个点中的第一位置处的33mm的拉延基准距离)确定出98mm 的第一供给量。在此期间，通过使玻璃预制体的实际进给量乘以100/98来插值预制体上的第一位置和第二位置之间的规定位置的直径获取距离。并且，从所测量的玻璃预制体的直径数据利用在所插值的直径获取距离处所获取的直径通过式(1)计算出拉延速度。向预制体的可用区的端部继续拉延，使得在多个点之间的彼此相邻的两个点之间的各插值区处以相同的方式顺次地确定出拉延速度。此外，在拉延可用区之后进一步拉延另一长度为200mm 的区域。在拉延终止侧的锥状部的大于150mm的直径部的目标直径被设定为150mm的情况下，以利用式(1)计算出的拉延速度拉延该直径部。结果，如图8所示，可获得显著减小的直径波动，在该直径波动中，最大直径和最小直径之间的差值大约为0. 9mm。[产业上的可利用性]根据本发明，当以较大直径减小比拉延时，所拉延的玻璃棒在长度方向上的直径波动可被抑制。虽然已经参考示例性实施方式说明了本发明，但是应理解，本发明并不局限于所公开的示例性实施方式。所附的权利要求书的范围符合最宽泛的阐释，以涵盖全部这样的变型、等同结构和功能。
权利要求
1.一种玻璃棒的制造方法，在该方法中，将较大直径的玻璃预制体经由炉的顶部供给到所述炉中，并经由所述炉的底部从所述炉拉延所述玻璃预制体，使得所述较大直径的玻璃预制体被拉延成较小直径的玻璃棒，所述方法包括以下步骤控制所述玻璃预制体的供给速度和拉延速度，使得所述供给速度和所述拉延速度之间的比变为基于所述玻璃预制体的直径和所述玻璃棒的目标直径所确定的值；将所述玻璃预制体的所述供给速度设定为定值；以及从所测量的拉延前的所述玻璃预制体的直径数据在相对于所述炉的基准位置所限定的直径获取位置处获取用于确定所述拉延速度的所述玻璃预制体的直径，其中从所述基准位置到所述直径获取位置的距离被限定为根据拉延前的所述玻璃预制体在长度方向上的直径波动而变化。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在获取所述玻璃预制体的直径的步骤中，从所述基准位置到所述直径获取位置的距离被定义为等于所述玻璃预制体的拉延基准距离，所述拉延基准距离被定义为从所述炉的所述基准位置到根据拉延期间的所述玻璃预制体的直径减小区的变形状况所限定的特定位置的距离，所述拉延基准距离根据所述玻璃预制体的拉延前的直径或所述玻璃预制体的所述供给速度而变化。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，基于所述玻璃预制体的拉延前的直径和所测量的拉延基准距离之间的关系数据来确定将要被拉延的所述玻璃预制体的长度方向上的第一位置和第二位置处的拉延基准距离， 通过相对于所述第一位置和所述第二位置对所确定的拉延基准距离进行插值来确定所述第一位置和所述第二位置之间的规定位置处的拉延基准距离。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述拉延基准距离相对于所述玻璃预制体的所述供给速度的变化或拉延前的直径的变化的改变量根据直径减小比而不同，所述直径减小比被定义为所述拉延前的直径和所述目标直径之间的比。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述直径减小比在60% -95%的范围。
6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述玻璃棒的目标直径被设定为等于或大于110mm。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括在所述玻璃预制体中的可用区的拉延开始位置到达所述炉的所述基准位置之前开始加热所述玻璃预制体的步骤， 其中，用于开始加热所述玻璃预制体的位置与所述可用区的所述拉延开始位置之间的距离被设定为等于或大于所述炉中的加热器的长度方向上的长度并且小于该长度的三倍。
8.一种玻璃棒的制造设备，其包括炉；供给机构，其被构造成将较大直径的玻璃预制体经由所述炉的顶部供给到所述炉中；拉延机构，其被构造成经由所述炉的底部从所述炉拉延所述玻璃预制体，使得所述较大直径的玻璃预制体被拉延成较小直径的玻璃棒；以及控制器，其被构造成通过所述供给机构控制所述玻璃预制体的供给速度以及通过所述拉延机构控制所述玻璃预制体的拉延速度，使得所述供给速度和所述拉延速度之间的比变为基于所述玻璃预制体的直径和所述玻璃棒的目标直径所确定的数值，其中， 所述控制器包括设定单元，其被构造成将所述玻璃预制体的供给速度设定为定值； 获取单元，其被构造成从所测量的拉延前的所述玻璃预制体的直径数据在相对于所述炉的基准位置所限定的直径获取位置处获取用于确定所述拉延速度的所述玻璃预制体的直径，其中从所述基准位置到所述直径获取位置的距离被限定为根据拉延前的所述玻璃预制体在长度方向上的直径波动而变化。
全文摘要
本发明提供一种玻璃棒的制造设备和制造方法，即使在玻璃预制体和玻璃棒之间存在诸如60％-95％等较大的直径减小比的情况中，所述制造设备和制造方法也能够抑制所拉延的玻璃棒的直径波动。玻璃预制体的供给速度(V1)被设定为定值，从所测量的拉延前的玻璃预制体的直径数据在相对于炉的基准位置所限定的直径获取位置处获取玻璃预制体的用于确定拉延速度(V2)的直径(D)，从基准位置到直径获取位置的距离被限定为根据拉延前的玻璃预制体在长度方向上的直径波动而变化。
文档编号C03B37/014GK102399058SQ20111026877
公开日2012年4月4日 申请日期2011年9月8日 优先权日2010年9月8日
发明者乙坂哲也 申请人:信越化学工业株式会社