专利名称：行列式制瓶机玻璃器具成型系统中的料滴送达时间控制的制作方法
技术领域：
本发明涉及行例式(IS)制瓶机玻璃器具成型系统，特别是监控行例式制瓶机中玻璃料滴送达时间和以该料滴送达时间的函数控制机器分部的方法和装置。
目前，通常所说的行列式制瓶机或IS机在玻璃容器的制造业中占主要地位。此类制瓶机包括一组分开或独立的制造分部，它们各具有用于将一个或更多的熔态玻璃填料或料滴转换成空心玻璃容器并通过该机器分部的连续工段(successive stage)传送玻璃容器的操作机构。一般地，IS制瓶机系统包括一个具有用于控制熔态玻璃料股的顶针机构的玻璃源；剪切机构，用于将熔态玻璃料股切割成单独的料滴；以及一个料滴分配器，用于将各料滴分配到各个机器中。每个机器分部包括一个或多个型坯模，在其中将料滴通过吹制或压制操作初步成型为型坯；一个或多个翻转臂(invert arm)，用于将型坯输送到吹模中，在吹模中将容器吹制成最终的形状；钳，将成型的容器输送到固定板上；刮除机构，将模制成型的容器从固定板传送到横向运输机上。运输机承接来自于所有IS制瓶机分部中的容器，并将容器输送到装载器中，以传送给玻璃退火炉，在每个分部中还设有用于闭合对开模、移动挡块手和吹头，调节冷却风气流等等操作机构。美国专利4,362,544包括了对“吹-吹”与“压-吹”两种玻璃器具成型工艺技术背景论述，并还论述了适用于这两种工艺的电动气动式行列式制瓶机。
熔态玻璃料滴到每一行列式的坯型模的时间控制对系统操作是一个关键性的因素。料滴的定时到达是随若干因素而显著变化，如沿槽、料滴分配系统的料槽和导流板的污垢堆积和/或涂层损坏之类的因素。玻璃料滴过迟到达型坯模可能引起严重的模具损坏，需要付出昂贵的停工修理代价，并产生所谓杂质玻璃，可能会污损邻近机器分部中形成的玻璃器具。迄今为止已提议，检测玻璃料滴到达各型坯模，根据玻璃料滴到达使型坯模的闭合以及启动分部操作循环。然而，此类方案过于复杂，且不能很好适宜于必须在各制瓶机分部间进行协调控制的多分部制瓶机系统。
因此，本发明的总目的在于提供一种系统和方法，用于在行例式玻璃器具成型系统的多分部中测量料滴送达时间，以及以这样的一种方式控制分部在料滴过迟到达情况下的操作，在完成该制瓶机分部的操作循环中防止模具损坏及产生杂质玻璃，并且不影响机器其他分部的操作。本发明的另一个和相关的目的在于，提供一种上述特征的方法和系统，便于监测料滴输送设备的废料堆积、涂层破坏或其他逐渐的老化，以便在料滴输送定时劣化到危险程度之前维修输送设备。
在包括一个料滴分配器、每个机器分部中的型坯模、每个机器分部中的吹模的行例式(IS)制瓶机玻璃器具成型系统中，用于确定料滴到达每个机器分部时间和在危急的料滴误装载时终止一个分部操作的设备包括确定料滴到达各机器分部的传感器和相应的电路，所述料滴分配器用于将玻璃料滴按次序分配到各机器分部中，所述型坯模用于使料滴形成型坯，所述吹模用于使型坯形成中空的玻璃容器。在每个机器分部中将这样确定的料滴到达时间与预设关闭极限值进行比较。当料滴到达一个机器分部的时间超过预设极限值时立刻终止该机器分部的坯型模的操作，而允许该机器分部的吹模和器具传送机完成一个操作循环。故此，在该分部没有可接受的玻璃器具的同时避免了型坯模的损毁以及产生杂质玻璃。在清除可能发生的玻璃误装载和进行必须的维修以后，机器分部可以通过正常的再启动方式被重新启用。其他机器分部不中断地继续运行。
在本发明的优选实施例中，在每个料滴分配器和每一机器分部中设置料滴传感器，用于检测玻璃料滴到达该分部的型坯模的时间。一个电子控制器与所有料滴传感器相连接，用于检测玻璃料滴通过料滴分配器至每一分部中的每一个型坯模的传送时间。当玻璃料滴在料滴分配器与任一机器分部中的型坯模之间的传送时间超过预选极限时，该分部中型坯模的运行将立刻被终止，同时完成吹模的操作循环过程。在一系列机器循环中存储料滴的到达时间信息，并估价这样存储的信息用于确定料滴传送机构的状态。它是通过确定每个机器分部的各个型坯模的平均料滴到达时间和每个机器分部的各个型坯模的料滴到达时间标准偏差、并以指令方式将信息显示给估价的操作者来实现的。以此方式，任何料滴传送过程中的劣化情况都能在机器终止之前被识别。
有关本发明以及其他的目的，特征及优点，将通过下列说明、附加的权利要求和附图得到最好的理解。
图1是本发明优选实施方式的行例式制瓶机玻璃器具成型系统功能框图；图2是图1所示系统局部更详细的功能框图；图3是根据本发明优选实施例中料滴到达时间控制和机器控制系统的功能框图；以及图4是用于操作者参考的料滴到达时间的典型显示。
图1示意出一个IS制瓶机玻璃器具成型系统10，包括一个容纳熔态玻璃(来自于前炉)的贮存器或料碗12，由顶针机构14控制熔态玻璃，送往剪切机构16。剪切机构16将熔态玻璃切割成熔态的玻璃料滴，通过料滴分配器18送往IS机构20。IS机构20包括一组单独的分部，在各分部中料滴被成型为单独一件玻璃器具。各分部分终止于刮除工作台，由此将玻璃器具制品从刮除工作台传送到一个横置的运输机22上。运输机22通常为环形皮带运输机，按次序将容器传送到退火炉装载器24，它将容器成批送入一个退火炉26中。容器通过退火炉26被传送到通常所说制作循环的冷却端28，在此对容器的商品品种进行检验，分类、贴标签，包装和/或为进一步的工序而保存起来。
图1示意的系统10包括一系列操作机构，它们用于对玻璃进行操作、通过连续的加工步骤移动玻璃工件以及在系统中实施其他功能。这些操作机构包括，例如，顶针机构14，剪切机构16，料滴分配器18和退火装载器24。再有，每个IS制瓶机20中，具有多种操作机构，如用于开闭模具的机构，用于漏斗、挡板和吹头的进、出运动的机构，用于翻转臂和取出钳运动机构，以及用于将制品移动到运输机22上的刮除机构。
对照图2，IS制瓶机20包括一组独立的分部20a，20b，……20n。每个独立分部包括至少一个，最好是一组型坯模30，从料滴分配器18同时接受玻璃料滴。在附图所示及在此讨论的特别实例中，制瓶机20包括一个所谓三坯机，其中每个机器分部包括三套型坯模30和三套吹模32，用于同时操作三块玻璃料滴制作三件玻璃器具。所谓单坯机构，双坯机构和四坯机构也被应用于工艺中。玻璃料滴实际上同时被传送入]给机器分部的型坯模30，并按设计的点火顺序或次序传送入若干个机器分部。玻璃料滴在型坯模30中被同时成型为粗型坯，并同时通过相应的翻转臂从型坯模30传送到吹模32。在吹模32中，粗型坯被吹制成最后形状，此时下一批粗型坯在型坯模30中形成。随着下一批粗型坯通过翻转臂传送到吹模32，完成制品从吹模32通过取出钳转移到刮除工作台34的固定板上。若干刮除工作台34按次序将完成制品传送到横置的运输机22(图1)。
作为更深入的描述，IS制瓶机玻璃器具成型系统10具有传统的结构。例如，贮存器12和顶针机构14如美国专利3,419,373所示。本发明当前的优选实施例中，顶针机构14公开于美国申请08/597,760中。剪切机构16可以如美国专利3,758,286或4,499,806，或者更佳的，如申请日为1994年10月13日的美国申请08/322,121所示。料滴分配器18可以如美国专利4,529,431或5,405,424。美国专利4,362,544和4,427,431展示了典型的IS制瓶机20，以及美国专利4,199,344，4,222,480和5,160,015展示了典型的刮除工作台。美国专利4,193,784，4,290,517，4,793,465和4,923,363展示了适用的退火炉装载器24。美国专利4,141,711，4,145,204，4,338,116，4,364,764，4,459,146和4,762,544展示了多种IS制瓶机系统中玻璃器具制作电子控制的安排。例如，一种用于控制IS制瓶机的运转制瓶机展示于，如上述的美国专利4,548,637。上面所提到所有美国专利和申请的公开在此作为相关的背景技术。
根据本发明，料滴传感器40a，40b，40c(对于三料滴系统)的设置用于熔态玻璃从剪切机构16到料滴分配器18过程的检测。传感器40a-40c可以排列于沿料滴传送路径任一合适的位置，如剪切机构16和料滴分配器18的入口之间，或沿着料滴分配器18的入口，导槽或导向器。第二组料滴传感器42a，42b，42c的设置用于熔态玻璃从料滴分配器18到与之相连的每个机器分部20a，20b，……20n的型坯模30过程的检测。传感器42a，42b，42c可以直接地排列于与型坯模相邻，与型坯模入口挡板相邻，或料滴分配导向器出口端的位置。特别要指出的是，传感器40a-40c和42a-42c的设置，是要提供表示熔态料滴通过料滴分配器18的时间以及熔态料滴到达每个机器分部的型坯模30运行时间的信号。传感器40a-40c和42a-42c可以是任何适合的形式，例如美国专利4,574,009所展示的。
若干个传感器40a-40c和42a-42c通过一个多路转换器44(图3)连接到电子控制器46，所述的传感器提供一个控制输入信号给多路转换器，多路转换器用于对一组输入的传感器信号进行选择。电子控制器46还接收机构定时和复位信号，给机构操作的时间控制提供参照，还提供输出信号给计算机部件操作员控制台或COMSOC 48a，48b，……48n，它们分别控制机器分部20a，20b，……20n的操作。COMSOC单元48a-48n可以是例如美国专利4,364,764和4,459,146所展示的。控制器46还接收一个来自于操作键盘50的输入信号，以及提供一个输出信号给操作显示屏52，用于实现将要叙述的目的以及其他常规的控制目的。
在操作中，控制器46监视来自于熔态料滴传感器40a-40c和42a-42c的定时信号以达到两种目的持久监测料滴传送时间，以及在料滴传送过迟时控制分部关闭。控制器46通过多路转换器44轮询不同的传感器40a-40c和42a-42c以检测玻璃料滴通过每一传送路径到达每个机器分部的型坯模30的运送时间。该运送时间存储在控制器46中，使得每个传送过程可以根据玻璃料滴的传送条件进行估测，以及描绘出由于杂质堆积，涂层的磨损或其他原因导致的设备逐渐劣化情况。为此目的，操作者在键盘50上可以有选择地要求将料滴到达统计信息显示于屏幕52上。例如，图4示意了一种料滴到达监测显示情况，它提供了如三料滴十分部机构的各机构分部1至10的每个型坯模空腔A、B和C的信息。图4中所有的时间是机器度(machine degree)单位，通过控制器46(图3)基于机器计时和其余的输入信号计算得出。图4所示的显示，例如，分部1的空腔A-C的平均到达时间在最后50次加工循环中是7.1度，具有0.4度的标准偏差。同样，所有分部1至10(它们通过分配器18分享料滴通路的公共部分)的型坯模空腔C的平均料滴到达时间在最后50次加工循环中平均为6.8度，具有0.4度的标准偏差。即使在料滴分配系统也可以使用这种特性的信息来评估设备劣化的状态。其他信息，如最大和最小传送时间，也可以计算和显示出来。
本发明的第二个特征是在使会产生杂质玻璃和可能损毁型坯模的机构无效的同时以控制方式关闭机器分部，允许部分完好成型的玻璃器具继续完成。它是通过实时计算在料滴传送到型坯模时料滴到达各机器分部的每个型坯模的时间来完成。如果到达时间超过设定极限，控制器46(图3)通过有问题的型坯模相应的COMSOC 48a-48n进行操作来终止有问题的分部的型坯模的操作，同时继续操作吹模、取出钳和刮除工作台，在该分部完成成型玻璃器具的工序。关闭极限可以通过观察分部中料滴是否及时装载、并注意该分部中料滴的到达时间根据经验来确定。之后，在该分部可以手工操作型坯模挡板，以便较早开始直至料滴碰触挡板。然后，将在料滴与前述的与挡板相抵触的料滴的正常到达时间相冲突之前的挡板所需的增加变化度数作为关闭极限设置。该设置可以通过键盘50输入控制器46。其他用于计算或经验性确定关闭极限的技术均可以使用，例如，在上述相关的美国专利4,364,764中公开的机构停止和启动程序。
可见，本发明提供了一种用于监视和控制行列式玻璃器具成型系统的方法和装置，它可以完全达到前面提出的所有目的和目标。虽然本发明已通过与之相结合的本优选实施例进行了详细描述，但许多修改和变更可以在不背离本发明最大程度的实质和范围情况下作出。例如，不使用感测熔态玻璃料滴到达或通过料滴分配器18的料滴传感器40a-40c，一个相应的料滴到达时间的参考信号可以通过响应剪切机构16的操作的传感器来产生，或者在这方面由命令剪切机构16操作的电信号来产生。优选使用料滴传感器40a-40c以排除非直接与料滴到达时间相应的其他定时错误的可能原因。在此还优先以机器度为单位利用和显示料滴到达时间，使该时间与机器操作更易有关。然而，也能以实际时间为单位来操作和/或显示坯料到达时间。本发明的系统还可以容易地运用于监视其他机器的操作时间，如机器指示或复位脉冲与实际料滴到达的时间之间的所谓偏离时间。本系统还可用于在料滴到达一个或多个型坯模的时间劣化的情况下给操作者提供警报信号，这将给采用补救装置和可避一个或多个机器分部关闭提供机会。
权利要求
1.一种用于成型中空玻璃容器的行列式(IS)制瓶机(20)的操作控制方法，行列式(IS)制瓶机包括在各分部中用于将料滴成型为型坯的第一装置(30)，在各分部中用于将型坯成型为容器的第二装置(32)，将型坯从所述第一装置输送到所述第二装置的装置，以及从所述第二装置传送容器的装置(34)，所述方法包括的步骤为(a)测定所述各料滴到达所述各第一装置(30)的时间，(b)将步骤(a)中所述各料滴到达时间与预设极限值相比较，以及(c)在所述步骤(b)中，如果步骤(a)中的所述料滴到达时间超过步骤(b)所述预设极限值，则立即终止与所述分部(20a，20b，……20n)相应的第一装置(30)的运行，以防止在第一装置产生杂质玻璃，同时继续完成所述输送装置、与所述分部相应的所述第二装置(32)和所述传送装置(34)中的运行周期，以便在所述第二装置中将型坯成型为玻璃容器。
2.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述步骤(a)包括步骤(a1)存储对应各所述机器分部的多次运行周期的料滴到达时间信息，以及(a2)选择性显示用于通过操作者评价所述料滴传送装置的操作劣化情况的平均时间信息。
3.根据权利要求1或2所述方法，其特征在于，所述各机器分部包括一组所述第一装置及相应的一组所述输送装置和所述第二装置，以及所述步骤(a)包括测定每一所述料滴到达在所有所述分部的所述多个第一装置的每一个的步骤。
4.一种行列(IS)制瓶机玻璃器具成型系统(10)，包括用于按次序将玻璃料滴传送到各机器分部(20a，20b，……20n)的装置(18)，在各分部中用于将料滴成型为型坯的第一装置(30)，在各分部中用于将型坯成型为容器的第二装置(32)，将型坯从所述第一装置输送到所述第二装置的装置，用于测定所述料滴到达各分部的时间和在发生危急的料滴误装载时终止一个分部运行的装置(40至52)，它包括用于测定所述料滴到达各分部的装置(40，42，44，46)，用于将料滴到达时间与各分部预设关闭极限值比较的装置(46)，以及用于当所述分部中的所述料滴到达时间超过所述预设极限值时立即终止分部中所述第一装置的运行而同时允许该分部中第二装置完成循环的装置(46，48)。
5.根据权利要求4所述系统(10)，其特征在于，所述分部(20a，20b，……20n)包括一组所述第一装置和第二装置(30，32)，以及所述终止操作装置(46，48)包括当该分部中任何一个所述第一装置的所述料滴到达时间间隔超过所述预设极限值时终止机器分部中所有所述第一装置(30)的运行、同时允许该分部中所有所述第二装置(32)完成循环的装置。
6.根据权利要求4或5所述系统(10)，进一步包括存储一系列加工循环的料滴到达时间信息的装置(46)，以及用于评价这样的信息以确定料滴传送装置的操作劣化情况的装置(46，52)。
7.根据权利要求6所述的系统，其中信息评价装置(46，52)包括用于确定各机器分部中所述各第一装置的平均料滴到达时间的装置(46)，以及用于向操作者显示所述平均料滴到达时间的装置(52)。
8.根据权利要求7所述系统，其特征在于，所述信息评价装置进一步包括用于确定所述各机器分部中所述各第一装置的料滴到达时间的标准偏差的装置(46)，以及用于向操作者显示所述标准偏差的装置(52)。
9.一种行列式(IS)制瓶机玻璃器成形系统(10)，它包括一个行列式制瓶机(20)，行列式制瓶机具有一组机器分部(20a，20b，……20n)，机器分部各具有一组玻璃料滴在其中成型为型坯的坯型模(30)，一组型坯在其中成型为各玻璃器具的吹模(32)，用于从所述吹模传送玻璃器具的装置(34)，以及用于同时将玻璃料滴传送到分部中的型坯模的并且再到每一分部的装置(16)，用于测定料滴到达所述各分部的所述各型坯模时间的装置(40至52)，所述系统还包括用于检测传送玻璃料滴的所述装置(16)中玻璃料滴到达的第一料滴检测装置(40a至40c)，用于检测料滴到达所述各机器分部的所述各型坯模(30)的、并位于各机器分部中的第二料滴检测装置(42a至42c)，与所有的所述料滴检测装置相连接的用于确定玻璃料滴从所述各第一料滴检测装置到所述各第二料滴检测装置的运行时间的装置(44，46)，与所述运行时间确定装置相连接、用于确定什么时候玻璃料滴从所述第一料滴检测装置到任意所述第二料滴检测装置的运行时间超过预设极限值的装置(46)，以及响应于所述确定装置、用于当料滴运行时间超过所述预定极限值时立即终止各机器分部的型坯模操作、而同时允许该分部中吹模的操作循环的的装置(46，48a，48b，……48n)。
10.根据权利要求9所述系统(10)，其特征在于，所述分部(20a，20b，……20n)包括一组所述第一和第二装置(30，32)，以及所述操作终止装置(46，48a，……48n)包括当该分部中任何所述第一装置中料滴到达时间超过所述预定极限值时用于终止在该机器分部中所有所述第一装置的操作、同时允许该机器分部中所有所述第二装置完成循环的装置。
全文摘要
行列式(IS)制瓶机玻璃器具成型系统(10)中,用于确定料滴到达时间和在危急的料滴误装载时终止一个分部操作的设备包括,料滴传感器(40,42)和相应的电路(44,46),料滴分配器(16)将玻璃料滴按次序分配到各机器分部(20a,20b,……20n)中,型坯模(30)使料滴形成型坯,吹模(32)使型坯形成玻璃容器。在每个机器分部中将料滴到达时间与预设关闭极限值比较。当到达时间超过预设极限值时立刻终止坯型模的操作,而允许吹模和器具传送机完成一个操作循环。
文档编号C03B9/13GK1203199SQ9810924
公开日1998年12月30日 申请日期1998年4月21日 优先权日1997年4月21日
发明者D·M·哈耶斯, S·M·施瓦尔茨, J·M·斯利夫科, M·P·维尔克 申请人:欧文斯-布洛克威玻璃容器有限公司