多工位玻璃压机控制系统设计【文献综述】.doc

1、1毕业论文文献综述机械设计制造及其自动化多工位玻璃压机控制系统设计1多工位玻璃压机的发展现状随着玻璃器皿在医药、化学、汽车等行业的使用范围逐渐扩大，高档玻璃用品的需求量越来越大，玻璃压机的要求也越来越高。玻璃压机经历了从半自动化到全自动化、从气动驱动到电动驱动的过程，下面就玻璃器皿的发展、玻璃压机的发展状况分别介绍11玻璃器皿的发展我国的玻璃器皿行业起源于清朝末期,比东南亚及周边邻国要早30年左右。那时都是人工挑料手工压制成型。直到1951年,上海黄发记机器厂成功设计出第1台全气动控制12工位压杯机,形成半自动化的生产方式。口杯成型工艺由上世纪80年代以上海、天津和广州为主的三大流派发展为目前

2、以广东和安徽为主的两大流派,但半自动化的生产方式还在延用【1】。在欧洲,由于发达国家的环保要求高,劳动力成本高,以及原材料紧缺等原因,使得这些国家根本不适合生产低附加值劳动密集型产品。相反,在资源丰富、劳动力低廉、发展中的东南亚国家,部分厂商从上世纪60年代到70年代就从欧洲购进全自动压制生产线,同时从欧洲引进先进的成型工艺技术。这种跨跃式的技术进步至少比中国快了10年。然而他们的原材料及玻璃配方质量远不如中国。20世纪末的亚洲金融风暴使东南亚各国经济受到重创,一大半玻璃厂停工,他们采用大量进口玻璃制品来补足国内市场需求。而中国正处于体制改革时期,有超前意识的企业家纷纷办玻璃厂,形成了中国玻璃

3、工业的巨大规模。目前，我国日用玻璃器皿制品的产能还远不能满足国内市场快速增长的要求，尤其是高档玻璃器皿市场需求巨大。随着城镇化水平的提高及第三产业的发展，未来几年，日用玻璃器皿每年还将以年均15左右的速度递增【2】。12玻璃压机的发展早期的生产以人工和半机械化为主，可以利用棘轮棘爪另加定位机构，这可应用于一些至今还是手工转动的简易压机上，将人工从繁重的驱动中解放出来，侧重于制品的成型工艺中。而过去在机械化生产中占主流的气动全自动玻璃压机是以气动连杆机构来驱动压机转盘的，现已淘汰。当前玻璃压机常用的驱动定位机构是槽轮机构，其次是凸轮机构，由于电气化伺服控制技术的发展，出现了利用伺服的高精度简化驱

4、动定位机械2结构，使压机工位柔性化的伺服驱动的玻璃压机。值得关注的是目前世界上开发的全电驱动的玻璃压机转盘，其精度高、机构简单、磨损小、驱动力矩已不小，几乎达到玻璃压机转盘驱动的所有理想要求，正在发展更大的转矩以及在经济、成本方面有所突破【3】。13我国多工位玻璃压机的发展现状从1947年生产出国内第1台全自动气动玻璃压机至今,我国部分玻璃企业经过不断的技术更新到马氏轮机构和伺服电机齿轮驱动的全电脑控制压机诞生，特别是近年开发出来的伺服驱动电脑控制多功能玻璃压机,符合玻璃制品生产企业的需求,功能先进,变工位数的设计具有很好的实用性,减少玻璃制品企业的设备投入,对加速我国玻璃制造行业的发展具有良

5、好的推动作用。该压机PLC编程技术和伺服驱动技术的应用是我国玻璃机械制造业的重大突破,能够大幅度提升我国玻璃机械设备的制造技术。在传动装置部分,更优化了原来的马氏轮传动机构,采用双回路电机驱动齿轮传动,达到工作平台任意转位任意变速。但该压机技术只是处于起步阶段，国内大多数的玻璃企业目前仍采用传统的半自动化生产技术。2多工位玻璃压机控制系统的设计意义1、玻璃器皿广泛使用促进了玻璃产业的发展，我国高档玻璃制品仍需从国外进口，这要求玻璃压制机械产业的升级，从而提高我国玻璃器皿在国外市场的竞争力。2、国外的PLC编程控制技术的设备都需要2台以上的控制机柜进行控制,控制程序复杂，一般都需要较高学历人员经

6、过专业培训后才能操作，因此需要设计一种生产操作简便的自动控制程序。3、多工位玻璃压机的设计使得压制类玻璃制品的成型工艺尽量细化，使之分到不同的工位，以达到分布同时完成的目的，从而缩短压制时间，增大效率，更加经济【4】。4、采用伺服电机控制，可以根据反馈信号精确控制电机做位置、速度或转矩的跟随控制，从而调整传动结构，减少废品、不良品，提高玻璃制品精度、表面光泽度【5】。5、伺服电机驱动的玻璃压机就可以在控制上进行设定，达到按制品的要求确定工位，这就为玻璃压制生产带来了方便，是真正的柔性生产，以适应玻璃制品多品种、多规格生产的需要。6、采用机械传动方式更改了之前的气动驱动，减少了能量传递过程中的损

7、失，克服了气体传动效率低的缺点。7、采用PLC实现热压成型玻璃压机的自动控制，简化了控制系统的硬件接线，增强了控制系统的控制功能。提高了系统的可靠性，延长了系统维护周期和使用寿命，其手3动、自动两种工作方式的设计，为调试和维修提供方便，也为生产提供可靠保障【6】【7】。3多工位玻璃压机控制系统的设计中存在的一些问题1、玻璃压机的主要机构为间隙运动的多工位转盘机构，所以主要解决的问题就是如何使转盘在工位多、尺寸大的情况下能够速度快、精度高。这就对动力控制系统及传动机构有比较高的要求。2、在设计过程中各机械机构尺寸、动作的协调很难控制，这就要求正确建立机械结构参数与模具参数之间的关系。3、由于机械

8、运动链的间隙影响，伺服压机的定位精度要做高，做到闭环控制目前还受成本影响，所以采取外设定位机构，需要选取正确的机构。4、伺服控制随时间积累可能会产生累积误差，需要在一定的时间内使伺服控制系统找零复位。5、自动控制系统中控制算法选择【8】。6、实际工程应用中的多工位玻璃压机控制系统以及分析系统也有待进一步改进和完善。4结束语就国内外发展情况来看，使用伺服电机驱动、齿轮传动、PLC编程控制的多工位玻璃压机可以大幅提高我国的玻璃机械设备的制造技术。尤其是采用齿轮传动从理论上其工位数可以任意设定，相比于常规的机械式玻璃压机，可以在以后的生产中改变工位，影响着生产速率。采用PLC控制指令可以达到较高的控

9、制精度，以满足具备热压成型特点的多工位玻璃压机的工艺要求，从而提高产品质量和生产效率。参考文献1戴之珉中国玻璃器皿成型工艺的自动化发展玻璃与搪瓷，2009年第37卷第1期40442赵万邦玻璃器皿业发展迅猛高档制品需求巨大中国工业报，2010年第B04版123庄家琳玻璃压机的驱动和定位机构玻璃与搪瓷，2009年第37卷第2期27304徐洪福，张建国，王建康TW8/4可调工位玻璃压机的研制天津轻工业学院学报，1990年第2期39455颜嘉男伺服电机应用技术科学出版社，201046吴宏岐等热压成型机PLC控制系统设计电气自动化，2010年第32卷第4期44467陈浩，保和平，李林和PLC在玻璃器皿压

10、制生产线中的应用天津轻工业学院,1998年第2期363748吴静，陈国杰基于PLC的液压拧接机自动控制系统设计电气自动化，2010年第32卷第4期50519孙桓等机械原理西北工业大学机械原理及机械零件教研室编，20081210方昌林液压、气压传动与控制机械工业出版社，2001711KOICHIMARUAANDYUSAKUFUJIIADESIGNOFINTEGRATEDSCANNINGLASERDOPPLERVELOCITMETERUSINGARRAYEDWAVEGUIDEGRATINGSFRONTIERRESEARCHINNANOSCALESCIENCEANDTECHNOLOGY,SCIENCEDIRECTPHYSICSPROCEDIA22009455112ZHOUHUAMIN,XIGUODONGMODELINGANDSIMULATIONOFRESIDUALSTRESSESDURINGGLASSBULBPRESSINGPROCESSSCIENCEINCHINAPRESS,2007，VOL5，NO1103117