一種pid模糊控制玻璃車床的製作方法
2023-04-26 00:55:26
專利名稱:一種pid模糊控制玻璃車床的製作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種PID模糊控制玻璃車床，主體為玻璃車床，還加裝流量控制器，雙向測徑儀，伺服電機和工控機；所述流量控制器加裝在氣路部分，與氣體管路連接；所述雙向測徑儀安裝在噴燈臺一側，外徑測試探頭安裝在噴燈臺上；所述伺服電機為兩個，分別加裝在右側的卡盤座上以及噴燈臺座上；所述工控機獨立設置於玻璃車床一側，用來設置氫氧的輸出量，以及噴燈的起臺控制，卡盤的旋轉速度設定，測徑儀的外徑顯示。改造後的裝置可以對氫氣氧氣的流量，卡盤的位移速度進行自動控制，不需要操作人員憑經驗來手動移動。產品質量得到有效控制，生產效率得到有效提升。
【專利說明】一種PlD模糊控制玻璃車床
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種玻璃棒延伸裝置，尤其涉及PID模糊控制玻璃車床。
【背景技術】
[0002]玻璃車床是這樣一種裝置，其使用燃燒器火焰對旋轉的玻璃棒或玻璃管等玻璃構件進行加熱，進行熔接、熔斷、擴展、火拋光等加工。本實用新型的裝置廣泛應用於光纖預成型件等的加工。玻璃車床對玻璃構件的加工中，主要使用氫氧焰。尤其，玻璃構件為石英玻璃的情況下，其溫度達到2000°C左右。
[0003]目前國內在使用玻璃車床對玻璃棒進行延伸方面，大多採用的是人工控制卡盤的位移，噴燈的火焰大小也是人工調整的，技術方面存在落後的現象。在玻璃車床自動化控制方面存在空白，與此同時，在生產成本方面也得不到有效的控制浪費大量人力物力。
【發明內容】
[0004]為解決上述問題，本實用新型提供的技術方案為，一種PID模糊控制玻璃車床主體為玻璃車床以PLC控制電路進行控制，還加裝流量控制器，雙向測徑儀，伺服電機和工控機；所述流量控制器，雙向測徑儀，伺服電機通過PLC與工控機連接；所述流量控制器為n ^ 2，加裝在氣路部分，串接在氣體管路上；所述雙向測徑儀固定安裝在噴燈臺任意一側，外徑測試探頭固定連接在噴燈臺上，夕卜徑測試探頭設置在距離噴燈5?15cm處；所述伺服電機為兩個，伺服電機A和伺服電機B，伺服電機A固定安裝於右側的卡盤座上，伺服電機A的驅動軸固定連接卡盤以控制卡盤移動，伺服電機B固定安裝於噴燈臺座上，伺服電機B的驅動軸固定連接噴燈臺，以控制噴燈臺移動。
[0005]進一步的，流量控制器為三個，以串聯方式依次連接在氣體管路上，且流量閥的流量控制依次為I:0.4—0.6:0.2—0.3。
[0006]進一步的，還包括手動控制閥；所述手動控制閥串接在氣體管路上，安裝於氣體管路出氣口到流量控制器的任意部位。
[0007]進一步的，PID模糊控制是根據系統偏差e和偏差變化率ec，用模糊控制規則在線對PID參數進行修改；所述PID參數為玻璃棒的預製外徑及實時外徑；所述偏差e為理論偏差；所述偏差變化率ec為理論偏差與對應的棒的位置的變化率。
[0008]本實用新型有益效果在於:改造後的裝置以工控機對流量控制器，雙向測徑儀，伺服電機的控制，達到改變氫氣氧氣的流量，卡盤的位移速度的效果，不需要操作人員憑經驗來手動移動，增加成產效率，降低生產成本
【附圖說明】
[0009]圖1為本實用新型結構示意圖；
[0010]圖2為本實用新型的電氣流程圖。
【具體實施方式】
[0011]現有玻璃車床I所存在氫氣氧氣的流量不能自動控制，卡盤2的位移速度不能實現自動控制，需要操作人員憑經驗來手動移動。本實用新型通過對玻璃車床I的改造，來達到玻璃棒的自動延伸控制。主體為玻璃車床1，伺服電機與玻璃車床I連接，玻璃車床I上設有噴燈臺4，噴燈臺4沿玻璃車床I上的滑軌12進行滑動，滑軌12沿水平位置設置在玻璃車床I上表面，
[0012]如圖1所示通過下列措施達到設備改造的目的:氣路部分增加三個流量控制器3，來控制噴燈4的氫氧流量。為安全起見，在流量控制器3前增加手動控制閥5，在氣體流量控制器損壞或失去控制時，能夠手動關閉氣體管路。在流量控制器3後面增加氣動閥6來控制氣體的最終輸出。增加一臺工控機7用來設置氫氧的輸出量，以及噴燈4控制，卡盤8的旋轉速度設定，雙向測徑儀8的外徑顯示。增加一臺雙向測徑儀8用來實時顯示玻璃棒的外徑，並參與延伸時卡盤2移動速度，雙向測徑儀8在噴燈4上。右側的卡盤2增加一臺伺服電機A 9a，用來控制卡盤2的位移。
[0013]噴燈臺4座上安裝一臺伺服電機B %，用來控制噴燈4的移動速度。在伺服電機B 9b的側面安裝一個差分編碼器10，用來記錄噴燈4的實際位置。噴燈臺4上還安裝了高溫探頭11，用來檢測噴燈4加熱處的溫度。
[0014]工控機7用組太王軟體創建人機界面。界面上可以設置氣體流量。氫氧比例係數。噴燈4移動時的相關參數。卡盤2的手動移動速度，以及需要延伸的玻璃棒的產品外徑，玻璃棒延伸後的目標外徑等等。然後建立相關的資料庫。
[0015]整個控制順序為首先在卡盤2上安裝玻璃棒，噴燈臺4自動回零點，設備開始工作後噴燈臺4從左邊向右邊緩慢移動，雙向測徑儀8實時採集相關數據到工控機7，並進行存儲。整個玻璃棒測試完成後，噴燈4自動回到玻璃棒開始延伸的位置，需要在畫面中設置延伸時的起始位置，然後噴燈4開始點火，先小火啟動，然後轉至大火，先給整個玻璃棒來回預熱，循環次數可設定，之後啟動自動控制，開始延伸，通過資料庫中記錄的數據，玻璃棒的外徑和噴燈4實際位置作為參考進行進行卡盤2的理論位移速度。然後通過雙向測徑儀8探頭檢測的棒的外徑，來檢測卡盤2移動的速度是否合適，從而進行卡盤2速度的實時調整。根據工藝要求，可以一次成型，也可以分幾步完成延伸。加工完成後，噴燈4自動從大火切換到小火。最後進行必要的手動微調修正外徑。
[0016]PID控制是比例、積分、微分控制的簡稱。在自動控制領域中，PID控制是歷史最久、生命力最強的基本控制方式。PID控制器的原理是根據系統的被調量實測值與設定值之間的偏差，利用偏差的比例、積分、微分三個環節的不同組合計算出對廣義被控對象的控制量。以璃棒的預製外徑及實時外徑作為PID參數，根據系統偏差e即理論偏差和偏差變化率ec即理論偏差與對應的棒的位置的變化率，用模糊控制規則在線對PID參數進行修改。
【權利要求】
1.一種PID模糊控制玻璃車床，主體為玻璃車床，伺服電機與玻璃車床連接，所述玻璃車床上設有噴燈臺，噴燈臺沿玻璃車床上的滑軌進行滑動，滑軌沿水平位置設置在玻璃車床上表面，其特徵在於:還加裝流量控制器，雙向測徑儀，伺服電機和工控機； 所述流量控制器，雙向測徑儀，伺服電機通過PLC與工控機連接； 所述流量控制器為n ^ 2，加裝在氣路部分，串接在氣體管路上； 所述雙向測徑儀固定安裝在噴燈臺任意一側，外徑測試探頭固定連接在噴燈臺上，夕卜徑測試探頭設置在距離噴燈5?15cm處； 所述伺服電機為兩個，伺服電機A和伺服電機B，伺服電機A固定安裝於右側的卡盤座上，伺服電機A的驅動軸固定連接卡盤以控制卡盤移動，伺服電機B固定安裝於噴燈臺座上，伺服電機B的驅動軸固定連接噴燈臺，以控制噴燈臺移動。2.根據權利要求1所述的一種PID模糊控制玻璃車床，其特徵在於:所述流量控制器為三個，以串聯方式依次連接在氣體管路上，且流量閥的流量控制依次為1:0.4-0.6:0.2—0.3 ο3.根據權利要求1所述的一種PID模糊控制玻璃車床，其特徵在於:還包括手動控制閥；所述手動控制閥串接在氣體管路上，安裝於氣體管路出氣口到流量控制器的任意部位。4.根據權利要求1所述的一種PID模糊控制玻璃車床，其特徵在於:所述PID模糊控制是根據系統偏差e和偏差變化率ec，用模糊控制規則在線對PID參數進行修改；所述PID參數為玻璃棒的預製外徑及實時外徑；所述偏差e為理論偏差；所述偏差變化率ec為理論偏差與對應的棒的位置的變化率。
【文檔編號】C03B23-047GK204281551SQ201420517428
【發明者】蔡紅兵, 陳樹林, 徐魏魏 [申請人]南通昱品通信科技有限公司