專利名稱:一種pid模糊控制玻璃車床的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)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(cè)徑儀，伺服電機(jī)和工控機(jī)；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(cè)徑儀安裝在噴燈臺(tái)一側(cè)，外徑測(cè)試探頭安裝在噴燈臺(tái)上；所述伺服電機(jī)為兩個(gè)，分別加裝在右側(cè)的卡盤(pán)座上以及噴燈臺(tái)座上；所述工控機(jī)獨(dú)立設(shè)置于玻璃車床一側(cè)，用來(lái)設(shè)置氫氧的輸出量，以及噴燈的起臺(tái)控制，卡盤(pán)的旋轉(zhuǎn)速度設(shè)定，測(cè)徑儀的外徑顯示。改造后的裝置可以對(duì)氫氣氧氣的流量，卡盤(pán)的位移速度進(jìn)行自動(dòng)控制，不需要操作人員憑經(jīng)驗(yàn)來(lái)手動(dòng)移動(dòng)。產(chǎn)品質(zhì)量得到有效控制，生產(chǎn)效率得到有效提升。
【專利說(shuō)明】一種PlD模糊控制玻璃車床

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)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(shù)】
[0002]玻璃車床是這樣一種裝置，其使用燃燒器火焰對(duì)旋轉(zhuǎn)的玻璃棒或玻璃管等玻璃構(gòu)件進(jìn)行加熱，進(jìn)行熔接、熔斷、擴(kuò)展、火拋光等加工。本實(shí)用新型的裝置廣泛應(yīng)用于光纖預(yù)成型件等的加工。玻璃車床對(duì)玻璃構(gòu)件的加工中，主要使用氫氧焰。尤其，玻璃構(gòu)件為石英玻璃的情況下，其溫度達(dá)到2000°C左右。
[0003]目前國(guó)內(nèi)在使用玻璃車床對(duì)玻璃棒進(jìn)行延伸方面，大多采用的是人工控制卡盤(pán)的位移，噴燈的火焰大小也是人工調(diào)整的，技術(shù)方面存在落后的現(xiàn)象。在玻璃車床自動(dòng)化控制方面存在空白，與此同時(shí)，在生產(chǎn)成本方面也得不到有效的控制浪費(fèi)大量人力物力。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為解決上述問(wèn)題，本實(shí)用新型提供的技術(shù)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(jìn)行控制，還加裝流量控制器，雙向測(cè)徑儀，伺服電機(jī)和工控機(jī)；所述流量控制器，雙向測(cè)徑儀，伺服電機(jī)通過(guò)PLC與工控機(jī)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(cè)徑儀固定安裝在噴燈臺(tái)任意一側(cè)，外徑測(cè)試探頭固定連接在噴燈臺(tái)上，夕卜徑測(cè)試探頭設(shè)置在距離噴燈5?15cm處；所述伺服電機(jī)為兩個(gè)，伺服電機(jī)A和伺服電機(jī)B，伺服電機(jī)A固定安裝于右側(cè)的卡盤(pán)座上，伺服電機(jī)A的驅(qū)動(dòng)軸固定連接卡盤(pán)以控制卡盤(pán)移動(dòng)，伺服電機(jī)B固定安裝于噴燈臺(tái)座上，伺服電機(jī)B的驅(qū)動(dòng)軸固定連接噴燈臺(tái)，以控制噴燈臺(tái)移動(dòng)。
[0005]進(jìn)一步的，流量控制器為三個(gè)，以串聯(lián)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(jìn)一步的，還包括手動(dòng)控制閥；所述手動(dòng)控制閥串接在氣體管路上，安裝于氣體管路出氣口到流量控制器的任意部位。
[0007]進(jìn)一步的，PID模糊控制是根據(jù)系統(tǒng)偏差e和偏差變化率ec，用模糊控制規(guī)則在線對(duì)PID參數(shù)進(jìn)行修改；所述PID參數(shù)為玻璃棒的預(yù)制外徑及實(shí)時(shí)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(duì)應(yīng)的棒的位置的變化率。
[0008]本實(shí)用新型有益效果在于:改造后的裝置以工控機(jī)對(duì)流量控制器，雙向測(cè)徑儀，伺服電機(jī)的控制，達(dá)到改變氫氣氧氣的流量，卡盤(pán)的位移速度的效果，不需要操作人員憑經(jīng)驗(yàn)來(lái)手動(dòng)移動(dòng)，增加成產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本

【附圖說(shuō)明】

[0009]圖1為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖；
[0010]圖2為本實(shí)用新型的電氣流程圖。

【具體實(shí)施方式】
[0011]現(xiàn)有玻璃車床I所存在氫氣氧氣的流量不能自動(dòng)控制，卡盤(pán)2的位移速度不能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，需要操作人員憑經(jīng)驗(yàn)來(lái)手動(dòng)移動(dòng)。本實(shí)用新型通過(guò)對(duì)玻璃車床I的改造，來(lái)達(dá)到玻璃棒的自動(dòng)延伸控制。主體為玻璃車床1，伺服電機(jī)與玻璃車床I連接，玻璃車床I上設(shè)有噴燈臺(tái)4，噴燈臺(tái)4沿玻璃車床I上的滑軌12進(jìn)行滑動(dòng)，滑軌12沿水平位置設(shè)置在玻璃車床I上表面，
[0012]如圖1所示通過(guò)下列措施達(dá)到設(shè)備改造的目的:氣路部分增加三個(gè)流量控制器3，來(lái)控制噴燈4的氫氧流量。為安全起見(jiàn)，在流量控制器3前增加手動(dòng)控制閥5，在氣體流量控制器損壞或失去控制時(shí)，能夠手動(dòng)關(guān)閉氣體管路。在流量控制器3后面增加氣動(dòng)閥6來(lái)控制氣體的最終輸出。增加一臺(tái)工控機(jī)7用來(lái)設(shè)置氫氧的輸出量，以及噴燈4控制，卡盤(pán)8的旋轉(zhuǎn)速度設(shè)定，雙向測(cè)徑儀8的外徑顯示。增加一臺(tái)雙向測(cè)徑儀8用來(lái)實(shí)時(shí)顯示玻璃棒的外徑，并參與延伸時(shí)卡盤(pán)2移動(dòng)速度，雙向測(cè)徑儀8在噴燈4上。右側(cè)的卡盤(pán)2增加一臺(tái)伺服電機(jī)A 9a，用來(lái)控制卡盤(pán)2的位移。
[0013]噴燈臺(tái)4座上安裝一臺(tái)伺服電機(jī)B %，用來(lái)控制噴燈4的移動(dòng)速度。在伺服電機(jī)B 9b的側(cè)面安裝一個(gè)差分編碼器10，用來(lái)記錄噴燈4的實(shí)際位置。噴燈臺(tái)4上還安裝了高溫探頭11，用來(lái)檢測(cè)噴燈4加熱處的溫度。
[0014]工控機(jī)7用組太王軟件創(chuàng)建人機(jī)界面。界面上可以設(shè)置氣體流量。氫氧比例系數(shù)。噴燈4移動(dòng)時(shí)的相關(guān)參數(shù)。卡盤(pán)2的手動(dòng)移動(dòng)速度，以及需要延伸的玻璃棒的產(chǎn)品外徑，玻璃棒延伸后的目標(biāo)外徑等等。然后建立相關(guān)的數(shù)據(jù)庫(kù)。
[0015]整個(gè)控制順序?yàn)槭紫仍诳ūP(pán)2上安裝玻璃棒，噴燈臺(tái)4自動(dòng)回零點(diǎn)，設(shè)備開(kāi)始工作后噴燈臺(tái)4從左邊向右邊緩慢移動(dòng)，雙向測(cè)徑儀8實(shí)時(shí)采集相關(guān)數(shù)據(jù)到工控機(jī)7，并進(jìn)行存儲(chǔ)。整個(gè)玻璃棒測(cè)試完成后，噴燈4自動(dòng)回到玻璃棒開(kāi)始延伸的位置，需要在畫(huà)面中設(shè)置延伸時(shí)的起始位置，然后噴燈4開(kāi)始點(diǎn)火，先小火啟動(dòng)，然后轉(zhuǎn)至大火，先給整個(gè)玻璃棒來(lái)回預(yù)熱，循環(huán)次數(shù)可設(shè)定，之后啟動(dòng)自動(dòng)控制，開(kāi)始延伸，通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)中記錄的數(shù)據(jù)，玻璃棒的外徑和噴燈4實(shí)際位置作為參考進(jìn)行進(jìn)行卡盤(pán)2的理論位移速度。然后通過(guò)雙向測(cè)徑儀8探頭檢測(cè)的棒的外徑，來(lái)檢測(cè)卡盤(pán)2移動(dòng)的速度是否合適，從而進(jìn)行卡盤(pán)2速度的實(shí)時(shí)調(diào)整。根據(jù)工藝要求，可以一次成型，也可以分幾步完成延伸。加工完成后，噴燈4自動(dòng)從大火切換到小火。最后進(jìn)行必要的手動(dòng)微調(diào)修正外徑。
[0016]PID控制是比例、積分、微分控制的簡(jiǎn)稱。在自動(dòng)控制領(lǐng)域中，PID控制是歷史最久、生命力最強(qiáng)的基本控制方式。PID控制器的原理是根據(jù)系統(tǒng)的被調(diào)量實(shí)測(cè)值與設(shè)定值之間的偏差，利用偏差的比例、積分、微分三個(gè)環(huán)節(jié)的不同組合計(jì)算出對(duì)廣義被控對(duì)象的控制量。以璃棒的預(yù)制外徑及實(shí)時(shí)外徑作為PID參數(shù)，根據(jù)系統(tǒng)偏差e即理論偏差和偏差變化率ec即理論偏差與對(duì)應(yīng)的棒的位置的變化率，用模糊控制規(guī)則在線對(duì)PID參數(shù)進(jìn)行修改。
【權(quán)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(jī)與玻璃車床連接，所述玻璃車床上設(shè)有噴燈臺(tái)，噴燈臺(tái)沿玻璃車床上的滑軌進(jìn)行滑動(dòng)，滑軌沿水平位置設(shè)置在玻璃車床上表面，其特征在于:還加裝流量控制器，雙向測(cè)徑儀，伺服電機(jī)和工控機(jī)； 所述流量控制器，雙向測(cè)徑儀，伺服電機(jī)通過(guò)PLC與工控機(jī)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(cè)徑儀固定安裝在噴燈臺(tái)任意一側(cè)，外徑測(cè)試探頭固定連接在噴燈臺(tái)上，夕卜徑測(cè)試探頭設(shè)置在距離噴燈5?15cm處； 所述伺服電機(jī)為兩個(gè)，伺服電機(jī)A和伺服電機(jī)B，伺服電機(jī)A固定安裝于右側(cè)的卡盤(pán)座上，伺服電機(jī)A的驅(qū)動(dòng)軸固定連接卡盤(pán)以控制卡盤(pán)移動(dòng)，伺服電機(jī)B固定安裝于噴燈臺(tái)座上，伺服電機(jī)B的驅(qū)動(dòng)軸固定連接噴燈臺(tái)，以控制噴燈臺(tái)移動(dòng)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種PID模糊控制玻璃車床，其特征在于:所述流量控制器為三個(gè)，以串聯(lián)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(jù)權(quán)利要求1所述的一種PID模糊控制玻璃車床，其特征在于:還包括手動(dòng)控制閥；所述手動(dòng)控制閥串接在氣體管路上，安裝于氣體管路出氣口到流量控制器的任意部位。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種PID模糊控制玻璃車床，其特征在于:所述PID模糊控制是根據(jù)系統(tǒng)偏差e和偏差變化率ec，用模糊控制規(guī)則在線對(duì)PID參數(shù)進(jìn)行修改；所述PID參數(shù)為玻璃棒的預(yù)制外徑及實(shí)時(shí)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(duì)應(yīng)的棒的位置的變化率。
【文檔編號(hào)】C03B23-047GK204281551SQ201420517428
【發(fā)明者】蔡紅兵, 陳樹(shù)林, 徐魏魏 [申請(qǐng)人]南通昱品通信科技有限公司