專利名稱：壓制陰極射線管玻璃面板的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種壓制陰極射線管玻璃面板的方法和裝置，更具體地說，它涉及以高生產(chǎn)速度并達(dá)到高的光學(xué)和機(jī)械質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)來壓制熔融的玻璃料塊的技術(shù)和裝置。
各種電視顯象管的面板在其顯象區(qū)域需要特別地要求光學(xué)質(zhì)量，并且，因?yàn)檫@些面板必須被密封到另外的管殼部分上，所以它們的機(jī)械尺寸也是苛刻的，特別是關(guān)于圍繞所述顯象區(qū)域的凸緣上的密封邊。所述玻璃不但必須具有高的質(zhì)量、沒有大的缺陷、而且在其顯象區(qū)域中還必須沒有光學(xué)缺陷。
在高速度機(jī)械裝置上，通過把陽膜或者凸模壓入可以具有少數(shù)幾個(gè)部件的陰模來生產(chǎn)這些面板。這種生產(chǎn)裝置適用于產(chǎn)品的不同形狀、產(chǎn)品的不同尺寸以及不同的工具、例如陽模和陰模。因此，它的操作模式必須適應(yīng)這些變化。例如，一臺(tái)為用于13英寸管子的面板建造的機(jī)器可能以每分鐘8塊料塊的速度運(yùn)轉(zhuǎn)、而一臺(tái)用于27英寸管子的機(jī)器則將以每分鐘3塊半料塊的速度運(yùn)轉(zhuǎn)。這些時(shí)間變化主要受到為形成所述壓制的玻璃面板和達(dá)到必要的產(chǎn)品質(zhì)量所必須的壓制周期的限制。
在該機(jī)械裝置中，希望保持始終如一的各加工參數(shù)，即，避免此類參數(shù)漂移，并且在機(jī)器上始終如一地確立這些參數(shù)、以便在不斷的運(yùn)行中產(chǎn)品具有可重復(fù)性。此外，希望把工作準(zhǔn)備時(shí)間減至最少。尤其是，在熔融玻璃的壓制操作中，為了實(shí)現(xiàn)高的產(chǎn)品質(zhì)量和操作速度、形成精確的推桿運(yùn)動(dòng)和壓力是重要的。
本發(fā)明的一個(gè)目的是要改進(jìn)用于各種陰極射線管的壓制玻璃面板。另一些目的是要在控制、可重復(fù)生產(chǎn)性、生產(chǎn)速度、各種可以控制的變化以及一個(gè)參數(shù)的變化不影響其他各參數(shù)等方面改進(jìn)用于此類面板的壓制方法和裝置。另外一些目的是要使以前由壓制工藝造成的各種光學(xué)缺陷減至最小或者消除。
本發(fā)明的特點(diǎn)是在速度和壓力方面可以控制的壓制推桿的操作，它使當(dāng)推桿作用在待壓制的玻璃上時(shí)的移動(dòng)時(shí)間減至最少、并且當(dāng)推桿所驅(qū)動(dòng)的陽模與所述玻璃接觸時(shí)以最大的速度和改進(jìn)的方式控制所述玻璃。在推桿操作非臨界部分占優(yōu)勢的情況下，控制方法是開環(huán)的推桿速度控制;而在陽模與玻璃接觸的臨界部分期間，是閉環(huán)的壓力控制;在所述兩種控制方法之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換使產(chǎn)品的破裂效應(yīng)減至最小。一個(gè)壓制周期的起點(diǎn)是推桿和陽模向陰模推進(jìn)以及熔融玻璃快速填入陰模中，接著是在玻璃-陽模接觸之前分步的向低變化率、向恒定速度轉(zhuǎn)移的工位、當(dāng)玻璃被分布在陽模和陰模之間模槽的顯象區(qū)域上時(shí)所述恒定速度的延續(xù)部分(以便在其中分布玻璃而不產(chǎn)生波紋)以及當(dāng)推桿壓力已經(jīng)達(dá)到表明所述顯象區(qū)域已經(jīng)被填滿時(shí)轉(zhuǎn)移到閉環(huán)壓力控制。在閉環(huán)壓力控制中，以可控制的變化率(一步變化或者分步變化)來減小壓力、并且當(dāng)已經(jīng)達(dá)到壓制閉模壓力時(shí)、在程序規(guī)定的壓制閉模時(shí)間間隔內(nèi)保持這個(gè)壓力。
在開環(huán)速度控制的條件下，完成推桿所攜帶的陽模從已壓制的玻璃中快速抽出，所述推桿被減速到停止?fàn)顟B(tài)并固定在其縮回行程的終點(diǎn)，且借助基于位置的這種速度控制保持在它的縮回位置上。
該系統(tǒng)可適應(yīng)于若干預(yù)定的和可調(diào)節(jié)的位置、速度、壓力控制值和壓力的變化速率、以提供控制的靈活性。
根據(jù)本發(fā)明，壓制推桿控制是采用一種伺服控制方法，該方法利用由推桿位置所確定的、從高速、進(jìn)到中速、再到低速的多步順序。當(dāng)推桿推動(dòng)陽模以不變的低速度進(jìn)入陰模中的玻璃料時(shí)，推桿建立一種使陽模移動(dòng)所述料塊、以便把玻璃分布在所述面板的顯象面上的壓制壓力。當(dāng)該壓力達(dá)到表明所述陰模的顯象面部分已被玻璃填滿的水平時(shí)，推桿的伺服控制被轉(zhuǎn)移到壓力控制方式、并且以減輕振顫和避免在面板的顯象面中造成光學(xué)缺陷的變化率減小推桿壓力。所施加壓力的減小速率使玻璃在陰模和陽模之間的模槽中的分布完善，并且在壓制閉模壓力下保持它們與玻璃的緊密接觸，以便從玻璃中排出熱量。在壓制閉模時(shí)間結(jié)束時(shí)，在速度控制條件下把陽模從玻璃和陰模中快速提起，使得推桿在從提起位置開始的一段減速的距離上減速。當(dāng)陽模不壓著玻璃和/或不使玻璃冷卻的時(shí)候，所述控制方法提供快速位移，從而耗費(fèi)的時(shí)間最少，并且當(dāng)在面板的光學(xué)上要求苛刻的部分上分布玻璃時(shí)、借助不變的推桿速度提供平穩(wěn)的運(yùn)動(dòng)，接著平穩(wěn)地過渡到壓力控制方式。
可改編程序控制器允許設(shè)定若干控制步驟和推桿速度，允許設(shè)定變換壓力以開始推桿壓制過程的壓力控制以及允許設(shè)定壓力變化速率和任何壓力值(在該壓力下所述變化率將改變)。最后的壓制壓力(機(jī)器值班人員可利用的主要調(diào)節(jié)因素)可以手動(dòng)設(shè)定。因此，該系統(tǒng)適用于快速和可重復(fù)的各種作業(yè)變化、并且保持壓制工藝的一致性。此外，在各次調(diào)整最后的壓制壓力時(shí)，維持各種陽模速度和壓力轉(zhuǎn)換不變。
從如下參考各附圖所進(jìn)行的詳細(xì)描述中將更全面地理解本發(fā)明的上述和另外的一些目的和特點(diǎn)，在這些附圖中

圖1是本發(fā)明的電動(dòng)液壓推桿壓制系統(tǒng)的簡化管路和方塊圖;
圖2是表示在典型的陰極射線管(CRT)面板的一個(gè)壓制周期中推桿運(yùn)動(dòng)、推桿向下壓力、推桿向上壓力以及泵沖程等所有各量對時(shí)間的關(guān)系曲線;
圖3是表示液壓控制系統(tǒng)的液壓原理圖;以及圖4是本發(fā)明的玻璃面板壓制周期的流程圖。
圖1以簡圖的形式公開一種用于壓制陰極射線管玻璃面板的電動(dòng)液壓系統(tǒng)。該系統(tǒng)的一種應(yīng)用是與成形車間(未示出)配合，后者包括以剪斷玻璃料塊形式為陰極射線管面板的各陰模供料的玻璃熔化池和精煉爐、前爐和加料器。把這些模子安裝在一個(gè)轉(zhuǎn)位臺(tái)上、在環(huán)繞該工作臺(tái)的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)位軸的一個(gè)園周上排列成一串，并且當(dāng)該工作臺(tái)轉(zhuǎn)位時(shí)，使這些模子經(jīng)過全部排列在該園形陣列周圍的一系列工位，這些工位包括上料工位或加料器，應(yīng)用本系統(tǒng)的壓制工位，一系列的冷卻工位和取出工位。把這些壓制成的陰極射線管面板從取出工位傳送到后處理設(shè)備，后者可以包括用于在該面板的側(cè)壁上插入銷子的各裝置以及用于把這些面板裝進(jìn)退火爐的各裝置。
一般情況下成形車間連續(xù)地運(yùn)轉(zhuǎn)，以便調(diào)節(jié)玻璃料的狀態(tài)，把玻璃料送給供料機(jī)，以料塊的形式饋送給所述模子，由所述壓制臺(tái)轉(zhuǎn)位到壓制工位，一系列冷卻工位和取出工位，然后傳送給后處理裝置。玻璃塊體各自同時(shí)經(jīng)受某一加工步驟，各料塊和由這些料塊壓制成的各面板按照處理這些玻璃塊體的順序來加工。因此，在這樣的時(shí)間間隔內(nèi)進(jìn)行每一個(gè)處理步驟，即，該時(shí)間間隔兼容其他處理步驟的各時(shí)間間隔，并且與其他處理步驟各時(shí)間間隔相協(xié)調(diào)。CRT面板壓制成形工藝的重要部分是所述陽模和陰模元件與玻璃接觸的閉模保壓時(shí)間，因?yàn)槎痰谋簳r(shí)間由于不能通過所述各模具部件從所述玻璃中排出足夠的熱量而將不能形成所希望的面板形狀，但長的保壓時(shí)間在玻璃中會(huì)引起后來工序中不容許的應(yīng)力。因此，在所述車間的操作程序中、壓制保壓時(shí)間可能是一個(gè)限制因素。
壓制面板的操作包括從縮回位置移走凸?；蜿柲?、使之避開使所述工作臺(tái)和陰模轉(zhuǎn)位的機(jī)構(gòu);所述料塊進(jìn)入陰模內(nèi)的全過程;使玻璃料分布在陽模和陰模之間的整個(gè)模槽中的下一個(gè)過程;壓制閉模時(shí)間;用于使已壓制的玻璃及其模具從壓制工位移開的縮回過程以及使下一模具和待壓制的料塊與陽模壓制行程對準(zhǔn)的轉(zhuǎn)位過程。所述車間的高速運(yùn)轉(zhuǎn)要求陽模在其縮回位置和與玻璃接觸的位置之間快速轉(zhuǎn)換。針對產(chǎn)品質(zhì)量的各種考慮，要求陽模具有可控制的運(yùn)動(dòng)形式，并且在與玻璃接觸期間的壓力也是可控制的。
如圖1中所示的系統(tǒng)包括一個(gè)裝有活塞12的液壓缸11，被緊固在活塞12上的推桿13以及安裝在推桿13上的陽?；蛘咄剐偷腃RT面板壓模14。上活塞桿15伸出液壓缸11的上端部、并且具有中央內(nèi)16。在液壓缸11的頂部由可調(diào)節(jié)的托架21支撐的橫梁19上安裝一個(gè)線性位移傳感器(LDT)18(例如由Tempo儀器有限公(Plainview.N.Y.11803)制造的方向控制試驗(yàn)導(dǎo)彈(DCTM)系列的超聲傳感器)，以便該傳感器的接收器22保持傳感器桿23與所述活塞桿15同軸并且延伸到中央內(nèi)16里面。定位頭24被安裝在活塞桿15的端部、并且隨著移動(dòng)與液壓缸11同軸的活塞桿-活塞-推桿和陽模而在所述傳感器桿23上滑動(dòng)。所述定位頭24產(chǎn)生一些信號，這些信號代表由液壓缸11中的推桿13伸出或收回所決定的、接收器22和定位頭24(從而和推桿)之間的傳感器桿23的長度以及陽模位置。
通過從活塞上方的出入口25將液壓流體引入液壓缸11中來向下推動(dòng)活塞12，從而將陽模14推向陰模26，可以將陰模26安裝在一個(gè)將其轉(zhuǎn)位到壓制設(shè)備的各加工工位的轉(zhuǎn)位臺(tái)(未示出)上，這些加工工位包括在陰模26轉(zhuǎn)位到所述壓制工位之前將熔融玻璃塊輸送到陰模26的料塊供料工位。底部出入口27提供一種將液壓流體引入活塞12下面以使推桿13和陽模14上升的手段。
用一種徑向活塞泵28例如由液壓傳動(dòng)裝置公司(the oil-gear company，2300South 51stStreet，Milw-aukee，WI 53219)制造的一種D型設(shè)備，通過所述系統(tǒng)來給液壓流體加壓，所述D型設(shè)備具有該公的V-W電動(dòng)液壓伺服控制裝置30。在此類裝置中，電動(dòng)液壓扭矩馬達(dá)和伺服閥控制著一個(gè)滑塊的位置，后者控制泵的行程和抽吸方向(都未示出)、從而控制液壓流體的通過量。工作時(shí)，馬達(dá)29連續(xù)地驅(qū)動(dòng)該泵的轉(zhuǎn)子(未示出)。
當(dāng)泵處于空檔狀態(tài)(neutralstate)的時(shí)候，沒有液壓流體流出。當(dāng)要開始向上推動(dòng)所述推桿時(shí)，泵28對通向頂部出入口25的管路31產(chǎn)生吸力、而對通向底部出入口27的管路32產(chǎn)生壓力。當(dāng)要開始向下推動(dòng)所述推桿時(shí)，泵28對通向頂部出入口25的管路31產(chǎn)生壓力，而對通向底部出入口27的管路32產(chǎn)生吸力。當(dāng)備有液壓液體的容器45時(shí)，用于推動(dòng)所述推桿的流體的壓力優(yōu)勢在活塞12的上方和下方的液壓缸11各部分之間重復(fù)循環(huán)。
所述液壓管路還包含一個(gè)準(zhǔn)備通過把過量流體泄放到容器45來控制所述各推桿驅(qū)動(dòng)管道中壓力的定比壓力控制器33。因此，從上導(dǎo)管31引出的壓力控制導(dǎo)管35與定比壓力控制器33連通。微處理器34控制著所述推桿的運(yùn)動(dòng)和壓力。它通過壓力控制放大器36發(fā)出壓力指令信號，該放大器36把這些信號與由向下壓力傳感器37檢測到的所述推桿驅(qū)動(dòng)管道中向下壓力側(cè)的各壓力信號相加。
來自伺服放大器38的各信號控制著泵的伺服控制器30。把來自微處理器34的各指令信號和來自所述泵伺服控制器中一個(gè)線性可變差接變壓器(未示出)的、準(zhǔn)備檢測所述泵的滑塊的位置并且從而檢測泵行程的各反饋信號在伺服放大器38中相加、以便產(chǎn)生控制滑塊位置的各信號。
微處理器34隨著來自線性位移傳感器18的各推桿位置信號而向伺服放大器38發(fā)出要求各種推桿速度的各指令信號。微處理器34隨著來自向下壓力傳感器37的各向下壓力信號而發(fā)出推桿壓力改變速率、推桿壓力以及從推桿速度控制轉(zhuǎn)換到推桿壓力控制的各指令信號。它還能接收來自向上壓力傳感器39的、用于在終端41的顯示器40上指示和顯示向上壓力的各向上壓力信號。另一種方法是，可以用合適的接口把壓力傳感器39連接到各種指示器和曲線繪圖機(jī)(未示出)。終端41包括一個(gè)鍵盤42、用于調(diào)用各種指令、顯示壓制參數(shù)、操作和調(diào)定數(shù)據(jù)以及校準(zhǔn)數(shù)據(jù)，以便改變該微處理器中的各種程序或者改變各程序中的各種參數(shù)。與微處理器34聯(lián)系的其他一些通信裝置包括機(jī)器值班人員用于調(diào)整所述推桿最后壓制壓力的撥盤開關(guān)43以及在合適情況下的其他各種終端或者包括用于該面板生產(chǎn)車間的過程控制器的監(jiān)控裝置或者生產(chǎn)監(jiān)控計(jì)算機(jī)(未示出)。
圖2中以曲線圖的形式公開了以高生產(chǎn)速度生產(chǎn)高質(zhì)量CRT玻璃面板的各種控制功能。所示各種功能是針對25英寸面板的、并且將隨著不同的形狀和尺寸而改變，雖然，所述一般形式可以用于所有這樣的形狀和尺寸。圖中實(shí)線表示推桿位置。各曲線只表示所述壓制周期的動(dòng)態(tài)部分、而不表示整個(gè)壓制保壓時(shí)間。例如，在25英寸面板的情況下，每分鐘供給大約四個(gè)半料塊或者每隔13 1/3 秒提供一個(gè)料塊。所述各曲線中僅僅顯示所述推桿從已壓制的面板收回并進(jìn)入下一個(gè)待壓制的料塊的八秒鐘。這樣，在圖2的最初1.2秒中表示了壓制保壓的末端部分。推桿從壓制位置的快速收回(以便為壓制臺(tái)的轉(zhuǎn)位運(yùn)動(dòng)而將陽模從所述玻璃中抽出并脫離壓制臺(tái)、以便將下一個(gè)已裝填了料塊的模子引入所述壓制工位)使用了大約0.4秒，在此期間，推桿縮回6 1/2 英寸。所述車間控制器(未示出)通過壓制控制微處理器34用開環(huán)速度控制方式實(shí)行推桿縮回。在大約1.4秒處，高速的縮回轉(zhuǎn)換到減速模式。在從大約1.6秒至4.1秒期間，所述推桿被保持在它的操作行程的頂端，在此期間，所述壓制工作臺(tái)被轉(zhuǎn)位。然后，推桿以向高速度加速的方式開始它的壓制沖程、直至到達(dá)離開所述頂部大約1 1/2 英寸處的進(jìn)程的第一位置。接著，建立并保持中等的速度、直至到達(dá)離開所述頂部大約2 1/2 英寸處的第二位置。需要一種第三慢速，并且要求在離開所述頂部大約3 1/2 英寸處開始減速到那個(gè)速度、以便所述推桿從其沖程末端上方大約兩英寸的位置開始減速到那種低速度并且保持那種低速度、直至保持那種速度所需要的液壓壓力到達(dá)轉(zhuǎn)接閾值。
在所述壓力轉(zhuǎn)接閾值下，推桿的控制從開環(huán)速度控制轉(zhuǎn)換到閉環(huán)壓力控制。這發(fā)生在大約每平方英寸1600磅壓力和4.8秒時(shí)間的位置上所示的虛線的峰值向下壓力處。在這一點(diǎn)處，推桿離開其最后的壓制位置大約半英寸、并且已經(jīng)把所述陽模推進(jìn)到已裝填在陰模里的料塊當(dāng)中，所述料塊足以填滿所述陰模和陽模之間模槽的顯象面部分。這樣，當(dāng)所述推桿以不變的速度移動(dòng)時(shí)，所述模槽的這一部分使玻璃具有分布狀態(tài)，從而避免了所述顯示面區(qū)域內(nèi)由于推桿速度變化或者控制閥操作容易發(fā)生的壓制壓力波動(dòng)而引起的光學(xué)畸變。在閉環(huán)壓力控制下，所述推桿以一般漸近的方式連續(xù)地逼近其最后的壓制位置，其壓制壓力以一種或多種分步遞減的速率減小到最后的壓制壓力、在本例中是每平方英寸1000磅，在整個(gè)壓制保壓時(shí)間間隔內(nèi)保持這個(gè)壓力。
在圖2中把在活塞上方所述液壓缸的向下驅(qū)動(dòng)側(cè)中推桿的壓力用一根虛線表示、并且如上所指出的、可以使它與推桿的位移發(fā)生連系。在壓制保壓期間，向下壓力是在不變值每平方英寸1000磅處。在壓制保壓時(shí)間間隔的末端，向下壓力被消除、并且基本上降到零。在推桿縮回期間，泵的突然反向和各閥門的動(dòng)作引起在1.25秒至1.7秒時(shí)間間隔范圍內(nèi)由一些峰值所表示的向下壓力的某些不穩(wěn)定性。在整個(gè)的該時(shí)間間隔范圍內(nèi)，呈現(xiàn)各種低量值壓力變化，所述推桿處在其升起的位置、并且當(dāng)所述推桿狀態(tài)延續(xù)時(shí)、壓力有小的峰值。當(dāng)所述陽模進(jìn)入玻璃塊時(shí)，因?yàn)樗鐾茥U處在不變速度控制的條件下、所以向下壓力開始增大。這種壓力增長出現(xiàn)在所述曲線上大約4.6秒處。在不變速度的條件下，當(dāng)所述陽模使玻璃填滿陽模和陰模之間模槽的顯示部分時(shí)、所述壓力平滑地向峰值發(fā)展、并且在所述壓力轉(zhuǎn)接閥值處產(chǎn)生了壓力的減小速率、從而使所述壓力減小。壓力減小速率通常是不變的或者可以是用一定的遞減斜率分幾步下降的形式。在從完全離開的狀態(tài)向所述建立壓力減小速率的情況轉(zhuǎn)換時(shí)、所述定比壓力控制器33的閥門反沖作用的結(jié)果、在曲線上大約4.8秒處，向下壓力中出現(xiàn)一些短暫的峰值。在壓力遞減的時(shí)間間隔內(nèi)，泵28被保持在不變行程的狀態(tài)、并且把過量的液壓流體排入所述流體容器中以維持壓力減小速率。當(dāng)?shù)竭_(dá)保壓壓制壓力時(shí)，所述壓力控制器維持那個(gè)壓力、如圖中所示在大約5.25秒處開始的壓力。
圖2中用點(diǎn)線描繪了所述液壓缸的底部、活塞12的向上一側(cè)的壓力。在壓制保壓的末端部分期間，該壓力基本上是零、而在用于把所述陽模從玻璃中抽出的所述壓制控制微處理機(jī)信號之后、該壓力快速地上升到大約每平方英寸1700磅。該向上壓力以由所述泵的反向和閥門動(dòng)作引起的一些間斷值的形式從其峰值下降、繼之以所述推桿沖程的上極限附近的減速控制、直至在推桿沖程的頂部、產(chǎn)生一個(gè)低的推桿向上維持壓力以便把推桿固定就位。一旦推桿開始其向下的沖程，向上的壓力就從其定位值跌落、然后在推桿的向下推進(jìn)期間由于泵的換向而起伏，并且被背壓閥所衰減。在所述壓制保壓期間，在控制推桿運(yùn)動(dòng)的末期壓力的已減小的變化率中、該向上壓力有一段具有趨向零壓力的低量值漸變段，由于所述玻璃對推桿運(yùn)動(dòng)的阻力的結(jié)果、該漸變段是平滑下降的。
通過滑塊的位置來控制徑向活塞泵的輸出量，該滑塊有效地提供各沖程長度的連續(xù)媒質(zhì)、因而提供了輸出的各種體積流率。圖2中用點(diǎn)劃線表示泵沖程，該點(diǎn)劃線表示泵沖程與推桿位置、加在推桿上的向下和向上壓力的關(guān)系。當(dāng)滑塊處在空檔位置時(shí)(表現(xiàn)為零沖程)基本上不施加使推桿或者向上或者向下位移的壓力。在推桿被固定在其升起位置期間，偏離泵的零百分比沖程的一些波動(dòng)顯示了各種較正定位力，它避免了推桿偏離那個(gè)位置。在壓制保壓的所述末端部分期間，泵沖程(所述滑塊)是負(fù)40%、以產(chǎn)生每平方英寸1000磅的向下壓力。一旦壓制保壓過程結(jié)束，所述沖程就快速地穿越零點(diǎn)轉(zhuǎn)變到正的100%沖程、以便以其最大變化率舉起推桿。接著又向零百分比的沖程轉(zhuǎn)變，由此開始縮回推桿的減速過程。當(dāng)車間過程控制器發(fā)出壓制操作信號時(shí)，泵沖程以其最大變化率以零轉(zhuǎn)變到大約負(fù)80%。在位置控制條件下，當(dāng)推桿到達(dá)其第一向下速度控制位置時(shí)，泵沖程的變化終止、而推桿速度保持不變。在第二向下速度控制位置，泵沖程向其負(fù)40%的壓制保壓位置轉(zhuǎn)變、并且在整個(gè)保壓期間保持那個(gè)值、使所述推桿在陽模進(jìn)入玻璃之前減速到一個(gè)恒定的向下低速度。此后，玻璃的壓制是在壓控條件下進(jìn)行的。
圖1的系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了推桿位移和壓制壓力的控制模式，其方法是電動(dòng)液壓控制裝置通過控制所述泵中的滑塊位置來控制沖程、并且控制定比壓力控制器33、使液壓流體泄放到所述容器中以保持所需要的壓力。如圖3中所示，液壓系統(tǒng)由四個(gè)主要部分構(gòu)成，即，推桿組件、背壓閥44、采用電子學(xué)方法的定比壓力控制閥33以及具有其伺服控制裝置30的雙向徑向活塞泵28。在所述馬達(dá)運(yùn)轉(zhuǎn)以驅(qū)動(dòng)泵轉(zhuǎn)子以及所述系統(tǒng)處理壓制過程閉模狀態(tài)的壓力控制方式下的情況下(如圖2的零時(shí)間位置所表示的)，微處理器向伺服放大器38發(fā)出要求負(fù)40%沖程(由扭矩馬達(dá)調(diào)整)的信號、并且向壓力控制放大器36發(fā)出要求每平方英寸1000磅的向下壓力的信號。
圖3中示意地表示用于所述玻璃壓制工序的液壓系統(tǒng)的一些主要部分，圖中未示出它們的輔助液壓部件，例如流體溫度調(diào)節(jié)裝置各種過濾器和流體補(bǔ)給泵或者各種壓力保險(xiǎn)閥。圖3中，與圖1相對應(yīng)的各流體通道具有相似的標(biāo)號。所述雙向徑向活塞泵28具有一個(gè)用于控制沖程的、用液壓原理借助于一個(gè)控制活塞46和一個(gè)反向活塞47安裝的滑塊，用來自控制壓力齒輪泵48的控制液壓流體驅(qū)動(dòng)這兩個(gè)活塞，壓力齒輪泵48具有通向流體容器45的吸入管道49和輸出管道50。管道50和活塞47之間的分支管道51提供流體、以便在滑塊上產(chǎn)生反向推力。不加控制時(shí)，面積較大的控制活塞46勝過反向活塞47、從而使滑塊移動(dòng)、離開其空檔或者零沖程位置?；钊?6和47中的每一個(gè)都具有通向容器45的回收通道。電動(dòng)液壓扭矩馬達(dá)52(它具有一個(gè)中心位置，彈簧53使它傾向該中心位置)驅(qū)動(dòng)伺服閥門54、以控制流入和流出所述控制及反向活塞的控制流體的流量、使得當(dāng)一個(gè)活塞經(jīng)受位移壓力時(shí)另一個(gè)活塞是打開的(以便排出液體)。用線性可變差接變壓器(未示出)檢測所述滑塊的位置。伺服放大器發(fā)出一些信號，它們的幅度正比于來自微處理器的信號和由所述線性可變差接變壓器發(fā)出的、代表滑塊位置的反饋信號。這些信號被加到扭矩馬達(dá)上，以便通過伺服閥控制流體流量，從而控制所述泵的滑塊位置。
圖1中示出微處理器34，它通過引線55和56連接到伺服放大器38，作為根據(jù)圖2中所示的特性曲線來控制泵沖程的裝置。微處理器34還根據(jù)各程序信號和引線58上的來自向下壓力傳感器37的各反饋信號，通過經(jīng)由引線57加到壓力控制放大器36的各信號來進(jìn)行壓力控制。壓力控制放大器把壓力指令和反饋壓力信號相加，然后通過引線59，在控制器33內(nèi)電子控制閥62的螺管線圈61處，把控制信號發(fā)送給所述壓力控制器33。
當(dāng)在向下壓力傳感器37中檢測到所述壓力閥值時(shí)，通過把各控制信號經(jīng)由放大器36發(fā)送到控制器33，在微處理器34中實(shí)行閉環(huán)壓力控制。通過管路63(經(jīng)由單向閥60通到流體容器45的吸入管路)把管路31上的向下壓力傳遞到壓力控制管路35內(nèi)。在建立壓力控制方式之前，閥62是關(guān)閉的。閥62是一種比例閥門，它視控制器螺管線圈61中的電流大小而具有從完全關(guān)閉到完全打開的流體載送情況的連續(xù)調(diào)節(jié)屬性。在全電流情況下，所述閥門是完全關(guān)閉的。所述壓力控制放大器36施加一種與所要求的輸入程度成反比例地從全值往下減小的電流。閥63是一種常閉的手動(dòng)過載閥，它作為一種安全措施，用于在泵中壓力達(dá)到要沖開各內(nèi)部安全閥之前打開這個(gè)閥門。主壓力控制閥64是彈簧加載關(guān)閉的，以便關(guān)閉通向容器45的管路65。
在閥62關(guān)閉的情況下，控制管路66和67上的壓力是相等的、因此彈簧加載控制著閥64?？刂乒苈?7在閥62和63處被截?cái)?。加到螺管線圈61的壓力控制信號移動(dòng)閥62以調(diào)節(jié)它的流體載送情況、允許管路67中壓力下降、使得管路66中的壓力超過閥64的加載彈簧力，以便打開該閥門、從而使來自管路31的流體泄放到管路65和容器45中。當(dāng)在傳感器37處檢測到管路31中的壓力下降時(shí)，壓力控制器33調(diào)節(jié)它的信號以調(diào)節(jié)電子控制閥62處的流體載送情況，從而調(diào)節(jié)閥64的流體載送情況和管路31中的壓力。這種作用由于管路67中的節(jié)流口69而被減弱。在圖2中所示的向下壓力特性曲線中，所述微處理器發(fā)出一種下傾的斜坡信號，以響應(yīng)所述轉(zhuǎn)接壓力，該轉(zhuǎn)接壓力要求一種恒定的壓力下降斜率。來自微處理器34的所述斜坡信號快速地承擔(dān)對定比壓力控制器33的控制，此后，壓力的下降速率遵循所述斜坡信號，如4.8秒至5.25秒時(shí)間間隔范圍內(nèi)所圖示的。那時(shí)，所述向下壓力已經(jīng)到達(dá)如向下壓力傳感器37所檢測到的每平方英寸1000磅的壓力水平，接著，該傳感器37的信號被送到微處理器34以引起新的壓力下降率，在本例中為零值(例中要保持每平方英寸1000磅的壓力)。此后，所述微處理器保持要求每平方英寸1000磅壓力的信號以及要求負(fù)40%泵沖程的信號，以便所述陽模和推桿的壓制運(yùn)動(dòng)停止到7英寸(按為圖2說明的情況所選擇的比例)的最后壓制閉模位置上。
打算使所述微處理器能夠按程序工作、以便在這個(gè)系統(tǒng)中要求遞減壓力的變化有各種預(yù)定分級的變化率，并且使所述微處理器能夠按程序工作、以便在達(dá)到所述轉(zhuǎn)接壓力之后、在依次為更低的各閥值壓力水平下觸發(fā)這樣一些變化率。根據(jù)微處理器34的程序，下降壓力的這些變化可以增大或者減小，雖然，目前認(rèn)為以下情況是所希望的，即，如果要使用各種變化率，那么，后繼的各變化率應(yīng)當(dāng)被減小。
在向下沖程期間，背壓閥44靠管道壓力打開，并且減弱了所述向下管道中各種壓力波動(dòng)。在向上沖程期間，閥44被單向閥71所旁路。
在所公開的本系統(tǒng)中，向上壓力傳感器39并非是一個(gè)控制元件，盡管它提供了如圖2中所示的系統(tǒng)運(yùn)行的指標(biāo)。
當(dāng)所述伺服控制器通過微處理器34收到來自車間過程控制器的推桿向下的信號時(shí)，該伺服控制器遵循圖4中所示的程序。微處理器34在如圖2中4.1秒處所示的第一或者＃1位置發(fā)出高速向下信號，從而所述推桿開始向下移動(dòng)。當(dāng)推桿到達(dá)位置＃2時(shí)(由位置傳感器18檢測到)，通過引線79和81傳輸?shù)剿鑫⑻幚砥鞯脑撔盘栟D(zhuǎn)換成從所述微處理器傳輸?shù)剿欧糯笃?8的速度設(shè)定信號，從而伺服放大器38送到所述泵伺服裝置的總信號要求得到一個(gè)較低的速度，直至到達(dá)位置＃3，要求低的速度并且把泵的沖程調(diào)整到在推桿向下移動(dòng)的平衡段和壓制閉模時(shí)間間隔的整個(gè)過程中將被保持的值。位置＃3設(shè)定在離開陰模26中熔融玻璃料的上表面足夠遠(yuǎn)的地方，使得推桿速度得以完成它的向不變低速度的轉(zhuǎn)換，此時(shí)，陽模14碰到所述玻璃料，并且繼續(xù)以那個(gè)速度進(jìn)入所述料中，以便把它分布在陰模和陽模的整個(gè)顯象區(qū)域部分。進(jìn)入所述玻璃料的這種推進(jìn)導(dǎo)致在向下壓力傳感器37處可檢測到的所述陽模上的向下壓力增加，從而，指示壓力的信號被傳輸?shù)轿⑻幚砥?4。當(dāng)所述壓力達(dá)到預(yù)定水平(一種為確保已經(jīng)把熔融玻璃分布在所述陽模和陰模之間模槽的整個(gè)顯象區(qū)域而選擇的壓力量值)時(shí)，所述微處理器對推桿的控制從基于推桿位置的開環(huán)速度控制轉(zhuǎn)換到基于推桿向下壓力的閉環(huán)壓力控制。
圖4中示出在壓力控制模式中所說明的壓力下降速率的兩個(gè)階躍。因?yàn)槭褂脧奈⑻幚砥?4發(fā)送到壓力控制放大器36的斜坡信號，所建立的壓力下降的初始速率相對來說是比較高的。在壓力控制放大器中將該壓力下降的高速率與來自傳感器37的所述下降壓力反饋信號相加，并且把合成的信號發(fā)送到定比壓力控制器33、以根據(jù)所述指令信號控制推桿的向下壓力。在低于閾值(在此閾值下設(shè)定第一壓力下降速率)的給定壓力水平下，由微處理器34設(shè)定第二壓力下降的低速率，而所述控制器變換到在該低速率下控制推桿的向下壓力。實(shí)驗(yàn)已經(jīng)證明，對于許多面板尺寸和形狀，如圖2中所示的單一壓力下降速率提供了本發(fā)明的各種改進(jìn)的結(jié)果。當(dāng)壓力已經(jīng)達(dá)到所述微處理器中建立的保壓壓制壓力時(shí)，到達(dá)控制器33的信號要求該壓力持續(xù)不變，而所述放大器借助于來自從壓力傳感器39反饋的信號與微處理器所要求的信號之和的合成信號、在該壓力下保持閉環(huán)控制。
由車間過程控制器所決定的保壓時(shí)間的結(jié)束使控制方式轉(zhuǎn)換到開環(huán)速度控制。所述微處理器要求使陽模從已壓制的玻璃中高速度地抽出，其方法是移動(dòng)所述泵的滑塊(從而改變泵的沖程)，以便在推桿上施加向上壓力。在減速位置(從傳感器18處所檢測到的推桿沖程的上極限開始)，微處理器發(fā)出減速指令，并且把泵的沖程變換到它的空檔或者零沖程位置，以便在該沖程的頂部把推桿的縮回動(dòng)作減慢到零，并且保持那個(gè)狀態(tài)直到發(fā)出下一個(gè)推桿向下的信號。
所述微處理器控制提供了很大的靈活性。根據(jù)信號存儲(chǔ)容量和設(shè)備能力，可以存儲(chǔ)若干用于不同尺寸和形狀的面板的壓制工藝程序，以便在需要的時(shí)候能夠方便地調(diào)用這些程序并且將確定推桿控制的若干一致的和可重復(fù)的模式。在任何給定的控制程序中，可以逐個(gè)地并且在許多情況下獨(dú)立地改變各種參數(shù)，例如，推桿位置、速度、減速度、壓力和壓力的變化速率。這些程序的選擇，由所述程序支配的各種操作參數(shù)以及程序或者各參數(shù)的改變都能夠在位于車間或者由車間遙控的終端上完成。用顯示器40和鍵盤42(用于通過引線81和82顯示和調(diào)用/輸入微處理器34)來表示終端41。
機(jī)器值班人員或者操作員通過一組撥盤開關(guān)43控制壓制保壓壓力，該開關(guān)43實(shí)際上一般通過引線83直接輸入微處理器程序。可以用正在壓制的制品的各種觀測特性來確定壓制壓力的髦直浠?。例燃偓染J破繁還菅顧酰災(zāi)虜ＡТ鈾鲆蹌脫裟Ｖ浼煩觶梢砸蠹跣⊙沽?，或者玻璃沿着所述密封边笣颤面板凸詸n哪詒礱媾艿簦莆俺瞿ァ保ā癿illout”)，較低的壓力有助于緩和這種故障，或者如果玻璃沒有完整地分布在陰模和陽模之間的整個(gè)模槽上，那么，較高的壓力可以解決這個(gè)問題。在不改變所討論的其他壓制參數(shù)的情況下，能夠由值班的機(jī)器操作員在本系統(tǒng)上做出這樣一些壓力改變。
應(yīng)當(dāng)知道，所公開的系統(tǒng)的電的、液壓的和電動(dòng)液壓的各種部件是市場上買得到的，但是，不應(yīng)當(dāng)把本發(fā)明理解為僅限于所公開的各種部件或者所陳述的各種具體的關(guān)系曲線。本專業(yè)的普通技術(shù)人員可以在不脫離本發(fā)明的實(shí)質(zhì)和范圍的情況下，用另外的有關(guān)的各種元件以及它們的相互關(guān)系來實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的那些有益的特點(diǎn)。因此，應(yīng)當(dāng)把以上的公開理解為說明性的，而不應(yīng)當(dāng)理解為限制意義的。
權(quán)利要求
1.在一種用于各種陰極射線管面板的壓制機(jī)中，該壓制機(jī)包括一根推桿，一個(gè)在所述推桿上的、用于各面板的陽模，一個(gè)在所述陽模壓制行程的極限位與所述陽模配準(zhǔn)的、用于各面板的陰模；用于使所述推桿在兩個(gè)位置之間變換的裝置，在其中一個(gè)位置上所述陽模被從所述陰模中收回，在其中另一個(gè)位置上所述陽模與所述陰模處在壓制玻璃的狀態(tài)中，其特征在于所作改進(jìn)包括--用于所述推桿以起始的高推進(jìn)速率從收回位置向玻璃壓制位置推進(jìn)的控制裝置，--當(dāng)所述陽模接近玻璃壓制位置時(shí)減小所述推進(jìn)速率的裝置，--當(dāng)所述陽模開始與所述陰模中的玻璃接觸時(shí)保持其推進(jìn)速率的裝置，--對其量值足以保證所述陽模和陰模的顯象面區(qū)域完全被玻璃填滿的推桿壓制壓力做出響應(yīng)，用以開始對所述推桿進(jìn)行壓力調(diào)整步驟裝置，所述壓力調(diào)整包括所述推桿壓制壓力的逐步減小，以及--用于把所述推桿和陽模保持在預(yù)定壓制壓力狀態(tài)的裝置。
2.在按照權(quán)利要求1的壓制機(jī)中，其特征在于其中壓力調(diào)整的起始步驟是減小壓力。
3.在按照權(quán)利要求2的壓制機(jī)中，其特征在于所作進(jìn)一步的改進(jìn)包括在響應(yīng)所述起始步驟的所述裝置以及用于保持推桿壓制壓力的所述裝置中的、用于控制所述推桿壓力的閉環(huán)壓力控制裝置。
4.在按照權(quán)利要求2的壓制機(jī)中，其特征在于其中所述用于逐步地減小所述推桿壓制壓力的裝置以基本上不變的變化率減小所述壓力，直至達(dá)到第二預(yù)定的推桿壓制壓力為止。
5.在按照權(quán)利要求4的壓制機(jī)中，其特征在于對所述第二預(yù)定的推桿壓制壓力作出響應(yīng)的、借助閉環(huán)壓力控制保持所述第二預(yù)定壓力的裝置。
6.在按照權(quán)利要求2的壓制機(jī)中，其特征在于所作進(jìn)一步的改進(jìn)包括具有多步驟減小所述推桿推進(jìn)速率的控制裝置。
7.在按照權(quán)利要求2的壓制機(jī)中，其特征在于所作進(jìn)一步的改進(jìn)是，隨著所述推桿沿其行程的位置變化而減小所述推桿的推進(jìn)速率。
8.在按照權(quán)利要求2的壓制機(jī)中，其特征在于所作進(jìn)一步的改進(jìn)是，一個(gè)推桿收回控制裝置以及用于操作所述控制裝置、以隨著推桿位置而改變的速度收回所述推桿的裝置。
9.在按照權(quán)利要求8的壓制機(jī)中，其特征在于所作進(jìn)一步的改進(jìn)是，以高于所述推桿各推桿俁鵲母髦炙俁仁棧廝鐾聘恕
10.在按照權(quán)利要求2的壓制機(jī)中，其特征在于所作進(jìn)一步的改進(jìn)是，一個(gè)用于控制所述推桿推進(jìn)的可改編程序控制器、它控制推桿行程的長度、推桿運(yùn)動(dòng)速度、推桿壓力變化的速率以及改變運(yùn)動(dòng)和壓力的變化率的各拐點(diǎn)。
11.在按照權(quán)利要求2的壓制機(jī)中，其特征在于在所作進(jìn)一步的改進(jìn)中，所述控制器包括用于從若干操作程序中選擇一個(gè)有效的推桿控制程序的裝置。
12.在按照權(quán)利要求10的壓制機(jī)中，其特征在于所作進(jìn)一步的改進(jìn)是這樣一個(gè)裝置、它適合于分別處理所述壓制機(jī)、以便改變所述可改編程序控制器對推桿行程、推桿運(yùn)動(dòng)速度、壓力變化的速率以及推桿運(yùn)動(dòng)和壓力變化過程中推桿位置和壓制壓力的各轉(zhuǎn)折點(diǎn)的控制。
13.一種壓制陰極射線管面板的方法，其特征在于包括-以第一高速度把壓制陽模推向裝填熔融玻璃的陰模，-在離開熔融玻璃一定間隔的預(yù)定位置上，把陽模的推進(jìn)速度減小到某個(gè)低速度，-以不變的速度將陽模推入熔融玻璃中，直至位于陰模和陽模之間的、限定面板的顯象區(qū)域的模槽填滿熔融玻璃為止。-在位于陰模和陽模之間的、限定面板的顯象區(qū)域的模槽被填滿之后，在陽模上形成一種可控的壓力，以及-保持陽模上的可控壓力，直至陽模和陰模之間的玻璃料已經(jīng)凝固成穩(wěn)定的形狀為止。
14.按照權(quán)利要求13的方法，其特征在于當(dāng)形成可控壓力的時(shí)候，陽模的不變速度推進(jìn)被終止。
15.按照權(quán)利要求13的方法，其特征在于施加在陽模上的預(yù)定壓力確定了陰模和陽模之間限定面板顯象區(qū)域的模槽的填充情況。
16.按照權(quán)利要求13的方法，其特征在于陽模上的可控壓力是一種遞降的壓力。
17.按照權(quán)利要求16的方法，其特征在于所述遞降壓力在陽模上兩個(gè)有預(yù)定間隔的壓力值之間以均勻的變化率下降。
全文摘要
用于壓制電視顯象管玻璃面板的方法和裝置，它使用控制推桿和陽模的微處理器。當(dāng)陽模不處于與玻璃接觸的臨界狀態(tài)時(shí)，以相對高的運(yùn)動(dòng)速度、用基于位置的開環(huán)的速度控制方式來操作推桿和陽模；當(dāng)陽模進(jìn)入玻璃時(shí)以均勻的速度操作；在陽模和陰模之間面板的模槽顯示區(qū)域被填滿后，以均勻的陽模壓制速度、在閉環(huán)壓力控制下操作。壓力控制方式被用于使壓力向下傾斜到壓制過程的閉模壓力并保持該壓力。
文檔編號H01J9/233GK1033125SQ8710782
公開日1989年5月24日 申請日期1987年11月10日 優(yōu)先權(quán)日1987年11月10日
發(fā)明者戴維·沙納伯格 申請人:歐文斯-伊利諾衣電視產(chǎn)品公司