本申請要求2012年9月25日提交的美國專利申請第13/626337號的優(yōu)先權,其全部內容通過引用結合入本文。
技術領域
本發(fā)明涉及制造玻璃的方法和設備,更具體地,涉及對輥磨損進行補償?shù)牟Aе圃煸O備和方法。
背景技術:
用于玻璃制造操作來生產(chǎn)薄玻璃片的拉制法被用于包括平板顯示器的各種產(chǎn)品。根據(jù)這些方法生產(chǎn)的玻璃片相比于通過不同方法(例如浮法)生產(chǎn)的玻璃,通常具有增強的平坦度和光滑度。
為了在拉制法中生產(chǎn)玻璃帶,在玻璃轉變?yōu)閺椥誀顟B(tài)之前,當玻璃處于粘彈性狀態(tài)時,向玻璃帶施加牽拉作用力。通過端輥拉制玻璃帶,所述端輥施加牽拉作用力以下拉方向(即,玻璃移動的方向)以及與下拉方向正交的橫向拉制方向來拉伸玻璃帶。牽拉作用力將玻璃加工成用于商品的所需厚度。
端輥與玻璃帶的物理界面影響拉制過程中玻璃帶的穩(wěn)定性,并影響由玻璃帶生產(chǎn)的最終玻璃制品的品質。但是,由于與玻璃帶接觸,端輥傾向于磨損,這可能影響端輥與玻璃帶之間的物理界面,從而使得最終玻璃的質量劣化。
因此,需要能夠管理輥磨損的替代拉制設備以及對拉伸設備的輥磨損進行管理的方法。
技術實現(xiàn)要素:
本文所述的實施方式涉及在拉制過程中對玻璃帶施加牽拉作用力的方法和設備。所述方法和設備管理輥的磨損,這可改善制造方法的產(chǎn)率,以及平衡拉制過程中施加到玻璃帶的牽拉作用力,以改進玻璃帶的機械性質。
根據(jù)各個實施方式,對拉制設備中施加到玻璃片的牽拉作用力進行管理的方法包括:向玻璃片的前側施加前側驅動扭矩以及用后側端輥向玻璃片施加后側驅動扭矩,所述后側端輥與玻璃片的后側接觸并且與前側端輥相對。所述方法還包括用至少一個電子控制器來接收前側即時牽拉作用力信號和接收后側即時牽拉作用力信號,所述前側即時牽拉作用力信號表示通過前側端輥施加到玻璃片的扭矩,所述后側即時牽拉作用力信號表示通過后側端輥施加到玻璃片的扭矩。所述方法還包括:用至少一個電子控制器來自動計算施加到玻璃片并對應前側端輥的至少一次轉動的第一時間段的前側平均牽拉作用力,以及用至少一個電子控制器來自動計算施加到玻璃片并對應后側端輥的至少一次轉動的第二時間段的后側平均牽拉作用力。所述方法還包括對比前側平均牽拉作用力和后側平均牽拉作用力,以建立前側平均牽拉作用力和后側平均牽拉作用力之間的牽拉作用力差,以及改變前側驅動扭矩或后側驅動扭矩中的一個或多個,以設定前側平均牽拉作用力和后側平均牽拉作用力之間的所需的牽拉作用力差。
根據(jù)其他實施方式,用于生產(chǎn)玻璃片的玻璃制造設備包括用于接收玻璃片并拉制玻璃片的拉制設備,其中所述拉制設備包括多個端輥對。每個端輥對包括前側端輥和后側端輥,所述前側端輥與前側馬達相連并位于靠近玻璃片的邊緣,所述后側端輥與后側馬達相連并位于靠近玻璃片的邊緣,從而使得所述前側端輥和后側端輥位于沿著玻璃片的相對側,并且所述前側端輥和后側端輥與玻璃片接觸。拉制設備還包括電子控制器,所述電子控制器與各個端輥對的前側馬達和后側馬達通訊地(communicatively)相連。電子控制器執(zhí)行計算機可讀取指令,基于表示通過前側端輥施加到玻璃片的扭矩的信號來計算通過前側端輥施加到玻璃片的前側即時牽拉作用力,基于表示通過后側端輥施加到玻璃片的扭矩的信號來計算通過后側端輥施加到玻璃片的后側即時牽拉作用力,計算對應前側端輥的至少一次轉動的第一時間段的玻璃片的前側平均牽拉作用力,以及計算對應后側端輥的至少一次轉動的第二時間段的玻璃片的后側平均牽拉作用力。計算機可讀取指令還對比前側平均牽拉作用力和后側平均牽拉作用力,以建立所述前側平均牽拉作用力和后側平均牽拉作用力之間的牽拉作用力之差,以及改變與前側端輥相關的前側端輥直徑變量或者與后側端輥相關的后側端輥直徑變量中的至少一個,以管理通過前側端輥和后側端輥施加到玻璃片的拉制張力。
在以下的詳細描述中提出了本文中描述的實施方式的其他特征和優(yōu)點,其中的部分特征和優(yōu)點對本領域的技術人員而言,根據(jù)所作描述就容易看出,或者通過實施包括以下詳細描述、權利要求書以及附圖在內的本文所述的本發(fā)明而被認識。
應理解,前面的一般性描述和以下的詳細描述介紹了各種實施方式,用來提供理解要求保護的主題的性質和特性的總體評述或框架。包括的附圖提供了對各種實施方式的進一步的理解,附圖被結合在本說明書中并構成說明書的一部分。附圖以圖示形式說明了本文所述的各種實施方式,并與說明書一起用來解釋要求保護的主題的原理和操作。
附圖說明
附圖所示的實施方式實際上是示意性和示例性的,并不旨在限制通過權利要求所限定的主題。結合以下附圖閱讀可以理解如下示意性實施方式的詳細描述,其中相同的結構用相同的附圖標記表示,其中:
圖1示例性地顯示了根據(jù)本文所示或所述的一個或多個實施方式的玻璃制造設備;
圖2示例性顯示了根據(jù)本文所示或所述的一個或多個實施方式的拉制設備的端輥對的側視圖;
圖3示例性地顯示了對根據(jù)本文所示或所述的一個或多個實施方式的端輥對中的兩個端輥施加的即時和平均牽拉作用力進行測量的假定數(shù)據(jù)圖;以及
圖4示例性地顯示了對根據(jù)本文所示或所述的一個或多個實施方式的端輥對中的兩個端輥施加的即時和平均牽拉作用力進行測量的假定數(shù)據(jù)圖。
具體實施方式
下面將詳細描述具有牽拉設備的玻璃制造設備以及對通過牽拉設備向玻璃片施加的牽拉作用力進行管理的方法的實施方式。只要有可能,在所有附圖中使用相同的附圖標記來表示相同或類似的部分。圖1大致顯示了用于玻璃生產(chǎn)的玻璃制造設備。玻璃制造設備將批料材料加工成熔融玻璃,將其引入成形設備,從所述成形設備使得熔融玻璃流動形成玻璃片。玻璃片與多個端輥對接觸,所述端輥對位于靠近玻璃片的邊緣。端輥對與玻璃片接觸,并向玻璃片施加作用力,以控制固化的玻璃片的參數(shù)(例如,厚度)??苫诟鞣N因素來改變通過端輥對施加到玻璃片的扭矩,例如但不限于,端輥對準、端輥直徑、端輥與玻璃片的接觸壓力、端輥缺乏圓度(out-of-roundness)以及傳輸變化。
可以改變與端輥對中的各個端輥相關的控制變量,使得各端輥對中相應端輥施加的作用力之差最小化,以改進玻璃制造設備的性能。降低通過各端輥對中的端輥施加的作用力之差可降低施加到玻璃帶的總作用力,從而降低端輥對之間的玻璃帶滑動的可能性。此外,降低通過各端輥對中的端輥施加的作用力之差可實現(xiàn)降低通過端輥以正交于玻璃帶移動方向的方向施加的“捏”力(“pinch”force),從而降低端輥自身的磨損。下面具體參考附圖來進一步詳細描述具有拉制設備的玻璃至少設備以及對通過拉制設備向玻璃片施加的牽拉作用力進行管理的方法。
現(xiàn)參見圖1,顯示了包括熔合工藝來生產(chǎn)玻璃帶105的示例性玻璃制造設備100。玻璃制造設備100包括熔融容器110、澄清容器115、混合容器120、傳遞容器125、成形設備135、拉制設備200以及切割設備150(例如,移動式砧機(TAM)150)。玻璃制造設備100從批料材料生產(chǎn)連續(xù)玻璃帶105,首先使得批料材料熔融并結合成熔融玻璃,將熔融玻璃分配成初步形狀,當玻璃冷卻并且粘度增加時,向玻璃帶105施加張力以控制玻璃帶105的尺寸,以及當玻璃已經(jīng)通過粘彈性轉變并且給予使得玻璃片155具有穩(wěn)定尺寸特性的機械性質之后,從玻璃帶105切割離散的玻璃片155。
在操作中,將用于形成玻璃的批料材料如箭頭112所示引入熔融容器110,并熔化以形成熔融玻璃126。熔融玻璃126流入澄清容器115,所述澄清容器115的溫度維持在高于熔融容器110的溫度。熔融玻璃126從澄清容器115流入混合容器120,其中,熔融玻璃126經(jīng)歷混合過程以使得熔融玻璃126均勻化。熔融玻璃126從混合容器120流入傳遞容器125,所述傳遞容器125將熔融玻璃126傳遞通過下導管130,到入口132,并進入成形設備135。
圖1所示的成形設備135用于在熔合拉制過程中產(chǎn)生玻璃帶105,其具有高的表面質量和低的厚度變化。成形設備135包括接收熔融玻璃126的開口136。熔融玻璃126流入槽137中,然后溢流并向下流過槽137的側面進入兩個部分帶部分106a、106b(參見圖2),之后在成形設備135的根部139的下方熔合在一起。仍為熔融玻璃126的兩個部分帶部分106a、106b相互再結合(例如熔合)在一起,該位置在成形設備135的根部139的下方,從而形成玻璃帶105(也稱作玻璃網(wǎng))。通過拉制設備200從成形設備下拉玻璃帶105。雖然本文所示和所述的成形設備135執(zhí)行的是熔合拉制過程,但是應理解的是,可以使用其他成形設備,包括但不限于狹縫拉制設備等。
如圖1所示并如下文進一步詳述,拉制設備200包括多個主動驅動端輥對210a、210b,它們分別包括前側端輥220和后側端輥230。前側端輥220與前側變速裝置222相連,其與前側馬達224相連。前側變速裝置222改變了傳遞到前側端輥220的前側馬達224的輸出速度和扭矩。類似地,后側端輥230與后側變速裝置232相連,其與后側馬達234相連。后側變速裝置232改變了傳遞到后側端輥230的后側馬達234的輸出速度和扭矩。
控制多個端輥對210的操作的各種狀態(tài),包括,例如但不限于,施加到玻璃帶105的扭矩以及端輥220、230的轉速。當玻璃帶105仍處于粘彈性狀態(tài)時通過多個端輥對210施加到玻璃帶105的拉制作用力使得玻璃帶105牽拉或拉伸,從而通過控制當玻璃帶105沿著拉制設備200移動時施加到玻璃帶105的張力,來控制玻璃帶105的尺寸。
當通過拉制設備200拉制玻璃帶105時,玻璃具有冷卻的機會。具有多個端輥對210的玻璃制造設備100可改進玻璃帶105通過粘彈性轉變的區(qū)域中橫向拉制張力和/或下拉張力的控制和一致性。該區(qū)域定義為“凝固區(qū)”,其中,應力和平坦度凝固在玻璃帶105中。相比于常規(guī)設計的制造設備(其結合了沿著玻璃帶105的整個寬度延伸的輥(未示出)),包括多個主動驅動端輥對210的玻璃制造設備100可提供對于玻璃片155的制造的改進。
在玻璃帶105經(jīng)受粘彈性轉變之后,可以將玻璃帶105分割成具有離散長度的玻璃片155??梢圆捎酶鞣N方法和設備,包括例如,采用由TAM執(zhí)行的劃線和斷裂方法或者激光修剪法(未示出),將玻璃帶105切割成玻璃片155。在圖1所示的實施方式中,TAM 150用于對玻璃帶105進行劃線,從而實現(xiàn)當通過玻璃制造設備100連續(xù)地生產(chǎn)玻璃帶105時,從玻璃帶105切割離散的玻璃片155。通常來說,TAM 150用于在移動的玻璃帶105上形成水平劃線。為了適應玻璃帶105沿著拉制設備200的移動,TAM 150同時移動,其方向與玻璃帶105的方向相同,其速度與玻璃帶105的速度相同,并且其方向穿過玻璃帶105移動的方向。當TAM 150與玻璃帶105以下拉方向移動時,劃線輪與玻璃帶105接觸并劃線,產(chǎn)生穿過玻璃帶的水平劃線。換言之,通過以下拉方向、以與玻璃帶105相同的速度移動,TAM 150能夠向玻璃帶105施加劃線,其垂直于玻璃帶105的下拉方向。劃線實現(xiàn)了采用常規(guī)彎曲技術從連續(xù)玻璃帶105完全分離離散的玻璃片155。
具有多個端輥對210的玻璃制造設備100適應即時作用力變化性的變化,所述即時作用力變化性是由于各種因素,包括,例如但不限于,玻璃片重量、通過端輥對施加的下拉張力,并且通過各種方法,包括通過TAM 150對玻璃帶105進行劃線或者用激光器(未示出)對玻璃帶105進行劃線,來修剪玻璃帶105。此類玻璃制造設備100管理了橫向拉制張力和下拉張力,改進了在拉制操作過程中拉制設備200的操作穩(wěn)定性,并使得玻璃帶105和端輥對210之間的摩擦最小化,以改進玻璃帶105的穩(wěn)定性,導致比常規(guī)制造設備和方法可得到的更平坦和/或更薄的玻璃帶105。
下面參見圖1討論拉制設備200的操作??梢栽诶撇僮鬟^程中,改變拉制設備200的端輥對210a、210b的操作,以向玻璃帶105施加所需的作用力。在一個實施方式中,可以以恒定扭矩模式操作上端輥對210a,使得上端輥對210a向玻璃帶105連續(xù)地施加牽拉作用力,同時改變玻璃帶105移動離開成形設備135的速度。對上端輥對210a將玻璃帶105拉制遠離成形設備135的速度進行控制,可有助于玻璃帶105的厚度控制??梢砸院愣ㄋ俣饶J讲僮飨露溯亴?10b,使得下端輥對210b以恒定地速度連續(xù)地拉制玻璃帶105,同時施加到玻璃帶105的扭矩是可自由變化的。這樣,當玻璃帶105處于粘彈性狀態(tài)時,下端輥對210b維持玻璃帶105上的張力。
在一些操作條件下,下端輥對210b可以改變施加到玻璃帶105的牽拉作用力的方向。例如,當玻璃帶105較短時,例如當玻璃帶105最近被修剪過時,可以以恒定的速度操作下端輥對210b,使得扭矩以玻璃帶105移動的方向施加牽拉作用力。當通過拉制設備200連續(xù)地牽拉玻璃帶105時,玻璃帶105的重量增加,從而降低了維持玻璃帶105的所需厚度所需要的施加到玻璃帶105的拉制作用力。在一些實施方式中,當玻璃帶105的長度增加時,下端輥對210b可使得施加扭矩的方向相反,從而使得施加到玻璃帶105的牽拉作用力的施加方向與玻璃帶105的移動方向相反。當玻璃帶105被修剪至長度為從玻璃帶105分割開的玻璃片155時,玻璃帶105的重量下降。為了維持玻璃帶105上一致的牽拉作用力,下端輥對210b施加的牽拉作用力的大小和方向與移動方向相反。在其他實施方式中,下端輥對210b可以改變施加到玻璃帶105的牽拉作用力的大小,但是沒有使得方向相反。
現(xiàn)參見圖1和2,各個端輥對210的前側馬達224和后側馬達234與至少一個電子控制器300通訊地相連,所述至少一個電子控制器300控制前側馬達224和后側馬達234的操作。電子控制器300可改變所述多個端輥對210中每一個的前側馬達224和后側馬達234所傳遞速度和/或扭矩,以向玻璃帶105提供所需的張力。當玻璃帶105其沿著拉制設備200移動時,玻璃帶105轉變?yōu)楦訌椥?。當玻璃?05靠近拉制設備200的終端部,TAM 150以給定的片長度對玻璃帶105進行劃線,使得玻璃帶105可分割成玻璃片155的離散片。
包括多個端輥對210的玻璃制造設備100會傾向于在拉制過程中使得施加到玻璃帶105的拉制張力變化。此類變化可歸因于各種因素,包括例如但不限于,上端輥對210a和下端輥對210b之間的速度變化,端輥對210中的前側端輥220和后側端輥230之間施加的牽拉作用力的變化,以及TAM 150和拉制設備200之間的速度不匹配。因此,根據(jù)本發(fā)明的玻璃制造設備100包括至少一個電子控制器300,如上所述,其包括儲存在存儲器330中并被處理器310執(zhí)行的計算機可讀取指令,其確定了通過各個端輥對210中的每個前側端輥220和后側端輥230施加到玻璃帶105的拉制張力。此外,計算機可讀取指令實現(xiàn)了參數(shù)的改變,例如,端輥直徑變量,以解決由于例如端輥磨損所導致的前側端輥220和后側端輥230的外直徑的變化。
根據(jù)本發(fā)明的包括本文所述的元件的玻璃制造設備100相比于常規(guī)設計展現(xiàn)了改進的性能。此類性能改進可通過如下展現(xiàn):玻璃帶105中內含物的減少、端輥對210和玻璃帶105之間的滾動滑動的減少,從而進一步降低端輥220、230的磨損,降低由于端輥220、230之間的未對準所導致的端輥220、230的磨損速率,以及減少由端輥220、230導致的缺陷和/或玻璃破裂所產(chǎn)生的玻璃帶105的表面上的劃痕和/或裂紋。此外,根據(jù)本發(fā)明的玻璃制造設備100可改進當從拉制設備200修剪帶時,玻璃帶105的進料速率測量的準確性。進料速率準確性的增加可增加通過TAM 150或激光器(未示出)進行劃線的準確性。通過TAM 150產(chǎn)生的劃線的準確性的增加,由于減少了修剪廢料改進了通過玻璃制造設備100生產(chǎn)的玻璃片155的產(chǎn)率,并可能減少了對于后續(xù)切割操作的需求,。
在一個實施方式中,可以從各種合適的馬達選擇前側馬達224和后側馬達234,包括例如但不限于,交流同步馬達、無刷直流馬達、有刷直流馬達、交流伺服馬達以及直流伺服馬達等??梢詼y量通過馬達224、234到達端輥220、230的扭矩輸出。在一個實施方式中,多個傳感器,例如應變計,可感應通過馬達224、234施加的扭矩量。在另一個實施方式中,可以基于當轉動變速裝置222、232以及端輥220、230時傳遞到馬達224、234的電流,來分別計算通過馬達224、234產(chǎn)生的扭矩。通過監(jiān)測馬達224、234所用電流對馬達224、234的扭矩輸出進行評價,提供了高取樣速率時施加到玻璃帶105的扭矩數(shù)據(jù),使得可以測量施加到玻璃帶105的扭矩的小的變化。
將馬達224、234的扭矩輸出作為信號傳輸?shù)诫娮涌刂破?00,其中,通過至少一個處理器310對信號進行處理以計算前側端輥220施加的前側即時驅動扭矩并進而計算前側即時牽拉作用力,以及計算后側端輥230施加的后側即時驅動扭矩并進而計算后側即時牽拉作用力。在一個實施方式中,可以通過施加到前側端輥220的前側即時驅動扭矩乘以前側端輥220的直徑,來代數(shù)地計算前側即時牽拉作用力。類似地,可以通過施加到后側端輥230的后側即時驅動扭矩乘以后側端輥230的直徑,來代數(shù)地計算后側即時牽拉作用力。此外,可以通過電子控制器300,通過前側和/或后側端輥220、230的直徑乘以前側端輥220的前側驅動速度或者后側端輥230的驅動側驅動速度,來計算通過拉制設備200的玻璃帶105的內在線性進料速率。
但是,由于前側和后側端輥220、230的磨損,前側和后側即時牽拉作用力的計算可能是復雜的。隨著端輥220、230被用于拉制設備200中,以加工玻璃帶105,由于磨損導致的端輥220、230的自身的直徑降低。在生產(chǎn)環(huán)境中對端輥220、230本身的直徑的測量是困難并且是不現(xiàn)實的。因此,在一些實施方式中,電子控制器300包括端輥磨損補償算法,以解決端輥220、230直徑的變化,如下文進一步詳述。
現(xiàn)參見圖3,顯示了端輥對210的前側即時牽拉作用力和后側即時牽拉作用力的假定數(shù)據(jù)圖??梢栽谕ㄓ嵉剡B接至電子控制器300的顯示監(jiān)測器320上,向玻璃制造設備100的用戶圖形地顯示該數(shù)據(jù)圖,如圖1所示。再次參見圖3,即時牽拉作用力圖展現(xiàn)施加到玻璃帶105的牽拉作用力的高頻變化。本文所用的牽拉作用力中的高頻變化指的是在小于端輥對210的約一次轉動的時間段內發(fā)生的變化,同時牽拉作用力中的低頻變化指的是在大于端輥對210的約一次轉動的時間段內發(fā)生的變化。牽拉作用力的高頻變化可歸因于各種因素,包括例如但不限于,端輥220、230的缺乏圓度,端輥220、230的非同心度,端輥220、230的對準的變化,端輥對210的變速裝置222、232的變化,以及端輥對220、230導致的玻璃帶105的滑動。為了掩蓋牽拉作用力的高頻變化,可以在較長的時間段內對數(shù)據(jù)進行取樣。分別地,電子控制器300對前側即時牽拉作用力和后側即時牽拉作用力進行處理,以計算前側平均牽拉作用力和后側平均牽拉作用力。
在一些實施方式中,通過電子控制器,通過確定對應于前側端輥的至少一次轉動的時間段的前側即時牽拉作用力的移動平均數(shù)來計算前側平均牽拉作用力。類似地,通過電子控制器,通過確定對應于后側端輥的至少一次轉動的時間段的后側即時牽拉作用力的移動平均數(shù)來計算后側平均牽拉作用力。如圖3所示,分別相對前側即時牽拉作用力和后側即時牽拉作用力,來繪制前側平均牽拉作用力和后側平均牽拉作用力??梢酝ㄟ^電子控制器,在預定的時間段內(例如,在對應前側端輥和后側端輥的三次轉動的時間段內),分別地計算前側平均牽拉作用力和后側平均牽拉作用力。
前側平均牽拉作用力和后側平均牽拉作用力之差表明,通過端輥對中的前側端輥和后側端輥所施加的平均牽拉作用力之間的牽拉作用力之差。為了調節(jié)牽拉作用力,可以調節(jié)端輥對中的前側端輥和/或后側端輥的位置,以改變端輥與玻璃帶之間的接觸。作為替代或者補充,可以改變通過馬達施加到端輥的扭矩,使得通過端輥對中的各個端輥施加的牽拉作用力更緊密的匹配。通過降低通過前側端輥施加的前側平均牽拉作用力與通過后側端輥施加的后側平均牽拉作用力之間的牽拉作用力之差,可以實現(xiàn)玻璃帶的最終特性的改進。
再次參見圖1,在根據(jù)本發(fā)明的拉制設備200的實施方式中,包含在計算機可讀取指令中的通過電子控制器300的處理器310執(zhí)行的磨損補償算法包括:對應于前側端輥220的直徑的前側端輥直徑變量,以及對應于后側端輥230的直徑的后側端輥直徑變量。如上文所述,電子控制器300可以計算當玻璃帶105沿著拉制設備200移動時,通過前側端輥220和/或后側端輥230施加到玻璃帶105的牽拉作用力,以及玻璃帶105的內在線性進料速率。當端輥220、230被初始地安裝在拉制設備200中時,可以將前側端輥直徑變量和后側端輥直徑變量設定為匹配相應的端輥220、230的實際直徑。因此,通過電子控制器300精確地計算了通過端輥施加的牽拉作用力以及玻璃帶105的內在線性進料速率。
電子控制器300可執(zhí)行磨損補償算法,使得可以改變對應于各個端輥對210中的端輥220、230的直徑的前側端輥直徑變量和/或后側端輥直徑變量,以解決由于磨損引起的端輥220、230的直徑的變化。在一個實施方式中,可以改變前側端輥直徑變量或后側端輥直徑變量,從而改變了通過前側端輥220和后側端輥230施加的牽拉作用力的計算。與前側端輥直徑變量或后側端輥直徑變量的變化相關,可以通過電子控制器300來改變通過與端輥220、230相連的馬達224、234施加的扭矩的相對平衡。
在圖3所示的假定例子中,前側端輥施加到玻璃帶的平均牽拉作用力大于后側端輥施加到玻璃帶的平均牽拉作用力,由于前側端輥和后側端輥的直徑變化,施加到端輥的驅動扭矩相同。這樣,在前側端輥和后側端輥之間,施加到端輥的驅動扭矩和施加到玻璃帶的牽拉作用力的移動是不相等的。給予相等驅動扭矩施加的平均牽拉作用力的差異表明端輥直徑可能存在差異。為了補償端輥直徑的差異,可以降低電子控制器中的后側端輥直徑變量。在一些實施方式中,拉制設備的操作者可以手動調節(jié)前側和/或后側端輥直徑變量,并通過對與電子控制器300的處理器310通訊地相連的顯示器320上的前側和后側平均牽拉作用力進行觀察,來對適當調節(jié)進行檢驗(參見圖1)。通過降低后側端輥直徑變量,會降低后端輥即時牽拉作用力的計算。為了補償經(jīng)計算的后端輥即時牽拉作用力的下降,后側馬達會增加傳遞到后側端輥的扭矩。施加到后側端輥的扭矩的增加,可以使得通過電子控制器計算的前側平均牽拉作用力與后側平均牽拉作用力之間的牽拉作用力差異下降??梢赃M一步降低后側端輥直徑變量,直至前側平均牽拉作用力與后側平均牽拉作用力之間的牽拉作用力差異降低至所需的水平。
現(xiàn)參見圖4,顯示了一個端輥對的前側即時牽拉作用力、后側即時牽拉作用力、前側平均牽拉作用力以及后側平均牽拉作用力的假定數(shù)據(jù)圖。圖4所示的數(shù)據(jù)圖已經(jīng)進行了磨損補償算法,如上文所述,以管理端輥磨損和施加到玻璃片的牽拉作用力。執(zhí)行的磨損補償算法降低了前側端輥和后側端輥之間的牽拉作用力差異。此外,磨損補償算法可降低在拉制過程中,通過前側或后側端輥中的至少一個施加的絕對牽拉作用力。通過端輥施加的牽拉作用力的降低可降低玻璃片上的端輥滑動的可能性,從而降低玻璃片中內含物的形成的速率。
再次參見圖1,作為替代或者補充,通過電子控制器300執(zhí)行的磨損補償算法可以包括玻璃帶105的外在線性進料速率,以確定端輥220、230的磨損。本文所用術語“外在”指的是發(fā)生在拉制設備200的端輥對210外部的測量,所述拉制設備200向玻璃帶105施加作用力,以使得玻璃帶105移動通過拉制設備200。在一個實施方式中,在通過TAM 150切割成一定長度之后對玻璃帶105進行測量??梢詫⒉A?05的長度輸入至電子控制器300,其計算玻璃帶105的外在線性進料速率。在另一個實施方式中,拉制設備200可包括至少一個從屬端輥240,其位置為當玻璃帶105橫穿拉制設備200時與玻璃帶105發(fā)生接觸。所述至少一個從屬端輥240與電子控制器300通訊地相連,使得所述至少一個從屬端輥240表示其轉動速率。所述至少一個從屬端輥240的轉動速率以及所述至少一個從屬端輥240的直徑可用于確定當玻璃帶105沿著拉制設備200移動時玻璃帶105的外在線性進料速率。電子控制器300可以接收通過任意外在測量裝置測得的玻璃帶105的外在線性進料速率。電子控制器300可以改變任意端輥對210的前側端輥直徑變量和/或后側端輥直徑變量,使得通過前側端輥220和/或后側端輥230測得的內在線性進料速率更緊密地匹配外在線性進料速率。
作為替代或者補充,當TAM 150將玻璃帶105切割成長度時由TAM 150產(chǎn)生的作用力可用于檢驗當玻璃帶105沿著拉制設備200移動時玻璃帶105的內在線性進料速率的準確性。TAM 150配置成穿過玻璃帶105施加劃線,其正交于玻璃帶105的邊緣。但是,由于在劃線操作過程中,玻璃帶105沿著拉制設備200被連續(xù)地拉制,TAM 150配置成與玻璃帶105以下拉方向移動,同時以橫向拉制方向移動穿過玻璃帶150。通過以這種方式對玻璃帶105進行劃線,TAM 150以下拉方向和橫向拉制方向移動,以促進使得以近似垂直于玻璃帶105的邊緣以及玻璃帶105的下拉方向對玻璃帶105進行劃線。
通過玻璃帶105的線性進料速率來設定TAM 150以下拉方向和橫向拉制方向移動的相對速度。在一些實施方式中,通過電子控制器300提供玻璃帶105的線性進料速率,其依賴于通過前側端輥220和/或后側端輥230確定的內在線性進料速率。如果玻璃帶105的內在線性進料速率不匹配玻璃帶105的實際線性進料速率,則在TAM 150和玻璃帶105之間會在下拉方向上存在相對運動,從而使得TAM 150施加的劃線不正交于玻璃帶105的邊緣。該TAM相對于玻璃帶105沿著下拉方向的相對運動可被分別與前側端輥220和后側端輥230相連的前側馬達224和后側馬達234感應到,因為在TAM 150操作過程中通過馬達224、234的扭矩輸出可能發(fā)生變化。這樣,在TAM 150的操作過程中,通過馬達224、234(特別是以恒定速度模式操作的那些馬達)施加的扭矩的變化可以表示通過前側端輥220和/或后側端輥230確定的玻璃帶105的內在線性進料速率與玻璃帶105的實際線性進料速率之間的差異。例如,通過TAM 150向下施加的作用力表明玻璃帶105的實際線性進料速率慢于通過前側端輥220和/或后側端輥230確定的玻璃帶105的內在線性進料速率。
現(xiàn)應理解的是,具有根據(jù)本發(fā)明的拉制設備的玻璃制造設備采用電子控制器,所述電子控制器接收來自端輥對中的端輥的反饋。電子控制器使得接收自端輥的數(shù)據(jù)平滑以降低數(shù)據(jù)中的噪音,以提供接收自端輥的數(shù)據(jù)之間的更精確的對比。電子控制器可包括磨損補償算法,其允許改變與端輥相關的參數(shù),從而當玻璃片沿著拉制設備移動時更均勻地向玻璃片施加牽拉作用力。磨損補償算法還改進了玻璃片的線性進料速率的測量的準確性。牽拉作用力和線性進料速率的測量準確性的改進增加了玻璃制造設備的產(chǎn)率并降低了玻璃片自身中內含物的形成。
應注意,本文可用術語“基本上”和“約”表示可由任何定量比較、數(shù)值、測量或其它表示方法造成的內在不確定性。在本文中還使用這些術語表示數(shù)量的表示值可以與所述的參比值有一定的偏離程度,但是不會導致審議的主題的基本功能改變。
在第一個方面,本發(fā)明提供了一種對拉制設備中施加到玻璃帶的牽拉作用力進行管理的方法,所述方法包括:用前側端輥向玻璃帶的前側施加前側牽拉作用力;用后側端輥向玻璃帶施加后側牽拉作用力,所述后側端輥相對于前側端輥與玻璃帶的后側接觸;用至少一個電子控制器接收前側即時驅動扭矩信號,該信號表示通過前側端輥施加到玻璃帶的前側驅動扭矩;接收后側即時驅動扭矩信號,該信號表示通過后側端輥施加到玻璃帶的后側驅動扭矩;用所述至少一個電子控制器自動計算施加到玻璃帶且對應于前側端輥的至少一次轉動的第一時間段的前側平均牽拉作用力;用所述至少一個電子控制器自動計算施加到玻璃帶且對應于后側端輥的至少一次轉動的第二時間段的后側平均牽拉作用力;對比前側平均牽拉作用力和后側平均牽拉作用力,以建立前側平均牽拉作用力和后側平均牽拉作用力之間的牽拉作用力之差;以及改變前側牽拉作用力或后側牽拉作用力的一個或多個,以調節(jié)前側平均牽拉作用力和后側平均牽拉作用力之間的牽拉作用力之差。
在第二個方面,本發(fā)明提供了一種用于生產(chǎn)玻璃帶的玻璃制造設備,所述玻璃制造設備包括:用于接收玻璃帶并拉制玻璃帶的拉制設備,其中所述拉制設備包括多個端輥對,每個端輥對分別包括:與前側馬達相連并且位置靠近玻璃帶的邊緣的前側端輥;以及與后側馬達相連并且位置靠近玻璃帶的邊緣的后側端輥,從而使得所述前側端輥和后側端輥位置沿著玻璃帶的相對側并且所述前側端輥和后側端輥與玻璃帶接觸;以及至少一個電子控制器,其分別與各個端輥對的前側馬達和后側馬達通訊地相連,所述電子控制器包括處理器和用于儲存計算機可讀取指令的存儲器,當通過處理器執(zhí)行計算機可讀取指令組時,所述至少一個電子控制器:計算對應于前側端輥的至少一次轉動的第一時間段的玻璃帶的前側平均牽拉作用力;計算對應于后側端輥的至少一次轉動的第二時間段的玻璃帶的后側平均牽拉作用力;以及對比前側平均牽拉作用力和后側平均牽拉作用力,以建立前側平均牽拉作用力和后側平均牽拉作用力之間的牽拉作用力之差。
在第三個方面,本發(fā)明提供了第一個方面的管理牽拉作用力的方法,所述方法還包括圖形地顯示前側平均牽拉作用力和后側平均牽拉作用力。
在第四個方面,本發(fā)明提供了第一個和第三個方面的管理牽拉作用力的方法,其中,基于前側端輥直徑變量和前側即時驅動扭矩信號來計算施加到玻璃帶的前側平均牽拉作用力,所述前側端輥直徑變量表示為前側端輥的實際直徑。
在第五個方面,本發(fā)明提供了第一個和第三至第四個方面的管理牽拉作用力的方法,所述方法還包括改變前側端輥直徑變量以調節(jié)前側端輥的前側驅動速度。
在第六個方面,本發(fā)明提供了第一個和第三至第五個方面的管理牽拉作用力的方法,其中,基于后側端輥直徑變量和后側即時驅動扭矩信號來計算玻璃帶的后側即時牽拉作用力,所述后側端輥直徑變量表示為后側端輥的實際直徑。
在第七個方面,本發(fā)明提供了第一個和第三至第六個方面的管理牽拉作用力的方法,所述方法還包括改變后側端輥直徑變量以調節(jié)后側端輥的后側驅動速度。
在第八個方面,本發(fā)明提供了第一個和第三至第七個方面的管理牽拉作用力的方法,其中,通過所述至少一個電子控制器,基于導向到與前側端輥相連的前側馬達的電流,來自動計算前側即時驅動扭矩信號;以及通過所述至少一個電子控制器,基于導向到與后側端輥相連的后側馬達的電流,來自動計算后側即時驅動扭矩信號。
在第九個方面,本發(fā)明提供了第一個和第三至第八個方面的管理牽拉作用力的方法,所述方法還包括改變前側端輥的前側驅動速度或者后側端輥的后側驅動速度的至少一個,以控制玻璃帶的厚度。
在第十個方面,本發(fā)明提供了第一個和第三至第九個方面的管理牽拉作用力的方法,所述方法還包括用至少一個自動控制器,基于以下至少一個,來計算玻璃帶的內在線性進料速率:前側端輥的前側驅動速度和前側端輥直徑變量;或者后側端輥的后側驅動速度和后側端輥直徑變量。
在第十一個方面,本發(fā)明提供了第十個方面的管理牽拉作用力的方法,所述方法還包括:用所述至少一個電子控制器接收玻璃帶的外在線性進料速率;以及對比玻璃帶的內在線性進料速率和玻璃帶的外在線性進料速率。
在第十二個方面,本發(fā)明提供了第十一個方面的管理牽拉作用力的方法,所述方法還包括切割玻璃帶,其中,用所述至少一個電子控制器,基于從玻璃帶切割的玻璃片的長度,來計算玻璃帶的外在線性進料速率。
在第十三個方面,本發(fā)明提供了第十一個方面的管理牽拉作用力的方法,其中,用所述至少一個電子控制器,基于至少一個從屬端輥的轉動速率來計算外在線性進料速率,所述至少一個從屬端輥的位置使得當玻璃帶在拉制設備中移動時與玻璃帶接觸。
在第十四個方面,本發(fā)明提供了第一個和第三至第十三個方面的管理牽拉作用力的方法,所述方法還包括用劃線輪對玻璃帶進行劃線,所述劃線輪同步成以內在線性進料速率移動穿過玻璃帶;以及用所述至少一個控制器來確定用劃線輪對玻璃帶進行劃線是否以下拉方向向玻璃帶施加作用力,其中通過劃線輪以下拉方向施加到玻璃帶的作用力表明玻璃帶的內在線性進料速率與實際線性進料速率的差異。
在第十五個方面,本發(fā)明提供了第二個方面的玻璃制造設備,所述玻璃制造設備還包括:用于熔化批料材料并形成熔融玻璃的熔融容器;以及用于接收熔融玻璃并形成玻璃帶的成形設備。
在第十六個方面,本發(fā)明提供了第二個和第十五個方面的玻璃制造設備,其中,所述成形設備在熔合拉制過程中形成玻璃帶。
在第十七個方面,本發(fā)明提供了第二個和第十五至十六個方面的玻璃制造設備,其中,拉制設備的端輥對還包括使得前側端輥與前側馬達相連的前側變速裝置以及使得后側端輥與后側馬達相連的后側變速裝置。
在第十八個方面,本發(fā)明提供了第二個和第十五至十七個方面的玻璃制造設備,其中,拉制設備還包括圖形用戶界面,用于監(jiān)測和改變所述至少一個電子控制器的系統(tǒng)控制參數(shù)。
在第十九個方面,本發(fā)明提供了第二個和第十五至十八個方面的玻璃制造設備,所述玻璃制造設備還包括用于從玻璃帶切割玻璃片的移動式砧機。
在第二十個方面,本發(fā)明提供了第二個和第十五至十九個方面的玻璃制造設備,所述玻璃制造設備還包括至少一個從屬端輥,其位置使得當玻璃帶沿著拉制設備移動時與玻璃帶接觸,并且與電子控制器通訊地相連。
雖然本文已經(jīng)顯示和描述了特定的實施方式,但是應理解的是,可以進行各種其他變化或改進,而不會背離所要求保護的主題的精神和范圍。此外,盡管本文描述了要求保護的主題內容的各種方面,這些方面無需結合使用。因此,所附權利要求旨在覆蓋所有這些落在要求保護的主題范圍內的此類修改和變化。