本發(fā)明屬于光學(xué)玻璃成型技術(shù)領(lǐng)域。具體涉及一種光學(xué)玻璃圓棒的一次成型及自動(dòng)控制裝置,該裝置可用于光學(xué)玻璃圓棒一次成型,具備連續(xù)生產(chǎn)光學(xué)玻璃圓棒,并能夠?qū)崿F(xiàn)無人值守自動(dòng)成型的特點(diǎn)。
背景技術(shù):
光學(xué)玻璃的成型一般是配合料熔化成玻璃液后再經(jīng)過特定模具固化成所需形狀,目前成型工藝主要是方料成型,方料成型即光學(xué)玻璃在熔化狀態(tài)下,經(jīng)方形模具自然成型或滾壓成型并切割成一定尺寸的光學(xué)玻璃方料,方料經(jīng)過切條,滾磨成特定直徑的圓棒,再經(jīng)過切片等工序達(dá)到客戶要求尺寸。這種制作方式工序多,時(shí)間長,且料廢極大,如果能直接生產(chǎn)出圓形的棒料,將極大程度減少制作工序以及材料的浪費(fèi)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明的目的就是針對上述不足之處而提供一種光學(xué)玻璃圓棒一次成型及成型自動(dòng)控制裝置,該裝置可用于光學(xué)玻璃圓棒一次成型,具備連續(xù)生產(chǎn)光學(xué)玻璃圓棒,并能夠?qū)崿F(xiàn)無人值守自動(dòng)成型的特點(diǎn)。
本發(fā)明的技術(shù)解決方案是:一種光學(xué)玻璃圓棒一次成型及成型自動(dòng)控制裝置,其特征在于:由漏料管、成型模具、模具支撐裝置、成型臺、模具加熱裝置、模具冷卻裝置、自動(dòng)控制測溫裝置、溫控儀表、調(diào)速器和網(wǎng)帶退火爐構(gòu)成;其中,成型臺和網(wǎng)帶退火爐連接在一起,并安裝在退火爐升降裝置上;成型模具通過模具支撐裝置固定在成型臺上;模具冷卻裝置設(shè)置在成型模具入口段下方,目的是在成型區(qū)加快玻璃凝固,并防止粘模具;模具加熱裝置設(shè)置在成型模具出口段下方,目的是防止玻璃走出模具后冷卻太快而炸裂;模具的加熱和冷卻位置沒有設(shè)置在模具內(nèi)部,而是設(shè)為外置,目的有兩個(gè)方面,一是減少模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜化,使模具輕便易進(jìn)行更換和維護(hù)操作,二是為了適應(yīng)更多不同牌號、不同出料量的圓棒生產(chǎn)要求;因不同牌號,不同出料量對加熱及冷卻的位置要求不同,如果做為內(nèi)置加熱或冷卻,就只能在固定的位置進(jìn)行加熱或冷卻,靈活性不夠,出料量及可以生產(chǎn)的玻璃圓棒種類受到了限制;而如果做成外置加熱或冷卻,就可以根據(jù)不同牌號,不同出料量的特性,方便靈活地改變加熱或冷卻的位置,即可滿足各種類型的圓棒成型;自動(dòng)控制測溫裝置、溫控儀表和調(diào)速器構(gòu)成溫控裝置,自動(dòng)控制測溫裝置設(shè)置在成型模具中成型液位線上方。成型好的玻璃進(jìn)入網(wǎng)帶退火爐,通過粗退火后按預(yù)定尺寸切斷,即成為所需產(chǎn)品。
本發(fā)明的技術(shù)解決方案中所述的成型模具和網(wǎng)帶退火爐是一體式的固定連接,成型模具和網(wǎng)帶退火爐是傾斜放置的,與地面的傾斜角度為5~20°。本發(fā)明成型方式不是傳統(tǒng)的水平成型,而是成型模具和水平面有一定的傾斜度,目的是讓玻璃液能夠快速填滿模具的內(nèi)腔,同時(shí)也控制玻璃液不會往后倒流;模具成型臺和退火爐是一體式的固定連接方式,這樣做的優(yōu)點(diǎn)是模具和退火爐網(wǎng)帶始終保持同樣的角度,可防止圓棒成型過程中產(chǎn)生彎曲不良。
本發(fā)明的技術(shù)解決方案中所述的成型模具由前段模具和后段模具兩部分組成;其中,前段模具為封閉的圓形內(nèi)腔,前段模具入口為弧形口;后段模具為半封閉的半圓或圓弧托槽,托槽的橫截面積小于或等于1/2圓形內(nèi)腔的橫截面積;前段模具和后段模具兩部分進(jìn)行非緊密連接。
本發(fā)明的技術(shù)解決方案中所述的前段模具是由上、下兩半或左、右兩半拼接而成的,中間用卡槽相連,這樣做的目的是防止圓棒斷裂或粘模具后堵在圓腔內(nèi)出不來。而使用兩個(gè)半圓腔拼接的好處是,可以在圓棒堵模具等成型異常時(shí)把模具打開,方便地拿出堵在圓腔內(nèi)的玻璃。后半部分的托槽設(shè)計(jì)為半圓或弧形是為了減小圓棒與模具的摩擦,使成型好的圓棒順利走出模具,減小因摩擦力大而發(fā)生的堵塞模具或圓棒運(yùn)行速度不一致等異常情況的發(fā)生。
本發(fā)明的技術(shù)解決方案中所述的自動(dòng)控制測溫?zé)嵫b置位于成型模具中成型液位線上方2~10mm,離液位線太低,溫度反應(yīng)太靈敏,反饋到調(diào)速器的信息過于頻繁,不利于成型液位穩(wěn)定,太高則反應(yīng)過于遲鈍,成型液位自動(dòng)調(diào)整不及時(shí),也不利于成型液位自動(dòng)控制。
本發(fā)明的技術(shù)解決方案中所述的模具冷卻裝置設(shè)置在成型模具入口段的兩側(cè),模具加熱裝置設(shè)置在成型模具出口段的兩側(cè)。
本發(fā)明的技術(shù)解決方案中所述的成型模具后部通過螺桿固定在模具支撐裝置上,螺桿用于模具的定位,防止模具位置的改變引起圓棒直度的變化。
本發(fā)明的技術(shù)解決方案中所述的退火爐升降裝置是電動(dòng)升降裝置,模具的傾斜度可以通過退火爐升降裝置調(diào)節(jié),是因?yàn)椴煌牟A匦?,需要不同的角度來適應(yīng)成型,升降裝置就是滿足方便快捷的角度調(diào)節(jié)需求。
本發(fā)明技術(shù)解決方案中所述的模具加熱裝置由兩個(gè)封閉圓柱腔體組成,兩個(gè)圓柱腔體的直徑一大一小,小的裝入大的內(nèi)部,小的圓柱腔體的整個(gè)圓柱面上打有小孔,大的圓柱腔體只在圓柱的一個(gè)方向打孔,加熱時(shí),天然氣或其他可燃?xì)怏w和壓縮空氣同時(shí)先進(jìn)入小的圓柱腔體,經(jīng)過小孔流出,再從大的圓柱腔體的小孔流出時(shí),已混合均勻,達(dá)到加熱均勻一致的目的。
本發(fā)明技術(shù)解決方案中所述的模具冷卻裝置為在封閉腔體表面打數(shù)個(gè)小孔,冷卻風(fēng)通過小孔吹出,帶走模具熱量,達(dá)到對模具及圓棒的冷卻效果。
本發(fā)明技術(shù)解決方案中所述的漏料管為鉑金或鉑黃合金制成,通過直接的電加熱將漏料管溫度升高到玻璃的軟化溫度以上,使玻璃液從漏料管流出,通過漏料管溫度的變化,調(diào)整玻璃液粘度,使其按預(yù)定的流速流入模具中。
本發(fā)明技術(shù)解決方案中所述的成型自動(dòng)控制的原理是,通過監(jiān)測模具某關(guān)鍵位置的溫度,收集所測溫度和成型液位高度的函數(shù)關(guān)系,寫入調(diào)速器的程序中。成型液位波動(dòng)時(shí)引起測溫?zé)犭娕紲囟炔▌?dòng),溫度信息通過溫控儀表反饋到調(diào)速器,調(diào)速器根據(jù)實(shí)測溫度和設(shè)定溫度的差值自動(dòng)調(diào)節(jié)速度,使得測溫?zé)犭娕急O(jiān)測的溫度達(dá)到設(shè)定值,從而起到穩(wěn)定成型液位,達(dá)到自動(dòng)控制成型液位的目的。
本發(fā)明具有可用于光學(xué)玻璃圓棒一次成型,具備連續(xù)生產(chǎn)光學(xué)玻璃圓棒,并能夠?qū)崿F(xiàn)無人值守自動(dòng)成型的特點(diǎn)。本發(fā)明主要用于光學(xué)玻璃圓棒一次成型。
附圖說明
圖1是光學(xué)玻璃圓棒一次成型及成型自動(dòng)控制裝置示意圖。
圖2是光學(xué)玻璃圓棒一次成型模具示意圖。
圖3是圖2的俯視圖。
圖4是成型模具加熱裝置示意圖。
圖5是模具支架示意圖。
具體實(shí)施方式
如圖1所示。本發(fā)明一種光學(xué)玻璃圓棒一次成型及成型自動(dòng)控制裝置由漏料管1、成型模具2、模具支撐裝置4、成型臺5、模具加熱裝置8、模具冷卻裝置9、自動(dòng)控制測溫裝置10、溫控儀表11、調(diào)速器12、網(wǎng)帶退火爐6構(gòu)成。其中,成型臺5和網(wǎng)帶退火爐6連接在一起,并安裝在退火爐升降裝置7上,退火爐升降裝置7是電動(dòng)升降裝置。成型模具2通過模具支撐裝置4固定在成型臺5上。成型臺5可以通過退火爐升降裝置7調(diào)節(jié)角度和高度,退火爐升降裝置7是電動(dòng)升降裝置,可以通過按鍵操作。模具冷卻裝置9設(shè)置在成型模具2入口段下方,模具加熱裝置8設(shè)置在成型模具2出口段下方。自動(dòng)控制測溫裝置10、溫控儀表11和調(diào)速器12構(gòu)成溫控裝置,自動(dòng)控制測溫裝置10設(shè)置在成型模具2中成型液位線上方2~10mm,自動(dòng)控制測溫裝置10連接溫控儀表11用于監(jiān)測模具某處的溫度,溫控儀表11連接調(diào)速器12,用于給調(diào)速器12提供溫度信息實(shí)現(xiàn)成型液位自動(dòng)控制。成型模具2和網(wǎng)帶退火爐6是一體式的固定連接,成型模具2和網(wǎng)帶退火爐6是傾斜放置的,與地面的傾斜角度為5~20°。成型模具2由前段模具和后段模具兩部分組成;其中,前段模具為封閉的圓形內(nèi)腔,前段模具入口為弧形口;后段模具為半封閉的托槽,托槽的橫截面積小于或等于1/2圓形內(nèi)腔的橫截面積;前段模具和后段模具兩部分進(jìn)行非緊密連接。前段模具是由上、下兩半或左、右兩半拼接而成的。模具冷卻裝置9還可設(shè)置在成型模具2入口段的兩側(cè),模具加熱裝置8設(shè)置在成型模具2出口段的兩側(cè)。成型模具2后部14通過螺桿固定在模具支撐裝置4上。網(wǎng)帶加熱爐6用來牽引圓棒運(yùn)行以及對圓棒進(jìn)行退火消除內(nèi)應(yīng)力。
玻璃液3從漏料管1流出,通過漏料管1溫度的變化,改變玻璃液粘度,使其按預(yù)定的流速流入成型模具2中。流入模具2入口的玻璃液在進(jìn)入模具的內(nèi)腔前需經(jīng)過模具冷卻裝置9使其凝固成型。成型模具2的出口某一位置有模具加熱裝置8,目的是防止玻璃走出模具后冷卻太快而炸裂。玻璃成型過程中的成型液位通過自動(dòng)控制測溫裝置10測出的溫度反饋到調(diào)速器12進(jìn)行自動(dòng)控制。出了模具的圓棒進(jìn)入網(wǎng)帶退火爐6內(nèi)粗退火,目的是消除應(yīng)力。網(wǎng)帶退火爐6內(nèi)用加熱板加熱,分段控制退火爐內(nèi)溫度。
該裝置的工作步驟如下:
(1)、將熔融好的玻璃液通過漏料管1漏注到成型模具2中;
(2)、調(diào)整漏料管1溫度,使玻璃液粘度適合成型;
(3)、調(diào)節(jié)模具冷卻裝置9及冷卻強(qiáng)度,使玻璃液在出模具之前凝固成型;
(4)、調(diào)節(jié)成型臺5傾斜角度,使玻璃液不至于向后倒流,同時(shí)也使進(jìn)入模具內(nèi)腔的玻璃充分填充在腔內(nèi);
(5)、調(diào)整成型臺5高度,使其出口和網(wǎng)帶退火爐6高度一致;
(6)、打開調(diào)速器12,使網(wǎng)帶退火爐6牽引玻璃運(yùn)行;
(7)、調(diào)節(jié)模具加熱裝置8,使模具出口達(dá)到一定溫度,防止玻璃炸裂;
(8)、設(shè)定成型控制溫度,成型液位波動(dòng)時(shí)引起測溫?zé)犭娕紲囟炔▌?dòng),溫度信息通過溫控儀表反饋到調(diào)速器12,調(diào)速器12根據(jù)實(shí)測溫度和設(shè)定溫度的差值自動(dòng)調(diào)節(jié)速度,使得測溫?zé)犭娕急O(jiān)測的溫度達(dá)到設(shè)定值,從而起到穩(wěn)定成型液位,達(dá)到自動(dòng)控制成型液位的目的;
(9)、光學(xué)玻璃圓棒通過網(wǎng)帶退火爐6的勻速牽引,從退火爐走出;
(10)、待光學(xué)玻璃圓棒走出網(wǎng)帶退火爐6末端,按預(yù)定尺寸切斷圓棒;
(11)、把切斷好的圓棒編號標(biāo)識,放在指定的位置。
上述過程中,需要根據(jù)所要生產(chǎn)的光學(xué)玻璃圓棒的特性,控制不同的漏料管溫度和加熱冷卻強(qiáng)度,以及網(wǎng)帶退火爐加熱溫度。網(wǎng)帶退火爐的速度是調(diào)速器根據(jù)成型控制溫度自動(dòng)調(diào)整的,模具的入口和出口以及上部下部等關(guān)鍵位置可以根據(jù)需要加入熱電偶監(jiān)控溫度,達(dá)到精確控制的目的。這樣在連續(xù)生產(chǎn)時(shí)就可以生產(chǎn)出品質(zhì)穩(wěn)定的光學(xué)玻璃圓棒產(chǎn)品。