多工位玻璃壓機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)【文獻(xiàn)綜述】

1、<p><b>　　畢業(yè)論文文獻(xiàn)綜述</b></p><p>　　機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化</p><p>　　多工位玻璃壓機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)</p><p>　　1 多工位玻璃壓機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀</p><p>　　隨著玻璃器皿在醫(yī)藥、化學(xué)、汽車等行業(yè)的使用范圍逐漸擴(kuò)大，高檔玻璃用品的需求量越來越大，玻璃壓機(jī)的要求也

2、越來越高。玻璃壓機(jī)經(jīng)歷了從半自動(dòng)化到全自動(dòng)化、從氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)到電動(dòng)驅(qū)動(dòng)的過程，下面就玻璃器皿的發(fā)展、玻璃壓機(jī)的發(fā)展?fàn)顩r分別介紹：</p><p>　　1.1 玻璃器皿的發(fā)展</p><p>　　我國的玻璃器皿行業(yè)起源于清朝末期,比東南亞及周邊鄰國要早30年左右。那時(shí)都是人工挑料手工壓制成型。直到1951年,上海黃發(fā)記機(jī)器廠成功設(shè)計(jì)出第1臺(tái)全氣動(dòng)控制12工位壓杯機(jī),形成半自動(dòng)化的生產(chǎn)方式?？诒?/p>

3、型工藝由上世紀(jì)80年代以上海、天津和廣州為主的三大流派發(fā)展為目前以廣東和安徽為主的兩大流派,但半自動(dòng)化的生產(chǎn)方式還在延用【1】。</p><p>　　在歐洲,由于發(fā)達(dá)國家的環(huán)保要求高,勞動(dòng)力成本高,以及原材料緊缺等原因,使得這些國家根本不適合生產(chǎn)低附加值勞動(dòng)密集型產(chǎn)品。相反,在資源豐富、勞動(dòng)力低廉、發(fā)展中的東南亞國家,部分廠商從上世紀(jì)60年代到70年代就從歐洲購進(jìn)全自動(dòng)壓制生產(chǎn)線,同時(shí)從歐洲引進(jìn)先進(jìn)的成型工藝技術(shù)

4、。這種跨躍式的技術(shù)進(jìn)步至少比中國快了10年。然而他們的原材料及玻璃配方質(zhì)量遠(yuǎn)不如中國。20世紀(jì)末的亞洲金融風(fēng)暴使東南亞各國經(jīng)濟(jì)受到重創(chuàng),一大半玻璃廠停工,他們采用大量進(jìn)口玻璃制品來補(bǔ)足國內(nèi)市場需求。而中國正處于體制改革時(shí)期,有超前意識(shí)的企業(yè)家紛紛辦玻璃廠,形成了中國玻璃工業(yè)的巨大規(guī)模。目前，我國日用玻璃器皿制品的產(chǎn)能還遠(yuǎn)不能滿足國內(nèi)市場快速增長的要求，尤其是高檔玻璃器皿市場需求巨大。隨著城鎮(zhèn)化水平的提高及第三產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，未來幾年，日用玻

5、璃器皿每年還將以年均15%左右的速度遞增【2】。</p><p>　　1.2 玻璃壓機(jī)的發(fā)展</p><p>　　早期的生產(chǎn)以人工和半機(jī)械化為主，可以利用棘輪棘爪另加定位機(jī)構(gòu)，這可應(yīng)用于一些至今還是手工轉(zhuǎn)動(dòng)的簡易壓機(jī)上，將人工從繁重的驅(qū)動(dòng)中解放出來，側(cè)重于制品的成型工藝中。而過去在機(jī)械化生產(chǎn)中占主流的氣動(dòng)全自動(dòng)玻璃壓機(jī)是以氣動(dòng)連桿機(jī)構(gòu)來驅(qū)動(dòng)壓機(jī)轉(zhuǎn)盤的，現(xiàn)已淘汰。當(dāng)前玻璃壓機(jī)常用的驅(qū)動(dòng)定位機(jī)

6、構(gòu)是槽輪機(jī)構(gòu)，其次是凸輪機(jī)構(gòu)，由于電氣化伺服控制技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了利用伺服的高精度簡化驅(qū)動(dòng)定位機(jī)械結(jié)構(gòu)，使壓機(jī)工位柔性化的伺服驅(qū)動(dòng)的玻璃壓機(jī)。值得關(guān)注的是目前世界上開發(fā)的全電驅(qū)動(dòng)的玻璃壓機(jī)轉(zhuǎn)盤，其精度高、機(jī)構(gòu)簡單、磨損小、驅(qū)動(dòng)力矩已不小，幾乎達(dá)到玻璃壓機(jī)轉(zhuǎn)盤驅(qū)動(dòng)的所有理想要求，正在發(fā)展更大的轉(zhuǎn)矩以及在經(jīng)濟(jì)、成本方面有所突破【3】。</p><p>　　1.3 我國多工位玻璃壓機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀</p>&

7、lt;p>　　從1947年生產(chǎn)出國內(nèi)第1臺(tái)全自動(dòng)氣動(dòng)玻璃壓機(jī)至今,我國部分玻璃企業(yè)經(jīng)過不斷的技術(shù)更新到馬氏輪機(jī)構(gòu)和伺服電機(jī)齒輪驅(qū)動(dòng)的全電腦控制壓機(jī)誕生，特別是近年開發(fā)出來的伺服驅(qū)動(dòng)電腦控制多功能玻璃壓機(jī),符合玻璃制品生產(chǎn)企業(yè)的需求,功能先進(jìn),變工位數(shù)的設(shè)計(jì)具有很好的實(shí)用性,減少玻璃制品企業(yè)的設(shè)備投入,對(duì)加速我國玻璃制造行業(yè)的發(fā)展具有良好的推動(dòng)作用。該壓機(jī)PLC編程技術(shù)和伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)的應(yīng)用是我國玻璃機(jī)械制造業(yè)的重大突破,能夠大幅度提

8、升我國玻璃機(jī)械設(shè)備的制造技術(shù)。在傳動(dòng)裝置部分,更優(yōu)化了原來的馬氏輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu),采用雙回路電機(jī)驅(qū)動(dòng)齒輪傳動(dòng),達(dá)到工作平臺(tái)任意轉(zhuǎn)位任意變速。但該壓機(jī)技術(shù)只是處于起步階段，國內(nèi)大多數(shù)的玻璃企業(yè)目前仍采用傳統(tǒng)的半自動(dòng)化生產(chǎn)技術(shù)。</p><p>　　多工位玻璃壓機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)意義</p><p>　　1、玻璃器皿廣泛使用促進(jìn)了玻璃產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，我國高檔玻璃制品仍需從國外進(jìn)口，這要求玻璃壓制機(jī)械產(chǎn)業(yè)的

9、升級(jí)，從而提高我國玻璃器皿在國外市場的競爭力。</p><p>　　2、國外的PLC編程控制技術(shù)的設(shè)備都需要2臺(tái)以上的控制機(jī)柜進(jìn)行控制,控制程序復(fù)雜，一般都需要較高學(xué)歷人員經(jīng)過專業(yè)培訓(xùn)后才能操作，因此需要設(shè)計(jì)一種生產(chǎn)操作簡便的自動(dòng)控制程序。</p><p>　　3、多工位玻璃壓機(jī)的設(shè)計(jì)使得壓制類玻璃制品的成型工藝盡量細(xì)化，使之分到不同的工位，以達(dá)到分布同時(shí)完成的目的，從而縮短壓制時(shí)間，增大

10、效率，更加經(jīng)濟(jì)【4】。</p><p>　　4、采用伺服電機(jī)控制，可以根據(jù)反饋信號(hào)精確控制電機(jī)做位置、速度或轉(zhuǎn)矩的跟隨控制，從而調(diào)整傳動(dòng)結(jié)構(gòu)，減少廢品、不良品，提高玻璃制品精度、表面光澤度【5】。</p><p>　　5、伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)的玻璃壓機(jī)就可以在控制上進(jìn)行設(shè)定，達(dá)到按制品的要求確定工位，這就為玻璃壓制生產(chǎn)帶來了方便，是真正的柔性生產(chǎn)，以適應(yīng)玻璃制品多品種、多規(guī)格生產(chǎn)的需要。</

11、p><p>　　6、采用機(jī)械傳動(dòng)方式更改了之前的氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)，減少了能量傳遞過程中的損失，克服了氣體傳動(dòng)效率低的缺點(diǎn)。</p><p>　　7、采用PLC實(shí)現(xiàn)熱壓成型玻璃壓機(jī)的自動(dòng)控制，簡化了控制系統(tǒng)的硬件接線，增強(qiáng)了控制系統(tǒng)的控制功能。提高了系統(tǒng)的可靠性，延長了系統(tǒng)維護(hù)周期和使用壽命，其手動(dòng)、自動(dòng)兩種工作方式的設(shè)計(jì)，為調(diào)試和維修提供方便，也為生產(chǎn)提供可靠保障【6】【7】。</p>

12、<p>　　多工位玻璃壓機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中存在的一些問題</p><p>　　1、 玻璃壓機(jī)的主要機(jī)構(gòu)為間隙運(yùn)動(dòng)的多工位轉(zhuǎn)盤機(jī)構(gòu)，所以主要解決的問題就是如何使轉(zhuǎn)盤在工位多、尺寸大的情況下能夠速度快、精度高。這就對(duì)動(dòng)力控制系統(tǒng)及傳動(dòng)機(jī)構(gòu)有比較高的要求。</p><p>　　2、在設(shè)計(jì)過程中各機(jī)械機(jī)構(gòu)尺寸、動(dòng)作的協(xié)調(diào)很難控制，這就要求正確建立機(jī)械結(jié)構(gòu)參數(shù)與模具參數(shù)之間的關(guān)系。<

13、/p><p>　　3、由于機(jī)械運(yùn)動(dòng)鏈的間隙影響，伺服壓機(jī)的定位精度要做高，做到閉環(huán)控制目前還受成本影響，所以采取外設(shè)定位機(jī)構(gòu)，需要選取正確的機(jī)構(gòu)。</p><p>　　4、伺服控制隨時(shí)間積累可能會(huì)產(chǎn)生累積誤差，需要在一定的時(shí)間內(nèi)使伺服控制系統(tǒng)找零復(fù)位。</p><p>　　5、自動(dòng)控制系統(tǒng)中控制算法選擇【8】。</p><p>　　6、實(shí)際工程應(yīng)

14、用中的多工位玻璃壓機(jī)控制系統(tǒng)以及分析系統(tǒng)也有待進(jìn)一步改進(jìn)和完善。</p><p><b>　　結(jié)束語 </b></p><p>　　就國內(nèi)外發(fā)展情況來看，使用伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)、齒輪傳動(dòng)、PLC編程控制的多工位玻璃壓機(jī)可以大幅提高我國的玻璃機(jī)械設(shè)備的制造技術(shù)。尤其是采用齒輪傳動(dòng)從理論上其工位數(shù)可以任意設(shè)定，相比于常規(guī)的機(jī)械式玻璃壓機(jī)，可以在以后的生產(chǎn)中改變工位，影響著生產(chǎn)速

15、率。采用PLC控制指令可以達(dá)到較高的控制精度，以滿足具備熱壓成型特點(diǎn)的多工位玻璃壓機(jī)的工藝要求，從而提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 戴之珉.中國玻璃器皿成型工藝的自動(dòng)化發(fā)展.玻璃與搪瓷，2009年第37卷第1期：40-44</p><p>　　[2] 趙萬邦.玻璃器皿業(yè)發(fā)展迅猛

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