玻璃拉制工艺中主动的边缘滚轮控制制造技术

一种用于拉制玻璃带的装置，包括边缘滚轮组件，该边缘滚轮组件以由致动器动态改变的力接触该玻璃带，该致动器电联接至传感器，该传感器测量向该带施加的力。边缘滚轧力的动态或实时变化使得该玻璃带中的应力可变性最小化，并改善了带形状控制。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及通过主动改变由与玻璃带接触的边缘滚轮向该玻璃带施加的力来控制通过玻璃拉制操作而制成的玻璃带中的应力的装置和方法。
技术介绍
形成薄板玻璃的一个方法是拉制工艺(drawing proces s),其中从玻璃液容器中拉出玻璃带。这可通过例如上拉工艺(例如Foucault或Colburn)或下拉工艺(例如流孔或 熔融)来实现，在上拉工艺中带从容器中被向上拉制，在下拉工艺中带通常从成形主体被向下拉制。一旦带形成，就从该带中切割出个体玻璃板。在常规的下拉工艺(例如熔融下拉工艺)中，玻璃液被成形为容纳在拉制腔内的玻璃带，所述拉制腔室由围绕所述带的罩(shroud)限定。所述罩用于在所述罩限定的且围绕所述带的区域中维持一致的热环境等。成对的辊(roller)穿透所述罩并夹捏带边缘。所述辊(或滚轮(roll))可被用于向所述带施加牵引力、向所述带施加横贯张力，或者仅用于引导所述带。据此，可通过电机向所述滚轮施加旋转力，或者所述滚轮可自由轮转(freewheeling)且通过下降的带向所述棍施加旋转力。在任一,清况下,滚轮都旋转。生产滚轮机构通常允许滚轮从玻璃接触区域水平和/或竖直移动。这适应了滚轮的几何公差、运行中的偏移(run out)和公差变化以及玻璃厚度的正常可变性。此外，生产滚轮机构通常允许滚轮远离玻璃而移动，以用于维护接近、工艺重启以及其他实际考虑。然而，所述滚轮还必须适应所述带的边缘处的厚度变化，或者所述边缘滚轮自身的直径变化。在生产运行期间阻碍所述边缘滚轮相对于所述带横向自由运动的摩擦力可导致力循环，该力循环表现出带中的不期望的扰动或应力变化，该扰动或应力变化在该玻璃从粘性材料转变成弹性材料时可冻结到该玻璃内。
技术实现思路
用于下拉玻璃制造系统的滚轮驱动系统的改进带来了显著改善的属性、更长的工艺寿命(且在由该工艺产生的玻璃带刚性较小的情况下将是尤其有益的拉制)，这意味着更宽的平台以及更薄和更长的带。对带的粘弹性区域(visco-elastic area)中的张力进行规定从而减少这些力的循环的能力，可为带属性(尤其是带的翘曲和应力)带来显著的益处。待解决的一个问题是目前的滚轮系统限定夹捏力(pinch force)，该力将滚轮压到一起，并导致它们产生跨拉(跨越所述带的)张紧(或压缩)效应。所述夹捏力可因各种摩擦机械问题随着设备设置而变化，且可随着滚轮磨损、或因热环境变化、或随着由环境中的外来颗粒(例如玻璃颗粒)导致的设备干扰而变化。夹捏力变动导致由所述滚轮产生的横跨拉制张力(cross-draw tension)发生变化。一致的滚轮张力对于所述带的形状和应力是重要的，且分立的玻璃板或块稍后将从所述带中分离。另一个问题是目前的滚轮系统显示出发生在滚轮对旋转中的力循环。该旋转可变性表现为张力和牵引力的循环(当滚轮被驱动时)。此外，该滚轮对循环在各个滚轮对之间相互作用。来自该力循环的效应影响到玻璃(导致翘曲和应力变化)，还对工艺稳定性做出贡献。例如，力的改变可导致带形状“骤变(pop)”。即，立刻改变。滚轧力循环(roll force cycling)的主导来源是所述带的对立侧的滚轮对之间的机械偏移。这可由每个滚轮的不圆而导致、由轴承的偏移而导致，如果滚轴(axle)不是直的且彼此平行的，或者在滚轮的圆周上滚轮材料可压缩性或其他性质有差别。由于滚轮对已经偏移，滚轮安装机构必须允许滚轴在滚轮旋转时移动分开。尽管试图使夹捏力 变化最小化，但是该夹捏力循环进而导致跨拉张力(且当被驱动时导致牵引力)以循环模式改变。为了避免该循环效应，可以要么消除滚轮偏移(这有实践限制)、消除摩擦以允许滚轮移动，要么(通过施加偏置力以抵消循环摩擦力)自动抵消摩擦效应。此外，在分立的板被从带中移除时，滚轧力循环源自可变的牵引负荷。例如，带重量的改变对滚轧力具有可辨别的影响。而且，在所述板被从分离处理设备切掉时，力的改变被观察到。这是由被施加以分离所述板的力引起的，以及简单地由来自移除板重量的力变化引起的。这些板循环力不同于上述滚轮旋转效应。所述板循环力与所述滚轮系统相互作用，并影响产品。因此，此处描述了一种精确操纵来自板拉制滚轮对的张力水平的装置。该张力对于产品板形状和应力是重要的。手动或自动控制机制可被用于将滚轮张力调节到对于产品属性的最优水平。在延伸跨越带的宽度的滚轮的情况下，或者在一些其他具体应用中，可能不能够直接测量张力。在该情况下，公开了一种测量和控制夹捏力的方法，作为对滚轮张力操纵的合适替代。此处描述的装置可被用于使用自动化系统消除来自几何偏移或材料性质变化的板拉制滚轧力，所述自动化系统自动改变所施加的夹捏力，以抵消(或弥补)可变性，并维持恒定的跨拉张力和/或恒定的牵引力。作为一个替代，可使用夹捏力传感器。通过致动滚轮对夹捏力，或者通过诸如致动下倾角或接触角的方法，连同滚轮张力的感测，可动态改进张力的一致性——本质上是给予玻璃工艺恒定的张力。其他针对本专利技术的调节滚轮张力的手段，诸如改变滚轮下倾角或通过改变滚轮/带接触角(二者都在使用悬臂滚轮的情况下)，是实用的。此处描述的方法可导致改进的平坦度(没有翘曲)和小的应力(源自没有产品形状)。这对于玻璃带缺少刚度的带拉制工艺尤其重要，要么因为正在制造非常薄的带，要么如果带是长的和/或宽的，要么如果工艺热条件不允许操纵热曲线(向下跨越该带)以维持高的热致张力。此处描述的装置和方法可，例如，将由这样的力循环导致的、由边缘滚轮向该带施加的横向(跨越该带的宽度)张力变化和/或垂直(法向)夹捏力限制到小于4. 5千克峰到峰变化，优选地小于3. O千克。可使用已知的PiD途径或预感器(anticipator)控制机制来构造自动化控制机制，所述PiD途径或预感器控制机制会消除来自滚轧力循环的可变性和来自玻璃板的分离和移除的滚轮负荷可变性。可使用全长边缘滚轮(full-length edge rolls)或悬臂滚轮。然而,在一些实施方式中，用于测量张力的传感器可能不是实用的。在该情况下，可对控制目标使用夹捏力(或法向力)传感器。实用的致动器可由多种选择制成。已发现线性伺服电机良好地执行该功能，尽管多种其他选择也是可行的。线性伺服电机被用于提供滚轮夹捏力(或压缩力)的一部分或全部。在一些实施方案中，所述伺服电机被添加到配重联动机构(counterweight linkages),其为滚轮提供加压功能。还可使用泄放(bleeding)压缩空气缸以及线性电机作为致动器。一个设计考虑是致动器的总体力性能，连同快响应时间(如果该致动器被用于抵消短期可变性)。可通过实验或脱机建模(offline modeling)来限定最优的滚轧力水平。据信,最广泛的手段是针对滚轧力进行实验，以针对特定生产设置优化给予最佳产品属性的力。可 应用类似DOE或进化运算的方法，以针对滚轮张力限定最优的条件。对于悬臂滚轮，据信，滚轮对的总张力(即右滚轴传感器和左滚轴传感器的总和)对于产品性能是最重要的。然而，针对每个滚轮对的最优张力应被独立确定。还可使用更复杂的优化途径，例如滚轧力与拉制的热设置相互呼应地优化。协作优化的策略可有助于限定最优的滚轮张力水平。一旦针对每个滚轮对限定了目标水平，则致动器和传感器系统可本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·G·安德森，L·K·克林根史密斯，J·P·佩里斯，D·J·乌尔里克，
申请(专利权)人：康宁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：