玻璃帶炸板后跑尺現(xiàn)象研究及探討

1概述

    為了提高玻璃的切割質(zhì)量和效率，我公司浮法玻璃生產(chǎn)線冷端引進(jìn)了德國(guó)GRENZEBACH公司生產(chǎn)的切割區(qū)，切割機(jī)在正常情況下切割精度為士lmm，對(duì)角線精度為士2mm。但當(dāng)退火窯中玻璃帶偶爾出現(xiàn)小范圍斷炸后，在對(duì)脫離玻璃帶的玻璃板進(jìn)行切割時(shí)，切出的玻璃板總會(huì)出現(xiàn)有的長(zhǎng)，有的短，有的玻璃板橫向邊與縱向邊不成直角，甚至于出現(xiàn)橫向邊呈現(xiàn)S形曲線等玻璃板尺寸與設(shè)定尺寸不符的跑尺現(xiàn)象。分析后認(rèn)為:這是由于橫切系統(tǒng)不能適應(yīng)斷炸后不穩(wěn)定的冷端輥道速度，速度跟進(jìn)系統(tǒng)未能對(duì)瞬間出現(xiàn)非常大的信號(hào)波動(dòng)進(jìn)行甄別修正，仍使用實(shí)際瞬間測(cè)量的速度按一定線性關(guān)系進(jìn)行切割造成的。

    2原因分析

    初步分析認(rèn)為:冷端輥道運(yùn)行速度不穩(wěn)，導(dǎo)致此時(shí)的切刀運(yùn)行速度與玻璃運(yùn)行速度不成線性關(guān)系，出現(xiàn)玻璃板尺寸與設(shè)定尺寸不符的跑尺現(xiàn)象。為了將問(wèn)題闡述清楚，下面簡(jiǎn)要敘述一下玻璃的測(cè)量和切害」原理。

    2.t測(cè)f輪工作原理

    測(cè)量輪設(shè)在切割區(qū)前部玻璃板上，它帶有檢驗(yàn)玻璃運(yùn)動(dòng)速度和距離的檢驗(yàn)裝置以及脈沖傳器，測(cè)量輪壓在玻璃帶上，隨玻璃帶的運(yùn)行而轉(zhuǎn)動(dòng)，不斷將脈沖信號(hào)傳送給切割系統(tǒng)中的計(jì)算機(jī)。
    脈沖發(fā)生器的轉(zhuǎn)子每旋轉(zhuǎn)一次所發(fā)生的脈沖量為P。測(cè)量輪每單位時(shí)間轉(zhuǎn)數(shù)n.和脈沖傳感器的轉(zhuǎn)數(shù)n2均表示為V/nD。玻璃帶的速度為V,測(cè)量輪的直徑為D，脈沖傳感器的脈沖頻率f為PV/nD,V=nDf/P,
    測(cè)量輪旋轉(zhuǎn)一次，玻璃帶的行走距離為二D，每一脈沖玻璃帶行走距離為:D/P。
    計(jì)算機(jī)在測(cè)量輪處作出一條參照“標(biāo)定線”，解決橫切機(jī)與縱切機(jī)、冊(cè)斷輥等各點(diǎn)進(jìn)行的同步問(wèn)題并對(duì)操作者所設(shè)定的橫切長(zhǎng)度間距作出許多條比照標(biāo)定線。當(dāng)玻璃帶向下移動(dòng)時(shí)，測(cè)量輪中的脈沖計(jì)數(shù)器使計(jì)算機(jī)系統(tǒng)跟進(jìn)玻璃運(yùn)行，并連續(xù)不斷的與計(jì)算機(jī)中有聯(lián)系的標(biāo)定線聯(lián)系，使計(jì)算機(jī)在任何指定時(shí)刻都能識(shí)讀在它所控制下的任何一條標(biāo)定線的確切位置。

    2.2切割原理

    測(cè)量輪不斷的將脈沖信號(hào)傳送給切割系統(tǒng)中的計(jì)算機(jī)。計(jì)算機(jī)在某個(gè)時(shí)刻識(shí)讀在它所控制點(diǎn)進(jìn)行的同步位置時(shí)，直接控制伺服驅(qū)動(dòng)機(jī)動(dòng)作。此時(shí)橫切刀從斜角的優(yōu)異出發(fā)，速度從零到某一數(shù)值，再以測(cè)量輪監(jiān)測(cè)到玻璃帶速度//sin0的速度進(jìn)行切割，0為斜置橫切機(jī)與玻璃帶行走方向的夾角，正常情況下玻璃板運(yùn)行速度與測(cè)量輪監(jiān)測(cè)到的玻璃帶速度相同.切刀剛接觸玻璃板時(shí)有一速度波動(dòng)階段，但時(shí)間很短，不影響切割的精度。切割精度高的原因在于由脈沖發(fā)信控制刀速，兩個(gè)脈沖之間的切長(zhǎng)距離為0.05mm。
    一般情況下切割區(qū)的輥道運(yùn)行通過(guò)地軸從退火窯主傳動(dòng)上獲取的，與主傳動(dòng)同步。主傳動(dòng)采用由同步電動(dòng)機(jī)和變頻器組成的交流變頻調(diào)速系統(tǒng)控制，具有調(diào)速精度高，抗干擾能力強(qiáng)，不受電源電壓波動(dòng)以及負(fù)載忽大忽小的影響。
    2.3分析

    出現(xiàn)跑尺現(xiàn)象說(shuō)明此時(shí)橫切刀運(yùn)行速度與玻璃運(yùn)行速度線性關(guān)系不固定。經(jīng)觀察，斷開的玻瑞板伴隨冊(cè)斷輥的起落有明顯的運(yùn)行和暫停現(xiàn)象，在冷端斷炸處的裂紋寬度出現(xiàn)時(shí)大時(shí)小波形振動(dòng)現(xiàn)象。這說(shuō)明輥道傳動(dòng)造成脫離玻璃帶的玻璃運(yùn)行速度不穩(wěn)。
    由于退火窯主傳動(dòng)傳動(dòng)方式采用齒輪驅(qū)動(dòng)輥道運(yùn)行。因而主傳動(dòng)不會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題。退火主傳動(dòng)與冷端傳動(dòng)間為鏈條聯(lián)結(jié)，冷端傳動(dòng)的方式是通過(guò)齒型帶帶動(dòng)輥道傳動(dòng)的，鏈條在運(yùn)行中會(huì)出現(xiàn)爬行、間歇現(xiàn)象，齒型帶在負(fù)載忽大忽小下運(yùn)行中會(huì)發(fā)生相對(duì)變形，導(dǎo)致輥道運(yùn)行不穩(wěn)。
    從錫槽中出來(lái)到橫切區(qū)玻璃帶聯(lián)成一體，即使齒形帶出現(xiàn)變形，但因在玻璃帶整體重壓下也不會(huì)恢復(fù)，因而玻璃帶運(yùn)行速度穩(wěn)定。
    但當(dāng)一小段玻璃帶在冷端輥道上運(yùn)行，隨著玻璃在輥道上的不斷被切割，冷端輥道上的負(fù)載在不斷變化(減少)，齒型帶隨著負(fù)載的忽大忽小變化而產(chǎn)生相對(duì)變形，導(dǎo)致冷端速度在齒型帶的變形和恢復(fù)中變化不定:
    另外玻璃在冊(cè)斷過(guò)程中，加速輥道處于離合自由狀態(tài)，冊(cè)斷瞬間，冊(cè)斷輥被氣缸頂起時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)半徑為200mm，頂起高度約為20mm，其線速度約為0.6mm/min,冊(cè)斷輥實(shí)際上應(yīng)該分解成一個(gè)向上的速度約為。.597mm/min和一個(gè)與玻璃帶運(yùn)行方向相反的速度約為0.06mm/min，這個(gè)速度和玻璃板運(yùn)行速度的合成才是此時(shí)冷端玻璃運(yùn)行瞬間真實(shí)速度，正常情況下這個(gè)速度因?yàn)橥嘶鹬鱾鲃?dòng)速度相對(duì)穩(wěn)定可以忽略，但斷板時(shí)這個(gè)合成速度將不能被忽略。上述兩個(gè)因數(shù)導(dǎo)致冷端輥道傳動(dòng)不穩(wěn)，造成脫離玻璃帶的玻璃板運(yùn)行速度不穩(wěn)定，導(dǎo)致切割時(shí)出現(xiàn)跑尺現(xiàn)象。
    例如實(shí)際生產(chǎn)12mm厚度的玻璃時(shí)，退火主傳動(dòng)速度為3.000mm/min，切割規(guī)格為3300mmX2134mm，計(jì)算機(jī)監(jiān)控顯示玻璃運(yùn)行瞬間速度變化范圍在2.999^-3.002mm/min之間，切出的玻璃板滿足精度要求。當(dāng)發(fā)生斷炸時(shí)，裂紋寬度到達(dá)冷端輥道，計(jì)算機(jī)監(jiān)控顯示玻璃運(yùn)行瞬間速度為:
    冊(cè)斷輥未頂起時(shí)3.000mm/min,冊(cè)斷輥下落時(shí)2.939mm/min，此時(shí)切割機(jī)啟動(dòng)緊急信號(hào)，切出的玻璃板高在2139-2126mm,冷端速度為3.000mm/min，此時(shí)的合成速度約為2.940mm/min，正常時(shí)橫切速度為3.000/sin7=24.617mm/min，實(shí)際上此時(shí)的橫切速度應(yīng)為2.939Xsin7=24.124mm/min。橫切機(jī)的斜置角度為7。
    玻璃在運(yùn)行中由于速度的變化導(dǎo)致測(cè)量輪監(jiān)測(cè)到的玻璃帶速度與輥道速度不一致，速度跟進(jìn)系統(tǒng)跟進(jìn)速度進(jìn)行對(duì)瞬間出現(xiàn)非常大的信號(hào)波動(dòng)進(jìn)行無(wú)法修正，導(dǎo)致切刀按瞬間測(cè)量輪提供的運(yùn)行速度進(jìn)行切割，較終出現(xiàn)玻璃跑尺現(xiàn)象。
    這樣，就可以理解:
    如果測(cè)量輪檢驗(yàn)提供的速度是玻璃板正在冊(cè)斷時(shí)的速度，那切割出的橫向切痕為斜線;如果測(cè)量輪檢驗(yàn)提供的速度輥道速度一致，但切割時(shí)齒型帶正在變形和恢復(fù)中，那切割出的橫向切
痕呈現(xiàn)S形曲線:
    如果測(cè)量輪檢驗(yàn)提供的速度為齒型帶正在變形和恢復(fù)中的速度，那此時(shí)切割出的玻璃板出現(xiàn)板長(zhǎng)或板短。

    3解決方式

    3.1盡可能保證退火窯的退火工藝制度穩(wěn)定，保證不炸板或少炸板，杜絕或減少玻璃板尺寸與設(shè)定尺寸不符的跑尺現(xiàn)象源頭。

    3.2改變冷端輥道的傳動(dòng)方式，由齒型帶改為剛性齒輪型傳動(dòng)，但設(shè)備成本太高，方案在生產(chǎn)中不可行:

    3.3對(duì)速度跟進(jìn)系統(tǒng)進(jìn)行改造，增設(shè)濾波電路，將脈沖信號(hào)中出現(xiàn)瞬間非常大的波動(dòng)信號(hào)進(jìn)行甄別修正精度。

    3.4切割區(qū)的輥道傳動(dòng)取消從地軸提供，改由自己提供，速度從退火主傳動(dòng)跟進(jìn)而夾.定行動(dòng)力動(dòng)分段，減少間隙離合爬行，測(cè)量輪測(cè)量的速度僅作為比較，不作為橫切速度的提供者，測(cè)量輪主要用于測(cè)量玻璃板運(yùn)行的距離，橫切機(jī)的速度直接從相對(duì)穩(wěn)定速度退火主傳動(dòng)上讀取。據(jù)說(shuō)現(xiàn)在GRENZEBACH公司針對(duì)跑尺問(wèn)題而將速度跟進(jìn)安裝在退火窯主傳動(dòng)上，切割區(qū)輥道單獨(dú)提供動(dòng)力驅(qū)動(dòng)，另外提高了速度跟進(jìn)系統(tǒng)對(duì)瞬間出現(xiàn)非常大的信號(hào)波動(dòng)進(jìn)行甄別修正精度。