浮法玻璃跑偏在线纠正装置

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【摘 要】本文针对浮法玻璃水平堆垛工艺，介绍了一种玻璃跑偏在线纠正装置，实现了玻璃板无冲击矫正功能，阐述了设备工作原理、控制系统和纠正跑偏计算过程。

【关键词】PLC；高速光电开关；跑偏纠正

1 研究背景

浮法玻璃生产线包装车间流水线上，玻璃板需要在上百米长的冷端输送辊道上完成纵向切割、横向切割、掰断、去边、纵掰纵分等多个工艺流程，玻璃板在输送的过程中往往会发生角度偏移，影响水平堆垛机的堆装质量。为满足玻璃板对水平堆垛工艺的跑偏要求，常用的纠正玻璃板跑偏的方法是在玻璃板的前进方向放置挡边器。如图1，在玻璃板的前进方向上，玻璃板和挡边器发生物理碰撞，将玻璃板前沿与挡边器对齐，这一过程往往造成玻璃板的损伤。

图1 带挡边器的矫正工艺图

对准装置在水平堆垛工艺中是不可或缺的，然而传统工艺对玻璃板的磕伤给企业造成的损失确实很大，如何才能解决这一矛盾呢？本文就尝试提出了一种方法，设计出了一种新型的对准装置。

2 系统工作原理

该设备结构原理如图2所示，对准区域的输送辊道与其他辊道一样具有输送功能，但对准辊道支撑在由交流伺服电机驱动的回转轴承上，由伺服驱动可以旋转。辊道架子与回转轴承的齿轮外套相连，驱动减速电机固定在底架上与轴承内套相连。当流水线上的玻璃板输送到达对准辊道时，伺服电机驱动辊道旋转来自动修正玻璃板的转角跑偏。

1.玻璃板 2.辊道架子 3.旋转减速电机

4.底架 5.回转轴承内套 6.回转轴承外套

图2 在线矫正装置示意图

图3为控制系统原理图，系统由可编程控制器（PLC）、伺服控制器、现场传感器、上位机人机界面和其它设备组成。上位机中输入菜单设置传感器响应时间、对准装置旋转速度、最大旋转角度等技术参数传递到PLC，PLC可将玻璃板按编号计数、对准装置实际转角等工作状态和记录值传递给人机界面； PLC结合上位机参数和现场传感器的信号，处理后输出指令下达到伺服控制器驱动伺服电机旋转修正玻璃跑偏。上位机设置跑偏数据跟踪、跑偏数据修正等功能，可实时调节参数调节误差。此系统中现场传感器为在玻璃前进方向的左右两侧放置的高速光电开关。

图3 控制系统原理图

系统PLC程度框图如图4所示，当玻璃板前沿到达对准辊道前方区域时，触发光电开关启动系统运行。两个光电开关分别触发并将信号发送到PLC，PLC得到两个触发信号的先后顺序和时间差，根据玻璃板的运行线速度，计算出玻璃板的跑偏角度。如果玻璃板跑偏并未超差，系统不做出动作；如果玻璃板跑偏超差，则当玻璃板到达堆垛区域时，PLC输出信号，伺服电机运行驱动对准辊道旋转，将玻璃板旋转相应角度，这样便实现了跑偏玻璃板的在线自动对准；玻璃片离开对准辊道后，对准辊道转回原来的位置，系统完成了此玻璃板对准的过程，等待下一片玻璃板到达。

图4 控制系统程度框图

3 参数计算

假定玻璃板运行速度，光电开关感应时间超差，光电开关横向距离，玻璃转角跑偏，则有：

，。

减速机速比，大小齿轮齿数比，则有电机转数表达式为：。

旋转对准辊道工艺如图5所示。

图5 无挡边矫正示意图

在控制系统中，还要保留旋转角度误差调节功能，即由于传感器或者其他外部条件的原因，纠正后的玻璃板可能会有一定误差，此时可引入矫正时间，调整时间为来实现调节误差。

4 结语

随着自动化技术的不断推广，近年来浮法玻璃生产线中水平堆垛工艺逐渐取代手工取片作业。本文介绍的玻璃跑偏在线对准装置，解决了水平堆垛工业中挡边器装置的缺点，实现了自动对准过程，避免了玻璃板的磕伤，提高了浮法玻璃生产线水平堆垛工艺的生产效率。