6 港雕设备艮自动控制6.1冷端的工艺原理6- 1.1概述冷端设备主要执行生产工艺过程中退火后的玻璃带（板）的各种检测、切裁掰断、表面 保护、堆垛装箱以及完成这些工艺过程的输送目前浮法玻璃生产线的规模日益扩大，产量可达到 250〜1000〖/么原板宽在 2.4〜 4.5m2mm 厚的玻璃拉制速度已达 1500m/h，切裁长度以 1.21 计，每小时需切装 800 片 玻璃，每道工序动作频繁，切裁掰断设备每天需要动作两万次浮法生产线一旦投产，要求 整个冷端在 3〜107——密度，2.5t/cm3;Av——玻璃板平均厚度，m; 5^~原板宽度，m;Vp——退火窑辊道的拉引速度，m/h6. 2. 3. 3 板边位置检测装置浮法生产的玻璃带，经常有板宽的调整和变化，另外由于工艺操作的原因，玻璃带容易 左右偏摆，这就需要对板边位置进行监测，根据检测的数据对切边、纵切、横切下刀、落刀 点位置、掰边辊道的掰边位置以及纵掰位置等进行跟踪调整玻璃边位检测，采用光电系统，即用两个单面发射和接收光电管，对玻璃的一个边 进行跟踪，两个光电管的间距为 1011^^当玻璃带边在两个光电管之间时，为正常情况，边 位检测的光电管不动；当玻璃跑偏，玻璃遮住两个光电管或两个光电管下部没有玻璃遮住， 则两个光电管一起移动到玻璃边处于两个光电管中间时为止。
根据光电管的向左或向右的移 动量来控制切掰系统的跟踪动作，见图 6_4 所示缺陷检测板边+检测横切机橫向辦断掰边装置 1掰边装置 0纵掰图6-4边位检测跟踪边位检测装置安装在跨越主线辊道横梁上的一端两个光电管装在滚珠丝杠上，滚珠丝杠由电机带动，在滚珠丝杠上还装有绝对值编码 器，如图 6_5所示，当玻璃跑偏时，由电气控制系统启动电动机并控制其旋转方向当跟踪 到玻璃边处于两个光电管中间时，电动机停止根据参考零位和编码器的脉冲数来判定玻璃 185193电机减速机滚珠丝杠 光电管编码管输送辊 道o带边的位置，通过计算机对切掰系统的有关设 备进行自动调整和跟踪6. 2, 3. 4 点状缺陷检测装置玻璃的点状缺陷是指在玻璃板上由于各种 原因所产生的砂粒、夹渣、沾锡和气泡等，它 是影响玻璃质量的主要原因为保证产品质量， 点状缺陷检测是浮法生产线上的必不可少 的重要设备，通过检测对生产工艺进行控制目前使用的点状缺陷检测，都是 上的暗室内进行的，装备水平相差甚远有用 人工肉眼观察并划标记的，也有用肉眼观察， @6-5 ^immmw按电钮来确定缺陷位置和打标记的，并可以与切掰控制系统的电子计算机联接，来判定每片玻璃的质量级别或改切成其他的规格尺寸以消 除缺陷的影响。
在较先进的生产线上则采用自动点状缺陷检测装置，现将各种点状缺陷的检测装置概述 如下1)人工半自动缺陷检测装置该装置是由人工在暗室内用肉眼观察玻璃板存在的 点状缺陷在主线辊道上的暗室内，辊道的下面装有一个点光源光线投射到凹面镜上，凹 面镜反射光通过玻璃带投射到白色屏幕上在辊道下横向拉有一根钢丝的标定线操作台设 有 5 个按钮，分别对应玻璃带纵向的 5 个区当发现有缺陷时，在缺陷到达屏幕上的标定线 的投影线时，人工按动缺陷所在的纵向分区内的按钮，通过切掰系统的控制计算机对这片玻 璃进行质量分析和评定，同时指挥打标记装置，在缺陷附近打缺陷标记这种点状缺陷检测装置，具有结构简单，投资少，较为实用的特点，但由于人为的因 素，检测精度和准确度不高2)自动点状缺陷检测装置此装置一般由洗涤干燥机、点状缺陷检测仪和打标记装置 3 部分组成，并与切掰系统和整个冷端的控制计算机联接对玻璃进行质量分析和判定，对后 续的切掰和堆垛进行控制①洗涤干燥机由于玻璃带经过锡槽、退火窑、输送辊道等设备，在运行过程中，玻 璃表面附有雾状附层和散落的杂物，从而影响缺陷检测仪检测的真实性为了准确检验出玻 璃本身存在的点状缺陷，有些生产线在进行检测之前，对玻璃带进行清洗并干燥。
此装置的结构与加工玻璃预处理用的洗涤干燥机的结构基本相同，主线辊道的一段用此 装置代替，即在玻璃带的上下两面用 2〜4 对圆辊刷或者用两排上下对置的圆盘平刷，用温 水对玻璃带进行刷洗，接着用热风干燥 有的生产线在自动点状缺陷检测仪之前，不设洗涤干燥机，而装有吹风清扫装置②自动点状缺陷检测仪目前应用的自动点状缺陷检测仪有用太阳能电池的，有 用光电系统的，还有用激光检测的自动点状缺陷的检测精度，砂粒可以检测出的最小 粒度为 0.2^«1，气泡可以检测出最小值为 0.30^^实际应用的都限定在 0.4〜0.5!1^1 左右 光电自动点状缺陷检测仪是与测定玻璃带的速度和运送距离的光电脉冲发生器、切掰系统的控制计算机相互配合使用的这样的缺陷检测仪可以将测定出的缺陷尺寸大小、数量、 186195输出分析比 较]放大计算机]4/0转 换太阳能电 池图6-6光电自动点状缺陷检测仪辊子 光源分布情况、纵横坐标位置等数据输人计算机，由计算机对每块玻璃进行质量分析和确定其质量等级，或者根据最佳切裁要求，控制切掰和堆垛系统进行切裁的工序安排为避免其他光线的干扰，检测仪一般都装在输送辊道上，将其密闭在暗室里在横跨辊道的横梁上，分成若干小段装上太阳能电池或光敏原件，每一小段监测玻璃带纵向的一定宽度，在辊道下设有一条光源，参见图 6-6 所示。
光线通过玻璃带投射到太阳能电池或光敏元件上，有缺陷时光照强度变化，发出信息，再通过八/〇转换、放大和信号处理后，输人计算机进行分析评判每一块玻璃的质量，再控制各工序分别处理激光自动点状缺陷检测仪与光电自动点状缺陷检测仪功用是相同的，只是在检测原理上不同激光自动点状缺陷检测仪是 He-Ne激光器以一束光对玻璃带全宽进行横向扫描，在玻璃上的光点直径为 111^^扫描是通过电子振荡器带动的镜子反射到全板宽上，再通过两个光电接收器，来分辨是否有缺陷这种检测器可以可靠地检测出大于 111^1的缺陷，对小于 1001 的缺陷也可以检测到，要根据用户对玻璃的质量要求进行调整打标记装置是为了便于对每块玻璃板存在的缺陷数量、大小和缺陷位置进行辨认，以满足质量评定和用户加工的需要当检查出缺陷后，用打标记装置在缺陷位置的板边或在缺陷的附近，用紫色墨水打印上标记在横跨主线辊道的横梁上，装有若干个由电磁铁通过杠杆系统操作的打印头打印头的安装个数一般是根据点状缺陷检测仪横向分区数来确定，有多有少，一般只要求将标记打在缺陷附近3)抽样检查装置抽样检查装置是用来定时或临时将大、中片玻璃由主线抽出，对玻璃进行全面质量检査和综合分析，并附设有改切系统将玻璃板改切成试样的小片，供进一步质量检测用。
当不用改切时，已检验过的玻璃板可以返回主线抽样检查装置，一般装在大、中片堆垛机的前面，输送辊道侧面，用皮带分片输送机，将要抽样的大、中片玻璃板，送出主线辊道，到直线辊道上直线辊道再将玻璃板送到竖起的托架上，由人工对竖起的玻璃板进行全面质量检查，检查后再放平，主线有空当时再返回主线在浮法玻璃冷端生产线上，由于对玻璃质量各种要求不同，以及自动化操作的要求，还设有条状缺陷检测装置、板温测定装置、切裁尺寸校验、次板检测装置等6.2.4玻璃的切裁系统6. 2. 4. 1 玻璃板切裁的机理玻璃表面的微裂纹会严重影响玻璃的机械强度，有资料介绍，当裂纹深度为“@时，玻璃的强度会降低到原强度的 1/100，而玻璃的切裁划痕便是利用了这个特性197平板玻璃的机械化切割设备一般采用硬质合金刀、轮或聚晶金刚石刀轮当玻璃表面被 刀轮滚压出一条划痕时，只需要很小的弯折力，便可以将玻璃沿切痕掰断因为一个好的切 口，在划痕下面还应该有垂直向下的微裂纹，划痕的宽度、深度和微裂纹的深度一般应为 170^111左右由于玻璃的切口内嵌填着极微细的碎屑，切刀的压力去除后，裂纹不会像理 想脆性材料那样合拢当切裁划痕的玻璃受到一掰断力（即弯曲应力）时，由于应力集中， 在裂纹尖端处会产生一个相当大的应力。
英格里斯（IngUs)指出，裂纹尖端处的应力&可 由式（6-3)计算出来^m — 2cr ^ — j(6-3)式中C——裂纹深度； p——裂纹宽度；99.7%，0.05 爪：1198%，0.051^095>935.6>98. 5>953、4>97>938、10100>95缺陷检 测计算 机6.4仪表及自动控制6. 4.1 概述浮法玻璃冷端自动控制系统的控制水平与生产线的规模、产品规格、质量及建厂条件密 切相关当玻璃生产线规模较小，切裁规格种类较少，玻璃质量要求不高时，电气控制系统 就比较简单随着浮法玻璃工艺的完善，玻璃应用在电子行业和建筑领域的拓宽，拉引量越来越 高（从 300丨/(1到 10001/(1)，玻璃厚度范围越来越宽（从 250^1到 0.55011^)，因而输送、 分片速度越来越快，切割精度要求越来越高，多品种的自由转换都要求自动控制系统不断提髙冷端系统按其控制系统分类可分为应急区控制系统、切割区控制系统、输送堆垛区系统 以及碎玻璃系统 具有优化切割功能的冷端计算机、？匕 0系统应实现联网控制（见图 6-8所示）操作台操作台6.4.2应急区控制系统为保证冷端设备在生产不正常时，特别是在生产初期的安全运行，同时也是为了冷端设 备维修的需要，在退火窑出口处设置应急系统^该系统由辊道输送机、紧急切割机、紧急落 板装置组成。
应急系统将从退火窑出来的不合格玻璃带经切割、掰断、落板、破碎后送入碎 玻璃系统一般浮法线紧急切割机和紧急落板装置是非 PLC网络控制设备，现场配置电控柜， 由看| 切割区 |j 主线PLC !i 碎玻王离jI尸^<：控制系统|__ ■ ^^M ■ ^^m* _ ■ 9 ^^H • W^^mI控制系统 !« Ij ?^控制系统4 | ^^m ■ ^^^m k ^^rnm ♦ ^^^m 礞 ^^mm • i^^H ■优化计算 机图6-8冷端控制系统原理图紧 急 横 切 机紧 急 落 板喷液防霉缺陷检验标记桥测量桥纵切纵切横切横切横餅刀工手动控制切割、落板另外，先进的浮法线可以在退火窑和紧急切割机之间设 置光电开关、紧急切割机和紧急落板？匕(：控制，检测到玻璃炸板时，紧急切割机和落板 自动工作6.4.3切割区控制系统切割区由玻璃缺陷检测装置、标记桥、发讯装置、纵切机、横切机、横掰装置等设备组 成流程示意图如图 6-9所示 200图6-10切割区控制功能图6. 4. 3. 1 控制功能切割区的组成不同，要求的控制水平不同，控制方案也就不同主要对缺陷检测、优化 切割计算、纵切、横切、横掰等控制系统进行协调控制与管理。
切割区控制功能如图 6-10 所示切割区的控制器选用专用的工业计算机或可编程序控制器（PLC)，组成容错控制系统， 以提高系统的可靠性切割区前端设有玻璃缺陷检测装置，根据控制水平的高低，可设置人工检测或自动检 测，检测结果可以自动打标记或送至计算机，控制横切机按玻璃缺陷程序进行切割，或者通 过计算机进行最优切割6. 4. 3. 2 测量装置的控制图6-9应急区、切割区流程示意图自动检测装 置紧 急 横 切 机紧 急 落 板喷液防霉缺陷检验标记桥测量桥纵切纵切横切横切横餅测量装置上装有测量轮和玻璃边部检测发讯装置测量轮共两套，〗套工作，1 套备用，当发生故障时可自动识别和进行自动切换测量轮由滚轮和增量型光电编码器组成发讯轮 的功能第 1 是测长发讯，把脉冲信号送至计算机，供控制横切机按预选长度进行切割；第 2 是测速发讯，测量玻璃带前进的速度，供控制横切机速度用玻璃边部检测发讯装置则是供201玻璃跑偏摆动时，跟踪控制发讯之用本装置有气动抬起装置，当玻璃破碎时和设备检修时，可以离开玻璃带6. 4. 3. 3 玻璃边部检测与跟踪控制玻璃边部检测装置装在测量装置上它是由一台电动机带动两个反射式光电开关 G、 02和绝对值编码器?7 及装在辊道中心线上方的反射式光电开关 03组成。
当玻璃跑偏，边部摆动。