分布控制式玻璃器皿成型装置的制作方法

专利名称:分布控制式玻璃器皿成型装置的制作方法
本发明是关于一种玻璃器皿自动成形装置，更详细地说，是关于这种玻璃器皿成形装置用的业经改进的电子控制系统。
美国1，979，211号专利以哈特福德行列式制瓶机为例，举例说明了广泛受到欢迎的玻璃器皿制品成形装置的类型。这类成形机的一个传动轴上装有一个主定时凸轮，用以在玻璃器皿成形的各操作循环过程中通过控制各种阀门，气动操纵成形机各机段的各种机构，以引发各种“成形过程”。该诸特定机构的特定动作还可进一步由凸轮、气动控制机构等加以控制。行列式制瓶机一般由许多机段(例如，八个机段)组成，这些机段在玻璃液从公共料滴分配器供料的过程中和已成形玻璃器皿的卸除以进一步加工的过程中起协调作用。
随着电子生产过程控制技术的出现，上述成形机的设计在控制各种成形操作的定时方面作了种种改进。初期所作的改进是用能给，例如，电磁阀起动组件发出起动脉冲的数字电子设备代替主凸轮的机械定时控制(见，例如，英国1，079，385号专利)。这种电子定时控制能满足美国3，877，915号专利和Re，29，188玻璃器皿成形工艺的特殊加工要求，该成形机定时的特点在于，它在成形工艺的热动力学方面树立了一个关键的里程碑，即“热动力学临界过程”。这些发明和其它发明使成形机对各成形过程的控制、成形机的起动和停机等整机级的定时控制愈来愈完善。
新近，这类电子控制系统又增设了机段级的分级控制器系统(见诸，例如，美国4，152，134号、4，247，317号和4，478，629号专利和欧洲84300470.6号，专利申请)。采用这类机段级控制器的各种系统具有各种不同的特点，例如，各机段控制器能否独立操作(与此相反的情况是需要从成形机的监视控制器降低负荷)，和与操作人员相互作用的性质。所有这些方法只能对特定成形机构的操作起一定限度的通断控制作用。
还有一种公知的作法是在行列式制瓶机和有关机械元件的某些机构上增设某种程度的反馈控制。例如，美国4，108，623号专利的系统就是在与集中控制有关的控制系统中采用了反馈探测器，这种控制系统响应探测器的输出时能改变各种定时过程的持续时间。但这种系统也只能对特定成形机构的操作起一定限度的控制作用。
最近为了提高这类玻璃器皿成形机的速度、效率和可靠性，还对行列式制瓶机各部件的传动机构和有关输入和输出设备进行了研究。作为传统玻璃器皿成形机气动和凸轮从动机构的替身，在诸如料滴分配器、瓶子推出等机构中装设了各种伺服执行机构系统(见诸，例如，美国4，367，087号、3，871，858号、4，456，462号、4，461，637号、4，427，431号和4，409，013号专利)。这些装置虽然还未能有效地并入综合性的电子控制系统，但却使不受操作系统控制的各独立控制器与成形机及诸机段控制器之间的相互作用大大受到限制。
一九八三年五月六日申请的84105048.7号欧洲专利申请书公开了一种玻璃器皿成形机的电子控制系统，在这种控制系统中，成形机各部件以机械方式与电动机的数字响应组件联系起来。电动机的数字响应组件受由上述那种一般电子定时控制系统起动的部件控制器的控制。这种系统是为全电气控制式的玻璃器皿成形机而设计的，不适合部分气动、部分伺服电动机传动成形机的设计。此外，这种系统对成形机的各种功能只能起有限的分布控制作用。
因此，本发明的首要目的是改进玻璃器皿成形装置的自动化操作。与此有关的一个目的是提高对这类装置中各特定机构的控制程度。与此有关的另一个目的是有效地使玻璃器皿成形机中受伺服控制的各成形机构一体化。这种控制系统在设计上应灵活，容许选用伺服电动机控制、电磁阀控制和其它各种机电接口设备。
本发明的另一个目的是改进用户与电子控制系统的相互作用。与此有关的一个目的是改进电子控制玻璃器皿成形机的结构设计，从而改进成形机的操作环境。
本发明的又一个目的是提高玻璃器皿成形装置的效率。在这方面有一点很重要，即应减少那些因部件磨损、机构故障等不可避免的事件所引起的“停工”。此外，要求特定成形机构的故障不致中断整个行列式制瓶机的操作，而且易于诊断和修复。
为了达到上述各有关目的，本发明提供一种能有效地将系统体系中各机构专用的控制器进行一体化的玻璃器皿成形机械电子控制装置。这种控制系统的主要元件包括若干机构控制器、一个或多个机段控制器和一个成形机控制器。若控制系统中还包括操作员控制的处理机和供操作员与成形机相互作用用的输入/输出装置则更有利。这种控制系统可与一个或多个伺服控制的成形机构配合使用，任意地与其它成形机元件的普通凸轮传动装置和气动装置配合使用。
根据本发明的一个方面，该专用机构控制器包括存储行列式制瓶机的一个或多个操作元件用的控制程序的用户可编程逻辑元件。机构控制器从成形机控制器接收用户规定的诸调定参数，该等调定参数系表示个别成形机元件和受控动作的特性。诸调定参数可由操作员在开车之前用成形机终端设备进行输入或在运行过程中修改，并从成形机控制器上卸到机构控制器上。机构控制器还从机段控制器接收一个或多个定时信号，并将这些信号连同诸调定参数一起进行处理，以产生一个或多个输出控制信号发送到有关的操作元件上。
成形机控制器还可以接收探测器输出和其它有关机构环境的信息，并将此信息连同其它机构状态信号一起传送给成形机控制器用以进行反馈控制或与操作员的相互作用。较复杂的玻璃器皿成形机构的机构控制器可包括一个主机构控制器连同调节操作元件子系统的诸辅助机构控制器。
本发明的另一方面涉及这类系统各机段控制器和成形机控制器的特性。一个或多个机段控制器以，例如，一九八三年元月二十六日申请的申请号为461，086与此有关的美国专利申请书中公开的方式产生“定时鼓”信号，即，这种控制器在成形操作循环内调节诸机段元件的通断时间。与机段控制器进行的“实时控制”相反，成形机控制器和操作员输入/输出控制器系担负调定、操作员在运行过程中所作的修改和其它“非实时”相互作用的任务。成形机控制器还对多个专用机构控制器的操作起协调作用。
本发明的又一方面涉及系统联络元件的特性。为实现实时自适应控制，此系统在诸机构控制器、机段控制器和成形机监视控制器之间采用双向联络方式，并采用各种输入/输出装置。此系统最好在成形机控制器和诸机构控制器之间有异步联络线路，该线路最好具有多点联系能力。成形机控制器和诸机构控制器之间的双向联络线路往一个方向传递调定参数信号，往其它方向传递机构处理机状态信号(例如，警报信号)。
在本发明的一个特别有效的实施例中，诸机构控制器各个都专门用以控制相应推出装置的多重功能。受控制的功能包括对各种电磁阀的激励和去激励，和步进电动机轴转动的轮廓。电子控制采用来自机段控制器加到各推出装置控制器的一对输出-袋空气信号和推瓶机起动信号。来自各机段控制器的定时信号包括若干脉冲(推出控制器即处理这些脉冲，从脉冲宽度获得定时数据)。脉冲上升时间实时控制推出控制器的输出，而获得的定时数据则非实时调节推出控制器的输出。
下面我们以最佳实施例和本发明的上述各方面和其它方面，附图中图1是本发明控制玻璃器皿成形机的一个最佳控制结构方框示意图;
图2是图1成形机终端的示意图;
图3是本发明推出控制系统的示意方框图;
图4是图3控制系统推出控制器的示意方框图;
图5是根据共同转让的741，017号美国专利申请书(一九八五年六月三日申请)的推出装置的透视图，其中把图4的控制器也结合进去了;
图6A至图6E是表示机段控制器和推出控制器各种信号的电压与时间的定时关系曲线图;
图6A是机段控制器袋空气信号与机器度数的关系曲线图;
图6B是机段控制器推出起动信号与机器度数的关系曲线图;
图6C是推瓶机控制器伸展/退回信号与推出度数的关系曲线图;
图6D是推瓶机控制器圆筒转动信号与推出度数的关系曲线图;
图6E是推瓶机控制器袋空气信号与推出度数的关系曲线图;
图6F是推出凸轮轮廓与推出度数的关系曲线图;
图7是推瓶机控制器起动程序流程示意图;
图8是推瓶机控制器的一个操作程序的流程示意图;
图9是图4推瓶机控制器电路的光隔离器输入电路的电路原理图;
图10是图4推瓶机控制器的电动机传动电路的电路原理图;
图11是图4推瓶机控制器电路的电磁线圈传动电路的电路原理图;
图12是钳瓶机构的专用机构控制器的方框示意图;
图13是翻转机构的专用机构控制器的方框示意图。
现在参看图1，这是玻璃器皿成形机分布控制系统10的系统结构图。为方便起见，可把控制系统10看成为由若干子系统(通常以点划线表示)组成。机段控制器150-1、150-2、……150-N组成系统的实时“定时过程”部分，其中包括多个专用的机段控制器，这些专用的机段控制器一般为共同转让的美国461，086号专利申请书(一九八三年元月二十六日申请)公开的那种类型。各机段控制器150系分派到n段玻璃器皿成形机(一般为“行列式制瓶机”)的各不同机段中。诸机段控制器150和成形机控制器130接收来自定时脉冲发生器170的定时脉冲以协调各机段的工作情况。各控制器150中的程序确定各机段分阶段进行的操作，各控制器150的各自起动点是由各控制器本身按来自同步脉冲的预定量加以补偿。要起动或退动各种机构或要进行其它动作时，各机段控制器150产生一组“定时鼓”输出，限定该机段操作循环的各自时间。如图1所示，这些输出可直接送到阀门组470或如一般现有技术那样送到其它接口设备，也可送到该机段的个别“机构控制器”200-1、450-1、460-1等。因此，可按与行列式制瓶机一般定时系统类似的形式供应来自诸机段控制器150的实时数据，且特定的行列式制瓶机可将某些机段机构的分布处理与其它机构的一般“电子定时鼓”控制结合起来。
系统10的“非实时”部分由成形机控制器130和监视控制器180组成。控制器130在系统初始调定和运行过程中提供机构规定的定时调定数据(“调定参数”)。成形机控制器130包括驻留程序，因而可以维持各种机构控制器起作用。
监视控制器180通过成形机终端110、打印机111、磁带机(大容量存储装置)112或其它外围设备维持与操作员的联系。监视控制器180并通过双向联络线路181、182与成形机控制器130及各机段控制器150联络，以传递用户在终端110或从大量存储装置112输入的参数，并使数据可以打印和显示出来。
从图中可以看到，成套机构控制器200-1、450-1、460-1是供机段1用的。除来自机段控制器150-1的单向定时信号信道155之外，诸机构控制器还通过双向数据传输线路135与成形机控制器130联络。数据传输线路135将调定参数信号从成形机控制器130传递到诸机构控制器，例如，卸下在终端110输入的各参数。数据传输线路135还将机构控制器状态信号(例如，警报信号、有关机构环境的信息等)从诸机构控制器传送到成形机控制器130。若数据传输线路135包括一条异步多点数据传输线则更为有利。这种传输方式简化了接线、互联和安装过程。
若特定机段各机构控制器实质上与控制，例如，推出控制器200(图5)的机构相关联，则大有好处。这样，若某特定机构出故障(无论是机械故障或电气故障)，则损坏的部分易于卸除和更换。
通过下面介绍的推出控制系统100(图3)可以看出，本发明的控制结构具有许多分布控制周知的优点。各机构的控制可高效能地个别加以调整，各机构动作或运行的控制过程易于编程序或改变。
不言而喻，图1的系统结构表示控制系统10各不同元件之间在功能上的一般相互关系，且组成这种系统的组件不一定非是相同的单个硬件模块不可。例如，多个机段中可设单个机段控制器150，这类控制器包括区别不同机段定时输出用的装置。成形机控制器130和监视控制器180可包括单一的计算机，而成形机终端110可与监视控制器或监视/成形机组合控制器合成一个整体。机构控制器可包括控制主要机构动作的主控制器和控制机构的从属子系统的辅助控制器。
图3至图8是实施图1通用控制器结构、用以控制多个推出装置的专用机构控制系统100的特殊实施例。图5是共同转让的741，017号美国专利申请书(一九八五年六月三日申请)中的一个推出装置50，该专利申请书系根据520，396号美国专利申请书又提出的专利申请书(申请日期一九八五年八月四日)。下面有关推出装置50的操作说明为专用推出控制器200的讨论提供一个背景材料。这里我们可以看到控制器200，为了便于安装和维修，系组装成单个印制电路卡201插接到与标准总线兼容的底板52上。
推出装置50依靠气动和电动的动力源的配合-气动推出/返回和伸展/退回功能(通过电磁阀控制)和电气控制推出轮廓。起动推出装置之前，往旋转执行机构70中的活塞71下侧通空气，因为导螺杆75上的螺母73阻挡活塞71的上行运动。“袋空气”源(图中未示出)一直保持接通状态以协助瓶罐套进推瓶机圆筒夹83中。步进电动机60在推出操作循环开始时开始转动，转动的速率由推出轮廓(“推出凸轮”)确定。螺母73使导螺杆75往上移，使活塞71移动。
带键槽的螺杆轴78固定在活塞71上部，与带键槽的螺帽(图中未示出)啮合，因而当轴78通过螺帽时使螺帽转动。此转动动作传到推瓶机圆筒80上，从而控制扫刮的轮廓。在完成扫刮动作之前的某一可调节的时刻，电磁阀(图5中未示出)切换并使推瓶机圆筒夹83退回，当此机构返回时，阀门再次切换使夹具83伸向整个固定板81板面上。另一个电磁阀(图中未示出)在扫刮动作完成之前切换以切断袋空气源。
推出动作完成之后，对吹向活塞71的空气起控制作用的电磁阀(图5中未示出)切换，使空气流转向活塞筒的上部。导螺杆75上的螺帽73在反方向上不起阻挡运动的作用，因而活塞71在气动动力作用下返回。这时步进电动机60反转，使螺帽73返回其“原位”，从而起动附近的探测器65，使其发出推出操作循环完毕的信号。
图3中的90是与特定的推瓶机控制器200协同动作以控制特定推出装置50的电气和气动功能的各种电子控制元件。推瓶机控制器200通过串行多点联络线132〔此联络线还与其它机段(图中未示出)的个别推出控制器相连〕与成形机控制器130联络，以300波特的传输速率传输异步机器数据。所有推出控制器同时接收对整个行列式制瓶机通用的非时间关键性数据;推出“凸轮”轮廓个别也有进行传播的。警报线134(例如，直流24伏)将错误信息从各种推瓶机控制器200传输到成形机控制器130，例如，要求通过串行联络线132重播信息。
诸机段控制器150最好取共同转让的461，086号美国专利申请书(申请日期一九八三年元月二十六日)所公开的那种形式。机段N的机段控制器150给推出控制器200提供一对直流24伏的脉冲输出以起动和退动时间关键性推出功能。这些信号中的头一个信号是袋空气信号300(图6A)，其前沿信号给推出控制器发出接通袋空气的信号，即起动袋空气电磁阀91。这时，测定脉冲300的脉冲宽度并用以计算何时在旋转执行机构70转动指示出来的弧形动作度数之后退动袋空气电磁阀91。第二个“推出起动”信号310按类似的方式进行转换，激励电磁线圈93，旋转执行机构70(图5)处于前沿时使其开始转动，并在按脉冲310的宽度计算出来的若干度数转动之后退动电磁阀95，使夹具83退回。控制算法详述如下。
最好，袋空气电磁阀91应为激励时接通袋空气源的两通阀;圆筒转动电磁阀93应为推瓶机圆筒70处在原位时去激励的四通阀;伸出/退回电磁阀应为激励时使夹具83伸出的四通阀。
定时脉冲发生器170在成形机每次完成一个工作循环时给机段控制器150和成形机控制器130提供协调成形机工作的信号。成形机控制器130测定一系列连续脉冲过程中各脉冲之间的时间，并判明成形机的工作协调情况;各脉冲是否在成形机工作循环的有效范围内，各前沿之间的时间是否仍在容许的偏差内。若同步化之后定时信号170消失，推瓶机定时循环会在最后测定的循环时间内继续下去。若控制器200处在假同步化状态时信号返回，则成形机控制器130测出新的脉冲序列，并按新信号重新进行同步化。只要前沿之间的时间，其变化小于容许的偏差，则机段控制器150和推出控制器200仍然处于同步状态。
不然的话，在不存在外部同步源170的情况下，操作员也可往成形机终端110中输入循环定时，规定推瓶机的定时循环。
监视控制器180维持操作员与成形机终端110(可能的话也与其它外围设备，例如，图1中所示的打印机111和大容量存储装置112)的联系。如图2所示，成形机终端110有一个双行显示器113，显示着系统的信息并起提示作用。键盘115有各种数字键和和功能键。“执行”(DO)键是起选择作用，“下一个”(NEXT)键用以显示目录单屏幕上的下一个节点或次节点标题;“出口”(EXIT)键用以返回到第一节点;微动向上(JOG UP)和“微动向下”(JOG DOWN)键用以以恒量改变以电流值显示的数字输入;“输入”(ENTER)键用以将以电流值显示的数字信息输进监视控制器180的数据库;“清除”(CLEAR)键用以在无需改变控制器值的情况下清除刚输入的信息;“机段/相互作用”(Section/Event)键用以允许使用机段控制器150。成形机终端110即可用以输入待卸到推出控制器200的诸初始参数，也可用以修改这些参数(在系统运行过程中可能需要这样做)。成形机终端100适宜通过给各机构控制器加设适当的成套目录单屏幕使操作员可以监视复式机构控制器。通过阀门组470(图1)接口的成形机各元件也可加设目录单屏幕。
图4以方框图的形式表示了专用推出控制器200的各种功能元件。在本发明的最佳实施例中，推瓶机控制器包括集装电路卡201，其中装有一个微处理机、一台单极斩波步进电动机传动装置和其它输入/输出调节电路。中央处理机210操纵与成形机控制器130的串行联络，并按存储在只读存储器215中的控制程序控制其它微处理机组件的操作。在本发明的一个行之有效的实施例中，中央处理机210是一台印泰尔公司(Intel Corporation)制造的8085AH型微处理机。串行联络系采用8085 S ID输入线通过一个差动线路接收机(图中未示出)进行控制的。计数器/计时器电路213接到中央处理机的数据/地址总线240上。作为说明的实例，计数器/计时器213包括三个单独的可编程序计数器，计数器的输入接到中央处理机210的时钟输出端，计数器/计时器的输出接到中央处理机的中断输入端。计数器/计时器213用以协调联络过程、中央处理机的定时和电动机的步进定时。
随机存取存储器218存储现有推瓶机凸轮的轮廓，并作为中央处理机210的中间结果存储器。在随机存取存储器218中以数字形式表示推瓶机凸轮轮廓可以采用本专业中周知的各种数据变换技术。作为说明的实例，随机存取存储器218包括一个1K×8位的静态随机存取存储器集成电路。只读存储器215存储着控制器的程序代码，作为说明实例，只读存储器215包括一个接到地址/数据总线240的4K×8位只读存储器。
输入口220也与地址/数据总线240相连，监视内部探测器65(图5)的情况，并接收来自机段控制器150的推瓶机起动信号和袋空气信号。推出控制器200最好设输入信号调节电路225，用以变换、隔离、过滤直流电平和排除噪音。图9中所示的光隔离电路225即可用以进行电气隔离，又可用以变换电平(从24伏直流输入变换到5伏直流中央处理机信号电平)。电阻器R2应这样选择使微处理机在输入口220检测出变化之前在输入端应有12伏左右的直流电压出现。电阻器R1起低通滤波器的作用，可以排除高频噪音。输出寄存器230通过地址/数据总线240接到中央处理机210。这种寄存器最好有两个，一个接到电动机驱动电路235以接通和断开电动机各相的信号φA-φD，另一个接到电磁线圈传动装置电路250。寄存器230有四位受中央处理机210控制的平行输出口。
作为说明的实例，推瓶机控制器200采用图10所示那种类型的单极斩波步进电动机电路235，用以驱动图5的步进电动机60(图10为半个驱动电路)。电动机60通电之前，不仅N段相位开关(例如，传动装置晶体管Q1和二极管CR1和CR2)不导通，而且电阻器R4中没有电流流过。因而这时P段场效应晶体管Q3导通。想使电动机60转一步时，可将门电压从直流0伏调节到直流12伏，使电流流过Q1和Q3，从而使(例如)A相离散线圈绕组通电。电流继续流经φA直至R4两端的电压电平等于由U2和R5确定的参考电压值为止。这时，单触发电路U3被触发，使场效应晶体管Q3截断0.5毫秒。单触发电路U3暂停时，Q3会恢复导通，于是只要输出寄存器230(图4)发出A相信号，这个循环就反复进行。这种设计使步进电动机60可以“超速运转”而无需串联大电阻器。
图11是对起动和退动各种电磁阀91、93和95(图3)有利的那种输出传动装置电路250。输出传动装置250把微处理机指令(以5伏直流信号的形式)变换成制瓶机电磁线圈(高达1安的感性负荷)直流24伏的传动信号。U4包括由来自输出寄存器230(图4)的5伏直流信号驱动的光隔离器。U4导通时，电流就流经R7和R8，从而使Q4导通，负荷通电。二极管CR6起保护开关Q4的作用，使其不受电感性负荷的影响。
操作员想调定和开动推瓶机控制系统100时按压成形机终端110(图2)上的维修停止按钮116，并接通供应各控制器的电源。表一按次序列出了与目录单传动软件有关的各种显示，终端110即采用此显示输入和显示推出控制系统的各种数据。目录单选择主要依靠终端110的三个键钮-“执行”键钮用以执行目前显示的项目，“下一个”键钮用以显示目录单中的下一个项目，“以前的”(PREVIOUS)键钮用以显示上一个目录单项目。
在调定阶段中，用户选择包括所希望的凸轮轮廓在内的所要求的各项参数。这些可以后在为细调而操作推出装置50过程中加以修改。表1中，主补偿角表示从各机段推出循环的同步信号加以补偿的机器角度值，这些机器角度值可加以调整以使瓶罐固定板时间达最大。“袋空气接通”给出推出装置起动前的机器角度值，“袋空气切断”给出袋空气切断时的推出角度值(弧度);这可适用于控制夹具83(图5)所夹持的瓶罐的“夹持情况”和稳定性。“凸轮轮廓选择”(B1项)使用户可从轮廓图选择所希望的推出凸轮(步进电动机传动轮廓)的数目。“凸轮转速”(C1)使操作员可以在某极限范围内改变推出速率，且可用以调节瓶罐从推瓶机夹具83往出料传送带的释放情况。“推出装置起动”(D1)用以细调推出装置起动顺序，“而退回角”(D2)用以校正与不合时宜的夹具退回动作有关的各种机械问题。
推瓶机控制器调定完毕之后，就可以放开维修停止按钮116，按“机段状况”目录单项目E1(表一)选择适当的机段，再接通成形机控制器130，以此个别起动推出装置各机段。这时就开始往推出控制器200卸下各数据。
图7是只读存储器215(图4)中推瓶机控制程序的起动程序方框图。微处理机接上电源后，开始进行下列步骤(1)切断所有电磁阀。
(2)检验随机存取存储器。
(3)警报线134升至直流24伏并维持接通状态，历时100毫秒。
(4)作为对(3)项的反应，成形机控制器130传送凸轮及其有关信息。
(5)检查凸轮是否能用，若凸轮不能用，则程序倒回到(3)项。
(6)收到能用的凸轮时，推出控制器200开始动作，等待来自袋空气和推出起动信号线上机段控制器150的信号。
当特定的推出控制器200在推瓶机起动输入线154上检测出一个前沿，它就会起动伸展/退回电磁阀，然后测定DELTAST-推瓶机起动脉冲两前沿之间的时间(步骤368)。袋空气信号和推瓶起动信号的脉冲宽度也在370测定。应用DELTAST的测定值(此系成形机操作循环时间)和测出的脉冲宽度，可用下式分别计算出“袋空气通气时间”和“夹具退回时间”S＝ (△T)/(T) ＊N其中，S＝过程发生之前电动机的步进数△T＝脉冲宽度时间T＝成形机操作循环时间N＝推瓶机转90度时，电动机的步进数袋空气信号的脉冲宽度用以通知推瓶机圆筒在袋空气切断之前应转动的弧度数。同样，推瓶机起动信号的脉冲宽度用以通知推瓶机在其夹具退回之前应转动的弧度数。上述公式系用以计算与袋空气切断(S1)及夹具退回(S2)有关的电动机步进数。因此，参看图6A至图6F的定时图可由机段控制器袋空气信号300(图6A)的脉冲宽度T1确定推瓶机控制器袋空气信号(图6E，6F)的截止时间S1。推出起动信号310(图6B)的脉冲宽度T2确定伸展/退回信号(图6C，6F)的截止时间S2;S1和S2都在弧形运动轮廓的“扫刮”相位410的范围内。应该指出，脉冲宽度只用以通过上述公式进得信息联络，实时过程与推瓶机起动脉冲300和袋空气脉冲的后沿无关。
表一推出装置目录单选择A.成形机数据A1 主补偿A2 袋空气接通A3 袋空气切断A4 推出机段数A5 起动次序B.凸轮轮廓选择B1 轮廓选择表C.凸轮转速C1 凸轮扫刮时间变化D.过程表D1 推出起始角D2 退回角E.机段状况E1 推出机段通/断F.警报F1 警报条件数F2 警报信息
DELTAST系在第一和第二推瓶机起动脉冲之间及第二和第三脉冲之间在368进行测定的。这些测定值在371、373加以检验，以确定循环时间是否超过要求的最小值MINDEL，连续的DELTAST测定值是否大致相等(±2%)。若这些试验合格，则程序根据上述公式计算和存储S1和S2，并按成形机操作循环时间(DELTAST)估算输入的凸轮轮廓。这时微处理机指示电动机60转动螺帽73至其原位，这一点在381经过证实后，就输入操作环路中。
图8表示各推出控制循环中重复的各项操作步骤(见图6A-6F的定时图)。检测出“袋空气”信号前沿时，袋空气电磁线圈在385-6通电。在388-9圆筒旋转阀被激励，期待着下一个“推瓶机起动”信号。检测出此信号时，微处理机测定并存储现行的DELTAST值，即现行起动信号前沿和最后接收和存储的信号前沿之间的时间。
由步骤392至397组成的环路按新近估算的凸轮轮廓转动推瓶机圆筒。当推出装置转动了适当的度数时，袋空气(在电动机处在步进位置S1时)被切断，夹具(在电动机处在步进位置S2时)退回。当推瓶机完全转动时，微处理机切换圆筒转动电磁线圈，使推瓶机圆筒70返回，然后(过了一段时间)指令电动机将螺帽返回到其原位。电动机60开始反转一个固定时间T3之后，伸展/退回电磁线圈95通电，使夹具83伸展。这时再次测定“袋空气”和“推瓶机起动”信号以计算和存储S1和S2，重新给DELTAST的最后测定值估算凸轮。这为系统进行下一个操作循环作好准备。
若在正常运行条件下推出电动机60因内部或外部故障而不能转动，微处理机就会按下列形式反应(1)去激励伸展/退回电磁线圈。
(2)去激励圆筒旋转电磁线圈。
(3)步进电动机试图将螺帽返回到其原位上，直到达到目的为止。
(4)在收到下一个起动信号时恢复正常操作。
上面论述的专用推出控制系统系按特定的系统结构(图3)，专用的控制器设计(图4)和适当的调定和操作步骤举例说明本发明的基本原理。这些都可适当扩大成由图1通用控制器的结构及类似结构与其它类型专用机构控制器组成的系统。例如，推出控制器200曾有这样的应用情况，它有一套输入端和通往机构控制器200的输出端-电磁阀传动装置和电动机传动装置输出端，和原位探测器输入端。这类机构控制器可应用于各色各样的数字、模拟和串行输入端和输出端(包括控制和联络装置)。控制和联络装置一般包括，例如，按钮、指示灯、电磁阀、电动机、控制阀、(温度、压力等)过程控制发送器、键盘、字母数字显示器等。
图12是控制玻璃器皿成形机钳瓶装置专用的机构控制器450。钳瓶控制器450包括联络成形机控制器用的串行联络线451和一系列传送来自机段控制器(图中未示出)信号的定时信号线452-454。452-454线最好分别传送“钳出”、“钳进”和“夹钳闭合”信号，对主要钳瓶动作进行实时控制。钳瓶臂的实际运动轮廓由钳瓶控制器450藉经由串行线451卸下的参数或列表数据进行控制。钳瓶臂轨迹的适当程序可以考虑玻璃器皿制品在某一定工作条件下的预定尺寸和其它物理特性，这些数据由用户输入成形机终端110(图1)中。
钳瓶控制器450还可以监视自身的状况和控制器钳瓶装置的状况，包括诸如电动机电流、空气压力和机构故障形式等信息。这些信息可从一个或多个探测器457获取并用以诊断或预测运行上的问题。例如，电动机电流偏离正常值范围(在458测定)可能表明在故障真正出现之前的机构磨损或装配问题。其它紧报可在机构出故障之后通过警报线455发出。这类信息可以协助操作员确定故障的原因和应采取的补救行动。
图13是另一种翻转装置用的机构控制器460。实时控制信号462、463包括翻转和复原信号。控制器460的工作情况与上述钳瓶控制器450类似。
尽管以上提到的是一些具体的实施例，但不言而喻，在不偏离本发明精神实质的基础上，熟悉本专业的人士都可以对本发明进行各种修改和更改。因此，我们参照下列权利要求
确定本发明的范围。
权利要求
1.一种与玻璃器皿成形机的电子控制系统配用的装置，其特征在于，所说的成形机包括多个机段，各机段具有多个在成形机操作循环中以相控关系工作的操作元件，用以接收玻璃液和模制玻璃器皿制品，所说的控制系统包括至少一个机段控制器、一个成形机控制器和一个所说的成形机一个特定机段特定功能元件的机构控制器，该机段控制器用以产生表示所说的成形机的至少一个机段的功能元件的起动和退动时间的定时信号，该成形机控制器用以用多个调定参数控制所说成形机的调定过程，所说的机构控制器包括一个处理机；存储所说处理机的控制程序用的永久性控制程序存储装置，该存储装置对至少一个所说的定时信号和所说的调定参数起反应，以确定送到所说的诸功能元件的控制输出；接收来自所说的成形机控制器的调定参数用的串行输入口。至少一个输出接口设备，用以响应来自所说的处理机的指令时往所说的功能元件输出控制信号。
2.权利要求
1中所述的装置，其特征在于，其中所说的控制系统包括一个将多个所说的控制器与所说的成形机控制器相互连接用的异步联络线路。
3.权利要求
2中所述的装置，其特征在于，其中所说的异步联络线路是一个多点联络的双向线路，而能将机构处理机状况信号传送到所说的成形机控制器。
4.权利要求
1中所述的装置，其特征在于，其中所说的输出接口设备提供电动机控制器传动信号，以及所说的机构控制器还包括存储电动机数控传动的轮廓的装置。
5.权利要求
1中所述的装置，其特征在于，其中所说的输出接口设备给一个电磁阀提供激励和去激励信号。
6.权利要求
1中所述的装置，其特征在于，其中所说的机构控制器还包括给所说的成形机控制器提供警报输出的警报装置。
7.权利要求
1中所述的装置，其特征在于，其中所说的功能元件有一个与之有关用以检测功能元件的至少一个预定情况和用以产生响应该功能元件的信号的探测器，和所说的控制程序系为从所说的机构控制器往所说的成形机控制器引发警报情况以发出预定警报情况(包括所说功能元件的预定情况)而设计的，且所说的控制程序也是用以说明所说的诸调定参数而设计的。
8.一种控制玻璃器皿成形机操作过程用的电子控制系统，其特征在于，该玻璃器皿成形机包括多个机段，各机段有一套用以接收玻璃液料滴和将玻璃模制成玻璃器皿制品的操作元件，所说的机段在操作循环内以相控关系工作，该电子控制系统包括机段控制器，用以为至少一个机段产生一系列定时信号以在成形机操作循环内确定起动和退动时间;一个成形机控制器，用以为至少其中一个所说的操作元件提供表示定时调定数据的调定参数;至少一个各机段用的机构控制器，用以控制该机段某特定操作元件的工作情况，所说的机构控制器具有该元件的控制程序和一个处理机;其中该处理机在各操作循环的过程中接收来自机段控制器的至少一个定时信号，接收来自所说成形机控制器的设定参数信号，并根据定时和参数信号及控制程序产生至少一种供所说的操作元件用的控制信号。
9.权利要求
8中所述的装置，其特征在于，该装置还包括用以输入、显示和修改所说的起动和退动时间和所说的调定参数的成形机终端。
10.权利要求
8中所述的装置，其特征在于，该装置还包括一个将所说的机构控制器和所说的成形机控制器相互连接起来的异步联络线路，用以将成形机参数信号从所说的成形机控制器传送到所说的机构控制器。
11.权利要求
10中所述的装置，其特征在于，其中所说的异步联络线路是一个多点联络的双向线路，而能将机构处理机的状况信号传送到所说的成形机控制器。
12.权利要求
8中所述的装置，其特征在于，它包括多个所说的机段控制器，各机段控制器属于相应的机段。
13.权利要求
8中所述的装置，其特征在于，它还包括一个电子响应阀门组件，用以在响应来自所说的机段控制器的定时信号时起动和退动各阀门，由此至少操纵一个射流传动的成形机元件。
14.权利要求
8中所述的装置，其特征在于，其中所说的控制信号包括加到电磁阀的激励和去激励信号。
15.权利要求
8中所述的装置，其特征在于，其中所说的控制信号包括一个电动机控制器传动信号，且所说的机构还包括存储电动机数控传动轮廓的装置。
16.一种控制玻璃器皿成形机的方法，其特征在于，所说的成形机包括多个机段，各机段具有多个在成形机操作循环中以相控关系工作的操作元件，用以接收玻璃液和模制玻璃器皿制品，所说的成形机还包括一控制系统，该控制系统包括至少一个机段控制器和一个成形机控制器，该机段控制器用以产生表示至少其中一个所说机段的一个或多个功能元件的起动时间的脉冲定时信号，该成形机控制器用以用多个调定参数控制所说的成形机调定过程，所说的控制方法包括在各成形机操作循环反复进行的下列各项步骤接收至少其中一个来自所说机段控制器的所说脉冲定时信号;在所说脉冲定时信号的前沿产生第一元件起动信号;测定所说的脉冲定时信号的宽度并基于该脉冲宽度产生并存储时间δ值;产生一个比所说的第一元件起动信号滞后一个在上一个成形机操作循环过程中产生的时间δ值的第二元件起动信号;将所说的第一和第二元件起动信号输出到其中一个所说的功能元件。
17.权利要求
16中所述的方法，其特征在于，其时间δ值与其所产生的脉冲宽度成正比。
专利摘要
一种玻璃器皿成型装置经过改进的电子控制系统，具有整机级监视控制器体系(包括一个成型机控制器和一个操作员联络控制器)、若干机段控制器和专用机构控制器。诸机构控制器可以专门用以控制各种可进行自动控制的各种功能，例如，电动机的伺服控制、电磁阀的程序化、产生警报信号等。各机构控制器都有各自的专为与其有关的成型机构而设计的控制程序，而且受机段级诸控制器的实时通断定时控制，和成型机控制器的非实时控制。
文档编号C03B9/00GK86107810SQ86107810
公开日1988年5月18日 申请日期1986年11月8日
发明者蒂莫西·简·利斯卡, 保罗·弗雷德里克·斯科特 申请人:恩哈特工业公司导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan