Bucher Emhart Glass公司將溫度和成型模具沖頭上的工藝過程檢測數據讀數值結合起來進行反饋調節,致力于探索和實現玻璃成型工藝自動閉環控制的方法。
多年以來,玻璃生產制造和成型過程之中所使用的成型模具沖頭工藝控制系統(Plunger ProccssContral'PPC)和溫度控制系統(YemperatureControl System'TCS),給玻璃瓶罐生產制造成型廠家帶來了有關其生產工藝的大量有價值數據和信息。
但是,要系統地對各種成型工藝過程檢測參數進行全面而系統的監控并及時進行手動調節,這對于玻璃成型設備的操作人員來說是一項要求較高的工作。為了實現玻璃成型工藝生產線的穩定運行、達到更高的生產效率,玻璃生產制造成型廠家所需要采取的下一步合理安排就是要將玻璃成型這一工藝過程現自動閉環控制。
一、模腔溫度
如果玻璃生產制造成型廠家已經從Buchcr Emhart Glass公司購置了當前主流一代的AIS或者BIS玻璃成型設備,以12組三料滴的方式進行玻璃的成型生產,那么這些廠家就可以在玻璃成型工藝這個環節,對于不少于72個模具實現模具一半部分的溫度及相關冷卻控制閥門的自動控制和調節。
從玻璃生產制造成型生產線所反饋的數據表明,要使玻璃成型各個控制點的溫度在一天24小時之中保持在±15℃的范圍之內,這對于玻璃成型設備的操作人員來說是一項富有挑戰性的工作。由于玻璃成型模具對于冷卻輸入控制和調節本來就需要很長的反饋時間,因此玻璃成型設備操作人員常常會對玻璃成型模具的溫度控制造成過度調節和補償。所以玻璃成型設備往往需要有經驗、守紀律的人員來進行操作。
這也就是為什么Buche Emhart Glass公司所研制和開發的FlcxIS模腔冷卻控制(Blank Cooling ControI)系統能夠給玻璃生產成型廠商帶來幫助的原因。使用這種技術之后,一天24小時無論是白天還是黑夜,都可以將玻璃成型工藝之中的模腔溫度按照工藝要求控制在很窄的溫度范圍之內(一股可以控制在±8℃之間)。在啟用新的玻璃成型生產工藝之后,也能夠按新工藝要求將模具溫度冷卻控制在新的溫度控制范圍之內。
上述措施所達到的效果就是,由于減少了玻璃成型工藝生產制造之中重要參數的波動和偏差,實現和保證玻璃成型工藝生產線的良好質量將變得較為容易。玻璃成型設備的操作人員也能夠投入更多的時間關注其他他一些工作,采取其他一些措施來改進和提升玻璃成型工藝的質量和效率。
二、模具沖頭控制
在玻璃成型工藝之中另外一項很棘手的工作就是控制好模具沖頭的壓力,特別是在壓一吹法成型和小口徑壓一吹法成型之中,由于要采用多個壓力控制來進行壓制的時候,控制好模具沖頭的壓力就變得更加重要。
通過從模具沖頭工藝控制系統獲取所需的特征計時值,玻璃成型自動閉環控制系統可以為模具沖頭的每次壓制動作設定和調節好初始加壓數值,使模具沖頭在升起和降落的壓制時間之內最終達到成型工藝所需要的壓力。
FIcxIS模其沖頭壓力控制系統使用了包括零壓力在內的四段壓力來進行控制,其中第一段和第二段壓力采用閉環控制系統自動進行控制和調節,第三段壓力則由玻璃成型設備操作人員手工進行設定和控制,主要應用于模具沖頭壓力保持階段。
采用多段壓力進行玻璃模具成型壓制之后,玻璃成型設備的操作人員不僅可以控制模具沖頭的初始升壓動作,而且還可以對模具沖頭的保壓壓力進行單獨控制,從而實現對玻璃熔體在模腔之中的分布情況進行控制。在控制玻璃料泡的特性,防止產生缺陷這方面的能力來說,這是該工藝所具備的一大優點。
對于玻璃成型工藝來說,選擇正確的時間點來切換壓力轉換。非常關鍵,FlexIS模具沖頭壓力控制系統也能夠很好地做到這一點。通過對每一個模具孔腔過去幾次少數的壓力測量曲線;就可以對壓力轉換們的時間點很好地做出判斷和控制。
三、系統全面集成
所有上述提到的這些閉環控制系統都已經全部集成進Bucher Emhart Glass公司的FlexIS控制系統。可以讓玻璃成型沒備的操作人員在FlexIS用戶界面對所有必須的控制參數進行沒置和調節。每一次玻璃成型工況的參數設置都能夠保存下來。以便在下一輪工況變更的時候可以迅速載入重新利用。
在系統操作過程之中,玻璃成型設備的操作人員可以從用戶界面收到各種系統反饋信息,這樣他們就可以知道想要關心的某個模具孔腔是否在控制范圍內正常運行,了解到哪些參數正在由閉環控制系統自動進行調節和設置;這些用戶界面特征有助于操作人員很快就能夠掌握新的技術,并能夠從中獲取最大的收益。
四、用戶信息反饋
FlexIS模具沖頭壓力控制系統和模腔冷卻控制系統現在已經可以供出售使用,并且在歐洲和南非的玻璃生產制造成型工廠都有安裝和使用。該技術和系統也正在步入南美市場。在該系統和工藝的開發過程之中,就已經有一些玻璃生產制造成型工廠參與安裝和使用,這些客戶在早期使用過程之中所反饋的一些信息,也在其正式商用之前進一步被用于對玻璃成型設備進行改善和提高。
總的來說,從市場和用戶所反饋的信息是積極和肯定的。
Vidrala的Carlos Baitanha是這樣評價該系統的:“溫度控制系統可以讓我們對模腔側壁的熱交換過程更好地進行控制。”“該系統安裝在當前的主流的AIS玻璃成型設備上,模腔冷卻控制系統能夠充分利用具有多個不同的閥門的優點,來對玻璃成型機組的每一個模具進行自動閉環控制,調節和補償其在冷卻過程之中的任何偏差和不平衡狀態。這種結果有利于玻璃的成型工藝。例如,使玻璃在成型模具之中的垂直分布達到更加穩定的狀態,緩解撲氣所造成的波動狀態。”“另外,由于可以系統地對口模和模具沖頭溫度進行自動測量,也讓我們在檢測問題和故障的時候更加快速,例如,能夠避免和減少模具沖頭冷卻管破損而產生的缺陷。”我們現在已經使用模具沖頭壓力控制系統達一年之久的時間了”,Wiegand GLass公司Karl-Heinz Mann 補充說:“通過使用該系統不斷調整的多段壓力控制來進行玻璃成型和壓制,可以更有效地避免模腔產生裂縫等缺陷,使其達到合理的保壓次數。即使使用磨損更加厲害的模具沖頭,也能夠達到同樣效果。由于使用該系統之后,保壓時間被控制得非常穩定,也減少瓶口粗糙等缺陷的產生。另外,使用該系統之后,我們也可以縮短更換模具的時間間隔,使得工況變更后重新開始成型工藝的過程變得更加平滑和快速。”
五、未來展望
工藝控制是Buchcr Emhart GIass公司優先重點發展的領域。與此同時,該公司用于控制模具沖頭溫度的閉環控制系統也正在測試之中。另外,該公司用于控制玻璃瓶在傳輸帶上均勻分布排放的控制系統,也將在一家玻璃生產制造成型廠家首次安裝和使用。
最后一個消息是,該公司的即將重新發布的溫度控制系統軟件將為用戶帶來更大的靈活性,可以讓用戶選擇決定溫度的測量顯示順序。FlcxIS系統也會利用新的溫度控制系統軟件所帶來的這個靈活性,支持對玻璃成型設備機組啟動程序的調節和控制。






