(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ブローエアーによって連続的に管引き成形されるガラス管の外径制御装置において、ブローエアーを供給する送風手段と、この送風手段から供給されるブローエアーのブロー圧を調節するブロー元圧調節手段と、このブロー元圧調節手段によって調節されたブローエアーのブロー圧を微調節するブロー圧調節手段と、このブロー圧調節手段によって微調節されたブローエアーのブロー圧を測定するブロー圧測定手段と、上記ブロー元圧調節手段によって調節されかつ上記ブロー圧調節手段によって微調節されたブロー圧のエアーブローによって管引き成形されるガラス管の外径を測定する外径測定手段と、上記ブロー圧測定手段と上記外径測定手段の測定信号に基づいてブローエアーのブロー圧を上記ガラス管の外径に対応したブロー圧に微調節するように上記ブロー圧調節手段を制御するブロー圧制御手段と、このブロー圧制御手段の制御信号が上記ブロー圧調節手段のリニア特性を示す開度範囲内にあるか否かをチェックし、上記開度範囲外の開度である場合には、上記ブロー元圧調節手段の開度を制御する元圧開度制御信号を該ブロー元圧調節手段に出力し、上記ブロー圧調節手段の開度が上記開度範囲内になるように制御するブロー元圧制御手段とを具備したことを特徴とするガラス管の外径制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、ガラス管の外径制御装置に係り、特に、連続的に管引き成形されるガラス管に安定したブローエアーの供給を可能にとしたガラス管の外径制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ダンナー法などによって、連続的に管引き成形されるガラス管の外径を制御するために、ガラス管の外径を測定する外径測定器による計測信号と外径設定値との偏差信号を、ＰＩＤ（比例、積分、微分）演算して管引き成形装置のブロー圧制御の設定値変更信号とする、いわゆる、外径−ブロー圧のカスケード制御が行なわれている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記したカスケード制御においては、ブロー圧調節弁は必ずしもリニア特性の範囲で使用されておらず、以下のような問題点を有している。
【０００４】
すなわち、
▲１▼リニア特性の範囲を越えた状態でブロー圧調節弁を使用すると、ブロー圧調節弁の開度が少しの弁開度でブロー圧が大きく変化してしまい、外径の大きさが乱れてしまう。
▲２▼ブロー圧調節弁の開度がリニア特性の範囲内外では、制御ゲインＰＩＤを変更する必要があった。
▲３▼ブロー圧調節弁の開度がリニア特性の範囲から外れた場合には、オペレータが手動でブロー元圧調節弁の開度を調整し、ブロー圧調節弁の開度がリニア特性の範囲内で使用できるようにしており、そのブロー元圧調節弁の開度を調整する操作が面倒であった。
などである。
【０００５】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、オペレータがブロー元圧調節弁の開度を操作することなく、ブロー圧調節弁の開度が常にリニア特性の範囲内で使用可能とするガラス管の外径制御装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するために、ブローエアーによって連続的に管引き成形されるガラス管の外径制御装置において、ブローエアーを供給する送風手段と、この送風手段から供給されるブローエアーのブロー圧を調節するブロー元圧調節手段と、このブロー元圧調節手段によって調節されたブローエアーのブロー圧を微調節するブロー圧調節手段と、このブロー圧調節手段によって微調節されたブローエアーのブロー圧を測定するブロー圧測定手段と、上記ブロー元圧調節手段によって調節されかつ上記ブロー圧調節手段によって微調節されたブロー圧のエアーブローによって管引き成形されるガラス管の外径を測定する外径測定手段と、上記ブロー圧測定手段と上記外径測定手段の測定信号に基づいてブローエアーのブロー圧を上記ガラス管の外径に対応したブロー圧に微調節するように上記ブロー圧調節手段を制御するブロー圧制御手段と、このブロー圧制御手段の制御信号が上記ブロー圧調節手段のリニア特性を示す開度範囲内にあるか否かをチェックし、上記開度範囲外の開度である場合には、上記ブロー元圧調節手段の開度を制御する元圧開度制御信号を該ブロー元圧調節手段に出力し、上記ブロー圧調節手段の開度が上記開度範囲内になるように制御するブロー元圧制御手段とを具備したことを特徴とする。
【０００７】
【作用】
本発明のガラス管の外径制御装置は上記のように構成したので、ブロー元圧制御手段がブロー圧調節手段によって微調節されたブロー圧が設定されたブロー圧の範囲内となるようにブロー元圧調節手段を制御することにより、ブロー圧調節手段を常にリニア特性の範囲で自動的に使用することが可能となって、オペレータが手動でブロー圧を調節する必要がなくなり、操作性時間の短縮を図れるとともに、急激なブロー圧の変動がなくなることにより、安定したブロー圧のエアーブローが供給され、成形されるガラス管の外径の大きさが乱れることもなくなって、外径の変動が減少し、外径品質の良いガラス管が生産される。
【０００８】
【実施例】
以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。
【０００９】
図１は本発明の一実施例のガラス管の外径制御装置のシステム構成を示す図、図２はブロー圧とブロー圧調節弁の開度との関係を示す図、および図３はシステム構成図の動作を示すフローチャートである。
【００１０】
図１において、1 はガラス溶融容器（不図示）などから溶融ガラス2 が供給されるスリーブで、このスリーブ1 はモータ（不図示）に駆動され回転している。この回転しているスリーブ1 に供給された溶融ガラス2 はスリーブ1 に巻き付いて、その重力によりスリーブ1 の上面から下面に移動する。スリーブ1 の先端に達した溶融ガラス2 は管引き機3 に矢印Ｘ方向に引張られて、管状のガラス管4 に管引き成形される。このように管引き成形されるガラス管4 の外径と肉厚は、スリーブ1 の傾斜角度と回転速度、スリーブ1 の後端からブロー供給管5 を介して供給されるブローエアーのブロー圧、管引き機3 による管引き速度などの条件に従って決定されるが、管引き成形中のガラス管4 の外径の調整はブローエアーのブロー圧を調節することにより行なわれる。
【００１１】
6 はスリーブ1 に供給されるブローエアーを発生するブロワーで、このブロワー6 で発生されたブローエアーはブロー元圧調節弁7 とブロー圧調節弁8 により適正なブロー圧に調節された後にスリーブ1 に供給される。すなわち、ブロー元圧調節弁11はブロー供給管5 に配設されて、ブロワー6 から導入されたブローエアーをガラス管4 の外径寸法に対応したブロー圧に調節し、また、ブロー圧調節弁8 はブローエアーの大気中への放出量を制御することにより、ブロー圧を微調整する。例えば、ブロー圧調節弁8 の開度を大きくすると、ブローエアーのブロー圧が下降し、逆に、開度を小さくすると、ブロー圧が上昇するように微調整する。ブロー元圧調節弁7 とブロー圧調節弁8 によって調節されたブローエアーのブロー圧はブロー供給管5 に設けられた圧力検出器9 によって検出される。
【００１２】
10は管引き成形されるガラス管4 の外径を測定する、例えば光学式の外径測定器で、この外径測定器10で測定されたガラス管4 の外径の測定信号は外径コントローラ11に出力される。外径コントローラ11はＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどで構成され、外径測定器10から入力されたガラス管4 の外径測定信号と予め設定されているガラス管4 の外径設定値とを比較して外径測定信号の外径設定値に対する偏差値を演算する。この演算された偏差値は偏差信号としてブロー圧コントローラ12に出力される。
【００１３】
ブロー圧コントローラ12は、外径コントローラ11と同様に、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどで構成され、このブロー圧コントローラ12には外径コントローラ7 から偏差信号が入力されるとともに、ブロー供給管5 に設けられた圧力検出器9 によって検出されたスリーブ1 に供給されるブローエアーのブロー圧の圧力検出信号が入力される。ブロー圧コントローラ12は入力された外径測定信号の偏差信号と圧力検出信号、さらには、ブロー元圧調節弁7 の元圧弁開度に基づいて、ブロー圧調節弁8 を何％開くかというブロー圧弁開度制御信号をブロー圧調節弁8 に出力し、外径測定信号の偏差信号によりブロー圧調節弁8 の開度を制御してブロー圧を調整する、いわゆる外径−ブロー圧カスケード制御を行なう。
【００１４】
また、ブロー圧コントローラ12から出力されるブロー圧弁開度制御信号はブロー元圧調節弁7 の開度を制御するブロー元圧コントローラ13にも出力される。すなわち、ブロー元圧コントローラ13は、外径コントローラ11やブロー圧コントローラ12と同様に、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどで構成され、ブロー圧コントローラ12からブロー圧調節弁8 に出力されるブロー圧弁開度制御信号が図２に示すようなリニア特性を示す開度２０〜８０％の最適弁開度範囲内にあるか否かをチェックし、最適開度範囲外の開度である場合には、ブロー元圧調節弁7 の開度を制御する元圧弁開度制御信号をブロー元圧調節弁7 に出力し、ブロー圧調節弁8 の弁開度が最適弁開度範囲内になるように制御する。
【００１５】
次に、上記構成のガラス管の外径制御装置の作用について、図３に示すフローチャートに基づいて説明する。
【００１６】
ガラス管4 の管引成形が開始されると、外径測定器10からガラス管4 の外径測定信号が外径コントローラ11に出力され、外径コントローラ11は入力されたガラス管4 の外径測定信号と予め設定されているガラス管4 の外径設定値とを比較して外径測定信号の外径設定値に対する偏差値を演算する。この演算された偏差値は偏差信号としてブロー圧コントローラ12に出力される。このブロー圧コントローラ12には圧力検出器9 によって検出されたスリーブ1 に供給されるブローエアーのブロー圧の圧力検出信号も入力される。
【００１７】
ブロー圧コントローラ12は入力された外径測定信号の偏差信号と圧力検出信号、さらには、ブロー元圧調節弁7 の元圧弁開度に基づいて、ブロー圧調節弁8 のブロー圧弁開度の設定値であるブロー圧弁開度制御信号をブロー圧調節弁8 に出力するとともにブロー元圧コントローラ13に出力する。
【００１８】
ここで、例えば、圧力検出器9 によって検出されたスリーブ1 に供給されるブローエアーのブロー圧が５０ｍｍＨ2 Ｏで、ブロー元圧調節弁7 の元圧弁開度が６０％に設定されているならば、図２から明らかなように、ブロー圧弁開度制御信号はブロー圧調節弁8 のブロー圧弁開度を最適弁開度範囲内の約５０％に設定する信号となる。ところが、元圧弁開度が８０％あるいは４０％に設定されているならば、図２から明らかなように、ブロー圧弁開度制御信号はブロー圧弁開度をそれぞれ最適弁開度範囲の下限の２０％以下あるいは最適弁開度範囲の上限の８０％以上に設定する信号となる。
【００１９】
ブロー元圧コントローラ13はブロー圧コントローラ12から入力されたブロー圧弁開度制御信号が図２に示すようなリニア特性を示す開度２０〜８０％の最適弁開度範囲内にあるか否かをチェックする。
【００２０】
まず、ステップS1において、ブロー圧弁開度制御信号がブロー圧調節弁8 に設定されている最適弁開度範囲の上限より大きいか否かがチェックされ、例えば、ブローエアーのブロー圧が５０ｍｍＨ2 Ｏで、元圧弁開度が４０％に設定されているならば、ブロー圧弁開度制御信号は最適弁開度範囲の上限の８０％以上に設定する信号であると判定され、処理はステップS2に移行する。
【００２１】
ステップS2においては、ブロー元圧コントローラ13は、ブロー圧弁開度制御信号が最適弁開度範囲内に設定されるように、ブロー元圧調節弁7 の元圧弁開度を開放する元圧弁開度制御信号、例えば、元圧弁開度を６０％に設定する元圧弁開度制御信号をブロー元圧調節弁7 に出力し、ブロー圧弁開度を最適弁開度範囲内に設定する。
【００２２】
ステップS1でブロー圧弁開度制御信号が最適弁開度範囲の上限以下であると判定されると、処理はステップS3に移行し、ステップS3において、ブロー圧弁開度制御信号が最適弁開度範囲の下限より小さいか否かがチェックされる。例えば、ブローエアーのブロー圧が５０ｍｍＨ2 Ｏで、元圧弁開度が８０％に設定されているならば、ブロー圧弁開度制御信号は最適弁開度範囲の下限の２０％以下に設定する信号であると判定され、処理はステップS4に移行する。
【００２３】
ステップS2においては、ブロー元圧コントローラ13は、ブロー圧弁開度制御信号が最適弁開度範囲内に設定されるように、ブロー元圧調節弁7 の元圧弁開度を閉塞する元圧弁開度制御信号、例えば、元圧弁開度を６０％に設定する元圧弁開度制御信号をブロー元圧調節弁7 に出力し、ブロー圧弁開度を最適弁開度範囲内に設定する。
【００２４】
ステップS3でブロー圧弁開度制御信号が最適弁開度範囲の下限以上であると判定されると、処理はステップS5に移行し、ステップS5において、図示しないプロセスコントローラからの制御信号に基づいて、ガラス管4 の管引き成形作業が終了か否かがチェックされる。ガラス管1 の管引き成形作業が終了していない場合には、上記ステップS1〜S4の処理を繰り返し、ガラス管1 の管引き成形作業中、ブロー圧弁開度が最適弁開度範囲内に設定されるように、ブロー元圧コントローラ13はブロー元圧調節弁7 の元圧弁開度を制御する。
【００２５】
一方、ガラス管1 の管引き成形作業が終了している場合には、ガラス管の外径制御装置の動作が完了する。
【００２６】
上記実施例によれば、ブロー元圧コントローラ13がブロー圧調節弁8 によって微調節されたブロー圧が最適弁開度範囲内となるようにブロー元圧調節弁7 を制御することにより、ブロー圧調節弁7 を常にリニア特性の範囲で自動的に使用することが可能となるので、オペレータが手動でブロー圧を調節する必要がなくなり、操作性時間の短縮を図れるとともに、急激なブロー圧の変動がなくなることにより、安定したブロー圧のエアーブローが供給されるので、成形されるガラス管4 の外径の大きさが乱れることもなくなって、外径の変動が減少し、外径品質の良いガラス管4 を生産することができる。
【００２７】
なお、上記実施例では、外径コントローラ11、ブロー圧コントローラ12、およびブロー元圧コントローラ13をそれぞれ独立したＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどで構成するようにしたが、これに限ることはなく、単一のＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどで構成し、それぞれのコントローラ11,12,13が有している機能をＲＯＭに格納されるプログラムによって実行させるようにしてもよく、同様の作用効果を得ることができる。
【００２８】
また、本発明は上記実施例に限定されることなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々変形可能なことは勿論である。
【００２９】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明のガラス管の外径制御装置によれば、ブロー元圧制御手段がブロー圧調節手段によって微調節されたブロー圧が設定されたブロー圧の範囲内となるようにブロー元圧調節手段を制御することにより、ブロー圧調節手段を常にリニア特性の範囲で自動的に使用することが可能となって、オペレータが手動でブロー圧を調節する必要がなくなり、操作性時間の短縮を図ることができるともに、急激なブロー圧の変動がなくなることにより、安定したブロー圧のエアーブローが供給され、成形されるガラス管の外径の大きさが乱れることもなくなって、外径の変動が減少し、外径品質の良いガラス管を生産することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例のガラス管の外径制御装置のシステム構成図である。
【図２】ブロー圧とブロー圧調節弁の開度との関係を示す図である。
【図３】システム構成図の動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
4 …ガラス管
6 …ブロワー（送風手段）
7 …ブロー元圧調節弁（ブロー元圧調節手段）
8 …ブロー圧調節弁（ブロー圧調節手段）
9 …圧力検出器（ブロー圧測定手段）
10…外径測定器（外径測定手段）
12…ブロー圧コントローラ（ブロー圧制御手段）
13…ブロー元圧コントローラ（ブロー元圧制御手段）
【図１】
0003667363.tif 000002
【図２】
0003667363.tif 000003
【図３】
0003667363.tif 000004