一种平板玻璃翘曲缺陷的控制装置及控制方法与流程

1.本发明属于玻璃板生产技术领域，具体涉及一种平板玻璃翘曲缺陷的控制装置及控制方法。


背景技术：

2.在玻璃生产工艺中，浮法玻璃从熔融的玻璃液在锡槽中成型后，便进入退火窑进行退火处理。玻璃在退火窑中经过足够长的时间，通过退火温度范围或以缓慢的速度冷却下来，以便尽可能使玻璃中产生的热应力减少或消除。在退火过程中，往往由于玻璃板上、下表面温差较大，或者在玻璃板横向温差较大，产生了玻璃的翘曲缺陷。玻璃翘曲缺陷的产生，不仅影响玻璃的成品率，在翘曲严重的情况下还可能会发生生产安全事故。
3.翘曲分为永久翘曲和暂时翘曲，无论是永久翘曲还是暂时翘曲，产生的原因都是玻璃板在退火和冷却过程中，玻璃板上下存在温差或玻璃板宽度方向上存在温差，使玻璃板两边的冷却强度和中心不一致，或者玻璃板上下表面冷却强度不一致，造成永久应力或暂时应力分布不均造成。在目前的现有技术中，当玻璃板发生翘曲缺陷时，只能等到玻璃板退火完成后进行切裁取样，然后再利用离线的专用翘曲检测设备进行检测判断。如玻璃板翘曲，工艺技术人员根据翘曲在玻璃板的位置，凭经验判断玻璃板在退火窑退火过程中可能存在温度不一致的位置，随后进行相关区域退火温度调整，然后再进行取样检测，反复此过程直至翘曲缺陷的解决。此种解决玻璃板翘曲缺陷的方法存在以下问题：1、翘曲缺陷的持续时间长，只能等到玻璃板下线后再进行取样检测；2、判断玻璃板3翘曲在退火窑内部存在温度不一致部位，需要凭借技术人员的经验，不同工艺技术人员可能会有不同的判断结果。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于针对现有技术中存在的问题提供一种平板玻璃翘曲缺陷的控制装置及控制方法，该控制装置及控制方法可快速准确的判断和处理玻璃板面温度异常点，具有自动化程度高，减少工人劳动强度等特点，本发明能够从源头上解决平板玻璃翘曲缺陷的产生，提高了生产玻璃的成品率。
5.本发明的技术方案是：
6.一种平板玻璃翘曲缺陷的控制装置，安装在退火窑内部的退火窑地面上，退火窑包括退火窑壳体，退火窑壳体外并列设置两排对称设置的退火窑立柱，每排所述的退火窑立柱通过支撑杆依次连接，两排相对应的两退火窑立柱顶部分别连接一退火窑辊子轴，退火窑辊子轴上设置退火窑辊子，退火窑辊子上方放置待检测玻璃板。
7.所述的控制装置包括固定设置在所述的退火窑辊子上方用于测量玻璃板上表面温度的第一红外热像测温仪、滑动设置在所述的退火窑辊子上方用于调整玻璃板上表面温度的上温度调节器；滑动设置在退火窑辊子下方用于测量玻璃板下表面温度的第二红外热像测温仪、滑动设置在退火窑辊子下方用于调整玻璃板下表面温度的下温度调节器，所述
的第一红外热像测温仪、上温度调节器、第二红外热像测温仪、下温度调节器均与智能控制系统电连接。
8.具体的，所述第一红外热像测温仪安装于退火窑a区末端的退火窑壳体内壁顶部中心；所述的退火窑a区底部安装有与玻璃板运动方向平行的第二红外热像测温仪滑轨，所述的第二红外热像测温仪滑轨上滑动设置有第二红外热像测温仪，所述的第二红外热像测温仪与第二驱动组件连接且在第二驱动组件的驱动下沿滑轨往复移动，所述的第二驱动组件与智能控制系统连接，所述的第二驱动组件设置在滑轨上。
9.具体的，所述的第二红外热像测温仪滑轨为工字型，所述的第二红外热像测温仪滑轨固定在退火窑壳体底部，所述的第二红外热像测温和第二驱动组件固定设置在一滑板上，该滑板通过卡槽滑动安装在第二红外热像测温仪滑轨上部，第二驱动组件通过齿轮组与滑轮连接，所述的滑轮滚动安装在第二红外热像测温仪滑轨一侧内部，所述的第二驱动组件驱动滑轮在第二红外热像测温仪滑轨运动，同时滑轮带动第二红外热像测温在第二红外热像测温仪滑轨上运动。
10.具体的，所述的退火窑壳体侧壁上部固定设置有安装方向与玻璃板运动方向平行的上温度调节器连接件，所述的上温度调节器连接件包括固定在退火窑壳体两侧内壁的上连接固定件，上温度调节器的两端部分别通过t型挂件与上连接固定件连接，每个所述的上连接固定件均通过齿轮齿条组的齿条侧连接锥齿轮组，所述的上温度调节器的两端部分别与齿轮齿条组的齿轮侧连接，两个锥齿轮组分别与第一驱动组件连接进行动力的传输，所述的上温度调节器在第一驱动组件的驱动下沿上温度调节器连接件往复移动，所述的第一驱动组件与智能控制系统连接。
11.具体的，所述的退火窑壳体下部两侧壁上分别固定设置有安装方向与玻璃板运动方向平行的下温度调节器连接件，下温度调节器连接件包括固定设置在退火窑壳体下部两侧壁上且安装方向与玻璃板运动方向平行的两下温度调节器连接固定体、与第三驱动组件连接的传动轴，所述的传动轴通过轴承同时贯穿两下温度调节器连接固定体，所述的轴承顺着玻璃板运动方向设置在下温度调节器连接固定体内，所述的传动轴上还设置位于下温度调节器连接固定体内侧的主动链轮，对应的主动链轮另一端设置有从动链轮，每一组主动链轮和从动链轮上设置加宽链条，所述的温度调节器的两端分别固定在两组加宽链条上，下温度调节器在第三驱动组件的驱动下沿下温度调节器连接件做往复移动，所述的第三驱动组件与智能控制系统连接。
12.具体的，所述的上温度调节器与下温度调节器结构相同，均包括长方体形状的耐热不锈钢方管壳体，所述上温度调节器的壳体下方设置有五路均匀分布的五个圆柱状喷头器，所述的下温度调节器的壳体上方设置有五路均匀分布的五个喷头器，所述的壳体内部设置五路圆柱状的进气管，五路所述的进气管与五个喷头器分别对应连接，所述的上温度调节器和下温度调节器的每个喷头器同时通过连接管与一个四位四通换向阀接通，五个所述的四位四通换向阀与两路不同的高温高压氮气储罐分别连接。
13.具体的，每个所述的喷头器的喷嘴口处均安装有用于测量喷头器喷出气体的压力和温度的温压传感器，所述的温压传感器与智能控制系统电连接，所述的上温度调节器和下温度调节器的喷头器均距离玻璃板的高度为50mm—600mm。
14.具体的，所述的喷头器内部安装万向喷嘴，所述的万向喷嘴为圆球状，所述的喷头
器内壁与万向喷嘴连接部位是圆球状，所述的万向喷嘴的喷嘴口处为长方形喷嘴或圆形喷嘴，万向喷嘴在喷头器内能够实现沿喷头器圆心线0—180度自转和0—45度旋转。
15.一种使用如上所述平板玻璃翘曲缺陷的控制装置进行玻璃板翘曲缺陷的控制方法，包括如下步骤：
16.s1.建立玻璃板表面的网络化分区；
17.s2.第一红外热像测温仪对待测玻璃板上表面进行扫描全板面测温，把测量的数据传输给智能控制系统，当玻璃板板面某部位温度与该处的退火温度不一致或与周边玻璃板温度不一致时，智能控制系统给第二驱动组件发出命令，第二驱动组件启动并带动第二红外热像测温仪移动至玻璃板温度异常点，对玻璃板下表面进行测温，并把测得的玻璃板下表面的温度值传输给智能控制系统，智能控制系统对玻璃板面上表面、下表面温度以及玻璃板宽方向各处板面温度进行对比分析，判断是否存在异常；
18.s3.智能控制系统判断玻璃板温度若存在异常，确定异常部位的温差大小以及面积大小，选配喷头器的喷嘴口形状、尺寸和喷出氮气的压力和流量、以及喷头器距离玻璃板面的高度参数，然后智能控制器通过第一驱动组件控制上温度调节器，第三驱动组件控制下温度调节器移动到玻璃板温度异常点处；
19.s4.智能控制系统通过分析玻璃板表面的温差大小，打开相应个数四位四通换向阀，通过喷头器向玻璃板面温度低的部位喷高温氮气，向玻璃板表面温度高的部位喷低温氮气；
20.s5.最终实现玻璃板表面的温度均匀一致，按玻璃板退火温度曲线完成退火。
21.具体的，建立玻璃板面的网络化分区的方法如下：把玻璃板运动方向定义为y轴，玻璃板运动方向的入口处的第一根退火窑辊子外圆周处设为y轴的起点，第一根退火窑辊子处为y1，第二根退火窑辊子处为y2，第三根退火窑辊子处为y3，
……
，沿玻璃板宽方向定义为x轴，x轴的起点设置在玻璃板的左边部，沿玻璃板宽方向平均分成六段五个点，即玻璃板的左边部为x1，玻璃板的左中部为x2，玻璃板的中线部为x3，玻璃板的右中部为x4，玻璃板的右边部为x5。在x轴设置的五个点分别与上下温度调节器的五个喷头器位置一致。
22.本发明的有益效果是：本发明提供的控制装置包括安装在退火窑内部的第一红外热像测温仪和第二红外热像测温仪，通过两个红外热像测温仪对玻璃板上下表面进行温度检测，并把检测后的数据传输给智能控制系统进行比较分析处理，被确定异常点后，智能控制系统发出指令，上下温度调节器分别在第一驱动组件和第三驱动组件的驱动下快速移动至玻璃板异常温度点处，用适宜温度和压力的氮气对玻璃上下板面进行温度补偿，从而使玻璃板面温度一致，满足玻璃板退火工艺温度要求。本发明可快速准确的判断和处理玻璃板面温度异常点，具有自动化程度高，减少工人劳动强度等特点，本发明能够从源头上解决平板玻璃翘曲缺陷的产生，提高了生产玻璃的成品率。
附图说明
23.图1是本发明玻璃翘曲缺陷控制装置的结构示意图；
24.图2是本发明建立的玻璃板3坐标系定位示意图，箭头指示方向指的是玻璃板3运动方向；
25.图3是本发明所用氮气的控制原理示意图；
26.图4是本发明喷头器的结构示意图；
27.图5是上温度调节器连接件与上温度调节器连接结构示意图；
28.图6是下温度调节器连接件与下温度调节器连接结构示意图；
29.图7是第二红外热像测温仪传动结构图。
30.1第一驱动组件，2上温度调节器，3玻璃板，4下温度调节器，5退火窑立柱，6第二红外热像测温仪，7第二驱动组件，8智能控制系统，9第二红外热像测温仪滑轨，10上温度调节器连接件，11退火窑壳体，12第一红外热像测温仪，13退火窑辊子，14下温度调节器连接件，15退火窑地面，16第三驱动组件，17高温气源，18四位四通换向阀组，19温压传感器，20喷头器，21万向喷嘴，22喷嘴口、23锥齿轮组、24齿轮齿条组、25t型挂件、26上连接固定体、27传动轴、28链轮组、29下连接固定体、30齿轮组、31滑轮。
具体实施方式
31.下面结合附图及具体实施方式对本发明的技术方案进行详细的描述。
32.如图1所示为一种平板玻璃翘曲缺陷的控制装置的结构式示意图，安装在退火窑内部的退火窑地面15上，可在线安装在退火窑a区、b区或者c区内部，退火窑的分区是退火窑的固有特性，玻璃退火窑共分为a区、b区、c区、d区、ret区、e区和f区。玻璃液成型为玻璃板3后，玻璃板3在退火窑辊子的带动下运动，首先进入退火窑a区(545℃——600℃)，然后依次经过退火窑b(480℃——545℃)、c区(380℃——480℃)、d区(220℃——380℃)、ret区(140℃—220℃)、ef区(60℃——140℃)，其中abc三区是退火窑保温区，三区之间设有挡板隔开，可以进行温度调控。退火窑后几个区基本都是敞开的，多进行吹冷却风强制降温退火。退火窑包括退火窑壳体11，退火窑壳体11外并列设置两排对称设置的退火窑立柱5，每排所述的退火窑立柱5通过支撑杆依次连接，两排相对应的两退火窑立柱5顶部分别连接一退火窑辊子轴，退火窑辊子轴上设置退火窑辊子13，退火窑辊子13上方放置待检测玻璃板3。
33.所述的控制装置包括固定设置在所述的退火窑辊子13上方用于测量玻璃板3上表面温度的第一红外热像测温仪12、滑动设置在所述的退火窑辊子13上方用于调整玻璃板3上表面温度的上温度调节器2；滑动设置在退火窑辊子13下方用于测量玻璃板3下表面温度的第二红外热像测温仪6、滑动设置在退火窑辊子13下方用于调整玻璃板3下表面温度的下温度调节器4，所述的第一红外热像测温仪12、上温度调节器2、第二红外热像测温仪6、下温度调节器4均与智能控制系统8电连接。
34.实施例1
35.本实施例中具体给出了更详细的结构，所述第一红外热像测温仪12安装于退火窑a区末端的退火窑壳体11内壁顶中部中心。所述的退火窑a区底部安装有与玻璃板3运动方向平行的第二红外热像测温仪滑轨9，所述的第二红外热像测温仪滑轨9上滑动设置有第二红外热像测温仪6，所述的第二红外热像测温仪6与第二驱动组件7连接且在第二驱动组件7的驱动下沿滑轨9往复移动，所述的第二驱动组件7与智能控制系统8连接，所述的第二驱动组件7设置在滑轨9上。
36.所述的第二红外热像测温仪滑轨9为工字型，所述的第二红外热像测温仪滑轨9固定在退火窑壳体底部，所述的第二红外热像测温6和第二驱动组件7固定设置在一滑板上，
该滑板通过卡槽滑动安装在第二红外热像测温仪滑轨9上部，第二驱动组件7通过齿轮组30与滑轮31连接，所述的滑轮31滚动安装在第二红外热像测温仪滑轨9一侧内部，所述的第二驱动组件7为电机、减速机的组合，减速机的输出轴连接有齿轮组30进行动力传输，所述的齿轮组30包括主传动齿轮和从传动齿轮，从传动齿轮与滑轮31的轮轴连接，主传动齿轮将电机的动力传输给从传动齿轮，从传动齿轮将动力传输给滑轮31进而带动滑轮31运动。所述的第二驱动组件7驱动滑轮31在第二红外热像测温仪滑轨9运动，而后滑轮31的运动带动放置有第二红外热像测温6和第二驱动组件7的滑板在第二红外热像测温仪滑轨9上运动，第二红外热像测温6具体传动方式结构如图7所示。
37.实施例2
38.本实施在实施例1的基础上，进一步给出了上温度调节器连接件10与上温度调节器连接结构如图5所示，所述的退火窑壳体11侧壁上部固定设置有安装方向与玻璃板3运动方向平行的上温度调节器连接件10，所述的上温度调节器连接件10包括固定在退火窑壳体11两侧内壁的上连接固定件26，上温度调节器2的两端部分别通过t型挂件25与上连接固定件26连接，每个所述的上连接固定件26均通过齿轮齿条组24的齿条侧连接锥齿轮组23，所述的上温度调节器2的两端部分别与齿轮齿条组24的齿轮侧连接，两个锥齿轮组23分别与第一驱动组件1连接进行动力的传输，第一驱动组件1为双输出轴减速电机，两个输出轴分别通过一个锥齿轮组23连接齿轮齿条组24，这样所述的上温度调节器2在第一驱动组件1的驱动下沿玻璃板3运动方向在上温度调节器连接件10上往复移动，所述的第一驱动组件1与智能控制系统8连接受其控制。
39.实施例3
40.本实施例提供了下温度调节器连接件与下温度调节器连接结构，如图6所示，所述的退火窑壳体11下部两侧壁上分别固定设置有安装方向与玻璃板3运动方向平行的下温度调节器连接件14，下温度调节器连接件14包括固定设置在退火窑壳体11下部两侧壁上且安装方向与玻璃板3运动方向平行的两下温度调节器连接固定体29、与第三驱动组件16连接的传动轴27，所述的传动轴27通过轴承同时贯穿两下温度调节器连接固定体29，所述的轴承顺着玻璃板3运动方向设置在下温度调节器连接固定体29内，所述的传动轴27上还设置位于下温度调节器连接固定体29内侧的主动链轮，对应的主动链轮另一端设置有从动链轮，每一组主动链轮和从动链轮上设置加宽链条28，所述的温度调节器4的两端分别固定在两组加宽链条28上，第三驱动组件16为电机与减速机的组合即可，减速机的输出轴带动主动链轮运动，从而带动加宽链条28运动，控制电机的正反转方向即可，下温度调节器4在第三驱动组件16的驱动下、加宽链条28的传动中沿下温度调节器连接件14做往复移动，所述的第三驱动组件16与智能控制系统8连接受其控制。
41.实施例4
42.本实施例中提供了所述的上温度调节器2与下温度调节器4的结构特点，上温度调节器2与下温度调节器4结构相同，均包括长方体形状的耐热不锈钢方管壳体，因为上温度调节器2是给玻璃板3的上表面进行温度调节，所以所述上温度调节器2的壳体下方设置有五路均匀分布的五个圆柱状喷头器20，而下温度调节器2是给玻璃板3下表面进行温度调节，所述的下温度调节器4的壳体上方设置有五路均匀分布的五个喷头器20，所述的五个喷头器20均匀焊接在上温度调节器2和下温度调节器4外部，上温度调节器2与下温度调节器4
的所述的壳体内部均设置五路圆柱状的进气管，五路所述的进气管与五个喷头器20分别对应连接，所述的上温度调节器2和下温度调节器4的每个喷头器20同时通过连接管与一个四位四通换向阀18接通，所述喷头器20喷出的氮气通过连接管与四位四通换向阀18接通，五个所述的四位四通换向阀18与两路不同的高温高压氮气储罐分别连接，由两路不同的高温高压气体供气。
43.所述的四位四通换向阀18共安装五个，每个四位四通换向阀分别控制上温度调节器2和下温度调节器4对应的喷头器20，如果给五个四位四通换向阀18编号分别为1号.2号.3号.4号.5号，即1号四位四通换向阀18连接上温度调节器2的1号喷头器和下温度调节器4的1号喷头器，2号四位四通换向阀18连接上温度调节器2的2号喷头器和下温度调节器4的2号喷头器，
……
,5号四位四通换向阀连接上温度调节器的5号喷头器和下温度调节器的5号喷头器，上温度调节器的1号喷头器、2号喷头器、3号喷头器、4号喷头器、5号喷头器与下温度调节器的1号喷头器、2号喷头器、3号喷头器、4号喷头器、5号喷头器沿玻璃板3面上下对称布置，通过调整四位四通换向阀18的工位，可以实现在玻璃板3下表面、下表面和玻璃板3宽面上喷出不同温度(100度—700度)和不同压力(0.01mp—0.5mp)的气体，所选的高温高压气体为氮气，如图3所示为氮气的控制原理图。
44.本实施例中高温气源a17为0.05mp、565℃的高温高压氮气，高温气源b17为0.05mp、570℃的高温高压氮气，预设所述的高温气源17与5号四位四通换向阀18接通,1号、2号、3号、4号四位四通换向阀18处于切断关闭状态。所述的5号四位四通换向阀18分别与上温度调节器2和下温度调节器4的5号喷头器接通。所述的高温氮气a(0.05mp、565℃)和高温氮气b(0.05mp、570℃)分别经过5号四位四通换向阀18，输送至上温度调节器2和下温度调节器4的5号喷头器20处，高温氮气最终经过5号喷头器20喷向玻璃板3的上、下表面。
45.同时每个所述的喷头器20的喷嘴口22处均安装有用于测量喷头器喷出气体的压力和温度的温压传感器19，所述的温压传感器19与智能控制系统8电连接，所述的温压传感器19用于检测喷嘴口22氮气的压力和温度，进行压力和温度的修正和控制，以便于高温气源17输出相匹配的压力和流量。所述的上温度调节器2和下温度调节器4的喷头器20均距离玻璃板3面的高度为50mm—600mm。所述的喷头器20内部安装万向喷嘴21，如图4所示，所述的万向喷嘴21为圆球状，所述的喷头器20内壁与万向喷嘴21连接部位是圆球状，所述的万向喷嘴21的喷嘴口22处为长方形喷嘴或圆形喷嘴，万向喷嘴21在喷头器20内能够实现沿喷头器圆心线0—180度自转和0—45度旋转。如果玻璃板3面温度异常部位为矩形条状且面积较小，故万向喷嘴21的喷出口为一长方形喷嘴22，万向喷嘴21在喷头器20内沿α—α轴向不做旋转。由于玻璃板3面温度异常区域在(y1—y2，x5—玻璃边部)5号喷头器20的中心偏边部，故沿β—β轴向旋转15度。
46.实施例5
47.本实施例提供一种使用如上各实施例所述平板玻璃翘曲缺陷的控制装置进行玻璃板3翘曲缺陷的控制方法，包括如下步骤：
48.s1.建立玻璃板3面的网络化分区；
49.s2.第一红外热像测温仪12对待测玻璃板3上表面进行扫描全板面测温，把测量的数据传输给智能控制系统8，当玻璃板3板面某部位温度与该处的退火温度不一致或与周边玻璃板3温度不一致时，智能控制系统8给第二驱动组件7发出命令，第二驱动组件7启动并
带动第二红外热像测温仪6移动至玻璃板3温度异常点，对玻璃板3下表面进行测温，并把测得的玻璃板3下表面的温度值传输给智能控制系统8，智能控制系统8对玻璃板3面上表面、下表面温度以及玻璃板3宽方向各处板面温度进行对比分析，判断是否存在异常，所述的智能控制系统8选用的是洛阳弘盛源公司的pc—zn800，所述的第一红外热像测温仪和第二红外热像测温仪选用的是武汉高德公司的tp8，所述的智能控制系统8具有对玻璃上下板面温度的显示、比较和判断功能，玻璃板3的定位功能，上、下温度调节器以及第二红外热像测温仪的运动控制功能、各个喷头器20喷嘴口的压力和温度控制功能以及故障报警功能；
50.s3.智能控制系统8判断玻璃板3温度若存在异常，确定异常部位的温差大小以及面积大小，选配喷头器20的喷嘴口22形状、尺寸和喷出氮气的压力和流量、以及喷头器20距离玻璃板3面的高度参数，然后智能控制器8通过第一驱动组件1控制上温度调节器2，第三驱动组件16控制下温度调节器4移动到玻璃板3温度异常点处；
51.s4.智能控制系统8通过分析玻璃板3表面的温差大小，打开一个四位四通换向阀18，通过喷头器20向玻璃板3表面温度相对低的部位喷高温氮气，向玻璃板3表面温度相对高的部位喷低温氮气；
52.s5.最终实现玻璃板3表面的温度均匀一致，按玻璃板3退火温度曲线完成退火。
53.建立玻璃板3面的网络化分区的方法如下：把玻璃板3运动方向定义为y轴，玻璃板3运动方向的入口处的第1根退火窑辊子13外圆周处设为y轴的起点，第1根退火窑辊子13处为y1，第2根退火窑辊子处为y2，第3根退火窑辊子处为y3，
……
，沿玻璃板3宽方向定义为x轴，x轴的起点设置在玻璃板3的左边部，沿玻璃板3宽方向平均分成六段五个点，即玻璃板3的左边部为x1，玻璃板3的左中部为x2，玻璃板3的中线部为x3，玻璃板3的右中部为x4，玻璃板3的右边部为x5。在x轴设置的5个点分别与上下温度调节器的5个喷头器位置一致，如图2所示。
54.使用本发明提供的控制装置进行玻璃板3温度控制的方法从第一红外热成像测温仪12发现温度异常点，到调控至玻璃板3表面温度一致，且满足玻璃板3退火工艺温度要求，用时3.5min，装置反应准确迅速，一系列操作使得玻璃的翘曲缺陷被解决在萌芽状态，提高了玻璃产品的成品率。一种平板玻璃翘曲缺陷的控制装置可安装在退火窑a区，同时也可以安装在退火窑b区和c区。。
55.最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。