《一種連續高溫延伸和不間斷切割玻璃棒的方法及其設備》是中天科技精密材料有限公司、江蘇中天科技股份有限公司於2015年1月16日申請的專利，該專利申請號為2015100224740，公布號為CN104743780A，公布日為2015年7月1日，發明人是王建衛、莊衛星、張賢根、趙海倫。
《一種連續高溫延伸和不間斷切割玻璃棒的方法及其設備》涉及光纖預製棒製造領域，用該方法為玻璃棒連續高溫延伸和切割，實現快速延伸、切割冷卻的功能。包括傳動電機、三爪卡盤、金屬吊桿、延伸爐、玻璃棒、彈性鋁片滾輪、石墨滾輪、長度雷射測量儀、自動切割裝置、冷卻池、 三角帶一、鋁片滾輪驅動電機、三角帶二、石墨滾輪驅動電機、控制器一、控制器二和控制器三；金屬吊桿固定安裝在三爪卡盤，玻璃棒套入金屬吊桿，金屬吊桿下部安裝有延伸爐，在延伸爐下部裝有旋轉的彈性鋁片滾輪和石墨滾輪，控制器一通過控制信號線控制彈性鋁片滾輪旋轉，控制器二通過控制信號線控制石墨滾輪旋轉，在冷卻池上部裝有長度雷射測量儀和自動切割裝置。
2021年6月24日，《一種連續高溫延伸和不間斷切割玻璃棒的方法及其設備》獲得第二十二屆中國專利銀獎。
（概述圖為《一種連續高溫延伸和不間斷切割玻璃棒的方法及其設備》摘要附圖）
基本介紹
- 中文名：一種連續高溫延伸和不間斷切割玻璃棒的方法及其設備
- 公布號：CN104743780A
- 申請人：中天科技精密材料有限公司、江蘇中天科技股份有限公司
- 發明人：王建衛、莊衛星、張賢根、趙海倫
- 申請號：2015100224740
- 申請日：2015年1月16日
- 公布日：2015年7月1日
- 地址：江蘇省南通市經濟技術開發區中天路3號
- 代理機構：南京君陶專利商標代理有限公司
- 代理人：奚勝元
- Int. Cl.：C03B23/11(2006.01)I
- 類別：發明專利
專利背景,發明內容,專利目的,技術方案,改善效果,附圖說明,技術領域,權利要求,實施方式,專利榮譽,
專利背景
截至2015年1月16日，一般的玻璃棒的延伸和切割主要是：玻璃棒上端固定懸掛後，下端固定套牢，玻璃棒上端靜止，下端下移拉伸，拉伸玻璃棒靠玻璃棒下端使用金屬套筒固定向下移動至最底部（一定行程），金屬套筒到達最底部限位停止，然後開始自然冷卻，冷卻降溫後開始手動從玻璃棒下端依次往上逐節切割。而這種拉伸和切割方法受玻璃棒總長度的制約，延伸的長度必須在金屬套筒有效行程以內，且玻璃棒下端固定方式較繁瑣，拆裝耗時較長，同時冷卻時間較長，手動切割玻璃棒不便捷，同時有一定安全隱患。
發明內容
專利目的
《一種連續高溫延伸和不間斷切割玻璃棒的方法及其設備》目的是針對專利背景要解決的技術問題和提出的技術任務提供一種連續高溫延伸和不間斷切割玻璃棒的方法及其設備，解決了玻璃棒延伸總長度不受限制和快速測量切割棒長及完成快速切割玻璃棒，有效的解決了大徑玻璃棒延伸的問題，減少了操作時間，省去設備多餘運行機構，降低設備成本，提高了延伸玻璃棒的質量和產量。
技術方案
《一種連續高溫延伸和不間斷切割玻璃棒的方法及其設備》採取以下技術方案實現：
一種連續高溫延伸和不間斷切割玻璃棒的設備包括傳動電機、三爪卡盤、金屬吊桿、延伸爐、玻璃棒、彈性鋁片滾輪、石墨滾輪、長度雷射測量儀、自動切割裝置、冷卻池、三角帶一、鋁片滾輪驅動電機、三角帶二、石墨滾輪驅動電機、控制器一、控制器二和控制器三；冷卻池裝有冷卻水，水溫控制在20~25攝氏度，冷卻池內底部和周圍壁板上裝有緩衝海綿；三爪卡盤安裝在傳動電機輸出軸上，金屬吊桿固定安裝在三爪卡盤，玻璃棒套入金屬吊桿，金屬吊桿下部安裝有延伸爐，在延伸爐下部裝有旋轉的彈性鋁片滾輪和石墨滾輪，帶動玻璃棒下降延伸，控制器一通過控制信號線控制彈性鋁片滾輪旋轉，控制器二通過控制信號線控制石墨滾輪旋轉，在冷卻池上部裝有長度雷射測量儀和自動切割裝置，長度雷射測量儀通過信號線與控制器三相連，控制器三通過控制信號線與自動切割裝置相連，長度雷射測量儀通過信號線向控制器三傳遞信號，控制器三通過控制信號線傳遞控制信號給自動切割裝置執行切割動作。
所述的鋁片滾輪表面安裝石墨塊，內置氣彈簧，防止延伸初期過程中牽引對玻璃棒的過大擠壓。
所述的自動切割裝置包括伺服旋轉電機、伺服進給電機，電機聯軸器一、電機聯軸器二、軸承支撐座、傳動軸、切割片、直線導軌滑塊、滾珠絲桿、支撐主體及固定底座。
一種連續高溫延伸和不間斷切割玻璃棒的設備配套有計算機，計算機採用市售工業控制計算機。
控制器控制器一、控制器二和控制器三採用市售PLC可程式控制器。
所述的控制器一、控制器二和控制器三通過控制信號線與配套計算機相連，通過計算機進行系統控制。
一種連續高溫延伸和不間斷切割玻璃棒的方法步驟如下：
（1）將金屬吊桿安裝在卡盤固定，玻璃棒套入金屬吊桿內懸掛；
（2）啟動三爪卡盤旋轉按鈕，同時下移三爪卡盤至玻璃棒下底部卡入彈性鋁片滾輪開口處；
（3）啟動延伸爐運行加熱按鈕，玻璃棒開始延伸；
（4）同時啟動鋁片滾輪驅動電機旋轉按鈕，控制器一通過控制信號線控制鋁片滾輪驅動電機旋轉，旋轉通過三角帶一帶動彈性鋁片滾輪旋轉，玻璃棒開始下拉，逐漸玻璃棒下端進入石墨滾輪，控制器二過控制信號線控制石墨滾輪驅動電機旋轉，旋轉通過三角帶二帶動石墨滾輪旋轉，進行延伸校正及輔助牽引，玻璃棒持續向下延伸；
（5）玻璃棒下底部移動至長度雷射測量儀處，長度雷射測量儀開始計算長度，再下移至一段長度後滿足設定值後，信號通過控制信號線傳輸給控制器三，控制器三再通過另外控制信號線向自動切割裝置的伺服旋轉電機和伺服進給電機傳遞信號執行切割動作，旋轉切割片向前移動將玻璃棒割斷；
（6）自動切割裝置執行時間在1~2秒內完成，切割速度為28~30毫米/秒，被切割的玻璃棒緩緩掉入冷卻池中冷卻，冷卻水溫控制在20~25攝氏度，取出擦乾，進入下一道工序。
一種連續高溫延伸和不間斷切割玻璃棒的設備，通過彈性鋁片滾輪傳遞的向下牽引力，將高溫中玻璃棒不斷向下拉伸，再通過下方的石墨滾輪進行校正修復，同時也起輔助牽引的作用，玻璃棒底端到達長度雷射測量儀處開始計算長度，滿足設定長度時，自動切割裝置執行切割，在兩秒內完成切割動作，切割完成的玻璃棒掉入冷卻池冷卻，起到了保護作用和快速冷卻的效果，玻璃棒溫度降低後，可取出棒。這樣可以連續添加玻璃棒進行延伸、切割、冷卻、儲存，不受玻璃棒總長度的影響和冷卻時間、切換工作時間的影響。
改善效果
《一種連續高溫延伸和不間斷切割玻璃棒的方法及其設備》利用彈性鋁片滾輪的牽引力連續不斷地拉伸的特點，彈性滾動鋁片的線速度和玻璃棒延伸下降的速度一致，彈性滾動鋁片轉動的線速度也要隨延伸爐內玻璃棒的棒徑變化而變化，要求鋁片滾輪轉根據不同時刻更變速度；同時這種方式取代了局限的底部抓取式的固定，解決了延伸長度受限的缺陷和人工手動切割的安全隱患，提供一種穩定、有效的延伸和切割的方法。該發明涉及光纖預製棒製造領域，通過連續拉動玻璃棒延伸，設定長度自動切割，達到無限制長度的玻璃棒延伸的效果。
附圖說明
圖1是《一種連續高溫延伸和不間斷切割玻璃棒的方法及其設備》的連續延伸和切割的方法示意圖；
圖2是《一種連續高溫延伸和不間斷切割玻璃棒的方法及其設備》中自動切割裝置的示意圖。
圖中：1、三爪卡盤，2、金屬吊桿，3、延伸爐，4、玻璃棒，5、彈性鋁片滾輪，6、石墨滾輪，7、長度雷射測量儀，8、自動切割裝置，9、冷卻池，10、緩衝海綿，11、三角帶一，12、鋁片滾輪驅動電機，13、三角帶二，14、石墨滾輪驅動電機，15、控制器一，16、控制器二，17、控制器三，18、計算機。其中，自動切割裝置8包括伺服旋轉電機8-1、伺服進給電機8-12，電機聯軸器一8-2、電機聯軸器二8-11、軸承支撐座8-3、傳動軸8-4、切割片8-5、直線導軌8-5滑塊8-9、滾珠絲桿8-10、支撐主體8-8及固定底座8-7。
技術領域
《一種連續高溫延伸和不間斷切割玻璃棒的方法及其設備》涉及光纖預製棒製造領域，用該方法為玻璃棒連續高溫延伸和切割，實現快速延伸、切割冷卻的功能。
權利要求
1、一種連續高溫延伸和不間斷切割玻璃棒的設備，其特徵在於：包括傳動電機、三爪卡盤、金屬吊桿、延伸爐、玻璃棒、彈性鋁片滾輪、石墨滾輪、長度雷射測量儀、自動切割裝置、冷卻池、三角帶一、鋁片滾輪驅動電機、三角帶二、石墨滾輪驅動電機、控制器一、控制器二和控制器三；冷卻池裝有冷卻水，水溫控制在20~25攝氏度，冷卻池內底部和周圍壁板上裝有緩衝海綿；三爪卡盤安裝在傳動電機輸出軸上，金屬吊桿固定安裝在三爪卡盤，玻璃棒套入金屬吊桿，金屬吊桿下部安裝有延伸爐，在延伸爐下部裝有旋轉的彈性鋁片滾輪和石墨滾輪，帶動玻璃棒下降延伸，控制器一通過控制信號線控制彈性鋁片滾輪旋轉，控制器二通過控制信號線控制石墨滾輪旋轉，在冷卻池上部裝有長度雷射測量儀和自動切割裝置，長度雷射測量儀通過信號線與控制器三相連，控制器三通過控制信號線與自動切割裝置相連；長度雷射測量儀通過信號線向控制器三傳遞信號，控制器三通過控制信號線傳遞控制信號給自動切割裝置執行切割動作。
2、根據權利要求1所述的連續高溫延伸和不間斷切割玻璃棒的設備，其特徵在於：所述的鋁片滾輪表面安裝石墨塊，內置氣彈簧，防止延伸初期過程中牽引對玻璃棒的過大擠壓。
3、根據權利要求1所述的連續高溫延伸和不間斷切割玻璃棒的設備，其特徵在於：所述的自動切割裝置包括伺服旋轉電機、伺服進給電機，電機聯軸器一、電機聯軸器二、軸承支撐座、傳動軸、切割片、直線導軌滑塊、滾珠絲桿、支撐主體及固定底座。
4、根據權利要求1所述的一種連續高溫延伸和不間斷切割玻璃棒的設備，其特徵在於：所述的控制器一、控制器二和控制器三通過控制信號線與配套計算機相連。
5、根據權利要求1所述的一種連續高溫延伸和不間斷切割玻璃棒的設備，其特徵在於：所述的延伸和切割不受棒長和棒徑的大小限止，為連續執行。
6、根據權利要求1所述的一種連續高溫延伸和不間斷切割玻璃棒的設備，其特徵在於：通過彈性鋁片滾輪傳遞的向下牽引力，再通過石墨滾輪進行校正修復，也起到輔助牽引的作用。
7、根據權利要求1所述的一種連續高溫延伸和不間斷切割玻璃棒的設備，其特徵在於：玻璃棒底端到達雷射測量儀處開始計算長度，滿足設定長度時，自動切割裝置執行切割，在1~2秒內完成切割動作，切割完成的玻璃棒掉入冷卻池冷卻，起到了快速冷卻的效果，玻璃棒溫度降低後，可取出棒。
8、一種連續高溫延伸和不間斷切割玻璃棒的方法，其特徵在於：包括如下步驟：
（1）將金屬吊桿安裝在卡盤固定，玻璃棒套入金屬吊桿內懸掛；
（2）啟動三爪卡盤旋轉按鈕，同時下移三爪卡盤至玻璃棒下底部卡入彈性鋁片滾輪開口處；
（3）啟動延伸爐運行加熱按鈕，玻璃棒開始延伸；
（4）同時啟動鋁片滾輪驅動電機旋轉按鈕，控制器一通過控制信號線控制鋁片滾輪驅動電機旋轉，旋轉通過三角帶一帶動彈性鋁片滾輪旋轉，玻璃棒開始下拉，逐漸玻璃棒下端進入石墨滾輪，控制器二過控制信號線控制石墨滾輪驅動電機旋轉，旋轉通過三角帶二帶動石墨滾輪旋轉，進行延伸校正及輔助牽引，玻璃棒持續向下延伸；
（5）玻璃棒下底部移動至長度雷射測量儀處，長度雷射測量儀開始計算長度，再下移至一段長度後滿足設定值後，信號通過控制信號線傳輸給控制器三，控制器三再通過另外控制信號線向自動切割裝置的伺服旋轉電機和伺服進給電機傳遞信號執行切割動作，旋轉切割片向前移動將玻璃棒割斷；
（6）自動切割裝置執行時間在1~2秒內完成，切割速度為28~30毫米/秒，被切割的玻璃棒緩緩掉入冷卻池中冷卻，冷卻水溫控制在20~25攝氏度，取出擦乾，進入下一道工序。
實施方式
參照附圖1，一種連續高溫延伸和不間斷切割玻璃棒的設備包括傳動電機10、三爪卡盤1、金屬吊桿2、延伸爐3、玻璃棒4、彈性鋁片滾輪5、石墨滾輪6、長度雷射測量儀7、自動切割裝置8、冷卻池9、三角帶一11、鋁片滾輪驅動電機12、三角帶二13、石墨滾輪驅動電機14、控制器一15、控制器二16和控制器三17；三爪卡盤1安裝在傳動電機10輸出軸上，金屬吊桿2固定安裝在三爪卡盤1，玻璃棒4套入金屬吊桿2，金屬吊桿2下部安裝有延伸爐3，在延伸爐3下部裝有彈性鋁片滾輪5和石墨滾輪6，驅動彈性鋁片滾輪5和石墨滾輪6的有三角帶一11、鋁片滾輪驅動電機12、三角帶二13、石墨滾輪驅動電機14，在冷卻池9上部裝有長度雷射測量儀7和自動切割裝置8，測量和切割動作都是通過控制器一15、控制器二16和控制器三17完成的。
長度雷射測量儀7通過信號線與控制器三17相連，控制器三17通過控制信號線與自動切割裝置8相連，長度雷射測量儀7通過信號線向控制器三17傳遞信號，控制器三17通過控制信號線傳遞控制信號給自動切割裝置8執行切割動作。
所述的鋁片滾輪表面安裝石墨塊，內置氣彈簧，防止延伸初期過程中牽引對玻璃棒的過大擠壓。所述的自動切割裝置8包括伺服旋轉電機8-1、伺服進給電機8-12，電機聯軸器一8-2、電機聯軸器二8-11、軸承支撐座8-3、傳動軸8-4、切割片8-5、直線導軌8-5、滑塊8-9、滾珠絲桿8-10、支撐主體8-8及固定底座8-7。
一種連續高溫延伸和不間斷切割玻璃棒的設備配套有計算機18，計算機採用市售工業控制計算機。
所述的長度雷射測量儀7採用市售LK-G5000基恩士高精度位移感測測量儀。所述的控制器一15、控制器二16和控制器三17採用市售PLC可程式控制器。所述的控制器一15、控制器二16和控制器三17通過控制信號線與配套計算機18相連，通過計算機18進行系統控制。所述的延伸和切割不受棒長和棒徑的大小限止，為連續執行。所述的一種連續高溫延伸和不間斷切割玻璃棒的設備，通過彈性鋁片滾輪傳遞的向下牽引力，再通過石墨滾輪進行校正修復，也起到輔助牽引的作用。所述的一種連續高溫延伸和不間斷切割玻璃棒的設備，玻璃棒底端到達雷射測量儀處開始計算長度，滿足設定長度時，自動切割裝置執行切割，在1~2秒內完成切割動作，切割完成的玻璃棒掉入冷卻池冷卻，起到了快速冷卻的效果，玻璃棒溫度降低後，可取出棒。
一種連續高溫延伸和不間斷切割玻璃棒的方法步驟如下：
1、將金屬吊桿2安裝在卡盤1固定，玻璃棒4套入金屬吊桿2內懸掛；
2、啟動三爪卡盤1旋轉按鈕，同時下移三爪卡盤1至玻璃棒2下底部卡入彈性鋁片滾輪5開口處；
3、啟動延伸爐3運行加熱按鈕，玻璃棒2開始延伸；
4、同時啟動鋁片滾輪驅動電機12旋轉按鈕，控制器一15通過控制信號線控制鋁片滾輪驅動電機12旋轉，旋轉通過三角帶一11帶動彈性鋁片滾輪5旋轉，玻璃棒4開始下拉，逐漸玻璃棒4下端進入石墨滾輪6，控制器二16過控制信號線控制石墨滾輪驅動電機14旋轉，旋轉通過三角帶二13帶動石墨滾輪6旋轉，進行延伸校正及輔助牽引，玻璃棒4持續向下延伸；
5、玻璃棒4下底部移動至長度雷射測量儀7處，長度雷射測量儀7開始計算長度，再下移至一段長度後滿足設定值後，信號通過信號線傳輸給控制器三17，控制器三17再通過另外控制信號線向自動切割裝置8的伺服旋轉電機和伺服進給電機傳遞信號執行切割動作，旋轉切割片向前移動將玻璃4棒割斷；
6、自動切割裝置8執行時間在1~2秒內完成，切割速度為30毫米/秒被切割的玻璃棒4緩緩掉入冷卻池中冷卻，冷卻水溫控制在20~25攝氏度，取出擦乾，進入下一道工序。
《一種連續高溫延伸和不間斷切割玻璃棒的方法及其設備》涉及光纖預製棒製造領域，用該方法為玻璃棒連續高溫延伸和切割，實現快速延伸、切割冷卻的功能，解決玻璃棒延伸總長度不受限制和快速測量切割棒長及完成快速切割玻璃棒。
專利榮譽
2021年6月24日，《一種連續高溫延伸和不間斷切割玻璃棒的方法及其設備》獲得第二十二屆中國專利銀獎。
