CN117794871A - 用于减轻拉边机几何结构的差异的方法和设备 - Google Patents

用于减轻拉边机几何结构的差异的方法和设备 Download PDF

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CN117794871A CN202280053926.XA CN202280053926A CN117794871A CN 117794871 A CN117794871 A CN 117794871A CN 202280053926 A CN202280053926 A CN 202280053926A CN 117794871 A CN117794871 A CN 117794871A
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理查德·迈克尔·马斯特拉戈斯蒂诺
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Abstract

一种制造玻璃的方法包括从一定量的熔融材料形成玻璃带。所述玻璃带包括第一表面和第二表面。所述方法包括使所述第一表面与第一拉边机接触并使所述第二表面与第二拉边机接触；以及使所述第一拉边机以第一旋转速率旋转并使所述第二拉边机以第二旋转速率旋转。所述方法包括生成表示施加到所述第一拉边机的扭矩的第一扭矩信号和表示施加到所述第二拉边机的第二扭矩的第二扭矩信号。所述方法还包括以时间相关方式调变所述第一旋转速率和所述第二旋转速率以抵消所述第一扭矩信号和所述第二扭矩信号的扭矩求和信号的变化。

Description

用于减轻拉边机几何结构的差异的方法和设备
相关申请的交叉引用
本申请要求提交于2021年7月9日的美国临时申请第63/220,110号的优先权的权益，该申请的内容是本申请的基础并全文以引用方式并入本文。
技术领域
本说明书大体上涉及用于制造玻璃带的设备和方法。
背景技术
玻璃成型设备常用于形成各种玻璃产品，诸如用于LCD显示器的玻璃片等。这些玻璃片可通过使熔融玻璃向下游流过成型楔以形成连续玻璃带来使用下拉工艺制造。在下拉工艺中，各种辊可用于将拉力提供到连续玻璃带、将张力施加到带或引导玻璃带。拉边机例如可夹住连续玻璃带的边缘并引导玻璃带。此类拉边机可成对第布置以接触玻璃带的对置表面。在拉边机并不具有对应形状的情况下，在拉边机之间的分离距离可随时间(例如，随着拉边机旋转)而变化，从而引起玻璃片的厚度变化。此类厚度变化可导致玻璃片不适于某些应用，诸如高清显示器。
发明内容
本公开内容的第一方面包括一种制造玻璃的方法，该方法包括：从一定量的熔融材料形成玻璃带，该玻璃带包括第一表面和第二表面；使该第一表面与第一拉边机接触并使该第二表面与第二拉边机接触；使该第一拉边机以第一旋转速率旋转并使该第二拉边机以第二旋转速率旋转；生成表示施加到该第一拉边机的扭矩的第一扭矩信号和表示施加到该第二拉边机的第二扭矩的第二扭矩信号；生成该第一扭矩信号和该第二扭矩信号的扭矩求和信号；以及以时间相关方式调变该第一旋转速率和该第二旋转速率以抵消该扭矩求和信号的变化。
本公开内容的第二方面包括根据第一方面所述的方法，其中以时间相关方式调变该第一旋转速率和该第二旋转速率包括通过使用如下等式计算目标旋转速率ωT来周期性调变该第一旋转速率和该第二旋转速率：ωT＝A*sin(θ1,2+Φ)+ωN，其中A为调变振幅，Θ1,2为该第一拉边机或该第二拉边机的角位置，Φ为调变相位，并且ωN为该第一拉边机和该第二拉边机的目标旋转速率。
本公开内容的第三方面包括根据第一方面至第二方面中任一项所述的方法，进一步包括通过以下操作来确定该调变相位：确定在表示该角位置的滚筒位置信号与该扭矩求和信号之间的时间延迟；以及将该时间延迟转换为相位角。
本公开内容的第四方面包括根据第一方面至第三方面中任一项所述的方法，进一步包括在确定该调变相位之前，使用包括上限截止频率和下限截止频率的带通滤波器对该扭矩求和信号进行滤波，其中ωN在该上限截止频率与该下限截止频率之间。
本公开内容的第五方面包括根据第一方面至第四方面中任一项所述的方法，进一步包括：感测在该第一拉边机和该第二拉边机下游的该玻璃带的厚度；以及基于该玻璃带的该厚度来确定该调变振幅A。
本公开内容的第六方面包括根据第一方面至第五方面中任一项所述的方法，其中确定该调变振幅A包括：使用该调变振幅A的第一值来周期性地调变该第一角速率和该第二角速率；确定该第一值是否造成该玻璃带的厚度变化的减小；以及如果该第一值造成该玻璃带的厚度变化的减小，则增大该调变振幅A，直至不再观察到该厚度变化减小。
本公开内容的第七方面包括根据第一方面至第六方面中任一项所述的方法，其中该第一拉边机和该第二拉边机包括不同横截面形状，使得该第一拉边机与该第二拉边机之间的分离距离随该第一拉边机和该第二拉边机的旋转而周期性地变化。
本公开内容的第八方面包括根据第一方面至第七方面中任一项所述的方法，其中该扭矩求和信号用作该分离距离的代理，使得当该扭矩求和信号大于平均扭矩值时，该分离距离大于平均距离。
本公开内容的第九方面包括根据第一方面至第八方面中任一项所述的方法，其中该调变该第一旋转速率和该第二旋转速率以抵消该扭矩求和信号的变化包括：在该分离距离增大的时间段期间，减小该第一旋转速率和该第二旋转速率中的至少一者；以及在该分离距离减小时的时间段期间，增大该第一旋转速率和该第二旋转速率中的至少一者。
本公开内容的第十方面包括根据第一方面至第九方面中任一项所述的方法，其中该调变该第一旋转速率和该第二旋转速率以抵消该扭矩求和信号的变化将该玻璃带的移动窗厚度范围减小到低于在该第一旋转速率和该第二旋转速率未调变时实现的移动窗厚度范围。
本公开内容的第十一方面包括一种制造玻璃的方法，该方法包括以下步骤：从一定量的熔融材料形成玻璃带，该玻璃带包括第一表面和第二表面；使该第一表面与第一拉边机接触并使该第二表面与第二拉边机接触，其中该第一拉边机和该第二拉边机包括不同横截面形状，使得该第一拉边机与该第二拉边机之间的分离距离取决于该第一拉边机和该第二拉边机旋转的速率而周期性地变化；分别以第一旋转速率和第二旋转速率驱动该第一拉边机和该第二拉边机；生成表示施加到该第一拉边机和该第二拉边机的总扭矩的扭矩求和信号；确定该扭矩求和信号与表示该第一旋转位置和该第二旋转位置中的一者或多者的电动滚筒位置信号之间的时间延迟；以及基于该时间延迟、该第一旋转位置和该第二旋转位置来更新该第一旋转速率和该第二旋转速率。
本公开内容的第十二方面包括根据第十一方面所述的方法，其中该更新包括以时间相关方式调变该第一旋转速率和该第二旋转速率。
本公开内容的第十三方面包括根据第十一方面至第十三方面中任一项所述的方法，其中该调变包括通过使用以下等式计算目标旋转速率ωT来周期性地调变该第一旋转速率和该第二旋转速率：ωT＝A*sin(θ1,2+Φ)+ωN，其中A为调变振幅，Θ1,2为该第一拉边机或该第二拉边机的角位置，Φ为从时间延迟确定的调变相位，并且ωN为该第一拉边机和该第二拉边机的目标旋转速率。
本公开内容的第十四方面包括根据第十一方面至第十三方面中任一项所述的方法，进一步包括：感测在该第一拉边机和该第二拉边机下游的该玻璃带的厚度；以及基于该玻璃带的该厚度来确定该调变振幅A。
本公开内容的第十五方面包括根据第十一方面至第十四方面中任一项所述的方法，其中确定该调变振幅A包括：使用该调变振幅A的第一值来周期性地调变该第一角速率和该第二角速率；确定该第一值是否造成该玻璃带的厚度变化的减小；以及如果该第一第值造成该玻璃带的厚度变化的减小，则增大该调变振幅A，直至不再观察到该厚度变化减小。
本公开内容的第十六方面包括根据第十一方面至第十五方面中任一项所述的方法，其中该扭矩求和信号用作该分离距离的代理，使得当该扭矩求和信号大于平均扭矩值时，该分离距离大于平均距离。
本公开内容的第十七方面包括根据第十一方面至第十六方面中任一项所述的方法，其中该更新包括增大该第一旋转速率。
本公开内容的第十八方面一种玻璃制造设备，该玻璃制造设备包括：成型主体，该成型主体被配置为从一定量的熔融材料形成玻璃带，该玻璃成型主体限定从该成型主体延伸的拉制路径，该玻璃带可沿该拉制路径形成；拉边机组件，该拉边机组件包括定位在该拉制路径的任一侧上的一对拉边机，该对拉边机包括具有第一横截面形状的第一拉边机和包括第二横截面形状的第二拉边机，该第一横截面形状与该第二横截面形状有所不同，使得该第一拉边机和该第二拉边机彼此分离开分离距离，该分离距离取决于该第一拉边机和该第二拉边机旋转的速率而变化；一个或多个驱动单元，该一个或多个驱动单元机械耦接到该第一拉边机和该第二拉边机并被配置为使该第一拉边机绕第一旋转轴线以第一旋转速率旋转并使该第二拉边机绕第二旋转轴线以第二旋转速率旋转，该一个或多个驱动单元被进一步配置为生成表示施加到该第一拉边机的第一扭矩的第一扭矩信号和表示施加到该第二拉边机的第二扭矩的第二扭矩信号；以及控制器，该控制器通信耦接到该一个或多个驱动单元并可操作以：从该第一扭矩信号和该第二扭矩信号生成扭矩求和信号；以及使用该扭矩求和信号来调变该第一旋转速率和该第二旋转速率，使得该第一旋转速率和该第二旋转速率与该可变分离距离成反比。
本公开内容的第十九方面包括根据第十八方面所述的设备，进一步包括厚度传感器，该厚度传感器被配置为感测在该第一拉边机和该第二拉边机下游的该玻璃带的厚度，该控制器可操作以基于该玻璃带的该厚度来调变该第一旋转速率和该第二旋转速率。
本公开内容的第二十方面包括根据第十八方面至第十九方面中任一项所述的方法，其中该控制器可操作以使用基于该扭矩求和信号与由该一个或多个驱动单元生成的电动滚筒位置信号之间的时间延迟计算的调变相位来周期性地调变该第一旋转速率和该第二旋转速率，该电动滚筒位置信号表示该第一拉边机或该第二拉边机中的至少一者的旋转位置。
用于制造玻璃带的设备和方法以及用于此类设备和方法中的可替换加热仓的附加特征和优点将在以下详细描述中进行阐述，并且部分地，将从以下描述对本领域技术人员显而易见或通过实践本文所述的实施方式(包括具体实施方式、权利要求书和附图)认识到。
应理解，前述总体描述和以下详细描述描述了各种实施方式并旨在提供用于理解所要求保护的主题的本质和特征的概述或框架。附图被包括来提供对各种实施方式的进一步理解，并且并入本说明书中并构成本说明书的一部分。附图示出本文所述的各种实施方式，并且与描述一起用来解释所要求保护的主题的原理和操作。
附图说明
图1示意性地描绘了根据本文所绘和所述的一个或多个实施方式的用于制造玻璃的设备；
图2以穿过图1的线2-2截得的横截面示意性地描绘了根据本文所述的一个或多个实施方式的用于制造玻璃的设备；
图3A以穿过图2的线3-3截得的横截面示意性地描绘了根据本文所述的一个或多个实施方式的用于制造玻璃的设备；
图3B示意性地描绘了根据本文所述的一个或多个实施方式的图1至图3A中描绘的用于制造玻璃的设备的拉边机对的拉边机之间的分离距离的曲线图；
图4A描绘了根据本文所述的一个或多个实施方式的提供到用于制造玻璃的设备的拉边机对的拉边机的扭矩的扭矩求和信号的曲线图；
图4B描绘了根据本文所述的一个或多个实施方式的图4A中描绘的扭矩求和信号的曲线图的周期域变换；
图5A描绘了根据本文所述的一个或多个实施方式的用于对扭矩求和信号进行滤波的带通滤波器的低通滤波器部分的频率域曲线图；
图5B描绘了根据本文所述的一个或多个实施方式的用于对扭矩求和信号进行滤波的带通滤波器的高通滤波器部分的频率域曲线图；
图6A根据本文所述的一个或多个实施方式的提供到用于制造玻璃的设备的拉边机对的拉边机的扭矩的未滤波扭矩求和信号的曲线图；
图6B描绘了根据本文所述的一个或多个实施方式的通过使用图4A和图4B中描绘的带通滤波器对图6A的扭矩求和信号进行滤波生成的经滤波扭矩求和信号的曲线图；
图7描绘了根据本文所述的一个或多个实施方式的包括叠加在电动辊位置信号上的扭矩求和信号的曲线图；
图8描绘了根据本文所述的一个或多个实施方式的调变用于制造玻璃的设备的拉边机的旋转速率的方法的流程图；
图9描绘了根据本文所述的一个或多个实施方式的确定在图8的方法期间可用于调变旋转速率的调变相位和调变振幅的方法的流程图；
图10描绘了根据本文所述的一个或多个实施方式的使用多个调变振幅来调变拉边机的旋转速率生成的玻璃带的厚度波动趋势的曲线图。
具体实施方式
现将详细参考用于制造玻璃带的设备和方法的实施方式，这些设备和方法以时间相关方式调变拉边机的旋转速率以抵消与数对拉边机相关联的扭矩求和信号的变化，其示例示出于附图中。只要有可能，贯穿附图使用相同的参考数字指代相同或类似的部分。用于制造本公开内容的玻璃带的设备可包括：玻璃成型主体，该玻璃成型主体用于从一定量的熔融材料形成玻璃带；以及多个拉边机，该拉边机定位在玻璃成型主体下游。多个拉边机可包括拉边机对，该拉边机对包括被定位成接触玻璃带的相对表明的第一拉边机和第二拉边机。一个或多个驱动单元可使第一拉边机和第二拉边机以第一旋转速率和第二旋转速率旋转，并且生成表示施加到第一拉边机和第二拉边机的扭矩的扭矩信号。第一拉边机的横截面形状可不同于第二拉边机的横截面形状，使得第一拉边机与第二拉边机之间的分离距离可随时间而变化，从而引起随时间变化的扭矩信号。控制器可接收扭矩信号并生成扭矩求和信号。控制器可调变一个或多个驱动单元使第一拉边机和第二拉边机旋转的旋转速率以抵消扭矩求和信号的变化。此类时间相关调变可减小第一拉边机与第二拉边机之间的分离距离的可变性，并且减小玻璃带的厚度变化。因此，经由本文所述的设备产生的玻璃片相较于在没有时间相关辊速率调变的情况下产生的玻璃片可包括更均匀的壁厚度。
如本文所用，术语“厚度波动”是指在玻璃带使用下拉工艺(例如，熔融拉制工艺、狭槽拉制工艺)形成时在玻璃带的边缘附近的在拉制方向上的周期性厚度变化。
现参考图1，用于制造玻璃，诸如玻璃带12的设备10的实施方式被示意性地描绘。设备10通常包括熔融容器15，该熔融容器被配置为从存储仓18接收批量材料16。批量材料16可由批量递送装置20引入熔融容器15，该批量递送装置由马达22供电。可选控制器24可经提供以激活马达22，并且熔融玻璃液位探针28可用于测量竖管30内的玻璃熔体液位并将测量到的信息传达到控制器24。
设备10还可包括诸如澄清管的澄清容器38，该澄清容器位于熔融容器15下游且借助第一连接管36耦接到熔融容器15。混合容器42还可位于澄清容器38下游。递送容器46可位于混合容器42下游。如所描绘，第二连接管40将澄清容器38耦接到混合容器42，并且第三连接管44将混合容器42耦接到递送容器46。如进一步图示，下水管48被定位成将玻璃熔体从递送容器46递送至成型容器60的入口50。在示意性地描绘于图1中的实施方式中，熔融容器15、澄清容器38、混合容器42、递送容器46和成型容器60为沿设备10可串联定位的各种玻璃处理台的示例。
熔融容器15通常由耐火材料，诸如耐火(例如，陶瓷)砖制成。设备10可进一步包括通常由铂或诸如铂铑、铂铱和其组合的含铂金属制成的组件，但这些组件还可包括此类耐火金属，诸如钼、钯、铼、钽、钛、钨、钌、锇、锆和其合金和/或二氧化锆。含铂组件可包括以下各者中的一者或多者：第一连接管36、澄清容器38、第二连接管40、竖管30、混合容器42、第三连接管44、递送容器46、下水管48和入口50。成型容器60还可由耐火材料制成，并且经设计以使玻璃熔体成型为玻璃带12。
图2为设备10的沿图1的线2-2的横截面透视图。如图所绘示，成型容器60包括包括一对向下倾斜的成型表面部分66a、66b的成型楔62，这些向下倾斜成型表面部分在成型楔62的对置端部64a、64b之间延伸。向下倾斜成型表面部分66a、66b沿拉制方向68汇聚，以形成下文为根部70的底部边缘。熔融玻璃17可填充在对置端部64a、64b之间延伸的通孔，在向下倾斜成型表面部分66a、66b上方向下延伸且汇聚在根部70处以形成玻璃带12。拉制平面72延伸通过根部70。玻璃带12可沿拉制平面72在拉制方向68上拉制。拉制平面72在竖直方向上延伸通过根部70，从而平分成型容器60。然而，应理解，拉制平面72在替代配置中可能不能垂直延伸通过根部70。虽然图1和图2通常描绘玻璃成型设备和成型容器的一个实施方式，但还应理解，本公开内容的方面可与各种其他成型容器配置一起使用。
现参考图1至图2，设备10还包括用于从成型容器60的根部70拉制玻璃带的至少一个拉边机组件。例如，设备10经描绘以包括第一拉边机组件130a和第二拉边机组件130b(参见图1)。第一拉边机组件130a包括第一对拉边机132，其被配置为随玻璃带12从成型楔62的根部70拉制而与玻璃带12的第一边缘啮合。第二拉边机组件130b包括第二对拉边机134，其被配置为随玻璃带12从成型楔62的根部70拉制与玻璃带12的另一第二边缘啮合。第一拉边机组件130a和第二拉边机组件130b辅助从成型楔62的根部70拉制玻璃带12。例如，第一拉边机组件130a和第二拉边机组件130b可提供熔融玻璃17的正拉制脱离向下倾斜成型表面部分66a、66b的对置表面的边缘部分的期望的边缘特性和恰当熔融。在某些实施方式中，第一拉边机组件130a和第二拉边机组件130b可位于从根部70拉制的玻璃的黏性区内的各种位置处。例如，在一些实施方式中，第一拉边机组件130a和第二拉边机组件130b可就位于根部70下方。在一些实施方式中，第一拉边机组件130a和第二拉边机组件130b位于根部70下方的一距离处，该距离可取决于玻璃带60的复合物和生产工艺的其他因素(例如，拉制速度、玻璃带厚度等)。
图2和图3A描绘第一拉边机组件130a的一个实施方式。第二拉边机组件130b(参见图1)在一些实施方式中在结构上实质上等同于第一拉边机组件130a。如图2所绘，第一拉边机组件130a包括第一对拉边机132。第一对拉边机132包括第一拉边机132a和第二拉边机132b。随玻璃带12从成型楔62的根部70拉制，第一拉边机132a和第二拉边机132b被配置为分别与玻璃带12的第一主表面110a和第二主表面110b同时啮合。第一拉边机组件130a包括机械耦接到第一拉边机132a的第一轴136和机械耦接到第二拉边机132b的第二轴138。第一轴136和第二轴138在图2中描绘为经实质圆柱形塑形，并且在垂直于拉制方向68的方向上(例如，在图2中描绘的坐标轴的x方向上)在第一拉边机132a与第二拉边机132b之间线性延伸。在实施方式中，第一轴136和第二轴138可延伸通过含有玻璃带12的外壳(未描绘)。外壳可屏蔽设备10的组件(例如，描绘于图1中的一个或多个驱动单元137、控制器150)免受受控环境影响，并且辅助维持玻璃带周围的受控环境。设想第一轴136和第二轴138的替代形式，并且该替代形式在本公开内容的范围内。例如，在实施方式中，第一轴136和第二轴138可至少部分在拉制方向68上延伸(例如，描绘于图2中的相对于x轴线的角度)。
在实施方式中，第一轴136和第二轴138由一个或多个驱动单元137以旋转方式驱动。一个或多个驱动单元137可机械耦接到第一拉边机132a和第二拉边机132b以使得第一拉边机132a围绕第一旋转轴线140a以第一旋转速率ω1旋转并使得第二拉边机132b围绕第二旋转轴线140b以第二旋转速率ω2旋转。在实施方式中，第一旋转速率ω1和第二旋转速率ω2相等，并且彼此相对(例如，第一拉边机132a可在顺时针方向上旋转且第二拉边机132b可在逆时针方向上旋转，使得第一拉边机组件130a在拉制方向68上引导玻璃带12)。在实施方式中，第一旋转速率ω1和第二旋转速率ω2经选择以对应于玻璃带的期望的拉制速度。
在实施方式中，一个或多个驱动单元137包括被配置为使第一拉边机132a和第二拉边机132b围绕第一旋转轴线140a和第二旋转轴线140b旋转的合适驱动结构(例如，诸如电气或液压马达的合适马达，或其他合适制动器)。应理解，一个或多个驱动单元137可采用多种形式。例如，在实施方式中，第一轴136和第二轴138经机械链接，使得单一驱动单元通过单一机械输出，诸如旋转驱动轴使第一轴136和第二轴138两者旋转。在实施方式中，传输装置或类似者可将一个或多个驱动单元137的机械输出机械耦接到第一轴136和第二轴138从而在期望的方向集合上使第一轴136和第二轴138旋转。一个或多个驱动单元137可包括机械耦接到第一轴136的第一驱动单元和机械耦接到第二轴138的第二驱动单元。在此类实施方式中，每一驱动单元可使第一拉边机132a和第二拉边机132b中的一者个别地旋转。
在实施方式中，除了第一拉边机组件130a和第二拉边机组件130b外，设备10包括一个或多个拉动辊组件(图中未描绘)。一个或多个拉动辊组件可接触玻璃带12的第一主表面110a和第二主表面110b以对玻璃施加张力以便确定玻璃带12的厚度166。第一拉边机组件130a和第二拉边机组件130b可抵消玻璃带12的通过由拉动辊组件施加的张力引起的宽度(例如，在图1的坐标轴中描绘的+/-X方向)上的变化。第一拉边机组件130a和第二拉边机组件130b可经冷却至低于玻璃带12的温度的温度以使玻璃带12的边缘冷却，从而辅助减小根部70下方的侧向收缩。第一拉边机组件130a和第二拉边机组件130b还可辅助在倾斜成型表面部分66a、66b上方行进的熔融玻璃17的不同流熔融。在实施方式中，第一拉边机组件130a和第二拉边机组件130b的一个或多个拉边机包括滚花表面以防止玻璃带12的滑移且又潜在地提供附加冷却。
参考图1和图2，在实施方式中，设备10可包括经定向以感测玻璃带12的厚度166的厚度传感器160。虽然厚度传感器160描绘为与玻璃带12的中心部分对准(例如，位于第一拉边机组件130a与第二拉边机组件130b之间)，但厚度传感器160可被定位成测量玻璃带12内任何方位处的厚度166。例如，厚度传感器160可被定位成测量向下拉制方向上(例如，在诸图中描绘的坐标轴的-Z方向上)第一拉边机组件130a下方的一方位处的厚度166。厚度传感器160可为可移动的以测量玻璃带12上多种方位处的厚度166。
取决于实施，厚度传感器160可采用多种形式。例如，厚度传感器160可包括接触第一主表面110a和第二主表面110b以测量厚度166的固态探针。在其他示例中，厚度传感器可使用流体(例如，气体)基于来自冲击第一主表面110a和第二主表面110b的流体流的回馈(例如，压强制反馈)来感测玻璃带12的厚度166。在又其他示例中，厚度传感器160可包括声波传感器。在所描绘实施方式中，厚度传感器160为发射激光束的激光传感器，该激光束在测量方位170处入射于玻璃带12上。激光束的第一部分可从第一主表面110a反射，并且激光束的第二部分透射通过玻璃带且反射离开第二主表面110b。经反射光可由厚度传感器检测到，并且反射离开第一主表面110a和第二主表面110b的信号之间的差可用于测量厚度166。虽然单一厚度传感器160描绘于图1至图2中，但设备10的某些实施方式可包括用于同时测量多个方位处的厚度166的多个厚度传感器。
在实施方式中，厚度传感器160通信地耦接到设备10的控制器150。如本文所述，厚度的测量值可用于确定调变振幅A，该调变振幅A由控制器150使用以调变第一拉边机132a和第二拉边机132b的第一旋转速率ω1和第二旋转速率ω2。例如，厚度传感器160进行的测量可用于确定特定调变振幅A是否在预定测量时间段(例如，10分钟、30分钟、60分钟)上引起厚度166的的可变性减小以确定调变振幅A是否应进行调整。
参考图1、图3A和图3B，第一拉边机132a和第二拉边机132b在横截面形状上不同于彼此。在描绘于图3A中的示例中，出于例示性目的，第一拉边机132a描绘为包括形状实质上为椭圆形的第一横截面形状142a，而第二拉边机132b经描绘以包括形状上为实质上圆形的第二横截面形状142b。此类变化的横截面可由第一拉边机132a和第二拉边机132b的磨损和/或加工误差引起。因此，随第一拉边机132a和第二拉边机132b旋转，第一拉边机132a和第二拉边机132b可彼此分离开可变分离距离144(在垂直于拉制方向68的方向上)。可变分离距离144可取决于第一拉边机132a和第二拉边机132b中每一者的旋转位置发生变化。例如，随第一拉边机132a和第二拉边机132b围绕第一旋转轴线140a和第二旋转轴线140b旋转(参见图2)，第一拉边机132a和第二拉边机132b中每一者的旋转位置取决于第一旋转速率ω1和第二旋转速率ω2取决于时间发生变化。随第一拉边机132a和第二拉边机132b旋转，第一拉边机132a和第二拉边机132b的在垂直于拉制方向68的方向(例如，图3中描绘的+/-y方向上)最接近于彼此的多个部分可改变。如果第一旋转速率ω1和第二旋转速率ω2在量值上相同，例如则可变分离距离144可取决于第一旋转速率ω1和第二旋转速率ω2周期性地变化。第一拉边机132a和第二拉边机132b的所描绘横截面形状仅为示例。第一拉边机132a和第二拉边机132b的机械磨损可引起具有复杂表面轮廓的辊，使得可变分离距离144以不同于图3B所绘的方式取决于旋转位置发生变化。
图3B描绘了第一拉边机132a和第二拉边机132b以相同旋转速度旋转的示例中可变分离距离144的曲线图300。图3B中的x轴为归一化时间(例如，作为与旋转周期的比率)，而y轴描绘归一化可变分离距离的量值。如图所示，可变分离距离144根据正弦曲线发生变化，该正弦曲线具有对应于第一拉边机132a和第二拉边机132b的旋转速度(例如，由一个或多个驱动单元137确定)的周期。在示例中，当第一拉边机132a和第二拉边机132b根据具有多个频率分量的函数以相同速度旋转时，可变分离距离144可发生变化，其中频率分量根据对应角位置处第一拉边机132a与第二拉边机132b之间的径向尺寸的差(例如，与第一拉边机132a与第二拉边机132b在由一个或多个驱动单元137致动之前初始对准的方式相关联)发生变化。
归因于可变分离距离144，每单位时间越过第一对拉边机132的玻璃带12中熔融玻璃的体积可取决于可变分离距离144的量值可发生变化。例如，在第一拉边机132a与第二拉边机132b相对靠近彼此的时间间隔期间(诸如在描绘于图3B中的时间间隔304内)，第一拉边机132a与第二拉边机132b之间的熔融玻璃17的流可经阻碍达大于第一拉边机132a与第二拉边机132b相对进一步分开的程度的程度(诸如在描绘于图3B中的时间间隔302内)。熔融玻璃17通过第一对拉边机132的此类非恒定流可引起玻璃带12的厚度变化。在本文关于图3A至图3B描述的示例中，玻璃带12接近于由第一对拉边机132啮合的边缘的厚度可根据描绘于图3B中的正弦曲线周期性地变化。厚度变化(厚度波动)可导致从玻璃带12切割的玻璃片对于某些应用，诸如高清晰度显示器中的使用为不合适的。设备10中任何拉边机的失圆度可最终导致玻璃带中的厚度波动。
鉴于前述内容，设备10包括控制器150，该控制器通信耦接到一个或多个驱动单元137以控制第一拉边机132a与第二拉边机132b的旋转。控制器150可包括存储在存储器152中且由处理器154执行的计算机可读指令。指令可由处理器154根据寻址方案来存取，该寻址方案用于在遵循本文所述的方法中控制第一拉边机组件130a与第二拉边机组件130b的操作。存储器152可包括一个或多个控制模块，该一个或多个控制模块被配置为利用由一个或多个驱动单元137生成的扭矩信号使用回馈控制方案来操作第一拉边机组件130a与第二拉边机组件130b。例如，在一个或多个驱动单元137包括被配置为使第一轴136和第二轴138两者旋转的单一驱动单元的实施方式中，单一驱动单元可生成表示总扭矩的扭矩信号，该扭矩信号经生成且传送至第一拉边机132a和第二拉边机132b。在一个或多个驱动单元137包括一对驱动单元的实施方式中，每一驱动单元可生成表示扭矩的扭矩信号，其中每一驱动单元被配置为使第一轴136和第二轴138中的个别一者旋转，该扭矩信号经生成且分离地传送至第一拉边机132a和第二拉边机132b中的每一者。存储在存储器152中的控制模块可使得处理器154分析经由一个或多个驱动单元137生成的扭矩信号，且使用扭矩信号控制第一角速率ω1和第二角速率ω2。
图4A至图4B描绘由本文关于图1至图3B描述的设备10的控制器150接收的扭矩求和信号的曲线图。图4A描绘扭矩求和信号(例如，表示经由一个或多个驱动单元137施加到第一轴136和第二轴138的扭矩的和)的时间域曲线图400。图4B描绘在图4A中描绘的扭矩求和信号的周期域(按秒计)变换曲线图402。如图4B所示，扭矩求和信号包括包括12.5秒的周期的主导周期分量404。扭矩求和信号中的主要周期分量404在该示例中与第一拉边机132a和第二拉边机132b的旋转周期匹配。在不希望受理论约束的情况下，相信，扭矩求和信号的周期性由可变分离距离144(参见图3A)引起。当可变分离距离144正在减小(或小于平均值或中间值)时，相信，相对较大扭矩由一个或多个驱动单元137施加到第一拉边机132a和第二拉边机132b(例如，与可变分离距离144系处于最小值时相比较)以归因于与玻璃带12的摩擦维持第一拉边机132a和第二拉边机132b以程序化速度的旋转。当可变分离距离144正增大(或大于中间或平均值)时，相信，相较于可变分离距离144正减小时，较小扭矩施加到第一拉边机132a和第二拉边机132b(与可变分离距离144系处于最大值相比较)。较大分离距离可减小与熔融玻璃17的摩擦，从而需要较小扭矩来维持标称旋转速度。
因此，由一个或多个驱动单元137生成的扭矩信号提供回馈信号，该回馈信号系可变分离距离144的量值的代理。鉴于此情形，参考图1，控制器150可接收扭矩信号，从扭矩信号生成扭矩求和信号(例如，在与每一拉边机相关联的分离扭矩信号由一个或多个驱动单元137生成情况下)，并且以时间相关样式调变第一旋转速率ω1和第二旋转速率ω2以抵消扭矩求和信号的变化。例如，控制器150可控制一个或多个驱动单元137的操作以使第一轴136和第二轴138以可变速度旋转，以减小第一拉边机132a与第二拉边机132b之间总拉动玻璃中的可变性，此情形可引起玻璃带12中厚度波动的减小。
在实施方式中，控制器150周期性地调变第一拉边机132a与第二拉边机132b的第一旋转速率ω1和第二旋转速率ω2。在实施方式中，控制器150根据下式周期性地调变第一旋转速率ω1和第二旋转速率ω2：
ωT ＝ A * sin(θ1,2 + Φ) + ωN (1)
其中ωT为与第一旋转速率ω1和第二旋转速率ω2相关联的目标速度，A为调变振幅，θ12为第一拉边机132a或第二拉边机132b的角位置，Φ为调变相位，并且ωN为第一拉边机132a与第二拉边机132b的标称旋转速率(例如，与玻璃带12的拉制速度相关联)。
在实施方式中，控制器150被配置为接收指示等式1中的值θ1,2的滚筒位置信号。例如，在实施方式中，一个或多个驱动单元137包括输出电动滚筒位置信号(例如，电压、电流)的编码器，电动滚筒位置信号与第一轴136和第二轴138相对于参考位置的旋转位置(例如，范围为0°至恰360°以下)成比例地发生变化。由一个或多个驱动单元137的编码器生成的电动滚筒位置信号可取决于第一旋转速率ω1和第二旋转速率ω2周期性地变化。在实施方式中，第一旋转速率ω1和第二旋转速率ω2对应于标称旋转速率ωN(例如，在任何调变之前)。标称旋转速率ωN可输入至控制器150作为与玻璃带12的期望的拉制速度相关联的预定输入。
第一拉边机132a和第二拉边机132b中每一者的角位置θ1,2可确定可变分离距离144的量值。即，取决于第一拉边机132a和第二拉边机132b的横截面形状，角位置θ1,2可确定可变分离距离144的量值。然而，关于第一拉边机132a和第二拉边机132b的横截面形状的准确几何信息可为不可用的(例如，第一拉边机132a和第二拉边机132b在设备10的长期操作上在形状上可改变)。因此，经由一个或多个驱动单元137生成的电动滚筒位置信号可能不足以确定可变分离距离144随时间发生变化的程度，以便确定ωN抵消可变分离距离144中的变化的程度。
如本文所述，参考图1、图3A、图3B、图4A和图4B，经由一个或多个驱动单元137生成的扭矩求和信号的周期性变化可用作对可变分离距离144的代理。可变分离距离144的量值可参考扭矩求和信号的平均值或中间值由扭矩求和信号的变化来估计。因此，扭矩求和信号可用于确定等式1中调变ωN的程度。
等式1中的调变相位Φ可确定控制器150将第一角速率ω1和第二角速率ω2调变至特定程度的时序。假定可变分离距离144的量值取决于如上文所论述涉及扭矩求和信号的量值的第一拉边机132a和第二拉边机132b的旋转位置θ1,2，则调变相位Φ可基于参考电子滚筒位置信号与扭矩求和信号之间的延迟时间来确定。例如，扭矩求和信号与电子滚筒位置信号中每一者的对应周期的起始点之间的时间延迟可用于确定等式1中的调变相位Φ。确定此时间延迟的示例本文关于图7来描述。
如图4A和图4B所示，表示经由一个或多个驱动单元137施加到第一拉边机132a和第二拉边机132b的扭矩的扭矩求和信号包括多个频率(或周期)分量外加与第一旋转速率ω1和第二旋转速率ω2相关联的周期下的主导周期分量404。如图所示，扭矩求和信号还包括多个低周期(或高频率)分量406和多个高周期(或低频率)分量408。
在实施方式中，扭矩求和信号的低周期分量406和高周期分量408可能不存在于由一个或多个驱动单元137的编码器生成的电动滚筒位置信号中，此系由于电动滚筒位置信号可独立于第一拉边机132a和第二拉边机132b的精准几何(且并不包括起源于辊之间的机械相互作用的分量)。低周期分量406和高周期分量408可能并不对拉边机形状的径向变化有贡献。在实施方式中，低周期分量406和高周期分量408对机械和/或电噪声有贡献。因此，低周期分量406和高周期分量408可将本文所述的调变相位Φ的估计再现为不准确的，此系由于扭矩求和信号与电动滚筒位置信号之间的经测量相位差可在后续旋转周期之间发生变化。因此，设备10(参见图1)的控制器150可包括滤波逻辑以对由一个或多个驱动单元137生成的扭矩求和信号进行滤波。滤波逻辑可实施带通滤波器，从而允许包括旋转速率ω1和第二旋转速率ω2(例如，对应于等式1的标称旋转速率ωN)的目标的分量404周围的感兴趣频带通过带通滤波器。
图5A和图5B描绘了根据示例实施方式的带通滤波器的用于滤除扭矩求和信号的低通滤波器部分500和带通滤波器的高通滤波器部分504的频率域曲线图。低通滤波器部分500和高通滤波器部分504可用于滤除图4A至图4B中描绘的扭矩求和信号的多个低周期分量406和高周期分量408。在该示例中，主导周期分量404(参见图4B)包括对应于0.08Hz的频率的12.5s的周期。如图5A所绘，低通滤波器部分500滤除具有高于大约0.09Hz的截止频率502的频率的信号分量。如图5B所绘，高通滤波器部分504滤除具有低于大约0.02Hz的截止频率506的频率的信号分量。因此，与主导周期分量404(参见图4B)相关联的频率位于描绘于图5A至图5B中的带通滤波器的截止频率502与506之间。
在图5A至图5B中描绘的示例中，在该示例中，相较于高通滤波器部分504的截止频率506(例如，截止频率506与主导周期分量404的频率之间的差为0.06Hz)，与低通滤波器部分500相关联的截止频率502更靠近主导周期分量404(例如，截止频率502与主导周期分量404的频率之间的差在该示例中为0.01Hz)。即，带通滤波器被配置为滤除具有相较于与主导周期分量404相关联的频率更大的超过0.01Hz的频率的高频率分量。这种配置可以是有益的，因为更高频率分量更靠近主导频率分量404，并且还可趋于减小本文所述的调变相位Φ的准确度达大于较低频率分量的程度。截止频率502、506为可配置参数，并且可基于第一拉边机132a和第二拉边机132b的期望的速度来选择。在实施方式中，截止频率502、506通过分析经滤波扭矩求和信号来确定以确定截止频率502、506的值，这些值生成一致结果以用于确定本文所述的调变相位Φ。使用的特定截止频率502、506可变化，并且相较于图5A至图5B所示的关系而具有与主导周期分量404的不同关系。
参考图1，在实施方式中，使用带通滤波器，诸如本文关于图5A至图5B描述的带通滤波器对由一个或多个驱动单元137生成的扭矩信号进行滤波可将相移引入扭矩组件信号中。此类滤波器诱发的相移可降低使用本文所述的方法生成的调变相位Φ的准确度。因此，在实施方式中，存储器152可包括滤波器补偿逻辑，该滤波器补偿逻辑被配置为使经滤波扭矩求和信号相移达补偿与带通滤波器相关联的滤波器诱发的相移所需的量。在实施方式中，包括多个不同主要频率分量(例如，在不同频率)的多个扭矩求和信号使用带通滤波器滤波，并且每一扭矩求和信号的相移使用所建立的滤波理论代数表达来确定。基于与主导周期分量404(参见图4B)相关联的频率，该相关可用于计算相移，该相移用于处理经滤波扭矩信号。
图6A描绘由一个或多个驱动单元137(参见第1A图)生成的原始扭矩求和信号的时间序列曲线图602。图6B描绘经滤波扭矩求和信号的时间序列曲线图604，该经滤波扭矩求和信号表示由本文关于图5A和图5B中描述的带通滤波器进行滤波且随后经相移以补偿滤波器诱发的相移的描绘于图6A中的原始扭矩求和信号。如图所示，经滤波扭矩求和信号为具有与主导周期分量404相关联的周期的通常平滑周期性信号(参见图4B)。如图6B所示，经滤波信号的振幅相较于与主导周期分量404相关联的频率以较低频率周期性地变化。在不希望受理论约束的情况下，相信，振幅上的此类周期性变化为第一拉边机132a与第二拉边机132b之间的机械相互作用的结果。描绘于图6B中的经滤波扭矩求和信号提供基线以建立与经由一个或多个驱动单元137生成的电动滚筒位置信号的时间延迟。
图7描绘了时间序列曲线图680，包括以下各者的叠加：由一个或多个驱动单元137生成的原始扭矩求和信号700、经滤波扭矩求和信号702、经由一个或多个驱动单元137生成的电动滚筒位置信号704，以及与经滤波扭矩求和信号702和电动滚筒位置信号704的对应部分相关联的时间延迟706。如图7所示，电动滚筒位置信号704包括锯齿形函数，其中信号的振幅从一个或多个驱动单元137的旋转位置处于0°时的最小值变化至一个或多个驱动单元137的旋转位置恰小于360°时的最大值。最大值与最小值之间的转变(在电动滚筒位置信号704中描绘为竖直线)表示第一拉边机132a和第二拉边机132b中的一者(参见图1)完成旋转的时间点。
参考图1和图7，原始扭矩求和信号700可表示在第一拉边机132a和第二拉边机132b的旋转期间由一个或多个驱动单元137生成的扭矩信号的和。例如，原始扭矩求和信号700可表示由以下两者的和：使第一拉边机132a绕第一旋转轴线140a旋转的第一驱动单元生成的第一扭矩信号和使第二拉边机132b绕第二旋转轴线140b旋转的第二驱动单元生成的第二扭矩信号。经滤波扭矩求和信号702可通过使用带通滤波器(如本文关于图5A和图5B描述的带通滤波器)处理原始扭矩求和信号700来生成。原始扭矩求和信号700和经滤波扭矩求和信号702相对于参考值归一化。
如图7所示，经滤波扭矩求和信号702与电动滚筒位置信号704之间的时间延迟706可通过计算以下两者之间的差来确定：第一拉边机132a与第二拉边机132b中的一者正在完成回转(或旋转周期)的第一时间点和经滤波扭矩求和信号702开始变化周期的第二时间点。在实施方式中，经滤波扭矩求和信号702在经滤波扭矩求和信号702包括平均值时开始变化周期，经滤波扭矩求和信号702的振幅围绕该平均值周期性地振荡。在实施方式中，时间延迟706的值可通过使时间延迟706的值乘以感兴趣主导频率来转换为本文所述的调变相位Φ，如由图4B中的分量404所描绘。
在实施方式中，时间延迟706的值针对电动滚筒位置信号704和经滤波扭矩求和信号702中的每一者的多个连续周期进行计算，并且该值的平均值用于计算本文所述的调变相位Φ。在多个循环内对时间延迟706的多个值求平均可有益地产生对时间延迟的更准确的估计，并且因此相较于依赖于时间延迟706的单一计算来计算调变相位Φ的实施方式，产生使厚度波动减小达较大程度的调变相位Φ的计算。在实施方式中，控制器150基于与具有特定值的经滤波扭矩求和信号702和电动滚筒位置信号704相关联的测量时间(例如，经滤波扭矩求和信号702包括平均值或中间值的时间和电动滚筒位置信号704包括最大值或最小值的时间)自动地计算时间延迟706的值。
图8描绘了使用扭矩求和信号调变玻璃成型设备的拉边机的旋转速率的方法800的流程图。方法800可由本文关于图1至图3描述的设备10的控制器150执行。因此，现将参考图1至图3中描绘的各种部件以协助对方法800的描述。方法800的执行可产生相较于第一拉边机130a和第二拉边机130b以恒定旋转速度操作的情况而具有更均匀的厚度166的玻璃带12。虽然本文参考第一拉边机组件130a，但方法800可被执行以控制第二拉边机组件130b和设备10中的任何其他拉边机组件中拉边机的旋转。
在框802处，控制器150接收与设置在玻璃带12的任一侧上的拉边机相关联的扭矩信号。例如，控制器150可接收由一个或多个驱动单元137生成的扭矩信号，该一个或多个驱动单元用于使本文所述的第一拉边机组件130a的第一拉边机132a和第二拉边机132b旋转。在实施方式中，控制器150可接收与特定拉边机对相关联的单一扭矩信号。例如，在实施方式中，单一驱动单元可用于使第一拉边机132a和第二拉边机132b两者旋转，使得单一扭矩信号(表示扭矩求和信号)由控制器150接收。在此类实施方式中，控制器可通过从单一驱动单元接收扭矩信号来生成扭矩求和信号。
在框804处，控制器150组合在框802处接收的扭矩信号为扭矩求和信号。例如，在单独驱动单元(例如，单独马达)用于使第一拉边机132a和第二拉边机132b旋转的实施方式中，扭矩信号可由每个驱动单元生成。每个别扭矩信号可由控制器150接收，并且由控制器组合成扭矩求和信号。扭矩求和信号可使用如本文关于图5A至图5B描述的带通滤波器进行滤波，以移除在与第一拉边机132a和第二拉边机132b的目标旋转速度(例如，目标旋转速度可基于玻璃带12的期望的拉制速度)相关联的预定频率范围之外的频率分量。在滤波之后，经滤波扭矩求和信号可基于与带通滤波器相关联的预定的滤波器诱发的相移而进行相移。经滤波且相移的扭矩求和信号可然后用于确定调变相位Φ，如本文所述。
在框806处，控制器150以时间相关方式调变第一拉边机132a和第二拉边机132b的第一旋转速率ω1和第二旋转速率ω2以抵消扭矩求和信号的变化。如本文所述，扭矩求和信号随时间增大的时间间隔可指示可变分离距离144(参见图3A)正在减小。在此类时间间隔期间，控制器150可增大第一拉边机132a和第二拉边机132b的旋转速度(例如，增大第一旋转速率ω1和第二旋转速率ω2)以维持玻璃移动通过第一拉边机组件130a的速率。扭矩求和信号随时间减小的时间间隔可指示可变分离距离(参见图3B)正在增大。在此类时间间隔期间，控制器150可减小第一拉边机132a和第二拉边机132b的旋转速度(例如，减小第一旋转速率ω1和第二旋转速率ω2)。在实施方式中，控制器150可提供控制信号，这些控制信号基于扭矩求和信号的趋势来使第一旋转速率ω1和第二旋转速率ω2增大或减小预定量(例如，存储在查找表中)。例如，如果扭矩求和信号在预定时间段上增大临限量值(例如，第一拉边机132a和第二拉边机132b的回转周期的大约四分之一)，则控制器150可增大第一旋转速率ω1和第二旋转速率ω2，直至检测到扭矩求和信号的振幅减小。第一旋转速率ω1和第二旋转速率ω2的调变程度可与扭矩求和信号的增大或减小的程度成比例地变化。第一旋转速率ω1和第二旋转速率ω2的调变在第一拉边机132a和第二拉边机132b的旋转时间段内可产生对玻璃带厚度具有更小影响的可变分离距离144(参见图3A)。调变减小第一拉边机132a和第二拉边机132b的形状不是完美倒圆的影响。
在实施方式中，控制器150周期性地调变第一旋转速率ω1和第二旋转速率ω2。在此类实施方式中，当扭矩信号在框802处由控制器150初始接收到时，第一拉边机132a和第二拉边机132b可以标称目标角速率ωN旋转。第一旋转速率ω1和第二旋转速率ω2的周期性调变可致使第一拉边机132a和第二拉边机132b以取决于角位置的速率(例如，如通过由本文所述的一个或多个驱动单元137生成的电动滚筒位置信号测量的)旋转。例如，在实施方式中，控制器150使一个或多个驱动单元137以角速度旋转，该角速度取决于第一拉边机132a和第二拉边机132b的角位置而变化。可识别扭矩求和信号正在增大到高于平均值或减小到低于平均值的第一拉边机132a和第二拉边机132b的角位置，并且第一旋转速率ω1和第二旋转速率ω2可取决于扭矩求和信号不同于在特定角位置处的平均值的程度而增大到高于或减小到低于标称角速率ωN。
在实施方式中，控制器150根据本文中的等式1周期性地调变第一旋转速率ω1和第二旋转速率ω2。在此类实施方式中，控制器150可执行图9中描绘的方法900以生成针对本文所述的调变振幅A和调变相位Φ参数的值。在框902处，控制器150可基于电动滚筒位置信号与扭矩求和信号之间的时间延迟来确定等式1中的调变相位Φ。例如，控制器150可使用类似于上文关于图7讨论的程序而使用经由与一个或多个驱动单元137相关联的编码器生成的经滤波且相移的扭矩求和信号和电动滚筒位置信号来计算时间延迟-(例如，通过确定电动滚筒位置信号指示旋转周期的开始的时间与扭矩求和信号为平均值或中间值的时间之间的时间差)。在实施方式中，控制器150可包括验证如本文所述的那样计算的调变相位Φ的验证逻辑。例如，使用估计的调变相位Φ，控制器可使用估计的调变相位Φ来对先前测量的扭矩求和信号进行相移。控制器150可将经相移扭矩求和信号与电动滚筒位置信号比较以确定估计的调变相位Φ是否满足容差。如果未满足容差，则调变相位Φ可通过测量扭矩求和信号和电动滚筒位置信号的附加循环来进行重新估计。
在框904处，控制器150可确定等式1中的调变振幅A。调变振幅A可使用递增地增大调变振幅A的试错技术来确定。在调变振幅A保持恒定的时间段期间，控制器150可监视厚度166(例如，使用来自厚度传感器160的测量结果)。例如，控制器150可连续地监视厚度166，并且在预定测量时间段(例如，5秒、10秒、30秒、1分钟、3分钟、5分钟、10分钟、30分钟、1小时、2小时)内确定玻璃带12的厚度范围。经测量厚度范围可与与先前调变振幅A相关联的先前测量值进行比较。如果厚度范围的减小经测量，则控制器A可使调变振幅A增大预定增量(例如，0.1、0.2、0.3、0.4)并确定增大的调变振幅A是否造成厚度范围的进一步减小。如果调变振幅A的特定值引起厚度范围的观察到的增大，则控制器150可将调变振幅A减小到先前值(例如，观察到厚度范围的减小的调变振幅A的最后一个值)。控制器150可使用固定或可变增量来递增地增大调变振幅A，直至不再观察到厚度变化的减小(或范围)。由控制器150使用以更新调变振幅A的增量可取决于观察到的厚度变化的减小程度而变化。
实施例
本文所述的实施方式将由以下实施例进一步阐明。图10描绘使用本文中的等式1调变拉边机的旋转速率时的实验结果的曲线图1000。实验结果在制造CorningNXT玻璃期间实现。调变相位Φ使用本文关于图7描述的方法来确定。曲线图1000中的线1002表示玻璃带的经测量厚度的移动窗范围。竖直线1006、1008、1010、1012、1014、1016、1018和1020表示当调变振幅A根据本文关于图9描述的方法900增大时的时间点。
在到竖直线1006的左侧的时间段期间，拉边机的旋转速率未调变。如图所示，实质上对于该整个时间段，厚度的移动窗范围大于或等于4微米(μm)。在竖直线1006与竖直线1008之间，调变振幅A设定为0.3。因此，厚度的移动窗范围在该时间窗内小于4μm。因此，调变振幅A在竖直线1008处增大到0.5，这造成厚度的移动窗范围的进一步减小。继续观察到厚度的移动窗范围的此类减小，直至调变振幅在竖直线1012之后设定为0.9。在竖直线0.9与1.1之间，厚度的移动窗范围经测量为小于3.0μm从而表示相较于非调变情况的实质改善。一旦调变振幅A在竖直线1014处增大到1.1，厚度的移动窗范围就增大到高于调变振幅A为0.9时厚度的移动窗范围。调变振幅A在竖直线1016处进一步增大到1.3造成厚度的移动窗范围的进一步增大。因此，在竖直线1018处，调变振幅A减小到1.1，其中相较于当调变振幅A为1.3时，再次观察到厚度的移动窗范围的减小。因此，调变振幅A进一步减小到0.9，其中观察到厚度的初始最小移动窗范围。前述实施例展示可如何确定调变振幅A造成玻璃带的厚度变化的实质减小。
鉴于前述内容，已经示出并描述了操作玻璃制造设备的拉边机的驱动单元的方法。以时间相关方式调变拉边机的旋转速率以抵消扭矩求和信号的观察到的变化已经被示出为实质上减小由具有不同横截面形状的拉边机导致的厚度波动。扭矩求和信号有益地用作由其变化的横截面形状造成的在拉边机之间的可变分离距离的代理，从而指示拉边机的旋转速率可增大或减小到高于标称目标速率以维持通过拉边机的玻璃流的时间段，从而引起玻璃带的厚度变化减小并产生具有更均匀的厚度的玻璃片。
将对本领域技术人员显而易见的是，在不脱离所要求保护的主题的精神和范围的情况下，可对本文所述的实施方式做出各种修改和变化。因此，本说明书旨在涵盖本文所述的各种实施方式的修改和变化，只要此类修改和变化在权利要求书及其等效物的范围内即可。

Claims (20)

1.一种制造玻璃的方法，包括：
从一定量的熔融材料形成玻璃带，所述玻璃带包括第一表面和第二表面；
使所述第一表面与第一拉边机接触并使所述第二表面与第二拉边机接触；
使所述第一拉边机以第一旋转速率旋转并使所述第二拉边机以第二旋转速率旋转；
生成表示施加到所述第一拉边机的扭矩的第一扭矩信号和表示施加到所述第二拉边机的第二扭矩的第二扭矩信号；
生成所述第一扭矩信号和所述第二扭矩信号的扭矩求和信号；以及
以时间相关方式调变所述第一旋转速率和所述第二旋转速率以抵消所述扭矩求和信号的变化。
2.如权利要求1所述的方法，其中以时间相关方式调变所述第一旋转速率和所述第二旋转速率包括：通过使用如下等式计算目标旋转速率ωT来周期性调变所述第一旋转速率和所述第二旋转速率：
ωT＝A*sin(θ1,2+Φ)+ωN，
其中A为调变振幅，Θ1,2为所述第一拉边机或所述第二拉边机的角位置，Φ为调变相位，并且ωN为所述第一拉边机和所述第二拉边机的目标旋转速率。
3.如权利要求2所述的方法，进一步包括通过以下操作来确定所述调变相位：
确定在表示所述角位置的滚筒位置信号与所述扭矩求和信号之间的时间延迟；以及
将所述时间延迟转换为相位角。
4.如权利要求3所述的方法，进一步包括：在确定所述调变相位之前，使用包括上限截止频率和下限截止频率的带通滤波器对所述扭矩求和信号进行滤波，其中ωN在所述上限截止频率与所述下限截止频率之间。
5.如权利要求2所述的方法，进一步包括：
感测在所述第一拉边机和所述第二拉边机下游的所述玻璃带的厚度；以及
基于所述玻璃带的所述厚度来确定所述调变振幅A。
6.如权利要求5所述的方法，其中确定所述调变振幅A包括：
使用所述调变振幅A的第一值来周期性地调变所述第一角速率和所述第二角速率；
确定所述第一值是否造成所述玻璃带的厚度变化的减小；以及
如果所述第一值造成所述玻璃带的厚度变化的减小，则增大所述调变振幅A，直至不再观察到所述厚度变化减小。
7.如权利要求1所述的方法，其中所述第一拉边机和所述第二拉边机包括不同横截面形状，使得所述第一拉边机与所述第二拉边机之间的分离距离随所述第一拉边机和所述第二拉边机的旋转而周期性地变化。
8.如权利要求7所述的方法，其中所述扭矩求和信号用作所述分离距离的代理，使得当所述扭矩求和信号大于平均扭矩值时，所述分离距离大于平均距离。
9.如权利要求1所述的方法，其中所述调变所述第一旋转速率和所述第二旋转速率以抵消所述扭矩求和信号的变化包括：
在所述分离距离增大的时间段期间，减小所述第一旋转速率和所述第二旋转速率中的至少一者；以及
在所述分离距离减小的时间段期间，增大所述第一旋转速率和所述第二旋转速率中的至少一者。
10.如权利要求1所述的方法，其中所述调变所述第一旋转速率和所述第二旋转速率以抵消所述扭矩求和信号的变化使所述玻璃带的移动窗厚度范围减小到低于所述第一旋转速率和所述第二旋转速率未调变时实现的移动窗厚度范围。
11.一种制造玻璃的方法，包括以下步骤：
从一定量的熔融材料形成玻璃带，所述玻璃带包括第一表面和第二表面；
使所述第一表面与第一拉边机接触并使所述第二表面与第二拉边机接触，其中所述第一拉边机和所述第二拉边机包括不同横截面形状，使得所述第一拉边机与所述第二拉边机之间的分离距离取决于所述第一拉边机和所述第二拉边机旋转的速率而周期性地变化；
分别以第一旋转速率和第二旋转速率驱动所述第一拉边机和所述第二拉边机，
生成表示施加到所述第一拉边机和所述第二拉边机的总扭矩的扭矩求和信号；
确定所述扭矩求和信号与表示所述第一旋转位置和所述第二旋转位置中的一者或多者的电动滚筒位置信号之间的时间延迟；以及
基于所述时间延迟、所述第一旋转位置和所述第二旋转位置来更新所述第一旋转速率和所述第二旋转速率。
12.如权利要求11所述的方法，其中所述更新包括以时间相关方式调变所述第一旋转速率和所述第二旋转速率。
13.如权利要求12所述的方法，其中所述调变包括通过使用以下等式计算目标旋转速率ωT来周期性地调变所述第一旋转速率和所述第二旋转速率：
ωT＝A*sin(θ1,2+Φ)+ωN，
其中A为调变振幅，Θ1,2为所述第一拉边机或所述第二拉边机的角位置，Φ为从所述时间延迟确定的调变相位，并且ωN为所述第一拉边机和所述第二拉边机的目标旋转速率。
14.如权利要求13所述的方法，进一步包括：
感测在所述第一拉边机和所述第二拉边机下游的所述玻璃带的厚度；以及
基于所述玻璃带的所述厚度来确定所述调变振幅A。
15.如权利要求14所述的方法，其中确定所述调变振幅A包括：
使用所述调变振幅A的第一值来周期性地调变所述第一角速率和所述第二角速率；
确定所述第一值是否造成所述玻璃带的厚度变化的减小；以及
如果所述第一值造成所述玻璃带的厚度变化的减小，则增大所述调变振幅A，直至不再观察到所述厚度变化减小。
16.如权利要求11所述的方法，其中所述扭矩求和信号用作所述分离距离的代理，使得当所述扭矩求和信号大于平均扭矩值时，所述分离距离大于平均距离。
17.如权利要求16所述的方法，其中所述更新包括增大所述第一旋转速率。
18.一种玻璃制造设备，包括：
成型主体，所述成型主体被配置为从一定量的熔融材料形成玻璃带，所述玻璃成型主体限定从所述成型主体延伸的拉制路径，所述玻璃带可沿所述拉制路径形成；
拉边机组件，所述拉边机组件包括定位在所述拉制路径的任一侧上的一对拉边机，所述一对拉边机包括具有第一横截面形状的第一拉边机和具有第二横截面形状的第二拉边机，所述第一横截面形状与所述第二横截面形状有所不同，使得所述第一拉边机和所述第二拉边机彼此分离开分离距离，所述分离距离取决于所述第一拉边机和所述第二拉边机旋转的速率而变化；
一个或多个驱动单元，所述一个或多个驱动单元机械耦接到所述第一拉边机和所述第二拉边机并被配置为使所述第一拉边机绕第一旋转轴线以第一旋转速率旋转并使所述第二拉边机绕第二旋转轴线以第二旋转速率旋转，所述一个或多个驱动单元被进一步配置为生成表示施加到所述第一拉边机的第一扭矩的第一扭矩信号和表示施加到所述第二拉边机的第二扭矩的第二扭矩信号；以及
控制器，所述控制器通信耦接到所述一个或多个驱动单元并可操作以：
从所述第一扭矩信号和所述第二扭矩信号生成扭矩求和信号；以及
使用所述扭矩求和信号来调变所述第一旋转速率和所述第二旋转速率，使得所述第一旋转速率和所述第二旋转速率与所述可变分离距离成反比。
19.如权利要求18所述的设备，进一步包括厚度传感器，所述厚度传感器被配置为感测在所述第一拉边机和所述第二拉边机下游的所述玻璃带的厚度，所述控制器可操作以基于所述玻璃带的所述厚度来调变所述第一旋转速率和所述第二旋转速率。
20.如权利要求19所述的设备，其中所述控制器可操作以使用基于所述扭矩求和信号与由所述一个或多个驱动单元生成的电滚动位置信号之间的时间延迟计算的调变相位来周期性地调变所述第一旋转速率和所述第二旋转速率，所述电动滚筒位置信号表示所述第一拉边机或所述第二拉边机中的至少一者的旋转位置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3335291B2 (ja) * 1997-04-16 2002-10-15 ホーヤ株式会社 ガラス板の製造方法及び製造装置
JP5076443B2 (ja) * 2006-10-24 2012-11-21 日本電気硝子株式会社 ガラスリボンの製造装置及びその製造方法
US8627684B2 (en) * 2007-10-29 2014-01-14 Corning Incorporated Pull roll apparatus and method for controlling glass sheet tension
US9038418B2 (en) * 2012-09-25 2015-05-26 Corning Incorporated Apparatuses for manufacturing glass and methods of managing pulling forces applied to glass ribbon
DE102013110803A1 (de) * 2013-09-30 2015-04-02 Schott Ag Verfahren zur Weiterverarbeitung von Dünnglas und verfahrensgemäß hergestelltes Dünnglas

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