日用玻璃制瓶机模具MTC控制技术

摘要：针对目前行列制瓶机有初模模具温度波动范围大，造成瓶体质量有缺陷的问题，简要分析出现的原因及解决办法，同时介绍控制系统解决温度稳定性的方法，以及以此带来的良好经济效益。

关键词：制瓶机;MTC系统

一、行列机制瓶机介绍

行列式制瓶机，在国外称为I.S制瓶机，是用来生产各种玻璃容器的自动制瓶机。据统计，目前世界上生产玻璃瓶罐的成形机中，行列机约占百分之六十，它所生产的产品数量占全部玻璃瓶罐的百分之八十以上。

行列机根据其成型工艺一般划分为吹—吹法（制造小口瓶）和压—吹法两种生产类型：

吹-吹法成型工艺过程。吹-吹法多用于小口径玻璃瓶罐的制造，其工艺过程为：装料→扑气→倒吹气（初型吹胀→雏形翻转→正吹气与瓶罐固化冷却→钳瓶→冷却输送。

机压-吹法成型工艺过程。压-吹法多用于大口径玻璃瓶罐的制造，其工艺过程为：装料→冲压制取雏形→雏形吹胀→雏（初）型瓶翻送→正吹气与固化冷却→钳瓶→冷却输送。

二、问题的提出

玻璃瓶罐缺陷种类很多，产生这些缺陷的原因多种多样，这些缺陷的产生，也往往由于成型机械的不同或成型方式的不同而又有别。如何正确的鉴别这些缺陷，以便采取迅速有效的措施消除之，是行列制瓶机操作工人的主要技术技能之一。初模温度变化的影响特别是对垂直方向瓶壁厚薄的影响非常大，为了提高产品质量、产量等问题，现从 “初型模温度自动控制系统”简要介绍初模模具冷却问题的研究。初模模具的结构分为三部分：1、BAFFLE：闷头部位;2、MIDDLE：中部;3、NECK：瓶口部位

关于瓶身不圆度的超标，一般可总结为以下三种情况产生的缺陷。

A.玻璃温度和模具温度均高

由于模具的冷却不足，则由玻璃自然流动性造成变形。这种情况除了使供料道中的玻璃温度降至合适，在配置上有窍门，口钳翻至成型侧时，正吹气晚给一些，行列制瓶机模底、成模都采用垂直冷却，成模接触时间变短，由玻璃传给成模的热量减少。模具温度在垂直冷却的作用下，很快会降至合理的成型温度。

B.玻璃温度高而模具温度偏低

玻璃温度高时，为加大其散热，就必须加强对模具的冷却。但这样冷却容易造成局部过冷，使玻璃温度降低不均匀，产生壁厚不良，有时会造成不圆度超标。

C.玻璃温度和模具温度均低

玻璃温度和模具温度均低的场合导致全体玻璃成型不真。不圆度超标。此情况在高速机、大出料量的供料道很少出现。往往是一些特殊原因和操作失误，造成供料道中的玻璃液温度远低于成型温度。由于玻璃瓶生产的连续性，一旦生产上出现此种情况，料温恢复过程需要较长时间。

同时制瓶机周围环境温度对初模温度的影响也不容小觑，同样冷却时间也会因为昼夜温度变化使模具温度产生变化。

这里我们主要分析模具温度偏高和偏低时对瓶体质量的分析及解决方法，如图1所示为初模温度偏高和偏低时的瓶休厚度分布情况。

初模温度变化所造成的壁厚度分析。以瓶壁1.0mm的轻量瓶为例，在瓶身垂直方向上温度分别为440℃和420℃时对瓶壁厚度的影响，在瓶子高度为180mm时，温度变化对瓶壁厚度影响明显，此处也是相对比较薄弱的地方。

三、初模的温度控制方法

由以上的分析及比较得出，初模模具温度对瓶子本身质量有着十分重要的影响，控制制瓶机的初模温度对提高瓶子的质量有很大帮助。那么有效的控制周围环境及操作人员的经验水平对产品质量的影响呢？这就提出了单独对初模模具进行冷却的控制系统。常见的初模的温度控制有两种，一种是风机控制，也称为源头控制;另一种是MTC控制，也称为终端控制。

MTC控制方法是在轻量化瓶罐生产过程中的一系列研究、摸索和总结，开发出了初模温度自动控制系统MTC（Mould Temperature Control），通过对初模冷却时间的自动控制，使初模温度保持在一定温度，达到瓶壁分布厚度的均匀稳定，MTC可使瓶壁厚分布均匀稳定，具有输入操作简单、温度变化过程记录、各组初模分别自动控制且温度控制可在±2℃的高精度范围内。自动和手动控制两种模式、转产后快速稳定初模温度;各组初模温度单独控制等特征：

MTC控制

MTC控制是属于终端控制，是通过各组初模的冷却调整达到设定的初模温度，以保证每个模具控制在合理范围内。即某一初模模具温度过高时，由热电偶采集上来的信号传入PLC，在PLC内和预先设定的温度比较，如果温度高于设定值，则加大冷却时间，如果温度低于设定值，则减小冷却时间。以此来达到有效控制初模温度。

MTC控制系统构成由电脑，控制柜及显示面板组成。如图2所示：

MTC系统通过采集行列機电子定时信号、温控表输出信号和本系统的电脑设定参数，输出给专用控制模块，可进行编程，经过对这三种输入信号进行处理，输出一个开关信号控制电磁阀调节初模风板打开的时间以达到控制初模温度的目的。该系统能够控制初模温度变化在正负2度以内，每组可单独控制，通过使用该系统可以降低瓶身肩部以下的壁薄、偏薄以及口部不圆和瓶身皱纹的产生，有效地提高了产品的质量和产量。

这个装置的最大效果之一就是相比于市面上的制瓶机的冷却装置，能极大地提高冷却效率，提升冷却效果，在比较低的投资基础上明显的提高产品质量。通过MTC系统对初模温度的自动控制，能够实现：

1.成品率的提高;

2.瓶壁厚度分布均匀度改善;

3.皱纹、条文的减少;

4.尺寸偏差现象减少;

5.转产后快速稳定初模温度;

6.成型故障减少。

四、结束语

日用玻璃行业是微利行业，特别是生活日常使用瓶罐是以量取胜的行业，日常消耗数量巨大。为了提高生产速度及产品产量，必须从一点一滴入手，即使是一个很小的技术改革，如果能够对产量有百分之一的提高，那么效益就是非常可观的，所以在玻璃行业更能体现“科技就是生产力”的道理。通过MTC系统对初模模具的冷却，模具温度非常好的控制在合理范围内，这就大大减少了不合格产品率的发生，提高的产品质量，同时也提高了产品的生产速度。增强了企业的市场适应能力和竞争能力，实现了企业内部产业结构的更新调整，有力地支撑和推动了企业的发展，以适应市场竞争需求。

参考文献

[1]翁维勤等.过程控制系统及工程（第二版）北京化学工业出版社2005.4

[2]王进.调整行更机要定时设置克服啤酒瓶三种缺陷的一点体会 玻璃与搪瓷2010.6

[3]索坤日用玻璃玻璃制瓶机说明书。

作者简介：李小林（1974—），男，民族：汉，籍贯：河北昌黎，本科，硕士，高级工程师，研究方向：玻璃机械设备。