AT11771U1 - Vorrichtung zum erfassen des umrisses und allfälliger fehlstellen einer flachglasscheibe - Google Patents

Abstract

Es wird eine Vorrichtung zum Erfassen des Umrisses und allfälliger Fehlstellen einer Flachglasscheibe (1) mit einem Förderer (2) für die Flachglasscheibe (1), mit einer dem Förderer (2) zugeordneten, digitalen Bilderfassungseinrichtung (3) zur optischen Erfassung der Flachglasscheibe (1), mit einer der digitalen Bilderfassungseinrichtung (3) bezüglich der Flachglasscheibe (1) gegenüberliegenden, aus Leuchtdioden (6) mit einer nachgeschalteten Optik (7) zur Gleichrichtung des gegen die Flachglasscheibe (1) abgestrahlten Lichts aufgebauten Beleuchtungseinrichtung (4) für die Flachglasscheibe (1) im Bilderfassungsbereich und mit einer Auswerteschaltung (12) für die von der digitalen Bilderfassungseinrichtung (4) aufgenommenen Daten beschrieben. Um eine vorteilhafte Umriss- und Fehlstellenerfassung zu ermöglichen, wird vorgeschlagen, dass die Bilderfassungseinrichtung (3) wenigstens zwei sich über die quer zur Vorschubrichtung (5) erstreckende Breite der Flachglasscheibe (1) erstreckende Reihen (9, 10) von mit Abstand hintereinander angeordneten, gegeneinander reihenweise auf Lücke versetzten Zeilensensoren (8) umfasst, dass die Leuchtdioden (6) Licht in einem vom Glas der Flachglasscheibe (1) zum Teil absorbierenden Infrarotbereich abstrahlen und dass den Zeilensensoren (8) Interferenzfilter (13) vorgeschaltet sind.

Description

österreichisches Patentamt AT 11 771 U1 2011-04-15

Beschreibung [0001] Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Erfassen des Umrisses und allfälliger Fehlstellen einer Flachglasscheibe mit einem Förderer für die Flachglasscheibe, mit einer dem Förderer zugeordneten, digitalen Bilderfassungseinrichtung zur optischen Erfassung der Flachglasscheibe, mit einer der digitalen Bilderfassungseinrichtung bezüglich der Flachglasscheibe gegenüberliegenden, aus Leuchtdioden mit einer nachgeschalteten Optik zur Gleichrichtung des gegen die Flachglasscheibe abgestrahlten Lichts aufgebauten Beleuchtungseinrichtung für die Flachglasscheibe im Bilderfassungsbereich und mit einer Auswerteschaltung für die von der digitalen Bilderfassungseinrichtung aufgenommenen Daten.

[0002] Um die Herstellung von Flachglasscheiben zu überwachen, ist es unter anderem notwendig, die Umrisse der Flachglasscheiben und allfällige Fehlstellen einschließlich Schmutzstellen zu erfassen. Zu diesem Zweck ist es bekannt, die Flachglasscheibe auf einem Förderer unter einer digitalen Bilderfassungseinrichtung durchzufördern, der eine Beleuchtungseinrichtung für die Flachglasscheibe zugeordnet ist. Damit ein größerer Bereich der Flachglasscheibe von der Bilderfassungseinrichtung abgetastet werden kann, wird die Bilderfassungseinrichtung, üblicherweise eine digitale Kamera, in einem entsprechenden Abstand von der Flachglasscheibe angeordnet. Nachteilig ist dabei, dass aufgrund des Öffnungswinkels des Objektivs die Auswertung der optisch erfassten Daten zur Lagebestimmung des Umrissverlaufs und allfälliger Fehlstellen von der jeweiligen Entfernung des Objektivs von der Flachglasscheibe bzw. von der Dicke der Flachglasscheibe abhängt. Außerdem ist die Erfassung des Umrissverlaufs unter sich ändernden Bildwinkeln unter Umständen zu ungenau. Dazu kommt, dass die Vorschubgeschwindigkeit für die Flachglasscheibe zur ordnungsgemäßen Datenerfassung und -auswertung beschränkt werden muss. Es ist zwar bereits bekannt (WO 2008/083497 A1), die Fehlstellen eines Flachglases im Durchlicht zu erfassen, indem die Beleuchtungseinrichtung der digitale Bilderfassungseinrichtung bezüglich der Flachglasscheibe gegenüberliegend angeordnet und aus Leuchtdioden mit einer nachgeschalteten Optik zur Gleichrichtung des gegen die Flachglasscheibe abgestrahlten Lichts aufgebaut wird, doch ist zur Erfassung des Durchlichtbilds ein telezentrisches Linsensystem erforderlich, das einen erheblichen konstruktiven Aufwand bedingt, ohne die mit dem Öffnungswinkel des Objektivs einer digitalen Kamera verbundenen Nachteile sowie die Beschränkung der Vorschubgeschwindigkeit zufolge der notwendigen Datenerfassung und -auswertung vermeiden zu können.

[0003] Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs geschilderten Art zum Erfassen des Umrisses und allfälliger Fehlstellen einer Flachglasscheibe so auszugestalten, dass eine vom Öffnungswinkel eines Objektivs der Bilderfassungseinrichtung unabhängige Erfassung der optischen Daten zur Lagebestimmung des Umrissverlaufs und allfälliger Fehlstellen möglich wird, und zwar auch bei hohen Vorschubgeschwindigkeiten der Flachglasscheibe.

[0004] Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe dadurch, dass die Bilderfassungseinrichtung wenigstens zwei sich über die quer zur Vorschubrichtung erstreckende Breite der Flachglasscheibe erstreckende Reihen von mit Abstand hintereinander angeordneten, gegeneinander reihenweise auf Lücke versetzten Zeilensensoren umfasst und dass den Zeilensensoren Interferenzfilter vorgeschaltet sind.

[0005] Da das von den Leuchtdioden abgestrahlte und durch die nachgeschaltete Optik gleichgerichtete Licht die Flachglasscheibe senkrecht durchsetzt bedarf die Bilderfassungseinrichtung keines aufwendigen Objektivs und findet mit lichtempfindlichen Sensoren das Auslangen, die zu Zeilensensoren zusammengefasst sind. Mit Hilfe des gleichgerichteten Durchlichts werden somit der Umrissverlauf der Flachglasscheibe und allfällige Fehlstellen in einfacher Weise entsprechend einer Parallelprojektion optisch erfasst, was hohe Vorschubgeschwindigkeiten für die Flachglasscheibe ermöglicht, ohne Einbußen hinsichtlich der Genauigkeit der Lageerfassung des Umrissverlaufs und der Fehlstellen befürchten zu müssen, weil eben aufgrund der Parallelprojektion die jeweilige Lage der das optische Signal aufnehmenden Zelle des Zeilen- 1/7 österreichisches Patentamt AT 11 771 U1 2011-04-15 sensors der das optische Signal auslösenden Stelle der Flachglasscheibe in Bezug auf die quer zum Vorschub der Flachglasscheibe verlaufende Breite entspricht, sodass zur Lageerfassung in der Auswerteschaltung lediglich die Zusatzinformation des Vorschubwegs der Flachglasscheibe erforderlich ist, der mit hoher Genauigkeit einfach gemessen werden kann. Da die Ausbildung von Zeilensensoren, die sich über die gesamte Breite der Flachglasscheibe erstrecken aufwendig ist, werden wenigstens zwei sich über die quer zur Förderrichtung erstreckende Breite der Flachglasscheibe erstreckende Reihen von mit Abstand miteinander angeordneten Zeilensensoren vorgesehen, die gegeneinander reihenweise auf Lücke versetzt sind, sodass mit vergleichsweise kurzen Zeilensensoren auch Flachglasscheiben mit großer Breite lückenlos erfasst werden können.

[0006] Solche auf Lücke versetzte Zeilensensoren sind an sich bekannt (EP 1 249 530 A2), doch werden sie lediglich zur Erkennung von Löchern und Dickstellen textiler Stoffbahnen eingesetzt, die auf einer durchsichtigen Unterlage oberhalb der Zeilensensoren vorbeigeführt werden, sodass allfällige örtliche Unterschiede in der Lichtdurchlässigkeit der Unterlage und in den Beleuchtungsverhältnissen das Erfassungsergebnis nachhaltig beeinflussen können. Erfindungsgemäß ist daher vorgesehen, dass die Leuchtdioden Licht in einem vom Glas der Flachglasscheibe zum Teil absorbierenden Infrarotbereich abstrahlen und dass den Zeilensensoren ein auf diesen Infrarotbereich abgestimmtes Interferenzfilter vorgeschaltet ist, das die Vorrichtung gegenüber Fremdlicht weitgehend unempfindlich macht. Außerdem wird in diesem Fall der Unterschied der Lichtintensität zwischen dem die Flachglasscheibe durchdringenden Licht und dem Licht außerhalb des Scheibenumrisses verstärkt was die Erkennbarkeit des Umrissverlaufs erleichtert.

[0007] Da vergleichsweise kurze Zeilensensoren die Montage der Bilderfassungseinrichtung erschweren, empfiehlt es sich, die Zeilensensoren zu je zwei Reihen von Zeilensensoren aufweisenden, je für sich an eine Auswerteschaltung angeschlossenen Baueinheiten zusammenzufassen, sodass zum Aufbau der Bilderfassungseinrichtung lediglich die Baueinheiten aus mehreren Zeilensensoren verlegt werden müssen.

[0008] In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand beispielsweise dargestellt. Es zeigen [0009] Fig. 1 eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Erfassen des Umrisses und allfälliger

Fehlstellen einer Flachglasscheibe in einem schematischen Längsschnitt, [0010] Fig. 2 diese Vorrichtung in einem Querschnitt entlang der Linie ll-ll der Fig. 1, [0011] Fig. 3 eine Baueinheit aus mehreren Zeilensensoren in einer vereinfachten Draufsicht in einem größeren Maßstab und [0012] Fig. 4 die Baueinheit nach der Fig. 3 in einer zum Teil aufgerissenen Seitenansicht.

[0013] Wie insbesondere den Fig. 1 und 2 entnommen werden kann, umfasst die dargestellte Vorrichtung zum Erfassen des Umrisses und allfälliger Fehlstellen einer Flachglasscheibe 1 einen Förderer 2 für die Flachglasscheibe 1, eine digitale Bilderfassungseinrichtung 3 und eine Beleuchtungseinrichtung 4 für die Flachglasscheibe 1 im Bilderfassungsbereich. Die Anordnung ist dabei so getroffen, dass die digitale Bilderfassungseinrichtung 3 und die Beleuchtungseinrichtung 4 einander bezüglich der Flachglasscheibe 1 gegenüberliegen, sodass die Flachglasscheibe 1 von der Bilderfassungseinrichtung 3 im Durchlicht abgetastet wird.

[0014] Die Beleuchtungseinrichtung 4 weist über die quer zur Vorschubrichtung 5 verlaufende Breite der Flachglasscheibe 1 verteilte Leuchtdioden 6 auf, denen jeweils eine Optik 7 zur Gleichrichtung des gegen die Flachglasscheibe 1 abgestrahlten Lichts nachgeschaltet ist, wie dies in den Fig. 1 und 2 angedeutet ist. Zum Erfassen nicht nur des Umrissverlaufs der Flachglasscheibe 1, sondern auch vom Fehlstellen in der Flachglasscheibe 1 einschließlich von Verschmutzungen setzt sich die digitale Bilderfassungseinrichtung aus einzelnen Zeilensensoren 8 zusammen, die vorzugsweise aus ladungsgekuppelten Elementen (CCDs) aufgebaut und in zumindest zwei Reihen 9 und 10 mit gegenseitigem Abstand voneinander angeordnet sind, wie dies der Fig. 3 entnommen werden kann. Da diese Zeilensensoren 8 reihenweise gegeneinander auf Lücke versetzt sind, ergibt sich eine lückenlose Erfassung der Flachglasscheibe 1 2/7 österreichisches Patentamt AT 11 771 U1 2011-04-15 über deren Breite. Aus den Fig. 3 und 4 lässt sich außerdem entnehmen, dass die Zeilensensoren 8 bevorzugt zu Baueinheiten 11 zusammengefasst werden können, die je zwei Reihen von Zeilensensoren 8 aufweisen, sodass zum Aufbau der Bilderfassungseinrichtung 3 lediglich die Baueinheiten 11 versetzt werden müssen. Da diese Baueinheiten 11 darüber hinaus für die ihnen zugeordneten Zeilensensoren 8 gesonderte Auswerteschaltungen 12 für die optischen Daten dieser Zeilensensoren 8 umfassen können, wird für die einzelnen Baueinheiten 11 eine parallele, zeitgleiche Datenauswertung möglich, was nicht nur die Datenverarbeitung vereinfacht, sondern auch eine hohe Verarbeitungsgeschwindigkeit für die gesamte Bilderfassungseinrichtung 3 sicherstellt. Da beim Versetzen mehrerer Baueinheiten 11 eine lückenlose optische Erfassung der Flachglasscheibe 1 über deren Breite erforderlich ist, sind auch die Baueinheiten 11 gegeneinander versetzt anzuordnen, wie dies in der Fig. 3 strichpunktiert angedeutet ist.

[0015] Da das von den Leuchtdioden 6 abgestrahlte Licht die Flachglasscheibe 1 gleichgerichtet durchsetzt, und zwar senkrecht zur Flachglasscheibe 1 werden der Umrissverlauf und allfällige Fehlstellen von der Bilderfassungseinrichtung 3 mit Hilfe des Durchlichts in einer Parallelprojektion erfasst, was ein aufwendiges Objektiv für die Bilderfassungseinrichtung 3 erübrigt, sodass die geschilderte Anordnung von Zeilensensoren 8 für eine genaue Festlegung der Ortskoordinaten des Umrissverlaufs und der Fehlstellen ausreicht, wenn zusätzlich entsprechende Daten über den Vorschubweg der Flachglasscheibe 1 vorliegen. Da der Vorschub der Flachglasscheibe 1 in herkömmlicher Weise mit hoher Genauigkeit ermittelt werden kann, können die erfassten optischen Daten der einzelnen lichtempfindlichen Elemente der Zeilensensoren 8 in einfacher Weise einem bestimmten Vorschubweg zugeordnet werden, sodass durch die vorgegebene Lage der lichtempfindlichen Elemente in Bezug auf die quer zur Vorschubrichtung 5 verlaufende Breite der Flachglasscheibe 1 unter Berücksichtigung des jeweiligen Vorschubwegs die Ortskoordinaten des Umrissverlaufs und der Fehl- bzw. Verschmutzungsstellen genau bestimmt werden können.

[0016] Um insbesondere hinsichtlich der Erfassung des Umrissverlaufs einen ausreichenden Kontrast zu erreichen, können Leuchtdioden 6 für Licht in einem vom Glas der Flachglasscheibe 1 zum Teil absorbierenden Wellenlängenbereich eingesetzt werden, vorzugsweise Leuchtdioden für den Infrarot- oder Ultraviolettbereich. Diese Beschränkung auf einen bestimmten Wellenlängenbereich des Lichts bringt außerdem die vorteilhafte Möglichkeit mit sich, Einflüsse von Fremdlicht weitgehend ausschalten zu können, und zwar insbesondere dann, wenn den Zeilensensoren 8 der Bilderfassungseinrichtung 3 auf den jeweiligen Wellenlängenbereich abgestimmte Interferenzfilter vorgeschaltet werden, wie dies in der Fig. 4 angedeutet ist. 3/7

Claims (3)

1. österreichisches Patentamt AT 11 771 U1 2011-04-15 Ansprüche 1. Vorrichtung zum Erfassen des Umrisses und allfälliger Fehlstellen einer Flachglasscheibe (1) mit einem Förderer (2) für die Flachglasscheibe (1), mit einer dem Förderer (2) zugeordneten, digitalen Bilderfassungseinrichtung (3) zur optischen Erfassung der Flachglasscheibe (1), mit einer der digitalen Bilderfassungseinrichtung (3) bezüglich der Flachglasscheibe (1) gegenüberliegenden, aus Leuchtdioden (6) mit einer nachgeschalteten Optik (7) zur Gleichrichtung des gegen die Flachglasscheibe (1) abgestrahlten Lichts aufgebauten Beleuchtungseinrichtung (4) für die Flachglasscheibe (1) im Bilderfassungsbereich und mit einer Auswerteschaltung (12) für die von der digitalen Bilderfassungseinrichtung (4) aufgenommenen Daten, dadurch gekennzeichnet, dass die Bilderfassungseinrichtung (3) wenigstens zwei sich über die quer zur Vorschubrichtung (5) erstreckende Breite der Flachglasscheibe (1) erstreckende Reihen (9, 10) von mit Abstand hintereinander angeordneten, gegeneinander reihenweise auf Lücke versetzten Zeilensensoren (8) umfasst, dass die Leuchtdioden (6) Licht in einem vom Glas der Flachglasscheibe (1) zum Teil absorbierenden Infrarotbereich abstrahlen und dass den Zeilensensoren (8) Interferenzfilter (13) vorgeschaltet sind.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zeilensensoren (8) zu je zwei Reihen (9, 10) von Zeilensensoren (8) aufweisenden Baueinheiten (11) zusammengefasst sind, die je eine Auswerteschaltung (12) für die zugehörigen Zeilensensoren (8) aufweisen. Hierzu
3. 3 Blatt Zeichnungen 4/7