CN107228862A - 异物检测装置、异物检测方法以及玻璃板的制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种异物检测装置、异物检测方法以及玻璃板的制造方法。使检测附着于玻璃板的微小异物的精度提高。异物检测装置具备：照明部，其用于向使用浮法形成的玻璃板的与熔融锡接触过的面照射紫外光，该紫外光具有紫外区域的波长；摄像部，其用于拍摄玻璃板的被照射紫外光的区域；以及判定部，其根据在由摄像部拍摄到的图像中有无成为暗点的像素或有无成为暗点的区域来判定玻璃板的表面有无异物。

Description

异物检测装置、异物检测方法以及玻璃板的制造方法
技术领域
本发明涉及一种异物检测装置、异物检测方法以及玻璃板的制造方法。
背景技术
在利用浮法进行的玻璃板的成形中，存在如下的情况：在微小的熔融锡附着于与熔融锡接触过的玻璃板的下表面的状态下将玻璃板从熔融锡上拉离。附着于玻璃板的下表面的熔融锡在玻璃板被从熔融锡上拉离之后成为氧化锡(浮渣)，从而成为异物。在玻璃板的制造工序中，利用了检测浮渣等异物的技术(专利文献1)。
专利文献1：日本专利第5471157号公报
发明内容
发明要解决的问题
但是，专利文献1所记载的技术以检测大小为50μm左右的浮渣为目的，在检测大小为10μm左右的浮渣时，受到芒硝膜等的外部干扰的影响，而存在检测的精度下降或无法检测的问题。
鉴于所述情形，本发明提供一种能够提高检测附着于玻璃板的微小异物的精度的异物检测装置、异物检测方法以及玻璃板的制造方法。
用于解决问题的方案
本发明的一个方式是一种异物检测装置，具备：照明部，其用于向使用浮法形成的玻璃板的与熔融锡接触过的面照射紫外光，该紫外光具有紫外区域的波长；摄像部，其用于拍摄所述玻璃板的被照射所述紫外光的区域；以及判定部，其根据在由所述摄像部拍摄的图像中有无成为暗点的像素或有无成为暗点的区域来判定所述玻璃板的表面有无异物。
另外，本发明的一个方式是在所述异物检测装置中，所述照明部向所述玻璃板照射包含150nm至300nm范围内的波长的紫外光。
另外，本发明的一个方式是在所述异物检测装置中，所述照明部具备发光二极管照明、汞灯、钇铝石榴石激光器或准分子激光器作为光源。
另外，本发明的一个方式是一种异物检测方法，包括以下工序：照明工序，向使用浮法形成的玻璃板的与熔融锡接触过的面照射紫外光，该紫外光具有紫外区域的波长；摄像工序，拍摄所述玻璃板的通过所述照明工序被照射紫外光的区域；以及判定工序，根据在通过所述摄像工序拍摄的图像中有无成为暗点的像素或有无成为暗点的区域，来判定所述玻璃板的表面有无异物。
另外，本发明的一个方式是在所述异物检测方法中，在所述照明工序中，向所述玻璃板照射包含150nm至300nm范围内的波长的紫外光。
另外，本发明的一个方式是一种玻璃板的制造方法，包括以下工序：熔融工序，将玻璃的原材料熔融而得到熔融玻璃；成形工序，将所述熔融玻璃成形为连续的板状的玻璃带；缓冷工序，使所述玻璃带一边移动一边逐渐冷却；检查工序，检测所述玻璃带表面的异物；以及切断工序，对所述玻璃带进行切断，在该玻璃板的制造方法中，利用所述异物检测方法，将所述玻璃带作为对象进行所述检查工序。
发明的效果
根据本发明，能够提高检测附着于玻璃板的微小异物的精度。
附图说明
图1是示出第一实施方式中的异物检测装置的结构的示意图。
图2是从玻璃板的板宽方向观察第一实施方式中的异物检测装置的图。
图3是第二实施方式中的应用了异物检测装置的玻璃板的生产线的概要说明图。
图4是示出第二实施方式中的玻璃板的制造方法的工序的图。
附图标记说明
10：异物检测装置；11：照明装置；12：摄像装置；13：判定装置。
具体实施方式
以下，参照附图说明本发明的实施方式中的异物检测装置、异物检测方法以及玻璃板的制造方法。实施方式的异物检测装置检测附着于利用浮法形成的玻璃板的下表面或上表面的大于约10μm的异物。玻璃板的下表面是指在铅垂方向上位于下侧的面，玻璃板的上表面是在铅垂方向上位于上侧的面。以下将玻璃板的上表面和下表面统称为表面。
[第一实施方式]
图1是示出第一实施方式中的异物检测装置10的结构的示意图。异物检测装置10检测附着于在辊上输送的玻璃板G的下表面的异物。作为检测对象的异物例如是附着于与熔融锡接触过的玻璃板G的下表面的浮渣。异物检测装置10具备照明装置11、摄像装置12以及判定装置13。在图1中，将输送玻璃板G的方向设为y轴方向，将沿着玻璃板G的表面且与y轴方向垂直的方向设为x轴方向(板宽方向)，将与玻璃板G的表面垂直的方向(板厚方向)设为z轴方向。
照明装置11从玻璃板的下表面方向朝向玻璃板的检查区域照射具有紫外区域的波长的光(以下称为“紫外光”。)。照明装置11向玻璃板G的下表面在x轴方向上无遗漏地照射紫外光。从照明装置11照射的紫外光的波长例如是150nm至300nm范围内的波长。紫外光的波长是向利用浮法形成的玻璃板G的下表面、即与熔融锡接触过的面(以下称为“锡面”。)照射了紫外光时锡面所发出的白色荧光的波长。作为照明装置11，例如使用LED(LightEmitting Diode：发光二极管)照明、汞灯以及产生YAG激光或准分子激光的光源中的任一个。在利用YAG激光或准分子激光的情况下，使用多面镜，来在检查区域的x轴方向上无遗漏地照射紫外光。
摄像装置12将玻璃板G的被照明装置11照射紫外光的检查区域设为摄像对象。摄像对象包含玻璃板G的宽度方向的两端。作为摄像装置12的摄像传感器，使用能够检测有无向锡面照射了紫外光时的白色荧光的单色或彩色的传感器。另外，摄像装置12的摄像传感器也可以是区域传感器和行传感器中的任一个。优选的是，摄像装置12不配置在照明装置11照射紫外光的光轴上，以避免直接接收紫外光。在摄像装置12配置在紫外光的光轴上的情况下，优选的是在摄像装置12中设置用于使紫外光衰减的滤波器。
判定装置13根据由摄像装置12拍摄到的图像来判定是否有异物附着于玻璃板G的表面。相对于当向玻璃板G的锡面照射紫外光时锡面发出白色荧光，在有异物附着于玻璃板G的锡面的情况下，紫外光被异物遮挡而不会到达锡面，因此不发出白色荧光。即，在有异物附着于锡面的情况下，不产生紫外光所引起的白色荧光，附着有异物的地方与没有附着异物的地方相比变暗。判定装置13通过探测在由摄像装置12拍摄到的图像中没有产生白色荧光的暗点，来判定玻璃板G的锡面有无异物。
关于判定装置13中的暗点探测，通过判定图像中的像素的亮度值是否为阈值以下来进行。阈值既可以根据对事先附着有异物的玻璃板进行摄像得到的图像的亮度来决定，也可以根据图像中的所有像素的亮度的平均值、最频值或中央值这样的统计值来决定。
图2是从玻璃板G的板宽方向观察第一实施方式中的异物检测装置10的图。在没有异物附着于玻璃板G的表面的情况下，从照明装置11照射的紫外光到达玻璃板G的锡面，在锡面产生白色荧光。与此相对地，在有异物D附着于玻璃板G的锡面的情况下，从照明装置11照射的紫外光不会到达玻璃板G的锡面，从而在锡面不产生白色荧光。即，附着有异物D的地方与其它地方相比变暗，在由摄像装置12拍摄的图像中成为暗点。判定装置13根据图像中有无暗点来判定有无异物。玻璃板G的锡面中的作为缓冲膜的芒硝膜对紫外光到达锡面而产生白色荧光的情形不产生影响，因此无论有无芒硝膜，异物检测装置10都能够检测异物。例示了由芒硝构成用于保护玻璃板G的缓冲膜的情形，但是缓冲膜也可以由从碱金属或碱土金属的硫酸盐、碱金属或碱土金属的氯化物、氧化物陶瓷、氮化物陶瓷以及金属硫化物中选择出的至少一种物质构成。
第一实施方式中的异物检测装置10具备：照明装置11，其用于向利用浮法形成的玻璃板G的与熔融锡接触过的锡面照射紫外光，该紫外光具有紫外区域的波长；摄像装置12，其用于拍摄玻璃板G的被照明装置11照射紫外光的区域；以及判定装置13，其根据在由摄像装置12拍摄的图像中有无成为暗点的像素或有无成为暗点的区域，来判定玻璃板G的表面有无异物，因此即使在利用浮法成形的玻璃板G(玻璃带)的下表面存在表面保护用的芒硝膜，也能够不受芒硝膜影响地检测附着于玻璃板G的表面的异物。
在第一实施方式中，作为所要检测的异物，以浮渣为例进行了说明。但是，只要是妨碍紫外光到达玻璃板G的锡面的东西，异物检测装置10就能够检测为异物。另外，在有异物附着于玻璃板G的上表面的情况下，也由于白色荧光的光被异物遮挡，因此与附着有异物的位置对应的像素的亮度变低，在图像中出现暗点。即，异物检测装置10能够检测附着于玻璃板G的下表面和上表面中的任一个表面的异物，能够提高检测附着于玻璃板的微小异物的精度。
在使用可视区域的光的暗视场下进行异物的检测的情况下，为了检测如浮渣那样的具有透过率的异物，必须提高分辨率。即，由于芒硝膜产生了几何光学上的散射，因此如果不是在通过清洗等去除了玻璃板G的芒硝膜之后则难以检测约10μm左右的微小异物。另一方面，在使用可视区域的光的亮视场下进行异物的检测的情况下，由于与暗视场的分辨率相比，亮视场的分辨率较低，因此在芒硝膜的影响下检测约10μm左右的微小异物时需要使用分辨率高于10μm的摄像装置。与此相对地，根据异物检测装置10，即使在去除玻璃板G的芒硝膜之前，使用分辨率比成为检测对象的异物的最小尺寸(10μm左右)大、例如为15μm的摄像装置12也能够检测约10μm左右的微小异物。
此外，在图1中示出了异物检测装置10具备照明装置11和摄像装置12各一个的结构，但是异物检测装置10也可以与玻璃板G的检查区域的大小相应地具备多个照明装置11和摄像装置12。另外，在图1中示出了摄像装置12设置于玻璃板G的上表面侧的结构，但是也可以将摄像装置12设置于玻璃板G的下表面侧(锡面侧)。
另外，说明了异物检测装置10所具备的照明装置11向玻璃板G的检查区域整体照射紫外光的结构，但是也可以是照明装置11向玻璃板G的检查区域照射具有紫外区域的波长的激光的结构。在照射激光的情况下，照明装置11使具有紫外区域的波长的激光在板宽方向上扫描，从而向被输送的玻璃板G的整个面依次照射激光。另外，摄像装置12将被照明装置11照射激光的区域设为摄像对象，来进行与照明装置11的动作同步的摄像。
另外，说明了照明装置11所照射的紫外光的波长为150nm至300nm范围内的波长的情况。但是，紫外光的波长也可以是150nm至300nm范围内的一部分的波长。例如也可以将使玻璃板G的锡面上的白色荧光的强度比300nm时的强度强的250nm作为上限，将该范围作为紫外光的波长。另外，作为照明装置11所照射的紫外光，也可以使用在213nm时具有强度的峰值的紫外光。
[第二实施方式]
在第二实施方式中，说明玻璃板的生产线中的异物检测装置10的应用例。图3是第二实施方式中的应用了异物检测装置10的玻璃板的生产线的概要说明图。图3所示的生产线中的玻璃板的制造方法包括以下工序：熔融工序，将玻璃原材料熔融而得到熔融玻璃；成形工序，将熔融玻璃成形为连续的板状的玻璃带；缓冷工序，使玻璃带一边移动一边逐渐冷却；以及切断工序，对玻璃带进行切断，在该玻璃板的制造方法中，在缓冷工序与切断工序之间还包括由异物检测装置10检测附着于玻璃带的下表面的异物(浮渣)的检查工序。图4是示出第二实施方式中的玻璃板的制造方法的工序的图。图4所示的成形工序是利用浮法的玻璃板的制造方法。
在熔融工序(图4的S1)中，向熔融炉投入与玻璃制品的组成相应地将硅砂、石灰石、碱灰等原材料进行调和并混合得到的配合料，与玻璃的种类相应地加热到约1400℃以上的温度进行熔融而得到熔融玻璃。例如，从熔融炉的一端向熔融炉内投入配合料，向配合料吹送燃烧重油而成的火焰或将天然气与空气混合燃烧而成的火焰，加热到约1550℃以上的温度来使配合料熔化，由此得到熔融玻璃。另外，也可以使用电熔融炉来得到熔融玻璃。
在成形工序(图4的S2)中，从熔融炉下游部201向熔融锡浴203导入通过熔融工序得到的熔融玻璃，使熔融玻璃浮在熔融锡202上并向图中的输送方向行进，由此形成连续的板状的玻璃带204(相当于玻璃板G。)。此时，为了使规定板厚的玻璃带204成形，而在玻璃带204的两侧部分按压旋转的辊(顶辊205)，将玻璃带204向宽度方向(与输送方向垂直的方向)外侧拉伸。
在缓冷工序(图4的S3)中，利用提升辊208将所述成形的玻璃带204从熔融锡浴203拉出，利用金属辊209使玻璃带204在缓冷炉210内向图中的输送方向移动。在通过提升辊208时，向玻璃带204的下表面吹送包含硫磺成分的气体，玻璃带204表面的钠成分与硫磺成分发生反应析出硫酸钠而形成芒硝膜。在缓冷炉210中使玻璃带204逐渐冷却，在玻璃带204从缓冷炉210出来后到达切断工序的期间进一步被冷却到常温附近。缓冷炉210在炉内的必要位置具备用于供给由燃烧气体或电加热器控制的热量来进行缓冷的机构。从缓冷炉210出来的阶段的玻璃带204的温度为玻璃带204的玻璃的应变点以下的温度，虽然也是根据玻璃的种类而不同，但是通常被冷却到150℃～250℃。缓冷工序是为了去除玻璃带204内部的残留应力以及降低玻璃带204的温度而实施的。在缓冷工序中，玻璃带204通过检测部211(相当于异物检测装置10。)进行附着于表面的异物的检测(检查工序、图4的S4)。并且，之后，玻璃带204被输送到玻璃带切断部212。在玻璃带切断部212中对被缓冷到常温附近的玻璃带204进行切断(切断工序、图4的S5)。玻璃带切断部212中的玻璃带的温度通常是该场所的环境温度～50℃。
根据上述玻璃板的制造方法，能够高精度地检测附着于玻璃板的微小异物，能够筛选出附着有异物的玻璃板和没有附着异物的玻璃板。
此外，将用于实现图1中的判定装置13的功能的程序记录到计算机可读取的记录介质中，使计算机系统读入并执行记录在记录介质中的程序，由此也可以实现判定装置13。此处所说的“计算机系统”设为包含OS、周边设备等硬件。另外，“计算机可读取的记录介质”是指软盘、磁光盘、ROM、CD-ROM等便携式介质、内置于计算机系统中的硬盘等存储装置。并且，“计算机可读取的记录介质”设为还包含如经由因特网等网络、电话线路等通信线路发送程序的情况下的通信线那样在短时间内动态地保持程序的介质、如该情况下的成为服务器、客户端的计算机系统内部的易失性存储器那样在固定时间内保持程序的介质。另外，所述程序也可以用于实现前述功能的一部分，还可以将前述的功能与已经记录在计算机系统中的程序组合来实现。
以上，参照附图详细记述了本发明的实施方式，但是具体的结构不限于所述的实施方式，还包含不脱离本发明的宗旨的范围的设计等。
参照特定的实施方式详细地说明了本发明，但是不脱离本发明的精神和范围而能够施加各种变更、修正，这对于本领域技术人员来说是显而易见的。
本申请基于2016年3月23日申请的日本专利申请2016-058799，在此作为参照引入其内容。

Claims (6)

1.一种异物检测装置，具备：
照明部，其用于向使用浮法形成的玻璃板的与熔融锡接触过的面照射紫外光，该紫外光具有紫外区域的波长；
摄像部，其用于拍摄所述玻璃板的被照射所述紫外光的区域；以及
判定部，其根据在由所述摄像部拍摄的图像中有无成为暗点的像素或有无成为暗点的区域来判定所述玻璃板的表面有无异物。
2.根据权利要求1所述的异物检测装置，其特征在于，
所述照明部向所述玻璃板照射包含150nm至300nm范围内的波长的紫外光。
3.根据权利要求1或2所述的异物检测装置，其特征在于，
所述照明部具备发光二极管照明、汞灯、钇铝石榴石激光器或准分子激光器作为光源。
4.一种异物检测方法，包括以下工序：
照明工序，向使用浮法形成的玻璃板的与熔融锡接触过的面照射紫外光，该紫外光具有紫外区域的波长；
摄像工序，拍摄所述玻璃板的通过所述照明工序被照射紫外光的区域；以及
判定工序，根据在通过所述摄像工序拍摄的图像中有无成为暗点的像素或有无成为暗点的区域，来判定所述玻璃板的表面有无异物。
5.根据权利要求4所述的异物检测方法，其特征在于，
在所述照明工序中，向所述玻璃板照射包含150nm至300nm范围内的波长的紫外光。
6.一种玻璃板的制造方法，包括以下工序：熔融工序，将玻璃的原材料熔融而得到熔融玻璃；成形工序，将所述熔融玻璃成形为连续的板状的玻璃带；缓冷工序，使所述玻璃带一边移动一边逐渐冷却；检查工序，检测所述玻璃带表面的异物；以及切断工序，对所述玻璃带进行切断，在该玻璃板的制造方法中，
利用根据权利要求4或5所述的异物检测方法，将所述玻璃带作为对象进行所述检查工序。
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