DE3129808A1

DE3129808A1 - Verfahren zum pruefen von transparenten materialbahnen

Info

Publication number: DE3129808A1
Application number: DE19813129808
Authority: DE
Inventors: Gerhard 4811 Leopoldshöhe Farwick; Wolfgang 4800 Bielefeld Haubold
Original assignee: Feldmuehle AG
Current assignee: Feldmuehle AG
Priority date: 1981-07-29
Filing date: 1981-07-29
Publication date: 1983-02-17
Also published as: JPS5860245A; JPS5837551A; DE3129808C2; JPS5860243A; JPS5860242A; JPS5860244A; ZA825433B; JPS5860246A

Description

Verfahren zum Prüfen von transparenten
Materialbahnen.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Prüfen von transparenten Materialbahnen, insbesondere Flachglas auf in der Bahn eingeschlossene Fehler, wie Fremdkörper oder Gasblasen, bei dem die Materialbahn mit einem fliegenden Lichtpunkt über ihre Breite abgetastet und die durchgelassene und/oder reflektierte Strahlung aufgefangen, in elektrische Signale umgesetzt und ausgewertet wird.
Unter transparenten Materialbahnen im Sinne der vorliegenden Erfindung sind Kunststoffe, organische Gläser, insbesondere jedoch Tafelglas zu verstehen. Da Tafelglas in großen Mengen als Flachglas, in Form eines endlosen Bandes maschinell hergestellt wird, ist man selbstverständlich bestrebt, die Fehlerquellen hierbei möglichst klein zu halten, so daß bei der Flachglasherstellung der größte Bedarf an Prüfgerätenbesteht. Die Erfindung wird daher, ohne sie darauf zu beschränken, am Beispiel der Flachglasprüfung abgehandelt.
Bei der Flachglasherstellung, beispielsweise auf Floatglasanlagen, kommt es trotz äußerster Vorsicht bei der Herstellung immer noch dazu, daß feine, meist helle Steinchen in die Glas bahn eindringen.
Ein weiterer, ebenfalls häufiger Fehler sind Gasblasen, die sich in feinverteiltem Zustand in der Schmelze befinden. Beide Fehler führen, wenn sie eine gewisse Dimension erreichen, in der Glasbahn zu einer Oberflächenverformung, auch wenn sie völlig vom Glas eingeschlossen sind. Oberflächenverformungen können jedoch sehr gut durch elektrooptische Prüfvorrichtungen und Verfahren ermittelt werden, wie sie beispielsweise in der DE-OS 24 11 4o7 beschrieben sind. Das trifft jedoch nicht auf Fehler zu, die so klein sind, daß sie die Oberfläche der Glasbahn nicht verändern, was insbesondere bei feinen Kernblasen der Fall ist, so daß diese Kernblasen insbesondere dann, wenn die zu prüfende Oberfläche nicht loo % sauber ist, nicht von den üblichen Vorrichtungen erfaßt werden.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, in einer transparenten Materialbahn Fehler zu ermittcln, die nicht zu einer Oberflächenverformung der Materialbahn führen. Insbesondere sollen sogenannte Kernblasen, d.h. Gasblasen, die sich mehr oder weniger in der Mitte der Materialbahn befinden und-die sehr fein sind, so daß sie von im Vergleich zu ihren Abmessungen dicken Materialbahnschichten abgedeckt sind, ermittelt werden.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zum Prüfen von transparenten Materialbahnen, insbesondere Flachglas auf in der Bahn eingeschlossene Fehler, wie Fremdkörper oder Gasblasen, bei dem die Materialbahn mit einem fliegenden Lichtpunkt über die Breite abgetastet und die durchgelassene und/oder reflektierte Strahlung aufgefangen, in elektrische Signale umgesetzt und ausgewertet wird, das dadurch gekennzeichnet ist, daß während des Abtastzyklus seitlich aus der Bahn austretende Strahlung zusätzlich erfaßt, in elektrische Impulse umgewandelt und zur Steuerung der Empfindlichkeit der Auswertung benutzt wird.
Fehlerprüfgeräte der in der DE-OS 24 11 4o7 beschriebenen Art, tasten mit einem fliegenden Lichtpunkt die Breite einer sich meist mit relativ hoher Geschwindigkeit bewegenden Materialbahn auf Oberflächenfehler ab. Sie besitzen eine einstellbare Empfindlichkeit, die bei transparenten Materialien ermöglicht, sowohl einen Fehler auf der Oberseite als auch einen Fehler auf der Unterseite bei der Abtastung der Materialbahn von oben zu erfassen.
In der Materialbahn eingeschlossene Kernblasen und auch feine, eingeschlossene Fremdkörper führen dabei nicht zu einer so starken Strahlablenkung, wie das Verformungen der Oberfläche tun, d.h., das durch diese Fehler erzeugte Signal ist so schwach, daß es' den Signalen entspricht, die durch feine, sich auf der Materialbahn ablagernde Staubpartikel verursacht werden. Diese Signale werden jedoch in der Auswertestation des Prüfgerätes abgeschnitten, wobei die Schwelle dieses Schnittes in ihrer Höhle einstellbar ist. Die Empfindlichkeit wird also so weit heruntergeregelt, daß die Oberflächenverschmutzung nicht zu einem Fehlersignal führt.
Ist in der Glasbahn jedoch eine Kernblase oder ein feines Steinchen eingeschlossen, so wird der auftreffende Lichtpunkt in der Gasblase, bzw. an der Oberfläche des Steinchens umgelenkt und in der Materialbahn weitergeleitet. Die Materialbahn selbst wiSt also in diesem Fall wie ein Lichtleiter. Da sowohl die Kernblasen, d.h. also die kleinen Gasblasen, als auch eingeschlossene Steinchen im wesentlichen kugelförmige Gestalt haben, wird der auf sie auftreffende oder in sie eintretende Lichtstrahl entsprechend seiner seitlichen Bewegung und dem sich damit ändernden Auftreffwinkel, zumindest einmal auch parallel zur Abtastlinie in der Materialbahn reflektiert und gelangt auf diese Art und Weise zur rechten oder linken Seitenkante der Materialbahn, wo er als kurzzeitig aufblitzender, heller Lichtpunkt sichtbar wird.
Eine Aussage über den Fehler als solchen ist jedoch dabei noch nicht zu machen, d.h. die Fehlerart, Fehlergröße und Fehlerposition kann auf Grund dieses seitlich aufleuchtenden Lichtpunktes nicht angegeben werden. Damit ist auch keine Entscheidung möglich, ob diese betreffende Materialbahn ausgeschieden werden muß oder ob ihre Verwendung wegen minimaler Größe des Fehlers noch möglich ist. Die seitlich aus der Bahn austretende Strahlung wird daher aufgefangen, in Impulse umgewandelt und zur Steuerung der Empfindlichkeit des Auswerteaggregates benutzt, d.h.
daß in dem Moment, in dem der Lichtpunkt an einer oder beiden Seiten der zu prüfenden Materialbahn auftritt, gleichzeitig die Empfindlichkeit des Prüfgerätes erhöht wird, wodurch der Fehler lokalisiert und in seiner Größe erkannt werden kann. Da die Empfindlichkeit nur in dem Moment erhöht wird, in dem der Abtaststrahl den Einschluß in der Materialbahn erfaßt, die Sortierung jedoch sonst mit herabgesetzter Empfindlichkeit erfolgt, führt die normale Oberflächenverschmutzung der zu prüfenden Materialbahn nicht zu einer Fehleranzeige.
Der fliegende Lichtpunkt wird zweckmäßig durch einen Laserstrahler erzeugt, da auf diese Art und Weise relativ hohe Energien aufgebracht werden können, d.h., daß das Abtasten relativ breiter Materialbahnen ohne störenden Leistungsverlust zum Rand hin möglich wird. Eine besonders bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht dabei vor, daß der fliegende Lichtpunkt die Farbe der zu prüfenden Materialbahn aufweist. Übliche Tafelgläser weisen, herrührend von geringen Spuren Eisen in der Schmelze1 eine leicht grünliche Färbung auf, was man jedoch nur feststellen kann, wenn man die Stirnflächen des Tafelglases betrachtet. Auf Grund des relativ langen Weges, den der Lichtpunkt im Glas zurücklegen muß, bevor er seitlich sichtbar wird, wirkt dieses Glas wie ein Farbfilter, d.h., daß im Falle dieser Grün färbung einfallendes rotes Licht nach einer bestimmten zurückgelegten Wegstrecke im Glas auf Grund der Filterwirkung verschwunden, also weggefiltert ist. Wohingegen Licht der gleichen Wellenlänge, die der Färbung entspricht, praktisch ohne Verlust die Seitenflächen erreicht. Durch Einsatz eines Strahlers, der in der gleichen Farbe strahlt, die die zu prüfende Materialbahn aufweist, ist es damit möglich, die Leistung des Strahlers sehr gering zu wählen und so Kosten an Energie und Material einzusparen, dabei gleichzeitig aber eine optimale Wirkung sicherzustellen.
Eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens besteht zweckmäßig aus mindestens einem, die Materialbahn mit einem fliegenden Lichtpunkt abtastenden Prüfgerät, einem das reflektierte und/oder durchgelassene Licht aufnehmenden Empfänger und einer diesem zugeordneten Auswertestation, mit dem kennzeichnenden Merkmal, daß zusätzlich seitlich an der zu prüfenden Materialbahn mindestens ein Photomultiplier angeordnet ist. Die zusätzliche Anordnung eines einzigen Photomultipliers an einer Längsseite der zu prüfenden, transparenten Materialbahn ermöglicht bereits eine Steuerung der Empfindlichkeit, d.h. daß das bisher serienmäßig verwandte Gerät, beispielsweise ein Gerät gemäß der DE-OS 24 11 407, über den zusätzlichen Photomultiplier gesteuert werden kann und dann Kernblasen und Einschlüsse in der Glasbahn entdeckt. Vorteilhaft ist der Photomultiplier dabei in Höhe der durch den fliegenden lichtpunkt auf der zu prüfenden Materialbahn beschriebenen Abtastiinie angeordnet, da der in die Glasbahn eintretende Lichtstrahl zwar nach verschiedenen Seiten reflektiert wird, die Strecke parallel zur Abtastlinie jedoch die kürzeste Strecke ist, so daß von allen Punkten,an denen der Lichtstrahl im Bereich.der Materialseitenkante austritt, der Bereich der Abtastlinie den größten Helligkeitswert und damit den stärksten und klarsten Impuls liefert.
Die Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnungen beschrieben.
In einem Prüfgerät 2 ist ein Laserstrahler 14 angeordnet, der einen Lichtpunkt lo auf das mit hoher Drehzahl umlaufende Spiegelrad 15 wirft. Der von diesem reflektierte Abtaststrahl 16 wandert als fliegender Lichtpunkt über die gesamte Breite der Materialbahn 1 und ist auf dieser infolge der hohen Abtastgeschwindigkeit als Abtastlinie 7 sichtbar.
Der reflektierte Abtaststrahl 16' wird von dem Empfänger 3 aufgenommen, der normalerweise als Photomultiplier ausgebildet ist. Der Empfänger 3 ist mit der Auswertestation 4 über die elektrische Leitung 19 verbunden.
Die Materialbahn 1 wird auf Walzen 8 unter dem Prüfgerät 2 hindurchgeführt. Die Walzen werden durch den Elektromotor 9 angetrieben. Befindet sich in der transparenten Materialbahn 1 ein Fehler 13 in Form einer Kernblase, so wird der Abtaststrahl 16 nicht nur zu dem Empfänger 3 reflektiert, sondern ein wesentlicher Teil der Strahlungsenergie wird zur seitlichen Stirnfläche 6 der Materialbahn 1 abgelenkt und erreicht als Lichtstrahl 11 den linken Photomultiplier 5, bzw. als Lichtstrahl 12 den rechten Photomultiplier 5'. Beide Photomultiplier sind über Kabel 17 bzw. 18 mit der Auswertestation 4 verbunden, in der auf Grund des Lichtimpulses,der durch die Photomultiplier 5 bzw. 5' eingespeist wurde, die Empfindlichkeit der Auswertung für die Dauer der Impulseinspeisung erhöht wird.
Dieselbe Arbeitsweise ergibt sich bei der Prüfung im Durchlicht. In diesem Falle ist ein Empfänger 3' unterhalb der Materialbahn 1 angeordnet. Der Empfänger kann dabei zweckmäßig die Form eines Lichtleitstabes haben, an dessen einer Stirnseite ein Photomultiplier angeordnet ist.
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Claims

Patentansprüche.

1. Verfahren zum Prüfen von transparenten Materialbahnen, insbesondere Flachglas auf in der Bahn eingeschlossene Fehler1 wie Fremdkörper oder Gasblasen, bei dem die Materialbahn mit einem fliegenden Lichtpunkt Uber ihre Breite abgetastet und die durchgelassene und/oder reflektierte Strahlung aufgefangen, in elektrische Signale umgesetzt und ausgewertet wird, dadurch gekennzeichnet, daß während des Abtastzyklus seitlich aus der Bahn austretende Strahlung zusätzlich erfaßt, in elektrische Impulse umgewandelt und zur Steuerung der Empfindlichkeit der Auswertung benutzt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der fliegende Lichtpunkt durch einen Laserstrahler erzeugt wird.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der fliegende Lichtpunkt die Farbe der zu prüfenden Materialbahn aufweist.