HU201154B - Method for testing cracks on mouth part of hollow glasses and crack detector - Google Patents

Abstract

a találmány szerint a keresztező fényutat fordítják el a fényforrással (7) és a repedésdetektorral (11) együtt a szájrész (2) falához képest, miközben a fényforrás (7) és a repedésdetektor (11) közül legalább az egyiket a vizsgált szakasz magasságában helyezik el. A találmányhoz tartozik az eljárás foganatosítására alkalmas repedésvizsgáló berendezés, amely tartalmaz fényfonást (7), repedésdetektort (11), forgató egységet és a vizsgálandó öblösüveget (1) megfogó szerkezetet, a fényforrás (7) és a repedésdetektor (11) közös szerkezeti házban (5) helyezkedik el, amely az öblösüveghez (1) képest forgó mozgásra van megvezetve, és függőleges irányban fel- és lefelé elmozdítható öblösüveget (1) tartó szerkezete van. (1. ábra) A leírás terjedelme: 8 oldal. 4 áhra -1-

Description

A találmány tárgya eljárás öblösüvegek szájrészén lévő repedések vizsgálatára, amelynek során a szájrészt elektromágneses hullámmal, előnyösen fénnyel keresztülvilágítják, és a keresztülhatolt fényből a repedés fala által visszavert összetevőt repedésdetektorral érzékeljük, miközben a száj részt keresztező fényút és a szájrész között legalább egy teljes fordulatnak megfelelő relatív elfordítást létesítünk.

A találmány tárgyát képezi az eljárás foganatosítására alkalmas repedésvizsgáló berendezés is, amely tartalmaz fényforrást, repedésdetektort, forgató egységet és a vizsgálandó öblösüveget megfogó szerkezetet.

Az öblösüvegek gyártásánál minőségi követelmény, hogy az üveg szájrészén bizonyos repedések nem fordulhatnak elő. Különösen szigorúak a követelmények gyermekélelem befogadására szolgáló konzerves üvegek esetében, ahol a szájrészen semmilyen repedés sem fordulhat elő.

Az öblösüvegek gyártásánál - elsősorban technológiai okokból - gyakorta keletkeznek repedések. A gyártott üvegek értékesítése csak akkor lehetséges, ha minden üveget nagysebességű automatákkal repedés szempontjából ellenőriznek és a hibás darabokat kiválogatják. Mindenegyes gyártott üveg vizsgálatára szükség van, ezért az üvegek korábban használatos, vizuális módszerrel történő ellenőrzése napjainkban már nem alkalmazható.

Ismertek már automata repedésvizsgáló berendezések öblösüvegek gyors vizsgálatára, válogatására. Ezek között említhetjük például a Powers Manufacturing Inc. New York, cég repedésvizsgáló automatáit, amelyek a kereskedelmi forgalomban hozzáférhetők.

Az ismert repedésvizsgáló automaták közös jellemzője, hogy a vizsgálandó üveget a mérőfej alá juttatják, majd tengelye körül 500-1500 ford./perc sebességgel legalább 1,25-1,5 fordulatnyira megforgatják. A forgás során az üveg szájrészét közelítően párhuzamos vagy a szájrészre fókuszált fénynyalábbal megvilágítják és a szájrepedések felületelemein tükröződött fényt érzékelik. A megvilágításra és érzékelésre repedéstípusok szerint egy vagy több megvilágító fénynyalábból és hozzátartozó érzékelőkből álló adó-vevő párokat alkalmaznak. Ezen párok szokásos száma 6-10 körül van, számuk azonban a méretükből és a költségekből fakadó korlátok miatt általában kisebb 14-nél. Az adó-vevő párokban gyakran száloptikát alkalmaznak egyrészt a megvilágító fény továbbítására a fényforrás és az üvegszáj között, másrészt a repedéseken szórt fénynek az érzékelő érzékeny felületéhez való vezetésére.

Ezen automaták általános jellemzője, hogy a környezeti fény vagy valamely adó-vevő pár adóegysége nem repedésen, hanem az üveg oldalfalán tükröződött vagy más parazita módon reflektálódott fényének az érzékelőbe jutását irányérzékeny fotodetektorokkal zárják ki. A fotódetektorokat kétféle módszerrel szokták irányérzékennyé tenni.

Az első módszernél az érzékelő elé pozitív lencsét helyeznek, amelynek hátsó fókuszsíkjába a lencse optikai tengelyében kisméretű fotódetektort rendeznek el. A lencsés detektort úgy irányítják, hogy a lencse optikai tengelye az üvegszájon fusson át, annak is az adó fénnyalábja által megvilágított részén. A lencse jelenléte következtében a fotódetektorra csak olyan fénysugarak érkezhetnek, amelyek a lencse fókusz2 távolsága és a detektor mérete által meghatározott kis térszögből származnak.

A másik módszernél is a fotodetektor elé helyezett pozitív lencsét alkalmaznak, és ezen lencse a hátsó egyszeres és kétszeres fókusztávolsága közé eső síkban előállítja a megvilágított és vizsgálandó üvegszájrész és környezete kicsinyített valódi képét. A képsíkban kisméretű maszkot használnak, amely a képből az érdektelen részt kitakarja, és csak azokat a fénysugarakat engedi át, amelyek csak a vizsgálandó szájrészből indulnak ki, akár a repedésen való tükröződés következtében, akár más ok (pl. gyűrődéseken, buborékokon való tükröződés,'anyaghibákon való szóródás, stb.) folytán. A fotodetektor a maszk mögött helyezkedik el és csak a kívánt fénysugarakat érzékeli.

A jelfeldolgozó elektronika méri a fotodetektorok jelamplitúdóit, és egy határamplitúdó túllépése esetén működteti a válogatást végző kidobó szerkezetet.

Az ilyen elven működő berendezésekkel csak forgásszimmetrikus alakú üvegek vizsgálhatók, és ez esetenként korlátozza alkalmazhatóságukat. További korlátot jelent, hogy az adó-vevő párok száma meghatározza a detektálható repedésirányok számát, a gyakorlatban repedések több irányban is előfordulhatnak.

Az adó-vevő párokat az adott üveggyártási technológia következtében az üvegben várhatóan előforduló repedések Figyelembevételével kell beállítani. Ez a beállítás hosszadalmas és precíz művelet, és a beállított rendszer csak a beállítás során figyelembevett lehetséges repedésekkel szemben érzékeny. Ha az üveggyártás technológiája változik vagy nem egyöntetű, akkor a repedések detektálási valószínűsége a megengedett szint alá csökken.

A találmány feladata olyan eljárás és berendezés létrehozása öblösüvegek repedéseinek detektálására és válogatására, amely szélesebb detektálási tartománnyal és megnövelt érzékenységgel rendelkezik és képes különböző technológiával gyártott, különböző méretű és alakú üvegek vizsgálatára és válogatására.

A kitűzött feladat megoldásához eljárást hoztunk létre öblösüvegek szájrészén lévő repedések vizsgálatára, amelynek során a szájrészt elektromágneses hullámmal, előnyösen fénnyel keresztülvilágítjuk, és a keresztülhatolt fényből a repedés fala által visszavert összetevőt repedésdetektorral érzékeljük, miközben a szájrészt keresztező fényút és a szájrész között legalább egy teljes fordulatnak megfelelő relatív elfordítást létesítünk, és a találmány szerint a keresztező fényutat fordítjuk el a fényforrással és a repedésdetektorral együtt a szájrész falához képest, miközben a fényforrás és a repedésdetektor közül legalább az egyiket a vizsgált szakasz magasságában helyezzük el.

Az adagolás egyszerűsödik, ha az öblösüveget függőleges irányú elmozdítással a keresztező fényútba visszük, majd a vizsgálat után szintén függőleges elmozdítással onnan kivesszük.

A találmány tárgyát képezi az eljárás foganatosítására alkalmas repedésvizsgáló berendezés is, amely tartalmaz fényforrást, repedésdetektort, forgató egységet és a vizsgálandó öblösüveget megfogó szerkezetet, és a találmány szerint a fényforrás és a repedésdetektor közös szerkezeti házban helyezkedik el, amely az öblösüveghez képest forgó mozgásra van megvezetve, és függőleges irányban fel- és lefelé elmozdítható, az öblösüveget tartó szerkezete van.

HU 201154 Β

Egy előnyös kiviteli alaknál a szerkezeti háznak az öblösüveg szájrészét körülfogó ürege van, amelyet belső és külső szakaszok határolnak.

A repedésdetektor és a fényút számos variációban kialakítható, ezek között az adott méretek és pontossági követelmények alapján kell választani.

A találmány szerinti repedésvizsgáló berendezést a továbbiakban kiviteli példák kapcsán, a rajz alapján ismertetjük részletesebben. A rajzon az:

1. ábra a repedésvizsgáló berendezés első kiviteli alakjának vázlatos előlnézeti képe, a

2. ábra egy másik kiviteli alak felülnézete, a

3. ábra egy még további kiviteli alak felülnézete, a

4. ábra szélesebb szájrészú üvegekhez használható elrendezés vázlatos előlnézete, és az

5. ábra egy újabb kiviteli alak felülnézete.

Az 1. ábrán a találmány szerinti repedésvizsgáló berendezés első kiviteli alakjának a vázlatos elölnézeti képe látható. A vizsgálanadó 1 öblösüveg az üveg testénél kisebb átmérőjű 2 szájrésszel rendelkezik. A repedésvizsgáló berendezés lefelé nyitott szerkezeti kialakítású, alsó vége gyűrűalakú üreggel rendelkezik, amely adott mértékű térköz figyelembevételével alkalmas a 2 szájrész befogadására. Az üregnek a 2 szájrészbe benyúló 3 belső szakasza és a 2 szájrészt kívülről körülfogó 4 külső szakasza van, amely részek közös 5 szerkezeti házhoz tartoznak. Az 5 szerkezeti ház függőleges tengely körül a hozzátartozó 3 és 4 belső és külső szakaszokkal együtt forgatható, körülfordulási ideje jellegzetesen 40 ms. Az 1 öblösüveg a repedésvizsgáló berendezéshez tartozó és az 1, ábrán nem vázolt adagoló állványon helyezkedik el, amely a 6 kettős nyíl irányában, tehát fügőlegesen elmozdulhat, és lehetővé teszi, hogy az éppen vizsgált 1 öblösüveg 2 szájrésze a repedésvizsgáló berendezés üregébe illeszkedjen, tehát az 1. ábrán vázolt helyzetbe kerüljön, majd a vizsgálat után onnan eltávozzon.

Az 1. ábrán vázolt kiviteli megoldásnál az 5 szerkezeti házban az említett üreg felett 7 fényforrás, 8 szórólencse és alatta csak az egyik irányban görbült 9 lencse helyezkedik el, a 9 lencse alatt a 3 belső szakasz belsejében a függőlegesen beeső fénynyalábot vízszintes irányba terelő 10 prizma található. A hengeres 9 lencse hosszú, keskeny nyalábot állít elő, amely a 2 szájrész repedés szempontjából kritikus magasságú szakaszát megvilágítja. A 4 külső szakaszban a 10 prizmáról közvetlenül érkező fénysugarakhoz képest eltolt helyzetben 11 repedésdetektor helyezkedik el, amely előnyösen párhuzamosan kapcsolt több, például nyolc szilícium fotodiódából van felépítve. A fotodiódákhoz Önmagukban ismert jelfeldolgozó és érzékelő elektronikus áramkörök csatlakoznak. A 11 repedésdetektorok függőleges síkban egymás alatt és részben egymás mellett helyezkednek el.

A 2 szájrész felett, attól valamivel sugárirányban kifelé vízszintes síkú 12 csorbulásdetektorok vannak, ezekre csak a 2 szájrész csorbultsága esetén eshet fény. A 11 repedésdetektorok és a 12 csorbulásdetektorok áramköreinek kimenete 13, 14 optikai csatolóelemeken keresztül álló helyzetű 15 mérést aktiváló és 16 hibakijelző áramkörökhöz csatlakoznak.

Az 1. ábrán vázlatosan megfigyelhető az 5 szerkezeti házat hajtó 17 motor is.

A 3 belső szakasz és a 4 külső szakasz között a fényforrást és a 11 repedésdetektorokat a feladattól, valamint a rendelkezésre álló helytől függően többféleképpen is elrendezhetjük. A 2. ábrán egy előnyös elrendezést a 2 szájrészen keresztül vett vízszintes metszetben vázoltunk. Ennél a kiviteli alaknál a 10 prizmából oldalirányban kilépő fényt a forgástengelyhez képest eltolt helyzetű 18 tükör ferdén a 2 szájrész falára vetíti, és a 11 repedésdetektor 11a és 11b részekből áll, amelyek a fénysugaraknak az üvegfalat keresztező irányához képest kétirányban eltoltan, az érintő síkjában vannak. Az esetleges repedésekről visszavert fény a rendszer forgása során feltétlenül a 11 repedésdetektor 11a vagy 11b részeire esik.

A 3. ábrán vázolt kiviteli alak esetében a 7 fényforrás helyezkedik el kívül, a 4 külső szakaszon, és az érkező fény a beesési helyhez húzott sugárral szöget, mintegy 45’-os szöget zár be. A 11 repedésdetektor most a 3 belső szakaszban van, síkja merőleges a beesési ponthoz húzott sugárra, és amint azt a fényutat jelző nyilak is szemléltetik, a 11 repedésdetektorra csak repedésfalról szóródó fény eshet be.

Most a 4. ábrára hivatkozunk, amelyen a 2 szájrészt két helyen megvilágító elrendezés látható. Ennél a kiviteli alaknál a 3 belső szakasz nincs kialakítva, tehát semmi sem nyúlik be a 2 szájrész belsejébe, hanem az 1. ábrán vázolt fényút annyiban változott, hogy a 9 lencse alatt nem a 10 prizma helyezkedik el, hanem ferde 19 féligáteresztő tükör, ami alatt és kétoldalt további ferde helyzetű 20, 21 és 22 tükrök vannak. A fényutat most is vékony nyilak jelzik. Ennél a megoldásnál a megvilágító fény felülről, ferdén hatol be a 2 szájrész belsejébe, annak bejelölt oldalait világítja meg, a 11 repedésdetektorok pedig az 1. ábra kapcsán említettek szerint oldalirányban eltolt helyzetben vannak. Ez az elrendezés csak széles szájnyílású, viszonylag alacsony 2 szájrészek esetén használható.

Az 5. ábra szerinti elrendezés szintén két helyen és ferdén világítja meg a 2 szájrészt. Itt a 7 fényforrás fényét tükrös fényterelő 23 elem a 2 szájrész belsejében az átmérő mentén két átellenes irányba vetíti, és két ferde 24, 25 tükör a fényt egymást keresztező ferde nyalábban a 2 szájrész belső falára irányítja. A 11 repedésdetektor most az egymást keresztező fényutak középső (holt) szakaszában helyezkedik el, rá ismét csak repedésről eshet fény.

Az a tény, hogy a találmány szerinti repedésvizsgáló berendezés bemutatott kiviteli alakjai mindegyikénél a 7 fényforrás és a 11 repedésdetektor együtt forog az álló 1 öblösüveg 2 szájrésze körül, gondoskodik arról, hogy minden irányú és helyzetű repedés felismerhető, ezért különleges beállításra nincs szükség és az érzékelés széles határokon belül független az I öblösüveg gyártási technológiájától.

A 4. és 5. ábrák szerinti elrendezések közös, különös előnye az, hogy az egyik fénynyaláb síkjába eső repedés, illetve repedés szakasz a másik fénynyalábbal szöget zár be és így detektálható. A 4. ábrán felülről behatoló fénynyalábok pedig a ritkán előforduló vízszintes repedésszakaszok detektálását is lehetővé teszik.

További előny, hogy a keskeny fénynyaláb(ok) 2 szájrészen mért magasságának kellően nagyra választásával megvalósítható, hogy a vizsgálandó 2 szájrész minden pontja az 5 szerkezeti ház egyetlen körülforgása során legalább egyszer megvilágításra kerül, így a hibadetektálás gyors és megbízható.

Claims (9)

1. SZABADALMI IGÉNYPONTOK

   1. Eljárás öblösüvegek szájrészén lévő repedések vizsgálatára, amelynek során a szájrészt elektromágneses hullámmal, előnyösen fénnyel keresztülvilágítjuk, és a keresztülhatolt fényből a repedés fala által visszavert összetevőt repedésdetektorral érzékeljük, miközben a szájrészt keresztező fényút és a szájrész között legalább egy teljes fordulatnak megfelelő relatív elfordítást létesítünk, azzal jellemezve, hogy a keresztező fényutat fordítjuk el a fényforrással (7) és a repedésdetektorral (11) együtt a szájrész (2) falához képest, miközben a fényforrás (7) és a repedésdetektor (11) közül legalább az egyiket a vizsgált szakasz magasságában helyezzük el.
2. 2. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az öblösüveget (1) függőleges irányú elmozdítással a keresztező fényútba visszük, majd a vizsgálat után szintén függőleges elmozdítással onnan kivesszük.
3. 3. Repedésvizsgáló berendezés az 1. vagy 2. igénypont szerinti eljárás foganatosítására, amely tartalmaz fényforrást, repedésdetektort, forgató egységet és a vizsgálandó öblösüveget megfogó szerkezetet, azzal jellemezve, hogy a fényforrás (7) és a repedésdetektor (11) közös szerkezeti házban (5) helyezkedik el, amely az öblösüveghez (1) képest forgó mozgásra van megvezetve, és függőleges irányban fel- és lefelé elmozdítható öblösüveget (1) tartó szerkezete van,
4. 4. A 3. igénypont szerinti repedésvizsgáló berendezés, azzal jellemezve, hogy a szerkezeti háznak (5) az öblösüveg (1) szájrészét (2) körülfogó ürege van, amelyet belső és külső szakaszok (3,4) határolnak.
5. 5. A 4. igénypont szerinti repedés vizsgáló berendezés, azzal jellemezve, hogy a repedésdetektor (11) az üreget határoló külső szakaszban (4) helyezkedik el, az azt belülről határoló belső szakaszban (3) a fényútba helyezett prizma (10) van elrendezve, amelyből a kilépési fényút sugárirányú.
6. 6. A 4. igénypont szerinti repedésvizsgáló berendezés, azzal jellemezve, hogy a megvilágító fényút a belső szakaszon (3) vezet keresztül, a fényútban ferde helyzetű tükör (18) van elrendezve, amelynek kilépő fénye a szájrész (2) falát ferdén keresztezi, a külső szakaszban (4) a repedésdetektor (11) két egymástól közzel elválasztott részből (11a, 11b) áll.
7. 7. A 4. igénypont szerinti repedésvizsgáló berendezés, azzal jellemezve, hogy a megvilágító fényút a belső szakaszon (3) vezet keresztül, a fényútban két átellenes átlós irányban fényt kibocsátó elem (23) van elrendezve, ennek két fényútjában a fényt egymást keresztező, ferde irányban az üvegfalhoz terelő tükör (24, 25) van, és a külső szakaszban (4) lévő repedésdetektor (11) az egymást keresztező külső fényutak között középen helyezkedik el.
8. 8. A 4. igénypont szerinti repedésvizsgáló berendezés, azzal jellemezve, hogy a megvilágító fényút a belső szakaszon (3) vezet keresztül, a fényútban ferdesíkú féligáteresztő tükör (19), alatta másik ferdesíkú tükör (20), kétoldalt pedig a két fényútban még a szájrész (2) felett további két, a fényt átellenes irányban és lefelé terelő tükör (21, 22) van elrendezve.
9. 9. A 4. igénypont szerinti repedésvizsgáló berendezés, azzal jellemezve, hogy a megvilágító fényút a külső szakaszon (4) vezet keresztül és az üvegfalat az érintőhöz képest ferdén keresztezi, a repedésdetektor (11) a belső szakaszban (3) helyezkedik el és síkja a beesési ponthoz húzott sugárra merőleges húréval azonos.