JP2015182947A

JP2015182947A - ゴブ生成装置

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Publication number: JP2015182947A
Application number: JP2014063461A
Authority: JP
Inventors: 直広田中; Naohiro Tanaka; 隆介河原; Ryusuke Kawahara
Original assignee: Nihon Yamamura Glass Co Ltd
Current assignee: Nihon Yamamura Glass Co Ltd
Priority date: 2014-03-26
Filing date: 2014-03-26
Publication date: 2015-10-22
Anticipated expiration: 2034-03-26
Also published as: EP3109205A4; WO2015147065A1; JP6296853B2; CN106132882A; EP3109205A1; US20170121207A1

Abstract

【課題】ゴブを最適な形状のゴブに自動的に整えて成形できるようにする。
【解決手段】ゴブ生成装置は、ゴブフィーダー１の円形状のオリフィス１１より押し出された溶融ガラスＧを切断して得られるゴブｇを落下経路上で撮像する２台のカメラ７１，７２と、各カメラにより取得されたゴブの二次元画像より長さ方向に対して直交する方向のゴブの断面形状を楕円形状に近似してゴブの重量とゴブの形状を特定する特徴量とを計測する画像処理装置７０と、ゴブの重量および形状を整えるために調整される複数の調整機構を個別に駆動する駆動機構４０，５０，６４〜６６と、ゴブの重量の規格値および前記特徴量の最適値をそれぞれ基準データとして記憶する記憶装置と、画像処理装置７０により計測されたゴブの重量および特徴量と前記記憶装置に記憶された対応する基準データとの差が許容値となるように対応する駆動機構を駆動させる制御装置８とを備えている。
【選択図】図３

Description

この発明は、ガラスびんなどのガラス製品を成形するための金型へ供給される「ゴブ」と称される溶融ガラスの塊を生成するゴブ生成装置に関し、この発明は特に、前記ゴブを最適な重量および形状のゴブに整えて生成するゴブ生成装置に関する。

従来のゴブ生成装置は、図９に示すように、溶融ガラスＧを溜めるスパウト１０の底部に円形状のオリフィス１１が設けられたゴブフィーダー１と、オリフィス１１の下方に位置するシャーブレード２０Ａ，２０Ｂを有するカッター機構２とを備えている。スパウト１０の内部にはチューブ１３が回転可能に配備され、チューブ１３の内部にはプランジャ１２が上下動可能に配備されている。プランジャ１２が下死点から上死点へ上昇し、さらに上死点から下降するに従い、スパウト１０内の溶融ガラスＧがオリフィス１１より押し出されて円柱状に垂れ下がる。プランジャ１２が下死点に達し、続いて上昇に転じた直後にカッター機構２が作動する。これによりオリフィス１１より垂れ下がった溶融ガラスＧはシャーブレード２０Ａ，２０Ｂにより切断されてゴブｇとなる。ゴブｇは下方へ落下し、スクープ、トラフ、デフレクターなどのデリバリーによって製びん機の複数のセクションに振り分けられて粗型へ導かれる。

図１０は、プランジャ１２の昇降動作によって生成されるゴブｇの典型的な形状を示している。同図中、Ａで示すゴブｇの先端部はプランジャ１２が加速されて上昇する過程で形づくられる。Ｂで示すゴブｇの首部はプランジャ１２が緩やかに上昇する過程で形づくられる。Ｃで示すゴブｇの胴の中央部はプランジャ１２が上死点に対して昇降が止まっている過程で形づくられる。Ｄで示すゴブｇの胴の後部はプランジャ１２が緩やかに下降する過程で形づくられる。Ｅで示すゴブｇの後端部はプランジャ１２が加速されて下降する過程で形づくられる。

ゴブｇの生成は、ガラス製品の品質に大きな影響を与える重要な工程である。ガラス製品を成形するのに、ゴブｇを最適な重量および形状のゴブに整えることが必要であり、そのために、デファレンシャル、プランジャ１２の高さやストローク、チューブ１３の高さ、シャーブレード２０Ａ，２０Ｂの高さなどを調整する。なお、ここで「デファレンシャル」とは、プランジャ１２の上昇開始とシャーブレード２０Ａ，２０Ｂによる切断動作との間のタイミングのずれ（位相）のことである。従来、この種の調整は、作業者がデファレンシャル調整用のハンドル９１、プランジャ１２の高さ調整用のハンドル９２、プランジャ１２のストローク調整用のハンドル９３、チューブ１３の高さ調整用のハンドル９４、シャーブレード２０Ａ，２０Ｂの高さ調整用のハンドル９５などを操作することにより行われている。

しかしながら、上記した手作業による調整は熟練を要し、たとえ作業者が同じように調整しても、条件の違いや作業者の感覚に左右され、常に最適な形状のゴブに整えることは困難である。したがって、仮にガラス製品の成形時に最適な形状のゴブを生成できたとしても、次に同じガラス製品を成形するに際し、手作業の調整では前回と同じ形状のゴブを再現するのは容易ではない。このようにゴブを最適な形状に整えるための調整作業にはかなりの経験が必要であり、その種の調整作業に多大の時間を要し、作業者にとって大きな負担となっている。

上記の課題を解決するのに、落下するゴブを３台のカメラで観測し、画像処理によりゴブの全表面に関する三次元座標データを計測し、その三次元座標データからゴブの重量、長さ、太さなどを計算で求め、その算出結果からゴブの品質を評価して操業因子の設定条件を制御するようにした品質管理装置が提案されている（例えば特許文献１参照）。

ＷＯ２００３／００８３４８公報

しかしながら、特許文献１に記載された品質管理装置は、落下中のゴブを立体視してゴブの空間位置を認識するものであるから、ゴブを立体視するための３台のカメラが必要であり、また、画像処理のためのソフトも複雑となるため、設備費用が高価となる。しかも、ゴブの全表面に関する三次元座標データを取得するための演算に時間がかかり、高速処理が困難である。

この発明は、上記の問題に着目してなされたもので、熟練や経験を必要とせずに、ゴブを最適な形状のゴブに自動的に整えることができ、しかも、少ない台数のカメラによって取得した二次元画像からゴブの重量とゴブの形状を特定する特徴量とを計測することで、処理の高速化を実現したゴブ生成装置を提供することを目的とする。

この発明によるゴブ生成装置は、ガラス製品を成形するための金型へ供給されるゴブを最適な重量および形状のゴブに整えて生成するものであって、ゴブフィーダーの円形状のオリフィスより押し出された溶融ガラスを切断して得られるゴブを落下経路上で撮像する１台または２台のカメラと、前記カメラにより取得されたゴブの二次元画像より長さ方向に対して直交する方向のゴブの断面形状を円形または楕円形状に近似してゴブの重量とゴブの形状を特定する特徴量とを計測するための画像処理を実行する画像処理装置と、ゴブを所望の重量および形状に整えるために調整される複数の調整機構を個別に駆動する駆動機構と、ゴブの重量の規格値および前記特徴量の最適値をそれぞれ基準データとして記憶する記憶装置と、前記画像処理装置により計測されたゴブの重量および特徴量と前記記憶装置に記憶された対応する基準データとの差が許容値となるように対応する駆動機構を駆動させる制御装置とを備えたものである。

上記した構成のゴブ生成装置によりゴブを生成してガラス製品を成形するには、成形に先立ち、ゴブを最適な重量および形状に整えて生成するための調整手順が実行される。この調整手順において、ゴブフィーダーのオリフィスより押し出された溶融ガラスが切断されてゴブが生成されると、そのゴブは落下途中で１台または２台のカメラによって撮像され、ゴブの二次元画像が画像処理装置に取り込まれる。

ゴブフィーダーのオリフィスは円形状であるので、溶融ガラスが円柱状に押し出されて生成されるゴブは、長さ方向に対して直交する方向の断面形状が真円に近く、ゴブの径は全周にわたってほぼ均一である。また、仮に均一でないとしても、その断面形状は長径と短径との差の小さい楕円である。そこで、画像処理装置は、カメラが１台のときはひとつの二次元画像よりゴブの断面形状を円形に近似し、一方、カメラが２台のときはふたつの二次元画像よりゴブの断面形状を楕円形状に近似して、ゴブの重量（体積）を計測するとともに、ゴブの形状を特定する特徴量を計測するための画像処理を実行する。

記憶装置には、ゴブの重量の規格値および前記特徴量の最適値がそれぞれ基準データとして記憶されており、前記制御装置は、画像処理装置により計測された重量および特徴量と記憶装置に記憶された対応する基準データとの差が所定の許容値になるように対応する駆動機構を駆動させる。ガラス製品の成形時に最適な形状のゴブが得られたとき、そのゴブの重量とその最適な形状を特定する特徴量を基準データとして記憶装置に記憶させておくことにより、次回、同じガラス製品を成形する際、最適なゴブの形状を再現できる。

この発明の好ましい実施態様においては、前記画像処理装置は、画像上でゴブを前半分の領域と後半分の領域とに区分するとともに、前半分の領域および後半分の領域をさらに前半分の領域と後半分の領域とにそれぞれ区分し、このゴブの画像において、その全長と、４区分された領域の最も後側の領域における最大径と、前から２番目の領域の前端部の径と後端部の径との比とを、それぞれ前記特徴量として計測するものである。

この実施例によれば、ゴブの全長と、４区分された領域の最も後側の領域における最大径と、前から２番目の領域の前端部の径と後端部の径との比とでゴブの形状を特定するもので、例えば、前から２番目の領域の前端部の径と後端部の径とがほぼ一致していれば、ゴブの形状は寸胴である。もし、前から２番目の領域の前端部の径が後端部の径より小さければ、ゴブの形状は先細の形状である。そこで、ゴブの全長はシャーブレードの高さを、４区分された領域の最も後側の領域における最大径はデファレンシャルを、前から２番目の領域の前端部の径と後端部の径との比はプランジャのストロークとプランジャの下死点を、それぞれ調整することにより変更でき、ゴブの形状を整えることが可能である。

この発明の好ましい実施態様においては、前記制御装置は、生成されたゴブについて計測されたゴブの重量とその基準データとの差が許容値でないとき対応する駆動機構を駆動してゴブの重量を調整し、その調整後に生成されたゴブについて計測された特徴量とその基準データとの差が許容値でないとき対応する駆動機構を駆動してゴブの形状を調整し、その調整後に生成されるゴブについて計測されるゴブの重量とその基準データとの差および特徴量とその基準データとの差の全てが許容値となるまで調整が繰り返されるように制御の手順が定められている。

この実施態様によれば、ゴブの形状を調整することでゴブの重量が変化しても、ゴブの重量を再度調整し、さらに、ゴブの重量を再度調整することでゴブの形状が変化しても、ゴブの形状を再度調整し、このようにして、調整を繰り返し行うので、最適な重量および形状のゴブに整えることができる。

この発明の好ましい実施態様によると、前記駆動機構は、ゴブの重量を整えるためにゴブフィーダーのスパウトの内部に配備されたチューブの高さを調整する機構を駆動する駆動機構と、ゴブの長さを整えるためにゴブフィーダーによって押し出された溶融ガラスを切断するシャーブレードの高さを調整する機構を駆動する駆動機構と、ゴブの太さを整えるためにゴブフィーダーのスパウトの内部に配備されたプランジャのストロークと下死点を調整する機構を駆動する駆動機構およびプランジャの上昇開始とシャーブレードによるゴブの切断との間のタイミングを調整する機構を駆動する駆動機構とで構成されている。そして、各駆動機構は前記制御装置により駆動が制御されるモータを駆動源とするものである。

この実施態様によると、スパウトの内部のチューブの高さを調整する機構は、対応する駆動機構のモータにより駆動され、これによりゴブの重量が変更される。シャーブレードの高さを調整する機構は、対応する駆動機構のモータにより駆動され、これによりゴブの長さが変更される。スパウトの内部のプランジャのストロークと下死点を調整する機構およびプランジャの上昇開始とシャーブレードによるゴブの切断との間のタイミングを調整する機構はそれぞれ対応する駆動機構のモータにより駆動され、これによりゴブの太さが変更される。

この発明によれば、熟練や経験を必要とすることなく、ゴブを最適な重量および形状のゴブに自動的に整えて生成できる。したがって、ガラス製品の成形に先立つ調整作業を人手を要さずに短時間で行うことができ、作業者の作業負担が大幅に軽減される。また、ガラス製品の成形時に最適な形状のゴブを生成できたとき、次に同じガラス製品を成形する際には、前回と同じ形状のゴブを容易に再現することができる。さらに、１台または２台のカメラにより取得した二次元画像からゴブの断面の形状を円形または楕円形状に近似してゴブの重量とゴブの形状を特定する特徴量とを計測するので、画像処理のためのソフトが複雑にならず、設備費用が安価に抑えられ、高速処理が実現される。

この発明の一実施例であるゴブ生成装置の概略構成を示す説明図である。シャーブレードの具体例を示す平面図である。図１のゴブ生成装置の具体的な構成を示すブロック図である。シャーブレードの高さ調整機構とその駆動機構の構成を示す説明図である。ゴブに対する２台のカメラの位置関係を示す平面図である。断面形状が楕円のゴブの外形と断面形状が楕円に近似されたゴブの外形との関係を示す説明図である。ゴブの形状を特定する特徴量の一例を示す説明図である。ゴブを最適な重量および形状のゴブに整えるための制御の流れを示すフローチャートである。図８-１のフローチャートに続くフローチャートである。従来のゴブ生成装置の構成を示す機構説明図である。プランジャの昇降動作とゴブの形状との関係を説明するための図である。

図１は、この発明の一実施例であるゴブ生成装置の概略構成を示している。図示例のゴブ生成装置は、製びん機の複数のセクションに配設された粗型へ順次供給するゴブｇを生成するもので、ゴブフィーダー１とカッター機構２とを備えている。ゴブフィーダー１は図示しないガラス溶融炉より導かれた溶融ガラスＧを溜めるスパウト１０を備えている。スパウト１０の底部中央には円形状のオリフィス１１が形成されており、このオリフィス１１より溶融ガラスＧが押し出されて円柱状に垂れ下がる。

オリフィス１１の下方にはカッター機構２を構成する２枚のシャーブレード２０Ａ，２０Ｂが配置されている。この実施例のシャーブレード２０Ａ，２０Ｂは、図２に示すように、開閉動作が可能な２本のアーム２１Ａ，２１Ｂの先端に刃先が互いに向き合うように取り付けられたものである。各アーム２１Ａ，２１Ｂが、基端部を中心として閉じる方向へ回動すると、シャーブレード２０Ａ，２０Ｂが上下に重なって刃先が相対する方向へ進む。これによって、オリフィス１１より円柱状に垂れ下がった溶融ガラスＧがシャーブレード２０Ａ，２０Ｂ間で切断されて棒状のゴブｇとなる。各アーム２１Ａ，２１Ｂは、図示していないカッター駆動機構により開閉駆動される。なお、シャーブレード２０Ａ，２０Ｂの重なり度合（オーバーラップ量およびテンション）は、ガラス製品の成形に先立って後述する図８の調整手順を実行するときに調整される。

シャーブレード２０Ａ，２０Ｂの下方にガイド部材３が配置されている。このガイド部材３は切断時の溶融ガラスＧの振れを規制してゴブｇの落下姿勢を整える。カッター機構２のシャーブレード２０Ａ，２０Ｂの高さは、図３および図４に示す高さ調整機構４により調整される。高さ調整機構４は、モータを駆動源とする駆動機構４０により駆動されるもので、シャーブレード２０Ａ，２０Ｂをオリフィス１１へ接近する上方向およびオリフィス１１から離れる下方向（図中、上下各方向を矢印ｚで示す）へ変位させ、これによりシャーブレード２０Ａ，２０Ｂの高さを調整する。ゴブｇの長さはシャーブレード２０Ａ，２０Ｂの高さに応じて変化する。

前記ゴブフィーダー１のスパウト１０の内部にはチューブ１３が回転可能に配備され、チューブ１３の内側にプランジャ１２が上下動可能に配備されている。チューブ１３の高さは高さ調整機構５により調整される。チューブ１３の高さ調整機構５はモータを駆動源する駆動機構５０により駆動されるもので、チューブ１３を上下各方向ｚへ変位させることによりチューブ１３の高さを調整する。ゴブｇの重量はチューブ１３の高さに応じて変化する。

溶融ガラスＧは前記プランジャ１２の下降動作によってオリフィス１１から押し出されて垂れ下がり、垂れ下がった溶融ガラスＧはプランジャ１２の上昇動作によってオリフィス１１より吸い込まれるもので、プランジャ１２が下死点に達した後、上昇に転じた直後の所定のタイミングでカッター機構２が作動する。図１は、オリフィス１１より垂れ下がった溶融ガラスＧがカッター機構２のシャーブレード２０Ａ，２０Ｂにより切断された直後の状態を示している。

ゴブｇの形状は、前記したデファレンシャル、プランジャ１２のストローク、プランジャ１２の下死点に応じて変化する。デファレンシャルはデファレンシャル調整機構６１によって、また、プランジャ１２のストロークはストローク調整機構６２によって、さらに、プランジャ１２の下死点は高さ調整機構６３によって、それぞれ調整される。いずれの調整機構６１，６２，６３もモータを駆動源とするそれぞれの駆動機構６４，６５，６６によって駆動される。

図４は、上記した調整機構の一例として、シャーブレード２０Ａ，２０Ｂの高さを調整する高さ調整機構４とその駆動機構４０の具体的な構成を示している。なお、その他の調整機構も公知であり、ここでは図示並びに説明を省略する。
図示例の高さ調整機構４は、正逆各方向へ回転可能なステッピングモータのようなモータ４１を駆動源とする駆動機構４０を含んでいる。駆動機構４０は、モータ４１の回転角度（回転数）に応じた距離だけシャーブレード２０Ａ，２０Ｂを上下各方向ｚへ変位させる。なお、ステッピングモータは、供給される駆動パルスの数に応じた角度だけ回転するものである。

図示の駆動機構４０は、送りネジ４２と、モータ４１の回転を送りネジ４２に伝達する歯車機構４３と、送りネジ４２が正逆いずれかの方向へ回転するのに伴って送りネジ４２上を上下各方向ｚへ送られるナット部材４４とを含んでいる。カッター機構２のシャーブレード２０Ａ，２０Ｂは前記ナット部材４４と一体のシャーボックス４５によって水平姿勢を保った状態に保持されている。

シャーブレード２０Ａ，２０Ｂの上下いずれかの方向への変位量は、ナット部材４４が送りネジ４２上を下方または上方へ送られる移動距離と一致する。このナット部材４４の移動距離は送りネジ４２の回転数によって決まり、送りネジ４２の回転数はモータ４１の回転角度（回転数）によって決まるので、シャーブレード２０Ａ，２０Ｂの変位方向はモータ４１の回転方向によって決まり、シャーブレード２０Ａ，２０Ｂの変位量はモータ４１の回転角度（回転数）によって決まる。

シャーブレード２０Ａ，２０Ｂによって溶融ガラスＧを切断してゴブｇを生成する場合、ゴブｇの長さＬは、オリフィス１１とシャーブレード２０Ａ，２０Ｂ２との距離、すなわち、シャーブレード２０Ａ，２０Ｂの高さにより調整される。シャーブレード２０Ａ，２０Ｂが図１で示す高さに位置決めされている状態において、ゴブｇの長さＬを長くするには、シャーブレード２０Ａ，２０Ｂを下方へ変位させてオリフィス１１との距離を大きくする。一方、ゴブｇの長さを短くするには、シャーブレード２０Ａ，２０Ｂを上方へ変位させてオリフィス１１との距離を小さくする。

シャーブレード２０Ａ，２０Ｂの変位量とゴブｇの長さＬの変化量との関係は予め実験により求めてテーブル化することが可能である。後述する画像処理による計測処理によってゴブｇの長さＬが得られたとき、テーブルを参照することでゴブｇの長さＬの計測値とゴブｇの長さＬの最適値との差からシャーブレード２０Ａ，２０Ｂの変位量を得ることができ、その変位量からモータ４１の回転角度（回転数）を算出できる。

図１に戻って、前記オリフィス１１の下方のゴブｇの落下経路ｄの周辺位置には、２台のカメラ７１，７２によって構成される撮像装置７が配置されている。各カメラ７１，７２は同じ高さに位置し、この実施例では、図５に示すように、ゴブｇの落下経路に対して９０度の角度θを挟んで等距離ｋの位置に位置決めされている。落下中のゴブｇはこの２台のカメラ７１，７２によって異なる角度位置から同時に撮像され、ふたつの二次元画像が取得される。各カメラ７１，７２としてＣＣＤカメラなどが用いられ、落下中のゴブｇの全体画像を取得するために、ゴブｇの全体が収まる空間領域が各カメラ７１，７２の視野に含まれるようにする。なお、前記の角度θは９０度に限られるものではなく、また、各カメラ７１，７２と落下経路との距離も、各カメラ７１，７２により取得した画像を等距離で撮像した画像に補正することが可能であるので、必ずしも等距離ｋである必要はない。

各カメラ７１，７２は画像処理装置７０に接続されている。この画像処理装置７０へ図示しないタイミングシステムよりトリガー信号が出力されると、各カメラ７１，７２はゴブｇを同じタイミングで撮像し、各カメラ７１，７２によるゴブｇの二次元画像が画像処理装置７０に取り込まれる。前記タイミングシステムは、垂れ下がった溶融ガラスＧをカッター機構２が切断したタイミングでトリガー信号を出力する。なお、タイミングシステムは、ゴブ生成装置や製びん機を構成する種々の機構があらかじめ定められた順序で動作するように、各機構の動作開始や停止のタイミングを指示するための信号を生成して出力するものである。

画像処理装置７０は、各カメラ７１，７２より取り込んだふたつの二次元画像よりゴブｇの断面形状を楕円形状に近似し、その楕円の面積をゴブｇの全長にわたって積分することによりゴブｇの体積を計測し、さらに、ゴブｇの体積と比重とからゴブｇの重量を算出する。また、画像処理装置７０は、いずれか一方の二次元画像よりゴブの形状を特定する複数個の特徴量としてゴブｇの長さ、ゴブｇの後端部分の最大径、ゴブｇの長さ中央部の径、およびゴブｇの前端部分の径を計測し、さらに、ゴブｇの長さ中央部の径と前端部分の径とから両者の比を算出する。

前記ゴブフィーダー１のオリフィス１１は真円に近い円形状であり、そのオリフィス１１より押し出された溶融ガラスＧの形状、さらには、切断されて形成されたゴブｇの形状は円柱状となる。よって、ゴブｇを長さ方向に対して直交する面で断面したときゴブｇの断面形状は全長にわたってほぼ真円に近いものとなる。各断面でのゴブｇの径が全周にわたってほぼ均一であるとした場合、画像処理装置７０を１台のカメラによって構成し、そのカメラで取得した二次元画像よりゴブｇの断面形状を円に近似して、その円の面積をゴブｇの全長にわたり積分することによりゴブｇの体積を計測する。

この実施例では、ゴブｇを長さ方向に対して直交する面で断面したときのゴブｇの断面形状が、全長にわたって楕円形状であって、しかも、その楕円は、オリフィス１１が真円に近い円形状であることから、円に近い楕円、すなわち、長径と短径との差の小さい楕円であるとみなしている。そこで、画像処理装置７０を２台のカメラ７１，７２によって構成し、各カメラ７１，７２により取得したふたつの二次元画像よりゴブｇの断面形状を楕円形状に近似して、その楕円の面積を全長にわたり積分することによりゴブｇの体積を計測している。

図６（１）は、ゴブｇを長さ方向に対して直交する面で断面したときのゴブｇの外形を示している。同図において、Ｒａは楕円の長径、Ｒｂは楕円の短径を示す。また、同図において、Ｒ１は一方のカメラ７１によりゴブｇを撮像して得られた二次元画像より計測されるゴブｇの径を、Ｒ２は他方のカメラ７２によりゴブｇを異なる角度位置から撮像して得られた二次元画像より計測されるゴブｇの径を、それぞれ示している。

図６（２）は、２台のカメラ７１，７２により取得されたゴブｇの径Ｒ１，Ｒ２をそれぞれ長径Ｒａおよび短径Ｒｂとして楕円に近似した場合のゴブｇの形状を示している。図６（１）に示すような、ゴブｇの短軸に対して左右対称の角度位置からの撮像では、径Ｒ１（長径Ｒａ）と径Ｒ２（短径Ｒｂ）とはほぼ等しく、外形は円に近い形状となるので、図６（１）の楕円との形状的な誤差は最も大きくなる。

図６（３）には、図６（１）に示されるゴブｇの外形と図６（２）に示されるゴブｇの外形（計測データ）とを重ね合わせて示してある。図中、斜線で示す領域は面積の誤差部分である。同図によると、楕円の長径Ｒａは図６（１）のものが大きく、楕円の短径Ｒｂは図６（２）のものが大きいので、前記の誤差が打ち消されて両者の面積はほぼ等しくなり、したがって、体積もほぼ等しくなるため、楕円近似に伴う体積（重量）の計測値の誤差はわずかなものとなる。

この実施例では、画像処理装置７０は、図７に示すように、カメラ７１，７２の一方により取得した二次元画像について、ゴブｇを前半分の領域と後半分の領域とに区分するとともに、前半分の領域および後半分の領域をさらに前半分の領域と後半分の領域とにそれぞれ区分して４個の領域Ｓ１〜Ｓ４に分け、このゴブｇの全長Ｌと、ゴブｇの最も後側の領域Ｓ４における最大径Ｒ１と、ゴブｇの前から２番目の領域Ｓ２の前端部の径Ｒ２と後端部の径Ｒ３との比とを、それぞれ前記の特徴量として計測している。なお、他方のカメラで取得した二次元画像についても、同様の計測処理を行い、両方の二次元画像についての各計測値の平均値をゴブｇの全長Ｌおよび各径Ｒ１〜Ｒ３としてもよい。

画像処理装置７０は、図示しない記憶装置を有しており、この記憶装置には、成形されるガラス製品毎に、ガラス製品の重量に相当するゴブｇの重量の規格値および前記の各特徴量の最適値、すなわち、ゴブｇの全長Ｌの最適値と、ゴブｇの最も後側の領域Ｓ４における最大径Ｒ１の最適値と、前から２番目の領域Ｓ２の前端部の径Ｒ２と後端部の径Ｒ３との比の最適値がそれぞれ基準データとして記憶されている。ここで、記憶装置に記憶させる基準データとして、ガラス製品を成形したときに得られた最適な形状のゴブについて計測された各特徴量を記憶させるのが望ましく、これにより次に同じガラス製品を成形する際に、前回と同じ最適な形状のゴブｇを再現できる。

前記制御装置８は、画像処理装置７０により計測されたゴブの重量および各特徴量を読み込み、前記記憶装置に記憶された対応する基準データと比較し、両者の差がいずれも所定の許容値となるように前記した各調整機構４，５，６１〜６３の駆動機構４０，５０，６４〜６６を駆動させる。

前記制御装置８は、マイクロコンピュータにより構成され、図示していないが、制御、演算の主体であるＣＰＵ、プログラムやデータが記憶される記憶装置などを含む。ＣＰＵにはバスを介して画像処理装置７０、前記の各駆動機構４０，５０，６４〜６６に含まれるモータなどが接続されている。

前記画像処理装置７０も、マイクロコンピュータにより構成され、同様に、制御、演算の主体であるＣＰＵ、プログラムやデータが記憶される記憶装置を含むほか、各カメラ７１，７２より取り込まれる二次元画像を記憶する画像メモリを含んでいる。前記記憶装置には、ガラス製品毎に、ゴブの重量の規格値および前記の各特徴量の最適値がそれぞれ基準データとして記憶される。

ガラス製品の成形に先立って、ゴブｇを最適な重量および形状に整えて生成するための調整が行われる。この調整手順において、前記画像処理装置７０のＣＰＵは、記憶装置に格納された画像処理のためのプログラムを実行し、２台のカメラ７１，７２により撮像して取得したゴブｇの二次元画像より長さ方向に対して直交する方向のゴブｇの断面の形状を楕円形状に近似してゴブｇの体積を計測した後、その計測値に比重を掛けてゴブｇの重量を求める。
また、ＣＰＵは、一方の二次元画像よりゴブｇの全長Ｌと、図７に示す４区分された領域Ｓ１〜Ｓ４の最も後側の領域Ｓ４における最大径Ｒ１と、前から２番目の領域Ｓ２の前端部の径Ｒ２と後端部の径Ｒ３との比とを、それぞれ前記の特徴量として計測する。
前記制御装置８は、この画像処理装置７０による計測結果を受けて、図８に示す制御の流れに従ってゴブｇを最適な重量および形状のゴブに整えて生成する処理を実行する。

図８−１および図８−２は、ガラス製品の成形に先立って制御装置８により実行される制御の流れを示している。なお、同図中、「ＳＴ」は「ＳＴＥＰ」の略であり、制御の流れにおける各手順を示す。
図８−１（１）のＳＴ１では、制御装置８は画像処理装置７０の記憶装置よりガラス製品の重量に相当するゴブｇの重量の規格値Ａと前記の各特徴量の最適値、すなわち、ゴブｇの最も後側の領域Ｓ４における最大径Ｒ１の最適値Ｂと、前から２番目の領域Ｓ２の前端部の径Ｒ２と後端部の径Ｒ３との比の最適値Ｃと、ゴブｇの全長Ｌの最適値Ｄとを基準データとして読み込んで内部の記憶装置に登録する。

つぎのＳＴ２において、シャーブレード２０Ａ，２０Ｂの重なり度合（オーバーラップ量およびテンション）などの調整が行われた後、ゴブ生成装置によってゴブｇの生成が開始される（ＳＴ３）。ゴブフィーダー１で次々に生成されるゴブｇが落下経路ｄを落下するとき、２台のカメラ７１，７２によって落下中のゴブｇが撮像される。各カメラ７１，７２で取得された二次元画像が画像処理装置７０に取り込まれると、画像処理装置７０は、ゴブｇの体積Ｍ、４区分された領域Ｓ１〜Ｓ４の最も後側の領域Ｓ４における最大径Ｒ１、前から２番目の領域Ｓ２の前端部の径Ｒ２と後端部の径Ｒ３との比Ｓ、およびゴブｇの全長Ｌを計測する処理を実行する。

ＳＴ４では、制御装置８は画像処理装置７０より重量Ｍの計測データを読み込み、その重量Ｍと重量の規格値Ａとの差ΔＭを算出するとともに、その差ΔＭの規格値Ｍに対する比率Ｐを算出する（ＳＴ５）。つぎのＳＴ６では、その比率Ｐが所定の許容値であるかどうか、この実施例では１０％以下の値であるかどうかが判定され、その判定が「ＮＯ」であれば、つぎに重量Ｍと規格値Ａとの大小関係が、その差ΔＭが正であるか負であるかによって判定される（ＳＴ７）。もし、ΔＭ＞０であれば、ＳＴ７の判定が「ＹＥＳ」であり、制御装置８はチューブ１３の高さ調整機構５の駆動機構５０を駆動し、チューブ１３を所定の高さだけ下げる（ＳＴ８）。もし、ΔＭ＜０であれば、ＳＴ７の判定が「ＮＯ」であり、制御装置８は前記駆動機構５０を駆動し、チューブ１３を所定の高さだけ上げる（ＳＴ９）。

ＳＴ８，９において、チューブ１３の高さが変更されたとき、制御装置８は、適当な時間を置き、その後に生成されたゴブｇについての重量Ｍの計測データを画像処理装置７０から読み込み（ＳＴ４）、その重量Ｍについて上記と同様の演算、制御の手順を実行する。ＳＴ４〜ＳＴ９の制御手順はＳＴ６の判定が「ＹＥＳ」になるまで繰り返し実行されるもので、ＳＴ６の判定が「ＹＥＳ」になったとき、図８−１（２）のＳＴ１０へ進む。

図８−１（２）のＳＴ１０では、制御装置８は画像処理装置７０よりゴブｇの最も後側の領域Ｓ４における最大径Ｒ１の計測データを読み込み、その最大径Ｒ１とその最適値Ｂとの差ΔＲ１を算出するとともに、その差ΔＲ１の最適値Ｂに対する比率Ｑを算出する（ＳＴ１１）。つぎのＳＴ１２では、その比率Ｑが所定の許容値であるかどうか、この実施例では１０％以下の値であるかどうかが判定され、その判定が「ＮＯ」であれば、つぎに最大径Ｒ１と最適値Ｂとの大小関係が、その差ΔＲ１が正であるか負であるかによって判定される（ＳＴ１３）。もし、ΔＲ１＞０であれば、ＳＴ１３の判定が「ＹＥＳ」であり、制御装置８はデファレンシャル調整機構６１の駆動機構６４を駆動し、デファレンシャルを所定の量だけ大きくする（ＳＴ１４）。もし、ΔＲ１＜０であれば、ＳＴ１３の判定が「ＮＯ」であり、制御装置８は前記駆動機構６４を駆動し、デファレンシャルを所定の量だけ小さくする（ＳＴ１５）。

ＳＴ１４，１５において、デファレンシャルが変更されたとき、制御装置８は、適当な時間を置き、その後に生成されたゴブｇについての最大径Ｒ１の計測データを画像処理装置７０から読み込み（ＳＴ１０）、その最大径Ｒ１について上記と同様の演算、制御の手順を実行する。ＳＴ１０〜ＳＴ１５の制御手順はＳＴ１２の判定が「ＹＥＳ」になるまで繰り返し実行されるもので、ＳＴ１２の判定が「ＹＥＳ」になったとき、図８−２（３）のＳＴ１６へ進む。

図８−２（３）のＳＴ１６では、制御装置８は画像処理装置７０よりゴブｇの前から２番目の領域Ｓ２の前端部の径Ｒ２と後端部の径Ｒ３との比Ｓの計測データを読み込み、その径の比Ｓとその最適値Ｃとの差ΔＳを算出するとともに、その差ΔＳの最適値Ｃに対する比率Ｒを算出する（ＳＴ１７）。つぎのＳＴ１８では、その比率Ｒが所定の許容値であるかどうか、この実施例では１０％以下の値であるかどうかが判定され、その判定が「ＮＯ」であれば、つぎに径の比Ｓと最適値Ｃとの大小関係が、その差ΔＳが正であるか負であるかによって判定される（ＳＴ１９）。もし、ΔＳ＞０であれば、ＳＴ１９の判定が「ＹＥＳ」であり、制御装置８はプランジャ１２のストローク調整機構６２の駆動機構６５とプランジャ１２の高さ調整機構６３の駆動機構６６とを駆動し、プランジャ１２のストロークを所定の量だけ大きくするとともに、プランジャ１２の下死点を所定の量だけ下げる（ＳＴ２０）。もし、ΔＳ＜０であれば、ＳＴ２０の判定が「ＮＯ」であり、制御装置８は前記駆動機構６５，６６を駆動し、プランジャ１２のストロークを所定の量だけ小さくするとともに、プランジャ１２の下死点を所定の量だけ上げる（ＳＴ２１）。

ＳＴ２０，２１において、プランジャ１２のストロークと下死点が変更されたとき、制御装置８は、適当な時間を置き、その後に生成されたゴブｇについての前から２番目の領域Ｓ２の前端部の径Ｒ２と後端部の径Ｒ３との比Ｓの計測データを画像処理装置７０から読み込み（ＳＴ１６）、その径の比Ｓについて上記と同様の演算、制御の手順を実行する。ＳＴ１６〜ＳＴ２１の制御手順はＳＴ１８の判定が「ＹＥＳ」になるまで繰り返し実行されるもので、ＳＴ１８の判定が「ＹＥＳ」になったとき、図８−２（４）のＳＴ２２へ進む。

図８−２（４）のＳＴ２２では、制御装置８は画像処理装置７０よりゴブｇの長さＬの計測データを読み込み、その長さＬとその最適値Ｄとの差ΔＬを算出するとともに、その差ΔＬの最適値Ｄに対する比率Ｔを算出する（ＳＴ２３）。つぎのＳＴ２４では、その比率Ｔが所定の許容値であるかどうか、この実施例では１０％以下の値であるかどうかが判定され、その判定が「ＮＯ」であれば、つぎに長さＬと最適値Ｄとの大小関係が、その差ΔＬが正であるか負であるかによって判定される（ＳＴ２５）。もし、ΔＬ＞０であれば、ＳＴ２５の判定が「ＹＥＳ」であり、制御装置８はシャーブレード２０Ａ，２０Ｂの高さ調整機構４の駆動機構４０を駆動し、シャーブレード２０Ａ，２０Ｂを所定に高さだけ上げる（ＳＴ２６）。もし、ΔＬ＜０であれば、ＳＴ２５の判定が「ＮＯ」であり、制御装置８は前記駆動機構４０を駆動し、シャーブレード２０Ａ，２０Ｂを所定の高さだけ下げる（ＳＴ２７）。

ＳＴ２６，２７において、シャーブレード２０Ａ，２０Ｂの高さが変更されたとき、制御装置８は、適当な時間を置き、その後に生成されたゴブｇについて長さＬの計測データを画像処理装置７０から読み込み（ＳＴ２２）、その長さＬについて上記と同様の演算、制御の手順を実行する。ＳＴ２２〜ＳＴ２７の制御手順はＳＴ２４の判定が「ＹＥＳ」になるまで繰り返し実行されるもので、ＳＴ２４の判定が「ＹＥＳ」になったとき、ＳＴ２８へ進み、上記の比率Ｐ，Ｑ，Ｒ，Ｔの全てが所定の許容値であったかどうか、この実施例では１０％以下の値であったかどうかが判定される。

もし、比率Ｐ，Ｑ，Ｒ，Ｔのいずれかが許容値でなく、いずれかの調整動作が実施された場合には、ＳＴ２８の判定は「ＮＯ」であり、図８−１（１）のＳＴ４へ戻り、ゴブｇの重量Ｍ、ゴブｇの最も後側の領域Ｓ４における最大径Ｒ１、前から２番目の領域Ｓ２の前端部の径Ｒ２と後端部の径Ｒ３との比Ｓ、ゴブｇの全長Ｌを順次読み込んで同様の手順が実行される。
ＳＴ４〜ＳＴ２７の制御手順は、ＳＴ２８の判定が「ＹＥＳ」になるまで繰り返し実行されるもので、ＳＴ２８の判定が「ＹＥＳ」になったとき、すなわち、比率Ｐ，Ｑ，Ｒ，Ｔのいずれかもが許容値であり、調整動作の必要がなかった場合、調整手順は終了し、つぎにガラス製品の成形へ進む。

１ゴブフィーダー
２カッター機構
４シャーブレードの高さ調整機構
５チューブの高さ調整機構
７撮像装置
８制御装置
１１オリフィス
１２プランジャ
２０Ａ，２０Ｂシャーブレード
４０，５０，６４，６５，６６駆動機構
６１デファレンシャル調整機構
６２プランジャのストローク調整機構
６３プランジャの高さ調整機構
７０画像処理装置
７１，７２カメラ
ｇゴブ
Ｇ溶融ガラス

Claims

ガラス製品を成形するための金型へ供給されるゴブを最適な重量および形状のゴブに整えて生成するゴブ生成装置であって、ゴブフィーダーの円形状のオリフィスより押し出された溶融ガラスを切断して得られるゴブを落下経路上で撮像する１台または２台のカメラと、前記カメラにより取得されたゴブの二次元画像より長さ方向に対して直交する方向のゴブの断面形状を円形または楕円形状に近似してゴブの重量とゴブの形状を特定する特徴量とを計測するための画像処理を実行する画像処理装置と、ゴブを所望の重量および形状に整えるために調整される複数の調整機構を個別に駆動する駆動機構と、ゴブの重量の規格値および前記特徴量の最適値をそれぞれ基準データとして記憶する記憶装置と、前記画像処理装置により計測されたゴブの重量および特徴量と前記記憶装置に記憶された対応する基準データとの差が許容値となるように対応する駆動機構を駆動させる制御装置とを備えて成るゴブ生成装置。
前記画像処理装置は、画像上でゴブを前半分の領域と後半分の領域とに区分するとともに、前半分の領域および後半分の領域をさらに前半分の領域と後半分の領域とにそれぞれ区分し、このゴブの画像において、その全長と、４区分された領域の最も後側の領域における最大径と、前から２番目の領域の前端部の径と後端部の径との比とを、それぞれ前記特徴量として計測する請求項１に記載されたゴブ生成装置。
前記制御装置は、生成されたゴブについて計測されたゴブの重量とその基準データとの差が許容値でないとき対応する駆動機構を駆動してゴブの重量を調整し、その調整後に生成されたゴブについて計測された特徴量とその基準データとの差が許容値でないとき対応する駆動機構を駆動してゴブの形状を調整し、その調整後に生成されるゴブについて計測されるゴブの重量とその基準データとの差および特徴量とその基準データとの差の全てが許容値となるまで調整が繰り返されるように制御の手順が定められている請求項１に記載されたゴブ生成装置。
前記駆動機構は、ゴブの重量を整えるためにゴブフィーダーのスパウトの内部に配備されたチューブの高さを調整する機構を駆動する駆動機構と、ゴブの長さを整えるためにゴブフィーダーによって押し出された溶融ガラスを切断するシャーブレードの高さを調整する機構を駆動する駆動機構と、ゴブの太さを整えるためにゴブフィーダーのスパウトの内部に配備されたプランジャのストロークと下死点を調整する機構を駆動する駆動機構およびプランジャの上昇開始とシャーブレードによるゴブの切断との間のタイミングを調整する機構を駆動する駆動機構とで構成されており、各駆動機構は前記制御装置により駆動が制御されるモータを駆動源とするものである請求項１に記載されたゴブ生成装置。