JP2018510338A - ガラス板取得及び位置決めシステム - Google Patents

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Abstract

ガラス板取得及び位置決めシステム並びに関連する方法が、ガラス板処理システムにおいてインラインに設置されるガラス板光学検査システムで利用される。取得及び位置決めシステムは、外装支持フレームと、ガラス板支持フレームが、それによってガラス板がコンベヤから除去され且つ支持フレーム上に保持される第１の配向から、それによってガラス板が光学検査システムによる処理のために位置決めされる第２の配向へ選択的に位置決めされ得るように外装支持フレームに接続される可動ガラス板支持フレームとを含む。システムは、また、ガラス板部品識別装置と、取得された画像データを解析し、且つガラス板を既知の部品タイプのセットの１つとして識別し、及びその後、部品形状解析に基づいてガラス板をガラス板支持フレーム上に固定し且つ位置決めするためのロジックを含むプログラム可能制御装置とを含み得る。【選択図】図１

Description

本発明は、ガラス板処理システムにおいてインラインに設置される、ガラス板において透過される光学的歪みを測定するための方法及び装置に関する。
ガラス板、特に自動車のフロントガラス、リヤガラス、及びサイドガラスとして用いるための様々な曲面形状に形成されるガラス板の製造者は、ガラスがフロントガラス、リヤガラス、又はサイドガラスとして取り付けられ得る車両内の操作者又は同乗者等の人間の観測者によって感知されるであろう形成板における光学的歪みの量を計測し、評価することに関心がある。製造者は、その上、形成されるガラス板の表面上で目に見える小さい傷又は他の不具合を特定することを希望している。
様々な種類のガラス板光学検査システムが公知である。１つの公知の光学検査システムは、米国特許出願公開第２０１２／００９８９５９Ａ１号明細書に開示されており、その出願は、本明細書中に開示される本発明の譲受人にも譲渡されている。この開示された光学検査システムは、実験室（すなわち、オフライン）又はインライン構成の何れか一方で実装され得、検査システムは、ガラス板が処理システム内を搬送されている際にそれらを検査するように取り付けられる。
従って、加工中に搬送される際に移動するコンベヤ上でガラス部を迅速に識別し且つガラス板を回収し、検査システムによる画像取得のためにガラス板を位置決めし、更なる処理のためにガラス板をコンベヤに戻すための単純で信頼性のある機構を含むインライン構成を実装することも望まれ得る。
また、それは、ガラス板が光学検査システムから上流に搬送される際にガラス板を複数の既知の部品形状のうちの１つとして識別し、且つその形状に基づいて光学検査システムによる処理のためにガラス板を保持し、正確に位置決めするようにガラス板取得及び位置決め機構を制御するために有用であり得る。
開示されるガラス板取得及び位置決めシステム並びに関連する方法は、ガラス板の光学特性を測定するためのインライン光学検査システムにおいて利用され、ここで、インラインシステムは、ガラス板を作製するためのシステム内に設置され、ガラス板を作製するためのシステムは、１つ以上の処理ステーションと、処理中にガラス板をステーションからステーションへ搬送するための１つ以上のコンベヤとを含む。開示されるガラス板取得及び位置決めシステムに加えて、光学検査システムは、所定の対比パターンを有する背景スクリーンと、デジタルカメラであって、予め選択される位置においてカメラとスクリーンとの間に位置決めされるガラス板との背景スクリーンの画像を取得するためのデジタルカメラと、取り込んだ画像データを受信し、且つ１つ以上の光学的処理操作を実行してガラス板の光学特性を解析するためのロジックを含むコンピュータとを含む。
ガラス板取得及び位置決めシステムは、カメラと背景スクリーンとの間でコンベヤに隣接して取り付けられる外装支持フレームと、ガラス板支持フレームがコンベヤ上のガラス板の平面における第１の略水平配向から上方傾斜配向に選択的に位置決めされ得、それにより、予め選択される位置においてカメラとスクリーンとの間にガラス板を位置決めし、且つその後、コンベヤ上での継続される移動のためにガラス板を再度位置決めし、且つガラス板支持フレームからガラス板を解放するように外装支持フレームに接続されるガラス板支持フレームとを含む。
ガラス板取得及び位置決めシステムは、また、ガラス板がコンベヤ上の略所定の位置に移動する際に、ガラス板支持フレームに対してガラス板を正確に配向するために作動可能な位置決め機構と、ガラス板をガラス板支持フレームに固定するための保持機構とを含み得る。
ガラス板取得及び位置決めシステムは、また、位置決め機構がガラス板支持フレームに対してガラス板を係合し且つ正確に配向できるように、ガラス板をコンベヤから持ち上げ、且つガラス板を所定の位置に保持するために作動可能な輸送機構を含み得る。
ガラス板取得及び位置決めシステムは、また、輸送機構、位置決め機構、及び保持機構を制御するためのロジックを実行するようにプログラムされる少なくとも１つのプロセッサを含むプログラム可能制御装置を含み得る。
ガラス板取得及び位置決めシステムは、また、ガラス板の形状に関連するデータを取得するための、ガラス板支持フレームから上流の所望の場所に取り付けられるセンサを含むガラス板部品識別装置を含み得る。プログラム可能制御装置は、また、取得データを解析し、且つガラス板を既知の部品形状のセットの１つとして識別するためのロジックと、既知の部品形状のセットのそれぞれのための識別された部品形状に部分的に基づいて、ガラス板取得及び位置決めシステムの可動部品のうちの１つ以上を制御するためのロジックとを含み得る。
インラインガラス板光学検査システム及び方法も開示される。インラインガラス板光学検査システムは、ガラス板に対する１つ以上の加熱、折り曲げ、焼き戻し、熱強化、又は他の作製操作を実行するガラス板処理システムに関連するコンベヤ上でガラス板が輸送される際に、ガラス板を検査するように取り付けられる。開示される光学検査システムは、所定のパターンに配置される対比要素を含む背景スクリーンと、背景スクリーンの画像を取得するためのデジタルカメラと、ガラス板がガラス板処理システムコンベヤの１つ上で搬送される際にガラス板を受け取り、ガラス板をコンベヤから即座に除去し、且つカメラがガラス板を通して透過されるパターンの画像を取り込むことができるように、ガラス板をカメラと背景スクリーンとの間の経路内に位置決めし、及び次いでガラス板をコンベヤ上に再度位置決めするための開示されるガラス板取得及び位置決めシステムとを含む。
開示されるインライン光学検査システムは、また、先に説明した部品形状識別並びに板取得及び位置決め機構制御ロジック、並びに取り込んだ画像データを受信し、且つ１つ以上の光学的処理操作を実行してガラス板の光学特性を解析し、且つ解析に関連する選択された情報を表示するか、又はそうでなければ報告するためのロジックを含む少なくとも１つのコンピュータを含む。
図１は、開示されるガラス板光学検査システムの一実施形態の側面図である。 図２は、図１の開示されるガラス板光学検査システムの斜視図である。 図３は、ガラス板取得及び位置決めシステムにおいて用いられ得る位置決め機構の平面図である。 図４は、ガラス板取得及び位置決めシステムにおいて用いられ得るガラス板支持フレームの斜視図である。 図５は、取得及び位置決め機構のガラス板支持フレームを２つの位置で示す、開示されるガラス板光学検査システムの一実施形態の側面立面図である。 図６は、一般的な自動車ガラス形成及び焼き戻しライン内に設置される開示されるインライン光学検査システムの一実施形態の概略図である。 図７は、一般的な自動車フロントガラス形成ライン内に設置される開示されるインライン光学検査システムの別の実施形態の概略図である。
必要に応じて、本発明の詳細な実施形態を本明細書中で開示するが、開示される実施形態は、単に、様々な代替としての形態で具現化され得る本発明の例示であることが理解されるべきである。図面は必ずしも一定の縮尺で描かれておらず、幾つかの特徴は、特定の構成部品の詳細を示すために強調又は最小化されている可能性がある。従って、本明細書中に開示される特定の構造的及び機能的な詳細は、限定するものとして解釈すべきではなく、単に本発明を様々に用いるように当業者に教示するための代表的なものに基づくものとして解釈すべきである。
図１を参照すると、概して１０で示すガラス板取得及び位置決めシステムが、例えば、概して１００で示すインラインガラス板光学特性検査システムへの組み込みのために開示されている。インライン光学検査システム１００並びに組み込まれるガラス板取得及び位置決めシステム１０は、順に、図６及び７に概略図で示す製作システム２００及び３００等の１つ以上の処理ステーションと、処理中にガラス板をステーションからステーションへ搬送するための１つ以上のコンベヤ１４とを含む、ガラス板を作製するためのシステムに組み込まれ得る。
ガラス板取得及び位置決めシステム１０は、インライン光学システム１００による分析のためにガラス板の取得及び位置決めを容易にするために、インライン光学検査システム１００内に統合される。インライン光学システム１００は、所定のパターンに配置された対比要素を含む背景スクリーン１０２と、予め選択される位置においてカメラとスクリーンとの間に位置決めされるガラス板との背景スクリーン１０２の画像を取得するためのデジタルカメラ１０４と、デジタルカメラ１０４を制御し、且つガラス板の光学特性を解析するように取得データを処理するためのロジックを含む１つ以上のコンピュータ及び／又はプログラム可能制御装置（概して６０で示す）とを含み得る。
更に図１を参照すると、ガラス板取得及び位置決めシステム１０は、背景スクリーン１０２とカメラ１０４との間でコンベヤ１４に隣接して取り付けられる外装フレーム１２を含む。ガラス板取得及び位置決めシステム１０は、ガラス板支持フレーム１６が第１の略水平な配向から第２の上方に傾斜する配向に動かされ得るように、外装支持フレーム１２に操作可能に接続される可動ガラス板支持フレーム１６を更に含み、それにより、ガラス板支持フレーム１６（及びフレーム１６内部に保持されるガラス板）がコンベヤ１４の平面から上昇されて、ガラス板を予め選択される位置においてカメラ１０４とスクリーン１０２との間に位置決めし、その結果、インライン光学検査システムがその特定のガラス板のための所望データを収集し得る。可動ガラス板支持フレーム１６は、その後、その略水平位置（図１に示すような）に戻され、ガラス板をフレーム１６から、ガラス板処理システムによる更なる処理のためにガラス板を搬送するためのコンベヤ１４上に戻して解放する。
ガラス板取得及び位置決めシステム１０は、ガラス板がコンベヤ１４上で搬送される際に（又は代替として、以下で説明するようにガラス板がコンベヤから取り除かれた後に）それと接触し、ガラス板を正確に配向するように制御可能な位置決め機構１８（図２及び３に示す）と、ガラス板が位置決め機構１８によって適切に位置決めされた後、それをガラス板支持フレーム１６上に固定するための保持機構２０とを更に含む。ガラス板取得及び位置決めシステム１０は、本明細書中に説明する機能を実行するように位置決め機構１８及び保持機構２０を制御するためのロジックを実行するようにプログラムされる１つ以上のプロセッサを含むプログラム可能制御装置６０を更に含む。
ここで図２を参照すると、ガラス板取得及び位置決めシステム１０は、また、ガラス板支持フレーム１６から上流に、コンベヤ１４に隣接して取り付けられる形状センサ２４を含むガラス板部品識別装置２２を含み得る。センサ２４は、コンベヤ１４上を移動するガラス板の形状に関連するデータを取得するために作動するように制御される。センサ２４は、コンピュータ６０（図１に示すような）等の１つ以上のプロセッサに動作可能に接続され、ここで、コンピュータは、センサ２４によって取得されたデータを解析し、コンピュータ６０のメモリに格納されている既知の部品形状のセットのうちの１つとしてガラス板を識別するためのロジックを含む。システム１０の図示の実施形態において、部品識別装置２２は、また、ガラス部品がセンサ２４と背景パネル２６との間で搬送される際に、システムロジックにガラス部品の形状を効率的に識別させることに適したデータをセンサ２４が取得できるように、適切に対比させる背景を提供するようにコンベヤ１４の下に取り付けられる背景スクリーン２４を含む。図示する実施形態において、センサ２４は、デジタル画像認識カメラ、特に１．３メガピクセルＣＣＤカメラであるが、任意の様々な画像センサが形状解析のためにガラス板の画像を取り込むために用いられ得ることが当業者によって理解されるであろう。
更に図２を参照すると、ガラス板取得及び位置決めシステム１０は、また、輸送機構２８がガラス板と係合し、それをコンベヤ１４から上昇させ、その結果、ガラス板が先に説明したように位置決め機構１８によって係合され、位置決めされ得るように、ガラス板が概して位置決め機構１８の箇所における所定の位置に移動する際に、（図２に示すような）コンベヤ１４の搬送面より下の第１の位置から垂直方向上方に、且つコンベヤ１４上に支持されるガラス板の下面と係合して制御可能に可動であり得る輸送機構２８を含み得る。コンピュータ６０（図１に示す）等の適切にプログラムされたコントローラ又は他の市販のプログラム可能制御装置により、公知の方法で制御される空気シリンダ等の従来のアクチュエータは、本明細書中に説明するような輸送機構を制御可能に位置決めするために利用され得る。
図２に示すように、輸送機構２８は、複数のポスト状支持部２９を含み得る。これらの支持部は、テフロン（登録商標）コートされた球形上面、及び／又はポストの頂部に取り付けられる球形ローラーボールを含み得、その球形表面は、ガラス板の下面と接触し、位置決め及び保持機構１８及び２０による位置決め及び取得のためにそれをコンベヤからオフラインに支持する。
ここで図２及び３を参照すると、開示される実施形態において、位置決め機構１８は、ポジショナ３０、３２がガラス板を適切に配向し、その結果、それが保持機構２０によって適切な位置に固定され得るように、ガラス板の外周の外側の位置からガラス板縁部に向かってそれと接触して移動され得る複数のポスト状ポジショナ３０、３２を含む。開示される実施形態において、２つのポジショナ３０が位置決め機構１８の２つの平行レール３４及び３６上で上流及び下流に取り付けられる。レール３４及び３６は、それらが互い（及び各ポジショナに最も近いガラス板の縁部）に向かって又は互いから離間して同時に可動であり得るように、様々な従来のアクチュエータのうちの何れか１つ以上によって動力が供給され得る。図示する実施形態において、レール３４、３６はサーボモータによって動力が供給される。同様に、ポジショナ３２は、レール３８及び４０上でコンベヤの両側に取り付けられる。レール３８及び４０は、レール４２及び４４上に摺動可能に取り付けられ、コンベヤの反対側のポジショナ３２が互いに向かって又は互いから離間する（且つ各ポジショナに最も近いガラス板の縁部に向かって又はそれから離間する）かの何れか一方に同時に移動するように、単一アクチュエータによって動力が供給され得る。従って、ガラス板がコンベヤに沿って概して支持フレーム１６の領域内の位置に移動する場合、ポジショナ３０、３２のそれぞれは、迅速に移動してガラス板と接触し、ガラス板を配向するように制御され得る。
更に図２及び３を参照すると、ポジショナ３０、３２のうちの１つ以上は、また、垂直方向の制御された移動のために空気シリンダ等の従来のアクチュエータによって動力が供給され得、その結果、ポジショナは、ガラスがコンベヤ上でポジショナを通過して更なる処理のために下流に搬送されることを可能にするため、コンベヤの平面より下の位置に後退（すなわち降下）され得る。ポジショナ３０及び３２を制御するために利用されるサーボモータ、空気シリンダ、及び／又は他のアクチュエータは、コンピュータ６０（図１に示す）等の適切にプログラムされたコントローラ又は他の市販のプログラム可能制御装置により、当該技術分野において周知の方法で制御され得ることが理解されるであろう。
別の考察される実施形態において、位置決め機構１８は、コンベヤ上のガラス板の存在及び場所を感知し、必要に応じて板を移動して接触させるために他の従来のセンサ及びアクチュエータを追加として又は代替として含み得る。保持機構２０上に固定されるようにガラス板を位置決めすることを補助するように適合され得るかかる代替の位置決めシステムの１つの種類は、米国特許出願公開第２０１３／００９１８９６Ａ１号明細書（特に位置決め装置５４及びポジショナ５５、図４及び６〜１０、４ページ、段落３９、４１を参照）に開示されており、その公報の関連する部分はその全体が本明細書中に組み込まれる。
ここで図２及び４を参照すると、支持フレーム１６は、ガラス板が位置決めされ、保持され得る略矩形空間を画成するレール６２、６４、６６、及び６８を含み得る。レール６２及び６４は、垂直レール５４内のガイドウェイ内部での摺動可能な枢動移動のためのガイドピン５２によって等、それらの上流端部に取り付けられる。レール６２及び６４のそれぞれは、また、垂直レール５８内のガイドウェイに沿った枢動及び摺動可能な移動のためにそれらの下流端部に取り付けられる。図示する実施形態において、スロット付きガイドウェイ７０は、支持フレーム１６も垂直レール５８内のガイドウェイに沿って摺動可能に位置決めされるように、ガイドピン等の相互接続要素がガイドウェイ７０内部で摺動できるようにレール６２及び６４のそれぞれに提供される。
更に図２及び４を参照すると、開示される実施形態において、保持機構２０は、ガラス板を支持フレーム１６上の所定の位置に係合し、保持するように支持フレーム上に取り付けられ、後退位置（図４に示す）からガラス板の外周縁部と係合して制御可能に位置決め可能な複数の空気シリンダ動力式クランプ５０を含む。図示する実施形態において、クランプ５０のそれぞれは、コンピュータ６０（図１に示す）等の適切にプログラムされたコントローラ又は他の市販のプログラム可能制御装置により、公知の方法で同様に制御される従来の空気シリンダによって動力が供給される。開示される実施形態において、クランプ５０の移動範囲は、単一サイズの支持フレーム１６内部に保持されるように様々なガラス板部品サイズを可能にするのに適している。加えて、レール６６は、支持フレーム１６が追加のガラス板部品サイズに適応し、異なるガラス板部品のための追加支持フレームを取り外し、設置する必要を最小化するか又はなくすために手動で調整できるように、場所７２及び７４においてレール６２及び６４のそれぞれに解放可能に固定され得る。
代替として又は加えて、吸着カップ又は他の機械的グリッパ等の他の従来の把持装置が、板が支持フレーム２０による取得のために位置決め機構１８によって適切な位置に保持されると、ガラス板を支持フレーム１６に固定するように支持フレーム１６上に取り付けられ得る。
ここで図１及び５を参照すると、ガラス板取得及び位置決めシステム１０の各構成部品の動作順序は、インライン光学検査システム１００におけるシステム１０の統合に関連して説明される。ガラス板がコンベヤ１４に沿って取得及び位置決めシステム１０から上流に移動する（すなわち、図１の右端で）際に、ガラス板の先端は、適切な位置で上流に取り付けられ、ガラス板がコンベヤ１４上で画像センサ２４の下を移動する際に、ガラス板部品識別装置２２のための制御システム６０が画像センサ２４を作動させ得るように（画像センサ２４に対して直接又は間接の何れか一方で）動作可能に接続される非接触光スイッチ等の従来のセンサ７６によって検出される。画像センサ２４によって取得された画像データは、次いで、１つ以上の格納されている公知の部品形状との相関関係を判断するために部品識別装置システムロジックによって解析され、比較され、それにより、ロジックがガラス板を公知の部品のうちの１つとして識別する。このガラス板に対する部品識別は、その後、これらの構成部品が、以下で説明するように、その特定の部品タイプを解析するために光学検査システム１００に対して必要に応じてガラス板を位置決めし、保持し、且つ最終的に配向するように、位置決め機構１８及び保持機構２０のそれぞれのための制御装置によって活用され得る。
ガラス板が取得のための略所定の位置になるまで、ガラス板が下流に（すなわち、図１及び３の右から左に）移動する際に、輸送機構２８（図２に示す）が作動され、上方に移動し、結果として、支持部２９のそれぞれが移動するガラス板と接触し、コンベヤ１８からガラス板を持ち上げる。位置決め機構１８は、次いで、ガラス板が支持フレーム１６上での取得及び保持のためにガラス板を正確に配向するようために輸送機構２８に支持されるように、ポジショナ３０、３２を移動させてガラス板と接触するように作動される。位置決めされると、保持機構２０上のクランプ５０のそれぞれがガラス板を支持フレーム１６上に堅固に保持するように作動され得る。ここで、ガラス板がその上に固定される支持フレーム１６は、次いで、ガラス板を所定の位置に配向して、ガラス板がそれらの間に位置決めされて背景スクリーン１０２上のパターンの画像をカメラ１０４が記録することができるように制御可能に移動され、その後、画像日付を解析してガラス板の光学特性を評価及び報告する。
更に図５を参照すると、開示される実施形態における支持フレームの運動順序がここで説明される。支持フレーム１６は、最初、コンベヤ１４と略平行な略水平位置に配向されている（図３において１６で示す）。フレーム１６は、その枢動接続部５２において、上流垂直レール５４に沿って固定位置５６に摺動可能に位置決めされる（開示されるシステムにおいてレール５４の頂部に位置する）。支持フレーム１６は、同時に又はその後、支持フレーム１６がこの識別部品のための所望の検査角度に傾斜されるように、下流垂直レール５８に沿って移動される。支持フレーム１６及びガラス板は、ここで、図５の１６’によって示される位置に配向される。ガラス板が位置１６’に移動されると、インライン光学検査システム用の制御装置６０は、カメラ１０４を作動させて、ガラス板を通して透過される背景スクリーン１０２のパターンの画像を記録する。この画像情報は、次いで、公知の方法で解析されて、このガラス板のための光学的歪み情報及び他の品質管理データを提供する。
カメラ１０４が作動すると直ちに、支持フレーム１６は、先に説明したものと略逆のパターンで移動されて、それにより、支持フレーム１６及びその上に保持されるガラス板をコンベヤ１４の真上の水平位置に変更して位置決めし得る。保持機構２０は、次いで、更なる処理のために、ガラス板を輸送機構２８上若しくは代替としてコンベヤ１４の直接上に解放するように作動され得る。
開示される実施形態において、部品タイプの識別により、支持フレームが位置５６へ垂直レール５４上を上方に移動する場合に、ガラス板の中心線がカメラ１０４の主軸と一致するように識別部品のそれぞれが位置決めされるように、位置決め機構１８及び保持機構２０は、それぞれガラス板を支持フレーム上の所定の位置に位置決めし、保持することが可能となることが理解されるであろう。また、システムが、部品タイプ及び／又はユーザの好みに基づいて任意の所望の角度に（フレームを下流垂直レール５８に沿って摺動し、それを、点５６を中心として枢動することによって）支持フレームを移動させるようにプログラムされ得ることも理解されるであろう。
再度、図１、２、及び５を参照すると、インラインガラス板光学検査システム１００も開示されている。インラインガラス板光学検査システム１００は、ガラス板がガラス板に関する複数の作製操作を実行するガラス板処理システムに関連するコンベヤ１４上で輸送される際に、ガラス板を検査するように取り付けられる。開示される検査システム１００は、背景スクリーン１０２、カメラ１０４、及びガラス板がコンベヤ１４のうちの１つ上で搬送される際に、ガラス板を受け取るためのガラス板取得及び位置決め機構１０を含む。先に説明したように、ガラス板取得及び位置決め機構１０は、コンベヤからガラス板を即座に除去し、カメラ１０４がガラス板を通して透過されるスクリーンパターンの画像を取り込むことができるように、カメラ１０４と背景スクリーン１０２との間の経路にガラス板を位置決めする。
ガラス板取得及び位置決め機構１０は、次いで、更なる処理のためにガラス板をコンベヤ１４上に再度位置決めする。検査システム１００は、取り込んだ画像データを受信し、１つ以上の光学的処理操作を実行してガラス板の光学特性を解析し、解析に関連する選択された情報を表示するか、又はそうでなければ報告するためのロジックを含むコンピュータ６０を更に含む。先に説明したように、コンピュータ６０は、また、本明細書中に更に説明するような画像取得及び光学的処理のためにガラス板を制御可能に位置決めするために、本明細書中に説明する様々な操作位置のそれぞれへ且つそれから内側支持フレーム１６を移動させるように取り付けられるロケータ１６及びアクチュエータに取り付けられるセンサに動作可能に接続され得る。
一実施形態において、検査システム１００は、米国特許出願公開第２０１２／００９８９５９Ａ１号明細書に開示されている種類のものであり得、その公報の開示はその全体が本明細書中に組み込まれる。光学検査システム１００のこの実施形態において、各ガラス板のために取得されたデジタル画像は、画像データを解析して、（１）ガラス板を通して透過されるパターンの観察された画像における光学的歪みの、倍率及びレンズ度数を含む印と、（２）ガラス板上の小さい目に見える光学的又は閉塞性欠陥とを判断するように適切にプログラムされるコンピュータ６０にダウンロードされる。
上で説明した光学的歪み特性並びにシステム１００によって識別され、表示されるデータに加えて、開示されるシステム及び方法は、また、ガラス板表面に現れる光学的及び／又は閉塞性歪み並びに直径１ミリメートル程の他の目に見える欠陥の領域を識別し、位置を特定し得る。
システム１００は、ＥＣＥ Ｒ４３等の工業規格に最も関連するそれらの印、又は業界において、形成及び作製されたガラス板の光学的透過品質の解析に関連すると考えられる他の印を含む光学的歪みの様々な印を図表及び数値で表示するようにユーザによってプログラムされ得る。システム１００は、同様に、ガラス板上で識別された小さい目に見える表面欠陥の位置を表示するようにプログラムされ得る。
一実施形態において、背景スクリーン１０２は、格子の画像がそれらの間に取り付けられるガラス板Ｇを介してカメラ１０４に投影されるように、矩形格子を形成する互いから既知の所定の距離で明るい背景上に位置決めされる暗い正方形のパターンを提供する。他の類似の対比格子パターンが本発明の趣旨から逸脱することなく用いられ得ることが理解されるであろう。
デジタルカメラ１０４は、ガラス板取得及び位置決め機構１０上に保持されるガラス板Ｇを通して透過されるスクリーン１０２上の格子の画像を収集するように取り付けられる。カメラ１０４は、本明細書中に説明するような本発明の方法に従い、且つ米国特許出願公開第２０１２／００９８９５９Ａ１号明細書において更に説明されているように、従来のデータラインを介してカメラからデジタル画像データを取得し、データのための所望の解像度を得るように画像データを処理し、歪みの様々な印並びにガラス板の表面上の小さい傷／欠陥を展開するようためにデータを解析するように適切にプログラムされ得るコンピュータ６０に接続される。コンピュータ６０は、また、図表（例えば、色分けされた画像）及び統計的な両方の形式で導出された画像歪み情報を呈示するようにプログラムされ得る。必要に応じて、様々な他の統計的データがレンズ度数の最大、最小、範囲、平均、及び標準偏差、又は対象となり得る歪みの他の指数を含み、ガラス板の所定の領域のために導出及び報告され得る。
当業者によって理解されるように、米国特許出願公開第２０１２／００９８９５９Ａ１号明細書に説明されている方法及びシステムに加えて、光学検査システム１００の他の実施形態は、加えて又は代替として、ガラス板に関連する画像データを収集し、解析し、透過された光学的歪みの様々な印を提供するために、他の公知の画像処理技術を採用し得る。同様に、ガラス板の表面上の傷及び／又は欠陥を識別するための他の手法が本発明の趣旨から逸脱することなく開発され、且つ検査システム１００によって採用され得る。
一実施形態において、格子スクリーン１０２は、白い背景上の黒い正方形の形態であるのが好ましい対比パターンが従来の方法を用いて印刷、塗装、又はそうでなければ塗布されている半透明パネルの背後の従来の照明（蛍光灯等）を利用するライトボックスである。デジタルカメラ１０４は、カメラによる画像の取得がコンピュータによって制御され得るように、公知の方法を用いてコンピュータ６０に接続されるのが好ましい。
図６は、本発明のインライン光学検査システム１００並びにガラス板取得及び位置決めシステム１０を含む一般的なガラス板加熱、折り曲げ、及び焼き戻しシステム２００を示している。この図において、ガラス板（Ｇで示す）は、ガラスを所望の形状に形成するための適切な温度までガラスが軟化される加熱区間２０２に入る。加熱されたガラス板は、次いで、軟化された板が所望の形状に形成される折り曲げステーション２０４に搬送され、その後、ガラス板が適切な物理的特性を達成するように制御された方法で冷却される冷却ステーション２０６に更に搬送される。この実施形態において、ガラス板は、次いで、冷却ステーションから出されて、板が本発明に従って光学検査システム１００による画像取得及び解析のために取得及び位置決め機構１０によって取得され、位置決めされるコンベヤ上で搬送される。測定に続いて、ガラス板は、次いで、更なる処理のためにコンベヤ１４に戻される。ガラスの輸送及び搬送は、説明した方法でガラスを扱うために、ローラー、エアフロート、又はベルトコンベヤ、ポジショナ、及びロボットアームによって等、公知の技術を用いることによって達成され得ることが理解されるであろう。また、複数のコンベヤであり、複数のコンベヤのそれぞれは、システム２００全体にわたってガラス板の流れ及び処理を効率的に管理するために所定の速度で異なる処理ステーションを通ってガラス板を移動させるように独立して制御され得ることも理解されるであろう。
図７は、同様に、光学検査システム１００の上流に、加熱ステーション３０２、折り曲げステーション３０４、冷却ステーション３０６、及び積層ステーション３０８を含み得る一般的な自動車フロントガラス製作システム３００における本発明のインライン光学検査システム１００並びに関連するガラス板取得及び位置決めシステム１０を概略図で示している。
開示されるインライン光学検査システム１００によって出力される選択データは、また、ステーションガラス板システムのうちの１つ以上のための制御装置が、先に処理されたガラス板から展開される光学的データの関数としてその動作パラメータを修正することが可能となるように、関連するガラス板加熱、折り曲げ、及び焼き戻しシステム２００（又は自動車フロントガラス製作システム３００）のための制御ロジックに入力として提供され得る。
本発明の光学検査システム１００は、代替として、ガラス板がその最終的な形状に形成された後、光学的歪み測定が行われる限り、システムの生産速度を最大にするため、必要に応じて、上で説明された及び他のガラス板製作システム内の様々な他の点においてインラインに取り付けられ得ることが理解されるであろう。
また、カメラ及びアレイスクリーンは、カメラ１０４と背景アレイ１０２との間の経路がガラスの搬送方向と略平行であるように、図示する実施形態に配置されるが、ガラス板処理システムに適切に接続されるコンベヤに沿ったシステム１００の様々な代替編成が本発明の趣旨から逸脱することなく採用され得ることも当業者によって理解されるであろう。
例示的な実施形態を上で説明したが、これらの実施形態が本発明の全ての可能性な形態を説明することは意図されない。むしろ、本明細書中に用いた単語は、限定ではなく説明の単語であり、様々な変更形態が本発明の趣旨及び範囲を逸脱することなくなされ得ることが理解されるべきである。加えて、様々な実装する実施形態の特徴は、本発明の更なる実施形態を形成するように組み合わされ得る。

Claims (13)

  1. ガラス板の光学特性を測定するためのインラインシステムのためのガラス板取得及び位置決めシステムにおいて、前記インラインシステムは、所定のパターンに配置される対比要素を含む背景スクリーンと、デジタルカメラであって、予め選択される位置において前記カメラと前記スクリーンとの間に位置決めされる前記ガラス板との前記背景スクリーンの画像を取得するためのデジタルカメラとを含み、前記インラインシステムは、１つ以上の処理ステーションと、処理中にステーションからステーションへ前記ガラス板を搬送するための１つ以上のコンベヤとを含む、ガラス板を作製するためのシステム内に設置され、前記取得及び位置決めシステムは、
    前記カメラと前記背景スクリーンとの間で前記コンベヤに隣接して取り付けられる外装支持フレームと、
    可動ガラス板支持フレームであって、前記ガラス板支持フレームが前記コンベヤ上の前記ガラス板の平面における第１の略水平配向から第２の上方傾斜配向に選択的に位置決めされ得、それにより、前記ガラス板支持フレームが前記コンベヤの前記平面から、ガラス板がその上に保持されながら上昇され、それにより、前記予め選択される位置において前記カメラと前記スクリーンとの間に前記ガラス板を位置決めし、且つその後、前記コンベヤ上での継続される移動のために前記ガラス板支持フレームから前記ガラス板を解放するために再度位置決めされるように、前記外装支持フレームに動作可能に接続される可動ガラス板支持フレームと、
    前記ガラス板支持フレームに対して前記ガラス板を配向するために作動可能な位置決め機構と、
    前記ガラス板を前記ガラス板支持フレームに固定するための保持機構と、
    輸送機構、前記位置決め機構、及び前記保持機構を制御するためのロジックを実行するようにプログラムされる少なくとも１つのプロセッサを含むプログラム可能制御装置と
    を含むことを特徴とする、ガラス板取得及び位置決めシステム。
  2. 請求項１に記載のガラス板取得及び位置決めシステムにおいて、前記インラインシステムから上流にコンベヤ上を移動するガラス板の形状に関連するデータを取得するためのセンサを含むガラス板部品識別装置を更に含み、前記プログラム可能制御装置は、前記取得されたデータを解析し、且つ前記ガラス板を既知の部品形状のセットの１つとして識別するためのロジックを含み、前記位置決め機構及び前記保持機構は、前記識別された部品形状に部分的に基づいて制御されることを特徴とする、ガラス板取得及び位置決めシステム。
  3. 請求項１に記載のガラス板取得及び位置決めシステムにおいて、前記ガラス板を前記コンベヤから持ち上げるために作動可能な輸送機構を更に含むことを特徴とする、ガラス板取得及び位置決めシステム。
  4. 請求項３に記載のガラス板取得及び位置決めシステムにおいて、前記輸送機構は、複数のガラス板支持部であって、それぞれが前記コンベヤ上に位置するガラス板の前記平面の下の第１の位置から、前記コンベヤ上で搬送されるガラス板の表面と接触する第２の位置へ可動である、複数のガラス板支持部を含む支持スタンドを含み、それにより、前記支持部は、前記コンベヤから上方に前記ガラス板を持ち上げることを特徴とする、ガラス板取得及び位置決めシステム。
  5. 請求項１に記載のガラス板取得及び位置決めシステムにおいて、前記位置決め機構は、前記コンベヤに隣接して取り付けられる１つ以上の可動ポジショナを含み、それにより、前記ガラス板支持フレームがその第１の配向に位置決めされる場合に、前記ポジショナは、ガラス板と接触し、且つ前記ガラス板支持フレーム上に前記ガラス板を固定するための位置に前記ガラス板を移動させるように移動されることを特徴とする、ガラス板取得及び位置決めシステム。
  6. 請求項１に記載のガラス板取得及び位置決めシステムにおいて、前記保持機構は、前記ガラス板に隣接して前記ガラス板支持フレーム上に取り付けられる１つ以上の位置決め可能なクランプを含み、それにより、前記ガラス板支持フレームがその第１の配向に位置決めされる場合に、前記クランプは、ガラス板と接触し、且つ前記ガラス板支持フレーム上に前記ガラス板を固定するように位置決めされ、及び前記ガラス板支持フレームが、前記コンベヤ上での継続される移動のために前記ガラス板支持フレームから前記ガラス板を解放するために再度位置決めされる場合に、前記クランプは、前記ガラス板を前記ガラス板支持フレームから前記コンベヤ上に解放するように位置決めされることを特徴とする、ガラス板取得及び位置決めシステム。
  7. ガラス板を作製するためのシステムにおいてガラス板の光学特性を測定するためのインライン装置において、前記ガラス板を作製するためのシステムは、１つ以上の処理ステーションと、処理中にステーションからステーションへ前記ガラス板を搬送するための１つ以上のコンベヤとを含み、前記装置は、
    所定のパターンに配置される対比要素を含む背景スクリーンと、
    前記背景スクリーンの画像を取得するためのデジタルカメラと、
    ガラス板が前記コンベヤの１つ上で搬送される際に前記ガラス板を受け取り、前記ガラス板を前記コンベヤから即座に除去し、且つ前記カメラが前記ガラス板を通して透過される前記パターンの画像を取り込むことができるように、前記ガラス板を前記カメラと前記背景スクリーンとの間の経路内に位置決めするためのガラス板取得及び位置決め機構であって、
    前記カメラと前記背景スクリーンとの間で前記コンベヤに隣接して取り付けられる外装支持フレームと、
    可動ガラス板支持フレームであって、前記ガラス板支持フレームが前記コンベヤ上の前記ガラス板の平面における第１の略水平配向から第２の上方傾斜配向に選択的に位置決めされ得、それにより、前記ガラス板支持フレームが前記コンベヤの前記平面から、ガラス板がその上に保持されながら上昇され、それにより、前記予め選択される位置において前記カメラと前記スクリーンとの間に前記ガラス板を位置決めし、且つその後、前記コンベヤ上での継続される移動のために前記ガラス板支持フレームから前記ガラス板を解放するために再度位置決めされるように、前記外装支持フレームに動作可能に接続される可動ガラス板支持フレームと
    を含む、ガラス板取得及び位置決め機構と、
    選択されたガラス板に関連する前記取り込まれた画像データを受信し、且つ前記取り込まれた画像データを用いる１つ以上の処理操作を実行して前記ガラス板の前記光学特性を解析するためのロジックを実行するようにプログラムされる少なくとも１つのプロセッサを含むコンピュータと
    を含むことを特徴とする、インライン装置。
  8. 請求項７に記載のガラス板ガラス板の光学特性を測定するためのインライン装置において、
    前記インライン装置から上流にコンベヤ上を移動するガラス板の形状に関連するデータを取得するためのセンサを含むガラス板部品識別装置と、
    前記ガラス板を前記コンベヤから持ち上げるための輸送機構と、
    前記ガラス板が前記コンベヤから持ち上げられた後、前記ガラス板を配向するための位置決め機構と、
    前記ガラス板を前記ガラス板支持フレームに固定するための保持機構と、
    前記輸送機構、前記位置決め機構、及び前記保持機構のうちの１つ以上を制御するためのロジックと、前記取得されたデータを解析し、且つ前記ガラス板を既知の部品形状のセットの１つとして識別するためのロジックとを実行するようにプログラムされる少なくとも１つのプロセッサを含むプログラム可能制御装置と
    を更に含み、前記位置決め機構及び前記保持機構のうちの１つ又は両方は、前記識別された部品形状に部分的に基づいて制御されることを特徴とする、ガラス板ガラス板の光学特性を測定するためのインライン装置。
  9. 請求項８に記載のガラス板ガラス板の光学特性を測定するためのインライン装置において、前記輸送機構は、複数のガラス板支持部であって、それぞれが前記コンベヤ上に位置するガラス板の前記平面の下の第１の位置から前記コンベヤ上で搬送されるガラス板の表面と接触する第２の位置へ可動である、複数のガラス板支持部を含む支持スタンドを含み、それにより、前記支持部は、前記コンベヤから上方に前記ガラス板を持ち上げることを特徴とする、ガラス板ガラス板の光学特性を測定するためのインライン装置。
  10. 請求項８に記載のガラス板ガラス板の光学特性を測定するためのインライン装置において、前記位置決め機構は、前記コンベヤに隣接して取り付けられる１つ以上の可動ポジショナを含み、それにより、前記ガラス板支持フレームがその第１の配向に位置決めされる場合に、前記ポジショナは、ガラス板と接触し、且つ前記ガラス板支持フレーム上に前記ガラス板を固定するための位置に前記ガラス板を移動させるように移動されることを特徴とする、ガラス板ガラス板の光学特性を測定するためのインライン装置。
  11. 請求項８に記載のガラス板ガラス板の光学特性を測定するためのインライン装置において、前記保持機構は、前記ガラス板に隣接して前記ガラス板支持フレーム上に取り付けられる１つ以上の位置決め可能なクランプを含み、それにより、前記ガラス板支持フレームがその第１の配向に位置決めされる場合に、前記クランプは、ガラス板と接触し、且つ前記ガラス板支持フレーム上に前記ガラス板を固定するように位置決めされ、及び前記ガラス板支持フレームが前記コンベヤ上での継続される移動のために前記ガラス板支持フレームから前記ガラス板を解放するために再度位置決めされる場合に、前記クランプは、前記ガラス板を前記ガラス板支持フレームから前記コンベヤ上に解放するように位置決めされることを特徴とする、ガラス板ガラス板の光学特性を測定するためのインライン装置。
  12. ガラス板を作製するためのシステムにおいてガラス板の光学特性を測定するためのインライン装置において、前記ガラス板を作製するためのシステムは、所望の形状に形成するためにガラスを軟化させるために十分な温度まで前記ガラス板を加熱するための加熱ステーションと、前記軟化された板が前記所望の形状に形成される折り曲げステーションと、前記形成されたガラス板が制御された方法で冷却される冷却ステーションと、処理中にステーションからステーションへ前記ガラス板を搬送するための１つ以上のコンベヤとを含み、前記装置は、
    所定のパターンに配置される対比要素を含む背景スクリーンと、
    前記背景スクリーンの画像を取得するためのカメラと、
    前記背景スクリーンから上流にコンベヤ上を移動するガラス板の形状に関連するデータを取得するためのセンサを含むガラス板部品識別装置と、
    ガラス板取得及び位置決め機構であって、前記部品識別装置によって取得された前記形状データに基づいて前記機構を制御して、前記ガラス板が前記コンベヤの１つ上で搬送される際に前記ガラス板を受け取り、前記ガラス板を前記コンベヤから即座に除去し、且つ前記カメラが前記ガラス板を通して透過される前記パターンの画像を取り込むことができるように、前記ガラス板を前記カメラと前記背景スクリーンとの間の経路内に位置決めするためのロジックを含むプログラム可能制御装置を含む、ガラス板取得及び位置決め機構と、
    選択されたガラス板に関連する前記取り込まれた画像データを受信し、且つ前記取り込まれた画像データを用いる１つ以上の処理操作を実行して前記ガラス板の前記光学特性を解析するためのロジックを含むコンピュータと
    を含むことを特徴とする、インライン装置。
  13. ガラス板を作製するためのシステムにおいてガラス板が搬送される際に前記ガラス板の光学特性を測定するための方法において、前記ガラス板を作製するためのシステムは、１つ以上の処理ステーションと、処理中にステーションからステーションへ前記ガラス板を搬送するための１つ以上のコンベヤとを含み、前記方法は、少なくとも、
    所定のパターンに配置される対比要素を含む背景スクリーンと、前記背景スクリーンの画像を取得するためのカメラとを提供するステップと、
    前記背景スクリーンから上流にコンベヤ上を移動するガラス板の形状に関連するデータを取得するステップと、
    ガラス板が前記コンベヤ上で輸送される際に、予め選択される位置で前記ガラス板を取り込むステップと、
    前記ガラス板を前記コンベヤから除去するステップと、
    予め選択される配向において前記カメラと前記スクリーンとの間で前記ガラス板を位置決めし、且つその後、前記背景スクリーンの画像を取得するステップと、
    前記コンベヤ上での前記ガラス板の継続される移動のために前記ガラス板を再度位置決めするステップと、
    前記取得された画像データを用いる１つ以上の処理操作を実行して前記ガラス板の前記光学特性を解析するステップと
    を含むことを特徴とする、方法。
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