JP4326528B2 - 安全なガラスの製造又は処理工程を制御するための方法及び装置 - Google Patents

Description

本発明は、ガラスパネルの荷を表示する情報により安全なガラスの製造をモニターし、又は処理工程を制御するための方法に関する。この方法には、少なくとも一つの処理工程を通して平らなガラスパネルを搬送する工程、及び処理工程の前にガラスパネルの荷を表示し、及び製造又工程パラメータの制御に使用され、又はそれと関係するデータを記録し、及びモニターするために使用される情報を読み取る工程が含まれる。

本発明はまたガラスパネルの荷を表示する情報により安全なガラスの製造をモニターし、又は処理工程を制御するための装置に関する。この装置には、炉、焼き戻し又は加熱強化のためにガラスパネルを加熱するための炉内の加熱装置、荷積みテーブル、荷積みテーブルから炉内にガラスパネルを搬送するためのロールコンベヤ、及びガラスパネルの荷を表示する情報を読み取るための検出器が含まれている。

与えられた適用例によって、ガラスパネルの荷を表示する情報は、少なくとも形、サイズ及び位置のいずれか一つを含むものである。荷は、複数のガラスパネルが同時に、可能であればまた並ぶ場合が含まれる。

本発明は、製造を制御し及び加熱のための、好ましくは、製造をモニターするためのガラスパネルの焼き戻し又は加熱強化工程に適用される。

焼き戻し工程の制御に適用されるように、このタイプの方法及び装置は、フィンランド（ＦＩ）特許公開第１００５２６号公報により知られている。そこでは、形やガラスの荷の荷データが、荷積みテーブルの下流端部に炉内の連続する抵抗の各々に対して一つ固定された光学的センサーによって読み取られる。異なったセンサーにより構成される検出器は高価で特に良好な寸法精度を有していない。個々の検出器は、荷を構成するガラス片の大きさに関して信頼性のある情報を与えることができない。

国際公開第ＷＯ０２／１８９８０号公報は、ガラス表面からの反射光に焦点が合わせられているカメラでガラス表面の光学的性質をモニターするための方法及び装置を開示する。処理工程後に行われるモニターについては問題がある。

国際公開第ＷＯ９１／０３４３４号公報は、貯蔵ラック上にガラスパネルを載せる前にシート状ガラスパネルの寸法を測定するための装置を開示する。測定は、ガラスに反射した光とカメラにより行われる。これは、全表面エリアや幾つかのガラスパネルに対して同時に検査されないし、ガラスパネル処理工程のために情報も使用されない。そのときの一つのパネルに対して適当な貯蔵ラックの選択のためにのみ使用される。
フィンランド特許公開第１００５２６号公報 国際公開第ＷＯ０２／１８９８０号公報 国際公開第ＷＯ９１／０３４３４号公報

本発明の目的は、価格について魅力的でかつ高い寸法精度を有し、それにより望まれるように、処理工程のリアルタイム制御のために、また製造をモニターするために情報を使用することができる、上記タイプの方法及び装置を提供することである。

上記目的は、高強度光が搬送面に当てられ、搬送面では複数のガラスパネルが焼き戻し又は加熱強化工程の方向に移動し、少なくとも形、サイズ及び位置のいずれか一つを含む荷を表す情報が、ガラスからの反射光をミラーを介して認識するように向けられている、１又は複数のカメラにより読み取られ、そして荷を表示する情報が、焼き戻し又は加熱強化工程においてガラスパネル用加熱装置を制御することに使用されるという本発明の方法により達成される。

好ましい態様によると、情報は少なくとも一つのラインカメラによって読み取られる。該カメラはミラーで反射される光を受けるために使用され、高強度光がガラスの底表面に照射されると、光がガラスにより反射され、さらにその反射光がミラーで搬送面の下のカメラ方向に反射され、カメラが受ける光の強度が実質的に増加するため、それによってガラスとして判読される。

本発明の装置は、検出器が、少なくとも一つのラインカメラを含み、該カメラは、ガラスからの反射光をミラーを介して認識するように向けられており、該装置は、ラインカメラの可視内のガラスを照射する高強度光源を含み、カメラはガラスパネル用加熱装置を制御するための制御装置に連結されている。

十分な解像度は、強力な高周波数蛍光管により構成される発光体及び十分な解像度を有するグレイスケールラインカメラによって構成されるカメラを使用することで達成される。行われたテストでは、２５６強度値を検出できるカメラが全ての平型ガラスの場合に３０強度値の違いを与え、平らでない表面を有するガラスの場合には１０強度値の違いを与えた。このことは、エッジとガラス表面との信頼できる確認のために十分である。

出願人による以前の出願のフィンランド特許出願第２００３０００５号明細書では、ガラスの検出はグレイスケール解像度でＵＶ光によって行われており、ＵＶ光はガラス表面上に残っている錫を可視化するために又はガラス搬送面を通して照射するために使用されている。

従来の発明を超える本願発明により得られる利点は、有害なＵＶ光の使用が避けられ、又はＵＶ光の使用が補助光としてのみに機能するように制限されており、また錫が残ってない、例えば、青色ガラスは、ほんの僅か錫が残っている、及びプレスにより作られた型のガラス（典型的には、例えば，シャワーキャビネット壁用のエンボスガラスパネル）は全く錫が残っていない、そのようなガラスも検出される。

所望の形と大きさを有する焼き戻しされる平らなガラスパネルは、荷積みテーブル１のロール４によって構成されるコンベヤ上に置かれる。これによりガラスの荷は、そこのロール５により構成されるコンベヤ上を炉２の中に運ばれる。ガラスの荷の加熱は、例えば，コンベヤ５の上下にセットされた電気抵抗３によって行われる。他のタイプの公知の熱源を利用しても良い。例えば、対流吹き付けパイプを挙げることができる。加熱要素３は、放射加熱装置及び対流加熱装置の両方を集合体として含んでいてもよい。

加熱制御及び他の次に述べられる目的の観点から、荷、特に荷の種類、位置、ガラスパネルの形及び大きさを表示する情報に関して可能な限り包括的な知識を有することが有利である。それゆえ、図１の態様においては、荷積みテーブル１の下流端部方向に、コンベヤの短い区間がハウジング７の中に囲まれ、該ハウジングには、上からのガラスの荷を照らすための複数の高強度光源８が備えられている。光源８は、可視光の範囲内で操作する従来の高周波数蛍光ランプを含んでいても良い。光源８は、またコンベヤ全幅をカバーするＬＥＤのアレーを含んでいても良い。このことが有利なのは、光源の長さは入手可能なランプの長さに限定されないということである。照射されたガラス表面は、カメラ６で見て、例えば、黒色のバックグラウンド９とは異なっている。ラインカメラ６は、荷積みテーブル１のロール４間のギャップと一致して焦点が合わされた視野を有し、黒色のバックグラウンド表面９はコンベヤ下のこの相互ロールギャップの背後にある。バックグラウンド表面９は、通常黒色であるが、反射ガラス表面とは区別される別のものでもよい。光源８の強さは、ガラスの反射により調整することができ、又は自動的に自己調整できる。

ラインカメラ６は搬送面に垂直な面に対して鋭角で、適した反射角度αを形成してガラスパネルの搬送面後方に向いている。角度αは典型的には２０°〜４５°であり、例えば、約３０°〜４０°である。光源８は、それぞれ反射角度αに合う入射角度で入る光が高い強度を有するように位置取りされ、向けられる。ラインカメラ６は、ガラス搬送面を通り抜ける僅かなバックグラウンド光放射を受けるために使用される。この配置により、カメラ６はガラスから反射する光を認識し、その強度が実質的に増加することで、ガラスとして判読される。

図２の態様は、光源８及びカメラ６が共に荷積みテーブル１の下にセットされており、ガラスの底表面（及びまた上表面からも可能である）から反射する光の伝播方向がミラー１３でカメラ６の方向に偏向される点で図１の態様とは異なっている。従って、カメラ６は、位置決めの問題なく、反射点に対して十分な距離でセットされることができる。一方、荷積みテーブル１の上の保護構造物、単なるスクリーンやバックグラウンド１４は、非反射物であり、好ましくは、ブラックつや消し底板で不都合は無い。

ガラスがコンベヤ上を進むにつれて、コンベヤの振動が、ガラスが存在する領域又は複数の領域に関する濃いドットマトリクスタイプの情報を与えるためにカメラのライン周波数に同調されることができる。

ラインカメラの通常のタイプは、２０４８画素の解像度でグレイの２５６シェードを識別する能力をもつカメラを含んでいる。本発明の目的のためにはこの通常の費用のかからない基本的なカメラで十分である。最大幅３０００ｍｍのコンベヤの場合、一つの２０４８画素カメラで得られる画素サイズは１．４６ｍｍになる。両端に１画素の揺れがある場合、精度は３ｍｍになる。三つの２０４８画素カメラでは、画素サイズは０．４８８ｍｍになり、それにより寸法精度は少なくとも１ｍｍである。一つの８１９２画素カメラでは、精度は更によくなる。殆どの場合、ガラスが３ｍｍの精度で行われる測定から確認されるのでただ一つの２０４８画素カメラで実際の要求は満たされる。１画素よりさらに高い解像度を与えることもプログラム的には可能である。

荷積みテーブル１から、ドットが、ガラスがあるか無いかを示す、例えば，２０４８画素×３２７７画素（３０００×４８００ｍｍ）のサイズのドットマトリックス情報が得られる。

荷を表示する情報は、制御装置１０に伝えられ、情報は様々な方法で加工することができる。この典型的な態様では、この情報は、特に抵抗３及び／又は他の加熱装置を制御する、及び加熱プロファイルを算出するために適用される。この目的のために、コンベヤはただ一つの抵抗３（例えば、１００ｍｍ）と同等の幅を有するレーンに分割される。

荷の長さを測定することにより、及び荷が連続的か又は幾つかの長さからなるのかをチェックすることにより、縦の評価が行われる。様々なレーンが長さの違いから異なった加熱効果が必要か否かについては、制御ユニット１０又は１１でプログラム的に決定される。所望により、また縦方向に分配した加熱装置を制御することも可能である。

必要な加熱の横方向の評価は、どの加熱装置（レーン）がその下にガラスを有するか、どの加熱装置がその下にガラスを有しないのかを視覚的にチェックすることで行われる。必要な加熱効果は、所望の横方向の加熱プロファイルを算出するために所望の式で評価される。このことで熱の要求に対して実質的にリアルタイムで応答が可能になり、従って、炉に対してより良い温度バランスが得られる。

本発明はまた破損したガラスの確認及び異なった顧客用に決められたガラスを区別するために利用することができる。荷積みコンベヤ１、４の画像は、荷降ろしコンベヤの付近に置かれたモニター１２でオペレータに表示されるので、オペレータは、ある点でガラスが無いか否かを見ることができる。所望により、荷降ろしコンベヤがそれ自体カメラシステムを備えてもよく、従って、ガラスが無いことを自動的に観察することができる。

ガラス片の大きさや形が知られている場合には、ガラスは認識されるので、荷降ろし端部オペレータのためにガラス（顧客及びガラス情報）に対する貼り付け用にラベルをプリントしてもよい。ガラスを混同する恐れなく一つの及び同じ荷で幾つかの顧客のためのガラスを運転することができる。他の考えられる応用として、荷積み端部オペレータ及び荷降ろし端部オペレータは、荷の同じ画像を見ることができ、荷積み端部オペレータはガラスが特別な顧客用配達品に含まれることを示すために、蛍光ペンで画像を印すことができる。

ガラスを認識するためには、ガラス片が工程を通過したのはいつで、どのような工程中であるかをその後追跡が可能なバーコードにリンクされてもよい。これにより、製造をモニターし、又は工程制御パラメータをチェックするために有効なフィードバック情報を得ることができる。

各ガラスパネルと関連したバーコードは、ＩＤ識別子となり、これは、製造工程に関する情報と共にデータバンクに記憶される。従って、シングルガラスの製造工程に含まれた情報及び工程パラメータをその後チェックすることが可能である。

本発明の方法を実施する装置に備えられた焼き戻し炉の上流端部の縦方向セクションを模式的に示す。 図１と同様な方法の第二の態様における装置を示す。

符号の説明

１ 荷積みテーブル
２ 炉
３、１１ 加熱装置（電気抵抗）
４、５ ロールコンベヤ
６ カメラ（ラインカメラ）
７ ハウジング
８ 光源
９、１４ バックグラウンド（表面）
１０ 制御装置
１２ モニター
１３ ミラー

Claims (11)

1. 少なくとも一つの処理工程を通して平らなガラスパネルを搬送する工程、及び処理工程の前にガラスパネルの荷を表示し、製造又は工程パラメータの制御に使用され、又はそれと関係するデータを記録及びモニターするために使用される情報を読み取る工程を含む、少なくとも形、サイズ及び位置のいずれか一つを含むガラスパネルの荷を表示する情報により安全なガラスの製造をモニターし、又は処理工程を制御するための方法であって、
   複数のガラスパネルが焼き戻し又は加熱強化工程の方向に進む搬送面に高強度光が照射され、ガラスからの反射光をミラーを介して認識するように向けられている一又は複数のカメラ（６）により荷を表示する情報が読み取られ、そして荷を表示するその情報が、焼き戻し又は加熱強化工程においてガラスパネル用加熱装置（３、１１）の制御に使用され、前記高強度光がガラスパネルの底表面に照射され、そこからの反射光がミラー（１３）で搬送面の下のラインカメラ（６）に反射されることを特徴とする方法。
2. ガラス搬送面を通して入射する低強度バックグラウンド光放射を受けるために使用される少なくとも一つのラインカメラ（６）により情報が読み取られ、光がガラスにより反射されると、その強度が実質的に増加して、ガラスとして判読されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. ロール（４）間のギャップを通して、黒色の又は反射ガラス表面と別の他のものであるバックグラウンド（９、１４）を認識できる一又はそれ以上のラインカメラ（６）により、情報が読み取られることを特徴とする請求項１に記載の方法。
4. 荷を表示する情報が、放射加熱及び対流加熱の双方の制御に使用されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の方法。
5. 荷を表示する情報が、加熱装置の制御に使用されることにより、炉の縦及び／又は横方向で加熱効果の調整が、ガラスが各加熱点に到達するようにリアルタイムで行われることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の方法。
6. 荷を表示する情報が、ガラスパネルの確認に使用されることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の方法。
7. 荷を表示する情報が、ガラス処理設備の製造をモニターするため及び製造工程と関係するデータを記録するために使用されることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の方法。
8. 荷を表示する情報が、工程で破損したガラスを検出するために使用されることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の方法。
9. 炉（２）、焼き戻し又は加熱強化のためにガラスパネル加熱用炉内の加熱装置（３）、荷積みテーブル（１）、荷積みテーブル（１）から炉（２）内にガラスパネルを搬送するためのロールコンベヤ（４、５）、及び少なくとも形、サイズ及び位置のいずれか一つを含むガラスパネルの荷を表示する情報を読み取るための検出器を含む、ガラスパネルの荷を表示する情報により安全なガラスの製造をモニターし、又は処理工程を制御するための装置であって、
   検出器が、ガラスからの反射光をミラー（１３）を介して認識するように向けられている少なくとも一つのラインカメラ（６）を含み、該装置が、ラインカメラ（６）の視野内あるガラスを照射する高強度光源（８）を含み、及び該カメラ（６）が、ガラスパネル用加熱装置（３、１１）を制御するための制御装置（１０）に結合しており、前記光源（８）及びカメラ（６）が共に荷積みテーブル（１）の下であり、その底表面からの反射光の伝播方向がミラー（１３）でカメラ（６）方向に偏向されていることを特徴とする装置。
10. 該装置が、ロール（４）を備えたコンベヤを含み、ラインカメラ（６）が、ロール（４）間のギャップに一致して焦点が合わせられた視野を有し、このロールギャップ相互の上又は下が実質的に黒色の又は反射ガラス表面とは別の他のものであるバックグラウンド表面（９、１４）であることを特徴とする請求項９に記載の装置。
11. 制御された加熱装置（３、１１）が、放射加熱装置及び対流加熱装置を含むことを特徴とする請求項９又は１０に記載の装置。

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