JP7344124B2 - 管変換中にガラスの温度を測定するためのシステム及び方法 - Google Patents
管変換中にガラスの温度を測定するためのシステム及び方法 Download PDFInfo
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Description
ガラス管からガラス物品を製造するためのシステムにおいて、
変換機であって、
サーキット内に間隔を開けて配置された複数の処理ステーションを有する基部と、
前記基部に対して移動可能なタレットであって、前記タレットから前記複数の処理ステーションに向かって延びる複数のホルダを有し、前記複数のホルダは、互いに間隔を開けて配置されており、前記タレットは、前記複数のホルダのそれぞれを割り出して、前記複数の処理ステーションのそれぞれと連続して近接させるように動作可能である、タレットと
を含む変換機と、
前記タレットとともに移動するために前記タレットに結合された熱イメージャを含む熱画像システムであって、前記熱イメージャは、前記複数のホルダの1つに配置された前記ガラス管から放出された赤外光を捕捉するように配置されている、熱画像システムと
を含むことを特徴とするシステム。
前記熱イメージャは、前記ガラス管の外部表面によって放出された赤外光を直接受信するように配置されていることを特徴とする実施形態1に記載のシステム。
前記熱画像システムは、前記ガラス管の内部表面から放出された赤外光を前記熱イメージャに反射するように方向付けられた少なくとも1つのミラーを更に含むことを特徴とする実施形態1又は2に記載のシステム。
前記少なくとも1つのミラーは、前記基部に結合されており、且つ前記ガラス管の内部表面から放出された赤外光を前記熱イメージャに反射するように方向付けられた固定ミラーを含むことを特徴とする実施形態3に記載のシステム。
前記熱イメージャに結合されており、且つ前記ガラス管から前記熱イメージャに赤外光を反射するように方向付けられたミラーを更に含むことを特徴とする実施形態1に記載のシステム。
前記ミラーの反射面は、800ナノメートル~20マイクロメートルの波長を有する光に対して96%以上の反射率を有することを特徴とする実施形態5に記載のシステム。
前記ミラーの前記反射面は、金コーティングを含むことを特徴とする実施形態6に記載のシステム。
前記ミラーは、金コーティングを有する石英基板を含むことを特徴とする実施形態6又は7に記載のシステム。
前記ミラーは、前記ガラス管の外部表面から放出された赤外光を前記熱イメージャに反射するように方向付けられていることを特徴とする実施形態5~8のいずれか一項に記載のシステム。
前記ミラーは、前記ガラス管の内部表面から放出された赤外光を前記熱イメージャに反射するように方向付けられていることを特徴とする実施形態5~8のいずれか一項に記載のシステム。
前記熱イメージャに結合された少なくとも1つの補助ミラーを更に含み、前記ミラーは、前記ガラス管の外部表面から放出された赤外光を前記熱イメージャに反射するように方向付けられており、及び前記補助ミラーは、前記ガラス管の内部表面から放出された赤外光を前記熱イメージャに反射するように方向付けられていることを特徴とする実施形態1~10のいずれか一項に記載のシステム。
前記複数の処理ステーションの1つの垂直下方に配置された少なくとも1つの固定ミラーを更に含み、前記固定ミラーは、前記熱イメージャが前記タレットによって前記複数の処理ステーションの前記1つの所定位置に割り出されると、前記ガラス管の内部表面から放出された赤外光を前記熱イメージャに反射するように配置されていることを特徴とする実施形態1~11のいずれか一項に記載のシステム。
前記熱イメージャは、4マイクロメートル~14マイクロメートルの波長を有する赤外光を受信するように構成された赤外線カメラであることを特徴とする実施形態1~12のいずれか一項に記載のシステム。
前記熱イメージャは、5マイクロメートル~14マイクロメートルの波長を有する赤外光を受信するように構成された赤外線カメラであることを特徴とする実施形態1~13のいずれか一項に記載のシステム。
主タレット及び副タレットを含むことを特徴とする実施形態1~14のいずれか一項に記載のシステム。
前記熱イメージャは、前記主タレットとともに回転するために前記主タレットに結合されていることを特徴とする実施形態15に記載のシステム。
前記熱画像システムは、複数の熱イメージャを含むことを特徴とする実施形態1~16のいずれか一項に記載のシステム。
前記タレットの上方に配置されており、且つ前記タレットの中心軸と位置揃えされたスリップリング軸を有するスリップリングを更に含み、前記スリップリングは、前記熱イメージャを電源に電気的に結合することを特徴とする実施形態1~17のいずれか一項に記載のシステム。
前記スリップリングは、前記熱イメージャをプロセッサに動作的に結合することを特徴とする実施形態18に記載のシステム。
前記スリップリングの内側リングは、中心ボアを含むことを特徴とする実施形態18又は19に記載のシステム。
前記タレットとともに回転するために前記タレットに結合された電源を更に含み、前記電源は、前記熱イメージャに電気的に結合されて、前記熱イメージャに電力を供給することを特徴とする実施形態1~20のいずれか一項に記載のシステム。
前記タレットに結合された無線通信デバイスを更に含み、前記無線通信デバイスは、前記熱イメージャをプロセッサに通信的に結合することを特徴とする実施形態1~21のいずれか一項に記載のシステム。
冷却流体供給部と、
前記冷却流体供給部に流体的に結合されており、且つ前記タレットの前記中心軸と位置揃えされた継手軸を有する回転継手と、
前記回転継手から前記熱画像システムまで延びる供給導管と
を含む冷却システムを更に含むことを特徴とする実施形態1~22のいずれか一項に記載のシステム。
前記熱イメージャのレンズに流体を送達するように配置された少なくとも1つのノズルを含むクリーニングシステムを更に含むことを特徴とする実施形態1~23のいずれか一項に記載のシステム。
前記熱画像システムは、前記熱イメージャに結合されており、且つ前記複数のホルダの1つに配置されたガラス管から前記熱イメージャに赤外光を反射するように方向付けられたミラーを更に含み、前記冷却システムは、前記ミラーの反射面に流体を送達するように配置された少なくとも1つのノズルを更に含むことを特徴とする実施形態23に記載のシステム。
前記熱イメージャに通信的に結合された少なくとも1つのプロセッサと、
前記プロセッサに通信的に結合された少なくとも1つのメモリモジュールと、
前記少なくとも1つのプロセッサによって実行されると、前記熱画像システムに、少なくとも以下:
前記熱イメージャから熱画像情報を受け取ること、
前記熱画像情報を処理すること、及び
前記熱画像情報からガラス管の特性を決定すること
を実施させる、前記少なくとも1つのメモリモジュールに記憶された機械可読命令と
を更に含むことを特徴とする実施形態1~25のいずれか一項に記載のシステム。
前記特性は、前記ガラス管の温度、前記ガラス管の厚さを通した温度勾配、前記ガラス管の粘度、前記ガラス管の前記厚さを通した粘度勾配、前記ガラス管の寸法、前記ガラス管の温度プロファイル、時間に応じた前記ガラス管の温度プロファイル、前記ガラス管の中心線の少なくとも1つ又はこれらの組合せを含むことを特徴とする実施形態26に記載のシステム。
前記少なくとも1つのプロセッサによって実行されると、前記熱画像システムに前記熱画像情報から前記ガラス管の温度を決定させる、前記少なくとも1つのメモリモジュールに記憶された機械可読命令を更に含むことを特徴とする実施形態26又は27に記載のシステム。
前記少なくとも1つのプロセッサによって実行されると、前記熱画像システムに前記熱画像情報から前記ガラス管の粘度を決定させる、前記少なくとも1つのメモリモジュールに記憶された機械可読命令を更に含むことを特徴とする実施形態26~28のいずれか一項に記載のシステム。
前記少なくとも1つのプロセッサによって実行されると、前記熱画像システムに前記熱画像情報から前記ガラス管の寸法を決定させる、前記少なくとも1つのメモリモジュールに記憶された機械可読命令を更に含むことを特徴とする実施形態26~29のいずれか一項に記載のシステム。
前記少なくとも1つのプロセッサによって実行されると、前記熱画像システムに、少なくとも以下:
第1の処理ステーションにおける前記ガラス管の第1の特性を決定すること、
前記第1の処理ステーションの下流に配置された第2の処理ステーションにおける前記ガラス管の第2の特性を決定すること、
前記第1の特性と前記第2の特性との間の差を計算すること、及び
前記第1の特性と前記第2の特性との間の前記差を表す出力を送信すること
を実施させる、前記少なくとも1つのメモリモジュールに記憶された機械可読命令を更に含むことを特徴とする実施形態26~30のいずれか一項に記載のシステム。
前記プロセッサは、制御デバイスに通信的に結合されており、前記システムは、前記少なくとも1つのプロセッサによって実行されると、前記熱画像システムに、少なくとも以下:
前記ガラス管の前記特性を設定点の特性と比較すること、
前記ガラス管の前記特性と前記設定点の特性との比較から制御変数を決定すること、及び
前記制御変数を表す制御信号を前記制御デバイスに送信すること
を実施させる、前記少なくとも1つのメモリモジュールに記憶された機械可読命令を更に含むことを特徴とする実施形態26~31のいずれか一項に記載のシステム。
前記複数の処理ステーションの少なくとも1つは、少なくとも1つの加熱要素を有する加熱ステーションを含み、及び前記制御デバイスは、前記加熱要素による前記ガラス管の加熱を操作するために前記加熱要素に動作的に結合されていることを特徴とする実施形態32に記載のシステム。
前記加熱要素は、バーナを含み、及び前記制御デバイスは、燃料制御弁、酸素制御弁又は空気制御弁の1つ以上であることを特徴とする実施形態33に記載のシステム。
前記制御変数は、燃料ガス、酸素又は空気の1つ以上の質量流量であることを特徴とする実施形態34に記載のシステム。
前記制御変数は、前記燃料制御弁、前記酸素制御弁又は前記空気制御弁の1つ以上の位置であることを特徴とする実施形態34に記載のシステム。
前記処理ステーションの少なくとも1つは、少なくとも1つの冷却流体制御弁を有する冷却ステーションを含み、前記制御デバイスは、前記冷却流体制御弁であることを特徴とする実施形態32に記載のシステム。
前記処理ステーションの少なくとも1つは、少なくとも1つの成形ツールを並進させて前記ガラス管と取り外し可能に係合させる1つ以上のアクチュエータを有する成形ステーションを含み、前記制御デバイスは、前記1つ以上のアクチュエータを含むことを特徴とする実施形態32に記載のシステム。
前記制御変数は、前記成形ステーション内における前記少なくとも1つの成形ツールと前記ガラス管との接触時間であることを特徴とする実施形態38に記載のシステム。
寸法決定システムを更に含むことを特徴とする実施形態32~39のいずれか一項に記載のシステム。
前記寸法決定システムは、視覚画像システム、レーザ反射率計、レーザゲージ又は光学マイクロメータの少なくとも1つを含むことを特徴とする実施形態40に記載のシステム。
前記寸法決定システムは、前記変換機の上流の前記ガラス管の測定データを捕捉するように配置されていることを特徴とする実施形態40又は41に記載のシステム。
前記寸法決定システムは、前記複数の処理ステーションの1つにおける前記ガラス管の測定データを捕捉するように配置されていることを特徴とする実施形態40~42のいずれか一項に記載のシステム。
前記少なくとも1つのプロセッサによって実行されると、前記寸法決定システムに、少なくとも以下:
前記複数の処理ステーションの前記1つにおける前記ガラス管の測定データを捕捉すること、
前記ガラス管の前記測定データを処理すること、及び
前記ガラス管の前記測定データから前記ガラス管の物理的属性を決定すること
を実施させる、前記少なくとも1つのメモリモジュールに記憶された機械可読命令を更に含むことを特徴とする実施形態43に記載のシステム。
前記物理的属性は、前記ガラス管の直径、厚さ又は単位長あたりのガラス質量の1つ以上であることを特徴とする実施形態44に記載のシステム。
前記少なくとも1つのプロセッサによって実行されると、前記システムに、少なくとも以下:
前記寸法決定システムから前記ガラス管の前記物理的属性を受信すること、及び
前記物理的属性及び前記特性から前記ガラス管の厚さにわたる特性勾配を決定すること
を実施させる、前記少なくとも1つのメモリモジュールに記憶された機械可読命令を更に含むことを特徴とする実施形態44又は45に記載のシステム。
前記特性勾配は、温度勾配又は粘度勾配であることを特徴とする実施形態46に記載のシステム。
前記少なくとも1つのプロセッサによって実行されると、前記システムに、少なくとも以下:
前記ガラス管の前記物理的属性を設定点の物理的属性と比較すること、及び
前記ガラス管の前記物理的属性と前記設定点の物理的属性との比較から前記制御変数の調整値を決定すること
を実施させる、前記少なくとも1つのメモリモジュールに記憶された機械可読命令を更に含むことを特徴とする実施形態43~47のいずれか一項に記載のシステム。
ガラス管変換機を制御するための方法において、
前記ガラス管変換機のタレットに取り外し可能に結合されるガラス管を、前記ガラス管変換機の複数の処理ステーションを通して割り出す工程であって、前記複数の処理ステーションの少なくとも1つは、制御デバイスを含む、工程と、
前記ガラス管変換機の前記タレットに結合された熱画像システムを使用して前記ガラス管の熱画像を捕捉する工程であって、前記熱画像システムは、前記ガラス管から赤外光を捕捉するように方向付けられた少なくとも熱イメージャを含む、工程と、
前記熱画像を処理する工程と、
前記熱画像から前記ガラス管の特性を決定する工程と、
前記ガラス管の前記特性を設定点と比較する工程と、
前記ガラス管の前記特性と前記設定点との比較から制御変数を決定する工程と、
前記制御変数を表す制御信号を制御デバイスに送信する工程と
を含むことを特徴とする方法。
前記複数の処理ステーションの前記少なくとも1つは、少なくとも1つの加熱要素を有する加熱ステーションを含み、及び前記制御デバイスは、前記加熱要素に動作的に結合されていることを特徴とする実施形態49に記載の方法。
前記加熱要素は、バーナであり、及び前記制御デバイスは、燃料制御弁、酸素制御弁又は空気制御弁の1つ以上であり、前記制御変数は、燃料ガス、酸素又は空気の1つ以上の質量流量であることを特徴とする実施形態50に記載の方法。
前記加熱要素は、バーナであり、及び前記制御デバイスは、燃料制御弁、酸素制御弁又は空気制御弁の1つ以上であり、前記制御変数は、前記燃料制御弁、前記酸素制御弁又は前記空気制御弁の1つ以上の位置であることを特徴とする実施形態50に記載の方法。
前記加熱要素は、バーナであり、及び前記制御デバイスは、燃料制御弁、酸素制御弁又は空気制御弁の1つ以上であり、前記方法は、前記バーナに導入される燃料と、空気、酸素又は空気及び酸素との一定の化学量論的比率を維持する工程を更に含むことを特徴とする実施形態50~52のいずれか一項に記載の方法。
前記処理ステーションの前記少なくとも1つは、少なくとも1つの冷却流体制御弁を有する冷却ステーションを含み、前記制御デバイスは、前記冷却流体制御弁であることを特徴とする実施形態49に記載の方法。
前記処理ステーションの前記少なくとも1つは、少なくとも1つの成形ツールを並進させて前記ガラス管と取り外し可能に係合させる1つ以上のアクチュエータを有する成形ステーションを含み、前記制御デバイスは、前記1つ以上のアクチュエータを含むことを特徴とする実施形態49に記載の方法。
前記制御変数は、前記成形ステーション内における前記少なくとも1つの成形ツールと前記ガラス管との接触時間であることを特徴とする実施形態55に記載の方法。
前記変換機は、前記複数の処理ステーションの1つにおける前記ガラス管の測定データを捕捉するように配置されている、視覚画像デバイス、レーザ反射率計、レーザゲージ又は光学マイクロメータの少なくとも1つを含む寸法決定システムを含むことを特徴とする実施形態49~56のいずれか一項に記載の方法。
前記複数の処理ステーションの前記1つにおける前記ガラス管の測定データを捕捉する工程と、
前記ガラス管の前記測定データを処理する工程と、
前記ガラス管の前記測定データから前記ガラス管の物理的属性を決定する工程と
を更に含むことを特徴とする実施形態57に記載の方法。
前記物理的属性は、前記ガラス管の直径、厚さ又は単位長あたりのガラス質量の1つ以上であることを特徴とする実施形態58に記載の方法。
前記ガラス管の前記物理的属性を設定点の物理的属性と比較する工程と、
前記ガラス管の前記物理的属性と前記設定点の物理的属性との比較から前記制御変数の調整値を決定する工程と
を更に含むことを特徴とする実施形態57又は58に記載の方法。
前記ガラス管の物理的属性を測定する工程であって、前記物理的属性は、前記ガラス管の直径、厚さ又は単位長あたりの質量の1つである、工程と、
前記ガラス管の前記物理的属性を設定点の物理的属性と比較する工程と、
前記ガラス管の前記物理的属性と前記設定点の物理的属性との比較から前記制御変数の調整値を決定する工程と
を更に含むことを特徴とする実施形態49~60のいずれか一項に記載の方法。
Claims (13)
- ガラス管からガラス物品を製造するためのシステムにおいて、
ガラス管を複数のガラス物品に変換するよう動作可能な変換機であって、
サーキット内に間隔を開けて配置された複数の処理ステーションを有する基部であって、前記複数の処理ステーションは、少なくとも1つの加熱ステーション、少なくとも1つの成形ステーションおよび少なくとも1つの分離ステーションを含む基部と、
前記基部に対して回転可能なタレットであって、前記タレットから前記複数の処理ステーションに向かって延びる複数のホルダを有し、前記複数のホルダは、互いに間隔を開けて配置されており、前記タレットは、前記複数のホルダのそれぞれを前記複数の処理ステーションのそれぞれに連続して対応付けするように動作可能である、タレットと
を含む変換機と、
前記タレットとともに移動するために前記タレットに結合された熱イメージャを含む熱画像システムであって、前記熱イメージャは、前記ガラス管が、前記複数の処理ステーションのそれぞれに対応付けされる際に、前記複数のホルダの1つに配置された前記ガラス管から変換中に放出された赤外光を捕捉するように配置されている、熱画像システムと
を含むことを特徴とするシステム。 - 前記熱画像システムは、前記ガラス管の内部表面から放出された赤外光を前記熱イメージャに反射するように方向付けられた少なくとも1つのミラーを更に含むことを特徴とする請求項1に記載のシステム。
- 前記熱イメージャに結合されており、且つ前記ガラス管から前記熱イメージャに赤外光を反射するように方向付けられたミラーを更に含むことを特徴とする請求項1に記載のシステム。
- 前記熱イメージャに結合された少なくとも1つの補助ミラーを更に含み、前記ミラーは、前記ガラス管の外部表面から放出された赤外光を前記熱イメージャに反射するように方向付けられており、及び前記補助ミラーは、前記ガラス管の内部表面から放出された赤外光を前記熱イメージャに反射するように方向付けられていることを特徴とする請求項3に記載のシステム。
- 前記複数の処理ステーションの1つの垂直下方に配置された少なくとも1つの固定ミラーを更に含み、前記固定ミラーは、前記熱イメージャが前記タレットによって前記複数の処理ステーションの1つの位置に対応付けされると、前記ガラス管の内部表面から放出された赤外光を前記熱イメージャに反射するように配置されていることを特徴とする請求項1~4のいずれか一項に記載のシステム。
- 前記熱イメージャのレンズに流体を送達するように配置された少なくとも1つのノズルを含むクリーニングシステムを更に含み、
前記熱画像システムは、前記熱イメージャに結合されており、且つ前記複数のホルダの1つに配置されたガラス管から前記熱イメージャに赤外光を反射するように方向付けられたミラーを更に含み、及び
前記クリーニングシステムは、前記ミラーの反射面に流体を送達するように配置された少なくとも1つのノズルを更に含むことを特徴とする請求項1に記載のシステム。 - 前記熱イメージャに通信的に結合された少なくとも1つのプロセッサと、
前記プロセッサに通信的に結合された少なくとも1つのメモリモジュールと、
前記少なくとも1つのプロセッサによって実行されると、前記熱画像システムに、少なくとも以下:
前記熱イメージャから熱画像情報を受け取ること、
前記熱画像情報を処理すること、及び
前記熱画像情報からガラス管の特性を決定すること
を実施させる、前記少なくとも1つのメモリモジュールに記憶された機械可読命令と
を更に含むことを特徴とする請求項1~6のいずれか一項に記載のシステム。 - 前記特性は、前記ガラス管の温度、前記ガラス管の厚さを通した温度勾配、前記ガラス管の粘度、前記ガラス管の前記厚さを通した粘度勾配、前記ガラス管の寸法、前記ガラス管の温度プロファイル、時間に応じた前記ガラス管の温度プロファイル、前記ガラス管の中心線の少なくとも1つ又はこれらの組合せを含むことを特徴とする請求項7に記載のシステム。
- 前記少なくとも1つのプロセッサによって実行されると、前記熱画像システムに前記熱画像情報から前記ガラス管の粘度を決定させる、前記少なくとも1つのメモリモジュールに記憶された機械可読命令を更に含むことを特徴とする請求項7又は8に記載のシステム。
- 前記少なくとも1つのプロセッサによって実行されると、前記熱画像システムに、少なくとも以下:
第1の処理ステーションにおける前記ガラス管の第1の特性を決定すること、
前記第1の処理ステーションの下流に配置された第2の処理ステーションにおける前記ガラス管の第2の特性を決定すること、
前記第1の特性と前記第2の特性との間の差を計算すること、及び
前記第1の特性と前記第2の特性との間の前記差を表す出力を送信すること
を実施させる、前記少なくとも1つのメモリモジュールに記憶された機械可読命令を更に含むことを特徴とする請求項7~9のいずれか一項に記載のシステム。 - 前記プロセッサは、制御デバイスに通信的に結合されており、前記システムは、前記少なくとも1つのプロセッサによって実行されると、前記熱画像システムに、少なくとも以下:
前記ガラス管の前記特性を設定点の特性と比較すること、
前記ガラス管の前記特性と前記設定点の特性との比較から制御変数を決定すること、及び
前記制御変数を表す制御信号を前記制御デバイスに送信すること
を実施させる、前記少なくとも1つのメモリモジュールに記憶された機械可読命令を更に含むことを特徴とする請求項7~10のいずれか一項に記載のシステム。 - 前記複数の処理ステーションの少なくとも1つは、少なくとも1つの加熱要素を有する加熱ステーションを含み、及び前記制御デバイスは、前記加熱要素による前記ガラス管の加熱を操作するために前記加熱要素に動作的に結合されていることを特徴とする請求項11に記載のシステム。
- 前記処理ステーションの少なくとも1つは、少なくとも1つの成形ツールを並進させて前記ガラス管と取り外し可能に係合させる1つ以上のアクチュエータを有する成形ステーションを含み、前記制御デバイスは、前記1つ以上のアクチュエータを含み、及び前記制御変数は、前記少なくとも1つの成形ツールと前記成形ステーション内のガラス管との接触時間であることを特徴とする請求項11に記載のシステム。
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