JPH01252543A - 板ガラスの局部加熱装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、板ガラスの局部加熱装置に関し、特に自動車
用窓ガラスの加工装置に用いて最適なものである。

〔従来の技術〕

自動車のフロントガラス、リヤガラス等にあっては、全
体が緩やかに湾曲するとともに両側部が鋭く曲がった板
ガラスを用いることがある。

実願昭６１−１９２６８５号には、連続加熱炉内に炉の
幅方向に進退可能な一対の棒状ヒータをガラス面と平行
に設け、ガラスの移動に同期して各棒状ヒータの位置制
御を炉の幅方向に行って、棒状ヒータが常にガラスの両
側部の曲げ線上にあるように制御しながら、連続加熱す
る局部加熱装置が提案されている。ガラスの両側部の曲
げ線は、一般には平行でなく、ハの字形に開いている。

従って一対の棒状ヒータはガラスの曲げ線に対応した開
き角度に予め調整され、その位置制御は一対の棒状ヒー
タの間隔をガラスの移動と合わせて変化させることによ
って行われる。

棒状ヒータの位置制御は、例えば特願昭６０−１８１４
１３号に開示されたディジタル的なトラッキングコント
ロールによって行われる。即ち、基本的には炉内コンベ
アの駆動軸に取付けたパルスジェネレータの出力パルス
をカウントして、ガラスの炉内長手方向の現在位置を知
り、その位置に対応したメモリのアドレスからヒータの
炉内幅方向の座標位置のデータを読出し、そのデータで
サーボモータのようなアクチュエータを駆動してヒータ
の位置を制御する構成である。上記メモリには、ガラス
の曲げ線上の多数の制御点における炉の幅方向の座標位
置データが、炉の長手方向の座標位置をアドレスとして
予め書込まれている。

〔発明が解決しようとする課題〕

上述のトラッキングコントロールによると、ガラス面上
に形成される棒状ヒータの実際の移動軌跡とガラスの曲
げ線とがずれて、曲げ部の加熱温度が最適点に達しない
問題が生じる。

加熱軌跡が目標の加熱線からずれる原因は、ヒータの位
置決め系に応答遅れやディジタル特有の量子誤差がある
ためである。この問題を解消するためには、炉の長手方
向にトラッキング用アドレスが与えられている制御点の
数を多くして、位置決め精度を高めるのが有効である。

しかし制御点の数が多くなると、位置制御データのメモ
リ容量が増大する上、高速の応答が困難になる。

本発明は上述の問題にかんがみ、簡単な構成でガラスの
曲げ線と加熱軌跡とのずれを最小にすることを目的とす
る。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の板ガラスの局部加熱装置は、加熱炉１中を所定
速度で移動される仮ガラスＧに対向させた局部的な加熱
源（ヒータ２３）と、上記加熱源２３を加熱炉１０幅方
向に位置制御するサーボモータ１８のような制御用アク
チュエータとを具備する。

更に、加熱炉１の長手方向（Ｙ軸）及び幅方向（Ｘ軸）
に沿った直交座標系において、上記板ガラスＧのＹ軸の
現在位置及び上記加熱Ｒ２３のＸ軸の現在位置を夫々検
出する検出手段を設けである。板ガラスの現在位置は、
例えば実施例のように炉内搬送ローラ２の駆動モータ２
５に取付けられたパルスジェネレータ２６の出力パルス
をカウンタ２８で計数することにより検出することがで
きる。また加熱源の現在位置は、例えばそのアクチュエ
ータ（モータ１８）に取付けられたパルスジェネレータ
１８ａの出力パルスをカウンタ３２で計数することによ
り検出することができる。

板ガラスＧ上に形成すべき加熱軌跡の始端及び終端の予
め与えられた座標値と、上記板ガラスの現在位置とから
線形補間によって上記加熱源の目標位置を計算し、上記
加熱源の現在位置と上記目標位置との差分を速度指令信
号として上記アクチュエータに与えるコントローラ３０
を設け、計算された速度でアクチュエータを作動させる
。

目標の加熱軌跡と実際の加熱軌跡との残留誤差を修正す
べく、上記コントローラ３０における演算ファクタにＸ
軸又はＹ軸の修正分を付加する。

なお演算ファクタとは、仮ガラスの現在位置、加熱軌跡
の始端座標値、加熱源の目標位置、加熱源の現在位置の
うちの１つであってよい。

〔作用〕

制御ポイントごとのディジタル位置制御で生じるような
段階的な位置変化が無く、なめらかな加熱軌跡が形成さ
れる。残留誤差の修正により、目標の加熱轢からのずれ
は非常に少ない。

〔実施例〕

第１図は本発明に係る局部加熱装置を適用した加熱装置
の全体図であり、加熱炉１はトンネル型加熱炉とし、こ
の加熱炉１の天井部には電熱ヒータ或いはガスバーナ等
が設けられ、また左右の側壁１ａ、ｌｂ間に搬送ローラ
２が回転自在に架設され、板ガラスＧを紙面垂直方向に
搬送するようにしている。

また、加熱炉１の外側には加熱炉１を囲むフレーム３が
設けられ、このフレーム３に局部加熱装置を構成するユ
ニット４が取付けられている。ここでユニット４は、一
対のヒータ２３について加熱炉１の左右にそれぞれ一対
、合計４個設けられているが、第１図において対をなす
ユニットは紙面垂直方向において重なるため左右の２個
のユニット４．４のみを示している。

ユニット４の１つは、フレーム３に吊下げられた枠体５
とこの枠体′５に対して昇降する昇降体６からなり、枠
体５にはモータ７を固設し、このモータ７の回転をギヤ
９．１０を介してボールネジ１３に伝達するようにして
いる。一方、昇降体６には前記枠体５に設けたガイド１
４内に挿通するロッド１５．１５を固着し、この口・ノ
ド１５．１５の上端部間に板体１６を架設し、この板体
１６に固着したナツト部材１７を前記ボールネジ１３に
螺合せしめている。

しかして、モータ７を駆動することでボールネジ１３が
回転し、このボールネジ１３の回転によって昇降体６が
上下動する。

また昇降体６の下部には仮ガラスＧの搬送方向と直交す
る方向にモータ１８によって回転するボールネジ１９を
支承し、このボールネジ１９に移動体２０を螺合し、こ
の移動体２０に支持体２１を取付けている。この支持体
２１は加熱炉１の側壁１ａに形成した上下方向の開口部
２２を介して加熱炉ｌ内に臨み、その先端部には局部加
熱部材としての電熱ヒータ２３が支持されている。ここ
で、電熱ヒータ２３は第２図の平面図に示すように、そ
の両端部が前後各一対設けたユニソ）　４−・−・−の
支持体２１．２１の先端部に左右のヒータ２３．２３が
への字状をなすように取付けられている。

しかして、モータ１８を駆動することでボールネジ１９
が回転し、このボールネジ１９の回転によって移動体２
０及び支持体２１が板ガラスＧの搬送方向と直交する方
向に進退動をなし、この進退動によってヒータ２３の位
置も移動する。

第３図は加熱炉１の全体を示す概略平面図である。炉ｌ
の後半には８対の電熱ヒータ２３が配列され、各ヒータ
２３の前端及び後端が第１図に示したユニット４によっ
て炉の幅方向に位置制御され、板ガラスＧの曲げ線に沿
って局部加熱が行われる。各ヒータ２３の位置制御は、
基本的には炉１の長平方向をＹ軸、幅方向をｙ軸とする
座標データに基づいて行われる。

炉内の搬送ローラ２を駆動するモータ２５には、Ｙ軸の
座標値を表すためにパルスジェネレータ２６が取付けら
れている。このパルスジェネレータ２６は炉内でガラス
Ｇが例えば１００ｎ＋ｍ送られるごとにＩパルスを発生
する。炉１の入口に設けられた光電リミットスイッチ２
７の位置がＹ軸の原点になっている。

ｙ軸の制御は、基本的には、第４図に示すように、ガラ
スＧ上の曲げ線の前端Ｐ１の座標（ＸＩ、ｙ＋）及び終
端Ｐ２の座標（Ｘｚ　、ｙｚ　）を夫々データとして登
録しておき、前端Ｐ１と終端Ｐ２との間をガラスの位置
に対応して線形補間して時々刻々のＸ袖口標値を導出す
ることによって行われる。前端Ｐ１は、ヒータ２３の後
端がガラスＧにかかったときの制御点であり、後端Ｐ２
は、ヒータ２３の前端がガラスＧから離れるときの制御
１■点である。

第４図において、各ヒータ２３の手前側の支持体２１ａ
のＹ軸原点（リミットスイッチ２７）からの位置をＹ３
、ヒータ２３の全長をＤ、ヒータ２３の支持点から端部
までの長さをｄ、ガラス面上の曲げ線の長さをし、手前
側支持体２１ａと前方側支持体２１ｂとの間のスパン幅
をＳとする。

更に、ガラスＧの局部座標系ｘ−ｙをガラスＧの最先端
を通るｙ軸及びガラスＧの中心を通るｙ軸で定義して、
この座標系ｘ−ｙについて前記の前端ＰＩ　　（ＸＩ　
、）’Ｉ　”）及び終端Ｐ２の座標（ＸＺ、ｙｚ）のデ
ータを与え、またガラスの中央前端ＬＳ（リミットスイ
ッチ２７を通過する位置）のＸ−ｙ原点からの距離をｙ
ｏとする。

これらの与えられた固定値より、炉内の座標系Ｘ−Ｙに
換算した支持体２１ａの制御スタート位置（ＸＩｓ、Ｙ
ｌ、）及び制御エンド位置（ＸＩＥ、ＹＩＦ）は夫々次
のようにして求まる。

Ｘ＋ｓ＝ｘ、−ｄｘ□ また前方側支持体２１ｂの制御スタート位置（Ｘｚｓ、
Ｙ２．）及び制御エンド位置（Ｘｚｔ、　Ｙ２ＥＸｚｓ
＝Ｘ１１−３Ｘ□ Ｙ、、＝Ｙ、。

Ｙ、ｔ＝Ｙ、！ で求まる 同様な計算で他の全ての支持体２１の制御スタート位置
（Ｘ！８、Ｙ１３）及び制御エンド位置（Ｘ４、ｙｔｔ
）を求めることができる（ｉ＝１〜１６）。

第５図は位置コントローラのブロック図であって、ＰＬ
Ｃ（プログラマブル・ロジック・コントローラ）３０に
よってガラスのＹ軸トラッキング及びヒータ２３のＸ軸
サーボが行われる。既述のガラスの定数値ｙｏｓ　　（
ｘ＋　％　）’ｔ　）（ＸＺＳｙ８）などはガラスの品
種変更があるたびに上位コンピュータ３４から通信用イ
ンターフェース３５を介してＰＬＣ３０に与えられる。

上述のパルスジェネレータ２６の出力を計数するカウン
タ２８の計数値に基づき、ＰＬＣ３０は炉内の各ガラス
Ｇの現在位置ＹＧＪ　（ｊ　＝　０〜９）を夫々算出す
る。更にガラスの現在位置がヒータ２３の加熱領域に入
っていれば、ＰＬＣ３０は前後一対で全部で１６個の支
持体２１ａ、２１ｂのＸ軸制御位置（目標値）を一定時
間幅で刻々と計算する。

一方、ヒータ２３の各支持端をＸ軸方向に変位させるモ
ータ１８には、パルスジェネレータ１８ａが結合されて
いて、その出力パルスがサーボコントローラ３３を介し
てカウンタ３２に与えられ、Ｘ軸の現在位置のデータＸ
ｈがカウンタ３２の計数値により得られる。

ＰＬＣ３０は目標値Ｘ、と現在値Ｘｈとの差分を計算し
、その差分に定数を掛けて、Ｄ／Ａコンパ′−夕３１に
出力する。Ｄ／Ａコンバータ３１の出力は速度指令電圧
としてサーボコントローラ３３に与えられる。従ってＸ
軸のモータ１８はサーボの目標位置と現在位置との差に
応じた速度を発生するように制御される。

これによりモータ１８が回転すると、パルスジェネレー
タ１８ａのパルス出力がカウンタ３２で計数され、現在
値Ｘｈが増加するので、目標値Ｘ。

との差が小さくなり、モータ１８が減速される。

従ってモータ１８が目標値Ｘ、の時間変化に追従して動
作するようにサーボロックがかかる。

次にガラスＧＯＹ軸トラッキング及びＸ軸サーボの詳細
を第６図〜第９図に基づいて説明する。

第６図は第５図のコントローラ３０の一部である炉内の
ガラスの位置を監視するトラッキング部を示す。トラッ
キング部はパルスジェネレータ２６の出力を計数するカ
ウンタ２８と、カウンタ２８の出力をリミットスイッチ
２７の出力タイミングごとに記憶するメモリ２９とから
成っている。

このメモリ２９は１０個の連続搬送される板ガラスＧ（
Ｎ、Ｎ＋ｌ・−−−−一・−・Ｎ＋９）夫々のＹ軸位置
を追跡するために１０個のメモリ領域を有し、各領域に
は、板ガラスＧの前端がリミットスイッチ２７の位置に
達するごとにカウンタ２８の計数値がＳＮ　、、ＳＮ□
・・・・−・−・Ｓ　Ｈ＋　ｑのように順番に入れられ
る。なおメモリ２９はＦＩＦＯ形であり、次のＮ＋１０
番のガラス板Ｇがリミットスイッチ２７の位置に達した
ときには、メモリ２９の最前の領域のデータＳＮが押出
され、最後の領域に次のカウントデータｓＮｉ＋。が入
れられる。

第７図はＰＬＣ３０で行われているトラッキングルーチ
ンを示すフローチャートであって、上述のようにリミッ
トスイッチ２７がオンになったときＰＣカウント値をメ
モリ２９に入れる（ステラ７’Ｓ１、Ｓ２）。次にステ
ップＳ３でガラスＧの搬送速度に合ったバイアス分ΔＹ
をメモリデータに加味する。このバイアス分は後述のよ
うにＸ軸の位置補正のために付加される。

次にステップＳ４でパルスジェネレータ２６のパルス出
力が有ったときには、カウンタ２８における現在のＰＧ
カウンタ値からメモリ２９のデータを減算する。この減
算結果Ｙ、ＪはガラスＧの炉内の現在位置を示す（ステ
ップＳ５）。このステップＳ５は炉内の全てのガラスＮ
〜Ｎ＋９について、パルスジェネレータ２６の出力パル
スが生じるごとに行われる。

計算された現在位置データＹ、Ｊは次に第８図のＸ軸出
カル−チンに渡される。

このル−チンでは、まずステップＳ６でｊ番目のガラス
の現在位Ｆｉｊ　Ｙ　Ｇ　Ｊの値が、ヒータ２３の加熱
領域（Ｙｔｓ〜Ｙｔｔ）　　（制御スタート位置〜エン
ド位置）の中に入ったかどうかを判定する。なおｉは、
１．２−・・−−−−−−−−１６であり、第３図に示
す片側の８個のヒータ２３を支持する１６個の支持体２
１の番号を示す。例えば第３図において一点鎖線で示す
ガラスＧが制御スタート位置Ｙ＋ｓに達したのを検出し
、対応のヒータ２３についてＸ軸の位置制御を開始させ
る。

ガラスＧが各ヒータ２３の加熱領域に入ったならば、次
のステップＳ７でｉ番目の支持体２１のＸ袖口標値Ｘｉ
を、 で求める。つまり第９図に示すように、支持体２１の制
御スタート位置（Ｘ１８、Ｙ！りと制御エンド位置（Ｘ
ｉ！、Ｘ　ｔりとの間を現在位置Ｙ１において線形補間
して、Ｘ！を計算する。

次にステップＳ８で、既述のように目標値Ｘよと現在値
Ｘｈとの差分に係数Ｋを掛け、Ｄ／Ａ変換してＸ軸の速
度指令 ｖｘ　＝Ｋ　（Ｘｔ　　Ｘｈ　） としてサーボコントローラ３３に出力する。この結果、
支持体２１に第９図に示す速度■８が与えられ、なめら
かな位置制御が行われる。この速度ｖＸとガラスＧの炉
内搬送速度ｖ７とによる合成速度■は、加熱軌跡（曲げ
線）の方向を向く。

第８図のＸ軸出カル−チンは所定の時間インターバルご
とにｉ（１〜１６）、ｊ（０〜９）の全てについて実行
される。なお炉の左右で対になっているヒータ２３の駆
動ユニットには同一のＸ軸制御データが与えられ、対称
形に作動する。

第９図に示すようにヒータ２３の実際の加熱軌跡Ｒは、
計算で求めた目標の軌跡Ｔに対してＸ軸方向にΔＸだけ
ずれている。このずれは以下の要素から成る。

１）ｖｘの速度を出すためには目標値と現在値との間に
Ｖ　Ｘ　／　Ｋの偏差が必要になる。

ｉｉ　）現在値を入力してから速度指令を出すまでのタ
イムラグΔｔの間にガラスが距離ｖｙΔｔだけ進んでし
まう、従って、 たけＸ軸方向にずれるから、対応するＹ軸方向のずれは
、 Ｋ　　　　Ｙ＋ｉ　　ＹＨｓ となる。よってずれΔＸを補正するには、スタート点を
（Ｘ！８、Ｙ！ｓ−ΔＹ）にずらしておけばよい。或い
は、Δχ分のバイアス分をスタート点からエンド点の間
で目標値Ｘ！に加算しておけばよい。

実際には、第７図のステップＳ３で示したようにトラッ
キング用のメモリ２９のデータからΔＹを減算しておく
。するとステップＳ５で計算されるガラスの現在位置Ｙ
Ｇ、の値にΔＹが付加されるので、相対的には制御スタ
ート点がΔＹだけ手前にずらされたことになる。

ΔＹはガラスＧの搬送速度Ｖｙによって変える必要があ
るので、成形すべき仮ガラスの品種が変更されたときに
は、第５図の上位コンピュータ３４からΔＹの値がＰＬ
Ｃ３０に与えられる。

なお上述の例では棒状ヒータを使用しているが、スポッ
ト状のヒータを使用して加熱軌跡のデータ制御を行うも
のにも本発明を適用することができる。

〔発明の効果〕

本発明は上述の如く、炉内の板ガラスの現在位置から線
形補間により局部加熱源の炉内の幅方向の目標位置を計
算し、上記加熱源の現在位置との差分を速度指令信号と
して加熱源の位置制御アクチュエータに与えるようにし
たので、ディジタル制御特有の段階的な位置変化が生じ
ないから、制御点の数を増加させなくても、なめらかな
制御動作が得られる。また速度指令信号を導出するため
の演算過程において加熱軌跡の誤差を修正するバイアス
を与えるようにしたから、目的の加熱線からのずれが非
常に小さい加熱軌跡が容易に得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示すガラス成形機の局部加熱
用加熱炉の断面図、第２図は加熱ヒータ部の平面図、第
３図は加熱炉の平面略図、第４図はガラス及びヒータの
諸定数を示す図、第５図はヒータ位置コントローラのブ
ロック図、第６図はトラッキング部の要部ブロック図、
第７図はトラッキングルーチンのフローチャート、第８
図はＸ軸出カル−チンのフローチャート、第９図はヒー
タのＸ軸制御を示すグラフである。 なお図面に用いた符号において、 １−−−−−−−−・・・−・−・・加熱炉１８−・−
・・−・−・・−・モータ ２１−−−−−−・−・−−−〜−−−−−−−支持体
２３−−−−−−一・−−−−−一−・−電熱ヒータ２
５−・−−−−−一・・−・−・−・モータ２６−・−
・−・・・−パルスジェネレータ２７−・−・−・−・
・−・・・・−・・光電リミットスイッチ２８・・・・
・・−・・−一−−−・−・−・・カウンタ２９・・・
・・・・・・−・・・−・−・・−・メモリ３０−・・
・・・・・−・・−・・−・−プログラマブル・ロジッ
ク・コントローラ３１−・−・・・−・−・−・・−・
・Ｄ／Ａコンバータ３２・−・・−・・・・・・−・・
−・カウンタ３３−・・・・−・・−・−・・・・・・
サーボコントローラＧ−・・−・・・・−−一−−−−
−・・・仮ガラスである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 加熱炉中を所定速度で移動される板ガラスに対向させた
   局部的な加熱源と、 上記加熱源を加熱炉の幅方向に位置制御する制御用アク
   チュエータと、 加熱炉の長手方向（Ｙ軸）及び幅方向（Ｘ軸）に沿った
   直交座標系において、上記板ガラスのＹ軸の現在位置及
   び上記加熱源のＸ軸の現在位置を夫々検出する検出手段
   と、 板ガラス上に形成すべき加熱軌跡の始端及び終端の予め
   与えられた座標値と、上記板ガラスの現在位置とから線
   形補間によって上記加熱源の目標位置を計算し、上記加
   熱源の現在位置と上記目標位置との差分を速度指令信号
   として上記アクチュエータに与えるコントローラとを具
   備し、 目標の加熱軌跡と実際の加熱軌跡との残留誤差を修正す
   べく、上記コントローラにおける演算ファクタにＸ軸又
   はＹ軸の修正分を付加したことを特徴とする板ガラスの
   局部加熱装置。