[发明专利]测量自动生产线中透明物体厚度的方法和设备

说明书

技术领域

本发明涉及必须确定厚度的透明物体的生产。

特别是，但不是专门地，本发明涉及一种测量在自动生产线中获得的透明物体的厚度的装置。

更特别地是，本发明适用于玻璃管的生产线。

背景技术

各种形状的透明物体的生产在这种物体的许多应用中起着重要作用。在一些领域中，许多透明产品是通过转换半成品玻璃产品而获得的。

通常需要高质量的半成品玻璃产品，以便获得特定的尺寸特性。其中，非常相关的参数是其壁的厚度。

在必须精确控制厚度的产品之中，有连续在专门自动生产线上生产的玻璃管。

此外，确定玻璃管厚度用于实现间接测量该管的内径，否则该管的内径难以在生产线上测量，因为难以将测量仪器的传感器元件放置在该管内。

在源于玻璃管而获得的许多物品之中，例如，可以引出以下物品：制药学中使用的容器，例如小玻璃瓶、小瓶、卡普耳（carpules）、注射管，以及化学实验室中所采用的用于实验室的装置，例如量筒、移液管、滴管、滴定管、制冷剂管等，还有太阳能集热器中使用的用于各管的套筒。

在工业领域中，玻璃管必须符合特定质量调整和预定尺寸特性，以便允许其在转换生产线上使用。

可以影响玻璃管质量的缺陷之一是其厚度的不均匀性，即外表面和内表面之间的非共轴性，对最终产品的可工作性产生不利影响。

用于制作直径和厚度覆盖大部分市场需求的玻璃管的最常见的、实用的、精确的和灵活的工艺提供了热成形的步骤，该步骤在自动生产系统中的烤箱下游执行，该生产系统可以以一个角度或垂直开发（develop）。

更精确地，以一个角度开发的生产系统包括旋转的空心心轴，在所述旋转的空心心轴上，“铸嘴”浇铸连续流动的玻璃。空气被吹入通过凹槽，通过这种方式，心轴的自由端产生管。

可替代地，垂直开发的机器包括直接在熔融玻璃的入口通道的底部上做的孔口。在孔口中，悬挂“钟形件”但通常不旋转，其部分地阻挡了孔口并留下一个熔融玻璃通过其中的圆形狭缝。通过这种方式，熔融玻璃被浇铸通过在钟形件的外侧上滑动的孔口，并且仍然是塑料，以便形成管。

在两种情况下，该管接着被布置在包括基本水平的辊子的输送机开头的一定距离处的专门机器“牵引”（其中管的温度足够低）。响应于管的直径和确定的厚度，根据空气流速和压力以及牵引速度（斜生产线），或者根据孔口区域的温度（垂直生产线），自动且连续地控制管的大小。

已经发现，非同心度的缺陷与垂直生产线具有更多的相关性，其中在钟形件的小运动下校正缺陷是可能的。问题是，同心度的测量通常是“离线”进行的，即在管已经到达该线的末端并已经被切断时进行测量，从而获得绝对值的测量，但失去关于非同心度的方向上的信息。为了获得这个信息，有必要在所测量的管上以孔口的角度基准提供标志。通常，管的表面用合适材料的笔在最接近孔口的固定位置进行“标记”，使得非同心度被引用为孔口的基准系统，接着确定钟形件的位置校正。

此过程会导致各种缺点，其中主要的是需要在玻璃管上淀积外来杂质，具有在辊子上和许多输送装置上留下残留物的风险，从而也导致污染通常用于医药品市场的产品的高风险。为了避免这种风险，在标记步骤后，所有标记的管玻璃产品被拒绝和丢弃，并且由于通过标记的调整会持续零点几分钟，所以产生材料、效率以及成本的巨大损失，并且浪费能源。

此外，该步骤必然影响该过程所基于的热机械平衡，该影响以瞬态而不是稳态测量进行调整的过程。

最后，由于高温度，测量是至关重要的，从而进一步限制其可以执行的精度和频率。

因此，期望可能地通过“非接触式”测量在形成步骤的下游立即测量玻璃管的形状缺陷，以便实时介入正好在测量步骤的上游的形成步骤，并且校正该缺陷，从而将产品浪费，尤其是产品质量不好的风险限制到最小。事实上，通过对管的厚度的精确测量，调整管成形的步骤以避免厚度缺陷是可能的。

在已知的透明物体的厚度测量系统之中，已知干涉测量的厚度测量系统提供了将光束发送到透明物体上并收集所反射的辐射。更精确地，利用反射，从而考虑到外表面和内表面产生反射光分量，即使是最小强度的反射光分量（对于玻璃，每个反射光分量约为界面上的入射辐射的4%）。通过这种方式，反射光束是通过具有相同数量级幅度的两个反射辐射的重叠给定，所述电流彼此相移，从而对应于相对于由外表面所反射的路径由反射辐射经过内表面的较长路径。这种重叠造成干涉现象，其可以被检查，以确定路径的差异并且然后确定厚度。