用于控制成形方法的方法和机器技术

本发明专利技术涉及一种用于控制玻璃容器(2)的成形工艺的方法，包括以下步骤：‑取出所谓的样品容器；‑借助于断层摄影装置(30)在不同的投影角度获取样品容器的若干X射线图像；‑将X射线图像发送到计算机(38)；‑使用计算机来分析X射线图像，以便：·基于X射线图像，在虚拟参考坐标系中构建样品容器的三维数字模型；·相对于样品容器在模具参考坐标系中的位置确定三维数字模型的位置；以及‑对三维数字模型进行分析，以确定样品容器的至少一个质量指标(A)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于控制成形方法的方法和机器
本专利技术涉及制造玻璃容器(诸如例如瓶、罐或小瓶(vial))的
，实现了包括若干单独的成形区段的成形设施(facility)。
技术介绍
以已知的方式，成形设施包括若干成形区段，每个成形区段均包括至少一个预成形模具(preformmold，预成型模具)和至少一个精加工模具(finishingmold，颈部成形模)。该设施还在每个预成形模具中包括在重力作用下落下的熔融玻璃料滴或可锻玻璃滴的分配器。熔融玻璃料滴首先在预成形模具中成形为坯料(blank，毛坯)，然后被输送到精加工模具中进行最终成形。从处于保持在大约600℃的精加工模具中取出的每个容器被输送到不同的加工站和检查站。为了消除那些易于影响玻璃容器的美观性质(或者更严重的，对后续的用户构成真正危险)的缺陷，控制玻璃容器的质量是必要的。玻璃容器的第一项质量标准涉及玻璃的分布，即，玻璃壁厚度的分布。玻璃在制造接收器(recipient)中的分布取决于成形工艺的若干控制参数(诸如将玻璃装载到预成形模具中的质量)。具体地说，玻璃滴相对于预成形模具的定心、玻璃滴到达的时间以及玻璃滴进入模具中时的取向/倾角会直接影响玻璃在所生产的容器中的分布。其它特征也会影响这种分布，例如模具的润滑和通风、玻璃滴中的温度分布以及分布过程中玻璃滴的变形。此外，模具(特别是精加工模具)决定了容器的形状，更准确地说，决定了容器的外表面。玻璃滴的成形决定了构成容器的玻璃量。然而，容器的内表面是通过将所装载的玻璃滴预吹或吹入预成形模具中来生产的，然后获得的坯料在精加工模具中被吹制。此外，内表面取决于该方法的许多控制参数，并且在最终容器中的不同位置处，厚度可以根据这些参数而变化。例如，本体的竖直壁可以具有更厚或更薄的区域，底部的一部分可以更厚，例如底部的内部可以是倾斜的或梯形的，而不是平坦的。肩部的与右半模具相对应的部分可能比相对的部分厚。在另一种情况中，下部本体的厚度也可能会以牺牲上部本体(的厚度)为代价地增加。也可能发生的是，在容器的瓶底(heel)或肩部的高度处出现低于给定阈值的薄区。玻璃的异常分布是必须矫正的制造缺陷。应当认为，在离开成形设施时，尽快识别成形缺陷似乎是有利的，从而尽快在该设施中矫正这种缺陷。在现有技术中，已经提出了各种解决方案，用于控制离开成形机器的处于高温状态的容器的玻璃分布。一种简单但不太精确的方法是由操作员人工观察，操作员选择容器，并在截面的高度上观察壁厚。在适用的情况下，滑动量规(slidegage)、接触探头(touchprobe)或量规可以给出测量值。很少使用的这种破坏性方法给出的测量不是非常精确，而且仅限于切口的位置。存在人工玻璃厚度传感器。例如，霍尔效应人工传感器测量内部球和与外表面接触的传感器之间的距离。这些人工玻璃厚度传感器是精确的，但仅能人工操作，因此需要大量的时间才能获取整个容器上的玻璃分布。此外，该测量不可能在成形工艺的运行中指导操作员。另一种方法是，根据容器的较厚区域辐射更多的原理，当热容器在出口输送带上经过时，通过红外相机观察这些热容器。因此，对容器的不同部位的红外图像的分析，可能表明不均匀的玻璃分布。然而，由于温度分布缺陷也会导致辐射不均匀，因此操作员和检查机器都不具有关于玻璃分布的真实信息。此外，即使使用了两个相机，但有些区域对相机是隐藏的。玻璃容器的另一项质量标准涉及容器的标称容量或总容量。容器的容量是如果容器被填充到边缘或容器的环部的表面以下的确定高度时所容纳的液体的最小体积。监管或行政规定要求必须对容器的容量有准确的了解。容器的实际容量必须与容器上标明的容量相对应，所述容量例如蚀刻在容器上或刻在容器所附的标签上)。用于制造容器的方法中的某些偏差可能会导致容器的容量变化。对于恒定体积的玻璃，如果精加工模具的体积由于磨损而增加，则容器的内部体积也会增加。对于恒定的模具体积，如果玻璃的体积增加，则容器的容量就会减少。同样地，形状(高度、本体的椭圆度等)的变化可能会影响容器的容量。为了测量模具的体积特征，专利FR2717574教导了一种用于测量(gauge)玻璃制造模具的内部体积的方法和装置。为了测量容器的容量，已知例如由AGR国际有限公司(http://www.agrintl.com/products/view/10/Fill-Height-Tester)销售的机器，该机器基于称重原理。这种机器包括支承空容器的称重平台，空容器以其底部在重力作用下保持静态平衡的方式搁置在水平搁置平面上。然后，使用已知体积重量的液体填充该容器，直至达到相对于由称重平台界定的支承平面考虑的标称高度(nominallevel，标称液位)为止。通过将容器填充到标称高度以上，并通过移液管(该移液管支撑在容器环部的表面上，使得移液管的管口相对支承平面处于标称高度处)来去除额外的体积，而执行将容器填充到标称高度。通过在已知温度下称重，该机器取得容器内部实际容纳的并与容器的有效容量相对应的液体量的测量值。这种机器的一个缺点涉及取得该测量值的时间。此外，这种机器的缺点是，除非测量的是容器的空重，否则不能取得其它尺寸测量值。因此，该机器是光学或机械接触探头类型的自动尺寸检查装置的补充，所述自动尺寸检查装置不能测量容器的容量。根据文件US2014/211980，还已知一种使用X射线特别是通过检测瓶内液体的表面来测量部分地填充瓶的液体的体积的方法和装置。尽管这种方法可以测量瓶内液体的体积，但是该技术一方面不能测量瓶的实际容量，另一方面又需要根据标准化的测量条件来测量。专利申请US2010/303287描述了一种适用于确定目标是否获取了液体的X射线装置。如果该文件使得能够测量瓶内所容纳的液体的体积，那么由该文件所描述的技术具有与专利申请US2014/211980相同的缺点。在相同的含义内，专利申请WO2013/185816描述了一种使用X射线来检测容器中(或容器的内容物中)的缺陷的方法和系统。这种方法不能根据标准化的测量条件来测量瓶的实际容量。此外，这些技术不能在由成形设施实施的成形工艺的运行中指导操作员。玻璃容器的另一项质量标准涉及形成在容器上的浮凸部(relief，浮雕)的呈现(rendering)，这些浮凸部或是出于美观目的(诸如图案或装饰性蚀刻)或是出于技术目的(文字、编码或包含说明、模具编号、批号、品牌或型号等其它方式)或是出于机械目的(例如珠或盖螺纹、定位片或凹口、底部接触条或标签面板)。浮凸部的呈现是这样的事实，即，相对于平均或背景光滑表面，浮凸部足以：●或是用于人类阅读(美学方面或重要信息的阅读)；●或用于(在瓶身上的模具编号以点或珠的形式编码的情况下)自动读取；●或是用于机械用途，诸如用于定向容器的填隙凹口。浮凸部的呈现取决于若干参数：●模具的磨损，即，模具的腔体的正高度或负高度的下降；●模具的腔体的污染，由于污物会阻塞模具腔体而妨碍玻璃进入腔体；●玻璃的热学特征，如果在腔体的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于控制玻璃容器(2)的成形工艺的方法，所述工艺实施具有若干单独的成形区段(12)的设施，在每个成形区段中，至少一个熔融玻璃料滴(18)首先在至少一个预成形模具(13)中成形为坯料，然后在至少一个精加工模具(14)中给出其最终形状，其特征在于，所述方法包括以下步骤：/n-取出来自所识别的预成形模具(13)和所识别的精加工模具(14)的所谓的样品容器；/n-将所述样品容器(2)搁置在计算机辅助X射线断层摄影装置(30)的样品保持器(31)上；/n-借助于所述断层摄影装置(30)从不同的投影角度获取所述样品容器的若干X射线图像；/n-将所述X射线图像发送到计算机(38)；/n-将所述精加工模具中的所述样品容器在模具参考坐标系中的位置提供给所述计算机；/n-使用所述计算机来对X射线图像进行分析，从而：/n·基于所述X射线图像，在虚拟参考坐标系中构建所述样品容器的三维数字模型(M)；/n·相对于所述样品容器在所述模具参考坐标系中的位置确定所述三维数字模型的位置；/n-以及对所述三维数字模型(M)进行分析，以确定与所述样品容器的至少一个区域相关的所述样品容器的至少一个质量指标(A)，从而能够从其推导出与所述样品容器的模具相关的用于所述成形工艺的至少一个控制参数的调节信息项。/n...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20171208 FR 17618651.一种用于控制玻璃容器(2)的成形工艺的方法，所述工艺实施具有若干单独的成形区段(12)的设施，在每个成形区段中，至少一个熔融玻璃料滴(18)首先在至少一个预成形模具(13)中成形为坯料，然后在至少一个精加工模具(14)中给出其最终形状，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
-取出来自所识别的预成形模具(13)和所识别的精加工模具(14)的所谓的样品容器；
-将所述样品容器(2)搁置在计算机辅助X射线断层摄影装置(30)的样品保持器(31)上；
-借助于所述断层摄影装置(30)从不同的投影角度获取所述样品容器的若干X射线图像；
-将所述X射线图像发送到计算机(38)；
-将所述精加工模具中的所述样品容器在模具参考坐标系中的位置提供给所述计算机；
-使用所述计算机来对X射线图像进行分析，从而：
·基于所述X射线图像，在虚拟参考坐标系中构建所述样品容器的三维数字模型(M)；
·相对于所述样品容器在所述模具参考坐标系中的位置确定所述三维数字模型的位置；
-以及对所述三维数字模型(M)进行分析，以确定与所述样品容器的至少一个区域相关的所述样品容器的至少一个质量指标(A)，从而能够从其推导出与所述样品容器的模具相关的用于所述成形工艺的至少一个控制参数的调节信息项。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，为了相对于所述样品容器(2)在所述模具参考坐标系中的位置确定所述三维数字模型(M)的位置，所述方法包括：在所述样品容器上标记参考浮凸部(R)，并将所述样品容器放置在所述样品保持器(31)上，使得所述样品容器的参考浮凸部(R)相对于所述样品保持器的视觉或机械参考设备被定位。


3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，为了相对于所述样品容器在所述模具参考坐标系中的位置确定所述三维数字模型(M)的位置，所述方法包括：
-在所述样品容器上选择参考浮凸部(R)，其位置在所述模具参考坐标系中是已知的；
-将与所选的参考浮凸部(R)相对应的虚拟参考浮凸部(Rv)定位在所述三维数字模型(M)上；
-以及确定所述虚拟参考浮凸部在所述虚拟参考坐标系中的位置，以从其推导出所述三维数字模型(M)在所述模具参考坐标系中的位置。


4.根据前述权利要求中所述的方法，其特征在于，所述方法包括：考虑所述样品保持器(31)来构建所述三维数字模型(M)，使得具有相对于所述样品保持器上的所述样品容器的虚拟搁置平面(Pr)垂直延伸的虚拟竖直轴线；以及提供所述三维数字模型(M)围绕所述虚拟竖直轴线的相对旋转，以便将所述虚拟参考浮凸部(Rv)带入与所述参考浮凸部在所述模具参考坐标系中的位置相对应的位置。


5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法包括：通过模具编号或位置编号来识别所述预成形模具(13)和/或从中得到取出的样品容器的所述精加工模具(14)；以及，使该模具编号或该位置编号与所述样品容器的质量指标相关地可用。


6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，为了识别所述预成形模具(13)和/或从中得到所述样品容器的所述精加工模具(14)，所述样品容器承载有以编码或字母数字的形式指示所述模具编号或位置编号的浮凸部，则所述方法包括：
-读取所述样品容器承载的浮凸部，并将所读取的编号传递给所述计算机(38)；
-或者通过搜索与所述样品容器的浮凸部相对应的虚拟浮凸部的位置，并读取该虚拟浮凸部以使其能用于所述计算机(38)，来对所述样品容器(2)的三维数字模型(M)进行分析。


7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法包括：最迟在所述样品容器(2)进入所述设施的退火窑中之前取出所述样品容器。


8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法包括确定所述样品容器的质量指标(A)，使得能够从以下中推导出用于所识别的模具的成形容器的工艺的至少一个控制参数的调节信息项：
-装载到所识别的预成形模具中的玻璃料滴的重量或形状；
-在将所述玻璃料滴(18)装载到所识别的预成形模具中时所述玻璃料滴的位置或速度；
-吹制柱塞、所识别的模具、坯料的传送或取出夹钳的机构在移动中的同步性或速度或力；
-所识别的模具或相关的柱塞的冷却；
-用于所识别的模具的吹制压力或压制压力；
-所识别的模具的更换。


9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法包括：将所述样品容器的玻璃分布确定为所述样品容器(2)的质量指标(A)。


10.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法包括：将所述样品容器的至少一个体积测量值确定为所述样品容器的质量指标(A)，所述至少一个体积测量值是从所述样品容器的容量(Cn)、所述样品容器的包络体积和所述样品容器的玻璃体积中获得的。


11.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法包括：将所述样品容器上形成的浮凸部(B)的呈现确定为所述样品容器的质量指标(A)。


12.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法包括：将所述样品容器的颈部的内部几何形状确定为所述样品容器的质量指标(A)。


13.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法包括：将所述样品容器的环部表面的平面度确定为所述样品容器的质量指标(A)。


14.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法包括：将所述样品容器的本体的多个外径确定为所述样品容器的质量指标(A)。


15.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，为了将所述玻璃分布确定为所述样品容器的质量指标(A)，所述方法包括：确定所述三维数字模型(M)或所述模型一部分的质心(Gv)的位置，并将所述位置与参考位置(Gr)进行比较。


16.根据权利要求9或15所述的方法，其特征在于，为了将所述玻璃分布确定为所述样品容器的质量指标(A)，所述方法包括：确定所述样品容器(2)的至少一个区域上的玻璃壁的厚度；在该区域中搜索具有大于一预定值的厚度和/或小于一预定值的厚度的区的位置，在适用的情况下通过确定所述区的范围进行所述搜索；和/或在所述区域中搜索呈现出最小或最大厚度的壁的部位的存在和位置。


17.根据权利要求9、15或16中任一项所述的方法，其特征在于，为了将所述玻璃分布确定为所述样品容器的质量指标，所述方法包括：
-确定包含在所述三维数字模型的至少两个区域中的玻璃体积，所述至少两个区域由包含所述三维数字模型的虚拟竖直轴线的竖直截面平面分割，或由与所述虚拟竖直轴线垂直的水平截面平面分割；以及
-将所述体积与参考体积的值进行比较，和/或在同一个样品容器的若干区域之间进行比较和/或在若干样品容器之间进行比较。


18.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，为了将所述样品容器上形成的浮凸部(B)的呈现确定为所述样品容器的质量指标，所述方法包括：
-将至少一个截面平面(C-C)定位在所述样品容器的三维数字模型(M)上，以使其选择所述模型的外表面(Se)的虚拟浮凸部(Bv)的至少一部分，并与所述浮凸部(B)相对应；
-在截面平面中确定所述虚拟浮凸部(Br)的截面的代表曲线(Cr)；
-将零高度曲线(Ca)至少部分地覆盖在所述代表曲线(Cr)上，所述零高度曲线表示没有所述虚拟浮凸部(Br)的所述样品容器的外表面(Se)的曲线；
-将所述代表曲线(Cr)与所述零高度曲线(Ca)进行比较，将以下量中的至少一个作为所述虚拟浮凸部(Br)的呈现标准：
·所述代表曲线(Cr)与所述零高度曲线(Ca)之间的距离；
·所述代表曲线(Cr)与所述零高度曲线(Ca)之间在给定位置处的斜度上的间隔；
·所述代表曲线(Cr)的斜度的变化；
·由所述代表曲线(Cr)和所述零高度曲线(Ca)界定的区。


19.根据权利要求11或18所述的方法，其特征在于，为了将形成在所述样品容器(2)上的浮凸部(B)的呈现确定为所述样品容器的质量指标(A)，所述方法包括：
-在包含与所述浮凸部(B)相对应的虚拟浮凸部的至少一部分的关注区中，将所述浮凸部的代表表面(Sr)确定为所述三维数字模型的外表面的一部分；
-将零高度表面(Sa)至少部分地覆盖在所述关注区的外表面上，所述零高度表面表示所述关注区的没有所述虚拟浮凸部的表...

【专利技术属性】
技术研发人员：L·科斯诺，O·科勒，
申请(专利权)人：蒂阿马公司，
类型：发明
国别省市：法国;FR