CN105712611A - 自动化生产具有预设壁厚的玻璃制品的方法和设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及自动化生产具有预设壁厚的玻璃制品的方法和设备。用于具有预设壁厚的玻璃制品的自动化生产的方法包括：-生产一系列的玻璃制品，其中，通过受至少一个工艺参数影响的工艺生产该一系列的玻璃制品中的每一个；-自动测量玻璃制品中的至少一个的实际壁厚，并且将实际壁厚与预设目标壁厚相比较；-基于实际壁厚与预设目标厚度的比较，自动调整至少一个工艺参数。

Description

自动化生产具有预设壁厚的玻璃制品的方法和设备
技术领域
本发明涉及一种用于具有预设壁厚的玻璃制品、优选地用于电化学传感器的自动化生产的方法。通过该方法制造一系列这样的玻璃制品，其中，该系列的玻璃制品中的每一个通过受到至少一个工艺参数影响的工艺来生产。本发明还涉及一种用于实施该方法的设备。
背景技术
从DE10116099B4获知用于生产吹塑成型玻璃制品的自动化工艺和设备。在该自动化方法中，将空气或气体流经其的汲取管浸入玻璃熔体中，并且然后再拔出以从玻璃熔体移除一定量的熔融玻璃。在这种情况下，借助于流经汲取管的空气或气体来将所移除的玻璃吹塑成玻璃制品的形状。使用计算机控制的控制装置，通过使用图像处理装置将存储在计算单元中的目标状态的参考点与玻璃制品的实际制品几何结构相比较，来将玻璃制品的实际几何结构与该制品几何结构的目标状态相比较。由于目标几何结构与所测量的几何结构之间的这些差别，吹塑成型工艺受到控制。
基于该工艺，在吹塑成型玻璃制品的成批生产中所使用的汲取管就其几何结构尤其是其直径、壁厚和平面对称性而言在它们之间显示出细微差别。这种差别在整个制造工艺期间看到并且导致玻璃制品的几何结构的变化。例如，使用汲取管从玻璃熔体移除的熔融玻璃的量也对玻璃制品的几何结构具有重要影响。浸入到玻璃熔体中的汲取管的端部的几何结构的方差导致在浸入到玻璃熔体中时被取出的熔融玻璃的量的差别，并且因此，也导致由玻璃熔体生产的玻璃制品的几何形状的变化。壁厚对于所生产的玻璃制品的质量评估也是决定性的。尽管是自动化制造工艺，但是所产生的玻璃制品的壁厚在一批开始时并且在一批内的各个试验步骤期间被手动控制。如果检测到与壁厚相关的严重误差，则操作员调整吹塑成型工艺的工艺参数。这样的手动工艺是非常耗时的并且通常不精确。
本发明的目的是提供用于玻璃制品的自动化生产的方法和设备，其中，可以在较短的时间内检查并且改变壁厚。
发明内容
根据本发明，通过所述方法包括以下步骤的事实来实现所述目的：
-生产一系列的玻璃制品，其中，通过受到至少一个工艺参数的影响的工艺来生产该一系列的玻璃制品中的每一个；
-自动测量玻璃制品中的至少一个的实际壁厚并且将实际壁厚或从其导出的值与预设目标壁厚相比较；
-基于实际壁厚与预设目标厚度的比较，自动调整至少一个工艺参数。
这具有如下优点：在一系列玻璃制品的生产工艺中，在检测到实际壁厚偏离目标壁厚之后，通过对用于生产各个玻璃制品的工艺进行自动修改，即，对至少一个工艺参数进行调整以将它们的壁厚改变至目标壁厚，能自动地调整在对至少一个工艺参数进行调整之后所生产的一系列玻璃制品的壁厚。
用于制造该一系列的各个玻璃制品的工艺可以包括：将气体流经的汲取管浸入到玻璃熔体中，并且然后从玻璃熔体拔出汲取管，其中，通过流经汲取管的气体吹塑取自玻璃熔体的一定量的熔融玻璃，以形成玻璃制品。
在调整至少一个工艺参数之后，利用所述至少一个已调整的工艺参数继续进行一系列玻璃制品的制造。
在一个实施例中，所生产的玻璃制品中的至少一个的壁厚被自动地测量并且与目标壁厚相比较，并且一旦实际壁厚偏离目标壁厚，用于对影响形成玻璃制品的吹塑操作的工艺参数进行自动调整的自动控制就将实际壁厚调整至目标壁厚。
当检测到实际壁厚偏离目标壁厚时，能改变玻璃制品的制造工艺的一个或多个参数以将壁厚自动地调整至目标壁厚。
有利地，以预定的时间间隔测量所生产的玻璃制品的实际壁厚，其中，根据预定数量的所生产的玻璃制品的实际壁厚来计算平均值并且将该平均值与目标壁厚相比较。虽然仅以预定的时间间隔来确定各个玻璃制品的实际壁厚值，但是对平均值的计算允许确定所生产的玻璃制品的实际壁厚与目标壁厚之间的关系。基于所确定的关系，控制***影响玻璃制品的制造工艺。在这样做时，改变玻璃制品的吹塑工艺，使得实际壁厚再次与目标壁厚完全相同。
在一个实施例中，平均值是所生产的预定数量的玻璃制品的移动平均。因此，该移动平均揭露改变壁厚的方向，使得可以在任何时间确定是否沿用于设定目标壁厚的正确的方向调整吹塑工艺的制造参数。
在一个实施例中，当设定吹塑工艺时，诸如吹塑压力的具体生产工艺参数随时间变化。在这种情况下，随时间恒定的吹塑压力的参数对于以平板膜形式的玻璃制品而言具有特殊意义，并且随时间变化的吹塑压力参数对于以球形膜的形式的玻璃制品而言具有特殊意义。
在一个实施例中，共焦测量***或成像装置用于在制造期间自动测量壁厚。这些测量装置可以容易地一体化到生产工艺中，因为它们都是基于光学方法，并且因此，不需要对生产工艺进行任合设计相关的改变。
本发明的实施例涉及用于具有预定壁厚的玻璃制品、优选地用于电化学传感器的自动化生产的设备，该设备包括基于计算机的控制单元，该控制单元在同时生产一系列玻璃制品时控制工艺设备，其中，通过受至少一个工艺参数影响的工艺、特别是吹塑工艺生产系列玻璃制品中的每一个。在可以简单且容易地监测玻璃制品的壁厚的装置中，用于确定每个玻璃制品的壁厚的壁厚测量装置被布置在工艺设备的下游，该壁厚测量装置被连接至控制单元用于传输所测量的玻璃制品的实际壁厚，所述控制单元通过将至少一个玻璃制品的实际壁厚或由其导出的值与目标壁壁厚相比较，来调整工艺设备的工艺参数，以将用于制造各个玻璃制品的工艺、特别是吹塑工艺改变到目标壁厚。这具有如下优点：可以容易且迅速地确定在生产周期中所生产的玻璃制品的壁厚的趋势，其中，在系列制造期间仍然能改变玻璃制品的壁厚。因此，因为仍然可以在制造期间发现所生产的玻璃制品的壁厚，所以次品的产生减少。
有利地，将壁厚测量装置设计为共焦测量装置或成像装置。使用这些壁厚测量装置，基于光学测量***，在生产过程期间可以在调整***中控制玻璃制品的壁厚。
附图说明
本发明允许多个实施例。将参照附图中所示的图来解释这些实施例中的一个。
附图示出：
图1是用于设定壁厚的发明装置的实施例，
图2为在汲取管处吹塑的玻璃制品的实施例。
相同的特征用相同的附图标记识别。
具体实施方式
图1示出用于制造一系列玻璃制品的装置的实施例。这样的玻璃制品可以例如是用于pH传感器的球形膜。该设备包括工艺设备1，工艺设备1包括玻璃熔化装置2，汲取管3借助于固持装置4被浸入玻璃熔化装置2中并且再拔出。汲取管3经软管连接至压缩空气装置5，压缩空气装置5通向控制***6，控制***6包括计算单元7。使用连接至固持装置4以及控制***6的致动装置8，将汲取管3下降到熔化装置2中并且再拔出。在该过程中，汲取管3从玻璃熔化装置2取出一定量的熔融玻璃。通过从受计算单元6控制的压缩空气装置5供应的压缩空气，形成玻璃制品9的玻璃膜如图2中所示的那样被吹塑。
测量所生产的玻璃膜的壁厚的壁厚测量装置连接至工艺设备1。在这样的壁厚测量装置10中，共焦测量***用于壁厚的光学无接触测量。这样的共焦测量***传输宽光谱，其中，取决于壁厚，产生对应的反射，由壁厚测量装置10对所述对应的反射进行评估。使用这些反射，可以使用相应的折射率来计算壁厚。
以这种方式，一系列依次生产的玻璃制品9的壁厚由该装置以预定的时间间隔测量，其中，多个玻璃膜的壁厚被发送至控制单元6。控制单元6将该数据存储在存储器中并且使用预定数量的壁厚值来计算平均值，平均值被转发至在控制装置6中形成的软件式调整器11。因为平均值被计算为移动平均，其中，壁厚的最旧值总是被淘汰，并且另一个玻璃制品9的壁厚的下一个值被包括，所以能优选地确定玻璃制品9的壁厚中的趋势。
调整器11被编程，使得调整器11在可变地设定玻璃制品9的数量之后开始控制玻璃制品9的壁厚。由于由调整器10确定的平均值与目标壁厚之间的偏差，在工艺单元1中，玻璃制品9的吹塑曲线变化。特别地，在该周期期间，吹塑工艺随着影响吹塑工艺的工艺参数在一段时间内变化。这种情况由于控制装置6相应地控制压缩空气装置5的事实而产生。
因此，在重复检测实际壁厚的平均值与预设目标厚度的偏差之后，每个玻璃制品的制造工艺的具体生产调整参数被自动地改变，使得随后生产的玻璃制品9具有目标壁厚并且因此具有所需的质量。上述该方法适用于以平板膜形式的玻璃制品和被构造为球形膜的玻璃制品两者。

Claims (10)

1.一种用于具有预设壁厚的玻璃制品的自动化生产的方法，所述方法包括：
-生产一系列的玻璃制品(9)，其中，通过受至少一个工艺参数影响的工艺生产所述一系列的所述玻璃制品(9)中的每一个；
-自动测量所述玻璃制品(9)中的至少一个的实际壁厚，并且将所述实际壁厚或从所述实际壁厚导出的值与预设的目标壁厚相比较；
-基于所述实际壁厚与预设的目标厚度的所述比较，自动调整至少一个工艺参数。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述工艺包括：
-将汲取管(3)浸入到玻璃熔体中，并且然后从所述玻璃熔体拔出所述汲取管(3)，气体流经所述汲取管(3)，其中，通过流经所述汲取管(3)的气体吹塑取自所述玻璃熔体的一定量的熔融玻璃，以形成所述玻璃制品(9)。
3.根据权利要求1或2所述的方法，
其中，在调整所述至少一个工艺参数之后，利用所调整的工艺参数继续进行一系列的玻璃制品(9)的生产。
4.根据权利要求1至3中的一项所述的方法，
其特征在于，所述玻璃制品(9)的所述实际壁厚被自动地测量并且与所述目标壁厚相比较，并且在所述实际壁厚偏离所述目标壁厚的情况下，用于设定影响用于形成所述玻璃制品(9)的吹塑操作的工艺参数的控制***被自动地调整至所述目标壁厚。
5.根据权利要求1至4中的一项所述的方法，
其特征在于，以预定时间间隔测量所生产的玻璃制品(9)的实际壁厚值，其中，从预定数量的所生产的所述一系列的玻璃制品(9)的实际壁厚值计算平均值，并且将所述平均值与所述目标壁厚相比较。
6.根据权利要求5所述的方法，
其特征在于，所述平均值是所述预定数量的所制造的所述一系列的玻璃制品(9)的移动平均。
7.根据权利要求2至6中的至少一项所述的方法，
其中，所述至少一个工艺参数是吹塑压力，尤其是作为时间的函数的吹塑压力，具有所述吹塑压力的所述气体流经所述汲取管(3)以形成所述玻璃制品(9)。
8.根据前述权利要求中的至少一项所述的方法，
其特征在于，共焦测量***(10)或成像装置被用于自动测量所述实际壁厚。
9.一种用于具有预定的壁厚的玻璃制品(9)、优选地用于电化学传感器的自动化生产的设备，所述设备包括基于计算机的控制***(6)，所述控制***(6)在生产一系列玻璃制品(9)的同时控制工艺设备(1)，其中，通过受至少一个工艺参数影响的工艺生产所述一系列的所述玻璃制品(9)中的每一个；
其特征在于，用于确定玻璃制品(9)的实际壁厚的壁厚测量装置(10)被布置在所述工艺设备(1)的下游，所述壁厚测量装置(10)被连接至所述控制***(6)以传输所测量的实际壁厚，所述控制***通过将所述实际壁厚或从所述实际壁厚导出的值与预定的目标壁厚相比较，来调整所述工艺设备(1)的所述至少一个工艺参数，以将用于制造每个玻璃制品(9)的所述工艺改变成所述目标壁厚。
10.根据权利要求9所述的设备，
其特征在于，所述壁厚测量装置(10)形成为共焦测量装置或成像装置。
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