FR3095605A1 - Systeme d’alignement d’un dispositif de traitement thermique et son fonctionnement - Google Patents

Abstract

La présente invention concerne un module de mise en forme (M) d’un faisceau laser comprenant une enceinte (10) comprenant une ouverture d’entrée (E) pour l’entrée d’un faisceau laser et d’une ouverture de sortie pour la sortie dudit faisceau, ladite enceinte comprenant en outre au moins un élément optique de mise en forme (O) agencé sur le trajet du faisceau et un premier élément optique (11) pour fournir un faisceau de sortie focalisé, ledit module comprend en outre un élément séparateur (12), agencé entre ledit élément optique de mise en forme (O) et le premier élément optique (11), pour extraire une partie (fe) d’au moins une portion du faisceau entrant et un capteur de position (20) du faisceau laser agencé sur le chemin de la partie extraite du faisceau mesurant la position dans au moins une direction. Figure 2

Description

SYSTEME D’ALIGNEMENT D’UN DISPOSITIF DE TRAITEMENT THERMIQUE ET SON FONCTIONNEMENT

La présente invention est relative au domaine du traitement thermique de couche mince sur des substrats verriers.

Il est connu d’effectuer un recuit laser local et rapide (laser flash heating) de revêtements déposés sur des substrats plats. Pour cela, on fait défiler le substrat avec le revêtement à recuire sous une ligne laser, ou bien une ligne laser au-dessus du substrat portant le revêtement.

Le recuit laser permet de chauffer des revêtements minces à des températures élevées, de l’ordre de plusieurs centaines de degrés, tout en préservant le substrat sous-jacent. Les vitesses de défilement sont bien entendu de préférence les plus élevées possibles, avantageusement au moins de plusieurs mètres par minute.

Or, actuellement, il existe des lignes lasers de petites tailles, inférieures à 30 cm ou des lignes monolithiques allant jusqu’à 150 cm. Il existe également la possibilité de créer une ligne laser en additionnant une multitude de lignes lasers de quelques dizaines de centimètres chacune, afin de créer une ligne laser de grande taille. Or, la largeur d’une telle ligne laser est de quelques centaines de microns.

On comprend donc que l’alignement des différentes lignes lasers formant la ligne est important. Cet alignement est réalisé lors de l’installation de la ligne.

Néanmoins, lorsque la largeur de la ligne laser se trouve inférieure à 100 µm, les perturbations environnementales ne sont pas négligeables et dérèglent l’alignement. Il devient donc nécessaire d’effectuer des opérations de réglage de l’alignement. Ce réglage de l’alignement se fait pendant le temps de chauffe des lasers ou sur le long terme en cas de dérèglement pendant la production.

Un inconvénient de ces ajustements qui doivent être fréquemment réalisés est qu’ils génèrent une inefficacité de production tout en mobilisant du personnel. De même, cela génère des pertes car, étant donné que le convoyage du substrat verrier est continu, le désalignement n’est pas détecté immédiatement entrainant perte de substrat.

De plus, ces ajustements sont réalisés manuellement, par exemple, en agissant sur au moins une vis de réglage. Ce type d’ajustement est compliqué à mettre en œuvre et nécessite une grosse expérience de l’opérateur pour être opéré efficacement.

Enfin, ces dispositifs de traitement thermiques ont une période de chauffe c’est-à-dire une période durant laquelle le faisceau laser n’est pas stable. En effet, les composants qui le composent sont soumis à des conditions thermiques changeantes entrainant une modification de la position du faisceau aléatoirement durant cette période transitoire de chauffe.

La présente invention se propose donc de résoudre ces inconvénients en fournissant un dispositif de traitement thermique qui soit muni d’un système d’alignement qui permette un réglage de l’alignement des lasers durant la période transitoire de chauffe.

A cet effet, la présente invention concerne un module de mise en forme d’un faisceau laser comprenant une enceinte comprenant une ouverture d’entrée pour l’entrée d’un faisceau laser et d’une ouverture de sortie pour la sortie dudit faisceau, ladite enceinte comprenant en outre au moins un élément optique de mise en forme agencé sur le trajet du faisceau et un premier élément optique pour fournir un faisceau de sortie focalisé, ledit module comprend en outre un élément séparateur, agencé entre ledit élément optique de mise en forme et le premier élément optique, pour extraire une partie d’au moins une portion du faisceau entrant et un capteur de position du faisceau laser agencé sur le chemin de la partie extraite du faisceau mesurant la position dans au moins une direction.

Selon un exemple, ledit capteur de position du faisceau lumineux est apte à être connecté à une unité de calcul.

Selon un exemple, ledit au moins un élément optique de mise en forme est un élément réflecteur permettant d’allonger le trajet du faisceau laser dans ledit module de mise en forme.

Selon un exemple, au moins un élément réflecteur est agencé entre l’élément séparateur du faisceau laser et le capteur de position du faisceau laser.

Selon un exemple, ledit au moins un élément optique de mise en forme est une lentille de mise en forme.

Selon un exemple, au moins un second élément optique est agencé entre l’élément séparateur du faisceau laser et le capteur de position du faisceau laser pour focaliser le faisceau extrait sur ledit capteur de position.

Selon un exemple, le premier élément optique et/ou le second élément comprennent une lentille ou un moins deux lentilles ou un miroir focalisant.

Selon un exemple, l’élément séparateur comprend un prisme optique ou une lame mince sur laquelle un revêtement partiellement réfléchissant est agencé.

Selon un exemple, ledit au moins un élément réflecteur comprend un miroir plat ou courbe.

L’invention concerne en outre un dispositif de traitement thermique d’un substrat s’étendant selon une première direction et une seconde direction orthogonale à la première direction, ledit dispositif de traitement thermique comprenant des moyens de convoyage dudit substrat verrier et des moyens de chauffage pour opérer le traitement thermique, caractérisé en ce que lesdits moyens de chauffage comprennent au moins deux générateurs laser générant chacun un faisceau laser, lesdits générateurs laser étant agencés pour que les faisceaux forment ensembles une ligne laser continue, ledit dispositif comprenant en outre un module de mise en forme d’un faisceau laser selon l’invention pour chaque générateur et une unité de calcul connectée à chaque module de mise en forme, chaque module de mise en forme étant associé à des moyens de réglage.

Selon un exemple, ladite unité de calcul est agencée pour récupérer des données représentatives de la position du faisceau en sortie de chaque module de mise en forme, les comparer chacune à une donnée représentative d’une position de de référence et générer un signal de commande pour les moyens de réglage de chaque module de mise en forme pour lequel les données représentatives de la position du faisceau en sortie est différence de la donnée représentative d’une position de référence.

Selon un exemple, les moyens de réglage sont des moyens de réglage internes au module de mise en forme et agencés pour régler la position dudit au moins un élément optique de mise en forme.

Selon un exemple, les moyens de réglage sont des moyens de réglage externes au module de mise en forme et agencés pour régler la position globale dudit module de mise en forme.

L’invention concerne également un procédé de traitement thermique d’un substrat verrier utilisant le dispositif de traitement thermique selon l’invention, caractérisé en ce qu’il comprend les étapes :
a) se munir d’un substrat et le faire circuler sur les moyens de convoyage ;
b) mettre fonctionnement les générateurs lasers ;
c) générer, à un instant t, des données représentatives de la position du faisceau de sortie de chaque module de mise en forme par l’intermédiaire du capteur de position de chaque module de mise en forme ;
d) envoyer ces données représentatives de la position mesurée du faisceau de sortie de chaque module de mise en forme à une unité de calcul ;
e) comparer les données représentatives de la position du faisceau de sortie de chaque module de mise en forme à une donnée représentative d’une position de référence ;
f) générer un signal de commande, par l’intermédiaire de l’unité de calcul, et l’envoyer aux moyens de réglage associés à chaque module de mise en forme pour lequel les données représentatives de la position du faisceau en sortie est différente de la donnée représentative d’une position de référence, ledit signal de commande permettant d’agir sur les moyens de réglage pour modifier la position du faisceau de sortie ;
g) répéter les étapes c) à f) à un intervalle défini durant une durée définie.

Selon un exemple, l’intervalle de répétition est variable et augmente avec la durée de traitement.

D’autres particularités et avantages ressortiront clairement de la description qui en est faite ci-après, à titre indicatif et nullement limitatif, en référence aux dessins annexés, dans lesquels:

-les fig. 1a et 1b est une représentation schématique du dispositif de traitement thermique selon l’invention;

-les fig. 2 à 5 sont des représentations schématiques module de mise en forme selon l’invention et de ses variantes;

Aux figures 1a et 1b est représenté le dispositif de traitement thermique 1 d’un substrat S selon l’invention. Le substrat S traité est, par exemple verrier, et, par exemple, un substrat de grande largeur, tels qu’une feuille de verre plat de taille « jumbo » (6 m x 3,21 m) sortant des procédés de verre plat ou float.

Ce dispositif de traitement thermique 1 comprend des moyens de convoyage 2 permettant le transport des substrats S. De tels moyens de convoyage 2 peuvent se présenter sous la forme de deux rails parallèles sur lesquels un châssis muni de supports pour le substrat sont agencés. Il peut être également prévu que les moyens de convoyage 2 se présentent sous la forme de deux rails parallèles sur lesquels sont montées des roues permettant au substrat d’être mobile. Certaines roues sont alors connectées à un moteur pour permettre le défilement du substrat. De même le convoyage peut se faire sur un convoyeur à rouleaux.

Pour une feuille de verre plat de taille « jumbo » (6 m x 3,21 m), il sera prévu que le convoyage se fasse dans une première direction s’étendant suivant la plus grande des deux dimensions de la feuille. Dans le cas d’une feuille de taille « jumbo » (6 m x 3,21 m), on définira que la feuille présente une longueur de 6m et une largeur de 3.21m et que les moyens de convoyage permettent à ladite feuille de verre de se déplacer suivant sa longueur.

Le dispositif de traitement thermique 1 comprend en outre des moyens de chauffage C. Ces moyens de chauffage C comprennent une pluralité de générateurs lasers L. Chaque générateur laser L peut utiliser la technologie du laser solide ou du laser à diode ou du laser à fibre ou du laser à disque se présentant comme étant l‘association parfaite d‘un laser à solide avec un laser à diode permettant une qualité de faisceau et un rendement supérieur.

Les générateurs lasers L fournissent chacun un faisceau F et sont associés à un module de mise en forme M pour obtenir un faisceau en forme de ligne ayant une longueur allant de 10 à 50cm et une largeur inférieure ou égale à 100µm. Ces générateurs lasers L sont alors agencés les uns à côtés des autres afin que les faisceaux s’additionnent pour former une seule ligne de grande longueur.

Afin de pouvoir régler l’alignement de ces différents faisceaux et ainsi obtenir une ligne laser la plus précise possible, la présente invention utilise le ou les modules de mise en forme M pour opérer cet alignement. Chaque générateur laser L est associé à un module de mise en forme M.

Chaque module de mise en forme M, représenté en figure 2, consiste en une enceinte 10 comprenant une entrée E par laquelle un faisceau d’entrée Fe, le faisceau laser généré par le générateur laser L, entre. Le faisceau entrant Fe dans le module de mise en forme M est agencé sous forme circulaire c’est-à-dire sortant directement du générateur laser L ou sous forme de ligne c’est-à-dire en étant passé par un élément optique de mise en forme. Dans le cas ou le faisceau entrant est circulaire, l’élément optique de mise en forme est agencé dans le module de mise en forme. Dans cette enceinte 10, un premier élément optique 11 est agencé. Ce premier élément optique 11 est utilisé pour focaliser le faisceau laser. Ce faisceau laser est focalisé en direction d’une sortie de l’enceinte et est le faisceau de sortie Fs.

Ledit premier élément optique 11 peut être un miroir ou une lentille ou un prisme. Suivant la puissance du faisceau laser, un miroir sera préféré à une lentille pour ses performances thermiques.

L’enceinte 10 du module de mise en forme M comprend au moins un élément optique de mise en forme pour la mise en forme du faisceau laser. Un tel élément optique de mise en forme O peut se présenter sous la forme d’une lentille de mise en forme P ou d’un élément réflecteur R. Un élément réflecteur R est utilisé pour « plier » le faisceau extrait afin de rendre l’ensemble plus compact comme visible à la figure 4.

Le nombre d’éléments optiques de mise en forme O utilisé sera dépendant de la compacité souhaitée et/ou de la forme souhaitée pour le faisceau. Bien entendu, l’enceinte 10 peut comprendre au moins un élément optique de mise en forme O sous forme d’élément réflecteur R et/ou au moins un élément optique de mise en forme O sous forme d’une optique ou lentille P.

Cette notion de compacité peut aussi s’appliquer pour la portion de faisceau laser entre l’entrée de l’enceinte E et le premier élément optique 11. En effet, suivant les dimensions de l’enceinte et la nature du premier élément optique, il peut être nécessaire de recourir à au moins un élément réflecteur R.

Dans un exemple de réalisation visible à la figure 5, le module de mise en forme M est configuré pour que le premier élément optique 11 soit un miroir courbe. Un tel miroir permet de concentrer et donc de focaliser le faisceau laser. Dans cet exemple, des éléments réflecteurs R sont agencés entre l’entrée de l’enceinte E et le premier élément optique 11.

En effet, comme c’est la courbure du premier élément optique 11 qui génère la focalisation et qu’elle se trouve en direction de la sortie de l’enceinte 10, il est nécessaire de dévier le faisceau laser pour le pointer en direction de la surface courbe du premier élément optique 11 afin qu’il soit également dévié et focalisé. Ainsi, l’exemple de la figure 5 montre la présence d’un premier élément réflecteur R1 utilisé pour dévier ledit faisceau d’au moins au moins égale à 90°, de préférence supérieure à 90°. La présence d’un angle supérieur à 90° permet d’orienter le faisceau en direction de la paroi par laquelle le faisceau laser entre. Un second élément réflecteur R2 est agencé pour dévier le faisceau laser dévié par le premier élément réflecteur R1. Cette déviation est opérée pour dévier le faisceau laser dans une direction allant vers la paroi par laquelle le faisceau sort. Ce faisceau laser dévié est capté par le premier élément optique 11.

Le premier élément réflecteur R1 et le second élément réflecteur R2 sont des miroirs plats.

Astucieusement, le module de mise en forme M comprend un élément séparateur 12. Cet élément séparateur 12 est agencé entre l’entrée E de l’enceinte par laquelle le faisceau laser entre et l’élément optique 11. Cet élément séparateur 12 est utilisé pour extraire une partie fe du faisceau laser. Cette extraction, qui est opérée sur une portion ou la totalité du faisceau, a pour but de diriger la partie extraite fe du faisceau laser vers un récepteur optique 20. Un tel récepteur optique 20 est un capteur muni d’une cible ou surface de réception sur laquelle le faisceau extrait est dirigé. Ce capteur 20 est conçu pour permettre de détecter la position du faisceau extrait fe sur cette cible et donc la variation de position dudit faisceau extrait fe. Ce capteur 20 est connecté à une unité de calcul 100, de préférence agencée en dehors dudit module de mise en forme M, traitant les données envoyées par le capteur. Cette unité de calcul 100 est, préférentiellement, connectée aux différents modules de mise en forme M.

Cet élément séparateur 12 est, selon un exemple, est une lame de verre sur laquelle est déposé un revêtement antireflet. Cette lame revêtue est agencée pour que l’angle formé par le faisceau laser et le plan de la lame de verre ne soit pas nul ou égal à 90°.

Dans le cas de la figure 5, un élément séparateur 12 est agencé entre le second élément réflecteur R2 et le premier élément optique. En effet, cette portion est rectiligne, c’est-à-dire adaptée pour y placer ledit élément séparateur 12. Un troisième élément réflecteur R3 est, optionnellement, agencé entre l’élément séparateur 12 et le capteur 20.

Optionnellement, un second élément optique 13 est associé à cet élément séparateur 12 comme visible à la figure 3. Ce second élément optique 13 est utilisé pour focaliser le faisceau extrait vers le capteur 20.

Cet agencement est conçu pour permettre, outre la détection de la position du faisceau extrait, la détermination de l’écart de position entre une position de référence et la position détectée. En effet, un tel module de mise en forme M est soumis à des comportements thermiques de sorte qu’à froid ou en régime stabilisé, l’alignement peut varier. Il faut donc déterminer l’amplitude du déplacement de chaque module de mise en forme M par rapport à une position de référence.

En effet, l’agencement du premier élément optique 11, du second élément optique 13 et de l’élément séparateur 12 est tel que qu’un mouvement détecté par le capteur 20 est répercuté au niveau du faisceau de sortie Fs par une modification de la position du point de focalisation.

On comprendra qu’idéalement, cet élément séparateur 12 est, agencé entre le dernier élément optique de mise en forme O et le premier élément optique 11. En effet, les éléments optiques de mise en forme O sont les éléments qui, sous l’effet de la chaleur du faisceau laser, ont un comportement transitoire. Ainsi, le placement de l’élément réflecteur 12 juste avant le premier élément optique 11 et donc, après les éléments optiques de mise en forme O, permet de capter les déplacements du faisceau lors de ce comportement transitoire.

Pour déterminer l’amplitude du déplacement, les caractéristiques du premier élément optique 11 et du second élément optique 13 sont utilisées. Plus particulièrement, les longueurs focales effectives de ces éléments optiques sont utilisées. Il existe alors une relation mathématique simple liant le déplacement du faisceau extrait par l’élément séparateur et le déplacement du faisceau focalisé en sortie. Ainsi, si la longueur focale f1 du premier élément optique 11 et la longueur focale f2 du second élément optique 13 sont identiques alors l’amplitude du mouvement du faisceau extrait est égale à l’amplitude du faisceau focalisé en sortie. Si on souhaite amplifier le mouvement du faisceau extrait afin d’augmenter la précision de la position détectée alors il est nécessaire d’augmenter la longueur focale f2 du second élément optique 13 c’est-à-dire de l’élément optique associé à l’élément séparateur 12.

Dans ce cas d’une augmentation de la longueur focale du second élément optique 13, une option consiste à utiliser au moins un élément réflecteur R pour compacter le faisceau extrait comme visible à la figure 4. En effet, si on utilise un second élément optique 13 avec une grande longueur focale f2 et qu’on considère que le capteur 20 doit être situé au niveau du point de focalisation du second élément optique 13, alors la longueur nécessaire du faisceau extrait sera importante.

Dans le cas du premier élément optique 11, celui-ci peut comprend plusieurs éléments comme un élément réflecteur pouvant être un miroir plat ou un miroir courbe. En effet, si un miroir plat réfléchi un faisceau sans le déformer, un miroir courbe le déforme. L’utilisation d’un miroir courbe comme troisième élément réflecteur permet avantageusement d’aider à la focalisation du faisceau laser en sortie. S’il est possible de n’utiliser comme premier élément 11 optique, qu’une seule pièce pour focaliser le faisceau laser, il est possible de focaliser ledit faisceau laser en deux fois en utilisant un miroir courbe faisant office d’élément réflecteur R.

Dans ce cas, la longueur focale effective en sortie est la combinaison de la longueur focale de chaque pièce formant le premier élément optique 11.

On comprendra que les éléments optiques 11, 13 se présentant sous forme de lentille peuvent comprendre au moins deux pièces comme des lentilles ou miroirs courbes pour obtenir le résultat souhaité.

De même, on comprendra que les éléments réflecteurs 12, R peuvent être des prismes ou miroirs ou lame minces munies d’un revêtement plus ou moins réflectif.

Ce module de mise en forme M est associé à des moyens de réglage 30. Ces moyens de réglage 30 sont utilisés pour permettre le réglage de l’alignement. En effet, si le module de mise en forme M et son capteur 20 intégré permettent de détecter la position du faisceau laser et donc, de déduire une variation de la position pouvant entrainer un désalignement, il est nécessaire de corriger ce potentiel désalignement. Les moyens de réglage 30 permettent donc de remédier à cela.

Dans un premier mode de réalisation visible à la figure 1a, les moyens de réglage 30 sont des moyens de réglage externes 31 au module de mise en forme et se présentent donc sous différentes formes, comme par exemple ; un support articulé. Un tel support articulé comprend une embase ou plaque de base fixée sur un bâti. Le support articulé comprend en outre une plaque de fixation sur laquelle le générateur laser est fixé, par exemple, par boulonnage. La plaque de fixation est connectée à la plaque de base par l’intermédiaire de pieds. Ces pieds, au nombre d’au moins deux, préférablement trois, encore préférablement cinq, et encore plus préférablement six, sont réglables de sorte que la plaque de fixation sur laquelle est fixé le générateur laser puisse se mouvoir selon plusieurs degrés de liberté. Préférablement, avec six pieds, la plaque de fixation sur laquelle est fixé le générateur laser présente six degrés de liberté. Dans un exemple non limitatif, chaque pieds comporte deux tubes coulissants l’un dans l’autre et des rotules à chaque extrémité pour la connexion du pied à la plaque de base et à la plaque de fixation.

Par conséquent, le réglage de la position des deux tubes l’un par rapport à l’autre permet, lorsque la totalité des pieds sont réglées, d’obtenir un positionnement précis de la plaque de fixation par rapport à la plaque de base.

Pour le réglage de la position des deux tubes l’un par rapport à l’autre, il est possible d’utiliser différents systèmes comme un système hydraulique utilisant des micro pompes et un fluide hydraulique ou un système micromécanique utilisant des moteurs, le tout étant géré par une unité de calcul.

Il existe alors une relation entre la position des moyens de réglage externe 31 et la position du point de focalisation. Chaque pas de réglage entraine une variation de la position du point de focalisation.

Dans un second mode de réalisation visible à la figure 3, les moyens de réglage 30 sont des moyens de réglage internes 32 au module de mise en forme M. Ces moyens de réglage internes 32 comprennent au moins un support réglable sur lequel au moins un élément optique de mise en forme O est agencé.

Ce support réglable est un support présentant au moins un degré de déplacement dudit élément optique O qui y est fixé. Ce degré de déplacement peut être une translation dans la direction de propagation du faisceau laser ou orthogonalement à celui-ci (hauteur) ou une inclinaison.

Le fonctionnement de ce module de mise en forme M associé à des moyens de réglage 30 consiste, pour une ligne laser constituée au moins deux générateurs lasers L, à connecter les capteurs 20 desdits modules de mise en forme M à la même unité de calcul 100.

Une étape préalable consiste à obtenir une position de référence pour les lasers formant la ligne. Pour cela, les différents générateurs lasers sont mis en fonctionnement de sorte que le capteur 20 intégré dans chaque module de mise en forme M puisse détecter un faisceau et sa position. Les informations de position sont envoyées à une unité de calcul 100. Une fois que le système est stable c’est-à-dire que le module de mise en forme M est chaud. Générateurs laser L et éléments optiques, éléments réflecteurs à température de fonctionnement, les positions détectées par les capteurs 20 sont stockées en mémoire. Une opération d’alignement est alors opérée en prenant une des positions comme référence et en réglant les autres modules de mise en forme M. Pour cela, l’unité de calcul 100 génère des signaux de commande vers les moyens de réglage 30 des modules de mise en forme M. Cette action sur les moyens de réglage 30 de chaque module de mise en forme M permet d’obtenir un alignement des différents faisceaux formant la ligne laser.

Les positions ainsi détectées sont mémorisées et considérées comme des valeurs de référence.

Lors d’une utilisation ultérieure, la position de référence est prise comme référence pour le réglage de l’alignement pendant la phase de démarrage transitoire durant laquelle la stabilité thermique n’est pas présente, pour peu que les moyens de réglage 30 n’aient pas été modifiés. Durant cette période non stable thermiquement, l’unité de calcul 100 reçoit à intervalle régulier des données concernant la position des faisceaux lasers de chaque module de mise en forme M.

Pour être fiables, ces données doivent être mesurées au même instant t. Pour cela, il existe deux possibilités. La première possibilité est d’avoir l’unité de calcul programmée pour envoyer simultanément aux modules de mise en forme M une commande de mesure. Cette commande de mesure envoyée à chaque module de mise en forme M entraine la détection, par le capteur 20 de position de chaque module de mise en forme M, de la position du faisceau dudit module de mise en forme. La valeur de position ainsi détectée par chaque capteur est envoyée à ladite unité de calcul 100 permettant d’avoir une valeur de position réalisée simultanément pour les différents modules de mise en forme M. Cette commande est envoyée à intervalle régulier pour permettre d’avoir une surveillance de la position des faisceaux lasers.

Dans une seconde possibilité, le capteur 20 de chaque module de mise en forme M envoie en permanence un flux de données correspondant à la position du faisceau laser. L’unité de calcul 100 reçoit ainsi un nombre de flux de données égal au nombre de module de mise en forme M. Cette unité de calcul 100 est programmée pour être capable, à un instant t, de mémoriser une donnée particulière du flux de donnée dans une unité mémoire. Cette capacité est utilisé pour chaque flux de sorte que l’unité de calcul est capable, à un instant t, de mémoriser une donnée particulière de chacun des flux. Cette donnée étant représentative de la position du faisceau, l’unité de calcul 100 peut ainsi mémoriser la position de chaque faisceau au même instant. Cette action de mémorisation est opérée à intervalle régulier afin d’obtenir un tableau de valeurs des positions des différents faisceaux.

Lorsqu’une première série de position est mémorisée par l’unité de calcul, chacune de ces positions est comparée, par ladite unité de calcul, à la position de référence. L’unité de calcul 100 est programmée avec un algorithme dans lequel la relation mathématique liant le déplacement du faisceau en sortie du module de mise en forme M avec son déplacement au niveau du capteur est intégrée et dans lequel l’échelle du capteur 20 est intégrée. Cela permet à l’unité de calcul 100 de connaitre, en fonction de la différence de position entre la position détectée et la position de référence, l’amplitude du décalage entre ces deux positions. Cette détermination de l’amplitude du décalage entre ces deux positions est réalisée pour chaque module de mise en forme M de sorte que l’unité de calcul 100 peut, pour chaque module de mise en forme M, générer un signal de commande envoyé aux moyens de réglage 30 associés à chaque module de mise en forme M. Ce signal de commande est un signal permettant d’agir sur les moyens de réglage 30 de chaque module de mise en forme M pour modifier leur assiette permettant ainsi de corriger le décalage de position.

Dans le cas du premier mode de réalisation, les moyens de réglage 30 sont externes ce qui signifie qu’une action sur ces moyens de réglage externes 31 entrainent une modification de la position du module de mise en forme sans modifier la position du faisceau sur le capteur. Par conséquent, une action sur les moyens de réglage externes 31 ne permet pas au faisceau capté par le capteur 20 de se rapprocher de la position de référence. Dans ce cas, l’utilisation de la dépendance entre la position du point de focalisation et la position sur le capteur et la dépendance entre la position du point de focalisation et les moyens de réglage externes sont utilisées. En effet, suite à la première mesure, un décalage, au niveau du capteur 20, entre la position de référence et la position détectée est observé. Ce décalage sur le capteur est représentatif d’une variation de position du point de focalisation. Si cette variation est connue, il est possible d’agir sur les moyens de réglage externes 31 pour compenser cette variation en utilisation la relation entre la position du point de focalisation et le réglage des moyens de réglage externes 31. Lorsqu’une nouvelle position est détectée, un réglage est effectué. Deux solutions sont possibles.

Une première solution consiste à comparer cette nouvelle position détectée à la position précédente pour déterminer l’écart avec ladite position précédente. Cet écart permet, via les relations entre la position du point de focalisation et la position sur le capteur 20 et entre la position du point de focalisation et les moyens de réglage externes 31, de déterminer l’amplitude du réglage à opérer pour les moyens de réglage externes.

Une seconde solution consiste à comparer cette nouvelle position détectée à la position de référence pour déterminer l’écart entre elles. Cet écart permet, via les relations entre la position du point de focalisation et la position sur le capteur 20 et entre la position du point de focalisation et les moyens de réglage externes 31 et via la connaissance de la position actuelle des moyens de réglage externes 31, de déterminer l’amplitude du réglage à opérer pour les moyens de réglage externes.

Dans le cas du second mode de réalisation, c’est-à-dire avec des moyens de réglage 30 sous forme de moyens de réglage internes 32, la position de référence reste la même. En effet, on considère que, dans ce second mode de réalisation, une action sur les moyens de réglage internes 32 entraine une modification de la position du faisceau sur le capteur 20. Par conséquent, à chaque action des moyens de réglage internes 32, on tend à faire en sorte que la position du faisceau après réglage soit au niveau de la position de référence.

Etant donné que, lors de la phase de démarrage transitoire, les conditions thermiques évoluent, cette opération de prise de mesures et de comparaison par rapport à une position de référence est répétée. Cette répétition se fait suivant un intervalle fixe ou variable. En effet, si un intervalle fixe permet d’avoir une régulation simple, un intervalle de mesure variable pourra permettre d’avoir une régulation plus fine sur une période déterminée. Effectivement, il peut être intéressant pour l’opérateur de la ligne de production que les mesures de positions et les corrections associées soient réalisées avec un intervalle plus court vers la fin de la période transitoire qu’au début. La durée de cette période transitoire est sensiblement connue de sorte que l’unité de calcul peut être programmée pour rétrécir l’intervalle entre deux mesures de position – réglage lorsque la fin de la phase transitoire approche. Mais, il peut être également prévu d’avoir une intervalle de mesure qui est plus court au début de la période transitoire qu’a la fin. Cette configuration est avantageuse en ce qu’elle permet d’effectuer les réglages plus fréquemment quand les variations sont plus rapides.

Bien entendu, la présente invention ne se limite pas à l’exemple illustré mais est susceptible de diverses variantes et modifications qui apparaîtront à l’homme de l’art.

Claims (15)

1. Module de mise en forme (M) d’un faisceau laser comprenant une enceinte (10) comprenant une ouverture d’entrée (E) pour l’entrée d’un faisceau laser et d’une ouverture de sortie pour la sortie dudit faisceau, ladite enceinte comprenant en outre au moins un élément optique de mise en forme (O) agencé sur le trajet du faisceau et un premier élément optique (11) pour fournir un faisceau de sortie focalisé, ledit module comprend en outre un élément séparateur (12), agencé entre ledit élément optique de mise en forme (O) et le premier élément optique (11), pour extraire une partie (fe) d’au moins une portion du faisceau entrant et un capteur de position (20) du faisceau laser agencé sur le chemin de la partie extraite du faisceau mesurant la position dans au moins une direction.
2. Module de mise en forme selon la revendication 1, dans lequel ledit capteur de position du faisceau lumineux est apte à être connecté à une unité de calcul (100).
3. Module de mise en forme selon l’une des revendications précédentes, dans lequel ledit au moins un élément optique de mise en forme (O) est un élément réflecteur (R) permettant d’allonger le trajet du faisceau laser dans ledit module de mise en forme.
4. Module de mise en forme selon l’une des revendications précédentes, dans lequel au moins un élément réflecteur (R) est agencé entre l’élément séparateur (12) du faisceau laser et le capteur de position (20) du faisceau laser.
5. Module de mise en forme selon l’une des revendications 1 ou 2, dans lequel ledit au moins un élément optique de mise en forme (O) est une lentille de mise en forme (P).
6. Module de mise en forme selon l’une des revendications précédentes, dans lequel au moins un second élément optique (13) est agencé entre l’élément séparateur (12) du faisceau laser et le capteur de position (20) du faisceau laser pour focaliser le faisceau extrait sur ledit capteur de position.
7. Module de mise en forme selon l’une des revendications précédentes, dans lequel le premier élément optique et/ou le second élément optique comprennent une lentille ou un moins deux lentilles ou un miroir focalisant.
8. Module de mise en forme selon l’une des revendications précédentes, dans lequel l’élément séparateur comprend un prisme optique ou une lame mince sur laquelle un revêtement partiellement réfléchissant est agencé.
9. Module de mise en forme selon l’une des revendications précédentes, dans lequel ledit au moins un élément réflecteur comprend un miroir plat ou courbe.
10. Dispositif de traitement thermique (1) d’un substrat (S) s’étendant selon une première direction et une seconde direction orthogonale à la première direction, ledit dispositif de traitement thermique comprenant des moyens de convoyage (2) dudit substrat verrier et des moyens de chauffage (C) pour opérer le traitement thermique, caractérisé en ce que lesdits moyens de chauffage (C) comprennent au moins deux générateurs (L) laser générant chacun un faisceau laser (F), lesdits générateurs laser étant agencés pour que les faisceaux forment ensembles une ligne laser continue, ledit dispositif comprenant en outre un module de mise en forme d’un faisceau laser (M) selon l’une des revendications précédentes pour chaque générateur et une unité de calcul (100) connectée à chaque module de mise en forme, chaque module de mise en forme étant associé à des moyens de réglage (30).
11. Dispositif de traitement thermique selon la revendication précédente, dans lequel ladite unité de calcul est agencée pour récupérer des données représentatives de la position du faisceau en sortie de chaque module de mise en forme, les comparer chacune à une donnée représentative d’une position de de référence et générer un signal de commande pour les moyens de réglage de chaque module de mise en forme pour lequel les données représentatives de la position du faisceau en sortie est différente de la donnée représentative d’une position de référence.
12. Dispositif selon l’une des revendications 10 ou 11, dans lequel les moyens de réglage (30) sont des moyens de réglage internes (32) au module de mise en forme et agencés pour régler la position dudit au moins un élément optique de mise en forme.
13. Dispositif selon l’une des revendications 10 ou 11, dans lequel les moyens de réglage (30) sont des moyens de réglage externes (31) au module de mise en forme et agencés pour régler la position globale dudit module de mise en forme.
14. Procédé de traitement thermique d’un substrat verrier utilisant le dispositif de traitement thermique selon l’une des revendications 10 à 13, caractérisé en ce qu’il comprend les étapes :
    a) se munir d’un substrat et le faire circuler sur les moyens de convoyage ;
    b) mettre fonctionnement les générateurs (L) laser ;
    c) générer, à un instant t, des données représentatives de la position du faisceau de sortie de chaque module de mise en forme par l’intermédiaire du capteur de position de chaque module de mise en forme ;
    d) envoyer ces données représentatives de la position mesurée du faisceau de sortie de chaque module de mise en forme à une unité de calcul ;
    e) comparer les données représentatives de la position du faisceau de sortie de chaque module de mise en forme à une donnée représentative d’une position de référence ;
    f) générer un signal de commande, par l’intermédiaire de l’unité de calcul, et l’envoyer aux moyens de réglage associés à chaque module de mise en forme pour lequel les données représentatives de la position du faisceau en sortie est différente de la donnée représentative d’une position de référence, ledit signal de commande permettant d’agir sur les moyens de réglage pour modifier la position du faisceau de sortie ;
    g) répéter les étapes c) à f) à un intervalle défini durant une durée définie.
15. Procédé de traitement thermique selon la revendication précédente, dans lequel l’intervalle de répétition est variable et augmente avec la durée de traitement.