JP6415928B2 - コンテナの熱イメージングと組み合わせた壁厚測定のためのシステム及び方法 - Google Patents

コンテナの熱イメージングと組み合わせた壁厚測定のためのシステム及び方法 Download PDF

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Description

[0001] 本発明は、一般に、Ｉ．Ｓ．マシンのオペレーションに関し、より特定的には、Ｉ．Ｓ．マシンの自動閉ループ制御をインプリメントするために、高温端側コンテナ・イメージング・システムからのフィードバック情報を用いることにより、オペレーターの技能への依存性を低減し且つプロセスの産出高および品質を向上させることに関する。
[0002] ガラス・コンテナを製造するＩ．Ｓ．マシンから高温ガラス・コンテナが流れてくるときの、高温側での高温ガラス・コンテナを監視するためのシステムおよび方法を開示する。ホルトカンプ（Holtkamp）その他の「Method and System for Monitoring and Controlling a Glass Container Forming Process（ガラス・コンテナ成形プロセスの監視および制御のための方法およびシステム）」と題する欧州特許出願公開第ＥＰ２３３６７４０Ａ１号、ホルトカンプ（Holtkamp）その他の「Method and System for Monitoring and Controlling a Glass Container Forming Process（ガラス・コンテナ成形プロセスの監視および制御のための方法およびシステム）」と題する米国特許第８４６２２０３号、およびホルトカンプ（Holtkamp）その他の「System and Method for Monitoring Hot Glass Containers to Enhance Their Quality and Control the Forming Process（高温ガラス・コンテナの品質を向上させるため及び成形プロセスを制御するために、高温ガラス・コンテナを監視するためのシステムおよび方法）」と題する米国特許出願公開第ＵＳ２０１１／０１４１２６５Ａ１号には、ガラス・コンテナを製造するＩ．Ｓ．マシンから高温ガラス・コンテナが流れてくるときの、高温側での高温ガラス・コンテナを監視するためのシステムおよび方法が開示されており、上記の３つの全ては本特許出願の譲受人へ譲渡されており、上記の３つの全ては、それら全体を参照することにより、ここに組み入れる。
[0003] これらのシステムおよび方法は、Ｉ．Ｓ．マシンにより製造される高温ガラス・コンテナの品質を監視することを可能にするが、これらのシステムおよび方法により提供される高温ガラス・コンテナの特性に関しての使用可能な大量の情報を用いて、Ｉ．Ｓ．マシンにより製造されている高温ガラス・コンテナの品質を更に向上させることが有益であろう。この点に関しては、これらの高温ガラス・イメージングのシステムおよび方法により提供される高温ガラス・コンテナの特性に関する情報の幾つかを用いて、改善されたフィードバック情報を提供し、それを、Ｉ．Ｓ．マシンの自動閉ループ制御をインプリメントするために用いるようにし、それにより、オペレーターの技能への依存性を低減し且つ製造される高温ガラス・コンテナのプロセスの産出高および品質の向上へと導くのが有益であろう。
[0004] しかし、高温ガラス・コンテナの不正確な壁厚に関しての補正アクションが、結果として、高温ガラス・コンテナの不正確な温度に関しての補正アクションとならない限り、温度と壁厚との双方の強度情報特性を提供する熱カメラの出力信号の使用は、問題があり得る。
[0005] 従って、Ｉ．Ｓ．マシンの自動閉ループ制御としてインプリメントされる高温端側コンテナ・イメージング・システムからの情報に基づいた、補正アクションの精度を向上させられる高温ガラス・コンテナについての追加の感知した情報を、提供して使用することにより、オペレーターの技能への依存性を低減し且つプロセスの産出高および品質を向上させるためのシステムおよび方法を提供することが望しい、ということが理解できる。
[0006] この発明の背景の部分に記載されている主題事項は、単に、発明の背景の部分に記載されているからということで、従来技術であると推測すべきではない。同様に、この発明の背景の部分に記載した問題や、この発明の背景の部分の主題事項と関連する問題は、従来技術において以前に認識されていたものと推定すべきではない。発明の背景の部分における主題事項は、単に、異なるアプローチを表すものであり、それら自体も発明であり得る。
欧州特許出願公開第ＥＰ２３３６７４０Ａ１号 米国特許第８４６２２０３号 米国特許出願公開第ＵＳ２０１１／０１４１２６５Ａ１号
アーネスト・Ｏ．・デブリン（Ernest O. Deblin）著、「Measurement Systems Application and Design」、５５５〜５６１ページ、McGraw Hill Book Company、１９７５年 Ircon Application Note AN109、http://www.yumpu.com/en/document/view/6641976/glass-temperature-measurement-ircon ウィリアム・Ｌ．・ブロガン（William L. Brogan）、「Modern Control Theory」、９２ページ、Prentice-Hall, Inc.、１９８２年
[0007] 上記の背景技術の欠点および制限は、本発明により克服される。本発明では、閉ループであり温度および壁厚をベースにする制御のシステムおよび方法は、Ｉ．Ｓ．マシンの自動閉ループ制御をインプリメントするために、高温端側コンテナ・イメージング・システムからのフィードバック情報を用いることにより、オペレーターの技能への依存性を低減し且つプロセスの産出高および品質を向上させる。
[0008] 提案する発明は、上記で参照した赤外波長を感知するイメージング・システムと、オンラインの高温ガラス・コンテナ壁厚測定システムとを組み合わせる。壁厚センサーにより提供される追加の情報を用いることにより、閉ループであり温度および壁厚に基づく制御のシステムおよび方法は、温度変化および厚さ変化に応じての個別のフィードバック信号を提供することが可能となる。
[0009] システムの実施形態では、Ｉ．Ｓ．マシンにより製造されるコンテナのプロセスの産出高および品質を向上させるシステムは、熱イメージング測定デバイスであって、Ｉ．Ｓ．マシンでの高温ガラス・コンテナの成形の後の、高温ガラス・コンテナが熱イメージング測定デバイスを通るときの、高温ガラス・コンテナからの熱放射の強度を表す強度出力信号を生成するように適用される熱イメージング測定デバイスと、壁厚測定デバイスであって、Ｉ．Ｓ．マシンでの高温ガラス・コンテナの成形の後の、高温ガラス・コンテナが壁厚測定デバイスを通るときの、高温ガラス・コンテナの壁厚を表す壁厚出力信号を生成するように適用される壁厚測定デバイスと、熱イメージング測定デバイスから強度出力信号を受け取り、壁厚測定デバイスから壁厚出力信号を受け取り、それらに応じて、Ｉ．Ｓ．マシンにおける高温ガラス・コンテナの成形の後の高温ガラス・コンテナの温度を表す推定温度信号を生成するよう適用される信号処理モジュールと、壁厚出力信号および推定温度信号を受け取り、それらに応じて、望ましい特性を有するガラス・コンテナを製造するようにＩ．Ｓ．マシンを動作させるための、変更された信号を提供するように適用される制御システムとを含む。
[0010] 別のシステムの実施形態では、Ｉ．Ｓ．マシンにより製造されるコンテナのプロセスの産出高および品質を向上させるシステムは、熱カメラであって、近赤外（「ＮＩＲ」）領域の放射を感知するものであり、且つＩ．Ｓ．マシンでの高温ガラス・コンテナの成形の後の、高温ガラス・コンテナが熱イメージング測定デバイスを通るときの、高温ガラス・コンテナから発せられる熱放射の強度を表す強度出力信号を生成するように適用されるものであり、強度出力信号は、高温ガラス・コンテナの温度および高温ガラス・コンテナの壁厚の双方からの寄与を含むものである、熱カメラと、光学的壁厚測定デバイスであって、Ｉ．Ｓ．マシンでの高温ガラス・コンテナの成形の後の、高温ガラス・コンテナが壁厚測定デバイスを通るときの、高温ガラス・コンテナの壁厚を表す壁厚出力信号を生成するように適用される光学的壁厚測定デバイスと、熱イメージング測定デバイスから強度出力信号を受け取り、壁厚測定デバイスから壁厚出力信号を受け取り、それらに応じて、Ｉ．Ｓ．マシンにおける高温ガラス・コンテナの成形の後の高温ガラス・コンテナの温度のみを実質的に表す推定温度信号を生成するよう適用される信号処理モジュールと、Ｉ．Ｓ．マシン制御システムであって、予め定められたパラメーター、壁厚出力信号、および推定温度信号を受け取り、それらに応じて、Ｉ．Ｓ．マシンを動作させるための、変更されたイベント・タイミング信号を提供し、また、壁厚出力信号および推定温度信号が無いときに、予め定められたパラメーターに応じて、Ｉ．Ｓ．マシンを動作させるための、変更されていないイベント・タイミング信号を提供するように適用されるＩ．Ｓ．マシン制御システムとを含む。
[0011] 更に別のシステムの実施形態では、Ｉ．Ｓ．マシンにより製造されるコンテナのプロセスの産出高および品質を向上させるシステムは、高温ガラス・コンテナからの熱放射の強度を表す強度出力信号を生成するように適用される熱イメージング測定デバイスと、高温ガラス・コンテナの壁厚を表す壁厚出力信号を生成するように適用される壁厚測定デバイスと、強度出力信号および壁厚出力信号を受け取り、それらに応じて、高温ガラス・コンテナの温度を表す推定温度信号を生成するように適用される信号処理モジュールと、壁厚出力信号および推定温度信号を受け取り、それらに応じて、Ｉ．Ｓ．マシンを動作させるためのイベント・タイミング信号を提供するように適用される制御システムとを含む。
[0012] 方法の実施形態では、Ｉ．Ｓ．マシンにより製造されるコンテナのプロセスの産出高および品質が、複数のステップにより向上させられ、ステップは、Ｉ．Ｓ．マシンでの高温ガラス・コンテナの成形の後の高温ガラス・コンテナからの熱放射の強度を表す強度出力信号を生成するステップと、Ｉ．Ｓ．マシンでの高温ガラス・コンテナの成形の後の高温ガラス・コンテナの壁厚を表す壁厚出力信号を生成するステップと、強度出力信号および壁厚出力信号に応じて、Ｉ．Ｓ．マシンにおける高温ガラス・コンテナの成形の後の高温ガラス・コンテナの温度を表す推定温度信号を生成するステップと、壁厚出力信号および推定温度信号を受け取り、それらに応じて、Ｉ．Ｓ．マシンを動作させるためのイベント・タイミング信号を提供するように適用される制御システムとを含む。
[0013] Ｉ．Ｓ．マシンの自動閉ループ制御としてインプリメントされる高温端側コンテナ・イメージング・システムからの情報に基づいた、補正アクションの精度を向上させるための、高温ガラス・コンテナから得られる感知した壁厚情報を提供して使用することにより、閉ループであり温度および壁厚をベースにする制御のシステムおよび方法は、オペレーターの技能への依存性を低減し且つプロセスの産出高および品質を向上させる。最後に、本発明の閉ループであり温度および壁厚をベースにする制御のシステムおよび方法では、実質的な相対的不利益を被ることなく、様々な利点が得られる。
[0014] 本発明のこれら及び他の利点は、図面を参照すると最適に理解できる。
図１は、本発明の閉ループであり温度および壁厚をベースにする制御のシステムの概観の概略図であり、コンベヤー上の高温ガラス・コンテナが熱カメラおよび厚さセンサーにより監視されているところを示す。 図２は、図１のシステムの信号処理モジュールをモデリングするための近似物理モデル・アプローチを示す概略ブロック図である。 図３は、閉ループ制御システムを提供するための、図１のシステムの信号処理モジュールに関しての経験的温度推定アプローチを用いる例示の信号処理、およびシステムにより生成される信号の使用を示す詳細な概略ブロック図である。
[0018] 本発明の閉ループであり温度および壁厚をベースにする制御のシステムの例示の概観が、図１に示されている。熱カメラ３０および高温ガラス厚さ測定プローブ３２が、コンベヤー３４に沿って配され、コンベヤー３４は、Ｉ．Ｓ．マシン（示さず）から高温ガラス・コンテナ３６（それぞれが壁厚Ｗを有する）を運ぶ。熱カメラ３０は、熱イメージング測定デバイスであり、近赤外（「ＮＩＲ」）領域の放射を感知し、従って、高温ガラス・コンテナ３６から発せられるＮＩＲ放射を検出することができる。熱カメラ３０は、コンテナ熱強度情報３８を生成し、これは、Ｉ．Ｓ．マシンでの高温ガラス・コンテナ３６の成形の直後にコンベヤー３４上で熱カメラ３０を通過する高温ガラス・コンテナ３６からの熱放射の強度を表す強度出力信号であり、これは、高温ガラス・コンテナ３６の温度と高温ガラス・コンテナ３６の壁厚との双方からの寄与を含む。
[0019] 同様に、高温ガラス厚さ測定プローブ３２は、壁厚情報４０を生成し、これは、Ｉ．Ｓ．マシンでの高温ガラス・コンテナ３６の成形の後にコンベヤー３４上で高温ガラス厚さ測定プローブ３２を通過する高温ガラス・コンテナ３６の壁厚を表す信号である。高温ガラス厚さ測定プローブ３２は、例えば、高温ガラス・コンテナの壁厚を測定できる光学的壁厚センサーとすることができ、それらの光センサーは、ミシガン州ウィクソムのＰｒｅｃｉｔｅｃ Ｉｎｃ．（プレサイテック社）からＣＨＲｏｃｏｄｉｌｅというトレードマークで販売されているものなどにすることができる。このように、コンテナ熱強度情報３８および壁厚情報４０は、それぞれ、高温ガラス・コンテナ３６が熱カメラ３０および高温ガラス厚さ測定プローブ３２を通過することにより集められる。コンテナ熱強度情報３８と壁厚情報４０と（コンテナ通過のタイミングおよび数）を時間的に適切にアライメントすることにより、同じ高温ガラス・コンテナ３６に対してのコンテナ熱強度情報３８と壁厚情報４０とを比べることができる。
[0020] 図２および図３と関連して詳細に説明するが、様々なメソロジーにより、ガラス温度を推定するために厚さおよび強度に関して測定した値を用いることが、可能とされる。コンテナ熱強度情報３８と壁厚情報４０との必要なアライメントは、信号処理ブロック４２により達成され、信号処理ブロック４２は温度の推定も行い、出力として、温度値４４と壁厚値４６とを提供する。温度値４４は、高温ガラス・コンテナ５４のガラス温度の計算値であり、壁厚値４６は、高温ガラス・コンテナ５４の壁厚の値であり、高温ガラス厚さ測定プローブ３２および壁厚情報４０により得られたものである。
[0021] これらの温度値４４および壁厚値４６は、次に、閉ループ制御システム４８へ送られ、閉ループ制御システム４８は、温度値４４および壁厚値４６に関して望ましい値を達成し且つ維持するために、Ｉ．Ｓ．マシンのコンテナ製造を制御する予め定めたパラメーターを変更するための、適切な補正アクションを提供する。
[0022] ２つの可能な特定のインプリメンテーションを、それぞれ、図２および図３を参照して下記で説明する。図２の近似物理モデル・アプローチでは、基礎となる物理プロセスの近似数学モデルが用いられる。図３の例示の信号処理概略図では、経験的回帰アプローチが用いられる。
近似物理モデル・アプローチ
[0023] 温度Ｔおよび所与の波長λで、高温体の表面から出る光子の束は、下記のように与えられる（アーネスト・Ｏ．・デブリン（Ernest O. Deblin）著、「Measurement Systems Application and Design」、５５５〜５６１ページ、McGraw Hill Book Company、１９７５年、を参照）。
Figure 0006415928
ここにおいて、Ｎλ＝半球スペクトル光子束、Ｃ＝光の速度、Ｃ２＝１４３８８×１０−６ｍ・Ｋ、およびελ＝所与の波長での放射率、である。
[0024] λ１からλ２の波長範囲内で感知できる検出器に関して、出力強度信号Ｉは、下記の式を得るように、その周波数の範囲にわたって式１（Equation１）を積分することにより見つけることができる。
Figure 0006415928
ここにおいて、Ｃ３は、検出器の特定の幾何学、光学系、および感度と関連する定数である。
[0025] 式１（Equation１）および式２（Equation２）から、検出器の出力は、測定されているボディの温度と関連する（即ち、温度に敏感である）、ということを理解できる。
[0026] 高温ガラス・コンテナに対してそのような測定システムを用いることの問題は、式１（Equation１）の放射率ファクターελもガラスの厚さに依存することである。
[0027] Ｉｒｃｏｎ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｎｏｔｅ ＡＮ１０９（http://www.yumpu.com/en/document/view/6641976/glass-temperature-measurement-ircon）のアプローチに従うと、放射率ファクターελと壁厚との間の関係は、下記のように導き出すことができる。
最初に、キルヒホフの法則から下記のようになる。
ελ＝１−ｔλ−ｒλ 式３。
ここにおいて、ｔλ＝透過率であり、ｒλ＝反射率である。
[0028] ガラスに関して、７ミクロンより短い波長（対象とする範囲）では、反射率は小さくて比較的一定であるが、透過率は、波長とガラスの厚さｘとの双方に依存する。
[0029] 特に、下記の式がある。
Figure 0006415928
ここにおいて、ｋλ＝スペクトル吸収係数、である。スペクトル吸収係数は、測定可能な物理特性であり、ガラスの組成に依存するが、また、波長およびガラスの温度にも依存する。
[0030] 式１（Equation１）〜式４（Equation４）を組み合わせると下記のようになる。
Figure 0006415928
これは、測定された検出器出力Ｉを壁厚ｘおよび温度Ｔと関連付ける。
[0031] 本発明の閉ループであり温度および壁厚をベースにする制御のシステムの鍵となる概念は、測定された検出器出力（コンテナ熱強度情報３８）Ｉと、壁厚測定からの測定された壁厚（壁厚情報４０）ｘとが与えられると、未知のガラス温度Ｔに関して式５（Equation５）を解くこと（可能性としては数的に）ができ得ることである。
[0032] 上記の関係は、著名な近似法を用いての単なる近似であり、均一壁温度の仮定を含め且つ高温ガラス・コンテナ３６の反対側から受け取った何れの放射も無視することに、留意されたい。しかし、向上させたプロセス制御を提供するために適切であるガラス温度の推定（温度値４４）を提供するために、近似は適切であると想定される。
[0033] 上記で説明したアプローチは、図２に概略的に示されている。熱カメラ５０は、熱の実際の温度と壁厚との強度情報５２を、高温ガラス・コンテナ５４から受け取り、熱カメラ５０が受け取った熱放射の強度をを表すカメラ出力信号５６を作成する。
[0034] 壁厚測定デバイス５８は、実際の壁厚の情報６０を、測定された壁厚の信号６２へと変換する（物理的測定プロセスを通じて）。信号処理モジュール６４（数式ソルバー（Numerical Equation Solver）である）は、実際の温度と壁厚との強度情報５２と、測定壁厚信号６２とを受け取り、式５（Equation５）を満足させる未知のガラス温度Ｔの値を反復的に得る。結果として得られる解は、次に、推定温度信号６６として出力される。
経験的回帰アプローチ
[0035] ここで、図１の熱カメラ３０および信号処理ブロック４２に関して本発明の閉ループであり温度および壁厚をベースにする制御のシステムにより用いられるアプローチを、図３におけるそれらのアプローチのインプリメンテーションの説明の前に、説明する。この例では、壁厚の測定値ｘｍと強度の測定値Ｉｍとを最初に用い、測定強度の関数として壁厚を予測する経験的回帰モデルを構築する。
[0036] 特定的には、測定値のＮセットに関して、幾つかの関数的依存性が以下のように与えられると仮定することができる。
Figure 0006415928
ここにおいて、ｆ＝現在の測定された壁厚の関数、ｐは未知のパラメーターのベクトル、Ｉｍ［ｋ］＝強度の第ｋの測定値、Ｘｍ［ｋ］＝壁厚の第ｋの測定値、およびｇ（Ｔ［ｋ］）＝ガラスの温度に起因しての出力への第ｋの寄与、である。
[0037] 更に、ｇ（Ｔ［ｋ］）は、出力が全て厚さの変化に起因するものであったと仮定した場合に負うことになるエラーｅ［ｋ］として、見ることができる。最適化のプロシージャーを通じて、エラーｅ［ｋ］の大きさを最小にするためのパラメーターのセットｐを、決定することができる。換言すると、厚さの変化に起因する出力の部分は説明され、そして、残りのエラーは、温度の寄与に起因するものと仮定することができる。
[0038] 温度変化に起因する出力の部分は、下記のように解かれる。
Ｔ［ｋ］＝ｇ−１（Ｉｍ［ｋ］−ｆ（ｘｍ［ｋ，ｐ］） 式７。
ここにおいて、ｇ−１＝関数ｇ（Ｔ）の逆関数、である。
[0039] ガラスの温度のみが変化するところで、分析手段を通じて、または経験的校正を通じて、関数ｇ（Ｔ）が知られていることが仮定され得ることに、留意すべきである。
[0040] エラーを最小化するための簡素であり容易に使用可能な技術であることに起因して、特に興味を持てるのは、典型的な線形回帰アプローチであり、そこでは、適合し得る第Ｍ次多項式関数は、下記の形である。
f(xm[k],p) = p0+ p1xm[k] + p2xm 2[k] + ・・・ pMxm M[k] 式８。
[0041] この場合、反復最小二乗アルゴリズム（ウィリアム・Ｌ．・ブロガン（William L. Brogan）、「Modern Control Theory」、９２ページ、Prentice-Hall, Inc.、１９８２年、を参照）を用いて、係数値のオンラインの更新を提供することができる。製造状態が比較的安定しているかぎりは、安定した値のセットが得られると、更新はオフにされる。古いデータ・ポイントの重要性を指数関数的に減少させる忘却因子（forgetting factor）の使用などのような他の技術を用いて、係数の遅い変化を説明することができる。
[0042] 上記で説明したアプローチは、図３において概略図に示されている。熱カメラ５０の内部で行われると仮定される例示の熱カメラ測定プロセスが、詳細に示される。更に、推定温度信号６６を提供するために信号処理モジュール６４で用いられ得る信号処理プロセスが、詳細に呈示される。
[0043] 熱カメラ５０で表される熱カメラ測定プロセスの想定モデルは、熱カメラ５０により出力として提供される全体強度のカメラ出力信号５６が、高温ガラス・コンテナ５４のガラスの実際の温度からの寄与と、高温ガラス・コンテナ５４の実際の壁厚からの寄与との組み合わせをどのように表すかを、モデル化する。特定的には、関数ｇ（Ｔ）をインプリメントする温度モデリング機能７０は、実際の温度および壁厚の強度の情報５２に対して動作して、ガラス温度変化に起因する全体強度の成分である強度温度成分７２を生成し、また、関数ｆ（ｘ）をインプリメントする壁厚モデリング機能７４は、実際の温度および壁厚の強度の情報５２に対して動作して、壁厚変化に起因する全体強度の成分である強度壁厚成分７６を生成する。強度温度成分７２および強度壁厚成分７６は、次に、加算器７８により共に加算され、カメラ出力信号５６が作られる。
[0044] 信号処理モジュール６４は、測定壁厚信号６２およびカメラ出力信号５６に対して動作して、以下のように推定温度信号６６を計算する。信号処理モジュール６４は、壁厚測定デバイス５８から、測定壁厚信号６２を受け取る。次に、カメラ出力予測機能８０は、測定壁厚信号６２に対しての演算を行う関数ｆａ（ｘ，ｐ）をインプリメントし、パラメーター適応機能８６により提供される更新されたパラメーター値８４ ｐを用いることにより、壁厚に起因する測定壁厚信号６２の部分に対して、予測カメラ出力８２を計算し、予測カメラ出力８２の精度を最適化する。
[0045] 予測カメラ出力８２が、加算器８８によりカメラ出力信号５６から減算され、それにより、温度に起因する測定壁厚信号６２の部分である温度寄与成分９０が作られる。パラメーター適応機能８６がイネーブルにされると、測定壁厚信号６２およびカメラ出力信号５６を用いて、更新されたパラメーター値８４が計算され、パラメーター適応機能８６は、測定壁厚信号６２とカメラ出力信号５６との間での最適の適合を提供する。温度寄与成分９０は、壁厚に依存しないカメラ出力信号５６の部分として、換言すると、温度感度に起因する部分として、解釈することができる。このように解釈すると、逆感度関数（inverse sensitivity function）９２ ｇ−１（ｖ）を用いて、推定温度信号６６を計算することができる。
[0046] 即ち、本発明の閉ループであり温度および壁厚を基にする制御システムにより、測定壁厚信号６２および推定温度信号６６は提供されている、と理解される。それらの信号は、定められたパラメーター９４、即ち、Ｉ．Ｓ．マシン１００を動作させるための変更されたイベント・タイミング信号９８を提供するために閉ループ制御システム９６により用いられる定められたパラメーター９４を、変更するために用いられ、変更されたイベント・タイミング信号９８は、望ましい特性を有するコンテナ生産１０２（高温ガラス・コンテナ５４を含む）を、結果として生じさせる。測定壁厚信号６２および推定温度信号６６が無い場合、Ｉ．Ｓ．マシン１００を動作させる変更されていないイベント・タイミング信号９８は、イベント・タイミング信号９８へ提供される予め定められたパラメーター９４によってのみ、制御される。また、測定壁厚信号６２および推定温度信号６６を閉ループ制御システム９６へ提供することにより、閉ループ制御システム９６は、コンテナ・プロセスの産出高および品質を向上させるように改善されたイベント・タイミング信号９８を作成する。
[0047] 測定壁厚信号６２の適用性を限定しない例であるが、これは、閉ループ制御システム９６において、ブロー・モールドにおいてパリソンがどのように伸びるか、ということに関して影響を及ぼすようにイベント・タイミング信号９８を自動的に調節するために用いることができ、このどのように伸びるかということは、ブローされたコンテナの垂直方向のガラス分布に影響を及ぼし、従って、壁厚に影響を及ぼす。これは、例えば、閉ループ制御システム９６が下記の１以上のものを変化させるためにイベント・タイミング信号９８を調節することにより、行うことができる。１．最終ブローの開始のタイミング（ブローされる前にブロー・モールドにおいてパリソンが伸ばされるべき時間量）。２．ブランク・モールドの冷却を変化させることにより調節できるブランク・モールド温度（これは、パリソンの外側面の温度と、ブロー・モールドにおける再加熱および伸ばしに要する時間の長さとに、影響を及ぼす）。３．パリソンのガラスがブランク・モールドと接触している期間（これも、パリソンの外側面の温度と、ブロー・モールドにおける再加熱および伸ばしに要する時間の長さとに、影響を及ぼす）。
[0048] また、推定温度信号６６の適用性を限定しない例であるが、これは、閉ループ制御システム９６において、コンテナからの熱の除去に影響を及ぼすようにイベント・タイミング信号９８を自動的に調節するために用いることができる。これは、例えば、閉ループ制御システム９６が下記の１以上のものを変化させるためにイベント・タイミング信号９８を調節することにより、行うことができる。１．パリソンのガラスがブロー・モールドと接触している時間量。２．最終ブロー・エアーが供給される時間量（最終ブロー・エアーが供給されるとき、それは、ブローされたコンテナのガラスをブロー・モールドの内壁へ押しつけて、熱接触伝導率を増加させるという点と、対流が、排出されるブロー・エアーにより、ブローされたコンテナの内側から熱を運び出すので、対流を通じて内部の熱の除去が増大されるという点との双方で、熱の除去に影響を及ぼす）。３．ブロー・モールドの冷却を変化させることにより調節できる、ブロー・モールドの温度。
[0049] 本発明の上記の説明では、特定の実施形態とその応用とを参照して示し説明したが、これは、例示および説明を目的として示したものであり、本発明は、網羅していることを意図しておらず、また、開示した特定の実施形態や応用に限定することを意図していない。ここで説明した本発明に対して、本発明の精神や範囲から外れない多くの改変、変更、変形、または代替がなされ得ることが、当業者には明らかであろう。本発明の原理およびその実際的な応用を最適に示すため、そして、それにより、当業者が、本発明を様々な実施形態において使用できるように、および企図される特定の使用に適する様々な変更を加えて使用できるようにするために、特定の実施形態および応用が選択され説明された。従って、全てのそのような改変、変更、変形、または代替は、添付の特許請求の範囲を公正で合法的で公平に権利を与えられる範囲に従って解釈したときに添付の特許請求の範囲により決定される、本発明の範囲内にあると見られるべきである。
[0050] 本願は、添付の特許請求の範囲において特徴の特定の組み合わせを記載しているが、ここで説明した何れかの特徴の何れかの組み合わせが現在において特許請求されているか否かにかかわらず、本発明の様々な実施形態はそのような組み合わせとも関連しており、特徴のそのような組み合わせの何れも、本願または将来の出願で特許請求され得る。上記の何れかの例示の実施形態の何れかの特徴、エレメント、またはコンポーネントも、単独で、または上記の他の何れかの例示の実施形態の何れかの特徴、エレメント、またはコンポーネントと組み合わせて、特許請求することができる。

Claims (23)

  1. Ｉ．Ｓ．マシンにより製造されるコンテナのプロセスの産出高および品質を向上させる
    システムであって、
    強度出力信号を生成するように適用される熱イメージング測定デバイスであって、前記強度出力信号は、Ｉ．Ｓ．マシンでの高温ガラス・コンテナの成形の後の、前記高温ガラス・コンテナが前記熱イメージング測定デバイスを通るときの、前記高温ガラス・コンテナからの熱放射の強度を表すものである、熱イメージング測定デバイスと、
    壁厚出力信号を生成するように適用される壁厚測定デバイスであって、前記壁厚出力信号は、前記Ｉ．Ｓ．マシンでの前記高温ガラス・コンテナの成形の後の、前記高温ガラス・コンテナが前記壁厚測定デバイスを通るときの、前記高温ガラス・コンテナの壁厚を表すものである、壁厚測定デバイスと、
    前記熱イメージング測定デバイスから前記強度出力信号を受け取り、前記壁厚測定デバイスから前記壁厚出力信号を受け取り、それらに応じて、前記Ｉ．Ｓ．マシンにおける前記高温ガラス・コンテナの成形の後の前記高温ガラス・コンテナの温度を表す推定温度信号を生成するよう適用される信号処理モジュールと、
    前記壁厚出力信号および前記推定温度信号を受け取り、それらに応じて、望ましい特性を有するガラス・コンテナを製造するように前記Ｉ．Ｓ．マシンを動作させるための、変更された信号を提供するように適用される制御システムと
    を含むシステム。
  2. 請求項１に記載のシステムであって、前記熱イメージング測定デバイスは、
    近赤外（「ＮＩＲ」）領域の放射を感知するものであり、前記高温ガラス・コンテナから発せられるＮＩＲ放射を検出する熱カメラを含む、システム。
  3. 請求項１に記載のシステムであって、前記強度出力信号は、前記高温ガラス・コンテナの温度と前記高温ガラス・コンテナの壁厚との双方からの寄与を含む、システム。
  4. 請求項１に記載のシステムであって、前記壁厚測定デバイスは、高温ガラス・コンテナの壁厚を測定できる光センサーである、システム。
  5. 請求項１に記載のシステムであって、前記信号処理モジュールは、
    前記壁厚出力信号に基づく壁厚に起因する高温ガラス・コンテナからの前記熱放射の強度の部分に関して、予測カメラ出力を計算するように適用されるカメラ出力予測モジュールを含む、システム。
  6. 請求項５に記載のシステムであって、前記信号処理モジュールは、
    前記強度出力信号から前記予測カメラ出力を減算し、温度に起因する高温ガラス・コンテナからの前記熱放射の強度の部分である温度寄与成分を作成する加算器を更に含むシステム。
  7. 請求項６に記載のシステムであって、前記信号処理モジュールは、
    前記加算器からの前記温度寄与成分に基づいて前記推定温度信号を計算するように適用される逆感度モジュールを更に含むシステム。
  8. 請求項５に記載のシステムであって、前記信号処理モジュールは、
    前記強度出力信号および前記壁厚出力信号を受け取り、それらに応じて、前記予測カメラ出力の精度を最適化するために、前記カメラ出力予測モジュールへ、更新されたパラメーター値を提供するように適用されるパラメーター適応モジュールを更に含むシステム。
  9. 請求項１に記載のシステムであって、前記制御システムは、前記壁厚出力信号および前記推定温度信号が無い場合には、予め定められたパラメーターを受け取り、それに応じて、前記Ｉ．Ｓ．マシンを動作させるための、変更されていない信号を提供するように、および、前記予め定められたパラメーター、前記壁厚出力信号、および前記推定温度信号に応じて、前記Ｉ．Ｓ．マシンを動作させるための、変更された信号を提供するように、更に適用される、システム。
  10. 請求項１に記載のシステムであって、前記信号処理モジュールは、下記の式
    Figure 0006415928
     を反復して解くことにより前記推定温度信号を作成し、上記の式において、Ｉは、前記熱イメージング測定デバイスからの前記強度出力信号であり、ｘは、前記壁厚出力信号であり、Ｔは、前記推定温度信号である、システム。
  11. Ｉ．Ｓ．マシンにより製造されるコンテナのプロセスの産出高および品質を向上させるシステムであって、
    近赤外（「ＮＩＲ」）領域の放射を感知し、強度出力信号を生成するように適用される
    熱カメラであって、前記強度出力信号は、前記Ｉ．Ｓ．マシンでの高温ガラス・コンテナの成形の後の、前記高温ガラス・コンテナが前記熱イメージング測定デバイスを通るときの、前記高温ガラス・コンテナから発せられる熱放射の強度を表すものであり、前記強度出力信号は、前記高温ガラス・コンテナの温度と前記高温ガラス・コンテナの壁厚との双方からの寄与を含むものである、熱カメラと、
    壁厚出力信号を生成するように適用される光学的壁厚測定デバイスであって、前記壁厚出力信号は、前記Ｉ．Ｓ．マシンでの前記高温ガラス・コンテナの成形の後の、前記高温ガラス・コンテナが前記壁厚測定デバイスを通るときの、前記高温ガラス・コンテナの壁厚を表すものである、光学的壁厚測定デバイスと、
    前記熱イメージング測定デバイスから前記強度出力信号を受け取り、前記壁厚測定デバイスから前記壁厚出力信号を受け取り、それらに応じて、前記Ｉ．Ｓ．マシンにおける前記高温ガラス・コンテナの成形の後の前記高温ガラス・コンテナの温度のみを実質的に表す推定温度信号を生成するよう適用される信号処理モジュールと、
    予め定められたパラメーター、前記壁厚出力信号、および前記推定温度信号を受け取り、それらに応じて、前記Ｉ．Ｓ．マシンを動作させるための、変更されたイベント・タイミング信号を提供するように、および、前記壁厚出力信号および前記推定温度信号が無い場合に、前記予め定められたパラメーターに応じて、前記Ｉ．Ｓ．マシンを動作させるための、変更されていないイベント・タイミング信号を提供するように適用されるＩ．Ｓ．マシン制御システムと
    を含むシステム。
  12. Ｉ．Ｓ．マシンにより製造されるコンテナのプロセスの産出高および品質を向上させるシステムであって、
    高温ガラス・コンテナからの熱放射の強度を表す強度出力信号を生成するように適用される熱イメージング測定デバイスと、
    前記高温ガラス・コンテナの壁厚を表す壁厚出力信号を生成するように適用される壁厚測定デバイスと、
    前記強度出力信号および前記壁厚出力信号を受け取り、それらに応じて、前記高温ガラス・コンテナの温度を表す推定温度信号を生成するように適用される信号処理モジュールと、
    前記壁厚出力信号および前記推定温度信号を受け取り、それらに応じて、前記Ｉ．Ｓ．マシンを動作させるためのイベント・タイミング信号を提供するように適用される制御システムと
    を含むシステム。
  13. Ｉ．Ｓ．マシンにより製造されるコンテナのプロセスの産出高および品質を向上させる方法であって、
    前記Ｉ．Ｓ．マシンでの高温ガラス・コンテナの成形の後の前記高温ガラス・コンテナからの熱放射の強度を表す強度出力信号を生成するステップと、
    前記Ｉ．Ｓ．マシンでの前記高温ガラス・コンテナの成形の後の前記高温ガラス・コンテナの壁厚を表す壁厚出力信号を生成するステップと、
    前記強度出力信号および前記壁厚出力信号に応じて、前記Ｉ．Ｓ．マシンにおける前記高温ガラス・コンテナの成形の後の前記高温ガラス・コンテナの温度を表す推定温度信号を生成するステップと、
    望ましい特性を有するガラス・コンテナを製造するように前記Ｉ．Ｓ．マシンを動作させるために、前記壁厚出力信号および前記推定温度信号に応じて、変更された信号を提供するステップと
    を含む方法。
  14. 請求項１３に記載の方法であって、強度出力信号を生成する前記ステップは、前記高温ガラス・コンテナが熱イメージング測定デバイスを通るときに前記熱イメージング測定デバイスにより行われる、方法。
  15. 請求項１３に記載の方法であって、前記高温ガラス・コンテナからの前記熱放射は、近赤外（「ＮＩＲ」）領域内にある、方法。
  16. 請求項１３に記載の方法であって、前記強度出力信号は、前記高温ガラス・コンテナの温度と前記高温ガラス・コンテナの壁厚との双方からの寄与を含む、方法。
  17. 請求項１３に記載の方法であって、壁厚出力信号を生成する前記ステップは、前記高温ガラス・コンテナが壁厚測定デバイスを通るときに前記壁厚測定デバイスにより行われる、方法。
  18. 請求項１３に記載の方法であって、推定温度信号を生成する前記ステップは、
    前記壁厚出力信号に基づく壁厚に起因する高温ガラス・コンテナからの前記熱放射の強度の部分に関して、予測カメラ出力を計算するステップ
    を含む、方法。
  19. 請求項１８に記載の方法であって、推定温度信号を生成する前記ステップは、
    前記強度出力信号から前記予測カメラ出力を減算し、温度に起因する高温ガラス・コンテナからの前記熱放射の強度の部分である温度寄与成分を作成するステップ
    を含む、方法。
  20. 請求項１９に記載の方法であって、推定温度信号を生成する前記ステップは、
    前記加算器からの前記温度寄与成分に基づいて前記推定温度信号を計算するステップを含む、方法。
  21. 請求項１８に記載の方法であって、推定温度信号を生成する前記ステップは、
    前記強度出力信号および前記壁厚出力信号に応じて、前記予測カメラ出力の精度を最適化するために、更新されたパラメーター値を提供するステップ
    を含む方法。
  22. 請求項１３に記載の方法であって、変更された信号を提供する前記ステップは、
    Ｉ．Ｓ．マシンを動作させるための変更された信号を提供するために用いられる予め定められたパラメーターを提供するステップと、
    前記予め定められたパラメーター、前記壁厚出力信号、および前記推定温度信号に応じて、前記Ｉ．Ｓ．マシンを動作させるための前記変更された信号を提供するステップ、および、前記壁厚出力信号および前記推定温度信号が無い場合に、前記Ｉ．Ｓ．マシンを動作させるための変更されていない信号を提供するステップと
    をさらに含む方法。
  23. 請求項１３に記載の方法であって、推定温度信号を生成する前記ステップは、下記の式
    Figure 0006415928
     を反復して解くステップを含み、上記の式において、Ｉは、前記熱イメージング測定デバイスからの前記強度出力信号であり、ｘは、前記壁厚出力信号であり、Ｔは、前記推定温度信号である、方法。
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