ES2289493T3 - Procedimiento y aparato para monitorizar la produccion de vidrio de seguridad y controlar un proceso de tratamiento. - Google Patents
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Abstract
Procedimiento para monitorizar la producción de vidrio de seguridad y controlar un proceso de tratamiento mediante información que representa una carga de paneles de vidrio, comprendiendo dicho procedimiento el transporte de paneles de vidrio planos a través de por lo menos un proceso de tratamiento y la lectura mediante una cámara o cámaras (6), antes del proceso de tratamiento, de información que representa una carga de paneles de vidrio y que se usa en el control de la producción o los parámetros del proceso, en el que se aplica luz de alta intensidad a un plano de transporte, en el que una pluralidad de paneles de vidrio se desplazan hacia un proceso de templado o refuerzo térmico, y la información que representa una carga se lee mediante la cámara o cámaras (6), que está o están dirigidas para ver directamente o mediante un espejo la luz reflejada desde el vidrio, que la información que representa una carga se usa en el proceso de templado o refuerzo térmico para controlar el calentamiento por radiación y el calentamiento por convección, y que la información que representa la carga también se utiliza para monitorizar la producción de una instalación de procesamiento de vidrio y para registrar los datos asociados con un proceso de producción.
Description
Procedimiento y aparato para monitorizar la
producción de vidrio de seguridad y controlar un proceso de
tratamiento.
La invención se refiere a un procedimiento para
monitorizar la producción de vidrio de seguridad y controlar un
proceso de tratamiento mediante información que representa una carga
de paneles de vidrio, comprendiendo dicho procedimiento el
transporte de paneles de vidrio planos a través de por lo menos un
proceso de tratamiento y la lectura mediante una cámara o cámaras,
antes del proceso de tratamiento, de información que representa una
carga de paneles de vidrio y que se usa en el control de los
parámetros de producción o del proceso.
La invención se refiere también a un aparato
para monitorizar la producción de vidrio de seguridad y controlar
un proceso de tratamiento mediante información que representa una
carga de paneles de vidrio, comprendiendo dicho aparato un horno,
dispositivos de calentamiento presentes en el horno para calentar
paneles de vidrio para su templado y refuerzo térmico, una mesa de
carga, un transportador de rodillos para transportar los paneles de
vidrio desde la mesa de carga al horno, por lo menos una cámara
sobre o debajo del transportador para leer información que
representa una carga de paneles de vidrio, estando dirigida la
cámara para ver directamente o mediante un espejo la luz reflejada
desde el vidrio, y un dispositivo de control para controlar los
calentadores de radiación comprendidos en los dispositivos de
calentamiento.
Dependiendo de la aplicación dada, la
información que representa una carga de paneles de vidrio incluye
por lo menos una de las siguientes: forma, tamaño, y posición. La
carga implica una pluralidad de vidrios de manera simultánea,
posiblemente también uno al lado del otro.
La invención se aplica en un proceso de templado
y refuerzo térmico de paneles de vidrio para controlar la
producción y calentar, y también monitorizar la producción.
Este tipo de procedimiento y aparato, aplicado
al control de un proceso de templado, se conocen a partir de la
publicación de la solicitud de patente EP-0 937 687
A2. Ahí, los datos de la forma y la carga se leen mediante una
cámara que detecta la reflexión trasera de la radiación
electromagnética desde el vidrio. La imagen de la carga leída se
usa para la localización de la radiación de calentamiento en el
horno de templado.
La publicación de la solicitud de patente WO
02/18980 A1 describe un procedimiento y un aparato para monitorizar
la calidad óptica de la superficie de vidrio con una cámara, en la
cual se focaliza luz reflejada desde la superficie de vidrio. La
cuestión es sobre la monitorización realizada después de un proceso
de tratamiento.
La publicación de la solicitud de patente WO
91/03434 A1 describe un aparato para medir la dimensión de paneles
de vidrio laminados antes de cargar los paneles de vidrio sobre
pistas de almacenamiento. La medición se realiza mediante luz que
se refleja en el vidrio y una cámara. No implica un examen
simultáneo de toda el área de superficie y la posición de varios
paneles de vidrio, ni es la información usada para un proceso de
tratamiento de paneles de vidrio, sino que se usa solamente para la
selección de una pista de almacenamiento adecuada, un panel de
vidrio en cada momento.
Es un objetivo de la invención proporcionar un
procedimiento y un aparato del tipo anterior, que sean atractivos
en términos de precio y que tengan una alta precisión dimensional,
con lo cual la información se puede usar para el control en tiempo
real de un proceso de tratamiento y también para monitorizar la
producción, si se desea.
Este objetivo se consigue con un procedimiento
tal como se ha indicado anteriormente, en el que, según la
invención, se aplica luz de alta intensidad a un plano de
transporte, en el que una pluralidad de paneles de vidrio se
desplazan hacia un proceso de templado y refuerzo térmico, y la
información que representa una carga se lee mediante una cámara o
cámaras, que está o están dirigidas para ver directamente, o
mediante un espejo, la luz reflejada desde el vidrio, y la
información que representa una carga se usa en el proceso de
templado o refuerzo térmico para controlar el calentamiento por
radiación y el calentamiento por convección, y la información que
representa la carga también se utiliza para monitorizar la
producción de una instalación de procesamiento de vidrio y para
registrar los datos asociados con el proceso de producción.
Un aparato tal como se ha indicado anteriormente
comprende, según la invención, también una fuente de luz de alta
intensidad que ilumina la carga de vidrio presente en el campo
visual de la cámara, cuya cámara está conectada al dispositivo de
control para controlar el equipo de calentamiento por radiación y el
equipo de calentamiento por convección comprendidos en los
dispositivos de calentamiento para los paneles de vidrio, y medios
para monitorizar la producción del aparato y para registrar los
datos asociados con la misma sobre la base de dicha
información.
Se puede conseguir una resolución suficiente
usando un iluminador constituido por un tubo fluorescente potente
de alta frecuencia, y una cámara constituida por una cámara de línea
de escala de grises con una resolución suficiente. En las pruebas
realizadas, una cámara capaz de detectar 256 valores de intensidad
proporcionó una discrepancia de 30 valores de intensidad en el caso
de vidrio de tipo totalmente plano y una discrepancia de 10 valores
de intensidad en el caso de vidrios con una superficie irregular.
Esto es suficiente para una identificación fiable del borde y la
superficie del vidrio.
\global\parskip0.900000\baselineskip
En la solicitud previa del solicitante
FI-20030005, la detección de vidrio se realiza
mediante una resolución de escala de grises y luz ultravioleta, que
se usa para visualizar los residuos de estaño en la superficie del
vidrio o para iluminar a través de un plano de transporte del
vidrio.
Un beneficio conseguido por la presente
invención sobre la anterior es que se evita el uso de luz
ultravioleta peligrosa o que el uso de luz ultravioleta se limita a
funcionar solamente con luz auxiliar, y que estos vidrios también
se detectan que no tienen residuos de estaño. El vidrio verde, por
ejemplo, tiene residuos de estaño muy pequeños, y tipos de vidrio
hechos mediante presión (típicamente, por ejemplo paneles de vidrio
grabados para mamparas de ducha) no tienen absolutamente ningún
residuo de estaño.
La invención se describirá ahora en mayor
detalle mediante realizaciones de ejemplo con referencia a los
dibujos adjuntos, en los que:
La figura 1 muestra una sección longitudinal
esquemática del extremo anterior de un horno de templado provisto
de un aparato que implementa un procedimiento de la invención; y
La figura 2 muestra el aparato en una segunda
realización de la misma manera que en la figura 1.
Los paneles de vidrio planos que se han de
templar, que tienen una forma y un tamaño deseados, se colocan
sobre un transportador constituido por unos rodillos 4 de una mesa
de carga 1, con los cuales una carga de vidrio se lleva al interior
de un horno 2, sobre un transportador constituido por rodillos 5 en
su interior. El calentamiento de una carga de vidrio se realiza por
ejemplo mediante resistencias eléctricas 3 situados por encima y
por debajo del transportador 5. Otros tipos de fuentes de calor
conocidas también están disponibles. Se pueden mencionar las
toberas de convección como un ejemplo de estos. Los elementos de
calentamiento 3 pueden comprender equipo de calentamiento por
radiación y equipo de calentamiento por convección como un
agregado.
En vista del control del calentamiento y también
en vista de otros propósitos descritos posteriormente, es
beneficioso tener un conocimiento lo más comprensible posible
respecto a la información que representa una carga, particularmente
un índice de carga, las posiciones, formas y tamaños de los paneles
de vidrio. Por lo tanto, en la realización de la figura 1 hacia el
extremo posterior de una mesa de carga 1, un corto tramo de
transportador está encerrado en un alojamiento 7 que está provisto
de fuentes de luz de alta intensidad 8 para iluminar una carga de
vidrio desde encima. Las fuentes de luz 8 pueden comprender lámparas
fluorescentes de alta frecuencia convencionales que funcionan
dentro del rango de la luz visible. La fuente de luz 8 puede
comprender también una fila de LEDs que cubra toda la anchura del
transportador. Esto proporciona la ventaja de que la longitud de la
fuente de luz no está limitada a la longitud de las lámparas
disponibles. Las superficies de vidrio iluminadas se hacen visibles
a una cámara 6 y distintas de, por ejemplo, un fondo negro 9. La
cámara en línea 6 tiene su campo visual focalizado en línea con una
separación entre los rodillos 4 de la mesa de carga 1, y la
superficie de fondo negro 9 está situada detrás de esta separación
entre los rodillos por debajo del transportador. La superficie de
fondo 9 es usualmente negra, pero también puede ser distintiva de
otra manera de la superficie de vidrio reflectante. La intensidad
de la fuente de luz 8 puede ser ajustable o autoajustable
automáticamente según la reflexión del vidrio.
La cámara en línea 6 está dirigida hacia un
plano de transporte de paneles de vidrio según un ángulo agudo
respecto a una normal del plano de transporte, que forma un ángulo
de reflexión \alpha adecuado. El ángulo \alpha está típicamente
dentro del rango de entre 20º y 45º, por ejemplo entre 30º y 40º. La
fuente de luz 8 está colocada respectivamente y está dirigida de
manera que la luz que llega desde un ángulo de incidencia que
coincide con el ángulo de reflexión \alpha tenga una alta
intensidad. La cámara en línea 6 se usa para recibir una ligera
radiación luminosa de fondo que llega a través del plano de
transporte del vidrio, descifrándose un aumento substancial de su
intensidad como vidrio porque, gracias a la disposición, la cámara 6
ve la luz que se refleja desde el vidrio.
La realización de la figura 2 solamente difiere
de la anterior en el sentido que la fuente de luz 8 y la cámara 6
se colocan ambas por debajo de la mesa de carga 1, y la dirección de
propagación de la luz reflejada desde la superficie inferior (y
posiblemente también desde la superficie superior) del vidrio se
refleja con un espejo 13 hacia la cámara 6. Así, la cámara 6 se
puede ajustar a una distancia suficiente respecto a un punto de
reflexión sin problemas de posicionamiento. Por otro lado, no habrá
ningún inconveniente y estructuras que se pueden proteger sobre la
mesa de carga 1, solamente una pantalla o fondo 14, que sea no
reflectante, preferiblemente sofito mate negro.
Al desplazarse el vidrio sobre el transportador
4, los pulsos del transportador se pueden sincronizar con la
frecuencia en línea de la cámara para proporcionar una información
de tipo de matriz de puntos densa respecto a un área o áreas que
tienen el vidrio presente.
Un tipo común de cámara en línea comprende una
cámara con una resolución de 2048 píxeles y una capacidad de
distinguir 256 sombras de gris. Está cámara común y barata es
suficiente para los propósitos de la invención. Si el transportador
tiene una anchura máxima de 3000 mm, el tamaño de los píxeles
resultantes de 1,46 mm se obtendrá con una única cámara de 2048
píxeles. Si hay un desplazamiento de un píxel en los dos bordes, la
precisión será de 3 mm. Con tres cámaras de 2048 píxeles, el tamaño
de los píxeles será de 0,488 mm, con lo cual la precisión
dimensional es de por lo menos 1 mm. Con una sola cámara de 8192
píxeles, la precisión será incluso mejor. En la mayoría de los
casos, se pueden satisfacer las demandas prácticas con solamente una
cámara de 2048 píxeles, ya que el vidrio se puede identificar
incluso a partir de una medición realizada con una precisión de 3
mm. Desde un punto de vista del programa, es posible proporcionar
una resolución incluso mayor a un píxel.
\global\parskip1.000000\baselineskip
A partir de la mesa de carga 1 se obtiene
información de una matriz de puntos de un tamaño de, por ejemplo,
2048 píxeles x 3277 píxeles (3000 x 4800 mm), indicando qué puntos
tienen vidrio y cuáles no tienen.
La información que representa una carga se pasa
a un dispositivo de control 10, en el que la información se puede
procesar de varias maneras. En esta realización de ejemplo, esta
información se aplica específicamente para controlar las
resistencias 3 y otros dispositivos de calentamiento y para calcular
perfiles de calentamiento. Para este propósito, el transportador
está dividido en carriles que tiene una anchura igual que una única
resistencia 3 (por ejemplo 100 mm).
La evaluación longitudinal se realiza midiendo
la longitud de una carga y comprobando si una carga es continua o
consiste en varios tramos. Se concluye a través de un programa en la
unidad de control 10 u 11 si varios carriles requieren diferentes
efectos de calentamiento debido a longitudes discrepantes. Si se
desea, también es posible controlar dispositivos de calentamiento
distribuidos longitudinalmente.
La evaluación lateral para el calentamiento
requerido se realiza mediante comprobación visual que los
dispositivos de calentamiento (cuyos carriles) tienen vidrio bajo
los mismos y que los dispositivos de calentamiento no tengan vidrio
bajo los mismos. Los efectos de calentamiento necesarios se evalúan
con una ecuación deseada para calcular un perfil de calentamiento
transversal deseado. Esto permite una respuesta virtualmente en
tiempo real a una demanda de calentamiento, proporcionando así un
mejor equilibrio de temperatura para el horno.
La invención también se puede utilizar para la
identificación de vidrios rotos y para la discriminación de los
vidrios destinados para diferentes clientes. Una imagen del
transportador de la carga 1, 4 se visualiza para un operador con un
monitor 12 colocado en la proximidad de un transportador de
descarga, que puede ver si falta vidrio en algún punto. Si se
desea, el transportador de descarga también puede estar provisto de
su propio sistema de cámara y, así, se puede automatizar la
observación del vidrio que falta.
Si hay un conocimiento sobre el tamaño y la
forma de una pieza de vidrio, el vidrio se puede identificar y se
pueden imprimir etiquetas para el operador del extremo de descarga
para su colocación en los vidrios (información sobre el cliente y
el vidrio). Los vidrios para varios clientes se pueden desplazar en
una y la misma carga sin miedo a confundir los vidrios. Otra
aplicación que se puede concebir es tal que el operador del extremo
de carga y el operador del extremo de descarga pueden ver la misma
imagen de una carga y el operador del extremo de carga marca la
imagen con un roturador de marcado, indicando qué vidrios están
incluidos en un suministro de un cliente particular.
La identificación de los vidrios puede estar
vinculada con un código de barras, que permite el seguimiento
incluso posteriormente, cuando y en cuyo proceso valora una pieza de
vidrio ha pasado a través del proceso. Esto proporciona una útil
información de retroalimentación para monitorizar la producción o
comprobar los parámetros de control del proceso.
Un código de barras asociado con cada panel de
vidrio constituye un identificador de identidad, que se guarda en
un banco de datos junto con la información relacionada con un
proceso de producción. Así, es posible comprobar posteriormente la
información y los parámetros del proceso que han estado implicados
en el proceso de producción de vidrios únicos.
\vskip1.000000\baselineskip
Esta lista de referencias citadas por el
solicitante se muestra únicamente para conveniencia del lector. No
forma parte del documento de Patente Europea. Aunque se ha tenido
una gran precaución a la hora de recopilar las referencias, no se
pueden excluir errores u omisiones y la Oficina Europea de Patentes
declina cualquier responsabilidad al respecto.
- \bullet EP 0937687 A2 [0005]
- \bullet WO 9103434 A1 [0007]
- \bullet WO 0218980 A1 [0006]
- \bullet FI 20030005 [0012]
Claims (10)
1. Procedimiento para monitorizar la producción
de vidrio de seguridad y controlar un proceso de tratamiento
mediante información que representa una carga de paneles de vidrio,
comprendiendo dicho procedimiento el transporte de paneles de
vidrio planos a través de por lo menos un proceso de tratamiento y
la lectura mediante una cámara o cámaras (6), antes del proceso de
tratamiento, de información que representa una carga de paneles de
vidrio y que se usa en el control de la producción o los parámetros
del proceso, en el que se aplica luz de alta intensidad a un plano
de transporte, en el que una pluralidad de paneles de vidrio se
desplazan hacia un proceso de templado o refuerzo térmico, y la
información que representa una carga se lee mediante la cámara o
cámaras (6), que está o están dirigidas para ver directamente o
mediante un espejo la luz reflejada desde el vidrio, que la
información que representa una carga se usa en el proceso de
templado o refuerzo térmico para controlar el calentamiento por
radiación y el calentamiento por convección, y que la información
que representa la carga también se utiliza para monitorizar la
producción de una instalación de procesamiento de vidrio y para
registrar los datos asociados con un proceso de producción.
2. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado por el hecho de que la información se lee
mediante por lo menos una cámara en línea (6) usada para recibir
radiación luminosa de fondo de baja intensidad a través del plano
que transporta el vidrio, descifrándose un aumento substancial en su
intensidad, al reflejarse la luz mediante el vidrio, como
vidrio.
3. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado por el hecho de que la información se lee
mediante una o más cámaras en línea (6), que puede ver a través de
una separación entre rodillos (4) un fondo (9, 14) que es negro o
distintivo de una manera diferente de la superficie de vidrio
reflectante.
4. Procedimiento según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 3, caracterizado por el hecho de que la
luz se aplica a la superficie inferior de un panel de vidrio,
reflejándose la luz reflejada desde la misma con un espejo (13) a
una cámara en línea (6) colocada por debajo del plano de
transporte.
5. Procedimiento según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 4, caracterizado por el hecho de que la
información que representa una carga se utiliza en el control de un
dispositivo de calentamiento (3, 11), de manera que el ajuste del
efecto de calentamiento se realiza en una dirección longitudinal y/o
lateral del horno en tiempo real al llegar el vidrio en un punto de
calentamiento respectivo.
6. Procedimiento según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 5, caracterizado por el hecho de que la
información que representa una carga se utiliza para identificar
los paneles de vidrio.
7. Procedimiento según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 6, caracterizado por el hecho de que la
información que representa una carga se utiliza para detectar
paneles de vidrio rotos en el proceso.
8. Aparato para monitorizar la producción de
vidrio de seguridad y controlar un proceso de tratamiento mediante
información que representa una carga de paneles de vidrio,
comprendiendo dicho aparato un horno (2), dispositivos de
calentamiento (3) presentes en el horno para calentar paneles de
vidrio para su templado o refuerzo térmico, una mesa de carga (1),
un transportador de rodillos (4, 5) para transportar los paneles de
vidrio desde la mesa de carga (1) al interior del horno (2), y por
lo menos una cámara (6), encima o debajo del transportador (4, 5)
para leer la información que representa una carga de paneles de
vidrio, estando dirigida la cámara (6) para ver directamente o
mediante un espejo (13) la luz reflejada desde el vidrio, cuyo
aparato comprende una fuente de luz de alta intensidad (8) que
ilumina la carga de vidrio presente en el interior del campo visual
de la cámara (6), cuya cámara (6) está conectada a un dispositivo de
control (10) para controlar el equipo de calentamiento por
radiación y el equipo de calentamiento por convección comprendido en
los dispositivos de calentamiento (3, 11) para los paneles de
vidrio y también medios (12) para monitorizar la producción del
aparato y para registrar los datos asociados con los mismos sobre la
base de dicha información.
9. Aparato según la reivindicación 8, que
comprende un transportador equipado con rodillos (4),
caracterizado por el hecho de que una cámara en línea (6)
tiene su campo visual focalizado en línea con una separación entre
los rodillos (4), y por el hecho de que sobre o debajo de esta
separación entre los rodillos hay una superficie de fondo (9, 14)
que es substancialmente negra o distintiva de otra manera de la
superficie de vidrio reflectante.
10. Aparato según la reivindicación 8 ó 9,
caracterizado por el hecho de que la fuente de luz (8) y la
cámara (6) están ambas debajo de la mesa de carga (1), y por el
hecho de que la dirección de propagación de la luz reflejada desde
la superficie inferior se desvía con el espejo (13) hacia la cámara
(6).
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