用于监控成型过程的检验模型

文档序号:1935299 发布日期:2021-12-07 浏览:13次 >En<

阅读说明:本技术 用于监控成型过程的检验模型 (Inspection model for monitoring a forming process ) 是由 R·基纳 A·萨琼斯 于 2021-06-04 设计创作,主要内容包括:本发明涉及一种用于在沿着生产线制造相同的或类似的结构类型的玻璃器具的情况下检测至少一个过程变量的检验模型,包括:基体,其与玻璃器具的形状和/或尺寸匹配,使得检验模型可以代替玻璃器具穿行所述生产线;安装在基体处的用于检测基体处的至少一个过程变量的至少一个传感器装置;以及安装在基体处的用于将所检测的至少一个过程变量传输至数字接收单元的至少一个传输设备。(The invention relates to a test model for detecting at least one process variable in the case of production of identical or similar types of construction of glass panes along a production line, comprising: a base body that matches the shape and/or size of the glassware so that inspection models can traverse the production line in place of the glassware; at least one sensor device mounted at the substrate for sensing at least one process variable at the substrate; and at least one transmission device mounted at the base for transmitting the detected at least one process variable to the digital receiving unit.)

用于监控成型过程的检验模型

技术领域

本发明总体涉及在流水生产线中由玻璃管坯料批量制造用于制药工业的玻璃容器,该玻璃容器例如是玻璃注射器本体、玻璃安瓿、玻璃吊瓶(Glaskarpule)或玻璃管形瓶(Glasvial)。

本发明尤其涉及沿着生产线对过程变量、尤其是玻璃表面温度的检测。借由所检测的过程变量能够在过程控制部或机器调节装置中推断出偏差,以便能沿着生产线有针对性地以节约时间和费用的方式实现误差排除。

背景技术

这种生产线旨在制造相同的或类似的结构类型的玻璃器具。在此,生产线的工艺参数和区段、模块或工具都可以变化。此外,通过生产线总是可以接纳和加工的不同的原材料也可以在一个范围之内变化。本发明意义内的加工涉及所有用于制造玻璃器具的步骤,即例如沿着生产线接纳、移动、改变、尤其是加热和/或变形、传感检测、检验或移除玻璃器具。玻璃器具的相同的或类似的结构类型尤其通过使用相同的初始工件、经过初始工件的相同的过程条件或也可以通过保持生产线的结构配置来实现。

这种类型的生产线包括用于将希望的轮廓引入玻璃器具中的回转式机器轮廓在此理解为沿纵向方向、尤其是在沿周向方向的确定的位置处的表面、尤其是外表面的几何形状。通常将商业上通用的专用玻璃半成品、尤其是玻璃管区段用作初始玻璃器具。为此,半成品在加热工位达到处理温度(黏度η=4.0dPa·s)并且接下来在改型工位被局部地改型。为此,位于回转式机器旋转座的接纳部、尤其是各个转动支承的夹盘中的玻璃管在后部至中部的管区域中以受力的方式从外部被夹紧在夹盘中并且以接纳部的紧密的顺序被引导穿过不同的玻璃加工工位、尤其是加热工位和改型工位。围绕纵向轴线旋转的玻璃本体在加热工位处在前部区段(“玻璃注射器”)中借助气体燃烧器火焰有针对性地被加热,并且在改型工位处借助从侧面和/或从内部接合的改型工具局部地引入凸肩几何形状、锥体几何形状、收缩几何形状或封闭几何形状。加热工位和改型工位在此也可以集成在共同的加工工位中。

因此,玻璃器具依次和/或并行地沿着生产线被加工并且由例如物流系统的输送设备例如借助接纳部在工位之间移动。如果接纳部恰好配属于一个玻璃器具,则是指单个接纳部。在该单个接纳部之内,工件在时间方面周期性地被移动至加工工位并且在这个工位之内受到预先限定的过程影响变量的影响。玻璃器具被供应至加工,使得在生产线的终点处提供相同的或类似的结构类型的玻璃器具,尤其是用于制药工业的产品,其必须处于预先限定的制造公差之内,以便还符合用于销售这种产品的所有质量要求。

在加工之后,通常通过摄像机技术的辅助对被改型的空心本体的几何形状进行测量并且检查玻璃中的误差部位、例如裂痕。如果由于在最终产品处的系统性几何形状偏差或误差而记录了增多的次品,则根据经验手动地再次调节过程变量或机器参数。玻璃最终产品的形状偏差或损坏的由于制造导致的原因在此取决于制造过程的各种影响变量。

玻璃专属的处理温度通常在1000与1500℃之间,在工艺方面为了精确的改型,10℃的公差范围是常见的。由于不精确的燃烧器火焰暴露引起的与预先限定的玻璃温度的偏差在此是质量波动或质量偏差的主要原因。玻璃温度的偏差在此可能由不稳定的过程控制变量(例如燃烧气体组分、气体混合比例、火焰间距、玻璃的暴露时间)或过程条件(例如波动的环境温度、火焰处的通风)引起。其他的误差源也可能与生产线相关或由操作人员导致,例如使用错误配置的气体燃烧器或气体燃烧器处的制造公差和污染。

以类似的方式,根据工艺原理、其他工艺参数,例如改型工具的改型力或进给位置的精度对玻璃产品的质量和所制造的玻璃产品在时间进程中的波动幅度也有重要的影响。就此而言,除了处理温度之外也考虑其他用于保证质量或用于及时排除误差的过程变量。

在基于经验对生产线进行再次调节时,直至对复产后首批生产的玻璃器具进行检验之前都不清楚,修正是否成功。这导致了用于生产线的开动和可能的再次停机的费用。此外,在唯一的终检时只有在完全穿行之后才能识别出质量偏差。这可能导致了已经穿行了有误差的(部分)进程的并且还处于生产线中的、部分被加工的所有玻璃管都是次品。此外,玻璃产品的质量和几何形状经常取决于批次,因为对生产线的调节或配置几乎是不可复制的。

因此,根据试错原则基于由行业常见的终检得出的质量信息对误差源进行辨认耗费时间、材料和人力并且还部分地伴随着长停机时间。

为此,US‘453公开了一种用于制造这种类型的玻璃容器的回转式机器,其装备有固定在回转式机器的旋转座处的热成像摄像机并且根据其玻璃表面温度测量值进行检测并且控制工艺参数、例如燃烧气体组分。

然而,关于穿行回转式机器的玻璃器具固定地安装在生产线中的热成像摄像机只能不太灵活地例如被用于在不同的位置处或关于沿着生产线的不同的玻璃器具进行多次测量,并且这种热成像摄像还以电子繁复以及成本高昂的方式被实施。

因为US‘453的热成像摄像机此外相对于确定的由夹紧爪保持的玻璃柱体稳固地固定在回转式机器的旋转座处,所以在寻找误差源的情况下需要在加工工位处进行多种测试或使玻璃管试验穿行整个机器,为此又要消耗大量不可销售的玻璃样品,在此期间生产线还不能用于生产。

此外,变化的环境条件在热成像摄像机的情况下会导致不同的测量结果。因此不能确保类似的测量调查(Messerhebungen),并且也不能实现高效的误差寻找或高效的误差排除。总而言之,缺少可以识别与理论值的绝对偏差且可靠地推导出再次调节的量值的参照。因为热成型摄像机测量关于不同的环境条件容易产生误差,也升高了产生次品的风险。

发明内容

本发明的目的在于,克服现有技术的缺点,尤其是提供一种检验器件,其可靠地沿着生产线检测过程变量、优选地是在穿行生产线的玻璃处或中的表面温度,该检验器件在此可以灵活地被使用并且允许关于玻璃容器的制造过程进行推导(Ableitung),以便快速地辨认并且有针对性地消除导致玻璃产品中的质量偏差的误差源。

尤其是可以生产少量次品并且使生产停机时间最小化,所述次品由于在制造过程期间不精确或有误差地调节的生产线或由于生产线的过程变量与预先确定的工艺范围(Prozessfenster)的偏差所导致。

该目的通过下述特征得以实现。

因此设置一种用于在沿着生产线制造相同的或类似的结构类型的玻璃器具的情况下检测至少一个过程变量的检验模型。在此,作为过程变量通常可以考虑制造过程的各种物理变量或推导的变量。制造过程的物理变量例如可以涉及生产线中的环境条件,例如环境温度、过程温度、大气压、热辐射强度或类似的变量。此外过程变量还可以涉及直接的过程影响变量,尤其是玻璃器具处的表面温度,但此外例如也可以涉及燃烧气体组分,燃烧气体流量,改型工具在玻璃器具处的力施加,生产线的部件之间的间距、例如燃烧器或改型工具与玻璃器具的间距,或类似的变量。此外,待检测的过程变量也可以是化学变量,例如元素组分等。推导的过程变量可以是质量方面的变量以及数量方面的变量,其由多个物理和/或化学的变量查明,例如工件在生产线中的加热速度、沿着生产线的温度曲线或类似的变量,以及质量参数,例如尺寸稳度、位置精度,或可能导致工件次品的变量。就此而言应清楚的是,至少一个过程变量既可以与尺寸有关也可以与尺寸无关,并且数值可以包括各种数值领域例如自然数、实数、或二进制值域。

根据本发明的检验模型在此包括基体,基体与玻璃器具的形状和/或尺寸匹配,使得基体可以代替玻璃器具穿行生产线。检验模型尤其可以在形状和/或尺寸方向与玻璃器具半成品相匹配。基体还可以关于形状至少局部地与玻璃器具的外部轮廓和/或内部轮廓相匹配,例如具有至少局部地、尤其与在玻璃器具中的情况相比以较小程度引入的、玻璃器具的凸肩状几何形状、锥形几何形状、收缩状几何形状或封闭几何形状。此外或替选地,基体关于尺寸可以匹配成,使得不超过或者说短于玻璃器具的至少局部的、尤其是最大和/或最小的纵向延伸长度和/或横向延伸长度。尤其地,基体与玻璃器具的形状和/或尺寸匹配,使得基体可以由生产线的用于玻璃器具的输送设备、尤其是由生产线的接纳部来接纳和/或基体可以以无损坏的方式沿着生产线移动。因此检验模型的基体的轮廓可以以对应于玻璃器具的至少一个限定的轮廓的方式沿着生产线成型。因此检验模型的基体的轮廓关于玻璃器具的形状和/或尺寸的匹配用于尽可能精确地构建(Abbildung)沿着生产线的玻璃器具处的过程条件。这一点尤其通过使检验本体在几何形状上接近玻璃器具的限定的轮廓来实现。就此而言,也以在检验本体的形状和/或尺寸上对应的方式构建在生产线的组件与玻璃器具、更确切地说在表面上的或沿着表面沿玻璃器具的纵向方向和/或沿周向方向限定的部位之间的特定的间距。

检验模型还包括安装在基体处用于检测基体处的至少一个过程变量的至少一个传感器装置。应清楚的是,传感器装置包括各种类型的、尤其是彼此连通的电子组件,其用于检测至少一个过程变量。尤其地,传感器装置可以包括无源的和有源的电子设备,其尤其用于尤其借助温度检测传感器尤其从基体的表面温度产生电子信号。此外,传感器装置可以包括用于检测至少一个过程变量的电子组件的电联接部,例如用于能量联接和/或信号联接的线缆(Leitungskabel),和/或另外的发送或接收设备。应清楚的是,电子组件也可以被设计成,可以部分地处理、尤其是转换电子信号等,例如传感器装置包括电子信号加强部和/或减弱部、数字模拟转换器或另外的装置,由此传感器装置的部件也可以满足从狭义上讲与检测至少一个过程变量不同的功能。

传感器装置在此可以从外部安装到基体处,但也可以以各种其他的形式安装到基体处,例如以下述形式:子模块安装在基体处和/或中;将传感器装置引入基体的空腔、凹槽或凹处中;使基体的表面功能化;或通过显然已知的固定器件将传感器装置固定在基体处。固定器件在此可以是机械固定器件,例如螺钉、铆钉、压配合部或类似的器件,以及化学连接技术,例如粘接、烧结或其他连接工艺。

此外应清楚的是,被引入基体中的传感器装置必须设计成,使得可以通过传感器装置检测至少一个过程变量。关于检测表面温度尤其提供了靠近表面引入的温度检测器。为了检测施加到检验本体的表面上的力可以使用相应的压力传感器装置。

检验模型还包括安装在基体处的用于将至少一个检测的过程变量传输、尤其是转达至数字接收单元的至少一个传输设备。传输设备可以以与传感器装置相同或不同的方式安装到基体处。“将至少一个检测的过程变量传输至数字接收单元”尤其包括传输传感器装置的电子信号。

在本发明的优选地实施方式中,基体关于纵向轴线旋转对称地构成。尤其地,基体的表面、尤其是外表面的径向间距,即垂直于中轴线地从中轴线到表面的、间距关于沿着纵向轴线的位置沿周向方向可以是恒定的。应清楚的是,沿着基体的纵向轴线的不同的点、尤其是区段可以具有不同的恒定的径向间距。基体的轮廓在此尤其以无裂缝或换句话说以光滑的方式沿纵向方向延伸。尤其地,基体的轮廓可以沿周向方向均匀地成型,其中在基体的轮廓中的可能的凸肩状几何形状、锥形几何形状、收缩状几何形状或封闭几何形状同样能以旋转对称的方式成形。基体还可以沿纵向方向至少局部地柱形地构成,即基体的表面、尤其是基体的外表面沿周向方向至少在一个区段中在至少一个区段沿纵向方向的每个位置处具有相同的径向间距。因此在围绕中轴线旋转的情况下,基体在至少一个区段中的表面与生产线的部件、例如燃烧器或改型工具具有恒定的间距。在此,基体可以沿着其整个纵向延伸长度柱形地成形、尤其以沿着其整个纵向延伸长度恒定的径向间距成形,或者可以具有多个旋转对称的区段、尤其是柱形的区段,其中具有不同的径向间距的相邻的区段尤其光滑地过渡到彼此中。

此外,基体的纵向延伸长度可以大于至少局部最大的径向间距。基体的纵向延伸长度在此优选地小于200mm、150mm、100mm并且大于5mm、10mm、20mm。基体在此可以至少局部地、尤其在接纳区段中具有小于15mm、12mm、10mm、8mm或6mm的最大径向延伸长度。

尤其地,基体的轮廓基本上对应于玻璃器具沿着生产线移动的至少一个时段的轮廓。在此,基体的轮廓尤其可以局部地对应于玻璃器具在至少一个时段中的纵向延伸长度和/或尤其是最大径向延伸长度。

尤其地,基体的轮廓以对应于在沿着生产线至少部分地加工玻璃器具之前不久、期间和/或之后不久的至少一个时段的方式基本上对应于玻璃器具的轮廓。在至少一个时段期间,尤其在生产线的至少一个预先限定的区段中在轮廓不变的例如加热加工的加工之前、当时、在加工期间或之后,玻璃本体可以沿着生产线采用至少一个限定的轮廓。在加工工位之内,玻璃器具可以从玻璃器具的第一限定的轮廓被带入玻璃器具的第二限定的轮廓。因此,例如在沿着生产线加工玻璃器具之前的第一限定的轮廓通常与例如在加工玻璃器具之后的玻璃器具的第二暂时状态的轮廓不同。应清楚的是,玻璃器具的限定的轮廓取决于生产线的过程条件、机械配置和/或环境条件,并且因此可以根据其改变玻璃器具的轮廓。通常根据玻璃本体的这种限定的轮廓检测形状偏差。在此,至少一个时段、尤其是在至少部分的加工之前和/或之后的至少一个时段可以对应于生产线的至少一个预先限定的区段、尤其是在加热工位和/或改型工位之前、之内或之后的用于玻璃器具的预先限定的加工区段。应清楚的是,玻璃器具包括加工区段、尤其是在加热工位和/或改型工位之内的加工区段,其通常沿着生产线相继地布置,优选地布置在圆分度工作台之内。

尤其地,至少一个时段在至少部分地加工玻璃器具期间包括对玻璃器具进行加热加工的时段,尤其是其中至少一个时段在加工期间关于纵向延伸长度且关于尤其是最大的径向延伸长度不发生玻璃器具的轮廓的变化。

如前所述,被夹紧在接纳部中的玻璃本体通常在时间方面周期性地移动通过生产线。至少一个时段尤其是下述周期的时段,在其中玻璃器具的轮廓基本上保持不变,由此基体可以以对应于玻璃器具的限定的轮廓的方式在至少一个时段中成形。

在本发明的优选的实施方式中,基体包括:至少一个检测区段,在其中引入传感器装置;和至少一个接纳区段,在该至少一个接纳区段中可以由生产线接纳检验模型和/或在该至少一个接纳区段中安置与传感器装置以信号技术的方式联接的传输设备。至少一个检测区段和/或至少一个接纳区段在此优选地沿基体的纵向方向延伸,尤其是其中至少一个检测区段以靠近基体的检测区段侧的纵向端部的方式布置并且至少一个接纳区段以靠近基体的接纳区段侧的纵向端部的方式布置。基体尤其可以具有多个检测区段和/或多个接纳区段。此外,至少一个检测区段可以与至少一个接纳区段之间具有间距,其中至少一个检测区段和至少一个接纳区段尤其沿纵向方向彼此间隔开。此外,至少一个检测区段可以与基体的检测区段侧的纵向端部间隔开和/或至少一个接纳区段可以与接纳区段侧的纵向端部间隔开。

至少一个检测区段和/或至少一个接纳区段沿周向方向分别形成在基体的表面处的检测区段侧的边缘和在基体的表面处的接纳区段侧的边缘。检测区段的检测区段侧的边缘和/或接纳区段的接纳区段侧的边缘在此与基体的接纳区段侧的纵向端部和/或基体的检测区段侧的纵向端部沿周向方向可以具有均匀的间距。此外,至少一个检测区段的至少一个检测区段侧的边缘和/或至少一个接纳区段的至少一个接纳区段侧的边缘与基体的检测区段侧的纵向端部和/或接纳区段侧的纵向端部的间距对于基体的表面的不同的径向间距来说可以是至少局部均匀的。此外,至少一个检测区段和/或至少一个接纳区段沿基体的周向方向可以具有均匀的延伸长度和/或均匀的姿态。尤其地,至少一个检测区段和/或至少一个接纳区段可以成形为尤其是关于中轴线旋转对称的、尤其是柱形的。

被引入检测区段的传感器装置可以以靠近基体表面的方式被引入。“被引入的传感器装置靠近表面”涉及传感器装置的至少一个测量部位与基体的表面之间的径向间距。在此,至少一个测量部位对应于检测区段的限定的区域,在其中至少一个过程变量基于预先给定的传感器装置、尽可能好地通过该传感器装置来检测。尤其地,至少一个测量部位由传感器装置的与检测有关的部件的、例如测量感应器的测量感应区域的大小和/或由沿径向方向、沿纵向方向和/或沿周向方向的姿态确定。如果至少一个测量部位在该测量部位的纵向位置处的径向间距与表面的径向间距相比为最多20%、10%或5%,则至少一个测量部位以靠近表面的方式被引入。“以靠近表面的方式引入传感器装置”应能实现与至少一个过程变量、尤其是表面温度的影响范围之间的小的径向间距,并且因此能实现传感器装置的短的响应时间以及高的检测精度。

接纳区段用于由生产线、尤其通过生产线的夹紧件、尤其是夹紧爪,保持装置和/或固定设备接纳检验模型。至少一个接纳区段沿纵向方向布置和/或具有一个纵向延伸长度,使得生产线的夹紧件、保持装置和/或固定设备以施加力的方式与至少一个接纳区段接合,尤其是夹紧件、保持装置和/或固定设备以施加力的方式仅在接纳区段中接合。

在至少一个接纳区段中还可以安置传输设备。传输设备优选地布置在基体的接纳区段侧的边缘处。“接纳区段或传输设备沿着基体的布置”用于与检测区段间隔开、尤其用于保护传输设备的电子组件。“传感器装置以信号技术的方式与传输设备的联接”优选地可以设置在基体的远离表面的区域中、尤其是靠近中轴线,以便保护电子联接和至少一个过程变量的无干扰的传输。优选地,信号技术联接可以是例如借助管线连接部、例如线缆的电子联接和/或可以是至少一个其他形式的用于光学信号传输的联接、例如光学联接。就此而言,传感器装置既可以包括电气的也可以包括光学的或其他类型的检测和/或联接和/或传输。传输设备尤其可以作为独立的单元安置在接纳区段中,尤其可以具有与陶瓷和/或金属材料不同的材料、例如聚合物。

至少一个检测区段还可以具有与至少一个接纳区段的间距。至少一个接纳区段的检测区段侧的边缘与至少一个检测区段的接纳区段侧的边缘的间距例如用于将由至少一个负载源(Lastquelle)影响的检测区段与接纳区段隔离、尤其是热隔离。就此而言,生产线的与接纳区段接合的夹紧件、保持装置和/或固定设备避免受到由至少一个负载源引起的过程影响。这种过程影响例如可以包括温度影响,压力影响,辐射、尤其是热辐射,热和/或化学负载和/或机械力。作用在至少一个检测区段上的至少一个负载源在此尤其可以是加热源、尤其是至少一个燃烧器火焰。至少一个负载源沿纵向方向沿周向方向相对于传感器装置的测量部位、尤其是以与传感器装置的测量部位有一定的径向间距的方式和/或与传感器装置的测量部位对齐的方式和/或以垂直于检验本体的表面、尤其是外表面的方式相对于检测区段布置,尤其是以与检测区段的、尤其是传感器装置的至少一个测量部位的表面、尤其是外表面对置的方式布置。在多个负载源的情况下,其可以沿纵向方向和/或沿周向方向以相对于彼此、尤其是均匀地间隔开的方式布置。作用于至少一个检测区段的至少一个负载源在此也可以包括例如用于对检测区段施加力的、例如采取与检验本体接合的改型工具的形式的机械负载源或另外的负载源。

在本发明的优选的改进方案中,至少一个检测区段具有至少一个测量区域,其接纳传感器装置的至少一个部件。尤其地,至少一个测量区段可以沿纵向方向、径向方向和/或周向方向具有均匀的延伸长度,尤其可以旋转对称地、尤其是柱形地构成。尤其地,测量区域的至少一个部分、尤其是所有测量区域可以以相同的方式构成。

至少一个检测区段还可以具有第一测量区域和尤其是与第一测量区域相邻的第二测量区域,其中第一测量区域和第二测量区域彼此分开和/或中断和/或隔离和/或脱离。尤其地,第一测量区域和第二测量区域可以被分开,使得在第一测量区域中对至少一个过程变量的检测与在第二测量区域中的检测可以以独立于彼此的方式进行。“分开”尤其涉及第一测量区域与第二测量区域的在位置上的界定,尤其是将第一测量区域的检测区段侧的边缘或接纳区段侧的边缘与第二测量区域的相邻的接纳区段侧的边缘或检测区段侧的边缘间隔开。尤其地,第一测量区域在此可以在材料方面与第二测量区域中断。此外,第一测量区域与第二测量区域可以在对检测区域的影响变量方面彼此隔离,尤其是参照基体的其他测量区域和/或区段尤其是热隔离、力隔离和/或位置隔离的。此外,第一测量区域可以与第二测量区域脱离,使得在第一测量区域中的过程影响或负载对至少一个检测区域的作用、例如热传递作用或力作用很少或基本上不会被传输到第二测量区域上。这一点尤其用于沿纵向方向和/或沿周向方向环境条件的空间分辨率。就此而言,第一测量区域尤其是具有传感器装置的与第二测量区域不同的部件。

此外,第一测量区域可以包括传感器装置的至少一个部件。传感器装置的至少一个部件可以沿相应的测量区域的纵向方向和/或周向方向布置。尤其地,传感器装置的至少一个测量部位可以包括传感器装置的至少一个部件。传感器装置的至少一个部件可以明确地、尤其是一一对应地配属于至少一个测量区域。尤其地,至少一个测量部位可以恰好包括传感器装置的一个部件、尤其恰好一个传感器、尤其是测量感应器、尤其是温度检测器。

尤其地,具有传感器装置的至少一个部件的至少一个测量部位能以与至少一个测量区域的检测区段侧的边缘和/或至少一个测量区域的接纳区段侧的边缘之间限定的间距布置。尤其地,在至少一个测量区域中的至少一个测量部位可以至少在检测区段的测量区域的一部分中、尤其是至少一个测量区域的所有部分中关于相对于基体的姿态以基本上相同的方式布置。尤其地,具有传感器装置的至少一个部件的至少一个测量部位可以以距至少一个测量区域的检测区段侧的边缘和/或距至少一个测量区域的接纳区段侧的边缘相同的最小间距布置,尤其关于至少一个测量区段以沿纵向方向居中的方式和/或以沿周向方向均匀地间隔开的方式布置。

传感器装置的不同的测量部位也可以在信号技术方面组成传感器装置的部件,尤其以信号技术的方式联接或接通。传感器装置的测量部位或部件的这种接通可以根据接通的类型以串联或接续的方式用于增强至少一个过程变量的测量信号或用于对测量信号求平均值,以便改变、尤其是匹配、尤其是优化检测测量信号的测量的精度或信噪比或惯量

在本发明的优选的实施方式中,检验本体沿着生产线关于生产线的过程影响的至少一部分保持不变。在此,过程条件至少包括至少一个过程变量以及对至少一个过程变量起作用的所有影响变量。这尤其包括过程变量的此前概述的范围。优选地,生产线的过程条件的至少一个部分包括检验本体处的表面温度,其中这尤其可以包括检测区域的靠近表面的区域。尤其地,表面温度通过尤其在加热工位中尤其由燃烧器或加热灯或其他的用于热传递的物体对检验本体进行加热来影响、尤其是调节。尤其地,基体关于检测区域中的过程条件的至少一部分保持不变,因为所述区域最容易受到过程条件影响。在检验本体处的、尤其在传感器装置的区域中的表面温度尤其不应超过界限值,尤其是为100°、200°、300°、400°或500°的表面温度的界限值。基体的关于过程条件的至少一部分的至少局部的不变性的目的在于,基体不会由于受到过程条件的影响而在其材料特性方面改变、尤其是不会被损坏。尤其地,传感器装置不应由于过程条件受到损坏。因此根据本发明,检验本体可以多次用于检测至少一个过程变量或不同的过程变量。通过基体的至少局部的不变性将确保,在检验本体重复地穿行生产线时在相同的过程条件下也查明了过程变量的基本上相同的被查明的值。通过多次使用检验本体还避免了不必要的次品。因此,检验本体还是用于生产线的不同的过程条件或不同的机械配置的参照测量器件。

在优选的实施方式中,基体尤其局部地具有陶瓷和/或金属材料。基体的这种材料被用于基体的至少局部的不变性,即尤其是关于直至界限值、优选地是表面温度的界限值的至少局部的不变性。在此,陶瓷材料和高熔点的金属材料的特点在于特殊的耐热性。与陶瓷材料相比,金属材料还具有更好的机械加工性、例如更好的切削加工性的优点。在此可以通过普遍的和高效成型的工具机器实现基体的形状和尺寸。与金属材料相比,陶瓷材料的优点在于明显更高的耐热性。应清楚的是,尤其是不考虑基体的形状和尺寸的情况下,基体的制造不受用于陶瓷和/或金属材料的所谓的生产工艺的限制。与陶瓷材料相比,金属材料还具有高导热性的优点,这使得可以为了短的响应时间引入传感器装置。在连续供应能源的情况下,高导热性能实现材料区段的快速、均匀的加热,这实现了平衡温度的快速调节。因此也可以以相对于彼此较大的间距布置测量部位,并且使必要的测量部位的数量最小化。

在本发明的优选的实施方式中,传输设备可以包括电子控制部,其至少部分地处理,例如存储和/或分析和/或转换和/或评估由传感器装置检测的至少一个过程变量。在此,电子控制部可以包括微控制器或其他类型的集成电路,在最常见的情况下包括电子构件的逻辑电路,其能够接收所检测的过程变量并且转达相应的形式至少部分地被改变的测量信号。例如可以通过例如在电子控制部的物理存储器中的保存、和/或在高通滤波器或低通滤波器的信号分析中、和/或在从模拟信号到数字信号或反之的转换中、和/或在对生产线或使用人员的操作说明中的信号值的评估、例如解释中实现了改变、即处理。此外,可以至少部分地以无线的方式传输由传感器装置检测的至少一个过程变量,例如通过优选在传输设备和检测单元之间的无线的功率传输。

本发明的另一个方案涉及一种用于在沿着生产线制造相同的或类似的结构类型的玻璃器具的情况下检测至少一个过程变量的方法。在该方法中,至少一个检验模型关于形状和尺寸与玻璃器具相匹配。此外,至少一个检验模型集成到生产线中,以便代替玻璃器具穿行该生产线。此外,在至少一个检验模型处检测生产线的至少一个过程变量。至少一个检验模型可以至少部分地尤其根据前述说明构成。

在本发明的一个特别的实施方式中,该方法还包括:至少部分地处理,例如存储和/或分析和/或转换和/或评估至少一个过程变量。此外,接下来可以将至少一个所述的过程变量传输至生产线的检测单元处。在此传输尤其可以以无线的方式实现。尤其可以部分地处理至少一个过程变量。优选地,至少一个过程变量被处理,使得根据处理结果尤其是在考虑所述至少一个过程变量的优化的情况下来改变沿着生产线的过程条件。在此,处理结果尤其是对至少一个过程变量进行评估或分析的结果。所述处理可以根据前述说明借助检验模型的传感器装置、传输单元和/或电子控制部实现。所述处理也可以在一个单元、例如生产线的接收单元或生产线的控制部处实现,检验模型或传输设备将所述至少一个过程变量传输至接收单元或控制部处。在此,沿着生产线的过程条件尤其可以包括生产线的机械组件彼此之间的间距的变化,生产线的上述的过程条件本身或推导的变量或质量方面的变量。处理尤其涉及过程条件、尤其是至少一个过程变量的优化。在此,优化尤其是借助在至少一个过程变量与过程条件之间已知的或待查明的函数关系来实现。在这种情况下,优化优选地涉及关于至少一个过程变量的作用的最小化或最大化。这一点尤其可以涉及在玻璃最终产品处的由制造引起的原因偏差(Ursachenabweichung)或损坏,例如过程控制变量,比如燃烧器气体组分、气体混合比例、火焰间距、火焰位置,或也可以是燃烧器专属的参数,例如燃烧器火焰彼此之间的间距、或燃烧器火焰围绕玻璃器具的常规布置、或玻璃或改型工位或燃烧器本身的与批次相关的参考变量。就此而言,过程条件的波动幅度应在时间进程中减小,尤其是关于玻璃器具或至少一个检验模型在时间进程中的表面温度和/或关于其表面曲线或鉴于理论值被优化。

根据另一个实施方式,至少一个检验模型在生产线的过程条件的界限值之下穿行生产线。这种界限值被选择成,使得界限值尤其是至少在至少一个检验模型的检测区段处尤其不超过表面温度。尤其地,表面温度至少在至少一个检验模型处不超过为约100°、200°、300°、400°或500°的界限值,尤其是以便可以实现至少一个过程变量的快速检测,由此可以实现缩短用于生产线的误差辨认或停机的持续时间。此外,至少一个检验模型、尤其是传感器装置因此不会受到损坏并且可以被多次使用。

根据另一个实施方式,至少一个检验模型仅部分地穿行生产线。优选地,至少一个检验模型穿行生产线的至少一个预先限定的区段、尤其是在加热工位和/或改型工位之前、之内或之后的用于玻璃器具的预先限定的加工区段。优选地,至少一个检验模型在此仅在生产线的至少一个预先限定的区段中被集成到生产线中。尤其地,在加工、尤其是加热至少一个检验模型或玻璃器具的表面的部位或时段可以引入至少一个检验模型,从而至少一个检验模型仅在生产线中检测至少一个过程变量的持续时间内被集成到生产线中。就此而言,至少一个检验模型可以连续地或完全地穿行生产线,或仅穿行生产线的确定的部分区段,尤其是推测玻璃最终产品处的形状偏差或损坏的原因在其中的部分区段。尤其地,检验本体可以穿行改型工位或加热工位或以相继的顺序多次、尤其是依次穿行改型工位或加热工位,或也可以跳过生产线的不同的区段。这能实现针对性地寻找形状偏差或损坏的原因,而不会为此生产任何玻璃次品。

根据另一个实施方式,该方法还包括:建立优选地在区段之内和/或优选地在生产线的过程条件的界限值之下已经被检测的至少一个过程变量与在制造玻璃器具期间在移动的时段内的至少一个过程变量的对应值(Entsprechung)之间的相互关系,尤其使得由检验模型处的至少一个过程变量可以推导出在制造玻璃器具期间的至少一个过程变量的相应的对应值。移动的时段在此尤其可以是在生产线的至少一个区段之内至少部分地加工玻璃器具之前不久、期间或之后不久的时段。此外,优选地可以在将优选至少部分地根据上述方式处理的至少一个过程变量传输至生产线的检测单元之前进行推导(Schluss)。由此,该相互关系尤其可以通过函数关联、例如比例系数或特性因数表明。就此而言,尤其可以从穿行改型工位或加热工位的检验模型的表面温度能推断出当同一改型工位和/或加热工位加工玻璃器具时的过程条件。检验模型在此受到与玻璃器具类似的、尤其是等效的过程条件的影响,尤其是检验本体的暴露温度低于玻璃器具的处理温度。因此,相互关系建立了在当处理玻璃器具时的过程条件与在检测检验本体处的至少一个过程变量期间的过程条件之间的对应值。在此尤其可以通过检验本体的电子控制部或作为生产线的部件的检测单元进行推导。因此检验模型的电子控制部可以执行推导,而不必动用生产线的控制部。这实现了以独立于确定的生产线的方式使用检验模型。

本发明还涉及一种用于制造相同的或类似的结构类型的玻璃器具的生产线,其包括:穿行生产线的用于至少一个玻璃器具的至少一个接纳部;用于沿着输送线移动至少一个接纳部的输送设备;关于形状和尺寸与玻璃器具匹配的至少一个检验模型,该至少一个检验模型代替玻璃器具被布置在所述至少一个接纳部之一处;以及用于在至少一个检验模型处检测至少一个过程变量的至少一个传感器装置。检验模型尤其可以根据上述实施方式构造。尤其地,生产线可以实施根据上述实施方式的方法之一。

接纳部在此涉及夹紧器件、固定器件或接纳器件,其用于将玻璃器具或检验模型集成到生产线中,尤其用于借助输送设备将接纳部移动至处理工位或从其中移走。至少一个检验模型尤其可以包括至少一个传感器装置。

根据生产线的另一个实施方式,生产线还包括至少一个预先限定的区段、尤其是在加热工位或改型工位之前、之内或之后的用于玻璃器具的预先限定的加工区段,在该加工区段之内检测至少一个过程变量。根据生产线的另一个实施方式,生产线还包括接收单元,尤其是至少部分地根据前述实施方式被处理的至少一个过程变量尤其是以无线的方式被转达至该接收单元处。

根据另一个实施方式,生产线包括至少一个控制部,所述至少一个控制部控制玻璃器具和/或检验模型的穿行。这尤其可以涉及尤其是在生产线的部分区段中对检验模型施加影响的过程条件的上述限制。此外如上所述,这可以涉及:部分地穿行生产线;由检验模型处的过程变量通过相互关系推导出玻璃器具处的过程变量。

附图说明

以下借助对本发明的优选的实施方式进行的描述根据所附的示例性附图对本发明的其他特性、特征和优点进行说明,在附图中:

图1示出了根据一个实施方式的检验模型的示意性侧视图,

图2示出了根据另一个实施方式的检验模型的示意性侧视图,

图3示出了在加热工位中的装入状态下的根据图1的检验模型的示意性侧视图,

图4示出了根据一个实施方式的生产线的示意图。

具体实施方式

图1和2分别示出了根据本发明的检验模型(Prüfattrappe)1。检验模型1包括具有柱形形状、环绕的外壳面和两个彼此对置的圆形的平坦的封闭面的基体3以及沿检验模型的纵向方向居中地延伸的中轴线M,该中轴线同时为检验本体柱体的对称轴线。

基体3例如具有约80mm的纵向延伸长度,传统上用于沿着生产线进行加工的玻璃半成品、构成为空心柱体的玻璃管的典型的长度。通常在对玻璃管加工期间例如通过借助改型工具引入凸肩几何形状、锥体几何形状或收缩几何形状或通过定长切断玻璃器具的限定的部分区段来改变玻璃管纵向延伸长度。基体3的沿径向方向的长度、即柱体的直径在检验模型1的整个纵向延伸长度上是恒定的。通常,玻璃器具在沿着生产线处理期间不超过所述直径。根据待制造的玻璃产品,玻璃半成品的直径和因此在形状和尺寸上与其相匹配的检验本体1的直径可以约为6至15mm、尤其6.85mm至10.85mm。应清楚,为了沿着生产线制造相同的或类似的结构类型的玻璃器具,预先限定的直径在半成品的制造公差之内变化。就此而言,图1和2的检验模型1的直径与玻璃半成品的原材料的预先限定的直径相匹配。由于对玻璃器具进行加工,玻璃器具的直径可能会沿纵向方向L变化。通过径向间距的走向(Verlauf)限定二维的轮廓,与周向方向U一起限定三维的轮廓。在旋转对称的本体中,观察包封部(Einhüllende)、即二维的轮廓就足够了。应清楚的是,关于具有不同的形状和尺寸、即轮廓的不同的玻璃产品,也可以沿着生产线提供具有基体3的相应地相匹配的直径或轮廓的不同的检验模型1。

基体3具有沿纵向方向L延伸的接纳区段5和检测区段7。应清楚的是,基体3也可以在基体3的沿纵向方向L的长度之内具有多个沿纵向方向相继地布置的接纳区段5和检测区段7以及沿纵向方向L交替的接纳区段5和检测区段7。接纳区段5尤其用于通过生产线的夹紧件、保持装置和/或固定设备接纳检验模型1并且以对应于玻璃器具的接纳区段的方式布置在检验模型1的基体3处。基体3具有接纳区段侧的纵向端部9和检测区段侧的纵向端部11作为封闭面。接纳区段5布置在基体3的接纳区段侧的纵向端部9处且检测区段7布置在基体3的检测区段侧的纵向端部11处。

接纳区段5的检测区段侧的边缘13可以通过中间区段17与检测区段的接纳区段侧的边缘15间隔开。该中间区段用于将受到过程条件影响的检测区段7与应尽可能不被过程影响的接纳区段5隔离,以便检验模型1即使在检测区段处的过程条件、例如表面温度变化的情况下仍可靠地、即例如以基体3不受由热引起的长度变化的影响的方式被保持在生产线的接纳部中。

基体3的接纳区段7还包括传输设备19,该传输设备可以将至少一个过程变量传输至生产线的数字接收单元。出于此目的,在图1中在接纳区段侧的封闭面21处连接有连接线缆23。就此而言,图1所示的实施方式示出了有线的检验模型。图2示出了尤其是无线的检验模型1的实施方式,在其中接收单元19包括无线传输设备(未示出)、尤其是近场传输设备,电池模块(未示出)和用于根据图1的至少一个过程变量的可选的有线传输的连接插座25。

检测区段9包括五个沿基体的纵向方向相继地布置的测量区域27。测量区域27中的每一个都具有测量部位29,在其中分别布置有传感器装置的部件、即测量感应器。测量区域27分别是沿纵向方向长度相同的柱形并且沿周向方向U具有相同的姿态(Lage)。测量部位29分别沿纵向方向居中地布置在测量区域27之内并且相对于彼此沿周向方向U布置在相同的高度上。优选地,传感器装置的部件分别以相同的方式构成,即测量部位29中的每一个都具有相同的测量感应器。因此将确保,将测量区域27暴露在相同的过程条件下导致至少一个过程变量的相同的测量信号。

为了沿着检测区段7检测表面温度,测量部位尤其是嵌入导热性能良好的金属测量区域27中。因此测量部位29不必位于暴露最大化的区域中。通过金属测量区段27的良好的导热性能在过程影响发生变化时快速地调节在测量区域上的平衡温度分布。

测量区段27中的每一个都可以通过热隔离层分别与相邻的测量区段27隔开。就此而言,限制了热传导到相应的测量区段27上,并且因此测量区段27中的每一个可以呈现传感器装置的彼此不关联的测量。通过由测量区段沿纵向方向、沿周向方向和/或沿径向方向对检测区域7进行恰当地分割,将实现沿纵向方向、沿周向方向和/或沿径向方向对基体的过程影响的空间分辨率

与此相对,接纳区段5和必要时引入的中间区段17的特征在于低导热性能、例如陶瓷材料的应用,使得几乎或完全不会由于变化的过程影响而损害基体3的在接纳区段5中通过生产线的接纳部的接纳能力。

应清楚的是,检测区段7既可以具有较少的也可以具有较多的测量区域27,以及相应的测量区域27在每个测量区域27中可以具有较多的或不同数量的测量部位29,尤其是也可以具有沿周向方向U和/或纵向方向L不同的分布。尤其地,传感器装置的不同的部件也可以检测至少一个过程变量中的不同的变量,例如在一个测量区域中的温度传感器可以与在相同的测量区域27中的压力传感器相邻。

被引入测量区域27或检测区段7中的测量感应器借助信号线缆31且必要时也借助供电线缆33与传输设备19连接,该供电线缆优选地以靠近中轴线M的方式、即以避免受到检测区域7中的过程影响的方式被安装在基体3中。在特别的实施方式中,至少一个过程变量从测量部位29至传输设备19的传输也可以无线地、例如通过光学和/或感应联接来实现。此外,为了保护电子联接,接纳区段5的陶瓷材料可以在径向高度R很小的基体3的区域中还延伸到检测区段7中。就此而言,金属测量区域27也可以设计成金属环,测量感应器以靠近表面的方式被引入其中。

图3示出了处于被装入加热工位中的状态下的图1的实施方式的检验模型。生产线的接纳部的夹紧爪35在此贴靠在基体3的接纳区段5中,使得夹紧爪沿纵向方向L与检测区段的接纳区段侧的边缘15具有一定的间距,尤其不超过所述边缘。尤其地,夹紧爪沿纵向方向未突入中间区段17中。在图3的实施方式中夹紧爪35是分段的,即设计成沿环绕方向仅局部地以施加力的方式与接纳区段接合。传统的夹紧爪系统在此具有尤其是三个星形布置的并且反向于基体的径向方向以施加力的方式与接纳区段5的外壳面接合的夹紧爪35。

测量区域27配设有气体燃烧器39的排气口37,在生产线加工运行中被点燃的气体混合物从该排气口中排出,该气体混合物具有气体排出压力和气体燃烧器火焰的顺畅地过渡至彼此中的不同的加热范围(Temperaturzonen)。基于气体燃烧器火焰的加热范围与相应的测量区域27的不同的间距,以不同的程度分别加热相邻的测量区域27。分别被引入测量区域27中的测量感应器也可以通过导热联接间接地检测至少一个过程变量、尤其是表面温度。一般而言,基于测量区域27的不同的加热在不同的测量部位29处产生至少一个过程变量的不同的信号值。在测量区域27暴露于气体火焰期间,类似于用于玻璃器具的加工方法,检验本体可以通过包括夹紧爪35的接纳部附加地围绕中轴线转动。

图4示出了形式为所谓的圆分度工作台的生产线41的部件的示意图。接纳部旋转座43在输送设备的框架下在围绕接纳部旋转座43的旋转轴线D的圆形的移动中确定生产线的接纳部的移动,其中接纳部穿行布置在圆分度工作台的不同的角度位置处的加工工位处。在此在12点角度位置上布置有输入和输出单元45,该输入和输出单元随着递增的角度位置交替地与加热工位47和改型工位49连接。输入和输出单元45用于通过生产线的接纳部放入和取出玻璃本体。在加热工位47中,沿着玻璃器具的纵向延伸长度通过夹紧爪35在接纳部中围绕中轴线M旋转以环绕在所述区域中的外壳面的方式均匀地加热待改型的区段,并且在改型工位49中,通过在检测区段侧插入玻璃管内部或从外部接合到玻璃管的外壳面上的改型工具将与柱形的初始形状不同的轮廓引入玻璃器具中。通过加热工位47和改型工位49的交替的布置,不同区段的沿着玻璃器具的纵向延伸长度L的多级的改型可以将复杂的轮廓,例如锥形几何形状、凸肩状几何形状或收缩状几何形状引入玻璃器具中。为了质量控制,例如关于沿着生产线检测几何形状偏差,可以在各工位之间或之内引入相应的测量技术。尤其地,输入和输出单元45可以关于玻璃中的损坏、例如划痕或裂缝对玻璃器具进行至少随机地输入检查或输出检查。

不同的测量区域27或测量部位29分别与燃烧器39的火焰的相应的加热范围或改型工具具有不同的间距,由此实现了空间分辨率。为了真实地构建实际的加工条件还可以设置检验本体1的不同的轮廓。应清楚的是,检验本体1的不同的轮廓通常不能被同一个检验本体1所覆盖。更确切地说,针对沿着生产线41的不同的加工区段,尤其是关于检测区段7中的轮廓可以使用具有不同的轮廓的不同的检验本体1,以便复验和必要时改正在生产线41的这个区段中的加工条件。就此而言,在生产线41的控制部(Steuerung)中可以规定,例如通过将相应的检验本体1的其他的信号、例如电子标志传送至生产线41的检测单元,检验本体1作为具有特定轮廓的检验本体由所述控制部来识别。此外必须通过控制部来提供用于检验本体1的不同的过程条件,尤其是在加热工位47处的更短的暴露时间。此外也规定了,将检验本体1以独立于输入和输出单元45的方式放入生产线41中且从其中取出。尤其地,生产线、尤其是其控制部应能够在加热工位47和/或改型工位47之前或之后放入和/或取出检验本体。

此前描述的实施例可以以不同的方式和方法组合。尤其地,方法方案也可以被用于装置的实施方式以及装置的应用并且反之亦然。补充地应当指出,“包括”不排除其他的元件或步骤并且“一个”不排除多个。在前述说明书、附图和权利要求中公开的特征无论是单独地还是以任意组合的形式对于以不同的设计方案实现本发明而言都很重要。

附图标记说明

1 检验模型

3 基体

5 接纳区段

7 检测区段

9 接纳区段侧的纵向端部

11 检测区段侧的纵向端部

13 接纳区段的检测区段侧的边缘

15 检测区段的接纳区段侧的边缘

17 中间区段

19 传输设备

21 接纳区段侧的封闭面

23 连接线缆

25 连接插座

27 测量区域

29 测量部位

31 信号线缆

33 供电线缆

35 夹紧爪

37 排气口

39 气体燃烧器

41 生产线

43 接纳部旋转座

45 输入和输出单元

47 加热工位

49 改型工位

D 旋转轴线

L 纵向方向

R 径向方向

U 周向方向。

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