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Title:
DEVICE AND METHOD FOR MEASURING DISTORTION DEFECTS IN A MANUFACTURED FLOAT GLASS STRIP
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2015/188802
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a method and a device for the rapid and reliable measuring of distortion defects in a manufactured float glass strip, having the following features: a) a linear inset LED light source (5) sweeping the breadth of the glass strip (4) to be examined, said light source having LEDs that are tightly packed one next to the other below a glass strip (4) to be examined, b) a linear cylindrical lens (8) which is arranged in parallel to the entire length of the inset LED light source (5) and the distance of which to the inset LED light source (5) is continuously variable, c) a light source (2) arranged above the glass strip (4), d) an array of at least 4 CCD cameras arranged above the glass strip (4), and a two-stage parallel signal evaluation unit.

Inventors:
SCHWAB LEONHARD (DE)
Application Number:
PCT/DE2015/000269
Publication Date:
December 17, 2015
Filing Date:
May 29, 2015
Export Citation:
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Assignee:
GRENZEBACH MASCHB GMBH (DE)
International Classes:
G01N21/896; G01N21/89
Domestic Patent References:
WO2013020542A12013-02-14
Foreign References:
DE102008019084A12009-10-29
DE102011109793A12013-02-14
EP2253948A12010-11-24
FR2983583A12013-06-07
EP0576011A11993-12-29
EP1288651B12004-04-21
DE102010046433B42012-06-21
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Claims:
Patentansprüche

Vorrichtung zur schnellen und sicheren Messung von Verzerrungsfehlern in einem produzierten Floatglas - Band mit den folgenden Merkmalen: f) einer zellenförmigen, die Breite des zu untersuchenden Glasbands (4) von unten durchleuchtenden, LED - Unterflur - Lichtquelle (5) mit dicht nebeneinander angeordneten, LEDs, wobei mindestens 2 Arten von LEDs mit unterschiedlicher Wellenlänge in beliebiger Folge verwendet werden, und die LED - Unterflur - Lichtquelle (5) im spitzen Winkel zu der Untersuchungsebene geneigt ist,

g) einer linienförmig, parallel zu der gesamten Länge der LED - Unterflur - Lichtquelle (5) angeordneten, Zylinder - Linse (8), deren Abstand zu der LED - Unterflur - Lichtquelle (5) stufenlos einstellbar ist, wobei diese unter dem Glasband (4) in der Ebene des Strahlengangs zwischen der LED - Unterflur - Leuchte (5) und einer Anordnung von 4, in einer Reihe angeordneten, CCD -Kameras (1) angeordnet ist, h) einer oberhalb des Glasbandes (4) angeordneten Lichtquelle (2), wobei diese in einem spitzen Winkel, gemessen von der Vertikalen in der Untersuchungsebene, zur selben Seite wie die LED - Unterflur - Lichtquelle (5) geneigt ist,

i) einer, über dem Glasband (4) angeordneten Anordnung von

mindestens 4 CCD - Kameras, wobei die Objektive dieser Kameras wahlweise mit einer Schlitzblende (16), einer Messer - Blende (18) und /oder einem dichroitischen und /oder einem trichroitischen Filter ausgestattet sein können,

j) einer zweistufigen parallelen Signalauswertung, wobei Bitmaps aus allen Kanälen parallel verarbeitet werden und weitere Daten von der Fertigungslinie mit einbezogen werden. Anspruch 2:

Vorrichtung nach Anspruch 1 ,

dadurch gekennzeichnet,

dass LEDs mit einer Wellenlänge, die der Farbe Grün entspricht und LEDs mit einer Wellenlänge, die der Farbe Blau entspricht, verwendet werden.

Anspruch 3:

Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2,

dadurch gekennzeichnet,

dass die LED - Unterflur - Lichtquelle (5) und die CCD - Kameras (1) sich bezüglich dem zu untersuchenden Glasband (4) gegenüber liegen und in ihrer optischen Verbindungsachse so zueinander geneigt sind, dass sie mittels eines flächenmäßig vorgelagerten unteren Lichtquellen - Schutzes (6) und mittels eines flächenmäßig vorgelagerten oberen Lichtquellen - Schutzes (3) vor Beschädigung sicher geschützt werden.

Anspruch 4:

Verfahren zur schnellen und sicheren Messung von Verzerrungsfehlern in einem produzierten Floatglas - Band mit den folgenden Merkmalen: d) das zu untersuchende Glasband (4) wird mittels eines zellenförmigen, die Breite des zu untersuchenden Glasbands (4) von unten

durchleuchtenden, LED - Unterflur - Lichtquelle (5) mit dicht nebeneinander angeordneten, LEDs, wobei mindestens 2 Arten von LEDs mit unterschiedlicher Wellenlänge in beliebiger Folge verwendet werden, und die LED - Unterflur - Lichtquelle (5) im spitzen Winkel zu der Untersuchungsebene geneigt ist, bestrahlt,

e) mittels der Einrichtung einer linienförmig, parallel zu der gesamten Länge der LED - Unterflur - Lichtquelle (5) angeordneten, Zylinder - Linse (8), deren Abstand zu der LED - Unterflur - Lichtquelle (5) stufenlos einstellbar ist, wobei diese unter dem Glasband (4) in der Ebene des Strahlengangs zwischen der LED - Unterflur - Leuchte (5) und einer Anordnung von mindestens 4 CCD -Kameras (1) über dem Glasband (4) angeordnet ist, wird der Strahlengang so fokussiert, dass eine punktförmige Abbildung einer LED in der Messebene einer, über dem Glasband (4) angeordneten, CCD - Kamera (1) erfolgt, f) es erfolgt während des Vorbeilaufs des Glasbands (4) eine zweistufige parallele Signalauswertung, wobei Bitmaps aus allen Kanälen parallel verarbeitet werden und weitere Daten von der Fertigungslinie mit einbezogen werden und eine besondere Genauigkeit der Ermittlung von Fehlstellen mittels eines besonderen mathematischen Algorithmus erreicht wird.

Anspruch 5:

Verfahren nach Anspruch 4,

dadurch gekennzeichnet,

dass LEDs mit einer Wellenlänge, die der Farbe Grün entspricht und LEDs mit einer Wellenlänge, die der Farbe Blau entspricht, verwendet werden.

Anspruch 6:

Verfahren nach Anspruch 4 oder 5,

dadurch gekennzeichnet,

dass die LED - Unterflur - Lichtquelle (5) und die CCD - Kameras (1) sich bezüglich des zu untersuchenden Glasbands (4) gegenüber liegen und in ihrer optischen Verbindungsachse so zueinander geneigt sind, dass sie mittels eines flächenmäßig vorgelagerten unteres Lichtquellen - Schutzes (6) und mittels eines flächenmäßig vorgelagerten oberen Lichtquellen - Schutzes (3) vor Beschädigung sicher geschützt werden.

Anspruch 7:

Computerprogramm mit einem Programmcode zur Durchführung der Verfahrensschritte nach deinem der Ansprüche 4 bis 6, wenn das

Programm in einem Computer ausgeführt wird.

Anspruch 8:

Maschinenlesbarer Träger mit dem Programmcode eines

Computerprogramms zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 4 bis 6, wenn das Programm in einem Computer ausgeführt wird.

Description:
VORRICHTUNG UND VERFAHREN ZUR MESSUNG VON VERZERRUNGSFEHLEM IN EINEM PRODUZIERTEN

FLOATGLAS-BAND

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung und ein Verfahren zur schnellen und sicheren Messung von Verzerrungsfehlern in einem produzierten Floatglas - Band. Es ist hierbei eine ganzflächige Messung der Dicken - und der Brechkraft - Variation möglich.

Zum Stand der Technik sind aus der Patentschrift EP 1 288 651 B1 ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Ermittlung von optischen Fehlern bekannt.

Der Oberbegriff des Patentanspruchs 1 geht hierbei aus von einer Vorrichtung zur

Ermittlung von optischen Fehlern, insbesondere der Brechkraft, in großflächigen

Scheiben aus einem transparenten Werkstoff wie Glas mittels einer Auswertung des beobachteten Bildes, umfassend die folgenden Merkmale:

Eine Lichtquelle zum Projizieren eines definierten Musters aus regelmäßigen

Sequenzen, wobei die Sequenzen wenigstens zwei unterschiedliche Lichtintensitäten umfassen; Mittel zum Anordnen der Scheibe in den Strahlengang der Projektion, und als weiteres Merkmal, eine Kamera, wobei Sequenzen des Musters auf Pixel der

Kamera gerichtet sind.

Dieser Patentschrift liegt unter anderem die Zielsetzung zugrunde, eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 anzugeben, mit der optische Fehler in wenigstens einer Dimension einer Scheibe ermittelbar sind.

Hierzu ist, nach den Angaben im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 , unter Schutz gestellt worden, dass die Lichtquelle eine als Leuchtmatrix ausgebildete Leuchtwand aus einer Vielzahl von selektiv, vorzugsweise Zeilen- und/oder spaltenweise

ansteuerbaren LEDs ist.

Zum Stand der Technik ist weiter aus der, auf die Anmelderin eingetragenen, DE 10 2010 046 433 B4 eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Detektieren von Fehlstellen in kontinuierlich erzeugtem Float - Glas bekannt. Dieser Druckschrift liegt die

Zielsetzung zugrunde, eine Vorrichtung und ein Verfahren vorzustellen mit dem während des laufenden Prozesses der Erzeugung eines Bandes aus flüssigem Glas, einem so genannten Float - Glas, die Bildung von Fehlstellen, zum Beispiel in der Form von Einschlüssen, Blasen oder ähnlichen unerwünschten Erscheinungen, ständig zu detektieren und zu überwachen.

Zur Erreichung dieser Zielsetzung ist, nach den Angaben im Patentanspruch 1 dieser Druckschrift, unter Schutz gestellt worden, dass eine Vorrichtung zum Detektieren von Fehlstellen in einem kontinuierlich erzeugten Float - Glasband mittels der Prüfung eines quer zur Förderrichtung verlaufenden, im Durchlicht beobachteten Glas - Streifens dadurch gekennzeichnet ist, dass sie die folgenden Merkmale aufweist:

a) eine modulartig aufgebaute Befestigungsbrücke für Scansensoren die

entsprechend der Breite des zu prüfenden Float - Glasbandes ausgelegt ist, wobei die Scansensoren hinsichtlich ihres Erfassungsbereiches diese Breite lückenlos abdecken und das Float - Glasband mittels eines linienförmigen Leuchtmittels mit konstantem Lichtstrom und eines angrenzenden linienförmigen Leuchtmittels mit oszillierendem Lichtstrom lückenlos durchleuchtet wird, b) eine jedem Scansensor zugeordnete Justiereinrichtung die eine Veränderung der Lage jedes Scansensors entlang der 3 Raumkoordinaten in positiver und negativer Richtung ermöglicht,

c) eine jedem Scansensor zugeordnete einschwenkbare Target - Einrichtung in der Form einer künstlichen Messebene zur genauen Ausrichtung eines Scansensors auf die Oberfläche des Float - Glasbandes,

d) eine Kühleinrichtung zur Kühlung der Leuchtmittel

Des Weiteren ist aus dem Stand der Technik die Druckschrift WO 2013/020542 A1 bekannt, die ebenfalls auf die Anmelderin zurückgeht, und die ein Verfahren und eine Vorrichtung zur sicheren Detektion von Materialfehlern in transparentem Werkstoff beschreibt. Dieser Druckschrift liegt die Zielsetzung zugrunde, eine Vorrichtung und ein Verfahren vorzustellen mit dem alle möglichen Fehler die in transparentem Werkstoff, insbesondere Glas, auftreten können, sicher detektieren und typisieren zu können. Zudem soll für den Anwender jederzeit erkennbar sein, dass die Sicherheit des Betriebs der Vorrichtung, bzw. des Verfahrens, gewährleistet ist.

Das Erreichen dieser Zielsetzung wird gemäß den Angaben im Patentanspruch 1 , erreicht, mit einer Vorrichtung zur sicheren Detektion von Materialfehlern in einem kontinuierlich erzeugten Band aus transparentem Werkstoff mittels der Prüfung eines quer zur Förderrichtung verlaufenden, im Durchlicht und Auflicht beobachteten,

Streifens eines Bandes aus diesem Werkstoff, die durch die folgenden Merkmale gekennzeichnet ist: a) ein Befestigungs - Portal in der Breite des zu prüfenden transparenten

Werkstoffs dient als Träger von Zeilenkameras, wobei die Zeilenkameras hinsichtlich ihres Erfassungsbereiches diese Breite lückenlos abdecken und das Werkstoff - Band mittels eines linienförmigen Leuchtmittels mit konstantem Lichtstrom und eines angrenzenden linienförmigen Leuchtmittels mit

oszillierendem Lichtstrom lückenlos durchleuchtet wird, und wobei eine zusätzliche Hellfeld - Beleuchtung den durchsuchten Streifen im Auflicht beleuchtet,

b) das Befestigungs - Portal dient zusätzlich als Träger von weiteren

Zeilenkameras, deren optische Achsen zu der der Zeilenkameras leicht geneigt sind, wobei auch die Zeilenkameras hinsichtlich ihres Erfassungsbereiches die genannte Breite lückenlos abdecken, wobei die Zeilenkameras ein Strichgitter beobachten, das sich an der Oberfläche des Leuchtmittels befindet und wobei der untersuchte Streifen mit einer Dunkelfeld - Beleuchtung im Auflicht beleuchtet wird,

c) eine Vorrichtung zur Überwachung der Funktion der Leuchtmittel und der

Kameras.

Der vorliegenden Erfindung und dem zugehörigen Verfahren liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung und ein Verfahren zur verbesserten Detektion und

Klassifizierung von Materialfehlern in einem bewegten transparentem Medium

vorzustellen.

Diese Aufgabe wird mit einer Vorrichtung nach Patentanspruch 1

Vorrichtung zur schnellen und sicheren Messung von Verzerrungsfehlern in einem produzierten Floatglas - Band mit den folgenden Merkmalen: a) einer zellenförmigen, die Breite des zu untersuchenden Glasbands (4) von unten durchleuchtenden, LED - Unterflur - Lichtquelle (5) mit dicht nebeneinander angeordneten, LEDs, wobei mindestens 2 Arten von LEDs mit unterschiedlicher Wellenlänge in beliebiger Folge verwendet werden, und die LED - Unterflur - Lichtquelle (5) im spitzen Winkel zu der Untersuchungsebene geneigt ist,

b) einer linienförmig, parallel zu der gesamten Länge der LED - Unterflur - Lichtquelle (5) angeordneten, Zylinder - Linse (8), deren Abstand zu der LED - Unterflur - Lichtquelle (5) stufenlos einstellbar ist, wobei diese unter dem Glasband (4) in der Ebene des Strahlengangs

zwischen der LED - Unterflur - Leuchte (5) und einer Anordnung von 4, in einer Reihe angeordneten, CCD -Kameras (1) angeordnet ist, c) einer oberhalb des Glasbandes (4) angeordneten Lichtquelle (2), wobei diese in einem spitzen Winkel, gemessen von der Vertikalen in der Untersuchungsebene, zur selben Seite wie die LED - Unterflur - Lichtquelle (5) geneigt ist,

d) . einer, über dem Glasband (4) angeordneten Anordnung von mindestens 4 CCD - Kameras, wobei die Objektive dieser Kameras wahlweise mit einer Schlitzblende (16), einer Messer - Blende (18) und /oder einem dichroitischen und /oder einem trichroitischen Filter ausgestattet sein können,

e) einer zweistufigen parallelen Signalauswertung, wobei Bitmaps aus allen Kanälen parallel verarbeitet werden und weitere Daten von der Fertigungslinie mit einbezogen werden.

Desweiteren wird beansprucht,

dass LEDs mit einer Wellenlänge, die der Farbe Grün entspricht und LEDs mit einer Wellenlänge, die der Farbe Blau entspricht, verwendet werden. Eben so wird beansprucht, dass die LED - Unterflur - Lichtquelle (5) und die CCD - Kameras (1) sich bezüglich dem zu untersuchenden Glasband (4) gegenüber liegen und in ihrer optischen Verbindungsachse so zueinander geneigt sind, dass sie mittels eines flächenmäßig vorgelagerten unteren Lichtquellen - Schutzes (6) und mittels eines flächenmäßig vorgelagerten oberen Lichtquellen - Schutzes (3) vor Beschädigung sicher geschützt werden. bzw. einem Verfahren nach Patentanspruch 4

Verfahren zur schnellen und sicheren Messung von Verzerrungsfehlern in einem produzierten Floatglas - Band mit den folgenden Merkmalen:

a) das zu untersuchende Glasband (4) wird mittels eines zellenförmigen, die Breite des zu untersuchenden Glasbands (4) von unten

durchleuchtenden, LED - Unterflur - Lichtquelle (5) mit dicht

nebeneinander angeordneten, LEDs, wobei mindestens 2 Arten von LEDs mit unterschiedlicher Wellenlänge in beliebiger Folge verwendet werden, und die LED - Unterflur - Lichtquelle (5) im spitzen Winkel zu der Untersuchungsebene geneigt ist, bestrahlt,

b) mittels der Einrichtung einer linienförmig, parallel zu der gesamten Länge der LED - Unterflur - Lichtquelle (5) angeordneten, Zylinder - Linse (8), deren Abstand zu der LED - Unterflur - Lichtquelle (5) stufenlos einstellbar ist, wobei diese unter dem Glasband (4) in der Ebene des Strahlengangs zwischen der LED - Unterflur - Leuchte (5) und einer Anordnung von mindestens 4 CCD -Kameras (1) über dem Glasband (4) angeordnet ist, wird der Strahlengang so fokussiert, dass eine punktförmige Abbildung einer LED in der Messebene einer, über dem Glasband (4) angeordneten, CCD - Kamera (1) erfolgt, c) es erfolgt während des Vorbeilaufs des Glasbands (4) eine zweistufige parallele Signalauswertung, wobei Bitmaps aus allen Kanälen parallel verarbeitet werden und weitere Daten von der Fertigungslinie mit einbezogen werden und eine besondere Genauigkeit der Ermittlung von Fehlstellen mittels eines besonderen mathematischen Algorithmus erreicht wird.

Außerdem wird beansprucht.dass LEDs mit einer Wellenlänge, die der Farbe Grün entspricht und LEDs mit einer Wellenlänge, die der Farbe Blau entspricht, verwendet werden.

Desweiteren beanspruchen wir.dass die LED - Unterflur - Lichtquelle (5) und die CCD - Kameras (1) sich bezüglich des zu untersuchenden Glasbands (4) gegenüber liegen und in ihrer optischen Verbindungsachse so zueinander geneigt sind, dass sie mittels eines flächenmäßig vorgelagerten unteres Lichtquellen - Schutzes (6) und mittels eines flächenmäßig vorgelagerten oberen Lichtquellen - Schutzes (3) vor Beschädigung sicher geschützt werden. Eben so ein Computerprogramm mit einem Programmcode zur Durchführung der Verfahrensschritte , wenn das Programm in einem Computer ausgeführt wird. Es wird weiterhin beansprucht, ein

Maschinenlesbarer Träger mit dem Programmcode eines

Computerprogramms zur Durchführung des Verfahrens , wenn das Programm in einem Computer ausgeführt wird.

gelöst. Die Erfindung wird im Folgenden näher beschrieben.

Es zeigen dabei im Einzelnen:

Fig.1 : eine Darstellung der Vorrichtung nach der Erfindung

Fig.2:eine Übersicht über relevante Glasfehler

Fig.3: das Prinzip der Lichtmischung und Fokussierung

Fig.4: die Verwendung verschiedener Wellenlängen als Messprinzip

Fiq.5: die Verwendung einer trichroitischen Blende

Fig.6: eine Signal - Auswertung bezüglich der Lage von Blasen im Glasband

Die Fig.1 zeigt eine Darstellung der Vorrichtung nach der Erfindung.

Mit 4 ist hierbei das zu untersuchende Glasband oder die jeweilige Glasscheibe bezeichnet. Die CCD - Kamera 1 steht in dieser Darstellung für eine von vier oder mehreren nebeneinander angeordneten CCD - Kameras die zusammen, in einer bestimmten Höhe über dem Glasband angeordnet, die gesamte Breite des zu untersuchenden Glasbandes optisch erfassen. Eine Lichtquelle 2 beleuchtet das Glasband von oben in einer gestrichelt dargestellten Untersuchungsebene. Mit 5 ist eine zellenförmige LED - Unterflur - Lichtquelle, bestehend aus einer Vielzahl von nebeneinander angeordneten LEDs, gekennzeichnet. Ein oberer Lichtquellen - Schutz 3 und ein zweiteiliger unterer Lichtquellen - Schutz 6 sorgen für den Schutz der ausfallsicheren LEDs. Die gezeigte Anlage ist auch deshalb sehr störsicher und langlebig.

Die Fig.2 zeigt eine Übersicht über relevante Glasfehler. In der Fig.2a) ist ein, frisch aus der Schmelze des Brennofens auslaufendes Glasband nach der Kühlstrecke im Schnitt gezeigt. Mit 4 ist hierbei in der Mitte der nutzbare Bereich des Glasbandes dargestellt, während links und rechts die beiden Randbereiche, durch den Produktionsprozess verursacht, Aufwölbungen und Stauungen aufweisen die verzerrte Bereiche 7 darstellen, deshalb wirtschaftlich nicht nutzbar sind und später abgetrennt werden. Die Laufrichtung des Glasbandes ist hier mit Y bezeichnet und die, im rechten Winkel quer zur Laufrichtung verlaufende, Richtung mit X.

In der Fig.2b) ist ein im nutzbaren Bereich des Glasbands 4 detektierter Einschluss 8 gezeigt, der an der Oberfläche des Glasbands 4 auf einer oder beiden Seiten einen, überhöht dargestellt, verzerrten Bereich 7 ( Verflachung oder Verdickung ) des Glasbands 4 darstellt. Die Laufrichtung Y des Glasbands ist hier in der Querrichtung zur Bildebene angenommen.

Die Fig.3 zeigt das Prinzip der Lichtmischung und Fokussierung.

In der Fig. 3a) ist ein Ausschnitt aus einer linienförmigen LED - Unterflur - Lichtquelle 5 gezeigt, bei der von einigen LEDs austretende Lichtstrahlen zu sehen sind die durch eine Zylinder - Linse 9 hindurchtreten, danach das zu untersuchende Glasband durchlaufen und zuletzt in einer CCD - Kamera 1 registriert werden. Von der Zylinder - Linse 9 ist hier ebenfalls ein Ausschnitt dargestellt. Die LED - Lichtquelle 5 und die Struktur der gezeigten Zylinder - Linse 9 erstrecken sich dabei über die gesamte Breite des zu untersuchenden Glasbands 4.

In der Fig.3c) ist dieser Sachverhalt im Prinzip ohne den Strahlengang durch die

Zylinder - Linse 9 dargestellt.

Das gezeigte Prinzip der LED - Kollimation mittels der Zylinder - Linse 9 ermöglicht große Abstände der LED - Beleuchtung ohne wesentliche Verluste an Intensität und eine hohe Empfindlichkeit bezüglich zu erfassender Verzerrungsfehler. Der

Strahlengang zwischen der, im Wesentlichen punktförmigen, Lichtquelle wie sie eine LED darstellt, und der Aufnahme - Ebene einer CCD - Kamera 1 lässt sich dabei mittels einer Veränderung des Abstandes zwischen der LED - Lichtquelle 5 und der Zylinder - Linse 9 fast beliebig anpassen.

In der Fig. 3b) ist die Verteilung der Strahlintensität einer LED, die in einer CCD - Kamera registriert wird, dargestellt. Die Position des Peaks auf der CCD - Zeile hängt von der Glasdicke, bzw. von dem Dicken - oder Brechkraftgradienten in X - Richtung des Glases ab. Durch genaue Messung der Positions - Verschiebung im Vergleich zu fehlerfreiem Glas ergibt sich die lokale Verzerrung des Glases in X - Richtung.

Eine CCD - Kamera 1 hat als kleinste Auflösung die Möglichkeit der Registrierung von zu detektierenden Fehlern im Glasband die Breite eines Pixels zur Verfügung. Die Breite eines Pixels beträgt etwa 10 pm. Da die Fläche der in der Fig.3b dargestellten Verteilungs - Kurve , die in etwa einer so genannten Gauß - Verteilung entspricht, größer ist als ein Pixel, ist es zur Erreichung einer hohen Empfindlichkeit des

erfindungsgemäßen Mess - Systems notwendig, die Lage des so genannten

Schwerpunkts dieser Verteilung zu ermitteln. Dies wird mittels eines speziellen mathematischen Algorithmus erreicht. Damit kann die Lage des Schwerpunkts auf der CCD - Zeile mit einer Sub - Pixel - Genauigkeit, zum Beispiel von 0,1 Pixel ( 1 pm ) bestimmt werden. Die lokale Verzerrung kann mit der Anordnung an vielen Punkten zum Beispiel im Abstand von Delta -x gemessen werden. Alle lokalen Verzerrungen

zusammengenommen ergeben ein komplettes Querprofil der Variation in X - Richtung. Aufgrund der vollflächigen Messung durch aufeinanderfolgende Querprofile und der Stetigkeit der Glasoberfläche kann aus der Variation in X - Richtung auch die Variation in Y - Richtung berechnet werden

Die Fig.4 zeigt die Verwendung verschiedener Wellenlängen als Messprinzip.

In der Fig.4a) ist ein vergleichbares Bild wie in der Fig.3a) zu sehen, jedoch mit dem Unterschied, dass anstelle einer linienförmigen Anreihung einer bestimmten Art von LEDs, deren zwei hinsichtlich der emittierten Wellenlänge unterschiedliche als LED - Lichtquelle 5 gezeigt sind. Hierbei sind mit dem Bezugszeichen 11 grüne LEDs gekennzeichnet, während blaue LEDs mit 12 bezeichnet sind. Wesentlich hierbei ist die Tatsache, dass LEDs mit unterschiedlichen Wellenlängen verwendet werden. Es wurden hier lediglich beispielhaft LEDs mit grüner Färbung und LEDs mit blauer Färbung verwendet. Dies ermöglicht die Einrichtung von zwei oder mehr, aber verschieden und getrennt, gleichzeitig zu betreibenden Messkanälen.

In Fig.4b) ist die Intensitätsverteilung quer zur CCD - Zeile dargestellt, wie sie sich durch Verwendung einer geeigneten Messerblende ergibt.

Bei dieser Kombination mehrerer unterschiedlicher LEDs in einer Beleuchtung werden zum Beispiel Blau und Grün unabhängig von verschiedenen Zeilen mit jeweils angepasster Apertur und Verstärkung registriert.

Die Fig.5 zeigt die Verwendung einer trichroitischen Blende.

Die Darstellung der Verhältnisse in der Fig.5 entspricht in vielen Teilen der Darstellung der Fig.4. Die Fig.5 zeigt wieder eine Beleuchtung des zu untersuchenden Glasbandes mittels LEDs von unterschiedlicher Wellenlänge.

Bei der trichroitischen Blende in Fig. 5 geht es darum das Bildfeld und die Intensität für die unterschiedlichen Wellenlängen zu kontrollieren:

Für die Farbe rot in Reflexion ist die Intensität am geringsten ( Glas hat nur 4%

Reflexionsgrad pro Oberfläche, d.h. insgesamt nur 8% ). Deshalb wird für die Farbe rot die gesamte Blendenöffnung benötigt. Im Transmissionsgrad von Glas bedeutet: 100% -8% = 92%. Deshalb kann der

Lichtstrom mit einer kleineren Blendenöffnung ( Blendenfläche ) reduziert werden.

Für die Messung der Verzerrung mit den blauen LEDs genügt eine sehr kleine Öffnung, weil es nur darum geht die Lichtpunkte der LEDs auf der CCD-Zeile zu sehen. Dies wird durch die Schlitzblende realisiert. Die Ausformung als Schlitz hat den Vorteil, dass die Strahlablenkung in y-Richtung keinen Einfluss hat. Der Schlitz dient nicht der

Einengung des Gesichtsfeldes.

Für die grüne Wellenlänge soll außer dem Lichtstrom auch das Gesichtsfeld

eingeschränkt werden, so dass sich eine Strahlablenkung in y-Richtung zusätzlich auf die Intensität auswirkt.

Die grünen LEDs dienen im vorliegenden Beispiel vorzugsweise der Messung der Strahlablenkung in der Richtung des laufenden Glasbands ( Y-Richtung ). Aufgrund der vollflächigen Messung und der Stetigkeit der Glasoberfläche kann aus der Detektion der Variation in Y - Richtung auch die Variation in X - Richtung berechnet werden.

Die Kombination der aufgezeigten LED - Beleuchtung mit einer trichroitischen Blende ermöglicht eine ganzflächige Messung der Dicke, sowie Dicken - und Brechkraft - Variation.

Die Fig.6 zeigt eine Signal - Auswertung bezüglich der Lage von Blasen im Glasband.

In der Fig.6 ist ein Glasband 4 mit einer, im Laufe des Produktionsprozesses sich fortbewegenden Einschlusses ( zum Beispiel einer Luftblase ) 8 gezeigt, wobei diese Bewegung mittels einer CCD -Kamera 1 verfolgt wird.

Neben Verzerrungen zählen Einschlüsse zu den wichtigsten Fehlerarten, die in der Glasproduktion klassifiziert werden müssen. Viele Einschlüsse verursachen

Verzerrungen und können dadurch als relevante Fehler charakterisiert werden.

Insbesondere kleine Einschlüsse in dicken Gläsern verursachen jedoch keine

Verzerrung. Deshalb müssen andere Methoden zu deren Klassifizierung angewandt werden. Zur Detektion wird hierbei das Glasband 4 von einer Lichtquelle 2 mit roter Lichtemission unter einem Winkel von etwa 15 Grad zur Senkrechten beleuchtet. Der von der Lichtquelle 2 ausgesandte Lichtstrahl wird hierbei einmal an der Oberfläche des Glasbands 4 reflektiert und gebrochen, durch das Glasband weiter geleitet, an der Unterfläche des Glasbands 4 reflektiert und dann vor dem Austritt aus dem Glasband 4 erneut gebrochen und kann dann gemessen werden. Ein Einschluss (z.B. Luftblase) unterbricht den Lichtstrahl auf dem Hinweg und auf dem Rückweg nach der Reflexion. In der CCD-Zeile erscheint der Einschluss deshalb doppelt mit einem Schatten bzw. Echo während sich das Glasband weiterbewegt. Aus der Messung des zeitlichen Abstandes des Fehlerbildes und seines Echos lassen sich dann zusammen mit der Bandgeschwindigkeit die sog. Echo - Distanz und die jeweilige Höhenlage dieses Einschlusses ( Luftblase ) 8 berechnen.

Es erfolgt während des Vorbeilaufs des Glasbands (4) eine zweistufige parallele Signalauswertung, wobei Bitmaps aus allen Kanälen parallel verarbeitet werden und weitere Daten von der Fertigungslinie mit einbezogen werden und eine besondere Genauigkeit der Ermittlung von Fehlstellen mittels eines besonderen mathematischen Algorithmus erreicht wird.

Bezugszeichenliste CCD - Kamera

Lichtquelle ( rot )

oberer Lichtquellen - Schutz

Glasband oder Glas - Scheibe

LED - Unterflur - Lichtquelle

unterer Lichtquellen - Schutz

verzerrter Bereich

Einschluss oder Luftblase

Zylinder - Linse

Peak

grüne LEDs

blaue LEDs

CCD - Kamera - Zeile

Abbildung der Zylinder - Linse

Dichroitisches Filter ( stoppt Blau )

Schlitzblende

Video - Signal grün ( gleichmäßige Intensität ) Messer - Blende

Trichroitisches Filter

Echo - Distanz

Höhen - Lage eines Einschlusses im Glasband