DE102004005019A1

DE102004005019A1 - Verfahren zur Bestimmung der Tiefe eines Fehlers in einem Glasband

Info

Publication number: DE102004005019A1
Application number: DE102004005019A
Authority: DE
Inventors: Rolf Dr. Kubiak; Paul Dr. Weigt; Ulrich Pingel
Original assignee: Isra Glass Vision GmbH
Current assignee: Isra Glass Vision GmbH
Priority date: 2004-01-30
Filing date: 2004-01-30
Publication date: 2005-08-18
Also published as: WO2005073698A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung der Tiefe eines Fehlers in einem mit einer Geschwindigkeit an einer ersten Kamera vorbeigeförderten Glasband, wobei die Kamera durch das Glasband hindurchtretendes Licht beobachtet und mit Auswertemitteln verbunden ist. Ein Verfahren, mit dem die Tiefe eines Fehlers in einem Glasband zuverlässig ermittelt werden kann, wird dadurch geschaffen, dass die Auswertemittel, ausgehend von dem zeitlichen Abstand der Beobachtung desselben Fehlers, dessen Tiefe in dem Glasband berechnen. Eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zeichnet sich dadurch aus, dass die Auswertemittel einen ersten Eingang aufweisen, dem die Fördergeschwindigkeit des Glasbandes zugeführt wird, einen zweiten Eingang aufweisen, dem beobachtete Fehler und der Zeitpunkt der Beobachtung zugeführt werden, und drittens Speicher- und Rechnermittel aufweist, die, ausgehend von der Übereinstimmung einzelner Charakteristika von Fehlern, die Erfassungszeitpunkte eines Fehlers zuordnen und damit die Tiefe des Fehlers errechnen.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zur Bestimmung der Tiefe eines Fehlers in einem mit einer Geschwindigkeit an einer ersten Kamera vorbei geförderten Glasband, wobei die Kamera durch das Glasband hindurchtretendes Licht beobachtet und mit Auswertemitteln verbunden ist.

Aus der Praxis sind eine Vielzahl von Verfahren und Vorrichtungen zum Überprüfen von Glas, insbesondere von Floatglas, bekannt, bei denen das Glas auf Produktionsfehler bei der Herstellung beispielsweise am Ausgang einer Floatglasanlage, durch optische Untersuchung des Materials überprüft werden. Hierbei werden die detektierten Fehler wahlweise durch Ansteuern eines Farbflecksprühgerätes oder durch digitale Speicherung und lokale Zuordnung in dem Glasband registriert und bei der weiteren Bearbeitung berücksichtigt. Problematisch bei den bekannten Verfahren und Vorrichtungen ist insbesondere die Detektion von sehr kleinflächigen Fehlern. Ferner wird nicht nach der Art und der Lage der Fehler unterschieden, was die Beeinflussung des Herstellungsprozesses zur Vermeidung weiterer Fehler verhindert.

Insbesondere von Interesse als Parameter für die Beeinflussung des Herstellungsprozesses ist die Tiefe eines Fehlers, da aufgrund der Tiefe mit sehr großer Wahrscheinlichkeit auf den Zeitpunkt der Entstehung des Fehlers geschlossen werden kann, und damit der entsprechende Bereich entsprechend beeinflußt oder geregelt werden kann. Insbesondere können Fehler im Inneren des Glasbandes nicht durch äußere Einwirkungen entstanden sein, sondern werden in der Regel auf den Schmelzprozeß zurückzuführen sein.

WO 98 17 971 A2 beschreibt eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Messen des Verlaufs reflektierender Oberflächen, insbesondere Glas, bei dem ein Hell-Dunkel-Muster im Glas gespiegelt wird und das Spiegelbild über eine Zeilen- Kamera beobachtet wird und örtliche Änderungen der Geometrie des Glases durch Veränderungen des Spiegelbilds auf der Kamera detektiert werden. Hierbei ist es möglich, die beiden Reflektionen, die an den Grenzflächen des Glases entstehen, jeweils getrennt zu erfassen und auszuwerten. Das bekannte Verfahren ist für die Ermittlung von kleinen Defekten wenig geeignet, weil eine Veränderung in der beobachteten Reflektion nur von den hellen, nicht jedoch von den dunklen beobachteten Bereichen zuverlässig bestimmbar ist.

EP 0 485 043 A2 beschreibt ein Verfahren und eine Vorrichtung zum untersuchen von Floatglas, bei dem das von einem Laser ausgesandte Licht über einen Strahlteiler in zwei parallele Strahlen geteilt wird, die über einen Umlenkspiegel auf ein Glasband gelenkt werden, wobei ein erster Teilstrahl an der Plattenoberfläche reflektiert wird und ein zweiter Teilstrahl an der Plattenunterseite reflektiert wird, wobei die entsprechenden Strahlen über einen weiteren Umlenkspiegel durch eine aufwendige Zerhackeinrichtung mit Schlitzen zum Hindurchtretenlassen des Lichts geschickt werden, wohinter sie auf einen lichtempfindlichen Detektor mit hieran angeschlossener Auswerteeinrichtung fallen. Das Verfahren ist grundsätzlich geeignet, Glasfehler wie Blasen oder Einschlüsse oder Schwankungen in der Homogenität oder Unebenheiten in der Oberfläche zu lokalisieren, wobei aufgrund der Auswerteeinrichtung nachgeschalteten Signalverarbeitungsstufe die Auftrefforte den festgestellten Qualitäten zugeordnet werden können.

DE 41 39 094 A1 beschreibt ein Meßverfahren zum Ermitteln von Störstellen in Flachglas auf der Basis eines Transmissionsmeßverfahrens, bei dem nur das an Störstellen reflektierte oder gebeugte Licht auf einen zum Beispiel als CCD-Zeile ausgebildeten photoelektrischen Empfänger fällt.

DE 38 00 053 A1 beschreibt eine Einrichtung zum Überprüfen eines wenigstens an einer Oberfläche reflektierenden Materials auf Verunreinigungen oder Fehler, wobei bei einem Ausführungsbeispiel ein Laser ein drehendes Spiegelrad beleuchtet, welches Spiegelrad den Laserstrahl auf einen Hohlspiegel in Abhängigkeit von dem Winkel zurückwirft, von wo aus der Laserstrahl auf den Prüfkörper aus transparentem Material reflektiert wird. An der Oberseite bzw. der Unterseite werden die zurückgeworfenen Laserstrahlen wenigstens teilweise reflektiert und auf einen weiteren Hohlspiegel gerichtet, von wo aus sie auf einen Fotoempfänger und eine hieran angeschlossene Auswertelektronik abgebildet werden. Durch die Drehbewegung des Spiegelrads werden die über den Hohlspiegel reflektierten Laserstrahlen in der Art einer Abtastbewegung entlang einer Abtastlinie auf das Material auftreffen, wobei aus einer Änderung der an dem Fotoempfänger erfaßten Lichtintensität auf einen Fehler im Strahlengang geschlossen wird, wobei Anfang und Ende sowie Mittelpunkt des Zeitraums der Intensitätsänderung bei Kenntnis von Einfall- und Ausfallwinkel zurückgerechnet werden auf die Lage des Fehlers. Alternativ zur Reflektionsüberprüfung kommt die Transmissionsüberprüfung in Betracht. Eine weitere Alternative nutzt ein unterhalb des Materials angeordnetes Beugungsgitter, um Laserlicht normal auf das Material einfallen zu lassen und es in eine Richtung entsprechend dem Beugungsgitter seitlich abzulenken. Das Material wird unter der Einrichtung hinweg gefördert und dadurch sukzessive in den mit den Lichtstrahlen angedeutete Bereichen über eine Abtastlinie abgetastet. Nachteilig bei der bekannten Einrichtung ist einerseits, daß durch die Anordnung des Spiegelrads über einen voreingestellten Zeitraum d er gesamte Bereich der Abtastlinie abzutasten ist, wobei aufgrund der Dicke des Materials ein bestimmter Bereich überhaupt nicht abgetastet werden kann. Darüber hinaus erfordert die Anordnung des Hohlspiegels zum Überstreichen der Abtastlinie einen breiten Zugang zu dem Material, wodurch Fremdlicht und andere störende Reflexe in der Auswertung fälschlich zu Annahme führen können, es liegen Fehler vor.

Es ist die Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 anzugeben, mit dem die Tiefe eines Fehlers in einem Glasband zuverlässig ermittelt werden kann.

Diese Aufgabe wird bei dem eingangs genannten Verfahren erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 dadurch gelöst, dass die Auswertemittel ausgehend von dem zeitlichen Abstand der Beobachtung desselben Fehlers dessen Tiefe in dem Glasband berechnen.

Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht nicht nur eine genaue Bestimmung der Lage des Fehlers in Förderrichtung und in der hierzu senkrechten Ebene, die die Breite des Glasbandes definiert, sondern darüber hinaus auch der Höhe innerhalb des Glasbandes, so dass insbesondere im Falle von Einschlüssen, aber auch von Blasen oder anderen im Wesentlichen punktförmigen Verunreinigungen in dem Glasband ein Schluss auf das Herstellungsverfahren ermöglicht wird. Hierbei kann jeder Fehler, der die Transmission herabsetzt, detektiert werden, wobei Intensitätsschwankungen bis herunter zu 1 % der erfassten Intensität durch eine Kamera gemessen werden kann. Hierdurch können insbesondere vorteilhafte Rückschlüsse auf die Entstehungsgeschichte des Fehlers erfolgen und eine Optimierung bzw. eine Regelung des Schmelzprozesses ist möglich. Durch die Identifizierung der Fehler nach ihrer Art und Tiefe kann der Produktionsprozess laufend verbessert werden, so dass die Ausbeute des Herstellungsverfahrens zur Herstellung eines Glasbandes insgesamt verbessert wird.

Grundsätzlich kann jede Art von Fehler durch das erfindungsgemäße Verfahren detektiert werden, gleich ob dieser an den Grenzflächen des Glasbandes oder zwischen diesen, also in einer bestimmten Höhe, gelegen ist. Zweckmäßigerweise wird die Intensität bzw. die Intensitätsänderung des erfassten Lichtes für die Auswertung herangezogen, so dass insbesondere absorbierende, streuende oder beugende Fehler vorteilhaft erfasst werden können, und aufgrund einer messbaren Intensitätsherabsetzung auch derselbe Fehler eindeutig im Falle der zweifachen Messung einander zugeordnet werden kann, so dass eine exakte Berechnung der Zeit zwischen einer ersten und einer zweiten Messung möglich ist.

Gemäß einer ersten bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird der Fehler durch die erste Kamera einmal direkt und einmal über eine Reflexion beobachtet. Hierbei ist der Strahlengang des beobachteten Lichtes derjenige, der an der der Kamera abgekehrten Grenzfläche des Glasbandes reflektiert wird, so dass – bei Aufstellen einer Kamera unter einem Winkel zur Grenzfläche – die Reihenfolge der Erfassung desselben Fehlers stets erst eine Intensitätsänderung des erfassten Lichtes bewirkt, wenn der Fehler durch denjenigen Teil des optischen Pfades, der zwischen der Grenzfläche und der Kamera verläuft, und anschließend durch Hindurchtreten durch denjenigen Teil des optischen Pfades, der zwischen der Lichtquelle und der Grenzfläche liegt. An der Grenzfläche werden circa 4% des auftreffenden Lichtes reflektiert, während die übrigen circa 96% aus der Grenzfläche austreten. Insoweit kann beispielsweise bei einem Fehler, der circa 50% des Lichtes absorbiert, unabhängig davon, welchen Teil des optischen Pfades er durchläuft, die Ausbeute an der ersten Kamera gegenüber dem ungehinderten Erfassen von Licht jeweils um die Hälfte abgesenkt werden, so dass die Zuordnung des Fehlers durch die Auswertemittel über die Intensität besonders einfach möglich ist. Vorteilhaft ist insbesondere eine Vibration des Glasbandes bei der Auswertung nicht zu berücksichtigen.

Alternativ kann in der Nähe der Grenzfläche des Glasbandes ein Reflektor angeordnet werden, der einen höheren Anteil als die vorgenannten 4% des einfallenden Lichtes auf die Kamera zurückwirft.

Gemäß einer zweiten bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist eine zweite Kamera vorgesehen, die mit den Auswertemitteln verbunden ist und die auch durch das Glasband hindurchtretendes Licht beobachtet, wobei zweckmäßigerweise die zweite Kamera zumindest unter einem anderen Winkel als die erste Kamera gegenüber der Grenzfläche des Glasbandes angeordnet ist, vorzugsweise einem zu dem Winkel der ersten Kamera komplementären Winkel, wodurch aufgrund des zeitlichen Abstandes der Erfassung desselben Fehlers eine Information über die Tiefe des Fehlers möglich ist. Vorzugsweise sind die erste und die zweite Kamera auf derselben Seite des Glasbandes angeordnet, so dass die Beleuchtung einheitlich von derjenigen Seite erfolgen kann, die bezüglich des Glasbandes der Kamera gegenüberliegend vorgesehen ist, und eine Beeinflussung durch Reflexionen an einer Grenzfläche des Glasbandes unterbleibt. Es ist auch möglich, die zweite Kamera auf der bezüglich des Glasbandes gegenüberliegenden Seite des Glasbandes anzuordnen, wobei dann Reflexionen an der jeweils gegenüberliegenden Grenzfläche des Glasbandes von der Kamera miterfasst würden.

Zweckmäßigerweise sind die erste Kamera und die zweite Kamera unter zueinander komplementären Winkeln zur Normalen auf einer Grenzfläche des Glasbandes angeordnet, so dass bezüglich der optischen Pfade und der diesbezüglichen Berechnungen eine Symmetrie bezüglich der Normalen auf dem Glasband vorliegen. Darüber hinaus sind zweckmäßigerweise die erste Kamera und die zweite Kamera so angeordnet, dass sie denselben Bereich, der zweckmäßigerweise linienförmig auf der der Kamera zugekehrten Grenzfläche des Glasbandes quer zur Förderrichtung des Glasbandes verläuft, gerichtet sind, so dass für den Sonderfall eines Fehlers in der Höhe h = 0 dieser Fehler von beiden Kameras gleichzeitig detektiert wird.

Zweckmäßigerweise ist die Kamera als Zeilenkamera ausgebildet, die eine sehr feine Differenzierung der Intensität des Lichtes ermöglicht.

Die Auswertemittel, denen die Geschwindigkeit des Glasbandes zugeführt wird und die für jede Messung der Kamera die Intensitätsdaten des Lichtes sowie möglicherweise weitere Parameter speichern und weiterverarbeiten, ermöglichen das Erkennen und Klassifizieren von Fehlern, die gegenüber einer perfekten Glasform eine einen Schwellenwert übersteigende Abweichung aufweisen, wodurch gemäß entsprechenden Formeln die Höhe des Fehlers in dem Glasband gemessen und von einer Grenzfläche mit Tiefe bzw. Höhe 0 ausgehend, errechnet werden kann. Hierbei sind ferner in der Auswertereinrichtung die Winkel, unter denen der optische Pfad in die Kamera einfällt somit gegebenenfalls der Abstand der Nulllinien im Falle von mehreren Kameras voreingestellt bzw. gespeichert.

Es ist möglich, den Auswertemitteln ein neuronales Netzwerk zuzuordnen, mit denen im Falle von in einer Tiefe h auftretenden Fehlern errechnet wird, in welchem Bereich des Herstellungsprozesses voraussichtlich die Produktionsstörung bzw. das unplanmäßige Verhalten erfolgt ist. Hierbei kann die entsprechende Regelung des Herstellungsprozesses sowohl unmittelbar über das neuronale Netzwerk eingestellt werden als auch über Prozesskarten, in denen die Fehler automatisch gespeichert sind und die eine grafische und statistische Auswertung ermöglichen.

Hierzu werden zweckmäßigerweise alle beobachteten Fehler typisiert und bei mehreren Fehlern Paare von beobachteten Fehlern einander zugeordnet, so dass der zeitliche Abstand der Beobachtung der Berechnung der Tiefe des Fehlers zugeordnet wird. Für den Fall, dass Schwärme von Fehlern ermittelt werden, können diese bei der Regelung außer Betracht gelassen werden, da in der Regel besondere Produktionsbedingungen hierfür verantwortlich sind.

Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zeichnet sich dadurch aus, dass die Auswertemittel einen ersten Eingang aufweisen, dem die Fördergeschwindigkeit des Glasbandes zugeführt wird, sowie einen zweiten Eingang, dem beobachtete Fehler und der Zeitpunkt der Beobachtung zugeführt werden, sowie Speicher- und Rechnermittel, die ausgehend von der Übereinstimmung einzelner Charakteristika von Fehlern, insbesondere der erfassten Intensität, die Zeitabstände zu denen derselbe Fehler erfasst wurden, ermittelt und ausgehend von der Differenz der beiden Zeitpunkte die Tiefe des Fehlers errechnet.

Vorzugsweise ist für die Beleuchtung ein alternierendes Beleuchtungsmuster vorgesehen, das es ermöglicht, neben der Intensitätsmessung auch eine Messung weiterer optischer Eigenschaften des Glases, beispielsweise der Brechkraft, vorzunehmen, wobei hierzu zweckmäßigerweise zwei oder mehr Sequenzen unterschiedlicher Lichtintensität vorgesehen sind, unter Berücksichtigung der gewünschten Information über die Fehler jedoch keine Beleuchtungseinrichtung mit der Intensität von 0, das heißt mit einem Dunkelfeld.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung sowie aus den abhängigen Ansprüchen.

Die Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen der Erfindung näher erläutert.
1 zeigt eine schematische Seitenansicht eines ersten Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
2 zeigt eine schematische Seitenansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
3 zeigt eine schematische Seitenansicht eines dritten Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
1 zeigt eine Seitenansicht auf eine Einrichtung 1 zur Bestimmung der Tiefe eines Glasfehlers 2, bei dem ein Glasband 3 der Dicke d in Richtung eines Pfeils 4 am Ausgang einer Floatglasanlage gefördert wird. Eine erste Kamera 5 beobachtet durch das Glasband 3 hindurch mit dem Pfeil 6 gekennzeichnetes Licht, wobei das Licht bei Eintritt an einer der ersten Kamera 5 abgekehrten Grenzfläche 3a des Glasbandes 3 ein erstes Mal und bei Austritt an der der Kamera zugekehrten Grenzfläche 3b des Glasbandes 3 ein zweites Mal gebrochen wird, so dass zwischen dem auf die erste Kamera 5 einfallenden Lichtstrahl und dem in das Glasband eintretenden Lichtstrahl 6 ein Parallelversatz vorliegt.
Die erste Kamera 5 ist als CCD-Zeilenkamera ausgebildet und beobachtet damit eine Linie auf der Grenzfläche 3b des Glasbandes 3, die jeweils eine Höhe h = 0 aufweist, wobei der Punkt P in 1 auf dieser Linie liegt. Die optische Achse, die durch die Zeile der Kamera und die Linie mit dem Punkt P definiert wird, ist unter einem Winkel α zur Normalen auf der Grenzfläche 3b des Glasbandes 3 geneigt, so dass sich bezogen auf die Grenzfläche 3b ein Winkel von 90° – α ergibt.
Eine zweite Kamera 7 ist ebenfalls unter einem Winkel α zur Normalen auf der Grenzfläche 3b des Glasbandes 3 geneigt, wobei die optische Achse der weiteren Kamera 7 ebenfalls auf die Linie mit dem Punkt P gerichtet ist und einen mit dem Pfeil 8 gekennzeichneten einfallenden Lichtstrahl beobachtet.
Die erste Kamera 5 und die zweite Kamera 7 sind mit einer Auswertereinrichtung 9 verbunden, in der die erfassten Signale der Kameras 5 bzw. 7 gespeichert und verarbeitet werden, wobei relative Schwankungen in dem beobachteten Bild der Kamera 5 bzw. 7 auf Fehler in dem Glasband bzw. an dessen Grenzflächen, insbesondere lichtabsorbierende Fehler wie Einschüsse oder lichtstreuende oder -beugende Fehler wie Blasen, oder kombinierte Fehlerarten, zurückgeführt werden können. Jeder Fehler weist eine charakteristische Struktur optischer Eigenschaften auf, bestehend aus einem Wert für die Intensität des erfassten Lichtes sowie Werte der Lichtbeugung im Bereich des Fehlers, die eine Zuordnung eines Fehlers 2, den die erste Kamera 5 erfasst hat zu einem Fehler 2, den die zweite Kamera 7 erfasst hat, ermöglicht. Hierdurch kann insbesondere in dem Fall, wo eine Mehrzahl von Fehlern über einen kurzen Zeitraum erfasst werden, eine genaue Überprüfung und Zuordnung der Fehler erfolgen. Darüber hinaus umfasst die Auswertereinrichtung 9 auch eine Bestimmung der Lage auf der Linie auf der Höhe h = 0 in Richtung der breite des Glasbandes 3, so dass auch die geometrische Bestimmung des Fehlers eine Zuordnung ermöglicht. Darüber hinaus wird der Zeitpunkt, zu dem die erste Kamera 5 bzw. die zweite Kamera 7 einen Fehler ermittelt hat, in der Auswertereinrichtung 9 festgehalten, so dass sich für jeden Fehler ein Datenvektor ergibt, der wenigstens die Informationen Lichtintensität und Zeitpunkt umfasst und vorzugsweise darüber hinaus Angaben zur Lage in dem Glasband und zu den optischen Parametern.
Ist der Fehler in der Grenzfläche 3b gelegen, wird dieser von der ersten Kamera 5 und von der zweiten Kamera 7 zeitgleich detektiert und aufgrund des Zeitabstands von Null ergibt sich auch die Höhe zu Null. Befindet sich der Fehler 2 dagegen in einer Höhe h, wird zunächst die erste Kamera 5 den Fehler detektieren, und nach einem Zeitraum s', der eine Proportionalität zu der Tiefe des Fehlers in der Höhe h aufweist wird die Kamera 7 den Fehler ebenfalls detektieren.
Für den einfachsten Fall der in dem Ausführungsbeispiel gemäß 1 dargestellten symmetrischen Anordnung der Strahlengänge gelten die nachstehenden Formeln (1) und (2) wie folgt:
und s' = vg·t (2)wobei t der gemessene Zeitabstand zwischen der Detektion durch die erste Kamera 5 (t₁) und der zweiten Kamera 7 (t₂) ist, der Winkel β eingestellt werden kann und die Fördergeschwindigkeit v_g des Glasbandes ebenfalls eingestellt ist und der Auswertereinrichtung 9 zugeführt wird. Die Geschwindigkeit v_g des Glasbandes wird in der Regel in Abhängigkeit von der gewünschten Dicke des Glases eingestellt.
Somit ergibt sich für die zu ermittelnde Tiefe des Fehlers 2 in dem Glasband 3 die Formel
wobei für den Fall, dass h gleich der Dicke d des Glasbandes 3 entspricht s' = s wird, und der Fehler auf der Grenzfläche 3a angeordnet ist.
Ein besonderer Vorteil der Anordnung gemäß 1 besteht darin, dass die Intensitäten bei gleicher Intensität der Lichtstrahlen 6 bzw. 8, die von den Kameras 5 bzw. 7 gemessen werden, bis auf die Transmissionsverluste durch das Glasband 3 einander entsprechen, und insbesondere bei Vorsehen derselben Lichtintensität. das Berücksichtigen von proportionalen Fehlern entfallen kann.
Im Fall der beim Fördern des Glasbandes 3 auftretenden Schwingungen entsteht ein geringfügiger Fehler, der durch die weiteren Parameter, die oben erwähnt wurden, ausgeglichen werden kann, so dass eine genaue Zuordnung eines jeden Fehlers 2, der von der ersten Kamera 5 und von der zweiten Kamera 7 ermittelt wird, möglich ist. Das Auswerteverfahren eignet sich insbesondere auch bei einer Vielzahl von kleinen Fehlern, da diese jeweils von jeder der beiden Kameras 5, 7 ermittelt werden und aufgrund der Reihenfolge der detektierten Fehler eine eindeutige Zuordnung möglich ist.
2 zeigt ein zweites bevorzugtes Ausführungsbeispiel einer Anordnung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, bei dem dieselben Bezugszeichen wie in 1 dieselben oder vergleichbare Teile bezeichnen. Im Unterschied zu 1 ist nur eine einzige Kamera 5 vorgesehen, die einen einfallenden Lichtstrahl 6 beobachtet, der an der Grenzfläche 3b reflektiert wird. Hierbei wird jeder Fehler 2 von der Kamera 5 zweimal erfasst, einmal in dem Bereich des optischen Pfades, der von der Grenzfläche 3a reflektiert wird und einmal in dem Bereich, in dem der Fehler das Licht vor Erreichen der Grenzfläche 3a durchläuft. Die vorstehenden Formeln (1) bis (3) zur Berechnung der Fehlertiefe bleiben hierbei dieselben. Besonders vorteilhaft ist jedoch, dass Schwingungen des Glasbandes das Ergebnis nicht verfälschen, dass mit einer einzigen Kamera die Tiefe der Fehler ermittelt werden kann, wobei die Zuordnung der Fehler als einlaufende Fehler und auslaufende Fehler in der Auswertereinrichtung aufwendiger ist.
3 zeigt ein drittes bevorzugtes Ausführungsbeispiel einer Anordnung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, wir nehmen die selben Bezugszeichen wie in 1 die dieselben oder vergleichbare Teile bezeichnen. Im Unterschied zu 1 sind die erste Kamera 5 und die zweite Kamera 7 nicht auf den gemeinsamen Punkt P gerichtet, sondern beobachten in Bewegungsrichtung 4 des Glasbandes 3 unterschiedliche Bereiche. Hieraus folgt, dass der zeitliche Abstand der Beobachtung des Fehlers 2, der dem durchlaufenden Weg s' gemäß Formel (2) entspricht, um den Abstand zu L der Punkte P₇ bzw. P₅ korrigiert werden muss.
Auch im vorliegenden Fall beträgt der Winkel, unter dem die erste Kamera 5 bzw. die zweite Kamera 7 das Glasband 3 beobachten, denselben Winkel α bzw. α'. Es versteht sich jedoch, dass α und α' unterschiedliche Winkels ein können, was durch Anpassung der entsprechenden Werte in den trigonometrischen Formeln bewrücksichtigt werden kann.
Ist der Fehler in der Grenzfläche 3b gelegen, wird dieser von der ersten Kamera 5 und von der zweiten Kamera 7 in einem dem Abstand L entsprechenden zeitlichen Abstand detektiert, so dass sich dessen Höhe auf Null ergibt. Befindet sich der Fehler 2 dagegen in einer Höhe h, durchläuft er zunächst den von der Kamera 5 beobachteten Lichtstrahl zum Zeitpunkt t₁ in einem Abstand I vom Punkt P₅, und den von der Kamera 7 beobachteten Lichtstrahl 8 in einem Abstand I' nach dem Punkt P₇ zum Zeitpunkt t₂.
Hierbei gelten für den in 3 angenommenen Fall I = I' und β = β':
s = L + 2e (5) L = s – 2dtgβ (6)
Hierdurch ergibt sich der Abstand I bzw. I' vom Punkt P₅ bzw. P₇ wie folgt: I = htgβ (7)
Der Glasfehler durchwandert die Strecke s' = L + 2I (8).
Die Zeit T, in der das Glasband bei einer Glasgeschwindigkeit v_g diese Strecke durchläuft, kann gemessen werden. Hierbei gilt: T = tL + 2tI (9)wobei t_L der Zeit entspricht, in der die Strecke L durchlaufen wird und t_I der Zeit entspricht, in der die Strecke I bzw. I' durchlaufen wird, gemäß:
Setzt man die Formel (6) in die Formel (10) und die Formel (7) in die Formel (11) ein und setzt entsprechend t_L und t_I in Formel (9), ergibt sich:
die aufgelöst nach der Fehlertiefe h ergibt:
Man erkennt, dass die vorstehend entwickelte (13) Formel für den Sonderfall, bei dem sich die Strahlen 6, 8 in dem Punkt P bei einer Fehlertiefe h = 0 treffen, s also dem Abstand 2e entspricht, wobei dies 2dtgβ entspricht, bei Einsetzen in die Formel (13) denselben Zusammenhang ergibt wie in Formel (3) beschrieben.
Es versteht sich, daß bei unterschiedlichen Winkeln α und α' bzw. β und β' die Werte für e bzw. e', I bzw. I' usw. einzeln ermittelt und in den vorstehenden Formeln berücksichtigt werden müssen. Wegen des geringeren Rechenaufwandes ist eine Vorrichtung mit übereinstimmenden Winkeln α = α' bevorzugt.
Es ist schließlich möglich, ein vertikales Schwanken des Glasbandes 3, z.B. durch Vibrieren, zu berücksichtigen.
Die Erfindung ist vorstehend anhand von Ausführungsbeispielen beschrieben worden, bei dem in besonders vorteilhafter Weise die Winkel, unter denen die Kameras 5 und 7 zu dem Glasband 3 angeordnet sind, identisch sind, und darüber hinaus bei 1 und 2 die Linie mit dem Punkt P in der Höhe h = 0 von beiden Kameras beobachtet wird. Dies ist jedoch keine zwingende Voraussetzung für das Verfahren, vielmehr ist es möglich, die beiden Kameras unter unterschiedlichen Winkeln α, α' anzuordnen und auch die beiden Linien auf der Grenzfläche 3b, in denen das Licht das Glasband 3 verlässt, zueinander versetzt anzuordnen.
Es versteht sich, dass die Lichtstrahlen 6, 8 insbesondere durch einen Laser erzeugt werden können.

Claims

Verfahren zur Bestimmung der Tiefe eines Fehlers in einem mit einer Geschwindigkeit an einer ersten Kamera vorbeigeförderten Glasband, wobei die Kamera durch das Glasband hindurchtretendes Licht beobachtet und mit Auswertemitteln verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswertemittel ausgehend von dem zeitlichen Abstand der Beobachtung desselben Fehlers dessen Tiefe in dem Glasband berechnen.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Fehler ein absorbierender Fehler ist.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Kamera den Fehler einmal direkt und einmal über eine Reflexion beobachtet.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Reflexion an einer Grenzfläche des Glasbandes erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Reflexion über einen außerhalb des Glasbandes angeordneten Reflektor erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine zweite Kamera vorgesehen ist, die mit den Auswertemitteln verbunden ist und die durch das Glasband hindurchtretendes Licht beobachtet.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Kamera und die zweite Kamera auf denselben Bereich in einer Grenzfläche des Glasbandes gerichtet sind.
Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Kamera und die zweite Kamera unter demselben Winkel zu einer Normalen auf einer Grenzfläche des Glasbandes angeordnet sind.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Kamera eine Zeilenkamera ist, die einen quer zur Förderrichtung des Glasbandes verlaufenden Bereich des Glasbandes beobachtet.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Fehler, dessen Tiefe bestimmt wird, ein absorbierender Fehler ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswertemittel ausgehend von der Geschwindigkeit des Glasbandes und dem zeitlichen Abstand der Beobachtung des Fehlers sowie des Winkels, unter dem die den Fehler beobachtende Kamera angeordnet ist, die Tiefe des Fehlers ermitteln.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswertemittel mit Steuermitteln für die Einrichtung zur Herstellung des Glasbandes verbunden sind.
Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswertemittel jeden beobachteten Fehler typisieren und zweimal beobachtete Fehler einander zuordnen, und dass der zeitliche Abstand der Beobachtung der Berechnung der Tiefe des Fehlers zugeordnet wird.
Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswertemittel einen ersten Eingang aufweisen, dem die Fördergeschwindigkeit des Glasbandes zugeführt wird, einen zweiten Eingang aufweisen, dem beobachtete Fehler und der Zeitpunkt der Beobachtung zugeführt werden, und drittens Speicher- und Rechnermittel aufweist, die ausgehend von der Übereinstimmung einzelner Charakteristika von Fehlern die Erfassungszeitpunkte eines Fehlers zuordnen und damit die Tiefe des Fehlers errechnen.