(57)【要約】      （修正有）【課題】精度の良い内径および管壁の厚みを有する石英ガラス管を提供する。【解決手段】２台のカメラ７，８を用いて、管状ストランド２の外側輪郭の第１の縦縁を示す第１の光学画像と、外側輪郭の第２の縦縁を示す第２の光学画像とを生成する。次にこれらの光学画像を、画像処理装置により第１の画像及び第２の画像内のそれぞれの縦縁１０，１１の相対位置の位置データが算出し、これらの位置データから、第１の画像と第２の画像との所定の空間関係を考慮して計算された管状ストランドの外径の実際値を使用して管の直径を制御する。【選択図】図１
2010111557.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱可塑性材料、特に石英ガラスから成るブランク（１）を加熱ゾーン（４）に供給し、該加熱ゾーン（４）内で領域ごとに軟化させ、該軟化した領域から、縦軸（３）を有する管状ストランド（２）を該縦軸（３）の方向に引き出し、該管状ストランド（２）の長さを短縮することで管状部品を得ることによって、前記ブランク（１）を成形することによって管状部品を製造する方法であって、前記管状ストランドの外径の実際値は連続して算出され、該算出された実際値は直径制御に使用され、なお、
前記管状ストランド（２）の外側輪郭の第１の縦縁（１０）を示す第１の光学画像（Ｌ）と、前記外側輪郭の第２の縦縁（１１）を示す第２の光学画像（Ｒ）とが生成されること、並びに
前記第１の画像（Ｌ）及び前記第２の画像（Ｒ）内のそれぞれの前記縦縁（１０；１１）の相対位置の位置データが画像処理装置によって算出され、該位置データから、前記第１の画像（Ｌ）と前記第２の画像（Ｒ）との所定の空間関係（Ａ）を考慮して、前記管状ストランドの外径の前記実際値が計算されること、
を特徴とする、方法。
【請求項２】
前記第１の画像（Ｌ）及び前記第２の画像（Ｒ）を生成するために、第１の測定面において延在する第１の光軸（９）を有する第１のカメラ（７）と、前記第１の測定面及び前記管状ストランドの縦軸（３）に対して平行に延在する第２の測定面において延在する第２の光軸（９）を有する第２のカメラ（８）とを備える測定装置が利用されることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記第１のカメラ（７）の前記光軸（９）は、接平面において可能な限り正確に、前記管状ストランドの外側輪郭の前記第１の縦軸（１０）に接して延在し、前記第２のカメラ（８）の前記光軸（９）は、接平面において可能な限り正確に、前記管状ストランドの外側輪郭の前記第２の縦軸（１１）に接して延在することを特徴とする、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記直径制御は、前記第１のカメラ（７）及び前記第２のカメラ（８）の位置追跡を含むことを特徴とする、請求項２又は３に記載の方法。
【請求項５】
前記第１の光軸（９）及び前記第２の光軸（９）は、前記管の縦軸（３）に対して１０度〜７０度の範囲内の傾斜角を成すことを特徴とする、請求項２〜４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
前記第１のカメラ（７）及び前記第２のカメラ（８）は、前記ブランク（１）と前記管状ストランド（２）との間の成形ゾーンから少なくとも１．５ｍ離れて配置されることを特徴とする、請求項２〜５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
前記第１のカメラ（７）及び前記第２のカメラ（８）の対物レンズ及び開口は、少なくとも２０ｍｍ、好ましくは少なくとも３０ｍｍの被写界深度が得られるように調整可能であることを特徴とする、請求項２〜６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか一項に記載の方法を実施する装置であって、
縦軸を有する管状ストランド（２）の外径の実際値を連続して算出する測定装置と、
前記実際値を使用して前記外径を制御する直径制御装置（１３）と、
を備え、なお、
前記測定装置は、第１のカメラ（７）と、該第１のカメラ（７）に対して所定の空間関係にある第２のカメラ（８）と、画像処理・評価ユニット（１３）とを備え、前記第１のカメラ（７）は、前記管状ストランド（２）の外側輪郭の第１の縦縁（１０）の方を向いており、該第１の縦縁（１０）の第１の光学画像（Ｌ）を生成し、前記第２のカメラ（８）は、前記管状ストランド（２）の前記外側輪郭の第２の縦縁（１１）の方を向いており、該第２の縦縁（１１）の第２の光学画像（Ｒ）を生成すること、
前記画像処理ユニット（１３）は、前記第１の画像（Ｌ）及び前記第２の画像（Ｒ）内のそれぞれの前記縦縁（１０；１１）の相対位置の位置データを算出するのに適していること、並びに
前記評価ユニット（１３）は、前記位置データから、前記第１のカメラ（７）及び前記第２のカメラ（８）の空間関係を考慮して、前記管状ストランドの外径の前記実際値を計算するのに適していること、
を特徴とする、装置。
【請求項９】
前記第１のカメラ（７）は、第１の測定面において延在する第１の光軸（９）を有し、前記第２のカメラ（８）は、前記第１の測定面及び前記管状ストランドの縦軸（３）に対して平行に延在する第２の測定面において延在する第２の光軸（９）を有することを特徴とする、請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
前記第１のカメラ（７）の前記光軸（９）は、接平面において可能な限り正確に、前記管状ストランドの外側輪郭の前記第１の縦軸（１０）に接して延在し、前記第２のカメラ（８）の前記光軸（９）は、接平面において可能な限り正確に、前記管状ストランドの外側輪郭の前記第２の縦軸（１１）に接して延在することを特徴とする、請求項８に記載の装置。
【請求項１１】
直径制御は、前記第１のカメラ（７）及び前記第２のカメラ（８）の位置追跡を含むことを特徴とする、請求項８〜１０のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１２】
前記第１の光軸（９）及び前記第２の光軸（９）は、前記管の縦軸（３）に対して１０度〜７０度の範囲内の傾斜角を成すことを特徴とする、請求項８〜１１のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１３】
前記第１のカメラ（７）及び前記第２のカメラ（８）は、ブランク（１）と前記管状ストランド（２）との間の成形ゾーンから少なくとも１．５ｍ離れて配置されることを特徴とする、請求項８〜１２のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１４】
前記第１のカメラ（７）及び前記第２のカメラ（８）の開口及び対物レンズは、少なくとも２０ｍｍ、好ましくは少なくとも３０ｍｍの被写界深度が得られるように調整可能であることを特徴とする、請求項８〜１３のいずれか一項に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱可塑性材料、特に石英ガラスから成るブランクを加熱ゾーンに供給し、この加熱ゾーン内で領域ごとに軟化させ、軟化した領域から、縦軸を有する管状ストランドをその縦軸の方向に引き出し、この管状ストランドの長さを短縮することで管状部品を得ることによって、そのブランクを成形することによって管状部品を製造する方法であって、管状ストランドの外径の実際値は連続して算出され、算出された実際値は直径制御に使用される、方法に関する。
【０００２】
さらに本発明は、この方法を実施する装置であって、縦軸を有する管状ストランドの外径の実際値を連続して算出する測定装置と、この実際値を使用して外径を制御する直径制御装置とを備える、装置に関する。
【背景技術】
【０００３】
このような方法によって、熱可塑性材料から成る中空円筒が、任意の断面プロファイルを有する管に成形される。この成形は、中空円筒の半径方向の寸法に対して半径方向の管寸法を拡大若しくは縮小させるか、又は中空円筒の断面プロファイルを変化させる。引き出される管状ストランドの十分な寸法安定性を保証するためには、外径、内径、又は壁厚のような管状ストランドの半径方向の寸法を継続的に記録して絶えず制御することが不可避である。このような制御の操作変数として、中空円筒の内部穴内の内部過剰圧力、中空円筒の加熱ゾーンへの供給速度、管状ストランドの引き出し速度、及び加熱ゾーン内の温度が一般的に使用されている。制御工程のむだ時間及び補整時間を短縮するために、半径方向の管状ストランド寸法（制御の操作変数）は可能な限り早く、すなわち中空円筒の成形ゾーンの直後に記録される。この領域においては管状ストランド表面の高い温度及び低い粘度は、関連する半径方向の寸法の非接触記録を要求する。
【０００４】
したがって、ドイツ特許第４１  ２１  ６１１号では、石英ガラス管を製造する方法が記載されており、この方法においては、引き出される石英ガラス管状ストランドの壁厚が制御される。ここでは、石英ガラス中空円筒は、回転しながら連続的に押し動かされて加熱炉を通り、この加熱炉の内部では、管の縦軸に対して半径方向に距離をおいて水冷式黒鉛板が配置されている。中空円筒内の過剰圧力によって、軟らかい中空円筒が黒鉛板の方へ吹き付けられ、それによって、管の縦軸からの黒鉛板の半径方向の距離が、結果的に得られる管の外径を大まかに規定することになる。ここで、ブランクの炉への供給方向において見ると、軟らかい石英ガラスは黒鉛板の前で停滞しており、ブランクの外壁の周りに周囲ビードを形成している。カメラを用いてこのビードの大きさを光学的に記録し、所定の目標のビードの大きさからのずれを工程制御のために使用することによって、周囲ビードの大きさを工程制御に活用することが提案されている。このために、カメラによって生成される、ビードの大きさの画像が画像処理装置を用いて評価され、経験的に算出されたビードの大きさの目標値からの実際値のずれが算出される。制御の操作変数として、中空円筒の内部穴の過剰圧力が選択される。管の内径のぶれ、ひいては管の壁厚のぶれはこのようにして最小限に抑えることができる。
【０００５】
部品の寸法安定性に対する需要が上昇している傾向にある中で、黒鉛の成形顎部の方へ中空円筒を膨らませることによって管状ストランドの外径を調整することではもはや十分でないことは明らかである。これは、管状ストランドを成形顎部から引き離した後で、工程条件に応じてさらに直径が変化するためである。特に、既知の方法において壁厚制御に適用される、ビードの大きさの光学的記録及び評価は直径制御には適していない。
【０００６】
測定される物体の画像をカメラを用いて直接生成し、制御される半径方向の寸法の観点でこの画像を画像処理装置によって評価する、カメラによって支援される測定・制御方法も既知である。この方法では、記録される半径方向の寸法が非常に大きい場合に問題が生じる。これは、測定される物体から長い距離を置くか、又はいわゆるテレセントリック対物レンズを利用する必要があるが、前者は大幅な測定誤差を伴い、後者の場合、歪みのない画像を十分な解像度で得るには、測定物体に対してカメラを垂直に方向付けるときに距離が５０ｃｍを超えないようにする必要がある。しかし、測定物体に対する測定装置のこの必要とされる近さは、目下の制御が、成形ゾーンに対する距離が可能な限り短い所で、すなわち最大工程温度の領域内で直径の実際値を記録することを必要とする場合、不都合である。高い温度は、カメラに損傷を与え、誤った測定値をもたらすおそれがある。
【０００７】
この欠点は、レーザ帯域のシルエットに基づいて直径測定が行われるレーザ測定方法によって回避される。市販の測定装置は、３００ｍｍまでの外径を有する測定物体のために設計されている。より大きい外形を有する測定物体の測定のためには、いわゆるデュアルヘッド測定システム（Doppelkopfmesssystem: dual-head measuring system）を用いて作業しなければならず、これは構成において多くの労力を伴う。この非接触式レーザ測定方法は確かに高温環境においても利用可能であるが、それでも代償として測定装置を保護及び冷却するための特別で複雑な措置が必要とされる。
【０００８】
物体の２次元測定又は３次元測定のために、複雑な座標測定機器も利用される。これは大抵３つの変位軸から成っており、これらの変位軸は、デカルト座標系を形成するように重なり合って配置されている。個々の変位軸の位置は通常、それぞれの長さ測定システムによって求められる。ドイツ公開特許第３９  ４１１  ４４号に記載されている座標測定機器では、複数の枢動可能なビデオカメラが、処理される部品の幾何学的形状を記録する。
【０００９】
このような座標測定機器は、測定物体が静止していることを必要とし、したがって、直径制御の目的のために引き出し工程中に管状ストランドを測定することには適していない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
したがって、本発明の課題は、高い寸法安定性を有する、熱可塑性材料から成る管状部品、特に大きい外径を有する部品の製造に適している方法を提示することである。
【００１１】
さらに本発明は、コストがかからない、上記方法を実施する装置を提供するという課題に基づいている。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
この方法に関して、この課題は、冒頭に述べた種類の方法に基づいて本発明によれば、管状ストランドの外側輪郭の第１の縦縁を示す第１の光学画像と、外側輪郭の第２の縦縁を示す第２の光学画像とが生成されること、並びに、第１の画像及び第２の画像内のそれぞれの縦縁の相対位置の位置データが画像処理装置によって算出され、これらの位置データから、第１の画像と第２の画像との所定の空間関係を考慮して、管状ストランドの外径の実際値が計算されることによって解決される。
【００１３】
単に本発明による方法をより良く具体的に説明するために、以下では、管状ストランドの外側輪郭の「第１の」縦縁及びこの縦縁の「第１の」画像は「左」側に関連付けられ、逆に、管状ストランドの外側輪郭の「第２の」縦縁及び「第２の」画像は「右」側に関連付けられる。測定される管状ストランドの外側輪郭は、２次元投影において、画像を生成する装置の光学系によって予め規定されると共に、管状ストランドの縦軸とこの縦軸に対して垂直に延在する軸とによって形成される物体面内に現れる。外側輪郭の左側縦縁及び右側縦縁は、物体面内で管状ストランドの縦軸に平行に延在する。本発明による方法では、少なくとも２つの画像、すなわち左側縦縁の一部が光学的に認識可能である左側画像と、右側縦縁の一部が光学的に認識可能である右側画像とが意図されている。
【００１４】
画像処理装置によって、各画像内の左側縦縁及び右側縦縁の相対位置が、各画像によって予め規定される座標系に関して求められる。ここで、管状ストランド輪郭の直線の縁は、画像処理装置によって容易に検出することができ、それらの縁の位置に関して「画像座標系」内で評価することができる。
【００１５】
第１の画像と第２の画像とは互いに対して所定の空間関係にある。したがって、物体面の座標系内の左側画像及び右側画像の記録位置は既知であると考えられる。ここで特に、管状ストランドの縦軸に垂直の方向における、物体面内の画像記録位置の間隔が重要である。この間隔は以下において、「画像の間隔」又は「画像間隔」とも呼ばれる。
【００１６】
既知の「画像の間隔」と、これらの画像から算出される、管状ストランドの各縦縁の位置データとから、右側縦縁と左側縦縁との間の実際の間隔を計算することができ、これは管状ストランドの外径に対応する。ブランクと管状ストランドとの間の成形ゾーンの領域の直後に画像を得ると、測定される管状ストランドの外径の目下の実際値を測定することができる。
【００１７】
外径を制御する目的のために、左側縦縁及び右側縦縁の画像は、上述したように、継続して、すなわち連続して、又は時折、生成及び処理される。管状ストランドの外径のここで算出される実際値は、通常の外径制御装置に提供される。
【００１８】
各画像はそれぞれ、管状ストランドの外側輪郭の縦縁の（小さな）一部のみを示さなければならない（且つ両方の縦縁を一度に示してはならない）ため、画像は、評価に有利な倍率で生成することができ、また測定箇所からの記録距離が長い場合にも生成することができる。
【００１９】
したがって、本発明による方法は、成形工程の終了直後の領域において、また加熱ゾーン内においても、光学測定装置又は測定結果を高い温度によって損なうことを危惧することなく、縦縁の位置の正確な記録を可能にし、ひいては外径を正確に継続して記録することを可能にする。達成される測定精度は、得られた画像の品質及び評価可能性によって決まるが、測定される管状ストランドの直径には左右されない。したがって、大きい直径を測定する既知の方法におけるような、広角度による記録及び倍率の大幅な低減は本発明による測定方法においては不要である。このようにして、管状ストランドの大きい直径（１００ｍｍを超える）も、光学計算によって、高い精度で且つ１／１０ｍｍよりも良好な再現性で首尾よく算出及び制御される。
【００２０】
第１の画像及び第２の画像の生成のために、第１の測定面において延在する第１の光軸を有する第１のカメラと、第１の測定面及び管状ストランドの縦軸に対して平行に延在する第２の測定面において延在する第２の光軸を有する第２のカメラとを備える測定装置を利用することが、画像品質に対して有利な効果をもたらす。
【００２１】
ここで、物体面及び管状ストランドの各縦縁の方を向いている少なくとも２つのカメラが設けられ、第１の左側カメラを用いて少なくとも、左側縦縁の一部を有する左側画像が生成され、第２の右側カメラを用いて少なくとも、管状ストランドの右側縦縁の一部を有する右側画像が生成される。
【００２２】
両方のカメラの光軸は、互いに対して平行に延在し、また測定面において管状ストランドの縦縁に対して平行に（且つこれらの縦縁に対して角度を成さずに）延在するため、各縦縁の特に歪みの少ない画像が可能になる。各光軸は互いに角度を成さないため、光軸の間隔は、管状ストランドの縦軸に垂直な方向で見ると、物体面内の「画像の間隔」に対応する。光軸の間隔はカメラの間隔と同一視することができる。カメラは、共通のガイドレール上で移動可能に配置することができ、カメラの互いに対する間隔は、例えば高解像度の変位センサによって正確に記録することができる。
【００２３】
第１のカメラの光軸が、接平面において可能な限り正確に、管状ストランドの外側輪郭の第１の縦軸に接して延在し、第２のカメラの光軸が、接平面において可能な限り正確に、管状ストランドの外側輪郭の第２の縦軸に接して延在する場合、画像の歪みの低減に関して特に適した実施の形態が結果的に得られる。
【００２４】
ここで、カメラは、理想的な場合にそれらの光軸が正確に管状ストランドの外側輪郭の各縦縁の方に向いているように位置決め及び位置合わせされる（「測定面」は接平面に対応する）。ここで、各縦縁は、理想的な場合では画像の中央に現れる。各縦縁がカメラの光軸から＋／−１ｍｍの許容範囲内で延在するこの理想的な場合からのずれは、測定精度と再現性とを著しく損なうことなく許容可能である。カメラの光軸が正確に接平面内に延在しているか否か、すなわち縦軸の方を向いているかを問わず、本発明によれば、画像内の縦縁の相対位置は画像評価によって結果的に得られる。
【００２５】
この関連において、直径制御は、第１のカメラ及び第２のカメラの位置追跡を含むことが特に適していることが分かっている。
【００２６】
管状ストランドの縦縁とカメラの光軸との間のずれが１ｍｍの所定の許容範囲を超える場合、ここでもカメラの光軸が許容範囲内で、関連する接平面の周囲に、好ましくは正確にこの接平面内に延在するように、カメラの追跡を制御しながら行うことが可能である。このカメラ（カメラの光軸）の制御される追跡は、外径が変化した場合又は管状ストランドが側方に移動した場合にカメラの光軸が対応して追跡され、これによって、画像が常に、可能な限り高い光学解像度で且つ可能な限り少ない光学歪みで得られることを確実にする。これによって、右側カメラと左側カメラとの間の間隔も、またこれに伴う、これらのカメラの光軸の間隔、並びに右側画像及び左側画像の互いに対する間隔も継続して新たに調整され、この新しい間隔値は、上述したように、管状ストランドの外径を算出するときに考慮される。
【００２７】
特に、ブランクと管状ストランドとの間の成形ゾーンが加熱装置等によって囲まれており、これによって、この成形領域を直角で見下ろすことが困難であるか又は妨害される用途には、第１の光軸及び第２の光軸が管状ストランドの縦軸に対して１０度〜７０度の範囲内の傾斜角を成す、本発明による方法の一実施の形態が適していることが分かっている。
【００２８】
縦軸に対する光軸の傾きによって、たとえ成形ゾーンがカバーによって囲まれていても、この成形ゾーンの近くで外径を記録することが可能になる。
【００２９】
好ましくは、第１のカメラ及び第２のカメラは、ブランクと管状ストランドとの間の成形ゾーンから少なくとも１．５ｍ離れて配置されている。
【００３０】
距離を大きくすることで、成形ゾーン内の高い温度によって測定結果が損なわれるか又は測定装置が損傷することが回避される。
【００３１】
さらに、第１のカメラ及び第２のカメラの開口及び対物レンズを、少なくとも２０ｍｍ、好ましくは少なくとも３０ｍｍの被写界深度が得られるように調整することが有利であることが分かっている。
【００３２】
被写界深度が大きい場合、縦縁が、カメラの光学系によって予め規定される物体面から移動して出る場合であっても、画像は、複雑な再調整を伴わずに、常に鮮明で正確に評価可能な縦縁を示し、これは、画像処理装置による縦縁の発見と評価とを容易にする。
【００３３】
装置に関して、上記で提示された課題は、冒頭で述べた特徴を有する装置に基づいて本発明によれば、測定装置が、第１のカメラと、第１のカメラに対して所定の空間関係にある第２のカメラと、画像処理・評価ユニットとを備え、第１のカメラが、管状ストランドの外側輪郭の第１の縦縁の方を向いていると共に、第１の縦縁の第１の光学画像を生成し、第２のカメラが、管状ストランドの外側輪郭の第２の縦縁の方を向いていると共に、第２の縦縁の第２の光学画像を生成すること、画像処理ユニットが、第１の画像及び第２の画像内のそれぞれの縦縁の相対位置の位置データを算出するのに適していること、並びに評価ユニットが、これらの位置データから、第１のカメラ及び第２のカメラの空間関係を考慮して、管状ストランドの外径の実際値を計算するのに適していることによって解決される。
【００３４】
より良く具体的に説明するために、以下では、「第１の」カメラ、管状ストランドの外側輪郭の「第１の」縦縁、及び「第１の」画像は「左」側に関連付けられ、逆に、「第２の」カメラ、管状ストランドの外側輪郭の「第２の」縦縁、及び「第２の」画像は「右」側に関連付けられる。
【００３５】
測定される管状ストランドの外側輪郭は、２次元投影において、カメラの光学系によって予め規定されると共に、管状ストランドの縦軸とこの縦軸に垂直に延在する軸とによって形成される物体面内に現れる。外側輪郭の左側縦縁及び右側縦縁は、物体面内で管状ストランドの縦軸に対して平行に延在する。
【００３６】
外側輪郭の左側縦縁及び右側縦縁は、物体面内で管状ストランドの縦軸に対して平行に延在する。本発明による装置では、少なくとも２つのカメラ、すなわち左側カメラと右側カメラとが意図されている。これらのカメラは、左側縦縁の一部及び右側縦縁の一部のそれぞれが光学的に認識可能である画像を生成するのに適している。
【００３７】
画像処理装置は、各画像内の左側縦縁及び右側縦縁の相対位置を各画像によって予め規定される座標系に関して求めるのに適している。
【００３８】
第１のカメラ及び第２のカメラは互いに対して所定の空間関係にある。これらのカメラは、例えば共通のガイドレール上に移動可能に配置することができ、これらのカメラの互いに対する間隔は、高解像度の変位センサ等によって正確に記録することができる。特に、管状ストランドの縦軸に対して垂直な方向における、物体面内の各画像のための両方の記録位置間の間隔が重要である。この間隔は、カメラの位置、各光軸の方向、及び物体面に対する間隔によって予め規定される。最も単純な場合（光軸が平行な場合）では、この間隔はカメラの間隔に対応し、以下では「カメラ間隔」とも呼ばれる。
【００３９】
既知の「カメラ間隔」と、カメラの光軸の方向と、これらからもたらされる、物体面内の左側画像及び右側画像の位置と、これらの画像から算出される、管状ストランドの各縦縁の位置データとから、右側縦縁と左側縦縁との間の実際の間隔を計算することができ、これは管状ストランドの外径に対応する。管状ストランドの外径のここで算出される実際値は、外径制御装置に提供される。
【００４０】
各画像はそれぞれ、管状ストランドの外側輪郭の縦縁の（小さな）一部のみを示さなければならない（且つ両方の縦縁を一度に示してはならない）ため、画像は、評価に有利な倍率で生成することができ、また測定箇所からの記録距離が長い場合にも生成することもできる。
【００４１】
したがって、本発明による装置は、成形工程の終了直後の領域において、光学測定装置又は測定結果を高い温度によって損なうことを危惧することなく、且つ、歪みを受けやすい広角対物レンズ又はテレセントリック対物レンズを備える複雑な測定装置を必要とすることなく、縦縁の位置の正確な記録を可能にし、ひいては管状ストランドの外径を正確に継続して記録することを可能にする。本装置を用いて、管状ストランドの大きい直径（１００ｍｍを超える）も、光学計算によって、高い精度で且つ１／１０ｍｍよりも良好な再現性で首尾よく算出及び制御される。
【００４２】
好ましくは、第１のカメラは、第１の測定面において延在する第１の光軸を備え、第２のカメラは、第１の測定面及び管状ストランドの縦軸に対して平行に延在する第２の測定面において延在する第２の光軸を備える。
【００４３】
ここで、両方のカメラの光軸は、互いに対して平行に延在し、また測定面において管状ストランドの縦縁に対して平行に（且つこれらの縦縁に対して角度を成さずに）延在する。これによって、各縦縁の特に歪みの少ない画像が可能になる。各光軸は互いに対して平行に延在するため、光軸の間隔は、管状ストランドの縦軸に垂直な方向で見ると、カメラ間隔、さらには物体面内の記録位置の間隔（すなわち「画像の間隔」）に対応する。ここで、光軸の間隔はカメラ間隔と同一視することができる。
【００４４】
本発明による装置のさらに有利な実施の形態は従属請求項から明らかになる。従属請求項において提示されている装置の実施の形態が、本発明による方法に関する従属請求項において述べられている方式を模倣している限りでは、上記の実施の形態の補足説明に関しては、対応する方法請求項を参照されたい。
【００４５】
以下において、実施例と図面とに基づいて本発明をより詳細に説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４６】
図１は、石英ガラスから成る、２００ｍｍの外径を有する、壁の厚い中空円筒１を成形して、３４０ｍｍの外径を有する、壁の薄い管状ストランド２を作製し、続いてこの管状ストランドを切断して所望の長さを有する複数の管を得る装置を示す。
【００４７】
中空円筒１は、送り装置によって、４ｃｍ／分の供給速度で、その縦軸３を中心にして回転しながら連続的に抵抗炉４内に押し動かされる。抵抗炉４は、中空円筒１を環状に囲み、内部で約２１００℃の温度で領域ごとに加熱する。
【００４８】
取り出すために、環状ストランド２を、その縦軸３を中心に回転させて約１２ｃｍ／分の引き出し速度で縦軸３の方向に引き出す牽引装置が使用される。ここで、環状ストランド２の自由正面は、石英ガラスから成る引き出し棒を設けられ、この引き出し棒と気密に融合している。
【００４９】
石英ガラス中空円筒１は、その自由正面において気密性の回転継手によって封鎖されている。炉４内には、黒鉛舌（Graphitzungen: graphite tongues）によって覆われている水冷式の２つの成形顎部５を備える成形器具が突出している（図１は、描写上の理由から、これらの成形顎部のうちの１つを単に概略的に示しているに過ぎない。成形顎部５の位置は図２の平面図からより良く認識することができる）。中空円筒１は成形顎部５の方へ膨張する。このために、酸素気流が回転継手を通じて、回転する石英ガラス中空円筒１内に導入され、内部過剰圧力が１０ｍｂａｒに初期設定される。この内部過剰圧力によって、石英ガラス中空円筒１の低粘度の大部分は、固定されている成形顎部５の方に、３４０ｍｍの目標直径を目安にして吹き付けられる。ここで、成形顎部５の前で、管状ストランド２の外周の周りに周囲ビード６が形成される。これらの成形顎部はそれぞれ、コンピュータによって制御される成形顎部追跡装置１４を用いて縦軸３に対して垂直な方向にモータ駆動によって移動可能である。
【００５０】
実際に調整された外径の測定及び外径制御のために、測定・制御装置が設けられており、この装置は２つの高解像度ＣＣＤカメラ７、８を備える。光学チップは、水平軸において１６２０ピクセルを有し、垂直軸において１２２０ピクセルを有する（２メガピクセル）。カメラ７、８は、管状ストランド２の上方において加熱ゾーン４から１．５ｍ離れて左右に配置されており、この配置において管状ストランドの縦軸３に対して傾いており、縦軸３と光軸９とが成す角度は約３０度である。
【００５１】
カメラ７、８は、左側カメラ７の測定フィールドが外側被覆の左側円周線の一部を、そして右側カメラ８の測定フィールドが管状ストランドの外側被覆の右側円周線の一部を記録し、これらをそれぞれ、管状ストランド外側輪郭の左側縦縁１０として、また右側縦縁１１として１５倍の倍率で再現するように、管状ストランド２に向いており、焦点を合わせている。これらの再現はデジタル情報として、コンピュータ１３によって表される評価ユニットに転送され、モニタ１２上に画像表示される。コンピュータ１３には画像データ処理プログラムがインストールされており、このプログラムを用いて、各画像内の縦縁１０、１１の相対的な軸位置が算出される。
【００５２】
図２から、カメラ７、８が、共通のガイドレール１５上で移動可能なキャリッジ１６上に取り付けられていることが見てとれる。左側カメラ７の光軸９と右側カメラ８の光軸９との間の間隔「Ａ」は、高解像度の変位センサ（このセンサの出力信号はコンピュータ１３に送られる）を用いて０．０１ｍｍまで正確に求めることができる。カメラ７、８は、それらの光軸９が互いに対して平行に延在すると共に、平面において縦軸３に対して平行に延在するように方向付けられている。したがって、カメラ間隔「Ａ」は、図２に示されているように、光軸９が右側の管状ストランドの縦縁１１と左側の管状ストランドの縦縁１０とに接する場合に、管状ストランドの外径に対応する。
【００５３】
管状ストランド２の外径の制御を、図３に基づいて以下においてより詳細に説明する。図示されている座標平面のｘ軸上には、ガイドレール１５上のカメラ７、８の軸位置がプロットされている。これらの位置、ひいてはカメラ間隔「Ａ」（光軸９の間隔）も、高解像度の変位センサによって常に監視され、ひいては設定され、既知である。ｘ軸の上方に示されている画像「Ｌ」及び「Ｒ」は、物体面内の各カメラ７、８の測定フィールドを示すか、又はカメラ７、８によって生成されると共にモニタ１２上に表示される記録画像を示す。各測定フィールドは、管状ストランド２の外側輪郭の縦縁１０及び１１のそれぞれを含む。
【００５４】
画像データ処理プログラムを用いて、各光軸９に関して縦縁１０、１１の相対位置が算出される。ずれは、図３ではＸ１及びＸ２によって表されている。これらの位置データから、コンピュータ１３は、Ａ＋Ｘ２−Ｘ１を元に管状ストランドの外径の実際値を算出する。実際値は、その操作変数が成形顎部５の間隔である外径制御のために使用される。所定の目標値から実際値がずれている場合、コンピュータ１３は、成形顎部５用のモータ駆動の成形顎部追跡装置１４に、対応する信号を提供する。
【００５５】
最適な画像評価のため、左側画像Ｌ及び右側画像Ｒ内の各縦縁１０、１１は、理想的な場合、正確に画像の中央に延在する。カメラの記録画像の評価が、１５ピクセル（０．３ｍｍ）の所定の閾値よりも大きい縦縁位置のずれＸ１、Ｘ２をもたらすと、ガイドレール１５上の関連するカメラ７、８は、この閾値を再び下回るまで移動する。
【００５６】
制御変数（管状ストランドの外径）の光学計算による算出の下での、成形工程の、本発明による制御技術上の記録に基づいて、管状ストランド外径を十分に一定にすることが達成される。測定値の再現精度は、（光学解像度の下限値が０．０１ｍｍである場合）０．０５ｍｍよりも良好である。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明による、管の製造方法を実施する装置の一実施形態を側面において、また部分的に断面において示す概略図である。
【図２】図１による装置の一部の概略平面図である。
【図３】本発明による方法における管の外径の算出を説明する概略図である。
【図１】
2010111557.tif 000003
【図２】
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【図３】
2010111557.tif 000005