(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ブロー成形機システムであって、
プレフォームから容器を製造するブロー成形機であって、
複数の金型と、
前記ブロー成形機の動作状態を検知するためのブロー成形機センサと、を備える、ブロー成形機と、
前記ブロー成形機によって製造される前記容器を検査するための容器検査システムと、
前記ブロー成形機および前記容器検査システムと通信するブロー成形機コントローラであって、前記ブロー成形機コントローラが、
前記ブロー成形機センサおよび前記容器検査システムからの出力を受信することと、
前記ブロー成形機によって生成される前記容器を所望の容器特性に向けて向かわせる、前記ブロー成形機に対する一組のブロー成形機の入力パラメータを決定することであって、前記一組のブロー成形機の入力パラメータが、
前記容器検査システムおよびブロー成形機センサからの前記出力、および
前記ブロー成形機の動作コストデータであって、前記動作コストデータが、前記ブロー成形機を動作させるためのエネルギーコストを含む、ブロー成形機の動作コストデータに基づく、決定することと、
前記ブロー成形機による実施のために、前記一組のブロー成形機の入力パラメータを前記ブロー成形機に出力することと、を行うように構成される、ブロー成形機コントローラと、を備える、ブロー成形機システム。
【請求項２】
前記ブロー成形機コントローラが、複数の因子を最適化する前記一組のブロー成形機の入力パラメータを決定することによって、前記一組のブロー成形機の入力パラメータを決定し、前記複数の因子が、
前記所望の容器特性の満足度と、
前記所望の容器特性に到達する時間と、
前記ブロー成形機が前記一組のブロー成形機の入力パラメータを実装するための動作コストであって、前記ブロー成形機に対する前記動作コストデータに基づく、動作コストと、を含む、請求項１に記載のブロー成形機システム。
【請求項３】
前記複数の因子が、前記容器が前記所望の容器特性に到達するまで、前記ブロー成形機によって製造される容器の予想されるスクラップ率をさらに含む、請求項２に記載のブロー成形機システム。
【請求項４】
前記ブロー成形機の前記動作コストデータが、前記ブロー成形機の前記動作パラメータを変更するための増分コストを含み、前記増分コストが、前記ブロー成形機を動作させるための前記エネルギーコストに少なくとも部分的に基づく、請求項１に記載のブロー成形機システム。
【請求項５】
前記ブロー成形機コントローラが、
複数組のブロー成形機の入力パラメータを決定するステップであって、前記複数組のブロー成形機の入力パラメータの各々が、前記ブロー成形機によって生成される前記容器を前記所望の容器特性に向けて向かわせる、入力パラメータ決定するステップと、
前記複数組のブロー成形機の入力パラメータの各々と関連付けられた増分コストを判定するステップであって、前記増分コストが、前記ブロー成形機の現在の動作パラメータおよび前記ブロー成形機の前記エネルギーコストに基づいて判定され、前記ブロー成形機の前記現在の動作パラメータが、前記ブロー成形機センサによって少なくとも部分的に検知される、増分コストを判定するステップと、
前記複数組のブロー成形機の入力パラメータの各々と関連付けられた前記増分コストに基づいて、前記複数組のブロー成形機の入力パラメータから第１の一組のブロー成形機の入力パラメータを選択するステップと、を含むステップを行うことによって、前記一組のブロー成形機の入力パラメータを決定する、請求項４に記載のブロー成形機システム。
【請求項６】
前記一組のブロー成形機の入力パラメータが、前記ブロー成形機の以下の動作パラメータ、すなわち、
プレブロータイミング、
プレブロー圧力、
前記複数の金型の個々のヒーター要素に対する電力レベル、
プレフォームの温度設定点、
延伸ロッドタイミング、および
ブロー圧力、のうちの少なくとも１つに対する変更を含む、請求項１に記載のブロー成形機システム。
【請求項７】
前記容器検査システムが、前記容器の材料分布特性を検出するための材料分布センサシステムを備える、請求項１に記載のブロー成形機システム。
【請求項８】
前記材料分布センサシステムが、少なくとも１つのエミッタ−検出器対を備え、前記エミッタ−検出器対のエミッタが光エネルギーを放射し、かつ前記エミッタ−検出器対の検出器が光エネルギーを検出する、請求項７に記載のブロー成形機システム。
【請求項９】
前記少なくとも１つのエミッタ−検出器対が、複数のエミッタ−検出器対を備え、各エミッタ−検出器対の前記エミッタが、光エネルギーを前記容器に向かって放射し、かつ各エミッタ−検出器対の前記検出器が、前記容器の少なくとも１つの側壁を通過する光エネルギーを検知する、請求項８に記載のブロー成形機システム。
【請求項１０】
前記容器検査システムが、前記容器の結晶化度レベルを検知するための結晶化度センサをさらに備える、請求項７〜９のいずれかに記載のブロー成形機システム。
【請求項１１】
前記結晶化度センサが、カメラを備える、請求項１０に記載のブロー成形機システム。
【請求項１２】
前記容器検査システムが、前記容器の結晶化度レベルを検出するための結晶化度センサを備える、請求項１に記載のブロー成形機システム。
【請求項１３】
前記結晶化度センサが、カメラを備える、請求項１２に記載のブロー成形機システム。
【請求項１４】
前記結晶化度センサが、複屈折センサを備える、請求項１２に記載のブロー成形機システム。
【請求項１５】
前記結晶化度センサが、ＮＩＲ分光センサを備える、請求項１２に記載のブロー成形機システム。
【請求項１６】
前記ブロー成形機センサが、
オーブン温度センサ、
前記複数の金型に対する個々の金型温度センサ、および
ブロー圧力センサ、からなる群から選択されるセンサを備える、請求項１に記載のブロー成形機システム。
【請求項１７】
前記所望の容器特性が、所望の容器側壁厚さを含む、請求項１に記載のブロー成形機システム。
【請求項１８】
前記所望の容器特性が、所望の結晶化度レベルを含む、請求項１に記載のブロー成形機システム。
【請求項１９】
前記エネルギーコストが、前記ブロー成形機が配置された工場の電気コストを含む、請求項１に記載のブロー成形機システム。
【請求項２０】
前記ブロー成形機が、流体を前記プレフォームの中へ吹き込んで、前記容器を形成する、請求項１のブロー成形機システム。
【請求項２１】
前記流体が、空気または液体を含む、請求項２０に記載のブロー成形機システム。
【請求項２２】
方法であって、
ブロー成形機によって、プレフォームからブロー成形容器を製造することであって、前記ブロー成形機が、複数の金型を備える、製造することと、
前記ブロー成形容器の製造中に、ブロー成形機センサによって、前記ブロー成形機の動作状態を検知することと、
容器検査システムによって、前記ブロー成形機によって製造された前記ブロー成形容器を検査することと、
前記ブロー成形機および前記容器検査システムと通信するブロー成形機コントローラによって、前記ブロー成形機によって生成される前記容器を所望の容器特性に向けて向かわせる、前記ブロー成形機に対する一組のブロー成形機の入力パラメータを決定することであって、前記一組のブロー成形機の入力パラメータが、
前記容器検査システムおよびブロー成形機センサからの出力、および
前記ブロー成形機の動作コストデータであって、前記動作コストデータが、前記ブロー成形機を動作させるためのエネルギーコストを含む、ブロー成形機の動作コストデータに基づく、決定することと、
前記ブロー成形機コントローラによって、前記ブロー成形機による実施のために、前記一組のブロー成形機の入力パラメータを前記ブロー成形機に出力することと、を含む、方法。
【請求項２３】
前記一組のブロー成形機の入力パラメータを前記ブロー成形機に出力した後に、前記ブロー成形機によって、前記ブロー成形機コントローラからの前記一組のブロー成形機の入力パラメータを有するブロー成形容器を製造することをさらに含む、請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
前記一組のブロー成形機の入力パラメータを決定することが、複数の因子を最適化する前記一組のブロー成形機の入力パラメータを決定することを含み、前記複数の因子が、
前記所望の容器特性の満足度と、
前記所望の容器特性に到達する時間と、
前記ブロー成形機が前記一組のブロー成形機の入力パラメータを実装するための動作コストであって、前記ブロー成形機に対する前記動作コストデータに基づく、動作コストと、を含む、請求項２２に記載の方法。
【請求項２５】
前記複数の因子が、前記容器が前記所望の容器特性に到達するまで、前記ブロー成形機によって製造される容器の予想されるスクラップ率をさらに含む、請求項２４に記載の方法。
【請求項２６】
前記ブロー成形機の前記動作コストデータが、前記ブロー成形機の前記動作パラメータを変更するための増分コストを含み、前記増分コストが、前記ブロー成形機を動作させるための前記エネルギーコストに少なくとも部分的に基づく、請求項２２に記載の方法。
【請求項２７】
前記一組のブロー成形機の入力パラメータを決定することが、
複数組のブロー成形機の入力パラメータを決定することであって、前記複数組のブロー成形機の入力パラメータの各々が、前記ブロー成形機によって生成される前記容器を前記所望の容器特性に向けて向かわせる、入力パラメータを決定することと、
前記複数組のブロー成形機の入力パラメータの各々と関連付けられた増分コストを判定することであって、前記増分コストが、前記ブロー成形機の現在の動作パラメータおよび前記ブロー成形機に対する前記エネルギーコストに基づいて判定され、前記ブロー成形機の前記現在の動作パラメータが、前記ブロー成形機センサによって少なくとも部分的に検知される、増分コストを決定することと、
前記複数組のブロー成形機の入力パラメータの各々と関連付けられた前記増分コストに基づいて、前記複数組のブロー成形機の入力パラメータから第１の一組のブロー成形機の入力パラメータを選択することと、を含む、請求項２６に記載の方法。
【請求項２８】
前記一組のブロー成形機の入力パラメータが、前記ブロー成形機の以下の動作パラメータ、すなわち、
プレブロータイミング、
プレブロー圧力、
前記複数の金型の個々のヒーター要素に対する電力レベル、
プレフォームの温度設定点、
延伸ロッドタイミング、および
ブロー圧力、のうちの少なくとも１つに対する変更を含む、請求項２２に記載の方法。
【請求項２９】
前記所望の容器特性が、所望の容器側壁厚さを含む、請求項２２に記載の方法。
【請求項３０】
前記所望の容器特性が、所望の結晶化度レベルを含む、請求項２２に記載の方法。
【請求項３１】
前記エネルギーコストが、前記ブロー成形機が配置された工場の電気コストを含む、請求項２２に記載の方法。
【請求項３２】
前記ブロー成形容器を製造することが、前記ブロー成形機のブローによって、流体を前記プレフォームの中へとブローすることを含む、請求項２２に記載の方法。
【請求項３３】
前記流体が、空気または液体を含む、請求項３２に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
＜優先権の主張＞
本出願は、上記と同じ発明の名称を有し、かつ同じ発明者である、２０１８年２月１日に出願された米国仮出願第６２／６２５，２０２号に対する優先権を主張するものであり、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
【０００２】
本明細書における実施例および図面は、概して、再加熱延伸ブロー成形機の制御システムを操作して、エネルギー効率を向上させるためのシステムおよび方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）および他の種類のプラスチック容器は、一般に、再加熱延伸ブロー成形機と称される機械を利用して製造される。ブロー成形機は、プレフォームを受容して、容器を出力する。プレフォームは、ブロー成形機の中へ受容されるときに、最初に加熱され、そして、金型の中へ配置される。プレフォームの中へ空気を吹き込みながらロッドがプレフォームを延伸させて、プレフォームを軸方向および円周方向に延伸させ、そして、金型の形状をとらせる。典型的な再加熱延伸ブロー成形機は、１０〜４８個またはそれ以上の金型を有する。これは、ブロー成形機の製造速度を高めるが、１つ以上のブロー成形プロセスパラメータに問題がある場合に、不良容器を生成する可能性がある速度も高める。したがって、容器製造業者は、できる限り効率的にブロー成形プロセスの問題点を検出し、修正することを切望している。
【０００４】
ブロー成形容器を製造する過程では、ブロー成形機を制御して、所望の容器寸法、材料分布、強度、欠陥がないこと、などを含む、所望の容器の特性を達成することが望ましい。これは、典型的には、手動で達成される。１つの一般的な技法によれば、ブロー成形機の操作者は、オフライン検査のために、一組の完成した容器を取り出す。様々な種類のオフライン検査を使用して、容器の異なる態様を測定する。材料分布または厚さ分布は、しばしば、定性的な「圧搾」試験および／または定量的な断面重量試験を使用して測定される。圧搾試験において、操作者または他の試験要員は、容器を圧搾して、容器の重要な場所に十分な材料が存在しているかどうかの定性的な示度を得る。断面重量試験では、容器は、円周方向断面に物理的に分割される。各断面は、個々に重さを量り、断面重量を得る。他の一般的なオフライン検査は、容器の強度を測定するための上部荷重試験および破壊圧力試験、容積充填高さ、ならびに容器サイズおよび形状を測定するための基部クリアランス試験、などを含む。これらのような試験の定性的な結果および定量的な結果に基づいて、操作者は、ブロー成形機の入力パラメータを修正して、材料をボトル内の適切な場所へ移動させる。
【０００５】
Ｐｒｅｓｓｃｏ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ  Ｉｎｃ．（米国オハイオ州、Ｃｌｅｖｅｌａｎｄ）から入手可能なＩｎｔｅｌｌｉｓｐｅｃ（商標）製品、およびＫｒｏｎｅｓ  Ｇｒｏｕｐ（ドイツ、Ｎｅｕｔｒａｕｂｌｉｎｇ）から入手可能なＰＥＴ−Ｖｉｅｗ製品などの、オンライン検査システムは、ブロー成形機の中または下流のいずれかにおいて容器を検査し、不良に形成された容器を不合格にするコンピュータビジョンを利用する。これらのシステムは、ランダムに生じる損傷、介在物を伴う容器、およびひどく形成された容器を取り除くことによって容器製造の質を向上させるが、容器の品質および性能に活力を与える問題に関連する対処プロセスにおける成功が限られている。
【０００６】
ＡＧＲ  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ（米国ペンシルバニア州、Ｂｕｔｌｅｒ）から入手可能な、Ｐｉｌｏｔ  Ｐｒｏｆｉｌｅｒ（登録商標）赤外吸収測定デバイスなどの、他の検査システムは、個々の容器の材料分布を測定することが可能である。測定は、ブロー成形機の中または下流のいずれかに配置された一連のエミッタおよびセンサを使用して行われる。センサは、容器の側壁に向かって配向され、容器上で１２．５ｍｍ間隔で測定を生成し、したがって、容器の側壁における材料分布のプロファイルを提供する。また、同じくＡＧＲ  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ，Ｉｎｃ．（米国ペンシルバニア州、Ｂｕｔｌｅｒ）から入手可能なＰｉｌｏｔ  Ｖｉｓｉｏｎ（商標）システムなどの高度なビジョンシステムも、増加した解像度を提供し、より微細な容器の欠陥を検出することができる。
【０００７】
いくつかの既存のシステムは、オンライン容器検査システムからのフィードバックを利用して、ブロー成形機の入力パラメータを修正する。例えば、Ｓｉｄｅｌ  Ｓ．Ａ．Ｓ．Ｃｏｍｐａｎｙ（フランス、Ｌｅ  Ｈａｖｒｅ）は、金型に到達するプレフォーム（performs）の温度の変動に適応するために、金型制御ループを有するブロー成形機を導入している。金型制御ループは、プレブローの開始およびプレブロー圧力を制御して、プレフォーム特性の変化を検出し、そしてプレフォームのエネルギーまたはエネルギー分布の任意の変動を補償するようにプレブロー圧力プロファイルを適応させる。
【０００８】
別のプロセス制御システムは、ＡＧＲ  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ（米国ペンシルバニア州、Ｂｕｔｌｅｒ）から入手可能であるＰｒｏｃｅｓｓ  Ｐｉｌｏｔ（登録商標）製品である。Ｐｒｏｃｅｓｓ  Ｐｉｌｏｔ（登録商標）製品は、再加熱延伸およびブロー成形プロセスを管理するために使用される閉ループ制御システムである。上で説明したＰｉｌｏｔ  Ｐｒｏｆｉｌｅｒ（登録商標）システムなどの赤外吸収タイプの測定システムを使用して、材料分布プロファイルを生成する。Ｐｒｏｃｅｓｓ  Ｐｉｌｏｔ（登録商標）製品は、ブロー成形機の入力パラメータの調整と併せて行われる一連の自動測定によって、容器ブロープロセスと容器内の材料の場所との関係を学習する。この情報は、ブロー成形機の将来の調整の基礎を形成する。カスタマイズされた方程式を使用して、ブロー成形機の入力パラメータと得られた材料分布との関係を表す。制御ループは、様々なブロー成形機の入力に対するベースライン材料分布およびベースライン値を確立することによって実施される。材料分布は、ブロー成形プロセス中にドリフトするので、ブロー成形機の入力パラメータと容器特性との関係を、追加的な計算と併せて利用して、ベースラインと測定した材料分布との差を最小にし、一方でブロー成形機の入力パラメータのベースラインに対する制御の変化も最小にする、ブロー成形機のパラメータ値を決定する。Ｐｒｏｃｅｓｓ  Ｐｉｌｏｔ（登録商標）製品を連続的に動作させて、全体的なプロセスの変動を最小にすることができる。
【発明の概要】
【０００９】
１つの一般的態様では、本発明は、ブロー成形機の性能、エネルギー効率、および／または動作コストを最適化する、ブロー成形機を動作させるシステムおよび関連する方法に関する。ブロー成形機コントローラは、ブロー成形機の入力パラメータ変更とブロー成形機によって生成される容器の特性とを関連付けるシステムモデルを実行する。ブロー成形機を動作させるためのエネルギーコストおよび／または動作コストのデータを備えることで、ブロー成形機コントローラは、ブロー成形機のための一組のブロー成形機の入力パラメータ変更を選択することができ、この変更は、変更を実施する際に関与するエネルギーコストを考慮して、効果的な時間量で、かつコスト効率的な様態で、ブロー成形機によって製造される容器を所望の容器特性に向かわせる。本発明の実施形態を通して実現可能なこれらおよび他の利点が、以下の説明から明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
様々な実施形態を、以下の図面と併せて、一例として本明細書で説明する。
【００１１】
【図１】ブロー成形機システムの一実施形態を示すブロック図である。
【００１２】
【図２】ブロー成形機制御システムの一実施形態のブロック図である。
【００１３】
【図３】材料分布システムと関連付けられ得る測定装置の一実施形態を例示する図である。
【００１４】
【図４】基部ビジョンシステムの一実施形態を示すブロック図である。
【００１５】
【図５】側壁ビジョンシステムの一実施形態を示すブロック図である。
【００１６】
【図６】仕上がりビジョンシステムの一実施形態を示すブロック図である。
【００１７】
【図７】仕上がりビジョンシステムを利用して測定され得る例示的なフィニッシュ部寸法を示す図である。
【００１８】
【図８】透明度状態を判定するための様々な方法を例示する、容器の画像を示す図である。
【００１９】
【図９】基部温度センサシステムの一実施形態を示す図である。
【００２０】
【図１０】結晶化度および／または配向を測定するための複屈折センサシステムの一実施形態を示す図である。
【００２１】
【図１１】結晶化度を測定するための近赤外線（ＮＩＲ）分光センサシステムの一実施形態を示す図である。
【００２２】
【図１２】システムモデルを訓練するためのプロセスフローの一実施形態を示すフローチャートである。
【００２３】
【図１３】ブロー成形機コントローラによって実行して、システムモデルを適用して、複数組のブロー成形機の入力パラメータ変更を生成し得るプロセスフローの一実施形態を示すフローチャートである。
【００２４】
【図１４】動作コストモジュールによって実行して、複数組のブロー成形機の入力パラメータ変更を生成することができるプロセスフローの一実施例を示すフローチャートである。
【００２５】
【図１５】一組または一連の命令を実行して、本明細書で論じられる方法論のうちのいずれか１つの実施例を機械に実行させることができる、コンピューティングデバイスのハードウェアアーキテクチャを例示するブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
本明細書で説明される様々な実施形態は、ブロー成形機コントローラの効率（例えば、エネルギー効率）を向上させるためのシステムおよび方法に関する。ブロー成形機コントローラは、ブロー成形機の入力パラメータ変更とブロー成形機によって生成される容器の特性とを関連付けるシステムモデルを実行する。一実施形態では、ブロー成形機コントローラの動作コストモジュールは、エネルギーおよび／または他の類似するコストの視点からシステムモデルを使用して生成される複数組の入力パラメータ変更を評価する。ブロー成形機コントローラは、有効性およびエネルギーコスト効率のバランスをとる一組のブロー成形機の入力パラメータ変更を実行する。
【００２７】
ブロー成形機の操作者は、それらの動作コストを下げること、また、より効果的な環境の世話係になることも望む。ブロー成形機の操作者および製造業者は、幾通りかの方法でこの課題に対処し得る。例えば、ブロー成形機の製造業者は、より効率的なオーブンを有するブロー成形機、および高圧空気を管理する方法の改善点を開発している。また、ブロー成形機の入力パラメータは、動作コストを節約する方法で管理し得る。容器製造における傾向は、ブロー成形容器の樹脂重量をより少なくすることに向かっているが、ブロー成形機の操作者が、動作コストを節約し、かつ容器の特性に悪影響を与えない入力パラメータを管理することを困難にしている。この問題をさらに複雑にすることは、調整可能なブロー成形機の入力パラメータが動作コストに釣り合わない影響を及ぼす可能性があるという事実である。これは、操作者が、容器の性能を維持しながら、動作コストのためにプロセスを手動で最適化することをほぼ不可能にする。
【００２８】
本明細書で説明される様々なブロー成形機コントローラは、小さい動作ウインドウ内でブロー成形プロセスを管理し、一方で動作コストを低減するように構成される。ブロー成形機コントローラは、材料分布、または厚さ、結晶化度などの容器特性と特定のブロー成形機の入力パラメータとを関連付けるシステムモデルを実装する。ブロー成形機コントローラは、ブロー成形機によって製造される容器の特性を監視し、システムモデルに従ってブロー成形機の入力パラメータを調整して、容器を所望の一組の特性へと向かわせる。ブロー成形機の入力パラメータは、所望の一組の容器特性を有する容器をブロー成形機システムに製造／形成させる、ブロー成形機の動作パラメータ（例えば、温度、圧力など）に対する動作状態の変更であり得る。例えば、ブロー成形機の入力パラメータは、ブロー成形機システムの以下の動作パラメータ、すなわち、オーブン温度、総オーブン電力、個々のオーブンランプ電力、プレフォーム温度設定点、プレブロー開始、プレブロー期間、延伸ロッドタイミング、ブロー圧力、プレブロータイミング、プレブロー圧力、複数の金型の個々のヒーター要素の電力レベル、プレフォーム温度設定点、延伸ロッドタイミング、延伸ロッド温度、ブロー圧力、などのうちの少なくとも１つに対する変更を含むことができる。
【００２９】
ブロー成形機コントローラは、生成した容器の検出した特性に応答して、システムモデルを使用して、複数組の入力パラメータ変更を発生させるようにプログラムされる。各一組の入力パラメータ変更は、ブロー成形機の動作を修正して、ブロー成形機によって生成される容器の特性を、以下本明細書でベースライン容器特性と称する、所望の（例えば、ベースライン）特性値に向けて移動させる。異なる複数組の入力パラメータ変更は、ブロー成形機を、異なるレベルの精度および／または時間を有するベースライン特性に向けて移動させる。
【００３０】
ブロー成形機コントローラはまた、動作コストモジュールも実行する。動作コストモジュールは、ブロー成形機によって消費される電気、熱、および／または他のエネルギーのコストを説明する動作コストデータを受信する。これらのデータ、例えば工場に対する局所的な電気、熱、および圧縮空気のコストは、例えばブロー成形機コントローラ１０２のローカルまたはリモートユーザインターフェースを介して、ブロー成形機システム４の操作者または工場マネージャによって入力され得る。動作コストデータはまた、いくつかの実施例では、一方のブロー成形機システムに対するブロー成形機の入力パラメータの変更が、同じ工場内の他方のブロー成形機システム対して有することができる効果を説明する。例えば、複数のブロー成形機システムを含む工場は、高圧空気を１つ以上の集中化した場所で生成して、高圧空気を複数のブロー成形機システムに分配することができる。プレブロー圧力、プレブロータイミング、高圧ブロー圧力、高圧ブロータイミング、または他の高圧空気関連の入力パラメータに対する変更は、他のブロー成形機システム、例えば共通の高圧空気マニホールドの下流に影響を及ぼし得る。これらの因子から、動作コストモジュールは、システムモデルを使用して決定された一組の入力パラメータ変更の各々と関連付けられた動作コストを決定する。動作コストモジュールは、精度および速度と動作コストとのバランスをとる一組の入力パラメータ変更を選択する。すなわち、ブロー成形機制御は、（１）所望の容器特性を達成すること、または満たすこと、（２）容器を所望の容器特性に向かわせるためにかかる時間、（３）ブロー成形機の動作パラメータを更新して所望の容器特性を満たすようにブロー成形機の入力パラメータを実装することと関連付けられた動作コストを含む、複数の因子を最適化する一組の入力パラメータ変更を選択する。
【００３１】
ブロー成形機コントローラをより詳細に説明する前に、ブロー成形機システムの概要を提供する。図１は、様々な実施形態によるブロー成形機システム４の一実施形態を示すブロック図である。ブロー成形機システム４は、典型的に、容器のブロー成形の前にプレフォームを予熱するために、オーブンセクションを通して、スピンドル上にプラスチックプレフォームを担持する、プレフォームオーブン２を含む。プレフォームオーブン２は、例えば、プレフォームのガラス転移温度を超えてプレフォームを加熱するために、赤外線加熱ランプまたは他の加熱要素を備え得る。多くのブロー成形機６は、プレフォームの異なる部分を加熱するように位置付けられた複数の加熱要素を画定する、プレフォームオーブンを利用する。プレフォームオーブン２を出たプレフォームは、例えば従来の移送システム７（想像線で示す）によって、ブロー成形機６に進入し得る。
【００３２】
ブロー成形機６は、例えば円形に配設され、そして矢印Ｃによって示される方向に回転する、約１０〜２４台ほどの、多数の金型を備えることができる。プレフォームは、流体（例えば、空気または液体）および／またはコアロッドを使用して、ブロー成形機６内で延伸させて、プレフォームを金型によって画定された形状に一致させる。容器を延伸させるために空気を使用する多くのブロー成形機では、最初のプレブローは、容器形成プロセスを開始するために利用され、その後に、高圧ブローが続いて、プレフォームのここでは延伸されている壁を金型に押し付ける。生成する容器のタイプに応じて、金型は、加熱される（熱間成形プロセス）場合もあり、または冷却される（冷間成形プロセス）場合もある。ブロー成形機６から出てくる容器８などの容器は、矢印Ｄによって示される方向に回転している移送アセンブリ１２上の移送アーム１０から吊り下げられ得る。同様に、移送アーム１４および１６は、移送アセンブリ１２が回転するときに、容器８を取り上げ、その容器を検査領域２０を通して輸送してもよく、検査領域では、容器は、下で説明される検査システムの１つ以上によって検査されてもよい。排除領域２４は、排除するべきとみなされる任意の容器を移送アセンブリ１２から物理的に取り除くことができる排除機構２６を有する。いくつかの実施形態では、ブロー成形機システム４は、交互の検査領域を含んでもよい。
【００３３】
図１の実施例では、容器３０は、排除領域２４を通過しており、星形ホイール機構３４において取り上げてもよく、星形ホイール機構は、方向Ｅに回転し、例えば、ポケット３６、３８、４０などの複数のポケットを有する。容器４６は、このような星型ホイールのポケット内に存在するように図１に示される。次いで、容器は、当業者に知られている様態で、システムの所望の輸送経路および性質に従ってコンベヤまたは他の運搬機構に移送され得る。当然のことながら、ブロー成形機システム４は、検査領域２０に加えて、またはその代わりに、１つ以上の検査領域を含んでもよい。例えば、代替（alternate）の検査領域が、輸送アセンブリ１２などの追加の移送アセンブリを加えることによって作成されてもよい。また、代替の検査領域が、コンベヤ上に、または他のブロー成形機６から下流の位置に位置付けられてもよい。
【００３４】
ブロー成形機システム４は、２０，０００〜１２０，０００個／時の速度で容器を製造する場合があり、製造業者は、速度を増加させるブロー成形機の開発を続けるが、いくつかの実施形態では、より低い速度でブロー成形機システム４を稼働させることが望ましい場合がある。ブロー成形機システム４は、生成する容器の特性に影響を及ぼす様々な入力パラメータを受信する。例えば、プレフォームオーブン２は、プレフォーム温度設定点と称される総合温度入力パラメータ、ならびに個々の加熱要素の間に熱分布を画定する追加の入力パラメータを受信し得る。他の制御可能なパラメータとしては、例えば、プレブロータイミング、プレブロー圧力などが挙げられる。
【００３５】
図２は、ブロー成形機制御システム１００の一実施形態のブロック図である。システム１００は、ブロー成形機システム４と、ブロー成形機コントローラ１０２と、様々な検査システム１０３と、を備える。検査システム１０３は、ブロー成形機によって製造される容器の特性を検知するように位置付けられる。図１の検査システム２０などの、検査システム１０３は、ブロー成形機システム４によって容器が製造されるときに容器の特性を検知するように、オンラインで配置されてもよい。ブロー成形機コントローラ１０２は、１つ以上のサーバまたは他のコンピュータデバイスを備えてもよい。ブロー成形機コントローラ１０２は、容器特性を示す様々な検査システム１０３から信号を受信し、また、ブロー成形機システム４からセンサからの出力を受信する。ブロー成形機システムのセンサは、例えば、オーブン温度センサ、プレフォーム送給速度センサ、容器がブローされたときのタイムスタンプを生成するためのタイマー、個々の金型温度センサ、実施温度センサ、などを備えることができる。このように、ブロー成形機コントローラ１０２は、ブロー成形機システム４から、オーブン温度、プレフォーム送給速度、容器がブローされたときのタイムスタンプ、個々の金型温度、プレフォーム温度、などを示すデータを受信することができる。ブロー成形機コントローラ１０２はまた、ブロー成形機システム（複数可）が収容される工場から、工場内の周囲温度、大気圧、および水分などのセンサも受信することができる。これらの入力データに基づいて、ブロー成形機コントローラ１０２は、それに対するブロー成形機の入力パラメータまたはそれらへの変更を生成して、本明細書で以下に説明される所望の許容限度内の容器をブロー成形機システム４に生成させることができる。本明細書で説明されるように、ブロー成形機コントローラ１０２はまた、ブロー成形機４に関連するセンサからの入力を参照する。本明細書で説明されるように、ブロー成形機コントローラ１０２は、システムモデル１０５と、動作コストモジュール１０７と、を備える。
【００３６】
様々な異なるタイプの検査システム１０３を使用してもよい。例えば、材料分布システム１０６は、容器の材料分布プロファイルを測定する。様々な実施形態によれば、材料分布システム１０６は、（例えば、ブロー成形機システム４内、またはその下流で）形成した後に、容器の材料分布を見出す。例えば、材料分布システム１０６を使用して、容器のプロファイル（例えば、垂直プロファイル）にわたって、１つ以上の容器特性の複数の直接的または間接的な指示値をとり得る。容器特性は、例えば、壁厚（例えば、平均２壁厚さ）、質量、容量などを含んでもよい。材料分布は、これらの測定値のうちのいずれかから導出されてもよい。システム１０６は、容器のプロファイルにわたって見出される測定した容器特性を利用して、容器の材料分布を導出してもよい。すべてではないが、いくつかの実施形態では、測定は、したがって、計算される材料分布は、容器の配向された、または延伸された部品にわたってのみ取られる必要があり、また例えばフィニッシュ部、基部カップなどといった容器の配向されていない部分は除外してもよい。生の測定値を材料分布に変換するための計算は、システム１０６と関連付けられたオンボードコンピューティング装置によって、および／またはブロー成形機コントローラ１０２によって実施してもよい。
【００３７】
材料分布システム１０６は、材料分布プロファイルを測定することができる任意の適切なタイプの測定デバイスを利用してもよい。例えば、図３は、材料分布システム１０６と関連付けられ得る測定デバイス５０の一実施形態を例示する。測定デバイス５０は、容器が形成されるにつれて、形成されるのと同じくらい高速で容器を検査するインライン検査システムであってもよく、これは、加工ラインから検査のために容器を取り除く必要がなく、かつ検査のために容器を破壊する必要がない。測定デバイス５０は、形成された容器がブロー成形に続いて検査領域２１を通して回転されるときに、または別の方法で輸送されるときに、ブロー成形機システム４によって形成される各容器の特性（例えば、平均２壁厚さ、質量、容量、および／または材料分布）を判定し得る。検査領域２１は、例えば上で説明したように、図１に示される例示的な検査領域２０に類似して、および／または任意の他の適切なインラインの場所に位置付けられてもよい。ブロー成形に続いて、図３の容器６６などの容器は、移送アセンブリ１２などの移送アセンブリ、コンベヤなどの任意の適切な機構によって、測定デバイス５０の検査領域２１を通過する。
【００３８】
図３に示されるように、測定デバイス５０は、２本の垂直アーム５２、５４を備えてもよく、アーム５２、５４の下部分には、それらの間にクロスバーセクション５６を有する。一方のアーム５２は、多数の光エネルギーエミッタアセンブリ６０を備えてもよく、また他方のアーム５４は、アーム５２、５４の間を通過するプラスチック容器６６を通過するエミッタアセンブリ６０からの光エネルギーを検出するための多数の広帯域センサ６２を備えてもよい。したがって、容器６６によって吸収されないエミッタアセンブリ６０からの光エネルギーは、容器６６の２つの対抗する側壁を通過し、センサ６２によって検知され得る。容器６６は、移送アセンブリ１２によって、アーム５２、５４の間で検査領域２０を通して回転させてもよい（図１を参照されたい）。他の実施形態では、コンベヤを使用して、検査領域２０を通して容器を輸送されてもよい。
【００３９】
様々な実施形態によれば、エミッタアセンブリ６０は、光エネルギーを異なる別々の狭波長帯域で放射する一対の発光ダイオード（ＬＥＤ）、レーザダイオード、などを備える。例えば、各エミッタアセンブリ６０内の１つのＬＥＤは、狭帯域波長範囲の光エネルギーを放射してもよく、この範囲では、容器の材料の吸収特性はプラスチック容器６６の材料の厚さ（「吸収波長」）に高度に依存する。他のＬＥＤは、プラスチック容器６６の材料が実質的に透過する狭帯域波長（「基準波長」）の光エネルギーを放射する場合がある。様々な実施形態によれば、アーム５２の各エミッタ６０に対して、アーム５４には１つの広帯域センサ６２があってもよい。吸収波長および基準波長の両方において検知されたエネルギーに基づいて、容器６６の２つの壁を通した厚さを、エミッタ−センサ対の高さレベルにおいて判定することができる。この情報は、容器の壁が仕様を満たしていない（例えば、壁が薄過ぎるか、または厚過ぎるかのいずれか）ために、容器を排除するべきかどうかを判定する際に使用することができる。この情報はまた、下でさらに説明されるように、様々な実施形態に従ってプレフォームオーブン２および／またはブロー成形機６（図１）のパラメータを調整するためのフィードバックとしても使用することもできる。
【００４０】
エミッタ−センサ対がより近くに垂直に離間されるほど、容器６６に関して、容器の垂直プロファイルに沿ったより詳細な厚さ情報を得ることができる。様々な実施形態によれば、容器６６の高さの最上部から最下部にわたって、３〜５０個のこのようなエミッタ−センサ対があってもよい。例えば、０．５インチ以下毎に離間された３２個のエミッタ−センサ対があってもよいが、状況に応じて追加のエミッタ−センサ対を使用してもよい。このように近くに離間したエミッタ−センサ対は、容器６６に対するかなり完全な垂直壁厚さプロファイルを効果的に提供することができる。近くに離間したエミッタ−センサ対を有するいくつかの実施形態では、隣接するエミッタ−センサ対は、クロストークを最小にするために互いに対して時間をわずかにずらして動作するように構成することができる。
【００４１】
様々な実施形態によれば、測定デバイス５０を使用して、プラスチックまたはＰＥＴ容器６６を検査する場合、吸収波長狭帯域は、約２３５０ｎｍであってもよく、基準波長帯域は、約１８３５ｎｍであってもよい。当然ながら、他の実施形態では、異なる波長帯域を使用してもよい。本明細書で使用される場合、「狭帯域」または「狭波長帯域」という用語は、２００ｎｍ以下の半値全幅（ＦＷＨＭ）である波長帯域を意味する。すなわち、光源の１つの放射強度がその最大強度の半分である波長間の差が、２００ｎｍ以下である。好ましくは、光源は、１００ｎｍ以下のＦＷＨＭ、好ましくは５０ｎｍ以下のＦＷＨＭである狭帯域を有する。
【００４２】
アーム５２、５４は、エミッタアセンブリ６０およびセンサ６２が取り付けられたフレーム６８を備えてもよい。フレーム６８は、例えばアルミニウムなどの任意の適切な材料で作製されてもよい。エミッタ６０およびセンサ６２の制御／給電を行うための回路基板（図示せず）上のコントローラは、フレーム６８によって画定された開放空間内に配置されてもよい。クロスバーセクション５６は、アーム５２、５４のためのフレーム６８と同じ材料から作製されてもよい。
【００４３】
フレーム６８は、検査領域２０に向けられた多数の開口部６９を画定してもよい。図３に示されるように、各センサ６２のための開口部が存在し得る。また、各エミッタアセンブリ６０に対して対応する開口部も存在し得る。エミッタアセンブリからの光エネルギーは、検査領域２０へのそれらの対応する開口部を通して、かつ各開口部６９の後ろにあるセンサ６２に向けて方向付けられてもよい。上で説明したようなシステムの１つの実施例は、２００７年８月３１日に出願された米国特許第７，９２４，４２１号に記載されている。
【００４４】
使用され得る別のタイプの測定デバイスは、広帯域光源、チョッパホイール、および分光計を利用して、容器がブロー成形機によって形成された後に光源と分光計との間の検査領域を通過するときに、容器の壁厚さを測定する。このようなシステムにおける広帯域光源は、プラスチック容器の表面に衝突し、容器の両方の壁を通って進行し、そして、分光計によって検知されて、離散波長でのプラスチックの吸収レベルを判定する、チョップしたＩＲ光エネルギーを提供し得る。この情報を、例えばプロセッサによって使用して、壁厚さ、材料分布などの、プラスチックボトルの特性を判定し得る。実際には、このようなシステムは、熱源を使用して、関心の可視スペクトルおよび赤外スペクトルの範囲内の広帯域光を生成することができる。広帯域光は、チョップされ、コリメートされ、プラスチック容器の２つの壁を通して透過され、最後に、分光器によって関心の波長に分けられる。類似するシステムの実施例は、２００２年３月２６日に出願された米国特許第６，８６３，８６０号、２００５年１月２４日に出願された米国特許第７，３７８，０４７号、２００６年１０月５日に出願された米国特許第７，３７４，７１３号、および２００８年４月２１日に出願された米国特許第７，７８０，８９８号に提供されている。さらに他の実施形態では、センサ（複数可）６２は、通過する容器に対してエミッタアセンブリ（複数可）６０と同じ側にあり、通過する容器の前方の側壁の正面および背面によって反射される光を検知することができる。
【００４５】
様々な実施形態では、検査システム１０３はまた、例えば基部ビジョンシステム１０８、側壁ビジョンシステム１１０、仕上がりビジョンシステム１１２、基部温度センサシステム１１４を含む、様々なビジョンシステムおよび他のシステムも含むことができる。随意に、検査システム１０３はまた、結晶化度を直接測定するためのセンサシステムも含むことができる。例えば、複屈折センサ１１５は、冷間成形で生成した容器の結晶化度を測定し得る。近赤外線（ＮＩＲ）分光センサは、熱間成型で生成した容器の結晶化度を測定し得る。様々な検査システム１０３のうちのいずれかまたはすべては、加工ラインから容器を取り外す必要なく、かつ検査のために容器を破壊する必要なく、インラインで動作し、かつ容器が形成されるのにつれて、容器が形成されるのと同じくらい高速で検査するように構成され得る。
【００４６】
１つまたは複数のビジョンシステムは、ＡＧＲ  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ，Ｉｎｃ．（米国ペンシルバニア州、Ｂｕｔｌｅｒ）から入手可能な、または２０００年４月２１日に出願された米国特許第６，９６７，７１６号に記載されているような、赤外吸収測定デバイスで使用されるビジョンシステムに類似し得る。図４は、基部ビジョンシステム１０８の一実施形態を示すブロック図である。システム１０８は、カメラ２０２と、光学機器２０４と、光源２０８と、随意の画像プロセッサ２１０と、を備える。画像は、容器６６が検査領域２１にある間に、容器６６が下部光源２０８と上部／オーバーヘッドカメラ２０２との間に垂直に位置付けられて、取られてもよい。得られた画像は、本明細書の下で説明されるように、容器６６の曇りまたは真珠光沢の存在を判定するのに有用であり得る。カメラ２０２からの画像は、画像プロセッサ２１０に提供されてもよく、画像プロセッサは、様々な前処理を行い、かつ／または画像を評価して、透明度状態（例えば、曇りまたは真珠光沢状態）、（様々な容器寸法など）などの容器６６の特性を判定し得る。ブロー成形容器の透明度状態を判定するためのシステムの実施例は、２０１７年１月１０日に発効された米国特許第９，５３９，７５６号において提供される。いくつかの実施形態では、画像プロセッサ２１０が省略され、画像処理は、ブロー成形機コントローラ１０２によって行われる。図４に示される実施形態では、カメラ２０２および光学機器２０４は、容器６６の上方に位置付けられる。光学機器２０４は、フィニッシュ部６６ｂを通して容器６６の基部領域６６ａを検知するために、カメラ２０２に適切な視野２０６を与えるように構成された様々なレンズまたは他の光学構成要素を含むことができる。当然のことながら、基部ビジョンシステム１０８の他の構成も可能である。いくつかの実施形態では、カメラ２０２／光学機器２０４および光源２０８の位置は、逆にされてもよい。また、いくつかの実施形態では、追加的な視野を有する追加のカメラ（図示せず）も利用され得る。
【００４７】
図５は、側壁ビジョンシステム１１０の一実施形態を示すブロック図である。例示される実施例の側壁ビジョンシステム１１０は、２つのカメラ２１４、２１４’と、２つの光学機器アセンブリ２１６、２１６’と、光源２１２と、随意の画像プロセッサ２１０’と、を備える。画像は、容器６６が光源２１２とカメラ２１４、２１４’との間に垂直に位置付けられて、容器が検査領域２１にある間に取られてもよく、すなわち、図５に示されるように、光源２１２とカメラ２１４、２１４’とは、容器６６の反対側に位置付けられる。例示されるように、２つのカメラ２１４、２１４’および光学機器２１６、２１６’は、容器６６の側壁領域６６ｃを示す、それぞれの視野２１８、２１８’を生成するように構成される。画像プロセッサ２１０’は、例えば容器の欠陥を検出すること、容器の透明度状態（例えば、曇りまたは真珠光沢状態）を検出することなどを含む、カメラ２１４によって生成される画像に対する様々な処理を行い得る。いくつかの実施形態では、画像プロセッサ２１０’は、カメラ２１４によって生成される画像に対する前処理を行い、さらなる処理は、ブロー成形機コントローラ１０２によって直接行われる。また、いくつかの実施形態では、画像プロセッサ２１０’は、完全に省略される場合がある。また、いくつかの実施形態では、カメラ２１４、２１４’のうちの１つ以上を省略してもよく、かつ／または追加の視野（図示せず）を有する追加のカメラを加えてもよい。
【００４８】
図６は、仕上がりビジョンシステム１１２の一実施形態を示すブロック図である。例示される実施例の仕上がりビジョンシステム１１２は、カメラ２２０と、光学機器２２２と、光源２２４、２２６と、随意の画像プロセッサ２１０’’と、を備える。画像は、光源２２６およびカメラ２２０が容器６６の反対側に位置付けられるように、かつ光源２２４が容器６６の上側にあるように、容器６６が、光源２２４、２２６とカメラ２２０との間に位置付けられて、容器が検査領域２１内にある間に取られてもよい。例示されるように、カメラ２２０および光学機器２２２は、容器６６のフィニッシュ部６６ｂを含む視野２２５を生成するように構成される。いくつかの構成では、仕上がりビジョンシステム１１２は、フィニッシュ部６６ｂを照明するために、視野２２５内に位置付けられた背面光源２２６を備える。また、いくつかの実施形態では、仕上がりビジョンシステム１１２は、仕上がり６６ｂの上側に位置付けられた丸みのあるまたはお椀形状の光源２２４を備える。画像プロセッサ２１０’’は、例えば画像に由来する、様々な容器特性（例えば、寸法、透明度状態など）を含む、画像に対する様々な処理を行ってもよい。しかしながら、画像処理のいくつかまたはすべては、ブロー成形機コントローラ１０２によって行われてもよく、いくつかの実施形態では、画像プロセッサ２１０’’は省略されてもよい。図７は、仕上がりビジョンシステム１１２を利用して測定され得る、例示的なフィニッシュ部の寸法を示す図である。例えば、寸法Ｈは、フィニッシュ部の高さを示す。寸法Ａは、フィニッシュ部６６ｂの全幅を示す。寸法Ｔは、容器６６のねじ山の幅６６ｅを示す。寸法Ｅは、フィニッシュ部の封止部６６ｆの幅を示す。
【００４９】
当然のことながら、様々なビジョンシステム１０８、１１０、１１２が、容器６６の所望の部分の画像を生成することができる任意の適切なタイプのシステムによって具現化され得る。例えば、基部ビジョンシステム１０８および側壁ビジョンシステム１１０は、ＡＧＲ  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ，Ｉｎｃ．（米国ペンシルバニア州、Ｂｕｔｌｅｒ）から入手可能なＰｉｌｏｔ  Ｖｉｓｉｏｎ（商標）システムを利用して実装されてもよい。フィニッシュ部ビジョンシステム１１２は、同じくＡＧＲ  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ，Ｉｎｃ．（米国ペンシルバニア州、Ｂｕｔｌｅｒ）から入手可能なＯｐｔｉｃｈｅｃｋ（商標）システムを利用して実装されてもよい。さらに当然のことながら、追加の観点からの画像は、カメラおよび光源を異なる場所に、例えば、検査領域２０内に、またはブロー成形機システム４の下流に位置付けることによって得られ得る。
【００５０】
いくつかの実施形態では、様々なビジョンシステム１０８、１１０、１１２の出力を利用して、概して本明細書で透明度状態と称される、曇りまたは真珠光沢の存在を判定する。容器の透明度状態を判定するための処理は、本明細書で説明されるブロー成形機コントローラ１０２によって、および／または様々な画像プロセッサ２１０、２１０’、２１０’’のうちのいずれかによって実施されてもよい。容器の曇りまたは真珠光沢状態（例えば、透明度状態）を判定するために、任意の適切な画像処理アルゴリズムを利用し得る。例えば、図８は、透明度状態を判定するための様々な方法を例示する、容器６６の画像２４０を示す図である。画像２４０は、複数のピクセルで構成され、各ピクセルが値を有する。例えば、画像２４０がグレースケール画像である場合、各ピクセルは、ピクセルの場所における画像の明るさを示す値を有してもよい。画像がカラー画像である場合、各ピクセルの値は、明るさだけでなく色も示してもよい。図８では、強調領域２４２は、より大きい形態で再現されて、画像ピクセル２４３を例示する。様々なピクセルに対するグレースケール値は、シェーディングによって示される。実際には、ブロー成形機コントローラ１０２または他の適切なプロセッサは、異常なピクセルの画像を検査することによって、曇りまたは真珠光沢の事例を識別する場合がある。異常なピクセルは、例えば容器６６が予想されるよりも暗いことを示す、グレースケールまたは予想される値と異なる他の値を有するピクセルとされてもよい。異常なピクセルは、任意の適切な様態で識別され得る。例えば、異常なピクセルは、閾値よりも暗い場合があり、かつ／またはボトルを形成するすべてのピクセルの平均よりも暗い閾値量よりも大きい場合がある。真珠光沢または曇りは、例えば、容器６６および／またはその一部分（例えば、基部）を表す領域内の異常なピクセルの総数を識別することによって検出され得る。また、いくつかの実施形態では、グループ２４４などの異常なピクセルの連続するグループのサイズおよび／または数を利用してもよい。アルゴリズムの結果は、バイナリの様態（例えば、真珠光沢または曇りが存在する、真珠光沢または曇りが存在しない）で、または例えば異常なピクセルまたは画素グループの数に基づく定量的な様態で表され得る。
【００５１】
図９は、基部温度センサシステム１１４の一実施形態を示す図である。システム１１４は、容器６６の基部６６ａを含む視野２３２と共に位置付けられる温度センサ２３０を備え得る。容器６６の基部６６ａの温度は、容器６６が温度センサ２３０の視野内に位置付けられて、容器６６が検査領域２１にある間に取られてもよい。温度センサ２３０は、例えば任意の適切な高温計、赤外線カメラなどを含む、任意の適切な非接触または赤外線センサを備え得る。センサ２３０からの信号は、ブロー成形機コントローラ１０２および／または信号から基部温度を導出するための別の適切なプロセッサに提供されてもよい。当然のことながら、例えば容器６６の側壁領域６６ｃに方向付けられた視野を有する側壁温度センサ（図示せず）を含む、様々な他の温度センサが利用されてもよい。
【００５２】
図１０は、結晶化度および／または配向を測定するための複屈折センサシステム１１５の一実施形態を示す図である。複屈折は、ＰＥＴを含む数多くの材料に見出される効果である。いくつかの実施形態では、複屈折センサシステム１１５は、２軸格子構造として表される結晶化度（または配向）を測定するために、冷間成形で生成された容器と併せて利用され得る。複屈折は、２つの直交成分を有する直線偏光した光が異なる速度で材料を通って進行するときに生じる。直交成分が異なる速度で容器６６を通って進行するので、２つの光成分の間には位相差がもたらされる。光成分の速度の差、したがって観察される位相差は、容器によって示される結晶化度のレベルに依存する。例えば、一方の成分は高速ビームとみなされてもよく、他方は低速ビームとみなされてもよい。速度の差、したがって位相差は、材料内の光路に沿った複屈折作用の統合効果であるリターダンスとして測定される。リターダンスは、しばしば（ｎｍ／ｃｍ厚さ）の単位に従って測定される。使用される光の波長を考慮した場合、リターダンスは、位相角としても表すことができる。
【００５３】
リターダンスを測定するために、複屈折センサシステム１１５は、直線偏光した光を容器６６を通して透過させ得る。システム１１５は、照射源２５０と、偏光器２５２と、センサ２５４と、を備えてもよい。結晶化度の測定は、容器６６が検査領域２１にある間に行われてもよく、容器は、照射源２５０とセンサ２５４との間に位置付けられ得る。例えば、照明源２５０および偏光器２５２は、容器６６の片側に位置付けられてもよく、容器６６を照明するように構成されてもよい。センサ２５４は、照射源２５０および偏光器２５２と反対側の容器６６の側部に位置付けられてもよく、また、照明源２５０によって提供される照明を受容するように構成されてもよい。偏光器２５２は、容器６６に向かって方向付けられた照明を２つの直交成分を伴って直線偏光させるように配向されてもよい。例えば、偏光器２５２は、光軸２５１を中心に互いに対して直角に配向された２つの偏光器要素２５２ａ、２５２ｂを備えてもよい。いくつかの実施形態では、直線偏光器２５２の配向は、容器６６の結晶化の軸に対して約４５°回転されてもよい。照明源の反対側のセンサ２５４は、２つの直交成分を含む光を受容してもよい。いくつかの実施形態では、光をフィルタ処理する随意の電気制御式液晶可変偏光デバイス２５６または等価物が、容器６６とセンサ２５４との間に配置される。可変偏光デバイス２５６は、センサ２５４が入射ビームの２つの以前の直交成分を交互に検知することを可能にするように修正し、それによって位相差および／または速度の差を測定し得る。例えば、２つの以前の直交成分を測定するとき、可変偏光デバイス２５６の位置の間の角度差は、位相差と比例し得る。容器壁の単位厚さあたりの位相差の量がリターダンスである。したがって、最終的な結果は、材料の結晶化度および厚さの関数であり得る。例えば、ブロー成形機コントローラ１０２は、（例えば、材料分布システム１０６によって測定したような）容器厚さを利用して、容器結晶化度の定量測定値を解消し得る。システム１１５は、容器６６の側壁領域６６ｃを通して照明を方向付ける構成で例示されているが、システム１１５は、容器６６の任意の適切な部分を通して複屈折を測定するように構成され得る。いくつかの実施形態では、センサシステム１１５はまた、プロセッサ２５８も備える。プロセッサ２５８は、例えば、センサ２５４の出力を処理して、容器６６の結晶化度の指示値を生成し得る。可変偏光デバイス２５６を含む実施形態では、プロセッサ２５８はまた、可変偏光デバイス２５６と通信して、その偏光値を制御し得る。様々な実施形態では、これらの機能のうちのいくつかまたはすべてを、ブロー成形機コントローラ１０２によって実行し得る。例えば、プロセッサ２５８は、省略してもよい。また、任意の適切な方法または装置を、複屈折またはリターダンスを測定するために使用してもよい。複屈折またはリターダンスを測定するための適切な方法および装置の実施例は、以下の出典に見出される場合があり、それらは、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。Ｈａｇｅｎ，ｅｔ  ａｌ．，“Ｃｏｍｐａｃｔ  Ｍｅｔｈｏｄｓ  ｆｏｒ  Ｍｅａｓｕｒｉｎｇ  Ｓｔｒｅｓｓ  Ｂｉｒｅｆｒｉｎｇｅｎｃ���”；Ａｉ  ｅｔ  ａｌ．，“Ｔｅｓｔｉｎｇ  ｓｔｒｅｓｓ  ｂｉｒｅｆｒｉｎｇｅｎｃｅ  ｏｆ  ａｎ  ｏｐｔｉｃａｌ  ｗｉｎｄｏｗ”，ＳＰＩＥ  Ｖｏｌ．１５３１  Ａｄｖａｎｃｅｄ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ  ａｎｄ  Ｔｅｓｔｉｎｇ  ＩＩ（１９９１）；Ｄｕｐａｉｘ  ｅｔ  ａｌ．，“Ｆｉｎｉｔｅ  ｓｔｒａｉｎ  ｂｅｈａｖｉｏｒ  ｏｆ  ｐｏｌｙ（ｅｔｈｙｌｅｎｅ  ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ）（ＰＥＴ）  ａｎｄ  ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ  ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａａｔｅ）−ｇｌｙｃｏｌ（ＰＥＴＧ），Ｐｏｌｙｍｅｒ，Ｖｏｌ．４６，Ｉｓｓ．１３，ｐｇｓ．４８２７−４８３８  １７  Ｊｕｎ．２００５）；および１９９８年２月２３日に出願された米国特許第５，８６４，４０３号。
【００５４】
図１１は、結晶化度を測定するための近赤外線（ＮＩＲ）分光センサシステム１１７の一実施形態を示す図である。システム１１７は、ブロー成形機システム４の検査領域２０内、および／またはブロー成形機システム４の下流に位置付けられ得る。いくつかの実施形態では、ＮＩＲ分光センサシステム１１７は、熱間成形生成容器と併せて使用して、球晶構造として表される結晶化度を測定することができる。システム１１７は、容器６６の一方の側に位置付けられた照明源２６０と、容器６６とは反対側の容器６６の他方の側に位置付けられた分光計２６２と、を備える。照明源２６０および分光計２６２は、近赤外線スペクトルの全部または一部分にわたって、容器６６を通した吸収を測定するように構成することができる。例えば、照明源２６０および分光計２６２は、８００ｎｍ〜３０００ｎｍの波長範囲にわたる吸収を測定し得る。いくつかの実施形態では、照明源２６０および分光計２６２は、２０００ｎｍ〜２４００ｎｍの波長範囲にわたる吸収を測定し得る。
【００５５】
照明源２６０および分光計２６２は、任意の適切な様式で特定の波長または波長範囲に調整され得る。例えば、照明源２６０は、所望の波長範囲にわたって照明を生成する広帯域光源であってもよい。分光計２６２は、異なる波長での（例えば、容器６６を通した透過の後の）照明の強度を測定するように構成され得る。例えば、分光計２６２は、受容した照明を所望の範囲にわたって波長によって分離する（例えば、受容した照射を波長によって空間的に分離する）ための回折格子２６６または他の適切な光デバイスを備えてもよい。制御可能なマイクロミラー２６８または他の類似するデバイスは、波長または波長範囲に対応する空間的に分離された照明の一部分をＩｎＧａＡｓ検出器などのセンサ２６９に方向付けることができる。センサ２６９は、マイクロミラー２６８によって、センサ２６９に方向付けられた波長または波長範囲で受容した照明の強度に比例する出力信号を提供し得る。マイクロミラー２６８は、異なる波長または波長範囲をセンサ２６９に方向付けるように徐々に調整して、センサ２６９から所望の波長範囲にわたる容器６６による照明の吸収を示す一組の信号を提供し得る。これは、容器６６に対する吸収スペクトルまたはスペクトルと称し得る。例えば、任意の所与の波長において容器６６によって透過される照明の量は、その波長での容器６６の吸収の逆数であり得る。
【００５６】
プロセッサ２６４は、マイクロミラー２６８を制御し、かつ／またはセンサ２６９から信号を受信し、記憶して、容器６６の吸収スペクトルを判定するように構成され得る。いくつかの実施形態では、プロセッサ２６４の機能のいくつかまたはすべては、ブロー成形機コントローラ１０２によって実施され得る。例えば、プロセッサ２６４は、省略されてもよい。また、照明は、側壁領域６６ｃで容器６６と交差するように示されているが、吸収スペクトルは、容器６６の任意の適切な部分で取られてもよい。また、図１１は、単に１つの例示的な分光計２６２を示す。任意の適切なタイプの分光計を使用してもよい。
【００５７】
図２に戻って参照すると、ブロー成形機コントローラ１０２は、工場から、１つ以上の検査システム１０３からの容器特性データ、ブロー成形機システム４のセンサからの出力、および／またはセンサからの出力を受信する。容器特性データは、ブロー成形機システム４によって生成される容器を説明する。ブロー成形機センサからのセンサ出力は、オーブン温度、プレフォーム送給速度、最後のブローからの時間経過を判定することができるような容器のブローに対するタイムスタンプ、個々の金型温度、プレフォーム（perform）温度、などの、上で説明したようなブロー成形機システム４の内部動作条件を説明する。工場センサからのデータは、例えば、周囲工場温度、圧力、および水分を含むことができる。容器特性データに基づいて、ブロー成形機コントローラ１０２は、複数組のブロー成形機の入力パラメータ変更を生成し、この変更は、適用されると、ブロー成形機システム４によって生成される容器をベースライン容器特性に向けて移動させる。
【００５８】
いくつかの実施例では、ブロー成形機コントローラ１０２によってシステムモデル１０５に提供される入力は、例えば、容器材料分布、透明度状態、厚さ、などを含む、容器特性データによって説明される容器特性を含む。透明度状態は、熱間成形プロセスにおける曇り状態、または冷間成形プロセスにおける真珠光沢状態を示し得る。透明度状態に加えて、またはその代わりに、システムモデル１０４は、容器結晶化度の直接測定を受信し得る。入力に基づいて、システムモデル１０５は、ブロー成形機の入力パラメータに対する値の組を作成する。これらの複数組の入力パラメータは、本明細書で説明されるように、動作コストモジュール１０７に提供される。
【００５９】
システムモデル１０５は、任意の適切なタイプのモデルであってもよく、任意の適切な様式で生成され得る。例えば、システムモデル１０５は、容器特性とブロー成形機の入力パラメータとの間の強いＲ２相関を利用し得る。システムモデル１０５は、任意の適切な様式で実装および訓練され得る。例えば、図１２は、システムモデル１０５を訓練するためのプロセスフロー１２００の一実施形態を示すフローチャートである。プロセスフロー１２００は、例えば、ブロー成形機コントローラ１０２によって実行されてもよい。１２０２で、ブロー成形機コントローラ１０２は、ブロー成形機システム４によって生成された容器の特性を測定する。例えば、材料分布は、材料分布システム１０６と併せて測定され得る。透明度状態は、ビジョンシステム１０８、１１０、１１２のうちの１つ以上と併せて測定されてもよい。結晶化度は、複屈折センサシステム１１５および／またはＮＩＲ分光システム１１７によって測定されてもよい。いくつかの実施形態では、ブロー成形機システム４の動作は、測定される容器の材料分布および透明度状態が正しくなるように、１つ以上の容器を測定する前に（例えば、手動で）調整される。したがって、測定される容器は、集合的にベースライン容器特性と称される、モデルに対するベースライン材料分布、透明度状態、および／または結晶化度状態を確立し得る。ブロー成形機コントローラ１０２はまた、少なくともベースラインが決定された時点でのブロー成形機システム環境を考慮して、ベースライン容器特性をもたらす、ベースラインの一組のブロー成形機の入力パラメータも確立し得る。
【００６０】
いくつかの実施形態では、動作１１０２でベースライン特性の測定を行う前に、結晶化度および透明度状態に対して追加の調整を行ってもよい。冷間成形プロセスでは、例えば、ブロー成形機コントローラ１０２は、真珠光沢が現れるまで（例えば、真珠光沢が存在することを透明度状態が示すまで）、プレフォーム温度設定点を低くし得る。次いで、ブロー成形機コントローラ１０２は、真珠光沢がもはや存在しなくなるまで、プレフォーム温度設定点を高くし得る。その後に、１１０２で、制御システムは、ベースライン測定を行ってもよい。同様に、熱間成形プロセスについて、ブロー成形機コントローラ１０２は、曇りが現れるまで（例えば、曇りが存在することを透明度状態が示すまで）、プレフォーム温度設定点を高くし得る。次いで、ブロー成形機コントローラ１０２は、１１０２でベースライン測定を行う前に、真珠光沢がもはや存在しなくなるまで、プレフォーム温度設定点を低くし得る。これは、システムモデル１０５に対するベースライン測定がその最適値を有する、またはほぼ最適値の結晶化度を有することを確実にし得る。また、様々な実施形態で、ブロー成形機コントローラ１０２は、ブロー成形機システム４の動作中に、説明される透明度調整を周期的に行うようにプログラムされ得る。これは、ブロー成形機システム４が容器を最適結晶化度で生成することから遠ざける傾向があり得るプロセスドリフトを修正し得る。いくつかの実施形態では、１１０２でのベースライン測定は、小さいが許容可能なレベルの曇りまたは真珠光沢を有する容器を生成するように調整されたブロー成形機システム４によって行われ得る。これは、本明細書で説明されるように、システムモデル１０５を、最適結晶化度を有する容器を生成するように向かわせ得る。
【００６１】
動作１２０４で、ブロー成形機コントローラ１０２は、各容器が製造された時点でのブロー成形機システム４に対するブロー成形機動作パラメータの値と共に生成された容器のいくつかまたはすべての容器特性を記録する（例えば、メモリに記憶する）。これらの値は、例えば本明細書の下で説明されるように使用され得る、多次元マトリックスに入力されてもよい。
【００６２】
動作１２０６で、ブロー成形機コントローラ１０２は、ブロー成形機の入力パラメータおよび容器特性に関連するシステムモデル１０５を生成してもよい。例えば、ブロー成形機コントローラ１０２は、マトリックスを利用して、ブロー成形機システム４のパラメータのモデルに対する得られた容器特性を導出し得る。システムモデル１０５は、任意の適切な技法または技術を使用して生成され得る。使用され得る例示的なモデリング技法としては、例えば、直線回帰法、段階的回帰、主成分回帰、などが挙げられる。いくつかの実施形態では、モデルによって示されるブロー成形機の入力パラメータと材料分布との関係は、材料分布における所望の変更とブロー成形機の入力パラメータの対応する変更との関係である。
【００６３】
随意に、モデルは、動作１２０６での生成に応じて試験または検証され得る。モデルが検証される場合、モデル生成は、動作１２０７で完了し得る。モデルが検証されない場合、ブロー成形機コントローラ１０２は、動作１２０８で、ブロー成形機の入力パラメータを修正してもよく、動作１２１０で、新しい容器を生成してもよい。モデルが許容可能な範囲外であるブロー成形機の入力パラメータを生成した場合、または動作１２０２、動作１２０４の行為中に生成された容器の特性が許容可能なベースライン容器特性を表していない場合、などの場合、モデルは検証されない場合がある。ブロー成形機コントローラ１０２は、動作１２０２で、容器特性を測定および／または導出してもよく、１６０４で、容器特性３０２および新しいブロー成形機の入力パラメータ３０６を（例えば、多次元マトリックスに）記録（例えば、メモリに記憶）してもよく、そして再び、動作１２０６で、システムモデル１０５が検証されるかどうかを判定することができる。いくつかの実施形態では、このプロセスは、システムがモデル１０５を検証するまで繰り返される。
【００６４】
システムモデル１０５が生成されると、それを使用して、本明細書で説明されるように、複数組のブロー成形機の入力パラメータを生成して、容器をベースライン容器特性へと向かわせ得る。例えば、図１３は、システムモデル１０５を適用して、複数組のブロー成形機の入力パラメータ変更を生成するためにブロー成形機コントローラ１０２によって実行され得る、プロセスフロー１３００の一実施形態を示すフローチャートである。動作１３０２で、ブロー成形機コントローラ１０２は、容器特性データを受信する。いくつかの実施例では、ブロー成形機コントローラ１０２は、容器特性データのいくつかまたはすべてを処理して、材料分布、透明度状態、結晶化度、などの容器特性を導出する。
【００６５】
動作１３０４で、ブロー成形機コントローラ１０２は、動作１３０２からの容器特性の１つ以上がベースライン容器特性からの閾値を超えているかどうかを判定する。超えていない場合、ブロー成形機コントローラ１０２は、動作１３０２に戻り、次の容器特性データを受信する。
【００６６】
動作１３０４で、容器特性の１つ以上がベースライン容器特性からの閾値を超えた場合、ブロー成形機コントローラ１０２は、システムモデル１０５を利用して、複数組のブロー成形機の入力パラメータのセットを生成する。例えば、図１２に関して説明されるように、ブロー成形機コントローラ１０２は、動作１３０２で受信および／または導出した生成容器の容器特性とモデル訓練中に測定したベースライン特性との差を表す誤差信号を計算し得る。誤差信号は、ブロー成形機システム４によって生成される容器特性の所望の変更を表す。
【００６７】
誤差信号はシステムモデル１０５に適用され、これは、ブロー成形機システム４の入力パラメータが所望の変更をもたらすことができる変更を返し、そして容器特性をベースラインに戻すように向かわせ得る。例えば、容器特性とブロー成形機の入力パラメータとの関係を利用して、ブロー成形機コントローラ１０２は、容器パラメータとベースライン容器パラメータとの差（例えば、誤差信号）を最小にする、複数組のブロー成形機の入力パラメータを導出することができる。
【００６８】
一実施形態では、ブロー成形機コントローラ１０２は、ブロー成形機の入力パラメータ、およびいくつかの実施例では各組のスコアに対する複数組の変更を生成する。ブロー成形機の入力パラメータに対する一組の変更は、ブロー成形機の入力パラメータに対する１つ以上の変更を含む。ブロー成形機の入力パラメータに対する一組の変更のスコアは、例えば、どのくらい迅速にかつどのくらい効果的にその変更が容器特性をベースラインと一致させるかなどの、その組の有効性を説明する。
【００６９】
上で説明したように、最初のベースライン材料分布は、モデルを生成するために測定した容器に基づき得る。いくつかの実施形態では、例えば２０１１年１１月１８日に出願された同時係属の米国特許出願公開第２０１２／０１３０６７７号で説明されるように、モデルおよび／または追加的に生成したモデルは、材料分布値と断面重量とを関連付けるために使用され得る。
【００７０】
動作１３０８で、ブロー成形機コントローラ１０２（例えば、その動作コストモジュール１０７）は、例えば動作１３０６で導出された複数組のブロー成形機の入力パラメータ変更から、一組のブロー成形機の入力パラメータを選択する。選択された一組のブロー成形機の入力パラメータは、有効性と動作コストとがバランスしている。任意の適切な最適化方法を使用することができる。例えば、動作コストモジュール１０７は、動作コストを、複数組のブロー成形機のパラメータ変更の各ブロー成形機のパラメータ変更に割り当てることができる。ブロー成形機のパラメータ変更の動作コストは、例えば、図１４に関して本明細書で説明されるように見出すことができる。動作コストモジュール１０７は、動作コストおよび有効性スコアを最小にする一組のブロー成形機のパラメータ変更を選択する。
【００７１】
いくつかの実施例では、ブロー成形機のパラメータ変更または一組のパラメータ変更の動作コストは、下流ラインの効率コストとみなされる。下流ラインの効率コストは、工場のデータ収集システムから取り出される場合があり、またその工場内の他のブロー成形機システムに対するブロー成形機の入力パラメータ（高圧空気関連のパラメータなど）における変更の効果を説明し得る。
【００７２】
いくつかの実施例では、動作コストモジュール１０７は、予想されるスクラップ率も考慮し得る。例えば、一組のブロー成形機のパラメータ変更の効率スコアは、ブロー成形機システム４がベースラインに到達するまでの時間を示す構成要素を含み得る。より長い時間は、より高いスクラップ率を示す場合がある。動作コストモジュール１０７は、いくつかの実施例では、スクラップ率ならびに動作コストを最小にするように、一組のブロー成形機のパラメータ変更を選択する。
【００７３】
いくつかの実施例では、動作コストモジュール１０７はまた、例えば、現在のオーブン温度、プレフォーム送給速度、最後に容器をブローしてからの時間、周囲工場温度、金型温度、プレフォーム温度、などを含む、ブロー成形機システム４の状態および／または工場の状態も考慮する。これらのデータは、上で説明したように、ブロー成形機システム４および／または工場のセンサから入力され得る。例えば、本明細書で説明されるように、ブロー成形機の入力パラメータの増分コストは、ブロー成形機システム４の現在の状態に依存し得る。動作コストモジュール１０７は、システムモデル１０５を使用して決定した複数組の変更のうちの各ブロー成形機の入力パラメータの変更の動作コストを見出すことによって、複数組のブロー成形機の入力パラメータの各々の動作コストを決定し得る。
【００７４】
図１４は、動作コストモジュール１０７によって実行され得るプロセスフロー１４００の一実施例を示すフローチャートである。例えば、動作コストモジュール１０７は、プロセスフロー１４００を実行して、様々なブロー成形機の入力パラメータを変更する増分コストを決定し得る。動作１４０２で、動作コストモジュール１０７は、ブロー成形機システム４でのエネルギーのコストを説明する動作コストデータを受信する。これらのデータは、上で説明したように、ユーザまたはデータインターフェースを介して、ブロー成形機コントローラ１０２に入力され得る。エネルギーコストデータは、例えば、ブロー成形機システム４が動作している場所での動作コストに依存する。エネルギーのコストは、例えば、電気グリッドからの電気のコストを説明する。グリッドからの電気は、ブロー成形機のオーブンに給電する、容器をブローするための圧縮空気を生成するなどのために使用され得る。いくつかの実施例では、ブロー成形機を動作させるためのエネルギーの一部または全部は、発電機、ポンプ、または内燃機関によって動力を受ける他の構成要素、ソーラーパネル、などからのものである。ブロー成形機システム４に給電するためのエネルギーの一部または全部がこのタイプの供給源から導出される場合、エネルギーのコストは、ディーゼルまたは他の燃料のコスト、発電機、ソーラーパネルなどのメンテナンスコストを含み得る。
【００７５】
動作１４０４で、動作コストモジュール１０７は、ブロー成形機システム１０４を動作されている工場の配設を説明する工場データを受信し、かつ／またはそれにアクセスする。工場データは、例えば、圧縮空気を生成し、分配するためのシステムを説明するデータを含み得る。例えば、高圧空気を生成し、ブロー成形機に分配することは、ブロー成形機が消費するエネルギーのかなりの部分を消費し得る。圧縮空気を生成し、分配するためのシステムを説明するデータとしては、例えば、空気圧縮機の効率を説明するデータ、高圧空気が供給されている工場におけるブロー成形機の数を説明するデータ、工場内の高圧空気マニホールドの配置を説明するデータ、などが挙げられ得る。
【００７６】
動作１４０６で、動作コストモジュール１０７は、ブロー成形機コントローラ１０２による修正のために利用可能であるブロー成形機の動作パラメータを受信し、かつ／またはそれにアクセスする。ブロー成形機コントローラ１０２によって修正され得るブロー成形機の動作パラメータとしては、例えば、総オーブン電力、個々のオーブンランプ電力、プレフォーム温度設定点、プレブロー開始、プレブロー期間、延伸ロッドタイミング、ブロー圧力、などが挙げられ得る。
【００７７】
随意の動作１４０８で、動作コストモジュール１０７は、例えば、現在のオーブン温度、プレフォーム送給速度、最後に容器をブローしてからの時間、周囲工場温度、金型温度、プレフォーム温度、および開始の前に排除された所望のプレフォームなどの、ブロー成形機システム４の状態を説明するデータを受信し、かつ／またはそれにアクセスする。いくつかの実施例では、ブロー成形機の入力パラメータに対する様々な変更の動作コストは、ブロー成形機システム４の現在の状態に依存する。
【００７８】
動作１４１０で、動作コストモジュール１０７は、動作１４０２で受信した動作コストを考慮して修正に利用可能であるブロー成形機の入力パラメータに対する増分変更のコストを決定する。例えば、ブロー圧力を増加させる、および／またはプレブローの期間を増加させる動作コストは、電気のコスト、高圧空気を生成するための１つまたは複数の圧縮機の効率、および高圧空気をブロー成形機システム４に提供するためのマニホールドシステムの効率を考慮して見出され得る。オーブン温度設定を増加させる動作コストは、変更を考慮してオーブンによって引き出される電力の増分変更にアクセスする、またはそれを決定することによって見出され得る。いくつかの実施例では、動作コストモジュール１０７はまた、例えば、ブロー圧力を下げる、プレブローの期間を短縮する、オーブンの温度を低くする、などのブロー成形機の入力パラメータ変更によって生じるエネルギー消費の低減も考慮する。
【００７９】
ブロー成形機パラメータに対する増分変更の動作コストが、ブロー成形機システムおよび／または工場の状態に依存するいくつかの実施例では、動作コストモジュール１０７は、異なるブロー成形機システムおよび／または工場の状態の下で、プロセスフロー１４００の全部または一部を再実行し、ブロー成形機システムのパラメータに対する変更の増分コストを再計算してもよい。
【００８０】
他の実施形態では、複数組のブロー成形機の入力パラメータを決定し、次いでブロー成形機システムに出力する組を決定するために各組を実装する増分コストを計算する代わりに、ブロー成形機コントローラ１０２は、増分変更を行うコストを、ブロー成形機の入力パラメータおよび容器特性に関連するシステムモデルマトリックスに組み込むことができる。例えば、高い相対的コストを有するブロー成形機の入力パラメータは、より低い相対的コストを有するブロー成形機の入力パラメータよりも低く重み付けされる。例えば、オーブン温度の上昇またはブロー圧力の上昇のいずれかが容器特性の所望の効果を生じさせることになり、かつ特定の工場の場所において、ブロー圧力の必要な変更を行うよりも、ブロー成形機のオーブン温度の必要な上昇を行うことが著しく高価である場合、オーブン温度の上昇およびブロー圧力の上昇に対するそれぞれのマトリックスの重み付けは、例えば、図１３のステップ１３０６で複数組のブロー成形機の入力パラメータ変更を生成することを必要とすることなく、システムモデル１０５によるマトリックスパラメータの最適化に、オーブン温度を上昇させるのではなくブロー圧力を上昇させるべきであると判定させることができる。
【００８１】
本明細書のシステムおよび方法は、ブロー成形機システム４の様々な製造条件にわたって使用され得る。いくつかの実施例では、本明細書で説明されるシステムおよび方法は、段階的な変更、より遅い環境の変更、および立ち上げに対応する際に有用である。段階的なプロセス変更は、ブロー成形機システム４を、迅速および長期間の両方で変化させる。例えば、新しいバッチまたはゲイロードのプレフォームがブロー成形機のためのデスクランブラの中へダンプされたときに、樹脂化学特性およびプレフォームの温度の違いは、不良容器の製造を直ちにもたらし得る、プロセス内の段階的な変更を生じさせる。プレフォームの新しいバッチが加えられるたびに、プロセスはジャンプする可能性がある。
【００８２】
いくつかの実施例では、段階的なプロセス変更に応答して、ブロー成形機コントローラ１０２は、システムモデル１０５を使用して、オーブンエネルギーの追加または低減、プレブロー開始、プレブロー期間、延伸ロッドタイミング、および／またはブロー圧力などのグローバルな金型制御パラメータの修正などを行うことになる、ブロー成形機パラメータに対する複数組の変更を返すことになる。動作コストモジュール１０７は、変更がブローされた容器の品質（例えば、システムモデル１０５を使用して生成される有効性スコア）、およびブロー成形機パラメータに対する複数組の変更のわずかなコストの影響にどのくらいの影響を及ぼすのかを考慮する。
【００８３】
ブロー成形機コントローラ１０２はまた、個々の金型、スピンドル、またはヒーターに基づいて、エネルギー相関使用または効率も報告し得る。他の同様な要素よりも高コストであるブロー成形機の要素を報告することは、動作コストを監視するためには有用であることになる。例えば、一方のプレフォーム加熱要素を動作させるコストが他方よりも高い場合、または一方の金型の加熱コストが他方よりも高い場合、または一方の圧力ラインを他方よりも高く設定しなければならず、遮断されるようになり得る場合、である。これは、交換の必要性という要素を加え、予防的なメンテナンスのためのガイダンスを提供し、また、予測診断を導入する可能性がある。計画外のダウンタイムを排除することは、効率を高め、かつ動作コストを向上させる。
【００８４】
本明細書で説明されるブロー成形機コントローラシステム１０２はまた、ブロー成形機システム４の使用中に状態のドリフトが生じた場合にも有用であり得る。例えば、いくつかの工場では、周囲気温が１０〜２０℃上下にドリフトし得る。これは、機能が最悪の金型に最初に表れ得る容器品質の緩やかな変化をもたらす。検出するまでの時間が、どのくらいの不良容器が製造されるのかを決定する。さらに悪いことに、検出したときに、操作者によって行われる変更は、プロセスを効果的に開放し、全体的なコストを気にせずに行うことになる。段階的なイベントと同様に、最適化されたコスト値に対して良質な容器を得るために、プロセスのコストと共に容器品質に影響を及ぼす緩やかに移動する変更を自動的に適応させ、一貫して調整することができる。
【００８５】
他の実施形態では、可能であるが、許可されるよりも高い支出を必要とする制御に制限を課すように、コストモデルを選び得る。例えば、より高い圧力が達成可能であり得るが、長期間の使用は、計画外のダウンタイムまたは停止期間をもたらす長期間の影響を生じさせ得る。また、コストモデルが考慮し、かつ生産の減速を選び得る、定期的な節電またはピークのエネルギー使用量によりエネルギー使用量が制限される期間も存在する場合がある。また、その施設での予算上の制約を満たすために、製造およびエネルギー使用量を減速させる可能性もあることになる。
【００８６】
本明細書で説明されるブロー成形機コントローラシステム１０２はまた、スタートアップ時にも有用であり得る。例えば、ブロー成形機システム４が下流の容器の流れの問題のため一時中断するたびに、オーブン内が冷却し得る。冷却の量は、ブロー装置が一時中断される時間の長さに依存する。これは、毎回異なるスタートアップ条件を生じさせ得る。ある時間にわたって停止した後にブロー成形機システム４を再起動する場合、最も効果的なブロー成形機の入力パラメータ変更は、最も高いコストでもあり得る。動作コストモジュール１０７は、スタートアップ時にブロー成形機システム４によって生じる動作コストを低減させることができる。いくつかの実施例では、ブロー成形機コントローラ１０２は、スタートアップを検出したとき、異なるブロー成形機４の条件に対するブロー成形機パラメータの変更の増分コストを判定して、プロセスフロー１４００を実行し得る。
【００８７】
したがって、１つの一般的態様では、本発明は、プレフォームから容器を製造するブロー成形機６を備えるブロー成形機システム４に関する。ブロー成形機は、複数の金型と、およびブロー成形機の動作状態を検知するためのブロー成形機センサと、を備える。ブロー成形機システム４はまた、ブロー成形機によって製造された容器を検査するための容器検査システム２０も備える。加えて、ブロー成形機システムは、ブロー成形機および容器検査システムと通信するブロー成形機コントローラ１０２を備える。ブロー成形機コントローラは、（ａ）ブロー成形機センサおよび容器検査システムからの出力を受信し、（ｂ）ブロー成形機によって生成される容器を所望の容器特性に向けて向かわせる、ブロー成形機に対する一組のブロー成形機の入力パラメータを決定し、一組のブロー成形機の入力パラメータが、（ｉ）容器検査システムおよびブロー成形機センサからの出力、および（ｉｉ）ブロー成形機に対する動作コストデータであって、動作コストデータが、ブロー成形機を動作させるためのエネルギーコストを含む、ブロー成形機の動作コストデータに基づいて決定し、かつ（ｃ）ブロー成形機によって実施するために、一組のブロー成形機の入力パラメータをブロー成形機に出力するように構成される。
【００８８】
別の一般的態様では、本発明は、ブロー成形機によって、プレフォームからブロー成形された容器を製造するステップと、ブロー成形された容器の製造中に、ブロー成形機センサによって、ブロー成形機の動作状態を検知するステップと、を含む方法に関する。本方法は、容器検査システムによって、ブロー成形機によって製造されたブロー成形された容器を検査するステップをさらに含む。加えて、本方法は、ブロー成形機および容器検査システムと通信するブロー成形機コントローラによって、ブロー成形機によって生成される容器を所望の容器特性に向けて向かわせる、ブロー成形機の一組のブロー成形機の入力パラメータを決定するステップであって、一組のブロー成形機の入力パラメータが、（ｉ）容器検査システムおよびブロー成形機センサからの出力、および（ｉｉ）ブロー成形機に対する動作コストデータであって、動作コストデータが、ブロー成形機を動作させるためのエネルギーコストを含む、動作コストデータに基づいて決定される、決定するステップを含む。本方法は、ブロー成形機コントローラによって、ブロー成形機による実施のために、一組のブロー成形機の入力パラメータをブロー成形機に出力するステップをさらに含む。加えて、様々な実施形態では、本方法は、一組のブロー成形機の入力パラメータをブロー成形機に出力した後に、ブロー成形機によって、ブロー成形機コントローラからの一組のブロー成形機の入力パラメータを有するブロー成形された容器を製造するステップをさらに含み得る。加えて、本方法は、ブロー成形機コントローラのユーザインターフェースを介してユーザによって動作コストデータを入力するステップと、ユーザインターフェースを介してブロー成形機コントローラによって、動作コストデータを受信するステップと、をさらに含み得る。
【００８９】
様々な実装形態では、ブロー成形機コントローラは、複数の因子を最適化する一組のブロー成形機の入力パラメータを決定し、複数の因子は、所望の容器特性の満足度と、所望の容器特性に到達する時間と、ブロー成形機が一組のブロー成形機の入力パラメータを実装するための動作コストであって、ブロー成形機に対する動作コストデータに基づく、動作コストと、を含む。加えて、複数の因子は、容器が所望の容器特性に到達するまでに、ブロー成形機によって製造される容器の予想されるスクラップ率をさらに含み得る。また、ブロー成形機に対する動作コストデータは、ブロー成形機の動作パラメータを変更するための増分コストを含んでもよく、増分コストは、ブロー成形機を動作させるためのエネルギーコストに少なくとも部分的に基づく。
【００９０】
様々な実装形態では、ブロー成形機コントローラは、（ａ）複数組のブロー成形機の入力パラメータを決定することであって、複数組のブロー成形機の入力パラメータの各々が、ブロー成形機によって生成される容器を所望の容器特性に向けて向かわせる、入力パラメータを決定することと、（ｂ）複数組のブロー成形機の入力パラメータの各々と関連付けられた増分コストを判定することと、（ｃ）複数組のブロー成形機の入力パラメータの各々と関連付けられた増分コストに基づいて、複数組のブロー成形機の入力パラメータから第１の一組のブロー成形機の入力パラメータを選択することと、を含むステップを行うことによって、一組のブロー成形機の入力パラメータを決定する。増分コストは、ブロー成形機の現在の動作パラメータおよびブロー成形機に対するエネルギーコストに基づいて決定することができ、ブロー成形機の現在の動作パラメータが、ブロー成形機センサによって少なくとも部分的に検知される。
【００９１】
様々な実装形態では、一組のブロー成形機の入力パラメータは、ブロー成形機の以下の動作パラメータ、すなわち、プレブロータイミング、プレブロー圧力、複数の金型の個々のヒーター要素の電力レベル、プレフォームの温度設定点、延伸ロッドタイミング、および／またはブロー圧力、のうちの少なくとも１つに対する変更を含む。
【００９２】
様々な実装形態では、容器検査システムは、容器の材料分布特性を検知するための材料分布センサシステムを備える。材料分布センサシステムは、１つ以上のエミッタ−検出器対を備えてもよく、エミッタは、光エネルギーを容器に向かって放射し、検出器は、容器の側壁を通過する（例えば、２つの側壁を通過する）光エネルギーを検出する。様々な実装形態では、容器検査システムは、容器の結晶化度レベルを検知するための結晶化度センサを備え得る。結晶化度センサは、カメラ、複屈折センサ、またはＮＩＲ分光センサを備え得る。ブロー成形機センサは、オーブン温度センサ、複数の金型のための個々の金型温度センサ、および／またはブロー圧力センサを備え得る。所望の容器特性は、所望の容器側壁厚さおよび／または所望の結晶化度レベルを含み得る。エネルギーコストは、ブロー成形機が配置された工場に対する電気コストを含み得る。また、ブロー成形機は、空気または液体などの流体をプレフォームの中へブローして、容器を形成する。
【００９３】
本明細書で提示される実施例は、実施形態の潜在的なおよび固有の実装形態を例示することを意図している。例示的な実施形態は、主に当業者に対して例示する目的を意図としていることを理解することができる。実施例のいかなる特定の１つまたは複数の態様も、説明される実施形態の範囲を限定することを意図していない。
【００９４】
特許請求の範囲で使用される場合、「容器（複数可）」および「プラスチック容器（複数可）」という用語は、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、二軸延伸ポリプロピレン（ＯＰＰ）などを含む、任意のタイプのプラスチック材料から作製された任意のタイプのブロー成形された容器を意味する。
【００９５】
図１５は、その中で一組または一連の命令を実行して、本明細書で論じられる方法のうちのいずれか１つの実施例をマシンに実行させることができる、コンピューティングデバイスのハードウェアアーキテクチャ１５００を例示するブロック図である。例えば、ブロー成形機コントローラ１０２は、アーキテクチャ１５００に類似するアーキテクチャを有するコンピューティングデバイスで実行され得る。アーキテクチャ１５００は、例えば、本明細書で説明されるコンピューティングデバイスのいずれかを説明し得る。アーキテクチャ１５００は、図７に関して説明されるソフトウェアアーキテクチャ７０２を実行し得る。アーキテクチャ１５００は、独立型デバイスとして動作してもよく、または他のマシンに接続され（例えば、ネットワーク化され）てもよい。ネットワーク化された展開では、アーキテクチャ１５００は、サーバ−クライアントネットワーク環境内のサーバまたはクライアントマシンのいずれかの能力で作動してもよく、またはピアツーピア（または分散型）ネットワーク環境内のピアマシンとして作用してもよい。アーキテクチャ１５００は、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）、タブレットＰＣ、ハイブリッドタブレット、セットトップボックス（ＳＴＢ）、パーソナルデジタルアシスタント（ＰＤＡ）、携帯電話、ウェブ機器、ネットワークルータ、ネットワークスイッチ、ネットワークブリッジ、またはそのマシンによって行われるべき動作を指定する命令（順次または別の方法）を実行することができる任意のマシンに実装することができる。
【００９６】
例示的なアーキテクチャ１５００は、少なくとも１つのプロセッサ（例えば、中央処理ユニット（ＣＰＵ）、グラフィックス処理ユニット（ＧＰＵ）、またはその両方、プロセッサコア、コンピューティングノード、など）を備える、プロセッサユニット１５０２を含む。アーキテクチャ１５００は、リンク１５０８（例えば、バス）を介して互いに通信するメインメモリ１５０４およびスタティックメモリ１５０６をさらに含んでもよい。アーキテクチャ１５００は、ビデオディスプレイユニット１５１０と、英数字入力デバイス１５１２（例えば、キーボード）と、ＵＩナビゲーションデバイス１５１４（例えば、マウス）と、をさらに含むことができる。いくつかの実施例では、ビデオディスプレイユニット１５１０、英数字入力デバイス１５１２、およびＵＩナビゲーションデバイス１５１４は、タッチスクリーンディスプレイに組み込まれる。アーキテクチャ１５００は、記憶デバイス１５１６（例えば、ドライブユニット）、信号生成デバイス１５１８（例えば、スピーカ）、ネットワークインターフェースデバイス１５２０、およびＧＰＳセンサ、コンパス、加速度計、または他のセンサなどの１つ以上のセンサ（図示せず）を追加として含んでもよい。
【００９７】
いくつかの実施例では、プロセッサユニット１５０２または別の適切なハードウェアコンポーネントは、ハードウェア割り込みをサポートし得る。ハードウェア割り込みに応答して、プロセッサユニット１５０２は、例えば本明細書で説明されるように、その処理を一時停止し、ＩＳＲを実行し得る。
【００９８】
記憶デバイス１５１６は、本明細書で説明される方法または機能のうちの任意の１つ以上によって具現化または利用される一組以上のデータ構造および命令１５２４（例えば、ソフトウェア）が記憶された機械可読媒体１５２２を含む。命令１５２４はまた、アーキテクチャ１５００によるその実行中に、メインメモリ１５０４内、スタティックメモリ１５０６内、および／またはプロセッサユニット１５０２内も、完全にまたは少なくとも部分的に存在することもでき、メインメモリ１５０４、スタティックメモリ１５０６、およびプロセッサユニット１５０２もまた用いて機械可読媒体を構成する。機械可読媒体１５２２に記憶された命令１５２４は、例えば、本明細書で説明される特徴のうちのいずれかを実行するための命令などを含んでもよい。
【００９９】
機械可読媒体１５２２は、実施例において単一の媒体として例示されているが、「機械可読媒体」という用語は、１つ以上の命令１５２４を記憶する単一の媒体または複数の媒体（例えば、集中型または分散型データベース、および／または関連付けられたキャッシュおよびサーバ）を含むことができる。「機械可読媒体」という用語はまた、機械による実行のための命令を記憶、符号化、または搬送することができ、本開示の方法のうちの任意の１つ以上を機械に実行させる、またそのような命令によって利用される、またはそれと関連付けられたデータ構造を記憶、符号化、または搬送することができる任意の有形媒体を含むとも解釈されるものとする。したがって、「機械可読媒体」という用語は、限定されないが、固体メモリ、ならびに光媒体および磁気媒体を含むと解釈されるものとする。機械可読媒体の具体的な例としては、限定されないが、一例として、半導体メモリデバイス（例えば、電気的プログラマブルリードオンリーメモリ（ＥＰＲＯＭ）および電気的消去可能プログラマブルリードオンリーメモリ（ＥＥＰＲＯＭ））およびフラッシュメモリデバイスを含む不揮発性メモリ、内蔵ハードディスクおよびリムーバブルディスクなどの磁気ディスク、光磁気ディスク、ならびにＣＤ−ＲＯＭおよびＤＶＤ−ＲＯＭディスク、が挙げられる。
【０１００】
命令１５２４はさらに、多数のよく知られている転送プロトコル（例えば、ハイパーテキスト転送プロトコル（ＨＴＴＰ））のうちのいずれか１つを利用するネットワークインターフェースデバイス１５２０を介して、伝送媒体を使用して通信ネットワーク１５２６を通して送信または受信することができる。通信ネットワークの例としては、ＬＡＮ、ＷＡＮ、インターネット、携帯電話ネットワーク、基本電話サービス（ＰＯＴＳ）ネットワーク、および無線データネットワーク（例えば、Ｗｉ−Ｆｉ、３Ｇ、および５Ｇ  ＬＴＥ／ＬＴＥ−ＡまたはＷｉＭＡＸネットワーク）が挙げられる。「伝送媒体」という用語は、機械によって実行するための命令を記憶、符号化、または搬送することができ、かつ、そのようなソフトウェアの通信を容易にするためのデジタルまたはアナログ通信信号または他の無形媒体を含む、任意の無形媒体を含むと解釈されるものとする。
【０１０１】
様々な構成要素が、特定の方法で構成されるものとして本開示で説明されている。構成要素は、任意の適切な様式で構成され得る。例えば、コンピューティングデバイスである、またはそれを含む構成要素は、コンピューティングデバイスをプログラムする適切なソフトウェア命令によって構成され得る。構成要素はまた、そのハードウェア構成によって、または任意の他の適切な様態で構成されてもよい。
【０１０２】
上の説明は、例示的であること、および限定的でないことを意図している。例えば、上で説明した実施例（またはその１つ以上の態様）は、他の実施例と組み合わせて使用することができる。他の実施形態は、上の説明を検討することに応じて、当業者などによって使用することができる。要約は、読者が技術的開示の性質を迅速に確認することを可能にするためのもの、例えば、連邦規則集第３７条１．７２項（ｂ）を遵守するためのものである。本要約は、特許請求の範囲の範囲または意味を解釈する、または限定するために使用されないという理解の下で提出される。
【０１０３】
また、上記の発明を実施するための形態では、本開示を簡素化するために様々な特徴がグループ化されている可能性がある。しかしながら、実施形態は、先述の特徴のサブセットを特徴とする可能性があるので、特許請求の範囲は、本明細書に開示されるあらゆる特徴を記載していない場合がある。さらに、実施形態は、特定の実施例に開示されているよりも少ない特徴を含む可能性がある。したがって、以下の特許請求の範囲は、本明細書で発明を実施するための形態に組み込まれ、各請求項は、それ自体が個別の実施形態として独立している。本明細書に開示される実施形態の範囲は、そのような特許請求の範囲が権利を与えられる等価物の全範囲と共に、添付の特許請求の範囲の参照によって判断されるべきである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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