(57)【要約】  ガラス管から物品を製造するためのシステムは、複数の処理ステーションを有する基部と、基部に対して移動可能なタレットとを有する変換機を含む。タレットは、ガラス管を、処理ステーションを通して連続的に保持するために複数のホルダを割り出す。システムは、タレットとともに移動するためにタレットに結合された熱イメージャを含む熱画像システムを更に含む。熱画像システムは、熱イメージャに結合され、且つ複数のホルダの１つから熱イメージャに赤外光を反射するように配置されたミラーも含み得る。熱画像システムは、変換プロセス中にガラス管の１つ以上の特性を測定し得る。１つ以上のプロセス変数を測定するために熱画像システムを使用して変換機を制御するためのプロセスも開示される。
2020514766.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラス管からガラス物品を製造するためのシステムにおいて、
変換機であって、
サーキット内に間隔を開けて配置された複数の処理ステーションを有する基部と、
前記基部に対して移動可能なタレットであって、前記タレットから前記複数の処理ステーションに向かって延びる複数のホルダを有し、前記複数のホルダは、互いに間隔を開けて配置されており、前記タレットは、前記複数のホルダのそれぞれを割り出して、前記複数の処理ステーションのそれぞれと連続して近接させるように動作可能である、タレットと
を含む変換機と、
前記タレットとともに移動するために前記タレットに結合された熱イメージャを含む熱画像システムであって、前記熱イメージャは、前記複数のホルダの１つに配置された前記ガラス管から放出された赤外光を捕捉するように配置されている、熱画像システムと
を含むことを特徴とするシステム。
【請求項２】
前記熱画像システムは、前記ガラス管の内部表面から放出された赤外光を前記熱イメージャに反射するように方向付けられた少なくとも１つのミラーを更に含むことを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記熱イメージャに結合されており、且つ前記ガラス管から前記熱イメージャに赤外光を反射するように方向付けられたミラーを更に含むことを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
前記熱イメージャに結合された少なくとも１つの補助ミラーを更に含み、前記ミラーは、前記ガラス管の外部表面から放出された赤外光を前記熱イメージャに反射するように方向付けられており、及び前記補助ミラーは、前記ガラス管の内部表面から放出された赤外光を前記熱イメージャに反射するように方向付けられていることを特徴とする請求項３に記載のシステム。
【請求項５】
前記複数の処理ステーションの１つの垂直下方に配置された少なくとも１つの固定ミラーを更に含み、前記固定ミラーは、前記熱イメージャが前記タレットによって前記複数の処理ステーションの前記１つの所定位置に割り出されると、前記ガラス管の内部表面から放出された赤外光を前記熱イメージャに反射するように配置されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項６】
前記熱イメージャのレンズに流体を送達するように配置された少なくとも１つのノズルを含むクリーニングシステムを更に含み、
前記熱画像システムは、前記熱イメージャに結合されており、且つ前記複数のホルダの１つに配置されたガラス管から前記熱イメージャに赤外光を反射するように方向付けられたミラーを更に含み、及び
前記クリーニングシステムは、前記ミラーの反射面に流体を送達するように配置された少なくとも１つのノズルを更に含むことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項７】
前記熱イメージャに通信的に結合された少なくとも１つのプロセッサと、
前記プロセッサに通信的に結合された少なくとも１つのメモリモジュールと、
前記少なくとも１つのプロセッサによって実行されると、前記熱画像システムに、少なくとも以下：
前記熱イメージャから熱画像情報を受け取ること、
前記熱画像情報を処理すること、及び
前記熱画像情報からガラス管の特性を決定すること
を実施させる、前記少なくとも１つのメモリモジュールに記憶された機械可読命令と
を更に含むことを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項８】
前記特性は、前記ガラス管の温度、前記ガラス管の厚さを通した温度勾配、前記ガラス管の粘度、前記ガラス管の前記厚さを通した粘度勾配、前記ガラス管の寸法、前記ガラス管の温度プロファイル、時間に応じた前記ガラス管の温度プロファイル、前記ガラス管の中心線の少なくとも１つ又はこれらの組合せを含むことを特徴とする請求項７に記載のシステム。
【請求項９】
前記少なくとも１つのプロセッサによって実行されると、前記熱画像システムに前記熱画像情報から前記ガラス管の粘度を決定させる、前記少なくとも１つのメモリモジュールに記憶された機械可読命令を更に含むことを特徴とする請求項７又は８に記載のシステム。
【請求項１０】
前記少なくとも１つのプロセッサによって実行されると、前記熱画像システムに、少なくとも以下：
第１の処理ステーションにおける前記ガラス管の第１の特性を決定すること、
前記第１の処理ステーションの下流に配置された第２の処理ステーションにおける前記ガラス管の第２の特性を決定すること、
前記第１の特性と前記第２の特性との間の差を計算すること、及び
前記第１の特性と前記第２の特性との間の前記差を表す出力を送信すること
を実施させる、前記少なくとも１つのメモリモジュールに記憶された機械可読命令を更に含むことを特徴とする請求項７〜９のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項１１】
前記プロセッサは、制御デバイスに通信的に結合されており、前記システムは、前記少なくとも１つのプロセッサによって実行されると、前記熱画像システムに、少なくとも以下：
前記ガラス管の前記特性を設定点の特性と比較すること、
前記ガラス管の前記特性と前記設定点の特性との比較から制御変数を決定すること、及び
前記制御変数を表す制御信号を前記制御デバイスに送信すること
を実施させる、前記少なくとも１つのメモリモジュールに記憶された機械可読命令を更に含むことを特徴とする請求項７〜１０のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項１２】
前記複数の処理ステーションの少なくとも１つは、少なくとも１つの加熱要素を有する加熱ステーションを含み、及び前記制御デバイスは、前記加熱要素による前記ガラス管の加熱を操作するために前記加熱要素に動作的に結合されていることを特徴とする請求項１１に記載のシステム。
【請求項１３】
前記処理ステーションの少なくとも１つは、少なくとも１つの成形ツールを並進させて前記ガラス管と取り外し可能に係合させる１つ以上のアクチュエータを有する成形ステーションを含み、前記制御デバイスは、前記１つ以上のアクチュエータを含み、及び前記制御変数は、前記少なくとも１つの成形ツールと前記ガラス管成形ステーションとの接触時間であることを特徴とする請求項１１に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【関連出願の相互参照】
【０００１】
本出願は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる、２０１７年３月２４日に出願された「Ｓｙｓｔｅｍｓ  ａｎｄ  Ｍｅｔｈｏｄｓ  ｆｏｒ  Ｍｅａｓｕｒｉｎｇ  ｔｈｅ  Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ  ｏｆ  Ｇｌａｓｓ  Ｄｕｒｉｎｇ  Ｔｕｂｅ  Ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ」という名称の米国仮特許出願第６２／４７６，４０８号の米国特許法第１２０条に基づく優先権の利益を主張する。
【技術分野】
【０００２】
本明細書は、概して、ガラス管のガラス物品への変換中にガラスの温度を測定するためのシステム及び方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
ガラスチューブは、他のガラス物品に変換され得る。例えば、ガラスチューブは、バイアル、シリンジ、アンプル、カートリッジ及び他のガラス物品が挙げられるが、これらに限定されない製薬用途で使用するための様々なガラス容器に変換され得る。ガラスチューブは、例えば、「変換機械」で変換され得る。変換機械は、７５年超にわたって使用されており、現在、様々な商用及び内部設備供給者により製造されている。これらの変換機械は、典型的には、フレームワーキング、回転及び固定ツール成形（ｒｏｔａｔｉｎｇ  ａｎｄ  ｓｔａｔｉｏｎａｒｙ  ｔｏｏｌ  ｆｏｒｍｉｎｇ）、熱分離又はスコアリング及び衝撃切断工程を含む工程を用いて、長いガラス管長さを複数のガラス物品に作り替える。
【０００４】
現在のガラス変換業界では、変換機械は、幅広い経験のあるオペレータ及び技術者により運転されている。これらのオペレータ及び技術者は、経験及び職人のような訓練を通して機械の操作を学習し、例えば、バーナ及び機械設定の動作調整は、通常、一部成形された又は完全に成形されたガラス物品の温度及び形状の目視評価のみによって実施される。動作手法及び機械の改修法は、部品メーカにより厳重に保持されており、この手法は、新たな製造業者がハイエンド製薬物品製造市場に参入する大きい障壁となっている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
したがって、ガラス物品を管変換機械によって成形するための代替的システム及び方法が必要とされている。
【０００６】
したがって、ガラス物品を製造するためのガラス管変換中にガラス管の温度を測定するためのシステム及び方法が必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本開示の１つ以上の態様では、ガラス管からガラス物品を製造するためのシステムは、サーキット内に間隔を開けて配置された複数の処理ステーションを有する基部と、基部に対して移動可能なタレットであって、タレットから複数の処理ステーションに向かって延びる複数のホルダを有し、複数のホルダは、互いに間隔を開けて配置されており、タレットは、複数のホルダのそれぞれを割り出して、複数の処理ステーションのそれぞれと連続して近接させるように動作可能である、タレットとを含む変換機を含み得る。システムは、タレットとともに移動するためにタレットに結合された熱イメージャを含む熱画像システムであって、熱イメージャは、複数のホルダの１つに配置されたガラス管から放出された赤外光を捕捉するように配置されている、熱画像システムを更に含み得る。
【０００８】
実施形態では、熱イメージャは、ガラス管の外部表面によって放出された赤外光を直接受信するように配置され得る。熱画像システムは、ガラス管の内部表面から放出された赤外光を熱イメージャに反射するように方向付けられた少なくとも１つのミラーを更に含み得る。少なくとも１つのミラーは、基部に結合されており、且つガラス管の内部表面から放出された赤外光を熱イメージャに反射するように方向付けられた固定ミラーであり得る。
【０００９】
いくつかの実施形態では、システムは、熱イメージャに結合されており、且つガラス管から熱イメージャに赤外光を反射するように方向付けられたミラーを更に含み得る。ミラーは、ガラス管の外部表面から放出された赤外光を熱イメージャに反射するように方向付けられ得る。ミラーの反射面は、８００ナノメートル〜２０マイクロメートルの波長を有する光に対して９６％以上の反射率を有し得る。他の実施形態では、ミラーは、ガラス管の内部表面から放出された赤外光を熱イメージャに反射するように方向付けられ得る。
【００１０】
実施形態では、システムは、熱イメージャに結合された少なくとも１つの補助ミラーを含み得、ミラーは、ガラス管の外部表面から放出された赤外光を熱イメージャに反射するように方向付けられており、及び補助ミラーは、ガラス管の内部表面から放出された赤外光を熱イメージャに反射するように方向付けられている。他の実施形態では、システムは、複数の処理ステーションの１つの垂直下方に配置された少なくとも１つの固定ミラーを含み得、固定ミラーは、熱イメージャがタレットによって複数の処理ステーションの１つの所定位置に割り出されると、ガラス管の内部表面から放出された赤外光を熱イメージャに反射するように配置されている。
【００１１】
いくつかの実施形態では、熱イメージャは、４マイクロメートル〜１４マイクロメートル又は５マイクロメートル〜１４マイクロメートルの波長を有する赤外光を受信するように構成された赤外線カメラであり得る。実施形態では、システムは、主タレット及び副タレットを含み得る。熱イメージャは、主タレットとともに回転するために主タレットに結合され得る。システムは、主タレットの上方に配置されており、且つ主タレットに対して回転可能な装填タレットを含み得る。いくつかの実施形態では、熱画像システムは、複数の熱イメージャを含み得る。
【００１２】
いくつかの実施形態では、システムは、タレットの上方に配置されており、且つタレットの中心軸と位置揃えされたスリップリング軸を有するスリップリングを含み得、スリップリングは、熱イメージャを電源に電気的に結合する。スリップリングは、熱イメージャをプロセッサに動作的に結合し得る。スリップリングの内側リングは、中心ボアを含み得る。
【００１３】
他の実施形態では、システムは、タレットとともに回転するためにタレットに結合された電源を更に含み得、電源は、熱イメージャに電気的に結合されて、熱イメージャに電力を供給する。システムは、タレットに結合された無線通信デバイスも含み得、無線通信デバイスは、熱イメージャをプロセッサに通信的に結合する。
【００１４】
実施形態では、システムは、冷却流体供給部と、冷却流体供給部に流体的に結合されており、且つタレットの中心軸と位置揃えされた継手軸を有する回転継手と、回転継手から熱画像システムまで延びる供給導管とを含む冷却システムを含み得る。システムは、熱イメージャのレンズに流体を送達するように配置された少なくとも１つのノズルを含むクリーニングシステムも含み得る。熱画像システムは、熱イメージャに結合されており、且つ複数のホルダの１つに配置されたガラス管から熱イメージャに赤外光を反射するように方向付けられたミラーを含み得、冷却システムは、ミラーの反射面に流体を送達するように配置された少なくとも１つのノズルを含み得る。
【００１５】
いくつかの実施形態では、システムは、熱イメージャに通信的に結合された少なくとも１つのプロセッサと、プロセッサに通信的に結合された少なくとも１つのメモリモジュールと、少なくとも１つのプロセッサによって実行されると、熱画像システムに、少なくとも以下：熱イメージャから熱画像情報を受け取ること、熱画像情報を処理すること、及び熱画像情報からガラス管の特性を決定することを実施させる、少なくとも１つのメモリモジュールに記憶された機械可読命令とを含み得る。特性は、ガラス管の温度、ガラス管の厚さを通した温度勾配、ガラス管の粘度、ガラス管の厚さを通した粘度勾配、ガラス管の寸法、ガラス管の温度プロファイル、時間に応じたガラス管の温度プロファイル、ガラス管の中心線の少なくとも１つ又はこれらの組合せであり得る。
【００１６】
実施形態では、システムは、少なくとも１つのプロセッサによって実行されると、熱画像システムに熱画像情報からガラス管の温度を決定させるか、熱画像情報からガラス管の粘度を決定させるか、又は熱画像情報からガラス管の寸法を決定させる、少なくとも１つのメモリモジュールに記憶された機械可読命令を更に含み得る。
【００１７】
いくつかの実施形態では、システムは、少なくとも１つのプロセッサによって実行されると、熱画像システムに、少なくとも以下：第１の処理ステーションにおけるガラス管の第１の特性を決定すること、第１の処理ステーションの下流に配置された第２の処理ステーションにおけるガラス管の第２の特性を決定すること、第１の特性と第２の特性との間の差を計算すること、及び第１の特性と第２の特性との間の差を表す出力を送信することを実施させる、少なくとも１つのメモリモジュールに記憶された機械可読命令を更に含み得る。
【００１８】
いくつかの実施形態では、プロセッサは、制御デバイスに通信的に結合され得、システムは、少なくとも１つのプロセッサによって実行されると、熱画像システムに、少なくとも以下：ガラス管の特性を設定点の特性と比較すること、ガラス管の特性と設定点の特性との比較から制御変数を決定すること、及び制御変数を表す制御信号を制御デバイスに送信することを実施させる、少なくとも１つのメモリモジュールに記憶された機械可読命令を更に含み得る。
【００１９】
実施形態では、複数の処理ステーションの少なくとも１つは、少なくとも１つの加熱要素を有する加熱ステーションを含み得、及び制御デバイスは、加熱要素によるガラス管の加熱を操作するために加熱要素に動作的に結合されている。加熱要素は、バーナを含み得、及び制御デバイスは、燃料制御弁、酸素制御弁又は空気制御弁の１つ以上であり得る。制御変数は、燃料ガス、酸素又は空気の１つ以上の質量流量であり得る。代わりに、制御変数は、燃料制御弁、酸素制御弁又は空気制御弁の１つ以上の位置であり得る。
【００２０】
実施形態では、処理ステーションの少なくとも１つは、少なくとも１つの冷却流体制御弁を有する冷却ステーションであり得、制御デバイスは、冷却流体制御弁である。実施形態では、処理ステーションの少なくとも１つは、少なくとも１つの成形ツールを並進させてガラス管と取り外し可能に係合させる１つ以上のアクチュエータを有する成形ステーションであり得、制御デバイスは、１つ以上のアクチュエータを含む。制御変数は、成形ステーション内における少なくとも１つの成形ツールとガラス管との接触時間であり得る。
【００２１】
いくつかの実施形態では、システムは、寸法決定システムを更に含み得る。寸法決定システムは、視覚画像システム、レーザ反射率計、レーザゲージ又は光学マイクロメータの少なくとも１つを含み得る。寸法決定システムは、変換機の上流のガラス管の測定データを捕捉するように配置され得る。代わりに、いくつかの実施形態では、寸法決定システムは、複数の処理ステーションの１つにおけるガラス管の測定データを捕捉するように配置され得る。システムは、少なくとも１つのプロセッサによって実行されると、寸法決定システムに、少なくとも以下：複数の処理ステーションの１つにおけるガラス管の測定データを捕捉すること、ガラス管の測定データを処理すること、及びガラス管の測定データからガラス管の物理的属性を決定することを実施させる、少なくとも１つのメモリモジュールに記憶された機械可読命令を更に含み得る。物理的属性は、ガラス管の直径、厚さ又は単位長あたりのガラス質量の１つ以上である。
【００２２】
いくつかの実施形態では、システムは、少なくとも１つのプロセッサによって実行されると、システムに、少なくとも以下：寸法決定システムからガラス管の物理的属性を受信すること、及び物理的属性及び特性からガラス管の厚さにわたる特性勾配を決定することを実施させる、少なくとも１つのメモリモジュールに記憶された機械可読命令を含み得る。特性勾配は、温度勾配又は粘度勾配であり得る。
【００２３】
実施形態では、システムは、少なくとも１つのプロセッサによって実行されると、システムに、少なくとも以下：ガラス管の物理的属性を設定点の物理的属性と比較すること、及びガラス管の物理的属性と設定点の物理的属性との比較から制御変数の調整値を決定することを実施させる、少なくとも１つのメモリモジュールに記憶された機械可読命令を含み得る。
【００２４】
別の態様では、ガラス管変換機を制御するための方法は、ガラス管変換機のタレットに取り外し可能に結合されるガラス管を、ガラス管変換機の複数の処理ステーションを通して割り出す工程であって、複数の処理ステーションの少なくとも１つは、制御デバイスを含む、工程を含み得る。方法は、ガラス管変換機のタレットに結合された熱画像システムを使用してガラス管の熱画像を捕捉する工程であって、熱画像システムは、ガラス管から赤外光を捕捉するように方向付けられた少なくとも熱イメージャを含む、工程を更に含み得る。方法は、熱画像を処理する工程と、熱画像からガラス管の特性を決定する工程と、ガラス管の特性を設定点と比較する工程と、ガラス管の特性と設定点との比較から制御変数を決定する工程と、制御変数を表す制御信号を制御デバイスに送信する工程とを更に含み得る。
【００２５】
方法のいくつかの実施形態では、複数の処理ステーションの少なくとも１つは、少なくとも１つの加熱要素を有する加熱ステーションを含み得、及び制御デバイスは、加熱要素に動作的に結合され得る。加熱要素は、バーナであり得、及び制御デバイスは、燃料制御弁、酸素制御弁又は空気制御弁の１つ以上であり得、制御変数は、燃料ガス、酸素又は空気の１つ以上の質量流量であり得る。制御デバイスは、燃料制御弁、酸素制御弁又は空気制御弁の１つ以上であり得、及び制御変数は、燃料制御弁、酸素制御弁又は空気制御弁の１つ以上の位置であり得る。
【００２６】
方法の実施形態では、処理ステーションの少なくとも１つは、少なくとも１つの冷却流体制御弁を有する冷却ステーションを含み得、制御デバイスは、冷却流体制御弁であり得る。方法のいくつかの実施形態では、処理ステーションの少なくとも１つは、少なくとも１つの成形ツールを並進させてガラス管と取り外し可能に係合させる１つ以上のアクチュエータを有する成形ステーションを含み、制御デバイスは、１つ以上のアクチュエータであり得る。制御変数は、成形ステーション内における少なくとも１つの成形ツールとガラス管との接触時間であり得る。
【００２７】
いくつかの実施形態では、変換機は、複数の処理ステーションの１つにおけるガラス管の測定データを捕捉するように配置されている、視覚画像システム、レーザ反射率計、レーザゲージ又は光学マイクロメータの少なくとも１つを有する寸法決定システムを含み得る。方法は、複数の処理ステーションの１つにおけるガラス管の測定データを捕捉する工程と、ガラス管の測定データを処理する工程と、ガラス管の測定データからガラス管の物理的属性を決定する工程とを更に含み得る。物理的属性は、ガラス管の直径、厚さ又は単位長あたりのガラス質量の１つ以上であり得る。
【００２８】
実施形態では、方法は、ガラス管の物理的属性を設定点の物理的属性と比較する工程と、ガラス管の物理的属性と設定点の物理的属性との比較から制御変数の調整値を決定する工程とを更に含み得る。他の実施形態では、方法は、ガラス管の物理的属性を測定する工程であって、物理的属性は、ガラス管の直径、厚さ又は単位長あたりの質量の１つであり得る、工程と、ガラス管の物理的属性を設定点の物理的属性と比較する工程と、ガラス管の物理的属性と設定点の物理的属性との比較から制御変数の調整値を決定する工程とを更に含み得る。
【００２９】
前述の概要及び以下の詳細な説明の両方は、様々な実施形態を説明するとともに、特許請求される主題の性質及び特徴を理解するための概要又は枠組みを提供することを目的とすることを理解すべきである。添付の図面は、様々な実施形態の一層の理解を提供するために含まれるものであり、本明細書の一部分に組み込まれ、これを構成する。図面は、本明細書中に記載される様々な実施形態を示し、本明細書とともに、特許請求される主題の原理及び動作を説明する役割を果たす。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本明細書中に図示及び記載される１つ以上の実施形態による、ガラス管からガラス物品を製造するための変換機の一実施形態を概略的に示す。
【図２】本明細書中に図示及び記載される１つ以上の実施形態による、図１のガラス管変換機械の主タレット、副タレット及び送りタレットを概略的に示す。
【図３Ａ】本明細書中に図示及び記載される１つ以上の実施形態による、図１の変換機の加熱ステーションを概略的に示す。
【図３Ｂ】本明細書中に図示及び記載される１つ以上の実施形態による、図１の変換機の分離ステーションを概略的に示す。
【図３Ｃ】本明細書中に図示及び記載される１つ以上の実施形態による、図１の変換機の成形ステーションを概略的に示す。
【図３Ｄ】本明細書中に図示及び記載される１つ以上の実施形態による、図１の変換機の成形ステーションの別の実施形態を概略的に示す。
【図３Ｅ】本明細書中に図示及び記載される１つ以上の実施形態による、図１の変換機の冷却ステーションを概略的に示す。
【図４】本明細書中に図示及び記載される１つ以上の実施形態による、図１の変換機における変換前のガラス管の斜視図である。
【図５】本明細書中に図示及び記載される１つ以上の実施形態による、図１の変換機の熱画像システムを概略的に示す。
【図６】本明細書中に図示及び記載される１つ以上の実施形態による、図５の熱画像システムを概略的に示す。
【図７Ａ】本明細書中に図示及び記載される１つ以上の実施形態による、図５の熱画像システムの熱イメージャの動作を概略的に示す。
【図７Ｂ】本明細書中に図示及び記載される１つ以上の実施形態による、図５の熱画像システムの熱イメージャ及び固定ミラーの動作を概略的に示す。
【図７Ｃ】本明細書中に図示及び記載される１つ以上の実施形態による、図５の熱画像システムの熱イメージャ及びミラーの動作を概略的に示す。
【図７Ｄ】本明細書中に図示及び記載される１つ以上の実施形態による、図７Ｃの熱画像システムの熱イメージャ及びミラーの別の動作を概略的に示す。
【図７Ｅ】本明細書中に図示及び記載される１つ以上の実施形態による、図５の熱画像システムの熱イメージャ、ミラー及び補助ミラーの動作を概略的に示す。
【図７Ｆ】本明細書中に図示及び記載される１つ以上の実施形態による、図５の熱画像システムの熱イメージャ、ミラー及び固定ミラーの動作を概略的に示す。
【図７Ｇ】本明細書中に図示及び記載される１つ以上の実施形態による、図７Ｆの熱画像システムの熱イメージャ、ミラー及び補助ミラーの別の動作を概略的に示す。
【図８Ａ】本明細書中に図示及び記載される１つ以上の実施形態による、図１の変換機の熱画像システムの別の実施形態を概略的に示す。
【図８Ｂ】本明細書中に図示及び記載される１つ以上の実施形態による、図１の変換機の熱画像システムの別の実施形態を概略的に示す。
【図９】本明細書中に図示及び記載される１つ以上の実施形態による、図１の変換機の熱画像システムの別の実施形態を概略的に示す。
【図１０】本明細書中に図示及び記載される１つ以上の実施形態による、図９の熱画像システムを使用して測定した、変換機１００に関する時間（ｘ軸）に応じたガラス管の表面の相対温度（ｙ軸）のプロットである。
【図１１Ａ】本明細書中に図示及び記載される１つ以上の実施形態による、図９の熱画像システムによって捕捉された、図１の変換機の加熱ステーション内のガラス管を示す画像である。
【図１１Ｂ】本明細書中に図示及び記載される１つ以上の実施形態による、図９の熱画像システムによって捕捉された、図１の変換機の分離ステーション内のガラス管を示す画像である。
【図１１Ｃ】本明細書中に図示及び記載される１つ以上の実施形態による、図９の熱画像システムによって捕捉された、図１の変換機の成形ステーション内のガラス管を示す画像である。
【図１１Ｄ】本明細書中に図示及び記載される１つ以上の実施形態による、図９の熱画像システムによって捕捉された、図１の変換機の別の成形ステーション内のガラス管を示す画像である。
【図１２】本明細書中に図示及び記載される１つ以上の実施形態による、図９の熱画像システムを使用して捕捉された１つの熱画像におけるガラス管の側面図及び頂面図を示す画像である。
【図１３】本明細書中に図示及び記載される１つ以上の実施形態による、図１の変換機の制御システムを概略的に示す。
【図１４】本明細書中に図示及び記載される１つ以上の実施形態による、図１３の制御システムの単一フィードバック制御方法を概略的に示す。
【図１５】本明細書中に図示及び記載される１つ以上の実施形態による、図１３の制御システムのカスケード制御方法を概略的に示す。
【図１６】本明細書中に図示及び記載される１つ以上の実施形態による、図１３の制御システムの別の単一フィードバック制御方法を概略的に示す。
【図１７】本明細書中に図示及び記載される１つ以上の実施形態による、図１の変換機の熱画像システムのミラーの断面図を概略的に示す。
【図１８Ａ】本明細書中に図示及び記載される１つ以上の実施形態による、熱画像システムを有する、図１の変換機の副タレットを概略的に示す。
【図１８Ｂ】本明細書中に図示及び記載される１つ以上の実施形態による、熱画像システムを有する、図１の変換機の副タレットの別の実施形態を概略的に示す。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
ここで、管変換プロセスを制御するためのシステム及び方法の実施形態について詳述する。その例は、添付の図面に示される。可能な限り、同じ又は同一部分の参照には図面の全体を通して同じ参照番号を使用する。ガラス管から物品を製造するためのシステムの一実施形態を図１に示す。この実施形態では、ガラス管１０２からガラス物品を製造するためのシステムは、変換機１００及び熱画像システム１２０を含む。変換機１００は、サーキット内に間隔を開けて配置された複数の処理ステーション１０６を有する基部１０４と、基部１０４から間隔を開けて配置されており、且つ基部１０４に対して移動可能な主タレット１０８とを含む。主タレット１０８は、主タレット１０８から複数の処理ステーション１０６に向かって延びる複数のホルダ１３０を含む。複数のホルダ１３０は、互いに間隔を開けて配置されており、複数のホルダ１３０のそれぞれは、複数の処理ステーション１０６の１つと位置揃えされている。主タレット１０８は、連続して複数のホルダ１３０のそれぞれを割り出し、複数の処理ステーション１０６のそれぞれと近接させるように動作可能である。熱画像システム１２０は、熱イメージャ１２２を含み得、熱イメージャ１２２は、主タレット１０８の一部分に結合され、主タレット１０８のこの部分と並進し得る。熱画像システム１２０は、熱イメージャ１２２に結合されており、複数のホルダ１３０の１つから熱イメージャ１２２に赤外光を反射するように配置されたミラー１２４も含み得る。管変換プロセスを制御するためのシステム及び方法の様々な実施形態を、添付の図面を特に参照して本明細書中に記載する。
【００３２】
本明細書で使用する場合、方向の用語（例えば、上、下、右、左、前、後、上部、底部）は、描かれた図に関してのみ記載するものであり、絶対的な向きを示唆するものではない。
【００３３】
別段に明示されない限り、本明細書中で説明する任意の方法は、その工程の特定の順序での実施を要求するものと解釈されるべきことを意図するものでも、任意の装置における特定の向きを要求することを意図するものでも決してない。したがって、方法クレームがその工程が従う順序について実際に述べていない場合、又は任意の装置クレームが個々の構成要素の順序若しくは向きを実際に述べていない場合、又は特許請求の範囲若しくは本明細書において、工程が特定の順序に限定されると別段に明示されない場合、又は装置の構成要素の特定の順序若しくは向きが述べられていない場合、いかなる意味においても、順序又は向きが推測されることを決して意図するものではない。これは、工程の配置、動作フロー、構成要素の順序又は構成要素の向きに関する論理的事項、文法構成又は句読法に由来する単純な意味及び本明細書に記載される実施形態の数又は種類を含む、解釈のための任意の可能性のある非表現ベースにも当てはまる。
【００３４】
本明細書で使用する場合、単数形「１つの（ａ）」、「１つの（ａｎ）」及び「その（ｔｈｅ）」は、別段の明確な指示のない限り、複数形支持物を含む。したがって、例えば、「ａ」構成要素への言及は、別段の明確な指示のない限り、２つ以上のそのような構成要素を有する態様を含む。
【００３５】
ここで、図１を参照すると、ガラス管１０２からガラス物品を製造するための変換機１００が概略的に示される。変換機１００は、ガラス管１０２を、バイアル、シリンジ、カートリッジ、アンプル又は他のガラス物品などであるが、これらに限定されない複数のガラス物品に変換するために使用され得る。変換機１００は、複数の処理ステーション１０６を有する基部１０４と、基部１０４の上方に配置されており、且つ基部１０４に対して中心軸Ａを中心に回転可能な主タレット１０８と、主タレット１０８の上方に配置された、ガラス管１０２を主タレット１０８に供給するためのガラス管装填タレット１１０とを含む。変換機１００はまた、基部１０４上の複数の副処理ステーション１１２と、基部１０４に対して回転可能な副タレット１１４とを含み得る。熱画像システム１２０は、主タレット１０８に結合されて主タレット１０８とともに回転する。実施形態では、熱画像システム１２０は、熱イメージャ１２２及びミラー１２４を含む。熱画像システム１２０を主タレット１０８に結合するために取付装置１２６を使用し得る。熱画像システム１２０は、ガラス管１０２が処理ステーション１０６間において主タレットにより割り出される際のガラス管１０２の熱画像を捕捉するために用いられ得る。これら熱画像から、ガラス管１０２の１つ以上の温度又は温度プロファイルは、変換プロセスを研究するために抽出され得、使用され得、且つ／又は変換機１００を制御するための１つ以上のプロセス制御方法に組み込まれ得る。
【００３６】
図１に概略的に示されるように、変換機１００の基部１０４は、固定されており、処理ステーション１０６は、基部１０４の上部１０５に結合され得る。複数の処理ステーション１０６は、互いに間隔を開けて主サーキット１１６内に配置されている。１つ以上の実施形態では、中心軸Ａを中心とした主タレット１０８の回転により、主タレット１０８が複数の処理ステーション１０６を通してガラス管１０２を割り出すことができるように、主サーキット１１６は、円形であり得る。ガラス管１０２から作製される物品の種類及び／又は形状は、基部１０４に結合される処理ステーション１０６の数に影響を及ぼし得る。主タレット１０８の処理ステーション１０６の数は、１４個の処理ステーション１０６〜３２個の処理ステーション１０６であり得る。変換機１００及び変換プロセスは、主サーキット１１６内に１６個の処理ステーション１０６を有する変換機１００に関連して本明細書中に記載されるが、変換機１００は、主サーキット１１６内に１６個よりも多い又は少ない処理ステーション１０６を有し得ることを理解されたい。処理ステーション１０６は、例として及び限定されることなく、１つ以上の加熱ステーション、成形ステーション、研磨ステーション、冷却ステーション、分離ステーション、穿孔ステーション、測定ステーション、供給ステーション若しくは排出ステーション又はガラス管１０２からガラス物品を製造するための他の処理ステーションを含み得る。ガラス管１０２から作製される物品の種類及び／又は形状は、変換機１００の処理ステーション１０６の種類及び／又は処理ステーション１０６の順序にも影響を及ぼし得る。
【００３７】
主タレット１０８が基部１０４に対して中心軸Ａを中心に回転可能であるように、主タレット１０８は、基部１０４の上方に配置され得、基部１０４に回転自在に結合され得る。主タレット１０８を基部１０４に対して回転させるために駆動モータ（図示せず）を用い得る。主タレット１０８は、各ガラス管１０２を主タレット１０８に取り外し可能に固定するように構成された複数のホルダ１３０を含む。ホルダ１３０は、クランプ、チャック若しくは他の保持デバイス又は保持デバイスの組合せであり得る。ホルダ１３０は、ガラス管１０２が主タレット１０８の中心軸Ａに略平行であり且つ基部１０４の上部１０５に略垂直であるように各ガラス管１０２を方向付け得る。変換機１００は、本明細書では垂直に方向付けられた変換機１００に関連して記載されているが、変換機１００は、水平に又は角度を成して方向付けられ得ることを理解されたい。各ホルダ１３０は、主タレット１０８の底部１０９から基部１０４に向かう方向に（即ち図１では座標軸に対して−Ｚ方向に）延び、各ホルダ１３０は、主タレット１０８が中心軸Ａを中心に割り出されると、ガラス管１０２を基部１０４の主サーキット１１６の各連続する処理ステーション１０６内に又はこれに近接させて配置するように方向付けられる。ガラス管１０２の垂直の方向付けにより、各ガラス管１０２の下方突出部を、主サーキット１１６の処理ステーション１０６を通して継続的に循環させることが可能になる。各ホルダ１３０は、主タレット１０８の中心軸Ａに略平行であり得るホルダ軸Ｄを中心に主タレット１０８に対して個々に回転可能であり得る。各ホルダ１３０は、各ホルダ１３０を主タレット１０８に対して回転させるために、モータ（図示せず）、連続的な駆動ベルト又は他の駆動機構に動作的に結合され得る。ホルダ１３０の回転により、固定されたバーナ、成形ツール、冷却ノズル又は処理ステーション１０６の他の特徴に対するガラス管１０２の回転が可能になる。
【００３８】
図１及び図２を参照すると、変換機１００は、同じく間隔を開けて副サーキット１１８（図２）内に配置された複数の副処理ステーション１１２と、ガラス管１０２から分離された物品１０３（図１）を、複数の副処理ステーション１１２を通して割り出すための副タレット１１４（図１）とを有し得る。副タレット１１４は、第２の軸Ｂを中心に基部１０４に対して回転可能であり得る。第２の軸Ｂは、主タレット１０８の中心軸Ａに略平行であり得る。副タレット１１４は、各副処理ステーション１１２と連続して係合するようにガラス物品１０３を保持し、ガラス物品１０３を配置するための複数のホルダ１３０も含む。副タレット１１４は、主タレット１０８の分離ステーション２０６（図２）から物品１０３を受け取り、副タレット１１４の回転により複数の副処理ステーション１１２を通して物品１０３を割り出し、変換機１００から完成物品を排出し得る。
【００３９】
ガラス管装填タレット１１０は、主タレット１０８の上方に配置されている。実施形態では、ガラス管装填タレット１１０は、主タレット１０８の中心軸Ａから外れていることができる。ガラス管装填タレット１１０は、主タレット１０８の中心軸Ａに略平行であり得る軸Ｃ中心に回転可能であり得る。ガラス管装填タレット１１０は、主タレット１０８に対して固定位置に独立して支持され得、ガラス管装填タレット１１０の回転は、主タレット１０８の回転から独立し得る。図１及び図２を参照すると、いくつかの実施形態では、ガラス管装填タレット１１０は、円形サーキット１３４内に配置されており、ガラス管１０２を保持するように構成されている複数の装填チャネル１３２を含み得る。ガラス管装填タレット１１０は、装填チャネル１３２の１つを、変換機１００の主サーキット１１６の処理ステーション１０６と、主サーキット１１６の処理ステーション１０６を通して割り出される主タレット１０８上の対応するホルダ１３０とに垂直方向に位置揃えして（即ち主タレット１０８の中心軸Ａに平行な及び／又は図１のＺ軸に平行な方向に位置揃えされる）方向付けるように配置され得る。１つ以上の実施形態では、ガラス管装填タレット１１０と位置揃えされる処理ステーション１０６は、管装填ステーション２１４（図２）であり得る。変換機１００が特定のホルダ位置１３６にあるガラス管１０２の全体又は一部分を１つ以上の物品に変換したら、ホルダ位置１３６が割り出されて主サーキット１１６の管装填ステーション２１４と位置揃えされたとき、ガラス管装填タレット１１０は、ホルダ位置１３６にあるホルダ１３０に主タレット１０８の頂部を通して新たな長さのガラス管１０２を送達し得る。別の実施形態では、変換機１００は、主タレット１０８とガラス管装填タレット１１０との間を電気機械的に移動可能なアーム（図示せず）を含み得る。変換機１００が特定のホルダ位置１３６にあるガラス管１０２の全体又は一部分を変換したら、アームは、ガラス管装填タレット１１０又は他のガラス管ステージングデバイスから新たな長さのガラス管１０２を掴み、新たな長さのガラス管１０２を主タレット１０８の特定のホルダ位置１３６に送達し得る。新たな長さのガラス管１０２を主タレット１０８に送達する他の方法も企図される。
【００４０】
図２を参照すると、前述のように、変換機１００の複数の処理ステーション１０６は、１つ以上の加熱ステーション２０２、成形ステーション２０４、分離ステーション２０６、研磨ステーション２０８、冷却ステーション２１０、穿孔ステーション２１２、管装填ステーション２１４、排出ステーション２１６、測定ステーション２１８、管長さ減少ステーション２２０又は他のステーション及び／又はこれらステーションの組合せを含み得る。図２は、１６個の処理ステーション１０６の主サーキット１１６と、８個の副処理ステーション１１２の副サーキット１１８とを有する変換機１００の処理ステーション１０６の配置を概略的に示す。記載されているように、主サーキット１１６の処理ステーション１０６は、円形サーキットに均等に間隔を開けて均等に配分されており、副サーキット１１８の副処理ステーション１１２も、円形サーキットに均等に間隔を開けて均等に配分されている。図２は、複数の装填チャネル１３２を有するガラス管装填タレット１１０も概略的に示す。図２では、説明のために、ガラス管装填タレット１１０は、主サーキット１１６から間隔を開けた位置に示されている。ガラス管装填タレット１１０は、２４個の装填チャネル１３２を有するものとして示されているが、ガラス管装填タレットは、２４個よりも多い又は少ない装填チャネル１３２を有し得ることを理解されたい。
【００４１】
図２に概略的に示される変換機の主サーキット１１６は、１つ以上の加熱ステーション２０２、分離ステーション２０６、炎穿孔ステーション２１２、１つ以上の成形ステーション２０４、１つ以上の冷却ステーション２１０、測定ステーション２１８、管長さ減少ステーション２２０及び管装填ステーション２１４を含み得る。主タレット１０８の割り出し２２２の方向に関して、加熱ステーション２０２は、ガラス管１０２の目標領域を、ガラス管１０２の目標領域が可塑的に変形可能になり、ガラスにひび割れを発生させるか又は破壊することなく効果的に造形又は切断され得る目標温度まで予熱するために分離ステーション２０６及び各成形ステーション２０４の前に配置され得る。分離ステーション２０６において、成形済みガラス物品１０３（図１）は、ガラス管１０２（図１）から分離され得る。分離ステーション２０６は、一部成形済みガラス物品１０３が、分離されると、副処理ステーション１１２の副サーキット１１８を通して割り出される副タレット１１４（図１）に移される処理ステーション１０６でもあり得る。穿孔ステーション２１２は、主サーキット１１６の、主タレット１０８の割り出し２２２の方向において分離ステーション２０６の下流に配置され得る。穿孔ステーション２１２において、前に分離ステーション２０６により閉鎖されたガラス管１０２の端部が穿孔され、それによりガラス管１０２に開口部を形成する。
【００４２】
主タレット１０８の成形ステーション２０４は、割り出し２２２の方向において穿孔ステーション２１２の下流に配置され得る。成形ステーション２０４において、ガラス管１０２は、完成ガラス物品の所望の形状に反復的に造形される。上記のように、ガラス管１０２の目標領域を、ガラス管が成形され得る温度に予熱するために、１つ以上の加熱ステーション２０２は、各成形ステーション２０４の前に配置され得る。主タレット１０８の成形ステーション２０４は、ガラス物品１０３の一端を造形し、副タレット１１４の成形ステーション２０４は、ガラス物品１０３の他端を造形する。１つ以上の実施形態では、変換機１００は、ガラス管１０２からバイアルを製造するために使用され得、変換機１００の成形ステーション２０４は、１つ以上の肩部成形ステーション、１つ以上のフランジ成形ステーション及び１つ以上のフランジ仕上げステーションを含み得、１つ以上の加熱ステーション２０２が各成形ステーション２０４の前及び間に配置されている。主サーキット１１６は、測定ステーション２１８を更に含み得、測定ステーション２１８では、寸法決定システム１３１０（図１３）を使用して、例えば直径及び厚さなどのガラス管１０２の１つ以上の寸法並びに成形ステーション２０４によって成形された特徴の１つ以上の寸法を測定し得る。特徴の寸法は、フランジ厚さ、フランジ長さ、ネック長さ、ネック厚さ、物品全長、他の特徴の寸法又はこれらの組合せを含み得る。測定ステーション２１８は、ガラス管１０２が依然として高温であるうちに寸法が測定されるように最後の成形ステーション２０４の直後に配置され得る。代わりに、測定ステーション２１８は、ガラス管１０２及び／又はガラス物品の寸法を低温で測定するために１つ以上の冷却ステーション２１０の後に配置され得る。
【００４３】
図２を更に参照すると、１つ以上の冷却ステーション２１０は、主タレット１０８の割り出し２２２の方向において成形ステーション２０４の後に配置され得る。管長さ減少ステーション２２０は、一部成形済みのガラス管１０２を短くし、分離ステーション２０６でガラス管１０２を目標長さに切断するように配置するために、成形ステーション２０４の後の、成形ステーション２０４と分離ステーション２０６との間に配置され得る。主サーキット１１６は、新たな長さのガラス管１０２原料をガラス管装填タレット１１０から主タレット１０８（図１）に装填するための管装填ステーション２１４も含み得る。１つ以上の実施形態では、管装填ステーション２１４は、冷却ステーション２１０に組み込まれ得る。管装填ステーション２１４は、最後の成形ステーション２０４と分離ステーション２０６との間に配置され得る。
【００４４】
主タレット１０８の成形ステーション２０４は、ガラス物品１０３の第１端部に特徴を成形する。例えば、成形ステーション２０４は、バイアル又はカートリッジであるガラス物品１０３の頂部（第１端部）に肩部１４２及びフランジ１４４を成形し得る。分離ステーション２０６においてガラス物品１０３がガラス管１０２から分離されると、ガラス物品１０３は、副タレット１１４の副処理ステーション１１２に移される。副処理ステーション１１２は、ガラス物品１０３の第１端部とは反対側のガラス物品１０３の第２端部を成形するための１つ以上の成形ステーション２０４を含み得る。例えば、副処理ステーション１１２の成形ステーション２０４は、バイアルであるガラス物品１０３の底部（第２端部）に１つ以上の特徴を成形し得る。
【００４５】
副サーキットの副処理ステーションは、１つ以上の加熱ステーション２０２、成形ステーション２０４、研磨ステーション２０８、冷却ステーション２１０、排出ステーション２１６若しくは他のステーション又は副処理ステーション１１２の組合せを含み得る。１つ以上の実施形態では、副サーキット１１８の副処理ステーション１１２は、バイアル、アンプル、カートリッジ又はシリンジなどのガラス物品１０３の１つ以上の特徴を、例えば主タレット１０８により成形された端部とは反対側のガラス物品１０３の端部に成形するために使用され得る。例えば、いくつかの実施形態では、ガラス物品１０３は、バイアルであり、副サーキット１１８の成形ステーション２０４は、バイアルの底部を成形し得る。アンプル、カートリッジ、シリンジ等の特徴を示す特徴などの他の特徴も企図される。副サーキット１１８は、ガラス物品の表面を仕上げるための１つ以上の研磨ステーション２０８を含み得る。副サーキット１１８は、複数の冷却ステーション２１０と排出ステーション２１６（このステーションにおいて完成ガラス物品が変換機１００から排出され得る）とを更に含み得る。
【００４６】
主サーキット１１６の処理ステーション１０６及び副サーキット１１８の副処理ステーション１１２の上記説明は、ガラス管１０２からバイアルを製造するための典型的な変換機１００を示し得る。しかしながら、より多数又はより少数の処理ステーション１０６及び副処理ステーション１１２を、異なる形状を有するバイアル又はカートリッジ、シリンジ、アンプルなどの他のガラス物品又は他のガラス物品を作製するために使用し得ることを理解されたい。加えて、処理ステーション１０６及び副処理ステーション１１２は、異なる形状のガラス物品を製造するために、いくつかの異なる順序及び／又は構成のいずれかにおいて配置され得ることを理解されたい。
【００４７】
ここで、図３Ａを参照すると、変換機１００の加熱ステーション２０２が概略的に示される。各加熱ステーション２０２は、１つ以上の加熱要素３０１を含み得る。加熱要素３０１の例としては、燃料バーナ、例えばＣＯ２レーザなどのレーザ、誘導加熱器、他の加熱デバイス又はこれらの組合せが挙げられ得るが、これらに限定されない。いくつかの実施形態では、レーザを使用してガラス管１０２を加熱し得る。図３Ａに示されるように、実施形態では、加熱要素３０１は、成形ステーション２０４（図２）において実施される成形操作又は分離ステーション２０６（図２）において実施される分離操作前にガラス管１０２の目標領域を加熱するために使用される１つ以上のバーナ３０２を含み得る。図３Ａは、１つのバーナ３０２を示すが、１つの加熱ステーション２０２で２つ以上のバーナ３０２を用い得ることを理解されたい。各バーナ３０２は、燃料供給部３０４と、酸素供給部３０６と、任意選択的に空気供給部３０８とに流体的に結合され得る。バーナの燃料の例としては、水素、例えばメタン、プロパン及びブタンなどの炭化水素燃料ガス、他の燃料又はこれらの組合せが挙げられ得るが、これらに限定されない。各バーナ３０２は、バーナ３０２への燃料ガスの質量流量を制御するための燃料制御弁３１０を含み得る。各バーナ３０２は、バーナ３０２への酸素の質量流量を制御するための酸素制御弁３１２も含み得る。各バーナ３０２は、バーナ３０２への空気の質量流量を任意選択的に制御するための空気制御弁３１４を更に含み得る。バーナ３０２は、酸素及び／又は空気の存在下で燃料ガスを燃焼させ、ガラス管１０２の少なくとも目標領域を加熱する炎を生成する。
【００４８】
バーナ３０２によって発生する炎の熱は、バーナ３０２への燃料ガス、酸素及び空気の質量流量を変更することにより、且つバーナ３０２に供給される酸素に対する燃料ガスの比率及び／又は空気に対する燃料ガスの比率を変更することにより増加又は減少され得る。燃料制御弁３１０、酸素制御弁３１２又は空気制御弁３１４の１つ以上を調整し、酸素及び／又は空気に対する燃料の比率を調整し得る。バーナ３０２は、連続的に燃焼され得、ガラス管１０２は、ガラス管１０２を加熱ステーション２０２内及びその外に割り出すための主タレット１０８及び／又は副タレット１１４の回転により、バーナ３０２により生成された炎に接触し且つ接触しないように割り出され得る。ガラス管１０２が、下流成形ステーション２０４（図２）で成形される特定の領域内のガラス管１０２の周囲を均一に加熱され得るように、各ガラス管１０２は、加熱ステーション２０２に配置されている間、ホルダ１３０によってホルダ軸Ｄを中心にバーナ３０２に対して回転させ得る。
【００４９】
ここで、図３Ｂを参照すると、変換機１００の分離ステーション２０６が概略的に示される。分離ステーション２０６は、主タレット１０８の割り出し２２２の方向において１つ以上の加熱ステーション２０２の後に配置されている。分離ステーション２０６の前に配置された加熱ステーション２０２は、ガラス管１０２を加熱してガラスを可塑的に変形可能にする。分離ステーション２０６は、分離ツール３２０を含み得る。前の加熱ステーション２０２によって可塑的に変形可能にされたガラス管１０２をホルダ１３０によってホルダ軸Ｄを中心に回転させる間、分離ツール３２０は、ガラス管１０２の外部表面１４０と係合してガラス管１０２を目標長さに切断し得、それにより物品１０３（図１）をガラス管１０２から分離する。代わりに、いくつかの実施形態では、分離ステーション２０６は、ガラス管１０２を目標長さに切断し、物品１０３をガラス管１０２から分離するために例えば水素／酸素バーナなどのバーナ及び／又は例えばＣＯ２レーザなどのレーザを含み得る。他の実施形態では、分離ステーション２０６は、分離ツール３２０と、水素／酸素バーナ又はレーザの少なくとも１つとを含み得る。ガラス管１０２から分離されると、物品１０３は、副タレット１１４（図１）に移され得るか又は変換機１００から排出され得る。
【００５０】
ここで、図３Ｃ及び図３Ｄを参照すると、変換機１００の成形ステーション２０４の例が概略的に示される。各成形ステーション２０４は、成形ステーション２０４に回転可能に結合された１つ以上の成形ツール３２４を含み得る。成形ツール３２４は、主タレット１０８（図１）の中心軸Ａ（図１）に略平行なツール軸Ｅを中心として基部１０４（図１）に対して回転可能であり得る。成形ステーション２０４に割り出されると、前の加熱ステーション２０２で加熱されたガラス管１０２は、ホルダ１３０によって回転される。回転可能な成形ツール３２４は、ガラス管１０２の外部表面１４０と係合する。成形ツール３２４は、１つ以上のアクチュエータ３２６によって作動されてガラス管１０２の外部表面１４０と係合し得る。成形ツール３２４は、接触時間にわたり、アクチュエータ３２６により維持されるツール圧力でガラス管１０２と接触し続ける。加熱されたガラス管１０２の外部表面１４０との成形ツール３２４の接触により、ガラス管１０２を所望の形状に成形する。接触時間が終了すると、アクチュエータ３２６は、成形ツール３２４をガラス管１０２との係合から解除させる。１つ以上の実施形態では、接触時間は、変換機１００の滞在時間と異なり得る。
【００５１】
図３Ｃは、ガラス管１０２から成形されたガラスバイアルの肩部１４２を成形するための成形ステーション２０４の一実施形態を概略的に示す。図３Ｄは、ガラス管１０２から成形されたガラスバイアルのフランジ１４４を成形するための成形ステーション２０４’の例示的実施形態を概略的に示す。フランジ１４４を成形するための成形ステーション２０４’は、３つの成形ツール３２４ａ、３２４ｂ及び３２４ｃを含む。２つの成形ツール３２４ａ及び３２４ｂは、ガラス管１０２の外部表面１４０に接触してフランジ１４４の外部輪郭を成形する。第３の成形ツール３２４ｃは、フランジ１４４の径方向内側の、ガラス管１０２の内部表面に接触し、フランジ１４４においてガラス管１０２の内径を成形する。第３の成形ツール３２４ｃはまた、ガラス管１０２の軸方向端部と接触し、フランジ１４４の軸方向表面を成形する。実施形態では、第３の成形ツール３２４ｃは、固定され得、ガラス管１０２をホルダ１３０により第３の成形ツール３２４ｃを中心に回転させる。実施形態では、油などの潤滑剤の薄層を例えばガラス管１０２と第３の成形ツール３２４ｃとの間に配置し、ガラス管１０２が第３の成形ツール３２４ｃに接触しないように離し得る。バイアルの構造の成形に関して記載したが、成形ステーション２０４は、例えば、アンプルの肩部、ネック若しくはテーパ状の先端などの他の構造又はガラスバイアル以外の物品に関連する任意の他の構造を成形するように構成され得る。
【００５２】
図３Ｅは、例えば、冷温空気などの冷却流体３４２又は不活性ガスをガラス管１０２に向かって誘導するように配置された１つ以上の冷却ノズル３４０を有する冷却ステーション２１０を概略的に示す。冷却ノズル３４０の１つ以上は、冷却流体３４２をガラス管１０２の特定の領域に誘導するように配置され得る。冷却ノズル３４０への冷却流体３４２の質量流量を制御するために１つ以上の冷却流体制御弁３４４が冷却ノズル３４０に流体的に結合され得、ガラス管１０２の冷却速度並びにガラス管１０２の温度及びガラス管１０２の温度勾配の制御を可能にする。
【００５３】
図３Ａ〜図３Ｅは、変換機１００で用いられ得る処理ステーション１０６のいくつかの異なる例の概略図を含む。しかしながら、１つ以上のガラス物品へのガラス管１０２の所望の変換を実現するために、異なる構造、構造の組合せ又は機能を有する他の処理ステーション１０６を用い得ることを理解されたい。
【００５４】
再び図２を参照すると、動作時、主タレット１０８は、ホルダ１３０に固定されたガラス管１０２を処理ステーション１０６に割り出す。各処理ステーション１０６において、加熱、成形、穿孔、分離、冷却、減少、供給等などの特定の操作がガラス管１０２に実施される。滞在時間は、ガラス管１０２が主タレット１０８によって次に続く処理ステーション１０６に割り出される前に特定の処理ステーション１０６で費やす時間である。変換機１００は、全ての処理ステーション１０６がその操作を滞在時間内に完了するように調整され得る。滞在時間の終了時、主タレット１０８は、ガラス管１０２を次の処理ステーション１０６に割り出す。割出し時間とは、主タレット１０８がガラス管１０２を１つの処理ステーション１０６から次の処理ステーション１０６に割り出すのにかかる時間を意味し、時間単位で測定される。本開示で使用される、１ステーションあたりの部品毎の合計時間は、滞在時間と割出し時間との合計である。部品速度（製造速度）は、単位時間あたりに製造される部品の数であり、１ステーションあたりの部品毎の合計時間の逆数である。実施形態では、主タレット１０８の割出し時間は、１ステーションあたりの部品毎の合計時間の２５％以下であり得る。
【００５５】
ガラス管１０２をガラスバイアルに変換するための変換機１００の例としては、主サーキット１１６に１６個の処理ステーション１０６及び８個の副処理ステーション１１２を含む、ＡＭＢＥＧ  Ｄｒ．Ｊ．Ｄｉｃｈｔｅｒ  ＧｍｂＨ製のＡｕｔｏｍａｔｉｃ  Ｔｕｂｅ  Ｆｅｅｄｅｒを有するＶｉａｌ  Ｆｏｒｍｉｎｇ  Ｍａｃｈｉｎｅ  Ｍｏｄｅｌ  ＲＰ１６が挙げられる。他の例としては、主サーキット１１６に３２個の処理ステーション１０６と、各副サーキット１１８に８個の副処理ステーション１１２を有する２つの副サーキット１１８とを有する、ＡＭＢＥＧ  Ｄｒ．Ｊ．Ｄｉｃｈｔｅｒ  ＧｍｂＨ製のＶｉａｌ  Ｆｏｒｍｉｎｇ  Ｍａｃｈｉｎｅ  Ｍｏｄｅｌ  ＲＰ３２と、３６個の処理ステーション１０６を有する、Ｅｕｒｏｍａｔｉｃ  Ｓ．Ｒ．Ｌ．製のＺｅｔａ  ０９８  Ｖｉａｌ  Ｆｏｒｍｉｎｇ  Ｍａｃｈｉｎｅが挙げられる。別の例としては、ガラス管１０２をカートリッジに変換するための変換機であるＥｕｒｏｍａｔｉｃ  Ｓ．Ｒ．Ｌ．製のＺｅｔａ  １０３  Ｃａｒｔｒｉｄｇｅ  Ｆｏｒｍｉｎｇ  Ｍａｃｈｉｎｅが挙げられ得る。カートリッジ変換機は、前述のバイアル変換機１００と同様の特徴を有するが、バイアルよりもむしろカートリッジ形態を有するガラス物品の製造に用いられる。
【００５６】
ガラス管１０２からガラスバイアルを製造するための変換機１００に関連して記載したが、変換機１００は、成形ツール３２４及び／又は主サーキット１１６の処理ステーション１０６若しくは１つ以上の副サーキット１１８の副処理ステーション１１２の順序若しくは構成を変更することにより、カートリッジ、シリンジ、アンプル又は他のガラス物品などの１つ以上の他の物品を製造するように構成され得ることを理解されたい。
【００５７】
ガラス管１０２から物品を製造するための典型的な変換機１００は、３０部品／分〜５０部品／分の製造速度で動作し得る。これらの製造速度において、ガラス管１０２内の熱勾配は、極めて高く且つダイナミックになる。短い長さのガラス管１０２は、２秒〜４秒の時間内に２００℃から１５００℃に加熱されることが一般的である。特に、加熱されたある長さのガラス管１０２は、管の長さに沿って１００℃／分以下又は２００℃／分以下の温度勾配を生じ得る。図４を参照すると、ガラス管１０２において、長さＬは、図４に提供される基準軸の＋Ｚ／−Ｚ方向に測定される。ガラス管１０２の長さＬに沿ったこれらの大きい温度勾配は、変換機１００内における熱分離の精密な寸法制御及び例えばガラス物品の底部の厚さの精密制御並びにガラス物品の輪郭の制御を容易にする。
【００５８】
１つ以上の処理ステーション１０６におけるガラス管１０２の急速加熱も、加熱されたガラス管１０２の厚さＴを通した最大温度勾配を誘起し得る。これらの温度勾配は、例えば及び限定されるものではないが、２００℃／分〜３００℃／分であり得る。成形ステーション２０４におけるバイアルの肩部１４２及びフランジ１４４を成形するための成形プロセス中、同様の又はより高い温度勾配が誘起され得る。変換中にガラス管１０２の長さＬに沿って及び厚さＴを通して誘起されるこれらの高い熱勾配は、変換プロセスの力学を理解するのに重要であるが、現在市販されている変換機１００の性能の範囲内ではわずかにのみ理解されている。
【００５９】
ここで、図５〜図６を参照すると、本明細書中に記載される変換機１００の実施形態は、変換機１００及び変換プロセスの自動制御を提供及び／又は強化するための熱画像システム１２０を用い得る。熱画像システム１２０を用いて、変換プロセス中にガラス管１０２の１つ以上の表面温度を測定し得る。熱画像システム１２０は、熱イメージャ１２２と、熱イメージャ１２２を主タレット１０８に取り付けるための取付装置１２６とを含む。実施形態では、熱画像システム１２０は、取付装置１２６によって熱イメージャ１２２に結合された１つ以上のミラー１２４も含み得る。ミラー１２４は、変換機１００の空間占有面積を低減するために熱イメージャ１２２を略垂直に方向付けることを可能にし得る。熱画像システム１２０は、熱画像システム１２０が主タレット１０８とともに回転し、変換機１００の各処理ステーション１０６（図１）を通してガラス管１０２とともに移動するように主タレット１０８に取り付けられている。各連続する処理ステーション１０６を通してガラス管１０２とともに移動することにより、熱画像システム１２０は、ガラス管から完成ガラス物品までの全変換プロセスにわたるガラス管１０２の温度プロファイルを生じさせるために使用され得る。温度プロファイルは、１つの処理ステーション１０６から次の処理ステーション１０６の温度勾配を特定、調査及び制御するために使用され得る。
【００６０】
実施形態では、熱イメージャ１２２は、赤外線スペクトルの波長を有する光を捕捉することができる２次元赤外線熱画像カメラであり得る。特に、いくつかの実施形態では、熱イメージャ１２２は、４マイクロメートル〜１４マイクロメートル、４マイクロメートル〜１０マイクロメートル、４マイクロメートル〜８マイクロメートル、４マイクロメートル〜７マイクロメートル、５マイクロメートル〜１４マイクロメートル、５マイクロメートル〜１０マイクロメートル、５マイクロメートル〜８マイクロメートル、５マイクロメートル〜７マイクロメートル、７マイクロメートル〜１４マイクロメートル、７マイクロメートル〜１０マイクロメートル又は７マイクロメートル〜８マイクロメートルの波長を有する長波赤外光を受信することができ得る。赤外光は、７００ナノメートル（ｎｍ）〜１ミリメートルの広域スペクトルの波長を含む。しかしながら、より長い波長の赤外光は、一般に、直接加熱される表面であるガラス管１０２の外部表面１４０によって放出される赤外光を示す。７００ｎｍ〜約４マイクロメートルのより短い波長の赤外光は、ガラス管１０２のガラス組成物を通して少なくとも一部伝送され得る。したがって、熱イメージャ１２２により受信されるより短い波長の赤外光は、ガラス管１０２の内部部分によって又は熱イメージャ１２２の位置を基準にしてガラス管１０２の後ろに配置された外部構造によって放出された可能性がある。したがって、約４マイクロメートル未満のより短い波長の赤外光は、ガラス管１０２の表面を示すものではない。約１４マイクロメートルを超える波長を有する赤外光などの長い波長の赤外光では、ガラス管１０２の表面から放出された長い波長を有する赤外光の少なくとも一部が熱画像システムから遠ざかる方に反射され得る。変換機１００によって変換されたガラス管１０２のガラス組成物は、４マイクロメートル〜１４マイクロメートルの波長を有する赤外光の低い透過率及び低い反射率を示し、したがってこの波長範囲の赤外光の高い放射率を示す。例えば、ガラス管１０２は、約５マイクロメートルの波長を有する赤外光の０％の透過率及びわずか３％の反射率を示す。したがって、ガラス管１０２からの約５マイクロメートルの波長を有する赤外光の放射率は、約９７％である。別の例では、ガラス管１０２からの約７．５マイクロメートルの波長を有する赤外光の反射率は、約１０％であり、放射率は、９０％である。約４マイクロメートル〜約１４マイクロメートルの範囲内、例えば４マイクロメートル〜７．５マイクロメートル又は約５マイクロメートルの波長を有する赤外光を捕捉することで、ガラス管１０２の厚さを通した温度勾配の積分を回避することにより表面温度測定値の誤差を低減し得る。ガラス管１０２における赤外光の透過率及びガラス管１０２からの赤外光の反射率は、熱イメージャ１２２によって捕捉された熱画像データに誤差を導入する。４マイクロメートル〜１４マイクロメートルの波長を有する赤外光を捕捉することが可能な熱イメージャ１２２は、熱イメージャ１２２によって得られる熱画像の温度精度の向上を示すことができる。１つ以上の実施形態では、熱イメージャ１２２は、１００℃〜２０００℃又は３００℃〜２０００℃の物体温度範囲を有し得る。
【００６１】
熱イメージャ１２２は、少なくとも３０ヘルツ（Ｈｚ）の画像捕捉速度を有し得る。いくつかの実施形態では、熱イメージャ１２２は、３０ヘルツ（Ｈｚ）〜６０Ｈｚ又は３０Ｈｚ〜５０Ｈｚの画像捕捉速度を有し得る。加えて、熱イメージャ１２２は、イメージャがイーサネット（登録商標）接続を介して、例えばＮａｔｉｏｎａｌ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓにより販売されているＬａｂＶＩＥＷ（商標）などの画像解析ソフトウェアを有する１つ以上の画像解析システムと通信すること及びこのシステムに高速イメージングデータを伝送することを可能にするために、例えばＧｉｇＥ  Ｖｉｓｉｏｎなどの１つ以上のインタフェースプロトコルに準拠し得る。熱イメージャ１２２は、熱イメージャ１２２が赤外線センサ一式の温度を測定し、画像データを、熱イメージャ１２２の温度変化を補償するように調整することを可能にするための自己校正システムを組み込んだ内部温度センサ（図示せず）を有し得る。
【００６２】
前述のように、熱イメージャ１２２は、取付装置１２６を使用して変換機１００の主タレット１０８に取り付けられている。図６を参照すると、取付装置１２６は、取付装置１２６及び熱イメージャ１２２が主タレット１０８とともに回転するように主タレット１０８の外部部分１２８に取り付けられ得る。実施形態では、変換機１００の主タレット１０８は、スチールメッシュハウジング１２７などのハウジング内に収容され得る。これらの実施形態では、スチールメッシュハウジング１２７は、主タレット１０８の外部部分１２８である。取付装置１２６は、レール支持システム１２９（図５）によってスチールメッシュハウジング１２７に取り付けられ得る。いくつかの実施形態では、取付装置１２６は、変換機１００のタレット１０８から熱イメージャ１２２及び／又はミラー１２４の一時的な取り外しを可能にし得る。
【００６３】
取付装置１２６は、熱イメージャ１２２及びミラー１２４が変換機１００の全サイクルを通して１つのホルダ１３０及びガラス管１０２に追従するように、熱イメージャ１２２及びミラー１２４を主タレット１０８上に固定角度位置１３８で配置する。取付装置１２６は、イメージャ支持部５０２及びミラー支持部５０４を含み得る。熱イメージャ１２２は、イメージャ支持部５０２に取り外し可能に結合され得る。イメージャ支持部５０２は、熱イメージャ１２２をホルダ１３０及び／又はガラス管１０２に対して方向付けるために１つ以上の方向に調節可能であり得る。例えば、イメージャ支持部５０２は、垂直調節（即ち主タレット１０８の中心軸Ａと平行に上がるか又は下がる）、主タレット１０８に対する径方向調節（即ち熱イメージャ１２２を主タレット１０８の外部部分１２８に近づく方に又は離れる方に移動させる）、角度調節（即ちホルダ１３０の１つに対する熱イメージャ１２２の角度位置を調節する）、回転調節（即ち図６におけるカメラの光学中心線ＯＣと軸のＸＹ平面との間に形成された角度を変更するためにカメラを回転可能に調節する）又は他の調節を含み得る。
【００６４】
いくつかの実施形態では、イメージャ支持部５０２は、熱イメージャ１２２を、ガラス管１０２が処理されているときのガラス管１０２の画像を直接捕捉するように配置するように構成され得る。この構成では、熱イメージャ１２２の光学中心線ＯＣは、図５及び図６の座標軸のＸＹ平面内に位置揃えされ得る。しかしながら、典型的な変換機１００では、主サーキット１１６の処理ステーション１０６及び／又は副サーキット１１８の副処理ステーション１１２の周囲の空間は、限られており、熱イメージャ１２２の光学中心線ＯＣがＸＹ平面内にあり、且つガラス管１０２と径方向に位置揃えされるように熱イメージャ１２２を配置すると、熱イメージャ１２２が主タレット１０８から径方向外側に延出する原因となる。これは、熱イメージャ１２２が主タレット１０８の回転とともに回転するとき、熱イメージャ１２２及び／又は取付装置１２６が変換機１００の部品に接触するか又は変換機１００の動作を妨げる原因となり得る。加えて、この構成では、熱イメージャ１２２は、回転する主タレット１０８から径方向外側に延出し、動作中に危険な状況を生じさせるおそれがある。
【００６５】
これらの空間的課題を回避するために、いくつかの実施形態では、イメージャ支持部５０２は、熱イメージャ１２２を、熱イメージャ１２２の光学中心線ＯＣが図５及び図６の座標軸のＸＹ平面に対して非ゼロ角度を成すように方向付けるよう調節可能であり得る。１つ以上の実施形態では、熱イメージャ１２２は、熱イメージャ１２２の光学中心線ＯＣが主タレット１０８の中心軸Ａに平行（即ち図５及び図６の座標軸のＸＹ平面に略垂直）であるように配置され得る。代わりに、熱イメージャ１２２は、光学中心線ＯＣが主タレット１０８の軸方向平面に対して９０°未満の非ゼロ角度を成すように配置され得る。熱イメージャ１２２を主タレット１０８の軸方向平面に対して非ゼロ角度に取り付けることで、変換機１００の動作を妨げること及び／又は危険な状況を生じさせることを回避するのに役立つことができる。
【００６６】
ミラー支持部５０４は、イメージャ支持部５０２に結合され得、赤外光をガラス管１０２から熱イメージャ１２２のレンズ５０６に向かって反射するようにミラー１２４を配置し得る。実施形態では、ミラー支持部５０４は、ミラー１２４を熱イメージャ１２２の光学中心線ＯＣと位置揃えされた状態で配置し得る。１つ以上の実施形態では、ミラー支持部５０４は、熱イメージャ１２２に対するミラー１２４の垂直（即ち図５及び図６の座標軸の＋Ｚ／−Ｚ軸に沿う）調節、径方向調節、角度調節、回転調節又は他の方向調節の１つ以上を可能にし得る。
【００６７】
図５を参照すると、ミラー１２４は、取付装置１２６に結合され得、且つミラー１２４が赤外光を熱イメージャ１２２のレンズ５０６に向かって反射するように熱イメージャ１２２の視野内に配置され得る。１つ以上の実施形態では、ミラー１２４は、熱イメージャ１２２の光学中心線ＯＣがミラーの反射面５０８と交わるように配置され得る。代わりに、ミラー１２４は、反射面５０８が赤外光をレンズ５０６に反射するが、熱イメージャ１２２の光学中心線ＯＣがミラー１２４の反射面５０８と交わらないように、熱イメージャ１２２の視野内に配置され得る。ミラー１２４は、特定のホルダ位置１３６にあるガラス管１０２の外部表面１４０から放出された赤外光を熱イメージャ１２２に反射するように、熱イメージャ１２２の光学中心線ＯＣに対して角度を成し得る。図７を参照すると、全般的に、ミラー１２４は、ミラー１２４の反射面５０８が熱イメージャ１２２の光学中心線ＯＣと９０°未満の非ゼロ角度αを成すように角度を成している。換言すると、ミラー１２４の反射面５０８は、反射面５０８が熱イメージャ１２２の光学中心線ＯＣに垂直でないように角度を成し得る。１つ以上の実施形態では、ミラー１２４は、主タレット１０８の中心軸Ａを基準にして熱イメージャ１２２から径方向に直接内側に位置するホルダ位置１３６からの赤外光を熱イメージャ１２２に反射するように配置され得る。代わりに、他の実施形態では、ミラー１２４は、熱イメージャ１２２の位置から時計回り方向又は反時計回り方向の１つ以上の位置（即ち熱イメージャ１２２が主タレット１０８に取り付けられている位置の前方／上流又は後方／下流の１つ以上の位置）であるホルダ位置１３６からの赤外光を反射するように配置され得る。本明細書では、ミラー１２４及び熱イメージャ１２２の特定の向きについて記載してきたが、ミラー１２４及び熱イメージャ１２２は、特定の変換機１００の構成に応じて多くの構成のいずれかで配置され、方向付けられ得ることを理解されたい。
【００６８】
実施形態では、ミラー１２４の反射面５０８は、赤外光を高度に反射するものであり得る。１つ以上の実施形態では、ミラー１２４の反射面５０８は、４マイクロメートル（μｍ）〜１４μｍの波長を有する赤外光の９６％以上、９７％以上、９８％以上又は９９％以上の平均反射率を有し得る。１つ以上の実施形態では、ミラー１２４の反射面５０８は、４μｍ〜１４μｍの波長を有する光の９６％以上の平均反射率を有し得る。図１７を参照すると、ミラー１２４は、ミラー基板５１０と、反射面５０８を作成するためにミラー基板５１０に適用される反射性コーティング５１２とを含み得る。ミラー基板５１０は、画像を歪めることを避けるために熱的に安定であり得る。実施形態では、ミラー基板５１０は、例えば、溶融石英などの石英であり得る。いくつかの実施形態では、反射性コーティング５１２は、例えば、金コーティングであり得る。
【００６９】
図７Ａを参照すると、前述のように、いくつかの実施形態では、熱イメージャ１２２は、主タレット１０８の特定のホルダ位置１３５にあるガラス管１０２の外部表面１４０から放出された赤外光を直接受信するように配置され得る。特に、熱イメージャ１２２は、ガラス管１０２の外部表面１４０から放出された赤外光がミラー１２４などのミラーによって反射されることなく経路７１０に沿って熱イメージャ１２２のレンズ５０６に直接移動するように配置され得る。熱イメージャ１２２は、ガラス管１０２の外部表面１４０によって放出された赤外光を受信し、熱イメージャ１２２によって受信された赤外光の波長及び強度を表す熱画像を捕捉する。熱イメージャ１２２は、ガラス管１０２が各連続する処理ステーション１０６（図１）を通して割り出される際に熱画像システム１２０が特定のホルダ位置１３６にあるガラス管１０２の外部表面１４０の熱画像データを捕捉するように主タレット１０８ともに移動する。ガラス管１０２の外部表面１４０によって放出された赤外光から熱画像データを捕捉することで、変換プロセスの全体にわたる時間に応じたガラス管１０２の外部表面１４０の温度のプロファイリングを可能にし得る。
【００７０】
図７Ｂを参照すると、実施形態では、熱イメージャ１２２は、ガラス管１０２の外部表面１４０によって放出された赤外光を直接受信するように配置され得る。加えて、１つ以上の固定ミラー７００は、ガラス管１０２の内部表面１４６によって放出された赤外光を熱イメージャ１２２に反射するために、処理ステーション１０６において変換機１００の基部１０４に結合され得る。いくつかの実施形態では、各固定ミラー７００は、処理ステーション１０６よりも垂直下方に（即ち処理ステーション１０６に対して、図７Ｂの座標軸の−Ｚ方向に）配置され得る。固定ミラー７００を処理ステーション１０６よりも垂直下方に配置することで、熱イメージャ１２２が処理ステーション１０６の所定の位置に割り出されたとき、固定ミラー７００が、ガラス管１０２の内部表面１４６（図４）によって放出された赤外光を熱イメージャ１２２のレンズ５０６に向かって反射することを可能にする。ガラス管１０２の内部表面１４６から放出された赤外光を熱イメージャ１２２に向かって反射することで、熱画像システム１２０がガラス管１０２の内部表面１４６の温度をプロファイル又は決定することを可能にし得る。ガラス管１０２の内部表面１４６から放出された赤外光は、ガラス管１０２の内部表面１４６から略下方向（即ち図７Ｂの座標軸の−Ｚ方向に）に延びる経路７１２に沿って移動し得、固定ミラー７００から熱イメージャ１２２のレンズ５０６に向かって反射する。熱イメージャ１２２は、主タレット１０８に結合されており、主タレット１０８とともに回転するため、熱イメージャ１２２は、処理ステーション１０６の主サーキット１１６の全体を通した主タレット１０８のサイクルにつき１度のみ、ガラス管１０２の内部表面１４６によって放出されて特定の固定ミラー７００から反射された赤外光を受信するための所定の位置に送られる。実施形態では、主タレット１０８の各サイクル中、熱イメージャ１２２が、複数の処理ステーション１０６にあるガラス管１０２の内部表面１４６から熱画像データを捕捉することができるように、固定ミラー７００は、複数の処理ステーション１０６に配置され得る。
【００７１】
図７Ｃを参照すると、前述のように、熱イメージャ１２２は、熱イメージャ１２２のレンズ５０６がガラス管１０２の外部表面１４０から赤外光を直接受信するように方向付けられないように配置され得る。図７Ｃでは、熱イメージャ１２２は、略垂直に（即ち図７Ｃの座標軸の＋／−Ｚ方向に）方向付けられて示されている。実施形態では、熱イメージャ１２２は、熱イメージャ１２２の光学中心線ＯＣがガラス管１０２の中心線ＣＬに略平行であるように方向付けられ得る。前述のように、取付装置１２６は、熱イメージャ１２２がガラス管１０２の中心線ＣＬに対して回転するか、傾斜するか又は角度を成すことを可能にし得る。ミラー１２４は、主タレット１０８が処理ステーション１０６を通して割り出される際、ミラー１２４が熱イメージャ１２２とともに移動するように取付装置１２６に結合されている。ミラー１２４は、ガラス管１０２の外部表面１４０から熱イメージャ１２２のレンズ５０６に向かって赤外光を反射するように配置され得る。この構成では、ガラス管１０２を、各連続する処理ステーション１０６（図１）に及び各連続する処理ステーション１０６間で回転させる際、熱画像システム１２０が特定のホルダ位置１３６にあるガラス管１０２の外部表面１４０の熱画像データを捕捉するように、ミラー１２４及び熱イメージャ１２２は、両方とも主タレット１０８とともに移動する。特に、ミラー１２４は、ガラス管１０２の外部表面１４０によって径方向外側に放出された赤外光を熱イメージャ１２２に反射するように配置され得、熱イメージャ１２２は、ミラー１２４から反射された赤外光を受信し、熱イメージャ１２２によって受信された赤外光の波長及び強度を表す熱画像を捕捉する。赤外光は、ガラス管１０２の外部表面１４０から外側に経路７１４に沿って移動し、ミラー１２４から熱イメージャ１２２のレンズ５０６に向かって反射される。
【００７２】
ここで、図７Ｄを参照すると、ミラー１２４は、ガラス管１０２の外部表面１４０によって放出された赤外光と、ガラス管１０２の内部表面１４６によって放出された赤外光とを熱イメージャ１２２のレンズ５０６に向かって反射するように配置され得る。ガラス管１０２の外部表面１４０から放出された赤外光は、ガラス管１０２の外部表面１４０から外側に経路７１４に沿って移動し、ミラー１２４から熱イメージャ１２２のレンズ５０６に向かって反射される。内部表面１４６から放出された赤外光は、ガラス管１０２の内部表面１４６から経路７１６に沿ってミラー１２４に移動し、ミラー１２４により熱イメージャ１２２のレンズ５０６に向かって反射される。ミラー１２４は、熱イメージャ１２２が複数の処理ステーション１０６を通して割り出される際に熱イメージャ１２２とともに移動するため、ミラー１２４は、熱イメージャ１２２が、各処理ステーション１０６にあるガラス管１０２の外部表面１４０及び内部表面１４６から熱画像データを捕捉することを可能にし得る。実施形態では、熱イメージャ１２２は、ガラス管１０２の外部表面１４０及び内部表面１４６から同時に例えば単一の熱画像などで熱画像データを捕捉し得る。
【００７３】
図７Ｅを参照すると、実施形態では、熱画像システム１２０は、補助ミラー１２５が熱イメージャ１２２及びミラー１２４とともに移動するように取付装置１２６に結合され得る補助ミラー１２５を含み得る。これらの実施形態では、ガラス管１０２の外部表面１４０から放出された赤外光は、ガラス管１０２の外部表面１４０からミラー１２４に経路７１４に沿って移動し、ミラー１２４により熱イメージャ１２２のレンズ５０６に向かって反射される。ガラス管１０２の内部表面１４６から放出された赤外光は、ガラス管１０２の内部表面１４６から補助ミラー１２５に経路７１８に沿って移動し、補助ミラー１２５により熱イメージャ１２２のレンズ５０６に向かって反射される。いくつかの実施形態では、補助ミラー１２５は、ミラー１２４よりも垂直下方に（即ち図７Ｅの座標軸の−Ｚ方向に）配置され得る。ミラー１２４及び補助ミラー１２５の両方は、熱イメージャ１２２が複数の処理ステーション１０６を通して割り出される際に熱イメージャ１２２とともに移動するため、ミラー１２４及び補助ミラー１２５は、熱イメージャ１２２が、各処理ステーション１０６にあるガラス管１０２の外部表面１４０及び内部表面１４６から熱画像データを捕捉することを可能にし得る。実施形態では、熱イメージャ１２２は、ガラス管１０２の外部表面１４０及び内部表面１４６から同時に熱画像データを捕捉し得る。
【００７４】
図７Ｆを参照すると、実施形態では、１つ以上の固定ミラー７００が処理ステーション１０６において変換機１００の基部１０４に結合され得る。実施形態では、各固定ミラー７００は、処理ステーション１０６の垂直下方に配置され得る。固定ミラー７００は、熱イメージャ１２２が処理ステーション１０６の所定の位置に割り出されたとき、ガラス管１０２の内部表面１４６によって放出された赤外光を熱イメージャ１２２に反射するように角度を成し得る。ガラス管１０２の内部表面１４６から放出された赤外光は、経路７２０に沿って略下方に（即ち図７Ｆの座標軸の略−Ｚ方向に）固定ミラー７００に移動し得、固定ミラー７００により熱イメージャのレンズ５０６に向かって反射される。熱イメージャ１２２は、主タレット１０８に結合されており、複数の処理ステーション１０６を通して主タレット１０８が各ホルダ１３０を割り出す際に主タレット１０８とともに回転するため、熱イメージャ１２２は、処理ステーション１０６の主サーキット１１６の全体を通した主タレット１０８のサイクルにつき１度、固定ミラー７００から反射された赤外光を受信するための所定の位置に送られる。固定ミラー７００により熱イメージャ１２２に反射された赤外光は、主タレット１０８の各サイクルに１度のみ熱イメージャ１２２によって捕捉され得る。固定ミラー７００を処理ステーション１０６の下に配置することで、固定ミラー７００が、ガラス管１０２の１つ以上の内部表面１４６（図４）によって放出された赤外光を反射することを可能にし、熱画像システム１２０がガラス管１０２の１つ以上の内部表面１４６の温度をプロファイル又は決定することを可能にし得る。
【００７５】
図７Ｇを参照すると、実施形態では、固定ミラー７００は、ガラス管１０２の内部表面１４６からの赤外光を取付装置１２６に結合されたミラー１２４に向かって反射するように方向付けられ得る。これらの実施形態では、ガラス管１０２の内部表面１４６からの赤外光は、ガラス管１０２の内部表面１４６から固定ミラー７００に経路７２２に沿って移動し、固定ミラー７００からミラー１２４に向かって反射され、その後、ミラー１２４から熱イメージャ１２２のレンズ５０６に向かって反射される。同時に、ガラス管１０２の外部表面１４０から放出された赤外光は、ガラス管１０２の外部表面１４０からミラー１２４に向かって経路７１４に沿って移動し、ミラー１２４から熱イメージャ１２２のレンズ５０６に向かって反射される。変換プロセスの１つ以上の段階時にガラス管１０２の異なる構成又は異なる視野角を得るために、他の固定ミラー７００が他の処理ステーション１０６の下の基部１０４に結合され得、他の補助ミラー１２４が主タレット１０８又は取付装置１２６に結合され得る。
【００７６】
いくつかの実施形態では、熱画像システム１２０は、複数の熱イメージャ１２２を含み得る。複数の熱イメージャ１２２は、主タレット１０８又は副タレット１１４とともに回転させるために、主タレット１０８、副タレット１１４又はこれらの両方に結合され得る。いくつかの実施形態では、各複数の熱イメージャ１２２は、別個のホルダ位置１３６から熱画像データを捕捉するように配置され得る。実施形態では、熱画像システム１２０は、ガラス管１０２が特定の処理ステーション１０６及び／又は副処理ステーション１１２を通して割り出される際に特定の処理ステーション１０６及び／又は副処理ステーション１１２から熱画像データを捕捉するために、変換機１００の基部１０４又は固定位置にある他の固定構造（例えば、床、壁又は変換機１００に隣接する他の構造）に結合された１つ又は２つ以上の熱イメージャ１２２を含み得る。
【００７７】
ここで、図８Ａを参照すると、主タレット１０８の中心軸Ａを中心にセンタリングされた連続的なサーキット内を熱画像システム１２０が移動するように熱画像システム１２０を主タレット１０８に結合すると、電力及び冷却流体を熱画像システム１２０に送達すること並びに熱画像システム１２０からデータを受信することに関して特有の課題を呈する。したがって、実施形態では、熱画像システム１２０は、熱画像システムの給電、データ交換及び冷却を可能にし得る１つ以上の回転式電気及び／又はガス継手を含み得る。１つ以上の実施形態では、熱画像システムは、熱画像システム１２０への及び熱画像システム１２０からの送電及びデータ転送を可能にするための回転接続部を提供し得るスリップリング８０２（即ち回転式電気接続部と呼ばれることもある）を含み得る。スリップリング８０２は、熱イメージャ１２２をプロセッサ９００（図９）に動作的に結合し得る。スリップリング８０２は、内側リング８０４及び外側リング８０６を有する二重環状構造体であり得る。内側リング８０４又は外側リング８０６は、固定されており、内側リング８０４又は外側リング８０６のもう一方は、固定リングに対して回転する。スリップリング８０２は、主タレット１０８の中心軸Ａに平行な且つそれと位置揃えされた回転軸を有し得る。スリップリング８０２の軸を主タレット１０８の中心軸Ａと位置揃えすることで、スリップリング８０２から熱画像システム１２０に延びる電気ケーブル８０８及びデータケーブル８１０が主タレット１０８の回転時に巻き付くことを防止し得る。
【００７８】
スリップリング８０２は、内側リング８０４と外側リング８０６との間に形成された複数の回路（図示せず）を含み得る。内側リング８０４と外側リング８０６とが互いに対して回転する間、電力（例えば、例として２４ボルトの電力）及びデータは、外側リング８０６の径方向内部表面と内側リング８０４の径方向外部表面との間で径方向に電子的に伝達され得る。外側リング８０６は、電源に電気的に接続され得、且つ／又はまたプロセッサ９００（図９）に通信的に結合され得る。内側リング８０４は、熱イメージャ１２２に電気的に接続され、熱イメージャ１２２に電力を送達し得、且つ熱イメージャ１２２に通信的に結合され、熱イメージャ１２２からデータを送信及び受信し得る。電力は、１つ以上の電気ケーブル８０８によってスリップリング８０２から熱イメージャ１２２に伝達され得る。加えて、データは、例えば、イーサネット（登録商標）ケーブルなどの１つ以上のデータケーブル８１０を介してスリップリング８０２と熱イメージャ１２２との間で伝達され得る。スリップリング８０２は、熱イメージャ１２２を、熱イメージャ１２２から遠隔に（即ち間隔を開けて）固定位置に位置し得るプロセッサ９００（図９）に通信的に結合し、熱イメージャ１２２への及び熱イメージャ１２２からのデータの転送を容易にし得る。プロセッサ９００（図９）は、温度に敏感な場合があり、プロセッサ９００を遠隔に配置し、データをプロセッサ９００に効果的に転送する能力により、プロセッサ９００を一層保護するための特殊な耐熱構造又は冷却システムを組み込むことを回避し得る。
【００７９】
１つ以上の実施形態では、スリップリング８０２の回転部分（例えば、図８Ａに内側リング８０４として示される）は、主タレット１０８に結合されて主タレット１０８とともに回転する、例えば電線管又はブラケットなどの支持体８１２によって支持され得る。スリップリング８０２の固定部品（例えば、図８Ａに外側リング８０６として示される）は、主タレット１０８とは別の固定された非回転面（図示せず）に取り付けられた固定支持体８１４に結合され得る。固定支持体８１４は、例えば、電線管、ブラケット又は他の支持構造体であり得る。加えて、１つ以上の実施形態では、スリップリング８０２の内側リング８０４は、１つ以上の流体導管８１８へのアクセスを提供する中心ボア８１６を有し得る。中心ボア８１６は、主タレット１０８の中心軸Ａと位置揃えされたスリップリング８０２の回転軸でセンタリングされ得る。流体導管８１８は、内側リング８０４の中心ボア８１６を通過し、冷却流体又は他の流体を熱画像システム１２０又は主タレット１０８の他の部品に送達し得る。いくつかの実施形態では、スリップリング８０２は、流体導管８１８に対して自由に回転可能である（即ち、スリップリング８０２は、流体導管８１８に結合されていない）。
【００８０】
図８Ｂを参照すると、別の実施形態では、熱画像システム１２０は、例えば、主タレット１０８に取り外し可能に結合され、主タレット１０８とともに回転する電池などの電源８４０を含み得る。電源８４０は、熱イメージャ１２２に電力を供給するために熱イメージャ１２２に電気的に結合可能であり得る。電源８４０は、電源８４０を交換及び／又は充電できるように主タレット１０８から取り外し可能であり得る。１つ以上の実施形態では、熱イメージャ１２２は、１つ以上の無線通信プロトコルを使用する１つ以上の無線通信デバイス８４２を介してプロセッサ９００に通信的に結合され得る。無線通信デバイス８４２は、主タレット１０８に結合され、主タレット１０８とともに回転し得る。無線通信デバイス８４２は、熱イメージャ１２２に通信的に結合され得る。実施形態では、熱画像データは、１つ以上の無線通信デバイス及び／又はプロトコルを使用して熱イメージャ１２２とプロセッサ９００との間で伝達され得る。
【００８１】
再び図８Ａを参照すると、実施形態では、熱画像システム１２０は、熱イメージャ１２２を冷却するための冷却システム８２０も含み得る。冷却システム８２０は、冷却流体源８２２と、冷却流体源８２２と流体連通する流体回転継手８２４と、流体回転継手８２４と流体連通する流体導管８１８とを含み得る。冷却流体は、例えば、濾過空気、窒素若しくは他のガス又はガスの組合せなどの圧縮ガスであり得る。実施形態では、熱画像システム１２０の性能に不利に影響を及ぼし得る汚染物質を熱画像システム１２０に導入することを避けるために、冷却流体は、清浄ドライエア（即ち水分、微粒子、塵、油又は他の汚染物質を除去した空気）であり得る。代わりに、冷却流体は、窒素であり得る。実施形態では、冷却システム８２０は、調整器、水分除去機、微粒子フィルタ、コアレッシングフィルタ又はこれらの組合せの少なくとも１つを含み得る。冷却流体源８２２は、圧縮ガス貯蔵タンク、ガス圧縮機若しくは他の圧縮ガスシステム又は冷却流体源の組合せを含み得る。
【００８２】
流体回転継手８２４は、冷却流体源８２２に流体的に結合された固定部分８２６と、固定部分８２６に回転自在に結合されており、且つ固定部分８２６に対して回転可能な回転部分８２８とを含む。流体回転継手８２４は、流体回転継手８２４の回転部分８２８が主タレット１０８の回転とともに回転することができるように、主タレット１０８の中心軸Ａに平行な且つそれと位置揃えされた継手軸を含む。流体回転継手８２４の回転部分８２８は、流体回転継手８２４から熱イメージャ１２２に延びて熱イメージャ１２２に冷却流体を送達する流体導管８１８に流体的に結合され得る。
【００８３】
冷却システム８２０は、流体導管８１８と流体連通して、熱画像システム１２０の一部に冷却流体を送達するように配置された１つ以上の冷却流体導管８３０を更に含み得る。１つ以上の実施形態では、冷却流体導管８３０の１つ以上は、熱イメージャ１２２に冷却流体を送達するように配置され得る。実施形態では、熱イメージャ１２２は、熱イメージャ１２２内の赤外線センサ一式の正確な動作を維持するために約５０℃未満の温度に維持され得る。変換機１００と一体化された燃焼ガスフード（図示せず）は、燃焼ガス及び加熱要素３０１（図３Ａ）によって発生した余剰熱を主タレット１０８の中心軸Ａに向かって引き、変換機１００から出すように動作し得る。したがって、熱イメージャ１２２は、一般に、加熱要素３０１（図３Ａ）からの熱の大半に曝されない。しかしながら、熱イメージャ１２２は、変換プロセスによるいくらかの熱に曝される場合があり、熱イメージャ１２２のセンサ一式及び電子機器の動作によって更なる熱を内部に発生させる可能性がある。熱イメージャ１２２に向けられる冷却流体は、熱イメージャ１２２の温度を５０℃に又は５０℃未満に維持するように動作し得る。いくつかの実施形態では、冷却システム８２０は、変換機１００の冷却ステーション２１０（図３Ｅ）から独立している。しかしながら、１つ以上の実施形態では、冷却ステーション２１０（図３Ｅ）と冷却システム８２０とは、共通の冷却流体源８２２を共用し得る。
【００８４】
いくつかの実施形態では、熱画像システム１２０は、熱イメージャ１２２のレンズ５０６、ミラー１２４の反射面５０８又はこれらの両方をパージするためのクリーニングシステム８３２を含み得る。変換機１００及び熱画像システム１２０の動作中、ミラー１２４又はレンズ５０６上に油が凝縮することなどにより油及び燃焼生成物が熱イメージャ１２２のレンズ５０６及びミラー１２４の反射面５０８上に堆積する場合があり、ミラー１２４の反射率を低下させ、赤外光が熱イメージャ１２２のレンズ５０６を通過することを妨げる可能性があるため、熱イメージャ１２２により収集された画像データに誤差及び不正確さが導入される。実施形態では、クリーニングシステム８３２は、レンズ５０６から油、塵及び他の汚染物質をパージするために熱イメージャ１２２のレンズ５０６に流体を送達するように配置された１つ以上のノズル８３４を含み得る。ノズル８３４は、流体源（図示せず）からノズル８３４に流体を送達する流体送達導管８３６に流体的に結合され得る。実施形態では、ノズル８３４の１つ以上は、反射面５０８から油、塵及び他の汚染物質をパージするためにミラー１２４の反射面５０８に流体を送達するように配置され得る。微粒子、塵、油又は他の汚染物質を含まない流体は、レンズ５０６及びミラー１２４の更なる汚染を回避するために、熱イメージャ１２２のレンズ５０６、ミラー１２４の反射面５０８又はこれらの両方をパージするために使用され得る。例えば、流体は、窒素、清浄空気、他のガス又はこれらの組合せであり得る。いくつかの実施形態では、冷却流体がノズル８３４に送達され、熱イメージャ１２２のレンズ５０６、ミラー１２４又はこれらの両方をクリーニングするための流体として使用されるように、クリーニングシステム８３２は冷却システム８２０に流体的に結合され得る。
【００８５】
本明細書中に記載される熱画像システム１２０は、変換機１００の副タレット１１４とともに使用するように適応させ得る。図１８Ａ及び図１８Ｂを参照すると、副タレット１１４は、副タレット１１４に結合されており、且つ副タレット１１４とともに回転する熱画像システム１２０を含み得る。いくつかの実施形態では、熱画像システム１２０は、熱画像システム１２０が副タレット１１４の中央に配置されるように副タレット１１４のシャフト１８０６に結合され得る。前述のように、熱画像システム１２０は、熱イメージャ１２２及び取付装置１２６を含む。副タレット１１４に結合された熱画像システム１２０は、ガラス管１０２が副タレット１１４により副サーキット１１８の副処理ステーション１１２を通して割り出される際にガラス管１０２の内部表面１４６及び／又は外部表面１４０から熱画像データを捕捉し得る。図１８Ａを参照すると、いくつかの実施形態では、熱イメージャ１２２は、熱イメージャ１２２の光学中心線ＯＣが副タレット１１４の中心軸Ｂに略平行であるように副タレット１１４の中央に配置され、垂直に（即ち図１８Ａの座標軸の＋／−Ｚ方向に）方向付けられ得る。この構成では、ミラー１２４は、ガラス管１０２の外部表面１４０及び／又は内部表面１４６から赤外光を反射するように配置され、方向付けられ得る。図１８Ｂを参照すると、他の実施形態では、熱イメージャ１２２は、熱イメージャ１２２がガラス管１０２の外部表面１４０から赤外光を直接受信するように、略水平に（即ち図１８Ｂの座標軸のＸＹ平面内に）方向付けられ得る。これらの実施形態では、熱イメージャ１２２は、副タレット１１４の中心線Ｂから略径方向外側に面し得る。この向きでは、ガラス管１０２の外部表面１４０によって放出された赤外光は、ガラス管１０２から径方向内側に熱イメージャ１２２に直接移動し得る。本明細書に記載する、ガラス管１０２の内部表面１４６又は外部表面１４０から熱イメージャ１２２に赤外光を反射するための補助ミラー１２５（図７Ｅ）、固定ミラー７００（図７Ｂ）又はミラー１２４、１２５、７００の組合せを用いる実施形態を含む熱画像システム１２０の他の構成は、副タレット１１４に適応させ得る。
【００８６】
図９を再び参照すると、熱画像システム１２０は、プロセッサ９００と、プロセッサ９００に通信的に結合された１つ以上のメモリモジュール９０２と、１つ以上のメモリモジュール９０２に記憶された機械可読命令とを含み得る。プロセッサ９００は、データケーブル８１０（図８）及び／又は標準的な無線通信プロトコルを用いる１つ以上の無線通信デバイス８４２（図８Ｂ）を含み得る通信経路９０４を介して熱イメージャ１２２に通信的に結合され得る。適切な無線通信プロトコルとしては、８０２．１１系のプロトコル、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）プロトコル、ＺｉｇＢｅｅ  ＩＥＥＥ  ８０２標準プロトコル等が挙げられ得る。スリップリング８０２又は他の回転式電気結合器を通るデータケーブル８１０を使用した熱イメージャ１２２へのプロセッサ９００の通信的結合を図８Ａに示す。データケーブル８１０は、電線、光ファイバデータケーブル又は他のデータケーブルであり得る。無線通信デバイス８４２を使用した熱イメージャ１２２へのプロセッサ９００の通信的結合を図８Ｂに示す。
【００８７】
プロセッサ９００は、熱イメージャ１２２により収集された画像データの自動解析を可能にし得る。メモリモジュール９０２に記憶された機械可読命令を実行することにより、プロセッサ９００は、熱画像システム１２０に、熱イメージャ１２２によって捕捉された画像データを受信させ、画像データを処理させ、ガラス管１０２の少なくとも１つの特性を決定させ得る。熱画像データから決定されるガラス管１０２の特性としては、１つ以上の表面温度、温度勾配、ガラス管１０２の寸法（即ちガラス管の物理的境界の寸法）、様々な位置におけるガラス管１０２の粘度、時間に応じたガラス管の温度プロファイル、ガラス管の中心線、他の特性又はこれらの組合せが挙げられ得る。機械可読命令は、プロセッサ９００によって実行されると、また熱画像システム１２０に、熱画像データ及び／若しくは熱画像データから決定されたガラス管１０２の特性を記憶させ得るか、又はデータ及び／若しくはガラス管１０２の特性を１つ以上のディスプレイ９０６上に表示させ得る。１つ以上の実施形態では、メモリモジュール９０２に記憶された機械可読命令は、１つ以上の画像解析ソフトウェアパッケージを含み得る。画像解析ソフトウェアパッケージの一例としては、例えば、Ｎａｔｉｏｎａｌ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓにより販売されているＬａｂＶＩＥＷ（商標）が挙げられ得る。市販されているか又は他に変更された他の商用画像解析ソフトウェアも熱画像システム１２０とともに使用し得る。
【００８８】
機械可読命令は、プロセッサ９００によって実行されると、熱画像システム１２０に、少なくとも以下：熱イメージャ１２２を使用してガラス管１０２の熱画像情報を捕捉すること、熱イメージャ１２２からプロセッサ９００に熱画像情報を送信すること、熱イメージャ１２２からの熱画像情報をプロセッサ９００で受信すること、熱画像情報を処理すること、及び熱画像情報からガラス管１０２の１つ以上の特性を決定することを実施させ得る。いくつかの実施形態では、機械可読命令は、プロセッサ９００によって実行されると、熱画像システム１２０に、熱画像データからガラス管１０２の１つ以上の物理的境界を更に決定させ得る。いくつかの実施形態では、機械可読命令は更にプロセッサ９００によって実行されると、熱画像システム１２０に、熱画像情報からガラス管１０２の中心線を特定すること、熱イメージャ１２２によって捕捉された熱画像上に中心線を引くこと、赤外線波長データを温度データに変換すること、ガラス管１０２の１つ以上の温度プロファイル及び／若しくは温度勾配を決定するために温度データをコンパイルすること、並びに／又は時間に応じたガラス管１０２の温度プロファイル（例えば、グラフプロット又はデータテーブル）を決定することの１つ以上を実施させ得る。いくつかの実施形態では、機械可読命令は、プロセッサ９００によって実行されると、熱画像システム１２０に、ガラス管１０２の温度からガラス管１０２の特定の位置のガラスの粘度及びガラス管１０２の温度モデルに応じた粘度を計算させ得る。いくつかの実施形態では、熱画像システム１２０は、ガラス管１０２の厚さを通した粘度勾配を計算し得る。
【００８９】
いくつかの実施形態では、機械可読命令は、プロセッサ９００によって実行されると、熱画像システム１２０に、処理された熱画像情報から少なくとも１つのメトリックを計算させ得る。少なくとも１つのメトリックは、少なくとも１つのメトリックから、例えば被制御変数などの少なくとも１つのプロセス制御変数又は例えばゲイン定数若しくは他のプロセス制御パラメータなどのプロセス制御パラメータを計算することができる制御アルゴリズムによって取得され得る。
【００９０】
ミラー１２４を使用して熱イメージャ１２２に赤外光を反射させることによる熱画像の間接捕捉は、ミラー１２４を使用せずに取得された直接画像と比べてミラーによる誤差を導入する。熱画像情報の処理において、機械可読命令は、プロセッサ９００によって実行されると、熱画像システム１２０に、熱画像情報に１つ以上の補正係数を適用させ、ミラー１２４によって導入された誤差を補正し得る。１つ以上の固定ミラー７００（図７）が熱画像システム１２０とともに使用される場合、機械可読命令は、プロセッサ９００によって実行されると、熱画像システム１２０に、熱画像情報に複数の補正係数を適用させ得る。
【００９１】
１つ以上の実施形態では、１つ以上のメモリモジュール９０２に記憶された機械可読命令は、プロセッサ９００によって実行されると、熱画像システム１２０に、少なくとも以下：第１の処理ステーション１０６におけるガラス管１０２の第１の特性又は温度を決定すること、第１の処理ステーション１０６の下流に配置された第２の処理ステーション１０６におけるガラス管１０２の第２の特性又は温度を決定すること、第１の特性又は温度と第２の特性又は温度との間の差を計算すること、及び第１の特性又は温度と第２の特性又は温度との間の差を表す出力を送信することを実施させ得る。いくつかの実施形態では、第１の特性及び第２の特性は、ガラス管１０２又はガラス物品１０３の外部表面１４０（図４）若しくは内部表面１４６（図４）の特定の物理的場所若しくは領域において計測された温度（例えば、図４に示される肩部１４２の外部表面１４０の温度）である。代わりに、他の実施形態では、第１の特性及び第２の特性は、ガラス管１０２の平均温度であり得る。例えば、いくつかの実施形態では、第１の特性及び第２の特性は、ガラス管１０２の中心線の平均温度を意味し得る。加えて、第１の特性及び第２の特性は、ガラス管１０２又はガラス物品１０３のある領域にわたって取得された平均温度であり得る。第１の特性及び第２の特性は、ガラス管１０２又はガラス物品１０３の内部表面温度若しくは外部表面温度であり得る。
【００９２】
１つ以上の実施形態では、機械可読命令は、プロセッサ９００によって実行されると、熱画像システム１２０に、メモリモジュール９０２の１つ以上に熱画像データを記憶させ得る。１つ以上の実施形態では、機械可読命令は熱画像システム１２０に、機械の始動を容易にするための及び／又は変換機１００を制御するための１つ以上のプロセス制御方法の設定点として使用するための、変換機１００の動作パラメータのベースラインターゲット及び／又はメトリックを開発するために使用され得る、熱画像データ及び／又は熱画像データから決定されたガラス管の特性のデータベースを記憶及び維持させ得る。いくつかの実施形態では、機械可読命令は、プロセッサ９００によって実行されると、熱画像システム１２０に、更なる解析及び研究のために特定の部品の熱履歴にアクセス可能であり得るように、特定のガラス物品からのデータを１つ以上のメモリモジュール９０２に記憶させ、特定のガラス物品からのデータを部品識別に従って索引付けさせ得る。
【００９３】
ミラー１２４により発生する通常の誤差は、熱イメージャ１２２によって捕捉された画像データに導入され得る。１つ以上の実施形態では、機械可読命令は、プロセッサ９００によって実行されると、熱画像システム１２０に、１つ以上のデータフィルタを熱画像データに適用させ得る。１つ以上の実施形態では、機械可読命令は、プロセッサ９００によって実行されると、熱画像システム１２０に、熱イメージャ１２２から目標サンプリング速度で熱画像データを受信させ得る。目標サンプリング速度は、熱画像システム１２０の全体捕捉速度に影響を及ぼすように変更し得る。
【００９４】
更に図９を参照すると、熱画像システム１２０は、プロセッサ９００に通信的に結合されたディスプレイ９０６を更に含み得る。メモリモジュール９０２は、プロセッサ９００によって実行されると、熱画像システム１２０に、１つ以上の出力（例えば、熱画像、グラフプロット及び／又は熱画像からのガラス管温度データを含むデータテーブル）をディスプレイ９０６上に表示させる機械可読命令を含み得る。出力は、図１０に示されるような、時間に応じた特定の位置におけるガラス管１０２の表面温度のグラフ又は図１１Ａ〜図１１Ｄに示されるようなガラス管１０２の熱画像などの１つ以上のグラフィカル出力であり得る。ディスプレイ９０６への出力は、グラフ図よりもむしろ熱画像システム１２０により生成された温度データの数値的表現を提供する１つ以上のデータテーブルも含み得る。
【００９５】
図７及び図９を参照すると、動作時、熱イメージャ１２２は、主タレット１０８のホルダ１３０内に取り外し可能に固定されたガラス管１０２から熱画像データを捕捉するように配置されている。ガラス管１０２が複数の処理ステーション１０６を通して割り出されるにつれて、ガラス管１０２は、加熱及び冷却される。高温まで加熱されると、ガラス管１０２の１つ以上の外部表面１４０又は内部表面１４６（図４）は、ガラス管１０２から径方向、軸方向又は他の方向に外側に赤外放射を放出する。この赤外光は、ミラー１２４の反射面５０８（図６）により熱イメージャ１２２のレンズ５０６（図６）に向かって反射させ得る。代わりに、熱イメージャ１２２は、ガラス管１０２から放出された赤外光をミラー１２４なしで直接捕捉するように配置され得る。熱イメージャ１２２は、複数のセンサを使用して赤外光を捕捉し、熱イメージャ１２２により受信された赤外光の波長及び強度を含む熱画像データを出力する。図９に示すように、熱イメージャ１２２により出力された熱画像データは、有線又は無線であり得る通信経路９０４を介して熱イメージャ１２２からプロセッサ９００に転送される。プロセッサ９００は、熱画像データを受信し、熱画像データを処理し、熱画像データの処理により決定されたガラス管１０２の１つ以上の属性（例えば、温度）を出力する。
【００９６】
１つ以上の実施形態では、熱画像システム１２０は、加熱ステーション２０２（図２）における滞在時間の始め若しくは終わり、成形ステーション２０４（図２）における成形操作の滞在時間の始め若しくは終わり又は変換プロセスにおける他の段階など、変換プロセスの特定の段階又は処理ステーション１０６にあるガラス管１０２の熱画像データを捕捉するように構成され得る。熱画像データは、滞在時間の始め、滞在時間の中頃、滞在時間の終わりにおいて又はガラス管１０２が主タレット１０８により１つの処理ステーション１０６と次の処理ステーション１０６との間で割り出されている間に捕捉され得る。
【００９７】
代わりに、他の実施形態では、熱画像システム１２０は、ガラス管１０２の熱画像データを変換プロセスの全体にわたり設定された時間間隔で捕捉するように構成され得る。上述のように、熱イメージャ１２２は、３０Ｈｚ〜６０Ｈｚの範囲内の画像捕捉速度を有し得る。熱画像システム１２０の全体捕捉速度は、熱画像システム１２０が出力データセットを生成する速度と定義することができ、熱イメージャ１２２の捕捉速度並びに熱画像データをプロセッサ９００に転送するため、熱画像データを処理するため及び熱画像データをメモリモジュール９０２、ディスプレイ９０６、プロセスコントローラ又は他のデバイスに出力するために必要な時間を含み得る。熱画像システム１２０の最小全体捕捉速度は、熱画像システム１２０が熱画像データを捕捉、転送、処理及び出力することが可能な最速速度である。熱画像システム１２０の最小全体捕捉速度は、概ね約１０Ｈｚ以上であり得る。他の実施形態では、熱画像システム１２０の最小全体捕捉速度は、少なくとも２０Ｈｚであり得る。例えば、熱画像システム１２０の最小全体捕捉速度は、１０Ｈｚ〜５０Ｈｚ、１０Ｈｚ〜４０Ｈｚ、１０Ｈｚ〜３０Ｈｚ、１０Ｈｚ〜２０Ｈｚ、２０Ｈｚ〜５０Ｈｚ、２０Ｈｚ〜４０Ｈｚ、２０Ｈｚ〜３０Ｈｚ、３０Ｈｚ〜５０Ｈｚ又は３０Ｈｚ〜４０Ｈｚであり得る。熱画像システム１２０の少なくとも１０Ｈｚの最小全体捕捉速度は、変換プロセスの特定の段階中に生成される非常に高い温度勾配を捕捉することを容易にし得る。１つ以上の実施形態では、熱画像システム１２０の全体捕捉速度を増加させるために１つ以上のデータフィルタを用い得る。１つ以上の実施形態では、熱画像システム１２０の全体捕捉速度を変更するためにサンプリング速度を調整し得る。
【００９８】
図１１Ａ〜図１１Ｄを参照すると、イメージャによって捕捉された熱画像が提供されている。ガラス管１０２上でより高温の領域は、明るい色として示され、より低温の領域は、より暗い色として示される。図１１Ａは、ガラス管１０２を分離する前にガラス管１０２が加熱される予熱工程を示す。図１１Ｂでは、ガラス管１０２がガラス管ストックから切断及び分離される。ガラス管１０２の２つの部分間の非常に明るい色の領域により示されるように、分離ステーション２０６におけるガラス管の切断部１１０２の領域は、非常に高温である。実施形態では、切断部１１０２の領域のガラス管１０２の温度は、１５００℃以上の温度に達し得る。色のコントラストは、切断部１１０２の領域からガラス管１０２の反対端１１０４への高い温度勾配を示す。図１１Ｃ及び図１１Ｄは、バイアルに造形されるガラス管１０２の肩部１４２及びフランジ１４４の成形操作中に捕捉された熱画像を示す。同じく、成形領域（例えば、肩部１４２及びフランジ１４４）のより明るい色と、ガラス管１０２の反対端１１０４に向かうより暗い色との間の変化する色のコントラストは、ガラス管１０２の長さＬに沿った高い温度勾配を示す。
【００９９】
変換機１００における変換プロセスの全体にわたるガラス管１０２の温度履歴を生成するための温度データは、図１１Ａ〜図１１Ｄのものに類似する一連の画像から抽出され得る。熱画像内に捕捉される赤外光の波長は、捕捉された特定の波長の赤外光を放出するガラス管１０２の温度に相関する。図１０に、熱画像システム１２０によって捕捉された、変換機１００により処理されたガラス管１０２の表面の温度履歴の一例が示される。図１０は、ガラス管１０２の表面の第１の部分で決定されたガラス管１０２の第１の温度１００２を示す。加えて、熱画像システム１２０は、物品の異なる領域、例えばフランジ１４４及びネック１４５の成形中の一部成形済みのガラス管１０２のフランジ１４４（図３Ａ）及びネック１４５（図３Ａ）領域の温度情報を抽出するためにも使用され得る。図１０では、第２の温度１００４は、ガラス管１０２の表面の第２の部分で決定され、第３の温度１００６は、ガラス管１０２の表面の第３の部分で決定されたものである。いくつかの実施形態では、第２の温度１００４及び第３の温度１００６は、それぞれフランジ１４４及びネック１４５に対応するガラス管１０２の部分で決定され得る。
【０１００】
管部品変換機１００での操作経験は、変換プロセスが非常にインタラクティブ（変換機１００の１つの処理ステーション１０６におけるわずかな温度変化が変換機１００全体にわたるガラス温度及び成形プロセスに等しく影響を及ぼし得るという意味）であることを示す。熱画像システム１２０は、１つの処理ステーション１０６における温度変化の、下流での成形操作に対する影響を観測及び調査することができるように、全ての処理ステーション１０６を通した１つのガラス管１０２の温度及び各処理ステーション１０６で実施される操作の監視を可能にする。熱画像システム１２０は、主タレット１０８が処理ステーション１０６間において割り出す際に主タレット１０８ともに移動するため、熱画像システム１２０は、処理ステーション１０６間におけるガラス管１０２の熱画像を捕捉し、処理ステーション１０６間におけるガラス管１０２の冷却の影響を調査することも可能である。
【０１０１】
図７Ａ〜図７Ｇを再び参照すると、前述のように、熱画像システム１２０は、ガラス管１０２の外部表面１４０の熱画像データを取得するように構成され得る。加えて、熱画像システム１２０は、ガラス管１０２の１つ以上の内部表面１４６（図４）の熱画像データ、したがって表面温度データを取得するように構成され得る。内部表面１４６の表面温度を測定する能力は、ガラス管１０２の厚さＴ（図４）を通した数百℃（即ち２００℃〜３００℃又はこれを超える）の温度勾配が測定される部品変換プロセスを特徴付けるのに有用であり得る。加えて、１つ以上の実施形態では、ガラス管１０２の内部表面１４６の温度の測定は、品質欠陥に至る温度範囲の特定を容易にし得る。例えば、バイアルを作製するための変換機１００の成形ステーション２０４において行われるフランジ成形操作中、特定の内部表面温度において、フランジ１４４（図３Ｄ）の内部表面１４６に小さい亀裂が発生する可能性がある。変換プロセスに亀裂を防ぐための変更を施すことができるように、ガラス管１０２の内部表面温度の測定を使用し、亀裂に至るこれらの内部表面温度を特定し得る。
【０１０２】
複数のミラー経路は、ガラス管１０２の内部表面１４６（図４）の熱画像データを取得するように構成され得る。前述のように、複数の固定ミラー７００を用いて、熱画像システム１２０を、ガラス管１０２の端面観察像（ｅｎｄ  ｖｉｅｗ）の熱画像を取得するように構成し得る。ガラス管１０２の開放端部の端面観察像により、熱画像システム１２０がガラス管１０２の内部表面１４６の温度などのガラス管１０２の１つ以上の内部温度を決定することを可能にし得る。ガラス管１０２の開放端部の端面観察像を捕捉するために、１つ以上の固定独立熱画像デバイス（図示せず）が変換機１００の処理ステーション１０６の１つ以上の真下に取り付けられ得る。固定熱画像デバイスの光学中心線は、ガラス管１０２の端面観察像を捕捉するためにガラス管１０２の中心線ＣＬと位置揃えされ得る。複数の処理ステーション１０６の下に複数の個別の熱画像デバイスを取り付けることは、高額であり且つコストが極端に高くなる可能性がある。別の構成では、固定画像デバイス（図示せず）が処理ステーション１０６から径方向外側の位置に取り付けられ得、固定ミラー７００は、ガラス管１０２の端面観察画像を熱画像デバイスのレンズ（図示せず）に反射させるために処理ステーション１０６の下に取り付けられ得る。この構成では、異なる処理ステーション１０６において、ガラス管１０２の内部表面１４６の熱データを捕捉するために複数の熱画像デバイスが必要である。
【０１０３】
代わりに、１つ以上の実施形態では、本明細書で前述した、主タレット１０８に結合されている熱画像システム１２０は、それぞれが複数の処理ステーション１０６の１つの下に配置され得る１つ以上の固定ミラー７００とともに使用され得る。図７に示すように、ミラー１２４は、ガラス管１０２の外部表面１４０から径方向外側に放出された赤外光を熱イメージャ１２２のレンズ５０６に向かって反射するように配置され得、固定ミラー７００は、ガラス管１０２の内部表面１４６から熱イメージャ１２２のレンズ５０６に向かって軸方向下方に（即ちガラス管１０２の中心線ＣＬに平行な方向に且つ基部１０４の方に方向付けられる）放出された赤外光を反射するように配置され得る。熱イメージャ１２２が主タレット１０８により割り出されて固定ミラー７００と位置揃え（例えば、角度アライメント）されると、ミラー１２４及び固定ミラー７００は、両方とも赤外光を熱イメージャ１２２のレンズ５０６に反射させ得、熱イメージャ１２２がガラス管１０２の外部表面１４０及び内部表面１４６の熱画像を同時に捕捉することを可能にする。図１２は、ミラー１２４及び固定ミラー７００を有する熱画像システム１２０により取得された熱画像を示す。図９の熱画像は、外部表面１４０の熱データ及び内部表面１４６の熱データを同時に捕捉した単一熱画像を示す。単一熱画像は、熱画像システム１２０が１つ以上の外部表面温度及び１つ以上の内部温度を単一熱画像データセットから決定することを可能にし得る。ミラー１２４と固定ミラー７００との組合せを用いて記載しているが、ガラス管１０２の内部表面１４６から放出された赤外光の捕捉は、本開示で前述したように、ガラス管１０２の外部表面１４０及び内部表面１４６の両方からの赤外光を熱イメージャ１２２に向かって反射するようにミラー１２４を配置することにより、又はガラス管の内部表面１４６からの赤外光を熱イメージャ１２２に向かって反射するように補助ミラー１２５を取付装置１２６に結合することにより実施され得る。
【０１０４】
熱画像システム１２０を、主タレット１０８の中心軸Ａが地面に対して略垂直である垂直に方向付けられた変換機１００に関して説明してきたが、熱画像システム１２０は、水平に方向付けられた変換機又は角度を成した変換機とともに使用するようにも適応され得ることを理解されたい。熱画像システム１２０はまた、ガラス管１０２を処理ステーション１０６の略円形主サーキット１１６において割り出すための略円形の主タレット１０８を有する変換機１００に関して本明細書で説明してきたが、熱画像システム１２０は、複数の処理ステーション１０６を通してガラス管１０２を割り出す任意の非円形連続ループ又は軌道を有する変換機１００とともに使用され得ることを理解されたい。処理ステーション１０６は、任意の便利なパターンでレイアウトし得る。前述のように、熱画像システム１２０は、バイアル変換機１００及びカートリッジ、アンプル、シリンジ又は他のガラス物品などの他の物品をガラス管１０２から製造するための変換機とともに使用され得ることも理解されたい。
【０１０５】
本開示で記載される熱画像システム１２０は、変換機１００の基礎的な理解及びガラスを中心とした特性決定及びそれにより実施される変換プロセスを構築するためのプロセス計測、数学モデル及び実験の開発を補助し得る。熱画像システム１２０の使用を通して変換プロセスのより良い理解を発展させることで、変換機１００のセットアップ、ツーリング、プロセス構成を導くための、技術及び経験並びに変換プラットフォーム間を問題なく移動する能力への依存度が低下する。熱画像システム１２０は、プロセスウィンドウ及びプロセス限界の定量的マッピングも可能にする。熱画像システム１２０は、熱画像の自動解析並びにガラス管１０２及び／又はガラス管１０２から作製された物品の中心線ＣＬの位置特定を可能にする。加えて、熱画像システム１２０は、別のガラス配合を組み込むように変換機１００及び変換プロセスをより簡単に適応させることを可能にする。
【０１０６】
熱画像システム１２０は、変換機１００を制御するための制御システムに組み込まれ得るプロセス温度測定値も提供する。特定の処理ステーション１０６において、処理ステーション１０６を通して割り出されるガラス管１０２の表面温度の測定値は、ガラス管１０２の表面温度の顕著な短期的及び長期的変動を示す。ガラス管１０２の表面温度の短期的変動（これは、１つの個別の部品と次の個別の部品との変動である）は、ガラス管１０２ストックの長さＬに沿った管直径Ｗ（図４）及び壁厚Ｔ（図４）などの管寸法のばらつきをもたらす、管延伸プロセスにおける製造公差に起因し得る。管毎の質量変動は、＋／−２．５パーセント（％）〜＋／−５％であり得る。ガラス管変換機１００の加熱要素３０１（図３Ａ）は、ガラス管１０２の特定領域を加熱するために配置されている。したがって、ガラス管１０２毎のこれらの製造のばらつきから生じ得るその特定領域におけるガラスの質量の変化は、ガラス管１０２の表面温度の対応するばらつきを直接的にもたらす。機械のタイミングの不確実性及びばらつきなどの他の要因も表面温度の短期的ばらつきの一因となり得るが、ガラス管１０２ストックの製造の変動性がこれら短期的変動性に最も顕著に寄与する。従来の変換機械は、ガラス管１０２の表面温度のこれら短期的ばらつきを補償するためのシステムを有しない。
【０１０７】
ガラス管１０２の表面温度の長期的変動性（即ちサイクル毎、分及び／又は時間で測定）は、変換プロセスの熱状態にばらつきを引き起こすいくつかの要因に起因し得る。ガラス表面温度の長期的変動性の原因となる可能性がある状態としては、変換機１００が室温条件から定常動作条件に温度を上昇させる際の機械の加熱が挙げられ得る。加熱プロセスは、２時間〜１２時間かかる場合がある。表面温度の長期的変動は、燃料の発熱量の変化（天然ガス供給業者から受け取った燃料ガスの組成のばらつき）、バーナ３０２の劣化、マニホールド圧力（即ち燃料ガス、空気、酸素）の変化、室温条件、排気フード流量のばらつき、他の要因及び／又は要因の組合せからも生じる場合がある。従来の変換機械システムは、表面温度のこれらの長期的ばらつきに対応するために手動で調整しなければならない。
【０１０８】
図１３を参照すると、表面温度の短期的ばらつき及び長期的ばらつきの両方を補償して、変換機１００のより一定且つ効率的な動作を提供するためのシステム及び方法を提供し得るガラス管変換機１００の制御システム１３００が開示される。制御システム１３００は、変換機１００と、熱画像システム１２０と、コントローラ１３０２とを含む。
【０１０９】
変換機１００は、本明細書で前述した変換機１００の特徴のいずれを有し得る。前述のように、１つ以上の加熱ステーション２０２は、ガラス管１０２の加熱量を変化させ、したがってガラス管１０２の温度を変化させるように操作され得る加熱要素３０１を含み得る。例えば、実施形態では、加熱要素３０１は、燃料制御弁３１０と、酸素制御弁３１２と、任意選択的に燃焼空気制御弁３１４と（これらは、全てバーナ３０２により生成される炎の熱を変化させるように、したがってガラス管１０２が加熱ステーション２０２を通して割り出される際にガラス管１０２の温度を変化させるように操作され得る）を有するバーナ３０２であり得る。代わりに、他の実施形態では、加熱要素３０１は、例えば、炭酸ガスレーザなどのレーザであり得る。レーザの電源入力、レーザに対するガラス管１０２の曝露時間又はこの両方は、ガラス管１０２の加熱の程度を変化させるように、したがってガラス管１０２の温度を変化させるように操作され得る。図３Ｅを参照すると、前述のように、変換機１００は、１つ以上の冷却ステーション２１０も有し得、１つ以上の冷却ステーション２１０は、冷却ステーション２１０を通して割り出されるガラス管１０２の温度にも影響を及ぼし得る冷却流体３４２の質量流量を制御するための１つ以上の冷却流体制御弁３４４を含み得る。
【０１１０】
熱画像システム１２０は、制御システム１３００が使用するための１つ以上のプロセス変数を測定し、決定するために使用し得る。熱画像システム１２０は、主タレット１０８に結合されて主タレット１０８とともに回転する熱画像システム１２０に関して本明細書に記載される特徴のいずれを有し得る。前述のように、熱画像システム１２０は、少なくとも１つの熱イメージャ１２２と、熱イメージャ１２２に通信的に結合されたプロセッサ９００と、熱イメージャ１２２によって捕捉された熱画像データを受信し、処理するための機械可読命令を有する１つ以上のメモリモジュール９０２とを含む。熱画像システム１２０は、ガラス管１０２から熱イメージャ１２２に赤外光を反射するように配置された少なくとも１つのミラー１２４も含み得る。いくつかの実施形態では、１つのプロセッサは、制御システム１３００のコントローラ１３００と熱画像システム１２０のプロセッサ９００との両方としての役割を果たし得る。熱画像システム１２０は、熱イメージャ１２２が、固定ミラー７００から反射された光を受信するための所定位置に割り出されると、ガラス管１０２の内部表面１４６（図４）によって放出された赤外光を熱イメージャ１２２に反射するように１つ以上の処理ステーション１０６の垂直下方に配置された１つ以上の固定ミラー７００（図７）も有し得る。１つ以上の実施形態では、複数の熱イメージャ１２２は、複数の処理ステーション１０６又は副処理ステーション１１２のプロセス変数を同時に測定するために主タレット１０８に結合され得る。
【０１１１】
熱画像システム１２０は、変換機１００及び変換プロセスを制御するために制御システム１３００により使用され得る１つ以上のプロセス変数を出力し得る。代わりに、熱画像システム１２０は、１つ以上のプロセス変数をコントローラ１３０２による検索のためにメモリモジュール９０２に保存し得る。１つ以上の実施形態では、熱画像システム１２０によって決定されるプロセス変数は、ガラス管１０２の外部表面１４０上の１つ以上の箇所及び変換プロセスの１つ以上の段階のガラス管１０２の外部表面１４０の１つ以上の温度を含み得る。実施形態では、熱画像システム１２０によって決定されるプロセス変数は、ガラス管１０２の内部表面１４６上の１つ以上の箇所及び変換プロセスの１つ以上の段階のガラス管１０２の内部表面１４６（図４）の１つ以上の温度を含み得る。実施形態では、プロセス変数は、中心線ピークガラス温度（即ちガラス管１０２の中心線ＣＬに沿ったガラス管１０２の最高温度）であり得る。他の実施形態では、プロセス変数は、ガラス管１０２の１つ以上の領域におけるガラス管１０２の１つ以上の寸法、ガラス管１０２の１つ以上の領域におけるガラス管１０２の粘度、時間に応じたガラス管１０２の温度プロファイル、ガラス管１０２の他の特性又はこれらの組合せでもあり得る。
【０１１２】
制御システム１３０は、変換機１００の他のプロセス変数を受信し得る。例えば、制御システム１３０は、ガラス管１０２の寸法又は外径、内径及び／若しくは厚さなどの他の物理的属性に関する情報を受信し得る。ガラス管１０２の寸法又は他のプロセス変数は外部ソースから又は変換機１００及び／若しくは制御システム１３００に組み込まれた他の測定システムから制御システム１３０によって受信され得る。図１３を参照すると、いくつかの実施形態では、制御システム１３００は、ガラス管１０２の直径Ｗ及び厚さＴを測定し、直径Ｗ、厚さＴ及びガラスの密度からガラス管１０２の単位長あたりのガラス質量を決定するための寸法決定システム１３１０を含み得る。直径Ｗ、厚さＴ又はガラス管１０２の単位長あたりのガラス質量のいずれか１つが制御システム１３００によりプロセス変数として使用され得る。
【０１１３】
寸法決定システム１３１０は、視覚画像システム、レーザ反射率計、レーザゲージ、他の測定デバイス又はこれらの組合せの少なくとも１つを含み得る。代わりに、寸法決定システム１３１０は、ガラス管１０２の一方の側にある光源から放出されたコリメートされた光のビームを含むマイクロメータなどの光学マイクロメータと、ガラス管の反対側に配置された例えばカメラ又は光センサなどの受光器とを含み得る。図１３に示されるように、いくつかの実施形態では、寸法決定システム１３１０は、ガラス管１０２の視覚画像を捕捉するように構成された視覚画像デバイスを有する視覚画像システム１３１２を含み得る。いくつかの実施形態では、視覚画像システム１３１２の視覚画像デバイスは、固定され得、１つの処理ステーション１０６上で集束され得る。実施形態では、視覚画像システム１３１２は、変換機１００の基部１０４に結合され得る。実施形態では、視覚画像システム１３１２は、主サーキット１１６（図２）内の最後の成形ステーション２０４（図２）の直後の処理ステーション１０６においてガラス管１０２の視覚画像を捕捉するように配置され得る。代わりに、他の実施形態では、視覚画像システム１３１２は、変換機１００の最初の成形ステーション２０４の前に位置する処理ステーション１０６に配置され得る。更に別の実施形態では、視覚画像システム１３１２は、ガラス管１０２がホルダ１３０に装填される前のガラス管１０２の視覚画像を捕捉するように配置され得る。視覚画像システム１３１２から取得された視覚画像は、ガラス管１０２の外径Ｗを得るために使用され得る。
【０１１４】
いくつかの実施形態では、寸法決定システム１３１０は、変換機１００の基部１０４に対して固定位置に取り付けられたレーザ反射率計１３１４を更に含み得る。レーザ反射率計１３１４は、１つの処理ステーション１０６におけるガラス管１０２の厚さＴ（即ち壁厚）を測定するように方向付けられ得る。１つ以上の実施形態では、レーザ反射率計１３１４は、同じ処理ステーション１０６に視覚画像システム１３１２として配置され得る。代わりに、レーザ反射率計１３１４は、視覚画像システム１３１２が向けられている処理ステーション１０６と異なる処理ステーション１０６に配置され得る。いくつかの実施形態では、視覚画像システム１３１２は、ガラス管１０２の端面観察画像などのガラス管１０２の視覚画像（この画像からガラス管の外径Ｗ及び内径を決定することができる）を捕捉するように配置され、方向付けられ得る。したがって、視覚画像システム１３１２は、ガラス管１０２の外径及び内径を用いて、ガラス管１０２の厚さＴ及び単位長あたりの質量を決定し得る。寸法決定システム１３１０は、視覚画像システム１３１２、レーザ反射率計１３１４又はこれらの両方を有するものとして本明細書中に記載されているが、ガラス管１０２の寸法及び単位長あたりの質量を決定するための他の寸法測定デバイスが寸法決定システム１３１０に組み込まれ得ると考えられる。
【０１１５】
別の実施形態では、ガラス管ストックを変換機１００に供給する前にガラス管ストックの寸法を測定するために、視覚画像システム１３１２、レーザ反射率計又は他の寸法決めデバイスなど、寸法決定システム１３１０の１つ以上の要素が変換機１００の処理ステーション１０６の上流に配置され得る。例えば、ガラス管１０２を変換機１００に装填する前にガラス管１０２の寸法を測定するために、寸法決定システム１３１０は、例えば、ガラス管装填タレット１１０（図１）又はガラス管装填アーム（図示せず）などの管装填装置に配置され得る。
【０１１６】
寸法決定システム１３１０は、１つ以上の寸法決定メモリモジュール１３１８を有する寸法決定プロセッサ１３１６を更に含み得、１つ以上の寸法決定メモリモジュール１３１８は、寸法決定プロセッサ１３１６によって実行されると、寸法決定システム１３１０に、少なくとも１つの寸法決定デバイスから測定データを受信させ、測定データを処理させ、測定データからガラス管の直径Ｗ及び厚さＴを決定させる機械可読命令を有する。例えば、いくつかの実施形態では、機械可読命令は、寸法決定プロセッサ１３１６によって実行されると、寸法決定システム１３１０に、視覚画像システム１３１２から視覚画像データを受信させ、レーザ反射率計１３１４から厚さ情報を受信させ、視覚画像データを処理させ、ガラス管１０２の直径Ｗを決定させ、レーザ反射率計１３１４からの厚さ情報を処理させ、ガラス管１０２の厚さＴを決定させ得る。代わりに、他の実施形態では、機械可読命令は、寸法決定プロセッサ１３１６によって実行されると、寸法決定システム１３１０に、視覚画像システム１３１２から視覚画像データを受信させ、ガラス管１０２の外径Ｗを決定させ、厚さを決定させ、厚さＴ及び外径Ｗからガラス管１０２の単位長あたりの質量を決定させ得る。機械可読命令は、前述の画像処理プログラムなどの市販の視覚画像処理ソフトウェアを含み得る。機械可読命令は、寸法決定プロセッサ１３１６によって実行されると、寸法決定システム１３１０に、ガラス管１０２の厚さＴ及び直径Ｗを記憶及び／又は出力させ得る。実施形態では、機械可読命令は、寸法決定プロセッサ１３１６によって実行されると、寸法決定システム１３１０に、ガラス管１０２の測定された直径Ｗ及び厚さＴからガラス管１０２の単位長あたりのガラスの質量（即ちガラス管１０２の単位長あたりの質量）を決定させ得る。寸法決定システム１３１０は、ガラス管の単位長あたりの質量を１つ以上の寸法決定メモリモジュール１３１８に記憶し得るか、又はガラス管１０２の単位長あたりの質量を出力し得る。
【０１１７】
実施形態では、制御システム１３００は、寸法決定システム１３１０によって決定された厚さＴと熱画像システム１２０によって決定された、例えばガラス管１０２の外部表面１４０及び内部表面１４６の温度などの表面温度とから、ガラス管１０２の厚さＴを通した温度勾配を決定し得る。温度勾配は、１つ以上の制御方法においてプロセス変数として使用され得る。いくつかの実施形態では、制御システム１３０は、熱イメージャ１２２からの温度情報と、寸法決定システム１３１０によって決定されたガラス管１０２の厚さＴとから、ガラス管１０２の厚さＴを通したガラスの粘度勾配を決定し得る。いくつかの実施形態では、粘度勾配は、プロセス変数として使用され得る。プロセス変数は、タレットの割出し時間も含み得る。
【０１１８】
図１３を更に参照すると、制御システム１３００のコントローラ１３０２は、制御プロセッサ１３０４と、機械可読命令が記憶された１つ以上の制御メモリモジュール１３０６とを含み得、機械可読命令は、制御プロセッサ１３０４によって実行されると、制御システム１３００に変換機１００を制御するための１つ以上の制御方法を実施させる。この制御方法は、本明細書中に更に記載される。コントローラ１３０２は、熱画像システム１２０、寸法決定システム１３１０又は他のセンサの１つ以上に通信的に結合された複数の入力を有し得る。コントローラ１３０２は、１つ以上の制御デバイスに通信的に結合された複数の出力を有し得、１つ以上の制御デバイスは、燃料制御弁３１０、酸素制御弁３１２、空気制御弁３１４、冷却流体制御弁３４４（図３Ｅ）、成形ツールアクチュエータ３２６（図３Ｄ）又は１つ以上の加熱ステーション２０２、成形ステーション２０４、冷却ステーション２１０若しくは他の処理ステーション１０６と関連付けられた他の制御デバイスの１つ以上を含み得る。実施形態では、コントローラ１３０２は、比例積分微分（ＰＩＤ）コントローラであり得る。
【０１１９】
１つ以上の制御メモリモジュール１３０６に記憶された機械可読命令は、制御プロセッサ１３０４によって実行されると、制御システム１３００に、例えば温度、粘度、寸法、温度勾配、粘度勾配、他の特性又はガラス管１０２の特性の組合せなどのプロセス変数を熱画像システム１２０から受信させ、プロセス変数をメモリに記憶された設定点と比較させ、プロセス変数と設定点との比較に基づいて制御変数を決定させ、制御変数を表す制御信号を１つ以上の制御デバイスに送信させ得る。実施形態では、コントローラ１３０２は、ガラス管１０２の直径Ｗ、厚さＴ及び／又は単位長あたりのガラス質量などの１つ以上のプロセス変数を寸法決定システム１３１０から受信し得る。１つ以上の実施形態では、機械可読命令は、制御プロセッサ１３０４によって実行されると、コントローラ１３０２に、熱画像システム１２０、寸法決定システム１３１０又は他のセンサ若しくはセンサシステムからプロセス変数を取得させ得る。
【０１２０】
プロセス変数の設定点は、変換機１００の動作中に収集されたプロセス変数測定値の履歴のデータベースから決定され得る。実施形態では、データベースは、許容製造条件を表すプロセス変数測定値及び動作条件を含み得る。実施形態では、データベースは、変換機１００の典型的な変動を特徴付ける、収集した代表的なサイクルに合致するプロセス変数測定値及び動作条件のデータセットを含み得る。データベース中のプロセス変数測定値を使用して、１つ以上のプロセス変数の設定点を作成し得る。プロセス変数測定値の変動は、熱均一性を最大化し、変換機１００の過制御を回避するための例えば１つ以上のゲイン定数などの制御パラメータを定義するためにデータベースから決定され得る。実施形態では、設定点は、例えば、少なくとも３分、少なくとも３０分、少なくとも６０分、少なくとも３時間、少なくとも１０時間又は更に少なくとも３日の時間などの特定の時間にわたって取得されたプロセス変数のローリング平均として算出され得る。
【０１２１】
ここで、図１４を参照すると、温度フィードバック制御方法１４００の一実施形態が概略的に示される。変換機１００のプロセス変数１４０２が測定され、コントローラ１３０２に送信される。コントローラ１３０２の制御プロセッサ１３０４は、プロセス変数１４０２を設定点１４０４と比較し、設定点１４０４とプロセス変数１４０２との間の差であり得る誤差１４０６を計算する。制御プロセッサ１３０４は、その後、１つ以上の制御変数１４０８を計算し、制御変数１４０８を表す１つ以上の制御信号を変換機１００、特に変換機１００の制御デバイス１４１０に返送し得る。実施形態では、プロセス変数１４０２は、熱画像システム１２０によって測定されたガラス管１０２の１つ以上の温度であり得る。いくつかの実施形態では、ガラス管１０２の温度は、加熱ステーション２０２（図３Ａ）と関連付けられた１つ以上の制御デバイス１４１０を制御し、加熱ステーション２０２におけるガラス管１０２の加熱を制御するためにコントローラ１３０２により使用され得る。制御プロセッサ１３０４は、制御変数１４０８を、１つ以上の比例、積分又は微分計算手法を用いて計算し得る。制御変数１４０８の計算は、ゲイン定数１４０９を制御変数１４０８に適用し、制御変数１４０８の変化に対する変換プロセスの感度を調整することを含み得る。特に、いくつかの実施形態では、制御変数１４０８は、誤差１４０６にゲイン定数１４０９を乗じることにより決定され得る。代わりに、制御プロセッサ１３０４は、例えば、熱伝達モデリングなどのモデリング、システムレベル制御方法又は制御変数１４０８を決定するための他の制御戦略を組み込み得る。
【０１２２】
熱画像システム１２０によって測定される温度は、サイクル終了時温度、滞在終了時温度（即ち処理ステーション１０６における操作終了時の、主タレット１０８がガラス管１０２を次の処理ステーション１０６に割り出す直前のガラス管１０２の温度）、滞在開始温度（即ち処理ステーション１０６における滞在時間開始時のガラス管１０２の温度）又はガラス管１０２の任意の位置及び変換プロセスの任意の段階におけるガラス管１０２の任意の他の温度など、変換プロセスの特定段階においてガラス管１０２の特定の位置で取得されるガラス管１０２の１つの温度であり得る。いくつかの実施形態では、熱画像システム１２０によって測定される温度は、サイクル終了時中心線最高温度及び／又は任意の処理ステーション１０６における中心線最高温度であり得る。プロセス変数１４０２は、ガラス管１０２の外部表面１４０（図４）の温度又はガラス管１０２の内部表面１４６（図４）の温度を含み得る。いくつかの実施形態では、プロセス変数１４０２は、例えば、ガラス管１０２の中心線の平均温度などの１つ以上の平均温度を含み得る。
【０１２３】
いくつかの実施形態では、プロセス変数１４０２は、熱画像システム１２０によって測定されたガラス管１０２の任意の２つの温度の間の差であり得る。例えば、いくつかの実施形態では、プロセス変数１４０２は、加熱ステーション２０２又は成形ステーション２０４などの処理ステーション１０６（図１）における滞在時間の始めのガラス管１０２の中心線温度と、同じ処理ステーション１０６における滞在時間の終わりのガラス管１０２の中心線温度との間の差であり得る。いくつかの実施形態では、プロセス変数１４０２は、ガラス管１０２のサイクル終了時温度（即ち変換プロセスの最後の処理ステーションの終了時に測定されたガラス管１０２の温度）と、ガラス管１０２のサイクル開始時温度（即ち変換プロセスの第１の処理ステーションで測定されたガラス管１０２の温度）との間の差であり得る。プロセス変数１４０２は、変換プロセスの異なる段階の同じホルダ位置１３６（図２）にあるガラス管１０２の温度間の差であり得る。代わりに、プロセス変数１４０２は、変換プロセスの同じ段階におけるガラス管１０２の１つの位置の温度とガラス管１０２の第２の位置の温度との間の差を含み得る。例えば、プロセス変数１４０２は、同じ処理ステーション１０６におけるガラス管１０２の外部表面１４０（図４）の温度とガラス管１０２の内部表面１４６（図４）の温度との間の差を含み得る。プロセス変数１４０２は、ガラス管１０２の厚さＴを通した温度勾配など、ガラス管１０２の２つの位置間の温度勾配を表し得る。プロセス変数１４０２は、熱画像データから決定されるガラス管１０２の物理的寸法でもあり得る。プロセス変数は、ガラス管１０２の粘度又はガラス管１０２の厚さＴを通した粘度勾配でもあり得る。プロセス変数１４０２は、本明細書中に記載されるガラス管１０２の任意の他のプロセス変数又は特性であり得る。
【０１２４】
プロセス変数１４０２（例えば、ガラス管の温度）は、コントローラ１３０２の１つ以上の制御メモリモジュール１３０６に記憶され得る設定点１４０４と比較され得る。設定点１４０４は、制御メモリモジュール１３０６において、プロセス変数１４０２測定値及び前述の動作条件のデータベース内の動作条件の継続的な蓄積から観測された変化に基づいて定期的に更新され得る。
【０１２５】
いくつかの実施形態では、制御変数１４０８は、１つ以上の加熱ステーション２０２（図３Ａ）での加熱要素３０１（図３Ａ）によるガラス管１０２の加熱に影響を及ぼす１つ以上の変数を含み得る。例えば、実施形態では、制御変数１４０８は、変換機１００の１つ以上の加熱ステーション２０２の１つ以上のバーナ３０２（図３Ａ）のための燃料制御弁３１０（図３Ａ）、酸素制御弁３１２（図３Ａ）及び空気制御弁３１４（図３Ａ）の１つ以上の位置を含み得る。１つ以上の加熱ステーション２０２の燃料制御弁３１０、酸素制御弁３１２及び／又は任意の空気制御弁３１４をコントローラ１３０２の出力に通信的に結合することで、コントローラ１３０２が、酸素及び／又は空気の流量の比例的変化によってバーナ３０２（図３）の１つ以上への燃料ガスの質量流量を操作することにより加熱ステーション２０２を制御することを可能にする。
【０１２６】
いくつかの実施形態では、酸素及び／又は空気の質量流量と燃料ガスの質量流量との比率は、燃料ガスの質量流量を調節すると、対応する酸素及び／又は空気の質量流量が変化するように固定され且つ一定であり得る。これらの実施形態では、コントローラ１３０２は、燃料制御弁３１０、酸素制御弁３１２及び／又は空気制御弁３１４を操作し、バーナに送られる燃料ガスの一定の化学量論的比率を維持するように構成され得る。例えば、空気及び純酸素の両方がバーナに供給される実施形態では、化学量論を維持するために、空気の流量と純酸素の流量との比率も維持しなければならない。バーナ燃焼が空気及び酸素の場合のように複数の流れによって供給される場合、空気及び純酸素両方の質量流量を一定比率に維持し、空気及び酸素の流れを合わせた総酸素濃度を指す、バーナ３０２における酸化剤の濃度を一定に維持する。したがって、バーナ３０２に燃料ガス、純酸素ガス及び空気が供給される実施形態では、燃料ガスの酸化の化学量論は、燃料ガス流量と純酸素流量との比率を維持することにより、且つ空気流量と純酸素流量との比率を維持することにより維持される。動作時、コントローラ１３０２は、燃料制御弁３１０に制御信号を送信し、バーナ３０２への燃料ガスの質量流量を変更し得る。化学量論を維持するために、コントローラ１３０２はまた、純酸素流量及び空気流量の対応する変更を行い、空気流量と純酸素流量との一定比率及び燃料ガス流量と純酸素流量との一定比率を維持する。バーナ３０２に送られる燃料ガスの一定の化学量論的比率を維持することで、燃料流量の増加に応じたバーナ３０２の加熱レベルを保持し、制御変数１４０８の変更に対する温度制御応答の予測可能性を高めることができる。
【０１２７】
代わりに、他の実施形態では、燃料ガスの質量流量及び酸素及び／又は空気の質量流量は、酸素及び／又は空気と燃料ガスとの比率がコントローラ１３０２からの制御信号に応答して調節され得るように互いに独立して調節され得る。例えば、加熱ステーション２０２においてバーナ３０２に導入される燃料ガスと酸化剤との比率の調節は、加熱ステーション２０２において行われる加熱の量を調節するために使用され得、したがってガラス管１０２の温度に影響を及ぼし得る。いくつかの実施形態では、燃料制御弁３１０は、加熱ステーション２０２における加熱を制御するために制御され得、酸素制御弁３１２及び／又は空気制御弁３１４は、加熱ステーション２０２のバーナ３０２における燃料ガスと酸素との一定の化学量論的比率を維持するために制御され得る。加えて、複数のバーナ３０２を有する加熱ステーション２０２において、各バーナ３０２間の燃料ガスの質量流量の割合は、１つのバーナ３０２の燃料ガスの質量流量の変化が他のバーナ３０２の燃料ガスの質量流量の比例的変化をもたらすように固定され得る。実施形態では、各バーナ３０２は、コントローラ１３０２によって独立制御され得る。別の実施形態では、加熱ステーション２０２は、１つ以上のレーザ加熱要素を含み得、制御変数１４０８は、レーザへの電力出力又はレーザ光に対するガラス管１０２の曝露時間であり得る。
【０１２８】
ゲイン定数１４０９は、個々の処理ステーション１０６（図１）で一連のバンプテストを実施することによって決定され得る。一般に、バンプテストとは、１つ以上の制御変数１４０８に小さい段階的な変化を施し、プロセス変数１４０２を測定し、制御変数１４０８の小さい段階的な変化に対するプロセス変数１４０２の応答を決定するプロセスを指す。例えば、燃料ガス及び／又は酸素の質量流量は非常に小さい増分で変化させ得、燃料及び／又は酸素の質量流量の変化に対する変換機１００の熱応答性は、熱画像システム１２０を使用して測定され得る。ガラス変換機１００では、加熱ステーション２０２（図２）は、非常に高度に結合されているため、バンプテストは、各加熱ステーション２０２に対して個々に、燃料及び酸素の質量流量に対する変化を非常に小さく維持した状態で行われ得る。
【０１２９】
図１４に示されるフィードバック制御方法１４００は、主タレット１０８（図１）の２〜３回の全回転の期間にわたって平均化されたガラス管１０２の一定表面温度を維持するように動作し得る。図１４のフィードバック制御方法１４００を通して一定表面温度を維持するように制御システム１３００を構成することで、前述の表面温度の長期的な変動源の影響を低減又は排除し得る。
【０１３０】
しかしながら、フィードバック制御方法１４００は、前述のようなガラス管１０２の単位長あたりのガラス質量のばらつきに起因するものなどの短期的ばらつきを効果的に低減又は排除しない場合がある。例えば、Ｎ個の処理ステーション１０６及び単一熱イメージャ１２２を備える熱画像システム１２０を有する変換機１００では、熱イメージャ１２２は、１つのガラス管１０２のプロセス変数１４０２（即ち温度）を、このガラス管１０２がＮ個の処理ステーション１０６を通して割り出される際に測定し得る。したがって、１つのガラス管１０２の温度に基づく制御変数１４０８の調整は、熱イメージャ１２２が巡り戻ってプロセス変数１４０２を再び測定するまで次の（Ｎ−１）ガラス管１０２を通して維持される。したがって、（Ｎ−１）ガラス管１０２に関する動作条件は、熱イメージャ１２２のサイクル間で一定に維持される。３６個以上のステーションなどの１８個を超える処理ステーション１０６を有するより大きい変換機１００では、Ｎ個のガラス管１０２につき１つのガラス管１０２のプロセス変数１４０２の１つの測定に応答する変換機１００の制御は、プロセスにおける短期的変動に対応しない場合がある。加えて、（Ｎ−１）ガラス管１０２の寸法及び／又は質量は、異なる場合があり、熱イメージャ１２２のサイクル間のプロセスにより多くの変動を導入する可能性がある。いくつかの実施形態では、熱画像システム１２０は、ホルダ位置の周囲に配分された複数の熱イメージャ１２２を含み得る。複数の熱イメージャ１２２を組み込むことで、プロセス変数１４０２の測定頻度を増加することができ、変換機１００の制御を向上させることができる。
【０１３１】
代わりに、ガラス管１０２の単位長あたりのガラス質量のばらつきなどの短期的ばらつきに対応するために、図１５に概略的に示される方法などのカスケード制御方法１５００が制御システム１３００（図１３）で実施され得る。カスケード制御方法１５００では、熱イメージャ１２２のサイクル間において、少なくとも（Ｎ−１）ガラス管１０２に対する第２のプロセス変数１５１６が外部ソースから測定又は提供され得る。カスケード制御方法１５００は、ガラス管の質量及び／又は寸法のばらつきなどの短期的ばらつきを管毎に補償する能力を提供する。したがって、カスケード制御方法１５００は、視覚画像システム１２０により温度が測定されないホルダ位置における温度変化を制御システム１３００が補償することを可能にし得る。カスケード制御方法１５００は、処理ステーション１０６を通して熱イメージャ１２２のサイクル毎に１回の、熱画像システム１２０によるプロセス変数の測定に依存し得るフィードバック制御方法１４００に比べて向上及び／又は強化された変換機１００のプロセス制御を提供することができる。
【０１３２】
図１５を参照すると、第１のフィードバックループ１５０２において、変換プロセスの第１のプロセス変数１５０６が測定され、コントローラ１３０２に送信される。コントローラ１３０２は、第１のプロセス変数１５０６を第１のプロセス変数１５０６と関連付けられた第１の設定点１５０８と比較し、第１の設定点１５０８と第１のプロセス変数１５０６との間の差であり得る第１の誤差１５１０を計算する。その後、コントローラ１３０２は、中間制御変数（図示せず）を計算し、中間制御変数を、第１のゲイン定数１５１４を適用することにより調整し得る。第２のフィードバックループ１５０４において、変換機１００の第２のプロセス変数１５１６が測定され、コントローラ１３０２に送信される。コントローラ１３０２は、第２のプロセス変数１５１６を第２のプロセス変数１５１６と関連付けられた第２の設定点１５１８と比較し、バイアス（即ち第２の誤差、図示せず）を計算する。その後、コントローラ１３０２は、第１のフィードバックループ１５０２においてコントローラ１３０２により決定された制御変数１５１２を、このバイアス及び第２のゲイン定数１５２２を使用して調整し、制御変数１５１２を生成し得る。その後、コントローラ１３０２は、制御変数１５１２を表す１つ以上の制御信号を変換機１００の１つ以上の制御デバイス１４１０に送信し得る。
【０１３３】
実施形態では、第１のプロセス変数１５０６は、熱画像システム１２０によって測定されたガラス管１０２の１つ以上の温度であり得、第２のプロセス変数１５１６は、寸法決定システム１３１０によって測定された例えばガラス管１０２の直径、厚さ又は単位長あたりのガラス質量などのガラス管１０２の物理的寸法であり得る。ガラス管１０２の温度及びガラス管１０２の物理的寸法は、コントローラ１３０２により、カスケード制御方法１５００において、加熱ステーション２０２（図Ａ）の１つ以上における加熱を制御するために使用され得る。ガラス管１０２の温度である第１のプロセス変数１５０６を有する第１のフィードバックループ１５０２は、前述の表面温度の長期的な変動源の影響を低減又は排除するために、制御システム１３００が変換機１００をサイクル毎に制御することを可能にし得る。ガラス管１０２の物理的寸法である第２のプロセス変数１５１６を有する第２のフィードバックループ１５０４は、本明細書で前述したガラス管１０２の寸法の変動などの表面温度の短期的な変動源の影響を低減又は排除するために、制御システム１３００が変換機１００をガラス管毎に制御することを可能にし得る。
【０１３４】
１つ以上の実施形態では、カスケード制御方法１５００の第１のフィードバックループ１５０２は、図１４に示され、且つそれに関連して前述したフィードバックループと同じであり得る。同様に、第１のプロセス変数１５０６、第１の設定点１５０８、第１のゲイン定数１５１４及び制御変数１５１２は、図１４に関連して上述したプロセス変数１４０２、設定点１４０４、ゲイン定数１４０９及び制御変数１４０８と同様であり得る。
【０１３５】
再び図１５を参照すると、ガラス管１０２の物理的属性であり得る第２のプロセス変数１５１６が寸法決定システム１３１０（図１３）によって測定及び／又は計算され得る。第２のプロセス変数１５１６（例えば、直径、厚さ又はガラス管の長さあたりのガラス質量）は、コントローラ１３０２の１つ以上の制御メモリモジュール１３０６に記憶され得る第２の設定点１５１８と比較され得る。実施形態では、第２の設定点１５１８は、単位長あたりの名目管質量であり得る。第２の設定点１５１８は、制御メモリモジュール１３０６において、データベース内のプロセス変数測定値及び動作条件の継続的な蓄積から観測された変化に基づいて定期的に更新され得る。処理される各ガラス管１０２に関するバイアス（図示せず）が計算され得、制御変数１５１２が管毎に調整され得る。バイアスは、ガラス管１０２の単位長あたりの質量及びガラス管１０２の温度プロファイルに関連する数学モデルを使用して計算され得る。数学モデルは、熱伝達モデルを含み得るか、又は熱画像システム１２０によって記憶された熱データ履歴から実験的に決定され得る。
【０１３６】
前述したように、制御変数１５１２は、変換機１００の１つ以上の加熱ステーション２０２の燃料制御弁３１０（図３Ａ）、酸素制御弁３１２（図３Ａ）及び／又は空気制御弁３１４（図３Ａ）の１つ以上の位置を含み得る。
【０１３７】
再度図１３を参照すると、本明細書に記載するように、熱画像システム１２０は、変換機１００を通して１つのガラス管１０２に追従するため、熱画像システム１２０に対応する主タレット１０８上の固定位置１３８において、制御システム１３００は、フルカスケードモード（即ち図１５に示されるカスケード制御方法１５００に従う）で動作する。しかしながら、熱画像システム１２０の固定位置１３８に対応しないホルダ位置１３６のガラス管１０２では、制御システム１３００は、加熱ステーション２０２がガラス管１０２の物理的属性（例えば、ガラス管１０２の直径、厚さ又は単位長あたりのガラス質量）であり得る第２のプロセス変数１５１６（図１５）に基づいて制御される単一ループフィードバック制御方法として動作し得る。熱画像システム１２０の固定位置１３８間のホルダ位置１３６について、加熱流量は、ガラス管の物理的属性に基づいて継続的に変更される。前述のように、１つ以上の実施形態では、２つ以上の熱画像システム１２０が変換機１００の主タレット１０８に結合され、主タレット１０８上の２つの固定位置１３８における第１のプロセス変数１５０６の測定を行い得、第１のプロセス変数１５０６の測定をサイクル毎に１回を超える頻度で可能にする。
【０１３８】
図１６を参照すると、寸法決定システム１３１０によって測定されたガラス管１０２の単位長あたりのガラス質量の変化に応答した加熱ステーション２０２（図３Ａ）の１つ以上の加熱要素３０１（図３Ａ）のガラス毎の制御に基づく単一ループフィードバック制御方法１６００の一実施形態が示される。図１６の実施形態では、プロセス変数１６０２は、ガラス管１０２の直径、厚さ又は単位長あたりのガラス質量などのガラス管１０２の物理的属性であり得る。プロセス変数１６０２は、ガラス管１０２の呼び径、呼び厚又は単位長あたりの名目ガラス質量であり得る設定点１６０４と比較され得る。プロセス変数１６０２と設定点１６０４との間の差であり得る誤差１６０６及びゲイン定数１６０９を使用して、１つ以上の加熱ステーション２０２のバーナ３０２（図３）への燃料、酸素及び／又は空気の質量流量を一緒に制御する燃料制御弁３１０、酸素制御弁３１２及び／又は空気制御弁３１４の１つ以上の位置であり得る制御変数１６０８を決定し得る。図１６の単一ループフィードバック制御方法１６００は、熱画像システム１２０が配置されるホルダ１３０である、固定位置１３８ではないホルダ位置１３６にあるガラス管１０２に対する制御システム１３００（図１３）の動作を示し得る。固定位置１３８において、制御システム１３００は、前述のように及び図１５に示されるようにフルカスケードモードで動作する。
【０１３９】
いくつかの実施形態では、図１４〜図１６に示される制御方法のいずれにおいても、制御変数１４０８、１５１２、１６０８は、１つ以上の冷却ステーション２１０（図３Ｅ）への冷却流体３４２の質量流量（図３Ｅ）を制御する冷却流体制御弁３４４の位置であり得る。これらの実施形態では、冷却ステーション２１０のための冷却流体制御弁３４４（図３Ｅ）は、制御システム１３００に通信的に結合され得る。加えて、実施形態では、制御変数１４０８、１５１２、１６０８は、変換機１００の主タレット１０８の割出し時間も含み得る。
【０１４０】
実施形態では、フィードバック制御方法１４００（図１４）又はカスケード制御方法１５００（図１５）を使用して、成形ステーション２０４（図３Ｃ〜図３Ｄ）における成形ツール３２４（図３Ｃ〜図３Ｄ）とガラス管１０２との接触時間を制御し得る。接触時間は、熱画像システム１２０を使用して測定したガラス管１０２の温度又は寸法決定システム１３１０（図１３）によって測定され得るガラス管１０２の直径、厚さ若しくは単位長あたりのガラス質量などのガラス管１０２の物理的属性などのプロセス変数１４０２、１５０６に応答して、制御変数１４０８、１５１２として制御され得る。成形ツール３２４とガラス管１０２との接触時間は、プロセス変数１４０２、１５０６に応答して増加又は減少され得る。
【０１４１】
１つ以上の実施形態では、制御変数１４０８は、接触時間であり得る。測定された表面温度が目標表面温度に到達すると、コントローラ１３０２は、接触時間を、成形ツール３２４が最初にガラス管１０２に係合するときから開始し、測定される表面温度が目標表面温度に到達する時間に終了する期間に設定し得る。主タレット１０８が、ガラス管１０２を、成形ステーション２０４を通して割り出す際、コントローラ１３０２は、熱画像システム１２０が成形ステーション２０４の所定位置に巡り戻ってプロセス変数１４０２を再び測定するまで、制御変数１４０８をコントローラ１３０２によって決定された接触時間に等しく維持する。これらの実施形態では、接触時間は、サイクル毎に変化し得、接触時間に対する表面温度の長期的な変動源の影響を低減又は排除するのに有効であり得る。
【０１４２】
１つ以上の実施形態では、図１５に示し、本開示で上述したカスケード制御方法１５００は、成形ツール３２４とガラス管１０２との接触時間を、ガラス管１０２の表面温度のみならずガラス管１０２の物理的属性に基づいて制御するように適合させ得る。これらの実施形態では、第１のプロセス変数１５０６は、熱画像システム１２０によって測定されたガラス管１０２の表面温度であり得る。第２のプロセス変数１５１６は、寸法決定システム１３１０によって決定されたガラス管１０２の単位長あたりのガラス質量であり得る。制御変数１５１２は、接触時間であり得る。接触時間（制御変数１５１２）は、熱画像システム１２０によって提供される測定された表面温度（第１のプロセス変数１５０６）と、制御メモリモジュール１３０６に記憶された目標表面温度（第１の設定点１５０８）との比較に基づき、あるサイクルに対して初めに設定される。その後、接触時間は、寸法決定システム１３１０によって測定された単位面積あたりのガラス質量（第２のプロセス変数１５１６）と、目標の単位面積あたりのガラス質量（第２の設定点１５１８）との比較に基づき、ガラス管毎に更に調整され得る。カスケード制御方法１５００を実装することで、制御システム１３００が、ガラス管１０２の寸法の変動など、ガラス管温度における短期的な変動源の影響を低減及び／又は排除することを更に可能にし得る。
【０１４３】
前述に基づき、ここで、本明細書中に記載される実施形態は、ガラス管１０２から複数のガラス物品を製造するための変換機１００と一緒に使用するための熱画像システム１２０及び制御システム１３００に関することを理解されたい。本明細書中に記載される熱画像システム１２０及び制御システム１３００は、ガラス管変換機１００の熱条件を微調整する際のオペレータの経験及び技術に対する既存の変換機の依存度を変更するか又は最小限にするために実装され得る。熱画像システム１２０及び変換機制御システム１３００は、経験の要件を最小限にし、新たな部品作製者が高品質且つ安定的な製造に到達するための学習曲線を短縮することができる。熱画像システム１２０及び制御システム１３００は、新製品の製造又は異なるガラス組成物の導入のためのより迅速なプロセス調整も可能にすることができる。制御システム１３００は、製造業者が変換機１００の歩留り及び処理能力を最大化することも可能にすることができる。
【０１４４】
本開示は、ハードウェア及び／又はソフトウェア（ファームウェア、常駐ソフトウェア、マイクロコード等を含む）で具現化され得る。本明細書で前述したように、熱画像システム１２０及び／又は制御システム１３００は、少なくとも１つのプロセッサ及びコンピュータ可読媒体（即ちメモリモジュール）を含み得る。コンピュータ使用可能若しくはコンピュータ可読媒体又はメモリモジュールは、命令実行システム、装置若しくはデバイスにより使用されるか、又はこれらとともに使用するプログラムを含むか、記憶するか、通信するか、伝播するか、又は運搬することができる任意の媒体であり得る。
【０１４５】
コンピュータ使用可能若しくはコンピュータ可読媒体又はメモリモジュールは、例えば、電子、磁気、光学、電磁、赤外線若しくは半導体システム、装置、デバイス又は伝播媒体であり得るが、これらに限定されない。コンピュータ可読媒体のより具体的な例（非網羅的リスト）としては、以下が挙げられる：１つ以上の電線を有する電気接続、ポータブルコンピュータディスケット、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、読出し専用メモリ（ＲＯＭ）、消去可能プログラマブル読出し専用メモリ（ＥＰＲＯＭ又はフラッシュメモリ）、光ファイバー及びポータブルコンパクトディスク読出し専用メモリ（ＣＤ−ＲＯＭ）。プログラムは、例えば、紙又は他の媒体の光学走査によって電子的に捕捉することができ、その後、必要に応じて、適切な手法でコンパイル、解釈又は他に処理され、その後、コンピュータメモリに記憶され得るため、コンピュータ使用可能又はコンピュータ可読媒体は、更に、プログラムが印刷された紙又は別の適切な媒体であり得ることに留意されたい。
【０１４６】
本開示の操作を実行するためのコンピュータプログラムコードは、開発の利便性のために、Ｃ又はＣ＋＋などの高水準プログラミング言語で記述され得る。加えて、本開示の操作を実行するためのコンピュータプログラムコードは、インタプリタ型言語などであるが、これに限定されない他のプログラミング言語でも記述され得る。いくつかのモジュール又はルーチンは、性能及び／又はメモリ使用量を向上させるためにアセンブラ言語又は更にマイクロコードで記述され得る。しかしながら、本開示のソフトウェア実施形態は、特定のプログラミング言語の実装に依存しない。プログラムモジュールの一部又は全部の機能も、ディスクリートハードウェアコンポーネント、１つ以上の特定用途用集積回路（ＡＳＩＣ）又はプログラムされたデジタルシグナルプロセッサ若しくはマイクロコントローラを使用して実装され得ることが更に認識されるであろう。
【０１４７】
熱画像システム１２０の様々な実施形態並びにガラス管変換機１００の調査、始動、最適化及び制御のために熱画像システム１２０を使用する技法を本明細書中で説明してきたが、これら実施形態及び技法は、それぞれ別々に又は１つ以上の実施形態及び技法と併せて使用され得ると考えられることを理解されたい。
【０１４８】
当業者には、特許請求される主題の趣旨及び範囲から逸脱することなく本明細書中に記載される実施形態に対する様々な改良形態及び変更形態がなされ得ることは明らかであろう。したがって、本明細書は、本明細書中に記載される様々な実施形態の改良形態及び変更形態を、そのような改良形態及び変更形態が添付の特許請求の範囲及びそれらの均等物の範囲内にあることを前提として包含することを意図する。
【０１４９】
以下、本発明の好ましい実施形態を項分け記載する。
【０１５０】
実施形態１
ガラス管からガラス物品を製造するためのシステムにおいて、
変換機であって、
サーキット内に間隔を開けて配置された複数の処理ステーションを有する基部と、
前記基部に対して移動可能なタレットであって、前記タレットから前記複数の処理ステーションに向かって延びる複数のホルダを有し、前記複数のホルダは、互いに間隔を開けて配置されており、前記タレットは、前記複数のホルダのそれぞれを割り出して、前記複数の処理ステーションのそれぞれと連続して近接させるように動作可能である、タレットと
を含む変換機と、
前記タレットとともに移動するために前記タレットに結合された熱イメージャを含む熱画像システムであって、前記熱イメージャは、前記複数のホルダの１つに配置された前記ガラス管から放出された赤外光を捕捉するように配置されている、熱画像システムと
を含むことを特徴とするシステム。
【０１５１】
実施形態２
前記熱イメージャは、前記ガラス管の外部表面によって放出された赤外光を直接受信するように配置されていることを特徴とする実施形態１に記載のシステム。
【０１５２】
実施形態３
前記熱画像システムは、前記ガラス管の内部表面から放出された赤外光を前記熱イメージャに反射するように方向付けられた少なくとも１つのミラーを更に含むことを特徴とする実施形態１又は２に記載のシステム。
【０１５３】
実施形態４
前記少なくとも１つのミラーは、前記基部に結合されており、且つ前記ガラス管の内部表面から放出された赤外光を前記熱イメージャに反射するように方向付けられた固定ミラーを含むことを特徴とする実施形態３に記載のシステム。
【０１５４】
実施形態５
前記熱イメージャに結合されており、且つ前記ガラス管から前記熱イメージャに赤外光を反射するように方向付けられたミラーを更に含むことを特徴とする実施形態１に記載のシステム。
【０１５５】
実施形態６
前記ミラーの反射面は、８００ナノメートル〜２０マイクロメートルの波長を有する光に対して９６％以上の反射率を有することを特徴とする実施形態５に記載のシステム。
【０１５６】
実施形態７
前記ミラーの前記反射面は、金コーティングを含むことを特徴とする実施形態６に記載のシステム。
【０１５７】
実施形態８
前記ミラーは、金コーティングを有する石英基板を含むことを特徴とする実施形態６又は７に記載のシステム。
【０１５８】
実施形態９
前記ミラーは、前記ガラス管の外部表面から放出された赤外光を前記熱イメージャに反射するように方向付けられていることを特徴とする実施形態５〜８のいずれか一項に記載のシステム。
【０１５９】
実施形態１０
前記ミラーは、前記ガラス管の内部表面から放出された赤外光を前記熱イメージャに反射するように方向付けられていることを特徴とする実施形態５〜８のいずれか一項に記載のシステム。
【０１６０】
実施形態１１
前記熱イメージャに結合された少なくとも１つの補助ミラーを更に含み、前記ミラーは、前記ガラス管の外部表面から放出された赤外光を前記熱イメージャに反射するように方向付けられており、及び前記補助ミラーは、前記ガラス管の内部表面から放出された赤外光を前記熱イメージャに反射するように方向付けられていることを特徴とする実施形態１〜１０のいずれか一項に記載のシステム。
【０１６１】
実施形態１２
前記複数の処理ステーションの１つの垂直下方に配置された少なくとも１つの固定ミラーを更に含み、前記固定ミラーは、前記熱イメージャが前記タレットによって前記複数の処理ステーションの前記１つの所定位置に割り出されると、前記ガラス管の内部表面から放出された赤外光を前記熱イメージャに反射するように配置されていることを特徴とする実施形態１〜１１のいずれか一項に記載のシステム。
【０１６２】
実施形態１３
前記熱イメージャは、４マイクロメートル〜１４マイクロメートルの波長を有する赤外光を受信するように構成された赤外線カメラであることを特徴とする実施形態１〜１２のいずれか一項に記載のシステム。
【０１６３】
実施形態１４
前記熱イメージャは、５マイクロメートル〜１４マイクロメートルの波長を有する赤外光を受信するように構成された赤外線カメラであることを特徴とする実施形態１〜１３のいずれか一項に記載のシステム。
【０１６４】
実施形態１５
主タレット及び副タレットを含むことを特徴とする実施形態１〜１４のいずれか一項に記載のシステム。
【０１６５】
実施形態１６
前記熱イメージャは、前記主タレットとともに回転するために前記主タレットに結合されていることを特徴とする実施形態１５に記載のシステム。
【０１６６】
実施形態１７
前記熱画像システムは、複数の熱イメージャを含むことを特徴とする実施形態１〜１６のいずれか一項に記載のシステム。
【０１６７】
実施形態１８
前記タレットの上方に配置されており、且つ前記タレットの中心軸と位置揃えされたスリップリング軸を有するスリップリングを更に含み、前記スリップリングは、前記熱イメージャを電源に電気的に結合することを特徴とする実施形態１〜１７のいずれか一項に記載のシステム。
【０１６８】
実施形態１９
前記スリップリングは、前記熱イメージャをプロセッサに動作的に結合することを特徴とする実施形態１８に記載のシステム。
【０１６９】
実施形態２０
前記スリップリングの内側リングは、中心ボアを含むことを特徴とする実施形態１８又は１９に記載のシステム。
【０１７０】
実施形態２１
前記タレットとともに回転するために前記タレットに結合された電源を更に含み、前記電源は、前記熱イメージャに電気的に結合されて、前記熱イメージャに電力を供給することを特徴とする実施形態１〜２０のいずれか一項に記載のシステム。
【０１７１】
実施形態２２
前記タレットに結合された無線通信デバイスを更に含み、前記無線通信デバイスは、前記熱イメージャをプロセッサに通信的に結合することを特徴とする実施形態１〜２１のいずれか一項に記載のシステム。
【０１７２】
実施形態２３
冷却流体供給部と、
前記冷却流体供給部に流体的に結合されており、且つ前記タレットの前記中心軸と位置揃えされた継手軸を有する回転継手と、
前記回転継手から前記熱画像システムまで延びる供給導管と
を含む冷却システムを更に含むことを特徴とする実施形態１〜２２のいずれか一項に記載のシステム。
【０１７３】
実施形態２４
前記熱イメージャのレンズに流体を送達するように配置された少なくとも１つのノズルを含むクリーニングシステムを更に含むことを特徴とする実施形態１〜２３のいずれか一項に記載のシステム。
【０１７４】
実施形態２５
前記熱画像システムは、前記熱イメージャに結合されており、且つ前記複数のホルダの１つに配置されたガラス管から前記熱イメージャに赤外光を反射するように方向付けられたミラーを更に含み、前記冷却システムは、前記ミラーの反射面に流体を送達するように配置された少なくとも１つのノズルを更に含むことを特徴とする実施形態２５に記載のシステム。
【０１７５】
実施形態２６
前記熱イメージャに通信的に結合された少なくとも１つのプロセッサと、
前記プロセッサに通信的に結合された少なくとも１つのメモリモジュールと、
前記少なくとも１つのプロセッサによって実行されると、前記熱画像システムに、少なくとも以下：
前記熱イメージャから熱画像情報を受け取ること、
前記熱画像情報を処理すること、及び
前記熱画像情報からガラス管の特性を決定すること
を実施させる、前記少なくとも１つのメモリモジュールに記憶された機械可読命令と
を更に含むことを特徴とする実施形態１〜２５のいずれか一項に記載のシステム。
【０１７６】
実施形態２７
前記特性は、前記ガラス管の温度、前記ガラス管の厚さを通した温度勾配、前記ガラス管の粘度、前記ガラス管の前記厚さを通した粘度勾配、前記ガラス管の寸法、前記ガラス管の温度プロファイル、時間に応じた前記ガラス管の温度プロファイル、前記ガラス管の中心線の少なくとも１つ又はこれらの組合せを含むことを特徴とする実施形態２６に記載のシステム。
【０１７７】
実施形態２８
前記少なくとも１つのプロセッサによって実行されると、前記熱画像システムに前記熱画像情報から前記ガラス管の温度を決定させる、前記少なくとも１つのメモリモジュールに記憶された機械可読命令を更に含むことを特徴とする実施形態２６又は２７に記載のシステム。
【０１７８】
実施形態２９
前記少なくとも１つのプロセッサによって実行されると、前記熱画像システムに前記熱画像情報から前記ガラス管の粘度を決定させる、前記少なくとも１つのメモリモジュールに記憶された機械可読命令を更に含むことを特徴とする実施形態２６〜２８のいずれか一項に記載のシステム。
【０１７９】
実施形態３０
前記少なくとも１つのプロセッサによって実行されると、前記熱画像システムに前記熱画像情報から前記ガラス管の寸法を決定させる、前記少なくとも１つのメモリモジュールに記憶された機械可読命令を更に含むことを特徴とする実施形態２６〜２９のいずれか一項に記載のシステム。
【０１８０】
実施形態３１
前記少なくとも１つのプロセッサによって実行されると、前記熱画像システムに、少なくとも以下：
第１の処理ステーションにおける前記ガラス管の第１の特性を決定すること、
前記第１の処理ステーションの下流に配置された第２の処理ステーションにおける前記ガラス管の第２の特性を決定すること、
前記第１の特性と前記第２の特性との間の差を計算すること、及び
前記第１の特性と前記第２の特性との間の前記差を表す出力を送信すること
を実施させる、前記少なくとも１つのメモリモジュールに記憶された機械可読命令を更に含むことを特徴とする実施形態２６〜３０のいずれか一項に記載のシステム。
【０１８１】
実施形態３２
前記プロセッサは、制御デバイスに通信的に結合されており、前記システムは、前記少なくとも１つのプロセッサによって実行されると、前記熱画像システムに、少なくとも以下：
前記ガラス管の前記特性を設定点の特性と比較すること、
前記ガラス管の前記特性と前記設定点の特性との比較から制御変数を決定すること、及び
前記制御変数を表す制御信号を前記制御デバイスに送信すること
を実施させる、前記少なくとも１つのメモリモジュールに記憶された機械可読命令を更に含むことを特徴とする実施形態２６〜３１のいずれか一項に記載のシステム。
【０１８２】
実施形態３３
前記複数の処理ステーションの少なくとも１つは、少なくとも１つの加熱要素を有する加熱ステーションを含み、及び前記制御デバイスは、前記加熱要素による前記ガラス管の加熱を操作するために前記加熱要素に動作的に結合されていることを特徴とする実施形態３２に記載のシステム。
【０１８３】
実施形態３４
前記加熱要素は、バーナを含み、及び前記制御デバイスは、燃料制御弁、酸素制御弁又は空気制御弁の１つ以上であることを特徴とする実施形態３３に記載のシステム。
【０１８４】
実施形態３５
前記制御変数は、燃料ガス、酸素又は空気の１つ以上の質量流量であることを特徴とする実施形態３４に記載のシステム。
【０１８５】
実施形態３６
前記制御変数は、前記燃料制御弁、前記酸素制御弁又は前記空気制御弁の１つ以上の位置であることを特徴とする実施形態３４に記載のシステム。
【０１８６】
実施形態３７
前記処理ステーションの少なくとも１つは、少なくとも１つの冷却流体制御弁を有する冷却ステーションを含み、前記制御デバイスは、前記冷却流体制御弁であることを特徴とする実施形態３２に記載のシステム。
【０１８７】
実施形態３８
前記処理ステーションの少なくとも１つは、少なくとも１つの成形ツールを並進させて前記ガラス管と取り外し可能に係合させる１つ以上のアクチュエータを有する成形ステーションを含み、前記制御デバイスは、前記１つ以上のアクチュエータを含むことを特徴とする実施形態３２に記載のシステム。
【０１８８】
実施形態３９
前記制御変数は、前記成形ステーション内における前記少なくとも１つの成形ツールと前記ガラス管との接触時間であることを特徴とする実施形態３８に記載のシステム。
【０１８９】
実施形態４０
寸法決定システムを更に含むことを特徴とする実施形態３２〜３９のいずれか一項に記載のシステム。
【０１９０】
実施形態４１
前記寸法決定システムは、視覚画像システム、レーザ反射率計、レーザゲージ又は光学マイクロメータの少なくとも１つを含むことを特徴とする実施形態４０に記載のシステム。
【０１９１】
実施形態４２
前記寸法決定システムは、前記変換機の上流の前記ガラス管の測定データを捕捉するように配置されていることを特徴とする実施形態４０又は４１に記載のシステム。
【０１９２】
実施形態４３
前記寸法決定システムは、前記複数の処理ステーションの１つにおける前記ガラス管の測定データを捕捉するように配置されていることを特徴とする実施形態４０〜４２のいずれか一項に記載のシステム。
【０１９３】
実施形態４４
前記少なくとも１つのプロセッサによって実行されると、前記寸法決定システムに、少なくとも以下：
前記複数の処理ステーションの前記１つにおける前記ガラス管の測定データを捕捉すること、
前記ガラス管の前記測定データを処理すること、及び
前記ガラス管の前記測定データから前記ガラス管の物理的属性を決定すること
を実施させる、前記少なくとも１つのメモリモジュールに記憶された機械可読命令を更に含むことを特徴とする実施形態４３に記載のシステム。
【０１９４】
実施形態４５
前記物理的属性は、前記ガラス管の直径、厚さ又は単位長あたりのガラス質量の１つ以上であることを特徴とする実施形態４４に記載のシステム。
【０１９５】
実施形態４６
前記少なくとも１つのプロセッサによって実行されると、前記システムに、少なくとも以下：
前記寸法決定システムから前記ガラス管の前記物理的属性を受信すること、及び
前記物理的属性及び前記特性から前記ガラス管の厚さにわたる特性勾配を決定すること
を実施させる、前記少なくとも１つのメモリモジュールに記憶された機械可読命令を更に含むことを特徴とする実施形態４４又は４５に記載のシステム。
【０１９６】
実施形態４７
前記特性勾配は、温度勾配又は粘度勾配であることを特徴とする実施形態４６に記載のシステム。
【０１９７】
実施形態４８
前記少なくとも１つのプロセッサによって実行されると、前記システムに、少なくとも以下：
前記ガラス管の前記物理的属性を設定点の物理的属性と比較すること、及び
前記ガラス管の前記物理的属性と前記設定点の物理的属性との比較から前記制御変数の調整値を決定すること
を実施させる、前記少なくとも１つのメモリモジュールに記憶された機械可読命令を更に含むことを特徴とする実施形態４３〜４７のいずれか一項に記載のシステム。
【０１９８】
実施形態４９
ガラス管変換機を制御するための方法において、
前記ガラス管変換機のタレットに取り外し可能に結合されるガラス管を、前記ガラス管変換機の複数の処理ステーションを通して割り出す工程であって、前記複数の処理ステーションの少なくとも１つは、制御デバイスを含む、工程と、
前記ガラス管変換機の前記タレットに結合された熱画像システムを使用して前記ガラス管の熱画像を捕捉する工程であって、前記熱画像システムは、前記ガラス管から赤外光を捕捉するように方向付けられた少なくとも熱イメージャを含む、工程と、
前記熱画像を処理する工程と、
前記熱画像から前記ガラス管の特性を決定する工程と、
前記ガラス管の前記特性を設定点と比較する工程と、
前記ガラス管の前記特性と前記設定点との比較から制御変数を決定する工程と、
前記制御変数を表す制御信号を制御デバイスに送信する工程と
を含むことを特徴とする方法。
【０１９９】
実施形態５０
前記複数の処理ステーションの前記少なくとも１つは、少なくとも１つの加熱要素を有する加熱ステーションを含み、及び前記制御デバイスは、前記加熱要素に動作的に結合されていることを特徴とする実施形態４９に記載の方法。
【０２００】
実施形態５１
前記加熱要素は、バーナであり、及び前記制御デバイスは、燃料制御弁、酸素制御弁又は空気制御弁の１つ以上であり、前記制御変数は、燃料ガス、酸素又は空気の１つ以上の質量流量であることを特徴とする実施形態５０に記載の方法。
【０２０１】
実施形態５２
前記加熱要素は、バーナであり、及び前記制御デバイスは、燃料制御弁、酸素制御弁又は空気制御弁の１つ以上であり、前記制御変数は、前記燃料制御弁、前記酸素制御弁又は前記空気制御弁の１つ以上の位置であることを特徴とする実施形態５０に記載の方法。
【０２０２】
実施形態５３
前記加熱要素は、バーナであり、及び前記制御デバイスは、燃料制御弁、酸素制御弁又は空気制御弁の１つ以上であり、前記方法は、前記バーナに導入される燃料と、空気、酸素又は空気及び酸素との一定の化学量論的比率を維持する工程を更に含むことを特徴とする実施形態５０〜５２のいずれか一項に記載の方法。
【０２０３】
実施形態５４
前記処理ステーションの前記少なくとも１つは、少なくとも１つの冷却流体制御弁を有する冷却ステーションを含み、前記制御デバイスは、前記冷却流体制御弁であることを特徴とする実施形態４９に記載の方法。
【０２０４】
実施形態５５
前記処理ステーションの前記少なくとも１つは、少なくとも１つの成形ツールを並進させて前記ガラス管と取り外し可能に係合させる１つ以上のアクチュエータを有する成形ステーションを含み、前記制御デバイスは、前記１つ以上のアクチュエータを含むことを特徴とする実施形態４９に記載の方法。
【０２０５】
実施形態５６
前記制御変数は、前記成形ステーション内における前記少なくとも１つの成形ツールと前記ガラス管との接触時間であることを特徴とする実施形態５５に記載の方法。
【０２０６】
実施形態５７
前記変換機は、前記複数の処理ステーションの１つにおける前記ガラス管の測定データを捕捉するように配置されている、視覚画像デバイス、レーザ反射率計、レーザゲージ又は光学マイクロメータの少なくとも１つを含む寸法決定システムを含むことを特徴とする実施形態４９〜５６のいずれか一項に記載の方法。
【０２０７】
実施形態５８
前記複数の処理ステーションの前記１つにおける前記ガラス管の測定データを捕捉する工程と、
前記ガラス管の前記測定データを処理する工程と、
前記ガラス管の前記測定データから前記ガラス管の物理的属性を決定する工程と
を更に含むことを特徴とする実施形態５７に記載の方法。
【０２０８】
実施形態５９
前記物理的属性は、前記ガラス管の直径、厚さ又は単位長あたりのガラス質量の１つ以上であることを特徴とする実施形態５８に記載の方法。
【０２０９】
実施形態６０
前記ガラス管の前記物理的属性を設定点の物理的属性と比較する工程と、
前記ガラス管の前記物理的属性と前記設定点の物理的属性との比較から前記制御変数の調整値を決定する工程と
を更に含むことを特徴とする実施形態５７又は５８に記載の方法。
【０２１０】
実施形態６１
前記ガラス管の物理的属性を測定する工程であって、前記物理的属性は、前記ガラス管の直径、厚さ又は単位長あたりの質量の１つである、工程と、
前記ガラス管の前記物理的属性を設定点の物理的属性と比較する工程と、
前記ガラス管の前記物理的属性と前記設定点の物理的属性との比較から前記制御変数の調整値を決定する工程と
を更に含むことを特徴とする実施形態４９〜６０のいずれか一項に記載の方法。
【図１】
2020514766.tif 000003
【図２】
2020514766.tif 000004
【図３Ａ】
2020514766.tif 000005
【図３Ｂ】
2020514766.tif 000006
【図３Ｃ】
2020514766.tif 000007
【図３Ｄ】
2020514766.tif 000008
【図３Ｅ】
2020514766.tif 000009
【図４】
2020514766.tif 000010
【図５】
2020514766.tif 000011
【図６】
2020514766.tif 000012
【図７Ａ】
2020514766.tif 000013
【図７Ｂ】
2020514766.tif 000014
【図７Ｃ】
2020514766.tif 000015
【図７Ｄ】
2020514766.tif 000016
【図７Ｅ】
2020514766.tif 000017
【図７Ｆ】
2020514766.tif 000018
【図７Ｇ】
2020514766.tif 000019
【図８Ａ】
2020514766.tif 000020
【図８Ｂ】
2020514766.tif 000021
【図９】
2020514766.tif 000022
【図１０】
2020514766.tif 000023
【図１１Ａ】
2020514766.tif 000024
【図１１Ｂ】
2020514766.tif 000025
【図１１Ｃ】
2020514766.tif 000026
【図１１Ｄ】
2020514766.tif 000027
【図１２】
2020514766.tif 000028
【図１３】
2020514766.tif 000029
【図１４】
2020514766.tif 000030
【図１５】
2020514766.tif 000031
【図１６】
2020514766.tif 000032
【図１７】
2020514766.tif 000033
【図１８Ａ】
2020514766.tif 000034
【図１８Ｂ】
2020514766.tif 000035
【手続補正書】
【提出日】令和2年1月23日(2020.1.23)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１３３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１３３】
実施形態では、第１のプロセス変数１５０６は、熱画像システム１２０によって測定されたガラス管１０２の１つ以上の温度であり得、第２のプロセス変数１５１６は、寸法決定システム１３１０によって測定された例えばガラス管１０２の直径、厚さ又は単位長あたりのガラス質量などのガラス管１０２の物理的寸法であり得る。ガラス管１０２の温度及びガラス管１０２の物理的寸法は、コントローラ１３０２により、カスケード制御方法１５００において、加熱ステーション２０２（図３Ａ）の１つ以上における加熱を制御するために使用され得る。ガラス管１０２の温度である第１のプロセス変数１５０６を有する第１のフィードバックループ１５０２は、前述の表面温度の長期的な変動源の影響を低減又は排除するために、制御システム１３００が変換機１００をサイクル毎に制御することを可能にし得る。ガラス管１０２の物理的寸法である第２のプロセス変数１５１６を有する第２のフィードバックループ１５０４は、本明細書で前述したガラス管１０２の寸法の変動などの表面温度の短期的な変動源の影響を低減又は排除するために、制御システム１３００が変換機１００をガラス管毎に制御することを可能にし得る。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１７４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１７４】
実施形態２５
前記熱画像システムは、前記熱イメージャに結合されており、且つ前記複数のホルダの１つに配置されたガラス管から前記熱イメージャに赤外光を反射するように方向付けられたミラーを更に含み、前記冷却システムは、前記ミラーの反射面に流体を送達するように配置された少なくとも１つのノズルを更に含むことを特徴とする実施形態２３に記載のシステム。
【国際調査報告】
2020514766.tif 000036
2020514766.tif 000037
2020514766.tif 000038