微波加热玻璃弯曲方法和装置制造方法及图纸

提供了用于玻璃片材的自动化成形的方法及系统。该方法包括预加热该玻璃，经由使用超高频、高功率电磁波及利用即时获得的热及形状(位置)数据的计算机实施处理的选择性且聚焦的波束加热使该玻璃弯曲，及冷却该玻璃片材以产生适合用于在空中及太空载具中使用玻璃片材。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】微波加热玻璃弯曲方法和装置相关申请的交叉引用本申请是2013年5月30日提交的标题为“HeatingandShapingSystemUsingMicrowaveFocusedBeamHeating”的美国专利申请No.13/905,365的部分继续申请。其全部内容通过引用并入本文。专利技术背景专利
本专利技术涉及一种使用微波聚焦波束加热的加热及弯曲(和/或成形)系统，且更特别地，涉及一种具有至少两个(例如，至少三个)加热炉的玻璃生产线(glassline)。其中该第一加热炉用以将一个或多个玻璃基板预加热至第一温度；第二加热炉(其是玻璃形成炉)将该基板维持在该第一温度且使用微波聚焦波束加热及该第一加热炉或第三炉对该一个或多个玻璃基板的选定部分加热且使其弯曲，可控制地冷却该一个或多个玻璃基板。本文中还提供为用于该温度的实时监视及待成形的玻璃片材的弯曲的方法。相关技术的描述在弯曲技术中通常被称作弯铁或成形铁的弯曲器件在本领域中熟知用于使一个或多个玻璃片材成形以供在用于陆地、水、空中及太空载具的单块及层压透明件的制造中使用。用于成形玻璃基板或片材以供在用于陆地及水载具的透明件的制造中使用的方法通常包括提供具有缝合或平滑化边缘及预定大小的一个或多个玻璃片材；移动在弯铁上支撑的玻璃片材穿过炉以加热软化该玻璃片材；使该玻璃片材成形；可控制地冷却该经成形的玻璃片材以对该经成形的玻璃片材退火或热回火，及在用于陆地或水载具的透明件的制造中使用该经成形的玻璃片材。用于使玻璃基板或片材成形以供在用于空中及太空载具的透明件的制造中使用的方法通常包括提供具有缝合或平滑化边缘及预定大小的一个或多个玻璃片材；移动在弯铁上支撑的玻璃片材穿过炉以加热软化该玻璃片材；使该玻璃片材成形；可控制地冷却该经成形的玻璃片材以对该经成形的玻璃片材退火；将经成形的玻璃片材切割至第二预定大小；使经成形的玻璃片材的边缘缝合或平滑化；化学回火经成形的玻璃片材，或热回火经成形的玻璃片材，及在用于空中或太空载具的透明件的制造中使用该经回火的经成形的玻璃片材。在使玻璃片材成形以用于供用于陆地及水载具的透明件使用与使玻璃片材成形以用于供用于空中及太空载具的透明件使用之间的在本论述中所关注的差异在于，用于供用于陆地及水载具的透明件使用的玻璃片材在成形或弯曲前经切割至所需尺寸，然而用于供用于空中及太空载具的透明件使用的玻璃片材在成形前经切割至过大的大小，且接着在弯曲后经切割至所需尺寸。为了清楚的目的，目前可用于使用于供用于陆地及水载具的透明件使用的玻璃片材成形的方法还被称作“切割至所需尺寸(cut-to-size)方法”，且目前可用于使用于供用于空中及太空载具的透明件使用的玻璃片材成形的方法被称作“弯曲后切割方法”。切割至所需尺寸方法允许在玻璃片材的加热及弯曲前将玻璃片材切割至所需的精确大小。然而，切割至所需尺寸方法不考虑可在玻璃片材的表面上出现的任何可能玷污，该玷污可使玻璃片材的光学品质及随后形成的透明件不可接受。对此问题的一个解决方案为，提供具有其设计的改良以防止与弯铁接触的玻璃片材的表面的玷污的弯铁。此弯铁公开于USPA13/714,494中。对此问题的另一解决方案为，在片材成形方法期间降低炉的温度和/或减小加热循环的时间周期以用于使玻璃片材成形以减少或消除与弯铁接触的玻璃片材的表面的玷污。如现在可由本领域技术人员了解，提供用于使用切割至所需尺寸方法使玻璃片材成形以供在航空器及太空透明件中使用，同时消除或减少与弯铁接触的玻璃片材的表面的玷污的方法和/或设备将是有利的。通过提供允许高效且有效加热的系统及方法和/或成形至复杂形状和/或玻璃片材的冷却来消除“弯曲后切割”的方法还将是有利的。专利技术概述本文中所提供的是用于以高效且自动化的方式产生复杂玻璃片材形状的方法及系统。本文中提供的方法及系统相对于现有技术的改良之处在于，其允许精确、特制的形状，而不使用过多热量且无玷污的可能性的所得增大。另外，通过实时回馈，本文中描述的方法及系统确保每次均实现复杂形状。本文中所提供的是用于使玻璃片材成形和/或弯曲的方法及系统，其包括：将弯铁上的玻璃片材预加热至范围为从600℉至1000℉的预加热温度；将该片材的温度增大至范围为从大于该预加热温度至小于该玻璃下陷的温度的温度，例如但不限于，在1100℉至1250℉的温度范围中。通过以下操作使该玻璃片材弯曲：i.)用通过计算机实施协议控制的回旋管波束将该玻璃片材的一部分选择性地加热至该玻璃片材的至少一部分下陷的温度；ii.)在该选择性加热步骤期间或后的一个或多个时间点用一个或多个红外线(IR)扫描仪扫描该玻璃片材的至少一部分，且从获自该一个或多个IR扫描仪的数据获得在用于该玻璃片材的至少一部分的至少两个维度中的温度分布；iii.)使用计算机实施处理将该获得的温度分布与该计算机实施协议的参考温度分布比较；及用由计算机实施处理控制的回旋管波束选择性地加热该玻璃片材以使该获得的温度分布与该计算机实施协议的参考温度分布匹配。本文中额外提供的是一种系统，其包括：第一炉，在本文中还被称作玻璃预加热腔室/炉，包括红外线加热器及温度传感器；第二炉，在本文中还被称作玻璃成形、玻璃弯曲和/或玻璃形成炉，包括红外线加热器；包括回旋管器件或可产生在微波波谱内的超高频(例如，至少20GHz(千兆赫)，例如，范围为从20GHz至300GHz)且高功率(例如，至少5kW(千瓦)电磁波的其他器件的回旋管系统；及用于控制该回旋管器件的波束至在该第二炉内的弯铁上的玻璃片材的形状、位置及移动的光学系统；及一个或多个红外线(IR)成像传感器；传送机系统，其用于在弯铁上运载玻璃片材穿过该第一炉及该第二炉；计算机系统，其连接至该一个或多个IR成像传感器及该回旋管系统，包括处理器及用于通过由该回旋管系统进行的选择性加热而控制该第二炉中的玻璃片材的弯曲的指令，该指令包括用于加热该第二炉中的玻璃片材且使其弯曲的计算机实施协议，其中该计算机系统在玻璃数据的弯曲期间的一个或多个时间点从该一个或多个IR成像传感器获得该玻璃片材的温度曲线(profile)，将该获得的温度曲线与该计算机实施协议的参考温度分布比较，及控制该回旋管波束系统选择性地加热该玻璃片材以匹配该参考温度分布。该系统任选地含有第三加热炉以可控制地冷却该玻璃片材。该第三炉包括IR加热器、强制冷空气对流系统及风扇。若不存在第三炉，则该第一炉将含有所有这些特征。此外，本专利技术涉及一种操作炉系统以使用于例如一航空器透明件的玻璃片材成形的方法，该方法尤其包括：a)将平玻璃片材放置于具有固定成形轨及定义为可移动成形轨的在关节臂(articulatingarm)上的成形轨的弯铁上；b)将具有该玻璃片材的弯铁定位于炉的内部中以加热该玻璃片材以使在该固定成形轨上的玻璃片材成形，同时移动来自回旋管的微波能量束以加热该玻璃片材的覆盖该可移动成形轨的部分以通过该关节臂的移动使该玻璃片材的该部分成形；c)获得来自一个或多个IR成像传感器的该玻璃片材的至少一部分的一个或多个热影像及任选地来自一个或多个3D成像传感器的一个或多个形状曲线影像且将其传输至计算机；d)使用计算机实施方法分析该一个或多个热影像及任选地该一个或多个形状曲线影像，及通过计算机实施本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种使玻璃片材成形的方法，其包括：a.将弯铁上的玻璃片材预加热至范围为从600℉至1000℉的预加热温度；b.将该片材的温度增大至范围为从大于该预加热温度至小于该玻璃下陷的温度的温度；c.通过以下使该玻璃片材弯曲：i.用产生由计算机实施协议控制的超高频、高功率电磁波的器件将该玻璃片材的一部分选择性地加热至该玻璃片材的至少一部分下陷的温度；ii.在该选择性加热步骤期间或之后的一个或多个时间点用一个或多个热传感器扫描该玻璃片材的至少一部分，且从获自该一个或多个热传感器的数据获得在用于该玻璃片材的至少一部分的至少两个维度中的温度分布；iii.使用计算机实施处理将该获得的温度分布与该计算机实施协议的参考温度分布比较；及iv.用由计算机实施处理控制的超高频、高功率器件的波束选择性地加热该玻璃片材以使该获得的温度分布与该计算机实施协议的参考温度分布匹配。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.08.06 US 14/819,8491.一种使玻璃片材成形的方法，其包括：a.将弯铁上的玻璃片材预加热至范围为从600℉至1000℉的预加热温度；b.将该片材的温度增大至范围为从大于该预加热温度至小于该玻璃下陷的温度的温度；c.通过以下使该玻璃片材弯曲：i.用产生由计算机实施协议控制的超高频、高功率电磁波的器件将该玻璃片材的一部分选择性地加热至该玻璃片材的至少一部分下陷的温度；ii.在该选择性加热步骤期间或之后的一个或多个时间点用一个或多个热传感器扫描该玻璃片材的至少一部分，且从获自该一个或多个热传感器的数据获得在用于该玻璃片材的至少一部分的至少两个维度中的温度分布；iii.使用计算机实施处理将该获得的温度分布与该计算机实施协议的参考温度分布比较；及iv.用由计算机实施处理控制的超高频、高功率器件的波束选择性地加热该玻璃片材以使该获得的温度分布与该计算机实施协议的参考温度分布匹配。2.如权利要求1所述的方法，其中产生超高频、高功率电磁波的器件为回旋管。3.如权利要求1所述的方法，其进一步包括重复该弯曲步骤的步骤ii.至iv.，直至该获得的温度分布匹配该计算机实施协议的参考温度分布。4.如权利要求1所述的方法，其中弯曲步骤c.进一步包括：v.在该选择性加热步骤期间的一个或多个时间点从一个或多个位置传感器获得该玻璃片材的至少一部分的位置数据且在该一个或多个时间点使用计算机实施处理产生用于该玻璃片材的形状曲线；vi.使用计算机实施处理将产生的形状曲线与该计算机实施协议的参考形状曲线比较；vii.用由计算机实施处理控制的超高频、高功率器件的波束选择性地加热该玻璃片材以使该玻璃片材的形状曲线与该参考形状曲线匹配。5.如权利要求4所述的方法，其进一步包括重复该弯曲步骤的步骤v.至vii.，直至该获得的形状曲线匹配该计算机实施协议的参考形状曲线。6.如权利要求4所述的方法，其中基本上同时进行比较步骤iii.及vi.。7.如权利要求4所述的方法，其中该位置传感器中的一个或多个为相机或电荷耦合器件(CCD)。8.如权利要求7所述的方法，其中该形状曲线为从获自多个CCD的数据汇编的三维形状曲线。9.如权利要求7所述的系统，其中该形状曲线为由获自多个激光传感器的数据汇编的三维形状曲线。10.如权利要求4所述的方法，其中该一个或多个位置传感器中的一个或多个为激光传感器。11.如权利要求1所述的方法，其中在加热及成形前，将该玻璃片材切割至所需尺寸。12.如权利要求1所述的方法，其中该热传感器为IR扫描仪或IR成像传感器。13.一种系统，其包括：第一炉，其包括红外线加热器及温度传感器；第二炉，其包括红外线加热器，产生超高频、高功率电磁波的器件，及用于控制该器件的波束至在该第二炉内的弯铁上的玻璃片材的形状、位置及移动的光...

【专利技术属性】
技术研发人员：焦榆，R·W·施里尔，C·于，
申请(专利权)人：PPG工业俄亥俄公司，
类型：发明
国别省市：美国,US