微波加热玻璃弯曲方法和装置与流程
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。
发明背景
发明领域
本发明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。
发明概述
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，本发明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，及通过计算机实施方法将该影像与一个或多个参考热影像及任选地一个或多个参考形状曲线影像比较，以确定该一个或多个热影像及任选地形状曲线影像与该参考影像之间的差异；
e)基于作为参考的预定热量(功率及速度)曲线，使用计算机实施方法引导来自该回旋管或其他合适来源的微波能量束以加热该玻璃片材的部分以匹配该一个或多个参考热影像，及任选地，以匹配该一个或多个参考形状曲线影像，重复该分析及该比较步骤直至该一个或多个热影像匹配该一个或多个参考热影像，及任选地，直至该一个或多个形状曲线影像匹配该一个或多个参考形状曲线影像；
f)经由该计算机实施方法，产生玻璃粘度分布，从而允许该玻璃片材形成或弯曲为具有可接受的光学品质的所需形状；及
g)可控制地冷却该经成形的玻璃片材。
附图说明
图1为说明透明件的层压结构的层压航空器透明件的横截面图。
图2为根据本发明的教导成形的经成形的片材的透视图。
图3为可根据本发明的教导成形以尤其提供图2的经成形的片材的平片材的透视图。
图4为可在本发明的实践中使用以尤其使例如但不限于图3的片材的玻璃片材成形至图2中展示的经成形的片材的弯曲器件的非限制性实施方式的透视图。
图5为根据本发明的教导的可在本发明的实践中使用以尤其加热玻璃片材且使其成形(例如但不限于，加热图3的片材且使其成形至图2中展示的经成形的片材)的炉系统的非限制性实施方式的透视图。
图6为图5中展示的炉的正横截面图。
图7为并入本发明的特征的具有为了清楚的目的而去除的部分的炉门的透视图，该炉门减少图5及图6中展示的炉系统的邻近内部之间的热损失。
图8为用于支撑弯铁(例如但不限于，图4中展示的弯铁)的车架(carriage)及可移动传送机区段以将车架移动至图5及图6中展示的炉的入口端的透视图。
图9说明根据本发明的教导的用于从传感器接收信号且作用于信号的微处理器。
图10为以横截面示意性地部分展示可在本发明实践中使用以加热玻璃片材的选定部分的回旋管。
图11为展示回旋管的微波光束的路径以选择性地加热一个或多个玻璃片材的堆叠的部分的平面图。
图12为可在本发明的实践中使用以尤其加热玻璃片材且使其成形的并入本发明的特征的炉系统的正横截面侧视图。
图13为可在本发明的实践中使用以尤其加热玻璃片材且使其成形的并入本发明的特征的炉系统的正平面图。
图14为可在本发明的实践中使用以尤其加热玻璃片材且使其成形的本发明的炉的正横截面图。
图15为本发明的炉系统的正横截面图。
图16说明根据本发明的使玻璃片材成形的方法的流程图。
具体实施方式
如本文中所使用，例如“左”、“右”、“内”、“外”、“在……上方”、“在……下方”等的空间或方向术语当其在图式中展示时涉及本发明。然而，应理解，本发明可假定各种替代性定向，且因此，这样的术语不应被视为是限制性的。另外，在说明书及权利要求中使用的如本文中所使用，表达尺寸、物理特性、处理参数、成分的量、反应条件等的所有数目应被理解为在所有情况下由术语“约”来修饰。因此，除非有相反指示，否则以下说明书及权利要求中所阐述的数值可取决于设法由本发明获得的所需性质而变化。至少，且不试图将等同原则的应用限于权利要求的范围，各数值至少应按照所报告的有效数字的数目且通过应用一般舍入技术来解释。此外，本文中公开的所有范围应理解为涵盖开头及末尾范围值及其中包括的任何及所有子范围。对于最小值1与最大值10之间(且包含1及10)的范围；即，开始于最小值1或更大且结束于最大值10或更小的所有子范围，例如，1至3.3、4.7至7.5、5.5至10等。另外，如本文中所使用，术语“在……上”意指在表面上，但未必与该表面接触。例如，第一基板“在第二基板上”并不排除位在第一基板与第二基板之间的相同或不同组成的一个或多个其他基板的存在。
在论述本发明前，应理解，本发明在其应用方面不限于特定说明的实例，因为这些仅说明一般性发明概念。另外，在本文中用以论述本发明的术语是出于描述的目的且不具有限制性。再另外，除非在以下论述中另有指示，否则相似编号指相似元件。
为了以下论述的目的，将参照使用于航空器透明件的片材成形来论述本发明。关于本申请，术语“玻璃成形”指玻璃弯曲和/或玻璃形成的概念。这些术语贯穿本申请可互换地使用。如将了解，本发明不限于片材的材料，例如，片材可为但不限于玻璃片材或塑料片材。在本发明的广泛实践中，片材可由具有任何所需的特性的任何所需的材料制成。例如，片材对可见光可不透光、透光或半透光。“不透光”意指具有0％的可见光透射率。“透光”意指具有在大于0％至100％的范围中的可见光透射率。“半透光”意指允许电磁能(例如，可见光)穿过但扩散此能量，使得在与观察者相对的侧上的对象并不清晰可见。在本发明的优选实践中，片材为透明玻璃片材。玻璃片材可包括常规的钠钙硅玻璃、硼硅酸盐玻璃或氧化锂-氧化铝-二氧化硅玻璃。玻璃可为透明玻璃。“透明玻璃”意指未染色或未着色的玻璃。替代地，玻璃可为经染色或以其他方式着色的玻璃。可对玻璃退火、热处理或化学回火。在本发明的实践中，玻璃可为常规的浮法玻璃，且可具有具有任何光学性质(例如，任何可见光透射率、紫外线透射率、红外线透射率和/或总太阳能透射率值)的任何组成。“浮法玻璃”意指通过常规的浮法方法形成的玻璃。浮法玻璃方法的实例公开于美国专利第4,744,809号及第6,094,942号中，该专利在此被以引用的方式并入。
在本发明一个实例中，玻璃为美国专利第8,062,749号中公开的类型的透明氧化锂-氧化铝-二氧化硅玻璃，且在本发明的另一实例中，玻璃为在美国专利第4,192,689号、第5,565,388号及第7,585,801号中公开的类型的透明钠钙硅玻璃。
玻璃片材可用于用于航空器的经成形的单块或经成形的层压透明件的制造中。然而，如可了解，本发明的经成形的玻璃片材可用于任何类型的透明件的制造中，诸如但不限于，挡风玻璃、窗、后灯、遮阳顶及遮月顶(moonroof)；层压或非层压住宅和/或商业窗；绝缘玻璃单元，和/或用于陆地、空中，太空、水上及水下载具的透明件。载具透明件、住宅及商业透明件及航空器透明件及其制造方法的非限制性实例发现于美国专利第4,820,902号、第5,028,759号、第6,301,858号及第8,155,816号中，该专利在此被以引用的方式并入本文中。
图1中所展示的是具有可通过本发明的实践制造的组件的示例性层压航空器挡风玻璃20的横截面图。挡风玻璃20包含由第一聚氨酯夹层30固定至乙烯基夹层或片材28的第一玻璃片材22，且乙烯基夹层28由第二聚氨酯夹层34固定至可加热部件32。本领域中使用的类型的边缘部件或水分阻挡物36(例如但不限于，硅酮橡胶或其他挠性耐久抗湿性材料)固定至(1)挡风玻璃20的周边边缘38，即，乙烯基夹层28的周边边缘38；第一聚氨酯夹层30及第二聚氨酯夹层34的周边边缘，及可加热部件32的周边边缘；(2)挡风玻璃20的外表面42的边际或边际边缘40，即，挡风玻璃20的第一玻璃片材22的外表面42的边际40，及(3)挡风玻璃20的外表面46的边际或边际边缘44，即，可加热部件32的外表面46的边际。
第一玻璃片材22、乙烯基夹层28及第一聚氨酯夹层30形成挡风玻璃20的结构件或内段。挡风玻璃20的外表面42面向载具(例如，航空器(未展示))的内部。聚氨酯层34及可加热部件32形成挡风玻璃20的非结构件或外段。挡风玻璃20的表面46面向航空器的外部。可加热部件32提供热量以从挡风玻璃20的外表面46移除雾，和/或熔化挡风玻璃20的外表面46上的冰。
图2中所展示的是根据本发明的教导成形的两件经成形的玻璃片材60及61。玻璃片材60及61中的每一者具有弯曲端部分62及64，及经成形的中间部分66。例如，经成形的玻璃片材60及61可使用图4中展示的弯铁70由图3中展示的平玻璃片材68及69成形。2012年12月14日申请的题为bendingdeviceforshapingglassforuseinaircrafttransparencies的美国专利申请第13/714,494号中公开的弯铁可用于本发明的实践中。美国专利申请第13/714,494号(下文还被称作“uspa’494”)的公开内容全部被以引用的方式并入本文中。为了弯铁70的详细论述，将注意力针对uspa’494。本文献的图4对应于uspa’494的图4。如可了解，本发明不限于弯铁70，且弯铁的任何设计可在本发明的实践中用以使一个片材成形或同时使两个片材68及69(见图3)成形，或使多于两个片材成形为任何所需的形状。
图5及图6展示了示例性的炉74，例如但不限于，炉系统，或本发明的用于加热玻璃片材(例如但不限于，经成形的玻璃片材68及69)且使其成形的装置。炉74包含第一腔室76或炉及第二腔室78或炉。第一腔室76预加热支撑或定位于弯铁70(图4)上的玻璃片材(例如但不限于，平玻璃片材68或平玻璃片材68及69(见图3))，且可控制地冷却支撑或定位于弯铁70上的该经成形的玻璃片材(例如但不限于，经成形的玻璃片材60或经成形的玻璃片材60及61(图2))以退火该经成形的玻璃片材。根据本发明的教导，第二腔室78选择性地加热平玻璃片材68及69的部分以使玻璃片材68及69成形为所需的形状，例如但不限于本发明，成形为图2中展示的经成形的玻璃片材60及61的形状。
第一腔室76具有第一开口80(还被称作第一腔室76的“入口80”)及与第一开口80相对且间隔开的第二开口82(还被称作第一腔室76的“出口82”)(第二开口清晰地展示于图6中)。第二腔室78具有第一开口84(还被称作第二腔室78的“入口84”及与第二腔室78的第一开口84相对且间隔开的第二开口86(还被称作第二腔室78的“出口86”)。就此配置而言，支撑于弯铁70上的平片材68及69移动穿过第一腔室76的第一开口80至第一腔室76的内部88(见图6)以预加热玻璃片材68及69。根据本发明的教导，经预加热的玻璃片材68及69移动穿过第一腔室76的第二开口82且穿过第二腔室78的第一开口84至第二腔室78的内部90(见图6)以可控制地加热玻璃片材68及69以使玻璃片材成形。经加热的经成形的玻璃片材60及61从第二腔室78的内部90移动穿过第二腔室78的第一开口84及第一腔室76的第二开口82至第一腔室76的内部88以可控制地冷却该经成形的玻璃片材。此后，经成形的玻璃片材60及61从第一腔室76的内部88移动穿过第一腔室76的第一开口80。
第一腔室76的内部88与第二腔室78的内部90相互分开，且通过提供在第一腔室76的入口80处的门92、在第二腔室78的入口84处的门94及在第二腔室78的出口86处的门96而与在炉74外部的环境分开。如可了解，本发明不限于分别在入口80、入口84及出口86处提供的门92、94、96的类型，且任何门设计和/或构造可用于本发明的实践中。例如，在设计及构造上，门92与96可以是类似的。鉴于前述内容，论述现在涉及门92的设计及构造，并且应理解，除非另有指示，否则论述涉及门96。参照图5，门92具有安装于轨道102及104中的侧98及100，用于往复垂直移动以向上移动以打开腔室76的入口80，及向下移动以关闭腔室76的入口80，且用于门96向上移动以打开开口86，及向下移动以关闭开口86。炉78的开口86尤其用于对炉78进行修理及对炉78进行维修；清洁炉78的内部90，例如但不限于，移除破坏的玻璃，及用于以下详细论述的炉74的扩展。
通过包含相互间隔开且安装于旋转轴114上的一对轮子110及112的滑轮配置108，沿着由双头箭头106指明的往复垂直路径移动门92及96。线缆116、118具有固定至分别邻近门92及96的侧98、100的顶部侧121的一端120(针对门92，清晰地展示)，及电缆116、118的分别连接至空气缸126(针对门92及96，清晰地展示于图5中)的相对端122、124。
例如，门92及94可各由具有由钢制成的一侧128及由不锈钢制成的面向炉中的其相应者的内部的相对侧129的外金属外壳127制成。外壳127的内部可填充有kaowool绝缘件130(清晰地展示于图5中)。
将经成形的玻璃片材60及61移动至第一炉内且退火。退火玻璃片材的方法在本领域中是熟知的，例如，见美国专利7,240,519，该专利全部在此被以引用的方式并入，且无进一步的论述被认为是必要的。在片材经退火后，升高门92，且从第一炉76移除经成形的玻璃片材。当从第一炉76移除经成形的玻璃片材60及61时，第一炉76与第二炉78之间的温度差可达到在800℉至1000℉的范围中的温度。更特别地，第一炉76的温度可低为200℉，其为在可移动传送机202上从第一炉76移除经退火的经成形的玻璃片材60及61时的温度，而第二炉78的温度可大于1000℉，其为玻璃预加热温度。为了分别减少第一炉76与第二炉78之间的热损失，门94可具有小于0.80btu/(hr.ft.℉)的热导率。
参照图7，示例性的门94包含管框架94a，其具有固定至管框架94a的侧94c的不锈钢11量规(gage)片材94b，及固定至管框架94a的侧94e的不锈钢11量规片材94d。在注册商标super
门94连接至垂直往复倒转的u形部件136(清晰地展示于图5中)。更特别地，门94由杆138连接至u形部件136的中间腿部(leg)137，且安装外腿部139及140以用于以任何方便方式分别在垂直轨道141及142中的往复垂直移动(见图5)。u形部件由电马达145(仅展示于图6中)垂直向上及向下移动。在门94处于下位置中的情况下，关闭炉78的入口84，且在门94处于上位置中的情况下，打开炉78的入口84。在上位置中，如图6中所展示，通过炉78的金属顶板150的垂直延伸部148，将门94移动至形成于一侧上的包封146内(见图6)，且包封146的另一侧152由固定于轨道140与142(见图5)之间的陶瓷或金属壁制成。
第一炉76的设计及构造不限于本发明，及用于按以下论述的方式将玻璃片材加热或预加热至所需的温度(例如，低于平玻璃片材68及69的软化或下陷温度的温度)以避免玻璃片材的表面的玷污且用于可控制地冷却经成形的玻璃片材(例如但不限于，经成形的玻璃片材60及61)的任何类型的炉。更特别地，为锂钠钙玻璃片材提供在600℉至900℉的范围中的预加热温度，且为钠钙硅玻璃片材提供在900℉至1025℉的范围中的预加热温度。第一炉76可包含侧壁160(见图6)及相对侧壁162(见图5)、顶部壁或天花板164及底部壁166以提供炉76的内部88。按以下论述的方式，短辊(stubroll)168延伸穿过侧壁160及162至第一炉76的内部88，以用于将车架170(见图8)移动至第一炉76的内部88内及移出第一炉76的内部88。红外线加热器172提供于侧壁160及162(图6中仅展示侧壁162)的内部表面174、天花板164的内部表面176及底部壁166上以将第一炉76的内部82加热至所需的温度。另外，第一炉包括热电偶191以测量炉的热量。除了热电偶之外，还可使用其他器件来测量炉的温度。
第二炉78的设计及构造不限于本发明及用于将玻璃片材加热至所需的温度(例如但不限于本发明，对于锂钠钙玻璃片材，高于900℉的加热温度，及对于钠钙硅玻璃片材，高于1025℉的加热温度)的任何类型的炉。用于玻璃下陷的加热温度是优选的，诸如，在1100℉至1250℉的范围中。例如，使用由回旋管或任何其他合适的微波能量源产生的微波能量将待成形的玻璃片材(例如但不限于，经成形的玻璃片材60及61(见图2))的部分加热至其较高成形温度。参照图5及图6，展示产生超高频、高功率电磁波的器件177(例如，如所展示的回旋管)、光学盒178及安装于第二炉78的顶板180上的镜盒179。以下更详细地论述回旋管177、光学盒178及镜盒179的操作。
第二炉78在构造上类似于第一炉76，且包含侧壁181(见图6)及相对侧壁182(见图5)、顶部壁或天花板184及底部壁186(见图6)以提供炉78的内部90。按以下论述的方式，短辊168(见图6)延伸穿过侧壁180及182至第二炉78的内部90内，以用于将车架170(见图7)移动至第二炉78的内部90内及移出第二炉78的内部90。红外线加热器172可提供于侧壁180及182(图6中展示的侧壁181及图5中展示的侧壁182)的内部表面188、天花板184的内部表面190及底部壁186上以将第二炉78的内部90加热至所需的温度。对于锂铝硅酸盐玻璃片材，将炉78的内部90加热至在600℉至900℉的范围内的温度，且对于钠钙硅酸盐玻璃片材，将炉78的内部90加热至在900℉至1000℉的范围内的温度。通常，但不限于本发明，在回旋管经断电的情况下炉76的预加热温度及炉78的温度是类似的，使得维持炉78中由炉76中的玻璃片材达到的温度。
炉76及78的内部88及90的温度分别由热电偶191测量。热电偶191将信号转递至计算机微处理器系统193(见图9)。计算机微处理器系统193作用于信号以分别确定炉76及78的内部88及90的温度。若炉内部中一个或两个的温度低于设定温度，则沿着线195转递信号以增加炉的热量输入。另一方面，若炉内部88及90中一个或两个的温度过高，则沿着线195转递信号以减少至炉的热量输入。若炉内部的温度在可接受范围中，则不采取动作。
用于炉74的传送机系统包含由包含用于旋转短辊的轴杆及马达以对轴杆提供动力(未展示传动配置192的轴杆及马达)的传动配置192(见图5)驱动的第一炉76的短(stub)传送机辊168，且包含由包含用于旋转短辊的轴杆及马达以对轴杆提供动力(未展示传动配置194的轴杆及马达)的传动配置194(见图5)驱动的第二炉78的短传送机辊168。如由本领域技术人员了解，使用短辊的传送机在本领域中是熟知的，且无进一步的论述被认为是必要的。
参照图3至图8，按需要，在装载站(未展示)，一个或多个玻璃片材定位于弯铁(例如，图4中展示的弯铁70)上。两个玻璃片材(例如，玻璃片材68及69(见图3))定位于弯铁70上，任选地，可使用陶瓷粉尘(未展示)防止经成形的玻璃片材60及61的粘着。具有片材68及69的弯铁70定位于车架170(图8)上，且将车架170放置于可移动传送机202的短辊200上。将可移动传送机202从装载区域移动至炉区域。打开第一炉76的门92(见图5及图6)且将可移动传送机202移动至开口80内以将可移动传送机202的短辊200与第一炉76的短辊168对准。接着移动车架170以与第一炉76的邻近短辊168啮合，且车架170由第一炉76的短辊168移动至炉76的内部88内。当车架170在第一炉76的内部88中的预定位置中时，阻止短辊168的旋转，该预定位置通常为第一炉76中的最热位置。在短辊168的旋转停止后，具有弯铁70及玻璃片材68及69的车架170保持在第一炉76中，直至玻璃片材68及69达到所需的温度，例如，对于锂铝硅酸盐玻璃，该温度在范围600℉至900℉的范围内，且对于钠钙硅玻璃，该温度在范围900℉至1000℉的范围内。任选地，可沿着传送机移动路径在稍微上游及下游移动车架170以在炉中围绕片材68及69使经加热的空气流通。
可以任何方便的方式监视玻璃片材的温度，例如，玻璃片材68及69的温度由光学高温计或光学热扫描仪(诸如，由dronfield,uk的landinstrumentsinternational(land)制造的光学高温计或光学热扫描仪)监视。高温计或热扫描仪204安装于第一炉76的顶板164上(见图5)。更特别地，当车架170朝向门94移动从而将炉76与78分开时，高温计或热扫描仪204(例如但不限于，光学热扫描仪(由land制造))测量玻璃的温度。沿着线204a将信号转递至计算机微处理器系统193(见图9)。若玻璃的温度在可接受的预加热温度范围内，例如，在刚好低于玻璃下陷时的温度的温度下，将车架170移动至炉78内。若玻璃不在可接受的成形温度范围内，则不将车架170移动至成形炉78内，且采取适当动作，例如但不限于，若玻璃温度过低，则增大炉76的温度，或若玻璃温度过高，则减小炉76的温度。
在玻璃片材68及69达到所需的温度后，打开第二炉78的门94，且第一炉76及第二炉78的短辊168经通电以移动车架170穿过第二炉78的开口84至第二炉78的内部90中指明的成形位置(以下将详细地论述)。可在车架170已传至第二炉78的内部内后的任何时间关闭第二炉78的门94。在具有玻璃片材68及69及弯铁70的车架170定位于第二炉78的内部88中指明的成形位置中或车架170已越过(clear)门94(如下文所论述)后，关闭门94，且实践使用以下详细地论述的回旋管177进行的本发明的成形方法。
在玻璃片材68及69经成形后，回旋管177经断电或停止使用(deactivated)，且打开第二炉78的门94。第一炉76及第二炉78的短辊168分别经通电以将具有经成形的片材60及61的车架170从第二炉的内部90移动穿过第二炉78的开口84且至第一炉74的内部88内。在将车架170移动至第一炉76的内部88内后，关闭第二炉78的门94。可控制地冷却经成形的玻璃片材以退火片材。当完成退火方法时，打开第一炉76的门92且将可移动传送机202(见图8)移动至第一炉76的开口80内以与第一炉76的短辊168对准。第一炉的短辊168经通电以将车架170移出第一炉76的内部88，至可移动传送机202上。将具有车架170的可移动传送机移动至卸除站(未展示)，且以任何通常方式从弯铁70移除经成形的玻璃片材。
论述现在涉及使用回旋管177(按需要，见图5、图6及图10)将一个或多个玻璃片材的部分加热至其弯曲或成形温度。值得注意的，本申请描述回旋管系统的使用。回旋管是非限制性实例，且可使用任何合适的系统来穿过片材的厚度(包含片材的外部表面及内部)来局部加热(spot-heat)玻璃片材。合适的系统包含产生微波波谱内的超高频(例如，至少20ghz(千兆赫))和高功率(例如，至少5kw(千瓦))电磁波的系统。例如，诸如，速调管或行波管，但这些器件的输出频率及瓦数小于回旋管系统的输出频率及瓦数。如先前论述，使用弯曲后切割方法以移除具有光学畸变(例如但不限于此，由对于玻璃片材搁置于弯铁上以达到用于弯曲的所需的温度所需的长时间段产生)的玻璃片材的部分来制造用于航空器透明件的玻璃。例如，期望，通过使用回旋管或高能电磁辐射的其他来源，致使使用传统方法的玻璃片材的表面的过加热以便实现玻璃的所需的弯曲是不必要的。使用回旋管可将玻璃片材表面温度减小30％至40％，以将玻璃片材的选定部分内部地加热至其弯曲或成形温度。如现在可了解，期望，通过调节炉温度的传统方法对玻璃表面过加热的需要的减少，及玻璃片材坐落于的弯曲铁和/或成形轨的过加热的所得的消除，显著减少玻璃玷污，且大大有助于使用切割至所需尺寸方法替代弯曲后切割方法对用于例如航空器透明件的玻璃片材的弯曲。
回旋管为高功率的线性波束真空管，其能够产生接近红外线太赫兹(thz)波谱的边缘的高功率、高频率电磁辐射。其操作是基于在强磁场(例如，如由超导磁体提供)中振荡的电子的刺激的回旋辐射。能够产生高功率、高频率电磁波的任何合适的微波发生器(诸如，具有范围为从20ghz至300ghz的输出频率且具有至少5kw的功率输出的微波发生器)将是合适的。图10中展示指示回旋管177的各种零件的示意图。一般而言，且不限于本发明，在回旋管177的操作中，由枪线圈磁体208所包围的阴极206发射的电子在超导磁体210的强磁场中加速。当电子束212行进穿过强磁场210时，电子开始按由该磁场的强度给定的特定频率回旋。在位于具有最高磁场强度的位置的空腔214中，强烈地放大thz辐射。模式转换器216用以形成经由窗222离开回旋管177且耦合至波导224的自由高斯波束217。回旋管的操作在本领域中是熟知的，且无进一步的论述被认为是必要的。回旋管可购自例如philadelphia,pennsylvania的gyrotrontechnology,inc.。
继续参照图10，自由高斯波束217穿过波导224至光学盒178。光学盒178具有镜(未展示)，其如本领域中已知而配置以将自由高斯波束217准直成单一波束225，且控制波束225的大小，例如，直径。经准直的波束225经由波导226离开光学盒178且传至镜盒179内。镜盒179具有一个或多个可移动镜228(在图10中以幻象(inphantom)展示一个镜)以移动波束225穿过由锥230(见图6及图10)界定的预定区域。在图10中，移动穿过锥230的波束225入射于平玻璃片材上，例如，定位于弯铁(例如，弯铁70(图4))上的平玻璃片材68及69。片材68及69及弯铁70在图10中以方块图展示。
论述现在涉及使用来自回旋管177的波束225加热平玻璃片材68及69(见图3)的由弯铁70(图4)的关节臂234成形的部分232及由弯铁70的固定成形轨轨238成形的部分236。一般而言，定位于关节臂234的成形轨239上的平玻璃片材68及69将关节臂234维持于下位置(如在图4中所示)中，此维持在上位置中的重物(weight)240。当将玻璃片材68及69的覆盖弯铁70的关节臂234的成形轨239的部分232加热至玻璃片材68及69的成形温度时，重物240向下移动，从而将关节臂234向上移动以使玻璃片材68及69的部分232成形为在图2中展示于片材60及61上的形状232。为了弯铁70的关节臂234的操作的更详细论述，应对uspa’494进行参考。平玻璃片材68及69的部分236由固定成形轨238成形至经成形的玻璃片材60及61的部分236。在本发明的实践中，玻璃片材62的部分232及236由来自回旋管177的波束225加热以快速达到对于锂铝硅酸盐玻璃在1000℉至1100℉的范围中的弯曲温度，且对于钠钙硅酸盐玻璃在1100℉至1200℉的范围中的弯曲温度。
微处理器或计算机系统193(图9)经程序设计(例如但不限于，沿着电线239发送的信号)，以控制光学盒178的镜的操作以设定入射于玻璃片材的正被成形的部分上的波束225的大小，以控制镜盒179的镜228的移动以控制波束225在地带230(见图10)中的移动的方向及移动的速度，及通过更改阳极电压、施加至回旋管的系统的磁场和/或电压的强度来控制波束225的能量。按需要，参照图9及图10，由微处理器193操作的镜228沿着顶部玻璃片材(例如，面向镜盒179的顶部玻璃片材68)的表面246上的预定路径244移动波束225。能量波束225在其沿着由编号236指明的片材的区域中的路径244移动时将玻璃片材加热至用于玻璃片材的其软化温度以呈固定成形轨238(见图4)的形状。能量波束225在其沿着由编号232(见图11)指明的片材的区域中的路径244移动时将玻璃片材加热至其成形温度，此时，弯铁70的关节臂234使区域232中的片材成形。穿过在镜盒177的每一侧上的炉78的顶板180安装的是高温计250(见图6)以监视玻璃的温度。高温计250由电线251连接至微处理器或计算机193以将信号发送至微处理器193，且微处理器沿着电线239转递信号以通过更改沿着路径244的波束225的速度和/或通过更改波束的能量将玻璃的选定部分的温度维持在所需的温度范围内，如上文所论述。更特别地，减小波束225的速度增加了玻璃的温度，且反之亦然，且增大阳极电压、磁场和/或施加的电压增加了玻璃的温度，且反之亦然。
以下为使玻璃片材成形以供在航空器透明件的制造中使用的本发明的实例。平玻璃片材68及69(图3)定位于弯铁70(图4)上。弯铁70放置于车架170(图7)中，且车架放置于传送机202的短辊200上。具有弯铁70及玻璃片材68及69的车架170由第一炉76的短辊168移动至第一炉76(图6)的内部88内。在第一炉76的闭合内部中的玻璃片材经加热至低于玻璃的软化点温度的温度。此后，具有经加热的玻璃片材68及69的车架170由第一炉76及第二炉78的短辊168移动至第二炉78的内部90内，且定位于锥230(见图6及图10)的区域内。
第二炉78的内部90的温度为大体与第一炉76的内部88相同的温度，即，低于弯铁70上的玻璃片材的成形温度的温度。在此温度下，定位于弯铁上的玻璃片材尚未成形。在车架170将片材定位于锥230内后，回旋管177、光学盒178及镜盒179经通电以沿着扫描路径244(见图10)移动波束225。当波束225沿着扫描路径244移动时，回旋管177处于工作模式中。能量波束225在其沿着由编号236指明的片材的区域中的路径244移动时将玻璃片材加热至用于玻璃片材的其软化温度以呈固定成形轨238(见图4)的形状。能量波束225在其沿着由编号232(见图9)指明的片材的区域中的路径244移动时将玻璃片材加热至其成形温度，此时，弯铁70的关节臂234使区域232中的片材成形。当波束沿着扫描路径的段250移动时，波束处于工作模式中以加热片材68的段232。当加热片材68的段或部分232时，片材段软化，且弯铁的重物240向上移动铰接轨238以使片材268的部分232成形。在使片材成形后，至回旋管177的电力减少或断开连接以将回旋管及波束225置于闲置模式中。
第二炉78及第一炉76的短辊168分别将具有经成形的片材60及61的车架170从第二炉78的内部90移动至第一炉76的内部88内。第一炉76中的经成形的片材经可控制地冷却以退火经成形的玻璃片材。此后，车架170由第一炉76的短辊168移动至可移动传送机202上，且可移动传送机移动至卸除区域(未展示)。
如现在可了解，当门92及94(见图5及图6)打开时，仔细确保车架170(见图9)移动至炉76及78内，且在炉76与78之间。作为安全特征，使用追踪传感器300、302及304追踪车架170在其移动穿过炉76及78时的位置。虽然不限于本发明，但追踪传感器300、302及304中的每一者包含产生的连续光束，例如但不限于，入射于探测器上的激光产生光束。当车架170移动穿过连续光束时，引导该光束远离探测器，且该探测器沿着线缆306将指示光束未入射于探测器上的信号发送至微处理器193。计算机微处理器系统193沿着电线308发送信号，以打开或关闭门92或门94。借助于说明且不限于本发明，追踪探测器300定位于炉76中，与门92间隔开大于车架170的宽度的距离。光束的行进与车架170的行进的路径成横向。当车架170移动至炉76内时，车架170通过引导光束远离传感器300的探测器而中断该光束。追踪传感器300的探测器沿着线缆306将指示光束未撞击探测器的信号发送至微处理器193，且该微处理器沿着线缆308发送信号以给马达124(见图5)通电以关闭门92。
任选地，当车架170移动穿过炉76时，对玻璃片材68及69加热，或玻璃片材68及69移动至炉的中心且停止加热该片材。在加热玻璃片材后，朝向分开炉76与78的门94移动玻璃片材68及69(见图3)及车架170。车架中断传感器302的光束且沿着线缆308将信号转递至计算机微处理器系统193以给马达145通电以升高门94。对系统计时使得车架193可无任何干扰地连续地从第一炉76移动至第二炉78内。车架170移动至炉78内，且在完全进入炉78后，中断传感器304的光束。传感器304沿着线缆308将信号转递至微处理器193以关闭门94；微处理器193沿着线缆308转递信号以给马达通电以关闭门94。车架170移动至成形位置内且传送机停止。如可了解，从成形位置至探测器304的光束的距离及车架170的速度是已知的，且以此方式，当车架及玻璃片材处于成形位置中时，可停止传送机的运动。在本发明的另一实例中，使用追踪传感器309(以幻象展示且仅在图6中展示)将车架170定位于成形位置中。当车架170移位或中断追踪传感器309的光束时，转递信号(例如，沿着线缆306)至计算机微处理器系统193，且计算机微处理器系统转递信号(例如，沿着线缆308)以停止柱辊(studroll)的旋转以将车架170及玻璃片材定位于成形位置中。任选地，传感器309及计算机微处理器系统的计时可用于相对于波束定位车架。
在使玻璃片材68及69成形后，将车架170及经成形的片材移出炉74。更特别地且不限于本发明，车架170使传感器304的光束偏转或中断打开门94，使探测器302的光束中断关闭门94，且使探测器300的光束中断打开门92。
如可了解的，本发明不限于炉74的设计，且本发明涵盖用诸如但不限于在上文所论述的图5及图6及下文论述的图12至图15中展示的炉的任何类型的炉实践本发明。更特别地，图12中所展示的是分别具有上文所论述的第一炉76及第二炉78的炉258，及附接至第二炉78的第二开口86(见图5、图6及图12)的炉260。炉260与第一炉76(若不相同)是类似的。通过图12中展示的炉配置，具有弯铁70(具有片材68及69)的车架170可沿着由箭头270指明的路径移动，穿过炉76以预加热玻璃片材68及69，穿过炉78以使玻璃片材68成形，及穿过炉260以退火经成形的玻璃片材60及61(如上针对第一炉76所论述)。在本发明的第二实例中，炉258可分别使用第一炉76及第二炉78使玻璃片材68及69成形，如上文所论述，通过沿着由箭头272指明的往复路径移动具有弯铁70及玻璃片材68及69的车架170，且以与炉76及78类似的方式使用炉78及260使第二组玻璃片材68及69成形，及沿着由箭头274指明的往复路径移动第二组玻璃片材。
参照图13，展示由编号261指明的炉的另一实例。炉261包含炉76、78及260(见图12)及炉262及264。成形炉78在炉262与264之间。使用炉261处理的玻璃具有在水平方向上的行进路径270及278及在垂直方向上的行进路径270a及278a，如在图13中所示；往复行进路径272及274，及在垂直方向上的往复行进路径275及276，如在图13中所示。沿着行进路径276移动的玻璃片材可移动至炉262及78及炉264及78内及移出炉262及78及炉264及78。如可了解，用于图13中展示的炉78的传送系统是可调整的或具备两层传送系统以沿着路径278移动车架穿过炉262、78及262，及沿着路径278a移动车架穿过炉76、78及260。
参照图14，展示由编号280指明的本发明的炉的仍另一非限制性实施方式。炉280包含第一隧道炉282以当平玻璃片材68及69在箭头284的方向上移动时对其预加热。玻璃片材68及69可定位于弯铁70上，或如上文所论述，弯铁70可定位于车架170中。定位于隧道炉282的出口端287处的成形炉286可具有任何数目的回旋管以提供任何数目的成形地带，例如，以实线展示的一个成形地带230，或以幻象展示的两个成形地带231，或以实线230及幻象展示的三个成形地带231。第二隧道炉288连接至成形炉286的出口端289以可控制地冷却经成形的玻璃片材60及61。另外描绘的是热传感器324及位置传感器320及321。
热传感器324为能够产生表示玻璃片材的一个或多个部分的温度的数据的任何传感器或扫描器件(诸如，ir扫描仪或ir成像传感器)，诸如，电荷耦合器件(ccd)、红外线激光传感器器件、热成像器件或热扫描仪，如广泛已知及市售的。玻璃片材的表示可通过计算机实施处理、通过汇编(assemble)从热传感器获得的数据(诸如，原始ccd数据)及产生玻璃片材的至少一部分的二维或三维温度曲线来产生。如下所指示，从热传感器获得热数据，且将从该数据产生的温度曲线与参考温度曲线在计算机实施处理中比较，且产生的温度曲线与参考温度曲线之间的任何差异为触发器，其通过回旋管选择性地加热玻璃片材以使玻璃片材的温度曲线与参考温度曲线匹配。进行这些任务的计算机实施处理以及本文中指示的任何任务易于由计算机成像及过程控制领域的普通技术人员设计及实施。可使用一个或多个热传感器，且可使用多于一个不同类型的传感器来获得玻璃片材的准确且有用的实时热曲线。
位置传感器320及321是能够产生表示玻璃片材的形状的数据的任何器件。位置传感器的非限制性实例为ccd及激光传感器，如广泛已知及市售的。数据是从位置传感器320及321获得且由计算机实施处理汇编以产生炉78中的玻璃片材的形状曲线。如下所指示，从位置传感器获得位置数据，且将从该数据产生的形状曲线与参考形状曲线在计算机实施处理中比较，且产生的形状曲线与参考形状曲线之间的任何差异为触发器，其通过回旋管选择性地加热玻璃片材以使玻璃片材的形状曲线与参考形状曲线匹配。可使用任何数目的位置传感器，只要获得涉及在弯曲方法期间的玻璃片材的实时形状曲线的有意义的数据。同样，可使用多于一种类型的位置传感器获得产生的形状曲线以便获得在弯曲方法期间的玻璃片材的准确且有用的实时表示。例如，可使用两个ccd产生玻璃片材的立体形状曲线，同时使用一个或多个激光距离传感器确定在玻璃片材的表面上的一个或多个点的空间位置或定向，以便最好地确定玻璃片材在任何时间的弯曲程度。
热及形状数据的获得及处理及那些数据的使用以产生温度及形状曲线可在弯曲方法期间重复一或多次，例如，按范围为从每隔0.0001秒至每隔60秒的间隔，包含每隔0.0001秒、0.001秒、0.01秒、0.1秒、0.5秒、1秒、2秒、5秒、10秒、15秒、20秒、30秒及60秒，包含其间的任何增量。甚至预料到更短的时间间隔，且更短的时间间隔仅受到计算机系统的吞吐量(例如，处理功率)限制。回旋管系统可能不能够与计算机系统可分析数据一样快速地响应计算机系统，因此可基于回旋管系统的响应来设定扫描间隔。即便如此，在相关硬件的极限内，可以比回旋管的控制快的速率进行热及任选的空间曲线的扫描及分析。
如由本领域技术人员了解，在片材的成形期间，第一隧道炉282的入口开口290及第二隧道炉288的出口开口292可保持打开。进入及离开成形炉286的门优选地经打开以将待成形的玻璃片材移动至炉288内及移出该炉，且在成形炉286中的玻璃片材的成形期间，门(见图5及图6)关闭以使片材成形方法期间的热损失最小化。任选地且在本发明的范围内，隧道炉的门可保持打开以用于玻璃片材连续移动穿过隧道炉以使玻璃片材成形。
图15示意性地展示图6的炉系统的实例。为了易于可视化，展示图6的炉与图15的炉之间的操作及结构差异所不必要的图6的细节被省略，但包含于图15中。如在图6中，图15的炉系统74包含第一腔室76、第二腔室78及由u形部件136支撑的门94。第一腔室76经由使用红外线加热器将在传送机202上运载的玻璃片材预加热至在900℉至1000℉的范围内的温度，但取决于玻璃片材的材料，可利用其他合适的预加热温度。在使用中，玻璃片材支撑或定位于弯铁(未展示，但如在本文中所描绘及描述)。本文中还被称作成形腔室的第二腔室78选择性地加热平玻璃片材的部分以实现玻璃片材的所需的形状。第二腔室78的红外线加热器将腔室的温度维持至约1000℉至1100℉，或刚好低于玻璃片材的成形或下陷温度的任何温度。玻璃片材的特定部分在第二腔室78中由回旋管波束系统(包含回旋管177、光学盒178及镜盒179)选择性地加热。本文中描述的高能微波系统的使用的益处在于，微波源(例如，回旋管)在内部且在玻璃片材上的精确位置处加热玻璃片材。另一方面，传统红外线加热器仅加热玻璃表面，且经由热传导，能量传至玻璃内。结果，在传统红外线加热下，玻璃表面显著比内部玻璃温度热，因此增大了用于玻璃弯曲的不令人期望的制造条件的可能性。“选择性加热”意指回旋管波束系统涉及加热玻璃的特定区域、部分或位置以使玻璃片材下陷，以产生所需的形状。一旦玻璃片材经成形至所需的规格，就可控制地冷却玻璃片材。在所展示的实施方式中，第一腔室76还充当用于退火玻璃片材的冷却腔室，使得一旦该玻璃片材在第二腔室78中成形，就将其返回至第一腔室76，在第一腔室76处，以受控制方式冷却该玻璃片材。炉系统74可包含在第二腔室78的与第一腔室76相对的侧上的第三腔室，且传送机202依序地从第一腔室76，经由第二腔室78，将玻璃传至第三炉。图14的炉系统280描绘了类似定向。第三炉的包含可简化方法，其在于，玻璃片材能够以线性方式移动穿过系统。第三炉为冷却腔室，其能够可控制地冷却经成形的玻璃片材以退火经成形的玻璃片材。第三炉可经修改，使得经成形的玻璃片材可被热回火或热加强。
除了图6中展示的高温计204外，或代替该高温计，还可提供红外线传感器324。高温计204和/或红外线传感器324监视整个玻璃的片材和/或该玻璃的特定部分的温度。如本文中所使用，“部分”为小于对象的全部或100％的量，且可为对象(诸如，玻璃片材)上和/或中的点、线、区域、区等。
本文中描述的方法及系统在一个方面中依赖于计算机，例如类似于但不限于微处理器193，至少对于监视及控制本文中描述的玻璃片材的加热及弯曲的进展。计算机或计算机系统可呈任何实体形式，诸如，个人计算机(pc)、信用卡计算机、个人数字助理(pda)、智能手机、平板电脑、工作站、服务器、主机/企业服务器等。术语计算机、计算机系统或微处理器系统或计算机微处理器系统在本文中可被互换地使用。计算机包含进行用于计算机的指令的一个或多个处理器，例如，中央处理单元(cpu)。计算机还包含由任何合适的结构(诸如，系统总线)连接至处理器的存储器(memory)，例如，ram及rom(例如，储存uefi或bios)。计算机还包括用于储存程序设计及数据的非暂时性储存器(storage)，其呈计算器可读媒体(一种或多种)的形式，诸如，硬盘驱动器、固态硬盘驱动器(ssd)、光驱、磁带驱动器、闪存(例如，非易失性计算机储存芯片)、盒式驱动器(cartridgedrive)及用于装载新软件的控制元件。如本文中所描述的计算机系统不受任何拓扑或各种硬件元件的相对位置限制，从而辨识一般本领域技术人员在实施计算机系统时使用的变化的实体及虚拟结构。
数据、协议、控制器、软件、程序等可本地储存于计算机中，例如，在硬盘驱动器或ssd中；储存在局域或广域网内，例如，呈服务器、网络关联驱动(nas)的形式；或远程储存，使得经由因特网连接(例如，经由远程访问)进行连接。可在计算器可读媒体上将数据(诸如，通过本文中描述的方法及系统产生或使用的影像、温度曲线或形状曲线)组织于数据库中，数据库为针对一个或多个目的的数据的经组织的集合。形成典型计算机的元件的其他示例性硬件包含输入/输出器件/端口，诸如但不限于：通用串行总线(usb)、sata、esata、scsi、雷电接口(thunderbolt)、显示器(例如，dvi或hdmi)及以太网络端口(如广泛已知)，及图形适配器，其可为cpu的整体部分、主板的子系统或作为单独的硬件器件(诸如，显卡)。诸如wi-fi(ieee802.11)、蓝牙、zigbee等的无线通信硬件及软件还可包含于计算机中。计算机的组件不需要容纳于同一外壳内，而可经由任何合适的端口/总线连接至主计算机外壳。在典型的计算机中，至少cpu、存储器(rom及ram)、输入/输出功能性及常常硬盘驱动器或ssd与显示器适配器容纳在一起，且由任何可用拓扑的高性能总线连接。
具有储存器及存储器能力的计算机可包含允许指令的设计、储存及进行的控制器方面，该指令可进行以用于独立或共同地指导计算机系统按程序设计互动及操作，其在本文中被称作“程序设计指令”。在计算的情况下，广泛言之，计算机实施处理(即，程序)指产生结果的任何计算机实施活动，诸如，数学或逻辑公式或运算、算法等的实施。
控制器的一个实例为装设于计算机系统上用于引导指令的进行的软件应用程序(例如，基本输入/输出系统(bios)、统一可扩展固件接口(uefi)、操作系统、浏览器应用程序、客户端应用程序、服务器应用程序、代理应用程序、在线服务提供商应用程序和/或私用网络应用程序)。在一个实例中，控制器为基于windowstm的操作系统。可通过利用任何合适的计算机语言(例如，c\c++、unixshellscript、perl、javatm、javascript、html/dhtml/xml、flash、windowsnt、unix/linux、apache、包含oracle的rdbms、informix及mysql)和/或面向对象式技术实施控制器。
控制器可永久或临时地以任何类型的机器、组件、实体或虚拟设备、储存媒体或能够将指令传递至计算机系统的传播信号来体现。特别地，控制器(例如，软件应用程序，和/或计算机程序)可储存于可由计算机系统读取的任何合适的计算机可读媒体(例如，碟、器件或传播信号)上，使得若计算机系统读取储存媒体，则进行本文中描述的功能。
计算机含有“协议”，其为控制例如用于玻璃片材的弯曲方法的指令及数据。各种建模技术可用以开发协议，且可实施为计算机实施协议的部分。建模技术包括具体针对玻璃弯曲方法的科学及数学模型，其能够确定在实现高质量的最终玻璃片材所必要的方法的不同阶段的所需温度。例如，在第一炉的出口处的预加热温度、在玻璃形成炉中的玻璃形成/弯曲温度曲线、一旦完成形成方法时的出口玻璃温度及玻璃退火温度。协议控制回旋管波束系统确立加热曲线以实现用于玻璃片材的特定形状。回旋管波束可以各种方式操纵，诸如，更改回旋管波束的路径、速度、宽度、形状、频率、在某位置(玻璃片材上的位置)处的停留时间或强度/能量(例如，千瓦，kw)。在一个实施方式中，波束宽度、波束形状、强度/能量及频率是恒定的，但回旋管波束的位置、路径、速度和/或在某位置处的停留时间经更改以提供片材上的所需的加热曲线。在另一实例中，当回旋管波束正以恒定速度移动跨越玻璃片材的表面以产生所需的热量曲线时，该回旋管波束的电力可操纵。在另一实例中，技术人员可改变电力及波束速度两者以实现相同效应。协议包括至少用于控制回旋管波束的任何或所有可能参数(诸如：位置、路径、强度/能量、速度、波束形状、波束直径及输出频率，其可由回旋管单元或回旋管后光学器件控制)的指令。因而，协议控制玻璃片材上的热量曲线和/或热量分布，以用于获得玻璃片材的所需的形状及大小。包含为协议的部分，计算机接收且处理来自热及位置传感器(特别地，热传感器，且任选地，位置传感器)的实时数据。计算机接着由实时数据产生温度曲线，且任选地，形状曲线。温度曲线及形状曲线仅为计算机中可与相关联于弯曲协议储存的参考温度及形状曲线比较的表示。计算机系统将产生的曲线与参考曲线比较以确定在玻璃片材上一个或多个位置处的产生的曲线与参考曲线之间的差异，且若存在差异且玻璃片材上一个或多个位置需要加热以使玻璃片材的温度及形状与参考曲线匹配，则计算机控制回旋管波束的一个或多个参数以选择性地加热玻璃片材的一部分以校正那些差异。除上之外，任选地，计算机从一个或多个温度传感器(诸如，根据本文中描述的任何实例的系统的一个或多个腔室和/或炉的热电偶或ir扫描仪)接收额外温度数据，且充当恒温器，监视及调整腔室的环境温度，例如，通过调整在系统中利用的ir加热器、吹风机等的输出。例如，在一个方面中，热电偶(例如，如图6中所展示)探测第二炉78的温度，如图15中所展示。若第二炉78不处于所需的温度，则计算机(使用例如如上所述的计算机实施处理)将第二炉78的实际环境温度与用于第二炉78的储存的参考环境温度比较，且自动调整第二炉78的热量以便达到储存的参考环境温度。参照本文中描述的炉的“环境温度”意指在炉内的一个或多个点处的气氛的温度，且不指玻璃片材的温度。
在另一方面中，热传感器324为捕获发送至计算机的正被弯曲的玻璃片材的ir图像的ir激光传感器，其将捕获的影像与储存为用于特定玻璃片材的玻璃弯曲协议的部分的参考影像比较，且若玻璃上的某位置处于低于储存为玻璃弯曲协议的部分的影像中的相同位置的温度的温度，则引导回旋管波束加热该位置，直至该位置的温度匹配储存为玻璃弯曲协议的部分的影像的参考温度。如本文中所使用，用于从玻璃片材产生特定形状的协定含有在弯曲方法期间一个或多个时间点的用于该特定形状及玻璃片材的一个或多个参考温度分布曲线及形状曲线。
图15还描绘了任选的位置传感器320。还可使用合适的光源以在准许成像所必要的程度上提供玻璃片材的照明，但为了成像目的，经加热的玻璃通常发射足够的光。位置传感器包括允许实时的影像捕获或数据的捕获的单一单元或多个单元，该数据指示玻璃片材上的一个或多个位置的空间位置。非限制性实例为从rockwellautomation(allenbradly)获得的位置传感器，例如，42cm18mmlasersight或42eflasersightrightsight为合适的位置传感器。位置传感器可为成像传感器，诸如，容纳在一起或容纳于腔室78内的单独位置处的一个或多个ccd和/或激光传感器器件。ccd和/或激光传感器器件输出在计算机内或器件内处理的2d影像。该影像可以其2d形式使用，或可由计算机处理以形成3d影像以产生指示玻璃片材上的任何部分或点的实时空间位置及形状的玻璃片材的曲线，且接着将该2d曲线与相关联于协议的参考曲线比较，且通过回旋管波束调整加热以使玻璃片材的形状曲线与参考曲线匹配。大量多种位置、距离、测量、位移、曲线、2d及3d传感器(例如，激光传感器)可市售，例如且不限于，自rockwellautomation(allenbradly)、st.louismissouri的emersonelectric、portlandoregon的schmittindustries,inc.及hoffmanestates,illinois的omronautomation&safety。在任何情况下，位置传感器连接至计算机，且数据任选地与以上描述的ir数据相协调，从位置传感器获得，且将该数据与相关联于用于使特定玻璃片材弯曲的协议的参考数据比较，且可使用回旋管波束调整玻璃片材的任一部分的温度。
如图15中所展示，展示两个位置传感器320、321。在任何给定时间点的玻璃片材的合成(composite)3d影像或影像的集合可通过计算机实施处理产生，以便评估在任何时间点的玻璃片材的形状。可将玻璃片材的计算机系统产生的3d影像、合成影像或影像的集合和/或其部分与协议的参考形状曲线的值比较，且若存在与储存于协议中的所需的形状的偏差，则计算机系统控制回旋管177和/或第二炉78的环境温度，任选地，结合来自2d红外线成像传感器324的红外线影像数据，以加热玻璃片材或其部分，以使玻璃片材成形以符合配方的要求。图16提供说明使用如关于图15所论述的两个或三个腔室的本文中所描述的方法的非限制性实施方式的流程图。
可以各种方式操纵回旋管波束，诸如，更改回旋管波束的路径、速度、宽度、频率、在某位置处的停留时间或能量强度或电力。在一个实例中，波束宽度、能量及频率是恒定的，但回旋管波束的位置、路径、速度和/或在某位置处的停留时间经更改以提供在片材上的所需的加热曲线。
“温度曲线”或“温度分布曲线”指使特定玻璃片材弯曲及冷却的在加热的方法期间的任何一个或多个时间点的该玻璃片材的任何一个或多个部分的温度。如本文中所使用，“参考温度曲线”指与用于弯曲任一特定玻璃片材的协议相关联的本地储存于计算机系统或远程储存的用于该任一特定玻璃片材的温度分布曲线。参考温度曲线是通过任何方法(诸如，通过公式和/或试错法)创造或开发，以产生特定玻璃片材的特定形状。用于从玻璃片材产生所需的形状的参考温度分布曲线将取决于多种因素，在各因素当中包含以下因素：玻璃片材的组成、所需的形状及弯铁形状及功能性。通过将预定温度曲线用作参考，且最终操纵回旋管系统以选择性地加热玻璃片材，不仅在玻璃的内部且还贯穿玻璃产生均匀的玻璃粘度分布。玻璃粘度的此均匀分布消除玻璃表面的过加热，且结果是，玻璃片材将按令人满意的光学品质形成或弯曲成所需形状。
术语“形状曲线”指在加热、弯曲及冷却玻璃片材的方法期间的任何一个或多个时间点的玻璃片材的2d或3d形状。“参考形状曲线”指与用于弯曲任一特定玻璃片材的协议相关联的本地储存于计算机系统或远程储存的针对玻璃形成方法中的任一时间点的用于该特定玻璃片材的形状曲线。参考形状协议是通过任何方法(诸如，通过公式和/或试错法)创造或开发，以产生特定玻璃片材的特定形状。如同预定热量分布，用于由玻璃片材产生所需的形状的参考形状曲线将取决于多种因素，在各因素当中包含以下因素：玻璃片材的组成、所需的形状及弯铁形状及功能性。
本发明进一步涵盖安全设备的使用以限制或防止使操作设备的人员受伤，和/或防止或限制对设备的损坏。例如且不限于该论述，设备包含电弧检测器330。电弧检测器330安装于炉78中且包含通过线缆306连接至微处理器193的光电池。如本领域中已知，电弧作用是电离的物质，例如但不限于，灰尘的空气承载的穴(airbornpocket)，及显现为一簇光。电弧作用现象在本领域中是熟知的，且无进一步的论述被认为是必要的。检测器330的光电池感测电弧作用且沿着线缆305转递信号。微处理器193沿着线缆308转递信号以关闭回旋管以防止使在炉78周围的人员的受伤及对回旋管设备的损坏。
论述本发明的实例以使两个玻璃片材成形。如现在可了解，本发明不限于此，且可对一个片材或多于两个片材(例如但不限于，三个、四个或更多个片材)实践本发明。
本发明可进一步特征在于以下带编号的条款。
条款1：一种使玻璃片材成形的方法，其包括：
a.将弯铁(70)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.通过以下操作使该玻璃片材弯曲：
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(177)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热传感器(324)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(324)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(177)的波束(225)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。
条款2：如条款1所述的方法，其中产生超高频、高功率电磁波的器件(177)为回旋管。
条款3：如条款1或2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。
条款4：如条款1至3中任一项所述的方法，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(320及321)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；及
vii.用由计算机实施处理控制的超高频、高功率器件(177)的波束(225)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。
条款5：如条款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。
条款6：如条款4或5所述的方法，其中基本上同时进行比较步骤iii.及vi.。
条款7：如条款4至6中任一项所述的方法，其中该位置传感器(320及321)中的一个或多个为相机或电荷耦合器件(ccd)。
条款8：如条款7所述的方法，其中该形状曲线为由获自多个ccd的数据汇编的三维形状曲线。
条款9：如条款7所述的方法，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。
条款10：如条款4至9中任一项所述的方法，其中该一个或多个位置传感器(320及321)中的一个或多个为激光传感器。
条款11：如条款1至10中任一项所述的方法，其中在加热及成形前，该玻璃片材经切割至所需尺寸。
条款12：如条款1至11中任一项所述的方法，其中该热传感器(324)为ir扫描仪或/和ir成像传感器，任选地，是激光传感器。
条款13：一种系统，其包括：
第一炉(76)，其包括红外线加热器(172)及温度传感器(191)；及
第二炉(78)，其包括红外线加热器(172)；产生超高频、高功率电磁波的器件(177)；及用于控制该器件的波束至在该第二炉(78)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(70)上运载玻璃片材穿过该第一炉及该第二炉(76及78)；
计算机系统，其连接至该一个或多个ir成像传感器及该超高频、高功率器件(177)，包括处理器及用于通过由该超高频、高功率器件(177)进行的选择性加热而控制该第二炉(78)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(78)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(324)获得该玻璃片材的温度曲线，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，及控制该超高频、高功率器件(177)选择性地加热该玻璃片材以匹配该参考温度分布；及
可控制地冷却该玻璃片材的第三加热炉(260)，其包括ir加热器、强制冷空气对流系统及风扇。
条款14：如条款13所述的系统，其中产生超高频、高功率电磁波(177)的器件为回旋管。
条款15：如条款13或14所述的系统，其进一步包括在该第二炉(78)中的一个或多个位置传感器(230及231)，该一个或多个位置传感器经配置以获得在弯曲期间用于该玻璃片材的一个或多个部分的位置数据，其中该位置传感器(230及231)连接至该计算机系统，且该计算机系统：
a.在该玻璃片材的弯曲期间的一个或多个时间点从该一个或多个位置传感器(230及231)获得数据；
b.在该一个或多个时间点由来自该一个或多个位置传感器的获得的数据产生用于该玻璃片材的形状曲线；
c.将该获得的形状曲线与该计算机实施协议的参考形状曲线比较；及
d.控制该超高频、高功率器件(177)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。
条款16：如条款15所述的系统，其中该一个或多个位置传感器(230及231)中的一个或多个为电荷耦合器件(ccd)。
条款17：如条款16所述的系统，其包括多个ccd，其中该形状曲线为由获自该多个ccd的数据汇编的三维形状曲线。
条款18：如条款15至17中任一项所述的系统，其中该一个或多个位置传感器(230及231)中的一个或多个为激光传感器。
条款19：如条款18所述的系统，其包括多个该激光传感器，其中该形状曲线为由获自该多个ccd的数据汇编的三维形状曲线。
条款20：如条款13至19中任一项所述的系统，其中该一个或多个ir成像传感器(324)中的一个或多个为激光传感器或ccd。
条款21：如条款13至20中任一项所述的系统，其进一步包括具有ir加热器的第三炉(260)，且其中该传送机系统进一步运载该玻璃片材穿过该第三炉。
条款22：如条款21所述的系统，其中该第一炉、该第二炉及该第三炉(76、78及260)形成单一隧道。
条款23：如条款22所述的系统，其包括在该第一炉与该第二炉(76与78)之间及在该第二炉与该第三炉(78与260)之间的门。
条款24：如条款13至23中任一项所述的系统，其中该计算机系统获得该第一炉的温度，且使用该ir加热器调整该第一炉(76)的温度以根据该计算机实施协议匹配预加热温度。
条款25：如条款13至24中任一项所述的系统，其中该计算机系统获得该第二炉(78)的环境温度，且使用该ir加热器调整该第二炉(78)的温度以匹配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。
本领域技术人员将易于了解，在不脱离前述描述中公开的概念的情况下，可对本文中公开的本发明的非限制性实施方式进行修改。因此，本文中详细描述的本发明的特定非限制性实施方式仅为说明性，且并不限于本发明的范围，应对本发明给予随附权利要求及其任何及所有等效内容的完全广度。
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