专利名称：用于装饰器组件识别及其选定调整的方法和系统的制作方法
技术领域：
背景技术：
遍及全世界的两片罐生产线通常并入有印刷装饰机器，其对于业内人士来说常常称为且简称为“装饰器”。装饰器是能够油墨印刷多达饮料罐外部的整个圆柱体表面的大型机器。尽管装饰器已在我们身边好几十年且已在这期间速度稳定地增长，但此类装饰器的当前技术发展水平实例能够以超过3000经装饰罐/分钟(CPM)的速度运作。因为其需要能够以这些极高的速度运转，所以所述机器的大多数功能方面或子系统采用旋转式机器组件。实际上，大多数装饰器上的主要“印刷轮”是旋转式的。旋转式罐装饰器使用类似于用于印刷平板材料的胶印(offset printing)工艺的工艺。差异在于，罐装饰是印刷到圆柱体金属物体上而非平坦的纸张上。因为上面将发生印刷的表面是圆柱体的弯曲外表面，所以将在所印刷表面后方提供支撑的心轴是必需的。需要许多专门的技术来保持此类机械复杂的机器得以适当调整。存在此类印刷装饰机器的许多不同制造商，但其通常具有非常简单且类似的操作原理。装饰器的主要组件为:墨棒、毡轮和胶印毡、心轴轮、上清漆单元、心轴到销链转移单元，和销链传送系统。装饰器在罐工业中是众所周知的，但有必要进行装饰器的功能概念的简要概述以更好地理解本专利申请案的价值和实施。装饰器的主要部分中的每一者的功能如下。每一标签颜色具有其自身的墨棒和针对所述颜色的个别印刷板。墨棒的目的是将来自储集器或“中心注管(fountain) ” ( S卩，如在“自来水笔”中)的墨水分配通过一系列金属和橡胶辊以使膜厚度变平，且将非常均匀的墨水涂层放置到印刷板上。印刷板具有所述特定标签的所述颜色的凸起图像。将在印刷板的凸起图像上的墨水膜转移到附接到毡轮的弯曲表面的聚酯印刷毡上。印刷毡具有允许其粘附到弯曲毡轮的表面的粘性背衬。六色装饰器例如具有拥有八个区段的毡轮，每一区段具有其自身的印刷毡。每一墨棒印刷板将其图像转移到这八个印刷毡中的每一者(当其通过每一个别墨棒时)。每一墨棒颜色以完全配准转移到印刷毡而使得每一颜色绝不接触其它颜色。众所周知的六色装饰器具有心轴轮，其具有24个个别“心轴”。心轴是依据正处理的两片罐的特定内径和长度而精确地制造的钢或塑料工具。罐内径必须非常紧密地配合到心轴的外径而使得不存在大于0.020"的径向间隙。必须存在刚好足够的间隙以允许在心轴上方借助真空高速拉拽两片罐，但不是过大间隙，因为当毡轮印刷毡将墨水从印刷毡转移到罐时心轴必须支撑所述罐。如果存在太大间隙，那么当正转移墨水时，罐将在心轴上滑动且“弄脏”图像。心轴轮圈通常在正发生墨水转移的点与毡轮的半径相符，即使得毡轮可将图像从毡“向前滚动”到圆柱体罐。毡轮图像与罐的圆周尺寸完全为相同长度，因此不存在“重叠”。图像恰好在一次罐旋转中转移。在罐上的湿墨水图像现在湿墨水上方得到透明的清漆涂层，因此“上清漆”。这通过使心轴上的罐的旋转表面速度与聚氨酯上清漆涂布辊的表面速度匹配而在不弄脏湿墨水的情况下实现。此工艺将涂层的一次完整旋转置于罐上。所述涂层不仅对于保护罐免于运输磨损很重要，而且还向最终罐标签提供必需的光泽。从心轴移除湿式印刷且上清漆的罐且将其放置到通过罐的基底或“圆顶”而固持两片罐的转移轮吸盘上。这通过将一阵压缩空气吹到罐中迫使罐离开心轴并到达利用真空而固持罐的转移轮吸盘上来完成。转移轮经谨慎定时以将两片罐的开放端放置在连续“销链”上的金属销上方，且接着释放真空以完成此转移。销链是沿着其长度连续每隔5.25"具有金属销的#60辊。销链的目的是运载湿罐离开装饰器且使湿罐通过烘箱，烘箱将提供足够的热量来“固化”湿润的外部涂层。罐制造是非常高速的制造工艺，且因此，如果所述工艺不能保持处于精确控制下，那么可能以极端速度制造出废罐。装饰工艺众所周知会产生大量必须手动分类或完全报废的不适当装饰的罐。大多数两片罐工厂具有充满必须等待检查的不适当装饰的罐的邻近的仓库。业界将此称为“HFI”。对装饰器机器的微小误调可能导致微小乃至灾难性的缺陷。业界的历史性难题是具有关于如何识别和跟踪对装饰器机器的误调的良好处置。对罐进行装饰的极高的速度使得人们难以查看罐，这是因为其持续处于高速运动中。尽管不同机器间稍有不同，但罐在可能正以20与25英尺/秒之间移动的销链上退出当前技术发展水平的装饰器。可存在一些旋转一致性，但就绝大部分而言其依据其到达销链的时间随机旋转地定向，因此查看、装饰和故障检修进一步复杂。当罐正退出装饰器时，墨水仍处于湿润且易受影响状态，因此罐不能在无弄脏未固化墨水的风险下轻易移除以供检查。实际上，直到罐已通过固化烘箱后，其才可安全处置。通过材料处置和固化烘箱回路的往返行程花费大量时长。容易理解可如何在这些速度下在短时期内生产出许多不适当装饰的罐。已开发和/或实施许多不同种类的手动以及自动检查技术。业界已尝试各种类型的基于高速相机的检查系统。一些系统拍摄经装饰罐或印刷毡的高速图像，但图像的分析在其于显示屏上被观察时留待人们判断。迄今为止，不同类型的系统未能提供某些关键信息，所述信息对于为装饰器问题的真实来源进行故障处理可能非常有价值而使得可采取步骤来对其进行校正。
发明内容
在当前描述的实施例的一个方面中，一种系统包括:其上安置有多个心轴的心轴轮，每一心轴操作以在心轴轮的周边周围运载个别圆柱体容器；其上安置有多个印刷毡的印刷毡轮，所述印刷毡轮是可调整的，每一印刷毡操作以在心轴轮的心轴所运载的个别圆柱体容器的周边表面上印刷图案；检查系统，其操作以检查圆柱体容器以查看个别圆柱体容器上的所印刷图案中的错误或变化，所述检查系统操作以识别运载个别圆柱体容器的个别心轴和曾在个别圆柱体容器上印刷的对应的印刷毡，且操作以产生错误或变化信息；以及控制系统，其操作以接收所述错误或变化信息来促进对系统的校正。在当前描述的实施例的另一方面中，所述系统进一步包括针对每一心轴的马达或伺服系统以促进基于所述错误或变化信息对个别心轴的自动调整。在当前描述的实施例的另一方面中，所述系统进一步包括针对每一心轴的可调整组件，且其中对个别心轴的调整是手动的且基于所述错误或变化信息。在当前描述的实施例的另一方面中，所述系统进一步包括针对每一印刷毡轮或个别印刷毡的马达或伺服系统以促进基于所述错误或变化信息对轮的自动调整。在当前描述的实施例的另一方面中，对印刷毡轮或个别印刷毡的调整是手动的且基于所述错误或变化信息。在当前描述的实施例的另一方面中，对个别心轴、印刷毡轮或个别印刷毡的调整包括在印刷期间对个别圆柱体容器上的压力的调整。在当前描述的实施例的另一方面中，圆柱体容器是罐。在当前描述的实施例的另一方面中，检查系统包括识别模块以基于来自零件检测光检测器、位置一传感器、近程检测器、计数器和编码器中的至少一者的数据识别运载个别圆柱体容器的个别心轴和曾在个别圆柱体容器上印刷的对应的印刷毡。在当前描述的实施例的另一方面中，检查系统位于销链所配置之处，使得正成像的罐的长圆形对称轴线与邻近罐中的至少一者实质上不平行。在当前描述的实施例的另一方面中，正检查的罐与其紧邻的两个罐不平行大于5度。在当前描述的实施例的另一方面中，控制系统操作以将所述错误或变化信息传达到操作者。在当前描述的实施例的另一方面中，控制系统在视频显示器上以图形方式传达所述错误或变化信息的某一方面。在当前描述的实施例的另一方面中，控制系统是操作以基于所述错误或变化信息而将针对系统的校正调整的建议传达到操作者的视频检查控制系统。在当前描述的实施例的另一方面中，控制系统在装饰器正有效装饰的同时实时地检查罐，但在利用检查数据来推荐对工艺的改变之前采用算法来确定所观察到的工艺变化中的任一者是否是统计学上重要的。在当前描述的实施例的另一方面中，所述系统进一步包括操作以维持错误或变化信息、所发布的警告、统计趋势指示、变化的时间戳、针对调整的建议、遵守建议的验证以及所实行的自动调整中的至少一者的日志的模块。在当前描述的实施例的另一方面中，所述日志是安全日志。在当前描述的实施例的另一方面中，一种方法包括:在心轴轮的心轴所运载的个别圆柱体容器的周边表面上印刷图案；检查圆柱体容器以查看个别圆柱体容器上的所印刷图案中的错误或变化；识别运载个别圆柱体容器的个别心轴和曾在个别圆柱体容器上印刷的对应的印刷毡；基于检测到的错误或变化以及所述识别而产生错误或变化信息；以及处理所述错误或变化信息来促进对系统的校正。在当前描述的实施例的另一方面中，圆柱体容器是金属罐。在当前描述的实施例的另一方面中，在装饰器正有效运作且提供几乎即刻的错误信息的同时以实时方式执行检查。在当前描述的实施例的另一方面中，装饰器正以超过900个容器/分钟的速度印刷容器。在当前描述的实施例的另一方面中，所述处理包括通知操作者。在当前描述的实施例的另一方面中，所述方法进一步包括手动校正所述系统。在当前描述的实施例的另一方面中，手动校正包括调整个别心轴或印刷毡。在当前描述的实施例的另一方面中，所述方法进一步包括自动校正所述系统。在当前描述的实施例的另一方面中，自动校正包括调整个别心轴或印刷毡。在当前描述的实施例的另一方面中，一种方法包括:配置罐装饰器，所述罐装饰器整体连接到自动视觉检查系统以在印刷之后不久以生产速度检查每一罐；通过与运载在速度同步印刷毡轮上的印刷毡形成滚动接触而在心轴轮的心轴所运载的每一个别罐的周边表面上印刷图案；检查罐体以查看每一个别罐体上的所印刷图案中的视觉错误或变化；识别个别心轴、印刷毡、颜色和与装饰器机器中的每一个别罐接触的其它机器组件中的至少一者；产生并关联与可能需要用以进一步优化或校正装饰工艺的特定机器组件调整有关的错误或变化信息；以及将电信号发送到操作以自动进行对需要调整的特定机器组件的所推荐的调整的控制系统。在当前描述的实施例的另一方面中，采取额外步骤:检查与所进行的改变有关的经装饰的罐以验证所制定的改变确实实际上适当校正了工艺变化；如果所制定的改变未校正装饰，那么推荐进一步改变以进一步优化装饰工艺；以及将更多电信号发送到控制系统以自动进行新的所推荐的改变来进一步优化装饰。
图1是根据当前描述的实施例的系统的代表性说明；图2是根据当前描述的实施例的系统的代表性说明；图3是根据当前描述的实施例的系统的代表性说明；以及图4是根据当前描述的实施例的方法的流程图。
具体实施例方式当前描述的实施例涉及容器印刷或装饰操作的改进(例如，直到优化)。在一种形式中，在高速环境中在线执行印刷和装饰操作。此类高速环境以多种速率处理容器，但800-2200个容器/分钟(CPM)的速率是常见的。在当前描述的实施例的一种形式中，装饰器已大于900个容器/分钟的速率在容器上进行印刷。在这些环境中，当前描述的实施例可依据检查系统的配置来检查每个容器或仅选定容器(例如，检查每6个容器中I个)。此类型的装饰操作对于全世界几乎所有两片啤酒罐和饮料罐制造设施是必备且很重要的。修饰例如普通啤酒或碳酸软饮料罐的等金属罐外部的漂亮且时髦的装饰是将从当前实施例受益的类型的印刷装饰的实例。包含某些其它类型的罐的许多其它种类的圆柱体容器可潜在也从当前实施例受益。当前描述的实施例涉及一种自动检查技术，其以用于使此类关键工艺和机器信息适当可用的新颖概念和方法来扩增。所预期的检查系统(其在至少一种形式中为视觉检查系统)可检查所印刷图案中的多种错误或变化，包含颜色、空隙、污迹、亮度、暗度、遗漏的颜色、模糊、可读性、清晰度、颜色规范、代码清晰度(例如，UPC代码)等。所述错误或变化还与印刷图案的系统的特定部分(例如，心轴、印刷毡…等)相关。在根据当前描述的实施例新的错误或变化信息可用的情况下，将使装饰器操作者直接知道到未在适当运作的装饰器机器的特定部分或子系统。新信息将直接促进且甚至可推荐对于装饰器校正其印刷功能所必需的调整。在一些情况下，错误或变化可源自损坏的零件(例如，印刷毡、心轴…等)，其可接着被更换。有可能使用此新信息来以若干重要方式优化装饰器的操作。在一些实施例中，还有可能借助适当配置的控制系统来使用此信息，且在将特定扩增能力添加到装饰器机器之后，自动闭合具有装饰器的特定零件或子系统的回路以显著改进装饰工艺。举例来说，为了适当调整和优化装饰器机器，有必要知道关于印刷质量的特定方面，因为这些方面对应于每一印刷毡。装饰器的普通且一般印刷结果完全不适于适当优化装饰器的能力。印刷毡中的每一者例如将展现其自身的工艺能力和工艺变化，且应在可适当执行机器改变之前理 解。当前，缺乏关于各种机器分部或组件的性能的详细信息，通常执行粗略或全局调整，这不能充分优化装饰工艺。次优化的装饰工艺将具有与装饰中的许多关键变量相关联的实质上较大的平均、标准偏差和CPk指数。随着装饰机器的轴承、心轴、凸轮和其它组件随时间磨损，对应于个别印刷毡的统计特性将变宽。继续所述实例，为了充分优化装饰器，负责固持每一印刷毡的个别机器结构应改变其位置或印刷接触压力调整。缺乏关于诸多毡中的每一者的性能的正确信息导致避免对个别毡进行改变以利于仅采取全局调整。然而，改变全局调整将实际上在统计学上将所述毡中的一者或一些置于错误的方向，而将其它者置于正确方向。盲目地进行全局调整常常只可能导致对工艺完整性造成与积极改变一样多的损害。更明确来说，且在毡印刷轮中，可能印刷毡的仅一者需要调整以校正问题，但其借助全局中心调整而全部被移动。如果特定印刷毡需要更多接触压力，那么全局调整可以使得接触压力对于所有其它七个毡过高的代价来实现。虽然此可能不会使其它七个毡印刷结果脱离可接受范围，但其将肯定次优化装饰器的总体输出。还有可能将指示符或标记粘附到每一罐毡或容器，其将由同时触发检验系统读取以知晓通过哪个印刷毡和对应的机器组件装饰了特定罐。这些指示符或标记可用可在可见光谱中读取的墨水或用可在UV或IR光谱下发荧光以供由机器视觉系统读取或以传感器检测的墨水印刷。因此，利用可见或不可见指示符或标记，将有可能粘附某些东西来识别通过哪个印刷毡和机器组件装饰了特定罐。或者，有时更可行的是作为序列来跟踪多种机器零件，且因此能够针对某些类型的工艺问题跟踪且关联回到相关或负有责任的机器组件。为此，例如零件检测光检测器、光单元、近程检测器、位置一传感器、编码器、其它类型的传感器和计数器等光检测器可用于合适的位置和配置中，以指示旋转或线性循序序列中的起始组件。作为另一实例，如果自动检查技术通过监视deltaE而表征LU*彩色空间中的颜色，那么更有价值的是能够将颜色变化追溯回到哪一印刷毡或可能哪一墨棒发生了故障。本发明不仅预见识别deltaE超过规范，而且能够将颜色趋势跟踪到特定机器零件、组件和机器子系统。具有此添加的跟踪集成的自动检查技术确实作为对罐制造工厂具有更大价值的真实工艺优化和工艺监视工具而变得更有用。所预见的系统可以各种图形方式显示新信息使得其容易被经过最少训练的操作者理解。系统可实际上在其用户接口上显示指示装饰器的配置的特定、详细图形或图片细节。其可以其复制品的近视图非常详细地确切展示所推荐的调整位于何处。其可基于系统可用的数字、空间或其它相关信息推荐调整的程度。其还可将信息记入日志且指示在所推荐的改变时操作者是谁，且操作者可确认所推荐的改变进行与否的程度。系统可进一步详述全局以及特定针对发生改变的机器组件或子系统的所述改变的结果。其可经编程以利用对于操作者更明显的方式或以特别设置的准则监视那些改变的结果，直到被告知一切良好为止。系统还可将改变传达到较高级或工厂范围的监视系统，包括关于由于事件序列而应注意的维护调度中的任何改变的推荐。系统可交互式询问操作者是否存在应采取的任何进一步步骤，或应记入日志的预防性维护步骤或注释。系统还可特别关注装饰中的某些类型的问题的重现，这可能指示磨损、松弛或超出规范的组件，需要在装饰器机器中予以关注。所预见的实施例的更精细版本将使检查和工艺监视的结果进一步自动化。可能需要调整的许多机器组件可被加电或可由各种类型的伺服马达驱动，所述伺服马达可能够在不停止机器的情况下甚至在无人为干预的情况下进行调整。此类调整可实际上经布置使得其可针对可能需要停止机器来人为进行那些调整的调整而在机器仍在运作的同时进行调整。如果检查系统可搜集和分析关于装饰器工艺的与个别机器组件、机器零件和子系统有关的统计信息，那么有可能借助本发明使所述信息的适当使用自动化以优化装饰器工艺。可从头建置全新的机器，其具有远程可控机动化调整，或有可能重建且翻新较旧的装饰器以并入所要的动力调整。通过根据什么机器组件触碰了每一罐来监视所述罐的结果的特定质量，可看到罐装饰工艺可实质上优化超出当前可用技术可能实现的程度。还认识到，虽然本文已给出实例，但设计、实施或操作装饰器的领域的技术人员可使用这些概念并以许多方式延伸此处教示的概念，从而实现对罐或圆柱体产品装饰界的巨大优势。作为一实例，图1表示示范性8色罐装饰器的侧视图的功能概略图。在此实例中，主要印刷毡轮10在如箭头指示的逆时针方向上旋转(在此视图中)。通常由聚酯材料以及背部粘合剂形成的印刷毡12粘附到印刷毡轮10的周边。当轮10旋转时，通过凸起的3D印刷板将墨水涂覆到每一相应的印刷毡12，所述印刷板附接到墨棒轮20，而对应于每一相应墨棒轮20的墨棒储集器25用以在墨水的平坦涂层上平滑移动到安装在墨棒轮20上的相应个别印刷板。图1展示八个不同墨棒25，其用于涂覆将印刷在圆柱体容器或罐81上的相应颜色的墨水。随着最终经墨水涂染的印刷板11接近自转的心轴，准备好印刷容器或罐的外周边表面。心轴轮30的周边上的心轴使罐81自转而使得其周边角速度与印刷板11的角速度确切匹配。由于其速度匹配，所以当印刷板11开始在待印刷的罐82上施加压力时(这使到罐的周边表面的墨水转移得以实现)存在零相对速率。适当设置的装饰器将使印刷毡聚酯主体偏转或压缩约0.007英寸与.010英寸之间。依据机器品牌和机器设计，此压力以不同方式调整。然而，概念上，包括主要印刷轮10和所有墨棒20-25的单元在方向14A上一致移动以实现较大穿透性和压力，或在方向14B上一致移动以实现较小穿透性和压力。所述调整始终是最终影响毡轮10的位置移动的某一形式的机械调整。因为此单一调整将调整所有印刷毡的工作位置，所以其称为全局或整体机器调整。许多广泛使用的机器不具有针对心轴位置(35B或35A)或印刷毡位置的任何个别调整。这些个别调整对于微调(tweak)或优化任何给定印刷毡相对于且独立于任何其它印刷毡的性能可能非常合乎需要。作为例外，一个普通机器的每一心轴安装在其自身的偏心轮上，使得其将旋转脱离轨道而在紧急事件中导致危险的拥挤情形。此类机器的设置通常需要使用千分表来重新调零每一工位(station)，因此其全部经定位以穿透印刷毡相同量。默认的是，如果存在指示将需要哪一方向以及多少调整的反馈，那么其可个别地手动调整。其当然不能在机器处于运动中时调整。随着经印刷的罐83继续在心轴轮30上的其相应心轴周围旋转，其与上清漆轮18形成匹配周边速度接触。在涂清漆之后，经完全涂清漆和印刷的罐84继续沿着心轴轮30上的旋转路径直到其被传递到销链转移轮40为止。销链转移轮40上的罐85各自与销链63上的销配对，从而将在销链传送系统60上运载离开以便在图1未图示的销链烘箱中固化。根据本发明，对经印刷的罐的图像的彻底分析将允许建立与每一个别印刷毡以及关于所述印刷毡的工艺变化、漂移、异常、颜色准确度和所有类型的缺陷的特定方面相关的数据库。当统计学上大量信息已被后续检查验证时，可发生多个事件中的一者。人为干预可推荐特定机器调整或动作过程以校正问题，且系统可随时间学习那些校正是什么，因此检查系统将知道将来如何进行类似校正。或者，人类操作者可教示专家检查系统如何在多种情形和错误类型下响应以及进行校正或调整。专家检查系统(其在至少一种形式中是视觉检查系统)将跟踪每个罐和每个机器组件使得其知道哪些机器组件作用或与特定罐相关，因此其知道哪一印刷毡12以及哪一墨棒20-25以及哪一心轴81负责每一对应罐的生产。当前实施例将使用适当配置且定位的编码器、位置一传感器、例如零件检测光检测器等光检测器、光单元、近程传感器、其它类型的传感器和计数器等来跟踪来自相应罐和机器组件的所有相关信息。在此方面，在一种形式中，在罐已被装饰且其接着退出销链传送带63上的罐装饰器机器之后，其遵循路径60且接着继续穿过销链传送带路径的区64。区64指示销链传送带中的扭曲部分，其可能或可能不存在于任何应用中。概念上展示扭曲罐传送方位使得罐87在曲线的外周边周围通过，使得罐87以及沿着曲线的更多的罐88不再彼此平行。随着罐继续穿过检查隧道90，来自视觉检查系统的相机从至少一个方向拍摄罐的周边的图片。更有可能在检查隧道90中存在至少三个(可能四个)相机，使罐的周边的整个圆周成像。所述相机必须装备有适当光学元件以使圆柱体容器的装饰以足够的分辨率成像，以检查所述装饰从而查看多种不同种类的脱离常态的变化。还必须设计和实施适当照明使得图像被实质均匀照明以允许在无回到镜头的镜面眩光的情况下实现良好的颜色界定和对比度。因此，需要来自稍许高于相机的中心线的柔和且均匀的照明。当拍摄罐88的装饰的图像时，并非必需但非常有用的是，其后方的罐87以及其前方的罐不平行于罐主体88。即，检查系统位于配置销链之处，使得正成像的罐的长圆形对称轴线与邻近罐中的至少一者实质上不平行。并且，在一种形式中，正检查的罐与其紧邻的两个罐不平行大于5度。此不平行条件可提供成像质量的显著改进，这是因为镜面反射将不会由相邻的罐产生。替代成像布置可并入有单一高分辨率相机，其与罐的长轴位于同一轴线上且接着采用镜面或伪圆锥镜面的工程设计配置来优选地在罐的周边周围360度成像。此类型的图像将产生空间失真的单一图像，其应理想地经历空间图像校正以便产生最高质量检查。如果在周边周围使用多个相机来使罐成像，那么其也必须经历某一形式的重新组装和空间操纵以便具有供检查的最高质量图像。由于在任何情况下都必须发生大量算术操纵和评估，所以最高质量图像的产生非常重要。因此，图像拍摄过程期间罐88与87之间展示的不平行条件可在罐装饰的自动视觉检查质量方面进行实质改进。容纳在检查隧道90中且使罐88成像的所提及的相机可通过一种形式将其图像经由电缆101发送回到容纳在外壳100中的机器视觉和计算机控制台。容纳在100中的机器视觉处理基础结构将由示意展示为线缆102的120伏或220伏单相功率以操作方式加电。外壳100中所含的计算机处理器将以操作方式连接到触摸屏视频显示屏110，其可提供用户接口用于设置和调整以及用于询问关于罐86的流的自动视频检查的结果的信息。视频屏幕还将允许视频图像、统计数据、工艺趋势和所推荐步骤的完整范围的显示，从而用于改进罐装饰工艺。计算机视觉检查系统100将知道从罐80进入心轴轮30的时刻开始流经装饰工艺的每一罐的定时和位置，包含哪一心轴已与每一罐相关联。这可使用上文提及的编码器、单元、计数器、传感器、检测器等实现。其软件将跟踪罐81中的每一者通过整个装饰工艺，且还将知道围绕印刷毡轮10的印刷毡中的哪一印刷毡11已与每一罐相关联。如果确实已通过视觉检查发现特定罐的变化，如本文已论述，那么可推荐在方向14A上移动印刷毡轮11以实现较大印刷压力或在方向14B上移动以实现较小印刷压力。在已利用个别心轴33调整(例如，方向35A和35B)制造装饰机器的情况下，可形成对应于所述变化的针对特定心轴的关于增加或减小印刷毡压力的信息。在此方面，在一种形式中，在装饰器正有效运作且提供近乎即刻的错误信息的同时，以实时方式执行检查。另外，在一种形式中，在装饰器正有效进行装饰的同时，控制系统实时地检查罐，但在利用检查数据推荐对工艺的改变之前采用算法来确定所观察到的工艺变化的任一者是否是统计学上重要的。安装在给定机器中的心轴数目与印刷毡的数目之间可存在1:1或2:1或3:1或4: I的关系。不论比率是多少，机器视觉检查计算机100都将知道哪一心轴以及哪一印刷毡与特定所检查的罐89相关联。机器视觉计算机100可以最简单形式在视频监视器110上简单地显示所得信息，以供人类操作者知晓且进一步利用来进行调整。人为调整可例如通过调整导螺杆或偏心轮罐跟随器来手动进行，或其可具有其可用的机动化手段，借此个别心轴具有人类操作者可借此实行改变的机动化调整。展示例示性的且仅代表性任选调整元件36(图1),其可为手动或自动或机动或伺服驱动的。此类元件还可或者替代地视需要提供到印刷毡和/或墨棒工位或其它系统元件。为便于参考，仅展示单一元件36，应理解，调整元件可(且在至少一种形式中将)被提供到所有个别心轴或其它元件。当然，其还可为其中调整元件服务多个心轴(或印刷毡或墨棒工位…等)的一些系统。将来的更精细的系统将从机器视觉和自动工艺监视系统100将电子信号经由电缆103发送到装饰器控制系统108，装饰器控制系统108将以操作方式连接到对应于方向14A或14B上的毡轮10的全局调整的某一形式的步进马达或伺服马达控制，所述电信号可行进穿过电缆106以实行改变。或者，如果装饰器机器装备有伺服控制的个别心轴，那么装饰器控制系统108可经由电缆105发送信号以在方向35A或35B上实行适当独立心轴33的步进马达或伺服马达(例如,在36处)。
在检查展示关于上清漆的问题的情况下，可发送适当电信号以实行上清漆轮18的步进马达或伺服控制的改变，从而改变其在正在其相应心轴33上自转的罐上施加的压力。可针对可由于其特性颜色而将可视觉上辨认的来自墨棒中心注管25和墨棒轮20的个别颜色实行类似校正。有可能以数字方法控制墨棒中心注管25或墨棒轮20施加在印刷毡12上的压力以便施配正确量的墨水。尽管装饰器上的大多数调整历史上并非步进马达或伺服马达控制的，但极有可能设计出所述机器或翻新出具有此类能力的机器。由于视觉系统将能够辨认颜色施加的均匀性和装饰印刷的均匀性，所以其可用算术方法导出可能正引起此类变化的压力的非方正度或不匀度。通过使装饰器装备有适当伺服调整且通过设计机器视觉检查算法以正确辨别变化，有可能如已针对完全自动优化装饰工艺描述那样完全闭合回路。并且，在一种形式中，系统具备一模块，其操作以维持错误或变化信息、所发布的警告、统计趋势指示、变化的时间戳、针对调整的建议、遵守建议的验证以及所实行的自动调整中的至少一者的日志(例如，安全日志)。所述日志可维持在系统中的任何合适的位置处，且可与上文所述的用于关联信息的数据库集成或分离。图3展示检查隧道90的俯视图和侧视图。俯视图展示四个相机91，其相应镜头92瞄准展示在中心的罐88。所述相机能够使罐成像，这是因为其正由从安装在罐正上方以防止镜面反射的圆形对称照射模块93发出的光线94照明。相机的视场95与镜头92以及相机91的位置组合而调整以尽可能以经装饰的罐图像充满成像器。大多数理想实施例中的光源93在罐处于四个相应相机的中心时的完全正确的时刻选通。侧视图展示当罐理想地在其圆形路径上行进穿过检查隧道90时将罐88固持在运载销63上的销链传送带63/60。相机安装在托架97上，托架97将其稳固且牢固地固持在工程设计的基础结构上使得其恒定地使罐成像。相机91和照明选通装置94的电源及其控制件可安装在机壳90中或可安装在机壳100中且经由脐状线路101以电缆连接。尽管有可能在相机本身中进行处理，但更有可能因为图像需要以某种形式缝合在一起，所以图像信息将经由脐状线路101发射到机壳100中的中央视觉计算机以供进一步处理。系统100还可直接或经由脐状电缆线路101且接着最终经由电缆线路104以操作方式连接到工厂监视网络或任何其它通信网络。最简单的接口还展示为多色灯标115，其将闪光照明不同颜色的指示灯以指示装饰工艺的状态。操作者将能够根据被认为对于装饰器操作者有价值的任何通知将系统编程来照明这些灯。还可并入可听喇叭，但为简单起见图中未展示。尽管本文已展示和描述一些特定设施方案，但其是出于说明概念和能力的目的而展示的。应理解，装饰器操作和机器视觉技术的领域的技术人员可以许多不同方式利用这些概念来优化装饰工艺。并且，实际自动视频检验可在装饰器内部发生，其查看心轴轮30上的自转的心轴84或检验大致在销链剥离器轮40上指示罐85的位置处的罐，但装饰器内部的检验是非常恶劣的受污染的环境。只要销链上的罐被适当跟踪，自动机器视觉站就可安全远离装饰器以防止墨水污染问题。重要的是能够持续跟踪罐以能够将其关联回到相应的印刷毡和机器组件。如所述，如本文献的其它各处论述的印刷毡轮10的全局调整可在方向14A和14B上机动或伺服调整，使得可在装饰器正旋转和印刷的同时实行全局工艺优化。类似地(但更重要)，为更充分优化印刷工艺，当已利用对应于心轴33位置35B-35A的充分数目的检验验证统计学上重要的工艺改变时，个别心轴33可严格根据自动机器视觉检验的统计结果在方向35B或35A上机动或伺服调整。或者，心轴可具备用于手动调整的合适硬件。类似地，如上文暗示，印刷板轮20或印刷毡12可手动调整、机动或伺服控制其移动，使得可经由同样从自动视觉检验导出的结果优化个别颜色。并且，墨棒工位可具备手动或自动调整特征。不仅可验证颜色的色彩饱和度和强度，而且还有可能验证罐的高度上的颜色的一致性。可依据用于测量或指定颜色的实验室或其它标准来执行和校准颜色。利用此信息，将有可能闭合回路且自动调整墨棒辊的宽度上的墨水分布。通过使用自动视频检验系统将可用的信息，将有可能使罐和其它圆柱体形状的产品上的印刷和装饰工艺的这些和许多其它方面自动化。这些教示应给予所属领域的技术人员关于如何充分自动化或优化罐和圆柱体组件的印刷的足够的概念和想法。参看图4，说明根据当前描述的实施例的方法200。在此方面，方法200包含在圆柱体容器的周边表面上印刷图案(在205)。接下来，检验所印刷的图案以查看错误或变化(在210)。搜集错误或变化信息(在215)。应了解，在一种形式中，所述错误或变化信息与运载容器的特定心轴和/或在物体上印刷图案的特定印刷毡相关。当然，错误信息可呈多种形式。还可识别例如墨棒工位等其它组件。此外，可存在其中错误或变化信息仅包含心轴信息或印刷毡信息的一些应用。在任何情况下，错误或变化信息接着由系统使用以通知操作者促进工艺且/或对工艺进行校正(在220)。此通知可包含问题的识别，且还可包含校正建议。如上所述，此数据可部分基于系统的日志或其它智能特征。在至少一种形式中，错误信息反馈到系统控制器，所述系统控制器促进调整针对心轴和/或印刷毡的压力。所述调整可为自动的，或所述调整可为手动的(例如，由从控制器向人类操作者的通知触发)。在此方面，印刷期间施加的压力的调整可以多种方式实现。个别心轴可自动或手动地调整。印刷毡轮可全局地调整。或者，在一些实施例中，每一印刷毡可个别地调整。在另外其它实施例中，还可调整系统的其它部分(例如，墨棒工位)。在一些环境中，还可监视并基于检测到的错误或变化信息来调整其它工艺条件(例如，温度差)。此外，在一种形式中，根据当前描述的实施例，一种用于控制和优化在圆柱体罐体的周边表面上印刷图案的方法包括配置罐装饰器机器，所述罐装饰器机器整体连接到自动视觉检查系统以在印刷之后不久以生产速度检查每一罐。通过与运载在速度同步印刷毡轮上的印刷毡形成滚动接触而在心轴轮的心轴所运载的每一个别罐的周边表面上印刷图案。所述方法进一步包含:检查罐体以查看每一个别罐体上的所印刷图案中的视觉错误或变化；识别个别心轴、印刷毡、颜色和与装饰器机器中的每一个别罐接触的其它机器组件中的至少一者；产生并关联与可能需要用以进一步优化或校正装饰工艺的特定机器组件调整有关的错误或变化信息；以及将电信号发送到操作以自动进行对需要调整的特定机器组件的所推荐调整的控制系统。所述方法还包含额外步骤:检查与所进行的改变有关的经装饰的罐以验证所制定的改变确实实际上适当校正了工艺变化。如果所制定的改变未校正装饰，那么推荐进一步改变以进一步优化装饰工艺。将更多电信号发送到控制系统以自动进行新的所推荐的改变来进一步优化装饰。应了解，当前描述的系统和方法的各个特征可使用多种硬件配置和软件技术来实施。举例来说，用于检查或控制、产生错误或变化信息、自动调整系统的各个部分的方法可在所描述的系统组件中实施，且经由在合适的处理器和/或控制器(例如，针对装饰器的控制器、针对检查系统的控制器等)上执行的例程来控制。已参考优选实施例描述示范性实施例，显然，其他技术人员在阅读和理解先前详细描述后将想到修改和替代。希望将示范性实施例解释为包含只要在所附权利要求书及其等效物的范围内的所有此类修改和替代。
权利要求
1.一种用于在圆柱体容器的周边表面上印刷图案的系统，其包括: 其上安置有多个心轴的心轴轮，每一心轴操作以在所述心轴轮的周边周围运载个别圆柱体容器； 其上安置有多个印刷毡的印刷毡轮，所述印刷毡轮是可调整的，每一印刷毡操作以在所述心轴轮的心轴所运载的个别圆柱体容器的周边表面上印刷图案； 检验系统，其操作以检验所述圆柱体容器以查看所述个别圆柱体容器上的所述所印刷图案中的错误或变化，所述检验系统操作以识别运载个别圆柱体容器的所述个别心轴和曾在所述个别圆柱体容器上印刷的对应的印刷毡，且操作以产生错误或变化信息；以及 控制系统，其操作以接收所述错误或变化信息来促进对所述系统的校正。
2.根据权利要求1所述的系统，其进一步包括针对每一心轴的马达或伺服系统以促进基于所述错误或变化信息对所述个别心轴的自动调整。
3.根据前述权利要求中任一权利要求所述的系统，其进一步包括针对每一心轴的可调整组件，且其中对所述个别心轴的调整是手动的且基于所述错误或变化信息。
4.根据前述权利要求中任一权利要求所述的系统，其进一步包括针对每一印刷毡轮或个别印刷毡的马达或伺服系统以促进基于所述错误或变化信息对所述轮的自动调整。
5.根据前述权利要求中任一权利要求所述的系统，其中对所述印刷毡轮或个别印刷毡的调整是手动的且基于所述错误或变化信息。
6.根据前述权利要求中任一权利要求所述的系统，其中对所述个别心轴、所述印刷毡轮或个别印刷 毡的调整包括在印刷期间对所述个别圆柱体容器上的压力的调整。
7.根据前述权利要求中任一权利要求所述的系统，其中所述圆柱体容器是罐。
8.根据前述权利要求中任一权利要求所述的系统，其中所述检验系统包括识别模块以基于来自零件检测光检测器、位置一传感器、近程检测器、计数器和编码器中的至少一者的数据识别运载个别圆柱体容器的所述个别心轴和曾在所述个别圆柱体容器上印刷的对应的印刷毡。
9.根据前述权利要求中任一权利要求所述的系统，其中所述检验系统位于销链所配置之处，使得正成像的所述罐的长圆形对称轴线与所述邻近罐中的至少一者实质上不平行。
10.根据前述权利要求中任一权利要求所述的系统，其中正检验的所述罐与其紧邻的两个罐不平行大于5度。
11.根据前述权利要求中任一权利要求所述的系统，其中所述控制系统操作以将所述错误或变化信息传达到操作者。
12.根据前述权利要求中任一权利要求所述的系统，其中所述控制系统在视频显示器上以图形方式传达所述错误或变化信息的某一方面。
13.根据前述权利要求中任一权利要求所述的系统，其中所述控制系统是操作以基于所述错误或变化信息而将针对所述系统的校正调整的建议传达到操作者的视频检验控制系统。
14.根据前述权利要求中任一权利要求所述的系统，其中所述控制系统在所述装饰器正有效装饰的同时实时地检验所述罐，但在利用检验数据来推荐对所述工艺的改变之前采用算法来确定所述所观察到的工艺变化中的任一者是否是统计学上重要的。
15.根据前述权利要求中任一权利要求所述的系统，其进一步包括操作以维持错误或变化信息、所发布的警告、统计趋势指示、变化的时间戳、针对调整的建议、遵守建议的验证以及所实行的自动调整中的至少一者的日志的模块。
16.根据前述权利要求中任一权利要求所述的系统，其中所述日志是安全日志。
17.一种用于控制在圆柱体容器的周边表面上印刷图案的方法，其包括: 在心轴轮的心轴所运载的个别圆柱体容器的周边表面上印刷图案； 检验所述圆柱体容器以查看所述个别圆柱体容器上的所述所印刷图案中的错误或变化； 识别运载个别圆柱体容器的所述个别心轴和曾在所述个别圆柱体容器上印刷的对应的印刷毡； 基于检测到的错误或变化以及所述识别而产生错误或变化信息；以及 处理所述错误或变化信息来促进对所述系统的校正。
18.根据权利要求17所述的方法，其中所述圆柱体容器是金属罐。
19.根据权利要求17到18中任一权利要求所述的方法，其中在所述装饰器正有效运作且提供几乎即刻的错误信息的同时以实时方式执行所述检验。
20.根据权利要求17到19中任一权利要求所述的方法，其中所述装饰器正以超过900个容器/分钟的速度印刷所述容器。
21.根据权利要求17到20中任一权利要求所述的方法，其中所述处理包括通知操作者。
22.根据权利要求17到21中任一权利要求所述的方法，其进一步包括手动校正所述系统。
23.根据权利要求17到22中任一权利要求所述的方法，其中所述手动校正包括调整所述个别心轴或所述印刷毡。
24.根据权利要求17到23中任一权利要求所述的方法，其进一步包括自动校正所述系统。
25.根据权利要求17到24中任一权利要求所述的方法，其中所述自动校正包括调整所述个别心轴或所述印刷毡。
26.一种用于控制和优化在圆柱体罐体的周边表面上印刷图案的方法，其包括: 配置罐装饰器机器，所述罐装饰器机器整体连接到自动视觉检验系统以在印刷之后不久以生产速度检验每一罐； 通过与运载在速度同步印刷毡轮上的印刷毡形成滚动接触而在心轴轮的心轴所运载的每一个别罐的所述周边表面上印刷图案； 检验所述罐体以查看每一个别罐体上的所述所印刷图案中的视觉错误或变化； 识别所述个别心轴、印刷毡、颜色和所述装饰器机器中与每一个别罐接触的其它机器组件中的至少一者； 产生并关联与可能需要用以进一步优化或校正装饰工艺的特定机器组件调整有关的错误或变化信息；以及， 将电信号发送到操作以自动进行对需要调整的所述特定机器组件的所推荐调整的控制系统。
27.根据权利要求26所述的方法，其中采取额外步骤:检查与所进行的所述改变有关的所述经装饰的罐以验证所制定的所述改变确实实际上适当校正了所述工艺变化； 如果所述所制定的改变未校正所述装饰，那么推荐进一步改变以进一步优化所述装饰工艺；以及 将进一步电信号发送到所述控制系统以自动进行所述新的所推荐改变来进一步优化所述装 饰。
全文摘要
一种自动检验技术与圆柱体容器印刷装饰器机器集成，从而通过使关键工艺和机器信息适当且即刻可用、促进对所述工艺的校正调整，来优化装饰工艺。将使高速装饰机器操作者直接知道所述装饰器机器的不在适当运转的特定部分或子系统。所述信息促进对装饰器来说必需的所述校正调整以较好地优化其印刷功能。有可能借助适当配置的控制系统来使用此信息，且在将特定扩增能力添加到所述装饰器机器之后，自动闭合具有所述装饰器印刷机的特定零件或子系统的回路以在即使当所述机器正有效印刷时也显著改进所述装饰工艺。
文档编号B31F1/07GK103180130SQ201180050546
公开日2013年6月26日 申请日期2011年10月19日 优先权日2010年10月19日
发明者唐·W·科克伦, 罗杰·A·贝克尔 申请人:派拉斯科技术公司