用于运输和检查快速移动的待处理货物的装置和方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及用于运输和检查具有至少一个罩面和至少一个盖面的包装组成部分和包装前身的快速移动的分离的货体的一种装置和一种方法。
【背景技术】
[0002]包装箱或包装组成部分或者说包装前身的这种单独的货体例如是用于吹塑成型方法(Blasformverfahren)的预先成型件、PET瓶、酸奶杯、容器、盖、密闭件、螺旋盖或一般的柱形的、单侧封闭的空心货体，其经常被构造为多层的合成材料货体。也就是说，这些货体具有至少一个罩面和盖面，在此盖面可以包含开口。这些货体可同样地具有主要与盖面平行的底面，只要该底面不由罩面根据圆锥体或倒圆形锥体构成，例如在预先成型件的情况下。
[0003]这些货体必须在许多技术应用中被使用，并且这些货体的质量必须被检查。恰好在食品工业中出于经济的原因必须在最短的时间大量包装，在此仅允许使用机械和视觉上无缺陷的包装箱或包装组成部分。这些包装箱或包装组成部分必须首先被生产，然后被分离并在之后被检验，随后在查验过的包装箱被引导至用于包装过程的包装机之前对识别出有缺陷的包装箱筛选。在此，应每分钟完成至少1500个待处理货物的单独的货体，因此可用于每个货体的时间小于40ms，在这些时间内货体必须被运输、查验和筛选。在更多件数的情况下，在此相应地可用于每个货体的时间更少。因此，分离、检验和分拣过程是包装过程的主要的瓶颈，并且必须相应地被快速而可靠地执行。
[0004]从专利文献CH 702396A2中可知一种用于这种包装箱或包装组成部分的分离装置，从专利文献EP 2453225A2中可知一种用于已分离的对象的检查装置。最后，从专利文献DE 202005019111U1中可知一种用于处理机器的传送带，在该处理机中瓶应当离底运输，并在运输时转动。
[0005]从专利文献US 2010/0193332A1中可知一种检查和剔除装置，其中未分离的货物从运输带被自由投掷地(in freiem Wurf)抛出，并且在彩色摄像机的观察区域下飞过。在运输带宽度中飞行的材料由压缩空气喷嘴桥加载(Uberspannt)，该压缩空气喷嘴桥的喷嘴可单独地控制，使得被识别出有缺陷的货物可以被吹出。货物主要是指轻货物或这种具有小密度的货物，例如烟叶、调料、米。
【发明内容】
[0006]在现有技术的该背景下，本发明提出一种特别快速并且可靠的检验和筛选步骤的方法，并且提出一种相应的装置。
[0007]方法目的通过一种用于运输和检查具有至少一个罩面和至少一个盖面的包装组成部分和包装前身的快速移动的货体的方法实现，在该方法中待处理货物的向检查单元运输的货体被该检查单元接收到传输路线中，该传输路线将货体引导经过至少一个与控制单元连接的检验摄像机处，该控制单元根据来自检验摄像机的图像数据来确定每个货体的缺陷性，并且检查单元将货体转交给筛选单元，在此检查单元或筛选单元抛出货体，特别是近似自由投掷地抛出，并且在此筛选单元借助无接触的力施加来改变被识别为有缺陷的货体和被识别为无缺陷的货体相对彼此的飞行轨迹。非常有利地，该方法使得运输、检验和筛选的整个过程能够非常快速，特别是通过投掷、特别是近似自由投掷地输送。有利地，投掷输送无需滑道、导履(Leitglieder)等，该投掷输送是结构简单的，并且由于缺少运动部件还是低磨损的。根据本发明，空间中的飞行轨迹的位置在非常大的界限内是可变的，根据本发明，投掷角可以近似为零，即投掷轨迹近似垂直地指向向下，该投掷角可以是45°，即投掷轨迹倾斜地指向向下，可以是90°，即投掷轨迹是大体直行的，但还应包括钝角，即投掷轨迹倾斜地指向向上或甚至陡峭地指向向上。通过选择合适的飞行轨迹来开启不同的投掷宽度和飞行时间，并由此还开启用于飞行轨迹变化的不同的可能性。首先优选近似水平或略微朝下指向的投掷。优选同样无接触的力施加，例如借助压缩空气冲击，因为这些力施加足以与单独的被投掷的货体无附加的机械接触，并因此还不损坏这些货体。因为待处理货物的货体具有相同的几何形状、相同的质量和相同的速度，因此这些货体的各自的飞行轨迹也是相同的，也就是说，仅在范围非常窄的参数内波动。由于在实际大小上相同的该飞行轨迹，不需要用于筛选过程的准确的机械引导。控制单元供待处理货物的每个运动的货体在图像拍摄和进入筛选单元的作用区域之间的时间间隔使用。因为在自由飞行中除重力外没有另外的力作用于物体，所以为了改变各飞行轨迹，沿重力方向作用于物体上的力施加是特别有效的。然而根据本发明，力作用还可以以每个相对于重力不同的角度实现，明确地说还可以相对于重力侧向或相反，即延长飞行轨迹。除已提到的无接触的设施外，本发明的无接触应理解为在筛选单元与待处理货物之间足以无直接机械接触的所有措施，即例如电或磁场或压力波的作用。在本发明中，检验摄像机首先应理解为任何的光学(日光)摄像机，但是还应理解为IR摄像机或其他的快速工作的图像拍摄系统。此外，在本发明中，检验摄像机还应理解为每种其他的检测货体的重要特性的传感器，例如识别颜色的存在和颜色的参数的颜色传感器，以及可以识别例如货体的尺寸稳定性的传感器。后者可例如是感应器、弹性计、接触传感器等，它们在不保持所要求的尺寸时发送相应的信号到控制单元，该信号不必是图像而甚至可以只是纯粹的是/否信号。在某些应用中，使用IR摄像机、特别是被冷却的IR摄像机是非常有利的，因为该IR摄像机能够实现在最短的连续中货体准确的拍摄，从而实现大于2500个货体/分钟的处理速度。在此，被冷却的IR摄像机需要少于0.5ms以用于每次拍摄，也就是说不存在处理瓶颈，并且允许检验在可见光中货体的不可见的结构。在此，更多地称之为EVOH层等。在此，本发明使用至少一个检验摄像机，然而如果货体的几何结构只能通过大量摄像机才能被充分地检测，则通常还是四个或更多的检验摄像机。在此，检验摄像机对准货体的等待分别由这些检验摄像机观察的部分，即侧向、倾斜或垂直观察地设置，在货体运输期间观察方向的顺序可自由选择，底部检验不必强制地在侧部检验之前实现或甚至不必一定存在。
[0008]根据本发明，筛选单元直接在传输路线的端部或与传输路线的端部间隔地起作用。根据本发明，如果筛选单元直接与检查单元相邻地起作用，则飞行轨迹特别地短，因为对飞行轨迹产生了即刻的影响。通过筛选单元的由此实现的非常短的结构方式，按理说不需要用于进一步将待处理货物运输到筛选单元的空白时间，而是在待处理货物经过检查单元的通道之后直接实现筛选。在另一情况下，检查单元已投掷抛出检查过的物体，这些物体的飞行轨迹引导通过筛选单元的作用区域。随后该筛选单元又如前所述地改变自由飞行的货体的飞行轨迹。有利地，检查单元和筛选单元的空间上的分开允许在中间接通其他的检验摄像机或检验设备，这些检验摄像机或检验设备不受到任何保持或引导机构干扰地检查货体的至今仍未被检查到的区域。这是对已在检查单元的区域中使用的检查设施的良好补充。在自由飞行中，货体表面可无障碍地被接近，并由此可被检查。
[0009]如上所述，根据本发明的方法被设计为，筛选单元借助无接触的力施加对货体施加力。特别优选所提到的无接触的力施加是压缩空气冲击。由于可用于待处理货物的每个货体的时间短，该压缩空气冲击是理想的，因为在此仅必须打开和关闭阀。非常有利地，避免了必须浪费时间地再次回到其初始位置的运动的部件。有利地，还避免了由于遮挡或引导边沿在机械上影响飞行轨迹，可以不存在摩擦、卡住等。最后，压缩空气通常可以毫无问题地用于该装置的每个安装地点或