对容器的轮廓、包括底部的轮廓进行光学检查的方法或装置与流程

文档序号:15103930发布日期:2018-08-04 16:25阅读:188来源:国知局

本发明涉及通过执行有关容器的底部的至少一部分的光学测量来光学检查中空物体或通常意义的容器的技术领域,所述容器例如特别是由玻璃制成的瓶子、广口瓶或细颈瓶。



背景技术:

本发明发现尤其有利地应用于测量容器的垂直性或检测容器的底部相对于其对称轴线的正交性缺陷(可被称为倾斜底部)。

在检查容器、尤其是由玻璃制成的容器(例如瓶子)的技术领域中,需要测量容器的垂直性,特别是借此确保其装瓶容量或填装。测量容器的垂直性给出了关于容器的尺寸特性的重要信息,使其可以在测量值超过参考值时检测出垂直性缺陷。在本领域的现有技术中,已提出多种技术方案来测量容器的垂直性。

通过一般方式,测量容器的垂直性的装置包括将容器移动到用于光学检查容器的站的系统。容器被平台支撑,同时这些容器被转移到检查站,然后在检查操作之后,将容器从检查站取出。平台具有滑动板,容器的底部立于该滑动板上,同时在所述站中检查该容器。在检查操作期间,容器被驱动而关于其轴线旋转至少一圈。

通常,光学检查站具有至少一个光源以及一个或多个图像传感器。特别是在以下文献中描述了多种检查技术:WO2012/042582;US7010863;以及EP0341849。专利申请FR3000193提出了一种测量容器的垂直性的方法,该方法试图改善已知技术的缺点。这样的测量方法需要获取(take)矩阵图像,特别是容器的根部的矩阵图像。不幸的是,实际中在获得容器的根部的适当图像方面存在困难。

从专利申请GB1063479中还已知一种用于检测出现于容器的底部中的缺陷的设备。每个容器在支撑平台上移动至包括容器接收衬垫的光学检查站。检查衬垫是抽吸衬垫,其上升到平台以上,并且在使用光源和光传感器执行的检查操作期间被驱动而旋转。

每个容器因而被移动以进行该检查操作,使得这样的处理是损坏容器的来源。向上移动和旋转移动的组合会导致容器不稳定。而且,在将容器从支撑平台转移到检查衬垫以及从检查衬垫转移到支撑平台时,容器被不连续地引导。

专利申请WO2015/146628和US2006/0192954描述了试图在检查操作期间驱动每个容器旋转并使其竖向地移动的类似装置。那些装置具有与文献GB1063479中描述的设备相同的缺点。

专利申请JP2005/091060描述了一种驱动容器旋转的检查装置。为此,每个容器被轮支撑,同时经由容器的本体被驱动而关于其轴线旋转。



技术实现要素:

因此,本发明试图通过提出一种装置来改善现有技术的缺点,该装置包括能够对容器的底部的至少一部分进行精确测量的光学检查站,该测量在没有损坏容器的风险的情况下被执行。

为了实现这个目的,装置包括用于检查容器的至少一个光学检查站,所述站包括至少一个光源和至少一个光传感器,该装置包括用于容器的支撑平台,该平台具有滑动板,容器的底部立于滑动板上,当容器在通过所述站进行检查时,所述容器被定位在光源与光传感器之间,该装置包括用于移动容器的移动系统,该移动系统首先用于在进行检查操作时将容器相继地定位在滑动板上,其次用于在检查操作之后从检查站相继地转移容器。

根据本发明,滑动板包括位于滑动板的固定部分之间的至少一个收缩式可移动部分,该可移动部分在致动器的作用下可移动,该致动器用于使可移动部分在转移位置与检查位置之间移动,在转移位置,可移动部分与平台平齐,在检查位置,可移动部分相对于固定部分下降而使得容器的底部的一部分与滑动板间隔开,而且,光源和光传感器相对于滑动板的可移动部分被定位,从而使得在可移动部分的检查位置,传感器能够接收由光源发出且在检查空间(inspection volume)中传播的光束,容器的底部的至少一部分在检查空间中定位成与滑动板间隔开。

此外,本发明的装置还可以组合地包括以下附加特征中的至少一个和/或多个:

-滑动板通过使用两个收缩式可移动部分来限定用于容器的底部的两个对称部分的两个检查空间,每个位于滑动板的固定部分之间;

-滑动板的可移动部分形成可移动器械的部分部件,当滑动板的可移动部分处于转移位置时,该部件以竖向运动被引导且与高支座(high abutment)配合,可移动器械的该部件在弹性回弹力的作用下与支座保持接触;

滑动板的可移动部分形成可移动器械的在滑动板的可移动部分处于转移位置时以竖向运动引导且与高支座配合的部分部件,可移动器械的该部件在弹性回弹力的作用下与支座保持接触;

-该高支座设有用于提供可移动部分的相对于平台的竖向调节的系统;

-滑动板的可移动部分被可释放地紧固到可移动器械;

-对于每个可移动部分,安装有至少一个吹气喷嘴(air-blow nozzle),上升吹气喷嘴在可移动部分的下方开口且与进气设备连通;

-滑动板的可移动部分的致动器被连接到控制单元,控制单元被连接到移动容器的系统和检查站,控制单元控制致动器而将可移动部分置于:

-可移动部分的转移位置,以使得移动系统能够将容器带至滑动板上;

-在检查操作期间,可移动部分的检查位置;以及

-在检查操作结束时,可移动部分的转移位置,以使得移动系统能够转移被放置在滑动板上的容器;

-光传感器是图像传感器;以及

-光源和图像传感器相对于滑动板的可移动部分定位,从而使得在可移动部分的检查位置,传感器能够获得至少下侧缩小部(insweep)及容器的底部的与滑动板间隔开的邻近部分的轮廓(profile)的图像。

本发明还提供一种检查方法,使用光学检查站检查经由容器的底部立于支撑平台上的容器,该方法包括以下步骤:

-将容器相继地定位在平台的滑动板上,在通过所述站进行检查操作期间,容器的底部立于滑动板上,同时被定位在光源与光传感器之间;以及

-在检查操作之后,将容器从检查站相继地转移出。

根据本发明,该方法包括:

-相对于滑动板的至少一个可移动部分定位容器,在容器被带至检查站之前,所述部分被置于可移动部分与平台平齐的转移位置;

-在检查操作之前,使可移动部分下降到检查位置,在检查位置中,可移动部分远离容器的底部而使得容器的底部的至少一部分与滑动板间隔开,从而传感器能够接收在检查空间中传播的光束,容器的底部的至少一部分在检查空间中定位成与滑动板间隔开;

-在检查操作期间,将可移动部分保持在其检查位置;以及

-在检查操作之后,以及在将容器从检查站转移出之前,使可移动部分移动到其转移位置。

此外,本发明的方法还可以组合地包括以下附加特征中的至少一个和/或多个:

-使滑动板的至少一个可移动部分下降到检查位置,在检查位置,容器的底部的两个对称部分与滑动板间隔开;

-在检查操作期间,使容器关于其竖向轴线旋转至少一圈;

-在容器旋转期间,光传感器重新获得在检查空间中传播的光束,检查空间中定位有与滑动板间隔开的容器的底部的至少两个对称部分,以及分析重新获得的光束以检测底部相对于容器的对称轴线的正交性缺陷;以及

-使用图像传感器作为光传感器,并相对于滑动板的可移动部分定位光源和图像传感器,从而使得在可移动部分的检查位置,传感器能够获得至少下侧缩小部和容器的底部的与滑动板间隔开的邻近部分的轮廓的图像。

附图说明

通过作为非限制性示例的本发明实施例的参考附图给出的以下描述可清楚地了解到多个其他特征。

图1是根据本发明的检查装置的立体图,该检查装置被示出为处于其检查位置。

图2和图3是大体上沿图1的线A-A截取的本发明的检查装置的正视剖视图,该装置分别被示出为处于转移容器的位置和检查容器的位置。

图4和图5是穿过滑动板的可移动部分的、根据本发明的检查装置的正视剖视图,该装置分别被示出为处于转移容器的位置和检查容器的位置。

图6和图7是根据本发明的检查装置的正视剖视图,分别示出为处于转移容器的位置和检查容器的位置。

图8是根据本发明的检查装置的示意平面图。

图9是通过根据本发明的检查装置得到的容器的轮廓的图像。

具体实施方式

本发明提供一种装置1,该装置1包括用于检查例如由玻璃制成的容器3、诸如瓶子等的至少一个光学检查站2。通过传统的方式,每个容器3具有底部4,竖向本体5从底部4上升。该底部4经由根部或下侧缩小部6被连接到竖向本体5。

装置1具有用于容器3的支撑平台7。在检查站2,支撑平台7具有滑动板8,在所述站中被检查时,容器的底部4立于该滑动板8上。装置1还具有系统9,该系统用于移动容器,并且首先用于将容器3带至检查站2,其次用于在检查操作之后从检查站2转移容器。在所示的示例中,移动系统9包括设有凹槽12的移位星状件11,每个凹槽用于接收容器的本体。移位星状件11被控制以旋转,以便将瓶子相继地定位于检查站2中。自然地,每个容器3在检查站中保持的时间长度是执行预期检查操作所需的时间长度。在附图所示的示例中,移动系统9为旋转型,但是应该清楚的是,可通过不同的(例如,线性的)移动系统递送和移除容器。

检查站2被设置成对有关容器的底部的至少一部分进行光学测量。在优选实施例中,检查站2适于根据专利FR3000193所述的方法测量容器的垂直性。在另一实施例中,检查站2适于检测容器的底部相对于其对称轴线的正交性缺陷,其可以被称为倾斜底部。

通过一般的方式,检查站2具有至少一个光源14以及适于接收由光源发出的光束的至少一个光传感器15。术语“光束”是指由有限尺寸的光源沿给定方向发出的一组光线。光束可以是分散的、平行的、或收敛的。光束例如可以通过穿过孔口来限定,或者当其被物体遮挡时被限定。

光源14被定位在容器的一侧,即滑动板8的一侧,而光传感器15被放置在容器的另一侧,即滑动板8的另一侧。因此,每个容器3被定位于光源14与光传感器15之间的检查站中,从而能够从侧面或侧向地观察每个容器,并且包括容器的底部的一部分。

检查站2具有分析及处理器单元(未图示),该分析及处理器单元被连接到每个光传感器15并被构造成确定正交性缺陷或测量容器的垂直性。分析及处理器单元没有特定地形成本发明的主题的一部分且不再更详细地描述。

在附图所示的优选应用中,检查站2适于根据专利FR3000193所述的方法测量容器的垂直性。在该实施例中,检查站2包括用于使容器在检查操作期间关于其竖向轴线旋转的系统17。

在该应用中,每个光传感器15均是图像传感器,即,具有镜头的矩阵相机(matrix camera)。这些图像传感器中的至少一个获取包括容器的根部的左部分和右部分的矩阵图像。在未示出的构型中,可使用两个单独的图像传感器:第一图像传感器,获取包括根部的左部分的矩阵图像;第二图像传感器,获取根部的右部分的图像。如下文中更详细描述的内容,这样的图像传感器15接收由至少一个光源发出的两个光束,在该示例中示出为两个光源14(图8)。光源14被定位在滑动板8的一侧上,而光传感器15被放置在滑动板8的另一侧上。因此,在容器的根部和底部处观察,每个容器3被定位在用于检测每个容器的轮廓的光源14与光传感器15之间的检查站中。

检查站2可以被构造成采取有关容器的底部的至少一部分的其他类型的光学测量。例如,这应用于检测容器的底部相对于其竖向对称轴线的正交性的站。在该应用中,检查站2具有作为其光传感器15的简单的光电元件(cell),用于测量由位于容器的与光电元件相反的一侧上的光源所发出的光束的能量(power)。光源以恒定强度朝向光电元件引导光束。在测量操作期间,容器3被驱动而旋转,并且光束的顶端被限制于容器的底部,且光束的底端被限制于支撑平台的滑动板或被限制于用作参考物的固定遮板(stationary shutter)。

当容器的底部与该参考物之间的距离减小(或增大)时,光束部分地减小(或放大),使得光电元件接收的光能量为这个距离的函数。因此,能够通过使用相对于旋转轴线对称设置的两个这类设备并通过分析能量在两个光电元件处的变量来检测容器的底部旋转时的异常现象。假设容器的本体关于竖向的对称轴线旋转,则旋转的异常现象源于底部相对于竖向的对称轴线的正交性缺陷,其可被称为倾斜底部。

根据本发明的特征,滑动板8具有至少一个部分18,所述部分可在致动器19的作用下移动,该致动器19用于使该可移动部分在可移动部分与平台7平齐的转移位置与可移动部分18下降而使容器的底部4的一部分与滑动板8间隔开的检查位置之间移动。

如图1至图7所示,滑动板8具有位于容器的底部的两个对称的相对部分下方的两个可移动部分18。自然地,可提供一个实施例,其中滑动板8具有位于容器的底部的一部分下方的单个可移动部分18。应该理解的是,在图2、图4和图6所示的转移位置,滑动板8具有无突出部分的平面滑动表面(plane slide surface)。在该转移位置,可将位于检查站2上游的容器3从支撑平台7移动到滑动板8上,以便放置在检查站2中。因此,容器3在支撑平台7的平面表面上滑动,直到容器到达滑动板8。同样,在该转移位置,可将已由站2检查的容器3从滑动板8移动到远离检查站2的支撑平台7上。当容器离开滑动板8时,容器3还在平面表面上滑动,以便返回至支撑平台7上。

从图1、图3、图5和图7中可以看出,当滑动板8的可移动部分18处于其检查位置时,容器的底部4的一部分与滑动板8间隔开。因此,当可移动部分18处于该检查位置时,传感器15可以接收在检查空间V中传播的光束,容器的底部4的至少一部分在该检查空间V中被定位成与滑动板8(图9)的可移动部分18间隔开。因此,在容器的底部4与滑动板8之间,来自光源14的光束自由地传播到光传感器15。因此,能够观察到底部4的轮廓或侧面影像,优选为容器的一侧处的下侧缩小部和底部4的轮廓或侧面影像,或者优选为容器的两侧上的轮廓或侧面影像。

每个可移动部分18采取在支撑平台7的整个宽度上延伸的长型板的形式,被接纳于形成在支撑平台7中的切口(cutout)内。切口的形状适于能够使光沿着观察方向在光源14与光传感器15之间穿过,所述方向取决于光传感器的位置、其镜头的光学中心的位置、以及光学轴线的方向。切口的形状还匹配于容器3的形状和尺寸。例如,为了能够检查具有不同直径的各种容器,可设置多组滑动板,这些滑动板被改变为符合小直径的容器至大直径的容器。

而且,光源14被定位在滑动板8的一侧上而与滑动板大体水平,光传感器15被放置在滑动板8的另一侧上而与滑动板大体水平。因此,当可移动部分18处于其检查位置时,位于容器的底部4下方的、在光源14与图像传感器15之间的空间的一部分被释放,以便允许光自由地穿至光传感器(图1、图3、图5、图7)。

在图1至图7所示的实施例中,滑动板8具有至少一个可移动部分18,所述至少一个可移动部分可收缩或下降,即,远离可移动部分18的任一侧的滑动板8的固定部分21或位于其下方。在所示的优选示例中,滑动板8具有两个收缩式可移动部分18,每个可移动部分位于其任一侧的滑动板的固定部分21之间。因此,在滑动板8的检查位置,可移动部分18所处的位置低于固定部分21所处的平面,因而没有覆盖容器的底部4在相对于滑动板的任一侧上的部分。在检查位置,可移动部分18与容器的底部间隔开,可移动部分下降而位于容器的底部下方。可移动部分18与固定部分21之间的偏移可以较大或较小,并且通常在0.2毫米(mm)到2mm的范围。自然地,该偏移取决于光学检查约束。可移动部分18和固定部分21都被调节,以限制可移动部分与固定部分之间的间隙,使得在转移位置,平台所具有的滑动表面尽可能连续。

当容器被带至滑动板8上且当容器被从滑动板传递或排出时,每个容器3在单个平面中移动。应该注意到,容器保持在这个平面中而可移动部分18收缩或下降。

在试图根据专利FR3000193所述的方法测量容器的垂直性的优选应用中,可移动部分18定位成面向邻近容器的下侧缩小部6的底部4的每个部分。因此,在检查位置,容器与滑动板8保持持续的接触,该容器被固定中心部分21支撑于其底部的中间部分中。

有利地,应该注意到,借助位于滑动板的固定部分之间的两个收缩式可移动部分18,滑动板8限定用于容器的底部的两个对称部分的两个检查空间V。

可移动板18借助致动器19在转移位置与检查位置之间移动。这两个部分之间跟随的路径可以是任意的。在以下描述中,可移动板18竖向地移动,但是应该清楚的是,这个移动例如可以是直线运动和/或曲线运动、或者枢转运动的组合的结果。

从图1可以更清楚地看到,滑动板8的可移动部分18形成可移动器械30的部分部件,在所示的优选实施例中,可移动器械30被引导为相对于紧固到平台7的支撑件31竖向地移动。该可移动器械30设有用于引导该平移移动的系统,该系统包括与由支撑件31承载的套管34配合的至少一个杆33,在所示示例中,具有四个杆33和相应的套管34。

根据有利的实施例特征,滑动板8的可移动部分18被可释放地紧固到可移动器械30。因此,如图4至图7可以更清楚地看到,每个可移动部分18通过安装螺钉36被紧固到可移动器械30。因此可在这些可移动部分18磨损时容易地更换。

可移动器械30借助致动器19平移移动,这可以采取任何合适的方式实施,例如像电致动器或气压致动器、或电磁体、或实际上是被驱动而枢转的凸轮、或者通过偏心机构、或通过杠杆机构。在所示的示例中,致动器19是具有安装在可移动器械30上的柱体的气压致动器。致动器19具有经由高支座38作用在支撑件31上的杆191。

根据有利的实施例特征,当滑动板的可移动部分18处于转移位置时,可移动器械30与高支座38配合。该高支座38由阻尼材料制成并被紧固在支撑件31上。在有利的实施例中,高支座38装有相对于平台7竖向地调节可移动部分18的系统40。例如螺钉型的该系统40用于调节可移动器械30的支座相对于支撑件31的竖向位置。该调节用于确保滑动板的可移动部分18和固定部分21在转移位置平齐。

有利地,可移动器械30在由弹簧42施加的弹性回弹力的作用下与高支座38保持接触。换言之,弹簧42连续地推动可移动器械30,以与高支座38接触。结果,默认位置是转移位置。

应该注意到,在可移动部分18、因而可移动器械处于检查位置时,可移动器械30同样与由支撑件31承载的低支座44发生接触。

根据另一个特征,该装置包括用于每个可移动部分18的至少一个吹气喷嘴46,该喷嘴在可移动部分的下方递送空气并与进气设备连通。吹入的空气用于移除任何灰尘或残余物,以避免可移动部分18相对于固定部分21堵塞。

滑动板的可移动部分18的致动器19被连接到控制单元,控制单元还被连接到用于移动容器的系统9并被连接到检查站2。控制单元控制致动器19而将每个可移动部分18置于:

-可移动部分的转移位置,以使移动系统能够将容器带至滑动板8上;

-在检查操作期间,可移动部分的收缩位置;以及

-在检查操作结束时,可移动部分的转移位置,以使移动系统9能够转移被放置在滑动板上的容器。

本发明的装置可被用于执行检查经由其底部4立于支撑平台7上的容器的方法,所述容器被相继地带至检查站,每个容器在检查站中被定位在滑动板8上。该方法包括以下步骤:

-将滑动板8的至少一个可移动部分18定位在该可移动部分18与平台7平齐的转移位置;

-移动容器3以通过将容器的底部4放置在平台的滑动板8上而将该容器带至检查站2中,该容器3被定位在至少一个光源14与至少一个光传感器15之间,以观察容器的轮廓,该轮廓包括容器的底部的至少一部分;

-在检查操作之前,将滑动板的可移动部分18下降至收缩位置,在收缩位置,容器的底部4的至少一部分与滑动板间隔开,使得传感器15可以接收在检查空间V中传播的光束,容器的底部4的至少一部分在检查空间V中定位成与滑动板间隔开;

-在检查操作期间将可移动部分18保持在其检查位置;

-在检查操作之后以及在将容器从检查站转移出之前,使可移动部分18上移而将可移动部分置于其转移位置;

-在检查操作之后,将容器3从检查站转移出;以及

-对随后的待检查的容器相继地重复上述步骤。

因此,检查方法能够观察容器的轮廓,每个轮廓覆盖容器的底部的一部分。应该注意到,滑动板8的至少一个可移动部分18可以被竖向地移动到检查位置,使得容器的底部的两个对称部分与滑动板间隔开。

根据待执行的检查的性质,应该注意到,在检查操作期间,可设置成驱动容器关于其垂直轴线旋转至少一圈。

在第一应用中,该方法试图在容器旋转期间使用光传感器15,以便从光源14重新获得在检查空间中传播的光束,容器的底部的至少两个对称部分位于该检查空间中且与滑动板间隔开,以便分析重新获得的光束而检测底部相对于容器的对称轴线的正交性缺陷。

在第二应用中,该方法试图使用图像传感器作为光传感器15,并相对于滑动板的可移动部分定位光源14和图像传感器15,从而使得在可移动部分的检查位置,传感器可以获得容器的至少下侧缩小部及底部的邻近部分(与滑动板间隔开)的轮廓的图像I。图9示出使用图像传感器15所得到的图像I的示例,该图像I示出容器的下侧缩小部和底部。

本发明并不局限于所描述并示出的示例,在不脱离本发明的范围的情况下,多种修改可以被应用于本发明。

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