专利名称：用于在贴标机中对齐容器,尤其是瓶子的装置和方法
技术领域：
本发明涉及一种根据权利要求1和10的前序部分所述的装置和方法。
背景技术：
在装灌线上处理瓶子时，特别是在把标签贴到贴标机中的容器上时，经常有必要 对齐容器的旋转位置，以便确保例如在毛口(burr)与标签之间具有足够大的距离和/或将 标签相对于玻璃浮凸装饰正确地定位。关于这一点，从EP 1 205 388 B2已众所周知，利用4个摄像机记录下容器在其整 个圆周上的外表面，以在所记录的图像中评估合适的特征，并向驱动系统发送指令以将容 器围绕其纵轴旋转到所希望的位置。在这一类装置中，容器以恒定的角速度转动，所述恒定的角速度在正在记录特征 时需被尽可能精确地遵守。另外，需要被对齐的容器必须以恒定的速度移动经过摄像机，这 样，容器的旋转位置以及它们在机器中的位置(例如机器中的旋转式传送带的角位置)才 能被精确地定位。考虑到在转动容器并将其移动经过摄像机的驱动系统与拍摄图像的触发时间之 间的相互作用中的不精确性(轮齿隙、同步速度变化等)，上述方法的精确性通常是不够 的，因而随后必须要利用独立的摄像机对容器进行细微的调整。为此，在机器中不得不提供 额外的机器位置。
发明内容
本发明的目的是提供一种以较小的时间花费与较小的空间要求准确地对齐容器 的旋转位置的装置和方法。这一目的通过用于触发摄像机单元成像功能的接近开关得以实现。这使得单个摄 像机图像的触发不依赖于同步速度变化。由于这提高了图像评估的精确度，所以容器的旋 转位置可以用一个步骤来矫正，也就是说，不需任何细微的调整。另外，容器旋转的加速和/ 或减速斜坡(deceleration ramp)可包括在特征的记录中，而且机器中为此目的所需要的 空间能够得以利用。接近开关优选包括以预定的旋转角度间隔设置在支架上的多个触发信号发生器 以及包括至少一个触发信号接收器的固定的接收单元。因此能够首先根据所述触发信号发 生器的角位置产生触发信号。这使得能够精确确定容器的旋转位置和对齐。根据一个有益实施例，当所述触发信号发生器位于离所述接收单元最小距离处的 旋转位置时，至少每隔两个触发信号发生器位于所述触发信号接收器的对面。这使得能够 进行可靠的触发。优选地，装置另外包括将所述支架沿着所述触发信号接收器的接收区移动的传送 器件。因此能够将容器的连续流对齐。多个触发信号接收器以有利的方式布置在所述接收单元中，从而使所述传送器件使所述支架沿着所述触发信号接收器的接收区连续地移动。因此能够将多个摄像机彼此独 立地触发。根据一个优选实施例，所述触发信号接收器分布在与所述传送机构的传送方向基 本平行地延伸的至少两个平面上。这样就使得所述触发信号接收器的重叠布置模式成为可 能。所述接收单元以有利的方式包括多个触发信号接收器，相邻触发信号接收器之间 的距离与所述支架的旋转移动的加速和/或减速斜坡的轮廓相适应。因此在记录特征时能 够将加速和/或减速斜坡包括在内，而且为装置提供了尤其紧凑的结构设计。根据一个尤其有益实施例，所述接近开关对磁场是灵敏的。磁性接近开关对污染 特别不灵敏。根据一个优选实施例，所述装置进一步包括计算单元，该计算单元用于在已成像 的容器上定位特征并用于计算容器的实际旋转位置；以及控制单元，该控制单元用于使容 器移动到所希望的旋转位置。因此能够将容器带到适于贴标签的旋转位置上。所述技术问题另外还通过一种用接近开关触发对容器的成像的方法得以解决。这 使得单个摄像机的触发不依赖于同步速度变化。由于这样提高了图像评估的精确度，容器 的旋转位置可以用一个步骤来矫正，也就是说，同样不需任何细微的调整。另外，容器旋转 的加速和/或减速斜坡可被包括在特征的记录中，而且能够利用机器中为此目的所需的空 间。根据一个优选实施例，触发信号发生器与容器共同旋转，而且，当触发信号发生器 接近固定的接收单元时，至少每隔两个触发信号发生器将产生触发信号。这使得能够实现 可靠的触发，且这种触发是不依赖于同步速度变化的。一个特别有利的实施例是这样构思的在触发信号发生器的旋转位置上(在该位 置上，每个触发信号发生器位于离所述接收单元最小的距离)，所述触发信号达到预定的触 发水平，从而输出触发对容器成像的触发控制信号。一个优选实施例是这样构思的在容器的展开示图的形成的同时，所述容器沿着 所述接收单元的至少一个接收区移动。因此能够对齐容器的连续流。根据一个有益实施例，所述触发信号在所述接收单元的不同触发信号接收器中产 生。因此能够将多个摄像机彼此独立地触发。根据一个优选实施例，所述方法进一步包括下列步骤在已成像的容器上定位特 征并计算所述容器的实际旋转位置；以及使所述容器移动到所希望的旋转位置。因此，所述 容器可被带到一个适合于贴标签的旋转位置上。
附图中示出了本发明的优选实施例，下面对其进行说明。图1示出了根据本发明的用于对齐容器的旋转位置的装置的示意性俯视图；图2示出了根据图1的接近开关的具体示意图；以及图3示出了接收单元的示意性侧视图。
具体实施例方式根据图1和图2，例如可以是贴标机的装置1包括多个用于容器5 (尤其是瓶子) 的旋转支架3，所述旋转支架3例如是具有定心装置的以马达驱动的转盘，而所述容器5 (尤 其是瓶子)通过围绕它们的主轴旋转来相对于它们的旋转位置φ对齐。所述支架3在例如 传送转盘的传送器件7上循环。所述装置另外包括固定的摄像机单元9，该摄像机单元9包括任意数量的摄像机 10，这些摄像机用来记录容器5的特征5a，例如毛口或浮凸装饰。为此，传送器件7将容器 5传送通过摄像机单元9的成像区9a，同时所述支架3使得容器5的外围表面5b的展开示 图(developed view)形成在摄像机单元9的前面。成像区9a可以由摄像机10的重叠成 像区组成。图像数据的获取，比如对将要展开的表面5b的局部示图的记录，是在各预定的旋 转位置φ处由接近开关11触发的。在所示出的实例中，每当支架3前进旋转角度间隔Δφι 时，就对容器5进行拍照。为此，触发信号发生器13 (例如磁铁)以规律的旋转角度间隔 Δφι布置在支架3上，这些触发信号发生器13在接近固定的接收单元15时，在该接收单元 15中产生相应的触发信号Τ。当触发信号T达到预定的触发水平P时，接收单元15将触发 控制信号S发送给摄像机单元9，从而记录下容器5的图像。装置1另外包括用于存储及进 一步对图像数据进行处理的计算单元17。接收单元15优选包括独立的触发信号接收器19，例如霍尔传感器，当沿着传送器 件7的传送方向看时，所述触发信号接收器19是一个接一个地布置，并且优选地它们覆盖 摄像机单元9的整个成像区9a。图2示出了接近开关11基于通过成像区9a的支架3的两个位置的操作模式；为清 楚起见，省略了相邻的支架3。支架3以角速度Q1旋转，而传送器件7则以角速度ω2旋转。触发信号发生器13均勻地分布在支架3的圆周上的位置A-H处，在本例中，相应 的旋转角度间隔Aq^SiS。。然而，也可以使用其它的旋转角度间隔Δφι。触发信号接收器 19同样均勻地分布在接收单元15的位置Α’ -H’处，所述触发信号接收器19之间的距离由 角度间隔Δφ2限定。角度间隔厶^^与厶恥以及角速度Co1与ω2被这样调整，g卩，在触发信号发生器13 位于距接收单元15距离最小的位置处，在由触发信号接收器19所覆盖的接收区20中的位 置处，所述触发信号发生器13与触发信号接收器19相对，从而在触发信号发生器13与触 发信号接收器19相对布置时，将达到或超过触发水平P。在所示出的实例中，在触发的那一 刻，位置D位于位置D’的对面，位置F位于位置F’的对面(以虚线标示)。另外，在触发的 那一刻，E将位于E’的对面，G将位于G’的对面等等(未示出)。根据图2，触发信号发生器13与触发信号接收器19的数量是相同的，从而在相邻 的触发信号接收器19中生成连续的触发控制信号S。由此得出结论，触发信号发生器13的 数量优选与对容器的每一展开示图所要求的摄像机图像数量相一致。然而，接收单元15包 括的触发信号接收器19的数量也可以少于设置在所述支架3上的触发信号发生器13的数量。例如，触发信号接收器19可以在A’ -H’处仅每隔一个位置或每隔两个位置来设 置，这样，在触发信号发生器13接近接收单元15时，仅每隔一个或每隔两个触发信号发生
6器13将触发触发控制信号S。但是假如所需要的触发控制信号S多于所设置的触发信号接 收器19的数量，则可以从由触发信号发生器13先前触发的触发控制信号S之间的时间间 隔来计算出“丢失的”触发时刻。不言而喻，这样的计算(例如插值(interpolation))也 能够在触发信号发生器13的数量与触发信号接收器19的数量相同的时候进行。这样就能 够在旋转角度间隔Δφ!中的中间位置上拍摄额外的摄像机图像。在传送器件7的传送方向上的接收区20足够大以至于同步速度变化(这种同步 速度变化在贴标机中是常见的，尤其是对于角速度Q1与ω2而言)不能有下述作用触发 信号发生器13在出错的情况下无法在相关的触发信号接收器19中登记，因而没有产生触 发控制信号S。为此，所述触发信号接收器19可布置成使得相邻的触发信号接收器19的接 收区20互相重叠。这样，触发信号发生器13与触发信号接收器19分布在与传送器件7的 传送方向基本平行地延伸的至少两个平面Υ”Υ2上。在图3中，为接收单元15示意性地绘 出了这一点。然而，当所述支架3的直径不够大，因而不能以使触发信号发生器13彼此间 具有足够的距离的方式来布置必要数量的触发信号发生器13时，这样一种在多个平面I、 Y2上的分布也将是必要的。接近开关11优选基于磁性操作原理，也就是说，它响应作用于其上的磁场，以便 确保装置能够运转而不会对污染灵敏。但是，也可以想到用其他用于位置探测的无接触操 作单元(例如光垒)作为接近开关11。在这种情况下，触发信号发生器13可被实施成反射 或反向散射表面。触发信号发生器13可布置在支架3上能够分辨旋转位置φ的任意位置上，例如布 置在所述支架3的下表面上，也可以选择性地布置在支架3的驱动单元上，例如在马达和/ 或轴(未示出)上。接收单元15可包括任意的对磁场灵敏的触发信号接收器19。这些触发信号接收 器19的数量优选至少与为记录特征5a所需要的摄像机图像的数量相一致，或者与为容器 5的全部展开示图所需要的局部示图的数量相一致。在表面5b的整个展开示图期间，角速度Q1不需保持恒定。支架3的旋转移动的 加速与减速斜坡可以例如包括在特征5的记录中。与所示的实例不同，距离或角度间隔Δφ2 必须为与角速度Q1的相应变化相适配。由此得出结论，与角速度Q1保持在标称值或最大 值的情况相比，在传送器件7在支架3的加速和/或减速斜坡期间保持基本恒定的角速度 ω2的情况下的角度间隔4(^要更大。传送器件7不限于传送转盘，它在形状上也可以是线状的和/或弯曲的，其也可以 例如由传送带组成。这样，触发信号接收器19的布置应当以合适的方式与传送器件7在成 像区9a中的改变的形状相适配。如有必要，角度间隔Δφ2也将由相当的线性参量来代替。计算单元17计算容器5的实际旋转位置。为能够移动到所希望的旋转位置，装置 1另外包括控制单元21，该控制单元21生成合适的控制信号并将其输送至支架3的驱动单 元上，例如伺服马达。在附图中示出的实施例的上述变例可以任意的方式相组合。根据本发明的装置可按下述方式来利用各自以居中的方式保持在旋转支架3上的需要被对齐的容器5的连续流从传送器 件7供应给接近开关11。一旦触发信号发生器13接近接收单元15到使得达到或超过所述接收单元中的触发级别P的程度，接收单元15将把触发控制信号S发送给摄像机单元9， 以便拍摄摄像机图像。与此同时，传送器件7与支架3继续旋转。一旦下一触发信号发生 器13接近接收单元5到足够的程度，另一触发控制信号S将被发送给摄像机单元9。测量 数据的获取以这种方式继续，直到已形成容器5的整个外围表面的展开示图。在测量区9a 中可同时存在多个容器，各个容器将由不同的摄像机10来记录。接着，对成像数据进行评估，对特征5a加以定位，计算出容器5的旋转位置φ的实 际位置并将合适的控制信号发送给支架3，从而确立容器的旋转位置φ的所希望的位置。本发明提供的总的优点在于，触发时刻以及摄像机图片的拍摄仅仅取决于触发信 号发生器13的旋转角度位置φ，因此与在贴标机中经常发生的传送器件7和支架3的同步 速度变化无关。数据获得与位置确定之间的时间相关性在本发明中是极其精确的，通常为 100 μ S。由于对齐精确度的提高，随后就可以无需对容器5进行另外的精确调整就可以实 施标签的粘贴。装置1(例如具有容器对齐功能的贴标机)因而能够具有更为紧凑的整体 结构设计。另外，在记录特征5a之前不必要将支架3加速到标称速度，也不必在正在记录特 征5a的同时精确地维持所述标称速度。相反地，加速和减速斜坡可包括在对容器的外围表 面的展开之中。在这种情况下，只需以合适的、不同的距离Δφ2安排所述触发信号接收器19 的位置即可。这使得装置1甚至能够具有更为紧凑的结构设计。容器5的展开不依赖于机器的性能。如果贴标机的运转慢于额定速度，容器表面 5b的展开示图的形成速度将相应地减小。
权利要求
一种用于在贴标机中对齐容器(5)，尤其是瓶子的旋转位置的装置(1)，所述装置(1)包括-至少一个用于需要被对齐的容器(5)的支架(3)；以及-用于形成容器(5)的图像的摄像机单元(9)，其特征在于，具有用于触发所述摄像机单元(9)的成像功能的接近开关(11)。FSA00000109500400011.tif
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述接近开关(11)包括以预定的旋转角 度间隔(Acp1)设置在所述支架(3)上的多个触发信号发生器(13)以及包括至少一个触发 信号接收器(19)的固定的接收单元(15)。
3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，当所述触发信号发生器(13)位于离所述 接收单元(15)最小距离处的旋转位置(φ)时，至少每隔两个触发信号发生器(13)位于所 述触发信号接收器(19)的对面。
4.根据权利要求2或3所述的装置，其特征在于，所述装置(1)另外包括传送器件(7)， 所述传送器件(7)使所述支架(3)沿着所述触发信号接收器(19)的接收区(20)移动。
5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，多个触发信号接收器(19)以这样的方式 布置在所述接收单元(15)中使得所述传送器件(7)使所述支架(3)沿着所述触发信号接 收器(19)的接收区(20)连续地移动。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述触发信号接收器(19)分布在与所述 传送器件(7)的传送方向基本平行地延伸的至少两个平面(Υ1、Υ2)上。
7.根据权利要求2至6中任一项所述的装置，其特征在于，所述接收单元(15)包括多 个触发信号接收器(19)，并且相邻的触发信号接收器(19)之间的距离(Δφ2)与所述支架 (3)的旋转移动的加速和/或减速斜坡的轮廓相适应。
8.根据前述权利要求中的至少一项所述的装置，其特征在于，所述接近开关(11)是对 磁场灵敏的。
9.根据前述权利要求中的至少一项所述的装置，进一步包括-计算单元(17)，其用于在已成像的容器(5)上定位特征(5a)并用于计算所述容器 (5)的实际旋转位置；以及-控制单元(21)，其用于使容器(5)移动到所希望的旋转位置。
10.一种用于在贴标机中对齐容器(5)，尤其是瓶子的旋转位置(φ)的方法，所述方法 包括a)旋转需要被对齐的容器(5)并在摄像机单元(9)的成像区(9a)中形成所述容器(5) 的外围表面(5b)的展开示图；以及b)利用所述摄像机单元(9)来形成所述容器(5)的图像，以便记录所述容器(5)的特 征(5a)，其特征在于，c)接近开关(11)触发对容器的成像。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，多个触发信号发生器(13)与所述容器 (5)共同旋转，并且当所述触发信号发生器(13)接近固定的接收单元(15)时，至少每隔两个触发信号发生器(13)产生触发信号(S)。
12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，在每个所述触发信号发生器(13)位于 离所述接收单元(15)最小距离(14)时的触发信号发生器的旋转位置(φ)处，所述触发信 号(S)达到预定的触发水平(P)，因而输出触发控制信号(S)，所述触发控制信号(S)触发 对容器(5)的成像。
13.根据权利要求11或12所述的方法，其特征在于，在形成容器(5)的展开示图的同 时，所述容器(5)沿着所述接收单元(15)的至少一个接收区(20)移动。
14.根据权利要求11至13中任一项所述的方法，其特征在于，所述触发信号(S)在所 述接收单元(15)的不同触发信号接收器(19)中产生。
15.一种根据权利要求10至14中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法另外包括d)在已成像的容器(5)上定位特征(5a)并计算所述容器(5)的实际旋转位置；以及e)使所述容器(5)移动到所希望的旋转位置。
全文摘要
本发明涉及一种用于在贴标机中对齐容器，尤其是瓶子的装置和方法。所述装置包括用于需要被对齐的容器的旋转支架、用于对容器进行成像的摄像机单元以及用于触发所述摄像机单元的成像功能的接近开关。这允许准确地对齐，并且减小时间花费与空间需求。
文档编号B65C9/40GK101885393SQ201010178210
公开日2010年11月17日 申请日期2010年5月11日 优先权日2009年5月12日
发明者卡尔·艾兴格尔, 安东·尼德迈尔 申请人:克朗斯股份公司