专利名称：产品质量检查的方法和设备的制作方法
技术领域：
本发明是关于检查产品物理特性的方法和设备，特别是检查产品上有无附着物存在，附着物的数量有多少等。
图1是显示一般铝罐(产品)的顶端的平面图。顶端，其编号为1，有一个顶端罐体2，其上有一扇形孔部分4，周围环绕有强度较弱的切痕3，还有一拽环5(附着物)，用冲压方法而紧固在顶端罐体2上，且设有两个唇垫片6和6＇，从而将扇形孔部分4夹在其间。
在制造过程中，上述结构的顶端是要经过各种检查的，包括有无拽环5存在的检查等。
迄今检查拽环5的方法是由操作人员用肉眼检查各顶端1的情况，或者用表面探测摄影机摄取顶端1的顶部表面的影象，再将影象信号输入到影象处理装置而对影象进行处理。
但由于铝罐需求量的急剧增长，顶端的制造量迅速增加，因而必然使操作人员负担过重，易于发生错检的情况。
此外，用影象处理技术进行检查时，影象处理要花很多时间，从而使用检查效率降低。再有，在高速生产线上安装自动检查系统也是有困难的。
因此，本发明的一个目的是提供一种产品质量的检查方法，这种方法可以自动、精确、快速的检测出产品表面上的物理特性。
本发明的另一个目的是提供一种可用以实施上述方法的检查设备。
根据本发明的第一方面，本发明提供的产品表面上物理特性的检查方法包括下列步骤(a)在产品附近设置探测装置;
(b)操纵探测装置探测产品表面，使其中一个探测装置和产品围绕垂直于产品表面的轴线转动，由此得到一个信号，该信号具有对应于产品表面物理特性的信号峰;
(c)然后对该信号进行处理，并根据信号峰的数目分析经处理的信号，从而获得有关产品表面物理特性的信息。
根据本发明的第二方面，本发明提供的产品表面物理特性的检查设备包括(a)夹持装置，供夹持产品之用;
(b)第一探测装置，配置在夹持装置附近，用以探测产品表面，以获取第一信号;
(c)转动装置，用以使其中一个第一探测装置和产品围绕垂直于产品表面的轴线转动，从而使从第一探测装置输出的第一信号具有对应于产品表面物理特性的峰值。
(d)信号处理装置，可操作地连接到第一探测装置上，用以处理第一信号;和(e)分析装置，连接到信号处理装置上，用以根据信号峰来分析信号，从而获得有关产品表面物理特性的信息。
图1 是一般铝罐顶端的平面图。
图2 是本发明产品质量检查设备的平面示意图。
图3 是示出探测器位置的放大视图。
图4 是本检查设备的方框图。
图5 是在本设备中受处理信号随时间变化的曲线图。
图6 是与图2类似的视图，但示出了本发明经改进的检查设备。
图7 是与图3类似的视图，但示出了图6的设备。
图8 是图6设备的方框图。
图9 和10是图6设备的时间曲线图。
首先参照图2至4说明本发明的产品质量的检查设备。图2中，编号10表示夹持从生产线传送来的铝罐的顶端1用的转动架。转动架10呈盘形，可围绕其轴转动。在其上表面的边缘配备有多个夹持部分11，彼此在圆周上的间距相等。夹持部分11均呈圆形，其直径通常与顶端1相等，且本身可绕其轴转动。这样，顶端1借真空牢靠地座落在夹持部分11上，从而可以随着夹持部分11的转动而绕一轴线转动。
此外，第一探测器12用以检测拽环5，例如，它可以是一种光学距离探测器(三角测量式或反射光量式)、超声波探测器、静电探测器或涡流探测器，固定配置在转动架10周边上方的预定位置上，工作时用以探测探测器12与因转动架10转动而传送过来的顶端1之间的距离。从图3可以很清楚地看到，第一探测器12放置在所述夹持部分11的上方，使得在夹持部分11中放有无缺陷的顶端1且绕其轴转动时，探测器12对拽环5至少检测两次，并检测唇垫片6，然后发出有关拽环5的信息的第一信号。另外，在毗邻转动架10周边的固定位置上固定安装一个第二探测器13，它可以是前述的类似探测器，用以检测被固定夹持部分11所夹持的顶端1或检测夹持部分11本身，以产生表示顶端1的转动周期时间的第二信号。在该最佳实施例中，夹持部分11上设有一个狭缝，第二探测器13即配置成使其检测该狭缝，以产生上述第二信号。
上述第一探测器12连接到信号处理电路或装置20上，该装置用于处理从第一探测器12输出的信号，并按照规定的阈值将其变换成二进制信号。信号处理装置20和第二探测器13再连接到计数电路或分析器21上。该分析器根据表示转动周期的第二信号而分析从信号处理装置20传来的二进制信号，以获取数据或产生一输出信号，由此使操作人员或设备可确定夹持部分11所夹持的顶端1的质量是否良好。
此外，装罐器14与第一探测器12相对于转动架10的轴对称配置，工作时给停在装罐器14下方位置的夹持部分11放置从生产线传送来的顶端1。另外，卸罐器15毗邻装罐器14配置，用以将质量合格的顶端卸到传送线上。排罐器16则毗邻卸罐器15配置，用以排除有缺陷的顶端1。
下面介绍本发明的检查方法。
首先，从生产线传送来的顶端1通过装罐器14移到转动架10的规定的夹持部分11上，并使待检查的顶端表面1a朝上。然后使转动架10转动一个等于两毗邻夹持部分11相对于转动中心所成的中心角的角度，从而使顶端1移到下一个位置上。
重复上述工作过程，当所述顶端1到达第一探测器12处于其上方的一个位置时，第一和第二探测器12和13就开始工作。然后第一探测器12探测顶端1的顶部表面1a，从而产生一个第一信号，当顶部表面1a上有拽环5时，第一信号就出现信号峰。信号处理电路20对第一信号进行处理，并将其变换成二进制信号输出到分析器21中。另一方面，第二探测器13探测顶端1的转动情况，从而产生表示顶端1转动周期的第二信号，并将其输入到分析器21中。分析器21在顶端1转一圈期间对得到的二进制的第一信号进行分析，由此获得数据，从该数据可以知道拽环5是否存在。
更具体地说，当拽环5是正确地固定在顶端1的顶部表面1a时，第一探测器12发出具有图5所示的峰值P的第一信号。在探测开始时，若检测的是拽环5，则检测出的峰值P的数目为三个;但是在探测开始时，若检测的是拽环5以外的部分表面，则检测出的峰值P的数目为两个。按照规定的阈值将第一信号变换成二进制信号，使峰值P对应于“1”，而其它部分对应丁“0”。将如此获得的二进制信号输进分析器21中进行分析，以计算出峰值的数目，从而根据峰值数目是否为2或3来判断顶端1的质量是否良好。另一方面，当顶端1未附有拽环5时，则第一探测器12所产生的信号没有峰，于是分析器21就判断顶端1有缺陷。
在上述情况下，由于顶端罐体2上有唇垫片6，第一探测器12所产生的信号就显示有比上述峰值P低的峰值，而这些较低的峰在信号变换成二进制码的过程中就被消除掉。任何附在顶端1上的外来物质所引起的峰也可以同样的方式消除掉。
对拽环5是否存在的情况作了上述分析之后，转动架10继续转动，顶端1有缺陷时就由排罐器16加以排除，而质量合格的顶端1就由卸罐器16卸到传送线上。就这样，重复上述操作，以检查所有从生产线传送来的顶端1，只将好的顶端1传送到传送线上。
在上述方法中，顶端1的顶部表面1a是在顶端1转动的同时进行检查的。若拽环5是正确地附在顶部表面1a上，第一探测器12就发出至少有两个峰的信号。因此通过计出峰的数目就可以快速可靠地检查出有无拽环5存在。
此外，由于无需进行影象处理工作，因而可以确保快速检查，从而不难使高速生产线的检查操作自动化。
在上述方法中，虽然顶端1是在对其进行有无拽环存在的检查过程中使其转动，但也可以使第一探测器12绕垂直于顶端1的一个轴线转动。此外，本发明的检查设备还可以改进得使其能用以检查象徽章之类的圆盘形产品上有无不规则的地方及其数量，或检查各种产品上形成的任何凸出和凹下去的地方。若第一探测器12采用光敏元件，则可以检查产品上有无发亮或发暗的地方及其数量。
图6至10画出了本发明经改进的检查设备，其中有一对第一探测器12a和12b固定配置在转动架10周边的上方位置上，用以检测因转动架10转动而传送来的顶端1上的拽环5。
如图7中的小圈12a、12b所示的那样，上述第一探测器12a和12b安置在通过顶端1直径的直线上，使探测器12a距顶端1中心轴的距离比探测器12b的小，且当无缺陷的顶端1绕其中心轴转一次时，探测器12a检测拽环5至少两次，并检测唇垫片6，而探测器12b则只检测唇垫片6。第一探测器12a和12b分别连接到信号处理装置20a和20b上，信号处理装置20a和20b又连接到分析器21上。分析器21包括两个“与”电路21a和21b以及一个脉冲数字计数比较器21b，用以处理输入其中的信号。
在上述实施例中，转动架10的转动方式与前一个实施例一样，当顶端1传送到第一探测器12a和12b下方时，第一探测器12a和12b以及第二探测器13就开始工作。这时，第二探测器13探测顶端1的转动情况，由此产生表示顶端1转动周期的第二信号(ROT信号)，在顶端1转一周期间向分析器21输入“1”，如图9所示。此外，第一探测器12a和12b探测顶端1的顶部表面1a，从而产生一个第一信号，该信号可具有因顶部表面1a上有拽环5而产生的信号峰。信号处理装置20a和20b则分别处理第一信号，并将它们变换成二进制信号，再输出到分析器21中。更具体说，当拽环5是正确地附在顶端1的顶部表面1a上时，第一探测器12a产生具有基于拽环5的峰值P1和基于唇垫片6的峰值P2的第一信号，同时第二探测器12b产生另一个具有因唇垫片6而造成的峰值P3的第一信号，如图9所示。在探测开始时若所检测的是拽环5或唇垫片6以外的部分，则第一探测器12a所产生的信号中检测出的峰值P1和P2的总数为4个，若开始时检测的是拽环5或唇垫片6，则检测出的峰值P1和P2的总数是6个。另一方面，在探测开始时若所检测的是唇垫片6以外的部分，则另一第一探测器12b所产生的信号中检测出的峰值P3的数目是2个，若开始时检测的是唇垫片6，则检测出的峰值P3的数目是3个。另外，若拽环5是固定在两个唇垫片6之间的正确位置，则当探测器12a探测拽环5时，探测器12b同时也探测唇垫片6，从而上述峰值P1和P3是同时产生的。
按需要得出上述第一信号的第一或第二派生信号之后，各信号就按照各阈值被转换成二进制信号，从而使峰值P1、P2或P3对应于“1”，而其它部分对应于“0”，并将二进制信号传送到分析器21中。接着，在分析器21中对二进制信号进行逻辑“与”运算以产生“输入”信号，该信号在峰值P1与峰值P3一致时输出“1”，在峰值P1和P3不一致时输出“0”。当“输入”信号在顶端1转一周期间有两个或三个部分指示“1”时，顶端1就被判定为质量良好。
此外，输入分析器21中的ROT信号在其中经过处理后，产生CK信号，该信号在ROT信号变为零后起作用，而且在规定时间内保持不变。但CK信号在ROT信号下一次起作用之前变为零。分析器21中的脉冲数字计数比较器21b在ROT信号变为“1”时开始对“输入”信号中的脉冲进行计数，且只有当ROT信号起作用时工作。ROT信号变为“0”时，比较器21b停止并保持当时的结果，而当CK信号变为“0”时，比较器21b复位并停止，直至产生下一个ROT信号为止。
这样，就有输出信号“良好/不合格”产生，在“输入”信号的第二峰时输出“0”，在第四峰时输出“1”。然后由“与”电路21c对CK信号和“良好/不合格”信号进行逻辑“与”运算，当运算的结果为“0”时，顶端1被判定为“正常”。
另一方面，如果拽环5偏离其正确位置时，探测器12a所产生的信号由于有拽环5而具有峰值P1，由于有唇垫片6而具有峰值P2，而探测器12b所产生的信号具有因唇垫片6存在而造成的峰值P3，如图10中所示，但峰值P1和峰值P3是在不同的时间出现的，因而当信号处理操作是对各信号的二进制信号进行时，如此产生的“输入”信号没有表示“1”的部分，完全以“0”输出。在这种情况下，顶端1被判定为“不正常”。
同时对ROT信号和“输入”信号然后再对CK信号和“良好/不合格”信号进行信号处理。若该经过处理的信号输出为“1”，则顶端1被判定为“不正常”。
另外，当顶端罐体2上不附有拽环5时，探测器12a所产生的信号没有峰值P1。于是对二进制信号进行“与”运算所产生的“输入”信号(也是以类似的方式得出)没有输出为“1”的部分，因而判断的结果是“不正常”。
如上所述，用上述经改进的设备所进行的检查方法中，若拽环5是附在顶端1的正确位置时，则探测器12a的信号中因拽环5而出现的峰值P1和探测器12b的信号中因唇垫片6而产生的峰值P3同时出现。另一方面，若拽环5不在正确位置，则在不同的时间检测出上述峰值P1和P3。因此拽环5是否附在正确的位置，可以通过判断峰值P1和P3的检出时间是否同时而简单可靠地检查出来。
在上述实施例中，探测器12a配置成使其探测拽环5和唇垫片6，而探测器12b配置成使其只探测唇垫片6。但也可以将探测器12a和12b配置成使其既能探测拽环5也能探测唇垫片6。此外，在某些情况下，也可以设置两个以上的探测器。
权利要求
1.一种检查产品表面上物理特性的方法，其特征在于，它包括下列步骤(a)在产品附近设置探测装置；(b)操纵探测装置探测产品表面，使其中一个探测装置和所述产品围绕垂直于所述产品表面的轴线转动，由此得到一个信号，该信号具有对应于所述产品表面物理特性的信号峰；和(c)然后对所述信号进行处理，并根据信号峰分析经处理后的信号，从而获得有关产品表面物理特性的信息。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述物理特性是指附在所述产品表面的附件。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤(c)包括获取有关有无附件存在的信息。
4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述探测装置包括多个探测器，这些探测器配置成使其能探测所述表面上的、与垂直于该表面的所述轴线相距不同距离的诸点;且所述步骤(c)包括通过将各个峰彼此加以比较以获取有关该物理特性的位置的信息的步骤。
5.一种检查产品表面上物理特性的设备，其特征在于，它包括(a)夹持装置，供夹持产品之用;(b)第一探测装置，配置在所述夹持装置附近，用以探测所述产品表面，以获取第一信号;(c)转动装置，用以使其中一个所述第一探测装置和所述产品围绕垂直于所述产品表面的轴线转动，从而使从所述第一探测装置输出的所述第一信号具有对应于所述产品表面物理特性的峰值;(d)信号处理装置，可操作地连接到所述第一探测装置上，用以处理所述第一信号；和(c)分析装置，连接到所述信号处理装置上，用以根据信号峰来分析所述信号，从而获得有关所述产品表面物理特性的信息。
6.如权利要求5所述的检查设备，其特征在于，所述信息获取装置还包括第二探测装置和一分析器，第二探测装置毗邻所述夹持装置配置，用以探测所述产品的相对位置，以产生表示所述产品相对转动的周期的第二信号，分析器则连接到所述信号处理装置和所述第二探测装置，用以分析在所述产品相对转动的预定周期中所获得的信号峰。
7.如权利要求6所述的检查设备，其特征在于，所述夹持装置包括一转动架，该转动架具有转动所述产品的所述转动装置。
8.如权利要求6所述的检查设备，其特征在于，所述信号处理装置包括一变换电器，用以将所述第一信号变换成二进制信号。
9.如权利要求6所述的检查设备，其特征在于，所述分析器包括计数装置，用以对所述产品在相对转动一个周期中出现的峰值数目进行计数，从而获得有关所述产品表面上的物理特性的信息。
全文摘要
本发明是有关一种产品表面上物理特性的检查方法。首先，在产品附近设一个探测器。然后使其中一个探测器和产品绕垂直于产品表面的一个轴线转动，同时由探测器探测产品表面，从而获得一个信号，该信号具有对应于产品表面物理持性的信号峰。接着对信号进行处理，并根据信号峰的数目分析经处理后的信号，从而获取有关产品表面物理特性的信息。此外还提出了一种实施上述方法的检查设备。
文档编号B65D17/40GK1054314SQ9010100
公开日1991年9月4日 申请日期1990年2月24日 优先权日1990年2月24日
发明者伊藤肇, 伊藤厚生, 井上羲弘, 石崎博 申请人:三菱金属株式会社