BR102019014793A2 - Método e dispositivo para detectar defeitos no fechamento de frascos encapsulados - Google Patents

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BR102019014793A2
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Jordi Boira Bonhora
Carlos Roura Salietti
Jose Coca Garrote
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Abstract

método e dispositivo para detectar defeitos no fechamento de frascos encapsulados. a presente invenção refere-se a um método para detectar defeitos no fechamento de frascos encapsulados que compreende as seguintes etapas: a) digitalizar um perfil (20) da cápsula (120, 220) e do frasco (100, 200) por meio de um perfilômetro (10), obtendo-se assim uma nuvem de pontos, b) a partir da dita nuvem de pontos, calcular pelo menos um dos seguintes parâmetros: i. diâmetro ou raio da circunferência de fechamento da cápsula, ii. ângulo de interseção (alfa) entre a saia inferior (121, 221) e a lateral da cápsula, iii. comprimento da saia inferior (121, 221), iv. distância da extremidade da saia inferior (121, 221) até o gargalo do frasco, c) determinar se algum dos ditos parâmetros excede um valor limite predeterminado. o dispositivo para detectar defeitos no fechamento de frascos encapsulados compreende um perfilômetro (10) configurado para digitalizar um perfil (20) da cápsula (120, 220) e do frasco (100, 200) e um dispositivo de controle configurado para executar um método como o anteriormente descrito.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para MÉTODO E DISPOSITIVO PARA DETECTAR DEFEITOS NO FECHAMENTO DE FRASCOS ENCAPSULADOS.
[0001] A presente invenção refere-se a um novo método e dispositivo para detectar defeitos no fechamento de frascos. Mais especificamente, a presente invenção apresenta um novo método e dispositivo para detectar defeitos no fechamento de frascos encapsulados.
[0002] Atualmente, especialmente na indústria farmacêutica, é amplamente estendido o uso de frascos. Os frascos são recipientes geralmente pequenos que podem ser usados para conter medicamentos, amostras, etc., na forma de líquidos, pós ou cápsulas. Os frascos podem ter diferentes tipos de fechamento, como, por exemplo, tampas de rosca, tampas articuladas, tampas de borrada ou similar, encapsulamentos, etc.
[0003] Com o objetivo de evitar perdas e/ou a contaminação do conteúdo do frasco, é muito importante assegurar seu fechamento correto. Dentre os defeitos que podem ser produzidos no fechamento dos frascos destaca-se principalmente a falta de estanqueidade do dito fechamento; no entanto, este defeito não é o único, já que frascos cujo fechamento é estanque podem apresentar outros tipos de defeitos que, com o passar do tempo, podem terminar comprometendo a integridade ou a estanqueidade do fechamento. Um exemplo de defeitos deste tipo seriam as mordeduras na cápsula dos frascos encapsulados, especialmente as mordeduras na saia inferior da cápsula.
[0004] A fim de evitar os possíveis problemas associados com um fechamento defeituoso do frasco, é necessária a implantação de controles de qualidade do dito fechamento. Em pequena escala, é factível a inspeção manual dos frascos por um operário, embora em média ou grande escala, a inspeção manual não seja factível devido a problemas
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2/21 óbvios de produtividade. Em razão disto, ao longo do tempo foram surgindo diferentes dispositivos automáticos de inspeção do fechamento dos frascos.
[0005] O documento de Publicação de Pedido de Patente PCT WO 02/057709 A2 apresenta um método e um aparelho para detectar a presença de um fechamento em um contentor e determinar se o dito fechamento está devidamente encaixado. O dito aparelho inclui pelo menos duas cabeças de fibra óptica dispostas de maneira oposta entre si em ambos os lados de uma correia transportadora ou qualquer outro mecanismo de transporte de embalagens. As cabeças de fibra óptica ficam voltadas uma para a outra através da trajetória de deslocamento de uma embalagem. As fibras ópticas da cabeça receptora são dispostas em uma forma retangular, estreita na direção horizontal e longa na direção vertical. As cabeças ópticas são conectadas a um sensor óptico com uma saída analógica. À medida que uma embalagem com um fechamento se desloca pelo mecanismo de transporte, o fechamento da embalagem interrompe partes do feixe de luz direcionado para a cabeça receptora. O sensor óptico gera um sinal de rastreamento analógico à medida que o fechamento se move pelo transportador. Um processador faz uma amostragem do sinal analógico e determina a presença e/ou a posição do fechamento do mesmo.
[0006] O documento de Publicação de Pedido de Patente PCT WO 2012/061441 A1 apresenta um sistema para inspecionares fechamentos de produtos embalados empregando lasers e receptores para digitalizar múltiplos lados de uma embalagem, medindo e determinando assim um estado de passagem/não passagem de um parâmetro de um fechamento de embalagem. Em uma realização, o sistema emprega dois lasers que emitem, cada qual, feixes que se cruzam entre si, assim como uma trajetória de inspeção de produto. De preferência, o parâmetro de fechamento de embalagem que é avaliado é a separação entre a
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3/21 superfície inferior da tampa e a superfície superior do gargalo do frasco. [0007] Os dois documentos anteriormente citados coincidem por apresentarem dispositivos que inspecionam o fechamento de frascos mediante meios ópticos, isto é, sem a necessidade de contato físico entre o dispositivo de inspeção e o frasco, e por exclusivamente avaliarem a posição da tampa com relação à embalagem. Ambos os sistemas são incapazes de avaliar possíveis defeitos em uma cápsula que envolve a dita tampa; portanto, não é recomendável seu uso para inspecionar frascos encapsulados.
[0008] O documento de Publicação de Pedido de Patente PCT WO 95/04267 A1 apresenta uma máquina de inspeção de garrafas translúcidas ou artigos similares, com uma estação de inspeção para verificação das paredes do artigo, a estação sendo provida de um dispositivo de iluminação, um dispositivo de imagem e um conjunto de espelhos intermediários que criam pelo menos dois feixes assim como de um transportador que conduz as garrafas em uma única fila entre os feixes. Para aperfeiçoar a dita máquina de inspeção, a invenção apresenta um conjunto de espelhos que criam pelo menos três feixes que iluminam a parede lateral de uma garrafa sob inspeção a partir de diferentes direções. O dito dispositivo pode dispor de uma primeira câmara para a inspeção das paredes laterais da garrafa e de uma segunda câmara para inspecionar o contorno e/ou a altura e/ou a cor das garrafas a serem inspecionadas.
[0009] A máquina de inspeção apresentada no documento WO 95/04267 A1 inspeciona unicamente as paredes das garrafas, isto é, não inspeciona o fechamento das mesmas e, por conseguinte, não é capaz de detectar defeitos no dito fechamento.
[0010] O documento de Publicação de Pedido de Patente PCT WO 2016/202528 A1 apresenta um método de inspeção de embalagens, em particular, garrafas, em que as embalagens fechadas são transportadas
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4/21 mediante um aparelho de transporte e os fechamentos aplicados às embalagens são inspecionados em relação a seu ajuste e/ou o encaixe correto mediante um dispositivo de inspeção. Mediante um método óptico de medição em três dimensões, ou simplesmente 3D, o dispositivo de inspeção detecta, pelo menos parcialmente, uma embalagem juntamente com o fechamento da dita embalagem e gera dados 3D dos mesmos, em particular, pontos 3D, elementos lineares 3D e/ou elementos superficiais 3D. Os ditos dados 3D são processados mediante um aparelho de avaliação e a partir deles é inferido o ajuste e/ou o correto encaixe do fechamento. O dito método óptico de medição em três dimensões compreende a medição tridimensional estereoscópica mediante a captura de imagens de pelo menos uma parte do recipiente e do fechamento a partir de pelo menos dois pontos de vista.
[0011] O documento WO 2016/202528 A1 também apresenta um dispositivo de inspeção de embalagens que compreende um aparelho de transporte para transportar uma embalagem fechada que compreende um fechamento acoplado à dita embalagem, um sensor óptico de medição em três dimensões para capturar uma imagem tridimensional de pelo menos uma parte da embalagem e do fechamento; e um dispositivo de avaliação para processar a imagem tridimensional para determinar o ajuste ou o encaixe correto do fechamento em relação à embalagem. O dito sensor óptico de medição em três dimensões é acoplado a uma fonte de luz difusa ou estruturada e pode ser uma câmara que compreende uma objetiva estereoscópica ou duas ou mais câmaras, cada qual compreendendo uma objetiva.
[0012] Embora o método e o dispositivo apresentados no documento WO 2016/202528 A1 possam ser usados para uma variedade de embalagens e de fechamentos, o dito documento não declara que podem ser usados para inspecionar frascos encapsulados e/ou fechamentos encapsulados, pelo que, tampouco declara que parâmetros devem
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5/21 ser avaliados para poder detectar defeitos no fechamento de frascos encapsulados. Adicionalmente, o dito método e dispositivo apresentam o inconveniente de que a medição de um objeto em três dimensões mediante triangulação de pontos a partir de duas imagens requer uma elevada carga computacional.
[0013] Um objetivo da presente invenção é o de trazer um método de inspeção do fechamento de frascos encapsulados que permita detectar defeitos no dito fechamento e que solucione os problemas dos métodos anteriormente mencionados. Portanto, a presente invenção traz um método para detectar defeitos no fechamento de frascos encapsulados que compreende as seguintes etapas:
[0014] a) Digitalizar um perfil da cápsula e do frasco mediante um perfilômetro, o dito perfil correspondendo a uma geratriz do frasco que define uma cabeça, uma lateral e uma saia inferior da dita cápsula, obtendo-se assim uma nuvem de pontos, [0015] b) A partir da nuvem de pontos obtida no ponto anterior, calcular pelo menos um dos seguintes parâmetros:
[0016] i. Diâmetro ou raio da circunferência de fechamento da cápsula, a dia circunferência de fechamento sendo definida pela circunferência definida pela dobradura da saia inferior da cápsula com relação a sua lateral, [0017] ii. Ângulo de interseção entre a saia inferior e a lateral da cápsula, [0018] iii. Comprimento da saia inferior, [0019] iv. Distância da extremidade da saia inferior até o gargalo de frasco, [0020] c) Determinar se algum parâmetro calculado no ponto anterior excede um valor limite predeterminado, o dito valor limite indicando se a capsulagem está correta ou não.
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6/21 [0021] Preferencialmente, a dita nuvem de pontos é obtida mediante um perfilômetro a laser, isto é, o dito perfilômetro mede a superfície da cápsula e do frasco por meios ópticos, isto é, sem contato. Vantajosamente, o dito perfilômetro mede em duas dimensões ou 2D, isto é, em um plano. Mediante um perfilômetro 2D, é obtida uma nuvem de pontos em um plano cartesiano, isto é, em um plano definido pelo eixo de abscissas e de ordenadas, obtendo-se assim o perfil da cápsula e do frasco como se fosse realizado um corte por um plano de corte. De maneira alternativa, o dito perfilômetro é medido em três dimensões.
[0022] Vantajosamente, a medição do perfil da cápsula e do frasco mediante um perfilômetro é realizada com pelo menos dois tempos de exposição distintos.
[0023] De preferência, o cálculo do diâmetro ou raio da circunferência de fechamento da cápsula compreende as seguintes etapas: [0024] a) Calcular uma circunferência de regressão do fechamento da cápsula a partir da nuvem de pontos da lateral e saia inferior da cápsula, [0025] b) Medir o diâmetro ou raio da circunferência da circunferência de regressão, estimando que a dita circunferência de regressão seja igual à circunferência de fechamento da cápsula.
[0026] Vantajosamente, o cálculo do ângulo de interseção entre a saia interior e a lateral da cápsula compreende as seguintes etapas: [0027] a) Calcular a reta de regressão da lateral da cápsula a partir da nuvem de pontos, [0028] b) Calcular a reta de regressão da saia inferior da cápsula a partir da nuvem de pontos, [0029] c) Determinar o ponto de interseção entre ambas as retas de regressão e o ângulo que formam entre si.
[0030] Preferencialmente, o cálculo do comprimento da saia inferior compreende as seguintes etapas:
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7/21 [0031] a) Determinar o ponto extremo da saia inferior, [0032] b) Determinar o ponto extremo da dobradura entre a lateral e a saia inferior da cápsula, [0033] c) Medir a distância entre ambos os pontos.
[0034] De maneira vantajosa, o cálculo da distância da extremidade da saia inferior até o frasco compreende as seguintes etapas:
[0035] a) Determinar o ponto extremo da saia inferior, em caso de não ter sido previamente determinado, [0036] b) Determinar o ponto extremo do gargalo do frasco, [0037] c) Medir a distância entre ambos os pontos.
[0038] De acordo com outro aspecto da presente invenção, também é apresentando um dispositivo para detectar defeitos no fechamento de frascos encapsulados que compreende um perfilômetro configurado para digitalizar um perfil da cápsula e do frasco e um dispositivo de controle configurado para executar um método como o anteriormente descrito.
[0039] Preferencialmente, o dito perfilômetro é um perfilômetro a laser, isto é, um dispositivo de medição sem contato. Vantajosamente, o dito perfilômetro é um perfilômetro bidimensional, isto é, mede em duas dimensões. Desta maneira, é obtida uma nuvem de pontos em um único plano que corresponde ao perfil da cápsula e do frasco. Esta medição é realizada de maneira direta e sem a necessidade de realizar triangulações, tratamentos de imagem ou outro tipo de operações complexas.
[0040] De preferência, o dito dispositivo de controle adicionalmente compreende um dispositivo de suprimento de frascos. Vantajosamente, o dito dispositivo de suprimento de frascos funciona continuamente. O anterior permite que o dispositivo de controle opere de maneira automatizada e ininterrupta, já que o dito dispositivo de suprimento de frascos é o encarregado de transferir para o dispositivo de controle o frasco se
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8/21 guinte, uma vez que tenha terminado a inspeção do frasco. Vantajosamente, o dito dispositivo de suprimento de frascos pode também remover o frasco do dispositivo de controle após ter sido inspecionado.
[0041] Preferencialmente, o dito perfilômetro realiza a medição do perfil com dois tempos de exposição distintos. De preferência, o primeiro tempo de exposição está entre 20 με e 100 με e o segundo tempo de exposição está entre 150 με e 500 με. Mais Preferencialmente, o primeiro tempo de exposição está entre 30 με e 50 με. Mais preferencialmente, o segundo tempo de exposição está entre 250 με e 350 με. Graças ao uso de dois tempos de exposição distintos, consegue-se realizar uma medição precisa ao longo de todo o perfil da cápsula e do frasco, já que por ser normalmente de materiais distintos, também tem propriedades ópticas distintas, com o que determinados tempos de reflexão são efetivos para medir a cápsula, embora causem uma alta reflexão na cápsula ou vice-versa, isto é, são eficazes para medir o frasco, mas provocam uma ata reflexão na cápsula. Combinando as medições obtidas com ambos os tempos de exposição, consegue-se uma leitura precisa ao longo de todo o perfil do frasco encapsulado.
[0042] Em uma realização, o perfilômetro realiza a medição do perfil com mais de dois tempos de exposição distintos. Na dita realização, as múltiplas medições são combinadas a fim de obter uma leitura precisa do perfil do frasco e de sua cápsula. Em outra realização alternativa, o perfilômetro executa a medição do perfil com um único tempo de exposição.
[0043] Preferencialmente, o dispositivo compreende meios para fazer girar o frasco sobre seu próprio eixo longitudinal, obtendo-se assim o perfil da cápsula e do frasco ao longo de toda a circunferência da dita cápsula e frasco. Vantajosamente, o dispositivo de controle é configurado para corrigir e/ou absorver pequenos desvios entre o eixo de rota
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9/21 ção do frasco e o eixo longitudinal geométrico do mesmo, isto é, o dispositivo de controle é configurado para corrigir as variações que seriam produzidas no caso de o frasco encapsulado girar de forma excêntrica. [0044] Alternativamente, o dispositivo compreende meios para fazer girar o perfilômetro ao redor do eixo longitudinal do frasco, obtendose assim o perfil da cápsula e do frasco ao longo de toda a circunferência da dita cápsula e do frasco. Preferencialmente, o dispositivo de controle é configurado para corrigir e/ou absorver pequenos desvios entre o eixo de rotação do perfilômetro e o eixo longitudinal geométrico do frasco encapsulado, isto é, o dispositivo de controle é configurado para corrigir as variações que ocorreriam caso a circunferência descrita pela trajetória do perfilômetro e do frasco não fossem concêntricas.
[0045] Mediante a rotação do frasco encapsulado ou do perfilômetro, consegue-se obter uma medição tridimensional do frasco encapsulado a partir de medições bidimensionais, podendo-se assim detectar defeitos em todo o perímetro da cápsula do frasco. Neste caso, preferencialmente, a separação entre planos distintos de medição é pequena, por exemplo, de 0,5 a 1 grau de circunferência. Contudo, também é possível realizar medições mais espaçadas, por exemplo, em planos separados a 45, 90 ou 120 graus, realizando-se assim a verificação do encapsulamento em 8, 4 ou 3 pontos, respectivamente. Deve ser entendido que os exemplos anteriores são meramente ilustrativos e não limitativos, podendo-se modificar a separação entre planos de acordo com as necessidades.
[0046] O dispositivo para detectar defeitos no fechamento de frascos encapsulados anteriormente descrito pode tanto ser usado em separado, isto é, sem estar associado a outras máquinas ou dispositivos, quanto de maneira associada a outros equipamentos que fazem parte de uma linha de produção ou de embalagem.
[0047] Neste documento, as direções horizontal, vertical, acima,
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10/21 abaixo, etc. são entendidas de acordo com a posição normal de trabalho do dispositivo para detectar defeitos no fechamento de frascos encapsulados, isto é, com o eixo longitudinal dos frascos encapsulados perpendicular ao solo.
[0048] Para uma melhor compreensão, a título de exemplo explicativo, mas não limitative, são anexados desenhos representativos de uma realização do método e do dispositivo para detectar defeitos no fechamento de frascos encapsulados objeto da presente invenção.
[0049] A Figura 1 mostra dois frascos distintos corretamente encapsulados.
[0050] A Figura 2 mostra os frascos da Figura 1 com encapsulamentos defeituosos.
[0051 ] A Figura 3 mostra uma vista esquemática de um exemplo de realização de um dispositivo para detectar defeitos no fechamento de frascos encapsulados.
[0052] A Figura 4 mostra um diagrama de fluxos de um exemplo de realização de um método para detectar defeitos no fechamento de frascos encapsulados de acordo com a presente invenção.
[0053] A Figura 5 mostra os resultados da medição de um perfil de um frasco encapsulado mediante um exemplo de realização de um dispositivo para detectar defeitos no fechamento de frascos encapsulados de acordo com a presente invenção e com um tempo de exposição de 40 με.
[0054] A Figura 6 mostra os resultados da medição de um perfil de um frasco encapsulado mediante um exemplo de realização de um dispositivo para detectar defeitos no fechamento de frascos encapsulados de acordo com a presente invenção e com um tempo de exposição de 300 με.
[0055] A Figura 7 mostra um gráfico de uma nuvem de pontos cor
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11/21 respondente a um perfil de um frasco encapsulado resultante da combinação das medições das Figuras 5 e 6.
[0056] A Figura 8 mostra o ponto correspondente à extremidade da saia inferior da cápsula do frasco do gráfico da Figura 7.
[0057] A Figura 9 mostra a medição do comprimento da saia inferior da cápsula do frasco a partir do gráfico da Figura 8.
[0058] A Figura 10 mostra a determinação do ângulo de interseção entre a saia inferior e a lateral da cápsula do frasco a partir do gráfico da Figura 7.
[0059] A Figura 11 mostra a determinação do raio de circunferência de fechamento da cápsula a partir do gráfico da Figura 7.
[0060] A Figura 12 mostra a determinação da distância da extremidade da saia inferior até o gargalo do frasco a partir do gráfico da Figura
7.
[0061] Nas figuras, elementos iguais ou equivalentes foram identificados com numerais idênticos.
[0062] A Figura 1 permite apreciar dois frascos distintos corretamente encapsulados. Conforme observado, ambos os frascos 100, 200 dispõem de uma tampa 110, 210 e de uma cápsula 120, 220 encarregada, entre outras coisas, de manter a tampa 110, 210 firmemente fixa em seu respectivo frasco 100, 200 de maneira a criar um fechamento estanque. A principal diferença entre ambos os frascos 100, 200 está no fato de o frasco 100 dispor de uma tampa 110 plana disposta por cima do gargalo do mesmo, enquanto o frasco 200 dispõe de uma tampa 210 que é inserida através de seu gargalo ou boca. Em ambos os frascos 100, 200, sua respectiva cápsula 120, 220 envolve de maneira ajustada a cabeça do frasco 100, 200 e a saia inferior 121, 221 das cápsulas 120, 220, além de ser bem ajustada à parte inferior da cabeça do respectivo frasco 100, 200, apresenta um comprimento similar à cabeça, chegando assim até, ou praticamente até, o gargalo do
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12/21 frasco 100, 200.
[0063] Apesar de na Figura 1 serem representados unicamente dois tipos de frascos encapsulados, a presente invenção permite detectar defeitos no fechamento de qualquer tipo de frascos encapsulados. Para tanto, apenas é necessário adaptar os parâmetros e valores limite a cada tipologia de frasco a ser inspecionado. Adicionalmente, o dispositivo para inspecionar defeitos no fechamento de frascos pode ser usado para detectar defeitos em frascos que dispõem de outros tipos de fechamento, como, por exemplo, tampas de rosca, tampas articuladas, etc. Para isso, é necessário apenas modificar a programação do dispositivo de controle a fim de avaliar os parâmetros específicos de cada tipo de fechamento.
[0064] Na Figura 2, pode-se apreciar os frascos da Figura 1, mas com encapsulamentos defeituosos. Conforme observado, no frasco 100, a saia inferior 121 está demasiadamente aberta, isto é, não está bem ajustada na parte inferior da cabeça do dito frasco 100. No frasco 200, o comprimento da saia inferior 221 é demasiado curto, impedindo assim um ajuste correto da cápsula 200 à cabeça do frasco 200. Ambos os tipos de defeitos podem ocasionar a perda da hermeticidade do fechamento ou inclusive a perda do produto contido no respectivo frasco. [0065] Os defeitos anteriormente ilustrados são unicamente dois exemplos de defeitos que podem ser detectados mediante o método e o dispositivo objeto da presente invenção. No entanto, a presente invenção permite detectar uma maior variedade de defeitos no fechamento de capsulados de frascos.
[0066] A Figura 3 mostra uma vista esquemática de um exemplo de realização de um dispositivo para detectar defeitos no fechamento de frascos encapsulados de acordo com a presente invenção. Conforme observado, o perfilômetro 10 mede, por meios ópticos, isto é, sem contato, um perfil do frasco encapsulado 20. No exemplo de realização
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13/21 mostrado, a medição é realizada em um plano, isto é, em duas dimensões, mas concretamente no plano em que incide o feixe de laser emitido pelo perfilômetro 10.
[0067] Conforme comentado, no exemplo de realização mostrado, as medições do perfil do frasco e da cápsula são realizadas em duas dimensões, podendo, portanto, apenas ser detectados defeitos na capsulagem do frasco presentes no dito plano. Entretanto, há realizações que permitem detectar defeitos em uma pluralidade de pontos do perímetro da capsulagem, por exemplo, quatro pontos separados a 90 graus entre si. A dita separação entre diferentes planos de medição pode ser reduzida a tal ponto que a medição seja considerada essencialmente contínua ao longo de todo o perímetro da cápsula e do frasco, por exemplo, medindo cada 0,5 ou 1 grau de circunferência. Da mesma maneira, é obtida uma medição essencialmente em três dimensões do frasco mediante a concatenação da pluralidade de medições feitas em um plano ou em duas dimensões.
[0068] O dispositivo para detectar defeitos no fechamento de frascos encapsulados anteriormente descrito pode ser usado em separado, isto é, como uma estação de controle de qualidade independente da linha de produção ou engarrafamento, ou associado a uma linha de produção ou engarrafamento de frascos.
[0069] Com o objetivo de permitir múltiplos pontos de medição ao longo da circunferência do frasco, existem realizações da presente invenção em que, com o perfilômetro em uma posição fixa, o frasco gira ao redor de seu eixo longitudinal. Em outras realizações, o frasco permanece em uma posição fixa e é o perfilômetro o que gira ao redor do eixo longitudinal do frasco. Em ambas as realizações, a rotação é produzida mediante um motor que aciona um mecanismo correspondente. [0070] Embora seja de caráter opcional, o dispositivo de controle do
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14/21 dispositivo para detectar defeitos no fechamento de frascos encapsulados objeto da presente invenção é preferencialmente configurado para absorver e/ou corrigir pequenas excentricidades na rotação do frasco ou do perfilômetro. Em função do tipo de realização, as ditas excentricidades podem ser devidas a desalinhamentos entre o eixo longitudinal do frasco e o eixo de rotação do perfilômetro ou a desalinhamentos entre o eixo de rotação do frasco e o eixo geométrico do mesmo.
[0071] O uso de múltiplos planos de medição ao longo do perímetro do frasco e sua respectiva cápsula permite aumentar a qualidade da inspeção, isto é, aumenta a probabilidade de detectar defeitos na capsulagem, caso existam. Adicionalmente, o fato de usar medições em contínuo, ou essencialmente em contínuo, permite localizar defeitos difíceis de serem detectados com medições pontuais, tais como mordeduras na saia inferior da cápsula.
[0072] A Figura 4 mostra um diagrama de fluxos de um exemplo de realização de um método para detectar defeitos no fechamento de frascos encapsulados de acordo com a invenção. O dito método é iniciado com a primeira etapa 1000 que consiste em digitalizar ou medir um perfil da cápsula e do frasco mediante um perfilômetro a fim de obter uma nuvem de pontos correspondente ao dito perfil da cápsula e do frasco. No exemplo de realização mostrado, a dita medição é realizada em um plano, isto é, de forma bidimensional.
[0073] Além da primeira etapa 1000, é realizada pelo menos uma das seguintes subetapas: calcular o diâmetro ou raio da circunferência de fechamento da cápsula 2001, calcular o ângulo de interseção entre a saia inferior e a lateral da cápsula 2002, calcular o comprimento da saia inferior 2003, e medir a distância da extremidade da saia inferior até o gargalo do frasco 2004.
[0074] A terceira etapa 3000 consiste em determinar se algum dos parâmetros calculados nas etapas 2001, 2002, 2003, 2004 excede um
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15/21 valor limite predeterminado ou não. No caso de algum dos ditos parâmetros exceder seu respectivo valor limite, significa que a capsulagem está incorreta ou com defeito. Embora também sejam possíveis realizações em que unicamente é avaliado um dos ditos parâmetros, o recomendável é avaliá-los todos, ou pelo menos um par deles, já que quantos mais parâmetros forem avaliados, maior segurança de a capsulagem do frasco ser satisfatória e cumprir com todos os requisitos estabelecidos. É importante mencionar que também são possíveis realizações que avaliem mais parâmetros que aqueles calculados nas etapas 2001, 2002, 2003, 2004.
[0075] No exemplo de realização mostrado, o valor limite de cada parâmetro pode ser modificado em função do tipo de frasco, tipo de cápsula, etc. Para isso, o dispositivo de controle pode armazenar um banco de dados ou algo similar com os valores limite ótimos para cada tipo de frasco e de cápsula.
[0076] A Figura 5 mostra os resultados da medição de um perfil de um frasco encapsulado mediante um exemplo de realização de um dispositivo para detectar defeitos no fechamento de frascos encapsulados de acordo com a presente invenção e com um tempo de exposição de 40 ps.
[0077] A Figura 6 mostra os resultados da medição de um perfil de um frasco encapsulado mediante um exemplo de realização de um dispositivo para detectar defeitos no fechamento de frascos encapsulados de acordo com a presente invenção e com um tempo de exposição de 300 ps.
[0078] Visto que os frascos e suas respectivas tampas e/ou cápsulas são de materiais distintos, e, por conseguinte, apresentam propriedades ópticas distintas, um determinado tempo de exposição do perfilômetro pode medir fielmente parte do perfil do conjunto frasco-cápsula e, sem embargo, produzir medições imprecisas em outra parte devido às
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16/21 reflexões do feixe de laser na superfície medida. Com a finalidade de evitar estes problemas, no exemplo de realização mostrado nas figuras, o perfilômetro 10 mede um determinado perfil de frasco 20 (vide Figura 3) com dois tempos de exposição distintos, isto é, realiza duas medições de um mesmo perfil, cada uma com um tempo de exposição distinto, para posteriormente combinar ambas as medições se obtendo assim uma medição precisa ao longo de todo o perfil do frasco 20 (vide Figura 7).
[0079] Como pode ser apreciado nas Figuras 5 e 6, no exemplo de realização mostrado, um primeiro tempo de exposição é de 40 ps e um segundo tempo de exposição é de 300 ps. No entanto, em outras realizações, os ditos tempos de exposição podem ser distintos. Ambas as figuras ilustram a medição em bruto, isto é, sem realizar tratamento algum, obtida com o perfilômetro 10. Embora o exemplo de realização mostrado unicamente utilize dois tempos de exposição distintos, outras realizações da presente invenção podem usar mais de dois tempos de exposição distintos.
[0080] O dispositivo para detectar defeitos no fechamento de frascos encapsulados objeto da presente invenção pode variar os tempos de exposição em função da tipologia do frasco e da cápsula a ser medida. Para isso, o dispositivo de controle pode armazenar um banco de dados ou similar com os tempos de exposição ótimos para cada tipo de frasco e de cápsula.
[0081] A Figura 7 mostra um gráfico de uma nuvem de pontos correspondente a um perfil de um frasco encapsulado resultante da combinação das medições das Figuras 5 e 6. Nesta figura, os pontos obtidos a partir da medição mediante o perfilômetro a laser 10 foram com um tempo de exposição de 300 ps (vide Figura 6) foram representados com um traço fino, e com um traço grosso, os pontos obtidos a partir da medição mediante o perfilômetro a laser 10 com um tempo de exposição
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17/21 de 40 με (vide Figura 5).
[0082] Como pode-se apreciar, na Figura 7, as unidades dos eixos de abscissas e ordenadas são apresentadas em mm, enquanto que, nas Figuras 5 e 6, as unidades são apresentadas em pixels. Como será visto, nas Figuras 8 a 12, as unidades usadas nos eixos de abscissas e ordenadas também são apresentadas em mm. As unidades usadas nas Figuras 5 a 12 são meramente ilustrativas e têm um caráter exemplificative. Em outras realizações podem ser usadas unidades distintas, por exemplo, polegadas.
[0083] Na Figura 7, observa-se um traço essencialmente de forma contínua que representa um perfil de frasco e sua cápsula. Não obstante, também é observada uma descontinuidade ou salto no dito traço que corresponde à separação ou distância entre a extremidade da saia inferior da cápsula e o gargalo do frasco 20.
[0084] Nas Figuras de 8 a 12, é mostrada, a partir do gráfico da Figura 7, a determinação de parâmetros distintos que permitem avaliar a presença de defeitos na capsulagem do frasco. Diferentemente da Figura 7 em que foi representado o perfil com um traço fino ou grosso em função do tempo de exposição com o qual o perfilômetro obteve os dados, com a finalidade de melhorar a clareza das Figuras 8 a 12, o perfil foi representado com um traço uniforme. Com motivos ilustrativos e didáticos, em cada uma das Figuras de 8 a 12 unicamente se representa, de maneira ampliada, a zona em concreto da Figura 7 sobre aquela que é realizado o cálculo, omitindo assim a representação das outras partes. Contudo, deve ser entendido que o dispositivo e o método objeto da presente invenção operam com a totalidade do perfil obtido, e mostrado de maneira exemplificativa na Figura 7.
[0085] A Figura 8 permite apreciar o ponto correspondente à extremidade da saia inferior da cápsula do frasco. Nesta figura, o ponto ex
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18/21 tremo da tampa inferior é indicado por uma seta oca. Embora a determinação do ponto extremo da saia inferior por si só seja um indicativo do estado correto ou incorreto da capsulagem do frasco, tal como será detalhado mais adiante, é importante para a determinação dos parâmetros distintos a serem avaliados.
[0086] Na Figura 9 é mostrada a medição do comprimento da saia inferior da cápsula do frasco. Para determinar o comprimento da saia inferior da cápsula do frasco, é necessária a determinação das duas extremidades do frasco. A determinação de uma das quais, mais concretamente, a extremidade final, é mostrada na Figura 8. Por conseguinte, é necessário determinar o ponto inicial da saia inferior, ou mais concretamente, o ponto extremo da dobradura entre a lateral e a saia inferior da cápsula, isto é, o ponto em que termina a dobradura entre a lateral e se inicia a dita saia inferior. Aproximando a dobradura entre a lateral e a saia inferior a um arco de circunferência, ou uma circunferência (vide Figura 11), e aproximando a saia inferior a uma reta (vide Figura 10), o ponto inicial da saia pode se aproximar como o ponto tangencial entre a dita circunferência e a dita reta.
[0087] Uma vez determinadas as duas extremidades da saia inferior, o comprimento deste pode ser medido como a distância em linha reta entre ambos os pontos (ver linha de dimensão em gráfico), a distância entre as projeções de ambos os pontos no eixo de abscissas (vide linha de dimensão em gráfico) e/ou a distância entre as projeções de ambos os pontos no eixo das ordenadas (com fins ilustrativos, foi omitido seu desenho na Figura 9).
[0088] No caso de o comprimento da saia inferior ser inferior a um valor umbral predeterminado em função do tipo de frasco e de cápsula, significa que o encapsulamento pode não estar bem preso ao gargalo do frasco e que, portanto, o dito encapsulamento está com defeito. Um exemplo deste tipo de defeito pode ser visto na Figura 2. Também pode
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19/21 se o caso em que o comprimento da saia inferior é maior do que o permitido ou desejado, ou seja, que o comprimento exceda um valor limite superior.
[0089] A Figura 10 mostra a determinação do ângulo de interseção entre a saia inferior e a lateral da cápsula do frasco. Para isso, é calculada a reta de regressão da lateral da cápsula e da saia inferior da dita cápsula r1 e r2, respectivamente. Uma vez calculadas ambas as retas de regressão r1, r2, é determinado o ângulo α que formam entre si. O dito ângulo α indica a aberta ou fechada que está a saia inferior da cápsula. No exemplo de realização mostrado, um ângulo α pequeno indica que a saia inferior está excessivamente aberta, isto é, não está bem presa ao gargalo do frasco e, portanto, entre outras possibilidades, a cápsula poderia não ser vedada hermeticamente ou até cair. Um exemplo do dito defeito pode ser visto na Figura 2.
[0090] A Figura 11 permite apreciar a determinação do raio da circunferência do fechamento da cápsula. Para isso, a partir da nuvem de pontos correspondente à dobradura entre a lateral e a saia inferior da cápsula é calculada uma circunferência de regressão c1 que se ajusta o máximo possível aos pontos medidos mediante o perfilômetro a laser
10. Uma vez calculada a circunferência de regressão c1, assume-se que a circunferência de fechamento é igual à dita circunferência de regressão c1, sendo, posteriormente, medido e/ou calculado o diâmetro e/ou o raio da dita circunferência de fechamento. O dito raio e/ou diâmetro da circunferência de fechamento é um indicativo de se a saia inferior está corretamente dobrada ou não, já que um diâmetro e/ou raio excessivo, isto é, que supere um valor limite predeterminado, é indicativo de que a saia inferior possa estar excessivamente aberta ou, de outro modo, insuficientemente dobrada.
[0091] A Figura 12 ilustra a determinação da distância da extremi
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20/21 dade da saia inferior até o gargalo do frasco. Para este cálculo, é necessário ter determinado o ponto extremo da saia inferior. No caso de o dito ponto extremo já ter sido previamente determinado, o dispositivo e o método objeto da presente invenção aproveitam o cálculo já feito. No caso de ainda não ter sido determinado, procede-se à determinação do ponto extremo da saia inferior de forma similar àquela ilustrada de maneira exemplificativa na Figura 8.
[0092] Uma vez determinado o ponto extremo da saia inferior da cápsula do frasco, a seguinte etapa consiste em determinar o ponto extremo do gargalo do frasco, isto é, de entre toda a nuvem de pontos medida pelo perfilômetro a laser 10, o primeiro ponto correspondente ao gargalo do frasco, que, mais concretamente, é o primeiro ponto depois do salto que aparece na nuvem de pontos medida. Nas Figuras de 7 a 12 este salto foi representado com uma linha em linhas tracejadas e representa a separação entre a saia inferior da cápsula e o gargalo do frasco.
[0093] No exemplo de realização mostrado, a dita separação entre a saia inferior da cápsula e o gargalo do frasco pode ser medida de duas maneiras distintas. A primeira consiste em medir o comprimento da linha reta que une ambas os pontos extremos, isto é, o comprimento da linha reta que une o ponto extremo da saia inferior com o ponto extremo do gargalo do frasco. A segunda consiste em medir a separação entre o ponto extremo da saia inferior com o ponto extremo do gargalo do frasco como a distância entre ambos os pontos em sua respectiva projeção sobre o eixo de ordenadas. Na Figura 12, foi representado um par de linhas de dimensão ilustrando ambas as maneiras de medir a separação ou a distância dentre a saia inferior da cápsula e o gargalo do frasco.
[0094] Embora neste exemplo de realização para determinar a distância da extremidade da saia inferior até o gargalo da garrafa, primei
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21/21 ramente é determinado o ponto extremo da saia inferior do frasco e depois é determinado o ponto extremo do gargalo do frasco, havendo também realizações em que a dita ordem é invertida.
[0095] Todo o tratamento de dados e gráficos mostrados anteriormente pode ser realizado de forma automatizada no dispositivo de controle compreendido no dispositivo para detectar defeitos em frascos encapsulados objeto da presente invenção. Para isso, o dito dispositivo de controle dispõe de um software específico de tratamento e da análise de dados e gráficos.
[0096] Embora a invenção tenha sido apresentada e descrita com referência às realizações da mesma, será entendido que estas não são limitativas da invenção, de modo que múltiplos detalhes construtivos ou outros podem ser variáveis, ficando evidentes àqueles versados na técnica depois de interpretar o assunto apresentado na presente descrição, reivindicações e desenhos. Em particular, em princípio e salvo indicação explícita em contrário, todas as características de cada uma das diferentes realizações e alternativas mostradas e/ou sugeridas são combináveis entre si. Assim, todas as variantes e equivalentes serão incluídos no âmbito da presente invenção, se puderem ser considerados como incluídos no escopo mais amplo das seguintes reivindicações.

Claims (14)

1. Método para detectar defeitos no fechamento de frascos encapsulados, caracterizado pelo fato de que compreende as seguintes etapas:
a) digitalizar um perfil (20) da cápsula (120, 220) e do frasco mediante um perfilômetro (10), o dito perfil (20) correspondendo a uma geratriz do frasco (20) que define uma cabeça, uma lateral e uma saia inferior (121, 221) da dita cápsula (120, 220), obtendo-se assim uma nuvem de pontos,
b) a partir da nuvem de pontos obtida no ponto anterior, calcular pelo menos um dos seguintes parâmetros:
1. diâmetro ou raio da circunferência de fechamento da cápsula, a dita circunferência de fechamento sendo definida pela circunferência definida pela dobradura da saia inferior (121, 221) da cápsula (120, 220) com relação a sua lateral, ii. ângulo de interseção entre a saia inferior (121, 221) e a lateral da cápsula (120, 220), iii. comprimento da saia inferior (121,221), iv. distância da extremidade da saia inferior (121, 221) até o gargalo de frasco,
c) determinar se algum parâmetro calculado no ponto anterior excede um valor limite predeterminado, o dito valor limite indicando se a capsulagem está correta ou não.
2. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a dita nuvem de pontos é obtida mediante um perfilômetro (10) a laser.
3. Método de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que o cálculo do diâmetro ou raio da circunferência de fechamento da cápsula compreende as seguintes etapas:
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2/4
a) calcular uma circunferência de regressão (c1) do fechamento da cápsula (120, 220) a partir da nuvem de pontos da lateral e saia inferior (121,221) da cápsula (120, 220),
b) medir o diâmetro ou raio da circunferência da circunferência de regressão (c1), estimando que a dita circunferência de regressão (c1) é igual à circunferência de fechamento da cápsula.
4. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o cálculo do ângulo de interseção (a) entre a saia inferior (121, 221) e a lateral da cápsula (120, 220) compreende as seguintes etapas:
a) calculara reta de regressão (r1) da lateral da cápsula (120, 220) a partir da nuvem de pontos,
b) calculara reta de regressão (r2) da saia inferior (121,221) da cápsula (120, 220) a partir da nuvem de pontos,
c) determinar o ponto de interseção (a) entre ambas as retas de regressão (r1, r2) e o ângulo que formam entre si.
5. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o cálculo do comprimento da saia inferior (121,221) compreende as seguintes etapas:
a) determinar o ponto extremo da saia inferior (121,221),
b) determinar o ponto extremo da dobradura entre a lateral e a saia inferior (121 ,221) da cápsula (120 ,220),
c) medir a distância entre ambos os pontos.
6. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o cálculo da distância da extremidade da saia inferior (121,221) até o frasco (20) compreende as seguintes etapas:
a) determinar o ponto extremo da saia inferior (121,221), em caso de não ter sido previamente determinado,
b) determinar o ponto extremo do gargalo do frasco (100,
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3/4
200),
c) medir a distância entre ambos os pontos.
7. Dispositivo para detectar defeitos no fechamento de frascos encapsulados, caracterizado pelo fato de que compreende um perfilômetro (10) configurado para digitalizar um perfil (20) da cápsula (120, 220) e do frasco (100, 200) e um dispositivo de controle configurado para executar um método, como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 6.
8. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que o dito perfilômetro (10) é um perfilômetro a laser.
9. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 7 ou 8, caracterizado pelo fato de que o dito perfilômetro (10) é um perfilômetro bidimensional.
10. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 7 a 9, caracterizado pelo fato de que adicionalmente compreende um dispositivo de suprimento de frascos (100, 200).
11. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que o dito dispositivo de suprimento de frascos (100, 200) funciona continuamente.
12. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 7 a 11, caracterizado pelo fato de que o dito perfilômetro (10) realiza a medição do perfil (20) com dois tempos de exposição distintos.
13. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 7 a 12, caracterizado pelo fato de que compreende meios para fazer girar o frasco (100, 200) sobre seu próprio eixo longitudinal, obtendo-se assim o perfil (20) da cápsula (120, 220) e do frasco (100, 200) ao longo de toda a circunferência da dita cápsula e frasco.
14. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 7 a 12, caracterizado pelo fato de que compreende meios para fazer girar o perfilômetro (10) ao redor do eixo longitudinal do frasco,
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4/4 sendo assim obtido o perfil (20) da cápsula (120, 220) e do frasco (100, 200) ao longo de toda a circunferência da dita cápsula (120, 220) e frasco (100, 200).
BR102019014793-8A 2018-07-30 2019-07-18 Método e dispositivo para detectar defeitos no fechamento de frascos encapsulados BR102019014793A2 (pt)

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