BR112015011636B1

BR112015011636B1 - dispositivo de inspeção para controle de recipientes e elemento de canal

Info

Publication number: BR112015011636B1
Application number: BR112015011636-1A
Authority: BR
Inventors: Carsten Buchwald; Wolfgang Schorn
Original assignee: Khs Gmbh
Priority date: 2013-02-28
Filing date: 2014-01-15
Publication date: 2021-01-12
Also published as: JP6320430B2; EP2962088B1; US20150369754A1; DE102013101995B3; EP2962088A1; US9689809B2; JP2016513263A; WO2014131484A1; BR112015011636A2

Abstract

DISPOSITIVO DE INSPEÇÃO PARA CONTROLE DE RECIPIENTES E ELEMENTO DE CANAL. A invenção diz respeito a um dispositivo de inspeção (10) para controle de recipientes (16). Através de um canal óptico (14) percorre um primeiro curso óptico entre uma primeira câmera e o recipiente e um segundo curso óptico entre uma segunda câmera e o recipiente. A fim de poder manter flexível o canal óptico para diferentes fins de utilização, ele possui pelo menos dois elementos de canal (20) iguais. Nos elementos de canal são providas aberturas através das quais os cursos ópticos percorrem. Em pelo menos um dos elementos de canal é provida uma admissão para um elemento divisor de feixe (18), no qual o primeiro curso óptico é separado do segundo curso óptico.

Description

[0001] A invenção diz respeito a um dispositivo de inspeção para controle de recipientes, especialmente de garrafas. Nesse sentido, o controle de pelo menos uma região do recipiente ocorre opticamente por meio de câmeras.

[0002] Um controle óptico dessa natureza é especialmente conhecido para garrafas de bebida. Nesse caso, garrafas vazias ou recipientes semelhantes são movidas para que passem por um dispositivo de inspeção, em que ocorre a partir de cima, por exemplo, o controle óptico enquanto um dispositivo de iluminação é disposto embaixo. Diferentes regiões de uma garrafa ou de um recipiente especial podem ser verificadas, por exemplo, o fundo da garrafa ou a região do gargalo. Para isso, conhece-se tirar fotos das respectivas regiões do recipiente com várias câmeras.

[0003] O DE 10 2008 029 661 A1 mostra, por exemplo, um dispositivo de inspeção para controle de garrafas ou de recipientes semelhantes, com o qual o interior de uma garrafa, após limpeza quanto a objetos indesejados, sujeiras e/ou defeitos, pode ser controlado. Em um canal óptico são dispostos, num exemplo, cinco câmeras. Dentro do canal óptico são providos elementos ópticos, tais como divisores de feixe ou lentes, de modo que cada câmera possa observar a região atribuída a si. Nesse sentido, divisores de feixe sucessivos entre si possuem, respectivamente, diferentes valores de reflexão ou de passagem.

[0004] Uma tarefa da invenção é propor um dispositivo de inspeção que pode ser utilizado variavelmente.

[0005] Essa tarefa é resolvida por meio de um dispositivo de inspeção de acordo com a reivindicação 1 e de um elemento de canal provido para isso e de acordo com a reivindicação 13. Reivindicações dependentes se referem às modalidades vantajosas da invenção.

[0006] Um ponto de partida da invenção é a reflexão no sentido de que alterações na construção do dispositivo de inspeção devem ser simplificadas, de modo que o dispositivo de inspeção possa ser adaptado facilmente a outros propósitos diferentes de uso, por exemplo, a diferentes tipos de recipientes nos quais as respectivas regiões devem ser verificadas com diferente número de câmeras.

[0007] O dispositivo de inspeção de acordo com a invenção possui um canal óptico no qual são dispostas pelo menos duas câmeras. Nesse caso, cursos ópticos percorrem através do canal óptico, respectivamente entre as câmeras e o recipiente. Através de um elemento divisor de feixe se divide um primeiro curso óptico a partir de um segundo curso óptico, de maneira que ambas as câmeras possam inspecionar através do canal óptico através do recipiente, especialmente uma garrafa de bebida.

[0008] De acordo com a invenção, provê-se que o canal óptico, ou seja, a estrutura através da qual os cursos ópticos percorrem, possua pelo menos dois elementos de canal iguais. Tal como será explicado mais detalhadamente a seguir com base nas modalidades preferenciais, o canal óptico pode ser construído de forma modular a partir de um número de tais elementos de canal iguais, os quais são fixados um ao outro. Nesse caso, os elementos de canal possuem, respectivamente, aberturas através das quais os cursos ópticos percorrem.

[0009] Em função do uso de pelo menos dois, preferencialmente de outros elementos de canal iguais adicionais, o canal óptico pode ser construído modularmente. Em função disso, torna-se facilmente possível compor canais ópticos adequados para diferentes fins de uso a partir dos elementos de canal, em que surge como resultado vantagens relativas à economia por meio do uso de uma pluralidade de elementos iguais. Um sistema já estabelecido também pode ser facilmente reconstruído por meio de um arranjo alterado dos elementos de canal.

[0010] De acordo com uma configuração da invenção, os elementos de canal são configurados, respectivamente, como elementos ocos nos quais uma parede circunda um espaço interno. Nesse sentido, as aberturas para os cursos ópticos são providas na parede. O espaço interno pode ser usado para admissão de elementos ópticos, ou seja, de elementos de espelho, por exemplo, lentes, filtros de cor ou divisores de feixe. A parede pode, por exemplo, consistir em metal, por exemplo, alumínio ou em um aço inoxidável. As superfícies de parede são preferencialmente formadas numa peça só ou conectadas entre si de maneira não desconectável, de modo que uma alta estabilidade desejada e um alinhamento exato são assegurados. Os elementos ocos podem ser fechados pelo menos em um lado, preferencialmente em dois lados opostos entre si, por meio de uma tampa desmontável de fechamento. Assim, elementos ópticos podem ser posicionados uma vez inseridos lá e também podem ser fixados preferencialmente por meio de conexão a pelo menos uma das tampas de fechamento.

[0011] Numa configuração preferencial, os elementos de canal são configurados com formato de retângulo, e as aberturas para os cursos ópticos são dispostas nas superfícies laterais. Como resultado, um canal óptico pode ser construído modularmente, em que os cursos ópticos percorrem respectivamente em paralelo ou em ângulo reto. Nesse caso, uma construção com simetria de rotação dos elementos de canal com formato de retângulo é especialmente preferencial, especialmente uma forma de cubo.

[0012] Em função da construção com simetria de rotação dos elementos de canal, os elementos de canal podem ser utilizados de maneira muito variada em diferentes estruturas, em que os cursos ópticos possuem sempre os mesmos comprimentos em diferentes direções. Essa vantagem se mostra especial em elementos de canal com formato de cubo, em que o comprimento dos cursos ópticos é preferencialmente sempre um múltiplo integral de um comprimento padrão. Correspondentemente fácil, a construção óptica convencional ou os sistemas de lentes pode ser ajustado aos cursos de feixe correspondentes.

[0013] De acordo com uma configuração preferencial da invenção, os elementos de canal possuem, respectivamente, pelo menos três aberturas através das quais um curso óptico pode percorrer. Nesse caso, é mais preferencial que uma primeira e uma segunda aberturas sejam dispostas em alinhamento e que uma terceira abertura fique sob um ângulo em relação às outras duas, preferencialmente sob um ângulo reto. Assim, uma fixação para um elemento divisor de feixe ou para um elemento de espelho pode ser de tal modo provida que um curso óptico percorre, a partir da primeira abertura, por meio de uma reflexão no elemento divisor de feixe/elemento de espelho até a terceira abertura. No caso do elemento divisor de feixe, um segundo curso óptico adicional percorre, então, a partir da segunda abertura disposta em alinhamento.

[0014] Para a instalação de elementos ópticos, tais como, por exemplo, elementos divisores de feixe, elementos de espelho, filtros ópticos ou elementos de lente nos elementos de canal, lá uma fixação fixa ou uma admissão podem ser providas, por exemplo. De acordo com uma configuração da invenção, é preferencial, por outro lado, prover um inserto como tal admissão ou fixação para os elementos de canal. Também em função disso a construção modular de um canal óptico é amparada.

[0015] Um tal inserto pode ser preferencialmente instalado de maneira reversível em um elemento de canal. Um elemento de canal configurador com formato de retângulo ou de cubo pode, por exemplo, possuir, respectivamente, aberturas dispostas centralmente em pelo menos quatro superfícies laterais para os cursos ópticos, ao passo que pode possuir, em uma ou duas superfícies laterais, uma abertura para instalação do inserto como fixação para os elementos ópticos. É especialmente preferencial que um inserto possa ser deslocado em um elemento de canal e, nesse caso, já seja conduzido no elemento de canal e, com isso, seja posicionado de maneira correspondentemente exata. As aberturas nas superfícies laterais podem ser fechadas pela tampa de fechamento, às quais o inserto, também preferencialmente, pode ser fixado.

[0016] Um inserto como fixação para um elemento óptico, por exemplo, um elemento divisor de feixe, um elemento de espelho, elemento óptico de filtro ou elemento de lente, possui, de acordo com uma modalidade preferencial, pelo menos uma abertura para passagem de um curso óptico. Numa modalidade preferencial, duas aberturas são providas em um inserto, as quais formam um ângulo entre si, preferencialmente um ângulo reto. Um inserto pode ser provido com um corpo de retenção com formato triangular, de maneira que um elemento espelho ou divisor de feixe seja disposto obliquamente em relação a um curso óptico incidente, preferencialmente disposto a cerca de 45°. Em configurações alternativas, um corpo de retenção também pode possuir uma forma seccional diferente, por exemplo, uma forma trapezoidal, de modo que um curso óptico possa ser fendido duas ou mais vezes.

[0017] Superfícies laterais com um número de orifícios de fixação podem ser providas como elementos de canal, respectivamente. Dessa maneira, é possível, por exemplo, conectar diretamente entre si ou a outras fixações os elementos de canal para formação do canal óptico, por exemplo, com parafusos ou pinos. As câmeras também podem ser fixadas assim no canal óptico. Nesse caso, é preferencial que nos elementos de canal um arranjo de tais orifícios de fixação, ou seja, um assim chamado quadro de orifícios, seja provido de forma respectivamente idêntica. Em função disso, quando do uso dos orifícios de fixação, garante-se automaticamente um arranjo precisamente ajustado.

[0018] Para formação da respectiva região observada, diferentes elementos ópticos podem ser providos na câmera. Especialmente um elemento de lente pode ser disposto entre o canal óptico e o recipiente. Um sistema de lentes é especialmente preferencialmente provido lá com vários elementos de lente.

[0019] A seguir uma modalidade da invenção será descrita mais detalhadamente com base em Figuras, as quais mostram:

[0020] Figura 1 em representação perspectiva explodida, elementos de um canal óptico;

[0021] Figura 2 em vista lateral, um inserto para o canal óptico a partir da Figura 1;

[0022] Figura 2a uma vista do segmento ao longo da linha A...A na Figura 2;

[0023] Figura 3 uma primeira modalidade de um dispositivo de inspeção e

[0024] Figura 4 uma segunda modalidade de um dispositivo de inspeção.

[0025] Na Figura 3 é representada uma primeira modalidade de um dispositivo de inspeção 10, no qual diferentes câmeras 12, no exemplo mostrado, três, inspecionam, ao longo dos cursos ópticos que percorrem através de um canal óptico 14, um recipiente 16 a ser inspecionado, no exemplo mostrado, uma garrafa de bebida.

[0026] Nesse sentido, um dispositivo de iluminação (não representado) é disposto de maneira conhecida, por exemplo, embaixo da garrafa 16 consistindo em material transparente ou translúcido, por exemplo, vidro ou plástico. Essa garrafa 16 é iluminada, com isso, e observada a partir de cima através de sua região de gargalo.

[0027] Para isso, o dispositivo de inspeção 10 possui uma óptica de entrada 22 na forma de um sistema de lentes. Cursos ópticos (representados com linhas tracejadas na Figura 3) percorrem entre as câmeras 12 e a garrafa 16 através do canal óptico 14 e do sistema de lentes 22.

[0028] Dentro do canal óptico 14 são dispostos, nesse caso, dois divisores de feixe 18, ou seja, elementos ópticos com características parcialmente transparentes e parcialmente refletoras. Como resultado, a imagem do recipiente 16 em dividida em três cursos ópticos distintos em relação às câmeras 12, de maneira que cada câmera possa inspecionar uma respectiva região atribuída da garrafa 16.

[0029] Nesse sentido, o canal óptico 14, no exemplo mostrado, é formado a partir de dois elementos de canal 20 com formato de cubo. Estes são dispostos diretamente um sobre o outro, no exemplo mostrado, e possuem, respectivamente, insertos nos quais são dispostos os divisores de feixe 18.

[0030] A Figura 1 mostra, numa representação em perspectiva, como um canal óptico 14 pode ser construído modularmente a partir de elementos de canal 20 com formato de cubo. Conforme representado nessa Figura, cada elemento de canal 20 é configurado como corpo oco com formato de cubo com uma parede em peça única, a qual forma quatro superfícies laterais. A parede circunda uma região interna que essencialmente possui (ou seja, até sobre os cantos arredondados) um segmento retangular. A parede dos elementos de canal 20 consiste, no exemplo mostrado, em um material de fundição de alumínio.

[0031] Cada elemento de canal 20, nesse caso, é construído com simetria de rotação com quatro superfícies laterais iguais, nas quais é respectivamente provida uma abertura central 24. As aberturas 24 servem para que o curso óptico atravesse. Elas são dispostas respectivamente alinhadas aos pares.

[0032] Em ambas as superfícies laterais remanescentes os elementos de canal 20 são abertos, de maneira que, conforme representado esquematicamente na Figura 1, um inserto 26 possa ser deslocado para o interior dos elementos de canal 22. Nessas superfícies laterais os elementos de canal 20 podem ser fechados por tampas (não representadas).

[0033] O inserto 26 possui dimensões adequadas, de modo que ele, quando do deslocamento, é guiado para os elementos de canal 20 e, com isso, é posicionado exatamente. O inserto 26 possui uma placa base 28 e, na modalidade preferencial mostrada, um corpo de fixação 30 com formato próximo ao triangular em corte transversal, no qual dois orifícios 32 são formados em ângulo reto em relação um ao outro. No corpo de fixação 30, ainda, é formada uma fixação 38 para um elemento de espelho ou divisor de feixe 18.

[0034] O inserto 26 pode ser deslocado no interior dos elementos de canal 20 em quatro respectivas posições giradas a 90° entre si. Em cada posição, a placa base 28 cujo contorno externo como quadrado com cantos arredondados se adapta exatamente à região interna de cada elemento de canal 20 é levada para a parede e então posicionada exatamente. Por meio da tampa (não representada) disposta em ambos os lados no elemento de canal 20, o inserto 26 é fixado em sua posição, em que ele pode ser aparafusado a uma tampa nos orifícios de fixação representados na Figura 1.

[0035] De maneira geral, no arranjo dos elementos de canal 20 entre si e no arranjo do inserto 26 dentro de um elemento de canal 20 é observada uma tolerância de 0,1 a 0,2 mm, de modo que, apesar da manobra simplificada, uma construção óptica bastante exata é alcançada.

[0036] No arranjo do inserto 26 dentro do elemento de canal 20, os orifícios 32 dão conta da passagem óptica entre as aberturas 24 opostas entre si nos lados dos elementos de canal 20. A fixação 38 para o elemento de espelho / de divisor de feixe 18 é disposta, na modalidade mostrada, de tal maneira a 45° que por meio de reflexão no elemento é formado um curso óptico entre as aberturas 24 nas superfícies laterais adjacentes entre si, portanto, o curso óptico é invertido a 90°. Para isso, conforme mostrado na Figura 1, o elemento óptico 18 plano é inserido na fixação 38 correspondente no corpo de fixação 30.

[0037] Em modalidades alternativas, o corpo de fixação 30 pode ter uma forma seccional diferente, por exemplo, um formato triangular com ângulo diferente, de modo que em vez da deflexão preferencial em ângulo reto através do elemento de espelho / divisor de feixe a 45°, uma deflexão a outro ângulo também é possível, especialmente um formato trapezoidal, por exemplo, com duas superfícies de reflexão a 45° com as quais é possível uma divisão do curso óptico a respectivos 90° em duas direções diferentes.

[0038] Para formação do canal óptico 14 os elementos de canal 20 são fixados um ao outro. Para isso servem os orifícios de fixação 36, os quais são providos, em cada elemento de canal 20, respectivamente em quatro superfícies laterais, com forma de orifício idêntica. Por meio de a parafusa mento nos orifícios de fixação 36, as câmeras 12 (não representadas na Figura 1) são fixadas no canal óptico 14.

[0039] A partir dos elementos de canal 20 podem ser construídos facilmente, em construção modular, diferentes canais. Um canal óptico resultante pode ser igualmente reformulado.

[0040] A Figura 4 mostra, por exemplo, uma segunda modalidade de um dispositivo de inspeção 10. Nesse exemplo, como quatro câmeras 12. Nesse caso, o canal óptico 14 é construído a partir de quatro elementos de canal 20.

[0041] Tal como uma pessoa versada na técnica poderá concluir, com os elementos de canal 20 com formato de cubo e com os elementos ópticos nos insertos 26 uma pluralidade de diferentes canais ópticos pode ser construída para muitos fins de utilização. Nesse caso, o comprimento do curso de feixe não deve ser dimensionado individualmente para cada sistema construído modularmente a partir dos elementos de canal 20, mas sim deve representar, respectivamente, um múltiplo integral do comprimento de aresta dos elementos de canal 20 com formato de cubo, em que o comprimento de curso de feixe no todo independe se o respectivo curso óptico é guiado através dos elementos de canal ou se é refletido em um elemento de espelho ou elemento divisor de feixe 18. Lentes correspondentemente adaptadas à óptica de entrada 22 podem ser providas a fim de garantir uma imagem adequada da região de interesse para a câmera 12 atribuída.

[0042] Nesse sentido, tal como será entendido pela pessoa versada na técnica, variações das modalidades mostradas são possíveis. Já dentro dos elementos de canal 20 podem ser providas, por exemplo, fixações para elementos ópticos em diferentes posições. A invenção também não está limitada aos arranjos escolhidos nos exemplos mostrados de elementos de canal sempre em um mesmo plano; pelo contrário, os elementos de canal também podem ser dispostos sucessivamente entre si em vários planos.

Claims

1. Dispositivo de inspeção para controle de recipientes com - pelo menos duas câmeras (12) para controle óptico de pelo menos uma região de um recipiente (16); e - pelo menos um canal óptico (14) através do qual corre pelo menos um curso óptico entre uma primeira câmera (12) e o recipiente (16) e um segundo curso óptico entre uma segunda câmera (12) e o recipiente (16), em que o canal óptico (14) possui pelo menos dois elementos de canal (20) iguais, os quais possuem aberturas (24) através das quais os cursos ópticos correm; em que os elementos de canal (20) possuem pelo menos três aberturas (24), respectivamente, através das quais um curso óptico pode percorrer, dentre as quais pelo menos uma primeira e uma segunda abertura (24) são dispostas em alinhamento e uma terceira abertura (24) é disposta a um ângulo em relação a isso; em que pelo menos um dos elementos de canal (20) possui uma fixação (38) para um elemento divisor de feixe (34) no qual o primeiro curso óptico é separado do segundo curso óptico; e em que é provida pelo menos uma fixação (38) para um elemento divisor de feixe (18) ou elemento espelho, de tal modo que um curso óptico corra a partir da primeira abertura (24) por meio de uma reflexão no elemento divisor de feixe (18) ou elemento espelho até a terceira abertura (24), - dispositivo caracterizado pelo fato de que pelo menos um inserto (26) é provido para admissão em um elemento de canal (20), em que o inserto (26) - possui uma fixação (38) para pelo menos um elemento óptico; - pode ser empurrado ao longo de uma guia em um elemento de canal (20); - possui pelo menos uma abertura (32) através da qual um curso óptico pode passar; e - possui duas aberturas (32) através das quais os cursos ópticos passam, em que as aberturas (32) são configuradas como orifícios que formam um ângulo entre si.

2. Dispositivo de inspeção, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que os elementos de canal (20) são configurados, respectivamente, como elementos ocos, nos quais uma parede circunda um espaço interno.

3. Dispositivo de inspeção, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que os elementos de canal (20) são configurados, respectivamente, com formato retangular, em que pelo menos três aberturas (24) são formadas em superfícies laterais do retângulo, através das quais um curso óptico pode percorrer.

4. Dispositivo de inspeção, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que os elementos de canal (20) possuem uma construção com simetria de rotação.

5. Dispositivo de inspeção, de acordo com a reivindicação 3 ou 4, caracterizado pelo fato de que os elementos de canal (20) são configurados com formato de cubo.

6. Dispositivo de inspeção, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que os elementos de canal (20) possuem, respectivamente, superfícies laterais com arranjo idêntico de um número de orifícios de fixação (36).

7. Dispositivo de inspeção, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que pelo menos um elemento de lente (22) é disposto no curso óptico entre o canal óptico (14) e o recipiente (16).

8. Elemento de canal caracterizado pelo fato de que é para uso em um dispositivo de inspeção conforme definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 7.