BR112017016472B1 - dispositivo de inspeção de recipientes - Google Patents

Abstract

Um dispositivo de inspeção de recipientes para examinar um recipiente com relação a dano na região de enchimento ou de abertura, tendo um rebordo ou uma protuberância, cujo rebordo ou protuberância forma um rebaixo, tem uma câmera, uma objetiva associada com a câmera e um elemento óptico adicional, que são ajustáveis e fixáveis em termos de suas distâncias e orientação entre si e a um eixo de gravação de imagem, e o elemento óptico é um espelho na forma de um espelho de anel que se alarga em direção à câmera, a seção longitudinal do qual, contendo o eixo de gravação de imagem, tem a forma de uma porção elíptica que é inclinada em relação ao eixo de gravação de imagem e deslocada radialmente para fora, em que a porção elíptica tem dois semieixos que se desviam um do outro, e o dispositivo pode ser movido para uma posição de inspeção em relação ao recipiente a ser inspecionado, para inspeção da região de enchimento ou de abertura do recipiente em cada procedimento de inspeção.

Description

Relatório descritivo Campo Técnico, Fundamento Tecnológico

[001] A seguir, é descrito um dispositivo de inspeção de recipientes.Com esse dispositivo, podem ser examinados danos nos recipientes, principalmente no gargalo de garrafas e latas.

[002] Aqui, recipientes podem ser entendidos como sendo latas ougarrafas adequadas para armazenar alimentos, bebidas, químicos, medicamentos e outros produtos, onde estas latas e garrafas devem ser examinadas para localização de danos durante os processos de produção e enchimento. Desta maneira, pode-se garantir por um lado que o processo de enchimento prossiga sem interrupção, e por outro, que o conteúdo nos recipientes não estrague e nem seja prejudicado em relação à qualidade, e que se previna de maneira confiável que os líquidos não vazem.

[003] Para este fim, até agora, geralmente amostras aleatórias eramcolhidas manualmente durante a produção. Alternativamente ou, além disso, os sistemas conhecidos na prática operacional também usam câmeras frontais para gravação e processamento de imagens do gargalo de garrafas e latas sensíveis fotografados frontalmente.

[004] As latas ou garrafas são formadas em muitas configurações pormeio da formação de um rebordo nos gargalos das latas ou garrafas na região de enchimento ou na região de abertura. Este rebordo serve para prender um fecho, por exemplo na forma de uma placa de cobertura, uma coroa de rolha ou semelhante. Para este fim, o rebordo não pode apresentar danos em nenhum local. Caso a região de enchimento ou região de abertura tenham sido danificadas durante o processo de formação, e por esta razão a coroa de rolha ou o filme/lâmina de fechamento não possam mais ser colocadas de uma forma vedante segura, a garrafa ou lata correspondentes são descartadas.

[005] As bordas dos rebordos nas aberturas de latas ou nos abaulamentos dos gargalos das garrafas formam rebaixos que podem ser examinados apenas com dificuldade, caso o gargalo da garrafa ou da lata sejam fotografados frontalmente. As regiões que se encontram abaixo do plano da região de enchimento ou da região de abertura - vistas a partir da câmera - não são mostradas ou são mostradas apenas de forma insuficiente e, portanto, não podem ser suficientemente inspecionadas.

Estado da Técnica

[006] Diagnósticos ópticos são conhecidos a partir de DE 103 12051 A1, com os quais as superfícies de manta de objetos com simetria de rotação são mostradas num plano imagético por meio de um elemento refletor, cuja superfície refletora pode ter uma seção transversal circular em um plano perpendicular ao eixo óptico. A este respeito, o ângulo entre um feixe de luz procedente do objeto e o eixo óptico é reduzido, em cada caso, por meio de elementos de redução de ângulo dispostos na frente e atrás do elemento refletor.

[007] Uma câmera que tem um elemento óptico acoplado com umaunidade de processamento de imagem é conhecida a partir de DE 197 26 967 C1. Este arranjo serve para diagnóstico óptico de uma superfície de cobertura de um objeto. O dispositivo de deflexão do feixe de luz está disposto à uma distância acima do objeto, de modo a desviar o caminho do feixe de luz a partir das superfícies laterais do objeto para a câmera, livres de distorção.

[008] Um aparelho de inspeção para examinar recipientes dispostosde forma fixa em uma máquina de processamento é conhecido a partir de DE 10 2010 032 410 A1, cujo aparelho possui uma câmera que tem um primeiro componente óptico e é acoplado à uma unidade de processamento de imagem e disposto de forma fixa em relação ao recipiente a ser inspecionado. Um segundo componente óptico no formato de um espelho, tendo uma curvatura côncava ou um espelho parabólico, tendo um obturador ou uma lente endoscópica que serve para examinar o gargalo do recipiente. A lente endoscópica é afixada ao tubo de retenção paralelo e centralizado em relação a um eixo central do tubo de retenção, e a primeira extremidade da lente endoscópica vira-se para a câmera. Uma região de gravação da câmera é ajustável em referência à uma superfície frontal na primeira extremidade da lente endoscópica, por meio do primeiro elemento óptico. Um recipiente situado na posição de inspeção vira-se para uma segunda extremidade da lente endoscópica, com a abertura do recipiente.

[009] Este arranjo, provavelmente, não preenche os requisitos emrelação à grande precisão na detecção de locais danificados, pois, em uma outra reprodução, duas câmeras e um dispositivo de iluminação podem ser fornecidos no lugar da câmera deste documento. Apenas o uso de duas câmeras torna isto possível, de acordo com este documento, para avaliar suficientemente as regiões de sombra do recipiente, uma vez que nem todas as trajetórias dos feixes de luz refletidos pelo recipiente podem ser focalizadas por uma câmera única, no caso de o espelho ter uma curvatura côncava ou o espelho parabólico.

[0010] Um método para escanear a superfície de um objeto cilíndrico e um dispositivo correspondente são conhecidos a partir de DE 40 24 546 C1. A superfície do objeto deve ser capaz de refletir, dispersar ou refratar a luz. O aparelho tem uma fonte de luz, cujos feixes de luz são lançados sobre o objeto em torno de uma faixa circunferente, refletida pelo objeto e, posteriormente, o feixe de luz da imagem é focalizado, por meio de uma lente objetiva, em sensor opto-eletrônico de linha direta que possui um dispositivo de avaliação elétrica. As regiões consecutivas da circunferência do objeto são escaneadas, uma após a outra, em questões de tempo. Uma lente de rotação de imagem está localizada entre o objeto e o sensor de linha, tal lente produz o escaneamento do objeto, por um lado, e, por outro lado, compensa a rotação da imagem gerada pela lente objetiva na circunferência do objeto, de tal maneira que a imagem sempre tenha a mesma orientação, independente do ângulo de rotação, a saber, é guiada paralelamente ao eixo longitudinal do objeto. Desta forma, a superfície de objetos que tenham um diâmetro relativamente grande deve ser verificadas sem o uso de um sensor de anel ou sem serem lidas por um sensor de área de superfície, com alta resolução circunferencial.

[0011] Um aparelho para examinar danos em garrafas é conhecido a partir de DE 94 15 769 U1. O dispositivo aparelho servir para verificar a região da boca e a rosca no gargalo da garrafa ao mesmo tempo, usando um único sistema de câmera. Um arranjo de espelho correspondente guia a visão sobre a boca e a visão sobre a rosca para dentro do sistema da câmera de maneira conjunta. Em particular, o aparelho tem um gravador de imagem fotossensível e uma lente que mostra a parte da garrafa a ser examinada e que está localizada na trajetória direta do feixe de luz da lente, além das partes da garrafa localizadas na trajetória direta do feixe de luz, no gravador de imagem.

[0012] EP1826556 (A2) descreve um dispositivo de teste para peçascom pelo menos uma câmera elétrica que tem uma objetiva, o eixo óptico da tal câmera pode ser orientado coaxialmente em relação a um eixo de simetria ou eixo central da peça, bem como um espelho de deflexão disposto na trajetória do feixe de luz à frente da objetiva, cujo espelho reflete a luz emitida pela peça, que tem simetria de rotação e pode ser colocada quase coaxialmente em frente à objetiva, em direção à câmera, em que o espelho de deflexão está configurado como um espelho oco ou espelho de anel, tendo um eixo central disposto coaxialmente em relação ao eixo óptico da objetiva, e tem uma superfície de reflexão na forma de uma manta cônica ou parcialmente esférica, e além da parte de imagem refletida diretamente pelo espelho de deflexão para a objetiva, da luz emitida pela peça e a parte de imagem relacionada também podem ser gravadas diretamente pela câmera, pelo menos em parte. Para este fim, o espelho de anel ou a superfície de reflexão tem um diâmetro mínimo e um diâmetro máximo, caracterizado pelo fato de que o diâmetro mínimo é, no máximo, tão grande quanto a largura da peça, e a peça pode ser colocada coaxialmente em relação ao espelho de anel.

[0013] O documento WO 90/04773 A1 refere-se a um método para examinar uma sequência de objetos que têm uma extremidade, em cada caso, e laterais próximas à extremidade. O método tem as seguintes etapas: colocar o objeto em uma estação de inspeção que tem um sistema óptico orientado na direção da extremidade, caracterizado pelo fato de que o sistema óptico serve para gerar uma imagem focada, e cada ponto no objeto é considerado para produzir um ponto correspondente na imagem focalizada. O sistema óptico define uma linha de visão para a extremidade e os feixes de luz que são direcionados de forma inclinada em direção às laterais, e que estão focalizados em um ponto na imagem, em cada caso. Uma imagem bidimensional da extremidade e das laterais é gravada utilizando o sistema óptico. Neste aspecto, a imagem é uma imagem focalizada, mas espacialmente distorcida, da extremidade e das laterais. Objetos diferentes são diferenciados por meio de reconhecimento de características que aparecem na imagem bidimensional.

[0014] A patente US 2009/066944 A1 mostra um aparelho e um método para reconhecer defeitos que estão situados na abertura de um recipiente de vidro. A este respeito, a abertura do recipiente de vidro é inspecionada por meio de um aparelho de câmera. Elementos opticamente ativos permitem inspeção simultânea da abertura do recipiente de vidro de diferentes ângulos de observação.

[0015] A patente GB 881 765 A mostra um dispositivo de inspeção para corpos transparentes, particularmente garrafas de vidro, que são movidas através do dispositivo para este propósito. Elementos opticamente ativos também permitem aqui a inspeção simultânea de diferentes ângulos de observação.

[0016] Fundamentos tecnológicos adicionais podem ser derivados a partir dos documentos DE 197 26 967 C1, DE 103 12 051 A1, FR 2 896 040 A1, US 5,912,776, EP 0 426 968 A1, WO 2009/066165 A1, DE 199 20 007 C1, e DE 91 02 935 U1.

Problema Fundamental

[0017] A partir deste estado da técnica, existe o requisito de disponibilizar um dispositivo de inspeção melhorado e um método correspondente para examinar os recipientes, o que permite uma identificação precisa dos locais danificados nos recipientes a serem inspecionados. Esta inspeção melhorada, supostamente, faz desvios a partir da qualidade desejada de recipientes disponíveis de forma precisa e confiável diretamente durante o processo de produção, de modo que as etapas correspondentes (por exemplo, retrabalho ou descarte do recipiente em questão) possam ser iniciadas.

Solução do Problema

[0018] O dispositivo de inspeção completo (= câmera, lente objetiva e elemento óptico e dispositivo de iluminação, se aplicável) e o objeto a ser inspecionado, tendo o rebaixo, ou seja, o recipiente, por exemplo, não são fixados em posições relacionadas entre si; em vez disso, o dispositivo de inspeção e o objeto a ser inspecionado são movidos e posicionados um em relação ao outro para a inspeção, em cada caso. A este respeito, a câmera, a lente e o elemento óptico são fixados uns em relação aos outros em termos de suas distâncias, e o dispositivo de inspeção completo, com o elemento óptico, a câmera (com lente objetiva) e o dispositivo de iluminação são movidos em relação ao objeto a ser inspecionado durante cada procedimento de inspeção, para gravação da imagem. O elemento óptico, que tem simetria de rotação em relação ao eixo óptico da câmera, retrata possíveis defeitos por trás de um rebaixo do recipiente em uma escala ampliada para a câmera. No dispositivo de inspeção descrito aqui, o elemento óptico é um espelho, por exemplo, na forma de um espelho de anel que se alarga em direção à câmera, cuja seção longitudinal, que contém o eixo de gravação de imagem, tem a forma de uma porção elíptica inclinada em relação ao eixo de gravação de imagem e deslocada radialmente para fora.

Vantagens e Variantes

[0019] O formato do espelho, a de uma porção elíptica que é inclinada e deslocada para fora, tem uma eficiência de captação de luz melhorada em comparação com os espelhos parabólicos convencionais, por um lado, e por outro lado, tem um efeito de ampliação e, finalmente, também um foco que pode ser posicionado mais precisamente na região de interesse do recipiente, com um rebaixo na borda ou na abertura do recipiente.

[0020] O dispositivo aqui apresentado pode reconhecer defeitos das etapas de produção precedentes, no caso de latas ou garrafas com abaulamento na região de enchimento ou região de abertura, ao lado e, em particular, atrás do rebordo/abaulamento, em outras palavras uma região que não é vista na visão frontal usual. A solução apresentada aqui permite verificar a região de interesse no recipiente atrás de um rebaixo na borda ou verificar danos na abertura do recipiente. Ao mesmo tempo, a superfície frontal da borda ou da abertura do recipiente também podem ser inspecionadas quanto a danos.

[0021] Isto é conseguido usando a solução aqui apresentada, embora o ressalto e o rebordo de uma lata ou do gargalo de uma garrafa possam ser conformados de muitas maneiras diferentes. Um espelho parabólico tem foco único. Em contraste a isso, uma porção de um espelho elipsóidico, na qual a elipse geradora tem dois semieixos diferentes, como aqui, há dois focos. Devido a estes dois focos, tanto o fator de ampliação como o detalhe da região de interesse do objeto que é gravada podem ser otimizados por meio do estabelecimento de conformidade de parâmetros de elipse (semieixos, ângulo de inclinação da elipse e deslocamento radial). Além disso, as aberturas numéricas no lado do objeto e no lado da imagem podem ser otimizadas estabelecendo o comprimento da porção da elipse.

[0022] A região de interesse do recipiente e o dispositivo de inspeção devem ser posicionados um em relação um ao outro, na posição de inspeção, de tal maneira que a região de interesse esteja no plano focal da porção elipsoide de rotação. Utilizando um espelho do tipo aqui descrito, ambas as regiões de interesse no recipiente atrás do rebaixo (em outras palavras, vista a partir da direção da câmera, atrás da borda ou da abertura do recipiente) assim como a superfície frontal da borda ou da abertura do recipiente podem ser focalizadas ao mesmo tempo, usando a câmera. Um espelho parabólico, por exemplo, não permite que isso aconteça, pois ele projeta apenas um local, a saber, a região atrás da redução, até o infinito. Caso a câmera, com sua lente objetiva para gravar a redução, esteja agora também ajustada para o infinito, a superfície frontal da borda ou da abertura do recipiente, que não se estende ao infinito, não pode ser focalizada com essa câmera/ajuste de objetiva.

[0023] Recipientes a serem examinados, usando a solução aqui descrita, podem ser feitos de metal, plástico (por exemplo PET ou similar), cerâmica ou vidro. O arranjo aqui descrito é adequado e intencionado para determinar dano na superfície de tais recipientes por meio de diagnóstico de imagem e subsequentes processamentos de imagens. Sob este aspecto, o dano do tipo a ser determinado inclui riscos, projeções, rebarbas, amassados, rachaduras ou fissuras, (micro)perfurações, assimetrias ou similares, dentro ou fora do recipiente.

[0024] O dispositivo de iluminação forma uma parte - opcional - do dispositivo de inspeção, o qual ilumina direta ou indiretamente a região de interesse atrás do rebaixo.

[0025] Uma outra variante do presente dispositivo de inspeção do recipiente é configurada e adequada para inspecionar diferentes recipientes (formato, comprimento, diâmetro da região de abertura do recipiente, etc.). Para que sejam obtidas uma iluminação ideal e uma gravação ideal da região de interesse, e ao mesmo tempo sejam eliminadas as influências da luz externa, em recipientes com formatos diferentes, em uma variante do dispositivo de inspeção, o elemento óptico está disposto em uma extremidade de uma seção tubular que conduz a câmera com a lente objetiva na sua outra extremidade.

[0026] A este respeito, o elemento óptico é configurado de modo que possa ser deslocado longitudinalmente e/ou inclinado em relação ao eixo de gravação de imagem para focar na lente da câmera e de modo que possa ser fixado no lugar e na posição de foco desejada. A este respeito, o elemento óptico pode simplesmente ser acomodado na extremidade da seção tubular de forma substituível e de travamento, mantendo a posição de foco ou a posição de ajuste. Isso pode ser implementado, por exemplo, por meio de um munhão acionado por retorno de mola que mergulha em uma abertura lateral do tubo, uma conexão de parafusos ou uma conexão de baioneta, que trava o elemento óptico na seção tubular de forma aprisionada, direta ou indiretamente.

[0027] O dispositivo de iluminação pode ser afixado de forma compacta em uma terminação da seção tubular, distribuído sobre a seção tubular em ambas terminações ou ao longo da seção tubular.

[0028] Uma variante com fixação indireta do elemento óptico no final da seção tubular também pode ser implementada por meio de um anel do dispositivo de iluminação colocado entre o elemento óptico e a terminação da seção tubular. O dispositivo de iluminação emite luz em um comprimento de onda com alcance correspondente e coordenado com a gravação de imagem (luz visível, infravermelho, ultravioleta) - indiretamente - no elemento óptico e/ou diretamente na região de interesse no recipiente.

[0029] Em uma variante do dispositivo de inspeção descrito aqui, os recipientes a serem inspecionados estão dispostos em uma posição de inspeção de maneira fixa na máquina de processamento, por exemplo, no que é chamado de roda de gargalo ou mesa giratória.

[0030] A câmera com a lente objetiva é disposta na máquina de processamento ao longo do eixo óptico da câmera e da lente objetiva, de modo a ser móvel em relação à uma posição de inspeção.

[0031] Em uma variante do dispositivo de inspeção, a câmera está conectada com uma unidade de processamento de imagem. A unidade de processamento de imagem pode ser equipada com um processador configurado e programado para processamento e avaliação de imagem, o que é desta maneira capaz de determinar danos na superfície dos recipientes. Para este propósito, um banco de dados contendo imagens para servirem de comparação com regiões de interesse sem defeito, por exemplo, pode ser atribuído ao processador. A câmera define um eixo de gravação de imagem com a lente objetiva, cujo eixo se alinha com o eixo longitudinal central do recipiente quando este está na posição de inspeção.

[0032] A seção tubular com o elemento óptico na extremidade da seção tubular e, se aplicável, o dispositivo de iluminação, está disposta na câmera e em sua lente objetiva de tal maneira que o elemento óptico se afasta da câmera na extremidade da seção tubular. O elemento óptico interage com a lente objetiva para permitir que a câmera grave uma imagem focalizada da região de interesse no recipiente, assim que o elemento óptico tenha assumido a posição de inspeção prevista em relação à região de interesse no recipiente. Para esse fim, a seção tubular com o elemento óptico, a câmera e a lente objetiva, bem como, se aplicável, o dispositivo de iluminação, como uma unidade, e a região de interesse no recipiente, por outro lado, são dispostos de modo a serem deslocáveis uns em relação aos outros, de tal maneira que a câmera seja capaz de focar na região de interesse.

[0033] A seção tubular, o elemento óptico na extremidade da seção tubular e, se aplicável, o dispositivo de iluminação encerram uma cavidade, pelo menos em parte, tal cavidade é dimensionada de tal maneira que a região de interesse no recipiente por trás do rebaixo na direção da abertura do recipiente pode mergulhar nesta cavidade por pelo menos uma certa distância, para assumir sua posição de inspeção. Para este fim, o dispositivo de inspeção tem meios para mover pelo menos o elemento óptico para frente e para trás em relação à região de interesse do recipiente, de modo a gravar uma imagem. Posteriormente, um outro recipiente a ser inspecionado pode ser movido para a posição de inspeção. Desta forma, uma imagem focalizada do recipiente a ser inspecionado, ou, para ser mais preciso, da região de interesse no recipiente que se encontra atrás do rebaixo na direção da abertura do recipiente, pode ser produzida usando a câmera.

[0034] Em uma variante, o elemento óptico, o dispositivo de iluminação e a câmera com a lente objetiva formam um dispositivo de inspeção na seção tubular, tal dispositivo representa uma unidade que pode ser movida como um todo ao longo do eixo de gravação da imagem.

[0035] Breve Descrição dos Desenhos

[0036] Outros objetivos, características, vantagens e possibilidades de uso são evidentes a partir da descrição a seguir, e são alguns exemplos de como reproduzir a invenção, e que não devem ser entendidas como restritivas, fazendo referência aos desenhos relacionados. A este respeito, todas as características descritas e/ou mostradas nas figuras formam o objeto que está sendo descrito aqui, individualmente ou em qualquer combinação desejada, mesmo independente do seu agrupamento nas reivindicações ou em seus antecedentes. As dimensões e proporções dos componentes mostrados nas figuras não estão necessariamente em escala, a este respeito; elas podem se desviar do que é ilustrado aqui, no caso de formas de realização a serem implementadas.

[0037] Os detalhes do dispositivo e do método explicados acima são apresentados dentro de um contexto. No entanto, deve-se salientar que, em cada caso, eles também são independentes uns dos outros e também podem ser combinados livremente entre si.

[0038] A Figura 1 ilustra uma variante de um dispositivo de inspeção em uma vista em corte esquemático lateral, com um recipiente situado em uma posição de inspeção, em que o elemento óptico tem uma seção transversal de uma porção elíptica inclinada e deslocada radialmente para fora.

[0039] As Figuras 2 e 3 ilustram condições geométricas e particularidades do elemento óptico.

[0040] A Figura 4 ilustra um diagrama de trajetória/tempo de um possível movimento do dispositivo de inspeção para dentro/para fora da posição de inspeção.

Descrição Detalhada dos Desenhos

[0041] O dispositivo de inspeção de recipientes 10 apresentado aqui será explicado usando as figuras. A este respeito, é possível uma série de variantes que, embora não sejam apresentadas em detalhes em conexão com as figuras, são descritas no restante da especificação.

[0042] Um dispositivo de inspeção de recipientes 10 ilustrado esquematicamente na Figura 1 serve para examinar um recipiente, tal como uma lata (de bebida) 12 parcialmente ilustrada na Figura 1, com relação a danos em uma região de enchimento ou de abertura 12b tendo um rebordo 12a ou abaulamento, cujo rebordo ou a abaulamento formam um rebaixo 12c. O dispositivo de inspeção 10 possui uma câmera 14 com um elemento de gravação de imagem CCD, uma lente objetiva 16 atribuída à câmera 14 e um outro elemento óptico na forma de um espelho 20, o qual será explicado detalhadamente abaixo. Estes componentes 14 - 20 do dispositivo de inspeção 10 também podem ser ajustados e fixados no lugar em relação às distâncias a e orientação entre si, e a um eixo de gravação de imagem BA, como ainda será explicado em detalhes abaixo.

[0043] O elemento óptico, em outras palavras, o espelho 20, um dispositivo de iluminação 30 e a câmera 14 com a lente objetiva 16 formam uma unidade que pode ser deslocada como um todo ao longo do eixo de gravação de imagem BA.

[0044] O espelho 20 está disposto em uma extremidade (à esquerda na Figura 1) de uma seção tubular 22, cuja seção transporta a câmera 14 com a sua lente objetiva 16 na sua outra extremidade (à direita na Figura 1), em que a câmera 14 e o elemento óptico 20 estão configurados de modo a poderem deslocar-se um em relação ao outro e/ou inclinados em relação ao eixo de gravação de imagem BA e fixados no lugar na posição de foco desejada. A câmera 14 é alojada na seção tubular 22 de modo a ser deslocável ao longo do eixo de gravação de imagem BA e, na variante aqui mostrada, pode ser fixada no lugar, na posição e localização desejadas por meio de vários parafusos de ajuste e fixação 24 dispostos e distribuídos sobre a circunferência da seção tubular 22.

[0045] Um acionamento linear elétrico, pneumático ou hidráulico 26 é articulado sobre a seção tubular 22 de modo a mover o dispositivo de inspeção 10 para trás e para a frente para gravar uma imagem relativa à região de interesse na região de enchimento ou na região de abertura 12b do recipiente 12.

[0046] As condições geométricas e as particularidades do sistema óptico, em outras palavras, do espelho, serão explicadas fazendo referência às Figuras 2 e 3. Conforme ilustrado na Figura 1, o espelho 20 tem a forma de um espelho de anel que se alarga em direção à câmera 14. Este espelho de anel tem uma superfície espelhada no seu interior. Esta superfície espelhada tem simetria rotacional. Sua geratriz é uma porção elíptica que tem dois semieixos (a, b) que se desviam um do outro. A elipse é inclinada em relação ao eixo de gravação de imagem BA, no seu centro Z, por um ângulo alfa, de tal maneira que a parte EA da elipse fica mais longe do eixo de gravação de imagem BA (veja a Figura 3). Além disso, o centro Z da elipse que é inclinado por um ângulo alfa, é deslocado radialmente para fora do eixo de gravação da imagem BA por uma distância h. A porção EA da elipse, posicionada em relação ao eixo de gravação de imagem BA nesta forma, forma a geratriz da superfície espelhada do espelho 20, cuja superfície pode ser entendida como tendo sido formada por meio da rotação desta geratriz sobre o eixo de gravação de imagens BA. O ângulo alfa pelo qual a elipse ou, para indicá-lo com mais precisão, a parte EA da elipse que está inclinada e a distância h, pela qual a elipse é deslocada radialmente para fora do eixo de gravação de imagem BA, dependem, entre outras coisas, Nas dimensões do recipiente a ser examinado, o formato e as dimensões da região de enchimento ou região de abertura 12b a serem inspecionadas, e o rebaixo 12c. O espelho de anel 20 encerra uma cavidade HR, pelo menos em parte, e a cavidade é dimensionada de tal maneira que uma região de interesse no recipiente 12, atrás do rebaixo 12c na direção da região de enchimento ou região de abertura 12b, pode mergulhar para dentro desta cavidade HR pelo menos por uma certa distância, de modo que o dispositivo de inspeção 10 e a região de interesse no recipiente 12 assumam a posição de inspeção, um em relação ao outro.

[0047] O ângulo alfa, a distância h, bem como os semieixos (a, b) são estabelecidos de tal maneira que o foco F1 da elipse, que fica próximo da porção EA da elipse, fique atrás do rebaixo a ser inspecionado, e o segundo foco F2 da elipse fique no foco intermediário através do qual os feixes de luz que vêm do rebaixo passem quando são focalizados no elemento de gravação de imagem CCD, pela objetiva. Detalhes a este respeito podem ser derivados das Figuras 1 - 3.

[0048] Na variante ilustrada na Figura 1, é colocado um anel 28 com um dispositivo de iluminação 30 na forma de uma pluralidade de fontes de luz (por exemplo LEDs) dispostas na circunferência interior do anel 28 entre o espelho 20 e a seção tubular 22. Este dispositivo de iluminação 30 serve para iluminar a região de interesse atrás do rebaixo 12c, direta ou indiretamente (por meio da superfície do espelho). Dependendo das condições estruturais ou das propriedades ópticas do recipiente 12 a ser inspecionado (material, propriedades de reflexão ou propriedades de absorção), o dispositivo de iluminação 30 também pode ser afixado nas duas extremidades da seção tubular 22 ou ao longo da extensão da seção tubular 22, em variantes não ilustradas adicionalmente aqui.

[0049] Um ou mais anéis de luz LED que emitem luz sobre uma superfície difusa, em cada caso, estão situados no dispositivo de iluminação, a fim de produzir uma luz tão homogênea quanto possível sobre a superfície do recipiente. Todos os LEDs são operados de forma pulsante em uma variante. Na variante ilustrada na Figura 1, as fontes de luz emitem luz tanto diretamente sobre a superfície da cobertura da região de enchimento ou região de abertura, como sobre a superfície lateral conformado em tórulo do rebordo ou do abaulamento, e sobre o rebaixo conformado em anel (= lado traseiro/lado inferior do rebordo).

[0050] A imagem gravada mostra, em seguida, três vistas, a vista de cima da parte superior sobre a superfície da cobertura da região de enchimento ou da região de abertura, a superfície lateral conformado em tórulo do rebordo ou do abaulamento, e o rebaixo conformado em anel (= lado traseiro/lado inferior do rebordo): Os detalhes do rebaixo só podem ser gravados na medida em que a borda do espelho do anel que está voltado para o recipiente 12 esteja situado de forma correspondente, muito atrás do rebordo ou do abaulamento da região de enchimento ou região de abertura.

[0051] Em variantes diferentes da mostrada aqui, é provido que o anel de luz emita luz que se reflita no compartimento e que um segundo anel de luz emita luz diretamente na direção do recipiente. Todo o arranjo se move em direção à lata e seja movido até que o lado traseiro do rebordo também possa ser gravado.

[0052] Particularmente para poder inspecionar diferentes recipientes, o espelho 20 é colocado em uma extremidade da seção tubular 22 e a seção tubular 22 leva a câmera 14 com sua lente objetiva 16 em sua outra extremidade. Tanto a óptica da câmera como o espelho são configurados, em outras variantes, de modo a serem movidos longitudinalmente um em relação ao outro por meio de fechos tipo baioneta, micro fios ou similares. Além disso, tanto a óptica da câmera como o espelho podem ser estruturados para que possam ser inclinados em relação ao eixo de gravação da imagem BA e fixados no lugar e na posição de foco desejados. Todos os componentes ópticos (lente objetiva, óptica da câmera, espelho, dispositivo de iluminação, se aplicáveis) são sempre fixos uns em relação aos outros e são mudados apenas em termos de posição e orientação uns em relação aos outros para fins de ajuste, por exemplo.

[0053] Assim, o elemento óptico 20 e/ou a câmara 14 com a lente objetiva 16 podem ser acomodados na extremidade da seção tubular de forma travável e intercambiável, enquanto mantêm a posição de foco ou posição de ajuste.

[0054] Para obter o resultado de inspeção mais preciso e significativo possível, os recipientes 12 a serem inspecionados são dispostos ou mantidos em uma máquina de processamento correspondente, de maneira que não se movam quando o dispositivo de inspeção 10 é movido para a posição de inspeção em relação ao recipiente 12 a ser inspecionado, em cada caso.

[0055] A câmera e sua lente objetiva definem o eixo de gravação de imagem BA ao longo do eixo óptico da câmera e da lente objetiva, cujo eixo se alinha ao eixo longitudinal central do recipiente 12 a ser inspecionado quando estiver na posição de inspeção.

[0056] O dispositivo de inspeção 10 descrito acima pode ser movido para dentro/para fora da posição de inspeção a uma velocidade comparativamente maior que os arranjos convencionais (por exemplo, conhecido a partir de DE 10 2010 032 410 A1), por meio da fixação compacta e confiável das posições e orientações dos componentes do dispositivo de inspeção 10 um em relação ao outro, e em relação ao recipiente 12 a ser inspecionado. Enquanto uma relação espacial fixa entre o recipiente na sua posição de inspeção e a câmera for absolutamente necessária no caso deste arranjo, o arranjo aqui descrito prevê a montagem da câmera na seção tubular de maneira fixa, e ajustando-a de tal maneira que o ajuste seja sempre na seção tubular em relação ao espelho de anel (e à iluminação). A fixação e posicionamento dos recipientes, que nem sempre são precisos na técnica anterior, podem ser pelo menos parcialmente compensados pelo arranjo apresentado aqui.

[0057] O arranjo apresentado aqui, com uma câmera móvel, em outras palavras, não espacialmente fixa, é a melhor solução em comparação com uma câmera em local fixo e um espelho móvel, pelo menos em algumas situações, porque aqui, o ajuste da câmera em relação ao espelho de anel é estabelecido, enquanto que no caso do espelho móvel e da câmera fixa, este ajuste deve ser novamente encontrado toda vez que a posição de inspeção é abordada.

[0058] Além disso, usando a disposição descrita aqui, é possível produzir uma imagem da região de interesse, usando a câmera, quando todo o dispositivo de inspeção 10 estiver em movimento, em outras palavras, quando o espelho de anel se move em direção ao recipiente para permitir que ele mergulhe na cavidade ("clique" na Figura 4 é o período de exposição, em cada caso), ou quando o dispositivo de inspeção 10 está se afastando do recipiente, ou quando o dispositivo de inspeção 10 está parado em relação ao recipiente. A gravação de imagem sempre acontece durante o período de tempo em que o recipiente estiver cercado pelo espelho de anel. Caso o recipiente seja reconhecido como sendo defeituoso, ele é ejetado do processo de produção em um momento mais tarde (por exemplo, expelido)

[0059] As variantes do dispositivo de inspeção de recipiente descritas acima, bem como seus aspectos estruturais e operacionais, servem apenas para uma melhor compreensão de suas estruturas, seus métodos de operação e suas propriedades; elas não restringem a descrição às formas de realização exemplificadas, por exemplo. As figuras são parcialmente esquemáticas, com propriedades e efeitos essenciais mostrados e claramente ampliados, em parte, para ilustrar as funções, princípios de ação, formas de realização técnicas e características. A este respeito, todos os métodos de funcionamento, todos os princípios, cada forma de realização técnica e todas as características no texto e nas outras figuras podem ser combinados livremente e opcionalmente com outros métodos de funcionamento, princípios, formas de realizações técnicas e características que estão contidas, ou evidentes, a partir desta descrição, de modo que todas as combinações possíveis do dispositivo de inspeção de recipiente possam estar associadas. A este respeito, combinações de todas as explicações individuais no texto, em outras palavras, em cada seção da especificação, nas reivindicações, e também combinações de diferentes variantes no texto, nas reivindicações e nas figuras também estão incluídas. As reivindicações também não limitam a descrição e, portanto, as possibilidades de combinação de todas as características indicadas, umas com as outras. Todas as características descritas são explicitamente descritas individualmente aqui, e em combinação com todas as outras características.

Claims (10)

1. Dispositivo de inspeção de recipientes (10) para examinar um recipiente (12) com relação a dano em uma região de enchimento ou de abertura (12B), tendo um rebordo (12a) ou um abaulamento, formando um rebaixo (12c), em que o dispositivo de inspeção (10) tem uma câmera (14), uma objetiva (16) associada com a câmera (14), e um elemento óptico adicional (20), que são ajustáveis e afixáveis em termos de suas distâncias e orientação entre si e a um eixo de gravação de imagem (BA), e o elemento óptico é um espelho na forma de um espelho de anel (20) que se alarga em direção à câmera (14), a seção longitudinal do qual, contendo o eixo de gravação de imagem (BA), tem a forma de uma porção elíptica (EA), em que a porção elíptica (EA) tem dois semi-eixos (a, b) que se desviam um do outro, em que a elipse é inclinada por um ângulo (alfa) em relação ao eixo de gravação de imagem (BA) em seu centro (Z), de tal maneira que a porção (EA) da elipse se situe mais distante do eixo de gravação de imagem (BA), e o centro (Z) da elipse inclinada pelo ângulo (alfa) é deslocado radialmente para fora do eixo de gravação de imagem (BA) em uma distância (h), e em que o dispositivo de inspeção (10) pode ser movido para uma posição de inspeção para inspecionar a região de enchimento ou de abertura (12b) do recipiente (12) em cada procedimento de inspeção, em relação ao recipiente (12) a ser inspecionado; caracterizadopelo fato de que: o elemento óptico (20), um dispositivo de iluminação (30), e a câmera (14) com a lente objetiva (16) formam uma unidade que pode ser movida como um todo ao longo do eixo de gravação de imagem (BA); ea óptica de câmera e o elemento óptico (20) são estruturados de modo que eles podem ser deslocados longitudinalmente um em relação ao outro e/ou inclinados em relação ao eixo de gravação de imagem (BA) e fixados no lugar na posição de foco desejada.

2. Dispositivo de inspeção de recipientes (10) de acordo com a reivindicação 1, caracterizadopelo fato de que um acionamento (26) é provido para deslocar pelo menos o elemento óptico para frente e para trás em relação à região de interesse do recipiente (12) de modo a gravar uma imagem.

3. Dispositivo de inspeção de recipientes (10) de acordo com a reivindicação 2, caracterizadopelo fato de que o dispositivo de iluminação (30) é configurado para iluminar a região de interesse atrás do rebaixo (12c) tanto direta quanto indiretamente.

4. Dispositivo de inspeção de recipientes (10) de acordo com qualquer uma das reivindicações 2 ou 3, caracterizadopelo fato de que o dispositivo de iluminação (30) é afixado em uma extremidade de uma seção tubular (22), em ambas as extremidades da seção tubular (22), ou ao longo da extensão da seção tubular (22).

5. Dispositivo de inspeção de recipientes (10) de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizadopelo fato de que o dispositivo de inspeção de recipientes é configurado e adequado para inspeção de diferentes recipientes (12), em que o elemento óptico (20) é disposto em uma extremidade de uma seção tubular (22), que suporta a câmera (14) com sua lente objetiva (16) em sua outra extremidade.

6. Dispositivo de inspeção de recipientes (10) de acordo com a reivindicação 4, caracterizadopelo fato de que o elemento óptico e/ou a câmera (14) com a lente objetiva são acomodados na extremidade da seção tubular (22) de modo substituível e de travamento, enquanto se mantém a posição de focalização ou posição de ajuste, e/ou em que o elemento óptico (20) é disposto na extremidade da seção tubular (22) que se situa longe da câmera (14), e um anel (28) provido entre o elemento óptico (20) e a extremidade da seção tubular (22), com pelo menos parte do dispositivo de iluminação (30), é fornecido.

7. Dispositivo de inspeção de recipientes (10) de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizadopelo fato de que os recipientes (12) a serem inspecionados, são dispostos ou mantidos em uma respectiva máquina de processamento em uma maneira não móvel quando o dispositivo de inspeção (10) é movido para a posição de inspeção em relação ao recipiente (12) a ser inspecionado, em cada caso.

8. Dispositivo de inspeção de recipientes (10) de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizadopelo fato de que a câmera (14) tem uma lente objetiva composta de uma ou mais lentes, e a câmera (14) com a lente objetiva define um eixo de gravação de imagem (BA) ao longo do eixo óptico da câmera (14) e a lente objetiva, cujo eixo geométrico alinha com a seção longitudinal central do recipiente (12) quando está na posição de inspeção.

9. Dispositivo de inspeção de recipientes (10) de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizadopelo fato de que a seção tubular (22) com o elemento óptico (20) na extremidade da seção tubular (22) e do dispositivo de iluminação (30) na câmera (14) e suas lentes objetivas são dispostas de tal maneira que o elemento óptico (20) situa-se longe da câmara (14) na extremidade da seção tubular (22), e em que pelo menos o elemento óptico (20) encerra uma cavidade, pelo menos em parte, cuja cavidade é dimensionada de tal maneira que uma região de interesse no recipiente (12) atrás do rebaixo (12c) em direção à região de enchimento ou região de abertura (12b) pode mergulhar nesta cavidade, pelo menos por uma certa distância, de modo que o dispositivo de inspeção (10) e a região de interesse no recipiente (12) assumem a posição de inspeção entre si.

10. Dispositivo de inspeção de recipientes (10) de acordo com a reivindicação 9, caracterizadopelo fato de que uma roda de gargalo ou mesa giratória é provida, em que os recipientes a serem inspecionados são firmemente dispostos na máquina de processamento em uma posição de inspeção.

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