BR112019019805A2 - máquina de inspeção automática para recipientes e seu conteúdo - Google Patents

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Bonardi Massimo
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Abstract

trata-se de máquina de inspeção automática (1) para recipientes (2) e seu conteúdo, que compreende uma linha de transporte horizontal serial dos recipientes (2) orientada com um eixo geométrico vertical (2a) através de pelo menos uma estação de inspeção (3) que compreende meios de iluminação dos recipientes (2), pelo menos uma câmera de televisão (24) para adquirir imagens dos recipientes iluminados (2), sendo que os meios de iluminação compreendem um primeiro, um segundo e pelo menos um terceiro dispositivo de iluminação (21, 22, 23).

Description

MÁQUINA DE INSPEÇÃO AUTOMÁTICA PARA RECIPIENTES E SEU CONTEÚDO [001] A presente invenção refere-se a uma máquina de inspeção automática para recipientes e os conteúdos dos recipientes que contém um produto farmacêutico, um produto alimentício, ou produtos de outra natureza.
[002] Máquinas de inspeção são atualmente conhecidas por compreender um carrossel que transporta os recipientes por uma série de estações de inspeção formadas, na configuração mínima, por um dispositivo de iluminação que projeta uma luz no recipiente e uma câmera de televisão que obtém uma imagem do recipiente.
[003] A máquina de inspeção, uma vez verificada a não conformidade de um recipiente, pode rejeitá-lo automaticamente da linha devido a um programa de software especialmente fabricado.
[004] Os efeitos mais comuns a serem detectados, nesse caso de recipientes feitos de vidro, se referem à presença de manchas escuras, bolhas de ar, arranhões ou rachaduras, e à presença de danos ou partes faltantes nas relativas tampas.
[005] Obviamente faz-se necessário discriminar entre diferentes tipos de defeitos no produto dentro dos recipientes.
[006] No caso de soluções, o problema é, em particular, sobre partículas móveis, insolúveis, estranhas, que podem derivar do ambiente ou do processo.
[007] No caso específico de produtos liofilizados (congelados a seco), a inspeção é direcionada principalmente para identificar visualmente corpos estranhos
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2/12 na superfície da cápsula do produto, que no geral aparecem como pontos ou manchas de cor escura.
[008] No entanto, a própria morfologia da cápsula do produto liofilizado tem várias ondulações que criam vários sombreamentos que tornam impossível a discriminação entre a própria sombra e qualquer corpo estranho que tem uma cor escura.
[009] A tarefa técnica da presente invenção é, portanto, fornecer uma máquina de inspeção automática que evita as desvantagens técnicas acima descritas da técnica anterior.
[0010] Dentro do escopo dessa tarefa técnica um objetivo da invenção é realizar uma máquina de inspeção automática que é eficaz e eficiente em discriminar defeitos, em particular, embora não limitadamente, em produtos liofilizados contidos em recipientes de vidro.
[0011] A tarefa técnica, bem como esses e outros objetivos, de acordo com a presente invenção são alcançados através da realização de uma máquina de inspeção automática para recipientes e seus conteúdos, que compreendem uma linha de transporte horizontal serial dos recipientes orientados com um eixo geométrico vertical por pelo menos uma estação de inspeção que compreende meios de iluminação dos recipientes, pelo menos uma câmera de televisão para adquirir imagens dos recipientes iluminados, caracterizada pelos ditos meios de iluminação que compreendem um primeiro, um segundo e pelo menos um terceiro dispositivo de iluminação.
[0012] Em uma modalidade preferencial da invenção, os ditos primeiro, segundo e terceiro dispositivos de iluminação têm eixos geométricos de projeção que convergem
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3/12 em uma mesma zona de trânsito dos ditos recipientes.
[0013] Em uma modalidade preferencial da invenção os ditos eixos geométricos de projeção convergem com ângulos diferentes na dita zona de trânsito dos ditos recipientes.
[0014] Em uma modalidade preferencial da invenção os ditos primeiro, segundo e terceiro dispositivos de iluminação estão posicionados em lados opostos da dita linha de transporte para iluminar a dita zona de trânsito dos ditos recipientes a partir de lados opostos.
[0015] Em uma modalidade preferencial da invenção pelo menos os ditos primeiro e segundo dispositivos de iluminação têm um eixo geométrico de projeção inclinado de cima para baixo.
[0016] Em uma modalidade preferencial da invenção o dito terceiro dispositivo de iluminação emite uma luz colorida.
[0017] Em uma modalidade preferencial da invenção o dito terceiro dispositivo de iluminação tem um eixo geométrico de projeção inclinado de baixo para cima.
[0018] A estação de inspeção configurada dessa maneira é particularmente adequada para a inspeção da superfície superior da cápsula de um produto liofilizado contido em um recipiente de vidro enquanto o mesmo fornece uma solução eficaz e eficiente para que as imagens obtidas sejam de qualidade adequada para uma análise computadorizada das mesmas, para não resultar em falsos positivos.
[0019] A solução com o dispositivo de iluminação de luz colorida auxilia adicionalmente na criação de um contraste que maximiza a presença dos corpos estranhos, eliminando áreas sombreadas.
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4/12 [0020] Outras características da presente invenção são mais definidas nas outras reivindicações dependentes.
[0021] Características e vantagens adicionais da invenção estarão mais evidentes a partir da descrição de uma modalidade preferida, mas não exclusiva da máquina de inspeção automática, de acordo com a invenção, ilustrada por meio de um exemplo indicativo, mas não limitante nos desenhos anexos, em que:
[0022] A Figura 1 mostra uma vista esquemática plana de um modelo geral da máquina de inspeção;
[0023] A Figura 2 mostra uma vista em elevação lateral da zona da máquina de inspeção onde a estação de inspeção da invenção é fornecida;
[0024] A Figura 3 mostra uma vista em elevação lateral da estação de inspeção da invenção; e [0025] As Figuras 4 e 5 mostram uma vista em perspectiva de uma estação de inspeção da invenção.
[0026] Em relação às Figuras acima mencionadas, uma máquina de inspeção automática para recipientes e seu conteúdo é mostrada, indicada na íntegra pela referência numérica 1.
[0027] A máquina de inspeção ilustrada 1 é especialmente configurada para a inspeção de recipientes de vidros tampados 2 que contêm um produto liofilizado de um tipo farmacêutico, alimentício ou outro.
[0028] Naturalmente o campo de aplicação da máquina de inspeção também pode se estender para outros tipos de recipientes e produtos contidos no presente documento.
[0029] A máquina de inspeção 1 tem uma linha de
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5/12 transporte serial do recipiente 2 através de uma série de estações de inspeção 3, 4, 5 e 6.
[0030] Em detalhes, a primeira estação 3 é configurada para inspeção de cima do recipiente 2 e da superfície superior da cápsula de produto liofilizado contido no presente documento, a segunda estação 4 é configurada para inspeção lateral do recipiente 2 e da cápsula de produto liofilizado, a terceira estação 5 é configurada para a inspeção de baixo do recipiente 2 e da cápsula do produto liofilizado, e a quarta estação 6 é configurada para a inspeção da cápsula do recipiente 2.
[0031] A linha de transporte compreende uma seção de entrada 9, uma seção de saída 10 dos recipientes compatíveis 2, uma seção de saída 11 dos recipientes não compatíveis 2, e uma série de carrosséis giratórios 7, 8, 12, 13, 14, 15.
[0032] Um primeiro carrossel giratório 7 é dedicado à primeira estação de inspeção 3, e nesse caso em particular, embora não necessariamente, também para a segunda e terceira estações de inspeção 4 e 5.
[0033] Um segundo carrossel giratório 8 é dedicado à quarta estação de inspeção 6.
[0034] Um carrossel de relé giratório 12 é interposto entre o primeiro carrossel giratório 7 e o segundo carrossel giratório 8.
[0035] Um carrossel de relé giratório 13 é interposto entre o segundo carrossel giratório 8 e a seção de saída 10 dos recipientes compatíveis 2.
[0036] Carrosséis de relés giratórios 14, 15 são interpostos entre o segundo carrossel giratório 8 e uma seção de saída 11 dos recipientes em não conformidade.
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6/12 [0037] Naturalmente, o exposto anteriormente é somente um modelo possível dentre vários modelos possíveis da máquina de inspeção, que pode ter uma linha de transporte configurada diferentemente e/ou um número de estações diferentes por número, mas também por tipo.
[0038] As estações de inspeção 4, 5 e 6 a jusante da estação de inspeção de cima 3 podem ser de um tipo conhecido e não serão, portanto, discutidas em detalhe.
[0039] A linha de transporte é configurada para transporte horizontal dos recipientes 2 orientados com um eixo geométrico vertical pelas estações de inspeção 3, 4, 5 e 6.
[0040] Os carrosséis giratórios 7, 8, 12, 13, 14, 15 são, consequentemente, dispostos em planos horizontais e giram em torno dos respectivos eixos geométricos verticais.
[0041] Agora faz-se referência à estação de inspeção superior 3 e à seção da linha de transporte dedicada ao mesmo, que compreende o primeiro carrossel 7.
[0042] O carrossel 7, em forma de um disco circular, é sustentado em suspensão aérea por uma prateleira horizontal 18 de uma estrutura 16 que tem umas colunas de suporte telescópico vertical 17 da prateleira 18 posicionada radialmente externamente do perímetro de circunferência do carrossel 7.
[0043] O carrossel 7 tem uma série de alicates de suspensão 19 distribuídos ao longo do perímetro do mesmo.
[0044] Os alicates de suspensão 19 são sustentados giratoriamente em torno do eixo geométrico vertical do mesmo 19a.
[0045] Atuadores especiais de tipos conhecidos (não mostrados) estão interligados ao movimento de rotação e
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7/12 ao movimento de abertura/fechamento dos alicates de suspensão 19.
[0046] As colunas telescópicas 17 são ajustáveis para manter o fundo do recipiente 2 a uma altura de referência fixa na variação da altura do lote dos recipientes 2 que em cada ocasião é carregada dentro na máquina.
[0047] A linha de transporte é acionada com um movimento contínuo através de uma motorização especial (não mostrada).
[0048] A estação de inspeção 3 é montada sobre um suporte oscilante 20.
[0049] O suporte oscilante 20 é posicionado abaixo do carrossel 7.
[0050] O suporte oscilante 20 oscila em torno do mesmo eixo geométrico rotacional 7a como o carrossel 7.
[0051] O suporte oscilante 20 tem a forma de uma paca disposta em um plano horizontal e tem um primeiro e um segundo braço 20a, 20b que se estende para ângulos diferentes em relação ao eixo geométrico de oscilação 7a do suporte oscilante 20.
[0052] A estação de inspeção superior 3 é montada no primeiro braço 20a do suporte oscilante 20.
[0053] A estação de inspeção lateral 4 é montada no segundo braço 20b do suporte oscilante 20.
[0054] Em uma modalidade diferente da invenção, a linha de transporte pode ter um movimento escalonado e a sustentação da estação de inspeção 3 pode ser um suporte fixo que pode ter uma configuração diferente e ser exclusivamente dedicada à sustentação da estação de inspeção superior 3 ou também outras estações de inspeção.
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8/12 [0055] A estação de inspeção superior 3 compreende meios de iluminação 21, 22, 23 dos recipientes 2 e uma ou mais câmeras de televisão 24 para adquirir imagens dos recipientes iluminados 2.
[0056] Os meios de iluminação vantajosamente compreendem pelo menos um primeiro dispositivo de iluminação 21, um segundo dispositivo de iluminação 22 e um terceiro dispositivo de iluminação 23.
[0057] Os dispositivos de iluminação 21, 22, 23 preferencialmente emitem luzes estroboscópicas.
[0058] O suporte 20 fornece meios de regulação especiais da posição linear e angular dos dispositivos de iluminação 21, 22 e 23 e das câmeras de televisão 24.
[0059] Em particular, os meios de regulação para o primeiro dispositivo de iluminação 21, o segundo dispositivo de iluminação 22 e as câmeras de televisão 24 compreendem guias verticais 25, 26, 27 proporcionada nos suportes 28, 29 que se estendem ortogonalmente acima do suporte 20.
[0060] Os eixos geométricos horizontais rotativos 30, 31, 32, em torno de si, são construídos de maneira deslizante às guias verticais 25, 26, 27, e sustentam o primeiro dispositivo de iluminação 21, o segundo dispositivo de iluminação 22 e respectivamente as câmeras de televisão 24.
[0061] Os eixos geométricos horizontais 30, 31, 32 em particular, são aparafusados aos suportes 28, 29, para que a posição angular e linear dos dispositivos de iluminação 21 e 22 e as câmeras de televisão 24 possa ser regulada simplesmente soltando e reapertando os parafusos.
[0062] Os meios de regulação para o terceiro dispositivo de iluminação 23 compreendem, em vez disso, um pé
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9/12 de descanso ajustável 35 para o suporte 20 e um braço de suporte oscilável 34 de maneira articulada ao suporte 28.
[0063] Obviamente, os meios de regulação podem ter uma estrutura diferente da descrita anteriormente, a título de exemplo.
[0064] Os dispositivos de iluminação 21, 22, e 23 têm eixos geométricos de projeção 21a, 22a e respectivamente 23a que convergem em ângulos diferentes na mesma zona de trânsito 37 dos recipientes 2.
[0065] Os dispositivos de iluminação 21, 22 e 23 estão posicionados em lados opostos da linha de transporte para iluminar a zona de trânsito 37 dos recipientes 2 a partir de lados opostos.
[0066] Mais precisamente, o primeiro e segundo dispositivos de iluminação 21 e 22 estão posicionados em lados opostos da linha de transporte e têm eixos geométricos de projeção 21a e 22a inclinados de cima para baixo.
[0067] O terceiro dispositivo de iluminação 23 em vez disso, tem um eixo geométrico de projeção 23a que é inclinado de baixo para cima e é posicionado no lado oposto das câmeras de televisão 24 em relação à linha de transporte.
[0068] O terceiro dispositivo de iluminação 23 emite uma luz colorida, por exemplo, para esse fim, tem uma tela colorida.
[0069] O uso de uma luz colorida vermelha foi verificado ser vantajoso para inspeção de um produto liofilizado de luz branca ou clara.
[0070] A velocidade de alimentação da linha de transporte, a velocidade e o arco de oscilação do suporte 20 e a velocidade de rotação dos alicates de suspensão 19 são
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10/12 selecionados de modo que a estação de inspeção superior 3 rastreie os recipientes 2 durante todo o tempo necessário para os recipientes 2 realizarem uma rotação de 360° sobre si mesmos.
[0071] No caso ilustrado, somente a título de exemplo, duas câmeras de televisão 24 são fornecidas, cada uma dedicada à inspeção de um recipiente correspondente 2.
[0072] Durante o arco de oscilação direta do suporte 20, cada câmera de televisão 24 tem seu enquadramento no recipiente correspondente 2 que avança ao longo da linha de transporte realizando uma rotação em torno de si mesmo de 360°, e no final da oscilação direta do suporte 20 realiza uma oscilação na direção oposta com a qual as câmeras de televisão 24 movem o enquadramento para dentro de dois recipientes sucessivos 2 para iniciar a operação de inspeção a seguir.
[0073] O ciclo de inspeção fornece, assim, um tempo de rastreamento de dois recipientes 2, no qual a estação de inspeção se move na mesma direção como os dois recipientes 2 que são inspecionados, e um tempo de retorno, no qual a estação de inspeção se move na direção oposta de modo a posicionar o enquadramento nos dois seguintes recipientes a serem inspecionados.
[0074] Para fins de otimização do espaço de ocupação, o suporte 20 sustenta espelhos que refletem para baixo o raio de luz 38 direcionado para cima vindo da zona de trânsito 37 e, assim, permitem localizar as câmeras de televisão 24 em uma posição apropriada para adquirir a imagem.
[0075] O suporte 20 fornece meios de regulação especiais da posição linear e angular dos espelhos 36 bem como, similares aos tipos descritos acima para os dispositivos de
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11/12 iluminação 21 e 22 e para as câmeras de televisão 24.
[0076] Os espelhos 36 são, em particular, sustentados pelo mesmo suporte 29 que sustenta o segundo dispositivo de iluminação 22 e as câmeras de televisão 24.
[0077] Por fim, de uma maneira conhecida a estação de inspeção lateral 4 fornece as câmeras de televisão 39 e o dispositivo de iluminação 40 localizado no mesmo lado da linha de transporte, e uma tela de contraste 41 localizada no lado oposto da linha de transporte.
[0078] A título de exemplo, a seguir é apresentado um conjunto de possíveis parâmetros de configuração do ciclo de inspeção superior dos recipientes.
Tempo de ciclo de inspeção superior 160 ms ±10%
Tempo de rastreamento 120 ms ±10%
Tempo de retorno 60 ms ±10%
Número de imagens adquiridas por recipiente Compreendido entre 6 e 10
Frequência de aquisição Compreendida entre 65 e 70 imagens por segundo
Tempo para aquisição única 15 ms ±10%
Tempo de exposição para aquisição única 200 ps ±10%
Tempo de estroboscópio do primeiro e segundo dispositivo de iluminação 100 ps ±10%
Tempo de estroboscópio do terceiro dispositivo de iluminação 100 ps ±10%
Corrente de estroboscópio do primeiro e segundo dispositivo de iluminação 200 mA ±10%
Corrente de estroboscópio do terceiro dispositivo de iluminação 1000 mA ±10%
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12/12
Ângulo do primeiro dispositivo de iluminação (em relação ao eixo geométrico horizontal) Compreendido entre 20°e 30°
Ângulo do segundo dispositivo de iluminação (em relação ao eixo geométrico horizontal) Compreendido entre 45° e 55°
Ângulo do terceiro dispositivo de iluminação (em relação ao eixo geométrico horizontal) Compreendido entre 35° e 45°
[0079] A máquina de inspeção conforme concebido no presente documento é suscetível a várias modificações e variações, todas abrangidas pelo escopo do conceito inventivo; além disso, todos os detalhes são substituíveis por elementos tecnicamente diferentes.
[0080] Na prática, os materiais utilizados, bem como as dimensões, podem ser de acordo com as necessidades e o estado da técnica.

Claims (15)

  1. REIVINDICAÇÕES
    1. MÁQUINA DE INSPEÇÃO AUTOMÁTICA (1) PARA RECIPIENTES (2) E SEU CONTEÚDO, que compreende uma linha de transporte horizontal serial dos recipientes (2) orientada com um eixo geométrico vertical (2a) através de pelo menos uma estação de inspeção (3) que compreende meios de iluminação dos recipientes (2), pelo menos uma câmera de televisão (24) para adquirir imagens dos recipientes iluminados (2), caracterizada pelos ditos meios de iluminação compreenderem um primeiro, um segundo e pelo menos um terceiro dispositivo de iluminação (21, 22, 23).
  2. 2. MÁQUINA DE INSPEÇÃO AUTOMÁTICA (1), de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelos ditos primeiro, segundo e terceiro dispositivos de iluminação (21, 22, 23) terem eixos geométricos de projeção (21a, 22a, 23a) que convergem em uma mesma zona de trânsito (37) dos ditos recipientes (2).
  3. 3. MÁQUINA DE INSPEÇÃO AUTOMÁTICA (1), de acordo com a reivindicação 2, caracterizada pelos ditos eixos geométricos de projeção (21a, 22a, 23a) convergirem com ângulos diferentes na dita zona de trânsito (37) dos ditos recipientes (2).
  4. 4. MÁQUINA DE INSPEÇÃO AUTOMÁTICA (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações 2 a 3, caracterizada pelos ditos primeiro, segundo e terceiro dispositivos de iluminação (21, 22, 23) estarem posicionados em lados opostos da dita linha de transporte para iluminar a dita zona de trânsito (37) dos ditos recipientes (2) a partir de lados opostos.
  5. 5. MÁQUINA DE INSPEÇÃO AUTOMÁTICA (1), de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por pelo menos os ditos primeiro e segundo dispositivos de iluminação (21, 22) terem um eixo geométrico de projeção (21a, 22a) inclinado de cima
    Petição 870190094923, de 23/09/2019, pág. 19/56
    2/3 para baixo.
  6. 6. MÁQUINA DE INSPEÇÃO AUTOMÁTICA (1), de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo dito terceiro dispositivo de iluminação (23) ter um eixo geométrico de projeção (23a) inclinado de baixo para cima.
  7. 7. MÁQUINA DE INSPEÇÃO AUTOMÁTICA (1), de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo dito terceiro dispositivo de iluminação (23) emitir uma luz colorida.
  8. 8. MÁQUINA DE INSPEÇÃO AUTOMÁTICA (1), de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pela dita linha de transporte compreender pelo menos um carrossel (7) sustentado em suspensão aérea com um eixo geométrico rotacional vertical (7a) .
  9. 9. MÁQUINA DE INSPEÇÃO AUTOMÁTICA (1), de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo dito carrossel (7) ter alicates de suspensão (19) que giram em torno de um eixo geométrico vertical do mesmo (19a).
  10. 10. MÁQUINA DE INSPEÇÃO AUTOMÁTICA (1), de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo dito carrossel (7) ser acionado em rotação contínua.
  11. 11. MÁQUINA DE INSPEÇÃO AUTOMÁTICA (1), de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pela dita estação de inspeção (3) ser montada em um suporte oscilante (20).
  12. 12. MÁQUINA DE INSPEÇÃO AUTOMÁTICA (1), de acordo com a reivindicação 11, caracterizada pelo dito suporte oscilante (20) ser posicionado abaixo do dito carrossel (7).
  13. 13. MÁQUINA DE INSPEÇÃO AUTOMÁTICA (1), de acordo com a reivindicação 12, caracterizada pelo dito suporte oscilante (20) oscilar em torno do mesmo eixo geométrico rotacional (7a) como o dito carrossel (7).
    Petição 870190094923, de 23/09/2019, pág. 20/56
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  14. 14. MÁQUINA DE INSPEÇÃO AUTOMÁTICA (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações 12 a 13, caracterizada pelo dito suporte oscilante (20) ter o formato de uma placa disposta em um plano horizontal e ter um primeiro e um segundo braços (20a, 20b) que se estendem em ângulos diferentes em relação ao eixo geométrico de oscilação do dito suporte oscilante (20), sendo que a dita estação de inspeção (3) é montada no dito primeiro braço (20a).
  15. 15. MÁQUINA DE INSPEÇÃO AUTOMÁTICA (1), de acordo com a reivindicação 14, caracterizada por uma estação de inspeção idêntica ou diferente (4) adicional ser montada no dito segundo braço (20b).
BR112019019805-9A 2017-03-23 2018-02-26 Máquina de inspeção automática para inspecionar recipientes e a superfície superior de uma cápsula de produto liofilizado nele contido BR112019019805B1 (pt)

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