Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Identifizieren der Form, in der ein aus einem optisch transparenten Material hergestellter Behälter ausgeformt wurde, bei welchem Verfahren Formen mit einer individuellen, sich auf dem Behälter als Relief abformenden Markierung mit auf einem Kreis angeordneten Markierungselementen verwendet werden und der Behälter zum Identifizieren der Form um die Achse senkrecht zur Kreisebene gedreht, mindestens im Bereich der abgeformten Markierung beleuchtet und die durch die Elemente der Markierung bewirkte Ablenkung des Lichts ausgewertet wird, sowie eine Vorrichtung zur Ausführung und eine bevorzugte Anwendung dieses Verfahrens.
Beim Herstellen eines Gegenstandes in einer Press-, Giessoder Blasform werden die Mängel und Fehler der Form auf den Gegenstand übertragen. Daraus ergeben sich insbesondere bei Fabrikationsanlagen, welche mit mehreren gleichartigen Formen bestückt sind und eine hohe Produktionsfolge aufweisen, zwei wichtige Aufgaben: Das Identifizieren derjenigen Form, in der ein bestimmter, mit einem Fehler behafteter Gegenstand ausgeformt und das Aussortieren aller Gegenstände, die vor dem Erkennen des fehlerhaften Gegenstandes oder in der Zeitspanne zwischen dem Erkennen des fehlerhaften Gegenstands und dem Auswechseln der entsprechenden Form in dieser Form hergestellt wurden. Die Lösung dieser Aufgaben ist besonders wichtig bei modernen Anlagen zur Herstellung von Glasbehältern.
Die in solchen Anlagen verwendeten Formen sind hohen thermischen und mechanischen Belastungen ausgesetzt und weisen eine entsprechend hohe Abnützung auf. Weiter sind solche Anlagen mit mehreren gleichartigen Formen bestückt und werden mit einem hohen Produktionsrhythmus betrieben. Weil die Behälter erst nach dem Durchlaufen eines Temperofens auf eventuelle Fehler geprüft werden können, sind gewöhnlich schon viele Behälter in einer fehlerhaften Form ausgeformt worden, bevor die Fehler entdeckt werden.
Um die beiden Aufgaben zu lösen, werden die Formen mit einer Markierung versehen, die auf jeden ausgeformten Gegenstand abgeformt wird. Diese Markierung kann einfacherweise als Ordnungszahl ausgebildet sein. Eine bekannte Vorrichtung zum Lesen der die Form bezeichnenden Ordnungszahl auf einem Glasbehälter ist in der französischen Patentanmeldung Nr. 74 21259 (AB Platmanufaktur) beschrieben. Diese Vorrichtung ist zum Lesen von Ordnungszahlen vorgesehen, die in einem Digitalkode dargestellt sind.
Die einzelnen Kodeelemente sind als strichförmige, reliefartige Erhebungen ausgebildet, die längs eines Umfangskreises und vorzugsweise auf der Bodenfläche des Behälters angeordnet sind. Zum Lesen wird mindestens ein Teil des Umfangskreises beleuchtet. Die reliefartigen Erhebungen der Kodeelemente bewirken dann, dass sowohl das die Behälterwand durchdringende als auch das an der Behälterwand reflektierte Licht stärker als von einer ebenen Behälterwand abgelenkt werden.
Zum Lesen wird der beleuchtete Behälter vor einer ortsfesten Leseeinrichtung um die Mitte des Umfangskreises gedreht, und die von den Kodeelementen bewirkten Änderungen der Beleuchtung der Lese einrichtung werden in elektrische Signale umgesetzt. Um die von Kodeelementen erzeugten Beleuchtungsänderungen von solchen zu unterscheiden, die beispielsweise durch andere auf der Behälterwand angebrachte Markierungen, durch Formnähte oder Unregelmässigkeiten in der Behälterwand bewirkt sind, wird die dem Leser nachgeschaltete Auswerteeinrichtung von einem Taktgeber gesteuert. Als Taktgeber wird ein Signalgenerator verwendet, der Taktimpulse erzeugt, die der Drehgeschwindigkeit der Antriebseinrichtung für den Behälter proportional sind.
Eine bevorzugte Verwendung dieser Vorrichtung in der Sortierlinie einer Anlage zur Herstellung von Glasbehältern ist in der US-PS 3 923 158 (AB Platmanufaktur) beschrieben.
Bei dieser Verwendung sind der Ausgang der Vorrichtung und der Ausgang mindestens einer Prüfeinrichtung der Sortierlinie mit zugeordneten Eingängen einer Registriereinrichtung verbunden. Sobald eine der Prüfeinrichtungen einen nichtzulässigen Fehler oder eine nichttolerierbare Vielzahl von Fehlern feststellt, wird die gleichzeitig oder vorgängig gelesene, auf dem fehlerhaften Behälter abgeformte Ordnungszahl von der Registriereinrichtung angezeigt und wahlweise auch gespeichert oder ausgedruckt.
Die oben beschriebene Vorrichtung weist mehrere Nachteile auf, die deren praktische Verwendung stark einschränken.
Die Auswerteschaltung kann die gelesenen Signale nur dann korrekt verwerten, wenn die zu lesenden Kodeelemente synchron mit den Taktimpulsen vor der Leseeinrichtung vorbeilaufen. Dazu müssen zwei Bedingungen erfüllt sein. Erstens muss die Umdrehungsgeschwindigkeit der Behälter genau mit der Umdrehungsgeschwindigkeit der Antriebseinrichtung, welche den Signalgenerator triggert, übereinstimmen, d. h. der Behälter darf keinen Schlupf gegenüber der Antriebseinrichtung aufweisen. Diese Bedingung ist bei den hohen Durchlaufund Drehgeschwindigkeiten in den Mess- und Prüfstationen einer modernen Sortierlinie praktisch nicht zu erfüllen.
Zweitens muss der Winkelabstand zwischen den Kodeelementen auf dem Umfangskreis des Behälters in einem genau definierten Verhältnis zu den Winkelabständen zwischen den zum Triggern des Signalgenerators verwendeten und auf der Antriebseinrichtung aufgebrachten Marken stehen. Diese Bedingung lässt sich nur bei neuen Formen einhalten. Wegen der bereits erwähnten hohen thermischen und mechanischen Belastung der Formen unterliegen diese einer unvermeidlichen Abnutzung und geringen Formänderung, die den Winkel ab stand zwischen den Kodeelementen beeinträchtigen. Unabhän gig von der Qualität der Form können Winkeländerungen zwischen den Kodeelementen, aber auch durch ungleichmässiges Dehnen bzw. Zusammenziehen des Behälters während des Temperns bewirkt werden.
Bei der beschriebenen Vorrichtung werden die reliefartig ausgeformten Kodeelemente als optische Linsen verwendet, die die Lichtquelle auf dem Fotoelement des Lesers abbilden.
Das erfordert eine relativ grosse Genauigkeit der Form jedes Kodeelements, die wegen der erwähnten Abnutzung der Formen nicht gewährleistet ist.
Weiter wird bei dieser Vorrichtung der Leser mit einem praktisch parallelen Licht beleuchtet, solange sich kein Kodeelement im Lichtweg zwischen Lichtquelle und Leser befindet.
Diese Grundbeleuchtung ist von der Farbe des Behälterglases und der Dicke der Behälterwand abhängig, und der Leser erzeugt dementsprechend ein veränderliches Grundsignal, dem das von einem Kodeelement erzeugte Signal überlagert ist.
Der Absolutwert der beiden Signale ist also nicht nur von der Beleuchtung des Lesers durch ein Kodeelement, sondern auch von den Schwankungen des Grundsignals abhängig. Das Fehlen eines konstanten Bezugssignals, zu dem die gelesenen Signale in Beziehung gesetzt werden können, erschwert das Auswerten der Signale und kann die Auswertung sogar verunmöglichen.
Es ist das Ziel der vorliegenden Erfindung, die beschriebenen Nachteile zu beheben, was erfindungsgemäss mit einem Verfahren erreicht wird, bei dem zumindest eine zweiteilige Markierung verwendet wird, deren Teile zu beiden Seiten der Kreislinie angeordnet sind, wobei ein Teil Kodeelemente enthält, die zum Darstellen mindestens eines Zeichens in einem Digitalkode geeignet sind, und ein anderer Teil Zeitgebermarken enthält, die zum Erzeugen von zum sequentiellen Lesen der Kodeelemente geeigneten Zeitgeberimpulsen vorgesehen sind.
Mit dem neuen Verfahren ist sichergestellt, dass die Kodeelemente synchron mit den Taktimpulsen vor dem Leser durchlaufen, unabhängig davon, welche Umdrehungsgeschwindigkeit der Behälter relativ zur Antriebseinrichtung aufweist, weil die Markierung Kodeelemente und Zeitgebermarken enthält. Diese Synchronisierung wird auch durch das Altern der Form und unregelmässiges Zusammenziehen des Glases beim Tempern nicht beeinträchtigt, weil jede mögliche Änderung des Abstands zwischen aufeinanderfolgenden Kodeelementen durch eine gleiche Änderung des Abstands zwischen den zugeordneten Zeitgebermarken kompensiert wird.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform des neuen Verfahrens wird zur Auswertung der durch die Elemente oder Marken der Markierung bewirkten Ablenkung des Lichts eine Leseeinrichtung verwendet, welche derart angeordnet und ausgebildet ist, dass sie bei Abwesenheit eines Elements oder einer Marke im Lichtweg beleuchtet und beim Durchlauf eines Elements oder einer Marke durch den Lichtweg verdunkelt wird.
Die Verwendung dieser neuen Leseeinrichtung ermöglicht, die gelesenen Signale mit einer konstanten Vergleichsspannung zu vergleichen und damit die gelesenen Signale mit minimalem Aufwand und optimaler Sicherheit aus dem vom Leser erzeugten Ausgangssignal abzutrennen.
Im folgenden wird die Erfindung mit Hilfe der Figuren an einem bevorzugten Ausführungsbeispiel beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 die Seitenansicht des unteren Teils eines Glasbehälters mit einer Ausführungsform der neuen Markierung,
Fig. 2 den Teilschnitt längs der Linie I-I durch den unteren Teil des Behälters gemäss Fig. 1,
Fig. 3 eine andere Ausführungsform der neuen Markierung,
Fig. 4 die schematische Draufsicht auf die bevorzugte Vorrichtung zur Ausführung des erfindungsgemässen Verfahrens und das Blockschaltbild für den Leser und die elektronische Auswerteeinrichtung,
Fig. 5 die perspektivische Ansicht einer Ausführungsform des dem Leser vorgeschalteten Blendenblocks, und
Fig. 6 eine schematische Darstellung der Beleuchtung einer Fotodiode vor und während des Durchlaufs einer Markierung,
Fig.
7, 8 und 9 eine bevorzugte Ausführungsform der neuen Markierung, einen zum Lesen dieser Markierung brauchbaren Blendenblock und die Seitenansicht einer Lichtquelle sowie des Blendenblocks mit zugeordneten Fotodioden beim Lesen der Markierung.
In Fig. 1 ist der untere Teil eines Glasbehälters 10 gezeigt, dessen Bodeneinlauf eine Markierung 11 aufweist. Die einzelnen Marken sind in zwei horizontalen Reihen angeordnet, von denen die erste Reihe mit den Marken 12 bis 15 über einer Kreisbahn 17 und die zweite Reihe mit den Marken 19 bis 24 unter dieser Kreisbahn angeordnet ist. Die Marken stehen aus der Wand des Glasbehälters vor, wie es in Fig. 2 gezeigt ist, sind in der Draufsicht oval und weisen in horizontaler Richtung einen kreisbogenförmigen Querschnitt auf. Die Marken sind im Bodeneinlauf des Behälters angeordnet, d. h. gegen über dem grössten Behälterdurchmesser zurückgesetzt, womit erreicht werden soll, dass die Marken beim Zusammenstossen von Behältern nicht beschädigt werden. Wegen ihrer Form wirken die Marken wie optische Linsen, welche das durchscheinende Licht ablenken.
Das in Fig. 1 gezeigte Beispiel einer Markierung enthält in der unter der Kreisbahn 17 angeordneten Reihe die vier Marken 20 bis 23, welche als Zeitgebermarken verwendet werden.
Diese Marken sind zum Erzeugen von Taktimpulsen vorgesehen, die den noch zu beschreibenden Leser und die Auswerteeinrichtung steuern. Weiter enthält die Markierung über der Kreisbahn und insbesondere senkrecht über den Zeitgebermarken nur zwei als Kodeelemente verwendete Marken 13, 14. Die gezeigte Stellung der beiden als Kodeelemente verwendeten Marken 13, 14 relativ zu den Zeitgebermarken 20 bis 23 entspricht der Zahl 5 im BCD-Kode (0, 1, 0, 1).
Schliesslich ist bei der gezeigten Markierung rechts und links der Zeitgebermarken noch je ein weiteres Markenpaar 19, 12 und 24, 15 vorgesehen, wobei eine Marke jedes Markenpaares unter und eine Marke über der Kreisbahn 17 angeordnet ist.
Jedes dieser Markenpaare ist zum Erzeugen eines Startsignals vorgesehen, welches Signal den Taktgeber, den Leser und die Auswerteeinrichtung aktiviert. Die beiden Markenpaare sind auf beiden Seiten der eigentlichen Markierung angeordnet, damit das Startsignal vor dem Einlauf der Zeitgebermarken und der Kodeelemente in den Leser erzeugt wird, unabhängig von der Drehrichtung des Behälters.
Die beispielsweise gezeigte Markierung ermöglicht, die Zahlen 1 bis 10 im BCD-Kode darzustellen. Um den Zahlenbereich zu vergrössern und beispielsweise die Zahlen 0 bis 99 darzustellen, können einfacherweise zwei Tetraten hintereinander gestellt werden. Das würde praktisch bedeuten; dass anstelle der gezeigten vier Zeitgebermarken acht solche Marken zu verwenden sind und jeder Zeitgebermarke ein Feld für ein Kodeelement zugeordnet ist. Es versteht sich, dass gleicherweise auch drei oder mehr Tetraten zur Darstellung noch grösserer Zahlen verwendet werden können.
Anstelle der gezeigten, in der Draufsicht ovalen Marken können natürlich auch Marken verwendet werden, die in der Draufsicht rund sind. Weil die Marken als optische Linsen verwendet werden und um so wirksamer sind, je grösser ihr Querschnitt ist, werden die Marken vorzugsweise als Strichmarken ausgebildet, die die Wirkung von Zylinderlinsen haben. In Fig. 3 ist eine Markierung mit solchen Strichmarken gezeigt, wobei die den in Fig. 1 gezeigten Marken entsprechenden Strichmarken mit den gleichen, mit einem Apostroph versehenen, Bezugszeichen bezeichnet sind. Bei dieser Markierung sind senkrecht übereinander stehende Marken der unteren und der oberen Reihe eiufacherweise zu einer einzigen Strichmarke doppelter Länge verbunden.
Fig. 4 zeigt schematisch die Draufsicht auf eine bevorzugte Ausführungsform einer Vorrichtung zur Ausführung des neuen Verfahrens sowie das Blockschaltbild für den Leser und die elektronische Auswerteeinrichtung. Die Vorrichtung wirkt mit einer nichtgezeigten Dreheinrichtung zusammen, die in der Durchlaufbahn einer Sortierlinie angeordnet ist und in der ein Behälter 10 mindestens einmal um seine senkrechte Symmetrieachse 26 gedreht wird. Dreheinrichtungen dieser Art sind jedem Fachmann bekannt und beispielsweise in den CH-PS 548 599 und 570 912 beschrieben. Auf einer Seite der Dreheinrichtung ist eine Beleuchtungseinrichtung angeordnet, mit einer Lichtquelle 30 und einer Kondensorlinse 31, welche ein praktisch paralleles Lichtbündel erzeugt. Auf der anderen Seite ist ein Blendenblock 33 befestigt. Der Blendenblock enthält sechs Kanäle 34 bis 39 (Fig. 5).
Diese Kanäle verlaufen praktisch in der gleichen Richtung wie das von der Beleuch tungseinrichtung 30, 31 erzeugte Lichtbündel. Der Querschnitt jedes Kanals entspricht etwa dem in der gleichen Richtung liegenden Querschnitt einer einzelnen Marke der Markierung.
Die sechs Kanäle sind in zwei übereinanderliegenden Reihen, von denen jede drei Kanäle enthält, angeordnet. Das der Lichtquelle zugewandte Ende jedes Kanals ist offen. In das gegenüberliegende Ende ist das Eintrittsende eines Lichtleiters 42 bis 47 eingeführt. Die Lichtleiter bestehen vorzugsweise aus einer Faseroptik. Das Austrittsende jedes Lichtleiters ist mit einer zugeordneten Fotodiode 50 bis 55 verbunden. Die Signalausgänge der Fotodioden 50 und 54, die über die Lichtleiter 42 bzw. 46 mit den Kanälen 34 bzw. 36 verbunden sind, führen zu einer Torschaltung 57, deren Ausgang mit einem Eingang des Speichers 60 verbunden ist. Auch die Signalausgänge der Fotodioden 51 und 55, die über die Lichtleiter 43 bzw. 47 mit den Kanälen 37 bzw. 39 verbunden sind, führen zu einer Torschaltung 58, die mit einem weiteren Eingang des Speichers 60 verbunden ist.
Der Signalausgang der Foto diode 52, die über den Lichtleiter 44 mit dem Kanal 35 verbunden ist und zum Lesen der als Kodeelemente vorgesehenen Marken verwendet wird, ist direkt mit dem Speicher 60 verbunden, und der Sigmalausgang der Fotodiode 53, die über den Lichtleiter 45 mit dem Kanal 38 verbunden ist und zum Lesen der als Taktgeber vorgesehenen Marken verwendet wird, ist ebenfalls direkt mit dem Speicher 60 und zusätzlich mit dem Eingang eines Zählers 61 verbunden. Der Ausgang dieses Zählers ist auch mit dem Speicher 60 verbunden. Vom Ausgang des Speichers führt eine Leitung 62 zu einem Eingang eines Komparators 63.
Die nichtgezeigte Dreheinrichtung für den Behälter 10 enthält einen Schalter 65, der beim Einlaufen eines Behälters in die Dreheinrichtung betätigt wird. Dieser Schalter ist über eine Leitung 66 mit dem Speicher 60 verbunden.
Weiter ist ein oder sind mehrere Dateneingabegeräte 68 vorgesehen. Jedes Dateneingabegerät enthält ein Tastenfeld, mit dem mindestens eine Zahl eingetastet werden kann. Der Ausgang jedes Dateneingabegeräts ist mit dem Eingang eines Multiplexers 69 verbunden, dessen Ausgang mit dem anderen Eingang des Komparators 63 verbunden ist.
Fig. 5 zeigt die perspektivische Ansicht eines Blendenblocks 33. Der Block weist sechs Kanäle 34 bis 39 auf, die in zwei übereinander angeordneten Reihen zu je drei Kanälen 34, 35, 36 und 37, 38, 39 angeordnet sind. Der Querschnitt jedes Kanals ist wenig grösser als der Querschnitt einer Marke, beispielsweise der Marke 20' in Fig. 3. Der Blendenblock wird derart montiert, dass die Längsrichtung der Kanäle in der Richtung des von der Beleuchtungseinrichtung 30, 31 erzeugten Lichtbündels liegt und die mittlere Trennwand 40 zwischen den beiden Reihen von Kanälen praktisch auf der gleichen Höhe wie der Umfangskreis 17 angeordnet ist, wie es für den in Fig. 2 mit gestrichelten Linien angedeuteten Blendenblock gezeigt ist.
Damit wird erreicht, dass Licht, welches unter dem Umfangskreis durch den Behälter 10 dringt, auf einen oder mehrere Kanäle der unteren Reihe (37, 38, 39) fällt und Licht, das über dem Umfangskreis durch den Behälter dringt, auf einen oder mehrere Kanäle der oberen Reihe (34, 35, 36) fällt. Bei der gezeigten Ausführungsform weist jeder der Kanäle noch eine senkrechte Trennwand 70 bis 75 auf, die jeden Kanal in zwei schmale Kanäle unterteilt.
Die Beleuchtungseinrichtung, der Leser und die elektronische Auswerteschaltung sind mit handelsüblichen Bauelementen aufgebaut. Es liegt im Bereich fachmännischen Könnens, für einen gegebenen speziellen Zweck die geeignetsten Bauelemente auszulesen, weshalb auf Einzelheiten der elektronischen Schaltung und insbesondere des Aufbaus des Speichers 60 sowie des Ansteuerns dieses Speichers beim Einspeichern und Auslesen bewusst verzichtet wird.
Für die folgende Beschreibung der Verwendung der neuen Vorrichtung sei angenommen, dass ein Behälter 10 in eine Dreheinrichtung eingelaufen ist und um seine vertikale Achse 26 gedreht wird. Wie bereits erwähnt wurde, wird beim Einlaufen des Behälters in die Dreheinrichtung der Schalter 65 betätigt, der den Speicher 60 zurücksetzt, d. h. alle gespeicherten Signale löscht. Weiter sei angenommen, dass der Behälter in der Richtung des Pfeils 80 gedreht wird und dass sich die Markierung 11" in der in Fig. 4 gezeigten Stellung befindet, d. h. nicht im Lichtweg zwischen Beleuchtungseinrichtung 30, 31 und Leser 32.
Das von der Bleuchtungseinrichtung erzeugte, praktisch parallele Lichtbündel tritt dann durch die der Beleuchtungseinrichtung benachbarte Behälterwand in den Behälter und durch die dem Leser benachbarte Behälterwand wieder aus dem Behälter aus, wobei die Ablenkung des Lichtbündels beim Eintritt in den Behälter durch die Ablenkung beim Austritt aus dem Behälter praktisch wieder aufgehoben wird. Weil die Kanäle des Blendenblocks 33 zur Richtung des Lichtbündels ausgerichtet sind und die Richtung des Lichts vom Behälter wenig beeinflusst wird, werden die an den rück wärtigen Enden der Kanäle angeordneten Lichtleiter und damit die zugeordneten Fotodioden relativ gleichmässig beleuchtet.
Wie oben bereits erwähnt wurde, ist die Beleuchtung der Fotodioden und das von diesen abgegebene elektrische Signal von der Glasfarbe, der Dicke der Behälterwand und der optischen Qualität der Behälterwand abhängig. Dabei kann sowohl der Mittelwert der Beleuchtung als auch die kurzzeitige Abweichung von diesem Mittelwert relativ grossen Änderungen unterliegen, was in Fig. 6 f für Zeitspannen 11; t3 und T5 schematisch gezeigt ist.
Wenn der Behälter 10 in eine Stellung gedreht ist, in der ein Teil des austretenden Lichts durch die Marken der Markierung fällt, wird dieser Teil des Lichts infolge der Linsenwirkung der Marken auf einen Konvergenzpunkt oder einen Konvergenzbereich abgelenkt. Wenn sich eine Marke im Lichtweg vor einem der Kanäle des Blendenblocks 33 befindet, so hat diese Ablenkung zur Folge, dass das nach dem Konvergenzpunkt oder -bereich wieder divergierende Licht nicht auf den am rückwärtigen Ende des Kanals angeordneten Lichtleiter bzw.
die zugeordnete Fotodiode fällt, sondern auf die Wände des Kanals, wo es absorbiert wird. Beim Durchlauf einer Marke vor einem Kanal wird also die Beleuchtung der zugeordneten Fotodiode unterbrochen, und das Ausgangssignal der Fotodiode sinkt auf Null ab, wie es in Fig. 6 für die Zeitabschnitte 12 und 14 gezeigt ist. Damit auch Licht, das nur wenig abgelenkt wird, das rückwärtige Ende des Kanals nicht erreicht, sondern vorher an einer Wand absorbiert wird, ist bei einer bevorzugten Ausführungsform des Blendenblocks die Breite jedes Kanals mit Hilfe einer mittleren Trennwand 70 bis 75 nochmals unterteilt.
Für die Auswertung der von den Fotodioden erzeugten elektrischen Signale genügt es, einen Schwellwertdetektor auf einen vorgegebenen Wert einzustellen, beispielsweise den in Fig. 6 mit einer gestrichelten Linie bezeichneten Wert S, und nur solche Signale weiterzuverarbeiten, welche diesen Schwellwert unterschreiten. Auf diese Weise werden die von den Marken der Markierung erzeugten Signale von den beim Durchleuchten nicht markierten Behälterwänden unvermeidlichen Schwankungen der Beleuchung der Fotodiode nicht beeinflusst.
Wie bereits weiter oben erwähnt wurde, sind die Markenpaare 12, 19 und 15, 24 zum Aktivieren des Lesers 32 und Speichers 60 vorgesehen. Wenn der Behälter in der vom Pfeil 80 gezeigten Richtung gedreht wird, erscheint zuerst das Markenpaar 12, 19 vor den Kanälen 34 bzw. 37. In Übereinstimmung mit den obigen Erläuterungen sinken dann die Ausgangssignale der beiden Fotodioden 50, 51 unter den Schwellwert ab, und der Speicher 60 wird aktiviert. Wird der Behälter entgegen dem Pfeil 80 gedreht, so erscheint zuerst das Markenpaar 15, 24 vor den Kanälen 36, 39, was bewirkt, dass der Speicher 60 von den Ausgangssignalen der beiden Fotodioden 54, 55 aktiviert wird. Der Speicher bleibt dann solange aktiviert, bis beim Einlaufen des nächsten Behälters der Schalter 65 betätigt wird und ein Rückstellsignal liefert.
Das bedeutet, dass alle nach dem Aktivieren des Speichers von den Fotodioden 50, 51 oder 54, 55 erzeugten Signale keine Wirkung haben.
Beim Weiterdrehen des Behälters werden die Marken 12, 19 in den Lichtweg vor den Kanälen 35 bzw. 38 geschoben, so dass die zugeordnete Fotodiode 53 ein erstes Taktsignal erzeugt, das zum Speicher 60 und zum Zähler 61 geleitet wird.
Der Speicher ist derart eingestellt, dass das dem ersten Taktsignal zugeordnete Kodesignal nicht gespeichert wird. Der Zäh ler 61 zählt das erste Taktsignal. Wenn beim Weiterdrehen die Marke 20 im Lichtweg vor dem Kanal 38 erscheint, erzeugt die Fotodiode 53 wieder ein Taktsignal, die unverändert beleuchtete Fotodiode 52 erzeugt kein Signal. Das Taktsignal wird im Zähler 61 gezählt und bewirkt im Speicher, dass in der diesem zweiten Taktsignal zugeordneten Speicherzelle das Kodeelement 0 gespeichert wird. Beim Weiterdrehen des Behälters erscheinen dann die beiden Marken 13, 21 vor den Kanälen 35 bzw. 38. Der von der Marke 21 erzeugte dritte Taktimpuls wird wieder im Speicher 61 gezählt und bewirkt, dass das von der Marke 63 erzeugte Kodeelement 1 in der dem dritten Taktsignal zugeordneten Speicherzelle gespeichert wird.
Bei der beispielsweise gewählten Markierung werden beim Durchlauf der Marken 22 und 14, 23 vor den Kanälen 35 bzw.
38 des Blendenblocks die gleichen Vorgänge ausgelöst, die bereits für die Marken 20 und 13, 21 beschrieben wurden.
Weil die beispielsweise gewählte Markierung vier Kodeelemente enthält, ist der Zähler 61 so eingestellt, dass er nach dem fünften Taktsignal (dem ersten Taktsignal von der Start -Marke 19 und den vier den Taktmarken 20 bis 23 erzeugten Taktimpulsen) den Speichereingang blockiert und zugleich den Speicherinhalt über die Leitung 62 an den einen Eingang des Komparators 63 weiterleitet.
Es versteht sich, dass bei der Verwendung von Markierungen mit mehreren Tetraden von Kodeelementen der Zähler entsprechend eingestellt werden kann.
Wenn Behälter mit einer bestimmten Ordnungszahl ausgesucht werden sollen, dann wird diese Ordnungszahl in das Eingabegerät 68 eingegeben. Das Gerät setzt die eingegebenen Ordnungszahl in den gleichen Kode um, der auch zur Markierung der Behälter verwendet wird, so dass der Komparator 63 die beiden Kodierungen vergleichen kann. Bei einer praktisch erprobten Ausführungsform ist zwischen das Eingabegerät 68 und den Komparator 63 ein Multiplexer 69 geschaltet. Diese Anordnung ermöglicht, mehrere Ordnungszahlen in das Eingabegerät einzugeben, dort zu speichern und die vom Behälter abgelesene Ordnungszahl mit den mehreren in das Eingabegerät eingegebenen Ordnungszahlen zu vergleichen. Wenn die vom Behälter abgelesene Ordnungszahl mit der oder mit einer der in das Eingabegerät eingegebenen Ordnungszahlen übereinstimmt, erscheint am Ausgang 82 des Komparators ein Signal.
Dieses Signal kann in bekannter Weise verwendet werden, den entsprechenden Behälter aus der Sortierlinie auszulenken.
Bei einer praktisch erprobten Anordnung des neuen Verfahrens zum Identifizieren der Form, in der ein Glasbehälter ausgeformt wurde, wird die in Fig. 7 gezeigte Markierung verwendet. Diese Markierung weist zwei Tetraden 85, 86 für das Kodierten der Formnummer auf, und die zum Erzeugen des Startsignals verwendeten Marken 87, 88 sind gleichartig wie die acht Zeitgebermarken 89 ausgebildet. Auch bei dieser Markierung sind die acht Zeitgebermarken 89 unter der Kreisbahn 84 und zwischen den zwei zum Auslösen des Startsignals vorgesehenen Marken 87, 88 angeordnet. Die oberhalb der Kreisbahn angeordneten Kodeelemente der beiden Tetraden 85, 86 sind als senkrechte Verlängerungen der Zeitgebermarken 89 ausgebildet.
Wie bei der bereits beschriebenen Markierung entspricht jedes als Zylinderlinse geformte Kodeelement einer binären 1 und die unverformte Behälterwand einer binären 0 . Die in Fig. 7 mit den beiden Tetraden 85, 86 beispielsweise gezeigte Behälternummer entspricht, wenn der Lesevorgang von der Marke 87 beginnend, in Richtung auf die Marke 88 abläuft, der Zahl 35 im BCD-Kode. Jede der zum Erzeugen des Startsignals verwendeten und der Zeitgebermarken ist als Zylinderlinse ausgebildet und steht etwa 0,35 mm aus der Behälterwand vor. Diese Marken weisen eine Höhe von etwa 3,5 mm auf. Die Breite der Marken und der Abstand zwischen zwei benachbarten Marken beträgt etwa 1,1 mm. Die Marken der Kodeelemente weisen den gleichen Querschnitt wie die Zeitgebermarken auf, ihre Höhe beträgt jedoch nur etwa 2,5 mm.
Der zum Lesen der beschriebenen Markierung verwendete Blendenblock ist in Fig, 8 gezeigt. Dieser Blendenblock ist der besseren Darstellung wegen gegenüber der in Fig, 7 gezeigten Markierung stark vergrössert gezeichnet. Der Blendenblock 91 weist fünf Blendenkanäle 92 bis 96 auf. Für die Zeitgebermarken ist der Kanal 92 und für die Kodeelemente der Kanal 93 vorgesehen. Weil die zum Auslösen des Startsignals vorgesehenen Marken 86, 87 nicht höher sind als die Zeitgebermarken, weist der Blendenblock für diese Marken auch nur je einen auf der Höhe des Kanals 92 angeordneten Kanal 94 bzw. 95 auf.
Der fünfte Kanal 96 ist so hoch angeordnet, dass das darauf fallende Licht von der Markierung nicht beeinflusst wird. Die Verwendung dieses fünften Kanals wird im folgenden noch beschrieben werden. Der Querschnitt der Kanäle ist wesentlich kleiner als der in Richtung des durchfallenden Lichts gemessene Querschnitt der einzelnen Marken. Damit wird angestrebt, dass die von dem Kanal gebildete Blende möglichst immer im Bereich der optischen Achse der von den Marken gebildeten Zylinderlinse liegt. Auf diese Weise kann die mit den Zylinderlinsen angestrebte Ablenkung des Lichts auch dann wirksam genutzt werden, wenn einzelne Zylinderlinsen gegenüber ihrer theoretisch vorgegebenen Stellung verschoben sind oder eine ungenügende oder fehlerhafte Ausformung aufweisen.
Ein für die im vorstehenden Abschnitt beschriebenen Marken brauchbarer Blendenblock weist beispielsweise Kanäle auf, deren Breite etwa 0,25 mm, deren Höhe etwa 1 mm und deren Länge etwa 10 mm beträgt. Diese Kanäle sind vorzugsweise als Sägeschlitze ausgebildet, deren obere bzw. untere offene Seite mit dünnen Platten 97, 98 und 99 abgedeckt sind.
Fig. 9 zeigt schematisch die Seitenansicht eines Behälters 100 in der Lesestellung, die Beleuchtungseinrichtung 101 und den Blendenblock 91 mit zugeordneten Fotodioden. Wie bereits weiter oben beschrieben ist, ist die Markierung im Bereich des Bodeneinlaufs des Behälters angeordnet, um die Marken beim Zusammenstossen von Behältern nicht zu beschädigen. Damit die als optische Linsen verwendeten Marken nach Möglichkeit senkrecht zur Achse 102 des Lichtbündels stehen, ist die Beleuchtungseinrichtung 101 entsprechend geneigt. Der Blendenblock 91 weist die gleiche Neigung auf, damit die einzelnen Kanäle in der Richtung des nicht abgelenkten Lichts verlaufen. Auf der dem Behälter abgewandten Seite des Blendenblocks ist eine Trägerplatte 105 angeordnet.
Der Abstand zwischen Blendenblock und Trägerplatte beträgt etwa 2 mm. Auf der Trägerplatte sind in der direkten Verlängerung der Kanäle des Blendenblocks kleine Sammellinsen befestigt, von denen in Fig. 9 nur die Linsen 106, 107 und 108 zu sehen sind, welche den Kanälen 96, 93 und 94 zugeordnet sind. Diese Linsen sammeln das durch den entsprechenden Kanal kommende Licht und leiten es auf eine dazugehörige Fotodiode 110, 111 bzw. 112. Bei dieser Anordnung der Foto dioden in unmittelbarer Nachbarschaft der Kanäle des Blendenblocks ist die Verwendung zusätzlicher Lichtleiter zwischen Kanal und Fotodiode (welche für die Ausführungsform gemäss der Fig. 4 beschrieben ist) nicht erforderlich.
Die den Fotodioden nachgeschaltete Auswerteschaltung entspricht der in Fig. 4 gezeigten Schaltung, mit dem Unterschied, dass die Torschaltungen 57, 58 nicht benötigt werden.
Die Arbeitsweise der den Kanälen 92, 93, 94 und 95 zugeordneten Fotodioden entspricht der Arbeitsweise der Fotodioden 53, 54, 50 bzw. 54, welche bereits mit Hilfe der Fig. 4 erläutert wurde, weshalb auf eine nochmalige Beschreibung verzichtet wird.
Wie bereits weiter oben erwähnt wurde, sind der Kanal 96 und die ihm zugeordnete Fotodiode 110 derart angeordnet, dass das auftreffende Licht nicht von der Markierung beein flusst wird. Die Fotodiode 110 wird als Istwertgeber in einem nichtgezeigten Regelkreis verwendet, der die Spannung an der Lichtquelle in der Beleuchtungseinrichtung regelt. Durch diese Anordnung wird erreicht, dass die Beleuchtungsdichte auf den Foto dioden unabhängig von Änderungen der Dicke oder Farbe der Behälterwand oder der Alterung der Lichtquelle über lange Betriebszeiten praktisch konstant bleibt. Für diesen Zweck geeignete Regelkreise sind jedem Fachmann bekannt, weshalb auch auf deren Beschreibung verzichtet werden kann.
Wie die praktische Erprobung gezeigt hat, kann die beschriebene Markierung auf einem Glasbehälter von 60 mm Durchmesser auch bei der in den Stationen einer Sortierlinie gebräuchlichen Umfangsgeschwindigkeit von 3,5 m/sec mit der für die industrielle Verwendung erforderlichen Sicherheit gelesen werden.
Es versteht sich, dass der Blendenblock und die Trägerplatte für die Fotodioden in einem lichtdichten Gehäuse eingebaut sind. Um eine übermässige Erwärmung der Fotodioden und das Verschmutzen der Blendenkanäle zu vermeiden, kann kühle Druckluft in das Gehäuse eingeleitet werden, die durch die Kanäle wieder ausströmt. Es versteht sich auch, dass die Beleuchtungseinrichtung und der Blendenblock mit den Fotodioden vorzugsweise höhenverstellbar und schwenkbar befestigt sind, damit die Vorrichtung für Behälter mit unterschiedlichen Abmessungen verwendet werden kann.
The present invention relates to a method for identifying the shape in which a container made of an optically transparent material was formed, in which method molds with an individual marking that is formed as a relief on the container and with marking elements arranged on a circle are used and the Container for identifying the shape rotated around the axis perpendicular to the circular plane, illuminated at least in the area of the molded marking and the deflection of the light caused by the elements of the marking is evaluated, as well as a device for carrying out and a preferred application of this method.
When an object is manufactured in a press, casting or blow mold, the defects and defects in the mold are transferred to the object. This results in two important tasks, especially in manufacturing systems that are equipped with several similar shapes and have a high production sequence: Identifying the shape in which a certain object with a defect is formed and sorting out all objects that are prior to detection of the defective object or in the period between the detection of the defective object and the replacement of the corresponding mold in this mold. The solution to these tasks is particularly important in modern systems for the production of glass containers.
The molds used in such systems are exposed to high thermal and mechanical loads and show a correspondingly high level of wear. Such systems are also equipped with several similar shapes and are operated at a high production rate. Because the containers can only be checked for possible defects after they have passed through a tempering furnace, many containers have usually already been molded in a defective shape before the defects are discovered.
In order to achieve the two tasks, the molds are provided with a marking that is molded onto each molded object. This marking can simply be designed as an ordinal number. A known device for reading the atomic number indicating the shape on a glass container is described in French patent application No. 74 21259 (AB Platmanufaktur). This device is intended for reading ordinal numbers represented in a digital code.
The individual code elements are designed as line-shaped, relief-like elevations, which are arranged along a circumferential circle and preferably on the bottom surface of the container. At least part of the circumference is illuminated for reading. The relief-like elevations of the code elements then have the effect that both the light penetrating the container wall and the light reflected on the container wall are deflected more strongly than from a flat container wall.
For reading, the illuminated container is rotated around the center of the circumferential circle in front of a stationary reading device, and the changes in the lighting of the reading device caused by the code elements are converted into electrical signals. In order to distinguish the lighting changes generated by code elements from those caused, for example, by other markings made on the container wall, by molded seams or irregularities in the container wall, the evaluation device downstream of the reader is controlled by a clock. A signal generator is used as a clock generator which generates clock pulses which are proportional to the rotational speed of the drive device for the container.
A preferred use of this device in the sorting line of a plant for the production of glass containers is described in US Pat. No. 3,923,158 (AB Platmanufaktur).
With this use, the output of the device and the output of at least one test device of the sorting line are connected to assigned inputs of a registration device. As soon as one of the test devices detects an impermissible error or an intolerable multitude of errors, the ordinal number that has been read simultaneously or previously and is molded on the defective container is displayed by the registration device and optionally also stored or printed out.
The device described above has several disadvantages which severely limit its practical use.
The evaluation circuit can only correctly evaluate the read signals if the code elements to be read pass in front of the reading device synchronously with the clock pulses. Two conditions must be met for this. First, the speed of rotation of the container must exactly match the speed of rotation of the drive device that triggers the signal generator, i.e. H. the container must not slip in relation to the drive device. Given the high throughput and rotation speeds in the measuring and testing stations of a modern sorting line, this condition can practically not be met.
Second, the angular spacing between the code elements on the circumference of the container must be in a precisely defined relationship to the angular spacing between the marks used to trigger the signal generator and applied to the drive device. This condition can only be met with new forms. Because of the already mentioned high thermal and mechanical stress on the forms, they are subject to inevitable wear and tear and small changes in shape that affect the angle from between the code elements. Irrespective of the quality of the shape, changes in angle between the code elements, but also by uneven expansion or contraction of the container during annealing, can be brought about.
In the device described, the relief-like shaped code elements are used as optical lenses which image the light source on the photo element of the reader.
This requires a relatively high accuracy of the shape of each code element, which is not guaranteed because of the aforementioned wear on the shapes.
Furthermore, with this device, the reader is illuminated with a practically parallel light as long as there is no code element in the light path between the light source and the reader.
This basic lighting is dependent on the color of the container glass and the thickness of the container wall, and the reader accordingly generates a variable basic signal on which the signal generated by a code element is superimposed.
The absolute value of the two signals is therefore not only dependent on the illumination of the reader by a code element, but also on the fluctuations in the basic signal. The lack of a constant reference signal to which the read signals can be related makes it difficult to evaluate the signals and can even make evaluation impossible.
It is the aim of the present invention to remedy the disadvantages described, which is achieved according to the invention with a method in which at least one two-part marking is used, the parts of which are arranged on both sides of the circular line, one part containing code elements which are used for displaying at least one character in a digital code are suitable, and another part contains timer marks which are provided for generating timer pulses suitable for sequential reading of the code elements.
The new method ensures that the code elements pass through in front of the reader synchronously with the clock pulses, regardless of the speed of rotation of the container relative to the drive device, because the marking contains code elements and timer marks. This synchronization is not affected by the aging of the shape and irregular contraction of the glass during tempering, because any possible change in the distance between successive code elements is compensated for by an equal change in the distance between the associated timer marks.
In a preferred embodiment of the new method, a reading device is used to evaluate the deflection of the light caused by the elements or marks of the marking, which is arranged and designed in such a way that it illuminates in the absence of an element or mark in the light path and when an element passes through or a mark is obscured by the light path.
The use of this new reading device makes it possible to compare the read signals with a constant comparison voltage and thus to separate the read signals from the output signal generated by the reader with minimal effort and optimum reliability.
The invention is described below with the aid of the figures using a preferred exemplary embodiment. Show it:
1 shows the side view of the lower part of a glass container with an embodiment of the new marking,
FIG. 2 shows the partial section along the line I-I through the lower part of the container according to FIG. 1,
3 shows another embodiment of the new marking,
4 shows the schematic top view of the preferred device for carrying out the method according to the invention and the block diagram for the reader and the electronic evaluation device,
5 shows the perspective view of an embodiment of the diaphragm block connected upstream of the reader, and FIG
6 shows a schematic representation of the illumination of a photodiode before and during the passage of a marking,
Fig.
7, 8 and 9 show a preferred embodiment of the new marking, a diaphragm block which can be used for reading this marking, and the side view of a light source and of the diaphragm block with associated photodiodes when reading the marking.
1 shows the lower part of a glass container 10, the bottom inlet of which has a marking 11. The individual marks are arranged in two horizontal rows, of which the first row with marks 12 to 15 is arranged above a circular path 17 and the second row with marks 19 to 24 is arranged under this circular path. The marks protrude from the wall of the glass container, as shown in Fig. 2, are oval in plan view and have an arcuate cross-section in the horizontal direction. The marks are placed in the bottom inlet of the container, i.e. H. set back compared to the largest container diameter, which is intended to ensure that the marks are not damaged when containers collide. Because of their shape, the brands act like optical lenses that deflect the light shining through.
The example of a marking shown in FIG. 1 contains the four marks 20 to 23, which are used as timer marks, in the row arranged under the circular path 17.
These marks are provided for generating clock pulses that control the reader to be described and the evaluation device. Furthermore, the marking above the circular path and in particular vertically above the timer marks contains only two marks 13, 14 used as code elements. The position shown of the two marks 13, 14 used as code elements relative to the timer marks 20 to 23 corresponds to the number 5 in the BCD code (0, 1, 0, 1).
Finally, in the case of the marking shown, a further pair of marks 19, 12 and 24, 15 is provided to the right and left of the timer marks, one mark of each mark pair being arranged below and one mark above the circular path 17.
Each of these pairs of marks is provided for generating a start signal, which signal activates the clock generator, the reader and the evaluation device. The two pairs of marks are arranged on either side of the actual marking so that the start signal is generated before the timer marks and the code elements enter the reader, regardless of the direction of rotation of the container.
The marking shown as an example enables the numbers 1 to 10 to be represented in the BCD code. In order to enlarge the number range and, for example, to display the numbers 0 to 99, two tetrates can simply be placed one behind the other. That would mean practically; that instead of the four timer marks shown, eight such marks are to be used and each timer mark is assigned a field for a code element. It goes without saying that three or more tetrates can also be used to represent even larger numbers.
Instead of the marks shown, which are oval in plan view, marks can of course also be used which are round in plan view. Because the marks are used as optical lenses and the larger their cross-section, the more effective they are, the marks are preferably designed as line marks that have the effect of cylindrical lenses. FIG. 3 shows a marking with such line marks, the line marks corresponding to the marks shown in FIG. 1 being denoted by the same reference numerals provided with an apostrophe. In the case of this marking, marks of the lower and upper rows that are perpendicular to one another are connected to a single line mark of double length.
4 shows schematically the top view of a preferred embodiment of a device for carrying out the new method and the block diagram for the reader and the electronic evaluation device. The device interacts with a rotating device, not shown, which is arranged in the passage path of a sorting line and in which a container 10 is rotated at least once about its vertical axis of symmetry 26. Rotating devices of this type are known to anyone skilled in the art and are described, for example, in CH-PS 548 599 and 570 912. A lighting device is arranged on one side of the rotating device, with a light source 30 and a condenser lens 31 which generates a practically parallel light beam. A diaphragm block 33 is attached to the other side. The diaphragm block contains six channels 34 to 39 (Fig. 5).
These channels run practically in the same direction as the light beam generated by the lighting device 30, 31. The cross-section of each channel corresponds approximately to the cross-section of an individual mark of the marking lying in the same direction.
The six channels are arranged in two superposed rows, each of which contains three channels. The end of each channel facing the light source is open. The entry end of a light guide 42 to 47 is inserted into the opposite end. The light guides preferably consist of fiber optics. The exit end of each light guide is connected to an associated photodiode 50 to 55. The signal outputs of the photodiodes 50 and 54, which are connected to the channels 34 and 36 via the light guides 42 and 46, respectively, lead to a gate circuit 57, the output of which is connected to an input of the memory 60. The signal outputs of the photodiodes 51 and 55, which are connected to the channels 37 and 39 via the light guides 43 and 47, respectively, lead to a gate circuit 58 which is connected to a further input of the memory 60.
The signal output of the photo diode 52, which is connected to the channel 35 via the light guide 44 and is used to read the marks provided as code elements, is directly connected to the memory 60, and the signal output of the photo diode 53, which is connected via the light guide 45 with is connected to the channel 38 and is used to read the marks provided as a clock generator, is also connected directly to the memory 60 and additionally to the input of a counter 61. The output of this counter is also connected to memory 60. A line 62 leads from the output of the memory to an input of a comparator 63.
The rotating device, not shown, for the container 10 contains a switch 65 which is actuated when a container enters the rotating device. This switch is connected to the memory 60 via a line 66.
Furthermore, one or more data input devices 68 are provided. Each data entry device contains a keypad that can be used to key in at least one number. The output of each data input device is connected to the input of a multiplexer 69, the output of which is connected to the other input of the comparator 63.
5 shows the perspective view of a diaphragm block 33. The block has six channels 34 to 39, which are arranged in two rows of three channels 34, 35, 36 and 37, 38, 39 each arranged one above the other. The cross-section of each channel is slightly larger than the cross-section of a mark, for example the mark 20 'in FIG Partition 40 is arranged between the two rows of channels practically at the same height as the circumferential circle 17, as is shown for the diaphragm block indicated in FIG. 2 with dashed lines.
This ensures that light which penetrates through the container 10 below the circumference falls on one or more channels of the lower row (37, 38, 39) and light which penetrates through the container above the circumference falls on one or more channels the top row (34, 35, 36) falls. In the embodiment shown, each of the channels also has a vertical partition wall 70 to 75 which divides each channel into two narrow channels.
The lighting device, the reader and the electronic evaluation circuit are built with commercially available components. It is within the range of the skilled person to read out the most suitable components for a given special purpose, which is why details of the electronic circuit and in particular the structure of the memory 60 and the control of this memory when storing and reading out are deliberately omitted.
For the following description of the use of the new device, it is assumed that a container 10 has entered a rotating device and is rotated about its vertical axis 26. As already mentioned, when the container enters the rotating device, the switch 65 is actuated, which resets the memory 60, i. H. deletes all stored signals. It is further assumed that the container is rotated in the direction of the arrow 80 and that the marking 11 ″ is in the position shown in FIG. 4, i.e. not in the light path between the lighting device 30, 31 and reader 32.
The practically parallel light beam generated by the lighting device then emerges through the container wall adjacent to the lighting device into the container and out of the container again through the container wall adjacent to the reader Container is practically canceled again. Because the channels of the diaphragm block 33 are aligned with the direction of the light beam and the direction of the light is little influenced by the container, the light guides arranged at the rear ends of the channels and thus the associated photodiodes are illuminated relatively evenly.
As already mentioned above, the lighting of the photodiodes and the electrical signal emitted by them depend on the glass color, the thickness of the container wall and the optical quality of the container wall. Both the mean value of the lighting and the short-term deviation from this mean value can be subject to relatively large changes, which is shown in FIG. 6 f for time periods 11; t3 and T5 is shown schematically.
When the container 10 is rotated into a position in which part of the exiting light passes through the marks of the marking, this part of the light is deflected onto a point of convergence or a convergence area as a result of the lens action of the marks. If there is a mark in the light path in front of one of the channels of the diaphragm block 33, this deflection has the consequence that the light that diverges again after the convergence point or area does not hit the light guide or light guide arranged at the rear end of the channel.
the associated photodiode falls, but on the walls of the channel, where it is absorbed. When a mark is passed in front of a channel, the illumination of the associated photodiode is interrupted, and the output signal of the photodiode falls to zero, as is shown in FIG. 6 for the time segments 12 and 14. In a preferred embodiment of the diaphragm block, the width of each channel is subdivided again with the aid of a central partition 70 to 75 so that light that is only slightly deflected does not reach the rear end of the channel, but is absorbed beforehand on a wall.
For the evaluation of the electrical signals generated by the photodiodes, it is sufficient to set a threshold value detector to a predetermined value, for example the value S denoted by a dashed line in FIG. 6, and to further process only those signals which fall below this threshold value. In this way, the signals generated by the marks of the marking are not influenced by the unavoidable fluctuations in the illumination of the photodiode in the container walls which are not marked during transillumination.
As already mentioned above, the marker pairs 12, 19 and 15, 24 are provided for activating the reader 32 and memory 60. When the container is rotated in the direction shown by arrow 80, the pair of marks 12, 19 first appears in front of the channels 34 and 37, respectively. In accordance with the explanations above, the output signals of the two photodiodes 50, 51 then drop below the threshold value, and the memory 60 is activated. If the container is rotated against the arrow 80, the pair of marks 15, 24 first appears in front of the channels 36, 39, which causes the memory 60 to be activated by the output signals of the two photodiodes 54, 55. The memory then remains activated until the switch 65 is actuated when the next container arrives and delivers a reset signal.
This means that all of the signals generated by the photodiodes 50, 51 or 54, 55 after the memory has been activated have no effect.
As the container continues to rotate, the marks 12, 19 are pushed into the light path in front of the channels 35 and 38, respectively, so that the associated photodiode 53 generates a first clock signal which is sent to the memory 60 and the counter 61.
The memory is set in such a way that the code signal assigned to the first clock signal is not stored. The counter 61 counts the first clock signal. If the mark 20 appears in the light path in front of the channel 38 when turning further, the photodiode 53 generates a clock signal again, the unchanged illuminated photodiode 52 generates no signal. The clock signal is counted in the counter 61 and has the effect in the memory that the code element 0 is stored in the memory cell assigned to this second clock signal. As the container continues to rotate, the two marks 13, 21 appear in front of the channels 35 and 38, respectively. The third clock pulse generated by the mark 21 is counted again in the memory 61 and causes the code element 1 generated by the mark 63 to be in the third Clock signal associated memory cell is stored.
In the case of the marking selected for example, when the marks 22 and 14, 23 pass in front of the channels 35 or
38 of the diaphragm block triggered the same processes that have already been described for marks 20 and 13, 21.
Because the marker selected, for example, contains four code elements, the counter 61 is set in such a way that it blocks the memory input and at the same time the memory content after the fifth clock signal (the first clock signal from the start marker 19 and the four clock pulses generated by the clock marks 20 to 23) forwards via the line 62 to one input of the comparator 63.
It goes without saying that when markings with several tetrads of code elements are used, the counter can be set accordingly.
If containers with a specific ordinal number are to be selected, this ordinal number is entered into the input device 68. The device converts the ordinal number entered into the same code that is also used to mark the container, so that the comparator 63 can compare the two codes. In an embodiment that has been tried and tested in practice, a multiplexer 69 is connected between the input device 68 and the comparator 63. This arrangement makes it possible to enter several ordinal numbers in the input device, to store them there and to compare the ordinal number read from the container with the several ordinal numbers entered in the input device. If the ordinal number read from the container corresponds to or with one of the ordinal numbers entered into the input device, a signal appears at the output 82 of the comparator.
This signal can be used in a known manner to deflect the corresponding container from the sorting line.
In a tried and tested arrangement of the new method for identifying the shape in which a glass container has been formed, the marking shown in FIG. 7 is used. This marking has two tetrads 85, 86 for encoding the shape number, and the marks 87, 88 used to generate the start signal are designed in the same way as the eight timer marks 89. With this marking, too, the eight timer marks 89 are arranged under the circular path 84 and between the two marks 87, 88 provided for triggering the start signal. The code elements of the two tetrads 85, 86 arranged above the circular path are designed as vertical extensions of the timer marks 89.
As with the marking already described, each code element shaped as a cylinder lens corresponds to a binary 1 and the undeformed container wall to a binary 0. The container number shown in FIG. 7 with the two tetrads 85, 86, for example, corresponds to the number 35 in the BCD code when the reading process starts at mark 87 and runs in the direction of mark 88. Each of the timer marks used to generate the start signal and the timer marks is designed as a cylinder lens and protrudes about 0.35 mm from the container wall. These marks are approximately 3.5 mm high. The width of the marks and the distance between two neighboring marks is approximately 1.1 mm. The marks of the code elements have the same cross-section as the timer marks, but their height is only about 2.5 mm.
The diaphragm block used to read the marking described is shown in FIG. This diaphragm block is shown greatly enlarged compared to the marking shown in FIG. 7 for the sake of better representation. The diaphragm block 91 has five diaphragm channels 92 to 96. Channel 92 is provided for the timer marks and channel 93 is provided for the code elements. Because the marks 86, 87 provided for triggering the start signal are not higher than the timer marks, the diaphragm block also has only one channel 94 or 95, respectively, arranged at the level of the channel 92 for these marks.
The fifth channel 96 is arranged so high that the light falling on it is not influenced by the marking. The use of this fifth channel will be described below. The cross-section of the channels is much smaller than the cross-section of the individual marks measured in the direction of the light passing through. The aim is that the diaphragm formed by the channel always lies in the area of the optical axis of the cylindrical lens formed by the marks. In this way, the deflection of the light aimed for with the cylinder lenses can also be used effectively when individual cylinder lenses are displaced in relation to their theoretically predetermined position or have an inadequate or faulty shape.
A diaphragm block that can be used for the brands described in the preceding section has, for example, channels whose width is approximately 0.25 mm, whose height is approximately 1 mm and whose length is approximately 10 mm. These channels are preferably designed as saw slots, the upper and lower open sides of which are covered with thin plates 97, 98 and 99.
9 schematically shows the side view of a container 100 in the reading position, the lighting device 101 and the diaphragm block 91 with associated photodiodes. As already described above, the marking is arranged in the area of the bottom inlet of the container in order not to damage the marks when the containers collide. In order that the marks used as optical lenses are, if possible, perpendicular to the axis 102 of the light beam, the lighting device 101 is inclined accordingly. The diaphragm block 91 has the same inclination so that the individual channels run in the direction of the undeflected light. A carrier plate 105 is arranged on the side of the diaphragm block facing away from the container.
The distance between the diaphragm block and the carrier plate is about 2 mm. Small converging lenses are attached to the carrier plate in the direct extension of the channels of the diaphragm block, of which only the lenses 106, 107 and 108 can be seen in FIG. 9, which are assigned to the channels 96, 93 and 94. These lenses collect the light coming through the corresponding channel and guide it to an associated photodiode 110, 111 or 112. With this arrangement of the photo diodes in the immediate vicinity of the channels of the diaphragm block, the use of additional light guides between the channel and the photodiode (which for the Embodiment according to FIG. 4 is described) is not required.
The evaluation circuit connected downstream of the photodiodes corresponds to the circuit shown in FIG. 4, with the difference that the gate circuits 57, 58 are not required.
The mode of operation of the photodiodes assigned to the channels 92, 93, 94 and 95 corresponds to the mode of operation of the photodiodes 53, 54, 50 and 54, which has already been explained with the aid of FIG. 4, which is why a repeated description is dispensed with.
As already mentioned above, the channel 96 and the photodiode 110 assigned to it are arranged in such a way that the incident light is not influenced by the marking. The photodiode 110 is used as an actual value transmitter in a control circuit, not shown, which controls the voltage at the light source in the lighting device. This arrangement ensures that the lighting density on the photo diodes remains practically constant over long operating times, regardless of changes in the thickness or color of the container wall or the aging of the light source. Control loops suitable for this purpose are known to any person skilled in the art, which is why their description can be dispensed with.
As the practical test has shown, the described marking on a glass container with a diameter of 60 mm can also be read at the circumferential speed of 3.5 m / sec, which is common in the stations of a sorting line, with the security required for industrial use.
It goes without saying that the diaphragm block and the carrier plate for the photodiodes are built into a light-tight housing. In order to avoid excessive heating of the photodiodes and contamination of the diaphragm channels, cool compressed air can be introduced into the housing, which flows out again through the channels. It is also understood that the lighting device and the diaphragm block with the photodiodes are preferably attached so that they can be adjusted in height and pivoted, so that the device can be used for containers with different dimensions.