CH712830A2

CH712830A2 - Optisches Inspektionssystem für Hohlkörper, insbesondere Preformlinge.

Info

Publication number: CH712830A2
Application number: CH01080/16A
Authority: CH
Inventors: Kubalek Bernhard; Maibach Fridolin; Hermle Matthias
Original assignee: Finatec Holding Ag
Priority date: 2016-08-23
Filing date: 2016-08-23
Publication date: 2018-02-28
Also published as: WO2018036857A1; US20190168434A1; CA3034029A1; CN109716109A; EP3504538A1

Abstract

Es wird vorgeschlagen, eine optische Inspektion von Preformlingen (7) mittels zumindest einer Kameraeinrichtung (2, 3, 13), derart durchzuführen, dass sich die Preformlinge (7) in einer gegenüber dem Spritzgussvorgang unveränderten relativen Lage zueinander befinden.

Description

Beschreibung [0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur optischen Inspektion von Hohlkörpern, insbesondere Preformlingen, mittels zumindest einer Kameraeinrichtung. Weiterhin betrifft die Erfindung ein optisches Inspektionssystem für Hohlkörper, insbesondere Preformlinge, mit zumindest einer Kameraeinrichtung zur Aufnahme von Oberflächenbereichen der zu überprüfenden Preformlinge.

[0002] Flüssigkeiten, insbesondere auch Getränke, werden in zunehmendem Masse (Ausmass) in Kunststoffflaschen gehandelt und an den Endverbraucher verkauft. Aus hygienischen Gründen, logistischen Gründen (kein Rücktransport von Leergut) und Kostengründen (Erstellungskosten, zu transportierende Massen usw.) wird dabei in zunehmendem Masse auf Einwegflaschen zurückgegriffen. Dementsprechend werden entsprechende Kunststoffbehältnisse in grossen Mengen benötigt und verwendet.

[0003] Um den Transportaufwand weiter zu verringern hat es sich zwischenzeitlich etabliert, dass für Einweg-Kunststoffflaschen ein «zweistufiger» Produktionsprozess verwendet wird, bei dem die beiden Fertigungsstufen in aller Regel an unterschiedlichen Orten realisiert werden. So werden Preformlinge meist in einem ersten Betrieb hergestellt, der unabhängig vom eigentlichen Getränke abfüllenden (oder sonstigen Flüssigkeit abfüllenden) Betrieb ist (in der Regel räumlich und wirtschaftlich) und der darüber hinaus meist mehrere Betriebe beliefert. Die von diesem hergestellten Preformlinge werden aus Transportgründen (geringes Volumen) noch als Preformling zum Getränke abfüllenden Betrieb gebracht. Erst dort werden die Preformlinge in sogenannten Blas-Reck-Verfahren auf ihre volle Grösse aufgeweitet und anschliessend mit den Getränken (Flüssigkeiten) befüllt.

[0004] Trotz der grossen Stückzahlen ist es erforderlich, dass die Kunststoffflaschen - und dementsprechend auch die Preformlinge - eine bestenfalls minimale Fehlerquote aufweisen. Dies rührt daher, dass auslaufende Flüssigkeiten zumindest problematisch sind; im Falle von chemischen Substanzen kann dies auch gefährlich sein. Speziell beim Abfüllen von Lebensmitteln (Mineralwässer, Säfte, Limonaden, Schorlen usw.) ist aus Gründen der Lebensmittelsicherheit in aller Regel ein nochmals gesteigertes Erfordernis an einen möglichst geringen Anteil an fehlerhaften Kunststoffflaschen vorhanden. Hier kann es sogar Vorkommen, dass beim Auftreten eines Fehlers eine gesamte Charge zurückgerufen werden muss -mit den entsprechenden wirtschaftlichen Konsequenzen.

[0005] Derartig hohe Anforderungen an die Qualität können schlussendlich nur dadurch wirtschaftlich realisiert werden, dass bei den gefertigten Preformlingen eine regelmässige Überprüfung durchgeführt wird, insbesondere eine Einzelstückprüfung, sodass vorzugsweise weder systematische, noch zufällige (statistische) Fehler auftreten können. Zu diesem Zweck wurden bereits unterschiedlichste Inspektionsverfahren vorgeschlagen, welche zumeist auf einer optischen Inspektion beruhen, da ein derartiger Inspektionsvorgang vergleichsweise einfach und unproblematisch realisiert werden kann.

[0006] So ist in der deutschen Patentschrift DE 10 2009 011 269 B3 ein Verfahren zur Identifizierung von Fehlern von Preformlingen bei Spritzgussmaschinen beschrieben, bei denen die Spritzgussformen eine Mehrzahl an Kavitäten zur Ausbildung von Preformlingen aufweisen. Die Preformlinge werden aus der Spritzgussmaschine ausgeworfen und chaotisch dem Inspektionssystem zugeführt. Um eventuelle Fehlteile mit der den entsprechenden Preformling herstellenden Kavität korrelieren zu können, sind die Kavitäten mit einer individuellen Kennung versehen, die sich auf den jeweiligen Preformling überträgt und die vom Inspektionssystem erfasst werden kann. Auf diese Weise ist trotz der chaotischen Zuführung der Preformlinge an die Inspektionsvorrichtung feststellbar, welche Kavität Probleme aufweist und gegebenenfalls nachgesteuert oder auf sonstige Weise gewartet werden muss. Problematisch ist hierbei der erhöhte Inspektionsaufwand, eine zwangsläufig nicht identische Ausbildung von Preformlingen (was unter Umständen unerwünscht ist), sowie zusätzlich das Problem, dass aufgrund der chaotischen Sortierung nicht ausgeschlossen werden kann, dass zufälligerweise später gefertigte Bauteile früher inspiziert werden. Hier müssen im Falle einer automatisierten Anpassung des Fertigungsvorgangs geeignete Dämpfungsmechanismen realisiert werden, um fälschliche Anpassungen bzw. «Überschwinger» zu vermeiden.

[0007] In der internationalen Patentanmeldung WO 2016/020 683 A1 ist ein weiteres optisches Inspektionssystem beschrieben, bei dem eine Umsetzvorrichtung die gefertigten Preformlinge aus einer Spritzgussform entnimmt und auf eine grössere Anzahl parallel zueinander angeordneter Transportbänder setzt. Die unabhängig voneinander ausgebildeten und angetriebenen Transportbänder führen die Preformlinge an einem Kamerasystem vorbei (ein Kamerasystem pro Förderband), wo die Preformlinge im Durchlauf optisch überprüft werden. Anschliessend werden die Preformlinge in einem Sammelbehälter aufgefangen, wobei defekte Preformlinge in einen gesonderten Sammelbehälter für fehlerbehaftete Preformlinge ausgegeben werden. Ein Problem bei dem dort beschriebenen System ist, dass bei diesem System die Kavität in der Spritzgussform (typischerweise als zweidimensionale Matrixanordnung von Kavitäten ausgebildet; typisch sind hierbei 10 x 20 Plätze) potenziell nicht identifizierbar ist. Zwar ist eine 1:1-Zuordnung zwischen einer Zeile der Spritzgussform-Matrix und dem dazu korrespondierenden Förderband in der Regel gegeben; die gegebenenfalls problembehaftete Position in der Zeile (also die Nummer der Spalte der matrixartig angeordneten Spritzguss-Kavitäten) kann jedoch nicht oder nur problematisch angegeben werden. Sollte darüber hinaus ein Preformling beim Transport herunterfallen (was nie ganz ausgeschlossen werden kann), so kann es schnell zu chaotischen Zuordnungen kommen. Dies kann wiederum dazu führen, dass ein gegebenenfalls erfolgender automatisierter Nachjustage-Vorgang ganz im Gegenteil zu einer Erhöhung der Fehlerquote führt. Dass ein derartiges Verhalten aus Produktsicherheitsgründen sowie wirtschaftlichen Gründen nicht toleriert werden kann, ist offensichtlich.

[0008] Dementsprechend ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur optischen Inspektion von Pre-formlingen mittels einer Kameraeinrichtung gegenüber im Stand der Technik bekannten Verfahren zur optischen Inspektion von Hohlkörpern, insbesondere Preformlingen, zu verbessern. Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein optisches Inspektionssystem für Hohlkörper, insbesondere Preformlinge, welches zumindest eine Kameraeinrichtung zur Aufnahme von Oberflächenbereichen der zu überprüfenden Preformlinge aufweist, dahingehend zu verbessern, dass dieses gegenüber im Stand der Technik bekannten optischen Inspektionssystemen verbessert ist.

[0009] Die vorliegende Erfindung löst diese Aufgaben.

[0010] Dazu wird vorgeschlagen, das Verfahren zur optischen Inspektion von Hohlkörpern, insbesondere Preformlingen, mittels zumindest einer Kameraeinrichtung derart durchzuführen, dass die Hohlkörper, insbesondere Preformlinge, in einer gegenüber dem Spritzgussvorgang unveränderten relativen Lage zueinander inspiziert werden. Mit anderen Worten wird die relative Position der Preformlinge zueinander, die diese im Rahmen des Spritzgussvorgangs relativ zueinander einnehmen, zumindest im Wesentlichen nicht aufgelöst/verändert (gewisse Toleranzen sind hierbei naturgemäss nie gänzlich auszuschliessen). Die relative Lage zueinander kann sich dabei auf eine Translation und/oder eine Rotation der jeweiligen Preformlinge relativ zueinander beziehen. Mit anderen Worten können also insbesondere die relativen Abstände der Preformlinge zueinander im Wesentlichen aufrechterhalten werden. Dies bezieht sich vor allen Dingen auf Abstände relativ zueinander, bei denen die entsprechenden Verbindungslinien in einer Ebene verlaufen, welche normal zu den Längsachsen der Preformlinge steht. In der Regel ist es wünschenswert (und sinnvoll; meist auch vergleichsweise einfach realisierbar), wenn zusätzlich oder alternativ auch die relative Position der Preformlinge zueinander bezogen auf eine Richtung, welche parallel zu den Längsachsen der Preformlinge liegt, im Wesentlichen unverändert bleibt (gewissermassen die Höhenlage der Preformlinge relativ zueinander). In einem solchen Fall ergeben sich in der Regel Vorteile in Bezug auf die für die optische Inspektion zu verwendenden Kameraanordnungen, sodass diese meist vergleichsweise einfach aufgebaut sein können. Bevorzugt ist es auch, wenn zusätzlich oder alternativ die relative Winkellage (Rotationsrichtung der Preformlinge) der Preformlinge zueinander (insbesondere zusätzlich zu der Beibehaltung der relativen Abstände zueinander in einer, zwei und insbesondere auch drei Richtungen) realisiert wird. Hierdurch kann ein oftmals vergleichsweise einfacher mechanischer Aufbau genutzt werden. Darüber hinaus kann durch die Beibehaltung der relativen Lage der Preformlinge zueinander eine zusätzliche Information in Bezug auf gegebenenfalls auftretende Fehler bei den Preformlingen gewonnen werden. Dies kann sich als besonders vorteilhaft erweisen, insbesondere zur gegebenenfalls auch automatisierten Korrektur der Spritzgussanlage, zur Vermeidung weiterer Fehler bzw. fehlerhafter Preformlinge. Insbesondere ist es mit dem vorgeschlagenen Verfahren verblüffend einfach möglich, beim Erkennen eines Defekts positionsgenau die einzelne Kavität bestimmen zu können, bei der der Fehler aufgetreten ist; gegebenenfalls auch den genauen Ort an der Kavität, wo der Fehler aufgetreten ist. Bei entsprechender Durchführung des Verfahrens ist es darüber hinaus meist auch möglich, dass der Produktionszyklus bekannt ist, sodass also insbesondere vermieden werden kann, dass ein später produzierter Preformling aufgrund von Zufälligkeiten früher inspiziert wird, was entsprechende Probleme bei einer insbesondere automatisierten Fehlerbehebung nach sich ziehen kann. Wenn im vorliegenden Fall von Hohlkörpern bzw. Preformlingen die Rede ist, so ist die Erfindung nicht notwendigerweise auf Hohlkörper bzw. Preformlinge im eigentlichen Sinne beschränkt. Selbstverständlich ist es auch denkbar, dass das vorliegend vorgeschlagene Verfahren (und dementsprechend auch die hierzu geeignete Vorrichtung) für Teile/Behältnisse/Kavitäten/Flaschen/Gefässe/Gefässeinrichtungen im Wesentlichen beliebiger Art genutzt werden kann, wie insbesondere auch zur (nochmaligen) Überprüfung von typischerweise blasgereckten Kunststoffflaschen, beispielsweise kurz vor deren Befüllung mit Flüssigkeiten. Darüber hinaus ist darauf hinzuweisen, dass der Begriff «Preformling» oftmals auch durch andere BegriffIichkeiten beschrieben wird, wie beispielsweise Vorformling, Preform, PET-Iing und dergleichen (ohne dass dies eine abschliessende Aufzählung darstellen soll). Da die vorliegende Erfindung besonders vorteilhaft im Zusammenhang mit Preformlingen nutzbar ist, wird vorliegend aus Gründen der Einfachheit meist nur von «Preformlingen» gesprochen, obgleich auch Hohlkörper und sonstige Teile/ Behältnisse/Kavitäten/Flaschen/Gefässe/Gefässeinrichtungen mit gemeint sind. Die Forderung, dass die relative Lage der Preformlinge zueinander unverändert bleibt, bezieht sich üblicherweise auf (im Wesentlichen) alle Preformlinge, die in einer Spritzgussform während eines Spritzguss-Taktzyklusses gefertigt werden. Möglich ist es aber auch, dass nur ein (vorzugsweise bestimmter) Teil der Preformlinge und/oder nur die Mehrzahl der Preformlinge, die in einer Spritzgussform während eines Spritzguss-Taktzyklusses gefertigt werden, bezüglich ihrer relativen Lage zueinander unverändert bleiben sollen. Insbesondere ist es beispielsweise denkbar, dass die Preformlinge, die während eines Spritzguss-Taktzyklusses in einer Spritzgussform gefertigt werden, als zwei Teile aus der Spritzgussform entnommen werden, wobei innerhalb eines Teils die Preformlinge bezüglich ihrer relativen Lage zueinander jeweils (im Wesentlichen) unverändert bleiben; die beiden Teile jedoch separat voneinander gehandhabt werden (beispielsweise Abfuhr der gefertigten Preformlinge des einen Teils in eine erste Richtung und Abfuhr der gefertigten Preformlinge des zweiten Teils in eine davon abweichende, zweite Richtung). Natürlich kann auch eine hiervon abweichende Anzahl an Teilmengen verwendet werden. Die Teilmengen können dabei gleich gross sein; denkbar ist es aber auch, dass die Anzahl in den jeweiligen Teilmengen voneinander abweicht.

[0011] Es wird vorgeschlagen, dass bei dem vorgeschlagenen Verfahren die Mündungsbereiche bzw. Gewindebereiche der Hohlkörper, insbesondere Preformlinge, inspiziert werden, insbesondere bevorzugt und/oder genauer und/oder mit höherer Auflösung und/oder verstärkt und/oder auf andere Merkmale hin und/oder auf eine grössere Anzahl von Merkmalen hin inspiziert werden. Dabei ist es selbstverständlich möglich, dass zusätzlich oder alternativ auch sonstige Bereiche der Preformlinge inspiziert werden. Gegebenenfalls ist es aber auch denkbar, dass lediglich die Mündungsbereiche bzw.

Gewindebereiche der Preformlinge inspiziert werden. Die vorgeschlagene Weiterbildung des Verfahrens rührt daher, dass speziell im Gewindebereich bzw. im Mündungsbereich der Preformlinge aufgrund des dort komplexeren Aufbaus Fehler (deutlich) häufiger auftreten bzw. dort auftretende Fehler besonders problematisch in Bezug auf die fertige Kunststofffla-sche/die mit der Flüssigkeit befüllte Kunststoffflasche sind. Unter einem «Gewindebereich» bzw. «Mündungsbereich» kann insbesondere der Bereich des Preformlings verstanden werden, in dem der eigentliche Gewindegang (der schlussendlich mit der Verschlusskappe zusammenwirkt) ausgebildet ist (insbesondere kann es sich dabei auch um den eigentlichen, meist vorspringenden Gewindegang handeln), und/oder der Mündungsbereich (also der Bereich, der im verschlossenen Zustand der Kunststoffflasche dichtend mit der Verschlusskappe zusammenwirkt, sodass typischerweise der Austritt von Flüssigkeiten und oder Gasen - speziell Kohlendioxid in Falle von kohlensäurehaltigen Getränken; und/oder der Zutritt von Gasen - insbesondere von Luftsauerstoff, der zu einer Oxidation von Chemikalien und Getränken führen könnte - verhindert werden kann) und/oder ein vorspringender Stegbereich benachbart zum eigentlichen Gewinde (an dem die fertige Flasche gegriffen und/oder transportiert werden kann und der oftmals mit einem Sicherungsring der später aufzubringenden Verschlusskappe zusammenwirkt, um eine Manipulationssicherheit der verschlossenen Kunststoffflasche zu realisieren) verstanden werden. In der Regel ist es besonders vorteilhaft, wenn nicht nur eine oder zwei, sondern typischenweise alle drei der genannten Eigenschaften besonders überprüft werden. Dies schliesst es selbstverständlich nicht aus, dass auch sonstige Oberflächen in diesen Bereich (insbesondere auf der Aussenseite und/oder der Innenseite des Preformlings) überprüft werden. Als Merkmale, die (gegebenenfalls gesondert) überprüft werden, sind insbesondere Blasenfreiheit, ausreichende Dicke, korrekte Formgebung, glatte Oberfläche, korrekte Farbgebung und dergleichen zu nennen.

[0012] Weiterhin wird vorgeschlagen, dass das Verfahren derart durchgeführt wird, dass sich die Hohlkörper, insbesondere Preformlinge, während zumindest eines Teils des optischen Inspektionsvorgangs noch innerhalb zumindest eines Teils der Spritzgussform befinden, insbesondere mit ihrem, dem Mündungsbereich bzw. Gewindebereich entgegengesetzten Ende. Mit anderen Worten könnte man auch sagen, dass sich die Preformlinge mit ihrem Körper (teilweise) im Entnahmegreifer befinden, insbesondere derart, dass der Mündungsbereich bzw. Gewindebereich aus dem Entnahmegreifer hervorragt. In diesem Zusammenhang ist darauf hinzuweisen, dass das Spritzgusswerkzeug in aller Regel als mehrteiliges Spritzgusswerkzeug gefertigt ist. Meistens erfolgt eine Unterteilung (unter anderem) dahingehend, dass der längliche, im Wesentlichen unstrukturierte Hohlzylinderbereich in einem eigenen Teil der Spritzgussform gefertigt wird, während der Kopfbereich, welcher insbesondere auch (Teile des) Gewindebereichs umfasst, in einem oder mehreren hierzu gesonderten Teil(en) der Spritzgussform gefertigt wird. Wenn zumindest ein Teil des optischen Inspektionsvorgangs derart durchgeführt wird, dass sich (Teile des) hohlylindrischen Bereichs noch im betreffenden Teil der Spritzgussform befinden («stecken»), kann die vorliegend vorgeschlagene unveränderte Relativanordnung der Preformlinge relativ zueinander (verglichen mit dem Spritzgussvorgang) auf besonders einfache Weise aufrechterhalten werden. Ganz im Gegenteil ergibt sich die unveränderte Relativpositionierung der Preformlinge gewissermassen «automatisch», d. h. ohne gesonderte Schritte und/oder besondere Ausbildung der Spritzgussform und/oder ohne gesonderte Aktionen. Auch wenn es natürlich durchaus möglich ist, dass sich (Teile des) Gewindebereichs der Preformlinge noch innerhalb der Spritzgussform befinden, ist die vorgeschlagene Verfahrensweise, bei der die Preformlinge mit ihrem dem Gewindebereich entgegengesetzten Ende (also dem hohlzylindrischen Ende) noch innerhalb eines Teils der Spritzgussform befindlich sind, besonders vorteilhaft, weil in diesem Fall der oftmals besonders empfindliche/besonders genau zu inspizieren Gewindebereich auf einfache Weise gut inspizierbar ist. Lediglich der Vollständigkeit halber wird darauf hingewiesen, dass es selbstverständlich möglich ist, dass zusätzlich zum vorgeschlagenen optischen Inspektionsschritt noch weitere (gegebenenfalls optische) Inspektionsschritte durchgeführt werden.

[0013] Zusätzlich oder alternativ ist es auch möglich, dass das Verfahren derart durchgeführt wird, dass sich die Hohlkörper, insbesondere Preformlinge, während zumindest eines Teils des optischen Inspektionsvorgangs ausserhalb der Spritzgussform befinden, insbesondere sich zumindest bereichsweise innerhalb einer Entnahmevorrichtung zur Entnahme der Hohlkörper, insbesondere Preformlinge, aus der Spritzgussform befinden und/oder sich zumindest bereichsweise in einer Übergabevorrichtung zur Übergabe der Hohlkörper, insbesondere Preformlinge, von einer Position zu einer anderen Position befinden. Derartige Entnahmevorrichtungen/Entnahmewerkzeuge sind bei Preformling-Spritzgussvorgängen oftmals ohnehin vorhanden, um beispielsweise die Entnahme der Preformlinge aus (Teilen) der Spritzgussform zu realisieren. Derartige Entnahmevorrichtungen sind meist analog zu dem matrixartig ausgebildeten Spritzgusswerkzeug (matrixartige Anordnung der Kavitäten) oftmals ebenfalls als eine Art von Matrix aus individuellen Greifwerkzeugen ausgebildet, wobei die individuellen Greifwerkzeuge korrespondierend zu den sich noch innerhalb von (Teilen) der Spritzgussform befindlichen Preformlingen angeordnet sind. Auf diese Weise kann auch bei an sich im Stand der Technik bekannten Entnahmevorrichtungen (wobei gegebenenfalls gewisse Modifikationen, wie insbesondere die zusätzliche Anordnung von Kameraeinrichtungen, erforderlich sein können) die unveränderte relative Lage der Preformlinge zueinander auch während des Entnahmevorgangs bzw. danach aufrechterhalten werden. Insbesondere ist es möglich, dass eine Entnahmevorrichtung mit einer Übergabevorrichtung kombiniert wird, also beispielsweise derart, dass die Entnahmevorrichtung die Preformlinge aus dem betreffenden Teil des Spritzgusswerkzeugs entnimmt und anschliessend an eine in aller Regel ebenfalls matrixartig ausgebildete Übergabevorrichtung übergibt, die die Preformlinge anschliessend an weitere Vorrichtungen weitergibt und/oder gegebenenfalls auch in ein Sammelbehältnis (oder mehrere Sammelbehältnisse) ausgibt.

[0014] Weiterhin wird vorgeschlagen, dass die Hohlkörper, insbesondere Preformlinge, während zumindest eines Teils des optischen Inspektionsvorgangs im Bereich des Gewindebereichs gegriffen sind, insbesondere an ihrer Innenseite. Dies betrifft insbesondere (aber nicht notwendigerweise) den Fall, dass der optische Inspektionsvorgang (ein Teil des optischen Inspektionsvorgangs) durchgeführt wird, wenn sich die Preformlinge in einer Entnahmevorrichtung zur Entnahme der Preformlinge aus der Spritzgussform befinden. Mit einem Ergreifen an der Innenseite ist es auf besonders einfache Weise möglich, den Gewindebereich für eine optische Inspektion «optisch zugänglich» zu halten. Im Übrigen ist es möglich, dass die Greifvorrichtungen beispielsweise mit einer Art Beleuchtungseinrichtung versehen sind, sodass eine Beleuchtung der Preformlinge von ihrer Innenseite her ermöglicht wird. Dies kann eine besonders einfache optische Inspektion und/oder eine optische Inspektion mit besonders hoher Güte ermöglichen. Der Begriff einer «Greifvorrichtung» ist im Übrigen potenziell weit auszulegen. Beispielsweise kann sich nicht nur um mechanisch wirkende Greifelemente handeln, sondern insbesondere auch um Vakuumgreifer oder dergleichen.

[0015] Als vorteilhaft kann es sich weiterhin erweisen, wenn das Verfahren derart durchgeführt wird, dass die zumindest eine Kameraeinrichtung verfahren wird, insbesondere zwischen einer Ruhestellung der zumindest einen Kameraeinrichtung und einer optischen Inspektionsstellung der zumindest einen Kameraeinrichtung und/oder während des optischen Inspektionsvorgangs (möglich ist dies während des gesamten Inspektionsvorgangs oder Teilen hiervon). Die Weiterbildung, bei der die zumindest eine Kameraeinrichtung verfahren wird, insbesondere zwischen einer Ruhestellung der Kameraeinrichtung und einer optischen Inspektionsstellung der Kammereinrichtung ist insbesondere dann von Vorteil, wenn die Preformlinge sich während des betreffenden Teils des optischen Inspektionsvorgangs im Wesentlichen in einer Ruheposition befinden. Dies kann beispielsweise der Fall sein, wenn ein Teil der Spritzgussform bereits von den Preform-lingen entfernt wurde (beispielsweise der Teil, mit dem der Gewindebereich der Preformlinge ausgeformt wird), während sich die übrigen Bereiche der Preformlinge noch in dem dazu korrespondierenden Teil der Spritzgussform befinden. Es ist zwar zutreffend, dass das Verfahren der Kameraeinrichtung eine gewisse Zeitdauer benötigt; diese kann jedoch vergleichsweise kurz gehalten werden, insbesondere im Verhältnis zum Spritzgussvorgang, der typischerweise im Bereich von 10 Sekunden und länger liegt. Die Zeitdauer, die für das Verfahren der optischen Inspektionsvorrichtung benötigt wird, kann im Übrigen vorteilhaft genutzt werden, da in dieser Zeit die Preformlinge noch in einem gewissen Mass abkühlen können, bevor diese durch die Entnahme aus der Spritzgussform mechanisch belastet werden. Die Kameraeinrichtung kann im Übrigen auch starr mit einer gegebenenfalls vorhandenen Entnahmevorrichtung verbunden sein. Dabei ist es möglich, dass die Kameraeinrichtung in Funktion tritt, während die Entnahmeeinrichtung aktiv ist und/oder auf Höhe der Entnahmevorrichtung angeordnet ist (sodass die optische Inspektion dann erfolgen kann, wenn die Entnahmevorrichtung unmittelbar vor der mit Preformlingen gefüllten Spritzgussform befindlich ist und kurz bevor die Entnahmevorrichtung mit den Greifern in die ausgebildeten Preformlinge hinein greift). Möglich ist es aber auch, dass die Kameraeinrichtung einen gemeinsamen Schlitten mit der Entnahmevorrichtung bildet, derart, dass der gemeinsame Schlitten in eine erste Position verfahren wird, in der die optische Inspektion erfolgt und anschliessend noch weiter in eine zweite Position verfahren wird (ein Stück weiter geschoben wird), in der die Entnahmevorrichtung tätig werden kann. Zusätzlich oder alternativ ist es möglich, dass die Kameraeinrichtung während des optischen Inspektionsvorgangs verfahren wird. In diesem Fall ist es möglich, dass allfällige Verfahrzeiten für die eigentliche optische Inspektion genutzt werden können. Auch wenn sich die genannte Ausbildungsform einer verfahrbaren Kameraeinrichtung oftmals als vorteilhaft erweist, so kann es sich aber auch im Gegenteil als vorteilhaft erweisen, wenn die Kameraeinrichtung (oder Teile hiervon) fest montiert ist (sind). Insbesondere können hierbei mechanische Belastungen der Kameraeinrichtungen vermieden werden und gegebenenfalls kann auch eine höhere optische Qualität erzielt werden. Insbesondere ist es auch denkbar, dass mit starrer und/oder beweglicher Kameraeinrichtung eine Relativbewegung von Kameraeinrichtung und Preformlingen realisiert wird. Eine solche Relativbewegung kann es ermöglichen, dass das Blickfeld der Kameraeinrichtung vergleichsweise klein gewählt werden kann, und dennoch ein grosser Bereich abgedeckt werden kann (eben aufgrund der Verfahrung). So kann der Kamerabereich einer zweidimensional aufnehmenden Kameraeinrichtung klein gewählt werden, was gegebenenfalls mit einer besonders hohen und detailgenauen Auflösung einhergehen kann. Denkbar ist es aber auch, dass die Kameraeinrichtung beispielsweise als Linie aus Fototransistoren bzw. lichtempfindlichen Elementen, oder als sogenannte Zeilenkamera mit sonstigem Aufbau ausgebildet ist und aufgrund der relativen Verfahrbewegung dennoch ein «volles» zweidimensionales Bild erzielt werden kann. Ebenso ist es denkbar, dass ein Lichtschnittbild mittels eines Lasers zur Abtastung verwendet wird, insbesondere zur Abtastung von Mündungsbereichen und/oder Gewindebereichen von Preformlingen.

[0016] Weiterhin wird vorgeschlagen, das Verfahren derart auszubilden, dass die optische Inspektion aus verschiedenen Richtungen erfolgt und/oder in Schrägaufsicht erfolgt, insbesondere in Relation zur Längsachse der Hohlkörper, insbesondere Preformlinge, und/oder in Relation zur Längsachse des Gewindebereichs der Hohlkörper, insbesondere Preformlinge. In einem solchen Fall ist es einerseits möglich mit einer einzelnen Kameraeinrichtung (bezogen auf eine Blickrichtung) oder einer verringerten Anzahl an Kameraeinrichtungen eine vollständige Matrixanordnung aus Preformlingen optisch zu inspizieren. Da vorzugsweise der gesamte Umfang eines Preformlings (insbesondere der gesamte Umfang im Mündungsbereich bzw. Gewindebereich eines Preformlings) optisch inspiziert werden sollte, ist es typischerweise sinnvoll, unterschiedliche Aufnahmerichtungen vorzusehen. Insbesondere bietet sich ein Blick aus zwei, drei, vier, fünf, sechs, sieben, acht, neun oder zehn unterschiedlichen Richtungen an. Die Richtungen können dabei insbesondere auf eine Winkellage bezogen in Draufsicht, parallel zu einer Längsachse eines Preformlings/eines Gewindebereichs eines Preformlings bezogen sein. In Kombination mit einer Schrägansicht kann somit eine Anzahl an Blickachsen realisiert werden, die hin zur Spitze eines Kreiskegels gerichtet sind (wobei die Spitze des Kreiskegels nicht notwendigerweise in der Ebene des geöffneten Spritzgusswerkzeugs liegen muss).

[0017] Als vorteilhaft kann es sich erweisen, wenn das Verfahren derart durchgeführt wird, dass die optische Inspektion unter Verwendung zumindest einer, bevorzugt einer Mehrzahl von Kameraeinrichtungen erfolgt und/oder unter Verwen- düng von zumindest einer, bevorzugt einer Mehrzahl von Reflexionseinrichtungen erfolgt, insbesondere unter Verwendung von zumindest einer, bevorzugt einer Mehrzahl von Spiegeleinrichtungen erfolgt. Mit der vorgeschlagenen Weiterbildung ist es insbesondere möglich, die erforderliche Anzahl an Sichtachsen besonders effektiv zu realisieren. Werden Refle-xionseinrichtungen/Spiegeleinrichtungen genutzt, kann trotz einer vergleichsweise hohen Anzahl an unterschiedlichen Blickrichtungen die Anzahl an Kameraeinrichtungen gegebenenfalls auf einem vergleichsweise niedrigen Niveau gehalten werden. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn der betreffende Blickbereich einer jeweiligen Kameraeinrichtung nicht nur einen Bereich der Oberfläche eines zu inspizierenden Preformlings (oder eine Mehrzahl hiervon) erfasst, sondern zusätzlich auch noch eine oder mehrere Reflexionseinrichtungen/Spiegeleinrichtungen, mit denen weitere, von der ersten Blickrichtung abweichende Oberflächenbereiche eines oder mehrerer Preformlinge erfasst werden können. Zusätzlich oder alternativ zu Reflexionseinrichtungen und/oder Spiegeleinrichtungen können natürlich auch Linsen, Prismen und sonstige optische Einrichtungen verwendet werden.

[0018] Weiterhin wird vorgeschlagen, das Verfahren derart auszubilden, dass das optische Inspektionsverfahren unter Verwendung von zumindest einer Beleuchtungseinrichtung durchgeführt wird. Mit einer derartigen Beleuchtungseinrichtung kann typischerweise die Qualität der optischen Inspektion erhöht werden. Denkbar sind hierbei normale Beleuchtungseinrichtungen wie Leuchten, Scheinwerfer und dergleichen. Möglich ist es aber auch, eine Art Stroboskop bzw. Blitzlicht vorzusehen. Auch ist es möglich, die Lichtquelle speziell auf die zu inspizierenden Merkmale anzupassen, so-dass beispielsweise allfällige Gasblaseneinschlüsse optisch besonders hervortreten und dadurch besonders leicht erfasst werden können. Dabei ist es insbesondere möglich, Licht aus unterschiedlichen Spektralbereichen (wie zum Beispiel ultravioletter Spektralbereich, infraroter Spektralbereich, sichtbarer Spektralbereich) und/oder einzelne selektierte Farben (insbesondere auch aus den genannten Spektralbereichen heraus gewählt) einzeln und/oder in Kombination miteinander zu verwenden.

[0019] Weiterhin wird vorgeschlagen, das Verfahren derart durchzuführen, dass zumindest eine Kameraeinrichtung als digitale Kameraeinrichtung ausgebildet ist und/oder zur Analyse der mittels der zumindest einen Kameraeinrichtung gewonnen optischen Informationen numerische Analyseverfahren verwendet werden. Hierdurch kann eine automatisierte Erfassung und Bewertung von gegebenenfalls auftretenden Fehlern besonders einfach realisiert werden. Digitale Kameraeinrichtungen und/oder numerische Analyseverfahren von damit gewonnenen Bildern sind verbreitet und kommerziell erhältlich.

[0020] Insbesondere wird vorgeschlagen, das Verfahren derart weiterzubilden, dass Ausgabedaten generiert werden, welche insbesondere zur Nachsteuerung eines Spritzgussvorgangs verwendet werden können. Auch dies ist mit an sich im Stand der Technik bekannten numerischen Analyseverfahren oftmals bereits möglich. Dank des vorgeschlagenen optischen Inspektionsverfahrens können jedoch die Eingangsdaten eine besonders hohe Qualität aufweisen und insbesondere eindeutig einer einzelnen Kavität des Spritzgusswerkzeugs lagerichtig zugeordnet werden, sodass die gewonnenen Ausgabedaten eine besonders hohe Wertigkeit aufweisen können.

[0021] Der Vollständigkeit halber wird darauf hingewiesen, dass - obwohl es sich bei der vorliegenden Erfindung um ein optisches Inspektionsverfahren handelt - es natürlich ohne weiteres möglich ist, dass zusätzlich zum vorgeschlagenen Verfahren noch weitere Kontrollverfahren verwendet werden. Insbesondere können zusätzlich Kontrollverfahren genutzt werden, die insbesondere auch auf unterschiedlichen physikalischen Prinzipien beruhen. Insbesondere ist an eine Dichtigkeitsprüfung mittels Druckbeaufschlagung (insbesondere pneumatische Prüfung) oder an eine sonstige mechanische Prüfung zu denken.

[0022] Weiterhin wird ein optisches Inspektionssystem für Hohlkörper, insbesondere Preformlinge, vorgeschlagen, welches zumindest eine Kameraeinrichtung zur Aufnahme von Oberflächenbereichen der zu überprüfenden Preformlinge aufweist und welches derart ausgebildet und eingerichtet ist, dass das optische Inspektionssystem ein optisches Inspektionsverfahren vom vorab vorgeschlagenen Typ durchführt. Das optische Inspektionssystem kann dann die gleichen Vorteile und Eigenschaften zumindest in Analogie aufweisen. Darüber hinaus ist es möglich, das optische Inspektionssystem im Sinne der vorherigen Beschreibung weiterzubilden, zumindest in analoger Form. Durch eine solche Weiterbildung lassen sich die ebenfalls bereits beschriebenen Vorteile und Eigenschaften der jeweiligen Weiterbildung auch für das optische Inspektionssystem in zumindest analoger Weise realisieren.

[0023] Insbesondere wird vorgeschlagen, das optische Inspektionssystem derart auszubilden, dass zumindest eine, vorzugsweise eine Mehrzahl an digitalen Kameraeinrichtungen vorgesehen ist, wobei zumindest eine der Kameraeinrichtungen vorzugsweise beweglich und/oder starr angeordnet ist. Dabei ist es möglich, dass sämtliche Kameraeinrichtungen beweglich und/oder sämtliche Kameraeinrichtungen starr angeordnet sind. Denkbar ist es aber auch, dass ein Teil der Kameraeinrichtungen beweglich angeordnet ist, während ein anderer Teil der Kameraeinrichtungen starr angeordnet ist (im Falle des Vorhandenseins mehrerer Kameraeinrichtungen). Hierdurch können die bereits im Zusammenhang mit dem vorgeschlagenen Verfahren beschriebenen Vorteile und Eigenschaften auch für das optische Inspektionssystem in analoger Weise realisiert werden.

[0024] Vorgeschlagen wird darüber hinaus, das optische Inspektionssystem mit zumindest einer Entnahmevorrichtung zu versehen, welche zumindest eine Greifvorrichtung zur Entnahme von Preformlingen aus zumindest einem Teil einer Spritzgussform und/oder zur Überführung von Preformlingen zwischen zwei Positionen aufweist. Die Greifvorrichtung kann dabei vorzugsweise eine Innenseite, gegebenenfalls aber auch eine Aussenseite der Preformlinge (Letzteres insbeson- dere in einem dem Gewindebereich abgewandten, hohlzylindrischen Bereich der Preformlinge) ergreifen. Ein Ergreifen der Innenseiten der Preformlinge ist besonders im Bereich des Gewindebereichs von Vorteil. Wie bereits erwähnt, können insbesondere auch Vakuumgreifer verwendet werden Auch hier können sich die bereits im Zusammenhang mit dem vorliegend vorgeschlagenen Verfahren genannten Vorteile und Eigenschaften in zumindest analoger Weise ergeben.

[0025] Vorgeschlagen wird darüber hinaus, das optische Inspektionssystem derart auszubilden, dass zumindest eine programmierbare Steuereinheit zur Steuerung der Komponenten des optischen Inspektionssystems und/oder zur Analyse der von der zumindest einen Kameraeinrichtung gewonnenen optischen Informationen und/oder zur Berechnung von Ausgabedaten, welche insbesondere zur Nachsteuerung eines Spritzgussvorgangs verwendet werden können, vorgesehen ist. Derartige elektronische Steuereinheiten können beispielsweise in Form eines programmierbaren Computers, einer Workstation, eines programmierbaren Einplatinen-Computers oder dergleichen vorliegen. Solche Komponenten sind heutzutage auch mit hoher Leistungsfähigkeit kostengünstig erhältlich. Auf den betreffenden programmierbaren Steuereinheiten können insbesondere geeignete Computerprogramme, insbesondere auch kommerziell erhältliche und/oder bereits vorliegende Computerprogramme laufen.

[0026] Weitere Einzelheiten der Erfindung und insbesondere beispielhafte Ausführungsformen der vorgeschlagenen Vorrichtung und des vorgeschlagenen Verfahrens werden im Folgenden anhand der beigefügten Zeichnungen erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Spritzgussmaschine mit einem ersten Ausführungsbeispiel eines optischen Inspektionssystems zur Durchführung eines optischen Inspektionsverfahrens in unterschiedlichen Ansichten und Stellungen;

Fig. 2 ein zweites Ausführungsbeispiel eines optischen Inspektionssystems zur Durchführung eines optischen Inspektionsverfahrens in schematischer seitlicher Draufsicht;

Fig. 3 ein drittes Ausführungsbeispiel eines optischen Inspektionssystems zur Durchführung eines optischen Inspektionsverfahrens in schematischer seitlicher Draufsicht;

Fig. 4 eine Spritzgussmaschine mit einem vierten Ausführungsbeispiel eines optischen Inspektionssystems zur Durchführung eines optischen Inspektionsverfahrens in unterschiedlichen Ansichten und Stellungen.

[0027] In Fig. 1 ist jeweils in schematischer Draufsicht eine Spritzgussmaschine 1 mit optischem Inspektionssystem 2 in Form eines Kameraarrays 3 aus unterschiedlichen Blickrichtungen dargestellt. Die Spritzgussmaschine 1 weist eine vorliegend mehrteilige ausgebildete Spritzgussform 4, 5 auf, die aus mehreren Spritzgussformteilen 4, 5, die relativ zueinander bewegt werden können und darüber hinaus gegebenenfalls in sich bewegt werden können, besteht. Speziell für die Ausformung eines Gewindes 6 für die Preformlinge 7 (in Fig. 1 jeweils nur teilweise sichtbar) ist üblicherweise ein mehrteiliges, in sich bewegbares Spritzgussformteil 5 erforderlich. Derartige Spritzgussformteile 4, 5 sind an sich im Stand der Technik bekannt und werden daher aus Gründen der Kürze vorliegend nicht detailliert beschrieben. Die relative Beweglichkeit der beiden Spritzgussformteile 4, 5 der Spritzgussform 1 ist darüber hinaus in Fig. 1 durch einen Doppelpfeil angedeutet. Der Vollständigkeit halber wird erwähnt, dass in der Draufsicht der Fig. 1a aus darstellungstechnischen Gründen ein Spritzgussformteil 5 der Spritzgussform 4, 5 nicht dargestellt ist. Bei den seitlichen Draufsichten gemäss Fig. 1b und Fig. 1c ist das betreffende Spritzgussformteil 5 dagegen zu sehen (zusätzlich zum Spritzgussformteil 4).

[0028] Die Spritzgussform 4, 5 ist derart ausgebildet, dass eine Mehrzahl von Preformlingen 7 in einem einzelnen Spritzgussvorgang gefertigt werden kann. Vorliegend sind die Kavitäten 8 zur Ausbildung der Preformlinge 7 nach Art einer Matrix aus vorliegend vier Zeilen und sechs Spalten ausgebildet. Selbstverständlich sind auch hiervon abweichende Grössen denkbar. Auch ist die Anordnung der einzelnen Kavitäten 8 nicht auf ein rechteckiges Gitter beschränkt.

[0029] Zur Ausbildung der Preformlinge 7 werden die Spritzgussformteile 4, 5 der Spritzgussform bündig aufeinander gesetzt und Kunststoffmaterial (im Lebensmittelbereich oftmals PET = Polyäthylen) wird in erhitzter, in der Regel zähflüssiger Form, in die Kavitäten 8 der Spritzgussform 4, 5 mit hohem Druck eingespritzt. Zur Ausbildung eines Hohlraums in den Preformlingen 7 dienen entsprechende Stempel, die im «Deckel» 5 der Spritzgussform 4, 5 vorgesehen sind. In Fig. 1 befinden sich diese in einer zurückgezogenen Position und sind daher nicht sichtbar.

[0030] Nachdem die Preformlinge 7 ausgeformt und hinreichend abgekühlt sind, wird die Spritzgussform 4,5 durch Öffnen der beiden Spritzgussformteile 4 und 5 geöffnet.

[0031] Sobald sich die Spritzgussformteile 4, 5 ausreichend weit auseinander bewegt haben, wird mittels eines Stellmotors 9 ein verfahrbarer Schlitten 10 in den sich bildenden Zwischenraum zwischen den beiden Spritzgussformteilen 4, 5 verfahren. Der Schlitten 10 befand sich während des eigentlich Spritzgussvorgangs vorliegend seitlich zur geschlossenen Spritzgussform 4,5 (vergleiche insbesondere auch mit Fig. 1 a). Der Stellmotor 9 ist vorliegend nur schematisch angedeutet. Hier bietet sich beispielsweise ein Linearmotor oder ein Servomotor/Schrittmotor an, der beispielsweise mittels einer Zahnstange den Schlitten 10 linear verfahren kann.

[0032] Der Schlitten 10 besteht vorliegend aus zwei fest miteinander verbundenen Hauptkomponenten, nämlich dem eigentlichen optischen Inspektionssystem 2 sowie einem Entnahmegreifer 11, der mithilfe unterschiedlicher Greifelemente 12 (siehe Fig. 1c) die gefertigten Preformlinge 7 aus dem betreffenden Spritzgussformteil 4 entnehmen kann. Aufgrund der gewählten Perspektive von Fig. 1 a sind lediglich die Rückseiten des optischen Inspektionssystems 2 sowie des Entnahmegreifers 11 zu sehen, sodass keine Details zu erkennen sind.

[0033] In Fig. 1b ist in seitlicher Draufsicht schematisch die Durchführung des Inspektionsvorgangs dargestellt. Wie man Fig. 1a entnehmen kann, ist das optische Inspektionssystem 2 vorliegend vergleichsweise schmal ausgebildet und weist insbesondere nicht die gleiche Dimensionierung wie die der Spritzgussformbauteile 4, 5 auf. Dies erfolgt aus Kostengründen, da auf diese Weise die Anzahl an digitalen Kameras 13 des digitalen Kamerarays 3 verringert werden kann. Auch können dadurch üblicherweise die erforderlichen Verfahrwege des «gesamten Schlittens 10» verkürzt werden, was sowohl eine Platzersparnis, als auch eine Zeitersparnis in Betrieb bringen kann. Insbesondere sind die digitalen Kameras 13 des Kameraarrays 3 derart angeordnet, dass zu einem gewissen Zeitpunkt nur ein Teilbereich des Spritzgussformteils 4 und damit nur ein Teil der gefertigten Preformlinge 7 optisch inspiziert werden kann. Beispielsweise können zu einem bestimmten Zeitpunkt nur eine oder zwei Spalten der Preformling-Anordnung überprüft werden.

[0034] Vorliegend ist in Fig. 1b ein digitales Kameraarray 3 aus zwei digitalen Kameras 13 eingezeichnet. Anhand der angedeuteten Blickfelder der einzelnen digitalen Kameras 13 ist ersichtlich, dass der Gewindebereich 6 der Preformlinge 7 optisch inspiziert werden kann. Aufgrund der unterschiedlichen Blickrichtungen der beiden digitalen Kameras 13 können unterschiedliche Seiten inspiziert werden, sodass insgesamt der gesamte Gewindebereich 6 jedes Preformlings 7 sichtbar ist. Um die Inspektionsgüte zu erhöhen, ist es selbstverständlich auch denkbar, dass drei oder vier digitale Kameras 13 angeordnet werden, von denen jede einen Winkelbereich von zumindest 120° (drei digitale Kameras 13) bzw. 90° (vier digitale Kameras 13) optisch inspizieren muss (selbstverständlich ist auch eine grössere Anzahl an digitalen Kameras 13 möglich, wobei sich der Winkelbereich dann entsprechend verkleinert). In der Realität ist es natürlich sinnvoll, einen gewissen Überlapp zwischen den einzelnen Bildbereichen vorzusehen, um einerseits die Güte der optischen Inspektion zu erhöhen, andererseits gewisse Lagetoleranzen, insbesondere auch aufgrund von Vibrationen, zu kompensieren. Der überlappende Bildbereich kann beispielsweise bis zu 5°, 10°, 15°, 20°, 25° oder 30° (odereine sonstige Grösse) betragen.

[0035] Der Vollständigkeit halber sollte noch erwähnt werden, dass selbstverständlich eine erhöhte Anzahl von digitalen Kameras 13 des Kameraarrays 3 dadurch entstehen kann, dass man die Blickfelder der einzelnen digitalen Kameras 13 so wählt, dass diese keine vollständige Spalte aus Preformlingen 7 überprüfen, sondern nur einen Teil einer Spalte (gegebenenfalls auch nur einen einzelnen Preformling 7). Hierdurch kann die erforderliche Tiefenschärfe des Bildes verringert werden, sodass einfachere Optiken für die digitalen Kameras 13 genutzt werden können und/oder die Auflösung des gewonnenen Bildes (der gewonnenen Bilder) erhöht werden kann, sodass sich gegebenenfalls die Güte der optischen Inspektion weiter erhöhen kann.

[0036] Während also der Schlitten 10 linear verfahren wird, streicht das optische Inspektionssystem 2 sukzessive über das Spritzgussformteil 4 mit den darin befindlichen Preformlingen 7, sodass sich in Summe ein vollständiges Abbild ergibt. Die gewonnenen Bilddaten werden an einen Computer (oder eine sonstige programmierbare Vorrichtung) weitergeleitet, wo diese unter Verwendung grundsätzlich bekannter Algorithmen auf etwaige Fehler analysiert werden.

[0037] Der Vorteil beim vorliegend vorgeschlagenen Verfahren besteht darin, dass die Preformlinge 7 sich genau in der relativen Stellung zueinander befinden, in der diese spritzgussgeformt wurden. Somit kann beim Erkennen eines Fehlers die Kavität 8 in der Spritzgussform 4, 5, in der ein Fehler aufgetreten ist, eindeutig bestimmt werden. Hierdurch ist es möglich, dass durch Abänderung der Prozessparameter das Auftreten des Fehlers für künftige Preformlinge 7 gegebenenfalls auch automatisiert vermieden werden kann. Selbst wenn ein manueller Wartungseingriff erforderlich sein sollte, so muss nicht erst nach der fehlerhaften Kavität 8 gesucht werden, sodass die Wartungszeit reduziert werden kann und somit die Stillstandszeit der Spritzgussmaschine 1 gegebenenfalls deutlich verringert werden kann. Eine entsprechend erhöhte Produktivität ist die Folge.

[0038] Der Schlitten 10, der aus der in Fig. 1a gezeigten Ruheposition heraus in Richtung der geöffneten Spritzgussform 4, 5 verfahren wird, bewegt sich hernach kontinuierlich weiter, bis sich der Entnahmegreifer 11 mit den einzelnen Greifelementen 12 (siehe Fig. 1c) in einer Entnahmeposition befindet, die gegenüber dem korrespondierenden Spritzgussformteil 4 liegt. Diese Stellung ist in Fig. 1c gezeigt.

[0039] Sobald die Stellung erreicht ist, wird der Entnahmegreifer 11 in Richtung des geöffneten Spritzgussformteils 4 verfahren (abgesenkt), sodass die Greifelemente 12 die einzelnen Preformlinge 7 auf deren Innenseite ergreifen können. Anschliessend wird der Entnahmegreifer 11 zurückgezogen (angehoben) und die Preformlinge 7 werden aus den Kavitäten 8 des betreffenden Spritzgussformteils 4 herausgezogen. Diese Eintauch- und Herausziehbewegung ist in Fig. 1c durch einen Doppelpfeil angedeutet.

[0040] Nach Entnahme der Preformlinge 7 aus dem Spritzgussformteil 4 stecken die einzelnen Preformlinge 7 auf den korrespondierenden Greifelementen 12 des Entnahmegreifers 11, sodass sich eine Anordnung im Sinne von Fig. 2 ergibt. Anschliessend wird der Schlitten 10 mit dem Entnahmegreifer 11 zurück in Richtung Ruheposition erfahren, sodass der Raum zwischen den beiden Spritzgussformteilen 4, 5 wieder frei wird und ein neuer Spritzguss-Produktionszyklus beginnen kann.

[0041] Die auf den Greifelementen 12 des Entnahmegreifers 11 befindlichen Preformlinge 7 können anschliessend geordnet an ein weiteres Übergabeelement übergeben werden, oder aber auch chaotische in eine Sammelbox ausgeworfen werden (üblicherweise mehrere Sammelboxen, wie beispielsweise (zumindest) eine Sammelbox für fehlerfreie Preform- linge 7, sowie (zumindest) eine Sammelbox für fehlerbehaftete Preformlinge 7). Beides ist grundsätzlich bekannt und vorliegend nicht dargestellt.

[0042] Wie man Fig. 1 entnehmen kann, ist der zusätzliche Aufwand, der mit dem vorliegend vorgeschlagenen optischen Inspektionsverfahren einhergeht, erstaunlich gering. Insbesondere sind keine zusätzlichen Beschleunigungs- oder Abbremsvorgänge erforderlich. Der einzige Unterschied zu einem «normalen» Entnahmegreifer 11 ohne optische Inspektionseinrichtung besteht darin, dass vorliegend ein Schlitten 10 mit einem gewissen Fortsatz in Form eines optischen Inspektionssystems 2 vorgesehen werden muss. Dies hat zur Folge, dass einerseits der Verfahrweg des Schlittens 10 ein wenig grösser gewählt werden muss (um die Ausdehnung des optischen Inspektionssystems 2 und dessen Aufhängung zu «kompensieren»); darüber hinaus sind etwas erhöhte Massen zu bewegen (also insbesondere zu beschleunigen und abzubremsen). Im Verhältnis zum Entnahmegreifer 11 weist jedoch das optische Inspektionssystem 2 üblicherweise eine vergleichsweise geringe Masse auf, sodass dieser Effekt meist vernachlässigbar ist. Aber auch der Zeitverlust durch den zusätzlichen Verfahrweg ist bei heutigen Verfahrgeschwindigkeiten meist minimal. Um typische Werte zu nennen: während der eigentliche Spritzgussvorgang mit geschlossener Spritzgussform 4, 5 in einem Zeitraum von meist 10 bis 30 Sekunden liegt, ist der Zeitverlust durch den zusätzlichen Verfahrweg im Bereich von 1/4 Sekunde - und damit nahezu vollständig vernachlässigbar.

[0043] In Fig. 2 ist eine weitere Ausbildungsform eines optischen Inspektionssystems zur Durchführung eines optischen Inspektionsverfahrens schematisch in einer seitlichen Draufsicht dargestellt. Hier wird der Entnahmegreifer 11, an dessen Greifelementen 12 sich die Preformlinge 7 befinden, linear an einem Kameraarray3 aus mehreren digitalen Kameras 13 vorbei bewegt, wobei das Kameraarray 3 starr montiert ist.

[0044] Der optische Inspektionsschritt gemäss Fig. 2 kann einerseits zusätzlich zur optischen Inspektion gemäss dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 durchgeführt werden, sodass nun auch der hohlzylindrische Bereich der Preformlinge 7 (dem Gewindebereich 6 der Preformlinge 7 abgewandt) optisch inspiziert werden kann. Dies ist insbesondere deshalb von Vorteil, da die Preformlinge 7 sich beim optischen Inspektionsverfahren gemäss Fig. 1 noch innerhalb des betreffenden Spritzgussformteils 4 befinden und somit nicht sichtbar sind. Somit kann die optische Inspektion gewissermassen «komplettiert» werden.

[0045] Denkbar ist es aber auch, dass eine optische Inspektion ausschliesslich mit einer Anordnung gemäss Fig. 2 durchgeführt wird. Die digitalen Kameras 13 des Kameraarrays 3 sind dann so zu positionieren, dass sie insbesondere auch den Gewindebereich 6 der Preformlinge 7 erkennen können. Dazu bietet es sich in aller Regel an, dass die Blickachsen der einzelnen digitalen Kameras 13 so gewählt sind, dass diese nicht parallel zu den Zeilen bzw. Spalten der Kavitäten 8 der Spritzgussformteile 4, 5 bzw. der Zeilen- bzw. spaltenweisen Anordnung der Greifelemente 12 des Entnahmegreifers 11 liegen. Bei ausreichend voneinander beabstandeten Preformlingen 7 ist es dann durchaus möglich, die Preformlinge 7, insbesondere auch deren Gewindebereiche 6, optisch zu inspizieren, auch wenn dies bei der in Fig. 2 gewählten vereinfachten zeichnerischen Darstellung als unmöglich erscheint.

[0046] In aller Regel ist es jedoch vorteilhaft, wenn ein Inspektionsverfahren im Sinne von Fig. 1 mit einem Inspektionsverfahren im Sinne von Fig. 2 kombiniert wird (also eine optische Inspektion aus unterschiedlichen Richtungen bezogen auf die Längsachse der Preformlinge 7, erfolgt, sodass diese über ihre gesamte Länge hinweg besonders genau optisch inspiziert werden können). Dabei können natürlich auch von Fig. 1 und/oder von Fig. 2 abweichende optische Inspektionsverfahren genutzt werden.

[0047] In Fig. 3 ist ein weiteres optisches Inspektionssystem 14 dargestellt. Um die Anzahl an digitalen Kameras 13 zu verringern, sind beim in Fig. 3 dargestellten optischen Inspektionssystem 14 mehrere Spiegel 15 mittels geeignet angeordneter und dimensionierter Haltestangen 16 an einem Grundelement 17 befestigt, wobei das Grundelement 17 auch die digitalen Kameras 13 trägt. Das optische Inspektionssystem 14 kann beispielsweise anstelle des optischen Inspektionssystems 2 gemäss Fig. 1 verwendet werden.

[0048] Wie man sehen kann, sind die einzelnen Spiegel 15 so angeordnet, dass das gesamte Blickfeld der digitalen Kamera 13 sowohl die Vorderseiten, als auch die Rückseiten (bezogen auf die Anordnung der digitalen Kamera 13) des Gewindebereichs 6 der Preformlinge 7 erfassen kann. Eine reduzierte Anzahl an digitalen Kameras 13 kann damit ausreichend sein.

[0049] Selbstverständlich ist es analog zum in Bezug auf Fig. 1 Gesagten auch möglich, dass eine digitale Kamera 13 nicht für eine komplette Spalte von Preformlingen 7 zuständig ist, sondern jeweils nur für eine geringere Anzahl von Preformlingen 7 (gegebenenfalls auch nur für jeweils einen einzelnen Preformling). Hierdurch kann die erforderliche Tiefenschärfe reduziert werden, worauf bereits eingegangen wurde. Dies gilt selbstverständlich nicht nur für das in Fig. 3 dargestellte Ausführungsbeispiel, sondern auch für das in Fig. 2 dargestellte Ausführungsbeispiel sowie für sonstige, vorliegend nicht dargestellte Ausbildungsformen eines optischen Inspektionssystems.

[0050] Lediglich der Vollständigkeit halber wird darauf hingewiesen, dass pro Preformling 7 auch mehrere Spiegel 15 vorgesehen werden können, sodass beispielsweise mittels eines «direkten Kamerablicks» und zwei Spiegeln jeweils ein Blickwinkel von 120° überprüft werden kann (typischerweise plus Sicherheitsmarge, wie bereits erwähnt).

[0051] In Fig. 4 ist eine Variation des insbesondere in Fig. 1 gezeigten Verfahrens bzw. der dort gezeigten Vorrichtung dargestellt.

Claims

[0052] Hier öffnet sich das Spritzgusswerkzeug mit den Spritzgussformteilen 4, 5 nach dem eigentlichen Spritzgussvorgang derart, dass die Körper der Preformlinge 7 (dem jeweiligen Gewindebereich 6 entgegengesetzter Bereich der Pre-formlinge 7) nach dem Öffnen des Spritzgusswerkzeugs nach aussen vorstehen, während sich die Preformlinge 7 noch mit ihren Gewindebereichen 6 in dem betreffenden Spritzgussformteil 4 oder 5 befinden (und dort gehalten werden). [0053] Der Entnahmegreifer 11 wird dann von dem Stellmotor 9 (siehe Fig. 4a) über das betreffende Spritzgussformteil (vorliegend 4) bewegt und entnimmt die Preformlinge aus dem Spritzgussformteil 4. Hierbei kann der Entnahmegreifer 11 vorteilhaft als vakuumbeaufschlagter Entnahmegreifer 11 ausgebildet sein (welcher eine Mehrzahl an Kavitäten 8 zur Aufnahme der Körperbereiche der Preformlinge 7 aufweist, die jeweils mit einem Unterdrück bzw. Vakuum beaufschlagt werden können, und so den betreffenden Preformling 7 «in Position» halten können). [0054] Die optische Inspektion erfolgt dann gemäss Fig. 4b mittels des optischen Inspektionssystems 2, welches eine oder mehrere digitale Kameras 13 aufweist, wobei das optische Inspektionssystem 2 gegenüber dem Entnahmegreifer 11 positioniert wird (durch Bewegung des optischen Inspektionssystems 2 und/oder durch Bewegung des Entnahmegreifers 11). Die Gewindebereiche 6 (und darüber hinaus auch die Mündungsbereiche) der Preformlinge 7 können dann besonders vorteilhaft optisch inspiziert werden. [0055] Im Übrigen gilt die vorherige Beschreibung, insbesondere die in Bezug auf Fig. 1 abgegebene Beschreibung, sinngemäss auch für das vorliegende Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 4. Bezugszeichenliste [0056]

1. Verfahren zur optischen Inspektion von Hohlkörpern, insbesondere Preformlingen (7), mittels zumindest einer Kameraeinrichtung (2, 3, 13), dadurch gekennzeichnet, dass die Hohlkörper, insbesondere Preformlinge (7), in einer gegenüber dem Spritzgussvorgang unveränderten relativen Lage zueinander inspiziert werden.

1. Spritzgussmaschine

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mündungsbereiche und/oder Gewindebereiche (6) der Hohlkörper, insbesondere Preformlinge (7), inspiziert werden, insbesondere bevorzugt und/oder genauer und/oder mit höherer Auflösung und/oder verstärkt und/oder auf andere Merkmale hin und/oder auf eine grössere Anzahl von Merkmalen hin inspiziert werden.

2. Optisches Inspektionssystem

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Hohlkörper, insbesondere Preformlinge (7), während zumindest eines Teils des optischen Inspektionsvorgangs noch innerhalb zumindest eines Teils der Spritzgussform (4, 5) befinden, insbesondere mit ihrem dem Mündungsbereich und/oder Gewindebereich (6) entgegengesetzten Ende.

3. Kameraarray 4,5. Spritzgussformteile

4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Hohlkörper, insbesondere Preformlinge, während zumindest eines Teils des optischen Inspektionsvorgangs ausserhalb der Spritzgussform (4, 5) befinden, insbesondere sich zumindest bereichsweise innerhalb einer Entnahmevorrichtung (11,12) zur Entnahme der Hohlkörper, insbesondere Preformlinge (7), aus der Spritzgussform (4, 5) befinden und/oder sich zumindest bereichsweise in einer Übergabevorrichtung zur Übergabe der Hohlkörper, insbesondere Preformlinge, von einer Position zu einer anderen Position befinden.

5. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Hohlkörper, insbesondere Preformlinge (7), während zumindest eines Teils des optischen Inspektionsvorgangs im Bereich des Mündungsbereichs und/oder Gewindebereichs (6) gegriffen sind, insbesondere an ihrer Innenseite.

6. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Kameraeinrichtung (2, 3,13) verfahren wird, insbesondere zwischen einer Ruhestellung der zumindest einen Kameraeinrichtung (2, 3, 13) und einer optischen Inspektionsstellung der zumindest einen Kameraeinrichtung und/oder während des optischen Inspektionsvorgangs.

6. Gewindebereich

7. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die optische Inspektion aus verschiedenen Richtungen erfolgt und/oder in Schrägaufsicht erfolgt, insbesondere in Relation zur Längsachse der Hohlkörper, insbesondere Preformlinge (7), und/oder in Relation zur Längsachse des Gewindebereichs (6) der Hohlkörper, insbesondere Preformlinge (7).

7. Preformling

8. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die optische Inspektion unter Verwendung zumindest einer, bevorzugt einer Mehrzahl von Kameraeinrichtungen (2, 3, 13) erfolgt und/oder unter Verwendung von zumindest einer, bevorzugt einer Mehrzahl von Reflexionseinrichtungen (15) erfolgt, insbesondere unter Verwendung von zumindest einer, bevorzugt einer Mehrzahl von Spiegeleinrichtungen (15) erfolgt.

8. Kavität

9. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das optische Inspektionsverfahren unter Verwendung von zumindest einer Beleuchtungseinrichtung durchgeführt wird.

9. Stellmotor

10. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Kameraeinrichtung (2, 3,13) als digitale Kameraeinrichtung (13) ausgebildet ist und/oder zur Analyse der mittels der zumindest einen Kameraeinrichtung (2, 3, 13) gewonnen optischen Informationen numerische Analyseverfahren verwendet werden.

10. Schlitten

11. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass Ausgabedaten generiert werden, welche insbesondere zur Nachsteuerung eines Spritzgussvorgangs verwendet werden können.

11. Entnahmegreifer

12. Optisches Inspektionssystem (2) für Hohlkörper, insbesondere Preformlinge (7), aufweisend zumindest eine Kameraeinrichtung (3, 13) zur Aufnahme von Oberflächenbereichen der zu überprüfenden Hohlkörper, insbesondere Preformlinge (7), dadurch gekennzeichnet, dass es derart ausgebildet und eingerichtet ist, dass dieses ein optisches Inspektionsverfahren gemäss einem der vorangehenden Ansprüche durchführt.

12. Greifelemente

13. Optisches Inspektionssystem (2) nach Anspruch 12, gekennzeichnet durch zumindest eine, vorzugsweise eine Mehrzahl an digitalen Kameraeinrichtungen (3,13), wobei zumindest eine der Kameraeinrichtungen (3, 13) vorzugsweise beweglich und/oder starr angeordnet ist.

13. Digitale Kamera

14. Optisches Inspektionssystem nach Anspruch 12 oder 13, gekennzeichnet durch zumindest eine Greifvorrichtung (11, 12) zur Entnahme von Hohlkörpern, insbesondere Preformlingen (7), aus zumindest einem Teil einer Spritzgussform (4, 5) und/oder Überführung von Hohlkörpern, insbesondere Preformlingen (7), zwischen zwei Positionen.

14. Optisches Inspektionssystem

15. Spiegel

16. Haltestange

17. Grundelement Patentansprüche

15. Optisches Inspektionssystem (2) nach einem der Ansprüche 12 bis 14, gekennzeichnet durch zumindest eine programmierbare Steuereinheit zur Steuerung der Komponenten des optischen Inspektionssystems (2) und/oder zur Analyse der von der zumindest einen Kameraeinrichtung (3,13) gewonnenen Informationen und/oder zur Berechnung von Ausgabedaten, welche insbesondere zur Nachsteuerung eines Spritzgussvorgangs verwendet werden können.