CN1008662B - 容器嘴部的检验方法 - Google Patents

Abstract

用于检验透明容器，特别是玻璃容器嘴部的方法，包括当容器围绕其中心轴旋转时能将漫射光能侧向射过容器嘴部的装置。一种包括许多光敏元件的照相机，(这些光敏元件排列成与容器轴成一定夹角的线阵)用来对嘴部的外、内表壁进行观测，观测是经由容器的开嘴进行的。利用信息处理机按照容器旋转增量对照相机线阵的每一元件取样，那些表示每一元件光强的相应数据，作为元件号码和扫描增量两者的函数，储存在数组存储器中。

Description

本发明属于容器的检验，特别是检验容器嘴部缺陷的方法和装置。

在容器制造技术中，“容器嘴部”这一术语通常指容器嘴那一部分。例如就瓶子而言，嘴部包括带有螺纹的瓶颈部分和/或承接瓶盖的凸缘部分，以及瓶盖与之密封的瓶嘴周围瓶颈的上表面。重要的是适当地制作容器嘴部，使容器盖紧固其上，保证容器内部密封，从而防止诸如在装卸和储存期间碳酸气等的渗漏和散逸。

传统的大量生产玻璃和塑料容器的工艺包括用许多吹模法成形容器。这会产生各种缺陷。迄今，有人建议采用光学扫描方法来检验这类容器是否其侧壁有暇疵，因为它们会影响光的传输特性。本专利申请人所持有的美国专利4378493，4378494和4378495号中，公开了一种方法及其装置，其中，玻璃容器被传送，经过许多对它们进行物理和光学检验的检验台。在一个光学检验台上，玻璃容器垂直放置並围绕其垂直中心轴旋转。照明光源将漫射光能射经容器的侧壁。用一台包括多个光敏元件（即象素），且这些光敏元件排列成与容器旋转垂直轴平行的线性阵列的照相机，观测透过容器侧壁的垂直带状区域的光。按照容器旋转增量对每一象素的输出取样，当相邻象素的信号幅值大于某一预定阈值时，事件信号就发出。于是产生一个适当的废品信号，有暇疵的容器就从传送带上被挑出。

本发明总的目的就是提供一种检验容器嘴部的装置和方法，它们把容器嘴部作为光学特性函数，当上述光学特性不满足某一预定的标 准时，指示被检验的容器是废品。

本发明更具体的目的就是提供一种具有上述特性的容器嘴部检验装置和方法，借此获得试验容器的光传输特性，並把它与标准合格容器的相应特性比较，若比较表明试验容器不合格，则给出一个废品信号。

本发明另一目的就是提供一种具有上述特征的容器嘴部检验装置和方法，它们用在容器大批量生产中是经济的，也可以很容易地与诸如容器的侧壁暇疵的检验共同进行。

根据本发明，透明玻璃或塑料制品容器的嘴部检验，是当容器直立放置並围绕其中心轴线旋转时，将漫射光源的光能从侧向照射到容器上进行的。一种包括许多光敏元件的照相机（这些光敏元件排列成与容器旋转轴共面），向下与容器轴线成一定角度，用来观测容器嘴周围嘴部的内外表壁正好相反的两部分。按照容器旋转增量，照相机光敏元件被扫描，表示照相机每一光敏元件上光强的信息，按照光敏元件号码和扫描增量，以数组形式存储在第一个存储器中。因此，当容器旋转时，照相机观测嘴部壁的内外两个表面，相应的嘴部信息存储在存储器中。

在整个容器嘴部扫描结束之后，储存在存储器中的试验信息，与储存在第二个存储器中，表示合格容器嘴部的标准信息进行比较。在本发明的最佳实施例中，上述的标准信息，是在准备生产过程中，通过扫描一预先认定具有合格嘴部的标准容器，並将这些信息按照相机光敏元件号码和扫描增量以数组的形式存储而得到的。然后将试验存储数组与标准存储数组相互比较，当这种比较显示出的差值超过操作人员预先调定的阈值时，就产生一个废品信号。

在本发明的最佳实施例中，照相机和光源相对放置在容器轴线的两边。因此，照相机“看到”的光能是一个取决于试验容器折射特性的复杂的函数。但是，幸运的是，对于一给定的容器形状这一特性大体上类似，但仍存在某些由于制造容许误差产生的差异，诸如成形模的差别以及玻璃熔料的差别。可以预料，产生废品信号的试验信息数组与标准信息数组之间的阈值差，是操作人员根据经验确定的。

通过下面的介绍，后附的权利要求以及相应的附图，将更好的理解本发明及其若干次要目的特征和优点。这些附图如下：

图1为依据本发明目前最优实施方案的检验容器嘴部的装置原理图;

图2为照相机观测的容器嘴部的简图，以及叠加其上的照相机视场;

图3为说明本发明检验容器嘴部的操作流程图。

参看图1，通常包括一链轮（未画出）和一滑板21的传送机20，将其安装使连接至模制容器源，使其能不断地将容器22传送至嘴部检验台24的位置上。传送机20可以是任何合适的型号，比如美国专利4230219和4378493号所示那些型号，这里将其公开的内容引叙于此作为参考，这类传送机通常包括一个可旋转的链轮，它不断地将容器送到指定位置，並在扫描操作时将容器保持在固定的位置。一种如同驱动滚轮的瓶旋转装置26，将其安装得使容器22处于检验台24上，並使容器围绕其中心轴线23旋转。将编码器28耦合至容器旋转机构上，以提供指示容器旋转增量的信号。另外还放置一诸如限位开关的检测器30，以提供指示容器22存在于检验台24上的信号。

在这里所讨论的本发明的最佳方案中，作为容器22的是一只模制玻璃瓶，它有一个瓶身32和一个大致圆筒形的瓶颈34，瓶颈34是由瓶肩37向上延伸的。根据本发明，待检验的瓶子嘴部包括瓶颈34的上部直至瓶盖封合面36一段。螺纹38采用整体模制方法成形于瓶嘴周围的嘴部外表壁，凸缘40亦采用同样方法成形于嘴部外表壁，凸缘40的作用是使瓶盖侧缘能以普通方式卷压在它上面，从而将瓶盖紧固到瓶子上。一般说来，本发明适合于检验容器嘴部的紧固容器盖的那一部分。

光源42装在合适的位置，使漫射光能从大概垂直于容器轴线23的方向投射到容器嘴部。光源42由一个或几个灯泡44和一个漫射板46组成。照相机48位于轴线23的与光源42相反的一边。照相机48含有许多光敏元件或象素52（图2），这些光敏元件排列成与轴23共面的直线状阵列50，並沿与容器轴成夹角54的方向向下指向容器嘴。透镜56将照相机中的直线状阵列50的视场聚焦成如图2所示那样，以便观测同轴圆筒容器嘴部的外表壁58和内表壁60这两个正好相反的部分，其中，内表壁60是沿夹角54从容器嘴开口端观测的。（在图2中标示出照相机48的实象48′是最好不过的）在本发明的最佳实施方案中，光敏元件的阵列50包含具有复合线视场的256个光敏元件52，这些元件至少从密封面36的对缘一直延伸至凸缘40的相邻下缘。（当然，应该理解的是，本发明决不限于附图给出的那种特定的嘴部结构）。

信息处理机62接收来自检测器30的指示检验台24上有容器22的信号，和来自编码器28的表示容器旋转增量的信号。照相机阵列50的光敏元件52也各自耦合至信息处理机62，62提供表 示入射到每一元件上光强的相应信号。信息处理机62与目标数组存储器64和标准数组存储器66相联，並具有向容器挑选装置（未示出）提供废品信号的输出端。数组存储器64和66均为N×M数组存储器，其中，N等于或大于照相机阵列50中元件或象素52的数目，M等于或大于容器22旋转整整一圈时扫描增量的数目。在本发明的最佳实施方案中，阵列50中有256个元件或象素，容器旋转一圈的增量为256，因此存储器64和66每个至少含有一个256×256存储字单元的数组。

图3是说明检验容器22嘴部的信息处理机62工作流程图。当容器22在检验台24被检验时，信息处理机62按容器旋转的每一增量扫描照相机阵列50的每一元件52，並将作为阵列每一元件的相应光强的函数的信息储存在目标数组存储器64中。在初始或练习阶段，选择具有已知合格容器嘴部的容器22，将每步扫描所得到的信息对几次扫描结果求平均值，然后储存在标准数组存储器66中。因此，标准数组存储器66含有嘴部合格容器的完整的平均强度数组，该数组按照相机单元和扫描增量。在检验试验容器时，亦即当检验台24不是处于练习阶段，则在容器完成一周旋转和扫描之后，将存储器64中的目标数组或试验数组与储存在存储器66中的相应的标准信息加以比较。

当然，应该理解的是，尽管为了比较，存储器64，66含有相应的数组，但这样的数组不必相互对正，因为容器嘴部扫描並不是在容器轴线周围某一预定的固定位置开始与结束。换句说话，每一容器扫描是在容器轴线周围某一随机的方位角开始的。但是，对于给定的容器结构形状，数组模式大体上保持相同。因此，只需要将储存在目 标数组存储器64中的数据进行转移或平移，直至储存在其中的数据模式大体上与储存在标准数组存储器66中的数据模式配准或一致，然后就可以对数据进行比较，以确定储存在目标存储器64中的单个数据还是成组数据指示不合格的容器。这样的比较最好分两次进行，第一次是数组各个单元数据的比较，用以确定试验数据和标准数据相互之差是否为操作人员调定的阈值差;然后进行第二次比较，用以确定是全部数据模式的平均强度还是加权强度与标准数据模式之差超过操作人员调定的差。如果两次比较中有一次或两次均指示出过量差，则产生废品信号，处理机操作重新开始，等待接收检验台上的下一个容器。

照相机48和透镜56（图1）的安装最好能保证相对于容器轴线23的夹角54可调。在预备操作时，夹角54作为容器几何形状的函数需要加以调整，以便照相机48能够观测如上所述的嘴部内表壁和外表壁。确切地说，视角由螺纹的高度和开嘴的大小确定，要使得经容器嘴和嘴部壁能看到容器的远离照相机一边的螺纹部分。按目前估计，角54最好至少能在45°和75°之间可调。

Claims (5)

1、一种检验具有开嘴和中心轴线的容器的嘴部的方法，其特征在于，所述的方法包括下列步骤：

(a)选择具有合格嘴部的标准容器，

(b)在所述的容器以其轴线保持在固定的位置和所述的标准容器围绕其轴线旋转的同时，将漫散光能投射到所述的标准容器的嘴部，

(c)设置一照相机，该照相机包括成一行的与所述的中心轴线同平面的且与所述的轴线成一角度定向的横过离开所述的光源的所述的轴线的一阵列光敏元件，以便观测所述的标准容器嘴部的内和外两表面，

(d)以预选的容器旋转增量扫描所述直线状阵列和将表示在各所述的元件上的光强的信息作为所述增量的函数以两维标准数据组形式存储在存储器中，

(e)选择嘴部特性未知的试验容器，

(f)在所述的试验容器以其轴线保持在固定的位置和所述的试验容器围绕其轴线旋转的同时，将漫射光能投射到所述的试验容器的嘴部，

(g)设置一照相机，该照相机包括直线状阵列的光敏元件，光敏元件的数目等于步骤(c)的所述的照相机中元件的数目，与所述的试验容器的所述的轴线同平面，与所述的轴线定向的角度等于步骤(c)中的所述的角度，

(h)以相同的所述的预选容器旋转增量扫描步骤(g)的所述的直线状阵列和将表示在各所述的元件上的光强的信息作为所述增量的函数以两维目标数据组形式存储在存储器中，

(i)比较存储在所述的标准和目标数据组中的信息，以及

(j)存储在所述的标准和目标数据组中的信息差超过一预选的阈值时，提供一信号。

2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的步骤（i）包括在所述的目标数组中转换数据直至在所述的目标和标准数组中的数据模式大体上一致为止的步骤。

3、根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述的步骤（i）包括把存储在所述的两维目标数组中各个存储单元的数据与存储在所述的两维标准数组中相应的各个存储单元的数据相比的另外的步骤。

4、根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述的步骤（i）包括把存储在整个所述的目标数组中的平均数据与存储在整个所述的标准数组中的平均数据相比的附加的步骤。

5、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的步骤（b）-（c）和所述的步骤（f）-（g）是在一单独的试验台上实现的，在所述步骤（b）和（f）中的所述的光源是相同的以及在所述的步骤（c）和（g）的中的照相机是相同的。

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