CN101278192B - 用于塑料容器的检测方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了通过检查塑料容器的基部而对拉伸-吹-模制式塑料容器的质量进行控制的方法，该方法易于执行并不易受到错误的影响。为此，本发明建议测定诸如所述塑料容器基部的未拉伸和/或仅轻微拉伸区域的表面面积之类的质量特征。

Description

用于塑料容器的检测方法
技术领域
本发明涉及用于对拉伸-吹-模制(stretch-blow-moulded)式塑料容器的质量进行检测的方法，优选地，涉及权利要求1前序部分中限定类型的对所述拉伸-吹-模制过程进行监视和控制的方法。 
背景技术
用于质量检测的方法从US-A-6872895得知公开。已知的方法确定拉伸-吹-模制塑料容器基部处的条件作为成功并正确执行拉伸-吹-模制步骤的指示。但是，此已知方法仅确定塑料容器基部材料的质量和容积。为此，确定整个基部或所述基部的选择区域的吸收特性，在此测定的基础上，对于在拉伸-吹-模制过程之后仍旧存在于基部中的材料质量或体积得出结论。但是在吸收测量中考虑的特征还包括诸如次级浑浊性等——其对塑料容器质量不具有任何影响，并且其可能使测量出错。以非空间分辨传感器(non-spatially-resolving sensor)进行的区域整合吸收测量不是非常有意义，这是因为吸收法则的非线性特征，以及当使用空间分辨传感器时，这样的测量极其复杂，特别是在红外线区域尤其如此。 
此外，例如由DE 199 14 028得知测定拉伸-吹-模制塑料容器质量——其中所这容器不同区域的外部轮廓和所述轮廓对另一轮廓的比率以透射光方法(transmitted 1ight process)测定。但是，此方法不能够可靠地检测所有偏差。 
此外，已知对拉伸-吹-模制塑料容器的壁厚进行确定的多种方法，所述方法之一例如从DE-A-101 16 665得知。但是，必须在塑料容器的不同位置执行壁厚测量以使所达测量对容器整体的质量是有意义的。在此公开文件中描述的方法可被用于近似地测定壁厚和其它参数——例如密度。因此已知方法相对复杂。 
发明内容
因此，本发明的目的是提供对拉伸-吹-模制式塑料容器进行检测的方法，以及用于监视和控制拉伸-吹-模制过程的方法，所这方法易于执行并很大程度上不易受到错误的影响。 
所述目的通过权利要求1中限定的特征来实现。 
本发明基于以下发现：根据相应的过程控制，塑料容器基部的拉伸导致所述基部中材料的不同的特征分布。这些不均匀性可通过根据本发明的特定照明来强调，并可采用电子照相机技术以空间分辨方式记录，尤其是在可见光中记录。使用根据本发明的图像处理算法，测量材料的特征分布并将之用于从其测定特征参考数值，诸如所述塑料容器基部的未拉伸的和/或仅是轻微拉伸区域的表面面积、和/或未拉伸和拉伸区域之间的过渡区域的尺寸和位置。对于拉伸-吹-模制过程的质量和拉伸-吹-模制塑料容器的质量来说非常有意义的参数，能够以这种方式来提供。因此，所获得信息内容比常规方法情况下获得的高级很多，诸如测定处于侧壁各位置处的截面重量或壁厚。 
可用各种方法使得材料的特征分布成为可视的，例如通过定向(directed)光的方式处理内壁和外壁之间的楔角，在偏振光辅助下处理材料应力，或在深度着色容器材料的情况下，还借助于在可见光波长区域中的吸收。照明组合是可能的，所述照明组合即或多或少被强定向的、在可见或红外线或紫外线波长区域中带有不同波长的照明，或具有不同偏振方向的照明也是可行的。 
易于认识到，比方法可被施用于整个容器基部或其子区域。 
透射光方法中的测定是特别优选的，并尤其适于透光PET塑料瓶。 
在所述过程中确定的特征参考数字优选地被用于通过过程参数控制的方式来控制拉伸-吹-模制过程。 
因为所述方法同时代表了所有所制造容器的在线质量控制，且由于产品质量也依赖于多重设置(multiply provided)的生产工具——诸如拉伸-吹-模制机器的腔，所以所测量的容器质量优选地在统计学上与相应的生产工具相关。 
附图说明
在下文中，将在附图的基础上详细说明本发明的实施方式，其中 
图1显示用于在根据本发明的方法中使用的质量控制装置的示意图； 
图2显示根据第一实施方式所测定表面区域的示意图； 
图3是根据再一实施方式所测定表面区域的示意图； 
图4是根据又一实施方式所测定表面区域的示意图；以及 
图5是根据又再一实施方式所测定表面区域的示意图。 
具体实施方式
图1示出用于执行本发明方法的装置1的实施方式。所述装置包括控制站2、评测装置3和传送单元4。待检测塑料容器9——该容器示于图1中，是优选由PET制成的塑料瓶——通过传送单元4由夹具组件10架住，使得所述塑料瓶的基部和其嘴是自由的。 
容器9具有基本上相对于纵轴M旋转对称的形状。容器9的壁13包括嘴区域15，该嘴区域设置有外螺纹和横向凸起的支撑环16、和基本上圆柱形的体区域17，体区域17位于支撑环16之下并横向凸出超过所述支撑环16，所述体区域17限定容器9的最大外直径。体区域17在基部12内终止，所述基部被实施为足。在基部12的外侧上，设置注入点14。 
具有旋转轴B的传送星轮11包括示出的多个传送单元4。传送星轮11优选紧随设置在常规的拉伸-吹-模制机之后，所述拉伸-吹-模制机未在图中示出并用于制造塑料容器9，但传送星轮11还可以设置在一些其它位置。但是，应当优选的是能够精确地将每个容器9联系至其生产位置。在此拉伸-吹-模制机中，预型件受到吹的影响以便形成它们的所需最终形状；这样做的时候，在减少所述预型件壁厚的同时，使其伸展并扩大。 
传送星轮11引导被模制和拉伸的塑料容器9通过控制站2用于质量控制目的。 
控制站2用作传递光检测单元并包括固定光源5，优选地光学单元6，传感器7，优选地照相机(矩阵照相机)和成像物镜8。控制站2的光学部件的光学轴线A以下述方式设置：当所述容器9被传送通过控制站2时，光学轴线A与正确成形的塑料容器9的中心线M相一致。带有光学部件的光源5  位于容器9的基部12之下，所述光学部件优选与所述光源5相关联，然而传感器7和与其相关联的部件被设置在容器9的嘴15的侧部上并被引导至嘴开口中。传感器7连接到测评装置3。 
光学单元6可以包括，例如止挡，导向箔和/或透镜系统或其它关学单元——其能够产生定向的，尤其是强定向的，称为硬光的光。 
如果这样的定向的光被引导至基部12上，尤其是中心线M的区域中——此处设置注入点14，图4和5中详细示出的类型的暗外轮廓将出现在注射点14周围。容器基部的所有部分在下述情况下被阴暗地成像：内和外壁不是平行的，而是限定一楔角，由此被导向的光由于衍射而偏斜且并不到达照相机。当使用强定向光时获得如图4的图像，然而当使用较弱的定向的光时得到如图5的图像，其中，外部轮廓18和中间的暗斑点变得较明亮，从而可以看到更进一步的细节。 
结果，暗外轮廓18内的表面区域是对于拉伸-吹-模制过程质量的测量，因为暗外轮廓18包括未拉伸的和/或仅轻微拉伸的区域，此区域的尺寸是对于拉伸-吹-模制过程质量的测量。因此，指示容器9的令人满意的质量的表面区域18的参考值得到确定。一方面，此参考值指示：区域18不是过大的，即基部12没有包括过量的未拉伸材料——其将在另一位置流失，例如特别是在壁的敏感区域；另一方面，此参考值指示：基部12不包括过小量的未拉伸或仅轻微拉伸的材料——其可以是非常规加热和在一些其它位置处壁厚增加的标记。 
为了质量控制，测定所述区域18的表面面积，如图12中所示出的，或其中测定由阴影区域18包括的整个区域的总尺寸19。 
此外，还可能的是测定未拉伸区域的表面面积——通过仅测定子区域20的表面面积以及通过从此子区域20推断到总的表面面积。优选地在有代表性的、有意义的位置来测定子区域20；在图3中，子区域20被示出，其以带状拉伸，相对于中心线M和注入位置14对称，穿过整个未拉伸区域18。 
基于基部中部的未拉伸或仅轻微拉伸的区域与位于所述基部外周处的拉伸区域之间的暗成像过渡区域，可测定附加质量特征。对于拉伸-吹-模制方法的质量有意义的特征是此区域的宽度、位置、形状和阴暗角度。 
但是，光学单元6还可被实施为用于产生偏振光的偏振器。通过偏振光的方式，可使得基部12中的材料压力是可视的，从而，可以由在基部12的各个区域中是否存在材料应力来推断未拉伸和/或仅轻微拉伸的区域18的尺寸。 
从传感器7被测得或接收的质量特征被供应至测评装置3。测评装置3将质量特征与参考值比较并确定所测量的塑料容器9是否满足质量需要或确定其是否应该被拒绝。当参考值的形式为上和下阈值之间的容忍范围时将是有利的。 
如果已测定塑料容器9不满足质量需要，测评装置3还将干涉塑料容器9的生产过程并通过实施例的方式控制过程参数。这样的过程参数可以是例如各个加热区域中的加热温度。 
作为上文所描述并以附图示出的实施方式的修改，控制站可被设置在任何其它适当位置。传送单元可具有任何结构的设计，只要该设计允许基部在传递光方法中被检测，例如其还可以是类似于链状的传送单元，或在瓶嘴和支撑环之下保持容器的传送单元(由图1中的点划线所表示)。 

Claims (10)

1.用于通过对容器基部(12)的光学检查来对拉伸-吹-模制式塑料容器(9)进行检测的方法，其特征在于，
通过照明，使得塑料容器(9)的基部(12)处的特征结构和/或材料(18、19、20)分布是可视的，也就是所述特征结构和/或材料分布由一个或由多个照相机记录，特别是由空间分辨电子照相机记录，并且通过图像处理算法来从其得到质量特征，
测定所述塑料容器(9)的所述基部(12)上的未拉伸和/或仅轻微拉伸的总区域(19)的表面面积、或所选未拉伸和/或仅轻微拉伸的子区域(20)的表面面积。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，通过借助于定向的光来识别内和外表面之间的楔角而使得所述特征结构和/或材料分布是可视的。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，通过借助于偏振光来识别材料应力而使得所述特征结构和/或材料分布是可视的。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，通过识别由深度着色的塑料材料吸收的可见光而使得所述特征结构和/或材料分布是可视的。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，通过识别以扰乱方式通过容器基部而施加至照明装置或在照明装置内、且变得可视的图案而使得所述特征结构和/或材料分布成为可视的。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述容器基部被照明，并且所述电子照相机以透射光方法通过嘴开口观察所述基部。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，各个质量特征或这些特征的组合与预定限制值相比较，如果超过所述预定限制值，去除被拒绝的容器。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所测定的质量特征和衍生的幅度分别在统计学上与用于模制塑料容器的拉伸-吹-模制方法中的相应多重设置的生产工具相关联。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，响应于一个或多个测定的质量特征而控制所述拉伸-吹-模制方法的参数。
10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法与通常的照相机站中的拉伸-吹-模制方法中关于灰尘、泡、内含物、孔、结晶区域、注射位置的偏心度的容器基部检查相结合。
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