CN101511681A - 用于位置正确地施加标签的方法以及贴标机 - Google Patents

Abstract

在用于将标签(3)在使用至少一个图像识别和处理系统的情况下相对于至少一个容器典型构型特征(4)位置精确地施加到瓶、罐或类似容器上的方法中，所述图像识别和处理系统具有至少一个相机(15)，通过该相机检测在输送元件(8)上在该相机旁边经过的每个容器(2)的所述容器典型构型特征(4)。通过该图像识别和处理系统(4，15)检测每个容器(2)上的所述容器典型构型特征(4)的取向和/或实际构型，由此这样控制标签转移到对应容器上的转移时刻：使得标签在那里在施加上之后相对于所述容器典型构型特征最佳地定位。

Description

用于位置正确地施加标签的方法以及贴标机

技术领域

本发明涉及一种如权利要求1前序部分所述的用于将标签施加到瓶或类似容器上的方法以及如权利要求16前序部分所述的用于实施这种方法的贴标机。

背景技术

已知具有容器典型的构型特征的瓶或类似容器，例如其外表面上的典型几何特征如印记面、装饰花纹、压痕、凸起字符等。在给这些容器贴标签时需要将相关标签以相对于容器典型的构型特征的高附着精度施加上，具体说也以尽可能小的、例如即使在目前常见的高效率贴标机中也在±0.5mm范围内的误差，该效率例如可达每小时60,000个贴标容器。

已知多个方法，其中，在其典型构型特征任意取向情况下输送给贴标机的被驱动绕垂直机器轴线回转的转子的容器托架的容器在贴标签前通过容器托架的受控旋转定向，由此在通过贴标站时可以使标签施加到定向的容器上。例如在使用图像识别和处理系统的控制信号的情况下进行通过旋转容器托架定向容器，该系统包括一个摄像系统、一个计算机以及一个图像处理和图像识别软件，该摄像系统具有至少一个电子相机和一个合适的照明装置。

通过摄像系统获得容器典型的各构型特征的显著区域或参考区域或边缘，通过图像比较、即实际值与给定值比较求得定向所需的容器托架旋转角度并使容器托架旋转该旋转角度。在此容器典型的构型特征例如是对应容器的形状和/或容器外表面上的容器典型的几何特征如印记面、装饰花纹、压痕、凸起字符等。

摄像系统所需的相机的数量还取决于所处理容器的状况(例如材料、透明或不透明、颜色、表面或表面状况、灌装度等)。

通过这种已知做法尽管可以将容器在接着贴标签前按照其构型特征定向，但以这种方式可达到的标签相对于容器典型构型特征定位精度处于窄的界限内，因此可达到的精度经常不再满足目前的要求。尤其是例如在印记或印记面内部同心地安置标签时，即使最小的偏差也在视觉上强烈地显现并且被视为特别不利。

这种偏差的原因是多方面的，即主要有：

例如在容器制造过程中产生的容器内部误差；

要贴标签的容器在定向时仅不完全地跟随容器托架的旋转运动，具体说由于容器托架与容器之间的滑动引起，尤其是由容器和/或容器托架上的污物和/或湿气引起，使得在定向时产生偏离给定位置。

后一种情况尤其因此而有问题：由于通常只有相对小的转子旋转运动角度可供定向使用并且因此尤其在高效率时只有很短的时间间隔可供使用，使得必须以相对高的旋转加速度或角加速度进行定向。

发明内容

本发明的任务是，给出一种方法，通过它避免上述缺陷并且它允许高精度地将标签相对于容器典型构型特征、尤其是相对于容器外表面上的典型几何容器特征施加到瓶、罐或类似容器上。

为了解决该任务，按照权利要求1构成一种方法。权利要求16的主题是一种用于实施该方法的装置或贴标机。

按照本发明方法的特点在于，根据取向和/或实际构型、即例如根据对应的容器典型的构型特征的尺寸和/或造形来控制将对应标签转移到在贴标站旁边经过的容器上的起动时刻或转移时刻，具体说通过相应控制贴标站并且无需容器的定向运动或旋转运动。

起动时刻或转移时刻的控制在使用图像识别和处理系统的情况下进行，该系统检测每个容器的容器典型的构型特征并且通过分析或处理相应的图像这样安排贴标站或者起动时刻或转移时刻的控制，使得标签相对于容器典型的构型特征高精度地转移到对应的容器上并且施加到该容器上。

附图说明

从属权利要求的主题是扩展方案。下面借助于附图根据实施例详细解释本发明。附图中示出：

图1在外表面上具有典型几何特征即具有印记面的瓶形式容器的简化示意图和侧视图；

图2用于对瓶在其具有典型几何特征的外表面上标签贴的回转结构式贴标机的简化示意图和俯视图。

具体实施方式

在图2中总体以1特征的回转结构式贴标机用于对瓶2贴标签，即用于将标签3以相对于设置在瓶2外表面上的典型的或显著的几何特征4尽可能精确的定向贴到瓶2的圆周面上。该几何特征4在所示实施例中是一个印记面，对应的标签3应当精确位于其中部。

标签3的施加应当以相对于几何特征4尽可能高的精度进行，该几何特征也可以具有其它构造，例如呈外表面上的装饰花纹、压痕其它凸起文字等形式。

要贴标签的瓶2直立地、即以其瓶轴线或容器轴线在垂直方向取向地通过输送器5以单道瓶流输送给贴标机1，然后通过用作瓶入口或容器入口的输送星轮6分别到达瓶托架或容器托架7，该托架与多个相同形式的容器托架一起设置在被驱动绕垂直机器轴线回转的转子8(箭头A)的圆周上。

每个瓶2在其容器托架7上通过该容器托架绕垂直的容器托架轴线(图2的双箭头B)旋转而精确地相对于几何特征4定向并由此随回转的转子8在贴标站9旁边经过，在贴标站上，对应的标签3以标签前端棱边3.1转移到在贴标站9旁边经过的瓶上，具体是这样：对应的标签3在完全压到瓶2上之后以高精度具有相对于几何特征4的所追求的定位，即，对应的标签3例如在中部安置在形成几何特征4的高出的或者由凸起状边缘包围的印记面中。贴标站9在所示实施例中构造成用于处理自粘贴标签3。在本发明中也可以使用其它的贴标站或贴标机组，例如在使用胶水的情况下施加标签3。

已贴标的瓶2随转子8并通过形成瓶出口或容器出口的输送星轮10到达输送器11上并且通过该输送器输送给其它使用，例如输送给包装机。容器托架7例如是瓶托盘，瓶2以其瓶底直立在其上。也可以想到容器托架7的其它构造，例如以这种方式：瓶2总是悬置地保持在该容器托架7上。

为了使就几何特征4而言任意取向地通过输送器5输入的瓶2定向，各个容器托架7分别设置有一个自己的、可控制的执行驱动装置或者旋转驱动装置，通过它进行相应于双箭头B的、绕垂直的输送托架轴线的、受控制的旋转运动。容器托架7的各个驱动装置由中央控制装置12(中央计算机)控制，具体说根据三个相机系统的信号，这些分别示意性地通过摄像机13，14和15表示。

相机13—15分别在设置于容器托架上的瓶2的运动轨迹上在转子8圆周附近设置在输送星轮5与贴标站9之间，但不随转子一起运动。此外相机13—15这样取向：通过它们在任何情况下检测每个经过的瓶2的具有特有几何特征4的区域。此外相机13—15是一图像处理和识别系统的组成部分，该系统由对应的相机13—15、相应的照明装置、由一计算机以及由一安装在该计算机上的图像处理或图像识别软件组成，该计算机例如是中央控制装置或中央计算机12。

每个由输送星轮5转移给瓶支架7之一的瓶2首先经过相机13。通过该相机或者通过包括该相机13的图像识别和处理系统感测所经过的瓶2的典型几何特征4的实际位置，然后由控制装置12发出一个用于控制相关容器托架的控制信号，具体以这种方式：相关的瓶2最好以最短时间旋转被置于给定位置或给定取向，而且以尽可能高的角度。然后，被这样在其典型几何特征4方向被至少预取向、即例如相对于垂直的转子轴线或机器轴线径向向外取向的瓶2经过相机14，通过该相机再次检测典型几何特征4的实际取向，然后可以通过旋转相关瓶支架7进行每个瓶2的进一步定向(精密定向)，即通过受控制地激活相关的执行驱动装置进行。在此最好这样选择相机14的光具的接收角，使得通过该相机与相机13相反不是检测整个瓶2或者瓶2的外表面的大部分，而是基本只在用于定向的显著组成部分的区域中检测每个瓶2的典型几何特征4，例如几何特征4的关于转子8旋转方向走在前面的棱边4.1。通过包括相机14的图像识别和处理系统也仅感测每个瓶2的几何特征的位置，该特征本身或该特征构造方面的可能的误差例如形状和/或尺寸方面的误差不被包含相机13和14的图像识别和处理系统考虑。

通过相机15，除了每个在旁边经过的瓶的典型几何特征4的取向外，还附加检测该特征的实际构型，即例如形状和/或尺寸。借助由该相机感测的图像，在包括相机15的图像识别和处理系统中分析或测量对应的特征4的实际构型，并且例如通过与相应的在系统中、即控制装置12中存储的值(实际值)进行比较在贴标站9上这样控制对应的标签3转移到对应的在旁边经过的瓶2上的时刻：使得尽管对应的几何特征4例如在形状和/或尺寸方面有误差标签3在施加后尽管不是最佳地定向等在视觉上也尽可能精确地相对于特征4定向，即，在几何特征4构造为印记面的情况下精确地在中部施加到该印记面上。对应标签3的转移时刻的控制在容器托架7无旋转的情况下进行。但不言而喻，也在考虑转子8的当前旋转速度的情况下求得用将对应标签3转移到瓶2上的转移时刻或起动时刻。

上面根据一个实施例描述了本发明。当然也可以变化以及改变。因此例如可以在贴标机1的容器入口或瓶入口区域中已经设置相机13，如在图2中用13.1或13.2所表示的那样，具体说例如在输送器5的一个在输送方向上处于入口星轮6前面的位置上(相机13.1)，如果通过相应的措施例如夹紧装置或夹紧指保证：瓶2在经过相机13.1以后不再能够任意地绕其垂直的瓶轴线旋转。有意义的是，相机13也可以设置在入口星轮6的区域中，如用13.2表示的那样，如果至少在入口星轮6上通过相应的措施例如夹紧指等防止瓶2绕其垂直的瓶轴线任意旋转。

此外尤其也存在这种可能性：例如在处理具有可特别简单地识别的几何形状的瓶时，如前面结合相机14和从属的图像识别和处理系统所述的精密定向和在转移标签时转移时刻或起动时刻根据对应的几何特征4的所检测的实际取向和构型的控制在使用一个公共相机例如相机14的情况下进行。在这种做法中例如省去相机15。由相机14检测的图像则首先被用于精密定向，接着也被用于控制对应标签3的转移时刻。这种方案的优点是，通过省去一个相机使用于精密定向和用于确定标签转移时刻的相机与贴标站9之间的旋转角度增大，由此增加了可供精密定向用的时间。由此也可以在贴标机1高效率(每单位时间贴标签的瓶2的数量)和在转子8高转速的情况下也这样程度地减小瓶支架7旋转或者说定向时的加速度(旋转加速度)：使得在精密定向时避免由于瓶2的惯性引起的对应瓶支架7与位于其上的瓶2之间的滑差。

上面通过用于对瓶2贴标签的贴标机1解释了本发明。当然也可以以上述方式对其它容器如罐贴标签。

附图标记

1    贴标机

2    瓶

3    标签

3.1  标签端部

4    典型几何特征

5    输送器

6    入口星轮

7    容器托架

8    转子

9    贴标站或贴标机组

10   输送星轮

11   输送器

12   中央控制装置或中央计算机

13，13.1，13.2   相机

14，15  相机

A   转子8的旋转方向

B   在瓶2定向时容器托架7的旋转运动

Claims (27)

1.用于将标签(3)在使用至少一个图像识别和处理系统的情况下相对于至少一个容器典型构型特征(4)位置精确地施加到瓶、罐或类似容器(2)上的方法，所述图像识别和处理系统具有至少一个相机(15)，通过该相机检测在输送元件(8)上在该相机旁边经过的每个容器(2)的所述容器典型构型特征(4)，并且，该系统提供一个控制贴标签过程的信号，其特征在于，通过所述图像识别和处理系统(4，15)检测每个容器(2)上的所述容器典型构型特征(4)的取向和/或实际构型，由此这样控制标签(3)转移到对应容器(2)上的转移时刻：使得标签在那里在施加上之后相对于所述容器典型构型特征(4)最佳地定位。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，将对应标签(3)转移到容器上的转移时刻或起动时刻也根据输送元件(8)的速度来控制。

3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，通过用于控制转移时刻或起动时刻的所述图像识别和处理系统感测对应的容器典型构型特征(4)的当前形状，例如该构型特征的至少两个参考区域或参考棱边的距离。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，感测容器(2)在所述至少一个相机(15)旁边经过的运动方向(A)上彼此相继的至少两个参考区域或参考棱边的距离。

5.如上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，容器(2)在被控制标签转移时刻的所述图像识别和处理系统的所述至少一个相机(15)检测前在其容器典型构型特征(4)方面以一预给定的取向定向。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，容器(2)的所述定向通过容器(2)绕容器轴线的受控制的旋转进行。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，容器(2)各安置在一个容器托架(7)上，所述容器托架为了所述定向通过驱动装置可绕容器轴线受控制地旋转。

8.如上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，容器(2)的定向分别通过光学检测至少一个容器典型参考区域、例如至少一个容器典型参考棱边(4.1)来进行。

9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述定向在使用具有至少一个相机(13，14)的图像识别和处理系统的情况下进行。

10.如上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，容器的定向在至少两个时间上彼此相继的步骤中进行，具体说首先通过检测容器典型构型特征的对应的实际位置或取向、通过将该实际位置与给定位置或取向相比较和通过将容器旋转到给定位置对每个容器(2)进行粗定向以及通过接着重新通过检测容器典型构型特征的实际位置或取向、通过将该实际位置与给定位置或取向相比较和通过将容器(2)到旋转给定位置来精密定向。

11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，粗定向以及精密定向分别在使用各具有至少一个相机(13，14)的图像识别和处理系统的情况下进行。

12.如上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于使用一个公共的计算机(12)供控制转移时刻的图像识别和处理系统用以及公所述至少一个控制容器(2)定向的图像识别和处理系统用。

13.如上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于使用一个公共的相机(14)供控制标签转移时刻的图像识别和处理系统用以及供控制容器(2)定向、例如精密定向的图像识别和处理系统用。

14.如上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述标签(3)是自粘贴的标签。

15.如上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，使用回转结构式的贴标机(1)，该贴标机具有一被驱动绕垂直机器轴线回转的转子(8)，该转子具有多个设置在转子周边上的容器托架(7)，在所述容器托架上容器(2)在所述至少一个相机(13，13.1，13.2，14，15)旁边以及在所述至少一个贴标站(9)旁边经过。

16.用于将标签(3)相对于至少一个容器典型构型特征(4)位置精确地施加到瓶、罐或类似容器(2)上的贴标机，具有至少一个图像机器和处理系统，所述图像机器和处理系统具有至少一个相机(15)，通过所述相机检测在输送元件(8)上在所述相机旁边经过的每个容器(2)的容器典型构型特征(4)并且该系统提供一个控制贴标签过程的信号，以及在输送元件(8)的运动轨迹上具有至少一个贴标站(9)，其特征在于，所述图像识别和处理系统(4，15)检测每个容器(2)上的容器典型构型特征(4)的取向和/或实际构型并由此形成一个控制对应标签(3)在贴标站(9)上的转移时刻的信号。

17.如权利要求16所述的贴标机，其特征在于，将对应标签(3)转移到容器上的转移时刻或起动时刻也根据输送元件(8)的速度来控制。

18.如权利要求16或17所述的贴标机，其特征在于，用于控制转移时刻或起动时刻的图像识别和处理系统感测对应的容器典型构型特征(4)的当前形状，例如该构型特征的至少两个参考区域或参考棱边的距离。

19.如权利要求18所述的贴标机，其特征在于在输送元件(8)上设置的托架(7)，所述容器托架为了容器(2)的定向通过驱动装置可绕容器轴线受控制地旋转。

20.如上述权利要求中任一项所述的贴标机，其特征在于用于使容器(2)定向的机构分别通过光学检测至少一个容器典型参考区域、例如至少一个容器典型参考棱边(4.1)进行。

21.如权利要求20所述的贴标机，其特征在于用于使容器(2)的定向图像识别和处理系统，该系统具有至少一个相机(13，14)。

22.如上述权利要求中任一项所述的贴标机，其特征在于，用于使容器定向的机构在至少两个时间上彼此相继的步骤中进行，具体说首先通过检测容器典型构型特征的对应的实际位置或取向、通过将该实际位置与给定位置或取向相比较和通过将容器旋转到给定位置对每个容器(2)进行粗定向以及通过接着重新通过检测容器典型构型特征的实际位置或取向、通过将该实际位置与给定位置或取向相比较和通过将容器(2)到旋转给定位置来精密定向。

23.如权利要求22所述的贴标机，其特征在于，用于粗定向以及精密定向的机构分别由各具有至少一个相机(13，14)的图像识别和处理系统构成。

24.如上述权利要求中任一项所述的贴标机，其特征在于一个公共的计算机(12)供控制转移时刻的图像识别和处理系统用以及公所述至少一个控制容器(2)定向的图像识别和处理系统用。

25.如上述权利要求中任一项所述的贴标机，其特征在于一个公共的相机(14)供控制标签转移时刻的图像识别和处理系统用以及供控制容器(2)定向、例如精密定向的图像识别和处理系统用。

26.如上述权利要求中任一项所述的贴标机，其特征在于，所述至少一个贴标站(9)构造成用于处理自粘贴的标签(3)。

27.如上述权利要求中任一项所述的贴标机，其特征在于，该贴标机是回转结构式的贴标机，具有一个被驱动绕垂直机器轴线回转的转子(8)并具有多个设置在该转子周边上的容器托架(7)。

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