CN101885392B - 对容器尤其是瓶子的旋转位置进行定位的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用来对容器尤其是瓶子的旋转位置进行定位的方法和装置，当容器正被转动时，在容器中或利用容器检测容器的特征，并根据所检测到的特征来计算容器的实际旋转位置，以及计算使容器运动到所期望的旋转位置的控制信号。本发明减少了容器定位所需要的时间。

Description

对容器尤其是瓶子的旋转位置进行定位的方法和装置

技术领域

本发明涉及一种用于对容器尤其是瓶子的旋转位置进行定位的方法和装置。

背景技术

在对容器贴标签之前，例如必须在贴标签机中对容器的旋转位置进行定位，例如以确保模缝(molding seam)与标签充分隔开和/或使标签相对于玻璃压印正确地定位。

关于这方面，根据EP 1 205 388 B2已知：通过四个成像传感器检测容器整个外围的表面区域，对所拍摄的照片分析匹配特征并向驱动系统发送命令，以使容器绕其纵轴以相对最短的旋转到达所期望的位置。在容器最终运动到所期望的位置之前，由于这样做可能需要改变方向，因此在图像分析之后，首先需要使容器停止旋转。

JP 4-367432也描述了一种方法，其中，通过分析视频信号来检测旋转容器的特征，其中，在容器运动到所期望的位置之前，首先使容器停止旋转，并为此将容器转移到单独的驱动单元上。

发明内容

根据现有技术，希望减少容器定位所需的时间。在对连续的容器流(acontinuous stream of containers)进行定位的过程中，所需的空间之后也将会减少，例如定位所需的机器各部分的数量。本发明的目的是提供一种相对改进的方法。

该目的可通过步骤b)至d)实现，步骤b)至d)分别为：检测容器的特征；根据所检测到的特征来计算容器的实际旋转位置；并计算用于使所述容器运动到所期望的旋转位置的控制信号，这些步骤均在执行步骤a)期间完成，在步骤a)中，使待定位的容器旋转。由于用于使容器运动到所期望的旋转位置的控制信号在电机运行时已经被计算出并被输出，这样就省去了减速斜坡和加速斜坡，并且容器能够快速运动到所期望的旋转位置。

优选地，在步骤a)至e)中，不中断地旋转容器，直到其到达所期望的旋转位置。通过避免在容器到达所期望的位置之前停止，避免驱动器的滑动，从而改进定位的准确性。

在优选实施例中，容器在所期望的旋转位置停止转动。因此，尤其可以灵活设计后续生产步骤的起点或时间。

优选地，容器绕其主轴旋转。这有利于检测实际旋转位置的容器表面特有的特征。

此外，有利的是：在步骤e)中，容器以与步骤a)基本上相同的角速度旋转直到其到达减速斜坡。这可减小所需的加速斜坡的数量，并且从而减少了容器定位所消耗的能量。

但是这样也是有利的：在步骤e)中，使容器至少临时以大于步骤a)中的角速度旋转。因此，使得容器运动到所期望的旋转位置所需的时间进一步减小，从而使得容器定位的总耗时也进一步减小。

在一个优选的实施例中，在步骤e)中，将角速度修正为旋转位置校正角。因此，即使实际旋转位置与所期望的旋转位置之间的差别由于各单个容器而严重偏离，也可使容器运动到所期望的旋转位置所需的时间标准化。这样既可节省时间又可节约能源。

优选地，容器的特征通过成像来检测，从而可以灵活地检测容器的实际旋转位置而无需与其接触。

在特别优选的实施例中，在步骤a)至e)中，使容器沿传输路径运动。因此，可以对连续的容器流进行定位。

有利地，对容器定位的步骤a)至e)是为容器贴标签方法的一部分，其中，容器在附加的步骤g)被贴标签。

在为容器贴标签方法的一个优选实施例中，在步骤e)和g)之间插入步骤f)，在步骤f)中，对容器的旋转位置进行重新调节。

该技术问题也可通过用于为容器的旋转位置定位的装置来解决，其中，控制单元被设计为使得当电机运行时，控制单元计算并输出用于将容器运动到所期望的旋转位置的控制信号。按这种方式，可省去减速斜坡和加速斜坡，并且容器可快速运动到所期望的旋转位置。

优选地，电机为伺服电机。这样可允许既简单又精确地运动到所期望的旋转位置。

此外，在装置的一个特别优选的实施例中，还包括传输器件，在容器旋转位置的定位期间，该传输器件使容器沿预定传输路径运动。因此，能够定位连续的容器流。

该技术问题也可通过包括根据本发明的装置的贴标机来解决。

附图说明

附图中示出了本发明的一个优选实施例，下面将对其加以说明。

单张图示出了根据本发明的方法的时间图，并且示出了待定位的容器1的旋转速度ω相对于时间t的有关过程。

具体实施方式

由图可以看出，在工序步骤a)中，例如瓶子的容器1在由电机2(未示出)以角速度ω驱动的例如转盘的支撑件3上旋转，并且同时利用传输器件5沿传输路径(未示出)6以速度v运动。此外，在过程步骤a)期间，也执行了下文说明的工序步骤b)至d)。

在步骤b)中，引导容器1通过成像传感器单元7的图像区域以检测适于确定容器1的旋转位置

的容器1的特征9。例如可以包括一个或几个相机的传感器单元7产生诸如容器1的单个相机图片的测量数据M。

在步骤c)中，计算单元11利用测量数据M检测特征9(例如模缝)的位置，并在此基础上分别计算容器1或支撑件3的位置数据L，尤其分别计算出容器1或支撑件3的实际旋转位置

和/或用于从容器1的实际旋转位置

到所期望的旋转位置

进行校正的旋转位置校正角

在步骤d)中，控制单元13分别产生用于支撑件3的控制信号S并将该信号传输至电机2，以根据位置数据L使容器运动到所期望的旋转位置

在步骤e)中，支撑件3被旋转直到容器1达到所期望的旋转位置

在实施例中，在步骤a)中和在过渡到步骤e)期间，容器1不被中断地旋转，即，容器1的角速度ω优选地总是大于0，直到容器到达所期望的旋转位置

因此，可减少支撑件3的驱动中的滑动并减小旋转位置定位过程中所涉及的不精确性。此处，不被中断旋转是指一种连续工作模式，例如，该模式包括使用步进电机。

在所期望的旋转位置

处的角速度ω优选为0。对于使旋转位置

相对于传输路径6保持不变直至进一步的处理或测试步骤开始来讲，旋转位置

的这种静止位置是所期望的。

但是，后者不是必须的。例如，可使所期望的旋转位置

处的角速度ω适合于后续的处理或测试步骤，例如贴标签，以在旋转过程中实现平稳过渡并从而省去了加速斜坡。

在步骤a)，尤其在步骤b)中，瓶子1的角速度ω基本保持不变，如图1中用值ω₁所显示的。但是，这不是必须的。

对于步骤e)，一方面，可以保持步骤a)中的角速度ω₁不变直至在步骤

e)结束时到达减速斜坡A。因此，将到达所期望的旋转位置

需要的加速和减速斜坡的数量减到最小，从而将用于旋转位置校正的能量消耗降到最低。另一方面，步骤e)可以包括达到最大角速度ω₂的加速斜坡B，其中：ω₂＞ω₁，以分别减少或最小化运动到预定旋转位置

所需的时间。在图1中，这由速度曲线的虚线示出。但是，所示的角速度ω的路线仅仅通过实例的方式给出，而且该速度在步骤a)或在步骤b)、c)和/或d)中也是可以变化的。

也可以将步骤e)中的角速度ω、尤其是最高速度ω₂和/或平均角速度ω₃修改为先前计算出的实际旋转位置

和所期望的旋转位置

之间的旋转位置校正角

从而，可以在相同和/或最佳时间范围框架内对旋转位置

进行定位，该旋转位置

也可与每一情况中所要求的旋转位置校正角度

无关。例如，如果需要，在较大的旋转位置校正角度

中，角速度ω只会增加。这将是在节省时间和节约能源之间的一个折中。

容器1在支撑件3上绕容器1的对称轴旋转，优选绕其主轴1′旋转，这样传感器单元7可检测容器1的圆柱表面区域或整个容器外围上的类似适合区域，例如瓶子的肩部。容器表面上的特征9可以是不均衡的，例如压印。特征9或几个特征9一定表现出不对称，然而，这与各个旋转轴的定义无关。

由图还可以看出，在步骤a)和e)期间，容器1利用传送器件5优选以恒定的速度v进一步连续地运动，从而使连续的容器流相对于旋转位置

定位。这在图中仅被象征性地示出。传送器件5可以沿直线或曲线输送路径6运行。在一个特别优选的变例中，传送器件5为基本上均匀分布在周边的带有支撑件3的旋转式输送带。支撑件3通常包括用于容器1的中心器件(未示出)。

结合传感器单元7、计算单元11和控制单元13，通过实例描述步骤b)至d)中数据M、L、S的采集和传输。但是，这些功能可以任意分配给这些单元中的一个或几个。例如，计算单元11也可包括视频信号的输入电路和用于分析图像数据的带通滤波器。控制单元13优选但不是必须地被设计为单独的装置，该装置通过标准化的数据信道与计算单元11进行通信。

例如，基于计算机的摄像系统可以照相，可以根据所拍摄的图像计算实际的旋转位置并且可通过CAN总线将计算出的数据L传输至伺服控制器，同时可能将预定旋转位置

和/或旋转位置修正角

传输至伺服控制器。这样可以计算出将容器1定位所需的轨迹，可能需要考虑沿传输路径同时的运动，并相应地致动伺服电动机以驱动每一个容器1的支撑件3。然而，对于支撑件3，也可采用其他类型的驱动系统和电机。

如所显示的那样，步骤b)，c)和d彼此紧随而没有中断或重叠，同样，虽然这是优选的，但不是必要的。

优选采用根据本发明的方法，直接对容器1的上游贴标签，例如用贴标签机。但是，它也适合与其他处理方法和/或测试方法结合使用。

根据对定位精确度的要求，可以在后面的步骤e)中对预定旋转位置

进行微调。因此，一般要求根据步骤a)至e)在小的旋转位置范围内对特征9重新检测并计算以及重新使容器1运动到所期望的旋转位置但是，一般情况下，无需任何附加的微调步骤也可为容器贴标签。

Claims (11)

1.一种用于对容器的旋转位置进行定位的方法，其包括下列步骤：

a）旋转待定位的容器（1）；

b）在整个容器周边上检测所述容器（1）的特征（9）；

c）根据检测到的特征（9）来计算所述容器（1）的实际旋转位置

d）计算用于使所述容器（1）运动到所期望的旋转位置

的控制信号（S）；以及

e）使所述容器运动到所述所期望的旋转位置

其中所述容器（1）在步骤a）-e）中沿着传输路径（6）运动，其特征在于，

所述所期望的旋转位置

是后续对所述容器贴标签的开始位置；

步骤b）至d）在执行步骤a）期间执行；以及

所述容器（1）在步骤a）至e）中不被中断地旋转直到到达所述所期望的旋转位置

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述容器（1）在所述所期望的旋转位置

停止旋转。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述容器（1）绕其主轴（1′）旋转。

4.根据权利要求1或2中所述的方法，其特征在于，所述容器在步骤e）中以大致与步骤a）中相同的角速度（ω₁）旋转至减速斜坡（A）。

5.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，步骤e）包括达到最大角速度（ω₂）的加速斜坡（B），其中所述角速度（ω₂）大于步骤a）中的角速度（ω₁）。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，将在步骤e）中的所述角速度（ω₂）修正容器（1）的先前计算出的实际旋转位置

和所期望的旋转位置

之间的旋转位置校正角度

从而使容器（1）运动到所期望的旋转位置

所需的时间标准化。

7.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述容器（1）上的所述特征（9）通过成像来检测。

8.一种用于为容器贴标签的方法，包括以下步骤：

a）-e）根据权利要求1-7中的一项对所述容器（1）进行定位；以及

g）为所述容器（1）贴标签。

9.一种用于执行根据前述权利要求中的至少一项所述的方法的装置，其包括：

-具有电机（2）的至少一个可旋转的支撑件（3），其用于旋转待定位的容器（1）；

-至少一个成像传感器单元（7），其用于在整个容器周边上检测所述容器（1）上的特征（9）；

-计算单元（11），其用于根据所检测到的特征来计算所述容器（1）的实际旋转位置

-控制单元（13），其用于驱动所述电机（2），以及，

-传输器件（5），其在所述容器（1）的旋转位置

定位期间使所述容器（1）沿预定传输路径（6）运动，

其特征在于，

-所述控制单元被设计为使得当所述电机（2）运行时，所述控制单元计算并输出用于使所述容器（1）运动到所期望的旋转位置

的控制信号，从而所述所期望的旋转位置是后续对所述容器贴标签的开始位置，并且所述容器在步骤a）至e）中不被中断地旋转直到到达所述所期望的旋转位置

10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述电机（2）为伺服电机。

11.一种包含根据权利要求9或10所述的装置的贴标机。