CN101885393A

CN101885393A - 用于在贴标机中对齐容器,尤其是瓶子的装置和方法

Info

Publication number: CN101885393A
Application number: CN2010101782101A
Authority: CN
Inventors: 安东·尼德迈尔; 卡尔·艾兴格尔
Original assignee: Krones AG
Current assignee: Krones AG
Priority date: 2009-05-12
Filing date: 2010-05-11
Publication date: 2010-11-17
Anticipated expiration: 2030-05-11
Also published as: US20100289890A1; EP2251270A2; EP2251270A3; US8723947B2; DE102009020921A1; ES2387475T3; CN101885393B; EP2251270B1; JP5145610B2; JP2010265033A

Abstract

本发明涉及一种用于在贴标机中对齐容器，尤其是瓶子的装置和方法。所述装置包括用于需要被对齐的容器的旋转支架、用于对容器进行成像的摄像机单元以及用于触发所述摄像机单元的成像功能的接近开关。这允许准确地对齐，并且减小时间花费与空间需求。

Description

用于在贴标机中对齐容器，尤其是瓶子的装置和方法

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1和10的前序部分所述的装置和方法。

背景技术

在装灌线上处理瓶子时，特别是在把标签贴到贴标机中的容器上时，经常有必要对齐容器的旋转位置，以便确保例如在毛口(burr)与标签之间具有足够大的距离和/或将标签相对于玻璃浮凸装饰正确地定位。

关于这一点，从EP 1 205 388 B2已众所周知，利用4个摄像机记录下容器在其整个圆周上的外表面，以在所记录的图像中评估合适的特征，并向驱动系统发送指令以将容器围绕其纵轴旋转到所希望的位置。

在这一类装置中，容器以恒定的角速度转动，所述恒定的角速度在正在记录特征时需被尽可能精确地遵守。另外，需要被对齐的容器必须以恒定的速度移动经过摄像机，这样，容器的旋转位置以及它们在机器中的位置(例如机器中的旋转式传送带的角位置)才能被精确地定位。

考虑到在转动容器并将其移动经过摄像机的驱动系统与拍摄图像的触发时间之间的相互作用中的不精确性(轮齿隙、同步速度变化等)，上述方法的精确性通常是不够的，因而随后必须要利用独立的摄像机对容器进行细微的调整。为此，在机器中不得不提供额外的机器位置。

发明内容

本发明的目的是提供一种以较小的时间花费与较小的空间要求准确地对齐容器的旋转位置的装置和方法。

这一目的通过用于触发摄像机单元成像功能的接近开关得以实现。这使得单个摄像机图像的触发不依赖于同步速度变化。由于这提高了图像评估的精确度，所以容器的旋转位置可以用一个步骤来矫正，也就是说，不需任何细微的调整。另外，容器旋转的加速和/或减速斜坡(deceleration ramp)可包括在特征的记录中，而且机器中为此目的所需要的空间能够得以利用。

接近开关优选包括以预定的旋转角度间隔设置在支架上的多个触发信号发生器以及包括至少一个触发信号接收器的固定的接收单元。因此能够首先根据所述触发信号发生器的角位置产生触发信号。这使得能够精确确定容器的旋转位置和对齐。

根据一个有益实施例，当所述触发信号发生器位于离所述接收单元最小距离处的旋转位置时，至少每隔两个触发信号发生器位于所述触发信号接收器的对面。这使得能够进行可靠的触发。

优选地，装置另外包括将所述支架沿着所述触发信号接收器的接收区移动的传送器件。因此能够将容器的连续流对齐。

多个触发信号接收器以有利的方式布置在所述接收单元中，从而使所述传送器件使所述支架沿着所述触发信号接收器的接收区连续地移动。因此能够将多个摄像机彼此独立地触发。

根据一个优选实施例，所述触发信号接收器分布在与所述传送机构的传送方向基本平行地延伸的至少两个平面上。这样就使得所述触发信号接收器的重叠布置模式成为可能。

所述接收单元以有利的方式包括多个触发信号接收器，相邻触发信号接收器之间的距离与所述支架的旋转移动的加速和/或减速斜坡的轮廓相适应。因此在记录特征时能够将加速和/或减速斜坡包括在内，而且为装置提供了尤其紧凑的结构设计。

根据一个尤其有益实施例，所述接近开关对磁场是灵敏的。磁性接近开关对污染特别不灵敏。

根据一个优选实施例，所述装置进一步包括计算单元，该计算单元用于在已成像的容器上定位特征并用于计算容器的实际旋转位置；以及控制单元，该控制单元用于使容器移动到所希望的旋转位置。因此能够将容器带到适于贴标签的旋转位置上。

所述技术问题另外还通过一种用接近开关触发对容器的成像的方法得以解决。这使得单个摄像机的触发不依赖于同步速度变化。由于这样提高了图像评估的精确度，容器的旋转位置可以用一个步骤来矫正，也就是说，同样不需任何细微的调整。另外，容器旋转的加速和/或减速斜坡可被包括在特征的记录中，而且能够利用机器中为此目的所需的空间。

根据一个优选实施例，触发信号发生器与容器共同旋转，而且，当触发信号发生器接近固定的接收单元时，至少每隔两个触发信号发生器将产生触发信号。这使得能够实现可靠的触发，且这种触发是不依赖于同步速度变化的。

一个特别有利的实施例是这样构思的：在触发信号发生器的旋转位置上(在该位置上，每个触发信号发生器位于离所述接收单元最小的距离)，所述触发信号达到预定的触发水平，从而输出触发对容器成像的触发控制信号。

一个优选实施例是这样构思的：在容器的展开示图的形成的同时，所述容器沿着所述接收单元的至少一个接收区移动。因此能够对齐容器的连续流。

根据一个有益实施例，所述触发信号在所述接收单元的不同触发信号接收器中产生。因此能够将多个摄像机彼此独立地触发。

根据一个优选实施例，所述方法进一步包括下列步骤：在已成像的容器上定位特征并计算所述容器的实际旋转位置；以及使所述容器移动到所希望的旋转位置。因此，所述容器可被带到一个适合于贴标签的旋转位置上。

附图说明

附图中示出了本发明的优选实施例，下面对其进行说明。

图1示出了根据本发明的用于对齐容器的旋转位置的装置的示意性俯视图；

图2示出了根据图1的接近开关的具体示意图；以及

图3示出了接收单元的示意性侧视图。

具体实施方式

根据图1和图2，例如可以是贴标机的装置1包括多个用于容器5(尤其是瓶子)的旋转支架3，所述旋转支架3例如是具有定心装置的以马达驱动的转盘，而所述容器5(尤其是瓶子)通过围绕它们的主轴旋转来相对于它们的旋转位置

对齐。所述支架3在例如传送转盘的传送器件7上循环。

所述装置另外包括固定的摄像机单元9，该摄像机单元9包括任意数量的摄像机10，这些摄像机用来记录容器5的特征5a，例如毛口或浮凸装饰。为此，传送器件7将容器5传送通过摄像机单元9的成像区9a，同时所述支架3使得容器5的外围表面5b的展开示图(developed view)形成在摄像机单元9的前面。成像区9a可以由摄像机10的重叠成像区组成。

图像数据的获取，比如对将要展开的表面5b的局部示图的记录，是在各预定的旋转位置

处由接近开关11触发的。在所示出的实例中，每当支架3前进旋转角度间隔

时，就对容器5进行拍照。为此，触发信号发生器13(例如磁铁)以规律的旋转角度间隔

布置在支架3上，这些触发信号发生器13在接近固定的接收单元15时，在该接收单元15中产生相应的触发信号T。当触发信号T达到预定的触发水平P时，接收单元15将触发控制信号S发送给摄像机单元9，从而记录下容器5的图像。装置1另外包括用于存储及进一步对图像数据进行处理的计算单元17。

接收单元15优选包括独立的触发信号接收器19，例如霍尔传感器，当沿着传送器件7的传送方向看时，所述触发信号接收器19是一个接一个地布置，并且优选地它们覆盖摄像机单元9的整个成像区9a。

图2示出了接近开关11基于通过成像区9a的支架3的两个位置的操作模式；为清楚起见，省略了相邻的支架3。支架3以角速度ω₁旋转，而传送器件7则以角速度ω₂旋转。

触发信号发生器13均匀地分布在支架3的圆周上的位置A-H处，在本例中，相应的旋转角度间隔

为45°。然而，也可以使用其它的旋转角度间隔

触发信号接收器19同样均匀地分布在接收单元15的位置A’-H’处，所述触发信号接收器19之间的距离由角度间隔

限定。

角度间隔

与

以及角速度ω₁与ω₂被这样调整，即，在触发信号发生器13位于距接收单元15距离最小的位置处，在由触发信号接收器19所覆盖的接收区20中的位置处，所述触发信号发生器13与触发信号接收器19相对，从而在触发信号发生器13与触发信号接收器19相对布置时，将达到或超过触发水平P。在所示出的实例中，在触发的那一刻，位置D位于位置D’的对面，位置F位于位置F’的对面(以虚线标示)。另外，在触发的那一刻，E将位于E’的对面，G将位于G’的对面等等(未示出)。

根据图2，触发信号发生器13与触发信号接收器19的数量是相同的，从而在相邻的触发信号接收器19中生成连续的触发控制信号S。由此得出结论，触发信号发生器13的数量优选与对容器的每一展开示图所要求的摄像机图像数量相一致。然而，接收单元15包括的触发信号接收器19的数量也可以少于设置在所述支架3上的触发信号发生器13的数量。

例如，触发信号接收器19可以在A’-H’处仅每隔一个位置或每隔两个位置来设置，这样，在触发信号发生器13接近接收单元15时，仅每隔一个或每隔两个触发信号发生器13将触发触发控制信号S。但是假如所需要的触发控制信号S多于所设置的触发信号接收器19的数量，则可以从由触发信号发生器13先前触发的触发控制信号S之间的时间间隔来计算出“丢失的”触发时刻。不言而喻，这样的计算(例如插值(interpolation))也能够在触发信号发生器13的数量与触发信号接收器19的数量相同的时候进行。这样就能够在旋转角度间隔中的中间位置上拍摄额外的摄像机图像。

在传送器件7的传送方向上的接收区20足够大以至于同步速度变化(这种同步速度变化在贴标机中是常见的，尤其是对于角速度ω₁与ω₂而言)不能有下述作用：触发信号发生器13在出错的情况下无法在相关的触发信号接收器19中登记，因而没有产生触发控制信号S。为此，所述触发信号接收器19可布置成使得相邻的触发信号接收器19的接收区20互相重叠。这样，触发信号发生器13与触发信号接收器19分布在与传送器件7的传送方向基本平行地延伸的至少两个平面Y₁、Y₂上。在图3中，为接收单元15示意性地绘出了这一点。然而，当所述支架3的直径不够大，因而不能以使触发信号发生器13彼此间具有足够的距离的方式来布置必要数量的触发信号发生器13时，这样一种在多个平面Y₁、Y₂上的分布也将是必要的。

接近开关11优选基于磁性操作原理，也就是说，它响应作用于其上的磁场，以便确保装置能够运转而不会对污染灵敏。但是，也可以想到用其他用于位置探测的无接触操作单元(例如光垒)作为接近开关11。在这种情况下，触发信号发生器13可被实施成反射或反向散射表面。

触发信号发生器13可布置在支架3上能够分辨旋转位置

的任意位置上，例如布置在所述支架3的下表面上，也可以选择性地布置在支架3的驱动单元上，例如在马达和/或轴(未示出)上。

接收单元15可包括任意的对磁场灵敏的触发信号接收器19。这些触发信号接收器19的数量优选至少与为记录特征5a所需要的摄像机图像的数量相一致，或者与为容器5的全部展开示图所需要的局部示图的数量相一致。

在表面5b的整个展开示图期间，角速度ω₁不需保持恒定。支架3的旋转移动的加速与减速斜坡可以例如包括在特征5的记录中。与所示的实例不同，距离或角度间隔

必须为与角速度ω₁的相应变化相适配。由此得出结论，与角速度ω₁保持在标称值或最大值的情况相比，在传送器件7在支架3的加速和/或减速斜坡期间保持基本恒定的角速度ω₂的情况下的角度间隔

要更大。

传送器件7不限于传送转盘，它在形状上也可以是线状的和/或弯曲的，其也可以例如由传送带组成。这样，触发信号接收器19的布置应当以合适的方式与传送器件7在成像区9a中的改变的形状相适配。如有必要，角度间隔

也将由相当的线性参量来代替。

计算单元17计算容器5的实际旋转位置。为能够移动到所希望的旋转位置，装置1另外包括控制单元21，该控制单元21生成合适的控制信号并将其输送至支架3的驱动单元上，例如伺服马达。

在附图中示出的实施例的上述变例可以任意的方式相组合。

根据本发明的装置可按下述方式来利用：

各自以居中的方式保持在旋转支架3上的需要被对齐的容器5的连续流从传送器件7供应给接近开关11。一旦触发信号发生器13接近接收单元15到使得达到或超过所述接收单元中的触发级别P的程度，接收单元15将把触发控制信号S发送给摄像机单元9，以便拍摄摄像机图像。与此同时，传送器件7与支架3继续旋转。一旦下一触发信号发生器13接近接收单元5到足够的程度，另一触发控制信号S将被发送给摄像机单元9。测量数据的获取以这种方式继续，直到已形成容器5的整个外围表面的展开示图。在测量区9a中可同时存在多个容器，各个容器将由不同的摄像机10来记录。

接着，对成像数据进行评估，对特征5a加以定位，计算出容器5的旋转位置

的实际位置并将合适的控制信号发送给支架3，从而确立容器的旋转位置

的所希望的位置。

本发明提供的总的优点在于，触发时刻以及摄像机图片的拍摄仅仅取决于触发信号发生器13的旋转角度位置

因此与在贴标机中经常发生的传送器件7和支架3的同步速度变化无关。数据获得与位置确定之间的时间相关性在本发明中是极其精确的，通常为100μs。由于对齐精确度的提高，随后就可以无需对容器5进行另外的精确调整就可以实施标签的粘贴。装置1(例如具有容器对齐功能的贴标机)因而能够具有更为紧凑的整体结构设计。

另外，在记录特征5a之前不必要将支架3加速到标称速度，也不必在正在记录特征5a的同时精确地维持所述标称速度。相反地，加速和减速斜坡可包括在对容器的外围表面的展开之中。在这种情况下，只需以合适的、不同的距离

安排所述触发信号接收器19的位置即可。这使得装置1甚至能够具有更为紧凑的结构设计。

容器5的展开不依赖于机器的性能。如果贴标机的运转慢于额定速度，容器表面5b的展开示图的形成速度将相应地减小。