CN103718026B - 空瓶检查 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于监控瓶子(2)或者类似容器的检查装置(1)，包括至少一个发光单元(6)和至少一个照相机(7)，其中所述至少一个发光单元(6)布置在待测瓶子(2)的上方。为了还能够检测不同颜色的瓶子(2)，并且为了还能够可靠地探测例如锈垢(4)，根据本发明，发光单元(6)被设计为光源电路板(6)，其中的光源(8)发出至少颜色可变为瓶子的颜色的光，瓶子的颜色在瓶口(3)区域确定，其中光源(8)布置为辐射状间隔的光源环(9)，每一个相对于光源电路板(6)的中心同心，并且发出的光至少部分地引入瓶口的内部。使用LED，至少根据瓶子颜色而颜色被调制的光有利地被引入瓶口(3)的内壁。

Description

空瓶检查
技术领域
本发明涉及用于监控瓶子或者类似容器的检查装置，包括至少一个发光单元和至少一个照相机，其中所述至少一个发光单元布置在待测的瓶子上方。并且，本发明还涉及用于空瓶检查的方法，特别是使用该检查装置检查瓶子的口部的方法。
背景技术
这样的瓶子或者类似容器可用于液体，例如饮料。这样的容器可使用透明的或者半透明的材料制备，例如玻璃，或者半透明的塑料，例如PET。特别地，玻璃瓶可具有不同的着色，仅仅作为示例提及，例如棕色和绿色，也可以是蓝色的瓶子颜色。当瓶子或者类似容器为空的时，优选当其被清洁后，它们被传送装置引导穿过检查装置。众所周知瓶子也可使用所谓的金属盖或者其它可氧化的盖元件密封。对此，就有可能例如金属盖氧化，因此已经不存在的金属盖或者其它可氧化的盖元件的锈斑沉积在瓶子的口部。如果检查装置探测到沉积的锈斑，尽管空瓶已经通过了清洁装置，这个相关的瓶子也会在合适的位置从瓶子队列排除出去，并被销毁或者重新进入清洁系统之前的瓶子队列。
通常地，发光单元发出相同光谱的光，因此是相同的颜色，这就是为什么检查装置不能总是针对不同颜色设计的瓶子获得可靠的检查结果。因此，尽管还存在沉积的锈斑，瓶子有可能作为“好的”瓶子通过检查装置以及下游的废弃装置，尽管该相关的瓶子实际上应当由于存在污染物而被分离出来。如果这样的瓶子进入以后的生产工序，这将导致无益的停机时间，由于充入的产品因为可能接触到这些污染物而从卫生的观点来说是不好的。如果这样的瓶子到了消费者那里，产品的生产者或者系统的制造者可能要进一步受到严重的损失。
发明内容
因此，本发明的任务是改善上文提及类型的检查装置，以及检查方法，通过简单的装置和方法，避免上述的在容器或者瓶子的检查过程中的缺点，特别是针对不同着色的瓶子。
根据本发明，所述任务的装置相关部分由具有权利要求1特征的检查装置解决，其中所述任务的方法相关的部分的方案通过具有权利要求10的特征的检查方法来实现。
提出一种监控瓶子或者类似容器的检查装置，包括至少一个发光单元和至少一个照相机，其中所述至少一个发光单元布置在待测瓶子的上方。有利的是，发光单元设计为光源电路板，其中的光源发出至少颜色和/或各自的强度可变为瓶子颜色的光，瓶子的颜色在瓶子的口部确定，其中光源布置成辐射状间隔的列，也就是布置成光源环，每个光源环都关于光源电路板的中心同心，并且发出的光至少部分地被引入瓶口壁的内部。
方便地，光源可设计为多个LED，每一个LED都发出具有共同发光空间的光。作为示例，LED可发出具有RGB光空间(红色—绿色—蓝色)的光，其当然不是用于限制。
如果光源电路板具有控制与评价单元，或者通过控制与评价单元的方式来选择，以使这样光源的单个同心的列，因此单个光源环，是可选择的，这也是有利的。另外，如果在相应光源环中各个同心列的单个光源是可分别地选择的，这也是方便的。通过这样的措施，可在光源电路板上产生特别需要并且总是可变化的光的图案，甚至包括非常不同的强度，特别是颜色的调制。如果发光单元、也就是光源电路板是可频闪选择的，因此是闪光的，这也是有利的，如果待测的瓶子位于所述检查区域内，优选以颜色调制和/或强度调制方式闪光。
如上文所述，发出的光的一部分被引入瓶口壁的内部。发出的光的另外部分可引导至瓶口的外圆周以便轻度地各其照亮。
瓶子的口部具有凹入的收缩部，其布置在外圆周、瓶口下，在这里最容易沉积锈斑。因此如果发出的光被引入到瓶口的内圆周合适的位置，光可又一次从待测区域发出，因此，例如凹入的收缩部可被方便地检查，这是便利的。而且，辐射到外圆周上的光也应当被引导以便照亮待测的区域，优选该凹入的收缩部。
如果光被引入瓶子的口部的内圆周，也就是从内部进入口壁，并且又一次从外圆周发出，则可方便地实施透射光检查。当然，光进入玻璃材料时，会根据物理定律在光路上发生折射，从玻璃内发出也是一样，这在引导光进入时是应当考虑的，使其能够以需要的光透照待检区域。在此范围，光源电路板也发出定向光。在从外侧照亮瓶口位置(优选凹入的收缩部)的过程中，实施入射光照明。因此如果需要的话，本发明允许透射光和入射光的结合。
同样所述至少一个照相机布置在待测的瓶子上方是有利的。在本发明的意义内，如果照相机适应光源的颜色空间，因此，例如，具有适应光源的颜色空间的滤色片，这也是有利的。例如，所述至少一个照相机可因此被称作RGB照相机。
为了能够通过布置在瓶子上方的照相机检查瓶子的口部的锈垢，提供至少第一光学元件，用于将瓶子的口部的图像，或者镜像，引导到至少一个照相机，这是有用的。该光学元件可设计成反射镜，并且，在各自的设计中，这在空瓶检查的技术领域是公知的。照相机当然也可以布置在瓶子的侧面，和/或瓶子的高度处，和/或瓶子的下面。
如果为了获得瓶子的口部的全方位的图像，提供多个第一光学元件也是有利的。因此，优选地，提供四个光学元件，每一个光学元件都朝向照相机对特定的瓶口部分成像，其中相邻图像的重叠是经常可能的。四个部分的图像可在评价单元和控制与评价单元中合在一起或者被评价。
照相机可布置成其光轴优选为横向的，进一步优选为与竖向的瓶子轴线垂直，这样检查装置，除了第一光学元件外，仍然可具有第二和第三光学元件，将上述图像反射至照相机。
通过该发明，由于其高度灵敏地捕捉或者评价，锈垢或者微小的锈点也变为可探测。为此，适应瓶子颜色的光，也就是颜色调制的光，由光源发出，其中，在控制与评价单元中，标定的数据(也就是标定的颜色)与实际的数据(也就是检查区域的实际颜色)比较或者评价，其中控制与评价单元如上文所述与照相机连接。标定的数据存储在控制与评价单元中。而且，在检查区域中，调制的光强度也是可以测量的。然而，如果布置成同心的光源环的光源选择为环、环的部分和/或单个地选择，这也是有利的，其中颜色的变化以及分别需要的光强度也是可控制的。
有利地，本发明还结合透射光，根据颜色和/或其强度，与光空间—照相机的捕获相适应。特别地，发出光的光色适应瓶子的颜色或者玻璃的颜色。例如，发现具有主要是绿色/蓝色光成分的光不太适应棕色的瓶子，所以使发出的光中红色部分增加以提高透射性。因此，有利的是，首先选择探测玻璃颜色从而使用控制器选择光源电路板或者单独的光源，这样对于相关玻璃的颜色总是发出最有利的检查光(被颜色调制，被强度调制，被引导以恰当的进入)。
当然，本发明的使用合适的光的思想也可转用于其它的检查任务，所以仅仅是引用锈斑探测作为示例，而决不是用于限制。
附图说明
本发明的更多的有利的配置将在所附的权利要求以及下面的附图说明中得到揭示，其中
图1示出了检查装置的基本结构，
图2示出了发光单元的放大的示意图，以及
图3示出了根据本发明的检查装置的侧视图。
具体实施方式
在不同的附图中，相同的部分总是使用相同的附图标记表示，因此这些部分总是只被描述一次。在图1和图3中，反射镜图像的光束路径使用点线表示，没有分别地提供附图标记。
图1示出了用于监控瓶子2或者类似容器的检查装置1。下文中，瓶子2或者类似容器通常指定为瓶子2。瓶子2的制备材料可以是透明的或者半透明的材料，优选为玻璃，或者半透明的塑料，例如PET。作为几个示例，瓶子的材料或者玻璃可以例如是蓝色、绿色或者棕色。
瓶子2具有底部和侧壁。瓶口3布置为与底部相对。使用检查装置1，优选地，瓶子2的瓶口3优选在其被清洁例如污染物，如锈垢4后被检查。
就此而言，这也可被称作是用于锈斑探测的空瓶检查。
锈垢4可由用于密封瓶子2的金属盖滋生。这样的锈垢4优选聚集在瓶颈的凹入收缩部5上。
检查装置1具有至少一个发光单元6和至少一个照相机7，其中所述至少一个发光单元6布置在待测瓶子2的上方。发光单元6设计成光源电路板6(图2)，其中的光源8发出颜色和/或各自的强度可变为瓶子的颜色的光，瓶子的颜色在瓶口3的区域确定，其中光源8布置成辐射状间隔的光源环9，每个都相对于光源电路板6的中心同心，并且发出的光10至少部分地被引入至瓶口壁的内部。
发光单元6或者光源电路板6在图2中示出得更加清楚。可以看到具有各自光源8的同心光源环9。只是作为示例，十一个光源环9a至9k(命名选择为从外至内)布置在光源电路板6上。在各个光源环9a至9k中，相邻的光源8，沿圆周方向观察，例如每个都是等距的。然而可以看到，各个光源环的光源距离可被制成为不同的。例如，与光源环9e至9h和9j相比，光源环9a至9d，以及至9k和至9i具有较小的光源距离，这当然只能理解为示例而决不是限制。在各个光源环中的任何光源距离都是可能的。多于或者少于十一个光源环9也是可能的。偏离基于环形的光源8的布置，光源8的任何可能的分布图案也当然可以布置在光源电路板6上，例如，交叉分布图案也是可能的。
光源电路板6具有用于控制与评价单元12的接口11。光源8优选设计为LED，其可发出不同颜色和不同强度的光。可通过控制与评价单元12选择光源电路板6的光源8。有利地，单独的光源环9中的光源8可被选择形成环，环的部分和/或单个地选择。有利地，有可能选择光源8，使得合适的颜色和合适的强度的光可从发光单元6发出，其中特别地，发出的光适应各自的玻璃颜色。特别地，可能在光源电路板6的不同的区域，不同地控制发出的光的强度。引起光发射模式的选择，当然是可能的。
从图1可以看出，发出的光10被引入瓶口3的内部圆周，或者内侧的玻璃壁，其中该待测区域的外部圆周由同样是发光单元6发出的光19照亮。有利的是，如上所述，在这里不同的光强度可被控制，从而外部圆周只由光19照亮，其中被引导并引入的光10可具有更大的强度。就此而言，通过本发明，使用单一的发光单元6，可以实施透射光的检测以及入射光的照亮。
在图3中，还可以看到第一光学元件13。第一光学元件13对待测区域的圆周部分成像，从而照相机7可以获得待测区域的镜像。照相机7将镜像作为实际的数据传送至控制与评价单元12，其还可被称作控制与评价单元12，但是下文以及之前，仅被称作控制与评价单元12。在控制与评价单元12内或者其评价部分内存储了标定的数据，可将其与从照相机7接收的实际数据相比较。因为发出的光在其颜色部分适应瓶子的颜色，可以方便地设想在控制与评价单元12中，可实施实际颜色与标定颜色的调整。如果探测到高于限定阈值的偏差，就是探测到锈垢4，则废弃信号14传送至废弃站15，其从瓶子队列中移除相关的瓶子2。
为了获得待测区域的圆周图像，有利地可设想使用多个第一光学元件13，例如可提供四个第一光学元件13，其中每个第一光学元件13都成像不同的圆周区域，其中相邻圆周区域的重叠是不利的。四个部分的图像在控制与评价单元12内被合成在一起，形成整个圆周区域的图像，其中当然，分别评价各自部分的图像也是可能的。同样可能的是瓶子2旋转时的情形，也就是旋转的同时检查，这样就不需要沿圆周布置多个第一光学元件13，而是仅仅一个单独的光学元件13就足够了。
每一个光源8都发出相同颜色空间的光。因此，照相机7同样被有用地设计成便于其适应这个颜色空间。例如，光源8可发出RGB颜色空间(红色—绿色—蓝色)的光，从而照相机7也应当设计为RGB照相机。相应的滤色片16配置给照相机7也是可能的，这样的滤色片示出在图3中。
从图1中可以看到，照相机7利用它的光轴X1平行于瓶子的竖轴X2且与其侧向偏离地布置。照相机7可布置在瓶口3的上方。与此相反，在与图3相关的可执行的示例中，照相机7布置成其光轴X1是横向的，优选垂直于瓶子的竖轴X2，并且位于待测瓶子2的上方。在图3中，可以看到四个第一光学元件13，其中每个第一光学元件13都对待测区域的不同圆周部分成像。
由于照相机7布置成其光轴X1横向于瓶子的竖轴X2，需要对第一光学元件13采集的图像重新定向，这通过第二和第三光学元件17和18实现。这不需要进一步的解释。
本发明的有利方面是发光单元6，也就是光源电路板6，发出适应各个瓶子颜色的光，也就是颜色调制的光，从而可以例如针对可能的锈垢4实施可靠的检查。光源环9的冠状类型的激活是可能的，例如获得定向的光。透射光检查是有用的，其中发出的颜色调制的光照射进入瓶口3的内壁，其中透射光的检查可与入射光的照亮结合。入射和出射光的物理折射可在图1中看到，其中定向的、颜色调制的光可被引入从而确保其从待测区域也就是优选在凹入的收缩部5的区域射出。
附图标记列表
1 检查装置
2 瓶子
3 瓶口
4 锈垢
5 凹入收缩部
6 发光单元/光源电路板
7 照相机
8 光源
9 光源环
10 引入的发射光
11 连接至6的接口
12 控制与评价单元
13 第一光学元件
14 废弃信号
15 废弃站
16 滤色片
17 第二光学元件
18 第三光学元件
19 引导至外圆周的光

Claims (18)

1.用于监控瓶子(2)或者类似容器的检查装置，其具有至少一个发光单元(6)、至少一个照相机(7)、和控制与评价单元(12)，其中至少所述发光单元(6)布置在待测瓶子(2)或类似容器的、或者待测瓶子(2)或类似容器的传输路径的上方，其特征在于，
所述发光单元(6)设计成光源电路板(6)并且由控制与评价单元(12)控制而发出至少颜色可调制的光，从而所述光源电路板(6)的光源(8)发出至少颜色可变为在瓶口(3)区域或类似容器的口部区域所确定的瓶子颜色或类似容器颜色的光，光被引导穿过瓶子(2)的或类似容器的开口照射至瓶子或类似容器的内表面，并且射出的、光的透射部分通过所述至少一个照相机(7)被直接或者间接捕获，并且所述照相机(7)是颜色敏感的照相机。
2.如权利要求1所述的检查装置，其特征在于，所述光源(8)布置成辐射状间隔的光源环(9)，每个光源环(9)围绕所述光源电路板(6)的中心同心地布置，并且发出的光至少部分地被引入瓶口壁或类似容器口壁的内部。
3.如权利要求1所述的检查装置，所述照相机是RGB照相机。
4.如权利要求1或2所述的检查装置，其特征在于，所述发光单元(6)发出强度可变的光。
5.如权利要求1或2所述的检查装置，其特征在于，所述光源(8)被设计为LED，其可以以定向的方式发出颜色调制和/或强度调制的光。
6.如权利要求2所述的检查装置，其特征在于，所述控制与评价单元(12)至少用于选择被布置在光源环(9)中的光源(8)，其中所述光源(8)可单独地或者成组地被频闪地选择。
7.如权利要求2所述的检查装置，其特征在于，所述光源(8)被布置在各自的光源环(9)内，从而在每个光源环(9)中，相邻光源(8)具有相同的距离。
8.如权利要求1所述的检查装置，其特征在于，所述照相机(7)布置在所述瓶口(3)或类似容器的口部的上方。
9.如权利要求1所述的检查装置，其特征在于，提供至少一个第一光学元件(13)，其将待测区域的图像反射至所述照相机(7)。
10.如权利要求1所述的检查装置，其特征在于，设置多个第一光学元件(13)，以便向所述照相机(7)反射全方位的图像。
11.一种使用上述任一权利要求所述的检查装置(1)监控瓶子(2)或者类似容器的方法，其中所述检查装置(1)具有至少一个发光单元(6)和至少一个照相机(7)，其中所述至少一个发光单元(6)布置在待测瓶子(2)或类似容器的上方，其特征在于，
由控制与评价单元(12)控制的所述发光单元(6)发出至少颜色可调制的光，其中，在第一步骤中，为了获得最大的光透射，使发光单元(6)或者各自的光源(8)的颜色或者颜色组合适应待测瓶子(2)或者瓶子(2)组、或者类似容器或类似容器组的颜色，并且其中，在至少一个随后的检查步骤中，引导光穿过瓶子(2)的或类似容器的开口照射至瓶子或类似容器的内表面，并且射出的、光的透射部分通过所述至少一个照相机(7)被直接或者间接捕获。
12.如权利要求11所述的方法，其特征在于，所述发光单元(6)设计成光源电路板(6)，其中所述光源电路板(6)具有被布置成光源环(9)的光源(8)，其中所述光源(8)可通过控制与评价单元(12)选择，从而颜色调制的和/或强度调制的光可以以定向的方式被引入到瓶口(3)的或类似容器的口部的内圆周中。
13.如权利要求11或12所述的方法，其特征在于，每个光源(8)发出相同颜色空间的光。
14.如权利要求11或12所述的方法，其特征在于，待测的区域通过入射光照亮，其中所述入射光是从所述发光单元(6)发出的。
15.如权利要求11或12任一所述的方法，其特征在于，所述发光单元(6)包括具有光源(8)的光源环(9)，所述光源(8)可通过控制与评价单元(12)被选择为环、环的部分和/或单个选择。
16.如权利要求11或12任一所述的方法，其特征在于，所述发光单元(6)包括具有光源(8)的光源环(9)，所述光源(8)可单独地或者成组地被频闪地选择。
17.如权利要求11或12所述的方法，包括如下步骤：
a.探测瓶子或类似容器的颜色；
b.选择布置在发光单元(6)上的光源(8)，从而发出适应所探测瓶子或类似容器颜色的颜色调制的光；
c.借助于至少第一光学元件(13)的介入，在照相机(7)内对待测的瓶子(2)的或类似容器的区域成像以作为实际数据；
d.传送该实际数据至存储了标定数据的控制与评价单元(12)；
e.在控制与评价单元中进行实际数据与标定数据的评价和比较，以及
f.如果实际数据与标定数据的偏离超过了特定的阈值，就产生废弃信号。
18.如权利要求17所述的方法，其特征在于，在所述控制与评价单元中，实施实际颜色与标定颜色之间的调整，用于粘附在瓶子或类似容器外侧的锈垢的探测，以便如果需要的话，产生废弃信号或者其它控制信号。
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