CN106066331A - 用于检验经封闭的容器的封闭区域的设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于检验经封闭的容器的封闭区域的设备，其包括至少一个摄像机(24)、至少一个用于至少一个容器(12)的接收部(22)，所述至少一个容器以至少一个封闭件(14)封闭，还具有光学装置(10)，其中，所述光学装置(10)这样构造，使得该光学装置至少部分地包围所述容器(12)，用于感测封闭区域。

Description

用于检验经封闭的容器的封闭区域的设备

技术领域

本发明涉及用于检验经封闭的容器的封闭区域的设备。

背景技术

本发明从一种根据独立权利要求前述部分的、用于检验经封闭的容器的封闭区域的设备出发。从US 2008/0001104A1已知用于探测多个被充注的容器中的异物颗粒或者错误的方法和设备。为此，设置多个摄像机，所述多个摄像机接收照射容器之后的光并且分析处理所述光用于错误分析。由于摄像机的有限的数量，仅仅在确定数量的控制点上检验容器。

发明内容

本发明的任务是进一步改进错误识别的可靠性。该任务通过独立权利要求的特征解决。

与之不同，根据独立权利要求特征的、用于检验经封闭的容器的封闭区域的设备具有这样的优点：进一步改进分析处理品质。恰恰通过设置至少包围容器的光学装置可以省去容器的另外的转动。容器的转动包含这样的危险：容器的封闭件或者说栓塞由于转动而丢失或者充注容器的、大多液态的产品与封闭件发生接触。此外，容器的转动在机械方面是费事的。相反，所提出的设备免除了容器的转动。

通过至少部分地包围容器的特别的光学装置确保可以完全地感测和检验栓塞间隙。在这里，多个摄像机变得不必要。在一种符合目的的拓展方案中，所述光学装置构造为旋转对称的本体，该本体尤其包围也旋转对称地构造的容器的封闭区域。环形镜尤其适合于此。优选，环形镜的几何形状与封闭件和容器的几何形状或者说封闭区域的几何形状相匹配。特别符合目的地，环形镜的镜相对于容器的中轴线倾斜45度地布置。

在一种符合目的的拓展方案中，设置，所述光学装置可以可运动地布置，优选沿着容器的转动轴线布置。因此，无摩擦地供入容器到接收部或者说从接收部无摩擦地取出容器是可能的。光学装置尤其布置在接收部的区域中，从而相对于容器的封闭区域可靠地定位光学装置是可能的。

优选，接收部为运输器件如例如运输星的组成部分。也可以考虑在其它的部位上如在蜂窝带(Zellenband)、螺旋式运输、带运输或者机械手上检验容器。光学装置或者说环形镜或者容器也可以以其它的方式运动，例如通过光学装置的翻转(Wegklappen)、借助于机械手或者类似的将容器引导到光学装置中。

在一种符合目的的拓展方案中，设置有照明装置，该照明装置允许在圆周形成像中发生待检验的封闭间隙和封闭件(封闭件壁)和容器(容器凸缘)的轴向限界封闭间隙的外表面之间的视觉差异。为此，特别优选设置一种照明装置，该照明装置以相对于容器的中轴线的面式角从外部照射到封闭件和容器上。由此，封闭件和容器的外表面明亮地成像，而未被直接的光照射的封闭间隙(特别是封闭间隙的内壁)保持黑暗。特别优选，所述照明装置实施为尤其安装在容器上方的环形照明装置。借此进行环绕的封闭区域的均匀照明，用于更好地通过摄像机与光学装置结合地感测。此外，在一种符合目的的拓展方案中，可以设置一种闪光的照明装置，这进一步改进摄像机拍摄。此外，在一种符合目的的拓展方案中，设置，所述照明装置包括多个光源。优选，所述照明装置倾斜地布置在上方，以便从那里照明封闭件或者说容器的上侧。由此，封闭件变得特别亮，而封闭区域的间隙可以同时保留在阴影中。特别优选，这适合用于相应的分析处理。在另一种符合目的的拓展方案中，设置至少一个用于所述照明装置的遮光板。由此，可以特别简单地通过更换遮光板实现不同的照明比例关系。恰恰在更换规格件时这是有利的：容器和/或封闭件的几何形状改变。为了与不同的规格件更好地匹配，用于摄像机和必要时用于光学装置的高度调节装置可能是特别有利的。

在一种符合目的的拓展方案中，设置一种分析处理装置，该分析处理装置根据由照明装置所实现的圆周形成像和存在的亮度差异指示规定的或者有错误的封闭区域。特别优选，分析处理在圆柱形容器和封闭件中出现的不同的环的亮度差异。尤其通过在个别控制点上生成椭圆可以确定封闭区域的品质。

从另外的从属权利要求和从说明书中得出另外的符合目的的拓展方案。

附图说明

在附图中示出并且以下详细地解释用于检验经封闭的容器的封闭区域的设备的实施例。

附图示出：

图1以俯视图和所属的截面示图示出根据本发明的光学装置，

图2以俯视图示出用于检验运输星中的封闭区域的原理草图，

图3以侧视图示出具有位于外部的照明装置的变型的设备，

图4以侧视图示出具有位于内部的照明装置的变型的设备，以及

图5用于进一步地分析处理封闭区域的圆周形成像的草图。

具体实施方式

根据图1，光学装置10环形地构造。在这里，光学装置10的外直径D1和内直径D2遵循待检验的容器12的几何形状，所述容器分别以封闭件14封闭。优选，光学装置10构造为环形镜。在这里，光学装置10的内侧具有确定的角度，该角度确保封闭区域在摄像机24上成像。在根据图1的实施例中，如在截面示图中可见，该角度为大约45度。重要的是，光学装置10至少部分地、优选完全地包围容器12。根据通常构造成圆柱形的容器12的几何形状，光学装置10的完全环形或者说同心的形状是适合的。光学装置10或者说环形镜的厚度可以取决于镜如何制造。此外，未示出光学装置10的固定设备。

在根据图2的用于检验运输器件20如运输星中的容器12的原理草图中，通过以箭头象征的入口供入经封闭的容器12。每个容器12到达接收部22中。为了可靠地运输，接收部22与容器12的外部几何形状相匹配。接收部22为运输器件20的组成部分。运输器件20示例性地构造为运输星并且将容器12如以箭头所表明地在运输方向上朝向检验部位32转动。每个接收部22这样构造，使得光学装置10与其连接以便至少部分地包围经封闭的容器12。在检验部位32中示意性地标明摄像机24的摄像机光学装置25。此外，在检验部位32中设置优选环形的照明装置16，该照明装置照明待检验的封闭区域，从而通过光学装置10和摄像机光学装置25产生的图像供入摄像机24的和连接在其上的分析处理单元23。运输器件20使位于检验部位32中的容器12在进行检验之后进一步运动到以箭头象征性地表示的出口30。在检验部位32和出口30之间，用箭头26标出供入部位或者说取出部位。为了实现容器12的无阻碍的输入和输出，在这些位置上相对于容器12或者说相对于容器12的中轴线33抬起相应的光学装置10。在草图中这是离取出部位或者说输入部位26，28最近的光学装置10。在检验部位32中检验期间，光学装置10处于下方的检验位置中，在所述下方的检验位置中，光学装置10包围封闭区域。例如可以沿着型廓槽进行机械运动。

在根据图3的实施例中示出待检验的容器12，该容器以封闭件14封闭。容器12具有中轴线33，光学装置10的相应的结构也关于该中轴线(旋转)对称地构造。光学装置10布置在封闭区域的高度上。此外，光学装置10在取出位置或者说供入位置中虚线地示出，所述取出位置或者说供入位置位于封闭件14上方并且用于无阻碍地取出或者供入经经封闭的容器12。在容器12上方布置具有接在后面的分析处理单元23的摄像机24。为此，尤其远心的物镜34连接在前面。为此，所述设备具有遮光板36，其在中间布置。此外，在侧旁也设置遮光板36，与照明装置16相邻。优选，照明装置16也环形地实施，从而照明整个封闭区域。在照明装置16之前接有一遮光板38，所述遮光板可以可更换地构成。照明装置16产生呈射束48形式的定向照明。摄像机24的感测方向46以相应的箭头示出并且以合适的方式通过光学装置10环绕地偏转到容器12的封闭区域上。现在，优选环形的照明装置16布置在物镜34外部。照明装置16的直径也大于环形的光学装置10的直径。摄像机24可以是高分辨的摄像机。替代地，也可以设置另外的照明装置44，在该实施例中，该另外的照明装置在容器本体的方向上相应地产生侧向的射束48。所述设备的结构基本上是旋转对称的。

根据图4的实施例与图3的实施例的不同仅仅在于，照明装置16现在布置在物镜34和容器12之间。由此产生照明装置的射束48的更陡的角度。在该实施例中，环形的照明装置16的直径小于环形的光学装置10的直径。，然而在其他方面设备是相同的。

在图5中示例性地示出图像的圆周形成像的草图，摄像机24通常拍摄所述图像并且分析处理单元23能够使用所述图像用于检验封闭区域。光学装置10或者说环形镜的外部的边缘RA以及环形镜10的内部的边缘RI构成圆周形成像的相应的外部区域。因此，现在，具有不同亮度的不同区域相邻接。次亮的区域为封闭件14的成像C。在朝向圆周形成像的中点的方向上，容器12和封闭件14之间的间隙的成像衔接封闭件的成像。该成像D比封闭件14的成像C暗。朝向中点去地，容器12的成像E衔接间隙的成像D，所述成像E又较亮。边界Gbs在区域D和E之间、即在容器12和间隙之间环形或者说椭圆形地延伸。通过合适的控制点(Stuetzstellen)和算法将椭圆Ebs内置到该区域中。边界Gss在区域C和D之间环形或者说椭圆形地延伸。在间隙和封闭件14之间的边界Gss上设置椭圆Ess。φ表明原点直线(Ursprungsgeraden)的转动角度。变量h(φ)如所画入地表明封闭间隙的与圆周形成像的转动角度φ有关的高度h。在转动角度为φ的情况下在边界Gbs及椭圆Ebs上的交点定义点A，在边界Gss及椭圆Ess上定义点B。h(φ)相当于点A和B的间距。

在制药学的生产中，经常将栓塞或者说封闭件14装到容器12(例如管形瓶)上。在一另外的步骤中，封闭件14和容器12借助于盖连接。在封闭件14和容器12之间可能出现间隙。该间隙的高度对于制药学的生产是关键性的，因为在最坏的情况下由于间隙太大可能污染位于容器12中的产品。间隙的准确检验是重要的，因为还是可以接受具有小间隙的容器，以避免不必要的废件。

最大的封闭间隙的改进的检验尤其对于制药业是非常让人感兴趣的，因为在这里涉及对于过程关键的参数，所述参数可能不利地影响产品的病人安全。封闭配合的检验由许可证发放机关规定。

所述设备的独有特征在于，能够在容器12不旋转的情况下进行封闭间隙的具有多个控制点的围绕检验。所述围绕检验导致更好地识别最大的封闭间隙。这通过使用特定的光学装置10(环形镜)、特定的照明装置16和用于图像分析处理的算法实现。

为此，尤其呈环形构型的光学装置10能够实现封闭区域的沿着容器12周长的成像。通过特定的环形镜，间隙沿着封闭件14的整个周长成像。环形的光学装置10关于容器12和封闭件14同心地安装。光学装置10的45度结构使间隙的成像偏转90度。通常借助于远心的光学装置和摄像机24检验栓塞间隙的由于环形镜而出现的圆周形成像。

如在图2中所示出的，通常在构造为运输星的运输器件20中进行所述检验。运输器件20的所有接收部22或者说袋具有环形的光学装置10。光学装置10以运输器件20的转动速度携同运动。因为容器12到达运输器件20中和从运输器件20中出来(进入28，输出30)，光学装置10附加地可沿着容器12的中轴线33运动。在检验期间，在检验位置32中的光学装置10处于待检验的间隙的高度上。在进入28及输出30期间，光学装置10沿着容器12的旋转轴线或者说中轴线33运动离开。通常，光学装置10位于容器12上方。在该取出位置中，容器12能够不受阻碍地进入28到运输器件20中并且不受阻碍地从运输器件中输出30。优选，环形镜或者说光学装置10在运输器件20中携同运动。光学装置10在所定义的取出位置和检验位置(26或者说32)之间机械地运动、例如沿着型廓槽运动。

借助于环形镜检验间隙不必强制性地在运输星中进行。也可以考虑在其它的部位例如蜂窝带、螺旋运输、带运输、机械手上检验容器12。环形镜或者容器12也可以以其它的方式运动，例如环形镜的翻转、借助于机械手将容器12引导到环形镜中等等。如果摄像机系统24，25由于性能原因应不够用，也可以在不同的位置上安装多个摄像机系统24，25。

此外，优选设置照明装置16，该照明装置允许在如例如在图5中所示出的圆周形成像中发生待检验的封闭间隙和封闭件14(封闭壁)的和容器12(容器凸缘)的轴向限界所述封闭间隙的外表面之间的视觉差异。这通过照明装置16进行，所述照明装置的射束48以相对于容器的中轴线33面式角(flachen Winkel)从外部照射到封闭件14和容器12上。由此，封闭件14和容器12的外表面明亮地成像，而未被直接的光照射的封闭间隙(特别是封闭间隙的内壁)保持暗的。照明装置16例如能通过安装在容器12上方的、优选具有适当的直径的闪光的环形照明装置来实现。为此，可以考虑不同的变型。一方面，照明装置16的直径可能比光学装置10的直径更大(图3)但或者也可能更小(图4)。这可以取决于容器12或者说封闭件14的所使用的材料。此外，重要的是，获得光的入射角度，该入射角度能够实现封闭件14、间隙和容器12之间的尽可能好的差异。环形的照明装置16可能是优选的，所述照明装置环绕远心的物镜34布置，由此光学装置10和物镜34的直径变得小于环形照明装置16的直径。

在更换规格件时可以考虑，实现不同的照明装置比例关系，其方式是，仅仅更换照明装置16前方的遮光板38并且保留环形照明装置16本身。有可能的是，照明装置16的几何形状也可以这样选择，使得照明装置对于所有使用的容器12(规格件)合适。然后，仅仅一个高度调节装置对于摄像机系统24和可能对于光学装置10会是必需的。其他情况下，光学装置10可以设有合适的固定装置，以实现简单的更换。

优选，照明装置16闪光地实施，从而被运动的光学装置10和由(远心的)物镜34和摄像机24构成的系统之间的分隔是可能的。优选，高度可调节的系统仅仅包括单一的、具有物镜34和照明装置16的、固定的摄像机24，而对于运输器件20的每个接收部22存在一起运动的环形镜作为用于光学装置10的例子。当待检验的容器12连同光学装置10位于摄像机24前方的检验部位中时，照明装置16闪光。

根据图5的、由摄像机24通过光学装置10接收的圆周形成像示出容器凸缘的外侧、间隙和封闭壁作为同心的环。可能地，环的厚度沿着圆周改变。这些环通过亮度差异区分。封闭间隙沿着圆周的高度或者可以直接地由该圆周形成像确定。替代地，这通过合适的算法进行，所述算法同时有助于过滤结果，如这可能是分析处理单元23的组成部分。

用于确定封闭间隙的算法的一种可能性在于首先确定环的中点。例如，中点可以通过光学装置10的圆形的内边缘RI确定。然后，沿着径向的线从中点向外延伸。通过可能平滑的亮度差异可以确定控制点，所述控制点描述容器12和间隙之间的边界Gbs和在间隙和封闭件14之间的边界Gss。控制点产生两个椭圆状的形成物Ess，Ebs。在容器12(容器12和封闭件14)未倾斜的情况下，Gss应描述一个圆。

为此，椭圆Ess，Ebs可以由控制点构成。在这里，椭圆的中点和椭圆主轴的角度也通过拟合自由地确定。当个别控制点偏离所得到的椭圆方程太甚，则这些控制点从计算中去除并且以剩余的控制点产生改进的椭圆。存在两个椭圆方程Ebs和Ess，分别用于容器12和间隙的边界Gbs及间隙和封闭件14的边界Gss。通过这两个方程可以描述间隙的圆周形变化曲线并且此外描述到其最大值。

可以进行描述，其方式是，设想一射线，所述射线起源于中点并且绕该中点旋转360度。对于每个转动角度φ，可以确定该原点直线与内部的椭圆的交点(点A)和与外部的椭圆的交点(点B)。间距AB提供在角度φ的情况下封闭间隙的程度h(φ)。h(φ)也可以根据在Ebs和Ess的拟合中所确定的参数来表达。通过使用准确地注明尺寸的校准虚设(Dummies)可以校准封闭间隙的高度。

用于检验经封闭的容器的封闭区域的设备尤其适合用于药物容器，其中，规定封闭间隙的相应检验。然而原则上所述设备也设置用于应直接检验经封闭的容器的其它应用。然而，应用不限于此。

Claims (11)

1.用于检验经封闭的容器的封闭区域的设备，其包括至少一个摄像机(24)、至少一个用于保持容器(12)的接收部(22)，所述容器在封闭区域中以至少一个封闭件(14)封闭，所述设备还具有光学装置(10)，其特征在于，所述光学装置(10)至少部分地包围所述容器(12)用于使所述封闭区域成像，尤其沿着所述封闭件(14)的整个圆周成像，以便通过所述摄像机(24)进一步感测。

2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述光学装置(10)旋转对称地、优选圆形地或者说同心地构成。

3.根据以上权利要求中任一项所述的设备，其特征在于，所述光学装置(10)构造为环形镜。

4.根据以上权利要求中任一项所述的设备，其特征在于，所述光学装置(10)与运输器件(20)、尤其与运输星连接。

5.根据以上权利要求中任一项所述的设备，其特征在于，设置有至少一个照明装置(16)，所述照明装置适当地照明所述封闭区域。

6.根据以上权利要求中任一项所述的设备，其特征在于，所述照明装置(16)至少部分环绕地构成，尤其旋转对称地、优选圆形或者说同心地构成。

7.根据以上权利要求中任一项所述的设备，其特征在于，所述照明装置(16)这样布置，使得构成关于所述容器(12)的中轴线(33)而言的面式角。

8.根据以上权利要求中任一项所述的设备，其特征在于，设置有至少一个分析处理单元(23)，所述分析处理单元根据由所述摄像机(24)感测的圆周形成像根据亮度差异求取容器(12)和封闭件(14)之间的间隙。

9.根据以上权利要求中任一项所述的设备，其特征在于，所述分析处理单元(23)根据亮度差异求取控制点，用于产生至少一个椭圆(Ess，Ebs)，所述椭圆为用于容器(12)和封闭件(14)之间的间隙的大小程度。

10.根据以上权利要求中任一项所述的设备，其特征在于，所述照明装置(16)能够闪光地运行。

11.根据以上权利要求中任一项所述的设备，其特征在于，设置至少一个遮光板(36)用于所述照明装置(16)。