CN106457652B - 方法和系统 - Google Patents

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Abstract

生产一系列容器(2)的生产方法，包括下列步骤：－加热一系列初始的预型件(12)，－将空气注入到每个加热的预型件(22)中，以成型一系列容器(2)。所述生产方法包括确定与预型件中热塑性材料的内应力有关的应力参数，以及确定对于所述参数的可接受数值范围，所述生产方法包括分析每个初始的预型件(12)的分析步骤，分析步骤包括下列步骤：－确定所述应力参数的数值，－使确定的数值与可接受数值范围进行比较，－当确定的数值超出可接受数值范围时，发出输出信号。

Description

方法和系统
技术领域
本发明涉及热塑性材料制的容器的生产方法以及使用这种方法的容器生产系统。
本发明涉及通过在加热的预型件中吹入增压空气制造容器的领域，所述加热的预型件用于在空气压力的作用下变形和获得待制容器的形状。
背景技术
这种预型件一般由热塑性材料例如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)，在一个注塑模腔中注塑而成。然后，如此产生的预型件输入到容器生产机器中，每个预型件在其中首先加热到高于预型件热塑性材料的玻璃化转变温度而低于该材料的结晶温度的温度，然后，在注入到加热的预型件中的空气的压力作用下，成型为一个容器。
这种容器制造方法是传统的，可连续地重复地高速获得容器，例如具有任何形状和任何容积的、坚固的、适于接纳和贮存灌注用液体的瓶子。
但是，在生产过程中，有时一些容器不具有理想的形状和/或质量，不适于所希望的应用，不只是机器参数发生变化。因此，机器的效率可能由于机器输出端获得的不合格容器而降低。当不合格容器数量大时，机器必须停止运转和进行检查，根据机器的机械性质、不适合的生产参数、或者输入的预型件的质量变化，确定和纠正这些故障的原因。因此，生产线的效率大为降低，因为机器在这种检测时间停止运转。另外，有时故障原因不明，若未确定问题起因，则不能恢复生产。在这种情况下，机器继续不断生产报废的不合格容器，忍受机器效率由于这些容器而降低。
本发明的目的之一旨在弥补这些缺陷，提出一种容器生产方法，无需停机即可简单辨别至少一种可能的故障原因。
DE102012102073A1提出一种借助于至少一个摄像机控制预型件的方法。
WO2014/075770A1提出一种借助于一个具有一立体镜的检测系统控制预型件颈部的方法。
发明内容
本发明旨在提出生产容器的其它方法，通过简单的方式确定至少一种可能的故障原因，无需停机。
为此，本发明涉及一种生产一系列容器的生产方法，所述生产方法包括下列步骤：
－以一系列热塑性材料制成的初始的预型件供给窑炉，
－在窑炉中相继加热初始的预型件的每一个，以获得加热的预型件，
－将加热的预型件输送到成型工位，以及
－将增压空气相继地注入到每个加热的预型件中，以在所述成型工位成型一系列容器，
所述生产方法包括确定与预型件中热塑性材料的内应力有关的至少一个应力参数，以及确定对于所述参数的可接受数值范围，所述生产方法包括分析每个初始的预型件和每个加热的预型件的分析步骤，所述分析步骤对于每个被分析的预型件包括下列步骤：
－确定被分析的预型件的所述应力参数的数值，
－将确定的数值与可接受数值范围进行比较，
－当确定的数值超出可接受数值范围时，发出输出信号。
因此，本发明的生产方法可检查用于待成型成容器的预型件的质量。实际上，本申请人发现，吹制后获得的容器的质量在很大程度上取决于吹制前使用的预型件的质量，尤其是预型件的热塑性材料的内应力。这些内应力产生于用于制成预型件的热塑性材料的注塑方法，这些内应力在预型件加热时被“释放”出来。当预型件中的内应力过大或者分布不良时，容器成型步骤不能正确地进行，并导致容器没有所需的形状或厚度分布、或者出现透明缺陷，甚至不完全成型和/或不断裂也不适合接纳灌注用液体。因此，在预型件加热和膨大后，形成预型件的热塑性材料的注塑质量对成品容器的质量影响很大。
因此，在加热之前和之后检查预型件的质量，可以确定应力释放对吹制前预型件的质量的影响。
加热温度比预型件的材料的玻璃化转变温度高很多，内应力的影响更大。对于预型件根据“双向”工艺同时进行大的轴向膨胀或伸长以及径向膨胀，这种加热温度是尤其必须的，对于PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)来说在130℃附近。轻的小容积包装袋特别易受这种问题的影响，当预型件的壁厚小、例如约为1.5毫米时，尤其如此。
在这种情况下，如果内应力在预型件中分布不均匀和/或如果其强度过大，那么，预型件的膨胀很有可能导致不符合期望的容器。
所述生产方法通过提出分析代表来自于预型件注塑方法的塑料内应力的应力参数，可检查经受膨胀的预型件的质量，和确定容器的可能不合格是否起因于预型件的质量而不是容器生产方法。因此，万一出现预型件质量不合乎要求，不必停机，即可查找故障原因。
根据本发明的方法的另一特征，与热塑性材料的内应力有关的应力参数，是在被分析的预型件的高度上测得的热塑性材料的内应力的最大周向分布散度。
选择与预型件的材料中内应力分布有关的这个应力参数时，预型件的质量可通过加热之前和之后预型件形状的简单比较加以确定。
为此，根据本发明的方法的一特征，在将增压空气注入到加热的预型件中的步骤之前，对初始的预型件和所述加热的预型件实施确定应力参数的数值的步骤。
预型件加热过程中应力的释放，可在预型件加热之后在预型件上显示出这些应力的效应。因此，最大侧向分布散度显示为预型件形状中的不规则性，例如，在含有预型件轴线的一个轴向平面上预型件的不正常弯曲，其称为“香蕉效应”。因此，通过将被分析的预型件的形状与合乎要求的预型件、即其材料的内应力低于可接受的最大数值的预型件的形状进行比较，可以确定一个预型件不合乎要求。
根据本发明的其它特征：
－应力参数的数值的确定步骤通过采集加热的预型件的至少一个图像进行，确定的数值与可接受数值范围的比较步骤通过使采集的图像与具有可接受侧向弯曲最大值的基准加热预型件的至少一个基准图像比较进行；以及
－加热的预型件至少在确定应力参数的数值确定步骤中被转动移动，所述确定步骤是通过在被分析加热的预型件的不同角位置采集所述被分析加热的预型件的多个图像、以及通过处理采集的图像以辨别与被分析的预型件的最大侧向弯曲相应的至少一个图像来进行，比较步骤是使所述已辨别采集图像与所述基准图像进行比较。
根据本发明的一实施例，应力参数的数值的确定步骤通过采集初始的预型件的至少一个图像以及加热的预型件的至少一个图像进行。初始的预型件的至少一个图像和加热的预型件的至少一个图像由控制单元使用，用于确定所述预型件的最大实际变形。然后，在比较步骤期间，最大实际变形与可接受侧向弯曲最大值比较，可接受侧向弯曲最大值可通过基准加热预型件的基准图像加以确定。
因此，通过被分析的预型件的图像或影片的简单采集，即可确定预型件是否合乎要求。
根据本发明的方法的另一特征，应力参数包括被分析的预型件的主体在所述被分析的预型件的加热步骤之前和之后高度和/或外径的变化，所述应力参数的数值的确定步骤包括：测定预型件的主体在加热步骤之前的高度和/或外径的测定步骤、测定该同一预型件的主体在加热步骤之后的高度和/或外径的测定步骤、以及确定主体的高度和/或外径变化的确定步骤。
通过测定在加热之前和加热之后沿预型件的轴向方向的高度变化和/或根据预型件的主体的外径的变化，可发现与应力分布有关的另一种现象。如果这种变化超出合乎要求的范围，那么，预型件很可能不会进行所需的吹制。主体的高度和/或外径的变化也可通过被分析的预型件的截获的视图加以确定。要提供预型件加热前的辅助照片。
根据本发明的方法的其它特征：
－应力参数是被分析的预型件的热塑性材料的内应力强度；
－在至少一个的应力参数中的一应力参数的数值的确定步骤通过被分析初始的预型件暴露于循环偏振光、以及通过一第二交叉圆形偏振器采集穿过初始的预型件的入射偏振光的干涉图像或影片来进行，以及将确定的数值与可接受数值范围比较的比较步骤通过将采集的干涉图像或影片与穿过一个或多个基准预型件的偏振光的干涉图像或影片的比较进行，所述基准预型件的应力参数的数值包括在可接受数值范围的极限值上或以内。
对穿过被分析的预型件的偏振光的干涉图像的分析，能够甚至在预型件被加热之前确定预型件的材料的内应力强度，即这种分析可在窑炉的上游进行且可警示接纳的预型件的偏移。
根据本发明的方法的另一特征，当在对被分析的预型件实施比较步骤之后发出输出信号时，不进行对加热的预型件中注入增压空气的步骤，所述被分析的预型件最好在所述增压空气注入步骤之前排出。
本发明的方法可适用于唯有合乎要求的预型件将被成型成容器，以确保在成型工位的输出端获得合乎要求的容器。
根据本发明的方法的其它特征：
－输出信号是可闻的和/或可见的报警信号；以及
－所述生产方法在向窑炉供给预型件的步骤之前，包括将热塑性材料注入到具有待制预型件形状的型腔中制造初始的预型件的制造步骤，热塑性材料的注入参数调被修改，用以在发出输出信号时减小注入的预型件的热塑性材料中的内应力。
输出信号可用于警示机器的操作人员容器成型可能有缺陷和/或如果发现使用特殊注塑参数制成的预型件不合乎要求，用于改变预型件的注塑参数。因此，所述方法可用于改进预型件的制造，和限制预型件不合乎要求的危险。
根据另一个实施例，本发明涉及生产一系列容器的生产系统，其具有至少一个窑炉和一个成型工位，所述窑炉适于加热一系列初始的预型件，所述成型工位具有将增压空气注入到加热的预型件中的装置以便在成型工位成型一系列容器的装置，吹制机还具有分析装置，分析装置被布置用于实施上述生产方法的分析步骤。
根据本发明的容器生产系统的其它特征：
－分析装置具有布置在窑炉上游的至少一个上游光学装置和布置在窑炉与成型工位之间的下游光学装置，上游光学装置和下游光学装置被布置用于采集每个待分析的预型件的至少一个图像或影片，分析装置被布置用于在每个初始的预型件加热时确定每个预型件的主体的高度和/或外径的变化、和/或用于确定每个加热的预型件的侧向弯曲最大值；
－分析装置具有一装置，该装置配有循环偏振光光源以及穿过第二交叉偏振器采集穿过每个初始的预型件的入射偏振光的干涉图像或影片的采集装置，所述装置布置在窑炉的上游；以及
－所述系统还具有与分析装置连接的预型件注塑压力机，以及在注塑压力机与窑炉之间输送预型件的先进/先出输送装置。
附图说明
根据下面作为例子给出和参照附图作出的说明，本发明的其它特征和优越性将显而易见，附图如下：
－图1是允许使用本发明的一个或多个方法的容器生产系统的一实施方式的俯视示意图；
－图2是具有与预型件的热塑性材料的内应力有关的应力参数的不同数值的不同预型件的剖面示意图；
－图3是在内应力具有合乎要求的强度和分布时，用穿过一个预型件的偏振光的干涉图像的示意图；
－图4是在内应力没有合乎要求的强度或分布时，用穿过不同预型件的偏振光的干涉图像的示意图；以及
－图5是曲线图，示出容器生产系统中通行的相继的预型件的应力参数的数值。
具体实施方式
说明书中，术语“上游”和“下游”涉及生产系统中预型件和成品容器的通行方向。
参照图1，描述通过在相继的预型件中注入增压空气生产容器2的的生产系统。
除了后面将予以说明的预型件的分析装置以外，所述生产系统的第一种实施方式具有吹制机6，吹制机在预型件吹制技术领域是传统的。吹制机6配有窑炉8和成型工位10。初始的预型件12由在吹制机6上游的入口14进入窑炉8中，容器2由在吹制机6下游的出口16从成型工位10输出。吹制机6还具有输送装置，输送装置将初始的预型件12从入口14输送到成型工位10，以及将成品容器2从成型工位10输送到出口16。
所述系统的第二种实施方式除了吹制机6外还具有注塑压力机18，注塑压力机以公知的方式被布置用于实现热塑性材料制的预型件。所述系统也具有将由注塑压力机18制成的预型件向窑炉8输送的先进/先出输送装置20，从而可向窑炉8的入口14提供初始的预型件12。
根据所述系统的一种或另一种实施方式，相继的初始的预型件12被布置在吹制机6中在吹制机的入口14。初始的预型件12被窑炉8相继地加热，即初始的预型件12一个接一个地相继地开始加热，且按相同顺序结束加热。所谓“加热的预型件22”，是指从窑炉8输出的预型件。
每个初始的预型件12或型坯预先在一个具有待制预型件的形状的型腔中由热塑性材料注塑而成。热塑性材料例如选自聚脂，如聚对苯二甲酸乙酯(PET)、聚苯二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚乙烯亚胺(PEI)、聚对苯二甲酸亚丙基酯(PTT)、聚交酯酸(PLA)、聚呋喃乙二醇酯(PEF)，或者聚烯烃，如低密度聚乙烯(PEBD)或高密度聚乙烯(PEHD)、聚丙烯(PP)，或者苯乙烯基材料，如聚苯乙烯(PS)，或者其它聚合物，如聚氯乙烯(PVC)，或者这些材料的混合物。
每个初始的预型件12具有例如试管的一般形状。因此，每个初始的预型件12具有形如管子的主体24，主体沿纵向轴线A延伸，并在纵向截面，即在包含纵向轴线A的轴向平面中，具有U形形状。初始的预型件12具有开口末端部分26，在另一端具有封闭末端部分28，如图2和3所示。开口末端部分26具有例如待成型容器的颈部30的最终形状，即颈部30在成型方法的过程中其形状将不被改变。颈部30限定内开口32，内开口沿纵向轴线A延伸并由壁限定，壁的外表面例如具有螺纹34，螺纹34可使容器2接纳旋拧盖。封闭末端部分28具有例如半球形形状。上述形状作为非限制性实施例给出，并可采用其它形状，例如另一种形状的颈部30，没有螺纹，具有或不具有与纵向轴线A基本上垂直的径向延伸的外凸肩36。
在系统的第一种实施方式中，初始的预型件12可在与吹制机6所处的地点不同的地点制成，以致预型件全部在吹制机所处的地点进行贮存和输送。
在系统的第二种实施方式中，初始的预型件12可直接在吹制机6入口的上游制成，以致注塑的预型件从其型腔输出，并被输送到吹制机的入口14。这样可减少吹制前加热预型件所需的能量。
这种注塑方法中，热塑性材料以一温度注入到型腔中，在该温度，热塑性材料是粘稠的以充注型腔、然后冷却以形成刚性的预型件，由于在型腔的不同部位，尤其根据这些部位与将热塑性材料注入到型腔中的喷管的分开距离，材料流、冷却速度、材料压力等的差别，以及由于用于在冷却过程中补偿材料密度变化的保持压力的调节，这种注塑方法导致在预型件的材料中出现内应力。小厚度的预型件，例如约为1.5毫米厚，特别适于经受非常高的应力水平。这些内应力可当预型件已被加热时在成型方法的过程中预型件变形时造成性能差别，从而释放内应力，如后所述。
初始的预型件12的尺寸取决于待制容器2。预型件12的高度h限定为预型件从其封闭末端部分28至其开口末端部分26沿纵向轴线A的长度，预型件12的直径d限定为主体24在与纵向轴线A垂直的径向平面上的最大直径，如图2所示。预型件的厚度e限定为预型件12的外表面与其内表面的分开距离。
举例来说，对于生产瓶子之类的容器，高度h在40毫米至160毫米之间，直径d在16毫米至45毫米之间，厚度e约在1.5毫米至7毫米之间。
初始的预型件12从窑炉8的入口14输入，在窑炉8中，初始的预型件例如一个接一个地沿一条路径移动，路径的长度设定成预型件在窑炉8的出口处具有预定的温度。窑炉8具有例如由一个或多个单元构成的加热室、以及沿该加热室中限定的一条路径输送预型件的输送装置。根据一种实施方式，输送装置还布置成使预型件在加热过程中在沿路径移动期间围绕预型件的纵向轴线A转动，以确保在加热的预型件22的整个外廓上均匀加热。这种窑炉8是公知的，这里不予详述。
在窑炉8的出口处，加热的预型件22的温度在预型件的材料的玻璃化转变温度与其结晶温度之间，以便在窑炉8的出口处获得的加热的预型件22柔软并且适于在内部注塑压力的作用下变形，即为可塑预型件。尽管如此，温度是这样的，预型件在大气压下维持其形状，即不对预型件施加压力预型件就不会变形。举例来说，对于前述尺寸范围的PET制的预型件，预型件被加热到100℃至140℃之间的温度。应当指出，预型件越是要沿轴向方向和/或径向方向进行很大膨胀，预型件越是要加热到玻璃化转变温度以上的温度，但是不达到结晶温度，例如，对于前述尺寸范围的PET制的预型件来说，在135℃附近。因此，对于限定预型件必须进行的累计的轴向伸长和径向膨胀的大的双向比率的预型件来说，力求在尽可能高的温度下处理，但是，不让预型件的材料晶化，以使预型件十分容易变形以达到所希望的容器形状，而不会出现以温度过低和/或拉伸率很大为特征的材料过度拉伸的现象。
然后，加热的预型件22由例如输送轮38从窑炉8的出口向成型工位10的入口输送，如图1所示。
成型工位10例如公知地由一个轮40形成，轮40围绕一条纵向轴线转动，并承载多个副工位，副工位用于每个接纳一个预型件和用于使增压空气注入到该预型件内。为此，每个副工位具有例如一个模具42和将空气注入到加热的预型件22中的注入装置，所述模具42限定一个型腔，型腔具有待制容器的形状并接纳预型件。注入装置具有一组阀门和一个喷嘴，它们连接于一个空气在其中以第一压力增压的第一增压空气贮存器，和连接于一个空气在其中以高于第一压力的第二压力增压的第二增压空气贮存器。公知地，喷嘴与模具42中预型件的内开口32进行流体连通，和注入第一贮存器的空气以使预型件变形，预型件的主体24向型腔的壁延伸，然后，当预型件差不多结束其变形时，喷嘴注入第二贮存器的空气，在预型件中产生压力最大值，从而使预型件的壁完全贴靠在模型壁上，以便完全形成容器。预型件的膨胀阶段可同时用一个延伸棒促使预型件延伸，所述延伸棒按压预型件的封闭末端部分28，促使预型件轴向变形。这种在预型件中注入空气成型容器的方法公知地称为“双向”成型，这里不予详述。
然后，如此成型的容器2在成型工位10的输出端例如由输送轮44回收并向出口16输送。在吹制机6的输出端，容器2可予以回收和被输送到灌装机，容器在灌装机中以应装的最终产品进行灌装，然后封闭。作为变型，吹制机在成型工位的下游和在出口的上游装有容器灌装和封装工位，使得灌装和封装的容器在吹制机的输出端输出。
如前所述，当预型件的材料的内应力的强度大于最大强度时，或者当内应力在预型件中分布不良时，上述成型操作可能导致给出不符合要求的容器，即容器具有形状缺陷和/或外观和/或机械强度缺陷，使之不适合进行所希望的应用。下面，合格的预型件是其内应力在预型件被加热后可限制预型件径向和轴向变形的预型件，不合格的预型件是其内应力可能导致制成不合乎要求或者不合格的容器的预型件。
为了控制在吹制机6中移动的预型件的质量，所述吹制机6具有预型件分析装置46，预型件分析装置被布置用于确定与每个预型件的材料中内应力有关的至少一个参数、下面称为应力参数的数值，和用于使该数值与该应力参数的可接受的数值范围进行比较，以确定每个预型件是一个合格的预型件还是一个不合格的预型件。
根据所述方法的一种实施方式，应力参数与预型件的材料中的内应力分布有关，并且由对于给定的加热温度，被分析的预型件相对于合格预型件的高度变化来限定。通过观测预型件和通过测定加热后的被观测预型件与加热后的合格预型件之间的高度偏差，可计算出这个参数。
实际上，如前所述，在预型件的加热步骤中，加热的预型件22的材料中的内应力被释放，这引起加热的预型件22较之初始的预型件12高度减小和直径增大。
图2上，用标号2a标示初始的预型件12，用标号2c标示“具有可接受的最大收缩的基准”预型件。标号2b示出加热的预型件22，其主体24沿纵向轴线延伸，加热的预型件对于所述加热温度是可接受的，也就是说，其高度h在初始的预型件12(在这种情况下，预型件在加热时差不多没有待释放的应力)的高度与具有最大收缩的基准预型件(在初始的预型件12中可接受的最大应力的情况下)的高度之间，可接受的加热的预型件22的外径d因而增大。
为了使用上述方法，分析装置46具有存储基准预型件2a和2c的图像的存储器，所述图像构成确定轴向收缩的可接受的数值范围的模型。
分析装置46具有下游光学装置48，下游光学装置布置在窑炉8的下游和被设计用于确定加热的预型件22的形状。
分析装置46除了具有布置在窑炉8下游的下游光学装置48外还具有上游光学装置52，上游光学装置面对着初始的预型件12布置在窑炉8的上游和被设计用于确定初始的预型件12的形状。
分析装置46具有控制单元50。控制单元50连接于输送装置20。控制单元50配有计算装置，用于将加热的预型件22的形状与相同的预型件面对上游光学装置52时上游光学装置52在较早的时间某些时刻确定的形状与两个基准预型件2a、2c的形状进行比较。此外，可具有加热的预型件22的温度传感器(未示出)以及根据其温度校正合格预型件的可接受的收缩的校正公式。该公式可例如预先对初始的预型件12类型的预型件进行试验而确定。控制单元50被设计用于确定被分析的加热的预型件22是否具有可接受的轴向收缩。
根据所述方法的一个实施例，对于给定的初始的预型件12，在其被加热时经受的轴向收缩的数值是直接地测得的，无需参考模型。为了实施该实施例，控制单元50具有存储可接受的轴向收缩的最大数值的存储器。控制单元50适于计算在初始的预型件12的形状与加热的预型件22的形状之间的预型件的轴向收缩。此外，可具有用于加热的预型件22的温度传感器(未示出)，以及校正可接受的收缩的校正公式。分析装置46适于使该数值与可接受的最大轴向收缩进行比较和因此发出一信号。
通过获取作为应力参数的每个预型件的主体24的外径和通过测定观测的预型件在加热之前和之后的直径差距，可实施与下述分析类似的分析。
根据所述方法的另一种实施方式，应力参数是在被分析的预型件的整个高度上测得的热塑性材料的内应力的最大周向分布散度。
该实施方式与上述实施方式之一进行组合。
如果应力参数中至少一个超出可接受的数值范围，预型件视为不合格。
取代该参数的直接测定，所述方法提出通过实时观测该参数的效应，确定数量级。实际上，如果内应力沿初始的预型件12的直径发生变化，在加热时的这些应力的释放体现为对应的加热的预型件22的弯曲。所述方法包括观测预型件和在含有纵向轴线A的至少一个轴向平面上测定预型件的弯曲即预型件沿径向方向相对于预型件的纵向轴线A变形的步骤。因此，由于预型件在窑炉8出口处获得的形状，我们称之为“香蕉”效应。可接受的最大数值由图2上标以标号2d的一个模型加以固定。
如标号2d所示，可在靠近预型件的封闭端部28的至少一个高度和根据围绕轴线A的不同角度，测定外径《d》，如图2的直径d2所示。这种直径测定也可在预型件的另一个高度进行，例如如图2的直径d1所示。然后，可以例如通过计算来确定外径的中心(粗点所示)。颈部30的轴线A例如通过图像分析确定为经过颈部的中心并垂直于凸缘36的平面或垂直于开口末端部分26的平面的轴线。通过计算，可确定通过颈部中心和测定直径的所述中心的一条轴线A'。轴线A与A'之间的可接受的最大角偏差《εmax》对于可接受的预型件是预先确定的。这种应力参数代表一个预型件的可接受的最大侧向弯曲。
因此，上述轴线A'相对于基准纵向轴线A偏离的角值ε大于最大值εmax的全部加热的预型件22将被视为不合格。相反，轴线A与A'之间的偏差《ε》小于εmax的加热的预型件22将被视为合格的预型件。
对于该应力参数，可接受数值范围另外可以是或者作为变型是，由具有一预定高度的直径范围形成，预定高度在可接受的最小直径dmin与可接受的最大直径dmax之间延伸。换句话说，如果对于加热的预型件22，d1和/或d2在可接受的最小直径dmin与对于为其测定d1和/或d2的高度的确定的可接受的最大直径dmax之间，预型件被视为合格。同样，在给定高度的直径d超出该高度的dmin与dmax之间的范围的任何加热的预型件22，视为不合格。
采集每个加热的预型件22的多个图像。实际上，为了确定加热的预型件22的壁的一部分是否超出可接受数值范围，必须在预型件2的整个周界上检查预型件的壁与纵向轴线A之间的偏差，即预型件的角位置差，因为在预型件的所有轴向平面上不发生变形。为了使用上述方法，吹制机6具有使加热的预型件22围绕纵向轴线A转动的装置。控制单元50在面对下游光学装置48的预型件的不同角位置上采集加热的预型件22的多个图像。预型件的两个捕获图之间的角偏差被布置用于，不论相对于纵向轴线A产生偏差的轴向平面如何，都可检测预型件的型面的变形。因此，预型件在相继的两个捕获图之间转动一个小于或等于90°的角度，优选地，小于或等于45°的角度。根据一个实施例，加热的预型件22的影片在其转动期间拍摄，以获得加热的预型件22的型面的多个图像。
然后，采集的图像或采集的影片输送到控制单元50，并与图2d所示的基准模型进行比较。此外，可具有用于加热的预型件22的温度传感器(未示出)，以及根据温度校正可接受的收缩的校正公式。如果采集的图像之一或者影片的图像之一示出预型件的型面的径向偏离比基准模型2d中的大，那么，确定被分析的预型件不合格。
必须指出，在上述说明中，测得的应力参数与该参数的可接受数值范围的比较步骤被描述为所述图像间的图像比较。但是，不一定进行这种图像比较。图像能被分析用于确定测得的应力参数的数值，然后该数值与合格预型件的预定的可接受数值范围进行比较。例如，可对每个采集的图像计算出侧向偏出数值，每个测得的侧向偏出数值与该偏出数值的预存储的最大允许基准数值进行比较。
作为变型或者除了上述参数之外，在初始的预型件12与加热的预型件22之间的热塑性材料的内应力的最大周向分布散度的变化，或者实际最大变形，被选作应力参数。
作为变型或者除了上述参数之外，初始的预型件12在其在窑炉8中通过的过程中经历的高度变化的标准偏差可被选作应力参数。实际上，如前所述，预型件在其加热过程中的应力释放可以使其高度h相对于其冷却时的高度发生变化。某些类型的待制容器支持具有在加热时释放的高应力的初始的预型件12，因此，将主要关心加热的预型件22的高度变化的标准偏差。其它类型的容器更敏感(例如轻的小容积容器)，因此，将关心应力等级，即最大轴向收缩数值和/或最大侧向偏出数值。
下游光学装置48和/或上游光学装置52例如可以是一个摄像机，其在视觉范围进行作用。也可使用具有距离或型面的光学传感器(共焦点、干涉测量、激光三角测量等等)。
根据另一种实施方式，采集穿过在进入加热工位之前在吹制机中移动的每个预型件2通过、即穿过冷预型件2通过的偏振光的一个或多个干涉图像或者干涉影片确定应力参数。
该实施方式与上述实施方式中的至少一个组合，其中，应力参数在预型件加热之后测得。
作为变型，除通过偏振光分析外，仅测定如前所述的热塑性材料的内应力的最大周向分布散度。
如果应力参数中至少一个超出可接受数值范围，预型件视为不合格。
为了使用上述方法，吹制机6具有一个设备54，设备54布置在窑炉8的上游，由圆形偏振光源和摄像机组成，摄像机能通过一个第二交叉循环偏振器采集由初始的预型件12传播的入射偏振光的图像。该图像或干涉图像系列可观测预型件的材料中的内应力的强度和分布，如图3和4所示。实际上，在这些图像中，内应力引起在预型件的壁上延伸的连续波形或火焰形的干涉条纹56，这些干涉条纹56分布和形状代表预型件的材料中的内应力的分布和强度。
图3示出在交叉偏振器之间通过白光或单色光获得的合格的基准预型件的干涉图像。该图像可用作模型，能比较对吹制机中移动的每个预型件获得的干涉图像，确定内应力的分布和强度是否合乎要求。为此，例如限定一个框58，在框内的二维干涉图像将被分析。框58例如在初始的预型件12的主体24上与颈部30有一定距离地延伸，以便获得一个表示出现在框58内的预型件的材料中的内应力的分布和强度的样品。当图像通过白光获得时，可例如通过比色分析，标记条纹的顺序号。优选地，框58呈矩形并在高度上在初始的预型件12的圆柱形部分的约90％的最大部分上、以及在宽度上在初始的预型件12的宽度的50％或70％上延伸。初始的预型件12的二维图像被分析，例如通过计算在该框58内延伸的条纹56的数量，和/或通过测定框58内条纹56的顶端位置。条纹56的数量和/或位置与由条纹56的最大数量限定的可接受数值范围和/或对于一个合格的预型件来说框58内这些条纹56的位置允差进行比较。因此，如果在来自通入一个初始的预型件12的光的一个干涉图像的框58内计算的条纹56的数量大于条纹的最大数量，和/或如果这些测得的条纹的位置比合格预型件的图像中的条纹的位置更接近颈部30，那么，被分析初始的预型件12视为不合格，如图4中预型件4a和4c所示，其中，框58内出现的条纹56的数量远大于图3中合格的基准预型件的框58内出现的条纹56的数量。
除了框58中条纹56的数量之外，应力参数也可包括框58中条纹56的对称度。因此，可限定一条通过框42的中心的对称轴线，该对称轴线例如由初始的预型件12的轴线A限定，和检查条纹56相对于该对称轴线的对称性。可限定最大对称性偏差，若超过它，则预型件视为不合格。例如，最大对称性偏差可定义为一个百分比，框58中相对于对称轴线对称的条纹数量，与框58中条纹数量相对。因此，如果与一个给定的预型件有关的一个干涉图像的框58中对称条纹的百分比不够，则该给定的预型件视为不合格。这由图4的预型件4c示出，其中，预型件的封闭末端部分28附近出现的条纹56相对于纵向轴线A不对称。
如同与初始的预型件12的弯曲有关的应力参数那样，如果在预型件不同角位置获得的多个图像被采集以便得到获得表示被分析的预型件的材料中在预型件的周边的尽可能大的部分上的内应力图像，则可改善条纹46的分析。最后，如果条纹56的数量小于可接受的极限(图4b)和/或条纹56的对称性偏差小于最大偏差和/或条纹56在整个周边上均匀，那么，初始的预型件12合格。
为了进行上述分析，根据该另一种实施方式的吹制机的分析装置具有一个循环偏振光源，以及一个穿过每个预型件的偏振光的干涉图像或影片的采集装置。光源、两个交叉循环偏振器和采集装置被布置在初始的预型件12所随循的一部分路径的两侧，位于吹制机的入口4和加热工位8之间，以致每个预型件加热工位8上游在光源、两个偏振器和采集装置之间通过。通过使用该工位的输送装置以在光源和采集装置之间输送预型件，预型件可在图像采集期间围绕它们的轴线转动，以获得每个预型件在不同角位置的图像。
一旦干涉图像或影片采集到，中央处理器被使用以确定应力参数的数值，例如框58中条纹56的数量(或者用白光的条纹的最大顺序号)和/或条纹沿周边的均匀性和/或框中条纹的对称性偏差，以及用于在分析时使该值与对于窑炉8的加热温度的可接受数值范围进行比较，使得对于在吹制机中移动的每个预型件，确定预型件是合格还是不合格。
作为变型或者除了上述参数之外，应力参数的变化，例如框58中条纹56的数量(或者用白光的条纹的最大顺序号)和/或条纹沿周边的均匀性和/或初始的预型件12与加热的预型件22之间框中条纹的对称性偏差，可选择作为应力参数。
连续的确定以及对于吹制机中移动的每个预型件来说预型件的适合度，能够确保连续控制用于制造容器的预型件的质量。
当一个被分析的预型件确定为不合格时，当加热方法和加热的预型件22的温度被视为是稳定和得到控制时，本发明的方法设置为由吹制机，例如由其中央处理器38，发出输出信号。因此，在测得的应力参数中的至少一个的数值超出对于该应力参数的可接受数值范围时，发出该信号。
输出信号可以不同方式来开发。
输出信号可以只是针对吹制机操作人员的音响和/或可视信号，以指示操作人员吹制机中存在一个不合格的预型件和获得一个不适合所希望进行的应用的容器的风险。
作为变型或者此外，输出信号可用于在不合格的预型件经受成型步骤之前将其推出，或者推出一个由不合格的预型件在成型工位得到的容器。因此，确保只有合格的预型件产生的容器将被用于灌装。
图5是曲线图，横坐标上示出一系列被分析的预型件，纵座标上示出测得的应力参数的数值。线Pmin和Pmax分别示出对于测得的应力参数的可接受数值范围的下限和上限。
在该曲线图的纵坐标的E点示出由其推出成品预型件或成品容器。实际上，在这些E点，可发现测得的应力参数的数值超出由Pmin和由Pmax限定的范围。
在S点，示出一大系列的预型件，其中，测得的应力参数的数值对于所用加热温度超出可接受数值范围。例如，当一整批预型件没有用注入参数或可接受的材料制成时，可发生这种情况。如果发现这种发出连续输出信号的系列，那么，输出信号可用于使吹制机停机，以便除去不合格的批量预型件，并由另一批预型件更换，从而避免吹制机仅制造不合乎要求的容器。
例如，连续统计记录与批量预型件的质量有关的至少一个参数，可检查吹制容器2的质量是否太取决于关于预型件的记录数值。如果即使具有高应力参数的数值，预型件的质量也能反复确保，那么，吹制机的调节可满足制造良好容器的需要。
作为变型或者此外，输出信号可用于改变预型件的注塑参数，以减小这些预型件的材料中的内应力。实际上，输出信号表示不合格的预型件中内应力的分布或强度，并因此可用于改变成为这种不合格分布或强度的原因的注塑参数。
上述方法和吹制机可通过分析与预型件材料中的内应力有关的一个参数，确定吹制机生产的容器质量可能降低的原因，连续或在线控制在吹制机中移动的预型件的质量。应当指出，与内应力有关的参数的分析不同于对加热的预型件进行的热力控制，热力控制用于确定一个预型件在成型成容器之前是否均匀加热。实际上，这种热力控制例如由一个温度记录摄像机进行，不能确定与预型件材料中内应力有关的参数的数值。
在加热步骤之前具有分析步骤，在加热步骤之后具有分析步骤，使得尤其可测定不同的应力参数，计算在加热步骤过程中预型件的材料中内应力的释放情况。
不同应力参数的结合可提高不合格预型件的检测效果。

Claims (13)

1.生产一系列容器(2)的生产方法，所述生产方法包括下列步骤：
－以一系列热塑性材料制的初始的预型件(12)供给窑炉(8)，
－在窑炉(8)中相继加热初始的预型件(12)的每一个，以由此获得加热的预型件(22)，
－将加热的预型件(22)输送到成型工位(10)，以及
－将增压空气相继地注入到每个加热的预型件(22)中，以在所述成型工位(10)成型一系列容器(2)，
其特征在于，所述生产方法包括确定与预型件中热塑性材料的内应力有关的至少一个应力参数，以及确定对于所述应力参数的可接受数值范围，所述生产方法包括分析每个初始的预型件(12)和每个加热的预型件(22)的分析步骤，所述分析步骤对于每个被分析的预型件包括下列步骤：
－确定被分析的预型件的所述应力参数的数值，
－将确定的数值与可接受数值范围进行比较，
－当确定的数值超出可接受数值范围时，发出输出信号；
应力参数包括被分析的预型件的主体(24)在所述被分析的预型件的加热步骤之前和之后的高度(h)和/或外径的变化，确定所述应力参数的数值的确定步骤包括：测定预型件的主体(24)在加热步骤之前的高度(h)和/或外径的步骤、测定同一预型件的主体(24)在加热步骤之后的高度和/或外径的步骤、以及确定主体(24)的高度和/或外径的变化的步骤。
2.根据权利要求1所述的生产方法，其特征在于，与热塑性材料的内应力有关的应力参数，是在被分析的预型件的高度(h)上测得的热塑性材料的内应力的最大周向分布散度。
3.根据权利要求1或2所述的生产方法，其特征在于，在将增压空气注入到加热的预型件(22)中的步骤之前，对初始的预型件(12)和所述加热的预型件(22)实施确定应力参数的数值的步骤。
4.根据权利要求3所述的生产方法，其特征在于，通过采集初始的预型件(12)的至少一个图像和加热的预型件(22)的至少一个图像，进行确定应力参数的数值的步骤，以及通过将采集的图像与一个具有可接受侧向弯曲最大值的基准加热预型件的至少一个基准图像(2d)比较，进行确定的数值与可接受数值范围比较的步骤。
5.根据权利要求4所述的生产方法，其特征在于，加热的预型件至少在确定应力参数的数值的确定步骤过程中被转动移动，确定步骤是通过在被分析加热的预型件(22)的不同角位置采集所述被分析加热的预型件的多个图像、以及通过处理采集的图像以辨别与被分析加热的预型件的最大侧向弯曲相应的至少一个图像来进行的，比较步骤是使已辨别的采集图像与所述基准图像(2d)比较来进行的。
6.根据权利要求1所述的生产方法，其特征在于，在所述至少一个应力参数中的一应力参数是被分析的预型件的热塑性材料的内应力的强度。
7.根据权利要求6所述的生产方法，其特征在于，确定应力参数的数值的确定步骤通过被分析的初始的预型件(12)暴露于循环偏振光、并且通过穿过一第二交叉循环偏振器采集穿过初始的预型件(12)的入射偏振光的干涉图像或影片来进行，以及将确定的数值与可接受数值范围比较的比较步骤通过将采集的干涉图像或影片与穿过一个或多个基准预型件的偏振光的干涉图像或影片比较进行，所述基准预型件的应力参数的数值包括可接受数值范围的极限值或在可接受数值范围的极限值以内。
8.根据权利要求1所述的生产方法，其特征在于，当在对被分析的预型件(12,22)实施比较步骤之后发出输出信号时，不进行对加热的预型件(22)中注入增压空气的步骤，所述被分析的预型件在增压空气注入步骤之前排出。
9.根据权利要求1所述的生产方法，其特征在于，输出信号是可闻的和/或可见的报警信号。
10.根据权利要求1所述的生产方法，其特征在于，在向窑炉(8)供给预型件的步骤之前，所述生产方法包括将热塑性材料注入到具有待制预型件形状的型腔中制造初始的预型件(12)的制造步骤，在发出输出信号时，热塑性材料的注入参数被修改，用以减小被注入的预型件的热塑性材料中的内应力。
11.生产一系列容器(2)的生产系统，生产系统具有至少一个窑炉(8)和一个成型工位(10)，窑炉适于加热一系列初始的预型件(12)，成型工位具有将增压空气注入到加热的预型件(22)中以便在成型工位(10)中成型一系列容器(2)的装置，其特征在于，生产系统还具有分析装置(46)，分析装置(46)具有布置在窑炉(8)上游的至少一个上游光学装置(52)和布置在窑炉(8)与成型工位(10)之间的至少一个下游光学装置(48)，上游光学装置(52)和下游光学装置(48)被布置用于采集每个待分析的预型件的至少一个图像或影片，分析装置(46)被布置用于在每个初始的预型件(12)加热时确定每个预型件的主体(24)的高度和/或外径的变化、和/或用于确定每个加热的预型件的侧向弯曲最大值。
12.根据权利要求11所述的生产系统，其特征在于，分析装置(46)具有一设备(54)，该设备配备循环偏振光光源以及穿过第二交叉偏振器采集穿过每个初始的预型件(12)的入射偏振光的干涉图像或影片的采集装置，所述设备(54)布置在窑炉(8)的上游。
13.根据权利要求11或12所述的生产系统，其特征在于，生产系统还具有与分析装置(46)连接的预型件注塑压力机(18)，以及在注塑压力机(18)与窑炉(8)之间输送预型件的先进/先出式输送装置(20)。
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