CN107750324A - 用于容器的封闭件控制的检查方法和检查装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于容器的封闭件控制的检查方法(100)，特别地用于瓶的封闭件控制，其中通过输送设备输送(101)封闭的容器，并通过检查装置对应用于容器的封闭件的紧密度和/或正确安置进行检查(102‑108)，其特征在于，通过光学三维测量方法，检查装置至少部分地感测(102)容器及其封闭件，并由其生成(103)三维数据，特别是三维点、三维线条元素和/或三维区域元素，以及通过评估装置对三维数据进行处理(104‑107)，并由其得出(108)关于封闭件的紧密度和/或正确安置的结论。

Description

用于容器的封闭件控制的检查方法和检查装置
技术领域
本发明涉及具有方案1的前序部分的特征的用于容器的封闭件控制的检查方法，以及具有方案12的前序部分的特征的检查装置。
背景技术
在用于容器的封闭件控制的检查方法中，通常通过输送设备输送封闭的容器并利用检查装置对应用于容器的封闭件的紧密度和/或正确安置方面进行检查。
例如，在已知的方法中，通过电磁脉冲使冠形瓶盖振动从而由振动特性得出关于未正确安置的冠形瓶盖的结论。然而，该方法仅适用于金属封闭件。
同样已知使用相机从上方拍摄封闭件标志或者从侧方拍摄封闭件连同容器颈部的方法。还使用具有高分辨率相机的镜柜从多个观察方向在相机图像中同时拍摄封闭的容器。然后通过图像处理对利用相机拍摄的图像进行评估以确定封闭件的正确安置。然而，为了进行可靠的封闭件控制，必须拍摄并评估多个观察方向，这均是复杂的。
还已知一种检查方法，其中通过光学距离传感器或者磁性接近传感器测量出封闭件的曲率并由其推断出内压。特别不利的是，容器内的最终压力通常仅在巴氏杀菌之后20至30分钟之后达到，并且仅那时能够进行可靠的测量。
因此，为了进行可靠的封闭件控制，需要根据各种容器和封闭件类型使用不同的方法。此外，成像方法可能需要多个相机和视图以确保可靠的封闭件控制。这在成本、安装空间和设备方面需要相应的高的付出。
发明内容
因此，本发明的目的是提供一种用于容器的封闭件控制的检查方法和检查装置，利用该检查方法和检查装置能够对各种类型的容器和封闭件进行可靠的封闭件控制，并且在检查硬件的使用方面具有特别简单的配置。
为了实现该目的，本发明提供一种用于容器的封闭件控制的检查方法，其具有方案一的特征。
本发明的有利发展在从属方案中提及。
通过在检查方法中使用光学三维测量方法，以特别高的分辨率空间地、精确地且在不接触的情况下拍摄容器或者应用于容器的相应的封闭件的表面。利用容器连同其封闭件的表面数据的高分辨率测量以及由其生成的三维数据，为评估装置提供了全面的信息，而不需要取决于相机的观察方向，能够依各种容器的类型或者封闭件的类型定制拍摄之后的三维数据的评估。换言之，检查方法不再需要改变测量方法，而只需要例如通过适当的软件参数化依容器或封闭件分别定制评估。
能够在饮料处理系统、例如在检查装置中进行该检查方法。例如，该检查方法能够使用于整瓶检查机。检查方法能够在容器被填充并封闭之后进行，例如在填充器和加盖机的下游进行。同样能够想到的是，对已经在包装单元中分组的封闭容器进行检查方法。
能够将容器设置成接收饮料、食品、卫生制品、糊状物、化学以及生物和/或药用物品。特别地，容器能够是塑料瓶、玻璃瓶、罐和/或管。特别地，塑料容器能够分别是聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、高密度聚乙烯(HD-PE)或者聚丙烯(PP)容器或者瓶。他们也能够是主要部件是由诸如甘蔗、小麦或玉米等的可再生原料形成的可生物降解的容器或瓶。封闭件能够是冠形瓶盖、螺纹盖、可撕下的封闭件等。
光学三维测量方法能够适用于拍摄封闭件的面部区域和/或至少部分边缘和/或至少部分容器颈部。能够利用光学三维测量方法从一个或多个观察方向拍摄容器连同其封闭件。能够想到的是，从多个观察方向的三维数据被匹配到一起。还能够想到的是，通过用于拍摄多个观察方向的容器保持件使容器转动。可选地，能够利用光学三维测量方法同时从多个观察角度、例如通过多个光学三维测量传感器拍摄容器。
三维数据能够是三维点、三维线条元素和/或三维区域元素。三维点能够是在三维或者空间坐标系中的容器和封闭件的表面点。三维线条元素能够是直线、诸如圆弧段和/或样条曲线等的曲线。三维区域元素能够是三角形和/或矩形，优选地连接在一个或多个表面网格中。
评估装置能够是计算机、机器控制单元或者单独的图像处理硬件，特别地其包括中央处理器(CPU)、存储器和/或数据接口。评估装置能够单独地配置或者至少部分地一体化在三维测量传感器中。能够将评估装置构造成几何地评估三维数据，从而获得关于封闭件的紧密度和/或正确安置的结论。能够经由数据总线等将评估装置连接到排出装置，以例如通过可控的轨道开关将泄露或者未正确应用封闭件的容器排出。瑕疵容器能够被运送到例如回收系统以回收他们的材料。
当由评估装置进行处理时，封闭件的三维数据和容器的三维数据能够彼此分离。换言之，能够想到的是，三维数据被分别分配到封闭件和容器。这使得能够将封闭件的三维数据或者容器的三维数据分别提供到不同的评估方法。例如，在三维数据的处理中能够确定封闭件和容器之间的几何相关特性。几何相关特性能够意味着封闭件相对于容器的位置如何。例如，当进行三维数据处理时，能够确定封闭件相对于容器的位置、高度、歪的安置和/或偏心度。位置在此能够意味着封闭件的参考坐标系相对于容器的参考坐标系是如何布置的。其还能够意味着封闭件位于容器坐标系中的那个位置或哪个方向。封闭件的高度在此能够意味着封闭件位于沿着容器纵轴线的哪个位置。歪的安置能够意味着例如容器的支撑环平面或者口表面相对于近似圆筒形的封闭件的支撑平面或者上边界平面之间的倾斜角。封闭件的偏心度能够意味着封闭件的中心到容器纵轴线的距离。
此外，当进行三维数据处理时能够确定封闭件的曲率。封闭件的曲率能够意味着封闭件由于容器内存在的内压而鼓起。为了确定曲率，能够想到的是，通过封闭件的正面的三维数据拟合曲率能够被参数化的表面。从参数化表面的曲率能够得出关于封闭件的曲率的结论。
在处理期间，能够将三维数据至少部分地与参考几何形状进行比较，并且特别地，能够由其确定封闭件的变形数据。能够想到的是，将源于容器或者封闭件的构造的CAD数据用作参考几何形状。还能够想到的是，在上述三维数据的意义中，参考几何形状能够用作三维点、三维线条元素和/或三维区域元素。例如，能够为三维数据确定到参考几何形状的最小距离，例如到参考几何形状的相应三维点或者相应三维区域的最小距离。特别地，封闭件的变形数据包括封闭件的曲率。从封闭件的变形数据或者曲率能够得出关于容器内存在的内压和关于紧密度的结论。例如，如果相对于参考值封闭件的曲率太低，则能够得出内压太低因而存在泄漏的结论。
三维测量方法能够包括立体三维测量方法，其中从两个图像视角至少部分地拍摄容器连同其封闭件。因此立体三维测量方法意味着分别从两个图像视角拍摄容器或者封闭件上的表面点，并由其计算出他们在坐标系中的坐标。例如，如果在从不同方向至少部分地拍摄容器连同其封闭件的立体三维测量方法中使用两个相机，则在两个相机图像中分别识别容器或者封闭件上的相同表面点。随后，通过两个相机图像中的对应像素坐标并通过两个相机的空间内的配置以及通过物镜的成像参数计算(三角测量)出物点的位置。
利用立体三维测量方法，还能够想到的是，通过具有立体物镜的相机至少部分地拍摄容器连同其封闭件，其中立体物镜将两个或更多个图像视角成像到相机的单个图像传感器上。
在立体三维测量方法中，通过漫射光源能够至少部分地照射容器连同其封闭件。这导致对容器和封闭件的特别均匀的照射，使得光学记录中的对比度特别均匀。例如，利用光学三维测量方法能够良好地拍摄漫射和高度镜面反射的封闭件和容器表面两者。
利用立体三维测量方法，为了在两个图像视角中将相同物点相关联，通过结构化光源能够至少部分地照射容器连同其封闭件。由于归因于光源施加的结构能够以特别低的运算量可靠地识别到两个图像视角中的相同物点，因此在两个图像视角中的相同物点的特别简单的相关是可能的。此外，这能够提高立体三维测量方法的精确度。例如，结构化光源能够投射规则分布或者随机分布的光点。还能够想到的是，结构化光源投射诸如网格或者条纹等的规则或不规则的图案。
可选地，三维测量方法还能够包括光切三维测量方法，其中通过结构化光源从第一方向至少部分地照射容器连同其封闭件，并由相机从与第一方向成角度的第二方向拍摄容器连同其封闭件。因此，只需要使用一个相机并且将结构化光源用作反相机。结果，非常可靠地并具有低设备复杂度地获得三维测量。结构化光源能够以如下方式编码：能够在相机图像中清楚地识别光源的光平面。例如，能够利用格雷编码法(gray code method)等对结构化光源进行编码。还能够想到的是，在空间上或时间上对结构化光源进行编码，其中在时间编码中将不同的光图案相继地投射到容器或者封闭件。利用光切三维测量方法，还能够想到的是，例如通过使用激光线仅对一个光平面投射，并利用相机将其拍摄。结果，能够在相机中特别容易地拍摄到线并能够特别容易地确定线上的物点。还能够通过封闭的容器的大致横向于三维测量传感器的光线地相对运动生成平面三维数据。能够想到的是，为此通过输送设备来输送容器然后相对于三维测量传感器移动容器。还能够想到的是，这是跟随专用的轨迹而完成的。
在三维测量方法中，优选地，以小于0.5mm的分辨率、优选小于0.2mm的分辨率或者更优选地小于0.1mm的分辨率在三维中至少部分地拍摄容器连同其封闭件。分辨率在此意味着例如三维点相对于彼此的横向距离。分辨率能够对应于三维测量传感器的相机的图像传感器光栅。即，分辨率越低，所获得的三维数据的间隔越小，则能够拍摄到封闭件或者容器的更精确的局部特征。这允许更可靠的封闭件控制。归因于拍摄到的大量的轮廓点，与图像传感器光栅相比，也能够以高分辨率计算出三维点。
在检查方法中，进一步能够想到的是，通过近中心点的物镜(pericentricobjective lens)至少部分地拍摄封闭件和/或容器口。近中心点在此能够意味着物镜的光路在容器或封闭件所在侧不扩散而是汇聚。这使得物镜能够同时从多个方向监测封闭件，特别是其边缘。优选地，该近中心点的物镜的前透镜能够比容器的封闭件大。这使得能够在一个相机图像中尽可能完全地分别从上方或者在边缘处拍摄封闭件或者容器口。
此外，本发明在方案12中提供了一种用于容器的封闭件检查的检查装置。在从属方案中提及本发明的有利发展。
由于检查装置包括光学三维测量传感器，所以能够三维地拍摄容器及其封闭件并且能够获得高分辨率三维数据。然后能够根据上述检查方法对三维数据进行评估，使得不管什么类型的容器或封闭件都能使用相同的检查装置。因此，只有对生成的三维数据的评估必须要通过适当的参数化进行定制。此外，光学三维测量传感器的三维数据特别地精确，由此例如能够将封闭件的变形及其相对于容器的位置并入封闭件控制。因此，能够利用特别简单的设计的检查硬件对各种容器或封闭件类型进行可靠的封闭件控制
检查装置能够配置于饮料处理系统中。检查装置能够配置于填充器和封闭的容器的加盖机的下游。
输送设备能够包括转盘或者线性传送装置。此外，输送设备能够包括用于封闭的容器的容器保持件。能够想到的是，容器保持件被构造成使容器围绕他们的纵轴线转动和/或使容器相对于三维测量传感器倾斜。因此能够想到的是，容器保持件适于使容器围绕一个或多个轴线枢转。结果，能够通过光学三维测量传感器从多个角度分别拍摄容器或封闭件。
光学三维测量传感器能够被构造用于立体三维测量方法，并且为此包括具有立体物镜的相机或者均具有物镜的两个或更多个相机，此外优选地装配有漫射光源或者结构化光源。归因于光学三维测量传感器被构造用于立体三维测量方法，能够在不接触的情况下且高分辨率地特别精确地拍摄容器连同其封闭件，并且能够由其生成三维数据。例如，通过对图像数据进行三角测量计算出三维数据。具有立体物镜的一个相机或者两个或更多个相机能够从至少两个不同的图像视角拍摄相机图像。利用两个不同的图像视角在此意味着彼此斜对角地延伸的至少两个不同的相机观察角度。
光学三维测量传感器能够被构造用于光切三维测量方法，并且为此包括具有物镜的至少一个相机和结构化光源。结果，仅需要一个相机用于拍摄三维数据，并且光学三维测量传感器的设备复杂度是特别低的。结构化光源能够包括用于投射图案的投射器，投射器优选地被构造成例如通过可移动网格、液晶显示屏(LCD)、硅基液晶(LCoS)、数字微镜(DMD)等投射不同图案。结构化光源也能够包括激光器以及用于生成线的上游光学器件。例如，光学器件能够是衍射网格。还能够想到的是，利用激光器投射网格或者点的图案。
相机的物镜能够是近中心点的。因此，能够绕着容器纵轴线在一个相机图像中分别拍摄封闭件或容器口。
此外，检查装置能够以任意组合方式包括关于检查方法的前述一个或多个特征。
附图说明
以下将参照附图示出的实施方式说明本发明的进一步特征和优点，其中
图1以流程图示出了用于容器的封闭件控制的检查方法的实施方式；
图2示出了用于进行图1中的检查方法的检查装置的实施方式；以及
图3示出了图2中所示的光学三维测量传感器的实施方式。
具体实施方式
图1以流程图示出了用于容器的封闭件控制的检查方法100的实施方式。示出了以下说明的各个方法步骤101至112。
首先，在步骤101中，将封闭的容器输送到检查装置并利用随后的方法步骤102至112对封闭件的紧密度(tightness)和/或正确安置(correct seating)进行检查。在检查期间，能够想到的是，各封闭的容器均停止在相对于光学三维测量传感器固定的检查位置或者连续地向前输送。
在随后的步骤102中，通过光学三维测量方法至少部分地拍摄容器连同其封闭件。光学三维测量方法能够是例如立体三维测量方法，其中从两个不同的图像视角(imageperspectives)至少部分地拍摄容器连同其封闭件。然后能够从两个不同的图像视角的相机图像通过三角测量获得三维数据。在立体三维测量方法中，能够想到的是，容器连同其封闭件一起被漫射光源或者结构化光源至少部分地照射。这能够导致容器表面和封闭件的特别高的测量动态，和在两个图像视角中更简单地将相同物点相关联。可选地，还能够想到的是，通过光切三维测量方法(light-section 3D measuring method)至少部分地拍摄容器连同其封闭件，在该方法中使用结构化光源从第一方向照射容器连同其封闭件，并利用相机从与第一方向成角度的第二方向拍摄容器连同其封闭件。能够想到的是，通过用于光图案的投射的激光器或者投射器形成结构化光源。将光源的角度与相机的图像视角混合并对相应的三维数据进行三角测量。三维数据的分辨率小于0.5mm，但能够甚至更小到0.1mm或者更小。
在进行光学三维测量方法之后，然后在步骤103中生成三维数据，优选为三维点、三维线条元素和/或三维区域元素(三角形或矩形)。然后将这些数据以合适的数据形式存储在例如电子存储器中或者数据库中。
随后，在步骤104中，识别并分离封闭件的三维数据和容器的三维数据。由于所使用的封闭件类型或容器类型为确实已知的，所以封闭件的识别或者容器的识别能够分别通过三维数据或图像数据的自动掩蔽来实现。能够想到的是，首先分别测量参考容器或参考封闭件，然后手动地关联三维数据。随后，能够由于关联而从容器的封闭件分离出随后检查的容器的三维数据。
通过分离容器的三维数据和封闭件的三维数据，能够在随后的步骤105中确定封闭件和容器之间的几何相关特性。例如，封闭件的中心或者另一个合适的参考点取决于其三维数据。容器也是如此。然后从封闭件和容器之间的距离能够计算出封闭件的正确安置。详细地，能够计算出封闭件相对于容器的高度和偏心度(eccentricity)。如果高度或偏心度分别超出公差范围，则能够得出封闭件未正确安置的结论。
在进一步的步骤106中，然后将封闭件的三维数据与参考几何形状进行比较。参考几何形状能够是具有封闭件的构造数据的CAD数据集。随后，在步骤107中，将封闭件的面部区域(face area)隔离，并确定其相对于CAD数据集的曲率，例如弯度。如果弯度太低，则能够得出封闭件的曲率太小因而容器内的内压太小的结论。因此，通过将封闭件的三维数据与参考几何形状进行比较，能够确定封闭件是否紧密地安置于容器。
然后在步骤108中，基于上述结果判断容器是否密封以及封闭件是否正确地安置。如果是，则在步骤109中将容器提供到进一步处理步骤，例如提供到包装机。如果否，则在步骤110中拒绝该容器进入进一步的处理并将其排出。然后它能够被例如回收或清洗。
在步骤112中，选择下一个容器并对该容器进行如上所述的步骤101至110。
由于在上述检查方法中使用了光学三维测量方法102至103，利用该方法至少部分地拍摄了容器连同其封闭件，特别地在不接触的情况下首先生成了高分辨率的三维数据。结果，能够将随后的方法步骤104至107均调整或参数化成所使用的容器或封闭件的类型，使得检查方法100能够以特别灵活且可靠的方式使用于各种类型的封闭件和容器。因此，检查主要在计算机上虚拟完成，并且非常易于定制，而无需更换硬件组件。
图2示出了用于进行图1中的检查方法100的检查装置1的实施方式。能够看到，容器2由输送设备3沿传送方向R输送到光学三维测量传感器4。输送设备3在此例如是传送带，但也能够想到任意其他合适的输送设备，诸如转盘等。此外，容器2被沿着传送方向R连续地输送，使得能够实现特别高的机器吞吐量。可选地，还能够想到的是，容器2均停止在检查位置处。
还能够看出的是，容器2a连同其封闭件一起在此被光学三维测量传感器4从一个角度从上方倾斜地检测。以下将参照图3更详细地说明光学三维测量传感器4和所使用的光学三维测量方法。
三维测量传感器4所拍摄的图像数据被与其相关联的评估装置5评估，并分别从图像数据生成容器2a或其封闭件的三维数据。为此，评估装置5构造有微处理器(CPU)、存储器和必要的数据接口。换言之，评估装置5是用来评估由三维测量传感器4拍摄的图像的图像处理单元。此外，评估装置5控制三维测量传感器4的光源并进行先前参照图1说明的方法步骤102至108。
如果现在基于方法步骤102至108判断例如在此所示的容器2c存在泄漏和/或封闭件未正确地安置，则通过排出装置6将该容器2c从输送设备3自动地排出到箱7中。相反，对于在此示出的容器2b，分别利用检查装置1或者检查方法100确定其封闭件紧密且正确地安置。因此，容器2b被输送设备3沿传送方向R向前输送到例如在此未示出的包装站。
图3详细示出了图2的检查装置1的光学三维测量传感器4的实施方式。示出了两个相机41和42，其从两个不同的图像视角41a、42a拍摄容器2a的容器颈部23和封闭件21。此外，能够想到的是，利用适当的测量场另外检测容器主体22。在图3所示的实施方式中，容器2a是具有螺纹盖21的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)塑料瓶。然而，利用三维测量传感器4也能够拍摄在图3中的左手侧示出的具有冠形瓶盖21’的玻璃瓶2a’，所以也能够可靠地进行封闭件控制。
此外，三维测量传感器4包括漫射光源43，通过使用漫射光源43特别均匀地照射容器2a以进行精确测量，无论表面的性质如何。
基于示例点P1和P2更加详细地说明光学三维测量方法。在检查期间，由两个相机41和42从不同的图像视角41a和42a拍摄到点P1和P2。由于不同的图像视角，点P1在两个相机图像中位于不同的图像像素处。通过校准相机41和42，然后能够将点P1的实际位置和其相关联的空间坐标计算为三维点。点P2也是如此。因此这是一种立体三维测量方法。
还能够想到的是，代替两个相机41和42，使用仅一个具有立体物镜的相机，其在单个图像传感器上成像两个不同的图像视角41a和42a。还能够想到的是，使用另外的相机用于更高的测量精度或者自动校准。
可选地，还能够想到的是，使用结构化光源代替漫射光源43。利用结构化光源，能够在相机41和42的相机图像中更加容易地识别例如点P1和P2的物点。
此外，可选地能够想到的是，三维测量传感器4并非构造用于立体，而是用于光切三维测量方法。在此情况下，容器2a或者封闭件21分别被结构化光源至少部分地照射并仅被单个图像传感器从一个图像视角拍摄。这里的结构化光源类似用作反相机(inversecamera)或者用作光平面(用于激光线的投射的激光器)。
总体而言，因此分别通过前述检查方法100和图1至图3中的检查装置1记录了容器2a的特别高分辨率的三维数据。因此，能够主要地虚拟地基于记录的三维数据进行实际的封闭件控制，并且特别容易通过评估方法的适配依不同的容器或封闭件类型定制实际的封闭件控制。因此，即使在小空间内也能够可靠地进行封闭件控制，而不需高的设备复杂性。
可以理解的是，在所述实施方式中提及的特征不限于这些特定的组合，而是还能够有任意其他组合。

Claims (15)

1.一种用于容器的封闭件控制的检查方法(100)，所述容器特别地为瓶，其中通过输送设备输送(101)封闭的容器，并通过检查装置对应用于所述容器的封闭件的紧密度和/或正确安置进行检查(102-108)，
其特征在于，
所述检查装置以光学三维测量方法至少部分地拍摄(102)各个容器连同容器的封闭件，并由此生成(103)三维数据，特别是三维点、三维线条元素和/或三维区域元素，以及
利用评估装置对所述三维数据进行处理(104-107)，并由此得出(108)关于所述封闭件的紧密度和/或正确安置的结论。
2.根据权利要求1所述的检查方法(100)，其特征在于，当通过所述评估装置进行处理时，使所述封闭件的三维数据和所述容器的三维数据彼此分离(104)。
3.根据权利要求1或2所述的检查方法(100)，其特征在于，在对所述三维数据进行处理时确定(105)所述封闭件和所述容器之间的几何相关特性。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的检查方法(100)，其特征在于，在对所述三维数据进行处理时确定所述封闭件相对于所述容器的位置、高度、歪的安置和/或偏心度，和/或所述封闭件的曲率。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的检查方法(100)，其特征在于，在处理期间所述三维数据至少部分地与参考几何形状进行比较，并且特别地，由此确定(106)所述封闭件的变形数据。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的检查方法(100)，其特征在于，所述三维测量方法(102)包括立体三维测量方法，其中从两个图像视角至少部分地拍摄所述容器连同其封闭件。
7.根据权利要求6所述的检查方法(100)，其特征在于，在所述立体三维测量方法(102)中，通过漫射光源至少部分地照射所述容器连同其封闭件。
8.根据权利要求6所述的检查方法(100)，其特征在于，在所述立体三维测量方法(102)中，为了在所述两个图像视角中将相同物点相关联，通过结构化光源至少部分地照射所述容器连同其封闭件。
9.根据权利要求1至5中任一项所述的检查方法(100)，其特征在于，所述三维测量方法(102)包括光切三维测量方法，其中通过结构化光源从第一方向至少部分地照射所述容器连同其封闭件，并且通过相机从与所述第一方向成角度的第二方向拍摄所述容器连同其封闭件。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的检查方法(100)，其特征在于，所述三维测量方法(102)以小于0.5mm、优选小于0.2mm、或者更优选小于0.1mm的分辨率至少部分地三维地拍摄所述容器连同其封闭件。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的检查方法(100)，其特征在于，通过近中心点的物镜至少部分地拍摄所述封闭件和/或所述容器的口。
12.一种检查装置(1)，其用于容器(2)的封闭件控制以及用于进行根据权利要求1至11中的任一项所述的检查方法(100)，所述容器特别地为瓶，利用输送设备(3)输送封闭的容器(2)，
其特征在于，
所述检查装置(1)包括光学三维测量传感器(4)和评估装置(5)，其中所述光学三维测量传感器(4)用于三维地至少部分地拍摄容器(2)及其封闭件(21)。
13.根据权利要求12所述的检查单元，其特征在于，所述光学三维测量传感器(4)被构造用于立体三维测量方法(102)，并且为此包括具有立体物镜的相机(41)或者均具有物镜的两个或更多相机(41，42)，此外优选地装配有漫射光源或结构化光源(43)。
14.根据权利要求12所述的检查单元，其特征在于，所述光学三维测量传感器(4)被构造用于光切三维测量方法，并且为此包括结构化光源(43)和具有物镜的至少一个相机(41)。
15.根据权利要求13或14所述的检查单元，其特征在于，所述物镜被构造成近中心点的。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111272656A (zh) * 2018-12-05 2020-06-12 克朗斯股份公司 用于识别转动位置的设备和方法
CN112763489A (zh) * 2021-01-05 2021-05-07 深圳市凤舞科技有限公司 一种机械密封件加工用可多角度翻转的缝隙检测装置
CN113039420A (zh) * 2018-11-29 2021-06-25 霍伊夫特系统技术有限公司 泄漏探测

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017210355A1 (en) * 2016-05-31 2017-12-07 Industrial Dynamics Company, Ltd. Method and system for testing and inspecting containers using one or more light reflections and positional data
US10472101B2 (en) * 2017-04-11 2019-11-12 C.H. & I. Technologies, Inc. Method to certify reuse of pressurized vessels
US20190238796A1 (en) 2017-05-11 2019-08-01 Jacob Nathaniel Allen Object Inspection System And Method For Inspecting An Object
FR3076619B1 (fr) * 2018-01-05 2020-01-24 Tiama Procede, dispositif et ligne d'inspection pour determiner la geometrie tridimensionnelle d'une surface de bague de recipient
JP7148786B2 (ja) * 2018-04-25 2022-10-06 澁谷工業株式会社 キャップ検査装置
DE102018209365A1 (de) * 2018-06-12 2019-12-12 Henkel Ag & Co. Kgaa Verfahren zur Qualitätskontrolle eines Verschlusses einer Wasch- und Spülmittelflasche
UY38287A (es) 2018-07-30 2019-08-30 Grifols Worldwide Operations Ltd Procedimiento y dispositivo para detectar defectos en el cierre de viales encapsulados
JP7185819B2 (ja) * 2018-11-30 2022-12-08 キョーラク株式会社 容器の検査方法
DE102019101207B4 (de) * 2019-01-17 2023-03-02 Finatec Holding Ag Vorrichtung und Verfahren zur Bearbeitung von Getränkeverschlusskappen
EP3730915B1 (en) 2019-04-25 2021-12-22 Snack Engineering Ltd Seal tester apparatus and method
CN115298095A (zh) * 2020-01-31 2022-11-04 株式会社益力多本社 检测装置
CN111521113B (zh) * 2020-04-24 2021-08-03 成都飞机工业（集团）有限责任公司 一种基于高速相机双目立体视觉的图像采集方法
CN114485423B (zh) * 2022-01-27 2022-08-23 肇庆市艾特易仪器设备有限公司 一种自动测量饮料瓶密封角度的检测装置
US11772950B2 (en) * 2022-02-02 2023-10-03 Mike Scott Laser alignment tool for capping heads in a capping machine
DE102022120823A1 (de) * 2022-08-17 2024-02-22 Krones Aktiengesellschaft Vorrichtung und Verfahren zum Inspizieren von Behältnissen

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4907443A (en) * 1987-09-29 1990-03-13 Mutec Ingenierie Process and apparatus for monitoring the pressure prevailing in a vessel or receptacle
CN1120157A (zh) * 1994-04-07 1996-04-10 欧文斯-布洛克威玻璃容器有限公司 容器封闭面的检验
CN1212364A (zh) * 1997-05-15 1999-03-31 欧文斯-布洛克威玻璃容器有限公司 容器密封表面区域的检测
US20100259746A1 (en) * 2009-04-10 2010-10-14 Omron Corporation Profilometer
AT510294B1 (de) * 2010-08-26 2012-03-15 Univ Wien Tech Verfahren und vorrichtung zur messung des innendrucks von flaschen, insbesondere sektflaschen
US20120304763A1 (en) * 2011-06-06 2012-12-06 Troxler Electronic Laboratories, Inc. Optical method and apparatus for determining a characteristic such as volume and density of an excavated void in a construction material
CN103868929A (zh) * 2013-11-29 2014-06-18 中科华核电技术研究院有限公司 密封面缺陷三维检测方法

Family Cites Families (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1469240A (en) * 1974-11-26 1977-04-06 Lyons & Co Ltd J Detecting the pressure in containers
US4868404A (en) * 1987-04-23 1989-09-19 Hajime Industries, Ltd. Surface inspection apparatus using a mask system to monitor uneven surfaces
US5072127A (en) * 1987-10-09 1991-12-10 Pressco, Inc. Engineered video inspecting lighting array
US4914289A (en) * 1988-10-26 1990-04-03 Inex-Vistech Technologies Incorporated Article inspection system for analyzing end and adjacent sides
DE4022733C1 (en) * 1989-12-19 1991-05-08 Elpatronic Ag, Zug, Ch Three=dimensional cavity inspection appts. - uses matrix or line camera to receive reflected light via gp. of four mirrors and deflecting mirror
US5369713A (en) * 1992-07-09 1994-11-29 Schwartz; Nira Inspection method using area of interest (AOI) analysis
DE19540545C2 (de) * 1995-10-31 1998-05-14 Kronseder Maschf Krones Verfahren und Vorrichtung zum optischen Überprüfen des Sitzes von Verschlußkappen auf Gefäßen
JPH09169392A (ja) 1995-12-20 1997-06-30 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 画像式打栓状態検査装置
ATE317116T1 (de) * 1996-10-30 2006-02-15 Krones Ag Inspektionsvorrichtung für flaschen oder dgl.
US6384421B1 (en) * 1999-10-07 2002-05-07 Logical Systems Incorporated Vision system for industrial parts
JP2002323456A (ja) * 2001-04-27 2002-11-08 Nidec Tosok Corp 外観検査装置
EP1270433B1 (en) * 2001-06-20 2011-02-23 Japan Crown Cork Co. Ltd. Method of inspecting a cap wrap-fitted to a neck of a bottle and apparatus therefor
US6654117B1 (en) * 2001-09-04 2003-11-25 The Quaker Oats Company Bottle cap sensor apparatus and method
DE10146449A1 (de) * 2001-09-20 2003-04-17 Krones Ag Verfahren zur Kontrolle von Verschlüssen auf Gefäßen
EP1779096B1 (en) * 2004-07-30 2013-07-31 Eagle Vision Systems B.V. Apparatus and method for checking of containers
JP5039519B2 (ja) * 2007-11-27 2012-10-03 高嶋技研株式会社 外観検査方法および装置
US8179434B2 (en) * 2008-05-09 2012-05-15 Mettler-Toledo, LLC System and method for imaging of curved surfaces
DE102008023047A1 (de) * 2008-05-09 2009-11-12 Krones Ag Vorrichtung zum Inspizieren von Metallfässern
DE102009041212A1 (de) * 2009-09-11 2011-04-07 Krones Ag Vorrichtung und Verfahren zum Kontrollieren von Gefäßverschlüssen
DE102012209305A1 (de) * 2012-06-01 2013-12-05 Krones Ag Verfahren und Vorrichtung zur Kontrolle bzw. Korrektur eines Direktdrucks auf Behältern mit reliefartiger Oberflächenkontur
GB2507813B (en) * 2012-11-13 2017-06-21 Focalspec Oy Apparatus and method for inspecting seals of items
JP5499289B1 (ja) * 2012-12-27 2014-05-21 キリンテクノシステム株式会社 キャップ検査装置
CN105247857A (zh) * 2013-04-22 2016-01-13 派拉斯科技术公司 盖分析技术
US9797710B2 (en) * 2013-09-16 2017-10-24 Steinfurth Mess-Systeme GmbH Method and device for establishing a geometry of a container for packaging a flowable medium
JP6346741B2 (ja) * 2013-11-22 2018-06-20 大和製罐株式会社 密封容器の検査装置および検査方法
FR3027391A1 (fr) * 2014-10-17 2016-04-22 Msc & Sgcc Procedes, dispositif et ligne d'inspection pour visualiser la planeite d'une surface de bague de recipient
WO2017210355A1 (en) * 2016-05-31 2017-12-07 Industrial Dynamics Company, Ltd. Method and system for testing and inspecting containers using one or more light reflections and positional data
JP6695746B2 (ja) * 2016-06-27 2020-05-20 株式会社キーエンス 測定装置

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4907443A (en) * 1987-09-29 1990-03-13 Mutec Ingenierie Process and apparatus for monitoring the pressure prevailing in a vessel or receptacle
CN1120157A (zh) * 1994-04-07 1996-04-10 欧文斯-布洛克威玻璃容器有限公司 容器封闭面的检验
CN1212364A (zh) * 1997-05-15 1999-03-31 欧文斯-布洛克威玻璃容器有限公司 容器密封表面区域的检测
US20100259746A1 (en) * 2009-04-10 2010-10-14 Omron Corporation Profilometer
AT510294B1 (de) * 2010-08-26 2012-03-15 Univ Wien Tech Verfahren und vorrichtung zur messung des innendrucks von flaschen, insbesondere sektflaschen
US20120304763A1 (en) * 2011-06-06 2012-12-06 Troxler Electronic Laboratories, Inc. Optical method and apparatus for determining a characteristic such as volume and density of an excavated void in a construction material
CN103868929A (zh) * 2013-11-29 2014-06-18 中科华核电技术研究院有限公司 密封面缺陷三维检测方法

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113039420A (zh) * 2018-11-29 2021-06-25 霍伊夫特系统技术有限公司 泄漏探测
CN113039420B (zh) * 2018-11-29 2023-11-07 霍伊夫特系统技术有限公司 泄漏探测
CN111272656A (zh) * 2018-12-05 2020-06-12 克朗斯股份公司 用于识别转动位置的设备和方法
CN111272656B (zh) * 2018-12-05 2024-03-01 克朗斯股份公司 用于识别转动位置的设备和方法
CN112763489A (zh) * 2021-01-05 2021-05-07 深圳市凤舞科技有限公司 一种机械密封件加工用可多角度翻转的缝隙检测装置

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