CN109153119A - 封闭盖的光学测量 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于光学地测量对象(12、14)的设备和方法。具有能运动的夹具(38)的机器人(34)接收对象(12、14)。位置固定的第一光学传感器(64)设置用于，求取所述对象的第一参数(OD、OV，…)。另外的位置固定的光学传感器(72、74、76)实现所述对象(12、14)的另外的参数(CP、CPA，…)的求取。所述机器人(34)将由所述夹具(38)接收的对象放置在所述第一光学传感器(64)的感测区域中的放置面(62)上。在这里，求取所述第一参数(OD)，并且，所述机器人(34)使由所述夹具(38)接收的对象在所述另外的光学传感器(72、74、76)的另外的感测区域内部运动，以便求取所述另外的参数(CP、CPA，…)。

Description

封闭盖的光学测量

技术领域

本发明涉及用于光学地测量对象以便感测和/或检验参数、尤其光学地测量容器的作为对象的封闭盖的设备和方法。该盖具有不同的、对于封闭过程重要的参数，所述参数要被检验、至少要被感测。

优选使用根据本发明的设备和根据本发明的方法以在生产期间随机地检验食物容器的封闭盖的额定参数是否保持在允许的公差的框架内。封闭盖可以是旋开式封闭盖(凸块封闭盖)或者由优选金属制成的压紧旋开式封闭盖(PT式盖)。

然而，基本上，根据本发明的设备和根据本发明的方法也可以用于光学地测量其他盖或者其他小的对象，例如由塑料制成的封闭盖、垫圈、弹簧环、硬币或者铸币准备中的铸币毛坯。

背景技术

在制造玻璃食物容器的金属封闭盖、如旋开式封闭盖或者压紧旋开式封闭盖时，额定参数在根据相应的工厂技术规格所允许的公差的框架内的保持有重大意义。不保持额定参数可能导致，封闭盖在装上后不正确地封闭已填充的食物容器，这可能引起在容器中的食物污染或者变坏。

在旋开式封闭盖中的待检验的额定参数为：封闭盖的裙部的翻卷的下边缘的翻卷外直径和翻卷内直径、椭圆度、总高度、在封闭盖的上侧上的镜面(作为面板的盖镜面)的深度或者按钮的深度(按钮/镜面深度)、围绕按钮或者镜面的卷边的深度(卷边深度)、沿着翻卷的下边缘的凸块的高度、宽度、斜度和内直径(凸块高度、凸块宽度、凸块坡度和凸块内直径)以及沿着封闭盖的提高的密封凸缘的内周边的密封材料的厚度(复合体厚度)中的一个或多个。

在压紧旋开式封闭盖中，待检验的设定的参数为：翻卷外直径和翻卷内直径、总高度、按钮深度或者镜面深度、卷边深度以及沿着封闭盖的密封凸缘和裙部的内周边的两个位置上的复合体厚度、冠部外直径和卷曲外直径中的一个或多个。

目前，大部分这样检验额定参数的保持：从生产过程中取下单个盖并且借助于测量规尺或者其他触觉的测量装置手动地测量，以便求取相应的实际参数并且将所述实际参数与所配属的额定参数比较。但是，通过这类方法，旋开式封闭盖和压紧旋开式封闭盖的所有以上所提到的参数的求取非常费时和困难，另外因为为此必须使用不同的测量仪器并且将所述测量仪器从不同的侧或者沿不同的方向移近待测量的封闭盖。此外，检验结果经常不准确并且与检验人员有关。因此，一般而言，仅能够对来自生产过程的封闭盖的非常小的百分比检验额定尺寸的保持。如果在一批封闭盖中确定额定参数的不保持，那么通常必须清除掉整批。此外，经常不能手动地确定额定参数的较小偏差，以至于在盖的生产过程中不能及时采取相应措施。封闭盖的手动测量的实际参数的感测和存储也是费事的，从而例如(在容器的装灌之后的)密封问题的原因的事后追溯和分类大多是不可能的。

DE 10 2008 019 435 A1说明了一种用于无接触地测量三维的、复杂成形的构件的方法，在该方法中，构件被机器人的夹具抓住并且使其在多个光学传感器的感测区域中运动，所述光学传感器位置固定地布置并且所述光学传感器在不同的定向中记录或者拍摄构件，其中，随后对图像分析处理。

发明内容

由此出发，本发明以这样的任务为基础：提供一种设备或者一种方法，通过所述方法能够自动地实现，在存在多个对象的情况下，即使当待测量的实际参数位于所述对象中的每一个对象的不同的或者相反的侧或者位置上时，也通过测量所配属的实际参数以恒定的和高的精度检验额定参数的保持。

为了解决前面提到的任务，根据本发明以光学的途径自动地测量对象、尤其是封闭盖，其中，所要求的设备(权利要求1)包括：能够以多个自由度运动的、具有用于接收待测量的对象的夹具的机器人；用于感测对象的至少一个第一参数的、位置固定的第一光学传感器；以及用于感测对象的至少一个另外的参数的、至少一个另外的位置固定的光学传感器。为了感测第一参数，机器人将由夹具所接收的对象放置在第一传感器的感测区域中的放置面上，并且为了感测至少一个另外的参数，使由夹具所接收的对象在所述至少一个另外的光学传感器的感测区域内部运动。

本发明实现，将大数量的对象单个地从生产过程取出，以便在测量之后将保持额定参数的那些对象再送回到生产过程中。不是这种情况的那些对象被清除。

在额定参数的偏差显著的情况下，可以立即对生产过程产生影响，例如以便使所述生产过程停下以便消除错误来源。有错误的和由此待清除的对象的数量被降低。

实现小的位置需求，并且，尽管存在不利的周围环境条件(如热和振动)，设备可以布置在用于生产对象(尤其盖)的机器(冲压机、压力机)的周围环境中，而对象的测量不受周围环境条件的妨碍。

设备允许对象的测量的结果自动地对应于来自生产过程的确定的一批对象，从而在对象后来间隔开的情况下实现有秩序的生产的检定。

根据本发明的方法(权利要求20)设置为，对象被以多个自由度运动的机器人的夹具接收。位置固定的第一光学传感器感测对象的至少一个第一参数。位置固定的另外的光学传感器感测对象的至少一个另外的参数。为了感测第一参数，将被夹具接收的对象放置在第一光学传感器的感测区域中的放置面上。为了在所述至少一个另外的光学传感器的感测区域内部感测至少一个另外的参数，使对象运动。

通过设有夹具的机器人对对象的操作允许接收待测量的对象、将所述对象放置在放置面上的第一光学传感器的感测区域中、再次从放置面接收所述对象、使所述对象运动到所述至少一个另外的光学传感器的感测区域中、使所述对象在那里沿着预先确定的运动路径运动，例如围绕轴线转动，以便使所述对象相对于另外的光学传感器产生一个或多个所希望的定向，并且根据测量的结果将所述对象放回到生产过程中或者清除。

此外，由于为了借助于第一光学传感器感测对象的至少一个第一参数的目的而将对象放置在放置面上，可以以高精度确定基本参数，所述基本参数对于之后求取另外的参数是必需的。根据本发明的另外的有利构型，该基本参数可以被考虑用于计算另外的参数，例如由至少一个另外的光学传感器求取的测量值计算另外的参数。

所述计算有利地借助于设备的计算器进行，所述计算器使放置面的坐标系和机器人的坐标系相互联系。有利地，计算器具有存储器和显示屏，从而可以显示所求取的参数，所述参数可以与额定参数比较并且与在数据库中的批号相联系地存储在计算器的存储器中。

如果根据本发明的优选构型的放置面是之前精确测量的放置面，所述之前精确测量的放置面的坐标在与机器人的坐标系分开的坐标系中已知并且其相对于机器人的坐标系的位置关系同样已知，则可能的是，在从放置面重新接收对象时，使机器人的夹具以高精度相对于对象以所希望的位置关系定位，优选以这样的位置关系定位：在该位置关系中，夹具的中轴线刚好位于对象的旋转对称的面的中心上方或者在圆形封闭盖的情况下位于其中心上方。在对象和夹具之间的这种限定的位置关系又能够实现，为了在所述至少一个另外的光学传感器的感测区域内部进一步测量，使对象向精确限定的位置运动或者沿着精确限定的运动路径运动，以便在所述至少一个另外的传感器的光路中的所想要的位置上进行所述至少一个另外的参数的求取。

只要对象是具有平面表面的铁磁性对象，那么夹具优选包括电磁铁，所述电磁铁被接通以便抓取对象和被关断以便扔下对象。为了防止对象由于剩磁而附着，将电磁铁适宜地安置在轻金属壳体中。

所求取的参数优选是这样的大小或尺寸：所述大小或尺寸适宜地直接测量或者由传感器中的一个传感器的测量值计算，部分地使用已经求取的参数。

根据本发明的优选构型，待测量的对象是用于食物容器的封闭盖，优选是旋开式封闭盖或者压紧旋开式封闭盖，其中，在首先提到的情况下，由第一光学传感器所求取的至少一个第一参数包括封闭盖的外直径和可能的椭圆度，并且，由所述至少一个另外的光学传感器所求取的所述至少一个另外的参数包括翻卷内直径、沿着下边缘的凸块的高度、宽度、斜度和内直径和/或沿着封闭盖的内周边的密封材料的材料厚度(复合体厚度)。

在最后所提到的情况下，由第一光学传感器所求取的至少一个第一参数包括封闭盖的翻卷外直径、冠部外直径和/或卷曲外直径以及可能的椭圆度，而由所述至少一个另外的光学传感器所求取的所述至少一个另外的参数包括沿着内周边、优选在裙部和密封凸缘的两个不同的位置上的密封材料的材料厚度(复合体厚度)和/或封闭盖的翻卷内直径。

此外，通过根据本发明的设备和根据本发明的方法可能的是，将保持额定参数的对象(如封闭盖)自动地与未保持额定参数的对象分开。根据本发明的另外的有利构型，这允许将前者直接放回到生产过程中并且将后者清除。在测量对象时所感测到的实际参数与相应的额定参数的比较优选还在这样的时间段期间进行：在所述时间段中，对象被机器人的夹具保持，从而可以根据所述比较的结果通过机器人的相应定位将对象投到第一输送装置或滑坡中以便放回生产过程中或者将对象投到第二输送装置或滑坡中以便清除。

根据本发明的另外的优选构型，所述设备除了位置固定的第一光学传感器和所述至少一个另外的位置固定的光学传感器之外也还包括安装在机器人或者夹具上的、与机器人能一起运动的光学传感器，所述光学传感器优选是具有激光器和CCD/PSD探测器或者摄像机或进行位置分辨的光电二极管的激光三角测量传感器。

一方面，可运动的传感器使用于，在通过机器人的夹具接收对象之前粗略地测量对象在具有收敛的限制壁的导入滑坡上的高度和位置。由此一方面要确定，所述对象是否是所预期的对象(将所述所预期的对象的额定参数作为测量的基础)，或者是否将具有完全不同的参数的其他对象疏忽地供给所述设备。另一方面，所述测量使用于，在随后接收对象时使机器人的夹具至少粗略地处于相对于对象的所希望的位置关系中，其方式是，例如为了接收圆形的封闭盖而使其定位在封闭盖的中心上方。

另一方面，可运动的传感器使用于，以高精度测量放置在放置面上的对象的高度并且求取对象的背离放置面的上侧的高度轮廓，其方式是，沿着激光射束在对象的上侧上的预给定的运动路径测量在激光器和由激光器所发射的激光射束的入射点之间的距离，并且由放置面在机器人的坐标系中已知的高度计算在放置面上方的入射点的高度。以该方式，除了已经提到的、由位置固定的光学传感器所求取的参数之外附加地可以求取另外的参数，如在旋开式封闭盖和压紧旋开式封闭盖中的总高度、在封闭盖的上侧中间的镜面或者按钮的深度(按钮/镜面深度)和围绕按钮或者镜面的卷边的深度(卷边深度)。

在支承面上的这些参数的测量是有利的，因为这些参数位于封闭盖的上侧上，在由机器人接收对象之后，所述上侧面向夹具并且抵着机器人的夹具的一般呈平面的贴靠面贴靠，从而所述上侧对于测量而言不再能接触到。

本发明的另外的优选构型设置为，放置面是透明的，第一光学传感器包括布置在放置面的一侧上的光源、布置在光源和放置面之间的远心的光学系统和布置在放置面的相反的侧上的、用于感测由对象所产生的阴影图像的至少一个参数的图像感测装置。特别是，通过对由图像感测装置所感测的阴影图像的分析处理可以以高精度求取位于放置面上的对象的外部尺寸并且由此在旋开式封闭盖中求取翻卷外直径，该翻卷外直径之后可以被计算器考虑用于由所述至少一个另外的光学传感器求取的测量值计算另外的参数。

所述至少一个另外的光学传感器优选用于求取在待测量的对象的面向放置面并且背离机器人的夹具的下侧或者内侧上的参数。如果对象是旋开式封闭盖或者压紧旋开式封闭盖，那么所述至少一个另外的光学传感器适宜地包括构造为激光三角测量传感器的另外的第一传感器。该另外的第一传感器适宜地包括激光投影仪和进行位置分辨的探测器并且在旋开式封闭盖的测量中使用于求取沿着封闭盖的内周边的密封材料的材料厚度(复合体厚度)。为了测量，机器人使封闭盖在传感器的感测区域内部围绕夹具的中轴线转动360°。在转动期间，通过激光三角测量来测量在激光投影仪和在转动期间由激光投影仪所发射的、相对于封闭盖的外周边在限定的间距中的激光射束的入射点之间的距离，并且由此沿着封闭盖的内周边求取复合体厚度。

在测量压紧旋开式封闭盖时，同样求取沿着待测量的封闭盖的内周边的复合体厚度，然而，不同于旋开式封闭盖地，在两个不同的位置上求取所述复合体厚度。此外，激光三角测量传感器在这两种盖中也使用于求取翻卷内直径。

在对象为旋开式封闭盖的情况下，至少一个另外的位置固定的传感器包括另外的第二传感器，所述另外的第二传感器适宜地包括线激光器和摄像机并且使用于求取沿着封闭盖的下边缘的凸块的高度和斜度。为了测量，使由机器人保持的旋开式封闭盖围绕夹具的中轴线转动，而由线激光器发射的激光线在相对于中轴线倾斜的平面中对准到封闭盖的内周边上并且从那里被反射至摄像机，该摄像机拍摄线激光器的被反射的图像。在此，由线激光器所发射的激光线的平面与被反射至摄像机的激光线的平面适宜地围成优选大约35至40°的锐角。所述另外的第二传感器允许通过摄像机沿着封闭盖的周边拍摄一系列图像，由所述图像能够得出凸块的高度和斜度(凸块坡度)。

为了测量旋开式封闭盖，所述至少一个另外的位置固定的传感器有利地还包括另外的第三传感器，所述另外的第三传感器优选包括光源、摄像机和图像处理装置。适宜地，光源构造为点光源，布置在长形的固定架的弯曲端部上并且朝着摄像机定向，从而摄像机可以在封闭盖围绕夹具的中轴线转动期间在封闭盖的轴向方向上产生在该封闭盖的下边缘上的凸块的阴影图像。然后，由该阴影图像能够在使用之前所求取的翻卷外直径的情况下求取凸块的宽度(凸块宽度)、盖在凸块的区域中的内直径(凸块内直径)和翻卷内直径。

有利地，在测量压紧旋开式封闭盖时，借助于另外的第四传感器通过在封闭盖围绕夹具的中轴线转动期间产生的阴影图像和对所述阴影图像的分析处理来求取冠部外直径和卷曲外直径。为该目的，所述另外的第四传感器也包括光源、摄像机和图像处理装置。

为了能够实现将根据本发明的设备布置在生产过程、例如用于制造金属的旋开式封闭盖或者压紧旋开式封闭盖的成形过程附近，而不利的周围环境条件(如热和振动)不会妨碍测量，优选将机器人以及所有的传感器安置在经空气调节的壳体内部，该壳体无振动地支承在主动的减振器上。待测量的封闭盖被单个地从生产过程导入到壳体中，在那里被测量并且随后根据测量结果要么(当所有测量的实际参数与额定参数一致时)被放回到生产过程中，要么(当一个或多个所测量的实际参数与所配属的额定参数不一致时)被清除。

在最后所提到的情况下，在生产大数量的有缺陷的封闭盖之前，可以停止生产过程。

附图说明

下面参照在图中示出的实施例详细地解释和补充本发明。

图1示出待测量的旋开式封闭盖的部分切开的侧视图，其具有在测量时待求取的实际参数或者测量值的一部分；

图2示出封闭盖的下侧视图，其具有待求取的实际参数的剩余部分；

图3示出待测量的压紧旋开式封闭盖的部分切开的侧视图，其具有在测量时待求取的实际测量参数；

图4示出在图3中的片段IV的放大视图；

图5示出根据本发明的设备的简化侧视图；

图6示出设备的机器人的放大侧视图；

图7示出沿着图5的线VII-VII的简化截面视图；

图8示出在通过可运动的、由机器人携带的激光三角测量传感器测量时位置固定的第一传感器的放置面和放置在放置面上的封闭盖的上侧视图；

图9示出放置面、封闭盖以及位置固定的第一传感器的远心的光学系统的部分的放大侧视图；

图10示出由机器人携带的可运动的激光三角测量传感器的工作原理的示意性视图；

图11示出在测量通过机器人在传感器的感测区域中运动的封闭盖时另外的第一光学传感器的示意性视图；

图12示出在测量通过机器人在该传感器的感测区域中运动的封闭盖时另外的第二传感器的示意性视图；

图13a和13b示出两个由另外的第二传感器所拍摄的图像；

图14示出在测量通过机器人在该传感器的感测区域中运动的封闭盖时另外的第三传感器的示意性视图。

具体实施方式

在图5和6中简化示出的设备10用于光学地测量铁磁性的封闭盖、尤其用于测量金属的旋开式封闭盖12(如在图1和2中示出)或者金属的压紧旋开式封闭盖14(如在图3和4中示出)，这两种封闭盖用于封闭例如玻璃的食物容器(未示出)。

设备10布置在生产封闭盖的生产设备或者生产线附近。为此，从板冲压出圆片坯料并且通过成形而得到盖的构型，所述盖可以具有多个凸块80，或者将一复合体作为螺纹衬套在成形后的裙部处置入到盖中(PT式封闭件)。为了封闭，容器在上方的边缘区域上具有螺纹或者错开的螺纹段。

基本上，设备10也可以用于光学测量其他对象，优选平的盘形或者环形的对象，如新铸造的硬币、垫片、弹簧环或者碟形弹簧。

在图1和2中示出的旋开式封闭盖12由镀锡的铁磁性薄板制成并且具有一般呈盘形的镜面16和向下超过镜面16突出的、具有向内翻卷的下边缘22a的裙部18。按钮20位于镜面16的中间，该按钮在真空容器中稍微向下拉并且显示出密封性。按钮20被凹陷部22和环形的提高部24围绕。在提高部24的内侧或者下侧上嵌入或者模制可弯曲的密封材料(复合体)26。

在裙部的下边缘上模制间隔开的凸块80。密封环26环绕地嵌入到卷边24中，在封闭例如用食物填充的器皿时，所述密封环在其边缘的上方密封。

在测量封闭盖12时，以光学的途径求取在图1和2中所示出的参数：翻卷外直径OD、翻卷内直径CC、总高度H0、卷边深度RP、按钮/镜面深度CD、复合体厚度CP、凸块高度LH、凸块宽度LW、凸块坡度LS和凸块内直径LC。

在图3和4中示出的压紧旋开式封闭盖14同样由镀锡的铁磁性薄板制成并且具有一般呈盘形的镜面16和向下超过镜面16突出的、具有向内翻卷的下边缘22b的裙部18，然而，所述裙部具有与封闭盖12稍微不同的形状。按钮20位于镜面16中间，所述按钮被凹陷部22和环形的提高部24围绕。在提高部24的下侧或者内侧上并且在裙部18的上区段的内侧上模制可弯曲的密封材料(复合体)26a。

在测量该封闭盖14时，同样以光学的途径求取在图3和4中示出的下列参数：翻卷外直径OD、翻卷内直径CC、总高度H0、卷边深度RP、按钮/镜面深度CD、冠部外直径C1、卷曲外直径(Curl-Auβendurchmesser)C2以及复合体厚度CPA和CPB。

接着，在设备10的计算器(未示出)中将前面提到的实际参数与同一封闭盖12、14的相应预给定的存储的额定参数进行比较。实际参数和额定参数显示在设备10的显示屏(未示出)上。如果可能的偏差位于预给定的公差内，则将封闭盖12、14送回到生产过程中。然而，如果偏差系统性地位于预给定的公差之外，则清除封闭盖12、14。在这种情况下，也中断生产过程，以便求取并且消除偏差的原因。

如在图5和6中最好地示出的那样，设备10具有闭合的经空气调节的壳体28，在所述壳体中进行测量并且将封闭盖12、14通过导入输送带30和导入滑坡32导入到所述壳体中。在壳体28中，通过导入滑坡的收敛的限制壁34使封闭盖12、14关于导入滑坡32的竖直的中间平面对中。

具有机械臂36的机器人34位于壳体28内部，在所述机械臂的自由端部上安装有夹具38。通过夹具38能够从导入滑坡32接收在第一测量位置1上的封闭盖12、14并且使所述封闭盖在壳体28内部在机械臂36的运动区域中运动至不同的另外的测量位置2、3、4、5和6，在所述不同的另外的测量位置上分别求取不同的实际参数或者确定为了求取实际参数所必需的测量值。各个测量位置1、2、3、4、5和6在图5和6中示意性地表示为具有不连续的线的圆。

如在图5和7中最好地示出的那样，机器人34具有装配在壳体28中的底座40，所述底座承载具有总共六个环节42的六轴机械臂36。在底座40和第一环节42之间以及在机械臂36的相邻环节42之间布置有可控制的马达驱动的转动铰链44，与机械臂36的自由端部相邻的环节可以通过所述转动铰链分别相对于与底座40相邻的环节围绕转动铰链44的转动轴线46转动。装配在最后一个环节42的端部上的夹具38可以在最后一个和倒数第二个环节42之间的转动铰链44中围绕最后一个环节42的中轴线48转动。环节42可以在机器人34的坐标系中受控地运动，以便使夹具38在机械臂36的有效距离内部向所希望的位置移动并且产生所希望的定向。

夹具38包括安置在轻金属壳体中的电磁铁(不可见)，所述电磁铁在机械臂36的自由端部上装配在最后一个环节42的延长部中。壳体具有用于封闭盖12、14的环形提高部24的平面上侧的、一般呈平面的贴靠面50。为了接收封闭盖12、14，使贴靠面50接近封闭盖12、14，然后接通电磁铁，以便朝向贴靠面50地吸引封闭盖12、14并且使所述封闭盖抵着该贴靠面贴靠地保持不动。贴靠面优选具有一定的表面粗糙度或者表面结构，以便防止封闭盖在电磁铁关断之后的附着。

在夹具38旁边，在机械臂36的最后一个环节42上安装有激光三角测量传感器52(图5)，该激光三角测量传感器可以随着机械臂36的最后一个环节42一起运动。如在图10中示出，传感器52包括发射激光射束56的激光投影仪54、物镜58和CCD/PSD探测器60。为了测量对象、例如待测量的封闭盖12相对于激光投影仪54的距离，将激光射束56聚焦到对象12上，并且通过CCD/PSD探测器60观测入射点。如果改变对象12相对于激光投影仪54的距离，那么以下角度也改变：激光射束56以所述角度从入射点反射至物镜58并且反射至CCD/PSD探测器60，并且，由此也改变入射点在物镜58后方的CCD/PSD探测器60上的图像的位置，如在图10中由不连续的线示出。可以借助于角函数由位置改变或者在定标之后由入射点在CCD/PSD探测器上的位置计算出在激光投影仪54和对象12或者激光射束56在对象12上的入射点之间的距离。在CCD/PSD探测器60的位置上，传感器52也可以包括摄像机或者进行位置分辨的光电二极管。

通过激光三角测量传感器52在测量位置1上粗略地测量导入到设备10的壳体28中的、在导入滑坡32上对中的封闭盖12，其中，粗略地求取作为参数的高度和直径。由此要排除，测量具有与额定参数不同的参数的封闭盖12。接着，在测量位置1上所求取的参数用于使夹具38在接收封闭盖12之前大约居中地定位在所述封闭盖上方，从而封闭盖12的中轴线大致与夹具38的中轴线48一致。

在粗略测量之后，通过夹具38接收封闭盖12并且将所述封闭盖运输至测量位置2，在那里，将封闭盖放置在平面的、水平的、由玻璃制成的放置面62上。参照机器人34的坐标系在所有三个空间方向上准确地测量放置面62，从而可以将机器人34调整到在共同的坐标零点上。由此，在所有三个空间方向上可以建立在夹具38的贴靠面50和放置面62之间的准确的坐标关系。

位置固定的第一光学传感器64位于测量位置2上，所述位置固定的第一光学传感器与计算器一起求取盖12的翻卷外直径OD和椭圆度。如最好在图9中所示出的那样，传感器64包括布置在放置面62上方的光源66和布置在光源66和放置面62之间的远心的光学系统68(仅部分地示出)，通过所述光学系统使光源66的光平行地并且垂直于支承面62地定向。用于感测封闭盖12的阴影图像的图像感测装置70位于放置面62下方。由计算器分析处理阴影图像，其中，为了求取翻卷外直径OD，计算圆形的阴影图像的平均直径，并且为了求取椭圆度而求取所计算的直径与所述平均直径的最大偏差。

接着，通过激光三角测量传感器52求取放置在放置面62上的封闭盖12的总高度H0、卷边深度RP和按钮/镜面深度CD，其方式是，传感器52通过机械臂36在平行于放置面62的水平平面中的相应操控沿着同中心的运动路径A、B、C超过封闭盖12地运动，如在图8中示意性示出的那样，并且在多个测量点上测量在激光投影仪54和盖12的上侧之间的距离。因为已知放置面62在机器人34的坐标系中的高度，可以由所测量的距离和机器人34的尺寸计算总高度H0并且又由该总高度计算卷边深度RP和按钮深度或者镜面深度CD。

然后，在事先已使夹具38的中轴线48以少于30μm的公差定位在封闭盖12的中间上方之后，通过夹具38又从放置面62上接收封闭盖12，从而在进一步测量中使由夹具38接收的盖12准确地围绕其中心转动。

接着，通过机器人34使盖12运动至测量位置3，在那里借助于另外的第一光学传感器72(图11)结合复合体厚度CD求取在盖12的背离夹具38的下侧或者内侧上的参数。传感器72是位置固定的激光三角测量传感器，所述激光三角测量传感器的结构和工作原理对应于之前所说明的传感器52的结构和工作原理。然而，从激光投影仪54发射的激光射束56位于蓝色的波长范围内，因为红光被密封材料26剧烈地吸收。

在测量旋开式封闭盖12时，激光射束56以相对于裙部18的外周边的5.6mm的恒定距离从下方对准密封材料26，而盖12围绕夹具38的中轴线48并且因此围绕所述夹具的中心转动，如在图11中示出。因为设备10的计算器已知激光投影仪54和夹具38在机器人34的坐标系中的位置，计算器可以由在转动期间所测量的、在激光投影仪54和激光射束56在密封材料26上的入射点之间的距离通过使用之前所求取的高度H0以高精度求取沿着环形提高部24的内周边的复合体厚度CP。

在测量压紧旋开式封闭盖14时，使激光射束56在两个位置上从下方和从内部倾斜地对准密封材料24，以便以相应的方式在这些位置上求取复合体厚度CPA和CPB，如最好在图4中示出，而使盖12围绕夹具38的中轴线48转动。此外，在测量压紧旋入封闭盖14时，传感器72也用于求取翻卷内直径CC。为此，使激光投影仪54的激光射束56从内部倾斜地对准裙部18的下边缘，并且在盖14围绕夹具38的中轴线48转动期间测量在激光投影仪54和激光射束56在下边缘上的入射点之间的距离。然后，计算器由测量值并且由激光投影仪54和夹具38在机器人34的坐标系中已知的位置求取翻卷内直径CC。

如果封闭盖12、14是旋开盖12，那么该旋开盖通过机器人34首先运动至测量位置4并且然后运动至测量位置5，而如果是压紧旋开盖14，那么该压紧旋开盖运动至测量位置6。另外的位置固定的光学传感器分别位于所有三个测量位置4、5、6上，在所述测量位置中，在附图中仅示出在测量位置4和5上的传感器74、76。在所有三个测量位置4、5、6上，传感器74、76分别包括光源和图像感测单元，通过所述图像感测单元在封闭盖12、14围绕夹具38的中轴线48转动期间接连地拍摄封闭盖12、14的沿着其周边的部分的阴影图像并且然后由设备10的计算器分析处理。

在测量位置4上，求取在旋开盖12的裙部18的下边缘上的凸块80的凸块高度LH和凸块坡度LS。在另外的第二传感器74布置在测量位置4上的情况下，光源为激光投影仪78，该激光投影仪发射激光射束的扇形81，所述激光射束在平面表面上的入射点形成直线。在此，激光投影仪78这样定向，使得扇形的激光沿着垂直于盖12的镜面16的平面的线照射到裙部18的内周边和凸块80上并且从那里被反射至摄像机82，所述摄像机作为图像感测单元使用。由激光投影仪78发射的激光射束的扇形81的平面和由裙部18所反射的和由摄像机82所感测的激光射束的扇形83的平面相互围成35至40°的锐角，如在图12中示出。在测量期间，使夹具38和由夹具38所保持的封闭盖12围绕中轴线48转动，不同于在图12中所示出地，该中轴线垂直于由激光投影仪78所发射的激光射束的扇形81的平面地定向。

摄像机82在盖12围绕夹具38的中轴线48转动期间拍摄从裙部18的内周边朝向摄像机82反射的激光并且由此产生单个的图像，在所述单个的图像中有两个在图13a和13b中示出。通过沿盖12的周边方向由摄像机82相继地拍摄的图像的在计算上的相互连接或者叠加并且通过在考虑到之前所求取的高度H0的情况下对在此所产生的整体图像的分析处理，可以以高精度求取凸块高度LH和凸块坡度LS。如可以从图13a和13b得出，例如能够由裙部18的在凸块80的区域中所测量的高度求取凸块高度LH，所述裙部在图13a和13b中分别描绘为白色的直线。对于每个凸块80，可以在计算上由在相应的凸块80的始端和末端上所测量的凸块高度LH求取凸块坡度LS。

在测量位置5上，使具有朝向上方的裙部18的旋开式封闭盖12围绕夹具的竖直地定向的中轴线48转动，以便求取凸块宽度LW、凸块内直径LC和翻卷内直径CC，如在图14中示出。在另外的第三传感器76在封闭盖12上方位置固定地装配在壳体28中的情况下，光源为点光源84，所述点光源布置在长形的固定架86的弯曲的下端部上并且向上朝向摄像机88定向，所述摄像机作为图像感测单元使用。在测量封闭盖12时，在摄像机88围绕封闭盖12的周边接连地拍摄翻卷的边缘的阴影图像并且接着由设备10的计算器使所述阴影图像沿盖12的周边方向相互连接或者相互叠加之前，使点光源84定位在裙部18的翻卷的边缘下方。使在测量位置2上所产生的阴影图像进一步与盖12的下侧的在此所产生的阴影图像叠加，其中，使两个阴影图像相对彼此对中。设备10的计算器可以由该叠加的阴影图像通过图像分析处理借助于合适的软件在计算上以高精度求取凸块宽度LW、凸块内直径LC和翻卷内直径CC。

在测量位置6上，求取压紧旋开盖14的冠部外直径C1和卷曲外直径C2。为此，布置在测量位置5上的另外的第四传感器(未示出)同样包括光源和摄像机或者图像处理单元，所述摄像机或者图像处理单元拍摄封闭盖14的侧向的阴影图像。然后该阴影图像由设备10的计算器分析处理，以便通过在计算上的图像分析处理来求取冠部外直径C1和卷曲外直径C2。

由设备10的计算器(未示出)比较在测量封闭盖12、14时所求取的实际参数(如OD、OV、LH、RP、CD、CP、CPA、CPB、CC、LH、LW、LS、LC、C1和/或C2)与相应的、在测量之前被存储在计算器的存储器中的额定参数。所述比较的结果显示在计算器的显示屏上。如果在实际参数和额定参数之间的所有可能的偏差位于之前所规定的公差范围内部，那么封闭盖12、14被送回到生产过程中。为此，使机器人34的夹具38运动到第一导出滑坡90上方并且接着使电磁铁不工作，以便将封闭盖12、14投到第一导出滑坡90中。

反之，如果在实际参数中的一个实际参数和所配属的额定参数之间的可能的偏差位于之前为此所规定的公差范围之外，则清除封闭盖12、14。为此，使夹具38运动到第二导出滑坡92上方并且接着使电磁铁不工作，以便将封闭盖12、14投到第二导出滑坡92中。

两个导出滑坡90、92从壳体28出发引导至相应的收集容器94、96或者输送带，从那里出发将它们供应给生产过程或者清除。

为了使封闭盖12、14从生产过程至设备10并且返回的运输路径最小，优选设备10在生产设备附近的定位。为了防止在那里占主导的周围环境条件、尤其振动和高温导致错误的测量结果出现，设备10包括空调设备(未示出)，所述空调设备调节壳体内部的空气并且在那里导致不变的温度和空气湿度。如最好在图5中示出，壳体28还无振动地支承在主动的减振器98上。

Claims (23)

1.用于光学地测量对象(12、14)的设备，具有：

-机器人(34)，所述机器人具有用于接收所述对象(12、14)的能运动的夹具(38)；

-用于求取所述对象(12、14)的至少一个第一参数(OD、OV)的位置固定的第一光学传感器(64)；

-用于求取所述对象(12、14)的至少一个另外的参数(CP、CPA、CPB、CC、LH、LW、LS、LC、C1、C2)的至少一个另外的位置固定的光学传感器(72、74、76)，

其特征在于，

-所述机器人(34)这样配置，使得

--为了感测或者求取所述第一参数(OD)，将由所述夹具(38)接收的所述对象(12、14)放置在所述位置固定的第一光学传感器(64)的感测区域中的放置面(62)上；

--为了求取或者感测所述至少一个另外的参数(CP、CPA、CPB、CC、LH、LW、LS、LC、C1、C2)，使由所述夹具接收的所述对象(12、14)在所述至少一个另外的位置固定的光学传感器(72、74、76)的感测区域内部运动。

2.根据权利要求1所述的设备，其中，所述对象为封闭盖(12、14)，尤其是凸块封闭盖(旋开式)或者压紧旋开式封闭盖(PT式)，优选用于封闭要用食物填充或者已用食物填充的、优选由玻璃制成的容器。

3.根据权利要求1或2所述的设备，其中，所述位置固定的第一光学传感器(64)在第一坐标系中感测所述至少一个第一参数(OD)，该第一坐标系基于所述放置面(62)；并且，所述另外的位置固定的光学传感器(72、74、76)在第二坐标系中感测所述至少一个另外的参数(CP、CPA、CPB、CC、LH、LW、LS、LC、C1、C2)，该第二坐标系基于所述机器人(34)。

4.根据权利要求3所述的设备，具有计算器，所述计算器将所述两个坐标系联系起来。

5.根据以上权利要求中任一项所述的设备，具有能通过所述机器人(34)运动的光学传感器(52)，用于感测或者求取在所述对象(12、14)的面向所述夹具(38)和/或背离所述放置面(62)的侧上的至少一个参数(LH、RP、CD)。

6.根据权利要求5所述的设备，其中，所述传感器为激光三角测量传感器(52)。

7.根据以上权利要求中任一项所述的设备，其中，所述另外的位置固定的光学传感器(72、74、76)构造为用于感测在所述对象(12、14)的背离所述夹具(38)的侧上的至少一个参数(CP、CPA、CPB、CC、LH、LW、LS、LC、C1、C2)。

8.根据以上权利要求中任一项所述的设备，其中，所述放置面(62)是透明的。

9.根据以上权利要求中任一项所述的设备，其中，所述另外的位置固定的光学传感器(72、74、76)包括激光三角测量传感器(72)。

10.根据以上权利要求中任一项所述的设备，其中，所述另外的位置固定的光学传感器(72、74、76)包括激光投影仪(78)和图像感测装置(82)，其中，所述图像感测装置(82)构造为用于，感测由所述激光投影仪(78)对准到所述对象(12、14)上并且由所述对象(12、14)反射至所述图像感测装置(82)的激光射束扇形(81、83)。

11.根据以上权利要求中任一项所述的设备，其中，所述另外的位置固定的光学传感器(72、74、76)包括光源(84)和图像感测装置(88)，以便能够由所述图像感测装置(88)感测所述对象(12)的遮盖所述光源(84)的区段的阴影图像。

12.根据以上权利要求中任一项所述的设备，其中，所述机器人(34)、所述位置固定的第一光学传感器(64)、所述另外的位置固定的光学传感器(72、84、76)以及所述放置面(62)安置在闭合的壳体(28)内部。

13.根据权利要求12所述的设备，具有用于所述闭合的壳体(28)内部的空气调节的空调装置。

14.根据权利要求12或13所述的设备，其中，所述壳体(28)被主动的减振器(98)支撑。

15.根据权利要求2所述的设备，其中，所述第一参数相应于所述封闭盖(12、14)的翻卷外直径(OD)和/或椭圆度(OV)；

16.根据权利要求2或15所述的设备，其中，所述第二参数相应于在所述封闭盖(12、14)的内侧上的密封材料(复合件)的薄厚或者厚度(CP、CPA、CPB)、翻卷内直径(CC)、沿着所述封闭盖(12、14)的下边缘的凸块(80)的高度(LH)、宽度(LW)、斜度(LS)和内直径(LC)。

17.根据权利要求1或权利要求8所述的设备，其中，所述位置固定的第一光学传感器(64)具有布置在所述放置面(62)的一侧上的光源(66)、布置在所述光源(66)和所述放置面(62)之间的远心的光学系统(68)。

18.根据权利要求1、8或权利要求17所述的设备，其中，在所述放置面(62)的相反侧上布置有图像感测装置(70)。

19.根据以上权利要求中任一项所述的设备，其中，设置滑坡(32)，在该滑坡上能够将待测量的封闭盖(12)导送给机械臂的所述夹具(38)。

20.用于测量对象的方法，其中，所述对象(12、14)被机器人(34)的能运动的夹具(38)接收，并且，其中，

-由第一光学传感器(64)感测或者求取所述对象(12、14)的至少一个第一参数(OD、OV)；

-由另外的光学传感器(72、74、76)感测或者求取所述对象(12、14)的至少一个另外的参数(CP、CPA、CPB、CC、LH、LW、LS、LC、C1、C2)；

并且，在此，

-为了感测或者求取所述第一参数(OD、OV)，将由所述夹具(38)接收和保持的所述对象(12、14)放置在所述第一光学传感器(64)的感测区域中的放置面(62)上；

-为了感测或者求取所述至少一个另外的参数(CP、CPA、CPB、CC、LH、LW、LS、LC、C1、C2)，使由所述夹具(38)接收和保持的所述对象(12、14)在所述另外的光学传感器(72、74、76)的感测区域内部运动。

21.根据权利要求20所述的方法，其中，所述对象为封闭盖(12、14)，尤其是凸块封闭盖(旋开式)或者压紧旋开式封闭盖(PT式)，优选用于封闭用食物填充的、优选由玻璃制成的容器。

22.具有权利要求1至19中的任一项的特征的方法。

23.根据权利要求1所述的设备，其中，所述对象为封闭盖(12、14)，并且，为此，所述机器人(34)的所述能运动的夹具(38)适配并且构造为用于抓取和接收圆形的所述封闭盖(12、14)。