CN110779925B - 用于检测封装小瓶的封口件中的缺陷的方法和设备 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及用于检测封装小瓶的封口件中的缺陷的方法和设备。用于检测封装小瓶的封口件中的缺陷的方法，包括以下步骤：a)使用轮廓测量仪扫描瓶盖的和小瓶的轮廓，从而获得点云。b)根据前一步骤中获得的点云，计算以下参数中的至少一个：i.瓶盖的封口件圆周的直径或半径。ii.瓶盖的下裙部和侧面之间的交叉角。iii.下群部的长度。iv.从下裙部的末端到小瓶的颈部的距离。c)确定在前一步骤中计算的任一所述参数是否超过预定的极限值。以及一种用于检测封装小瓶的封口件中的缺陷的设备，包括配置成扫描瓶盖的和小瓶的轮廓的轮廓测量仪和配置成执行如前面描述方法的控制设备。

Description

用于检测封装小瓶的封口件中的缺陷的方法和设备
本发明涉及一种用于检测小瓶(vial)的封口件(closure)中的缺陷的新方法和设备。更具体地，本发明公开了一种用于检测封装小瓶的封口件中的缺陷的新方法和设备。
如今，尤其是在制药行业中，小瓶的使用非常普遍。小瓶通常是小容器，其可用于容纳液体、粉末或胶囊形式的药物、样品等。小瓶可以具有不同类型的封口件，例如封装帽、螺旋帽、上掀帽(flip-up cap)、橡胶帽或类似物等。
为了防止小瓶内容物的损失和/或污染，确保正确封闭小瓶非常重要。在小瓶封口件中可能出现的缺陷中，特别值得注意的是所述封口件缺乏密封；然而，这种缺陷并不是唯一的，因为具有密封封口件的小瓶可能具有另一种类型的缺陷，随着时间的推移，这种缺陷可能最终损害封口件的完整性或密封。这种缺陷的示例可能是封装小瓶的瓶盖(capsule)上的刻痕(nick)，特别是瓶盖的下裙部上的刻痕。
为了防止与小瓶的有缺陷的封口件相关联的可能问题，必须对所述封口件进行质量控制。在小规模情况下，操作员手动检查小瓶是可行的，但是在中等规模或大规模的情况下，由于明显的生产率问题，手动检查是不可行的。正因为如此，随着时间的推移，出现了各种自动检查小瓶的封口件的设备。
专利申请公布文件PCT WO 02/057709 A2公开了一种用于检测容器上封口件的存在并确定所述封口件是否适当就位的方法和装置。所述装置包括在传送带或其他包装运输机构的任一侧彼此相对定位的至少两个光纤头。光纤头在包装的行进路径上彼此面对。接收头的光纤排列成矩形，水平方向窄，垂直方向长。光学头连接到具有模拟输出的光学传感器。当具有封口件的包装沿着运输机构向下行进时，包装封口件中断指向接收头的光束部分。当封口件沿传送带向下移动时，光学传感器生成模拟跟踪信号。处理器对模拟信号进行采样，并从中确定封口件的存在和/或位置。
专利申请公布文件PCT WO 2012/061441 A1公开了一种用于检查包装产品的封口件的系统，该系统使用激光器和接收器来扫描包装的多个侧面，从而测量和确定包装封口件的参数的通过/失败状态。在一个实施例中，该系统使用两个激光器，每个激光器发射彼此交叉以及与产品检查路径交叉的光束。优选地，被评估的包装封口件的参数是帽的下表面与小瓶颈部的上表面之间的间隔。
上述两个文献都公开了通过光学手段检查小瓶封口件的设备，换句话说，不需要设备和小瓶之间的物理接触，而是它们仅评估了帽相对于包装的位置。这两种系统都无法评估围绕所述帽的瓶盖中可能存在的缺陷，因此不建议将其用于检查封装的小瓶。
专利申请公布文件PCT WO 95/04267 A1公开了一种用于检查半透明瓶子或类似物品的机器，包括用于检查物品壁的检查站，该站设置有照明设备、成像设备和产生至少两个光束的中间反光镜组件，以及在光束之间以单行运载瓶子的传送器。为了改进这种检查机器，该发明提供了一种反光镜组件，该反光镜组件产生至少三个光束，这些光束从不同方向照射被进行检查的瓶子的侧壁。所述设备可以具有检查瓶子侧壁的第一照相机和用于检查待检查瓶子的外形和/或高度和/或颜色的第二照相机。
文献WO 95/04267 A1公开的检查机器仅检查瓶子的壁，也就是说，所述机器不检查瓶子的封口件，因此无法检测所述封口件中的缺陷。
专利申请公布文件PCT WO 2016/202528 A1公开了一种用于检查容器、特别是瓶子的方法，其中封闭的容器通过运输装置运输，并且应用于容器的封口件通过检查设备检查紧密度和/或正确就位。借助于光学3D(三维)测量方法，检查设备至少部分地感测容器以及容器的封口件，并生成其3D数据，特别是3D点、3D线元素和/或3D表面元素。所述3D数据借助于评估装置进行处理，从而推断封口件的紧密度和/或正确就位。所述3D光学测量方法包括通过从至少两个视点捕获容器的和封口件的至少一部分的图像来进行3D立体测量。
文献WO 2016/202528 A1还公开了一种容器检查设备，该容器检查设备包括：用于运输包括连接到所述容器的封口件的封闭容器的运输装置、用于捕获容器的和封口件的至少一部分的3D图像的3D光学测量设备、以及评估设备，其用于处理3D图像，以便确定封口件相对于容器的紧密度和正确就位。所述3D光学测量设备连接到漫射或结构化光源，并且可以是包括立体透镜的照相机或者是两个或更多照相机，每个照相机包括透镜。
尽管文献WO 2016/202528 A1公开的方法和设备可以用于各种容器和封口件，但是所述文献没有公开所述方法和设备可以用于检查封装小瓶和/或封装的封口件，因此也没有公开为了能够检测封装小瓶的封口件中的缺陷应该评估哪些参数。此外，所述方法和设备的缺点在于，通过对来自两幅图像的点进行三角测量而在三个维度中对物体进行测量需要很高的计算负荷。
本发明的目标是公开一种用于检查封装小瓶的封口件的方法，该方法允许检测所述封口件中的缺陷，并且克服了上述方法的问题。为此，本发明公开了一种用于检测封装小瓶的封口件中的缺陷的方法，包括以下步骤：
a)使用轮廓测量仪扫描瓶盖的和小瓶的轮廓，所述轮廓对应于限定所述瓶盖的头部、侧面和下裙部的小瓶的母线(generatrix)，从而获得点云。
b)根据前一步骤中获得的点云，计算以下参数中的至少一个：
i.瓶盖的封口件圆周的直径或半径，所述封口件圆周由瓶盖的下裙部相对于其侧面的折叠(fold)所限定的圆周来限定。
ii.瓶盖的下裙部和侧面之间的交叉角。
iii.下裙部的长度。
iv.从下裙部的末端到小瓶的颈部的距离。
c)确定在前一步骤中计算的任一参数是否超过预定极限值，所述极限值指示封装是否正确。
优选地，所述点云是使用激光轮廓测量仪获得的，也就是说，所述轮廓测量仪通过光学装置测量瓶盖的和小瓶的表面，也就是说，在不接触的情况下进行测量。有利的是，所述轮廓测量仪在二维或2D中测量，也就是说，在一个平面中测量。使用2D轮廓测量仪，在笛卡尔平面中，也就是说，在由横坐标轴和纵坐标轴限定的平面中获得点云，从而获得瓶盖的和小瓶的轮廓，就像已经通过切割平面进行了切割一样。可替代地，所述轮廓测量仪在三个维度中进行测量。
有利的是，瓶盖的和小瓶的轮廓由轮廓测量仪使用至少两种不同的曝光时间来测量。
优选地，瓶盖的封口件圆周的直径或半径的计算包括以下步骤：
a)根据瓶盖的侧面和下裙部的点云计算瓶盖的封口件的回归圆周。
b)测量回归圆周的直径或半径，估计所述回归圆周等于瓶盖的封口件圆周。
有利的是，瓶盖的下裙部和侧面之间的交叉角的计算包括以下步骤：
a)根据点云计算瓶盖的侧面的回归线。
b)根据点云计算瓶盖的下裙部的回归线。
c)确定两条回归线之间的交点以及两条回归线之间形成的角度。
优选地，下裙部的长度的计算包括以下步骤：
a)确定下裙部的端点。
b)确定瓶盖的侧面和下裙部之间的折叠的端点。
c)测量两个点之间的距离。
有利的是，从下裙部的末端到小瓶的距离的计算包括以下步骤：
a)如果先前没有确定，则确定下裙部的端点。
b)确定小瓶的颈部的端点。
c)测量两个点之间的距离。
根据本发明的另一方面，还公开了用于检测封装小瓶的封口件中的缺陷的设备，包括配置成扫描瓶盖的和小瓶的轮廓的轮廓测量仪和配置成执行如前面描述方法的控制设备。
优选地，所述轮廓测量仪是激光轮廓测量仪，即无接触测量设备。有利的是，所述轮廓测量仪是二维轮廓测量仪，即在二个维度中进行测量的轮廓测量仪。因此，在对应于瓶盖的和小瓶的轮廓的单一平面中获得点云。这种测量是直接进行的，且不需要进行三角测量、图像处理或其他类型的复杂运算。
优选地，所述控制设备还包括小瓶供应设备。有利的是，所述小瓶供应设备连续操作。以上情况允许控制设备以自动且不间断的方式操作，因为一旦小瓶的检查完成，所述小瓶供应设备负责将下一个小瓶传送到控制设备。有利的是，所述小瓶供应设备也可以在被检查后从控制设备移除小瓶。
优选地，所述轮廓测量仪使用两种不同的曝光时间来进行轮廓测量。优选地，第一曝光时间在20μs和100μs之间，而第二曝光时间在150μs和500μs之间。更优选地，第一曝光时间在30μs和50μs之间。更优选地，第二曝光时间在250μs和350μs之间。由于使用两种不同的曝光时间，可以沿着瓶盖的和小瓶的整个轮廓进行精确的测量，因为所述瓶盖和小瓶通常由不同的材料制成，所以它们也具有不同的光学特性；因此，特定的反射时间对于测量瓶盖是有效的，但是在小瓶上产生高反射，反之亦然。换句话说，所述反射时间对于测量小瓶是有效的，但是在瓶盖上产生高反射。通过组合使用两个曝光时间获得的测量结果，可以沿着封装小瓶的轮廓的整个长度获得精确读数。
在一个实施例中，轮廓测量仪使用两种以上不同的曝光时间来测量轮廓。在所述实施例中，为了获得小瓶的及其瓶盖的轮廓的精确读数，组合多个测量结果。在另一个可选实施例中，轮廓测量仪使用单个曝光时间进行轮廓测量。
优选地，设备包括用于使小瓶在其自身纵轴上旋转从而沿着所述瓶盖和小瓶的整个圆周获得瓶盖的和小瓶的轮廓的装置。有利的是，控制设备被配置成校正和/或吸收小瓶的旋转轴与其几何纵轴之间的小偏差；换句话说，控制设备被配置成校正若封装小瓶偏心旋转则可能产生的变化。
可替代地，设备包括用于围绕小瓶的纵轴旋转轮廓测量仪的装置，从而沿着所述瓶盖和小瓶的整个圆周获得瓶盖的和小瓶的轮廓。优选地，控制设备被配置成校正和/或吸收轮廓测量仪的旋转轴与封装小瓶的纵向几何轴之间的小偏差；换句话说，控制设备被配置成校正如果轮廓测量仪的路径所描述的圆周与小瓶不同心可能产生的变化。
通过旋转封装小瓶或轮廓测量仪，可以从二维测量中获得封装小瓶的三维测量结果，且因此可以检测小瓶的瓶盖的整个周边上的缺陷。在这种情况下，优选地，不同测量平面之间的间隔很小，例如0.5或1度的圆周。然而，也可以进行更大间隔的测量，例如，在间隔45度、90度或120度的平面中，从而分别在八个点、四个点或三个点处检查封装。应当理解，上述示例只是说明性的而非限制性的，并且可以根据需要修改平面之间的间隔。
上述用于检测封装小瓶的封口件中的缺陷的设备可以单独使用，即不与其它机器或设备相关联，或者以与形成生产线或包装线的一部分的其他装备相关联的方式使用。
在本文件中，水平、垂直、向上、向下等方向是相对于用于检测封装小瓶的封口件中的缺陷的设备的正常工作位置来理解的，即，封装小瓶的纵轴垂直于地面。
附图说明
为了更好地理解，附图被给出作为根据本发明的用于检测封装小瓶的封口件中的缺陷的方法和设备的实施例的说明性但非限制性的示例。
-图1显示了正确封装的两个不同小瓶。
-图2显示了封装有缺陷的图1的小瓶。
-图3是用于检测封装小瓶的封口件中缺陷的设备的实施例的示意图。
-图4是根据本发明的用于检测封装小瓶的封口件中的缺陷的方法的实施例的流程图。
-图5显示了使用根据本发明的用于检测封装小瓶的封口件中的缺陷的设备的实施例并使用40μs的曝光时间来测量封装小瓶的轮廓的结果。
-图6显示了使用根据本发明的用于检测封装小瓶的封口件中的缺陷的设备的实施例并使用300μs的曝光时间来测量封装小瓶的轮廓的结果。
-图7是对应于由图5和图6的测量结果的组合产生的封装小瓶的轮廓的点云的图表。
-图8显示了对应于图7的图表中小瓶的瓶盖的下裙部末端的点。
-图9显示了基于图8的图表对小瓶的瓶盖的下裙部长度的测量结果。
-图10显示了基于图7的图表对小瓶的瓶盖的下裙部和侧面之间的交叉角的确定。
-图11显示了从图7的图表确定瓶盖的封口件圆周的半径。
-图12显示了从图7的图表确定从下裙部末端到小瓶颈部的距离。
在附图中，相似或等同的元件用相同的参考数字标识。
图1显示了正确封装的两个不同的小瓶。可以看出，两个小瓶100、200都有帽110、210和瓶盖120、220，除其他功能外，瓶盖还负责将帽110、210牢固地附接到相应的小瓶100、200，从而产生密封的封口件。两个小瓶100和200之间的主要区别在于小瓶100具有位于其颈部上方的平面帽110，而小瓶200具有插入其颈部或口部的帽210。在两个小瓶100、200上，相应的瓶盖120、220紧密包围小瓶100、200的头部；此外，同样紧密安装在相应小瓶100、200的头部的下部分，瓶盖120、220的下裙部121、221具有类似于头部的长度，从而达到或者实际上达到小瓶100、200的颈部。
尽管在图1中仅示出了两种类型的封装小瓶，但是本发明允许在任何类型的封装小瓶的封口件中检测缺陷。要做到这一点，所必需的是调整参数和极限值，以适应每种要检查的小瓶拓扑结构。此外，用于检查小瓶的封口件中的缺陷的设备可以用于检测具有其他类型的封口件的小瓶中的缺陷，如螺旋帽、上掀帽等。要做到这一点，所必需的是修改控制设备的编程，以便评估特定于每种类型封口件的参数。
在图2中，可以看到图1的小瓶，但是封装有缺陷。可以看出，在小瓶100中，下裙部121太开；换句话说，它没有足够紧密地安装到所述小瓶100的头部的下部分。在小瓶200中，下裙部221的长度太短，因此阻止了瓶盖220到小瓶200的头部的正确安装。这两种类型的缺陷都可能导致封口件的气密性的损失，甚至导致包含在相应小瓶中的产品的损失。
以上示出的缺陷仅仅是可以使用本发明的方法和设备对象检测的缺陷的两个示例。然而，本发明允许检测小瓶的封装的封口件中的更多种缺陷。
图3是根据本发明的用于检测封装小瓶的封口件中的缺陷的设备的实施例的示意图。可以看出，轮廓测量仪10使用光学装置(即无接触地)测量封装小瓶20的轮廓。在所示的实施例中，测量在一个平面内进行，即在二个维度中进行，更具体地说，在由轮廓测量仪10发射的激光束的入射平面内进行。
如前所述，在所示的实施例中，对小瓶和瓶盖的轮廓的测量在二个维度内进行，因此只能检测存在于所述平面中的小瓶的封装中的缺陷。然而，存在允许在封装周边的多个点处检测缺陷的实施例，例如，相互间隔90度的四个点。不同测量平面之间的所述间隔可以缩减到这样一个点，在该点处，例如通过测量圆周的每0.5或1度，可以认为测量沿着瓶盖的和小瓶的周边的整个长度是连续的。因此，小瓶的基本上三维的测量结果是通过将在一个平面中或二个维度中进行的多个测量结果相链接而获得的。
用于检测封装小瓶的封口件中的缺陷的上述设备可以单独使用，换句话说，作为独立于生产或装瓶线的质量控制站，或者可以与小瓶生产或装瓶线相关联。
为了允许沿小瓶的圆周有多个测量点，存在本发明的各种实施例，其中，当轮廓测量仪处于固定位置时，小瓶围绕其纵轴旋转。在其他实施例中，小瓶保持在固定位置中，并且轮廓测量仪围绕小瓶的纵轴旋转。在两个实施例中，旋转由使相应机构致动的马达产生。
尽管是可选的，但是优选地，根据本发明的用于检测封装小瓶的封口件中的缺陷的设备的控制设备被配置成吸收和/或校正小瓶的或轮廓测量仪的旋转中的小偏心。根据实施例的类型，所述偏心可能是由于小瓶的纵轴和轮廓测量仪的旋转轴之间的不对准，或者是由于小瓶的旋转轴和其几何轴之间的不对准。
沿着小瓶及其相应瓶盖的周边使用多个测量平面允许提高检查质量，也就是说，它增加了检测到封装中缺陷的可能性，如果所述缺陷存在的话。此外，通过使用连续或基本连续的测量，可以定位难以通过更孤立的测量来检测的缺陷，例如瓶盖的下裙部中的刻痕。
图4是根据本发明的用于检测封装小瓶的封口件中的缺陷的方法的实施例的流程图。所述方法从第一步骤1000开始，该步骤包括使用轮廓测量仪扫描或测量瓶盖的和小瓶的轮廓，以便获得对应于瓶盖的和小瓶的所述轮廓的点云。在所示的实施例中，所述测量在一个平面内进行，换句话说，是二维的。
在第一步骤1000之后，执行以下子步骤中的至少一个：计算瓶盖的封口件圆周的直径或半径2001，计算瓶盖的下裙部和侧面之间的交叉角2002，计算下裙部的长度2003，测量下裙部的末端到小瓶的颈部的距离2004。
第三步骤3000包括确定在步骤2001、2002、2003、2004中计算的任一参数是否超过预定的极限值。如果任一所述参数确实超过相应的极限值，这意味着封装不正确或有缺陷。虽然也有其中仅评估所述参数中的一个的可能实施例，但是建议评估所有参数或至少一对参数，因为评估的参数越多，小瓶的封装令人满意并符合所有既定要求的确定性就越大。值得一提的是，评估比步骤2001、2002、2003、2004中计算的参数更多的参数的实施例也是可能的。
在所示的实施例中，每个参数的极限值可以根据小瓶的类型、瓶盖的类型等进行修改。为此，控制设备可以存储包含对于每种类型的小瓶和瓶盖的最佳极限值的数据库或类似物。
图5显示了使用根据本发明的用于检测封装小瓶的封口件中的缺陷的设备的实施例并使用40μs的曝光时间测量封装小瓶的轮廓的结果。
图6显示了使用根据本发明的用于检测封装小瓶的封口件中的缺陷的设备的实施例并使用300μs的曝光时间测量封装小瓶的轮廓的结果。
假定小瓶及其相应的帽和/或瓶盖通常由不同的材料制成，因此具有不同的光学特性，轮廓测量仪的特定曝光时间可以可靠地测量小瓶-瓶盖组件的轮廓的一部分，但是由于激光束在被测量表面上的反射，在另一部分上产生不精确的测量结果。为了避免这些问题，在图中所示的实施例中，轮廓测量仪10使用两种不同的曝光时间测量小瓶20的特定轮廓(见图3)；换句话说，它测量相同的轮廓两次，每次使用不同的曝光时间，以便随后组合两次测量结果，从而获得沿小瓶20的整个轮廓的精确测量结果(见图7)。
如图5和图6所示，在所示实施例中，第一曝光时间为40μs，且第二曝光时间为300μs。然而，在其他实施例中，所述曝光时间可以不同。这两幅图都显示了由轮廓测量仪10获得的原始测量结果，即未进行任何处理。尽管所示实施例仅使用两种不同的曝光时间，但是本发明的其他实施例可以使用两种以上不同的曝光时间。
根据本发明的用于检测封装小瓶的封口件中的缺陷的设备可以根据待测量小瓶和瓶盖的拓扑结构来改变曝光时间。为此，控制设备可以存储包含对于每种类型的小瓶和瓶盖的最佳曝光时间的数据库或类似物。
图7是对应于由图5和图6的测量结果的组合产生的封装小瓶的轮廓的点云的图表。这个图用细线显示了从使用激光轮廓测量仪10和300μs的曝光时间(见图6)的测量获得的点，并且用粗线显示了从使用激光轮廓测量仪10和40μs的曝光时间(见图5)的测量获得的点。
可以看出，在图7中，横坐标轴和纵坐标轴的单位是mm，而在图5和图6中，单位是像素。可以看出，在图8至图12中，横坐标轴和纵坐标轴上使用的单位也是mm。图5至图12中使用的单位仅仅是说明性的，并且仅仅是一个示例。在其他实施例中，可以使用不同的单位，例如英寸。
在图7中，可以看到一条基本连续的线，该线表示小瓶及其瓶盖的轮廓。然而，在所述线中可以看到间断或间隙，对应于瓶盖的下裙部的末端与小瓶20的颈部之间的间隔或距离。
基于图7的图表，图8至图12显示了不同参数的确定，这些参数允许对小瓶的封装中存在的缺陷进行评估。不同于图7中根据轮廓测量仪获得数据的曝光时间用细线或粗线显示轮廓，为了提高图8至图12的清晰度，轮廓用均匀的线显示。出于说明性和教导性的原因，图8至图12中的每一个仅示出了在其上执行计算的图7的特定区域的放大，因此省略了其他部分的图示。然而，应该理解，根据本发明的设备和方法在获得整个轮廓的情况下进行操作，如图7中的示例所示。
在图8中，可以看到对应于小瓶的瓶盖的下裙部的末端的点。在该图中，下裙部的端点由空心箭头表示。尽管下裙部的端点的确定本身并不表示小瓶的封装的正确或不正确状态，如下面将详细描述的，但是其对确定要评估的不同参数当然是重要的。
图9显示了小瓶的瓶盖的下裙部的长度的测量结果。为了确定小瓶的瓶盖的下裙部的长度，必须确定小瓶的两端。其中一个端部(更具体地说是远端)的确定，如图8所示。因此，下裙部的起始点必须被确定，或者更具体地，瓶盖的侧面和下裙部之间的折叠的端点，即，侧面和裙部之间的折叠结束和所述下裙部开始的点。通过将侧面和下裙部之间的折叠近似为圆周的弧或近似为圆周(见图11)，并将下裙部近似为直线(见图10)，裙部的起始点可以近似为所述圆周和所述直线之间的切点。
一旦确定了下裙部的两端，其长度可以被测量为：两点之间的直线距离(见图表上的尺寸线)、横坐标轴上两点投影之间的距离(见图表上的尺寸线)和/或纵坐标轴上两点投影之间的距离(出于说明的目的，图9中省略了其绘图)。
如果根据小瓶和瓶盖的类型，下裙部的长度小于预定阈值，这意味着封装可能没有正确地附接到小瓶的颈部，因此所述封装是有缺陷的。这种缺陷的示例可以在图2中看到。下裙部的长度也可能大于允许或期望的长度，即长度超过上极限值。
图10显示了小瓶的瓶盖的下裙部和侧面之间交叉角的确定。为此，分别计算瓶盖的侧面的回归线和所述瓶盖的下裙部的回归线，r1和r2。一旦计算出两条回归线r1和r2，就计算出在它们之间形成的角度α。所述角度α表示瓶盖的下裙部“打开或关闭的程度”。在所示的实施例中，小角度α表示下裙部太开，也就是说，没有适当地附接到小瓶的颈部，因此，除了其他可能性之外，瓶盖可能不会形成气密密封，或者甚至可能变松。所述缺陷的示例可以在图2中看到。
图11显示了瓶盖的封口件圆周的半径的确定。为此，根据对应于瓶盖的侧面和下裙部之间的折叠的点云计算回归圆周c1，该圆周尽可能与使用激光轮廓测量仪10测量的点一致。一旦计算出回归圆周c1，就假定封口件圆周等于所述回归圆周c1，然后测量和/或计算所述封口件圆周的直径和/或半径。所述封口件圆周的半径和/或直径是下裙部是否正确折叠的指示，因为过大的直径和/或半径(换句话说，超过预定极限值的直径和/或半径)是下裙部可能太开(或者换句话说，折叠不充分)的指示。
图12显示了从下裙部的末端到小瓶的颈部的距离的确定。对于这种计算，下裙部的端点必须已经被确定。如果先前已经确定了所述端点，则根据本发明的设备和方法利用已经进行的计算。如果所述计算尚未确定，则以类似于图8中示例所示的方式确定下裙部的端点。
一旦确定了小瓶的瓶盖的下裙部的端点，下一步骤包括确定小瓶的颈部的端点，换句话说，根据激光轮廓测量仪10测量的整个点云，确定对应于小瓶的颈部的第一点，更具体地说，是在测量的点云中出现的间隙之后的第一点。在图7至图12中，所述间隙显示为虚线，且表示瓶盖的下裙部和小瓶的颈部之间的间隔。
在所示的实施例中，瓶盖的下裙部和小瓶的颈部之间的所述间隔可以用两种不同的方式测量。第一种方式包括测量连接两个端点的直线的长度，换句话说，是连接下裙部的端点和小瓶的颈部的端点的直线的长度。第二种方式包括测量下裙部的端点和小瓶的颈部的端点之间的间隔作为纵轴上的相应投影中两点之间的距离。在图12中，显示了一对尺寸线，示出了测量瓶盖的下裙部和小瓶的颈部之间的间隔或距离的两种方法。
尽管在该实施例中，为了确定从下裙部的末端到瓶子颈部的距离，首先确定瓶盖的下裙部的端点，然后确定小瓶的颈部的端点，但是也存在所述顺序颠倒的实施例。
显示的所有数据和图表处理可以在控制设备中自动执行，该控制设备包括在根据本发明的用于检测封装小瓶中缺陷的设备中。为此，所述控制设备具有用于处理和分析数据和图表的特殊软件。
尽管已经参考本发明的实施例阐述和描述了本发明，但是应当理解，所述实施例并不限制本发明，因此在解释了本说明书、权利要求和附图中公开的主题内容之后，可以改变许多对本领域技术人员来说明显的结构或其他细节。具体而言，原则上，除非另有明确说明，所示出和/或建议的每个不同实施例和替代方案的所有特征可以彼此组合。因此，如果所有变体和等同物可以被认为由所附权利要求的最宽范围所覆盖，那么它们都将包含在本发明的范围内。

Claims (17)

1.一种用于检测封装的帽和小瓶组件的封口件中的缺陷的方法，所述方法包括以下步骤：
a)使用轮廓测量仪的测量结果扫描瓶盖的和所述小瓶的轮廓，所述轮廓对应于限定所述瓶盖的头部、侧面和下裙部的所述小瓶的母线，密封所述帽的一部分和所述小瓶的一部分，根据通过所述轮廓测量仪扫描的测量结果形成点云；
b)根据前一步骤中形成的所述点云，计算以下参数中的至少一个：
i.所述瓶盖的封口件圆周的直径或半径，所述封口件圆周由所述瓶盖的下裙部相对于所述瓶盖的侧面的折叠所限定的圆周来限定；
ii.所述瓶盖的下裙部和侧面之间的交叉角；
iii.所述瓶盖的下裙部的长度；
iv.从所述瓶盖的下裙部的末端到所述小瓶的颈部的距离；
c)确定在前一步骤中计算的任一参数是否超过预定极限值，所述极限值指示封装是否正确。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述点云使用激光轮廓测量仪获得。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述瓶盖的封口件圆周的直径或半径的计算包括以下步骤：
a)根据所述瓶盖的侧面和下裙部的点云计算所述瓶盖的封口件的回归圆周；
b)测量所述回归圆周的直径或半径，估计所述回归圆周等于所述瓶盖的封口件圆周。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述瓶盖的下裙部和侧面之间的交叉角的计算包括以下步骤：
a)根据所述点云计算所述瓶盖的侧面的回归线；
b)根据所述点云计算所述瓶盖的下裙部的回归线；
c)确定两条回归线之间的交点以及两条回归线之间形成的角度。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述下裙部的长度的计算包括以下步骤：
a)确定所述下裙部的端点；
b)确定所述瓶盖的侧面和下裙部之间的折叠的端点；
c)测量两个点之间的距离。
6.根据权利要求1所述的方法，其中，从所述下裙部的末端到所述小瓶的距离的计算包括以下步骤：
a)如果先前没有确定，则确定所述下裙部的端点；
b)确定所述小瓶的颈部的端点；
c)测量两个点之间的距离。
7.根据权利要求1所述的方法，包括用所述轮廓测量仪使用两个不同的曝光持续时间来测量轮廓。
8.根据权利要求7所述的方法，其中，第一持续时间具有介于20μs和100μs之间的持续时间，并且第二曝光具有介于150μs和500μs之间的持续时间。
9.根据权利要求7所述的方法，其中，第一持续时间具有介于30μs和50μs之间的持续时间，并且第二曝光具有介于250μs和350μs之间的持续时间。
10.一种用于检测封装小瓶的封口件中的缺陷的设备，所述设备包括轮廓测量仪和控制设备，所述轮廓测量仪被配置成扫描瓶盖的和所述小瓶的轮廓，所述控制设备被配置成执行根据权利要求1所述的方法。
11.根据权利要求10所述的设备，其中，所述轮廓测量仪是激光轮廓测量仪。
12.根据权利要求10所述的设备，其中，所述轮廓测量仪是二维轮廓测量仪。
13.根据权利要求10所述的设备，所述设备还包括小瓶供应设备。
14.根据权利要求13所述的设备，其中，所述小瓶供应设备连续操作。
15.根据权利要求10所述的设备，其中，所述轮廓测量仪使用两种不同的曝光持续时间测量轮廓。
16.根据权利要求10所述的设备，所述设备包括用于使所述小瓶在纵轴上旋转从而沿着所述瓶盖和小瓶的整个圆周获得所述瓶盖的和所述小瓶的轮廓的装置。
17.根据权利要求10所述的设备，所述设备包括用于围绕所述小瓶的纵轴旋转所述轮廓测量仪从而沿着所述瓶盖和小瓶的整个圆周获得所述瓶盖的和所述小瓶的轮廓的装置。
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