CN1107865C - 模制瓶子的颈部和瓶口部分的检测器 - Google Patents

Abstract

一种用于瓶子的颈部和瓶口部分的检测器，包括：一种已知的转动装置，它能够转动一检测瓶子；多个发射器和接收器，设置在一个以被检测瓶子的颈部和瓶口部分为中心设置的大致为半球形的固定装置；用于在对被检测瓶子的每一次扫描中获得N×M数据的装置，其中N为发射器的数量，M为接收器的数量；用于对所获得的数据进行分类的装置；以及用于对数据进行判别的装置。

Description

模制瓶子的颈部和瓶口部分的检测器

本发明涉及容器(例如瓶子制造和装填线中的瓶子)的颈部和瓶口部分的检测器。本发明特别涉及这样一种易于自动操作的方法。

通常，在瓶子制造和装填线中，瓶子的颈部和瓶口部分的检测最初是由目测进行的，或者根据瓶子和缺陷或检测的类型设置可视的发射器(a)和接收器(b)。

发射器(a)和接收器(b)根据需检测的部分占据多个检测位置。

此外，在另一个系统中，通过使用多束固定光线照射瓶子的颈部和瓶口部分来对瓶子的颈部和瓶口部分进行检测。

然而，不可能精确地目测缺陷。在上述根据检测类型设置可视发射器的方法中，不可能检测缺陷存在的地方。此外，不可能在瓶子颈部和瓶口部分进行各种检测。此外，在改变模制瓶子的检测工作时，需要长的时间设置发射器和接收器等。

在上述由CCD照相机进行的通常的检测方法中还有一个问题。尽管通常的方法在进行垂直检测时有效，沿瓶子水平螺纹进行的检测灵敏度较低。此外，在改变检测工作时，需要重新设置照相机，光线和灵敏度。

本发明的目的是克服上述缺点而提供一种检测器，它能够进行先前难以进行的检测，并且可进行连续、稳定和低成本的检测。

为了达到上述目的，本发明提供了一种用于瓶子的颈部和瓶口部分的检测器，包括：

一种已知的转动装置，它能够转动一检测瓶子；

多个发射器和接收器，设置在一个以被检测瓶子的颈部和瓶口部分为中心设置的大致为半球形的固定装置上；

用于在对被检测瓶子的每一次扫描中获得N×M个数据的装置，其中N为发射器的数量，M为接收器的数量；

用于对所获得的数据进行分类的装置；以及

用于对数据进行判别的装置。

在本发明的检测器中，在改变制造瓶子的工作过程中自动设定用于好瓶子的辨别水平的判断值，当在每次扫描中以全参数N×M对瓶子进行检测时，使用所获得的好瓶子的判断值；并且

在与好瓶子相同的设定条件下对被检测瓶子的颈部和瓶口部分进行检测。

本发明提供了检测器，它能够检测出瓶子颈部和瓶口部分中的气泡、杂质(例如石子)、碎屑、欠缺的螺纹和其它变形等已知的缺陷，以及一种能够对缺陷部位和种类进行分类并能够显示和监控的监测器。

根据本发明，可自动进行根据瓶子类型设定工作变化，并且可对整个瓶子的颈部和瓶口部分进行检测而与缺陷的部位和类型无关。从而可检测出瓶子颈部和瓶口部分中的气泡、杂质(例如石子)、碎屑、欠缺的螺纹和其它变形等已知的缺陷。此外，可对缺陷部位和类型进行分类以改进质量控制。

图1为示出在本发明的一个实施例中发射器、接收器以及发射器和接收器光线位置的示意图；

图2为一固定装置上的发射器和接收器的详细位置；

图3为示出将一固定装置设置在一操纵机器上的截面图；

图4为示出本发明的一个实例的系统方框图；

图5示出检测时序和区域；

图6示出在线检测步骤的时序；

图7为示出本发明的一个实例的步骤的简要流程图；

图8为示出在线操作步骤的流程图；

图9为示出一判别步骤的视图；

图10示出一在线屏幕。

图中各标号如下：

1发射器的位置

2接收器的位置

3发射线

4接收线

5接受瓶子转动的辊

6瓶子转动辊

7需检测的瓶子

8瓶子转动的方向

9固定头

11发射器

12接收器

13星形轮

14高度调节器

15左右调节器

16前后调节器

17接收器棱镜

18接收器半导体

19接收器放大器

20接收器电缆

21复合A/D转换电路

22控制逻辑电路

23CPU

24屏幕

25发射器棱镜

26发射器半导体

27发射器电缆

28至37发射器No.1至No.10

38接收定时

39第1扫描的接收定时

40第2扫描定时

41第N扫描的检测区域

42第1扫描的检测区域

43第2扫描的检测区域

44第3扫描的检测区域

45机器转动时钟

46检测中

47检测结果

48检测步骤

49瓶子静止-转动定时

50瓶子静止-转动结束定时

51检测结果输出定时

58电源接通

59初始化(1)

60离线

61在线步骤

62初始化(2)

63各发射器屏幕步骤

64缺陷检测监控步骤

65保存步骤(filing process)

66接收器传感器的基础数据

67参数

68缺陷等级数据

69限幅参数

70在线启动

71在检测(1)下的信号比较

72信号处理

73在检测(2)下的信号比较

74数据分类步骤

75微分计算步骤

76阈值比较步骤

77鉴别缺陷步骤

78检测结果步骤

79屏幕显示步骤

80环(1)

81环(2)

82环(3)

83扫描数据

84好瓶子的数量

85有缺陷的瓶子的数量

86被检测瓶子的总数量

87水平检测的数量

88垂直检测的数量

89发射器的数量

90接收器的数量

91缺陷探测的比率

92自动设置步骤

93模式设置

本发明涉及一种用于瓶子的颈部和瓶口部分的检测器，包括：

一种已知的转动装置，它能够转动一检测瓶子；

两个或多个，较好是2-30个，最好是大约20个发射器和两个或多个，较好是2-120个，最好是大约60-70个接收器，设置在一个以被检测瓶子的颈部和瓶口部分为中心设置的大致为半球形的固定装置；

用于在对被检测瓶子的每一次扫描中获得N×M数据的装置，其中N为发射器的数量，M为接收器的数量；

用于围绕整个圆周以例如0.1-10mm的固定间距进行照射处理的装置；用于对所获得的数据进行分类的装置；以及用于对数据进行判别的装置。

术语“照射处理”意味着获得接收光线，术语“检测点”意味着在一次扫描过程中发射器和接收器光线聚集在一被检测瓶子上的区域。在一次扫描中，“检测点”的数目是1。当发射器数量为N、接收器数量为M而扫描数为L时，获得L×N×M个数据。

然后对数据进行分类和判别以探测光暗的变化点以及改变的数量，如实例中详细所述。

对于一个好瓶子，判别水平自动设定成一个变化量不超过判别水平的值，这样就不进行检测。术语″判别水平″意味着一判别值和一预先设定的固定范围的值。在初始条件时该判别值预先设定为0，并根据好瓶子的流过而升高。

对于一个被检测的有缺陷的瓶子，在和好瓶子同样的设定条件下进行检测，因为N×M个判别数据中的某些超过了判别值。术语″判别步骤″为一种已知的判别步骤。

在本发明中，不会发生发射器和接收器之间的干涉，因为发射不是同时的。因而可精确和重复地进行检测。

同样地，可对瓶子颈部和瓶口部分中的气泡，杂质(例如石子)，碎屑，欠缺的螺纹和其它变形等已知的缺陷进行检测，因为在本发明中折射光线可被探测而光线方向的改变也可被探测。

此外，特别是对于瓶口部分的瓶口顶表面，也可探测顶表面线过瓶口，欠缺瓶口，过压瓶口和瓶口中的气泡等。

此外，本发明的检测器能够对缺陷的部位和类型进行分类，并因而使得使用者能够改进质量控制以及提高产量。也就是说，通过N×M道扫描，可设置缺陷的类型并进而读出各读数的分类。

根据本发明，可对瓶子的颈部和瓶口部分的各种类型和位置的缺陷进行检测。

可容易和迅速地改变工作，因为在本发明中发射器和接收器等是固定的并且在本发明中灵敏度自动设定。

对于本发明中使用的发射器，最好使用LED发射器，因为其具有较高的发射速度。然而，并不限定发射器的类型，在本发明中可用激光作为发射器。

对于本发明中使用的接收器，最好使用光接收器，然而，并不限定接收器的类型，在本发明中可使用任何通常的用于接收探测光的装置。

本发明中使用的发射器和接收器可固定或半固定在一固定装置上，最好位于一围绕被检测瓶子的大致半球形的固定装置上。

并不特别限定半球形固定装置上的发射器和接收器的位置或布置，只要发射器(接收器)和被检测瓶子之间的距离大致恒定。然而，最好至少一个发射器(接收器)设置在半球形固定装置的相同表面上的其它发射器的相对侧，如图2所示。

用于确定好瓶子是好的的灵敏度的设置是通过计算判别值的增加或减小而进行的。

此外，通过探测光道的位置可区分缺陷的部位和类型。

                        实例

下面将结合附图对本发明的最佳实施例进行描述。

如图1所示，一个处于检测位置的被检测的瓶子在图中8所示的方向上转动。在发射器位置1设有许多发射器，在接收器位置2设有许多接收器。在发射线3和接收线4的区域中产生许多发射和接收光。

如图2所示，在检测位置的被检测瓶子7处于一台处理机器上的星形轮13中。在一个固定头9上设置光线传感器，并设有10个发射器和64个接收器12。

图3表示了一台检测机器的侧视图。利用一个高度调节器14，一个左右调节器15和一个前后调节器16使固定头9处于一个最佳位置。

图4表示了一个本发明的系统流程图。利用一个复合A/D转换电路21来控制1至10号发射器的发射定时，所述的发射器包括一个发射器棱镜25，一个发射器半导体26和一根发射器电缆27。

1至64号接收器用从1到10号发射器发出的光进行扫描①，每一次信号的发射均根据在接收定时38中表示的定时。所述1至64号接收器由接收器棱镜17，接收器半导体18，接收器放大器19以及接收器电缆20组成。

利用一个复合A/D转换电路21来控制复合定时，然后产生复合转换。通过复合A/D转换电路21将接收器的数据读入CPU23中，从而完成一次扫描数据的采集。

为了采集数据，扫描完全围绕着瓶子进行。第1扫描的接收定时39在第一次扫描处，第2扫描的接收定时40在第二次扫描处，第1扫描的检测区域42在第一次扫描处，第2扫描的检测区域43位于第二扫描处，44位于第三次扫描处，41处于第N次扫描处。

一个被检测的瓶子7沿着瓶子转动方向8转动，因此数据的采集完全围绕着瓶子进行。

可以理解，在处理机器的定时中(图1)，机器转动时钟45的一个周期是一个瓶子的一次处理。完全围绕着瓶子的检测的数据被收集在检测46的周期中。检测处理48在下一次检测②之前被进行，检测结果47在检测②的顶部输出。在这种情况下，当瓶子是一个有缺陷的瓶子时，将输出剔除信号。

图7表示CPU23的软件的示意图。通过接通开关58进行的初始化处理(1)59来进行系统运动的准备。接着，如果选择是离线60，则通过离线的初始化处理(2)62进行离线操作准备以等待操作的选择。在离线操作中，分别有通过选择进行的发射器屏幕步骤63，缺陷探测监控步骤64和保存步骤65。如果选择在线，则进行在线步骤61。“保存步骤”是指用电子仪器对所得到的数据进行写入和储存的步骤。

图8示出离线步骤61的流程图。由在线启动70启动操作。在检测过程中，检测46被检测(1)下的信号比较71识别，并启动发射和接收的扫描。同时，CPU通过接收信号处理器72读取每一发射器的光线的数据，围绕瓶子的每一次扫描的10各发射器的数据，根据瓶子的转速进行约100次扫描。

接下来，通过分类步骤74将大约100次扫描获得的发射器和接收器中的数据分类给各道以通过10×60道获得分类数据。这些步骤称为数据分类。

然后，通过微分计算步骤75对每一次扫描的数据进行处理以计算接收光线数据量的任何改变。对于好瓶子，判别水平由自动设定步骤(92)自动设定成一个变化量不超过判别水平的值，这样就不进行检测。在初始条件时该判别值预先设定为0，并根据好瓶子的流过而升高。

当计算值超过由阈值比较步骤76设定的阈值时，瓶子被确定为有缺陷的瓶子，并且通过确定缺陷步骤，根据预定的缺陷等级对瓶子进行分类。

由检测结果步骤78输出一NG信号，然后排出有缺陷的瓶子。NG信号由屏幕显示步骤79显示。因此，下一个被检测的瓶子在环(1)80中等待。

图9示出判别步骤和阈值步骤。扫描数据83是在对从大约10个发射器和64个接收器中的一个发射器和一个接收器的约100次扫描中的数据进行分类之后获得的。标号68示出缺陷等级数据68，66示出接收器传感器基本数据，而67示出一参数，即判别比较宽度。该参数通常设定为从1至10。该参数为这样一个参数，其示出在多少次前面的扫描中发现缺陷。

设定在5-100的范围中的限幅参数69用作一个阈值。当数量超过阈值(68)时，瓶子被确定为有缺陷的瓶子。这些过程叫做判别过程。

图10示出在线时的屏幕。对好瓶子数量84，缺陷瓶子数量85和被检测瓶子的总数量86进行监控。同时也显示缺陷瓶子85的数量中的垂直检测的数量87和水平检测的数量88。

此外，显示对于每一个发射器和接收器的缺陷瓶子的数量。

发射器的数量89，接收器的数量90和探测缺陷比率91对于调查缺陷原因是非常重要的数据，这种调查是通过收集缺陷部分的数据以及将它们反馈回线路而进行的。

根据本发明，可改进检测模制瓶子的颈部和瓶口部分的方法，并可大大缩短用于每一种瓶子类型的工作改变的操作时间。

另外，通过精确地显示缺陷类型数据，可迅速地进行分析和采取对策。通过本发明的这些效果可提高产量和自动化。

Claims (5)

1.一种用于模制瓶子的颈部和瓶口部分中的检测器，包括：

一种转动装置，它能够转动一检测瓶子；

多个发射器和多个接收器，设置在一个以被检测瓶子的颈部和瓶口部分为中心而设置的大致为半球形的固定装置上；

用于在对被检测瓶子的每一次扫描中获得N×M数据的装置，其中N为发射器的数量，M为接收器的数量；其特征在于，所述的用于模制瓶子的颈部和瓶口部分中的检测器还包括：

用于对所获得的数据进行分类的装置；以及

用于把得到的数据与扫描一个好瓶子得到的数据进行比较的装置，

其中通过扫描一个好瓶子自动设定一判别等级的判别值，并且，

对于好瓶子，在全周长内每一扫描获得N×M个数据，并且然后

在与好瓶子相同的设定条件下对一个被检测瓶子的颈部和瓶口部分进行检测。

2.根据权利要求1的检测器，其特征在于还包括对被检测瓶子颈部和瓶口部分中的气泡、杂质、碎屑和欠缺的螺纹以及变形进行探测的装置。

3.根据权利要求1的检测器，其特征在于还包括用于对缺陷的部位和类型进行分类的装置以及用于显示和监控所述被检测瓶子的装置。

4.一种用于模制瓶子的颈部和瓶口部分中的检测器，包括：

一种转动装置，它能够转动一检测瓶子；

多个发射器和多个接收器，设置在一个以被检测瓶子的颈部和瓶口部分为中心而设置的大致为半球形的固定装置上；

用于在对被检测瓶子的每一次扫描中获得N×M数据的装置，其中N为发射器的数量，M为接收器的数量；其特征在于，所述检测器还包括：

用于对缺陷的部位和类型进行分类的装置；

用于显示和监控所述被检测瓶子的装置；

用于对所获得的数据进行分类的装置；以及

用于把得到的数据与扫描一个好瓶子得到的数据进行比较的装置。

5.根据权利要求4所述的用于模制瓶子的颈部和瓶口部分中的检测器，其特征在于，还包括：

对被检测瓶子颈部和瓶口部分中的气泡、杂质、碎屑和欠缺的螺纹以及变形进行探测的装置。

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