CN116802482A - 用于检测玻璃容器的水平模具密封件的缺陷的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于在容器(R)的瓶口(B)上检测水平模具密封件(JH)的缺陷的方法，该方法包括以下步骤：‑将容器(R)布置在光源与相机之间；‑确保容器(R)自身根据一圈旋转回转的旋转；‑在容器的每个旋转增量处，通过相机获取图像，使得每圈旋转回转的图像数量大于36张；‑对每一个容器分析所捕获的图像，使得：*在每一张图像中检测瓶子瓶口边缘的轮廓；*将瓶子瓶口边缘的轮廓与瓶子瓶口边缘的基准轮廓进行比较，以检测这些轮廓之间的差别；*以及当容器的至少一张图像具有偏差时，检测用于容器的水平模具密封件(JH)中的缺陷。

Description

用于检测玻璃容器的水平模具密封件的缺陷的方法

技术领域

本发明涉及检验对象、中空物品或通常透明或半透明容器(诸如由玻璃制成的瓶子、罐子或烧瓶)的技术领域。

本发明的目的更具体地涉及检验这种玻璃容器的领域，其目的是在这种容器的瓶口(finish)上检测水平模具密封件的缺陷的存在。

背景技术

通常，容器具有底部，从该底部升起的竖直壁终止于被称为瓶口部件的部分。取决于所提供的闭合系统，瓶口是不同类型的，并且如图1所示，在顶部处，包括环形瓶口表面S并且在底部处包括反向瓶口(counter-finish)CB。该图1表示一种螺旋型瓶口，还包括位于柱状竖直部分上的网。已知玻璃容器是通过称为IS机的成形机制造的，该IS机由不同的独立成形部段组成，这些成形部段供应有能延展的玻璃滴。这些成形部段分别配备有至少一个配备有坯料模具的下料腔，并且配备有相同数量的精加工腔，每个精加工腔接纳吹塑模具，在该吹塑模具中容器在高温下获得其最终形状。

常规上，在坯料模具中形成瓶口。当坯料被传送到吹塑模具时，瓶口已经形成并且坯料由瓶口保持。为此，通过瓶口模具来形成瓶口，瓶口模具由形成瓶口的竖直壁的两个半模和形成瓶口的瓶口表面或密封表面的被称为环的模具部件组成。坯料模具还包括两个坯料本体半模，以形成坯料的本体的壁。在通过压-吹工艺的成形过程中，冲头将玻璃推挤到坯料本体半模上。在通过吹-吹工艺的成形过程中，冲头更短，其进入到瓶口模具中，然而是压缩空气将玻璃推挤到坯料本体半模上。因此，瓶口的竖直壁的外部由两个瓶口半模形成，瓶口的上表面由环形成，并且瓶口的内部由冲头形成。因此，如图1所示，每一个容器瓶口R在其竖直壁的任一侧上包括竖直模具密封件JV和水平模具密封件JH，其中竖直模具密封件JV对应于两个瓶口半模之间的界面，水平模具密封件JH对应于被称为环的瓶口模具部件和两个瓶口半模之间的界面。这些瓶口模具密封件或多或少被标记在容器上或在容器上是明显的，这取决于模具的随着使用而劣化的零件的调整情况。

应该考虑到水平模具密封件JH位于容器的瓶口表面S的稍下方。而且，出现了检测影响容器的模具的水平密封件的缺陷的需求，以消除包括可能影响其美学性质或更严重地对用户造成真实危险的缺陷的容器。

在现有技术中，AGR国际公司通过精确测量容器的尺寸特性的DSG400实验室监测机器提出了检测水平模具密封件中的缺陷的可能性，该缺陷被称为出模(knock out)和凸缘(flange)。该机器特别包括位于容器的一侧上的光源和位于容器的另一侧上的相机。当捕获图像时，容器被驱动为围绕其竖直轴线旋转。这种机器似乎没有设计成检测水平模具密封件中的所有缺陷。此外，该机器具有有限的监测速率，其不允许在容器的生产线上以已知的生产速率监测容器。

文献WO2013/128538描述了一种用于检测玻璃容器上的水平模具密封件中的瓶口缺陷的方法。该方法旨在确保容器自身的旋转，并将光线竖直地投影到瓶口上。线性相机收集由瓶口反射的光。该方法包括分析反射光，以便在反射光的轮廓变化的情况下推断缺陷。该方法仅能够检测其形状引起它们沿相机的方向反射光的凸缘，并且该方法不允许量化缺陷的尺寸，并且不允许检测容器的模具的水平密封件中的不同类型缺陷，同时具有用于检测小缺陷的非常高水平的可靠性。

因此，需要一种能够以高速率检测容器的模具的水平密封件中的各种缺陷的技术，并具有用于检测小缺陷(通常小于1mm)的非常高水平的可靠性，且避免考虑有缺陷的容器，同时这种容器的模具的水平密封件实际上满足所需的质量标准。

发明内容

因此，本发明的目的旨在通过提出一种方法来满足这种需要，该方法用于在玻璃容器瓶口上以高速率检测水平模具密封件中的缺陷，这种方法具有非常高水平的可靠性以检测水平模具密封件中的小缺陷且同时避免考虑有缺陷的容器，并且此类容器的模具的水平密封件实际上满足所需质量标准。

为了实现这种目的，本发明的目的是提供一种用于在分别具有竖直轴线的玻璃容器的瓶口上检测水平模具密封件中的缺陷的方法，为了检测每一个容器的缺陷，该方法包括以下步骤：

-将该容器布置在光源与图像捕获相机之间，该图像捕获相机的观察光轴基本上垂直于与该容器的竖直轴线平行的轴线，并且该图像捕获相机的视场包括至少该瓶口的左边缘或该瓶口的右边缘，包括该水平模具密封件的至少一部分；

-确保该容器自身根据至少一圈旋转回转沿着该竖直轴线的旋转；

-在该容器的每个旋转增量处，通过该相机获取图像，使得每圈旋转回转的图像数量大于36张；

-对每一个容器分析所捕获的图像，使得：

*将包括该水平模具密封件的至少一部分的该瓶口的高度之上的瓶口检验区限定在该图像中；

*在该图像检验区中检测该瓶口边缘的轮廓；

*将该图像的瓶口边缘的轮廓与该瓶口边缘的基准轮廓进行比较，以检测该瓶口边缘的这些轮廓与该瓶口边缘的基准轮廓之间的偏差；

*以及当所述容器的至少一张图像具有偏差时，检测到用于容器的该水平模具密封件中的缺陷。

根据实施例的一种有利变型，该相机被布置成使得该视场包括该水平模具密封件的至少一部分和基准，该基准的高度位置相对于该水平模具密封件是已知的，并且为了在该图像中限定该瓶口检验区，寻找高度位置相对于该水平模具密封件是已知的基准，以及该瓶口检验区相对于该基准定位，使得该瓶口检验区延伸超过包括该水平模具密封件的高度。

例如，在该图像中寻找全部或部分的该瓶口或反向瓶口表面作为基准。

通常，存在具有包括在5mm至130mm之间的视场的水平宽度和具有包括在3mm至20mm之间的视场的高度的图像捕获相机。

例如，存在具有大于25像素/mm的分辨率的图像捕获相机。

根据实施例的一个优选特征，该图像捕获相机被定位成使得该图像捕获相机的观察光轴基本上与该瓶口的左边缘或右边缘相切。。

根据本发明的方法可以使用设置有远心镜头的相机。

根据实施例的一个有利特征，存在具有竖直照明尺寸和水平照明尺寸的光源，该竖直照明尺寸和水平照明尺寸包括在100％至200％之间，优选为120％的该相机的视场的尺寸乘以该光源与该相机的镜头之间的距离并且除以该容器的轴线与该相机的镜头之间的距离。

根据另一实施例，存在远心光源，该远心光源的照明场的尺寸大于或等于该相机的视场的尺寸。

根据实施例的一种变型，通过使用在被认为是符合的至少一个基准容器上获得的至少一个轮廓作为基准轮廓，将该图像的瓶口边缘的轮廓与该瓶口边缘的基准轮廓进行比较，以检测偏差。

根据实施例的另一种变型，通过使用在被认为是符合的至少一个基准容器的若干旋转增量上计算的平均轮廓作为基准轮廓，将该图像的瓶口边缘的轮廓与该瓶口边缘的基准轮廓进行比较，以检测偏差。

根据实施例的另一种变型，通过使用应用了低通滤波器的该瓶口边缘的轮廓作为基准轮廓，将该图像的瓶口边缘的轮廓与该瓶口边缘的基准轮廓进行比较，以检测偏差。

根据实施例的另一种变型，通过将高通滤波器应用在该瓶口边缘的轮廓上，将该图像的瓶口边缘的轮廓与该瓶口边缘的基准轮廓进行比较，以检测偏差。

有利地，对于每一张图像，通过将至少一个面积、幅度和/或斜率测量值与阈值进行比较，对于该检验区中的至少若干高度，比较该瓶口边缘的轮廓和该瓶口边缘的基准轮廓，并且当这些测量值中的至少一个超过该阈值时，检测到偏差。

通常，该方法包括检测至少一个水平模具密封件缺陷：该至少一个水平模具密封件缺陷取自以下缺陷：出模、凸缘和悬垂/过配合。

根据一个优选实施例，为每一个以下缺陷，即出模、凸缘和悬垂/过配合，限定至少一个检测标准，并且该方法包括通过使用这些检测标准中的至少一个来区分在这三个缺陷中检测到的缺陷。

根据实施例的一个特征，对于至少一张图像，对于在该检验区中的若干高度处检测到的偏差的形状被选择作为检测标准。

根据实施例的另一特征，与检测到偏差的连续图像的数量相对应的偏差的观察角度范围被选择作为检测标准。

为了相对于出模和凸缘缺陷辨别悬垂/过配合缺陷，分析对于在该检验区中的若干高度处检测到的该偏差的形状。

为了相对于凸缘缺陷辨别出模缺陷，通过考虑当该偏差的观察角度范围低于固定最大极限时检测到出模缺陷，来分析偏差的观察角度范围。

为了相对于凸缘缺陷辨别出模缺陷，通过考虑该偏差的观察角度范围高于固定的最小极限时检测到凸缘缺陷，来分析偏差的观察角度范围。

常规上，对于具有水平模具密封件缺陷的每一个容器，发送信号以从生产线弹出该容器。

根据实施例的一个有利特征，该容器自身根据至少一圈旋转回转沿着该竖直轴线旋转200ms的最大持续时间。

本发明的另一目的是提出一种实施根据本发明的方法的检验装置，用于检测玻璃容器瓶口上的水平模具密封件中的缺陷。

附图说明

[图1]图1是示出玻璃容器的瓶口、水平模具密封件和每一个竖直模具密封件的放大图。

[图2]图2是示出用于实施根据本发明的方法的装置的示意性正视图，用于检测玻璃容器瓶口上的水平模具密封件缺陷。

[图3A-3B]图3A-3B分别是具有出模式水平模具密封件缺陷的玻璃容器的瓶口边缘的侧视图和瓶口的俯视图。

[图4A-4B]图4A-4B分别是具有凸缘式水平模具密封件缺陷的玻璃容器的瓶口边缘的侧视图和瓶口的俯视图。

[图5A-5B]图5A-5B分别是具有悬垂/过配合(overmatch)式水平模具密封件缺陷的玻璃容器的瓶口边缘的侧视图和瓶口的俯视图。

[图6]图6是在水平模具密封件中具有缺陷的玻璃容器的瓶口的右边缘的图像的示例。

[图7]图7是说明在图像中提取在水平模具密封件中具有缺陷的容器的瓶口的边缘的轮廓的图示。

[图8]图8是说明在图像中从符合容器中提取瓶口的边缘的基准轮廓的图示。

[图9]图9是说明具有凸缘或出模式水平模具密封件缺陷的容器的瓶口边缘的轮廓与容器的瓶口的边缘的基准轮廓之间的比较的图示。

[图10]图10是说明具有悬垂/过配合式水平模具密封件缺陷的容器的瓶口的边缘的轮廓与容器的瓶口的边缘的基准轮廓进行比较的图示。

[图11]图11是说明在图像中提取用于螺纹瓶口的直线形式的瓶口边缘的基准轮廓的图示。

[图12]图12是具有出模缺陷的容器的瓶口的右边缘的图像的示例，容器的轮廓和基准轮廓出现在该图像上。

具体实施方式

如图1和图2更具体地所示，本发明的目的涉及一种装置1，用于实施根据本发明的用于检测玻璃容器R上的水平模具密封件JH缺陷的方法。常规上，容器R具有底部F，竖直柱状壁V从该底部F沿着竖直轴线Z升起，并终止于被称为瓶口部件B的部分中。在瓶型的容器R的情况下，竖直柱状壁V从底部F呈现，形成瓶子本体的部分经由凸肩E连接到颈圈C。

如图1所示，每一个容器R特别包括水平模具密封件JH，其对应于被称为环的模具部件和形成容器的竖直柱状壁V的两个半模之间的界面。通过限定，水平模具密封件JH位于稍低于瓶口表面S处，对应于用于密封容器的平面表面。水平模具密封件JH在瓶口的整个圆周上延伸。

根据本发明，该方法包括在每一个容器上检测水平模具密封件JH中的缺陷，该缺陷取自以下缺陷：出模JHK、凸缘JHF和悬垂/过配合JHO。

如图3A和图3B中更具体地所示，出模JHK缺陷对应于水平模具密封件JH和竖直模具密封件JV的T形相交部中的一个处的玻璃凸缘，该竖直模具密封件位于被称为环的模具部件与形成竖直壁的两个半模之间。这种缺陷对应于由这三个模具的界面处的钝脊或它们之间的不良调整产生的玻璃凸缘。该出模JHK采用尖端形状或针形(通常为三角形截面)的玻璃突起的形式，其在沿着竖直轴线Z的方向具有小的厚度，并且水平上具有小的范围，通常小于1毫米。因此，它具有围绕竖直轴线Z的小的周向角度范围θ。通常，出模JHK具有小于几度的小的周向角度范围θ。

如图4A和图4B更具体地所示，凸缘JHF缺陷对应于由被称为环的模具部件与形成竖直壁的两个半模之间的不良调整引起的玻璃过量。该凸缘JHF采用沿着竖直轴线Z的方向的薄玻璃片的形式。此外，该凸缘JHF具有围绕竖直轴线Z的显著角度范围θ。通常，凸缘JHF具有大于或等于10°但相当容易地大于30°的显著角度范围θ。它可以宽得多，高达180°。更罕见的是，凸缘可以呈现于整个圆周上。

如图5A和图5B中更具体地所示，悬垂/过配合JHO缺陷对应于由被称为环的模具部件和形成竖直壁的两个半模的位移引起的玻璃过量。该悬垂/过配合JHO采用沿着竖直轴线Z的方向的非常厚的玻璃突起的形式，具有围绕竖直轴线Z的显著角度范围θ。通常，环的偏移可能出现超过180°，但产生的台阶通常在大于或等于90°的角度范围θ上是显著的。

如将在下面的描述中详细说明的，本发明的目的是从出模JHK、凸缘JHF和悬垂/过配合JHO缺陷中的任一个或两个中检测在水平模具密封件JH中具有缺陷的容器。根据实施例的一种有利变型，本发明的目的旨在从出模JHK、凸缘JHF和悬垂/过配合JHO缺陷中辨别水平模具密封件JH中的缺陷。

为此，用于实施用于检测水平模具密封件JH中的缺陷的方法的装置1包括固定光源3和固定图像捕获相机4，固定光源3布置在容器R的一侧上，固定图像捕获相机4布置在容器R的另一侧上。包括镜头4a的该相机4适于捕获其中出现容器R的模具的水平密封件JH的至少一部分的图像。该相机4连接到分析及处理单元5，该分析及处理单元5被配置为分析所捕获的图像并检测容器R的模具的水平密封件JH中的缺陷。

容器R的图像是在容器R自身沿着其竖直轴线Z旋转至少一圈旋转回转时捕获的，这允许整个水平模具密封件JH在相机前面运行。每一个容器R由旋转系统6支撑。例如，旋转系统6包括用于容器R的底部F以及所有类型的本身已知的驱动系统8的滑动或放置平面7。引导驱动系统8使得每一个容器R在光源3与相机4之间保持其自身执行至少一圈回转所需的时间，在此期间，图像由相机4捕获，如稍后将在说明书中所解释的。

例如，旋转系统6包括作为驱动系统的轮或旋转器8，其通过摩擦驱动容器旋转，同时容器被固定支撑在至少两个自由脚轮或滚轮9上。滚轮例如形成为环形路径上运输容器R的运输星轮10的一部分，使它们依次支撑并在检测装置1的前面的放置平面7上滑动。有利地，该运输星轮10形成检验机器的一部分，该检验机器每分钟检验150个以上的容器，包括用于在生产线的出口处检验运行的容器的一个或多个站。换句话说，本发明的检测装置1能够在除了常规上被放置用于检验生产线上的容器的检验站之外实施，而不降低容器在这些站中的运行速率，这些站整合了用于该检验的容器的旋转。

根据本发明的特征，在线检验机器每分钟检验50至500个容器，通常每分钟检验150至450个容器。对于每一个容器，该方法包括运输步骤，该运输步骤包括将容器R带到并布置在光源3与图像捕获相机4之间，以及确保容器R自身根据至少一圈旋转回转沿着竖直轴线Z的旋转的步骤，在该旋转回转期间获取图像。应该注意，利用运输星轮10，先前检验的容器在带来待检验的新容器的同时被带到检验站。因此，在线检验机配备有高速率处理装置。对于每分钟150个容器的速率，旋转和检验步骤的持续时间最大为200ms。根据本发明的一个优选特征，容器的完整的旋转最多持续100ms。还经常选择容器回转1.5圈。

换句话说，根据本发明的方法包括将容器R布置在光源3与图像捕获相机4之间，该相机的观察光轴基本上垂直于与容器的竖直轴线Z平行的轴线，并且其视场至少包括瓶口的左边缘或瓶口的右边缘，其包括水平模具密封件的至少一部分，确保容器R自身在小于200ms内根据至少一圈旋转回转沿竖直轴线Z旋转，并且通过相机4在容器的每个旋转增量处获取图像，使得每圈旋转回转的图像数量大于36。

根据本发明的一个特征，引导相机4使得在容器的每个旋转增量处捕获图像，从而使每圈旋转回转的图像数量大于36个。换句话说，根据本发明的方法的目的旨在容器R的每旋转10°获取至少一张图像。例如，容器R在360°上的图像数量包括在36与96之间。在每个捕获的图像之间的容器旋转增量表示由瓶口经过的角度扇区，该角度扇区的范围例如从10°到小于1°。当然，积分时间小于500μs和读取时间0.5ms的快速相机能够在200ms内每转获取400张图像。获取频率的增加带来更高的精度，特别是在出模的径向长度的估计中。由于快速相机4的价格和分析及处理单元5必须具有的计算能力，这导致系统的成本更高。

根据本发明，光源3和相机4被适配成使得相机可以在容器围绕其竖直轴线Z旋转期间获得图像I，容器R的模具的水平密封件JH的至少一部分出现在该图像中。如图2所示，按照惯例考虑容器的竖直轴线Z平行于正交参考系x、y、z的竖直方向z。竖直方向z垂直于穿过光源3和相机4的横向方向y，而侧向方向x垂直于横向方向y和竖直方向z。

容器R被定位在光源3与相机4之间，该相机的观察光轴Y平行于横向方向y延伸，也就是说沿着基本上垂直于竖直方向z的方向延伸。该相机4具有沿着正交于竖直方向z和观察光轴Y的侧向方向x侧向延伸的视场。因此，相机4的视场在由竖直方向z和侧向方向x所限定的平面中延伸。根据一个优选的示例，相机4被定位为，使得其光轴基本上正切于瓶口的左边缘或右边缘。

根据竖直方向z，相机4的视场至少包括水平模具密封件JH。相机4的视场至少包括瓶口B的左边缘或瓶口B的右边缘。根据实施方式的一种优选变型，为了良好的分辨率，相机4的视场仅包括瓶口B的左边缘或瓶口B的右边缘。当然，根据本发明的方法可以利用其视场不限于右边缘或左边缘的相机来实施。这种优选的变型特别适合于高速率，因为已知在线检验机器使容器旋转至少一圈，因此单侧观察就足以保证观察到瓶口的模具的水平密封件JH中的缺陷。此外，单侧观察允许最佳地利用相机的视场并且将其光轴放置成与所观察的瓶口边缘相切。

对于每个旋转增量，该相机4(诸如矩阵相机)将瓶口的水平投影传输到分析及处理单元5，在其中突出了瓶口的至少一个边缘(被称为左边缘或右边缘)，这是考虑到它们在由相机所捕获的每一张图像上出现的位置(图6)。因此，左或右的限定条件(qualification)是从每次拍摄的观察点给出的，因为严格来说，回转容器并不包括左侧或右侧。在图6所示的示例中，图像I对应于容器R的右边缘。

因此，在由相机捕获的每一张图像中，至少出现了瓶口B的左边缘或瓶口B的右边缘，从而允许看到水平模具密封件JH的至少一部分和至少瓶口边缘的轮廓P。换句话说，如图6所示，每一张图像I必须包括在沿着平行于竖直方向z的方向取得的海拔或高度上的瓶口边缘的外形或轮廓P的至少一部分，其包括水平模具密封件JH的至少一部分。因此，在每一张图像中限定了对应于图像的水平条的检验区ZI，该图像的水平条具有确定的高度以包括瓶口边缘的轮廓P的一部分，该瓶口边缘的轮廓P的一部分包括水平模具密封件JH的一部分。

根据实施例的一个有利特征，相机4被布置成使得其视场包括水平模具密封件JH的至少一部分和其相对于水平模具密封件JH的高度位置已知的基准。因此，在图像中找到所述基准之后，可以相对于该基准定位瓶口检验区ZI，使得瓶口检验区延伸超过毫无疑问地包括水平模具密封件的高度。

当然，在考虑容器R相对于相机4的定位偏差和容器R的制造公差的同时，执行此图像捕获时还额外留有余量以可视化该基准和水平模具密封件JH的一部分。当容器的高度可以变化+/-2mm时，该余量例如为至少+/-2mm。

必须理解，容器R所呈现的这种基准是诸如轮廓、角度、可以位于图像中的形状等显著元素。该显著元素在物品旋转的回转期间捕获的所有图像中也是可见的，并且可以明确地确定它在每一张图像中的竖直位置，它到水平模具密封件JH的竖直距离Dv在每一张图像中是已知的，因此优选地该距离是恒定的。该基准在图像中的位置使得可以为每一张图像分配位置基准系统，其可以用于图像的分析。

通常，例如当容器包括一个时，可以将全部或部分的瓶口S或反向瓶口CB表面作为基准。在以瓶口表面S作为基准的情况下，相机4被调整使得其视场的高度包括瓶口表面S加上余量，以考虑容器的定位偏差或制造公差。类似地，调整相机4，使得其视场的高度包括水平模具密封件JH加上余量。

相机4的视场的水平宽度适于包括具有余量的瓶口边缘的轮廓P和基准，即在所考虑的示例中的瓶口表面的一部分。根据一种优选变型，场的宽度被选择为仅包括瓶口边缘加上必要的余量。例如，相机4具有优选地包括在5mm与80mm之间的视场的水平宽度和包括在3mm与20mm之间的视场的高度。这使得能够优化相机的场，也就是说限制传感器的不必要区域。根据另一变型，瓶口的左边缘和右边缘两个边缘都包括在视场中，并且视场宽度可以达到130mm，以观察120mm直径的瓶口和10mm的余量。

例如，相机4是与光学镜头组合的矩阵相机，整体上能够以大于25像素/mm的分辨率观察检验区。

光源3以任何合适的方式制成，以确保容器R的背光照明适于由相机4捕获图像。

根据实施例的一个优选特征，光源3具有确定的竖直和水平照明尺寸。常规上，竖直尺寸是沿着竖直方向z测量的尺寸，而其水平尺寸平行于侧向方向x。在非远心光学系统中，光源3的尺寸DL是以下类型：DL＝CH x DI/DC；其中相机4的CH视场、光源3与相机镜头4a之间的DI距离、检验区与相机镜头之间的DC距离更具体地考虑DC距离作为相机镜头(例如非远心镜头的光学中心)和焦平面之间的距离，该焦平面包含容器的竖直轴线Z和与穿过光学中心的光线的瓶口边缘相切的点。竖直照明尺寸和水平照明尺寸是相机4可观察到的光源3的有用区域的尺寸。

根据实施例的一个特征，光源3具有竖直照明尺寸和水平照明尺寸，该竖直照明尺寸和水平照明尺寸包括在的100％与200％之间并且优选地120％的相机4的视场的尺寸视场乘以光源3与相机的镜头4a之间的距离并且除以容器的竖直轴线Z与相机的镜头4a之间的距离。

根据实施例的一种变型，光源3可以是远心光源，其照明场的尺寸大于或等于相机4的视场的尺寸。因此光源3产生对相机的视场的光束，该光束的平均光线平行于相机的光轴。在这种情况下，应该注意，相机的镜头4a是远心镜头。

相机4为每一个容器R捕获的图像通过分析及处理单元5进行分析，该分析及处理单元被配置为检测容器R的模具的水平密封件JH中的缺陷。用于检测水平模具密封件JH中的缺陷的方法，包括：对每一个容器分析所捕获的图像，特别是在每一张图像中，分析包括水平模具密封件的至少一部分的瓶口高度之上的瓶口检验区ZI。该分析方法包括在图像检验区中检测瓶口边缘的轮廓P，并且将图像的瓶口边缘的轮廓P与瓶口边缘的基准轮廓Pf进行比较，以便检测瓶口边缘的这些轮廓P与瓶口边缘的基准轮廓Pf之间的偏差。当容器R的至少一张图像具有偏差时，检测到容器的水平模具密封件中的缺陷。对于具有水平模具密封件缺陷JH的每一个容器，分析及处理单元5发送通知容器的缺陷质量的信号，这种信号能够控制弹出器，用于从生产线中将容器弹出。

可以通过任何适当的图像处理方法来执行对每个所捕获图像中的瓶口边缘的轮廓P的检测。

如上所述，图像的分析优选地限制在瓶口检验区ZI，在该区域中出现包括水平模具密封件的瓶口轮廓P的一部分。有利地，检验区相对于图像中出现的容器的基准定位，并且其相对于水平模具密封件的高度位置是已知的。这种实施方式的变型将瓶口轮廓的分析限制在仅是表征水平模具密封件所必需的部分，同时消除了可能与水平模具密封件混淆的其它轮廓部分，诸如包括网的那些轮廓部分。

根据该方法，在每一张图像中寻找相对于水平模具密封件的高度位置已知的基准，并且相对于基准定位瓶口检验区，使得瓶口检验区延伸超过必须包括水平模具密封件JH的高度。

图7通过示例的方式示出了在图像I中的瓶口的右边缘的轮廓P的检测，在该图像I中瓶口表面S作为基准出现。第一步骤包括在高度上定位，也就是说沿着竖直方向z定位瓶口表面S的位置。例如，沿着跟随图像的左边缘的竖直线，检测对应于瓶口表面S的竖直灰度级转变。随后，可以根据该基准定位检验区ZI，使得图像的检验能够必须考虑水平模具密封件JH。

当然，用于搜索基准的方法可以不同。例如，在基准是反向瓶口的情况下，可以在图像与基准窗口之间实施对最大二维相关性的搜索，该基准窗口包含反向瓶口或反向瓶口的右或左可见边缘的学习模型。

第二步骤包括提取瓶口边缘P的外轮廓或轮廓，例如从瓶口表面S到位于瓶口表面下方且超过水平模具密封件ZH的检验区ZI的下限。如图7所示，瓶口边缘轮廓P包括水平模具密封件JH。对瓶口边缘P的第一轮廓点的搜索可以包括在相对于基准的给定高度处水平地浏览图像，直到检测到水平灰度级转变为止。

在每一张图像中，可以使用任何图像处理方法来执行瓶口边缘P的外形或轮廓的提取。例如，可以在检验区ZI中设置为，对于沿着竖直方向z的每个高度，通过搜索黑/白转变Ti或从外部搜索白/黑转变，来搜索瓶口的外边缘。该转变Ti沿着侧向方向x的定位是相对于竖直方向z确定的。在每个高度和检验区ZI的整个高度上执行对该转变Ti的搜索。如图7的右部所示，对于每一张图像，瓶口边缘的轮廓P能够以平面z，x中引用的曲线的形式获得，例如，轮廓P由所有转变Ti组成，对于每一个转变Ti，坐标x和z是已知的。

下一步骤包括将瓶口边缘P的轮廓与通过各种可能手段获得的瓶口边缘的基准轮廓Pf进行比较。根据本发明的一种优选变型，如图8所示，从瓶口边缘提取基准轮廓Pf是以类似于图7所示的容器的瓶口边缘P的轮廓的提取方式进行的。为此，对于包括瓶口边缘的基准轮廓Pf的基准容器，包括没有缺陷的水平基准模具密封件的一部分，捕获图像使得可以看到瓶口边缘的基准轮廓Pf和作为基准的瓶口表面。该基准图像有利地在与用于待检验容器的图像相同的条件下，使用检验装置通过将基准容器定位在相机4与光源3之间而形成。根据上述方法的该图像的分析能够提取瓶口边缘基准轮廓Pf，并且在该轮廓中出现没有缺陷的水平模具密封件。

根据实施例的另一种变型，通过从容器的若干图像或从被认为是符合的若干容器的图像学习来获得瓶口边缘的基准轮廓Pf。例如，可以对图像或从图像中提取的轮廓执行任何类型的数学运算。因此，作为基准轮廓Pf，可以选择在被认为是符合的基准容器上或在若干被认为是符合的基准容器上获得的一个或多个轮廓。类似地，作为基准轮廓Pf，可以选择在被认为是符合的基准容器或若干被认为是符合的基准容器的若干旋转增量上计算的平均轮廓。根据实施例的另一种变型，也可以从容器的制造平面或任何几何模型获得瓶口边缘的基准轮廓Pf。

根据图11中所示的本发明的另一种变型，在例如图1中所示的螺钉瓶口的情况下，瓶口边缘包括柱状部分，并且因此瓶口边缘的轮廓包括右部PD。在这种情况下，瓶口边缘的基准轮廓Pf可以是简单基准直线D，其至多穿过瓶口边缘P的轮廓的直线部分PD，因此穿过瓶口外形的该部分的点Ti，或者是与其平行的直线。

根据图12所示的实施例的另一种变型，本发明旨在使用应用低通滤波器的瓶口边缘的轮廓作为基准轮廓Pf。换句话说，基准轮廓Pf对应于瓶口边缘的轮廓，滤波或平整应用于该轮廓。作为图12中的示例，瓶口边缘的轮廓P(白色)对应于从图像提取的原始轮廓，而基准轮廓Pf(灰色)对应于轮廓P的移动平均值。当然，可以应用不同类型的低通滤波器，诸如平均、高斯、中值或相移中值滤波器。

根据实施例的另一种变型，应该注意，可以设想对瓶口边缘的轮廓应用高通滤波器，以将图像的瓶口边缘P的轮廓与瓶口边缘的基准轮廓Pf进行比较。例如梯度类型的高通滤波器的应用使得可以突出偏差，也就是说，在瓶口边缘轮廓的导数中的强烈变化或快速变化，反映处局部不规则的存在。这种偏差的存在对应于水平模具密封件中的缺陷。

对于每一张图像，在图像的瓶口边缘P的轮廓与瓶口边缘的基准轮廓Pf之间的比较步骤导致检测在瓶口边缘的这些轮廓与瓶口边缘的基准轮廓之间是否存在偏差。当所述容器的至少一张图像具有偏差时，容器的水平模具密封中的缺陷被检测出来。

可以根据各种分析方法来实施导致是否观察到水平模具密封件缺陷的这种比较。

对于每一张图像，对于检验区ZI中的至少若干高度并且优选对于所有高度，比较瓶口边缘P的轮廓和瓶口边缘Pf的基准轮廓。该步骤旨在将至少一个面积、幅度和/或斜率测量值与阈值进行比较，并且当这些测量值中的至少一个超过该阈值时，检测到偏差。通常，面积测量值可以对应于瓶口边缘P的轮廓与瓶口边缘的基准轮廓Pf之间的面积。幅度测量值可以对应于沿着侧向方向x的瓶口边缘P的轮廓与瓶口边缘的基准轮廓Pf之间的差。斜率测量值可以对应于通过减去瓶口边缘P的轮廓和瓶口边缘的基准轮廓Pf而获得的曲线的斜率的测量值。另一种可能的测量值是在相等或不同的高度处获得的瓶口边缘轮廓P与瓶口边缘基准轮廓Pf的两个幅度之间的差。

根据实施例的一种变型，为了比较瓶口边缘的轮廓P和瓶口边缘的基准轮廓Pf，考虑到瓶口边缘的实际位置，包括由于在监控期间的处理危险或者由于容器的竖直度的缺乏而导致的与瓶口相对于轴线Z的倾斜有关的图像中的倾斜。例如，图11中示出了瓶口的这种倾斜，应该注意，在瓶口边缘Pf的基准轮廓是穿过瓶口轮廓的直线部分PD的直线D的情况下，在该简化变型中，可以通过测量瓶口轮廓P的点到基准直线D的距离来确定偏差。

在图9所示的示例中，曲线CEc是对应于瓶口边缘P的轮廓与瓶口边缘Pf的基准轮廓之间的偏差的曲线，该曲线沿着竖直轴线z演变，也就是说作为检验区中的高度的函数。偏差曲线CEc的可能测量值的不同示例能够估计偏差的大小和/或其形状，并且同时估计缺陷的存在，可能估计其类型及其危险性。例如，可以取该曲线的最大幅度的点的计数，该点对应于距离容器的竖直轴线Z最远的突起的端部。该最大幅度对应于偏差曲线CEc的峰值的高度，这给出了对出模或凸缘的径向长度的正确估计，这构成了缺陷的危险性的非常好的物理标准。该幅度可以与阈值进行比较，并且如果该测量值超过该阈值，则检测到偏差(或缺陷)。

阈值可以是能调整的，以便将检验的严重性参数化，例如操作者因此可以决定容忍被轻微标记的出模。

如果允许检测偏差的测量值是通过将瓶口边缘轮廓和瓶口边缘基准轮廓相减而获得的表面面积，则测量值例如是偏差曲线CEc的积分。如果测量值是斜率，则它可以是偏差曲线CEc的最大斜率，或者是偏差曲线CEc在峰值或阈值交叉的任一侧上的两个连续斜率之间的偏差。

从前面的描述中可以明显看出，根据本发明的方法包括检测至少取自于以下缺陷的的至少一个水平模具密封件JH缺陷：出模JHK、凸缘JHF和悬垂/过配合JHO。

根据实施例的一种有利变型，根据本发明的方法能够辨别在这三个缺陷中检测到的缺陷，即出模JHK、凸缘JHF和悬垂/过配合JHO。为此，针对每一个缺陷(即出模缺陷、凸缘缺陷和悬垂/过配合缺陷)限定至少一个检测标准，并且这些检测标准中的至少一个被用来区分缺陷。因此就有可能识别缺陷的类型，从而有可能改进对容器的检验。

根据一个示例性实施例，对于至少一张图像，选择在检验区中的若干高度处检测到的偏差的形状作为检测标准。例如，可以以不同方式来描述偏差的形状，例如通过在若干连续高度处取得的斜率或幅度的测量值来描述。该形状可以在偏差曲线CEc上观察到。在图9中，偏差曲线CEc具有表征出模或凸缘的峰值，但是如果缺陷是类似于图5A的悬垂/过配合，则偏差曲线CEc将具有如图10所示的梯形形状。

根据另一示例性实施例，选择与检测到偏差的连续图像的数量相对应的偏差的观察角度范围作为检测标准，也就是说，在图像中检测到偏差的容器的旋转角度处观察偏差的角度范围作为检测标准。对于凸缘或悬垂/过配合式缺陷，偏差的观察角度范围非常接近从上方看到的缺陷的周向角度范围，如图3B、4B和5B中清楚地看到的。对于出模，观察角度范围大于其周向角度范围。如果例如两次图像获取之间的旋转增量为4°，并且出模具有非常小的2°的周向角度范围，并且如果其足够长，则其可以在时间上相隔一个或多个旋转增量的若干连续图像中(分别为两个或三个)可见，并且因此其观察角度范围分别为8°或12°。

当然，这些标准中的每一个可以彼此独立地实施，或者一个接一个地组合实施，这些标准中的一个可以在另一个之前应用，反之亦然。

根据实施例的一个示例，分析在检验区中的若干高度上检测到的偏差的形状，以相较于出模JHK和凸缘JHF缺陷将悬垂/过配合JHO缺陷辨别出来。实际上，从图5A中可以清楚地看出，相较于与以尖锐突起为特征的出模(图3A)和凸缘(图4A)，悬垂/过配合JHO缺陷特别通过其梯状或锯齿状的形状来区分。

根据实施例的另一示例，考虑到当偏差的观察角度范围低于例如固定为30°的最大极限时，检测到出模缺陷，对偏差的观察角度范围进行分析，以相较于凸缘JHF缺陷将出模JHK缺陷辨别出来。换句话说，当检测到偏差的连续图像的数量对应于低于例如固定为30°的最大极限的观察角度范围时，检测到出模JHK缺陷。

根据实施例的另一示例，考虑到当偏差的观察角度范围大于例如固定为30°的最小极限时，检测到凸缘缺陷，对偏差的观察角度范围进行分析，以相较于凸缘JHF缺陷辨别出模JHK缺陷。换句话说，当检测到偏差的连续图像的数量对应于大于例如固定为30°的最小极限的观察角度范围时，检测到凸缘JHF缺陷。

根据本发明，应用于测量值以检测偏差的阈值、诸如在轮廓形状的比较中采用的辨别标准，和/或作为观察角度范围的最小值或最大值采用的辨别标准等辨别标准被存储在分析及处理单元5中，并且优选地能由操作者根据所检验的容器和所需质量进行调整。

Claims (24)

1.一种用于在玻璃容器(R)的瓶口(B)上检测水平模具密封件(JH)中的缺陷的方法，所述玻璃容器中的每一个均具有竖直轴线(Z)，为了检测对每一个容器的缺陷，所述方法包括以下步骤：

-将所述容器(R)布置在光源(3)与图像捕获相机(4)之间，所述图像捕获相机的观察光轴基本上垂直于与所述容器的竖直轴线(Z)平行的轴线，并且所述图像捕获相机的视场包括至少所述瓶口的左边缘或所述瓶口的右边缘，包括所述水平模具密封件的至少一部分；

-确保所述容器(R)自身根据至少一圈旋转回转沿着所述竖直轴线(Z)的旋转；

-在所述容器的每个旋转增量处，通过所述相机(4)获取图像，使得每圈旋转回转的图像数量大于36张；

-对每一个容器分析所捕获的图像，使得：

*将包括所述水平模具密封件的至少一部分的所述瓶口的高度之上的瓶口检验区(ZI)限定在所述图像中；

*在所述图像检验区中检测所述瓶口边缘的轮廓(P)；

*将所述图像的瓶口边缘(P)的轮廓与所述瓶口边缘的基准轮廓(Pf)进行比较，以检测所述瓶口边缘的这些轮廓与所述瓶口边缘的基准轮廓之间的偏差；

*以及当所述容器的至少一张图像具有偏差时，检测到用于容器的所述水平模具密封件(JH)中的缺陷。

2.根据权利要求1所述的方法，根据所述方法，所述相机(4)被布置成使得所述视场包括所述水平模具密封件(JH)的至少一部分和基准，所述基准的高度位置相对于所述水平模具密封件是已知的，并且为了在所述图像中限定所述瓶口检验区(ZI)，寻找高度位置相对于所述水平模具密封件是已知的基准，以及所述瓶口检验区(ZI)相对于所述基准定位，使得所述瓶口检验区延伸超过包括所述水平模具密封件的高度。

3.根据权利要求2所述的方法，根据所述方法，在所述图像中寻找全部或部分的所述瓶口(S)或反向瓶口(CB)表面作为基准。

4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，根据所述方法，存在具有包括在5mm至130mm之间的视场的水平宽度和具有包括在3mm至20mm之间的视场的高度的图像捕获相机(4)。

5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，根据所述方法，存在具有大于25像素/mm的分辨率的图像捕获相机(4)。

6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，根据所述方法，所述图像捕获相机(4)被定位成使得所述图像捕获相机的观察光轴(Y)基本上与所述瓶口的左边缘或右边缘相切。

7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，根据所述方法，存在设置有远心镜头的相机(4)。

8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，根据所述方法，存在具有竖直照明尺寸和水平照明尺寸的光源(3)，所述竖直照明尺寸和水平照明尺寸包括在100％至200％之间，优选为120％的所述相机(4)的视场的尺寸乘以所述光源与所述相机的镜头(4a)之间的距离并且除以所述容器的轴线与所述相机的镜头之间的距离。

9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，根据所述方法，存在远心光源，所述远心光源的照明场的尺寸大于或等于所述相机的视场的尺寸。

10.根据前述权利要求中任一项所述的方法，根据所述方法，通过使用在被认为是符合的至少一个基准容器上获得的至少一个轮廓作为基准轮廓，将所述图像的瓶口边缘的轮廓(P)与所述瓶口边缘的基准轮廓(Pf)进行比较，以检测偏差。

11.根据权利要求1至9中任一项所述的方法，根据所述方法，通过使用在被认为是符合的至少一个基准容器的若干旋转增量上计算的平均轮廓作为基准轮廓(Pf)，将所述图像的瓶口边缘的轮廓(P)与所述瓶口边缘的基准轮廓(Pf)进行比较，以检测偏差。

12.根据前述权利要求中任一项所述的方法，根据所述方法，通过使用应用了低通滤波器的所述瓶口边缘的轮廓作为基准轮廓(Pf)，将所述图像的瓶口边缘的轮廓(P)与所述瓶口边缘的基准轮廓(Pf)进行比较，以检测偏差。

13.根据权利要求1至9中任一项所述的方法，根据所述方法，通过将高通滤波器应用在所述瓶口边缘的轮廓上，将所述图像的瓶口边缘的轮廓(P)与所述瓶口边缘的基准轮廓(Pf)进行比较，以检测偏差。

14.根据前述权利要求中任一项所述的方法，根据所述方法，对于每一张图像，通过将至少一个面积、幅度和/或斜率测量值与阈值进行比较，对于所述检验区(ZI)中的至少若干高度，比较所述瓶口边缘的轮廓(P)和所述瓶口边缘的基准轮廓(Pf)，并且当这些测量值中的至少一个超过该阈值时，检测到偏差。

15.根据前述权利要求中任一项所述的方法，根据所述方法，所述方法包括检测至少一个水平模具密封件(JH)缺陷，所述至少一个水平模具密封件(JH)缺陷取自以下缺陷：出模(JHK)、凸缘(JHF)和悬垂/过配合(JHO)。

16.根据前述权利要求中任一项所述的方法，根据所述方法，为每一个以下缺陷，即出模(JHK)、凸缘(JHF)和悬垂/过配合(JHO)，限定至少一个检测标准，并且所述方法包括通过使用这些检测标准中的至少一个来区分在这三个缺陷中检测到的缺陷。

17.根据前述权利要求所述的方法，根据所述方法，对于至少一张图像，对于在所述检验区中的若干高度处检测到的偏差的形状被选择作为检测标准。

18.根据权利要求16或17中任一项所述的方法，根据所述方法，与检测到偏差的连续图像的数量相对应的偏差的观察角度范围被选择作为检测标准。

19.根据权利要求17所述的方法，根据所述方法，为了相对于所述出模(JHK)缺陷和凸缘(JHF)缺陷辨别所述悬垂/过配合(JHO)缺陷，分析对于在所述检验区中的若干高度处检测到的所述偏差的形状。

20.根据权利要求16至19中任一项所述的方法，根据所述方法，通过考虑当所述偏差的观察角度范围低于固定最大极限时检测到出模缺陷，分析所述偏差的观察角度范围，以相对于所述凸缘(JHF)缺陷辨别所述出模(JHK)缺陷。

21.根据权利要求16至20中任一项所述的方法，根据所述方法，通过考虑所述偏差的观察角度范围高于固定的最小极限时检测到凸缘缺陷，分析所述偏差的观察角度范围，以相对于所述凸缘(JHF)缺陷辨别所述出模(JHK)缺陷。

22.根据前述权利要求中任一项所述的方法，根据所述方法，对于具有水平模具密封件缺陷的每一个容器，发送信号以从生产线弹出所述容器。

23.根据前述权利要求中任一项所述的方法，根据所述方法，所述容器(R)自身根据至少一圈旋转回转沿着所述竖直轴线(Z)旋转200ms的最大持续时间。

24.一种实施根据前述权利要求中任一项所述方法的检验装置，用于检测玻璃容器瓶口上的水平模具密封件(JH)中的缺陷。