CN1306616A - 检查容器突起的设备及其方法 - Google Patents

Abstract

检测容器的设备,该设备有一个支承臂(17),用来支承和运输容器(22)。支承臂(17)有一对可移动臂,这对可移动臂限定了一个间隙,并且有一个凹进部分,该凹进部分用来接合容器(22)的颈部或瓶口的外侧。光源(50)向可移动臂发射光,检测器装置(54)接收经过可移动臂之间的间隙的光。检测器装置(54)将相应电信号输送到处理器,该处理器决定容器(22)是否有突起和是否是次品。可移动臂构造和定位成在容器(22)的瓶口或颈的外部存在突起时扩大间隙。最好在容器成型机中布置一个或多个支承臂(17),该成型机形成吹塑模制树脂塑性容器(22),本发明还公开了相关的方法。

Description

检查容器突起的设备及其方法

本发明涉及用于测定容器的颈部或者瓶口上存在不希望有的突起的设备及其方法，特别是，涉及其中结合有光、机械和电装置以实现对塑料容器的理想检测的系统。

如这里所使用的术语“突起”指在树脂塑性容器的颈部或瓶口中的不希望有的向外变形，并且明显包括但不局限于吹塑模制容器，该吹塑模制容器在颈部的瓶口区域具有膨胀、突起或吹胀。

业已知道，在由聚乙烯基材料比如聚对苯二甲酸乙酯(PET)和PEN制造的容器中，例如会发生各种工艺控制问题。这样的一个问题涉及到在容器颈部的外侧上的瓶口区进行自由形式的重新加热和随后成型的影响。当导入太多的热量时，就会产生前文所定义的突起。突起干扰了制造过程，也干扰了容器经过生产设备的希望的顺利运输。大突起可以引起成型机内的阻塞，并导致停机，也可导致机器的损坏。如果它们经过成型机，那么即使相当小的缺陷可能大约0.02英寸的过大尺寸缺陷也会产生问题，因为它们会在生产线的其它区域产生处理问题。对那些公知系统而言这一点不假，这些公知系统通过咬合容器的瓶口区并使用气动输送机来输送这些容器。

业已知道，通过使用成像系统希望找到这些问题。通常见美国专利5,591,462。这些系统已经设置在成型机内，以便监测产品的瓶口区，并且移走有缺陷的容器。然而，这些系统有限制。系统中碰到的一个限制是使用容器的单视图进行检查。使用单视图，仅可以估计一个截面直径。虽然可以增加附加视图，但成型机中可用的空间有限，并且需要增加时间完成附加的监测视图。这种成像还受成型机传送机构的限制，该传送机构可能限制或妨碍容器瓶口区的视图。

因此，还需要提供避免这些问题的有效的容器瓶口监测设备及其方法。

本发明满足了上述需求。

在本发明中，与容器瓶口或颈的外部机械接合的支承臂与利用光发射和传感系统并将检测到的光相应转换成电信号并输入到处理装置中联结起来，这样，允许有效而快速地确定容器颈部是否存在不希望的突起。

本发明的优选实施例的设备包括支承臂，该支承臂用来支承和输送容器。支承臂具有一对可移动臂或者瓶口，该瓶口之间具有间隙并且限定了用来接合容器颈部外侧的凹进部分。还提供将光射到可移动臂上的发光装置和接收经过间隙的光的检测器装置。检测器装置产生相应的电信号，该电信号输送到处理装置来确定是否存在突起。可移动臂在相反的方向上旋转，因此当突起存在时间隙变大，因此导致大量的光照射检测器装置。

最好，在成型机中提供检测位置，并且光源比支承臂高，而检测器较低。

相关的方法包括在具有一对可移动臂的支承臂上输送容器，这对可移动臂之间限定了一个间隙。光照射到可移动臂上，同时容器在这对可移动臂之间所限定的凹进部分中接合。检测器装置监控经过间隙的光，该检测器装置产生输送到处理装置的相应的电信号，用来确定容器是否由于突起的存在而成为次品。被作为次品排除的容器与通过检测的容器分离。当容器处于检测位置时，容器传感器给处理装置提供信号。

本发明的一个目的是提供检测吹塑模制容器突起的改进的设备及其方法。

本发明的另一个目的是提供这样的检测系统，该检测系统具有一个或多个这种用来检测布置在成型机中的吹塑模制容器的检测系统。

本发明的又一个目的是提供这样的检测系统，该检测系统使用作为检测系统的整体中的一部分的容器支承和运输装置。

本发明的又一个目的是提供这样的系统，该系统花费经济，可靠并且能高速检测容器。

本发明的又一个目的是提供这样的系统，该系统可以有效地使用而不用借助于成像系统。

参考附图，通过本发明的下述描述将更全面地理解本发明的这些和其它目的。

图1是采用本发明的检测系统的设备的示意平面图。

图2是本发明的检测设备的优选实施例的局部示意正视图。

图3是图2的设备的平面图。

图4是用在本发明的沿图2的4-4截取的光束的实例。

图5是支承臂和不具有突起的容器的局部截取示意平面图。

图6与图5相似，但显示出具有突起的容器。

图7是容器支承臂的正视图。

图8是可移动臂处于关闭状态时图7的支承臂的俯视图。

图9是可移动臂处于打开状态时图7的支承臂的俯视图。

图10是本发明的流程图。

图11是在检测系统的操作周期中电压相对于时间的图表。

图1显示出本发明的成型机1。成型机1包含于其中制造容器的模具部件2。模具部件2和传送部件3以优选形式放置在成型机1中，该传送部件3具有许多径向布置的容器支承臂4,5,6和检测位置7。从模具部件中出来的容器如箭头C所示沿逆时针方向移动，并且容纳在支承臂4,5,6中的凹进部分中，这些支承臂4,5,6如箭头D沿顺时针方向旋转。该装置最好具有约3至20个支承臂4,5,6。容器，例如容器8,9以这种方式随后经过检测位置7。从检测位置出来的容器如果有突起，就会被次品排除机构10移走，并且用本领域的普通技术人员公知的合适的次品部件转送到次品区11。容器比如没有被废弃的容器9,12容纳到例如在出料轮14中的凹进部分比如13中，该出料轮14沿箭头E在所示的逆时针方向上旋转。

参考图2和3，显示了容器支承臂15，该容器支承臂15具有一对可移动臂16,17，安装这对可移动臂是为了在箭头A和B所示的相对方向上旋转地移动。可移动臂16,17限定了其间的间隙18。凹进部分19与容器22紧密接合，该凹进部分19由可移动臂16,17的各自弓形部分20,27限定。容器22由树脂塑料材料组成，并且可以是聚乙烯基吹塑模制容器。容器22具有一个基部24，一个向外且向上的分叉部分26，一个通常柱形部分28，一个向内且向上的分叉的颈部30和一个瓶口部分32，该瓶口部分32具有一个恰当闭合的接收瓶口，比如具有在下面的向外突出环行支承肋的螺纹，该支承肋由可移动臂16,17接合以便运输容器22。

可移动臂16适合绕位于其左边的枢轴旋转，并且适合根据由表面20限定的凹进部分19的一部分中的容器突起的存在而逆时针移动。同样，可移动臂17适合根据与表面27接触的凹进部分19的容器部分中的突起的存在而顺时针移动。可移动臂16,17的相对移动用来扩大间隙18，并且以后文中所描述的方式导致更多光照射到检测器上，因此指示容器瓶口32的外部中的突起的存在。如本领域的普通技术人员所公知的，这种通常类型的容器具有在容器嘴下面布置在外面的瓶口部分32，用来确保封闭容器。这种瓶口区可以例如有外螺纹。外环形运输环通常在螺纹下并与之隔开，并且当在一些类型的手柄装置中运输期间可被咬合以支承容器。在本发明中，可移动臂16,17可在瓶口和运输环间咬合容器。容器的颈部30通常从运输环的中间延伸到通常柱形部分的上部分。如果愿意，可移动臂可以与颈部30的上部咬合。支柱40支承在地板构件42上，支柱44同样也如此。支架46有一个固定到支柱40上的部分48，还有一个发光装置50，该发光装置50的方向通常倾斜向下，并指向检测器装置54，以引导表示为52的光线或光束，该检测器装置54安装在支架56上，该支架56依次有一个牢固地固定在支柱44上的端部58。由支承臂15支承的容器通过穿过光束52的可移动臂16,17，该区域是检测区域。可以估计，经过间隙的光量与容器22的外颈的机械动作直接相关，并因此根据突起的存在或不存在以决定经过间隙18的光量。检测器装置54可能是光传感器，该装置54自扫描的光电二极管阵列或者电荷耦合器件，例如将接收的光转换成相应的输出电信号，该电信号转送到确定容器是否具有突起的处理装置。处理装置存有与可接收的容器相关的电压值，该处理装置是微处理器。如果它具有大突起，该突起超过说明书的描述，那么该容器从通过检测区的容器中废弃和分离出来。

在本发明的一个实施例，如图4所示，发光装置70将产生纵长的通常矩形光束72，同时光束的横截面具有通常垂直于轴52定向的纵向尺寸或高度。光束52和可移动臂16,17的平面之间的小角度F(图2)最好是约50至75度。

手柄装置80允许支承46在支柱40上进行位置调整。同样，手柄装置49允许支承56在支柱44上进行位置调整。

参考图5，考虑使没有突起的容器瓶口32与有突起的容器99进行对比。在显示容器的瓶口部分32的同时，图5显示了间隙18，该间隙是正常间隙。结果，可移动臂16,17保持在正常位置，同时间隙18具有希望的宽度。

参考图6，容器瓶口98显示具有基本均匀的径向突出的突起99。由于可移动臂16,17在相反方向相对旋转地移动，导致间隙18’增大。结果，比经过间隙18更大量的光经过间隙18’，因而导致检测器54接收更多光并且产生更大的电输出电压信号。这允许处理装置可在接受的标准间隙比如图5中的18和图6的间隙18’之间进行比较，从而决定是否突起99超过指定的限制，因此导致废弃容器。

参考图7至9，考虑偏移支承臂15的可移动臂16,17的优选装置。卷簧81的一个端部82固定到固定支柱83上，其另一个端部84固定到支柱85上，该支柱85从牢固地固定到可移动臂16的联接器86向上突出。这种结构导致可移动臂16在图8所示的位置偏斜。同样，弹簧87的一个端部88固定到固定支柱89上，其另一个端部90固定到支柱91上，该支柱91牢固地联接可移动臂17，并且将其伸进图8所示的位置。图9显示出图8的带间隙18’的支承臂，该间隙18’指示容器突起的存在。

参考图10，可以看到，容器100已经运输到检测位置102。容器传感器104经过导线106将信号发射到微处理器110，该容器传感器104可以是光电的，电容性的或超声波类型，该微处理器110可以是任何合适的编好程序的通用计算机，以便指示检测循环开始。在本发明的优选实例中，光源114总是在系统的操作期间，以便使它发射光束120，当容器100在检测位置102时，该光束120经过可移动臂16,17之间的间隙18(本图未表示)。检测器124接受光束126经过可移动臂16,17之间的间隙的那个部分，并且将相应的电信号130发射到微处理器110。

在微处理器110中，在每个特定支承臂的间隙的储存值之间可产生比较，该特定支承臂代表可接受的容器，并且需要从那里离开以便决定容器由于突起的存在而成为次品。为方便公开，图1的检测系统与传送机构相连，该传送机构从模具部件2经过检测区7转送容器。但是，系统可以有约3至20个支承臂，用来转送同样数量的容器来检测。如果发现不同，由微处理器110在导线134上将信号发射到次品排除机构136，该次品排除机构136导致容器从可接受的容器组中移走。许多次品排除机构为本领域的熟练技术人员所公知，在这里不需要详细公开。通常，这种系统包括索引和跟踪特定的废弃容器，同时次品排除机构由于容器机械地接触次品排除机构而物理移动废弃容器。如果愿意，可设置读数装置138，该读数装置138接收包含信息的信号，以便通过导线140利用微处理器110完成检测系统功能。例如，如果愿意，可以分析出特定单元或检测系统的支承臂内的趋势，以便决定成型装置的某些部分或检测设备的一些部分的性能。同样，用户界面150提供用来校准和其它经过导线152到微处理器110的输入。

如果愿意，读数装置138的一部分可以显示在屏幕上，或者提供有信息的硬拷贝，如图11所示，该图是在174处的电压对比时间图。在检测位置102处没有支承臂时，微处理器110接收的电压电平在位置160,170有一个上限值。当可移动臂16,17实体部分完全遮住光束和读数装置174时，该上限值减少到具有一个阻塞值172，因为该读数装置174决定了间隙的开口量，所以就检测而言它是非常重要的。在通过间隙174之后，光再一次被其它可移动臂完全遮住176，此后电压倾斜到无障碍位置170，因为在检测位置中不存在支承臂16,17。

在本发明的方法中，容器22支承在支承臂上，该支承臂有一对可相对旋转的可移动臂16,17，这对可移动臂限定了其间的间隙18。可移动臂16,17有一个凹进部分19，该凹进部分19支承容器瓶口或颈，并且将以这种方式支承的容器22运输到检测位置，该检测位置使光束52照射到可移动臂16,17和其间的间隙18，同时经过间隙18的光被检测器54测量，该检测器54将接收的光转换成与间隙的开口尺寸相关的相应的信号。电压信号传送到处理器装置，该处理器装置通过与储存在其中的标准信息比较，决定是否存在废弃容器。该方法最好在吹塑模制成型机中使用，从而对这种容器中的突起进行快速精确而完全的检测。

可以理解，本发明提供了对吹塑模制容器的外瓶口部分上的不希望有的突起的检测的方法和装置。通过本发明的单独的检测单元，该检测单元有许多容器支承可移动臂，可以在成型机中完成这种检测。单独的微处理器可以用来控制每个可移动臂。既不需要成像也不需要受成型机中可用的有限空间限制就可以完成这种检测。

尽管出于说明的目的已经在上文描述了本发明的特定实施例，对于本领域的普通技术人员可以估计到，在不超出所附权利要求中所描述的本发明的情况下可以进行许多细节上的修改。

Claims (25)

1．一种用于检测容器的设备，该设备包括：

一用来支承和运输所述容器的支承臂，

所述支承臂上具有的一对可移动臂，这对可移动臂之间具有间隙，并且限定了用来与所述容器的颈部或瓶口的外侧接合的凹进部分，

用来向所述可移动臂发射光的发光装置，

检测器装置，该检测器装置用来接收经过所述间隙的光并且产生相应的电信号，和

处理装置，该处理装置用来接收来自所述检测器装置的所述电信号以确定所述容器是否是次品。

2．如权利要求1所述的检测设备，其特征在于所述可移动臂可相对旋转以改变所述间隙的尺寸。

3．如权利要求2所述的检测设备，其特征在于所述可移动臂构造成在所述容器有突起时这些可移动臂之间的所述间隙比所述容器没有突起时更大。

4．如权利要求3所述的检测设备，其特征在于所述设备有一个检测位置，其中支承所述容器的所述支承臂将接收所述光，并且所述检测位置布置在容器成型机中。

5．如权利要求4所述的检测设备，其特征在于所述发光装置适合产生比所述支承臂上的所述间隙更宽的光束。

6．如权利要求3所述的检测设备，其特征在于还包括次品排除装置，该次品排除装置用来废弃因在容器颈部存在突起成为次品的所述容器。

7．如权利要求4所述的检测设备，其特征在于还包括运输装置，该运输装置用来在经过所述检测位置的路径上移动所述支承臂。

8．如权利要求4所述的检测设备，其特征在于所述设备包括容器传感器装置，该容器传感器装置用于确定在所述检测位置中容器的存在并且给所述处理装置发射响应信号，和

所述处理装置，该处理装置响应于接受的所述容器存在信号开始检测所述容器。

9．如权利要求1所述的检测设备，其特征在于所述可移动臂构造成紧密接合吹塑模树脂塑性容器的所述颈或瓶口外部。

10．如权利要求9所述的检测设备，其特征在于还包括发光装置，该发光装置布置成比所述支承臂高的一位置上，以便产生向下倾斜的光束。

11．如权利要求10所述的检测设备，其特征在于还包括检测器装置，该检测器装置布置成比所述支承臂低的一位置上。

12．如权利要求5所述的检测设备，其特征在于当所述臂处于相对封闭的位置并与非次品容器的颈或瓶口接合时，所述发光装置适合在所述支承臂上产生具有比所述臂的宽度小的宽度的光束。

13．如权利要求1所述的检测设备，其特征在于所述处理装置储存有与对应于每一个所述成对的可移动臂的非次品容器的间隙相关的信息。

14．如权利要求4所述的检测设备，其特征在于所述设备具有约3至20个支承臂。

15．如权利要求2所述的检测设备，其特征在于还包括偏移装置，用来将所述可移动臂推到相对闭合的位置。

16．如权利要求15所述的检测设备，其特征在于所述偏移装置具有用于每个所述可移动臂的一卷簧。

17．一种检测容器的方法，该方法的步骤包括：

提供一支承臂，该支承臂有一对相对可移动的臂，这对可移动臂之间限定了用于与所述容器的颈或瓶口的外侧接合的间隙，

将支承所述容器的所述支承臂导入检测区，

使一光束照射所述支承臂，

通过检测器装置接收经过所述间隙的光，该检测器装置发射与间隙的开口度对应的相应电信号，并且

由所述电信号确定所述容器是否是次品。

18．如权利要求17所述的检测方法，其特征在于使用所述方法检测所述容器颈或瓶口中的突起。

19．如权利要求18所述的检测方法，其特征在于所述容器颈或瓶口中有突起的容器使所述可移动臂相反地旋转，从而扩大所述间隙。

20．如权利要求17所述的检测方法，其步骤包括移走由于颈或瓶口区域存在突起而成为次品的容器。

21．如权利要求17所述的检测方法，其特征在于在容器成型机中进行所述检测。

22．如权利要求21所述的检测方法，其特征在于在吹塑模制树脂塑性容器使用所述方法。

23．如权利要求21所述的检测方法，该方法步骤包括从所述可移动臂上方的位置将光照射到所述可移动臂上，并且在比所述支承臂低的位置用所述检测器装置接收通过所述间隙的光。

24．如权利要求18所述的检测方法，该方法步骤包括产生具有通常垂直定向的矩形的所述光束，该矩形的最大尺寸的方向通常垂直于光束移动方向。

25．如权利要求24所述的检测方法，其特征在于在所述成型机中由许多支承臂使用所述方法。

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