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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Inspizieren von Objekten und insbesondere von Behältnissen. In der Inspektions- und Kontrolltechnik für Abfüll- und Verpackungsanlagen ist es im Stand der Technik bekannt, dass beispielsweise zu untersuchende Behältnisse wie Flaschen oder dergleichen in mehreren Stellen inspiziert werden, beispielsweise von mehreren Kameras aufgenommen werden. Auch sind im Stand der Technik bildgebende Kontrollsysteme bekannt.
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Derartige Kontrollsysteme prüfen dabei stichpunktartig oder auch permanent, ob die verarbeitenden Objekte den Anforderungen entsprechen, die an verschiedenen Stellen in einer Linie gefordert sind. Bei derartigen Behältnissen kann es sich beispielsweise um leere oder gefüllte Behälter wie Flaschen aus Glas HDPE oder PET, Dosen, Kartons und dergleichen handeln. Daneben kann es sich jedoch bei den Behältnissen auch um leere oder befüllte Kästen oder Kartons, das heißt um so genannte Gebinde, handeln. Schließlich kann es sich bei den Behältnissen auch um Vorformlinge zur Weiterverarbeitung in Blasmaschinen handeln oder um Bestandteile von Behältnissen wie beispielsweise deren Verschlüsse. Daneben können auch Etiketten geprüft werden, wobei es möglich ist, diese Etiketten zu inspizieren, wenn sie bereits an den Behältnissen angeordnet sind aber auch, bevor sie an einem Behältnis angeordnet werden. Grundsätzlich besteht dabei das Problem, dass die Behältnisse oder allgemein die Objekte von mehreren Seiten zu inspizieren sind, bzw. mehrere Bereiche des betreffenden Objekts zu inspizieren sind und dabei die Inspektion trotz einer hohen Transportgeschwindigkeit der Behältnisse während des Transports erfolgen soll Im Stand der Technik ist es dabei üblich, diese Darstellungen der kontrollierten Objekte in der Regel als reale Bilder über einen Bildschirm an der Maschine anzuzeigen.
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So ist es möglich, dass zum Beispiel bei einer Leer-Flaschen-Inspektion mehrere Kameras örtlich an verschiedenen Stellen an einem Transportband angeordnet sind, auf dem die vereinzelten Flaschen nacheinander vorbeilaufen. Auf einem entsprechenden Bildschirm wird dabei jeweils das aktuelle Bild eines Objekts angezeigt. Falls mehrere Bilder angezeigt werden, sind dies in der Regel die zuletzt von der Kamera aufgenommenen Bilder.
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Diese Vorgehensweise ist geeignet, um den Benutzer über konkrete Fehler hinzuweisen. Oftmals wäre es jedoch auch wünschenswert, wenn der Benutzer den genauen Grund erfährt, warum ein bestimmtes Behältnis aussortiert wird. Oftmals kann diese Information nicht aus einem einzelnen Bild des Behältnisses gewonnen werden, sondern der Benutzer benötigt hierzu weitere Informationen. Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, die Überwachung derartiger Vorrichtungen zu vereinfachen. Daneben sollen Vorrichtungen und Verfahren zur Verfügung gestellt werden, welche über die konkreten Behältnisse genauere Informationen ausgeben.
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Diese Aufgaben werden erfindungsgemäß durch die Gegenstände der unabhängigen Verfahrens- und Vorrichtungsansprüche erreicht. Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Bei einem erfindungsgemäßen Verfahren zum Inspizieren von Behältnissen werden die Behältnisse mit einer Transporteinrichtung entlang eines vorgegebenen Pfades transportiert. Weiterhin wird mittels einer ersten Inspektionseinrichtung ein erster Bereich der Behältnisse inspiziert und mittels einer zweiten Inspektionseinrichtung ein zweiter Bereich der Behältnisse. Dabei geben die erste und zweite Inspektionseinrichtung jeweils Daten aus, welche für die inspizierten Bereiche charakteristisch sind. Erfindungsgemäß werden die ersten Daten und die zweiten Daten (welche sich insbesondere auf das gleiche Behältnis beziehen) einander zugeordnet.
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Durch diese Vorgehensweise ist es möglich, dass dem Benutzer beispielsweise nicht immer nur das aktuelle Bild eines bestimmten Objektes angezeigt wird, sondern dass über die Zuordnung beispielsweise mehrere Aufnahmen des gleichen Behältnisses insbesondere zeitgleich am Monitor ausgegeben werden. Damit können beispielsweise verschiedene Kamerabilder des gleichen Behältnisses einander zugeordnet werden. Insbesondere werden die ersten und die zweiten Daten, welche sich auf das gleiche inspizierte Behältnis beziehen, einander zugeordnet.
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Bei einem bevorzugten Verfahren werden die Behältnisse während ihres Transports inspiziert, d. h., der Transport wird insbesondere nicht zum Zwecke der Inspektion unterbrochen. Damit werden vorteilhaft jedoch auch die Inspektionseinrichtungen in Abhängigkeit von der Transporteinrichtung bzw. dem Transport der Behältnisse gesteuert. Vorteilhaft weist wenigstens eine Inspektionseinrichtung eine Lichtquelle zum Beleuchten der Behältnisse auf. Besonders bevorzugt wird diese Lichtquelle in Abhängigkeit von Bewegungsparametern der jeweiligen Behältnisse (Ort, Geschwindigkeit, Beschleunigung) gesteuert.
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Bei einem bevorzugten Verfahren handelt es sich bei den Daten um Bilddaten, das heißt es werden reelle Bilder der Behältnisse wiedergegeben. Es wäre jedoch auch möglich, an einer Anzeigeeinrichtung ein stilisiertes Behältnis darzustellen und jeweils durch besondere Markierungen diejenigen Bereiche zu kennzeichnen, die gegebenenfalls fehlerhaft sind.
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Vorteilhaft werden die Daten jeweils auf einer Anzeigeeinrichtung ausgegeben. Bei den unterschiedlichen Bereichen der Behältnisse kann es sich beispielsweise um Mündungsbereiche von Behältnissen, Wandungsbereiche, Bodenbereiche, Bodenbereiche von Kästen und dergleichen handeln.
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Vorteilhaft werden die Behältnisse während des Transports gedreht.
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Bei einem weiteren bevorzugten Verfahren wird ein Teil der Behältnisse in Reaktion auf die ausgegebenen Daten stromabwärts bezüglich der Inspektionsvorrichtung ausgeschleust. Diese Ausschleusung erfolgt dabei insbesondere, wenn ein oder mehrere nicht mehr tolerierbare Fehler der Behältnisse erkannt werden.
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Vorteilhaft werden Bilder eines bestimmten Behältnisses, welche mit der ersten Inspektionseinrichtung aufgenommen wurden und Bilder dieses Behältnisses, welche mit der zweiten Inspektionseinrichtung aufgenommen wurden, zumindest teilweise zeitgleich ausgegeben. Insbesondere werden dabei diese Bilder mit der gleichen Anzeigeeinrichtung ausgegeben.
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Während also im Stand der Technik bisher nur die Ergebnisse gesammelt wurden und bis zu einer gemeinsamen Ausleiteinheit geschoben wurden, sodass nur durch eine einfache Anzeige zu sehen war, welches Kontrollsystem der Grund für die Ausleitung war, wird nunmehr vorgeschlagen, dass die am Bildschirm angezeigten Kamerabilder alle dasselbe Objekt darstellen. Dies bedeutet, dass die Bilder der örtlich hintereinander angeordneten Kameras bis zu einem gemeinsamen Sammelpunkt geschoben und gemeinsam angezeigt werden. Damit ist eine Zuordnung aller Bilder zu einem gemeinsamen Objekt beispielsweise zu dem gleichen Behältnis gegeben.
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Auf diese Weise sieht der Bediener nicht nur das Ergebnis, sondern auch den Grund, weshalb beispielsweise ein Behältnis von einem Leer-Flaschen-Inspektor ausgeleitet wurde. Weiterhin kann der Benutzer dies auch im Moment der Ausleitung sehen bzw. verfolgen. Vorteilhaft ist dabei ein Modus vorgesehen, bei dem einzelne Bilder als Standbilder festgehalten werden. Dieses „Einfrieren” aller Bilder von beanstandeten Flaschen für wenige Sekunden hilft bei der anschließenden manuellen Überprüfung.
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So könnte dieses Verfahren auch in einer großen Blockanlage helfen, Toleranzbereiche genauer zu definieren, da dadurch die Möglichkeit besteht, beispielsweise die Mündungsovalität einer einlaufenden Freeform mit einem Deckelschrägsitzer am Auslauf des Füllers zu vergleichen.
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Es wird jedoch darauf hingewiesen, dass dieses Verfahren auch auf nichtbildgebende Systeme anwendbar ist. So kann beispielsweise ein analoges Füllstandsignal eines Punktstrahlers mit einem Digitalsignal eines Füllers verglichen werden und auf diese Weise ein Füllvorgang verbessert werden.
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Vorteilhaft werden die aufgenommenen Daten bzw. die Bilder an einen gemeinsamen Sammelpunkt geschoben und einem bestimmten Behältnis bzw. Objekt zugeordnet.
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Bei einem weiteren bevorzugten Verfahren erfolgt die Inspektion eines bestimmten Behältnisses mit der ersten Inspektionseinrichtung und die Inspektion dieses bestimmten Behältnisses mit der zweiten Inspektionseinrichtung zeitversetzt. Insbesondere erfolgen die Inspektionen dabei auch an unterschiedlichen Bereichen der Transporteinrichtung. Vorteilhaft handelt es sich bei der Transporteinrichtung wenigstens teilweise um ein Transportband.
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Vorteilhaft handelt es sich dabei um eine Transporteinrichtung, welche die Behältnisse nicht in exakt definierten Abständen zueinander befördert.
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Bei einem weiteren bevorzugten Verfahren wird in Abhängigkeit von den ausgegebenen Daten entschieden, welche Behältnisse ausgesondert werden. Dabei ist es durch die Zuordnung insbesondere möglich, dass Behältnisse nicht nur aufgrund eines einzelnen Fehlers ausgesondert werden, sondern sich ein Aussondern beispielsweise auch aus einem Zusammenspiel mehrerer Fehler, die für sich genommen noch akzeptabel wären, in ihrer Gesamtheit jedoch nicht mehr akzeptabel sind, erfolgt.
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Bei einem weiteren vorteilhaften Verfahren wird jedem Behältnis eine dieses Behältnis eindeutig identifizierende Kennzahl zugeordnet. So ist es möglich, dass die Behältnisse zu Beginn des Inspektionsvorgangs eine Lichtschranke durchlaufen und hierbei den Behältnissen eine Identifikationszahl (ID) zugeordnet wird.
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Diese Kennzahl kann dabei gemeinsam mit dem Zeitpunkt der Messung abgespeichert werden. Unter der weiteren Berücksichtigung der (Momentan-)geschwindigkeit der Transporteinrichtung wie des Transportbandes kann ermittelt werden, wo sich dieses bestimmte Behältnis mit dieser Kennzahl zu weiteren Zeitpunkten befindet. Auf diese Weise kann stets ermittelt werden, an welchem Punkt der Anlage sich ein bestimmtes Behältnis befindet. Wenn nun dieses Behältnis mit weiteren Inspektionseinrichtungen inspiziert wird, so können diese einzelnen Inspektionsergebnisse über die genannte Kennzahl und auch über den ermittelten Ort des Behältnisses einander zugeordnet werden. Vorteilhaft wird dabei während des Inspektionsvorgangs jedem Behältnis eine bestimmte Position bezüglich der Transporteinrichtung zugeordnet.
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Vorteilhaft findet dabei eine Zeit-Weg-Synchronisation statt. Zusätzlich ist es auch möglich, für einen bestimmten Ort, an dem sich das Behältnis befindet, ebenfalls eine Kennzahl zu vergeben.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform werden die besagten Daten vorübergehend abgespeichert. Um die Daten einander zuordnen zu können, ist es vorteilhaft, diese zumindest zeitweise zwischenzuspeichern, damit diese gemeinsam ausgegeben werden können. Vorteilhaft werden jedoch die Daten nach vorbestimmten Zeiträumen wieder gelöscht. Auf diese Weise wird verhindert, dass übergroße Speichermengen in Anspruch genommen werden. Dies ist insbesondere sinnvoll, wenn es sich bei den Daten um Bilddaten handelt.
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Die vorliegende Erfindung ist dabei auf eine Vorrichtung zum Inspizieren von Behältnissen gerichtet, welche eine Transporteinrichtung aufweist, welche die Behältnisse entlang eines vorgegebenen Pfades transportiert. Weiterhin ist eine erste Inspektionsvorrichtung vorgesehen, welche insbesondere entlang des Pfades angeordnet ist und einen ersten vorgegebenen Bereich der Behältnisse inspiziert und welche erste Daten ausgibt, welche für den inspizierten Bereich charakteristisch sind. Weiterhin ist eine zweite Inspektionseinrichtung vorgesehen, welche insbesondere entlang des Pfades angeordnet ist, und einen zweiten vorgegebenen Bereich der Behältnisse inspiziert und welche zweite Daten ausgibt, welche für den zweiten Bereich des Behältnisses charakteristisch sind.
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Erfindungsgemäß weist die Vorrichtung eine Zuordnungseinheit auf, welche erste Daten eines bestimmten Behältnisses den zweiten Daten dieses bestimmten Behältnisses derart zuordnet, dass auf den ersten und zweiten Daten basierende Ergebnisse gemeinsam ausgebbar sind. Vorteilhaft sind die Inspektionseinrichtungen entlang des Pfades hintereinander angeordnet, d. h. das zu inspizierende Behältnis passiert diese hintereinander.
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Damit wird auch vorrichtungsseitig vorgeschlagen, dass die Daten eines bestimmten Behältnisses einander zugeordnet werden, sodass diese gemeinsam ausgegeben werden können. Vorzugsweise handelt es sich bei wenigstens einer Inspektionseinrichtung und bevorzugt bei beiden Inspektionseinrichtungen um Inspektionseinrichtungen, welche die Behältnisse optisch inspizieren. Vorteilhaft weisen diese Inspektionseinrichtungen Kameras auf. Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist auch eine dritte Inspektionseinrichtung vorgesehen, welche einen weiteren Bereich der Behältnisse inspiziert. Dabei werden hier die Daten aller drei Inspektionseinrichtungen einander zugeordnet und vorteilhaft auch gemeinsam ausgegeben. Vorteilhaft ist die Transporteinrichtung ein Transportband, auf dem die Behältnisse insbesondere stehend transportiert werden. Weiterhin weist die Vorrichtung eine Einrichtung auf, welche die Behältnisse um ihre Längsachse dreht.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist die Vorrichtung eine Anzeigeeinrichtung auf, welche wenigstens teilweise zeitgleich auf den ersten und zweiten Daten basierende Ergebnisse ausgibt. Vorteilhaft handelt es sich bei den Ergebnissen um reale Bilder der jeweiligen Behältnisse.
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Vorteilhaft weist die Vorrichtung eine Positionserfassungseinrichtung auf, welche eine Position der Behältnisse gegenüber der Transporteinrichtung erfasst. Insbesondere wenn es sich bei der Transporteinrichtung um ein Transportband handelt, kann auf diese Weise die Position der Behältnisse bezüglich dieses Bandes festgestellt werden. Zu diesem Zweck weist die Vorrichtung wenigstens eine, jedoch bevorzugt eine Vielzahl von Lichtschranken auf, die jeweils das Vorhandensein von Behältnissen erfassen können.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist die Vorrichtung wenigstens teilweise Seitenbänder auf, welche eine Seitenfläche der Behältnisse kontaktieren.
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Wie oben erwähnt, wäre es jedoch auch möglich, dass es sich bei den Objekten um beispielsweise Flaschenkästen oder dergleichen handelt.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform sind die erste Inspektionseinrichtung und die zweite Inspektionseinrichtung in der Transportrichtung der Behältnisse hintereinander angeordnet. Weiterhin weist die Vorrichtung bevorzugt eine Zeitgebereinheit auf, welche einen Zeitpunkt festhält bzw. speichert, an dem ein Behältnis einen bestimmten Ort wie beispielsweise eine Lichtschranke passiert. Vorteilhaft weist die Vorrichtung auch eine Adresszuordnungseinrichtung auf, welche den einzelnen Behältnissen jeweils Kennzahlen bzw.
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Adressen zuordnet. Dabei kann sowohl eine Adresse für einen Ort des Behältnisses ausgegeben werden als auch eine Adresse für den Zeitpunkt des Passierens eines bestimmten Behältnisses an einer Erfassungseinheit.
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Weitere Vorteile und Ausführungsformen ergeben sich aus den beigefügten Zeichnungen.
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Darin zeigen:
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1 eine Vorrichtung zum Inspizieren von Behältnissen; und
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2 die Vorrichtung aus 1 unter Veranschaulichung der Erfindung.
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1 zeigt eine Vorrichtung 1 zum Inspizieren von Behältnissen 10. Dabei werden die Behältnisse 10 mithilfe einer Transporteinrichtung 2 entlang eines hier geradlinigen Pfades P1 von links nach rechts gefördert. Bei der Transporteinrichtung 2 handelt es sich hier zu einem Großteil um ein Transportband, welches jedoch in dem Bereich einer zweiten Inspektionseinrichtung 6 kurzzeitig unterbrochen wird, um so eine Begutachtung der Böden der Behältnisse zu ermöglichen.
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Die Behältnisse 10 durchlaufen zunächst eine erste Lichtschrankeneinheit 12, so dass eine Erfassung des Ortes der jeweiligen Behältnisse 10 möglich ist. Danach durchlaufen die Behältnisse eine erste Inspektionseinrichtung 4, die eine Kameraeinrichtung 42 aufweist, um eine Seitenwandung der Behältnisse zu inspizieren. Das Bezugszeichen B1 veranschaulicht jedoch die erste Inspektionseinrichtung 4 ausgegebenen Bilder der Behältnisse. Durch die Inspektionseinrichtung 4 wird hier nicht die gesamte Oberfläche der Behältnisse inspiziert sondern beispielsweise nur deren Vorder- und Rückseite, nicht jedoch die Flächen, welche mehr oder weniger senkrecht zu der Transportrichtung P1 stehen.
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Die Bilder B1, B2 und B3 basieren dabei auf Daten D1, D2 und D3, welche von den jeweiligen Inspektionseinrichtungen gewonnen wurden.
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Mit der Inspektionseinrichtung 6 werden wie dargestellt die Mündungen (Bild B2) und die Böden (Bild B3) der Behältnisse begutachtet. Zu diesem Zweck werden hier die Behältnisse 10 zwischen zwei Transportbändern 62 und 64 bewegt, d. h. hier werden die Behältnisse an ihren Wandungen gegriffen. Gleichzeitig ist es möglich, dass die beiden Transportbänder 62 und 64 unterschiedlich schnell laufen, so dass auch eine definierte Drehung der Behältnisse, beispielsweise um einen Winkel von 90 Grad bewirkt wird. Das Bezugszeichen 66 kennzeichnet eine Bildaufnahmeeinrichtung zur Inspektion der Behältnisböden. Diese Bildaufnahmeeinrichtung gibt bevorzugt ein ortsaufgelöstes Bild aus. Vorzugsweise weisen mehrere Inspektionseinrichtungen 4, 6, 8 jeweils mindestens eine Kamera auf.
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Zumindest in einem mittleren Bereich der zweiten Inspektionseinrichtung 6 ist auch das Transportband 2 unterbrochen, so dass ein Blick zum Boden der Behältnisse freigegeben ist.
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Man erkennt somit, dass mit Hilfe der zweiten Inspektionseinrichtung 6 zeitversetzt mehrere Aufnahmen des gleichen Behältnisses aufgenommen werden.
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Das Bezugszeichen 8 kennzeichnet eine dritte Inspektionseinrichtung, die wiederum der Seitenwandkontrolle dient, wobei hier jedoch das Behältnis um 90 Grad gedreht wurde.
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2 zeigt eine weitere Darstellung der in 1 gezeigten Vorrichtung unter Veranschaulichung der Erfindung. Man erkennt, dass hier die Datensätze D1, D2 und D3 die an jeweils unterschiedlichen Stellen der Vorrichtung aufgenommen werden und damit auch an den gleichem Behältnis zu unterschiedlichen Zeitpunkten T1, T2 und T3 erfolgen, jeweils zu einem gemeinsamen Sammelpunkt S geschoben werden.
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Eine Zuordnungseinrichtung bzw. Zuordnungseinheit 18 ordnet die Daten D1, D2, D3, die sich auf das gleiche Behältnis beziehen, einander zu und gibt auf einer Anzeigeeinrichtung 20 die unten gezeigten Bilder B1, B2 und B3 gleichzeitig aus. Bei dieser Anzeigeeinrichtung handelt es sich insbesondere um einen Bildschirm. Dabei kann auf Wunsch die Ausgabe der Bilder verlängert werden. Daneben kann es auch möglich sein, dass der Benutzer bereits früher aufgenommene Bilder aufruft um diese zu betrachten.
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Die Zuordnungseinheit nimmt bevorzugt Daten von der Lichtschrankeneinheit und ggfs. auch von weiteren entlang des Transportpfades angeordneten Lichtschrankeneinheiten auf. Auch die Antriebsdaten einer Antriebseinrichtung (nicht) gezeigt, welche die Transporteinrichtung 2 antreibt, werden der Zuordnungseinheit 18 zugeleitet.
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Auf diese Weise kann der Benutzer dasjenige Behältnis, welches die Inspektionseinrichtung bereits vollständig durchlaufen hat aus mehreren Perspektiven beobachten. Falls dieses Behältnis ausgeschleust wird, kann der Benutzer weiterhin auf einen Blick erkennen, warum die Ausschleusung erfolgte. Durch die Vergabe von Zeit- und Ortsadressen an die einzelnen aufgenommenen Bilder ist eine Zuordnung der Bilddaten D1, D2 und D3 möglich.
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Man erkennt, dass die Vorrichtung 1 auch noch mehrere Inspektionseinrichtungen aufweisen könnte, wobei deren Bilder jeweils wiederum durch die Zuordnungseinheit einander zugeordnet bzw. einen bestimmten Behältnis zugeordnet werden. Weiterhin werden von der Zuordnungseinheit 18 auch die einzelnen Laufzeiten berücksichtigt, die bei der Übergabe der Daten D1, D2 und D3 an den Sammelpunkt entstehen. Weiterhin berücksichtigt die Zuordnungseinheit auch die Transportgeschwindigkeit der Transporteinrichtung 2, wobei hier nicht nur eine Durchschnittsgeschwindigkeit berücksichtigt wird, sondern auch die jeweilige Momentangeschwindigkeit v(t).
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Auf diese Weise kann ein einmal erfasstes Behältnis zu jedem Zeitpunkt einer genauen Position in der Transportrichtung P1 zugeordnet werden. Gleichwohl können an mehreren Stellen entlang des Transportpfades P Lichtschrankeneinheiten oder dergleichen vorgesehen sein, um aufgenommene Positionsdaten zu verifizieren. Auch können diese Lichtschrankeneinheiten eingesetzt werden, um die einzelnen Inspektionseinrichtungen, welche beispielsweise gepulstes Licht verwenden, zu triggern.
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Die Anmelderin behält sich vor, sämtliche in den Anmeldungsunterlagen offenbarten Merkmale werden als erfindungswesentlich zu beanspruchen, sofern sie einzeln oder in Kombination gegenüber dem Stand der Technik neu sind.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Vorrichtung
- 2
- Transporteinrichtung
- 4, 6, 8
- Inspektionseinrichtung
- 10
- Behältnisse
- 12
- Lichtschrankeneinheit
- 18
- Zuordnungseinheit
- 20
- Anzeigeeinrichtung
- 42
- Kameraeinrichtung
- 62, 64
- Transportbänder
- 66
- Kameraeinrichtung
- D1, D2, D3
- Datensätze
- B1, B2, B3
- Bilder
- t1, t2, t3
- Zeitpunkte
- P
- Transportpfad
- v(t)
- Momentangeschwindigkeit
- S
- Sammelpunkt
