DE102010032166A1

DE102010032166A1 - Erfassungssystem und Inspektionsverfahren zur Flaschennaht- und Embossingausrichtung

Info

Publication number: DE102010032166A1
Application number: DE102010032166A
Authority: DE
Inventors: Carsten Buchwald; Wolfgang Schorn
Original assignee: KHS GmbH
Current assignee: KHS GmbH
Priority date: 2010-07-23
Filing date: 2010-07-23
Publication date: 2012-01-26
Anticipated expiration: 2030-07-24
Also published as: WO2012010231A1; DE102010032166B4; EP2596340A1; US20130120746A1; CN103026213A; RU2518367C1; EP2596340B1; BR112013000852A2; CN103026213B; US9057707B2

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Erfassungssystem (1) und ein Inspektionsverfahren mit dem Erfassungssystem (1) zum Erfassen von Flaschen (2) und dergleichen Behälter (2), welcher an einer Behälterwand angeordnete Merkmale aufweisen, wobei das Erfassungssystem (1) zumindest eine Beleuchtungseinheit (3) und zumindest eine optische Anordnung (4) mit zumindest einer Kamera (5) aufweist, wobei die Beleuchtungseinheit (3) eine Vielzahl von auf mehreren Leiterbahnen (12) angeordnete Lichtquellen (6) aufweist, welche in einer Hochrichtung der Beleuchtungseinheit gesehen übereinander angeordnet sind, so dass mittels der in vertikal ausgerichteten Spalten angeordneten Lichtquellen (6) jeweils ein streifenförmiger Lichtstrahl (7) auf einen Behälterwandbereich (8) projizierbar ist, wobei die jeweils auf den Behälterwandbereich (8) projizierten Lichtstrahlen in einer Axialrichtung der Beleuchtungseinheit (3) gesehen zueinander beabstandet sind, Das Erfassungssystem (1) ist dadurch gekennzeichnet, dass die in vertikal ausgerichteten Spalten angeordneten Lichtquellen einer jeden Leiterbahn (12) in Axialrichtung gesehen versatzlos übereinander auf dieser angeordnet sind, wobei eine jede vertikal ausgerichtete Spalte (14) von Lichtquellen (6) der jeweiligen Leiterbahn (12) über eine Steuereinheit abhängig von detektierten Oberflächeneigenschaften des Behälters (2) so ansteuerbar ist, dass von den vertikal ausgerichteten Spalten (14) ein Lichtmuster auf den Behälterwandbereich (8) projizierbar ist, welches abhängig von den Oberflächeneigenschaften variabel einstellbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Erfassungssystem zum Erfassen von Flaschen und dergleichen Behälter, welcher an einer Behälterwand angeordnete Merkmale aufweisen, wobei das Erfassungssystem zumindest eine Beleuchtungseinheit und zumindest eine optische Anordnung mit zumindest einer Kamera aufweist, wobei die Beleuchtungseinheit eine Vielzahl von auf mehreren Leiterbahnen angeordnete Lichtquellen aufweist, welche in einer Hochrichtung der Beleuchtungseinheit gesehen übereinander angeordnet sind, so dass mittels der in vertikal ausgerichteten Spalten angeordneten Lichtquellen jeweils ein streifenförmiger Lichtstrahl auf einen Behälterwandbereich projizierbar ist, wobei die jeweils auf den Behälterwandbereich projizierten Lichtstrahlen in einer Axialrichtung der Beleuchtungseinheit gesehen zueinander beabstandet sind. Die Erfindung betrifft aber auch ein Inspektionsverfahren mit einem solchen Erfassungssystem.
Die DE 10 2006 008 840 B4 offenbart eine Beleuchtungsvorrichtung zum Erkennen von Fehlern auf der Oberfläche eines zylindrischen Objekts. Eine Schlitzblende ist im Innern einer leuchte angeordnet. Die Schlitzblende ist ein mit axial verlaufenden Schlitzen ausgestatteter Zylinder.
Auch die JP 08015163 A beschäftigt sich mit einer Inspektionsvorrichtung für zylindrische Objekte. Beidseitig eines Förderers ist jeweils eine Mehrzahl von Lichtquellen angeordnet. Zwischen den Lichtquellen sind Kameras angeordnet. Die vielen Lichtquellen erzeugen ein Streifenmuster auf dem Umfang und auf der gesamten Höhe des zylindrischen Objekts, welches von den Kameras aufgenommen wird.
In der JP 10068612 A ist ein Verfahren beschrieben, mit welchem eine Oberfläche eines Objekts untersuchbar ist, ohne dass das Objekt verdreht werden müsste. Dazu wird das Objekt mit Laserlichtstrahlen in einem vorgegebenen Winkel bestrahlt, welche Laserlichtstrahlen von der Oberfläche des Objekts auf einen Bildschirm reflektiert werden.
Die US 3,814,521 offenbart ein Verfahren zum Erkennen eines Objekts, das mit einem Lichtmuster beaufschlagt wird. das Lichtmuster wird erzeugt, indem eine Lichtquelle hinter einem Gitter angeordnet ist, so dass mittels des Gitters angeleuchtete Bereiche und nicht angeleuchtete Bereiche auf dem Objekt entstehen. Eine Kamera „schaut” über einen winklig angestellten Spiegel auf das so mit einem Lichtmuster beaufschlagte Objekt.
Mit der EP 1 446 656 B1 wird ein Verfahren zur Inspektion von Behältern beschrieben, mit welchem beschädigte Behälter erkannt und aussortiert werden können, wobei allerdings akzeptable Unregelmäßigkeiten in die Auswertung einfließen. Die Behälter werden von unten oder von oben beleuchtet.
Mit der DE 10 2008 018 096 A1 soll ein Verfahren bereitgestellt werden, mit welchem Kratzspuren auf Behältern oder Unregelmäßigkeiten im Inneren der Behälterwandung erkennbar sein sollen. Dazu wird die Behälterwandung mit einer regelmäßigen Struktur beaufschlagt, welche ein Streifen- oder Gittermuster sein kann. Bei bestimmten Konstellationen könne auch die Ebenheit bzw. die Oberflächenwelligkeit bestimmt werden. Die Strukturfläche ist eine Ebene, kann aber auch gekrümmt sein, wobei das Muster vorgegeben ist. Die Strukturfläche kann von Hinten durchleuchtete oder im Auflichtverfahren mit Licht bestrahlt werden, so dass durchscheinendes oder reflektiertes Licht auf den Behälter gelangt.
Derartige, eingangs genannte Behälter können in der Art von Flaschen oder dergleichen für Flüssigkeiten, beispielsweise für Getränke verwendet werden. Die Behälter können aus einem transparenten, transluzenten oder opaken Material, beispielsweise aus Glas oder aus einem transluzenten Kunststoff, z. B. PET bestehen, und weisen bevorzugt eine glänzende Oberfläche auf. In den Behältern können Füllmedien unterschiedlichster Art eingefüllt sein, wobei die Behälter unterschiedliche Farben aufweisen können. Die Behälter werden zum Beispiel einer Etikettiermaschine zugeführt, in welcher ein Etikett in einer vorbestimmten und wiederholbaren Position stets gleich orientiert zu äußeren Positions- oder Gestaltungsmerkmalen bzw. Embossings auf der Außenseite des Behälters angeordnet werden soll. Das Etikett soll aber nicht nur korrekt zu Embossings oder anderen Merkmalen ausgerichtet sein, sondern möglichst auch faltenfrei bzw. ohne Erhebungen und/oder Vertiefungen auf dem Behälter angeordnet werden. Behälter können aber zwei vertikal verlaufende, einander direkt gegenüber angeordnete Flaschennähte oder auch nur eine Flaschennaht aufweisen. Insofern ist es durchaus gewünscht, dass das Etikett nicht auf eine der Flaschennähte bzw. auf der Flaschennaht bzw. Behälternaht aufgebracht wird, da dies die Optik des Etiketts bzw. des Behälters dahingehend stört, als das Etikett im Bereich der Flaschennaht eine Falte (Erhebung/Vertiefung) aufweisen kann, so dass der Eindruck entsteht, das Etikett sei mit mangelnder Qualität auf den Behälter aufgebracht. Dies kann bei Endverbrauchern zu einem Meiden des Produkts führen.
Mit dieser Problematik beschäftigt sich zum Beispiel die auf die Anmelderin zurückgehende DE 10 2008 053 876 A1 , wobei deren Beleuchtungseinheit eine Vielzahl von Lichtquellen aufweist und so ausgeführt ist, dass von der jeweiligen Lichtquelle ein streifenförmiger Lichtstrahl auf einen Behälterwandbereich projiziert wird, wobei die jeweils streifenförmigen auf den Behälterwandbereich projizierten Lichtstrahlen zueinander beabstandet sind. So können in einfacher Weise Flaschennähte oder Embossings erkannt werden, wobei ein Aufbringen von Etiketten auf Flaschennähten vermeidbar ist, oder aufzubringende Etiketten zu Embossings ausgerichtet aufbringbar sind. Allerdings hat sich gezeigt, dass Behälter unterschiedliche Oberflächeneigenschaften, also von der bevorzugt glänzenden Oberfläche abweichende Oberflächeneigenschaften aufweisen können, welche zu Verfälschungen beispielsweise der Flaschennahterkennung führen können. So können Behälter zum Beispiel eine matte und/oder raue Oberfläche aufweisen, welches das projizierte Linienmuster unscharf abbildet. So können beispielsweise Flaschennähte nicht korrekt erkannt werden, da das projizierte Linienmuster sehr undeutlich ist, was in der matten und/oder rauen Oberfläche begründet ist.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Erfassungssystem und ein Inspektionsverfahren der Eingangs genannten Art anzugeben, welches mit einfachen Mitteln Merkmale auf dem Behälter erkennt, auch wenn Behälter unterschiedlicher Oberflächenqualität untersucht werden sollen, so dass das Etikett nicht auf eine Flaschennaht aufgebracht und/oder korrekt ausgerichtet zu Embossings auf dem Behälter angeordnet werden kann.
Erfindungsgemäß wird der vorrichtungstechnische Teil der Aufgabe durch ein Erfassungssystem mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Der verfahrenstechnische Teil der Aufgabe wird mit einem Inspektionsverfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 10 gelöst.
Zweckmäßig ist vorgesehen, dass die in vertikal ausgerichteten Spalten angeordneten Lichtquellen einer jeden Leiterbahn in Axialrichtung gesehen versatzlos übereinander auf dieser angeordnet sind, wobei eine jede vertikal ausgerichtete Spalte von Lichtquellen der jeweiligen Leiterbahn über eine Steuereinheit abhängig von detektierten Oberflächeneigenschaften des Behälters so ansteuerbar ist, dass von den vertikal ausgerichteten Spalten ein Lichtmuster auf den Behälterwandbereich projizierbar ist, welches abhängig von den Oberflächeneigenschaften variabel einstellbar ist.
So wird in einfacher Weise erreicht, dass auf die Behälterwand unter verzicht auf ein statisch, unveränderbar vorgegebenes Lichtmuster ein variabel erzeugbares Lichtmuster auf den Behälterwandbereich projiziert wird, bei welchem benachbarte Spalten von Lichtquellen in bevorzugter Ausführung quasi zu einem Lichtblock zusammengeschaltet werden, welcher zum nächsten Lichtblock durch einen unbeleuchteten Abschnitt beabstandet ist, usw.. So können Abweichungen im Lichtblock, beispielsweise hervorgerufen durch eine Flaschennaht, trotz nachteiliger Oberflächenqualität leicht erkannt werden, da nunmehr lediglich der Lichtblock betrachtet wird, und nicht mehr einzelne Lichtstrahlen. Natürlich ist es möglich, auch ein solches Lichtmuster zu erzeugen, bei welchem jeweils alternierende Spalten von Lichtquellen an- bzw. ausgeschaltete werden, so dass keine Lichtblöcke sondern tatsächlich zueinander beabstandete Lichtstreifen auf den Behälterwandbereich projiziert werden, welche Lichtstreifen aber durch das Nichtanschalten direkt benachbarter Spalten von Lichtquellen einen relativ großen Abstand haben. Die Entscheidung, welches jeweils vorteilhafte Lichtmuster erzeugt wird, wird also direkt durch das Detektieren der Oberflächenqualität getroffen.
In günstiger Ausführung ist die Beleuchtungseinheit so ausgeführt, dass vertikal ausgerichtete Lichtstrahlen auf den Behälterwandbereich projiziert werden.
In einer ersten Ausgestaltung der Beleuchtungseinheit ist vorteilhaft vorgesehen, dass diese ein Trägerelement mit einer zum Behälter orientierten Lichtfläche aufweist. An der Lichtfläche können in bevorzugter Ausführung die Leiterbahnen angeordnet werden, an welcher zueinander beabstandet die Lichtquellen vertikal orientiert angeordnet sind. Jede Leiterbahn ist bevorzugt flexibel, also biegbar ausgeführt und weist vertikal angeordnete Aufnahmestreifen für die Lichtquellen auf, so dass ein streifenförmiges Muster auf den Behälterwandbereich projiziert wird. Die Lichtquellen können beispielhaft als LED-Lichtquellen ausgeführt sein. Natürlich können die Lichtquellen auch als Infrarotlichtquelle ausgeführt sein. Bevorzugter weise sind die Lichtquellen gepulst, wobei die optische Anordnung bzw. die zumindest eine Kamera mit der Lichtquelle synchronisiert wird.
In zweckmäßiger Ausgestaltung ist das Trägerelement bzw. die Lichtfläche in der Art eines Kreisausschnitts ausgeführt, welche den zu inspizierenden bzw. den zu erfassenden Behälter zumindest bereichsweise umfasst, aber axial zu diesem beabstandet ist. An der Lichtfläche ist die Vielzahl von Leiterbahnen mit daran angeordneten Lichtquellen übereinander angeordnet, wobei die einzelnen Lichtquellenreihen bzw. -streifen einer Leiterbahn vorteilhaft ohne seitlichen Versatz zu den darunter angeordneten Lichtquellenreihen bzw. -streifen der jeweils folgenden Leiterbahn angeordnet ist.
In zweckmäßiger Ausgestaltung weist die optische Anordnung mehrere, bevorzugt drei Kameras auf, welche günstiger Weise korrelierend zu dem auf den Behälterwandbereich projizierten Streifenmuster so angeordnet sind, dass der gesamte von den Lichtquellen bestrahlte Behälterwandbereich aufnehmbar ist. In günstiger Ausführung ist zumindest ein Bereich von etwa 40% des Gesamtumfangs des Behälters von der optischen Anordnung aufnehmbar. Natürlich ist die optische Anordnung bezogen auf die Beleuchtungseinheit zweckmäßig höhenversetzt angeordnet.
Denkbar ist aber auch, dass zwei übereinander angeordnete Beleuchtungseinheiten vorgesehen werden, zwischen denen die zumindest eine Kamera angeordnet ist. Beide Beleuchtungseinheiten bzw. deren Spalten von Lichtquellen können identisch oder unterschiedlich angesteuert werden, um gleiche oder unterschiedliche Lichtmuster zu erzeugen.
Dass Erfassungssystem ist bevorzugt einer Etikettiermaschine zugeordnet, welche einen Etikettierstern aufweist. Insofern sind das Trägerelement und auch die optische Anordnung bei der Ausführung mit dem Etikettierstern von den baulichen Gegebenheiten des Etikettiersternes abhängig ausführbar. Dies bedeutet, dass nur ein bestimmter Behälterwandbereich von der Beleuchtungseinheit bestrahlt und von der optischen Anordnung aufnehmbar ist. Zweckmäßig ist wenn ein Behälterwandbereich mit dem variabel erzeugbaren Lichtmuster bestrahlt, welcher in einem Übergang von einem Grundkörper zum Halsbereich angeordnet ist. Der betreffende Behälterwandbereich ist also sowohl in Umfangsrichtung als auch in Hochrichtung begrenzt. Von daher ist es zweckmäßig im Sinne der Erfindung, wenn das Trägerelement beispielhaft als gebogener Blechstreifen so ausgeführt ist, dass dieser nicht in die kreisförmige Laufbahn des Behälters bzw. des Etikettiersternes eingreift. Natürlich kann das Trägerelement auch aus anderen geeigneten Materialien ausgeführt sein. An dem Trägerelement kann die Leiterbahn bzw. können die Leiterbahnen in geeigneter Weise ortsstabil befestigt, beispielsweise mit ihrer Rückseite verklebt werden, um nur eine beispielhafte Befestigungsart zu nennen.
In weiter günstiger Ausgestaltung kann vorgesehen sein, der zumindest einen Kamera, bevorzugt allen Kameras eine optische Linse, vorzugsweise in der Ausgestaltung als Zylinderlinse vorzulagern, um das auf den Behälterwandbereich projizierte Streifenmuster bzw. die vertikale Linienstruktur über den gesamten vertikalen Erfassungsbereich optisch zu spreizen. Die optische Linse kann auch als Fresnel-Linse ausgeführt sein, um nur ein weiteres geeignetes Beispiel für eine optische Linse zu nennen.
Mittels der vorteilhaft vorgesehenen optischen Linse kann eine höhere optische Auflösung des Erfassungssystems erreicht werden, da sich die Linienstruktur wesentlich feiner über den gesamten Erfassungsbereich des optischen Erfassungssystems ausbreitet, was zum Beispiel bei glänzenden Flaschenoberflächen sinnvoll ist. Mit der Erfindung kann aber auf eine optische Linse verzichtet werden, da die Lichtstreifen quasi zu Lichtblöcken zusammengefasst werden.
Aufgrund der speziellen Ansteuerung der einzelnen Lichtquellen (Streifen bzw. Spalten) wird so ein gezielt von Oberflächeneigenschaften abhängiges, und daran einstellbares vertikales Streifenmuster auf den Behälterkörper bzw. auf den Behälterwandbereich projiziert. Die vorteilhafte Ansteuerung der Lichtquellen erzeugt ein Abbild der gesamten Beleuchtungseinheit bzw. derer angesteuerter Lichtquellen in Streifen bzw. vertikal angeordneten Linien. Sind an der Behälterwand bzw. an dem zu erfassenden Behälterwandbereich keine Veränderungen, wie zum Beispiel eine Flaschennaht angeordnet, sind die Linien bzw. Lichtblöcke unabhängig von Behälterrotationen oder Behälterpositionen in ihrer Anzahl zueinander immer gleich ausgerichtet. Fällt nun die Flaschennaht in diese Linien- bzw. Blockstruktur, ändert sich deren Anzahl und/oder Anordnung zueinander. Es entsteht zum Beispiel eine Änderung der Linien- bzw. Blockabbildung. Mit der Erfindung kann so vorteilhaft unabhängig von Oberflächenqualität, Behälterinhalt und Behälterfarbe eine absolut exakte Position der Behälternaht bestimmt werden. Günstiger Weise können zwei Erfassungssysteme aufeinander folgend vorgesehen werden, so dass durch Rotation des Behälters eine exakte Positionsbestimmung der Behälternaht sichergestellt ist, dies auch deshalb, als das Erfassungssystem, insbesondere mit seinem Trägerelement wie zuvor beschrieben bei einem Etikettierstern nicht in diesen Eingreifen soll. Mit dem folgenden, zweiten Erfassungssystem kann durch ein Verdrehen des Behälters ein weiterer Behälterwandbereich inspiziert werden. Hierbei liegt der Erfindung die Tatsache zugrunde, dass der Behälter auf einem verdrehbaren Drehteller aufsteht, und bei dem Zuführen zu dem Erfassungssystem verdreht werden kann.
Um zu vermeiden, dass durch die Umgebung einfallende Reflexionen des Behälters eine Erkennungsgenauigkeit negativ beeinflusst, können die Lichtquellen als Infrarotlichtquelle ausgeführt sein, wobei auch ein Tageslichtsperrfilter vorgesehen werden kann.
Mittels dem Erfassen bzw. der Positionsbestimmung der Behälternaht im Auflichtverfahren ist eine Ausrichtung des Behälters möglich, so dass ein Etikett an Stellen angebracht werden kann, an denen sich keine Behälternaht befindet, wodurch zum Beispiel Etikettenerhebungen (Falten) vermieden werden.
Um die Behälternaht zu erfassen, bzw. in ihrer Position genau lokalisieren zu können, auch wenn ein Behälter mit matter oder rauer Oberfläche, also eigentlich nachteiligen Oberflächeneigenschaften inspiziert werden sollen, ist also vorteilhaft vorgesehen, dass zunächst die Oberflächeneigenschaften des Behälters detektiert werden. Mit den detektierten Oberflächeneigenschaften, welche bevorzugt in einer Steuereinheit eingespeist werden, werden dann die vertikal ausgerichteten Spalten von Lichtquellen gezielt so angesteuert, dass von den Lichtquellen bzw. den Spalten ein Lichtmuster auf den Behälterwandbereich projiziert wird, welches abhängig von den Oberflächeneigenschaften variabel eingestellt ist.
So können durch ein einfaches Ansteuern der Spalten unterschiedliche Lichtmuster erzeugt werden, deren einzelne Linien oder Blöcke einen im Vergleich zu einem Lichtmuster mit allen angesteuerten Spalten, größeren Abstand in Axialrichtung gesehen zueinander aufweisen, so dass auch Behälter mit matter und/oder rauer Oberfläche hinreichend aussagesicher untersucht werden können. Zwar sind die einzelnen Linien untereinander verschwommen, jedoch wird eine Blockbildung der einzelnen Lichtstreifen erzeugt, bei welchen Abweichungen im einzelnen Block erkennbar sind. Ein Block kann zum Beispiel aus zwei, drei oder vier benachbarten Lichtstreifen gebildet sein, welche von der Steuereinheit angesteuert bzw. angeschaltet werden. Die dann folgenden zwei, drei oder vier Lichtstreifen (Spalten von Lichtquellen) werden so angesteuert, dass diese ausgeschaltet sind, also nicht leuchten. So wird mit den jeweils folgenden Lichtstreifen alternierend vorgegangen, um das Lichtmuster zu erzeugen. Ersichtlich ist so der jeweils große Abstand der einzelnen Blöke zueinander aufgrund der an- bzw. ausgeschalteten „Lichtblöcke”. Natürlich können auch mehr als vier aufeinander folgende Lichtstreifen entsprechend angesteuert werden. Denkbar ist auch, anstelle der jeweils gleichen Anzahl an- und ausgeschalteter aufeinander folgender Lichtstreifen unterschiedliche Anzahlen zu wählen. So können z. B. vier aufeinander folgende Lichtstreifen angeschaltet sein, also pulsierend aufleuchten, wobei lediglich die folgenden zwei Lichtstreifen ausgeschaltet sind, um einen unbeleuchteten Bereich zu bilden, auf denen bzw. auf den wieder vier aufeinander folgende angeschaltete Lichtstreifen usw. folgen. Insofern sollen alle denkbaren und an die jeweils detektierte Oberflächeneigenschaft geeigneten Lichtmuster von der Erfindung umfasst sein.
Zweckmäßig ist auch, wenn jeweils Linienblöcke erzeugt werden, bei denen alle direkt übereinander angeordneten und in ausgewählter Anzahl benachbarter Lichtstreifen pulsierend aufleuchten, wobei die benachbarten Lichtstreifen ausgeschaltet bleiben. So wird ein Lichtmuster mit aus einer Mehrzahl aufscheinender „Linienblöcke” erzeugt, welche durch die nicht angeleuchteten Bereiche zueinander beabstandet sind.
Möglich ist aber auch ein Lichtmuster mit versetzten bzw. axial versetzten „Lichtblöcken” zu erzeugen. Dabei können beispielsweise zwei direkt übereinander angeordnete Leiterbahnen bzw. deren Lichtstreifen identisch angesteuert werden, wobei die folgenden Leiterbahnen bzw. deren Lichtstreifen mit einem axialen Versatz dazu entsprechend angesteuert werden, so dass ein von den beiden oberen Leiterbahnen unterhalb des nicht aufscheinenden Bereichs unterhalb diesem der pulsierende Lichtblock projiziert wird, so dass ein in Axialrichtung gesehen versetztes Streifenmuster projiziert wird. Anstelle von vier Leiterbahnen können auch weniger (beispielsweise zwei) oder mehr (beispielsweise fünf) Leiterbahnen übereinander angeordnet werden. Zielführend ist, dass die einzelnen Lichtstreifen abhängig von der Oberflächeneigenschaft zusammen ein sicher auswertbares Lichtmuster erzeugen, um auch bei matter oder rauer Oberfläche eine Behälternaht zielgenau lokalisieren zu können. Möglich ist auch nicht nur die Spalten von Lichtquellen anzusteuern sondern jede einzelne Lichtquelle. So kann sich ergeben, dass eine einzige Leiterbahn vorgesehen wird oder mehrere Leiterbahnen vorgesehen werden, wobei durch variables Ansteuern der Lichtquellen ein variabel erzeugbares Lichtmuster auf den Behälterwandbereich projizierbar ist.
Das vorteilhaft ausgeführte Erfassungssystem bzw. das Inspektionsverfahren kann im Sinne der Erfindung aber nicht nur zur Lagebestimmung der Behälternaht eingesetzt werden. Da die Beleuchtungseinheit aus einer Vielzahl von einzeln gezielt ansteuerbaren Lichtstreifen gebildet ist, kann diese günstiger Weise auch zur Erkennung von äußeren Gestaltungsmerkmalen, so genannten Embossings eingesetzt werden. Auf eine optische Linse vor den jeweiligen Kameras kann dabei verzichtet werden, wobei die Beleuchtungseinheit als Dunkelfeld-Beleuchtung einsetzbar ist. Wie zuvor wird dabei ein streifenförmiges Lichtmuster auf den Behälter projiziert. Das Embossing erzeugt ebenfalls wie die Flaschennaht eine Veränderung auf der Behälteroberfläche. Über die Projektion wird die Struktur und die Form des Embossings wieder gespiegelt. Diese Strukturen können je nach Drehposition des Behälters für das (optische) Erfassungssystem eingelernt werden. Vorteilhaft ist das Erfassungssystem so in der Lage, unabhängig von Inhalt und Behälterfarbe eine absolut exakte Position des Embossings zu bestimmen. Bei einer glatten Oberfläche, also eine Oberfläche ohne Embossing, entstehen keine Glanzpunkte des auf den Behälter projizierten Streifenmusters. Die Oberfläche erscheint für das (optische) Erfassungssystem schwarz. Fällt das auf den Behälter projizierte Streifenmuster dagegen auf das Embossing, bzw. auf die Erhebungen, entstehen diese Glanzpunkte, welche von der optischen Anordnung bzw. von den Kameras als (weiße) Lichtpunkte aufgenommen werden. Zwischen den Glanzpunkten erscheint die glatte Behälteroberfläche schwarz, so dass das gesamte Embossing mittels der Glanzpunkte von der Kameraanordnung erkennbar ist. Mittels der Erkennung des Embossings ist eine Ausrichtung zum Korrekten, also ausgerichteten Aufbringen des Etikettes in Relation zu dem Embossing möglich.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen und der folgenden Figurenbeschreibung offenbart. Es zeigen
1 einen prinzipiellen Aufbau eines Erfassungssystems,
2 eine Mehrzahl übereinander angeordneter Leiterbahnen als Einzelheit,
3 ein Ansteuerungsbeispiel zum Erzeugen eines zwei-zwei-Blockmusters mit Versatz,
4 ein Ansteuerungsbeispiel zum Erzeugen eines vier-vier-Blocklinienmusters ohne Versatz
5 ein Ansteuerungsbeispiel zum Erzeugen eines vier-vier-Blocklinienmusters mit Versatz,
6 ein Ansteuerungsbeispiel zum Erzeugen eines eins-eins-Linienmusters mit Versatz,
7 ein Streifenmuster als Projektion auf eine Flasche mit nachteiliger Oberflächeneigenschaft,
8 ein Streifenmuster als Projektion gemäß dem Ansteuerungsbeispiel aus 3,
9 ein Streifenmuster als Projektion gemäß dem Ansteuerungsbeispiel aus 3 mit Störung,
10 ein Streifenmuster als Projektion gemäß dem Ansteuerungsbeispiel aus 4,
11 ein Streifenmuster als Projektion gemäß dem Ansteuerungsbeispiel aus 4 mit Störung,
12 ein Streifenmuster als Projektion gemäß dem Ansteuerungsbeispiel aus 5,
13 ein Streifenmuster als Projektion gemäß dem Ansteuerungsbeispiel aus 6, und
14 eine Projektion des Streifenmusters zum Erkennen eines Embossings.
In den unterschiedlichen Figuren sind gleiche Teile stets mit denselben Bezugszeichen versehen, weswegen diese in der Regel auch nur einmal beschrieben werden.
1 zeigt ein Erfassungssystem 1 zum Erfassen von Flaschen 2 oder dergleichen Behältern. Die beispielhaften Flaschen 2 können an ihrer Behälterwand angeordnete Merkmale wie zum Beispiel Flaschennähte und/oder Gestaltungsmerkmale, so genannte Embossings aufweisen. Das Erfassungssystem 1 weist zumindest eine Beleuchtungseinheit 3 und zumindest eine optische Anordnung 4 mit zumindest einer Kamera 5 auf.
Die Beleuchtungseinheit 3 weist eine Vielzahl von in Spalten 14 angeordneten Lichtquellen 6 (2) auf, und ist so ausgeführt, dass ein streifenförmiger Lichtstrahl 7 auf einen Behälterwandbereich 8 projiziert wird, wobei die jeweils streifenförmigen, auf den Behälterwandbereich 8 projizierten Lichtstrahlen 7 zueinander beabstandet sind. Dabei sind stehen die mit einer durchgestrichenen Linie gezeichneten Beleuchtungseinheiten 3 für eingeschaltete, also leuchtende Beleuchtungseinheiten 3, und die gestrichelt dargestellten Beleuchtungseinheiten stellen ausgeschaltete, als nicht leuchtende Beleuchtungseinheiten 3, hier Dioden dar.
Die Behälter bzw. Flaschen 2 können aus einem transparenten, transluzenten oder opaken Material bestehen, und weisen eine bevorzugt glänzende Oberfläche auf. Die Flasche 2 kann jeweils unterschiedliche Farben aufweisen und mit jeweils unterschiedlichen Füllmedien gefüllt sein. Die Behälter bzw. Flaschen 2 können aber auch von einer der glänzenden Oberflächeneigenschaft abweichende Oberflächeneigenschaft, beispielsweise eine matte oder raue Oberfläche aufweisen.
Bei dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel weist die Beleuchtungseinheit 3 ein Trägerelement 9 mit einer zum Behälter 2 orientierten Lichtfläche 10 und einer dazu gegenüberliegenden Rückseite 11 auf. Das Trägerelement 9 ist beispielhaft als kreisausschnittartiger Blechstreifen ausgeführt. Natürlich können auch andere geeignete Materialien zur Ausgestaltung des Trägerelementes 9 eingesetzt werden.
An der Lichtfläche 10 sind in dem gezeigten Beispiel mehrere Leiterbahnen 12, beispielhaft vier Leiterbahnen 12 übereinander (2) angeordnet. Natürlich ist denkbar, die Lichtfläche 10 aus einer einzigen großen Leiterbahn oder horizontal geteilten Leiterbahnen zu bilden. Jede Leiterbahn 12 ist als flexible Leiterbahn 12 ausgeführt und weist vertikal angeordnete Aufnahmestreifen 13 auf, die in einer Längsrichtung der Leiterbahn 12 gesehen zueinander beabstandet sind. An den Aufnahmestreifen 13 können die Lichtquellen 6 angeordnet werden. So sind Lichtstreifen (Spalten 14 von Lichtquellen 6) gebildet. Mit ihrer Rückseite ist die Leiterbahn 12 mit der Lichtfläche des Trägerelementes 9 verbindbar.
Mit der Leiterbahn 12, bzw. mit den darauf in vertikalen Spalten 14 bzw. Linien angeordneten Lichtquellen 6 wird ein streifenförmiges Lichtmuster 15 auf den Behälterwandbereich 8 (7 bis 13) projiziert.
Zielführend ist, dass die einzelnen Spalten 14 bzw. Linien mit den entsprechend angeordneten Lichtquellen 6 unabhängig von einander angesteuert werden können, also wahlweise an- oder ausgeschaltet werden können, so dass ein variabel einstellbares Lichtmuster 15 auf die Behälterwandbereich 8 projiziert werden kann. Das jeweils zweckmäßige Lichtmuster 15 ist an die Oberflächeneigenschaften des Behälters bzw. der Flasche 2 angepasst variabel erzeugbar.
Ein beispielhaft streifenförmiges Lichtmuster 15, welches auf einen bevorzugt zylindrisch ausgeführten Behälterwandbereich 8 projiziert wird, ist in 7 gezeigt. Die Lichtstrahlen 7, bzw. das streifenförmige Lichtmuster 15 ist hell dargestellt ist, wobei die nicht angestrahlte Behälterwand schwarz bzw. dunkel erscheint.
Wie zu erkennen ist, sind die einander benachbarten Lichtstrahlen 7 sehr verschwommen, also unscharf bzw. gehen sogar teilweise ineinander über, wodurch zum Beispiel eine Inspektionsaufgabe hinsichtlich einer zu erfassenden Flaschennaht mit Fehlern behaftet sein kann. Ein solches Bild ergibt sich zum Beispiel bei einem Behälterwandbereich 8, mit einer relativ rauen Oberfläche. Bei einem Behälterwandbereich 8 mit einer glatten Oberfläche würden scharfe, also klar voneinander getrennte Lichtstrahlen projiziert werden können.
Hier setzt die Erfindung an.
An dem Trägerelement 9 sind, wie bereits erwähnt, mehrere, lediglich beispielhaft vier Leiterbahnen 12 angeordnet, wie beispielhaft in 2 gezeigt. Hierbei sind die Leiterbahnen 12 mit ihren vertikal angeordneten Spalten 14 linear übereinander angeordnet, so dass sich jeweils quasi ein von oben nach unten erstreckender, quasi ungetrennt durchgehend erscheinender Lichtstreifen ergibt, welcher zum benachbarten Lichtstreifen axial beabstandet ist.
Bei den in 7 dargestellten, projizierten Lichtstrahlen 7 sind alle Spalten 14 angeschaltet. Wird aber im Vorfeld detektiert, dass die Flasche 2 bzw. der Behälterwandbereich 8 eine Oberflächeneigenschaft aufweist, welche zu einer verschwommenen Projektion der Lichtstrahlen 7 führen kann, werden die einzelnen Spalten 14 so angesteuert, dass beispielhaft zwei direkt neben- und übereinander angeordnete Spalten 14 gleichzeitig angesteuert werden, wobei die direkt benachbarten und darunter angeordneten Spalten 14 ausgeschaltet sind. Eine solche variable Schaltungsanordnung der Leiterbahnen 12 ist in 3 dargestellt. 8 zeigt die projizierten Lichtstrahlen bzw. das projizierte Lichtmuster 15 auf den Behälterwandbereich 8 gemäß der Schaltung nach 3. Ersichtlich ist, dass so quasi ein zwei-zwei-Lichtblockmuster in versetzter Anordnung auf den Behälterwandbereich 8 projiziert werden kann. Das in 8 projizierte Lichtmuster ist ungestört, was bedeutet, dass in dem betreffenden Behälterwandbereich 8 keine Flaschennaht vorhanden ist. Eine solche Flaschennaht ist in 9 als Störung des Lichtmusters erkennbar, wobei die Flaschennaht mit einem nur zu Demonstrationszwecken angebrachten Erkennungsstreifen hervorgehoben ist.
Hierbei ist darauf hinzuweisen, dass das Lichtmuster entsprechend der Ansteuerung der Spalten 14 gemäß 3 sehr scharfe Konturen hat, welche so auch auf einem Behälter mit relativ rauer Oberfläche projizierbar ist. Zwar gehen die direkt benachbarten Lichtstreifen auch etwas ineinander über bzw. verschwimmen, jedoch ist vorteilhaft der erzeugte Lichtblock auf Störungen aussagesicher inspizierbar, da dieser aufgrund des nicht erleuchteten. Bereiches zum nächsten Lichtblock genügend Abstand hat. So werden mit der Erfindung Störungen also nicht Linienweise, sondern Blockweise inspiziert.
Eine weitere mögliche Ansteuerungsvariante der Spalten 14 zeigt 4, bei welcher beispielhaft vier direkt neben- und übereinander angeordnete Spalten 14 gleichzeitig angesteuert werden, wobei die jeweils direkt benachbarten vier Spalten 14 ausgeschaltet sind. 10 zeigt das dazu korrespondierend projizierte Lichtmuster. Ersichtlich ist, dass so quasi ein vier-vier-Lichtlinienmuster in nicht versetzter Anordnung auf den Behälterwandbereich 8 projiziert werden kann.
In 10 ist das Lichtmuster ungestört. 11 zeigt wiederum eine Störung des Lichtmusters durch die Flaschennaht. Hinzuweisen ist auch hier, dass der Erkennungsstreifen nur zu Demonstrationszwecken aufgebracht ist.
5 wiederum zeigt ein ebenfalls an Oberflächeneigenschaften des Behälters variabel eingestelltes Lichtmuster, bei welchem beispielhaft vier direkt neben- und übereinander angeordnete Spalten 14 gleichzeitig angesteuert werden, wobei die direkt benachbarten und darunter angeordneten vier Spalten 14 ausgeschaltet sind. Ersichtlich ist, dass so quasi. ein vier-vier-Lichtblockmuster in versetzter Anordnung auf den Behälterwandbereich 8 projiziert werden kann. Die unteren Blöcke sind zu den oberen Blöcken axial versetzt. Das dazu korrespondierend projizierte Lichtmuster ist in 12 dargestellt. Ersichtlich ist hier der Vorteil, dass ein Lichtblock axial versetzt zu den anderen erzeugt ist, so dass im Unterschied zu einem Lichtblockmuster ohne Versatz Lichtblöcke auf den gesamten Umfang des Behälterwandbereiches 8 projiziert sind.
6 wiederum zeigt ein ebenfalls an Oberflächeneigenschaften des Behälters bzw. der Flasche 2 variabel eingestelltes Lichtmuster 15, bei welchem beispielhaft jeweils eine direkt neben- und übereinander angeordnete Spalte 14 gleichzeitig angesteuert wird, wobei die direkt benachbarte und darunter angeordnete eine Spalte 14 ausgeschaltet ist. Insofern wird unter „Lichtblock” im Sinne der Erfindung auch verstanden, dass sich angeschaltete Lichtstreifen mit nicht angeschalteten Lichtstreifen direkt abwechseln, wobei untere Linien zu oberen Linien axial versetzt oder ohne Versatz auf den Behälterwandbereich 8 projiziert werden können. Das zu 6 korrespondierend projizierte Lichtmuster ist in 13 dargestellt.
Zweckmäßig ist, wenn immer zwei der Leiterbahnen 12, bevorzugt die direkt übereinander angeordneten Leiterbahnen 12 mit derselben Schaltungsanordnung geschaltet werden, also dass die Spalten 14 in ihrer axialen Abfolge identisch angesteuert werden. Denkbar ist natürlich, mehr oder weniger als vier Leiterbahnen 12 vorzusehen. Zielführend ist, dass, wenn eine nachteilige Oberflächenqualität detektiert wird, die einzelnen Lichtstreifen so angesteuert werden, dass quasi ein „Block” lichtmuster erzeugt ist, deren einzelnen Blöcke auf Abweichungen inspizierbar sind.
Ersichtlich ist der Vorteil der Erfindung, welche ein variabel erzeugbares Lichtmuster bereitstellen kann, welches abhängig von Oberflächeneigenschaften der Behälter bzw. Flaschen 2 erzeugbar ist, in dem Spalten 14 der Leiterbahnen 12 angesteuert werden, also angeschaltet werden oder nicht, also ausgeschaltet werden.
Die entsprechende Ansteuerung der einzelnen Spalten 14 erfolgt erfindungsgemäß mittels einer Steuereinheit 16, welche auch als Auswerte- und Steuereinheit 16 ausgeführt sein kann. Das jeweils erforderliche Lichtmuster 15, je nach Abhängigkeit der Oberflächeneigenschaften des Behälters, ist dazu zweckmäßiger in der Auswerte- und Steuereinheit 16 abgelegt bzw. gespeichert, und leicht abrufbar bzw. schaltbar. Selbstverständlich kann das erforderliche Lichtmuster 15 auch manuell in die Auswerte- und Steuereinheit 16 eingegeben und bevorzugt abgespeichert werden. Möglich ist, dass mittels geeigneter Vorrichtungen die Oberflächeneigenschaften der Behälter automatisch oder manuell in die Auswerte- und Steuereinheit 16 eingespeist werden, welche dann vollautomatisch oder mittels manuellem Abruf des zugehörigen, erforderlichen Lichtmusters 15 ein solches durch Ansteuerung der Lichtquellen 6 bzw. der Spalten 14 erzeugt.
Der Behälter 2 nach dem Ausführungsbeispiel gemäß 1 kann in einem Etikettierstern einer Etikettiermaschine an den Erfassungssystem 1 vorbeitransportiert. Von daher ist das Trägerelement 9 vorteilhaft so ausgeführt, dass dieses nicht in den Transportweg (Kreisbahn) des Behälters 2 eingreift. Mit der Beleuchtungseinheit 3 kann so ein variables streifenförmiges Lichtmuster 15 auf einen Behälterwandbereich 8 projiziert werden, der etwa 40% des Gesamtumfangs des Behälters 2 entspricht.
Natürlich ist das Erfassungssystem 1 gemäß der Erfindung an jeglicher Behälterbehandlungsvorrichtung, nicht nur an Etikettiermaschinen einsetzbar.
Die optische Anordnung 4 (1) weist wie beispielhaft dargestellt drei Kameras 5 auf. Die Kameras 5 sind bezogen auf die Beleuchtungseinheit 3 höhenversetzt angeordnet. Dies bedeutet, dass die optische Anordnung 4 oberhalb oder unterhalb der Beleuchtungseinheit 3 angeordnet sein kann. Die optische Anordnung 4 ist so angeordnet, dass der mit dem streifenförmigen Lichtmuster 15 ausgeleuchtete Behälterwandbereich 8 aufnehmbar ist. Die optische Anordnung 4, also jede Kamera 5 ist mit der Auswerte- und Steuereinheit 16 verbunden, in welcher die von der jeweiligen Kamera 5 gelieferten Bilder oder Bilddaten ausgewertet werden. Möglich ist auch eine Auswertung mittels eines computerprogrammierbaren Programms, welches in der Auswerte- und Steuereinheit 16 durchgeführt werden kann. Die Verarbeitung der von der Kamera 5 gelieferten Bilder oder Bilddaten erfolgt beispielsweise durch Vergleich mit in der Auswerte- und Steuereinheit 16 abgespeicherten Solldaten. Insofern kann die Auswerte- und Steuereinheit 16 auch als Bildverarbeitungs- und Steuereinheit 16 bezeichnet werden. Die Auswerte- und Steuereinheit 16 ist beispielsweise ein Rechner oder eine rechnergestützte Einheit mit entsprechenden Eingängen für analoge oder digitale von der jeweiligen Kamera gelieferten Daten. Weiter weist die Auswerte- und Steuereinheit 16 nicht dargestellte Ausgänge auf, welche mit den einzelnen Komponenten (z. B. Behälterausrichtung, Etikettieraggregat) der beispielhaften Etikettiermaschine verbunden sind.
Bei dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist in Aufsicht gesehen nur eine Beleuchtungseinheit 3 erkennbar. Möglich ist, eine jeweils identische oder unterschiedliche Beleuchtungseinheit 3 unterhalb oder oberhalb der erkennbaren Beleuchtungseinheit 3 anzuordnen, wobei die Kamera 5 dann zwischen beiden Beleuchtungseinheiten 3 angeordnet wäre. Auch die jeweils unterhalb oder oberhalb angeordnete Beleuchtungseinheit 3 kann Spalten 14 von Lichtquellen 6 aufweisen, also Lichtstreifen aufweisen, welche entsprechend ansteuerbar sind. Die übereinander angeordneten Beleuchtungseinheiten 3 können zusammen und/oder gleichzeitig justierbar, beispielsweise höhenverstellbar sein.
Jeder Kamera 5 ist lediglich beispielhaft eine optische Linse 17 zugeordnet. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel nach 1 ist die jeweilige optische Linse 17 als Zylinderlinse ausgeführt, welche mit ihren Stirnflächen 18 senkrecht zur Optik der jeweiligen Kamera 5 angeordnet ist. Die optische Linse 17 kann auch als Fresnel-Linse ausgeführt sein, um nur ein weiteres Beispiel zu nennen.
Aufgrund der speziellen Ansteuerung der einzelnen Lichtquellen 6 (Streifen bzw. Spalten 14) wird so ein gezieltes vertikales, variabel einstellbares Streifenmuster 15 auf den Behälterkörper bzw. auf den betreffenden Behälterwandbereich 8 projiziert. Sind an der Behälterwand bzw. an dem zu erfassenden Behälterwandbereich 8 keine Veränderungen, wie zum Beispiel eine Flaschennaht angeordnet, sind die Spalten 14 bzw. die Linien bzw. Blöcke des vertikalen Streifenmusters 15 (8, 10, 12, 13) unabhängig von Behälterrotationen oder Behälterpositionen in ihrer Anzahl zueinander immer gleich ausgerichtet. Würde nun die Flaschennaht in diese Linienstruktur bzw. Blockstruktur (streifenförmiges Lichtmuster 15) einfallen, ändert sich Anzahl und Anordnung der projizierten Lichtstreifen des betreffenden Lichtblockes zueinander (9, 11). Es entsteht zum Beispiel eine Änderung der Linien- bzw. Blockabbildung. Mit der Erfindung kann so vorteilhaft unabhängig von Oberflächenqualität, Behälterinhalt und Behälterfarbe eine absolut exakte Position der Behälternaht bzw. der Flaschennaht bestimmt werden.
Günstiger Weise können zwei Erfassungssysteme 1 aufeinander folgend vorgesehen werden, sodass durch Rotation des Behälters eine exakte Positionsbestimmung der Behälternaht sichergestellt ist, dies auch deshalb, als das Erfassungssystem 1, insbesondere mit seinem Trägerelement 9 wie zuvor beschrieben bei einem Etikettierstern nicht in diesen Eingreifen soll. Mit dem folgenden, zweiten Erfassungssystem kann durch ein Verdrehen des Behälters 2 ein weiterer Behälterwandbereich 8 inspiziert werden. Hierbei liegt der Erfindung die Tatsache zugrunde, dass der Behälter auf einem verdrehbaren Drehteller aufsteht, und bei dem Zuführen zu dem Erfassungssystem 1 verdreht werden kann. Denkbar ist auch, neben einem Erfassungssystem zur Grobausrichtung noch ein Erfassungssystem zur Feinausrichtung vorzusehen.
Wie 14 entnehmbar ist, kann das Erfassungssystem 1 auch zum Erkenn von äußeren Gestaltungsmerkmalen, so genannten Embossings 19 eingesetzt werden, da die Beleuchtungseinheit 3 eine Vielzahl von einzeln gezielt ansteuerbaren Lichtquellen 6 bzw. Spalten 14 aufweist. Auf eine optische Linse vor den jeweiligen Kameras 5 kann dabei verzichtet werden, wobei die Beleuchtungseinheit 3 als Dunkelfeld-Beleuchtung einsetzbar ist. Wie zuvor wird dabei ein streifenförmiges Lichtmuster 15 auf den Behälter projiziert. Das Embossing 19 erzeugt ebenfalls wie die Flaschennaht eine Veränderung auf der Behälteroberfläche. Diese Strukturen können je nach Drehposition des Behälters 2 für das (optische) Erfassungssystem 1 eingelernt werden. Vorteilhaft ist das Erfassungssystem 1 so in der Lage, unabhängig von Inhalt, Oberflächeneigenschaft und Behälterfarbe eine absolut exakte Position des Embossings 19 zu bestimmen. Bei einer glatten Oberfläche, also eine Oberfläche ohne Embossing, entstehen keine Glanzpunkte des auf den Behälter projizierten Streifenmusters 15. Die Oberfläche erscheint für das (optische) Erfassungssystem 1 schwarz bzw. dunkel (invers weiß bzw. hell). Fällt das auf den Behälter 2 projizierte Streifenmuster 15 dagegen auf das Embossing, bzw. auf die Erhebungen, entstehen diese Glanzpunkte, welche von der optischen Anordnung bzw. von den Kameras als (weiße bzw. helle) Lichtpunkte (invers schwarze bzw. dunkle Lichtpunkte) aufgenommen werden. Zwischen den Glanzpunkten erscheint die glatte Behälteroberfläche schwarz bzw. dunkel (invers weiß bzw. hell), so dass das gesamte Embossing 19 mittels der Glanzpunkte von der optischen Anordnung 4 erkennbar ist. Mittels der Erkennung des Embossings 19 ist eine Ausrichtung zum Korrekten, also ausgerichteten Aufbringen des Etikettes in Relation zu dem Embossing 19 möglich. Zielführend dabei ist, dass dabei alle Spalten 14 der Beleuchtungseinheit 3 angesteuert, also angeschaltet werden, um so die Glanzpunkte zu erhalten. Bevorzugt wird dabei auf die vorteilhafte Ausgestaltung zurückgegriffen, bei welcher zwei Beleuchtungseinheiten 3 übereinander angeordnet sind, wobei zur Embossingerkennung beispielhaft stets die untere Beleuchtungseinheit verwendet werden könnte, wobei die obere Beleuchtungseinheit 3 reagierend auf die Oberflächeneigenschaft der Flasche 2 das gezielt ansteuerbare, bzw. variabel einstellbare Lichtmuster 15 auf den Behälterwandbereich 8 projiziert.
Bezugszeichenliste

1: Erfassungssystem
2: Behälter/Flasche
3: Beleuchtungseinheit
4: Optische Anordnung
5: Kamera
6: Lichtquelle
7: Lichtstrahlen
8: Behälterwandbereich
9: Trägerelement
10: Lichtfläche
11: Rückseite von 9
12: Leiterbahn
13: Aufnahmestreifen
14: Vertikale Spalten bzw. Linien
15: Vertikales Lichtmuster
16: Auswerte- und Steuereinheit
17: Optische Linse
18: Stirnflächen von 17
19: Embossing

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102006008840 B4 [0002]
JP 08015163 A [0003]
JP 10068612 A [0004]
US 3814521 [0005]
EP 1446656 B1 [0006]
DE 102008018096 A1 [0007]
DE 102008053876 A1 [0009]

Claims

Erfassungssystem zum Erfassen von Flaschen (2) und dergleichen Behälter (2), welcher an einer Behälterwand angeordnete Merkmale aufweisen, wobei das Erfassungssystem (1) zumindest eine Beleuchtungseinheit (3) und zumindest eine optische Anordnung (4) mit zumindest einer Kamera (5) aufweist, wobei die Beleuchtungseinheit (3) eine Vielzahl von auf mehreren Leiterbahnen (12) angeordnete Lichtquellen (6) aufweist, welche in einer Hochrichtung der Beleuchtungseinheit gesehen übereinander angeordnet sind, so dass mittels der in vertikal ausgerichteten Spalten angeordneten Lichtquellen (6) jeweils ein streifenförmiger Lichtstrahl (7) auf einen Behälterwandbereich (8) projizierbar ist, wobei die jeweils auf den Behälterwandbereich (8) projizierten Lichtstrahlen in einer Axialrichtung der Beleuchtungseinheit (3) gesehen zueinander beabstandet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die in vertikal ausgerichteten Spalten angeordneten Lichtquellen einer jeden Leiterbahn (12) in Axialrichtung gesehen versatzlos übereinander auf dieser angeordnet sind, wobei eine jede vertikal ausgerichtete Spalte (14) von Lichtquellen (6) der jeweiligen Leiterbahn (12) über eine Steuereinheit so ansteuerbar ist, dass von den vertikal ausgerichteten Spalten (14) ein Lichtmuster auf den Behälterwandbereich (8) projizierbar ist, welches abhängig von den Oberflächeneigenschaften variabel einstellbar ist, indem einzelne oder eine Gruppe von benachbarten Lichtquellen (6) einer vertikal ausgerichteten Spalte (14) zeitgleich mit einzelnen oder einer Gruppe von horizontal benachbarten Lichtquellen (6) mindestens einer benachbarten Spalte (14) ein oder ausgeschaltet werden können.
Erfassungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in vertikale Richtung mindestens eine oder eine Gruppe von Lichtquellen (6) einer Spalte einschaltbar und mindestens eine oder eine Gruppe von Lichtquellen (6) ausschaltbar ist.
Erfassungssystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens einzelne oder Gruppen von benachbarten Lichtquellen (6) einer vertikal ausgerichteten Spalte (14) zeitgleich mit einzelnen oder einer Gruppe von horizontal benachbarten Lichtquellen (6) mindestens einer benachbarten Spalte (14) mit mindestens in einer in vertikal benachbarten einzelnen oder Gruppe von benachbarten Lichtquellen derart ein- oder ausschaltbar sind, dass ein schachbrettartiges Muster an hellen und dunklen Bereichen auf der Beleuchtungseinheit (3) und nachfolgend auf einem Behälter erzeugbar ist.
Erfassungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Beleuchtungseinheit (3) ein Trägerelement (9) mit einer zum Behälter (2) orientierten Lichtfläche (10) aufweist.
Erfassungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Beleuchtungseinheit (3) so ausgeführt ist, dass ein vertikal ausgerichtetes Streifenmuster (15) auf den Behälterwandbereich (8) projizierbar ist.
Erfassungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Beleuchtungseinheit (3) an ihrer Lichtfläche (10) die mehreren Leiterbahnen (12) aufweist.
Erfassungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Beleuchtungseinheit (3) zumindest an ihrer Lichtfläche (10) kreisausschnittsartig ausgeführt ist.
Erfassungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die optische Anordnung (4) mehrere Kameras (5) aufweist.
Erfassungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest einen Kamera (5) eine optische Linse (17) zugeordnet ist.
Erfassungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Kamera (5) der optischen Anordnung (4) zwischen zwei vertikal übereinander angeordneten Beleuchtungseinheiten (3) angeordnet ist.
Erfassungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Beleuchtungseinheit (3) zusammen und/oder gleichzeitig mit der zumindest einen Kamera (5) der optischen Anordnung (4) höhenverstellbar ist.
Inspektionsverfahren mit einem Erfassungssystem insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, zum Erfassen von Flaschen (2) und dergleichen Behälter (2), welcher an einer Behälterwand angeordnete Merkmale aufweisen, wobei das Erfassungssystem (1) zumindest eine Beleuchtungseinheit (3) und zumindest eine optische Anordnung (4) mit zumindest einer Kamera (5) aufweist, wobei die Beleuchtungseinheit (3) eine Vielzahl von auf mehreren Leiterbahnen (12) angeordnete Lichtquellen (6) aufweist, welche in einer Hochrichtung der Beleuchtungseinheit gesehen übereinander angeordnet sind, so dass mittels der in vertikal ausgerichteten Spalten angeordneten Lichtquellen (6) jeweils ein streifenförmiger Lichtstrahl (7) auf einen Behälterwandbereich (8) projizierbar ist, wobei die jeweils auf den Behälterwandbereich (8) projizierten Lichtstrahlen in einer Axialrichtung der Beleuchtungseinheit (3) gesehen zueinander beabstandet sind, umfassend zumindest die Schritte – Detektieren von Oberflächeneigenschaften der Behälter (2), und – Ansteuern einer jeden vertikal ausgerichteten Spalte (14) von Lichtquellen (6) über eine Steuereinheit (16) abhängig von den detektierten Oberflächeneigenschaften so, dass von den Spalten (14) ein Lichtmuster auf den Behälterwandbereich (8) projiziert wird, welches abhängig von den Oberflächeneigenschaften variabel eingestellt ist.
Inspektionsverfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die vertikal ausgerichteten Spalten (14) von Lichtquellen (6) einer jeden Leiterbahn (12) so angesteuert werden, dass ein versatzloses Streifenmuster (15) auf den Behälterwandbereich (8) projiziert wird.
Inspektionsverfahren nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die vertikal ausgerichteten Spalten (14) von Lichtquellen einer jeden Leiterbahn (12) so angesteuert werden, dass ein mit in Axialrichtung gesehenes Versatz aufweisendes Streifenmuster (15) auf den Behälterwandbereich (8) projiziert wird.
Verwendung eines Erfassungssystems (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche zum Erkennen von Behälternähten und/oder Embossings.
Verwendung eines Erfassungssystems (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche in einer Etikettiermaschine.