DE102012022474B4 - Inspection arrangement for container mouths - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Inspektionsanordnung für die Inspektion von Behältermündungen von Behältern, insbesondere von Vorformlingen und daraus hergestellten Flaschen, mit einer Kamera und einer Beleuchtungsvorrichtung, wobei die Kamera wenigstens einen Bildaufnehmer und wenigstens ein Objektiv aufweist, und wobei die Beleuchtungsvorrichtung wenigstens eine Lichtquelle aufweist, wobei die Inspektionsanordnung an einer Transportstrecke für zu inspizierende Behälter angeordnet ist und eine Bildauswerte- und Steuereinrichtung aufweist, um die als fehlerhaft erkannten Behälter durch die entsprechende Ansteuerung einer Ausleiteinrichtung aus dem Strom der transportieren Behälter zu entfernen, und ist dadurch gekennzeichnet, dass das Objektiv als stereoskopisches Objektiv ausgeführt ist.The invention relates to an inspection arrangement for the inspection of container mouths of containers, in particular preforms and bottles made therefrom, with a camera and a lighting device, the camera having at least one image sensor and at least one lens, and wherein the lighting device has at least one light source, wherein the inspection arrangement is arranged on a transport route for containers to be inspected and has an image evaluation and control device in order to remove the containers identified as defective from the flow of the transported containers by correspondingly controlling a diversion device, and is characterized in that the lens is designed as a stereoscopic Lens is executed.
Description
Die Erfindung betrifft eine Inspektionsanordnung für Behältermündungen von Behältern, insbesondere von Vorformlingen und aus Vorformlingen hergestellten Flaschen. Die Inspektionsanordnung weist eine Kamera und eine Beleuchtungsvorrichtung auf und ist an einer Transportstrecke für zu inspizierende Behälter angeordnet, wobei die Kamera wenigstens einen Bildaufnehmer und wenigstens ein Objektiv aufweist, und wobei die Beleuchtungsvorrichtung wenigstens eine Lichtquelle aufweist. Die Inspektionsanordnung weist zudem eine Bildauswerte- und Steuereinrichtung auf, um die als fehlerhaft erkannten Behälter durch die entsprechende Ansteuerung einer Ausschleuseinrichtung aus dem Strom der weitertransportieren Behälter zu entfernen.The invention relates to an inspection arrangement for container mouths of containers, in particular preforms and bottles produced from preforms. The inspection arrangement has a camera and an illumination device and is arranged on a transport path for containers to be inspected, wherein the camera has at least one image recorder and at least one objective, and wherein the illumination device has at least one light source. The inspection assembly also has an image evaluation and control device to remove the recognized as defective container by the appropriate control of a discharge device from the flow of further transported containers.
Solche Inspektionsanordnungen sind aus dem Stand der Technik bekannt und werden z. B. in Blasmaschinen für Kunststoffflaschen dazu eingesetzt, die ordnungsgemäße Ausformung der fertig geblasenen Kunststoffflaschen und/oder der Vorformlinge vor dem Blasformungsschritt zu prüfen. Beispiele von Inspektionsanordnungen sind z. B. aus der
In einer Blasmaschine werden Vorformlinge aus einem thermoplastischen Material, beispielsweise Vorformlinge aus PET (Polyethylenterephthalat), durch Blasdruckeinwirkung zu Behältern umgeformt, und dazu unterschiedlichen Bearbeitungsstationen zugeführt. Typischerweise weist eine derartige Blasmaschine eine Heizeinrichtung sowie eine Blaseinrichtung auf, in deren Bereich der zuvor temperierte Vorformling durch biaxiale Orientierung zu einem Behälter expandiert wird. Die Expansion erfolgt mit Hilfe von Druckluft, die in den zu expandierenden Vorformling eingeleitet wird. Der verfahrenstechnische Ablauf bei einer derartigen Expansion des Vorformlings wird in der
Der grundsätzliche Aufbau einer Blasstation zur Behälterformung wird in der
Innerhalb der Vorrichtung zur Blasformung können die Vorformlinge sowie die geblasenen Behälter mit Hilfe unterschiedlicher Handhabungseinrichtungen transportiert werden. Bekannt ist die Verwendung Von Transportdornen, auf die die Vorformlinge aufgesteckt werden. Die Vorformlinge können aber auch mit anderen Trageinrichtungen gehandhabt werden. Die Verwendung von Greifzangen zur Handhabung Von Vorformlingen und die Verwendung von Klemmdornen, die zur Halterung in einen Mündungsbereich des Vorformlings einführbar sind, gehören ebenfalls zu den verfügbaren Konstruktionen.Within the blow molding apparatus, the preforms as well as the blown containers can be transported by means of different handling devices. The use of transport mandrels, on which the preforms are plugged, is known. The preforms can also be handled with other support devices. The use of gripping tongs for handling preforms and the use of clamping mandrels which can be inserted into a mouth region of the preform for mounting are also among the available constructions.
Eine Handhabung Von Behältern und Vorformlingen unter Verwendung von Übergaberädern wird beispielsweise in der
Die bereits erläuterte Handhabung der Vorformlinge erfolgt zum einen bei den sogenannten Zweistufenverfahren, bei denen die Vorformlinge zunächst in einem Spritzgussverfahren hergestellt, anschließend zwischengelagert und erst später hinsichtlich ihrer Temperatur konditioniert und zu einem Behälter aufgeblasen werden. Zum anderen erfolgt eine Anwendung bei den sogenannten Einstufenverfahren, bei denen die Vorformlinge unmittelbar nach ihrer spritzgusstechnischen Herstellung und einer ausreichenden Verfestigung geeignet temperiert und anschließend aufgeblasen werden.The already described handling of the preforms takes place firstly in the so-called two-stage process, in which the preforms are first produced in an injection molding process, then temporarily stored and later conditioned with respect to their temperature and inflated to a container. On the other hand, there is an application in the so-called one-step process, in which the preforms are suitably tempered and then inflated immediately after their injection molding production and sufficient solidification.
Im Hinblick auf die verwendeten Blasstationen sind unterschiedliche Ausführungsformen bekannt. Bei Blasstationen, die auf rotierenden Transporträdern angeordnet sind, ist eine buchartige Aufklappbarkeit der Formträger häufig anzutreffen. Es ist aber auch möglich, relativ zueinander verschiebliche oder andersartig geführte Formträger einzusetzen. Bei ortsfesten Blasstationen, die insbesondere dafür geeignet sind, mehrere Kavitäten zur Behälterformung aufzunehmen, werden typischerweise parallel zueinander angeordnete Platten als Formträger verwendet.With regard to the blow molding stations used, different embodiments are known. In blow stations, which are arranged on rotating transport wheels, a book-like unfoldability of the mold carrier is frequently encountered. But it is also possible to use relatively movable or differently guided mold carrier. In fixed blowing stations, which are particularly suitable for receiving a plurality of cavities for container molding, typically plates arranged parallel to one another are used as mold carriers.
Ausgangsprodukt bei der Herstellung von blasgeformten Kunststoffflaschen ist der in einem Spritzgussverfahren hergestellte Vorformling, welcher im Mündungsbereich bereits vollständig ausgeformt ist, also bereits dem Mündungsbereich der fertig geblasenen Flasche entspricht. Erst anschließend wird der Flaschenkörper durch Blasformen fertiggestellt. Eine Maschine und ein Verfahren zur Herstellung blasgeformter Kunststoffflaschen ist beispielsweise aus der
Der Mündungsbereich üblicher Kunststoffflaschen weist mehrere charakteristische Formabschnitte auf, die durch die Inspektionsanordnung geprüft werden sollten. Dies sind ein sogenannter Neck-Ring, welcher hauptsächlich der maschinellen Handhabung der Vorformlinge und der fertig geblasenen Flaschen dient, ein Garantiering, welcher mit dem Flaschenverschluss als Siegel zusammenwirkt, ein aus einem oder mehreren Gewindegängen bestehendes Verschlussgewinde, sowie eine Dichtfläche, welche mit einer Dichtung im Flaschendeckel zum Abdichten der gefüllten Flasche zusammenwirkt.The mouth region of conventional plastic bottles has a plurality of characteristic mold sections, which should be checked by the inspection arrangement. These are a so-called neck Ring, which mainly serves for the mechanical handling of the preforms and the finished blown bottles, a guarantee ring, which cooperates with the bottle cap as a seal, a thread consisting of one or more threads closure, and a sealing surface, which with a seal in the bottle cap to seal the filled Bottle interacts.
Bei der Inspektion der Behältermündung, also der Mündung des Vorformlings oder der Mündung der fertig geblasenen Flasche mittels einer eine Kamera aufweisenden Inspektionsanordnung tritt nun das Problem auf, dass gerade die für die Qualität der Abdichtung entscheidende Dichtfläche nicht immer zufriedenstellend überprüft werden kann. Typische Fehler der Dichtfläche können z. B. Kratzer und Ausbrüche sein. Aus Bildaufnahmen von einer von oben auf die Dichtfläche blickenden Kamera ist schwer zu unterscheiden, ob es sich bei auf der Dichtfläche zu beobachtenden Fehlern um unschädliche Kratzer handelt, welche die Qualität der Dichtung nicht beeinflussen, oder um Ausbrüche, welche die Flasche bzw. den Vorformling unbrauchbar machen. Wird die Inspektionsanordnung empfindlich eingestellt, werden auch intakte Flaschen bzw. Vorformlinge zu unrecht aussortiert. Wird die Inspektionsanordnung unempfindlich eingestellt, werden defekte Flaschen bzw. Vorformlinge nicht erkannt und nicht ausgesondert.When inspecting the container mouth, ie the mouth of the preform or the mouth of the finished blown bottle by means of a camera having inspection assembly now the problem arises that just the decisive for the quality of the sealing sealing surface can not always be satisfactorily checked. Typical errors of the sealing surface can z. As scratches and outbreaks. Taking pictures of a camera looking from the top of the sealing surface makes it difficult to distinguish whether the defects observed on the sealing surface are harmless scratches that do not affect the quality of the seal, or breakouts affecting the bottle or preform to make something useless. If the inspection arrangement is adjusted sensitively, even intact bottles or preforms are sorted out unjustly. If the inspection arrangement set insensitive, defective bottles or preforms are not recognized and not discarded.
Daher besteht die Aufgabe der Erfindung darin, eine Inspektionsanordnung für Behältermündungen bereitzustellen, welche eine zuverlässigere Inspektion der Behältermündungen ermöglicht, und mittels der eine geringere Fehlsortierung möglich ist.Therefore, the object of the invention is to provide an inspection arrangement for container mouths, which allows a more reliable inspection of the container mouths, and by means of which a lower false sorting is possible.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung gelöst durch eine Inspektionsanordnung für Behältermündungen mit mindestens einer Kamera und mindestens einer Beleuchtungsvorrichtung, wobei die mindestens eine Kamera wenigstens einen Bildaufnehmer und wenigstens ein Objektiv aufweist, und wobei die mindestens eine Beleuchtungsvorrichtung wenigstens eine Lichtquelle aufweist, Die Inspektionsanordnung beobachtet auf einem Transportweg an ihr vorbeigeführte Behälter, und steuert eine Ausleiteinrichtung an, wenn die Auswerte- und Steuereinrichtung feststellt, dass ein inspizierter Behälter schadhaft ist. Es können z. B. zwei herkömmliche Kameras verwendet werden, die für sich genommen ein zweidimensionales Bild aufnehmen. Die Kameras betrachten die Dichtfläche aus unterschiedlichen Perspektiven, sodass aus den beiden Kamerabildern in Kenntnis der relativen Position der Kameras zueinander in der Auswert- und Steuereinrichtung ein 3-dimensionales Gesamtbild bzw. eine Tiefeninformation für den Fehler errechnet werden kann.This object is achieved according to the invention by an inspection arrangement for container mouths with at least one camera and at least one illumination device, wherein the at least one camera has at least one image recorder and at least one objective, and wherein the at least one illumination device has at least one light source, the inspection arrangement observed a transport path to her passed container, and controls a diversion, when the evaluation and control determines that an inspected container is defective. It can z. For example, two conventional cameras can be used which in themselves take a two-dimensional image. The cameras view the sealing surface from different perspectives, so that a 3-dimensional overall image or a depth information for the error can be calculated from the two camera images with knowledge of the relative position of the cameras relative to one another in the evaluation and control device.
Bevorzugt ist das Objektiv dabei als stereoskopisches Objektiv ausgeführt. Die Kamera ist als 3D-Kamera ausgeführt. Durch die Ausführung des Objektivs als stereoskopisches Objektiv ist es möglich, von der zu prüfenden Behältermündung ein dreidimensionales Bild aufzunehmen, und aus dem dreidimensionalen Bild eine bessere Unterscheidung zwischen unschädlichen Kratzern, die eine geringe Tiefe haben, und Ausbrüchen, die eine größere Tiefe aufweisen, vornehmen zu können. Die Fehlausleitrate kann dadurch verringert werden.Preferably, the lens is designed as a stereoscopic lens. The camera is designed as a 3D camera. By executing the objective as a stereoscopic objective, it is possible to take a three-dimensional image of the container mouth to be tested, and to make a better distinction between innocuous scratches having a small depth and outbreaks having a greater depth from the three-dimensional image to be able to. The Fehlausleitrate can be reduced thereby.
Bevorzugt wird dabei aus den Bildinformationen ein 3D-Modell des Mündungsbereiches generiert, und dieses 3D-Modell als Basis für die Entscheidung genommen, ob ein Behälter auszuleiten ist oder im Behälterstrom verbleiben kann. Die Generierung eines Modells und die Entscheidung anhand des Modells bietet den Vorteil, dass eine exaktere Klassifizierung eines Fehlers möglich ist als bei der Auswertung eines nur zweidimensionalen Bildes. Es lassen sich dadurch Grenzen für nach tolerierbare Fehler enger fassen, und somit die Fehlausleitrate weiter verringern.In this case, a 3D model of the mouth region is preferably generated from the image information, and this 3D model is used as the basis for deciding whether a container is to be diverted or left in the container stream. The generation of a model and the decision based on the model offers the advantage that a more exact classification of an error is possible than in the evaluation of a two-dimensional image. It can thereby narrow limits for tolerable errors, and thus further reduce the Fehlausleitrate.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist das Objektiv eine gemeinsame Frontlinse und zwei gegeneinander versetzte sensorseitige Objektivbaugruppen auf. Diese Konstruktion von Stereoobjektiven ist als Abbé- oder Fernrohr-Typ bekannt.In a preferred embodiment, the lens has a common front lens and two mutually offset sensor-side lens assemblies. This construction of stereo lenses is known as an abbe or telescope type.
Stereoskopische Objektive zeichnen sich dadurch aus, dass von einem Objektpunkt ausgehende Strahlenbündel in zwei unterschiedlichen Strahlengängen in zwei Bildpunkte abgebildet werden. Auf diese Art entstehen zwei Bilder aus etwas unterschiedlichen Richtungen, zwischen denen für gewöhnlich ein Winkel von 11° bis 16° liegt, wenn die Einzelbilder als 3D-Bild einem Betrachter gezeigt werden sollen. Dieser Winkel entspricht ungefähr den Verhältnissen bei den menschlichen Augen. Für eine automatische Bildverarbeitung kann der Winkel abweichend gewählt werden, da die Bildverarbeitung dies rechnerisch kompensieren kann. Prinzipiell sind zwei unterschiedliche Typen von stereoskopischen Objektiven bekannt, nämlich der Abbé- oder Fernrohr-Typ und der Greenough-Typ. Der Greenough-Typ zeichnet sich durch komplett voneinander getrennte Objektive aus, die in dem entsprechenden Winkel zueinander angeordnet sind. Dies bedingt gerade bei kurzen Brennweiten eine kurze Distanz zwischen den beiden objektseitigen Frontlinsen, die daher sehr klein ausgeführt sind. Das Objektiv ist dadurch eher lichtschwach, was für die Inspektionsanordnung von Nachteil ist.Stereoscopic objectives are distinguished by the fact that beam bundles emanating from an object point are imaged in two different beam paths in two pixels. In this way, two images are created from slightly different directions, between which is usually an angle of 11 ° to 16 °, when the individual images are to be shown as a 3D image to a viewer. This angle corresponds approximately to the conditions in the human eyes. For an automatic image processing, the angle can be chosen differently, since the image processing can computationally compensate for this. In principle, two different types of stereoscopic objectives are known, namely the Abbé or telescope type and the Greenough type. The Greenough type is characterized by completely separate lenses, which are arranged at the appropriate angle to each other. This requires a short distance between the two object-side front lenses, especially for short focal lengths, which are therefore made very small. The lens is characterized rather faint, which is disadvantageous for the inspection arrangement.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist das Objektiv dagegen eine gemeinsame Frontlinse und zwei gegeneinander versetzte sensorseitige Objektivbaugruppen auf. Diese Konstruktion von Stereoobjektiven ist als Abbé- oder Fernrohr-Typ bekannt und ermöglicht die Verwendung einer großen Frontlinse, wodurch ein lichtstarkes Objektiv aufgebaut werden kann. Ein weiterer Vorteil dieses Objektivaufbaus ist die parallele Anordnung der Strahlengänge zueinander, was den Aufbau und die Justage eines solchen Objektivs vereinfacht.In a preferred embodiment of the invention, however, the lens has a common front lens and two mutually offset sensor-side lens assemblies. This construction of stereo lenses is known as Abbe or telescope type and allows the Using a large front lens, which can be a fast lens built. Another advantage of this lens construction is the parallel arrangement of the beam paths to each other, which simplifies the construction and the adjustment of such a lens.
Gemäß einer Ausführung der Erfindung sind die beiden sensorseitigen Objektivbaugruppen symmetrisch zu der optischen Achse der gemeinsamen Frontlinse angeordnet. Auf diese Art wird die automatische Auswertung der beiden Teilbilder vereinfacht.According to an embodiment of the invention, the two sensor-side lens assemblies are arranged symmetrically to the optical axis of the common front lens. In this way, the automatic evaluation of the two partial images is simplified.
In einer alternativen bevorzugten Ausführungsform der Erfindung fällt die optische Achse der einen der beiden sensorseitigen Objektivbaugruppen mit der optischen Achse der gemeinsamen Frontlinse zusammen, während die optische Achse der anderen der beiden sensorseitigen Objektivbaugruppen gegenüber der optischen Achse der gemeinsamen Frontlinse versetzt angeordnet ist. Durch diese Ausführung des Objektivs nutzt die eine sensorseitige Objektivbaugruppe hauptsächlich die zentralen Strahlen der Frontlinse und erzeugt daher ein möglichst verzeichnungsfreies Teilbild. Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn neben der dreidimensionalen Inspektion der Dichtfläche des Behälters andere Kriterien anhand dieses Teilbildes geprüft werden sollen.In an alternative preferred embodiment of the invention, the optical axis of one of the two sensor-side lens assemblies coincides with the optical axis of the common front lens, while the optical axis of the other of the two sensor-side lens assemblies is offset from the optical axis of the common front lens. As a result of this design of the objective, the one sensor-side objective module mainly uses the central rays of the front lens and therefore generates a distortion-free partial image as far as possible. This is particularly advantageous if, in addition to the three-dimensional inspection of the sealing surface of the container, other criteria are to be tested on the basis of this partial image.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist der Durchmesser der gemeinsamen Frontlinse wesentlich größer als die Summe der Durchmesser der beiden sensorseitigen Objektivbaugruppen. Dies führt zu einer weiteren Verbesserung der Lichtstärke des Objektivs. Bevorzugt ist der Durchmesser mehr als doppelt so groß.According to a further preferred embodiment of the invention, the diameter of the common front lens is substantially larger than the sum of the diameters of the two sensor-side lens assemblies. This leads to a further improvement of the light intensity of the lens. Preferably, the diameter is more than twice as large.
Gemäß einer besonders hervorzuhebenden Weiterbildung der Erfindung, der ein eigenständiger erfinderischer Rang zukommt, ist das Objektiv als hyperzentrisches Objektiv ausgeführt. Unter einem hyperzentrischen Objektiv wird im Sinne der Erfindung ein Objektiv verstanden, bei dem das objektseitige Bild einer den Bildstrahlengang begrenzenden Systemblende vom Objektiv aus gesehen hinter der optimalen Objektweite liegt. Das hat zur Folge, dass ein lateraler Objektpunkt hauptsächlich durch Strahlen abgebildet wird, die vom Objektpunkt zunächst von der optischen Achse des Objektivs weg verlaufen und erst beim Durchtritt durch die Frontlinse wieder zur optischen Achse hin gebrochen werden. Es können somit auch Objektpunkte gut abgebildet werden, die auf parallel zur optischen Achse verlaufenden Oberflächen liegen, z. B kann die Mantelfläche eines um die optische Achse verlaufenden Zylinders durch ein solches Objektiv komplett abgebildet werden. Durch diese Weiterbildung kann die erfindungsgemäße Inspektionsanordnung gleichzeitig eine dreidimensionale Inspektion der besonders kritischen Dichtfläche einer Behältermündung durchführen sowie eine zweidimensionale Inspektion der weniger kritischen, ansonsten aber schwer zu erfassenden Elemente wie Neck-Ring, Garantiering und Gewinde. Dies war bislang nicht möglich. Es ist dabei bevorzugt, die Auswertung mit unterschiedlicher Auflösung zu betreiben. Die Dichtfläche kann z. B. mit hoher Auf lösung betrachtet werden, der Garantiering hingegen in einer schlechteren Auflösung. Dies spart Rechenaufwand dort, wo Mündungsfehler wenig kritisch sind.According to a particularly noteworthy development of the invention, which has an independent inventive rank, the lens is designed as a hypercentric lens. In the sense of the invention, a hypercentric objective is understood to mean a lens in which the object-side image of a system diaphragm delimiting the image beam path is behind the optimum object width as viewed from the objective. This has the consequence that a lateral object point is mainly imaged by rays which initially run away from the object point from the optical axis of the objective and are only refracted towards the optical axis when they pass through the front lens. Thus, object points can also be well imaged, which lie on parallel to the optical axis surfaces, z. B, the lateral surface of a running around the optical axis cylinder can be completely mapped by such a lens. As a result of this development, the inspection arrangement according to the invention can simultaneously carry out a three-dimensional inspection of the particularly critical sealing surface of a container mouth as well as a two-dimensional inspection of the less critical, but otherwise difficult to detect elements such as neck ring, guarantee ring and thread. This has not been possible so far. It is preferred to operate the evaluation with different resolution. The sealing surface may, for. B. are considered with high resolution, the guarantee ring, however, in a poorer resolution. This saves computational effort where muzzle flaws are less critical.
Gemäß einer bevorzugten Ausführung der Erfindung weist die Beleuchtungsvorrichtung einen Beleuchtungsstrahlengang auf, der zumindest abschnittweise mit einem Beobachtungsstrahlengang des Objektivs zusammen fällt. Bevorzugt wird der Beleuchtungsstrahlengang durch einen halbdurchlässigen Spiegel mit dem Beobachtungsstrahlengang des Objektivs zusammengeführt. Auf diese Weise wird eine platzsparende und gleichmäßige Ausleuchtung des Blickfeldes der Inspektionsanordnung ermöglicht.According to a preferred embodiment of the invention, the illumination device has an illumination beam path which coincides at least in sections with an observation beam path of the objective. Preferably, the illumination beam path is brought together by a semitransparent mirror with the observation beam path of the lens. In this way, a space-saving and uniform illumination of the field of view of the inspection arrangement is made possible.
In einer alternativen Ausgestaltung der Erfindung ist die Beleuchtungsvorrichtung ring- oder teilringförmig um den Beobachtungsstrahlengang des Objektivs herum angeordnet. Durch eine solche Anordnung kann das Objektiv besonders dicht an dem Objekt platziert werden.In an alternative embodiment of the invention, the illumination device is arranged annularly or partially annularly around the observation beam path of the objective. By such an arrangement, the lens can be placed particularly close to the object.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist die wenigstens eine Lichtquelle zur Erzeugung monochromatischen Lichts ausgeführt. Besonders bevorzugt umfasst die wenigstens eine Lichtquelle wenigstes eine LED. Dadurch kann bei der Entwicklung des Objektivs auf eine Korrektur der chromatischen Aberration verzichtet werden. Gerade bei stark brechenden Linsen bewirkt die Dispersion, dass Licht unterschiedlicher Wellenlänge unterschiedlich gebrochen wird, es kommt so zu farbabhängigen Abbildungsfehlern. Bei Abbildung von mit weißem Licht beleuchteten Objekten bewirkt insbesondere der sog. Farbvergrößerungsfehler einen Schärfe- und Kontrastverlust, welcher die automatische Bildverarbeitung erschwert. Um die Abbildungsqualität zu verbessern werden gewöhnlich Achromate eingesetzt. Dadurch werden Objektive jedoch teuer und groß. Durch die Verwendung von monochromatischem, also einfarbigem Licht, braucht das Objektiv nur für diese eine Farbe optimiert zu werden.In a preferred embodiment of the invention, the at least one light source for generating monochromatic light is executed. Particularly preferably, the at least one light source comprises at least one LED. As a result, a correction of the chromatic aberration can be dispensed with during the development of the objective. Especially with strongly refractive lenses, the dispersion causes light of different wavelengths to be refracted differently, resulting in color-dependent aberrations. When imaging objects illuminated with white light, in particular the so-called color magnification error causes a loss of sharpness and contrast, which makes automatic image processing more difficult. Achromats are commonly used to improve image quality. As a result, however, lenses are expensive and large. By using monochromatic, ie monochromatic light, the lens only needs to be optimized for this one color.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist die Beleuchtungsvorrichtung zur Projektion eines Musters, insbesondere eines Punkt- oder Linienmusters ausgeführt. In einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung umfasst die Beleuchtungsvorrichtung wenigstens eine Laserdiode. Durch die Projektion eines Punkt- oder Linienmusters (oder eines beliebigen anderen Musters) auf die zu inspizierende Behältermündung kann deren Kontur noch besser bestimmt werden. In dem Bereich der Behältermündung, welcher durch das stereoskopische Objektiv in zwei Teilbildern abgebildet wird, bieten die Strukturen des Punkt- oder Linienmusters Landmarken, welche z. B. die Korrelation der Teilbilder zueinander durch eine automatische Bildverarbeitung erleichtern. Somit wird die Berechnung der Oberflächenkontur des entsprechenden Abschnitts der Behältermündung vereinfacht. Zusätzlich werden die Linien bzw. Punkte des Punkt- oder Linienmusters durch die Oberflächenkontur der Behältermündung verzerrt in den Teilbildern der Inspektionsanordnung abgebildet. Diese Verzerrung kann ebenfalls durch eine Bildverarbeitung genutzt werden, um die Oberflächenkontur der Behältermündung zu ermitteln. Ein solches Verfahren ist auch als 'Lichtschnittverfahren' bekannt.According to a development of the invention, the illumination device is designed to project a pattern, in particular a dot or line pattern. In a preferred embodiment of the invention, the lighting device comprises at least one laser diode. By projecting a dot or line pattern (or any other pattern) on the container mouth to be inspected, its contour can be more accurately determined. In the area of the container mouth, which is imaged by the stereoscopic lens in two sub-images, the structures of the dot or line pattern landmarks, which z. B. facilitate the correlation of the sub-images to each other by automatic image processing. Thus, the calculation of the surface contour of the corresponding section of the container mouth is simplified. In addition, the lines or points of the dot or line pattern are represented by the surface contour of the container mouth distorted in the sub-images of the inspection assembly. This distortion can also be used by image processing to determine the surface contour of the container mouth. Such a method is also known as 'light-slicing'.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung umfasst die Inspektionsanordnung ein wenigstens die optischen Komponenten umgebendes Schutzgehäuse. Durch ein solches Schutzgehäuse wird verhindert dass Staub, Schmutz und Kondensat in die Inspektionsanordnung gelangen und deren Funktion beeinträchtigen. Vorzugsweise weist das Schutzgehäuse ein Beobachtungsfenster auf. Die optische Achse des Beobachtungsstrahlenganges sollte durch dieses Fenster verlaufen, ebenso die optische Achse des Beleuchtungsstrahlenganges, wenn die Beleuchtungsvorrichtung innerhalb des Schutzgehäuses angeordnet ist. Das Schutzgehäuse kann somit komplett geschlossen ausgeführt sein.In a preferred embodiment of the invention, the inspection arrangement comprises a protective housing surrounding at least the optical components. Such a protective housing prevents dust, dirt and condensate from entering the inspection arrangement and impairing its function. Preferably, the protective housing has an observation window. The optical axis of the observation beam path should pass through this window, as well as the optical axis of the illumination beam path when the illumination device is disposed within the protective housing. The protective housing can thus be made completely closed.
Mit Vorteil wird keine Dauerlichtquelle verwendet, sondern die Beleuchtungsvorrichtung sendet Lichtblitze aus, insbesondere solche mit hoher Lichtintensität, z. B. dann ausgelöst, wenn eine Behältermündung eine Inspektionsstellung unterhalb der Inspektionsanordnung erreicht. Es lassen sich dadurch Überhitzungsprobleme vermeiden.Advantageously, no permanent light source is used, but the lighting device emits light flashes, especially those with high light intensity, eg. B. then triggered when a container mouth reaches an inspection position below the inspection assembly. It can be avoided by overheating problems.
Die Genauigkeit der Inspektion kann noch dadurch erhöht werden, dass die Ausleitentscheidung nicht durch Auswertung der Bilder gebildet wird, sondern dass die Auswerte- und Steuereinheit mit Vorteil aus den Bildpunkten der Bildaufnahme des Mündungsbereiches ein 3D-Modell des Mündungsbereiches errechnet. Die Ansteuerung der Ausleiteinrichtung erfolgt dann nach Auswertung des 3D-Modells.The accuracy of the inspection can be further increased by the fact that the diversion decision is not formed by evaluating the images, but rather that the evaluation and control unit advantageously calculates a 3D model of the mouth region from the image points of the image recording of the mouth region. The triggering of the diversion then takes place after evaluation of the 3D model.
Die Inspektionsanordnung kann mit Vorteil vor der Blasstation angeordnet sein, z. B. bereits vor dem Heizofen zur Konditionierung des Vorformlings oder auf der Transportstrecke zwischen Heizofen und Blasstation. Die Inspektionsanordnung kann aber alternativ oder zusätzlich auch hinter der Blasstation angeordnet sein.The inspection arrangement can be arranged with advantage in front of the blowing station, z. B. already in front of the heater for conditioning the preform or on the transport route between the heater and blowing station. However, the inspection arrangement can alternatively or additionally also be arranged behind the blowing station.
Es sind verschiedene Ausleiteinrichtungen im Stand der Technik bekannt, z. B. Transportdorne mit Abwurfmechanismen, Ausblasdüsen, mechanische Auswerfer etc..There are various diversion devices known in the art, for. B. Transport mandrels with ejection mechanisms, exhaust nozzles, mechanical ejector, etc ..
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand einiger schematischer Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:Embodiments of the invention will be explained in more detail with reference to some schematic drawings. Show it:
Der prinzipielle Aufbau einer Vorrichtung zur Umformung von Vorformlingen
Zur Ermöglichung einer Druckluftzuleitung ist unterhalb der Blasform
Eine Reckung des Vorformlings
Bei der in
Nach einem Schließen der im Bereich von Trägern
Zur Anpassung an unterschiedliche Formen eines Mündungsabschnittes
Um einen Vorformling
Als thermoplastisches Material können unterschiedliche Kunststoffe verwendet werden. Einsatzfähig sind beispielsweise PET, PEN oder PP.As a thermoplastic material different plastics can be used. For example, PET, PEN or PP can be used.
Die Expansion des Vorformlings
Aus
Nach einem fertigen Blasen der Behälter
Ein Transport der Vorformlinge
Gemäß einer Variante wird der Vorformling im Bereich der Vorformlingseingabe
Gemäß einer dritten Ausführungsvariante durchläuft der Vorformling den gesamten Bereich der Blasmaschine ohne Durchführung von Wendevorgängen mit seiner Mündung in lotrechter Richtung nach oben orientiert.According to a third embodiment, the preform passes through the entire area of the blow molding machine without performing turning operations with its mouth oriented in the vertical direction upwards.
In
Im offenen Endabschnitt
Der Neck-Ring
In
Im Bereich des Transportsterns
Das Gehäuse
Um ein gutes Inspektionsergebnis zu erhalten muss die Beleuchtungseinrichtung
Die Auswerte- und Steuereinheit
In
Vorformlingsseitig des Fensters
Auf der vorformlingsabgewandten Seite des Fensters
Die Funktion der in
In
Anhand der beispielhaft dargestellten Strahlenverläufe
Anhand des beispielhaft dargestellten Strahlenverlaufs
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