DE102014216576A1

DE102014216576A1 - Behälterbehandlungsmaschine mit einer Inspektionsvorrichtung

Info

Publication number: DE102014216576A1
Application number: DE102014216576.8A
Authority: DE
Inventors: Georg Gertlowski
Original assignee: Krones AG
Current assignee: Krones AG
Priority date: 2014-08-21
Filing date: 2014-08-21
Publication date: 2016-02-25

Abstract

Behälterbehandlungsmaschine (1) mit einem Transporteur (2) zum Transport von Behältern (3) entlang einer Transportbahn (T) in wenigstens einer gegenüber der Transportbahn (T) drehbaren Behälteraufnahme (4), dadurch gekennzeichnet, dass die Behälterbehandlungsmaschine eine Inspektionsvorrichtung (5, 6) mit wenigstens einer Kamera (50, 60) zum Inspizieren der Behälter (3) umfasst, und dass die Kamera (50, 60) mit einer separaten Verfahreinheit (51, 61) zumindest teilweise entlang der Transportbahn (T) verfahrbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Behälterbehandlungsmaschine mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1 und ein Verfahren für eine Behälterbehandlungsmaschine mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 13.
Es ist bekannt, Verpackungsbehälter für Produkte, wie beispielsweise Getränke, Hygieneartikel und dergleichen, in einer Behälterbehandlungsmaschine beispielsweise mit einem Etikett und/oder einem Aufdruck zugunsten einer hochwertigen Produktpräsentation zu versehen. Derartige Behälterbehandlungsmaschinen weisen einen Transporteur mit gegenüber der Transportbahn drehbaren Behälteraufnahmen auf, in denen die Behälter aufgenommen werden und an Behandlungsstationen vorbeigeführt werden.
In einer derartigen Behälterbehandlungsmaschine werden Behälter beispielsweise mittels einer Direktdruckstation nach dem Tintenstrahldruckverfahren aus der WO 03/002349 A2 bedruckt.
Üblicherweise werden die Behälter nach dem Durchlauf durch die Behälterbehandlungsmaschine in einer separaten Inspektionsmaschine überprüft. Eine derartige Inspektionsmaschine ist beispielsweise aus der WO 2005/119224 A1 bekannt, bei der die Behälter entlang eines kreisbogenförmigen Transportpfades an mehreren Inspektionsstationen vorbeigeführt werden.
Ferner ist aus der EP 2 037 256 A2 eine weitere Inspektionsmaschine bekannt, bei der die Kamera zur Inspektion der Behälter auf einem zusätzlichen, zum Transportkarussell koaxialen Karussell angeordnet ist.
Nachteilig bei derartigen Behälterbehandlungsmaschinen mit nachgeschalteter Inspektionsmaschine ist, dass diese Anordnung aufwendig und zusätzlich ein hoher Platzbedarf notwendig ist.
Des Weiteren wird in der EP 1205388 A1 ein Bilderkennungssystem für eine Behälterbehandlungsmaschine vorgeschlagen, bei dem der Behälter zunächst in vier verschiedenen Drehpositionen mit jeweils einer Kamera erfasst und darauf basierend in der Behälteraufnahme vor der Behandlung ausgerichtet wird.
Alternativ ist aus der WO 2012/090093 eine Behälterbehandlungsmaschine bekannt, bei der die Drehpositionen des Behälters über einen mitgeführten Kontrast- oder optischen Fasersensor erkannt wird.
Eine Inspektion der Behälter nach der Behandlung erfolgt jedoch durch keine der beiden letztgenannten Vorrichtungen.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Behälterbehandlungsmaschine mit Inspektion der behandelten Behälter bereitzustellen, die wenig aufwendig und besonders kompakt ist.
Diese Aufgabe wird bei einer Behälterbehandlungsmaschine mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1 mit den Merkmalen des kennzeichnenden Teils gelöst, gemäß dem die Behälterbehandlungsmaschine eine Inspektionsvorrichtung mit wenigstens einer Kamera zum Inspizieren der Behälter umfasst und dass die Kamera mit einer separaten Verfahreinheit zumindest teilweise entlang der Transportbahn verfahrbar ist.
Dadurch, dass die Inspektionsvorrichtung direkt an der Behälterbehandlungsmaschine vorgesehen ist, kann der bereits darin vorhandene Transporteur für den Behältertransport auch beim Inspizieren genutzt werden. Folglich kann der Platz für eine zusätzliche Inspektionsmaschine eingespart werden und der apparative Aufwand ist geringer.
Dadurch, dass die Kamera mit der separaten Verfahreinheit zumindest teilweise entlang der Transportbahn verfahrbar ist, kann die Kamera dem Behälter in der drehbaren Behälteraufnahme folgen, ohne den Transport zu unterbrechen. Währenddessen kann der Behälter durch die drehbaren Behälteraufnahmen in mehrere Positionen gegenüber der Kamera gedreht werden und so der gesamte Behälterumfang inspiziert werden. Dadurch ist der Aufwand für eine vollständige Qualitätssicherung besonders gering.
Die Behälterbehandlungsmaschine kann in einer Getränkeverarbeitungsanlage angeordnet sein. Die Behälterbehandlungsmaschine kann eine Druckmaschine für Behälter bzw. Etiketten, eine Direktdruckmaschine für Behälter bzw. Etiketten, eine Etikettiermaschine, eine Behälterherstellungsanlage (beispielsweise eine Streckblasmaschine), ein Rinser, eine Sortiermaschine, eine Leerflascheninspektionsmaschine, ein Füller, ein Verschließer und/oder eine Verpackungsmaschine sein.
Die Behälter können dazu vorgesehen sein, Getränke, Lebensmittel, Hygieneartikel, Pasten, chemische, biologische und/oder pharmazeutische Produkte aufzunehmen. Die Behälter können Kunststoffflaschen, Glasflaschen, Dosen und/oder Tuben sein. Bei Kunststoffbehältern kann es sich im Speziellen PET-, PEN-, HD-PE- oder PP-Behälter bzw. -Flaschen handeln. Ebenso kann es sich um biologisch abbaubare Behälter oder Flaschen handeln, deren Hauptbestandteile aus nachwachsenden Rohstoffen wie zum Beispiel Zuckerrohr, Weizen oder Mais bestehen. Die Behälter können bei der Inspektion leer, teilweise befüllt oder vollständig befüllt sein.
Der Transporteur kann ein Förderband oder ein Karussell sein. Die Behälteraufnahmen können am Karussellumfang angeordnet sein und gegenüber dem Karussell drehbar sein.
Die wenigstens eine Behälteraufnahme kann eine einzelne Behälteraufnahme oder mehrere Behälteraufnahmen am Transporteur sein. Die Behälteraufnahme kann einen Drehteller, eine Zentrierglocke und/oder eine Behälterhalsaufnahme (neck-handling) umfassen. Dass die Behälteraufnahme gegenüber der Transportbahn drehbar ist, kann hier bedeuten, dass die Behälteraufnahme zusätzlich zur Transportbewegung des Transporteurs um eine Behälteraufnahmendrehachse drehbar ist. Ebenso kann dies bedeuten, dass die Behälteraufnahme dazu vorgesehen ist, den darin aufgenommenen Behälter um eine Behälterlängsachse zu drehen. Die Behälteraufnahme kann mittels eines Direktantriebs oder einer Kurvensteuerung drehbar sein.
Die Inspektionsvorrichtung kann dazu vorgesehen sein, den Behälterinhalt, den Leer- und/oder Vollbehälter, einen Behälterverschluss, ein Etikett und/oder einen Behälteraufdruck zu inspizieren. Ebenso kann die Inspektionsvorrichtung dazu vorgesehen sein, eine Bedruckung eines Etiketts zu inspizieren. Ferner ist denkbar, dass die Inspektionsvorrichtung zur Ausrichtung von Behältern in den Behälteraufnahmen vorgesehen ist und optional vor einer Behandlungsstation für die Behälter angeordnet ist. Die Inspektionsvorrichtung kann eine Bildverarbeitungseinheit zur Auswertung der Bilddaten von der Kamera umfassen oder damit verbunden sein. Die Kamera kann einen CCD- oder CMOS-Sensor umfassen. Der Sensor kann als Zeilen- oder Flächensensor ausgebildet sein. Die Bildverarbeitungseinheit kann in der Kamera integriert sein. Die Kamera kann eine Datenschnittstelle zur Übertragung von Bilddaten, Steuerdaten und/oder Inspektionsergebnissen umfassen.
Die Verfahreinheit kann mit einem Getriebe, einem Zahnriemen oder dergleichen ausgebildet sein, um die Kamera zu schwenken und/oder linear zu verfahren. Die Verfahreinheit kann wenigstens eine Führungsschiene umfassen, die im Wesentlichen parallel zur Transportbahn angeordnet ist. Ebenso kann die Verfahreinheit dazu ausgebildet sein, die Kamera zu schwenken. Die Verfahreinheit kann mit einem Positionsensor zur Erfassung einer Kameraposition ausgebildet sein. Der Positionssensor kann ein Encoder bzw. ein Drehgeber sein. Die separate Verfahreinheit kann dazu ausgebildet sein, die Kamera von einem Startpunkt entlang einer Teilstrecke der Transportbahn synchronisiert mit der Bewegung der Behälteraufnahme zu verfahren und beim Erreichen eines Endpunkts zum Startpunkt zurückzufahren. Die Verfahreinheit kann über eine Maschinensteuerung derart mit dem Transporteur verbunden sein, dass die Fahrt der Kamera mit dem Transporteur synchronisierbar ist. Die Synchronisation kann über ein Synchronisationssignal erfolgen. Dass die Verfahreinheit separat ist, kann hier bedeuten, dass die Verfahreinheit wenigstens zeitweise eine unabhängige Bewegung der Kamera gegenüber dem Transporteur erlaubt. Die Verfahreinheit kann einen vom Transporteur unabhängigen Antrieb umfassen.
Die Kamera kann derart verfahrbar sein, dass beim Inspizieren eine Bewegungsbahn der Kamera mit im Wesentlichen konstantem Abstand zu einer Drehachse der Behälteraufnahme verläuft. Dadurch verändert sich der Abstand zwischen Behälter und Kamera besonders wenig, wodurch der Behälter besonders scharf und damit hochauflösend von der Kamera erfasst werden kann. Denkbar ist, dass die Bewegungsbahn parallel zur Transportbahn verläuft. Denkbar ist auch, dass die separate Verfahreinheit dazu ausgebildet ist, die Kamera mittels einer Kombinationsbewegung zu verfahren, wobei die Kamera sowohl entlang der Transportbahn verfahren wird als auch um die Drehachse der Behälteraufnahme geschwenkt wird. Dadurch ist der Platzbedarf für die Inspektionsvorrichtung in Richtung der Transportbahn besonders gering.
Im Bereich der Kamera kann ein Ringlicht mit LEDs zur Beleuchtung des Behälters angeordnet sein. Alternativ kann eine LED-Beleuchtungseinrichtung oberhalb, unterhalb und/oder neben der Kamera platziert sein. Weiterhin denkbar ist der gleichzeitige Einsatz verschiedener Beleuchtungseinrichtungen, wie beispielsweise ein fokussierender Strahlenbündel und eine LED-Beleuchtung. Ebenfalls ist denkbar, dass eine Durchlichtbeleuchtungseinrichtung gegenüber der Kamera aufgebaut ist. Dadurch können Behälterstrukturen wie beispielsweise Embossings besonders gut erkannt werden.
Weiterhin ist denkbar, dass die Verfahreinheit dazu ausgebildet ist, die Kamera mit einem im Wesentlichen konstanten Abstand zur Behälteroberfläche zu verfahren. Dadurch kann die Behälteroberfläche besonders scharf und damit hochauflösend erfasst werden. Die Verfahreinheit kann dafür eine zusätzliche radiale Verfahreinheit umfassen, mit der beispielsweise eine Bewegung quer zur Transportbahn möglich ist.
Die Kamera kann eine Funkdatenschnittstelle zur drahtlosen Übertragung von Kameradaten aufweisen. Dadurch ist eine zuverlässige Funktion der Inspektionsvorrichtung gewährleistet, da Kabelbrüche durch die Bewegung der Verfahreinheit bzw. ein Verschleiß von Schleifkontakten nicht mehr auftreten kann. Die Funkdatenschnittstelle kann eine WLAN- oder BlueTooth-Schnittstelle oder jede andere geeignete Schnittstelle zur drahtlosen Übertragung von Daten sein. Funkdatenschnittstelle kann hier bedeuten, dass die Übertragung der Kameradaten mittels Radiowellen erfolgt. Ebenso ist denkbar, dass die Funkdatenschnittstelle die Daten mit Hilfe von höherfrequenten elektromagnetischen Wellen, wie beispielsweise Licht, Infrarotlicht oder dergleichen überträgt. Dazu kann die Funkdatenschnittstelle als Infrarotdatenschnittstelle ausgebildet sein.
Die Kamera kann in einem Schutzgehäuse angeordnet sein. Dadurch wird die Optik der Kamera besonders gut vor Verschmutzungen geschützt, die von der Behälterbehandlung und/oder von der Umgebung stammen. Denkbar ist auch, dass eine Beleuchtungseinrichtung wie beispielsweise das Ringlicht im Schutzgehäuse angeordnet ist.
Das Schutzgehäuse kann im Betrieb wenigstens zeitweise mit einem Schutzgas gefüllt sein, das einen Überdruck gegenüber der Umgebung aufweist. Dadurch ist gewährleistet, dass kein Schmutz durch Abdichtungselemente oder kleine Öffnungen im Schutzgehäuse hindurch zur Kamera vordringt. Das Schutzgas kann Stickstoff, Kohlendioxid oder gereinigte Luft sein.
Das Schutzgehäuse kann ein Schutzfenster aufweisen, das optional ein optisch vergütetes Glas umfasst. Dadurch kann der Schmutz bei einer Anlagerung im Sichtfeld der Kamera besonders einfach gereinigt werden und bei einem Verschleiß kann das Schutzfenster besonders einfach getauscht werden. Optisch vergütet kann hier bedeuten, dass das Glas derart mit Interferenzschichten bedampft ist, dass es gegenüber einem unvergüteten Glas eine höhere Transmission aufweist. Ebenso kann dies bedeuten, dass das vergütete Glas für eine bestimmte Wellenlänge eine besonders hohe Transmission aufweist und benachbarte Wellenlänge eine besonders geringe Transmission. Dadurch kann die Kamera gegenüber Fremdlicht besonders gut abgeschirmt werden. Die Vergütung kann durch Aufdampfen oder einen Tauchprozess auf das Glas aufgebracht sein.
Das Schutzgehäuse kann einen Verschluss mit optional zwei bewegbaren Verschlussklappen aufweisen, der dazu ausgebildet ist, ein Blickfeld der Kamera lediglich beim Inspizieren freizugeben. Dadurch kann die Kamera, insbesondere das Objektiv, bei der Behälterbehandlung besonders gut abgeschirmt werden, wobei anschließend durch ein Öffnen des Verschlusses das Blickfeld zur Inspektion wieder freigegeben wird. Folglich können sich Verschmutzungen besonders schlecht an optischen Elementen im Blickfeld der Kamera anlagern.
Die Behälteraufnahme kann eine Einhausung zum Schutz der Kamera vor Verschmutzungen aufweisen. Dadurch kann die Kamera besonders kompakt ausgebildet werden und ist gleichzeitig durch die Einhausung vor Verschmutzungen durch die Behandlung geschützt. Die Einhausung kann gebogene Blechelemente oder wandartige Kunststoffelemente umfassen, die im Wesentlichen parallel zur Drehachse der Behälteraufnahme verlaufend angeordnet sind. Die Einhausung kann eine Öffnung für das Blickfeld der Kamera auf den Behälter umfassen. Ebenso kann die Einhausung ein Schutzfenster im Bereich eines Sichtfeldes der Kamera umfassen, das wie zuvor in Bezug auf das Schutzgehäuse der Kamera beschrieben ausgebildet ist.
Die Einhausung kann einen Klappmechanismus mit optional zwei bewegbaren Flügelklappen aufweisen, der dazu ausgebildet ist, ein Blickfeld der Kamera lediglich beim Inspizieren freizugeben. Dadurch kann die Kamera bei der Behandlung durch den geschlossenen Klappmechanismus vor Verschmutzungen geschützt und anschließend bei der Inspektion wieder freigegeben werden.
Durch das Schutzgehäuse mit Schutzfenster oder Verschluss bzw. durch die Einhausung mit dem Klappmechanismus wird die Kamera in einer (Direkt-)Druckmaschine oder in einer Etikettiermaschine besonders gut vor den auftretenden Tintennebel bzw. einer Leimverschleppung geschützt.
Die Inspektionsvorrichtung kann ein Lasermodul umfassen. Das Lasermodul kann in Verbindung mit der Kamera der Inspektionsvorrichtung Teil eines Triangulationssensors sein. Dadurch können Oberflächenpunkte des Behälters bei der Inspektion erfasst werden und mit einer Referenzgeometrie verglichen werden. Ebenso ist denkbar, dass das Lasermodul Teil eines Verformungs- und/oder Dehnungssensors ist. Dadurch kann der Behälter beispielsweise mit Druck beaufschlagt werden und eine Dichtigkeitsprüfung durchgeführt werden.
Wenn der Transporteur als Karussell ausgebildet ist, kann die Kamera am Karussell innenliegend oder außenliegend gegenüber der Transportbahn angeordnet sein. Innenliegend kann hier bedeuten, dass die Kamera zwischen der Behälteraufnahme und einer Karussellachse angeordnet ist. Die Karussellachse kann die Drehachse des Karussells sein. Außenliegend kann hier bedeuten, dass die Kamera außerhalb eines peripheren Umfangs des Karussells angeordnet ist.
Darüber hinaus stellt die Erfindung mit dem Anspruch 13 ein Verfahren für eine Behälterbehandlungsmaschine, wobei Behälter von einem Transporteur entlang einer Transportbahn transportiert und gegenüber der Transportbahn mit wenigstens einer Behälteraufnahme gedreht werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Behälter von einer Inspektionsvorrichtung mit wenigstens einer Kamera inspiziert werden und dass die Kamera beim Inspizieren mit einer separaten Verfahreinheit zumindest teilweise entlang der Transportbahn verfahren wird.
Dadurch, dass die Behälter mit einer Kamera inspiziert werden, die mittels der separaten Verfahreinheit zumindest teilweise entlang der Transportbahn verfahren wird, ergibt sich ein besonders geringer Platzbedarf direkt an der Behälterbehandlungsmaschine für die Inspektion. Des Weiteren kann der bereits vorhandene Transporteur bei der Inspektion zur Drehung der Behälter gegenüber der Kamera verwendet werden und der Aufwand für die Inspektion ist dadurch besonders gering.
Die Kamera kann beim Inspizieren mit im Wesentlichen konstantem Abstand zu einer Drehachse der Behälteraufnahme verfahren werden. Dadurch werden die Behälter von der Kamera mit gleichbleibendem Abstand erfasst und können so besonders scharf und damit hochauflösend abgebildet werden. Folglich ist die Inspektion besonders zuverlässig.
Beim Inspizieren kann der Verschluss eines Kameraschutzgehäuses geöffnet und bei einer Rückfahrt geschlossen werden. Dadurch wird die Kamera bei der Rückfahrt besonders gut vor Verschmutzungen durch die Behälterbehandlung anderer Behälter oder durch die Umwelt geschützt werden.
Des Weiteren kann das Verfahren die zuvor in Bezug auf die Behälterbehandlungsmaschine beschriebenen Merkmale einzeln oder in beliebigen Kombinationen umfassen.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden nachfolgend anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele beschrieben. Dabei zeigt:
1 ein erstes Ausführungsbeispiel einer Behälterbehandlungsmaschine mit einem Transporteur und einer Inspektionsvorrichtung in einer Draufsicht;
2 ein zweites Ausführungsbeispiel einer Behälterbehandlungsmaschine mit einem Transporteur und einer Inspektionsvorrichtung in einer Draufsicht; und
3A–3B ein Ausführungsbeispiel von Beleuchtungseinrichtungen in einer seitlichen Ansicht bzw. in einer Draufsicht.
In 1 ist ein erstes Ausführungsbeispiel einer Behälterbehandlungsmaschine 1 mit einem Transporteur 2 und einer Inspektionsvorrichtung 5 in einer Draufsicht dargestellt. Zu sehen ist, dass zunächst die Behälter 3 mittels des Zulaufsterns 8 in die drehbaren Behälteraufnahmen 4 des Karussell 2 übergeben werden. Mit dem Karussell 2 werden die Behälter 3 in den Behälteraufnahmen 4 entlang der Transportbahn T transportiert, wobei die Behälter zunächst mit den Direktdruckköpfen 10 _W–10 _K und der Aushärteeinrichtung 11 bedruckt und anschließend von der Inspektionsvorrichtung 5 inspiziert werden. Nach der Behandlung werden die Behälter 3 mit dem Ablaufstern 9 zu weiteren Behandlungsstationen, beispielsweise einer Verpackungsstation weitertransportiert.
Die Direktdruckköpfe 10 _W, 10 _C, 10 _M, 10 _Y und 10 _K sind hier als Tintenstrahldruckköpfe zum Direktdruck der Behälter 3 ausgebildet. Dabei wird Druckfarbe mit den Farben weiß, cyan, magenta, gelb und schwarz auf die Behälter aufgebracht und anschließend mittels UV-Licht von der Aushärteeinrichtung 11 ausgehärtet. Zum Transport der Behälter 3 dreht sich das Karussell 2 um die Karussellachse K in der 1 gegen den Uhrzeigersinn und die Behälter 3 werden so von einem Direktdruckkopf zum nächsten transportiert. Während der Bedruckung werden die Behälter 3 zusätzlich in den drehbaren Behälteraufnahmen 4 gedreht, so dass alle Behälterseiten bedruckt werden können. Zusätzlich ist eine relative radiale Bewegung der Druckköpfe 10 _W–10 _K gegenüber der Drehachse D der bei der Bedruckung zugeordneten Behälteraufnahme 4 denkbar.
Die drehbaren Behälteraufnahmen 4 sind hier mit einem Servomotor und einem Drehgeber ausgebildet, wodurch sie mit einer hier nicht dargestellten Maschinensteuerung um die Drehachse D drehbar sind. Dadurch kann jede der dargestellten Behälteraufnahmen 4 unabhängig voneinander gegenüber der Transportbahn T gedreht werden.
Um die Qualität der Bedruckung zu überprüfen, ist die Inspektionsvorrichtung 5 mit der Kamera 50 außenliegend am Karussell 2 angeordnet. Die Kamera 50 kann auf der Bewegungsbahn B parallel zur Transportbahn T mit der Verfahreinheit 51 verfahren werden. In jeder Position der Kamera 50 entlang der Bewegungsbahn B schneidet die optische Achse des Kameraobjektivs die dazu senkrechte Drehachse D der Behälteraufnahme 4. Des Weiteren bleibt der Abstand der Kamera 50 zur Drehachse D der Behälteraufnahme 4 im Wesentlichen über den gesamten Verfahrbereich konstant. Ferner ist an der Kamera 50 ein hier nicht dargestelltes Ringlicht konzentrisch zum Objektiv angeordnet, das im Kreis angeordnete LEDs aufweist. Das Ringlicht befindet sich ebenfalls innerhalb des Schutzgehäuses 52. Zusätzlich oder alternativ kann die Inspektionsvorrichtung 5 eine Beleuchtungseinrichtung gemäß dem Ausführungsbeispiel in den 3A–3B umfassen.
Die Verfahreinheit 51 ist hier mit einer Führungsschiene, einem Zahnriemenantrieb und einem Positionsgeber ausgebildet. Dadurch kann mittels der Maschinensteuerung die Position der Kamera 50 entlang der Bewegungsbahn B gesteuert werden und mit der Karussellbewegung bzw. der Position der Behälteraufnahme 4 entlang der Transportbahn T synchronisiert werden.
Denkbar ist auch, dass der Abstand zur Behälteroberfläche bei den dargestellten nicht-zylindrischen Behältern mittels einer zusätzlichen radialen Verfahreinheit konstant gehalten wird. Dabei wird die Kamera 50 zusätzlich zur Bewegung entlang der Bewegungsbahn B mit der radialen Verfahreinheit in radialer Richtung gegenüber der Drehachse D der bei der Inspektion zugeordneten Behälteraufnahme 4 verfahren.
Des Weiteren ist zu sehen, dass die Kamera in dem Schutzgehäuse 52 angeordnet ist, das mit den beiden Verschlussklappen 53 geöffnet und geschlossen werden kann. Die Verschlussklappen 53 sind hier über einen Elektromotor schwenkbar, so dass sie sich in Abhängigkeit von der Position der Kamera 50 entlang der Bewegungsbahn B öffnen und schließen lassen. Fährt nun die Kamera 50 zur Inspektion synchron mit den Behälteraufnahmen 4, so werden Verschlussklappen 53, wie dargestellt, geöffnet. Demgegenüber werden diese geschlossen, wenn die Kamera 50 entgegengesetzt zur Karusselldrehbewegung verfahren wird. Zusätzlich ist denkbar, dass das Schutzgehäuse 52 bei der Rückfahrt mit einem Schutzgas gefüllt wird, das einen Überdruck gegenüber der Umgebung aufweist. Dadurch werden Schmutzpartikel aus dem Kameragehäuse 52 heraus gedrängt.
Es ist weiterhin denkbar, dass anstelle oder zusätzlich zu den Verschlussklappen 53 ein vergütetes Glas als Schutzfenster am Schutzgehäuse 52 angeordnet ist, dass bei stärkerer Verschmutzung gereinigt bzw. ausgetauscht werden kann.
Des Weiteren ist zu sehen, dass die Kamera 50 eine Funkdatenschnittstelle 54 zur Übertragung der Bilddaten an die hier nicht dargestellte Maschinensteuerung aufweist. Dadurch werden die Bilddaten besonders zuverlässig übertragen, ohne die Gefahr von Kabelbrüchen.
Die Behälterbehandlungsmaschine mit dem Karussell 2 und der Inspektionsvorrichtung 5 wird beim Inspizieren wie folgt eingesetzt:
Der Behälter 3 wird vom Karussell 2 entlang der Transportbahn T transportiert und mittels der Behälteraufnahme 4 um die Drehachse D gedreht. Zunächst werden die beiden Verschlussklappen 53 des Schutzgehäuses 52 geöffnet und die Kamera 50 durch die Verfahreinheit 51 synchron mit der Transportbewegung T des Karussells 2 entlang der Bewegungsbahn B verfahren. Dabei nehmen der Behälter 3 und die Kamera 50 gegenüber der Karussellachse K synchron die gleiche Winkelstellung ein. Während der Bewegung der Kamera 50 entlang der Bewegungsbahn B wird der Behälter 3 beispielsweise einmal um 360 Grad gedreht, wodurch der gesamte Behälterumfang von der Kamera 50 inspiziert werden kann. Anschließend werden die einzelnen Bilder über die Funkdatenschnittstelle 54 an eine Bildverarbeitungseinheit in der Maschinensteuerung übertragen und ausgewertet. Dadurch können fehlerhaft bedruckte Behälter erkannt und nach dem Auslaufstern 9 beispielsweise über eine hier nicht dargestellte Weiche aussortiert werden.
In der 2 ist ein zweites Ausführungsbeispiel einer Behälterbehandlungsmaschine 1 mit einem Karussell 2 und den Inspektionsvorrichtungen 5 und 6 in einer Draufsicht dargestellt. Das zweite Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem in der 1 dargestellten ersten Ausführungsbeispiel dadurch, dass die erste Inspektionsvorrichtung 5 zusätzlich ein Lasermodul 55 zur Triangulation von Behälteroberflächenpunkten aufweist. Des Weiteren unterscheidet es sich dadurch, dass am Karussell 2 innenliegend eine zweite Inspektionsvorrichtung 60 angeordnet ist, mit der die Behälter 3 zwischen den einzelnen Bedruckungsvorgängen bzw. vor dem Aushärten inspiziert werden können. Darüber hinaus sind die Behälteraufnahmen 4 zum Schutz der Kameras 60 in der zweiten Inspektionsvorrichtung 6 mit den Einhausungen 7 versehen.
Die zweite Inspektionsvorrichtung 6 umfasst die Verfahreinheit 61, mittels der die vier Kameras 60 gemeinsam entlang der Bewegungsbahn C verfahrbar sind. Die Verfahreinheit 61 ist hier genauso wie die Verfahreinheit 51 mit einer Führungsschiene, einem Zahnriemen, einem Antrieb und einem Positionssensor ausgebildet. Dadurch kann die Bewegung der Kameras 60 zwischen den einzelnen Bedruckungsvorgängen mit der Bewegung des Karussells 2 um die Karussellachse K synchronisiert werden. Nach der Inspektion erfolgt dann eine Rückfahrt entgegen der Karussellbewegung zu einer Startposition. An den Kameras 60 kann jeweils ein Ringlicht angeordnet sein. Zusätzlich oder alternativ kann die zweite Inspektionsvorrichtung 6 eine Beleuchtungseinrichtung nach dem Ausführungsbeispiel in den 3A–3B umfassen.
Des Weiteren sind die Einhausungen 7 zu sehen, die jeweils mit zwei bewegbaren Flügelklappen 71 ausgebildet sind. Die Flügelklappen 71 befinden sich bei der Bedruckung, beim Aushärten und bei der Inspektion durch die erste Inspektionsvorrichtung 5 in einem geschlossenen Zustand. Lediglich bei der Inspektion durch die zweite Inspektionsvorrichtung 6 werden die entsprechenden Flügelklappen 71 zwischen den Bedruckungsvorgängen bzw. vor dem Aushärten geöffnet, so dass das Blickfeld der Kameras 60 auf die damit korrespondierenden Behälter 3 freigegeben wird.
Darüber hinaus ist zu sehen, dass die erste Inspektionsvorrichtung 5 zusätzlich zu der in 1 dargestellten Vorrichtung ein Lasermodul 55 umfasst, dass unter einem schrägen Winkel zur optischen Achse der Kamera 50 auf den Behälter 3 gerichtet ist. Je nach Ausführung des Lasermoduls als einzelner Strahl oder Strahlfächer kann damit bei der Drehung des Behälters 3 gleichzeitig die Oberfläche des Behälters 3 trianguliert und vermessen werden. Dadurch kann erfasst werden, ob der Druck mit der 3D-Oberfläche der Behälter korrespondiert.
Die in der 2 dargestellte Behälterbehandlungsmaschine 1 wird wie folgt eingesetzt:
Ein Behälter 3 wird nach der Übergabe an das Karussell 2 in die Behälteraufnahme 4 übernommen. Zunächst wird der Behälter 3 mit der Farbe weiß durch den Direktdruckkopf 10 _W bedruckt. Anschließend wird der Behälter 3 weiter transportiert und die Flügelklappen 71 der entsprechenden Einhausung 7 geöffnet. Dadurch wird das Blickfeld der ersten Kamera 60 in der Inspektionsvorrichtung 6 freigegeben und es kann eine Inspektion durch eine Volldrehung des Behälters 2 erfolgen. Hierdurch wird die Lage der weißen Druckfarbe auf dem Behälter 3 festgestellt und inspiziert. Anschließend werden die Flügelklappen 71 vor dem Druck der darauffolgenden Farbe bzw. vor dem Aushärten geschlossen. Dieser Ablauf wird für die Druckfarben cyan, magenta, gelb und schwarz wiederholt. Wie in der 2 zu sehen ist, können dabei 5 Behälter 3 gleichzeitig von den fünf Kameras 60 der Inspektionsvorrichtung 6 inspiziert werden. Anschließend wird der Behälter 3 mit der Aushärteeinrichtung 11 ausgehärtet und von der ersten Inspektionsvorrichtung 5 inspiziert. Hierbei wird sowohl das Druckbild von der Kamera 50 erfasst als auch die Oberfläche des Behälters 3 mittels des Lasermoduls 55 trianguliert. Gegenüber dem in der 1 dargestellten ersten Ausführungsbeispiel ist es möglich, unmittelbar nach dem Druck einer bestimmten Druckfarbe einen fehlerhaften Behälter zu erkennen und diesen dann weder weiter zu bedrucken noch auszuhärten. Dadurch kann Druckfarbe eingespart bzw. ggf. wieder entfernt werden.
In den 3A und 3B ist ein Ausführungsbeispiel der Beleuchtungseinrichtungen 12 und 13 in einer seitlichen Ansicht bzw. in einer Draufsicht zu sehen. Die Beleuchtungseinrichtung 12 kann in Kombination mit den beiden Ausführungsbeispielen der 1 und 2 eingesetzt werden. Die Beleuchtungseinrichtungen 12 und 13 sind oberhalb bzw. unterhalb der Kamera 50 montiert und weisen jeweils mehrere stehend angeordnete LED-Module mit mehreren in einer oder mehreren Spalten übereinander angeordneten LEDs auf. Das hat den Vorteil, dass eine beliebige Anzahl von vorgefertigten, funktionsgleichen LED-Modulen in den Beleuchtungseinrichtungen 12, 13 in der benötigten Anzahl an die Breite des zu beleuchtenden Behälters 3 bzw. an die Länge des Beleuchtungsstreifens adaptierbar ist. Dadurch sind die Beleuchtungseinrichtungen 12, 13 besonders günstig aufzubauen.
Ebenso können auch zielgerichtet die Lichtquellen nur in denjenigen Modulen aktiviert werden, die zur Beleuchtung der Breite des zu beleuchtenden Behälter 2 oder zumindest der Länge des Beleuchtungsstreifens benötigt werden, was beim Aufbau und beim Betrieb des optischen Systems für dessen Wirtschaftlichkeit von Vorteil ist. Die Verwendung von mehreren Lichtquellen je Modul hat den Vorteil, dass sich in der Praxis unvermeidbare Unterschiede in dem von den Lichtquellen abgestrahlten Licht, z. B. in dessen Wellenlänge, durch Mischung der Strahlenbündel von benachbarten Lichtquellen vergleichmäßigen lassen und das von der Beleuchtungseinrichtung insgesamt abgestrahlte Licht in seinen optischen Eigenschaften homogenisiert ist. Wenn in jedem Modul vorzugsweise mehrere Gruppen von Lichtquellen angeordnet sind, wobei sich die den Gruppen zugeordneten Lichtquellen in ihren optischen Eigenschaften unterscheiden, z. B. in der Farbe des von den Lichtquellen einer jeden Gruppe ausgestrahlten Lichtes, können die einzelnen Gruppen von Lichtquellen applikationsabhängig, z. B. nach der Farbe des Lichtes und nach Behälter-Art ausgewählt und angesteuert werden.
Insgesamt ist es bei den Ausführungsbeispielen durch die Anordnung der Inspektionsvorrichtung 5 bzw. 6 möglich, einen zusätzlichen Platzbedarf für eine separate Inspektionsvorrichtung mit einem zusätzlichen Karussell einzusparen. Darüber hinaus kann auch der bestehende Transporteur in Form des Karussells 2 für die Inspektion genutzt werden. Dadurch ist die Anlage weniger aufwändig.
Es versteht sich, dass in den zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen genannte Merkmale nicht auf diese speziellen Kombinationen beschränkt und in beliebigen anderen Kombinationen möglich sind.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

WO 03/002349 A2 [0003]
WO 2005/119224 A1 [0004]
EP 2037256 A2 [0005]
EP 1205388 A1 [0007]
WO 2012/090093 [0008]

Claims

Behälterbehandlungsmaschine (1) mit einem Transporteur (2) zum Transport von Behältern (3) entlang einer Transportbahn (T) in wenigstens einer gegenüber der Transportbahn (T) drehbaren Behälteraufnahme (4), dadurch gekennzeichnet, dass die Behälterbehandlungsmaschine eine Inspektionsvorrichtung (5, 6) mit wenigstens einer Kamera (50, 60) zum Inspizieren der Behälter (3) umfasst, und dass die Kamera (50, 60) mit einer separaten Verfahreinheit (51, 61) zumindest teilweise entlang der Transportbahn (T) verfahrbar ist.
Behälterbehandlungsmaschine (1) nach Anspruch 1, wobei die Kamera (50, 60) derart verfahrbar ist, dass beim Inspizieren eine Bewegungsbahn (B, C), der Kamera (50, 60) mit im Wesentlichen konstantem Abstand zu einer Drehachse (D) der Behälteraufnahme (4) verläuft.
Behälterbehandlungsmaschine (1) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Kamera (50, 60) eine Funkdatenschnittstelle (54) zur drahtlosen Übertragung von Kameradaten aufweist.
Behälterbehandlungsmaschine (1) nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei die Kamera (50, 60) in einem Schutzgehäuse (52) angeordnet ist.
Behälterbehandlungsmaschine (1) nach Anspruch 4, wobei das Schutzgehäuse (52) im Betrieb wenigstens zeitweise mit einem Schutzgas gefüllt ist, das einen Überdruck gegenüber der Umgebung aufweist.
Behälterbehandlungsmaschine (1) nach Anspruch 4 oder 5, wobei das Schutzgehäuse (52) ein Schutzfenster aufweist, das optional ein optisch vergütetes Glas umfasst.
Behälterbehandlungsmaschine (1) nach wenigstens einem der Ansprüche 4–6, wobei das Schutzgehäuse (52) einen Verschluss mit optional zwei bewegbaren Verschlussklappen (53) aufweist, der dazu ausgebildet ist, ein Blickfeld der Kamera (50) lediglich beim Inspizieren freizugeben.
Behälterbehandlungsmaschine (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei die Behälteraufnahme (4) eine Einhausung (7) zum Schutz der Kamera (60) vor Verschmutzungen aufweist.
Behälterbehandlungsmaschine (1) nach Anspruch 8, wobei die Einhausung (7) einen Klappmechanismus mit optional zwei bewegbaren Flügelklappen (71) aufweist, der dazu ausgebildet ist, ein Blickfeld der Kamera (60) lediglich beim Inspizieren freizugeben.
Behälterbehandlungsmaschine (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei die Inspektionsvorrichtung (5) ein Lasermodul (55) umfasst.
Behälterbehandlungsmaschine (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei der Transporteur (2) als Karussell ausgebildet ist.
Behälterbehandlungsmaschine (1) nach Anspruch 11, wobei die Kamera (50, 60) am Karussell (2) innenliegend oder außenliegend gegenüber der Transportbahn (T) angeordnet ist.
Verfahren für eine Behälterbehandlungsmaschine (1), wobei Behälter (3) von einem Transporteur (2) entlang einer Transportbahn (T) transportiert und gegenüber der Transportbahn (T) mit wenigstens einer Behälteraufnahme (4) gedreht werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Behälter (3) von einer Inspektionsvorrichtung (5, 6) mit wenigstens einer Kamera (50, 60) inspiziert werden, und dass die Kamera (50, 60) beim Inspizieren mit einer separaten Verfahreinheit (61, 71) zumindest teilweise entlang der Transportbahn (T) verfahren wird.
Verfahren nach Anspruch 13, wobei die Kamera (50, 60) beim Inspizieren mit im Wesentlichen konstanten Abstand zu einer Drehachse (D) der Behälteraufnahme (4) verfahren wird.
Verfahren nach Anspruch 13 oder 14, wobei beim Inspizieren der Verschluss (53) eines Kameraschutzgehäuses (52) geöffnet und bei einer Rückfahrt geschlossen wird.