DE102015207175A1

DE102015207175A1 - Device for checking a closure area of a sealed container

Info

Publication number: DE102015207175A1
Application number: DE102015207175.8A
Authority: DE
Inventors: Michael Meyer; Detlef Boertz
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Syntegon Technology GmbH
Priority date: 2015-04-21
Filing date: 2015-04-21
Publication date: 2016-10-27
Anticipated expiration: 2035-04-22
Also published as: CN106066331B; DE102015207175B4; ITUA20162629A1; CN106066331A

Abstract

Es wird eine Vorrichtung zum Überprüfen eines Verschlussbereichs eines verschlossen Behältnisses vorgeschlagen, umfassend zumindest eine Kamera (24), zumindest eine Aufnahme (22) für zumindest ein Behältnis (12), das mit zumindest einem Verschluss (14) verschlossen ist, mit einer Optik (10), wobei die Optik (10) so ausgebildet ist, dass sie das Behältnis (12) zumindest teilweise umschließt zur Erfassung einer Verschlussregion.A device for checking a closure region of a closed container is proposed, comprising at least one camera (24), at least one receptacle (22) for at least one container (12) which is closed by at least one closure (14), with an optic ( 10), wherein the optic (10) is formed so that it at least partially surrounds the container (12) for detecting a closure region.

Description

Stand der TechnikState of the art

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Die Erfindung geht aus von einer Vorrichtung zum Überprüfen eines Verschlussbereichs eines verschlossenen Behältnisses nach der Gattung des unabhängigen Anspruchs. Aus der US 2008/0001104 A1 sind bereits ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Detektierung von Fremdpartikeln oder Fehlern in einer Vielzahl von gefüllten Behältnissen bekannt. Hierzu sind mehrere Kameras vorgesehen, die das Licht nach Bestrahlen der Behältnisse aufnehmen und zur Fehleranalyse auswerten. Aufgrund einer beschränkten Anzahl der Kameras wird das Behältnis nur an einer bestimmten Anzahl von Stützstellen geprüft.The invention relates to a device for checking a closure region of a sealed container according to the preamble of the independent claim. From the US 2008/0001104 A1 For example, a method and an apparatus for detecting foreign particles or defects in a plurality of filled containers are already known. For this purpose, several cameras are provided, which receive the light after irradiating the containers and evaluate them for error analysis. Due to a limited number of cameras, the container is tested only at a certain number of nodes.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Zuverlässigkeit einer Fehlererkennung weiter zu verbessern. Diese Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale des unabhängigen Anspruchs.It is an object of the present invention to further improve the reliability of error detection. This object is solved by the features of the independent claim.

Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention

Demgegenüber weist die Vorrichtung zum Überprüfen eines Verschlussbereichs eines verschlossenen Behältnisses gemäß den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs den Vorteil auf, dass die Auswertequalität weiter verbessert wird. Gerade durch das Vorsehen einer Optik, die zumindest das Behältnis umschließt, kann auf eine weitere Rotation des Behältnisses verzichtet werden. Rotationen des Behältnisses bergen die Gefahr, dass der Verschluss bzw. der Stopfen des Behältnisses durch die Rotation verloren geht oder dass das meist flüssige Produkt, mit dem das Behältnis befüllt ist, mit dem Verschluss in Kontakt kommt. Außerdem ist eine Rotation des Behältnisses mechanisch aufwendig. Die vorgeschlagene Vorrichtung dagegen kommt ohne Rotation des Behältnisses aus.In contrast, the device for checking a closure region of a sealed container according to the features of the independent claim has the advantage that the evaluation quality is further improved. Just by the provision of optics, which encloses at least the container, can be dispensed with a further rotation of the container. Rotations of the container involve the risk that the closure or the plug of the container is lost by the rotation or that the most liquid product, with which the container is filled, comes into contact with the closure. In addition, a rotation of the container is mechanically expensive. The proposed device, however, comes without rotation of the container.

Durch die spezielle, das Behältnis zumindest teilweise umschließende Optik wird sichergestellt, dass der Stopfenspalt komplett erfasst und überprüft werden kann. Mehrere Kameras werden hierbei entbehrlich. In einer zweckmäßigen Weiterbildung ist die Optik als rotationssymmetrischer Körper ausgebildet, welcher insbesondere den Verschlussbereich des ebenfalls rotationssymmetrisch ausgebildeten Behältnisses umgibt. Hierzu eignet sich insbesondere ein Ringspiegel. Bevorzugt ist die Geometrie des Ringspiegels angepasst an die Geometrie des Verschlusses und des Behältnisses bzw. der Geometrie des Verschlussbereichs. Besonders zweckmäßig ist ein Spiegel des Ringspiegels um 45 Grad bezogen auf die Mittelachse des Behältnisses geneigt angeordnet. The special, the container at least partially enclosing optics ensures that the plug gap can be completely recorded and checked. Several cameras are dispensable. In an expedient development, the optics is designed as a rotationally symmetrical body, which in particular surrounds the closure region of the likewise rotationally symmetrical container. For this purpose, a ring mirror is particularly suitable. Preferably, the geometry of the annular mirror is adapted to the geometry of the closure and the container or the geometry of the closure region. Particularly useful is a mirror of the annular mirror arranged inclined by 45 degrees with respect to the central axis of the container.

In einer zweckmäßigen Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Optik beweglich anordenbar ist, bevorzugt entlang der Rotationsachse des Behältnisses. Dadurch ist ein reibungsloses Zuführen und Entnehmen der Behältnisse zu bzw. aus den Aufnahmen möglich. Insbesondere ist die Optik im Bereich der Aufnahme angeordnet, so dass eine zuverlässige Positionierung der Optik relativ zum Verschlussbereich des Behältnisses möglich wird. In an expedient development it is provided that the optics can be arranged movably, preferably along the axis of rotation of the container. As a result, a smooth feeding and removing the containers to or from the recordings is possible. In particular, the optics is arranged in the region of the receptacle so that reliable positioning of the optic relative to the closure region of the receptacle becomes possible.

Bevorzugt sind die Aufnahmen Bestandteil eines Transportmittels wie beispielsweise ein Transportstern. Eine Prüfung der Behältnisse an anderer Stelle, wie beispielsweise auf einem Zellenband, einem Schneckentransport, einem Bandtransport oder einem Greifarm ist ebenfalls denkbar. Ebenfalls kann die Optik bzw. der Ringspiegel oder das Behältnis auf andere Weise bewegt werden, beispielsweise durch Wegklappen der Optik, Führen des Behältnisses in die Optik mittels Greifarm oder ähnliches. Preferably, the images are part of a means of transport such as a transport star. A check of the containers elsewhere, such as on a cell belt, a screw transport, a tape transport or a gripping arm is also conceivable. Likewise, the optics or the ring mirror or the container can be moved in another way, for example by folding away the optics, guiding the container into the optics by means of a gripping arm or the like.

In einer zweckmäßigen Weiterbildung ist eine Beleuchtung vorgesehen, die es erlaubt, in der zirkulären Abbildung eine optische Unterscheidung zwischen dem zu prüfenden Verschlussspalt und den den Verschlussspalt axial begrenzenden Außenflächen des Verschlusses (Verschlusswand) und des Behältnisses (Behältniskragen) zu treffen. Hierzu ist besonders bevorzugt eine Beleuchtung vorgesehen, die in einem gegenüber der Mittelachse des Behältnisses flachen Winkel von außen auf Verschluss und Behältnis trifft. Dadurch werden die Außenflächen des Verschlusses und des Behältnisses hell abgebildet, während der nicht von direktem Licht getroffene Verschlussspalt (speziell die Innenwand des Verschlussspalts) dunkel bleibt. Besonders bevorzugt ist die Beleuchtung als eine insbesondere oberhalb des Behältnisses angebrachte Ringbeleuchtung ausgeführt. Damit erfolgt eine gleichmäßige Ausleuchtung des umlaufenden Verschlussbereichs zur besseren Erfassung durch die Kamera in Verbindung mit der Optik. In einer zweckmäßigen Weiterbildung kann zudem eine geblitzte Beleuchtung vorgesehen sein, was die Kameraaufnahme weiter verbessert. In einer zweckmäßigen Weiterbildung ist zudem vorgesehen, dass die Beleuchtung mehrere Beleuchtungsquellen umfasst. Die Beleuchtung ist bevorzugt schräg oben angeordnet, um von dort die Oberseite des Verschlusses bzw. des Behältnisses zu beleuchten. Dadurch wird der Verschluss besonders hell, während der Spalt der Verschlussregion gleichzeitig im Schatten belassen werden kann. Dies eignet sich besonders bevorzugt für eine entsprechende Auswertung. In einer weiteren zweckmäßigen Weiterbildung ist zumindest eine Blende für die Beleuchtung vorgesehen. Dadurch können verschiedene Beleuchtungsverhältnisse besonders einfach durch einen Blendenwechsel erreicht werden. Dies ist gerade bei einem Formatwechsel von Vorteil, wenn sich die Geometrien der Behältnisse und/oder der Verschlüsse ändern. Zur besseren Anpassung an unterschiedliche Formate wäre gegebenenfalls eine Höhenverstellung für die Kamera und ggf. für die Optik besonders vorteilhaft.In an expedient development, an illumination is provided, which makes it possible to make a visual distinction in the circular image between the closure gap to be tested and the closure surface axially delimiting outer surfaces of the closure (closure wall) and of the container (container collar). For this purpose, a lighting is particularly preferably provided, which meets in a relation to the central axis of the container flat angle from the outside on closure and container. As a result, the outer surfaces of the closure and the container are brightly displayed, while the not hit by direct light closure gap (especially the inner wall of the closure gap) remains dark. Particularly preferably, the lighting is designed as a particular mounted above the container ring lighting. This results in a uniform illumination of the circumferential closure area for better capture by the camera in conjunction with the optics. In an expedient development, a flashed illumination can additionally be provided, which further improves the camera recording. In an expedient development, it is additionally provided that the illumination comprises a plurality of illumination sources. The lighting is preferably arranged obliquely above to illuminate from there the top of the closure or of the container. As a result, the closure is particularly bright, while the gap of the closure region can be left in the shade at the same time. This is particularly preferred for a corresponding evaluation. In a further expedient development, at least one aperture is provided for the illumination. As a result, different lighting conditions can be achieved particularly easily by changing the aperture. This is especially in a format change advantageous if the geometries of the containers and / or the Change closures. For better adaptation to different formats, a height adjustment for the camera and optionally for the optics would possibly be particularly advantageous.

In einer zweckmäßigen Weiterbindung ist eine Auswertung vorgesehen, welche anhand der durch die Beleuchtung erzielten zirkulären Abbildung und vorhandener Helligkeitsunterschiede auf einen ordnungsgemäßen oder fehlerhaften Verschlussbereich hinweist. Besonders bevorzugt werden Helligkeitsunterschiede der entstehenden unterschiedlichen Ringe bei zylinderförmigen Behältnissen und Verschlüssen ausgewertet. Insbesondere durch Generierung einer Ellipse an einzelnen Stützstellen lässt sich die Qualität der Verschlussregion bestimmen.In an expedient further connection, an evaluation is provided which indicates a proper or faulty closure region on the basis of the circular image achieved by the illumination and existing brightness differences. Particularly preferred brightness differences of the resulting different rings are evaluated in cylindrical containers and closures. In particular, by generating an ellipse at individual support points, the quality of the closure region can be determined.

Weitere zweckmäßige Weiterbildungen ergeben sich aus weiteren abhängigen Ansprüchen und aus der Beschreibung.Further expedient developments emerge from further dependent claims and from the description.

Zeichnungdrawing

Ein Ausführungsbeispiel der Vorrichtung zum Überprüfen eines Verschlussbereichs eines verschlossenen Behältnisses ist in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend näher erläutert.An embodiment of the device for checking a closure region of a sealed container is shown in the drawing and will be explained in more detail below.

Es zeigen:Show it:

Die 1 eine erfindungsgemäße Optik in der Draufsicht und zugehörigen Schnittdarstellung,The 1 an inventive optics in the plan view and associated sectional view,

die 2 eine Prinzipskizze zur Überprüfung des Verschlussbereichs in einem Transportstern in der Draufsicht,the 2 a schematic diagram for checking the closure area in a transport star in plan view,

die 3 eine Vorrichtung in der Variante mit außenliegender Beleuchtung in der Seitenansicht,the 3 a device in the variant with external lighting in the side view,

die 4 eine Vorrichtung in der Variante mit innenliegender Beleuchtung in der Seitenansicht sowiethe 4 a device in the variant with internal lighting in the side view as well

die 5 eine Skizze zur zirkulären Abbildung zur weiteren Auswertung des Verschlussbereichs.the 5 a sketch of the circular image for further evaluation of the closure area.

Eine Optik 10 ist gemäß 1 ringförmig ausgebildet. Hierbei orientieren sich der Außendurchmesser D1 und der Innendurchmesser D2 der Optik 10 an die Geometrie der zu prüfenden Behältnisse 12, die jeweils mit Verschlüssen 14 verschlossen sind. Die Optik 10 ist bevorzugt als Ringspiegel ausgebildet. Hierbei weist die Innenseite der Optik 10 einen bestimmten Winkel auf, der die Abbildung des Verschlussbereichs auf eine Kamera 24 sicherstellt. In dem Ausführungsbeispiel gemäß 1 wie in der Schnittdarstellung ersichtlich beträgt dieser Winkel ungefähr 45 Grad. Wesentlich ist, dass die Optik 10 das Behältnis 12 zumindest teilweise, bevorzugt komplett umschließt. Abhängig von der Geometrie der Behältnisse 12, die üblicher Weise zylindrisch ausgebildet sind, eignet sich eine komplett ringförmig bzw. konzentrisch Form der Optik 10. Die Dicke der Optik 10 bzw. des Ringspiegels kann davon abhängen, wie der Spiegel hergestellt wird. Nicht gezeigt ist darüber hinaus eine Halterung der Optik 10. An optic 10 is according to 1 ring-shaped. Here, the outer diameter D1 and the inner diameter D2 of the optics are oriented 10 to the geometry of the containers to be tested 12 , each with closures 14 are closed. The optics 10 is preferably designed as a ring mirror. This shows the inside of the optics 10 a certain angle on the image of the shutter area on a camera 24 ensures. In the embodiment according to 1 As can be seen in the sectional view, this angle is approximately 45 degrees. It is essential that the optics 10 the container 12 at least partially, preferably completely enclosing. Depending on the geometry of the containers 12 , The usual way are cylindrical, is a completely annular or concentric shape of the optics 10 , The thickness of the optics 10 or the ring mirror may depend on how the mirror is made. Not shown is beyond a holder of the optics 10 ,

Bei der Prinzipskizze gemäß 2 zur Prüfung der Behältnisse 12 in einem Transportmittel 20, wie beispielsweise ein Transportstern, werden verschlossene Behältnisse 12 über einen mit einem Pfeil symbolisierten Einlauf 28 zugeführt. Jedes Behältnis 12 gelangt in eine Aufnahme 22. Die Aufnahme 22 ist an die Außengeometrie des Behältnisses 12 angepasst zum sicheren Transport. Die Aufnahmen 22 sind Bestandteile des Transportmittels 20. Das Transportmittel 20 ist beispielhaft als Transportstern ausgebildet und dreht die Behältnisse 12 – wie mit einem Pfeil angedeutet – in Transportrichtung hin zu einer Prüfstelle 32. Jede Aufnahme 22 ist so ausgebildet, dass mit ihr die Optik 10 verbunden ist zum zumindest teilweisen Umschließen des verschlossenen Behältnisses 12. In der Prüfstelle 32 ist schematisch eine Kameraoptik 25 der Kamera 24 angedeutet. Weiterhin ist in der Prüfstelle 32 eine vorzugsweise ringförmige Beleuchtung 16 vorgesehen, die den zu prüfenden Verschlussbereich beleuchtet, so dass das entstehende Bild über die Optik 10 und die Kameraoptik 25 der Kamera 24 und der sich daran anschließende Auswerteeinheit 23 zugeführt wird. Das Transportmittel 20 bewegt das in der Prüfstelle 32 befindliche Behältnis 12 nach erfolgter Prüfung weiter zu einem mit einem Pfeil symbolisieren Auslauf 30. Zwischen Prüfstelle 32 und Auslauf 30 ist an dem Pfeil 26 eine Zuführungs- bzw. Entnahmestelle 26 gekennzeichnet. Um einen ungehinderten Einlauf bzw. Auslauf der Behältnisse 12 zu ermöglichen, sind die jeweiligen Optiken 10 an diesen Positionen relativ zum Behältnis 12 bzw. zur Mittelachse 33 des Behältnisses 12 angehoben. In der Skizze sind dies die den Entnahme- bzw. Einlaufstellen 26, 28 nächstliegenden Optiken 10. Während der Prüfung in der Prüfstelle 32 befindet sich die Optik 10 in der unteren Prüfstellung, in der die Optik 10 den Verschlussbereich umschließt. Die mechanische Bewegung kann beispielsweise entlang einer Profilnut erfolgen. In the schematic diagram according to 2 for testing the containers 12 in a means of transport 20 , such as a transport star, become sealed containers 12 via an inlet symbolized by an arrow 28 fed. Every container 12 gets into a recording 22 , The recording 22 is to the outer geometry of the container 12 adapted for safe transport. The pictures 22 are components of the means of transport 20 , The means of transport 20 is exemplified as a transport star and rotates the containers 12 - As indicated by an arrow - in the direction of transport to a test center 32 , Every shot 22 is designed so that with it the optics 10 is connected to at least partially enclose the sealed container 12 , In the test center 32 is a schematic camera optics 25 the camera 24 indicated. Furthermore, in the test center 32 a preferably annular illumination 16 provided, which illuminates the closure area to be tested, so that the resulting image on the optics 10 and the camera optics 25 the camera 24 and the subsequent evaluation unit 23 is supplied. The means of transport 20 move that in the test center 32 located container 12 After checking, continue to symbolize a spout with an arrow 30 , Between inspection station 32 and spout 30 is at the arrow 26 a supply or withdrawal point 26 characterized. To an unhindered inlet or outlet of the containers 12 to enable, are the respective optics 10 at these positions relative to the container 12 or to the central axis 33 of the container 12 raised. In the sketch, these are the removal or entry points 26 . 28 nearest optics 10 , During the test at the test center 32 is the optics 10 in the lower test position, in which the optics 10 encloses the closure area. The mechanical movement can take place, for example, along a profile groove.

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 3 ist das zu prüfende Behältnis 12 dargestellt, welches mit dem Verschluss 14 verschlossen ist. Das Behältnis 12 weist eine Mittelachse 33 auf, hinsichtlich der auch der jeweilige Aufbau der Optik 10 (rotations)symmetrisch aufgebaut ist. Auf Höhe des Verschlussbereichs ist die Optik 10 angeordnet. Außerdem ist die Optik 10 gestrichelt in einer Entnahme- bzw. Zuführposition gezeigt, die sich oberhalb des Verschlusses 14 befindet und der ungehinderten Entnahme oder Zuführung der verschlossenen Behältnisse 12 dient. Oberhalb des Behältnisses 12 ist die Kamera 24 mit nachgeschalteter Auswerteeinheit 23 angeordnet. Hierzu vorgeschaltet ist ein insbesondere telezentrisches Objektiv 34. Hierzu mittig angeordnet weist die Vorrichtung eine Blende 36 auf. Weiterhin ist auch eine Blende 36 seitlich vorgesehen, benachbart zu der Beleuchtung 16. Auch die Beleuchtung 16 ist bevorzugt ringförmig ausgeführt, so dass der komplette Verschlussbereich belichtet wird. Der Beleuchtung 16 vorgeschaltet ist eine Blende 38, die wechselbar ausgebildet sein kann. Die Beleuchtung 16 erzeugt eine gerichtete Beleuchtung in Form eines Strahls 48. Eine Erfassungsrichtung 46 der Kamera 24 ist mit einem entsprechenden Pfeil darstellt und wird in geeigneter Weise über die Optik 10 umlaufend auf den Verschlussbereich des Behältnisses 12 gelenkt. Die vorzugsweise ringförmige Beleuchtung 16 ist nun außerhalb des Objektivs 34 angeordnet. Der Durchmesser der Beleuchtung 16 ist auch größer als der Durchmesser der ringförmigen Optik 10. Bei der Kamera 24 kann es sich um eine hochauflösende Kamera handeln. Alternativ ist auch eine weitere Beleuchtung 44 vorzusehen, die im Ausführungsbeispiel in Richtung des Behältniskörpers entsprechend einen seitlichen Strahl 48 erzeugt. Der Aufbau der Vorrichtung ist im Wesentlichen rotationssymmetrisch.In the embodiment according to 3 is the container to be tested 12 shown, which with the closure 14 is closed. The container 12 has a central axis 33 on, in terms of the respective structure of the optics 10 (Rotations) is constructed symmetrically. At the level of the closure area is the optics 10 arranged. In addition, the optics 10 shown in dashed lines in a removal or feed position, which is above the closure 14 and unimpeded removal or supply of sealed containers 12 serves. Above the container 12 is the camera 24 with downstream evaluation unit 23 arranged. This is preceded by a particular telecentric lens 34 , For this purpose, arranged centrally, the device has an aperture 36 on. Furthermore, there is also a screen 36 provided laterally, adjacent to the lighting 16 , Also the lighting 16 is preferably designed annular, so that the entire closure area is exposed. The lighting 16 upstream is an aperture 38 , which can be designed changeable. The lighting 16 produces directional illumination in the form of a beam 48 , A detection direction 46 the camera 24 is represented with a corresponding arrow and is suitably on the optics 10 circulating on the closure area of the container 12 directed. The preferably annular illumination 16 is now outside the lens 34 arranged. The diameter of the lighting 16 is also larger than the diameter of the annular optics 10 , At the camera 24 it can be a high-resolution camera. Alternatively, there is another lighting 44 to provide, in the embodiment in the direction of the container body according to a lateral beam 48 generated. The structure of the device is essentially rotationally symmetrical.

Das Ausführungsbeispiel gemäß 4 unterscheidet sich von demjenigen der 3 lediglich darin, dass die Beleuchtung 16 nun zwischen dem Objektiv 34 und dem Behältnis 12 angeordnet ist. Dadurch ergibt sich ein steilerer Winkel des Strahls 48 der Beleuchtung. Der Durchmesser der ringförmigen Beleuchtung 16 ist bei diesem Ausführungsbeispiel kleiner als der Durchmesser der ringförmigen Optik 10. Ansonsten sind die Vorrichtungen jedoch identisch.The embodiment according to 4 is different from the one of 3 only in that the lighting 16 now between the lens 34 and the container 12 is arranged. This results in a steeper angle of the beam 48 the lighting. The diameter of the annular illumination 16 is smaller than the diameter of the annular optics in this embodiment 10 , Otherwise, however, the devices are identical.

In 5 ist beispielhaft eine Skizze einer zirkulären Abbildung eines Bildes gezeigt, welches üblicherweise die Kamera 24 aufnimmt und die Auswerteeinheit 23 zur Überprüfung des Verschlussbereichs verwenden könnte. Ein äußerer Rand RA der Optik 10 bzw. des Ringspiegels sowie ein innerer Rand RI des Ringspiegels 10 bilden die jeweiligen Außenbereiche der zirkulären Abbildung. Danach schließen sich nun unterschiedliche Regionen mit unterschiedlichen Helligkeiten an. Die nächsthellere Region ist eine Abbildung C des Verschlusses 16. Hieran schließt sich in Richtung zum Mittelpunkt der zirkulären Abbildung eine Abbildung D des Spalts zwischen Behältnis 12 und Verschluss 14 an. Diese Abbildung D ist dunkler als die Abbildung C des Verschlusses 14. Zum Mittelpunkt hin schließt sich an die Abbildung D des Spalts nun eine Abbildung E des Behältnisses 12 an, die wieder heller ist. Eine Grenze Gbs verläuft ring- bzw. ellipsenförmig zwischen den Bereichen D und E, also zwischen dem Behältnis 12 und dem Spalt. In diesen Bereich wird über geeignete Stützstellen und Algorithmen eine Ellipse Ebs hineingelegt. Eine Grenze Gss verläuft ring- bzw. ellipsenförmig zwischen den Bereichen C und D. An der Grenze Gss zwischen Spalt und Verschluss 14 wird eine Ellipse Ess gelegt. φ bezeichnet einen Drehwinkel der Ursprungsgeraden. Die Variable h (φ) bezeichnet die Höhe h des Verschlussspalts in Abhängigkeit des Drehwinkels φ der zirkulären Abbildung wie eingezeichnet. Der Schnittpunkt beim Drehwinkels φ an der Grenze Gbs bzw. Ellipse Ebs definiert den Punkt A, an der Grenze Gss bzw. Ellipse Ess den Punkt B. h (φ) entspricht dem Abstand der Punkte A und B. In 5 By way of example, a sketch of a circular image of an image, which is usually the camera, is shown 24 and the evaluation unit 23 could use to check the closure area. An outer edge RA of the optics 10 or the annular mirror and an inner edge RI of the annular mirror 10 form the respective outer areas of the circular figure. Then different regions with different brightnesses join. The next brighter region is a picture C of the shutter 16 , This is followed by an image D of the gap between the container in the direction of the center of the circular image 12 and closure 14 at. This image D is darker than the image C of the shutter 14 , Towards the center, an image E of the container now follows the image D of the gap 12 on, which is brighter again. A boundary Gbs extends in a ring-shaped or elliptical manner between the regions D and E, ie between the container 12 and the gap. In this area, an ellipse Ebs is inserted via suitable support points and algorithms. A boundary Gss runs in a ring-shaped or elliptical manner between the regions C and D. At the boundary Gss between gap and closure 14 an ellipse is laid Ess. φ denotes a rotation angle of the original straight line. The variable h (φ) denotes the height h of the shutter gap as a function of the angle of rotation φ of the circular image as drawn. The point of intersection at the angle of rotation φ at the boundary Gbs or ellipse Ebs defines the point A, at the boundary Gss or ellipse Ess the point B. h (φ) corresponds to the distance between points A and B.

In der pharmazeutischen Fertigung wird häufig ein Stopfen bzw. Verschluss 14 auf ein Behältnis 12 (z.B. ein Vial) aufgesetzt. In einem weiteren Schritt werden Verschluss 14 und Behältnis 12 mittels einer Kappe verbunden. ZwischenVerschluss 14 und Behältnis 12 kann ein Spalt entstehen. Die Höhe dieses Spalts ist für die pharmazeutische Fertigung kritisch, da durch einen zu großen Spalt im schlimmsten Fall das in dem Behältnis 12 befindliche Produkt kontaminiert werden kann. Eine genaue Prüfung des Spaltes ist wichtig, da Behältnisse mit einem kleinen Spalt noch akzeptiert werden können, um unnötigen Ausschuss zu vermeiden.In pharmaceutical manufacturing is often a plug or closure 14 on a container 12 (eg a vial). In a further step will be closure 14 and container 12 connected by a cap. between closure 14 and container 12 can a gap arise. The height of this gap is critical for pharmaceutical manufacturing, as in the container by a too large gap in the worst case 12 product can be contaminated. Exact inspection of the gap is important because containers with a small gap can still be accepted to avoid unnecessary rejects.

Eine verbesserte Prüfung des maximalen Verschlussspalts ist insbesondere für die Pharmaindustrie sehr interessant, da es sich hierbei um einen prozesskritischen Parameter handelt, der die Patientensicherheit des Produkts negativ beeinflussen kann. Eine Prüfung des Verschlusssitzes wird von Zulassungsbehörden vorgeschrieben.Improved testing of the maximum closure gap is of particular interest to the pharmaceutical industry, as it is a process-critical parameter that can negatively impact patient safety of the product. An inspection of the lock seat is required by regulatory agencies.

Alleinstellungsmerkmal der Vorrichtung ist es, dass eine Rundum-Prüfung des Verschlussspalts mit einer Vielzahl von Stützstellen ohne Rotation des Behältnisses 12 möglich wird. Die Rundum-Prüfung führt zu einer verbesserten Erkennung des maximalen Verschlussspalts. Ermöglicht wird dies durch Einsatz der speziellen Optik 10 (Ringspiegel), spezieller Beleuchtung 16 und Algorithmen zur Bildauswertung.Unique feature of the device is that an all-round inspection of the closure gap with a variety of support points without rotation of the container 12 becomes possible. The all-round check leads to an improved detection of the maximum closing gap. This is made possible by the use of special optics 10 (Ring mirror), special lighting 16 and algorithms for image analysis.

Hierzu ermöglicht die Optik 10 insbesondere in der ringförmigen Ausgestaltung eine Abbildung des Verschlussbereichs entlang des Umfangs des Behältnisses 12. Durch den speziellen Ringspiegel wird der Spalt entlang des kompletten Umfangs des Verschlusses 14 abgebildet. Die ringförmige Optik 10 ist konzentrisch um Behältnis 12 und Verschluss 14 angebracht. Der 45 Grad-Aufbau der Optik 10 lenkt das Abbild des Spaltes um 90 Grad ab. Üblicherweise wird die durch den Ringspiegel entstehende zirkuläre Abbildung des Stopfenspalts mittels telezentrischer Optik und Kamera 24 geprüft. The optics make this possible 10 in particular in the annular embodiment, an image of the closure area along the circumference of the container 12 , The special ring mirror makes the gap along the entire circumference of the closure 14 displayed. The ring-shaped look 10 is concentric around container 12 and closure 14 appropriate. The 45 degree construction of the optics 10 deflects the image of the gap by 90 degrees. Usually, the circular image of the plug gap resulting from the ring mirror is produced by means of telecentric optics and camera 24 checked.

Wie in 2 gezeigt, erfolgt die Prüfung in der Regel in einem als Transportstern ausgebildeten Transportmittel 20. Alle Aufnahmen 22 bzw. Taschen des Transportmittel 20 besitzen die ringförmige Optik 10. Die Optiken 10 werden in der Drehgeschwindigkeit des Transportmittels 20 mit bewegt. Da die Behältnisse 12 in das und aus dem Transportmittel 20 gelangen (Einlauf 28, Auslauf 30), ist die Optik 10 zusätzlich entlang der Mittelachse 33 der Behältnisse 12 beweglich. Während der Prüfung befindet sich die Optik 10 in Prüfstellung 32 auf Höhe des zu prüfenden Spalts. Während des Einlaufs 28 bzw. Auslaufs 30 ist die Optik 10 entlang der Rotationsachse bzw. Mittelachse 33 des Behältnisses 12 weg bewegt. In der Regel wird sich die Optik 10 oberhalb des Behältnisses 12 befinden. In dieser Entnahmestellung ist ein ungehinderter Einlauf 28 und Auslauf 30 des Behältnisses 12 in das Transportmittel 20 möglich. Vorzugsweise werden die Ringspiegel bzw. die Optik 10 im Transportmittel 20 mit bewegt. Zwischen den definierten Entnahme- und Prüfstellungen (26 bzw. 32) werden die Optiken 10 mechanisch bewegt, z.B. entlang einer Profilnut.As in 2 shown, the test is usually carried out in a trained as a transport star transport 20 , All shots 22 or bags of the means of transport 20 own the ring-shaped optics 10 , The optics 10 be in the rotational speed of the means of transport 20 with moves. Because the containers 12 in and out of the means of transport 20 arrive (enema 28 , Spout 30 ), is the optics 10 additionally along the central axis 33 of the containers 12 movable. During the test is the optics 10 in test position 32 at the level of the gap to be tested. During the enema 28 or spout 30 is the optics 10 along the axis of rotation or central axis 33 of the container 12 moved away. In general, the look will be 10 above the container 12 are located. In this removal position is an unhindered enema 28 and spout 30 of the container 12 in the means of transport 20 possible. Preferably, the ring mirrors or the optics 10 in the means of transport 20 with moves. Between the defined sampling and test positions ( 26 respectively. 32 ) are the optics 10 moved mechanically, eg along a profile groove.

Die Prüfung des Spaltes mittels Ringspiegels muss nicht zwingend in einem Transportstern erfolgen. Eine Prüfung des Behältnisses 12 an anderer Stelle (z.B. Zellenband, Schneckentransport, Bandtransport, Greifarm) ist ebenfalls denkbar. Ebenfalls kann der Ringspiegel oder das Behältnis 12 auf andere Weise bewegt werden (z.B. Wegklappen des Ringspiegels, Führen des Behältnisses 12 in den Ringspiegel mittels Greifarm, etc). Falls ein Kamerasystem 24, 25 aus Performancegründen nicht ausreichen sollte, können auch mehrere Kamerasysteme 24, 25 an verschiedenen Positionen angebracht werden.The inspection of the gap by means of a ring mirror does not necessarily have to be done in a transport star. A check of the container 12 elsewhere (eg cell belt, screw transport, belt transport, gripper arm) is also conceivable. Likewise, the ring mirror or the container 12 be moved in other ways (eg folding away the ring mirror, guiding the container 12 in the ring mirror by means of gripper arm, etc). If a camera system 24 . 25 For performance reasons, should not be sufficient, also several camera systems 24 . 25 be attached to different positions.

Vorzugsweise ist darüber hinaus die Beleuchtung 16 vorgesehen, die es erlaubt, in der zirkulären Abbildung, wie beispielsweise in der 5 gezeigt, eine optische Unterscheidung zwischen dem zu prüfenden Verschlusspalt und den den Verschlusspalt axial begrenzenden Außenflächen des Verschlusses 14 (Verschlusswand) und des Behältnisses 12 (Behältniskragen) zu treffen. Dies erfolgt durch die Beleuchtung 16, deren Strahlung 48 die in einem gegenüber Mittelachse 33 des Behältnisses flachen Winkel von außen auf Verschluss 14 und Behältnis 12 trifft. Dadurch werden die Außenflächen des Verschlusses 14 und des Behältnisses 12 hell abgebildet, während der nicht von direktem Licht getroffene Verschlusspalt (speziell die Innenwand des Verschlusspaltes) dunkel bleibt. Die Beleuchtung 16 lässt sich beispielsweise realisieren durch eine oberhalb des Behältnisses 12 angebrachte, vorzugsweise geblitzte Ringbeleuchtung mit geeignetem Durchmesser. Hierzu sind unterschiedliche Varianten denkbar. Zum einen könnte der Durchmesser der Beleuchtung 16 größer (3) oder aber auch kleiner (4) als der Durchmesser der Optik 10 sein. Dies kann vom verwendeten Material des Behältnisses 12 bzw. Verschlusses 14 abhängen. Wesentlich ist zudem, einen Einfallswinkel des Lichts zu finden, der eine möglichst gute Unterscheidung zwischen Verschluss 14, Spalt und Behältnis 12 ermöglicht. Bevorzugt wäre eine ringförmige Beleuchtung 16, die um das telezentrische Objektiv 34 herum angeordnet wird, wodurch der Durchmesser der Optik 10 und des Objektivs 34 kleiner als der Durchmesser der Ringbeleuchtung 16 wird.Preferably, moreover, the lighting 16 provided, which allows in the circular figure, such as in the 5 shown a visual distinction between the test gap to be tested and the closure gap axially delimiting outer surfaces of the closure 14 (Closure wall) and the container 12 (Container collar) to meet. This is done by the lighting 16 whose radiation 48 the one in opposite to the central axis 33 the container flat angle from the outside on shutter 14 and container 12 meets. This will cause the outer surfaces of the closure 14 and the container 12 bright, while the non-direct-occlusion gap (especially the inner wall of the occlusion) remains dark. The lighting 16 can be realized for example by an above the container 12 mounted, preferably flashed ring lighting with a suitable diameter. For this purpose, different variants are conceivable. For one thing, the diameter of the lighting could be 16 greater ( 3 ) or smaller ( 4 ) as the diameter of the optics 10 be. This may depend on the material used in the container 12 or closure 14 depend. It is also essential to find an angle of incidence of the light that makes the best possible distinction between closure 14 , Gap and container 12 allows. Preferred would be an annular illumination 16 around the telecentric lens 34 is arranged around, reducing the diameter of the optics 10 and the lens 34 smaller than the diameter of the ring lighting 16 becomes.

Bei einem Formatwechsel ist es denkbar, verschiedene Beleuchtungsverhältnisse zu erreichen, indem nur die Blende 38 vor der Beleuchtung 16 gewechselt und die Ringbeleuchtung 16 selbst beibehalten wird. Eventuell könnte die Geometrie der Beleuchtung 16 auch so gewählt werden, dass diese für alle verwendeten Behältnisse 12 (Formate) passt. Nötig wäre dann lediglich eine Höhenverstellung für das Kamerasystem 24 und eventuell für die Optik 10. Andernfalls könnte die Optik 10 mit einer geeigneten Halterung versehen werden, um einen einfachen Wechsel zu ermöglichen.In a format change, it is conceivable to achieve different lighting conditions by only the aperture 38 in front of the lighting 16 changed and the ring lighting 16 itself is maintained. Maybe the geometry of the lighting could be 16 also be chosen so that this for all used containers 12 (Formats) fits. Necessary would be only a height adjustment for the camera system 24 and possibly for the optics 10 , Otherwise, the look could be 10 be provided with a suitable holder to allow easy change.

Vorzugsweise ist die Beleuchtung 16 geblitzt auszuführen, so dass eine Trennung zwischen der bewegten Optik 10 und des Systems bestehend aus (telezentrischen) Objektiv 34 und Kamera 24 möglich wird. Vorzugsweise besteht das höhenverstellbare System lediglich aus einer einzigen stationären Kamera 24 mit Objektiv 34 und Beleuchtung 16, während für jede Aufnahme 22 des Transportmittels 20 ein mitlaufender Ringspiegel als Beispiel für eine Optik 10 vorhanden ist. Die Beleuchtung 16 wird geblitzt, wenn sich das zu prüfende Behältnis 12 samt Optik 10 in der Prüfstelle 32 vor der Kamera 24 befindet. Preferably, the lighting 16 to perform a flash, allowing a separation between the moving optics 10 and the system consisting of (telecentric) lens 34 and camera 24 becomes possible. Preferably, the height-adjustable system consists only of a single stationary camera 24 with lens 34 and lighting 16 while for each shot 22 of the means of transport 20 a revolving ring mirror as an example of an appearance 10 is available. The lighting 16 is flashed when the container to be tested 12 including optics 10 in the test center 32 in front of the camera 24 located.

Die von der Kamera 24 durch die Optik 10 aufgenommene zirkuläre Abbildung gemäß 5 zeigt die Außenseite von Behältniskragen, Spalt und Verschlusswand als konzentrische Ringe. Eventuell verändert sich die Dicke der Ringe entlang des Umfangs. Zu unterscheiden sind diese Ringe durch Helligkeitsunterschiede. Die Höhe des Verschlussspalts entlang des Umfangs kann entweder direkt aus dieser zirkulären Abbildung bestimmt werden. Alternativ erfolgt dies durch eine geeignete Algorithmik, die gleichzeitig zur Filterung der Ergebnisse beiträgt, wie dies Bestandteil der Auswerteeinheit 23 sein könnte. The from the camera 24 through the optics 10 recorded circular image according to 5 shows the outside of container collar, gap and closure wall as concentric rings. Eventually, the thickness of the rings changes along the circumference. Distinguish these rings by differences in brightness. The height of the closure gap along the circumference can be determined either directly from this circular image. Alternatively, this is done by a suitable algorithm, which also contributes to the filtering of the results, as part of the evaluation unit 23 could be.

Eine Möglichkeit für einen Algorithmus zur Bestimmung des Verschlussspalts ist es, zunächst den Mittelpunkt der Ringe zu bestimmen. Dieser könnte beispielsweise durch den kreisförmigen inneren Rand RI der Optik 10 bestimmt werden. Entlang von radialen Linien wird dann vom Mittelpunkt nach außen gelaufen. Durch die eventuell geglätteten Helligkeitsunterschiede können Stützstellen bestimmt werden, die die Grenze zwischen Behältnis 12 und Spalt Gbs und zwischen Spalt und Verschluss 14 Gss beschreiben. Die Stützstellen ergeben zwei ellipsenartige Gebilde Ess, Ebs. Bei nicht verkippten Behältnissen 12 (Behältnis 12 und Verschluss 14) sollte Gss einen Kreis beschreiben. One possibility for an algorithm for determining the closure gap is to first determine the center of the rings. This could, for example, by the circular inner edge RI of the optics 10 be determined. Along radial lines is then run from the center to the outside. The possibly smoothed brightness differences can be used to determine interpolation points that define the boundary between the container 12 and gap Gbs and between gap and closure 14 Describe Gss. The support points yield two elliptical structures Ess, Ebs. When not tilted containers 12 (Container 12 and closure 14 ) Gss should describe a circle.

Hierzu kann eine Ellipse Ess, Ebs durch Stützstellen gebildet werden. Der Mittelpunkt der Ellipse und der Winkel der Ellipsenhauptachse wird hierbei ebenfalls frei durch einen Fit bestimmt. Wenn einzelne Stützstellen zur sehr von den gefundenen Ellipsengleichung abweichen, dann werden sie aus der Berechnung herausgenommen und mit den verbleibenden Stützstellen eine verbesserte Ellipse erzeugt. Es entstehen zwei Ellipsengleichungen Ebs und Ess, jeweils eine für die Grenze von Behältnis 12 und Spalt Gbs bzw. von Spalt und Verschluss 14 Gss. Durch diese beiden Gleichungen lässt sich der zirkuläre Verlauf des Spalts und unter anderem auf sein Maximum beschreiben.For this purpose, an ellipse Ess, Ebs can be formed by supporting points. The center of the ellipse and the angle of the main axis of the ellipse are also defined by a fit. If individual interpolation points deviate greatly from the ellipse equation found, then they are removed from the calculation and an improved ellipse is generated with the remaining interpolation points. The result is two elliptic equations Ebs and Ess, one each for the border of the container 12 and gap Gbs or gap and closure 14 Gss. These two equations describe the circular course of the gap and, among other things, its maximum.

Die Beschreibung kann erfolgen, in dem man sich eine Halbgerade denkt, die im Mittelpunkt entspringt und um diesen um 360 Grad gedreht wird. Für jeden Drehwinkel φ können der Schnittpunkt dieser Ursprungsgerade mit der inneren Ellipse (Punkt A) und mit der äußeren Ellipse (Punkt B) bestimmt werden. Der Abstand AB liefert ein Maß für den Verschlussspalt bei Winkel φ,h(φ). H(φ) lässt sich auch in Abhängigkeit der beim Fit von Ebs und Ess bestimmten Parameter ausdrücken. Durch Verwendung genau bemaßter Kalibrier-Dummies kann die Höhe des Verschlussspalts kalibriert werden.The description can be made by thinking of a half-line originating at the center and rotated 360 degrees around it. For each rotation angle φ, the intersection of this original line with the inner ellipse (point A) and with the outer ellipse (point B) can be determined. The distance AB provides a measure of the closure gap at angle φ, h (φ). H (φ) can also be expressed as a function of the parameters determined by the fit of Ebs and Ess. By using accurately sized calibration dummies, the height of the gate gap can be calibrated.

Die Vorrichtung zum Überprüfen einer Verschlussregion eines verschlossenen Behältnisses eignet sich insbesondere für pharmazeutische Behältnisse, bei denen eine entsprechende Überprüfung der Verschlussspalts vorgeschrieben ist. Grundsätzlich jedoch sich die Vorrichtung auch für andere Anwendungen vorsehen, bei denen direkt verschlossene Behältnisse überprüft werden sollen. Die Verwendung ist jedoch hierauf nicht eingeschränkt.The device for checking a closure region of a sealed container is particularly suitable for pharmaceutical containers in which a corresponding check of the closure gap is prescribed. Basically, however, provide the device for other applications in which directly sealed containers to be checked. However, the use is not limited to this.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

US 2008/0001104 A1 [0001]

Claims

Device for checking a closure region of a closed container, comprising at least one camera ( 24 ), at least one recording ( 22 ) for holding a container ( 12 ), which is provided with at least one closure ( 14 ) is closed in a closure area, with an optic ( 10 ), characterized in that the optics ( 10 ) the container ( 12 ) at least partially surrounds the image of the closure region, in particular along the entire circumference of the closure ( 14 ), for further acquisition by the camera ( 24 ).

Device according to claim 1, characterized in that the optics ( 10 ) is rotationally symmetrical, preferably circular or concentric.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the optics ( 10 ) is designed as a ring mirror.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the optics ( 10 ) with a means of transport ( 20 ), in particular with a transport star, is connected.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that at least one illumination ( 16 ) is provided, which illuminates the closure area suitably.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the illumination ( 16 ) is formed at least partially encircling, in particular rotationally symmetrical, preferably circular or concentric.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the illumination ( 16 ) is arranged so that a relative to the central axis ( 33 ) of the container ( 12 ) flat angle is formed.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that at least one evaluation unit ( 23 ) provided by one of the camera ( 24 ) detected circular image on the basis of differences in brightness a gap between container ( 12 ) and closure ( 14 ).

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the evaluation unit ( 23 ) based on differences in brightness determined supporting points for generating at least one ellipse (Ess, Ebs), which is a measure of a gap between container ( 12 ) and closure ( 14 ). Device according to one of the preceding claims, characterized in that the illumination ( 16 ) is flashed operable.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that at least one aperture ( 36 ) for lighting ( 16 ) is provided.