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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Inspizieren von Behältnissen, insbesondere von Getränkebehältnissen. Aus dem Stand der Technik ist es im Bereich der getränkeherstellenden Industrie seit langem bekannt, Behältnisse zu inspizieren. Dabei ist es beispielsweise bekannt, die Behältnisse auf Schäden zu inspizieren oder auf Verschmutzungen.
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Daneben ist es im Stand der Technik bekannt, bei verschlossenen Behältnissen Prüfungen durchzuführen, ob ein Verschluss ordnungsgemäß an dem jeweiligen Behältnis angeordnet ist. Zu diesem Zweck sind aus dem Stand der Technik Verfahren und Vorrichtungen bekannt, bei denen eine Drehstellung eines Behältnisverschlusses gegenüber dem Mündungsbereich des Behältnisses geprüft oder ermittelt wird, insbesondere bei Behältnissen, die aus PET gefertigt werden. Dies erfolgt dabei teilweise mittels Markierungen, die sowohl an dem Behältnisverschluss als auch an dem Behältnis selbst angeordnet sind.
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Entsprechende Vorrichtungen und Verfahren haben sich im Stand der Technik bewährt. Gleichwohl treten teilweise Probleme auf, wenn sich beispielsweise Verschmutzungen oder Flüssigkeitstropfen auf den Behältnisverschlüssen befinden.
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Aus der
EP 1 270 433 A2 ist ein Verfahren zum Inspizieren von Behältnissen bekannt. Dabei wird ein Bild einer Behältnismarke und einer Verschlussmarke aufgenommen und das Bild wird zu einer Prozesseinrichtung übermittelt, um eine Lage dieser Markierungen zu analysieren.
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Die
WO 2014/023580 beschreibt eine Dichtungsinspektionsvorrichtung, bei der ebenfalls ein Abstand zwischen einer Markierung auf einem Behältnis und einer Markierung auf dem Verschluss ermittelt wird. Die
WO 2019/025956 A1 beschreibt eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Ermitteln einer Winkelposition eines Verschlusses bezüglich einer Flasche.
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Im Stand der Technik ist es dabei üblich, beispielsweise Verschmutzungen wie zurückbleibende Wassertropfen zu entfernen. Allerdings können auch zurückbleibende Wassertropfen trotz einer Abblasung eine Erkennung der Winkelmerkmale auf dem Verschluss und auf dem Behältnis (zum Beispiel an einem Tragring) deutlich erschweren, was damit auch die Inspektion erschwert.
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Die genannten Aufgaben werden durch die Gegenstände der unabhängigen Patentansprüche erreicht. Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Bei einem erfindungsgemäßen Verfahren zum Inspizieren von Behältnissen und insbesondere von mit Behältnisverschlüssen versehenen Behältnissen werden die Behältnisse mittels einer Transporteinrichtung entlang eines vorgegebenen Transportpfads transportiert und während dieses Transports mittels einer ersten Inspektionseinrichtung inspiziert, wobei die Inspektionseinrichtung mittels einer Bildaufnahmeeinrichtung ein erstes Bild zumindest des Behältnisverschlusses eines bestimmten Behältnisses (bevorzugt aber auch eines Mündungsbereiches des Behältnisses) aufnimmt.
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Erfindungsgemäß wird mittels einer Bildaufnahmeeinrichtung ein zweites Bild zumindest dieses Behältnisverschlusses aufgenommen. Dabei ist bevorzugt ein zeitlicher Abstand zwischen der Aufnahme des ersten Bildes und der Aufnahme des zweiten Bildes geringer als 100 ms, bevorzugt geringer als 50 ms, bevorzugt geringer als 20 ms, bevorzugt geringer als 10 ms, bevorzugt geringer als 8 ms, bevorzugt geringer als 6 ms, bevorzugt geringer als 5 ms und bevorzugt geringer als 3 ms.
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Bevorzugt werden die Behältnisse während ihrer Bewegung inspiziert und insbesondere wird wenigstens ein Bild und werden bevorzugt beide Bilder während einer Bewegung der Behältnisse aufgenommen. Bevorzugt werden die Behältnisse mit einer Transportgeschwindigkeit transportiert, die größer ist als 0,1 m/s, bevorzugt größer als 0,3 m/s, bevorzugt größer als 0,5 m/s, bevorzugt größer als 0,8 m/s und besonders bevorzugt größer als 1,0 m/s. Bevorzugt werden die Behältnisse mit einer Transportgeschwindigkeit transportiert, die kleiner ist als 20 m/s, bevorzugt kleiner als 15 m/s, bevorzugt kleiner als 10 m/s, bevorzugt kleiner als 8 m/s, bevorzugt kleiner als 6 m/s, bevorzugt kleiner als 5 m/s, bevorzugt kleiner als 3 m/s, bevorzugt kleiner als 2,5 m/s.
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Es wird daher vorgeschlagen, dass von dem gleichen Behältnisverschluss wenigstens zwei und bevorzugt genau zwei Aufnahmen aufgenommen werden. Dabei ist es möglich, dass diese beiden Aufnahmen mittels der gleichen Bildaufnahmeeinrichtung, bzw. Kamera gemacht werden. Dabei werden Verschmutzungen wie beispielsweise Wassertropfen aufgrund unterschiedlicher Abbildungen bei der Bildverarbeitung identifiziert und können bevorzugt ignoriert werden, wohingegen die Merkmale der Ausrichtung ähnlich abgebildet werden und eindeutig von Wassertropfen unterschieden werden können.
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Bevorzugt werden das erste Bild und das zweite Bild bzw. die wenigstens zwei aufgenommenen Bilder des gleichen Behältnisses miteinander verglichen und/oder es werden beide Bilder ausgewertet. Neben der Aufnahme von Bildern wäre es auch möglich, Bildsequenzen aufzunehmen. Bevorzugt wird aus diesem Vergleich zwischen den Bildern auf das Vorhandensein von Fremdkörpern wie etwa Flüssigkeitstropfen geschlossen.
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Bevorzugt wird durch diesen Vergleich der beiden Bilder zwischen gesuchten oder zu suchenden Merkmalen (bzw. Markierungen des Verschlusses oder des Behältnisses) einerseits und andererseits störenden Artefakten (wie sie etwa durch Wassertröpfchen hervorgerufen werden) unterschieden.
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Anders als im Stand der Technik werden also die beiden Bildaufnahmen nicht durchgeführt, um bestimmte Markierungen besser erkennen zu können, sondern, um aus diesen beiden Bildaufnahmen eine Unterscheidung zwischen den Markierungen und Artefakten in der Bilddarstellung treffen zu können.
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Bei einem weiteren vorteilhaften Verfahren werden das erste und das zweite Bild mittels der gleichen Bildaufnahmeeinrichtung aufgenommen. Dabei ist es möglich, dass diese Bildaufnahmeeinrichtung zweimal in kurzen Abständen hintereinander getriggert wird und/oder ein entsprechendes Bild aufnimmt. Es wäre jedoch auch möglich, dass zwei Kameras vorgesehen sind, welche bevorzugt auf den gleichen Bereich des Behältnisses bzw. dessen Verschluss ausgerichtet ist.
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Bevorzugt wird mit beiden Bildaufnahmen das gleiche oder im Wesentlichen das gleiche Bildfeld (und/oder das gleiche Behältnis) aufgenommen (abgesehen von einem geringen Versatz, der sich durch die Fortbewegung des Behältnisses ergibt).
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Bevorzugt werden jedoch bei den beiden Bildaufnahmen die Beleuchtungsparameter geändert.
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Dabei werden bevorzugt die Bilder quasi am gleichen Ort (des Behältnisses) und bevorzugt kurz nacheinander aufgenommen, bzw. getriggert. Dies bedeutet, dass der zeitliche Abstand zwischen den Aufnahmen der beiden Bilder so gering ist, dass sich der Ort des Behältnisses zwischen dem Zeitpunkt der ersten Bildaufnahme und dem Zeitpunkt der zweiten Bildaufnahme nicht oder nicht wesentlich geändert hat.
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Bevorzugt bewegt sich das Behältnis in dem Zeitraum zwischen der Aufnahme des ersten Bildes und der Aufnahme des zweiten Bildes um weniger als 3cm, bevorzugt um weniger als 2cm, bevorzugt um weniger als 1,5cm, bevorzugt um weniger als 1cm, bevorzugt um weniger als 0,8cm, bevorzugt um weniger als 0,6cm und besonders bevorzugt um weniger als 0,5cm. Es wäre jedoch auch denkbar, dass wenigstens ein Bild oder auch beide Bilder während eines Stillstands der Behältnisse aufgenommen werden.
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Bevorzugt ist ein zeitlicher Abstand zwischen den beiden Aufnahmen kleiner als 1 s, bevorzugt kleiner als 0,5 s, bevorzugt kleiner als 0,2 s, bevorzugt kleiner als 0,1 s bevorzugt kleiner als 50 ms, bevorzugt kleiner als 10 ms, bevorzugt kleiner als 8 ms, bevorzugt kleiner als 6 ms, bevorzugt kleiner als 5 ms, bevorzugt kleiner als 3 ms, bevorzugt kleiner als 2 ms, bevorzugt kleiner als 1 ms., bevorzugt kleiner als 0,5 ms. Bevorzugt ist der zeitliche Abstand größer als 0,01 ms, bevorzugt größer als 0,02 ms, bevorzugt größer als 0,03 ms, bevorzugt größer als 0,04 ms und besonders bevorzugt größer als 0,05 ms.
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Durch diese kurzen zeitlichen Abstände kann das Behältnis trotz einer bestimmten endlichen Transportgeschwindigkeit zwei Mal an dem (im Wesentlichen) gleichen Ort aufgenommen werden. Falls sich beispielsweise das Behältnis mit einer Geschwindigkeit von 2 m/Sekunde bewegt, so würde dies beispielsweise bei einem zeitlichen Abstand zwischen zwei Aufnahmen von 0,5 Millisekunden bedeuten, dass sich das Behältnis lediglich um 1 mm bewegt hat.
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Bevorzugt werden zwei ortsgleiche Bilder aufgenommen. Dies bedeutet, dass beide Bilder von dem gleichen Bereich einer Anlage aufgenommen werden nur sich das Behältnis zwischen der ersten Aufnahme und der zweiten Aufnahme geringfügig bewegt hat. Bevorzugt wird jedoch zumindest der Behältnisverschluss und/oder der Mündungsbereich des Behältnisses voll auf beiden Bildern wiedergegeben.
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Besonders bevorzugt handelt es sich bei den inspizierten Behältnissen um Behältnisse, welche Höhen zwischen 50 mm und 800 mm, bevorzugt zwischen 100 mm und 400 mm aufweisen. Bevorzugt wird das Inspektionsverfahren bei einer Produktionsleistung von bis zu 90.000 Behältern/h durchgeführt. Besonders bevorzugt handelt es sich bei den Behältnissen um Kunststoffbehältnisse und insbesondere um Kunststoffflaschen.
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Bei einem weiteren bevorzugten Verfahren werden die Behältnisse entlang eines geradlinigen, insbesondere einbahnigen Transportpfads transportiert. Es wäre jedoch auch möglich, dass die Behältnisse entlang eines kreis- oder kreissegmentförmigen Transportpfads transportiert werden. Dabei kann ein Transport der Behältnisse beispielsweise mittels eines Transportbandes erfolgen. Daneben wäre es jedoch auch denkbar, dass die Behältnisse mittels Seitenführungsbändern transportiert werden.
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Bevorzugt handelt es sich bei den Behältnissen um gefüllte und verschlossene Behältnisse. Bei einem weiteren bevorzugten Verfahren werden die Bildaufnahmen mittels einer Triggereinrichtung getriggert. Bevorzugt sind die Belichtungszeiten für die Bildaufnahmen größer als 1 µs, bevorzugt größer als 2 µs, bevorzugt größer als 5 µs und bevorzugt größer als 10 µs. Bevorzugt sind die Belichtungszeiten geringer als 500 µs, bevorzugt geringer als 300 µs, bevorzugt geringer als 200 µs und besonders bevorzugt geringer als 100 µs
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Bei einem bevorzugten Verfahren wird wenigstens ein Bild einer Oberseite eines Behältnisverschlusses aufgenommen. Bevorzugt erfolgt dabei die Beobachtung von oberhalb des Behältnisverschlusses her. Dabei ist es möglich und bevorzugt, dass die Bildaufnahmeeinrichtung oberhalb des Behältnisverschlusses angeordnet ist, es wäre jedoch auch eine Umlenkung des Strahlungsweges bzw. des Beobachtungspfades (beispielsweise mittels Spiegeln) denkbar. Bevorzugt ist die Bildaufnahmeeinrichtung (während der Aufnahme der Bilder) im Wesentlichen senkrecht oberhalb der Behältnisse angeordnet.
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Bei einem weiteren bevorzugten Verfahren erfolgt die Aufnahme des ersten Bildes unter Verwendung erster physikalischer Parameter und die Aufnahme des zweiten Bildes unter Verwendung zweiter physikalischer Parameter, wobei sich wenigstens ein Parameter (und insbesondere der Wert dieses Parameters) der ersten physikalischen Parameter von wenigstens einem Parameter (und insbesondere dem Wert dieses zweiten Parameters) der zweiten physikalischen Parameter (insbesondere einem Parameter der die gleiche physikalische Eigenschaft beschreibt) unterscheidet und/oder wobei diese Parameter wenigstens teilweise voneinander abweichen. Insbesondere unterscheiden sich die beiden Aufnahmen in wenigstens einem Parameter voneinander.
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So kann beispielsweise das erste Bild mit einem bestimmten Satz (p1, p2, p3, p4) von Parametern aufgenommen werden und das zweiten Bild mit einem weiteren Satz (q1, q2, p3, q4) von Parametern und es kann gelten p1=q1, p2=q2, p3=q3 und p4 ungleich q4).
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Bei einem bevorzugten Verfahren ist der besagte physikalische Parameter aus einer Gruppe von Parametern ausgewählt, welche einen Zeitpunkt der Bildaufnahme, eine Zeitdauer der Bildaufnahme (bzw. eine Belichtungszeit), eine Farbe oder einen Spektralbereich einer Beleuchtung, eine Beleuchtungsart, eine Filtereinstellung (ggfs. auch eines Softwarefilters), einen Beobachtungswinkel der Bildaufnahmeeinrichtung, einen Abstand der Beobachtungseinrichtung von dem Behältnisverschluss, eine Beleuchtungsrichtung einer beleuchtenden Strahlung, eine Polarisierung einer beleuchtenden Strahlung, eine Richtwirkung der beleuchtenden Strahlung und dergleichen enthält. Auch wäre es möglich, dass mehrere derartige physikalische Parameter voneinander abweichen.
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Bevorzugt bleiben jedoch bei der Verwendung eines Doppeltriggers, also zwei kurz hintereinander mit einer Kamera aufgenommenen Aufnahmen der Beobachtungswinkel der Bildaufnahmeeinrichtung sowie der Abstand der Beobachtungseinrichtung von dem Behältnisverschluss im Wesentlichen konstant.
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So können sich beispielsweise die erste und die zweite Aufnahme voneinander hinsichtlich einer Beleuchtungsfarbe oder hinsichtlich einer Beleuchtungsrichtung oder hinsichtlich einer Beleuchtungsart und dergleichen unterscheiden.
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Bevorzugt wird dabei die Bildaufnahmeeinrichtung am im Wesentlichen gleichen Ort des Behältnisses sehr kurz nacheinander zwei Mal getriggert, wobei bei diesem bevorzugten Verfahren für beide Aufnahmen unterschiedliche Beleuchtungsarten angewandt werden.
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Als Beleuchtungsfarbe oder Wellenlänge können bevorzugt Wellenlängen vom Ultravioletten Bereich bis zum infraroten Bereich verwendet werden.
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Wie erwähnt, kann dabei das Licht aus unterschiedlichen Richtungen eingestrahlt werden, ähnlich wie bei sog. „shade from shading“-Verfahren (hierbei handelt es sich um ein neigungs- und krümmungsmessendes 3D-Verfahren, das auch in der automatisierten Qualitätskontrolle vor allem von Inlineoberflächeninspektionsaufgaben angewandt wird). Dies ermöglicht die sichere Erkennung von Formabweichungen wie beispielsweise Risse, Kratzer, Poren oder Kerben, insbesondere auf planen Flächen aber ggfs. auch das Vorhandensein von Fremdkörpern oder Substanzen wie Flüssigkeitstropfen.
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Daneben kann, wie erwähnt, auch eine unterschiedliche Richtwirkung des verwendeten Lichtes eingesetzt werden. Diese kann dabei von einem hart gerichteten Licht bis zu einer volldiffusen (cloudy day) - Beleuchtung reichen. Auch können, wie oben erwähnt, unterschiedliche Polarisationsrichtungen des beleuchtenden Lichtes eingesetzt werden.
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Bei einem weiteren bevorzugten Verfahren wird mit dem ersten Bild und/oder dem zweiten Bild auch ein Mündungsbereich des (insbesondere von dem Verschluss verschlossenen) Behältnisses aufgenommen. Insbesondere wird mit dem ersten Bild auch eine an dem Behältnisverschluss befindliche Markierung aufgenommen. Weiterhin wird mit dem ersten und/oder dem zweiten Bild auch eine auf einem Bereich des Behältnisses und insbesondere einem Tragring befindliche Markierung aufgenommen.
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Bevorzugt weisen daher die zu inspizierenden Behältnisverschlüsse wenigstens eine Markierung auf, welche durch eine Bildaufnahmeeinrichtung (d. h. optisch) erfassbar ist. Diese Markierung kann dabei beispielsweise in einem Randbereich des Behältnisverschlusses vorgesehen sein. Bei einem weiteren bevorzugten Verfahren weist auch das Behältnis selbst und insbesondere dessen Mündungsbereich und insbesondere dessen Tragring eine Markierung auf, welche durch eine Bildaufnahmeeinrichtung erfassbar ist.
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Bei einem bevorzugten Verfahren sind die Beleuchtungsparameter derart gewählt, dass sich in den aufgenommenen Bildern die Markierungen nur wenig unterscheiden. Bevorzugt sind die Beleuchtungsparameter derart gewählt, dass sich in den aufgenommenen Bildern Fremdkörper, wie etwa Wassertropfen stark unterscheiden. Auf diese Weise kann aus einem Vergleich zwischen den Bildaufnahmen ermittelt werden, welches Bildmerkmal von einem Artefakt oder einem Fremdkörper herrührt und welches Bildmerkmal tatsächlich die Wiedergabe einer Markierung ist.
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Bevorzugt werden daher beide Bildaufnahmen verwendet um eine Unterscheidung zwischen den (zu lokalisierenden) Markierungen einerseits und von Bildartefakten andererseits zu treffen und/oder um die Effekte, die etwa durch Wassertropfen ausgelöst werden zu unterdrücken. Auf diese Weise kann die Erkennungsleistung erhöht werden. Weiterhin wäre es auch möglich, mehr als zwei Aufnahmen zu erstellen.
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Bei einem weiteren bevorzugten Verfahren wird wenigstens eines der aufgenommen Bilder ausgewertet, um auf eine Drehstellung des Behältnisverschlusses gegenüber dem Behältnis zu schließen. Dabei kann eine entsprechende Auswertung mittels Algorithmen erfolgen oder auch unter dem Einsatz von künstlicher Intelligenz.
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Genauer kann eine Erkennung beispielsweise von Wassertropfen und den Ausrichtmerkmalen mittels einer konventionellen Algorithmik erfolgen oder aber auch unter Verwendung eines neuronalen Netzes für die Bildverarbeitung. Dabei kann bevorzugt ein Convolutional Neuronal Network (CNN) Einsatz finden. Dieses kann nach einem Training mit geeigneten und hochwertig annotierten Kamerabildern eine höhere Trennschärfe ermöglichen.
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Bevorzugt ist eine Vielzahl von Referenzbildern insbesondere in einer Speichereinrichtung abgelegt und es ist bevorzugt eine Vergleichseinrichtung vorgesehen, die diese abgelegten Bilder mit aufgenommenen Bildern vergleicht. Anhand dieses Vergleiches kann eine relative Drehstellung des Behältnisverschlusses oder auch des Behältnisses ermittelt werden.
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Bevorzugt nimmt die Bildaufnahmeeinrichtung wenigstens ein ortsaufgelöstes Bild des Behältnisverschlusses und/oder des Behältnisses auf. Bevorzugt erzeugt die Bildaufnahmeeinrichtung zur Erfassung des Behältnisses örtlich aufgelöste (insbesondere 2D- und/oder 3D-) Sensordaten (von dem Behältnis und/oder dessen Verschluss).
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Bevorzugt werden Auswertedaten aus den Sensordaten, insbesondere unter Verwendung einer Prozessoreinrichtung und/oder Datenverarbeitungseinrichtung, mittels Anwendung wenigstens eines (computerimplementierten) Computer-Vision-Verfahrens erzeugt, in welchem (computer-implementierte) Wahrnehmungs- und/oder Erfassungsaufgaben ausgeführt werden, beispielsweise (computer-implementierte) 2D- und/oder 3D-Objekterkennungsverfahren und/oder (computer-implementierte) Verfahren zur (computer-implementierten) semantischen Segmentierung und/oder (computer-implementierten) Objektklassifizierung („Image classification“) und/oder (computer-implementierten) Objektlokalisierung.
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Dabei wird bei der Objektklassifizierung das in den Sensordaten erfasste und/oder dargestellte Objekt einer (vorher eingelernten und/oder vorgegebenen) Klasse zugeordnet. Bei einer Objektlokalisierung wird insbesondere zusätzlich zu einer Objektklassifizierung ein Ort eines in den Sensordaten erfassten und/oder dargestellten Objekts (beispielsweise einer an dem Verschluss vorhandenen Markierung (insbesondere in Bezug auf die Sensordaten) bestimmt bzw. ermittelt, welcher insbesondere durch eine sogenannte Bounding Box markiert und/oder hervorgehoben wird. Bei der semantischen Segmentierung wird insbesondere jedem Pixel der Sensordaten eine Klasse (zur Klassifizierung eines Objekts) (insbesondere aus einer insbesondere vorgegebenen Vielzahl von Klassen) zugeordnet (Klassen-Annotation).
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Bei den Klassen kann es sich beispielsweise (unter anderem) um Verschmutzungsarten (etwa Wasser, Staub) oder um Arten der Behältnisverschlüsse (etwa Form und Farbe) handeln.
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Bevorzugt basiert die Ermittlung der Auswertedaten aus den von der Sensoreinrichtung erzeugten (Roh-)Daten oder hieraus abgeleiteter Daten (insbesondere die Ausführung von Computer-Vision-Verfahren bzw. Wahrnehmungsverfahren) auf (computer-implementierten) Verfahren des maschinellen Lernens, bevorzugt auf wenigstens einem (künstlichen) neuronalen Netzwerk basierenden Verfahren des maschinellen Lernens. Ein solches neuronales Netzwerk kann beispielsweise als tiefes neuronales Netzwerk (Deep Neural Network, DNN) bevorzugt ein sogenanntes Convolutional Neural Network (CNN) (dt. Faltungsnetzwerk) und/oder ein rekurrentes Neuronales Netzwerk (RNN, engl. Recurrent Neural Network) ausgestaltet sein.
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Die Auswerteeinrichtung zur Auswertung kann dabei in die Inspektionseinrichtung integriert sein oder aber auch in eine übergeordnete Maschinensteuerung. Bevorzugt ist die insbesondere intelligente, Auswerteeinrichtung in der Lage, über moderne Algorithmen (KI, d. h. Künstliche Intelligenz, machine learning (maschinelles Lernen), deep learning etc.) eine Beurteilung einer Drehstellung des Behältnisverschlusses gegenüber dem Behältnis vorzunehmen. Bevorzugt weist die Auswerteeinrichtung einen Prozessor und/oder eine Speichereinrichtung auf. Bevorzugt ist die Auswerteeinrichtung dazu geeignet und bestimmt, eine prädiktive Vorhersage in Hinblick auf einen Verschlusszustand des Behältnisses zu treffen.
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Die Auswerteeinrichtung kann (insbesondere mittels eines Computer-Programms und/oder mithilfe moderner Algorithmen wie KI, machine learning und/oder deep learning oder dergleichen) eine Klassifzierung eines Verschlusszustandes des Behältnisses angeben.
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Die vorliegende Erfindung ist weiterhin auf eine Vorrichtung zum Inspizieren von mit Behältnisverschlüssen versehenen Behältnissen gerichtet, welche eine Transporteinrichtung aufweist, welche die Behältnisse entlang eines vorgegebenen Transportpfads transportiert und eine Inspektionseinrichtung, die zum Inspizieren der Behältnisse dient, welche wenigstens eine erste Bildaufnahmeeinrichtung aufweist, welche wenigstens ein Bild eines mit einem Behältnisverschluss versehenen Behältnisses aufnimmt.
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Erfindungsgemäß ist die Inspektionseinrichtung dazu geeignet und bestimmt, wenigstens ein zweites Bild dieses mit dem Behältnisverschluss versehenen Behältnisses aufzunehmen.
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Bevorzugt nimmt dabei die besagte Bildaufnahmeeinrichtung beide Bilder auf. Es wäre aber auch denkbar, dass zwei oder mehrere Bildaufnahmeeinrichtungen vorgesehen sind.
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Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist die Vorrichtung eine Beleuchtungseinrichtung zum Beleuchten der Behältnisse und/oder der Behältnisverschlüsse auf. Dabei ist es möglich, dass auch diese Beleuchtungseinrichtung getriggert ist. Besonders bevorzugt weist die Vorrichtung eine Triggereinrichtung zum Auslösen einer Bildaufnahme auf. Dabei kann eine Triggerung auf eine bestimmte Position der Behältnisse erfolgen. So können etwa Lichtschrankeneinrichtungen vorgesehen sein, welche die erste Bildaufnahme auslösen, wenn ein Behältnis eine bestimmte Position erreicht hat. Die zweite Bildaufnahme kann in einem vorgegebenen zeitlichen Abstand nach der ersten Bildaufnahme erfolgen.
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Bevorzugt weist die Beleuchtungseinrichtung bei Verwendung eines Doppeltriggers wenigstens zwei geblitzte Lichtquellen wie zwei geblitzte Lampen auf. Diese werden besonders bevorzugt zeitlich hochsynchron also insbesondere im ein- bis zweistelligen µs-Bereich mit den Bildaufnahmen getriggert. Bevorzugt werden daher wenigstens zwei Lichtquellen der Beleuchtungseinrichtung mit einem zeitlichen Abstand zueinander getriggert, der geringer ist als 100 µs, und/oder der größer ist als 1 µs.
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Dabei wird bevorzugt ein Triggersignal (von aussen) an das Kamerasystem geführt und das Kamerasystem übernimmt die hochsynchrone Ablaufsteuerung für die Lampenblitze und den Kamerashutter.
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Bevorzugt ist die Beleuchtungseinrichtung dazu geeignet und bestimmt, eine gepulste Beleuchtung auf die Behältnisse auszugeben. Auch diese Beleuchtung kann dabei getriggert und/oder gepulst sein.
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Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die wenigstens eine Beleuchtungseinrichtung derart angeordnet, dass die das Behältnis oder den Behältnisverschluss schräg beleuchtet. Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist die Bildaufnahme im Wesentlichen senkrecht oberhalb des zu inspizierenden Behältnisses angeordnet. Bevorzugt ist die Bildaufnahmeeinrichtung oberhalb des Transportpfads der Behältnisse angeordnet. Bevorzugt werden dabei die Behältnisse aufrecht bzw. mit ihrer Mündung nach oben transportiert.
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Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform beobachtet die Bildaufnahmeeinrichtung die Behältnisse in deren Längsrichtung. Bevorzugt ist der Abstand (insbesondere in einer Längsrichtung der Behältnisse) zwischen der Bildaufnahmeeinrichtung und/oder deren Optik einerseits und dem Behältnisverschluss andererseits größer als 4 mm, bevorzugt größer als 6 mm, bevorzugt größer als 8 mm, bevorzugt größer als 10 mm und bevorzugt größer als 12 mm. Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist ein Abstand zwischen der Bildaufnahmeeinrichtung bzw. deren Optik und dem Behältnisverschluss kleiner als 70 mm, bevorzugt kleiner als 60 mm, bevorzugt kleiner als 50 mm, bevorzugt kleiner als 40 mm und bevorzugt kleiner als 35 mm.
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Besonders bevorzugt wird eine übertelezentrische Aufnahme aufgenommen. Übertelezentische d. h. perizentische Objektive sind aus dem Stand der Technik bekannt. Diese können Objekte aus mehreren Richtungen gleichzeitig beobachten. Im Falle eines Behältnisverschlusses erlauben solche Objektive -beispiels weise bei einem Blick von schräg oben - dass gleichzeitig die Verschlussoberfläche und die Außenflächen (insbesondere des Behältnisverschlusses) aufgenommen werden. Bevorzugt weist eine Frontlinse eines derartigen Objektivs einen deutlich größeren Durchmesser und/oder Querschnitt als das zu beobachtende Objekt, d. h. hier als der Verschluss und der Tragring des Behältnisses auf.
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Wie oben erwähnt weist die Vorrichtung bevorzugt nur eine Bildaufnahmevorrichtung auf, welche besonders bevorzugt so angesteuert wird, dass sie wenigstens zwei Aufnahmen des gleichen Behältnisses und/oder des gleichen Behältnisverschlusses (insbesondere während dessen Bewegung) aufnimmt. Bevorzugt werden die Behältnisse beabstandet zueinander transportiert.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform weist die Vorrichtung eine Steuerungseinrichtung zum Steuern der Bildaufnahmeeinrichtung(en) auf. Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Bildaufnahmeeinrichtung dazu ausgelegt, (insbesondere ortsaufgelöste) Bilder von den Behältnisverschlüssen im Auflichtverfahren aufzunehmen.
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Besonders bevorzugt ist in dem Strahlengang zwischen der Bildaufnahmeeinrichtung und dem Behältnisverschluss wenigstens eine Linseneinrichtung angeordnet. Vorteilhaft erfolgt eine Bildaufnahme in einem Brennpunkt oder in der Nähe des Brennpunktes dieser Linseneinrichtung.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform weisen die Behältnisverschlüsse ein Befestigungselement auf, um den Behältnisverschluss an dem Behältnis zu befestigen. Auf diese Weise verbleibt der Behältnisverschluss auch nach dem Öffnen des Behältnissverschlusses an dem Behältnis. Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform sind die Behältnisverschlüsse nicht symmetrisch und insbesondere nicht rotationssymmetrisch ausgebildet.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist die Vorrichtung eine Auswertungseinrichtung zur Auswertung wenigstens eines aufgenommenen Bildes auf, welche dazu geeignet und bestimmt ist, aus dem wenigstens einen aufgenommenen Bild eine Drehstellung des Behältinsverschlusses und insbesondere eine Drehung des Behältnisverschlusses gegenüber einer Mündung des Behältnisses zu ermitteln. Vorteilhaft wendet diese Auswerteeinrichtung ein Verfahren der oben beschriebenen Art zur Bildauswertung an.
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Bevorzugt weist die Vorrichtung eine Vergleichseinrichtung auf, welche die beiden aufgenommenen Bilder miteinander vergleicht. Aus diesem Vergleich wird bevorzugt auf das Vorhandenstein von Fremdkörpern auf dem Behältnisverschluss, wie beispielsweise Wassertropfen geschlossen.
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Bevorzugt handelt es sich bei den Behältnisverschlüssen um Schraubverschlüsse, welche bevorzugt auf die Mündung des Behältnisses aufgeschraubt sind.
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Weitere Vorteile und Ausführungsformen ergeben sich aus der beigefügten Zeichnung:
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Darin zeigt:
- 1 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung.
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1 zeigt eine erfindungsgemäße Vorrichtung 1 zum Inspizieren von Behältnissen 10. Diese Behältnisse 10 weisen dabei jeweils einen Behältnisverschluss 10a auf, der auf das Behältnis aufgeschraubt ist. Weiterhin ist an dem Behältnisverschluss eine (nicht gezeigte) Markierung angeordnet (insbesondere eine Markierung, welche von oben sichtbar ist) und auch an einem Tragring 10b des Behältnisses ist eine entsprechende Markierung ausgebildet. Durch Bildaufnahme des Behältnisverschlusses und dieser Markierung kann eine relative Drehstellung zwischen dem Behältnisverschluss und der Markierung ermittelt werden und so ermittelt werden, ob der Behältnisverschluss ordnungsgemäß auf dem Behältnis angeordnet ist. Das Bezugszeichen L kennzeichnet die Längsrichtung des zu inspizierenden Behältnisses.
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Das Bezugszeichen 4 kennzeichnet eine Inspektionseinrichtung, welche hier eine Bildaufnahmeeinrichtung 42 sowie eine Optik 44 aufweist. Diese Bildaufnahmeeinrichtung ist zu einer Längsrichtung L oberhalb des Behältnisses 10 angeordnet, um dieses zu inspizieren.
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Das Bezugszeichen 46 kennzeichnet eine vorteilhaft vorhandene optische Einrichtung und insbesondere eine Linseneinrichtung, welche zur Beobachtung des Behältnisverschlusses 10a dient. Bevorzugt weist diese Linseneinrichtung einen deutlich größeren Durchmesser auf als das zu beobachtende Objekt, als der Verschluss und der Tragring des Behältnisses.
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Die Bezugszeichen 48a und 48b kennzeichnen zwei Beleuchtungseinrichtungen, die bei dieser Ausgestaltung seitlich neben der Längsrichtung L des Behältnisses angeordnet sind. Auf diese Weise wird der Behältnisverschluss schräg von oben beleuchtet.
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Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann beispielsweise ein erstes Bild aufgenommen werden, wobei hierbei die Beleuchtungseinrichtung 48a das Behältnis beleuchtet sowie ein zweites Bild, wobei die Beleuchtungseinrichtung 48b das Behältnis beleuchtet. Auf diese Weise können beispielsweise auf dem Behältnisverschluss befindliche Wassertropfen leichter erkannt werden.
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Dabei ist es möglich, dass diese Beleuchtungseinrichtungen unterschiedliches Licht ausgeben, etwa Licht unterschiedlicher Wellenlänge. Weiterhin wäre es auch möglich, dass für die beiden Beleuchtungen unterschiedliche Beleuchtungswinkel gewählt werden. So könnte beispielsweise die erste Beleuchtung (für das erste Bild) als koaxiale Auflichtbeleuchtung und die zweite Beleuchtung (für das zweite Bild) als flach einstrahlende Ringlichtbeleuchtung ausgeführt sein.
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Das Bezugszeichen 52 kennzeichnet ein Gehäuse, in welches die Bildaufnahmeeinrichtung 42 integriert ist. Dieses Gehäuse 52 kann an seinen Innenwandungen bevorzugt lichtabsorbierend ausgebildet sein.
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Das Bezugszeichen 12 kennzeichnet eine Auswurfeinrichtung, welche dazu geeignet und bestimmt ist, als fehlerhaft erkannte Behältnisse bzw. als fehlerhaft verschlossene Behältnisse aus dem Transportpfad auszuschleusen.
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Die Anmelderin behält sich vor sämtliche in den Anmeldungsunterlagen offenbarten Merkmale als erfindungswesentlich zu beanspruchen, sofern sie einzeln oder in Kombination gegenüber dem Stand der Technik neu sind. Es wird weiterhin darauf hingewiesen, dass in den einzelnen Figuren auch Merkmale beschrieben wurden, welche für sich genommen vorteilhaft sein können. Der Fachmann erkennt unmittelbar, dass ein bestimmtes in einer Figur beschriebenes Merkmal auch ohne die Übernahme weiterer Merkmale aus dieser Figur vorteilhaft sein kann. Ferner erkennt der Fachmann, dass sich auch Vorteile durch eine Kombination mehrerer in einzelnen oder in unterschiedlichen Figuren gezeigter Merkmale ergeben können.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 1270433 A2 [0004]
- WO 2014/023580 [0005]
- WO 2019/025956 A1 [0005]
