DE1648454A1 - Vorrichtung zur Anzeige von Fehlern in Glasgegenstaenden - Google Patents

Description

Vorrichtung zur Anzeige von Fehlern ±n Glasgegenständen

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Anzeige von Fehlern im Rand bzw* in einer bearbeiteten Fläche eines Glasgegenstandes, der sich an einer Prüf station um seine Mittelachse dreht, mit einer Lichtauffangvorrichtung, die das Licht auf eine Photozelle zur Betätigung eines Mechanismus überträgt, um den geprüften G-egenstand gegebenenfalls als Ausschuss auszuscheiden, wobei die Lichtauffangvorrichtung nach unten auf die endbearbeitete Fläche gerichtet ist»

Es werden vor allem optische Vorrichtungen verwendet, um im Rand oder in der bearbeiteten Fläche von Glaskrügen, Glasflaschen oder anderen Glasbehältern Fehler festzustellen»

Diese Fehler können winzige Oberflächensprünge oder blosse Vertiefungen sein, doch falls sie sich über den Rand bzw» über die endbearbeitete Fläche erstrecken, ermöglichen sie

209815/021 9

oft den Luftzutritt ins Innere des Behälters trotz der Tatsache, dass dieser durch einen eng anliegenden Deckel verschlossen ist» Offenbar ist es sehr erwünscht, solche Fehler festzustellen und die fehlerhaften Behälter zu beseitigen, ehe sie Nahrungsmittel oder andere Stoffe enthalten, die durch Luftzutritt verderben<> Daher ist es in der glasherwtellenden Branche üblich, den offenen Rand bzw« die bearbeitete !Fläche von Behältern, bevor sie gefüllt werden, so sorgfältig wie möglich zu prüfen·

Eine solche Prüfung kann durch ein optisches Verfahren vorgenommen werden· Das heisst, ein Lichtstrahl kann auf eine Fläche des Randes oder eine bearbeitete Fläche des Behälters so gerichtet werden, dass er durch einen Fehler in eine lichtempfindliche Vorrichtung, z»B» eine Photodiode oder eine Photozelle reflektiert wird, die durch das reflektierte Licht erregt wird und einen geeigneten Auslesemeehanismus betätigt» um den fehlerhaften Behälter auszuscheiden» Bei einem solchen Verfahren wird der Behälter an eine Prüfstation herangeführt, an der sich die optischen Vorrichtungen befinden, und wird dann um seine mittlere oder Längsachse gedreht, damit die gesamte bearbeitete Fläche durch dis Gebiet des Lichtstrahls laufen kann·

Das optische Verfahren war ganz erfolgreich, aber dennoch traten bei seiner Anwendung Probleme auf» Ein solches Problem

209815/0219 ·/·

liegt darin, dass eine sehr empfindliche und also erwünschte Photodiode oder dergleichen oft durch Streulicht oder durch nicht von einer Fehlerstelle reflektiertes Licht erregt wird* Die Empfindlichkeit der lichtempfindlichen Vorrichtung für solches Streulicht lässt sich dadurch verringern, dass man die Bildseite so dicht wie möglich an die Belichtungsfläche heranbewegt, d«,h· an das Gebiet der bearbeiteten Fläche ρ auf das man den Lichtstrahl fallen lässt« Dabei besteht je« doch in erhöhtem Masse die Möglichkeit, dass von einem Fehler reflektiertes Licht nicht in die Bildseite der Photozelle oder einer anderen lichtempfindlichen Vorrichtung geworfen wirdo

Obwohl die erfindungsgemässe Prüf- bzw· Anzeigevorrichtung optischer Natur ist und in Übereinstimmung mit dem vorbeschriebenen Verfahren verwendet wird, ist es Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zu schaffen, die eine Lichtauffangvorrichtung aufweist, welche in unmittelbarer Nähe des Prüfgebietes verwendet werden kann, so dass ihre Empfindlichkeit gegenüber Streulicht und reflektiertem Licht verringert wird, und die ferner Mittel aufweist, um die Lichtreflexion an Fehlerstellen und dadurch die Wahrscheinlichkeit zu erhöhen, dass Licht von einer Fehlerstelle in die Lichtauffangvorrichtung reflektiert wird·

Die Aufgabe wird erfindungsgemäss gelöst durch eine Betrachtungszone, die sich über die bearbeitete Fläche im

209815/0219 ■

allgenemen radial von der Umdrehungsachse erstreckt, und durch mehrere Lichtquellen, von denen wenigstens eine auf jeder Seite der Betrachungszone angeordnet ist$ um einen Lichtstrahl von jeder Lichtquelle unter einem spitzen Winkel auf die bearbeitete fläche innerhalb der Betrachtungszone zu lenken, so dass Licht, das normalerweise von einem Lichtstrahl reflektiert wird, nicht in das Blickfeld der Lichtauffangvorrichtung geworfen wird, während Licht, das von einem Strahl durch eine reflektierende Fläche einer Fehlerstelle reflektiert wird, in das Blickfeld der Lichtauffangvorrichtung geworfen werden kann»

Es zeigen:

Fig» 1 eine schematische Darstellung der erfindungsgemäss vorgesehenen optischen Vorrichtung;

Fig» 2 eine Draufsicht auf einen Behälter, der gerade geprüft wird, und aus der die gegenseitige Anordnung der Lichtauffangvorrichtung und der Lichtquellen hervorgeht; ■-'■■"

Fig» 3 eine Endansicht der Lichtauffangvorrichtung mit einer Bildauffangsexte, die erfindungs^emäss verwendet werden kann;

Fig« 4 eine schematische Darstellung, die zeigt, wie ein Fehler Licht, von einer Lichtquelle in die

20981S/Π?19 /

BAD ORIGINAL

_ 5 —

vorrichtung reflektieren kann, wobei der Fehler zum Zwecke der Verdeutlichung in stark vergrössertem Massstab dargestellt istj

5 eine Ansicht ähnlich wie Fig. 4» die zeigt» dass Licht von beiden Lichtquellen in die Auffangvorrichtung reflektiert wird, und

6 eine Ansicht ähnlich wie Figo 4 und 5» die jedpjoh eine geänderte Ausführungsform der Lichtauffangvorrichtung ζ ei gto

In Figo 1 wird ein Glasbehälter G an einer Prüfstation dargestellt, an der sich eine Lichtauffangvorrichtung 10 und zwei Lichtquellen 12 befinden» Selbstverständlich soll die erfindungsgemässe Vorrichtung in Verbindung mit einer Maschine oder einem Mechanismus verwendet werden, die bzw» der eine Reihe von Glasbehältern nacheinander zur Prüfstation bringt» Eine Maschine bzwo ein Mechanismus dieser Art ist in dem Us-Patent 1 643 767 (Baker) und in dem US-Patent 2 902 151 (Miles u.a.) gezeigt? Bei einer derartigen Maschine muss jeder Glasbehälter C, wenn er die Prüfstation erreicht, um seine mittlere Längsachse zum Zwecke der Prüfung gedreht werden, wobei die erfindungsgemässe Prüfvorrichtung an der Maschine angeordnet ist, um jeweils einen kleinen Bereich der rotierenden Kante oder des Randes F das Behälters auf seine äussere Oberflächenbesohaffenheit zu prüfen© Wie in den Fig· 1 und 2 gezeigt, ist die Lichtauffangvorrichtung

209815/0219

ORIGINAL i

10 nach unten auf den Rand F gerichtet, und zwar vorzugsweise in senkrechter Richtung nach unten, während die beiden Lichtquellen 12 auf gegenüberliegenden Seiten der Lichtauffangvorrichtung 10 in etwa gleichem Abstand von dieser und in einer zum Rand im wesentlichen tangentialen Ebene angeordnet sind»

Die bevorzugte Lichtauffangvorrichtung 10 besteht aus einem faseroptischen Bündel von der Art, die zahlreiche Bündel aus Glasfasern oder dergleichen enthält, die Licht von einem Ende zum anderen Ende der Fasern übertragene Die "Betrachtungsenden" der Fasern können zu einer Prüfzone erweitert und zu fast jeder Querschnittsform auseinandergezogen werden, um eine Fläche des gleichen Querschnitts zu betrachten» Die Verwendung eines faseroptischen Bündels bzw» Lichtleitelementes als Lichtauffangvorrichtung ist besonders vorteilhaft, da es nur einen geringen Raumbedarf hat und in nächster Nähe des Randes F angeordnet werden kann; auch wird das reflektierte Licht zuverlässig zu einer entfernt angeordneten Photozelle oder einer anderen lichtempfindlichen Vorrichtung übertragen, die dadurch erregt werden kann, um einen Auslesemechanismus zu betätigen, der einen Teil der G-e samtprüf maschine bildet·

Ein erwünschtes Beispiel für die Verteilung der optischen Faserenden ist in Figo 3 dargestellt, in der die Faserenden

209815/0219

ORIGINAL !NSPECTEO

-. 7 —

innerhalb einer Prüffläche 14 gezeigt sind. Diese Prüffläche ist im allgemeinen rechteckig, und die Liehtauffangvorrichtung 10 bildet, wenn sie sich über dem Rand T? befindet, eine Prüfzone, die sich im allgemeinen radial von der Drehachse des Behälters C über die bearbeitete Fläche erstreckt» Man hat festgestellt, dass sich die Lichtauffangvorrichtung in unmittelbare Nähe der bearbeiteten Fläche bringen lässt_s ja sie kann sogar nur 1/4 Zoll (« 6,3 mm) vor der bearbeiteten Fläche angeordnet werden und weist dann noch immer ein Λ ziemlich beträchtliches oder breites Blickfeld bzw· Prüf>band über der bearbeiteten Fläche aufe Somit lässt sich die Lichtauffangvorrichtung 10 leicht in eine Prüfmaschine an der Prüfstation einbauen, und zwar, auf Grund ihres geringen Raumbedarfs, nahe den zu prüfenden Behältern*

Die bevorzugte Ausführungsform der Lichtquelle 12 weist ein Gehäuse 16 auf, das vorzugsweise vertikal angeordnet ist, um eine nach unten weisende bzwo gerichtete Lampe 18 in justierter senkrechter Stellung zu halten* Das Licht dieser Lampe wird durch eine Linse 20 in der Nähe des unteren Endes des Gehäuses 16 gelenkt und auf einen unter einem Winkel gehaltenen Spiegel 22 geworfen, so dass es in einem Strahl auf die Betrachtungszone der Lichtauffangvorrichtung 10 an der bearbeiteten Fläche F fokussiert werden kann« Die Lampe 18, die Linse 20 und/oder der Spiegel 22 sind zueinander so justiert, dass der Lichtstrahl von der Lampe auf

209815/07 1-9. · *^°

die bearbeitete pläche P fokussiert ist, so dass das Bild der Lampenwendel auf der endbesrbeiteten Pläche innerhalb der Betrachtungszone der Auffangvorrichtung erscheint« Das heisst, die von jeder Lichtquelle 12 kommenden Strahlen werden auf einen gemeinsamen Punkt derart fokussiert, dass sie innerhalb der Betrachtungszone auf der bearbeiteten Fläche direkt unter der Licht auf fangvorrichtung 10 zusammenfallen«, Das fokussierte Wendelbild für beide Strahlen ist in Pig» 2 schematisch dargestellt»

Lichtquellen, die von der gezeigten und beschriebenen abweichen, können ebenfalls verwendet werden, doch müssen sie so angeordnet werden, dass sie ihre jeweiligen Strahlenbündel von jeder Seite der Lichtauffangvorrichtung 10 unter einem spitzen Winkel auf die bearbeitete Fläche innerhalb der Betrachtungszolle der Auffangvorrichtung richten» Die vertikal angeordnete Lichtquelle 12 einschliesslich des unter einem Winkel angeordneten Spiegels 22 wird bevorzugt zwecks bequemerer Montage der Lichtquellen in einem beschränkten Raum nahe der Lichtauffangvorrichtung·

Der unter einem Winkel erfolgende Einfall der Lichtstrahlen auf die Betrachtungsfläche ist sehr erwünscht, wobei das Licht vorzugsweise von beiden Lichtquellen unter einem Winkel von ca. 45° auf die bearbeitete Piaehe gerichtet wird» Bei einem derartigen winkelförmigen Lichts trahlenverlouf wird Licht, des unter Normalbedingur.gen von der bearbeiteten

2 0981S /0? 19

BAD ORIGINAL

Fl;" ehe reflektiert und nicht durch die reflektierende Oberfläche eines Fehl era beeinflußt wird, nicht in die Lichtauffangvorrichtung reflektiert bzw. es liegt nicht innerhalb des BetrHchtungsbereicheso. Vielmehr gelangt der von einer Lichtquelle reflektierte Lichtstrahl eher in die andere Lichtquelle als in die Lichtauffangvorrichtung, die sich in unmittelbarer Nähe der endbearbeiteten Fläche befindet O

Sobald jedoch eine Fehlerstelle auftritt und sich über die bearbeitete Fläche erstreckt^ wie es ZoB© in den Fig_o 4 und 5 dargestellt ist, werden lichtreflektierende Flächen-, die durch einen Sprung oder einen anderen Fehler hervorgerufen wurden, das Licht in die Lichtauffangvorrichtung reflektieren Nicht alle Fehler haben reflektierende-Flächen, die so liegen, dass sie Licht von den Strahlen der beiden Flächen in die in der Nähe befindliche Auffangvorrichtung 10 werfen» Dies ist in Figo 4 veranschaulicht, in der das Licht von der linken Lichtquelle 12, wie ersichtlich, durch eine Fehlerstelle bzw© eine Sprungfläche oder Bruchfläche nach unten statt naoh oben reflektiert wirdo Da jedoch zwei Lichtstrahlen benutzt werden, wird sich die Wahrscheinlichkeit, dass Licht in die Auffangvorrichtung reflektiert wird, um die den Auslesemechanismus betätigende Photozelle zu erregen, wesentlich erhöhen; Figo 4 zeigt eine solche Situation, bei der der von der rechten Lichtquelle kommende Strahl in die

2 0 9 8 15/0219 ·/· ■

^ßAD ORIGINAL

Auffangvorrichtung gelenkt wird» Andere Fehler, wie sie in Figo 5 dargestellt sind, können Licht von beiden Lichtquellen in. die Auffangvorrichtung reflektieren

Daraus ergibt sich also, dass bei Verwendung mehrerer Lichtquellen, deren Strahlen unter einem Winkel in die Betrachtungszone geworfen werden, aller Wahrscheinlichkeit nach Licht an einer Fehlerstelle von einer oder beiden Lichtquellen in die Auffangvorrichtung reflektiert wird, und zwar trotz der Tatsache, dass die Lichtauffangvorrichtung sich nahe der bearbeiteten Fläche befindet, um die Möglichkeit zu verringern,, dass Stör- oder Streulicht in die Auffangvorrichtung gelangt und ein falsches Signal erzeugt, das den Auslesemechanismus betätigt·

Wie zuvor erwähnt, sind die Fehler in den Fig. 4 und 5 stark übertrieben dargestellt. Die meisten Fehler sind in Wirklichkeit ganz klein, und es kann erwünscht sein, die Betrachtung sz one der Auffangvorrichtung IG bei vielen Anlagen zwecks grösserer Genauigkeit oder Unterseheidungsfähigkeit enger zu machen und mehr zu fokussieren, um die Wahrscheinlichkeit zu erhöhen, dass die kleinen, geringfügigen Fehlerstellen ebenfalls festgestellt und angezeigt werden* Dies lässt sich, wie in Figo 6 dargestellt, dadurch erreichen, dass am unteren Ende des faseroptischen Bündels eine Linse vorgesehen, wird· Vorzugsweise ist die Linse verstellbar» um

209815/0219 ·/·

den Betrachtungsbereich auf ein schmales Band der bea#~ beiteten Fläche zu fokussieren, unabhängig von dem Abstand der Lichtauffangvorrichtung von der bearbeiteten Flächeo

Obwohl die Fehleranzeigevorrichtung als besonders geeignet für die Prüfung der bearbeiteten Flächen von Glasartikeln beschrieben wurde und obwohl dies ihr zur Zeit bevorzugter Verwendungszweck ist, kann die Vorrichtung selbstverständlich auch zur Feststellung von Fehlern in anderen Glas— flächen verwendet werden«

"o—o·—o—o~o

Patentansprüche:

20981 5/n?19

Claims (1)

1. Patentansprüche:

   Vorrichtung zur Anzeige von Fehlern im Rand bzw«, in einer bearbeiteten Fläche eines G-lasgegenstandes, der sich an einer Prüfstation um seine Mittelachse dreht, mit einer Lichtauffangvorrichtung, die das Licht auf eine Photozelle zur Betätigung eines Mechanismus überträgt, um den geprüften Gegenstand gegebenenfalls als Ausschuss auszuscheiden, wobei die Lichtauffangvorrichtung nach unten auf die endbearbeitete Fläche gerichtet ist, gekennzeichnet durch eine Betrachtungszone, die sich über die bearbeitete Fläche im allgemeinen radial von der Umdrehungsachse erstreckt, sowie durch mehrere Lichtquellen (12), von denen wenigstens eine auf jeder Seite der Betrachtungszone angeordnet ist, um einen Lichtstrahl von jeder Lichtquelle unter einem spitzen Winkel auf die bearbeitete Fläche innerhalb der Betrachtungszone zu lenken, so dass Licht, das normalerweise

   98 1 S/O? 19

   von einem Lichtstrahl reflektiert wird, nicht in das Blickfeld der Lichtauffangvorrichtung geworfen wird, während Licht, das von einem Strahl durch eine reflektierende Fläche einer Fehlerstelle reflektiert wirdj in das Blickfeld der Lichtauffangvorrichtung^gÄWorfen werden kann_o

   Fehleranzeigevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtauffangvorrichtung aus einem faseroptischen Bündel besteht, wobei die Enden der Fasern in dem Bündel so verteilt sind, dass sie die Betrachtungszone abgrenzen_o

   Fehleranzeigevorrichtung nach Anspruch 1> dadurch gekennzeichnet, dass die Auffangvorrichtung im wesentlichen vertikal nach unten auf die bearbeitete Fläche gerichtet ist und dass jede Lichtquelle (12) aus einem im wesentlichen senkrecht angeordneten Gehäuse (16) mit - in dieser Reihenfolge von oben nach unten angeordnet einer Lampe (18), einer Linse (20) sowie einem schräg gestellten Spiegel (22) besteht, die gegeneinander in der tfeise verstellbar sind, dass der unter einem Winkel einfallende Lichtstrahl auf die Betrachtungszone unterhalb der Lichtauffangvorrichtung fokussiert wirdo

   4ο Fehleranzeigevorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtauffangvorrichtung aus einem

   • A

   faseroptischen Bündel besteht, wobei die Enden der fasern in dem Bündel so verteilt sind, dnc α sie die 3etraohtungszone abgrenzen und in geringem Abstand von der bearbeiteten PIfAehe des G-lasgegensxandes angeordnet sind»

   20 9 815/0219

   BAD ORlGSNAL