DE202021100731U1

DE202021100731U1 - Vorrichtung und System zur kontrastreichen Erfassung eines Prüfzeichens auf Dosen mittels Wärmestrahlung

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Publication number: DE202021100731U1
Application number: DE202021100731.1U
Authority: DE
Original assignee: QUISS Qualitaets InspektionsSysteme und Service GmbH
Current assignee: QUISS Qualitaets InspektionsSysteme und Service GmbH
Priority date: 2021-02-15
Filing date: 2021-02-15
Publication date: 2022-05-17
Anticipated expiration: 2031-02-16
Also published as: EP4291877A2; WO2022171895A3; WO2022171895A2

Abstract

Vorrichtung zur optischen Überprüfung eines Prüfobjekts (1) mit einer gewölbten Oberfläche (21), wobei das Prüfobjekt (1) eine bevorzugt runde Dose, insbesondere Getränkedose, ist (1), wobei eine optische Detektionseinrichtung, insbesondere eine Kamera, (14) und eine Strahlungsquelle (12) vorgesehen sind, wobei durch die Strahlungsquelle Strahlung in Richtung der gewölbten Oberfläche des Prüfobjekts emittierbar ist, wobei das Prüfobjekt die Strahlung zumindest teilweise reflektiert und wobei die optische Detektionseinrichtung (14) derart angeordnet ist, dass sie reflektierte Strahlung der Strahlungsquelle erfasst, so dass die gewölbte Oberfläche (21) des Prüfobjekts (1) von der optischen Detektionseinrichtung (14) erfassbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass
die Strahlungsquelle (12) zumindest Strahlung im IR-B Bereich oder im IR-C Bereich emittiert,
wobei die optische Detektionseinrichtung (14) die reflektierte Strahlung im IR-B Bereich oder im IR-C Bereich zur Bestimmung der Topografie der gewölbten Oberfläche (21) des Prüfobjekts (1) erfasst, wobei die optische Detektionseinrichtung (14) Signale und/oder Daten erzeugt, welche die reflektierte Strahlung zumindest teilweise repräsentieren,
wobei eine Auswerteeinrichtung (23) zum Auswerten der von der optischen Detektionseinrichtung (14) erzeugten Daten und/oder Signalen vorgesehen ist, wobei die optische Detektionseinrichtung (14) Bestandteil eines bildgebenden Infrarottemperaturmessgeräts (25) ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur optischen Überprüfung eines Prüfobjekts mit einer gewölbten Oberfläche, insbesondere von Metallverpackungen, wie beispielsweise einer Getränkedose, und ein System zur optischen Überprüfung eines Prüfobjekts.
Bei der optischen Überprüfung von Metallverpackungen ist es erforderlich, dass mittels einer Prüfvorrichtung ein Bild mit einer ausreichenden Kontrastierung aufgenommen wird, welches daraufhin von Bildauswerteverfahren ausgewertet wird, um festzustellen, welche Markierung an dem Prüfobjekt vorliegt.
Daher ist es Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zur optischen Überprüfung von Prüfobjekten mit einer gewölbten Oberfläche bereitzustellen, wobei eine möglichst gute Kontrastierung der gewölbten Oberfläche möglich sein soll, und wobei insbesondere keine Störkonturen bzw. nicht exakt erfassbare Bereiche des Prüfobjekts auftreten sollen.
Diese Aufgabe wird von einer Vorrichtung mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst, wobei das Prüfobjekt bevorzugt eine Dose, insbesondere eine runde Dose und/oder eine Aluminiumdose, insbesondere eine Getränkedose, insbesondere eine runde Getränkedose, ist. Diese Vorrichtung zur optischen Überprüfung, insbesondere zur optischen Identifikation, eines Prüfobjekts mit einer gewölbten Oberfläche weist bevorzugt die nachfolgenden Merkmale auf: Es sind eine optische Detektionseinrichtung, insbesondere eine Kamera, und eine Strahlungsquelle vorgesehen, wobei durch die Strahlungsquelle Strahlung in Richtung der gewölbten Oberfläche des Prüfobjekts emittierbar ist, wobei das Prüfobjekt die Strahlung zumindest teilweise reflektiert und wobei die optische Detektionseinrichtung, insbesondere die Kamera, derart angeordnet ist, dass sie reflektierte Strahlung der Strahlungsquelle erfasst, so dass die gewölbte Oberfläche des Prüfobjekts von der optischen Detektionseinrichtung, insbesondere der Kamera, erfassbar ist. Die Strahlungsquelle emittiert bevorzugt zumindest Strahlung im IR-B Bereich oder im IR-C Bereich, wobei die optische Detektionseinrichtung, insbesondere die Kamera, die reflektierte Strahlung im IR-B Bereich oder im IR-C Bereich zur Bestimmung der Topografie der gewölbten Oberfläche, insbesondere des Prüfobjekts, erfasst, wobei die optische Detektionseinrichtung, insbesondere die Kamera, Signale und/oder Daten erzeugt, welche die reflektierte Strahlung zumindest teilweise repräsentieren, wobei eine Auswerteeinrichtung zum Auswerten der von der optischen Detektionseinrichtung, insbesondere Kamera, erzeugten Daten und/oder Signalen vorgesehen ist, wobei die optische Detektionseinrichtung, insbesondere Kamera, Bestandteil eines bildgebenden Infrarottemperaturmessgeräts ist bzw. als ein bildgebendes Infrarottemperaturmessgerätes ausgeführt ist. Die Erfindung beschreibt daher bevorzugt die optische Anordnung für ein Offline-System, bei dem stichprobenartig mit einer bevorzugt als Greifer ausgebildeten Zuführeinrichtung Dosen, insbesondere Aluminiumdosen, insbesondere Getränkedosen, vorgeführt werden. Dabei erfolgt das Lesen bzw. die Überprüfung des bevorzugt eingeprägten Prüfzeichens bzw. der bevorzugt eingeprägten Nummer bzw. die Überprüfung eines Identifikationszeichens, d.h. einer Werkzeugnummer, im Dosenboden. Besonders bevorzugt erfolgt eine Identifikation des Prüfzeichens. Dadurch ist dann zum einen eine Zuordnung der vorgeführten Dosen zu den Werkzeugen möglich. Zum Lesen des Prüfzeichens bzw. der Nummer wird die Dose bzw. der Boden der Dose bevorzugt als Hohlspiegel verwendet. Das Prüfzeichen kann somit im Kontext der vorliegenden Erfindung auch als Identifikationszeichen, d.h. als Werkzeugnummer, verstanden werden. Bevorzugt kann die erfindungsgemäße Vorrichtung Teil eines Systems sein, durch das eine Messung (mechanisch oder optisch) der Wandstärke der Dose bewirkt wird, wobei sich die Messung der Wandstärke in einem Toleranzbereich befinden muss. Um die Messwerte dem jeweiligen Werkzeug, durch das die Dose geformt wird, zuordnen zu können, wird ein Werkzeug-Erkennungszeichen (Nummer) in den Boden geprägt und diese wird bevorzugt mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung gelesen.
Diese Lösung ist vorteilhaft, da gegenüber einer gewöhnlichen Kamera (z.B. CCD- oder CMOS-Chip) die Kontrastierung deutlich verbessert ist und damit die Lesesicherheit erhöht wird.
Als IR-B Bereich wird vorliegend ein Bereich zwischen 1,4-3 µm verstanden. Als IR-C Bereich wird vorliegend ein Bereich zwischen 3-1000 µm verstanden, wobei der IR-C Bereich bevorzugt die Unterbereiche MIR und FIR aufweist. Als MIR Bereich wird vorliegend ein Bereich zwischen 3-50 µm verstanden und als FIR wird vorliegend ein Bereich zwischen 50-1000 µm verstanden.
Weitere bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind Gegenstand der nachfolgenden Beschreibungsteile.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die Aluminiumdose rund und/oder eine handelsübliche Getränkedose oder Aerosoldose oder Farbdose.
Die Auswerteeinrichtung ist gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ebenfalls Bestandteil des bildgebenden Infrarottemperaturmessgeräts bzw. als ein bildgebendes Infrarottemperaturmessgerätes ausgeführt.
Besonders bevorzugt erfasst die optische Detektionseinrichtung, insbesondere Kamera, Strahlung im Bereich zwischen 1 µm und 50 µm, insbesondere zwischen 2 µm und 30 µm oder 3 µm und 20. Bevorzugt jedoch zwischen 4 µm und 15 µm und besonders bevorzugt zwischen 5 µm und 10 µm.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist eine Zuführeinrichtung zum bevorzugt zumindest abschnittsweise linearen, insbesondere geradlinigen, Bewegen der Aluminiumdose, insbesondere Getränkedose, vorgesehen. Durch die optische Detektionseinrichtung, insbesondere Kamera, sind gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mehrere Bilder der gewölbten Oberfläche bzw. des Bodens der Aluminiumdose, insbesondere Getränkedose, erfassbar, während die Zuführeinrichtung die Aluminiumdose, insbesondere Getränkedose, in einem Erfassungsbereich linear bewegt. Diese Ausführungsform ist vorteilhaft, da der Aluminiumdosenboden, insbesondere Getränkedosenboden, in Richtung der Erfassungseinrichtung, d.h. der Kamera, bewegbar ist und zeitgleich eine Vielzahl an Bildern erzeugt werden können. Bevorzugt beträgt die Framerate mehr als 2 FPS oder mehr als 4 FPS oder mehr als 8 FPS oder mehr als 14 FPS oder mehr als 16 FPS oder mehr als 20 FPS.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist eine Auswerteeinrichtung vorgesehen, wobei die Auswerteeinrichtung eines der Bilder oder ein das Bild repräsentierende Bilddatei in Abhängigkeit zumindest eines vorgegebenen Parameters, insbesondere Kontrast und/oder Vollständigkeit, für eine Analyse, insbesondere die Identifikation des Prüfzeichens, auswählt. Diese Ausführungsform ist vorteilhaft, da durch die Auswertung des definierten Parameters eine sehr präzise Auswertung erfolgen kann. Zusätzlich oder alternativ erfolgt die Zuordnung der Muster und Konturen, welche ein Zeichen bzw. eine Zahl oder eine Nummer repräsentieren, insbesondere das Prüfzeichen, bevorzugt zu den zuvor trainierten oder eingelernten Mustern und Konturen anhand eines „Korrelationskoeffizienten“ (Übereinstimmungsgrad). D.h., der Übereinstimmungsgrad bzw. Wert ermöglicht bevorzugt die Zuordnung bzw. die Auswertung.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist von der Auswerteeinrichtung die Analyse durchführbar, wobei eine Bilddatenauswertung bezüglich zumindest eines erfassten Bildes erfolgt, wobei die zu analysierenden Bilddaten neben weiteren Bildinformationen ein am Boden der Aluminiumdose, insbesondere Getränkedose, vorgesehenes Prüfzeichen repräsentieren. Das Prüfzeichen ist hierbei eine oder mindestens eine bevorzugt in den Boden der Aluminiumdose, insbesondere Getränkedose, eingeprägte oder eingedrückte oder eingeformte Vertiefung. Das Prüfzeichen kann alternativ auch aus mehreren eingeprägten oder eingedrückten oder eingeformten Vertiefungen bestehen.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird das Prüfzeichen im Bild, insbesondere in den Bilddaten, detektiert und identifiziert. Das Prüfzeichen kann zumindest bezüglich eines Analyseparameters, insbesondere Kontrast und/oder Vollständigkeit, ausgewertet werden. Diese Ausführungsform ist vorteilhaft, da das Prüfzeichen aufgrund der erfindungsgemäßen Lösung sehr genau von den umgebenden Bestandteilen des Aluminiumdosenbodens, insbesondere Getränkedosenbodens, unterschieden werden kann.
Als Ergebnis der Auswertung des Prüfzeichen wird gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ein Ergebniswert bestimmt, wobei der Ergebniswert mit einem Referenzwert abgeglichen wird, liegt der Ergebniswert einerseits des Referenzwerts, dann gilt die Auswertung als bestanden, liegt der Ergebniswert andererseits des Referenzwerts, dann gilt die Auswertung als nicht bestanden. D.h. ist der Ergebniswert z.B. eine 2, dann steht 1 oder 1,5 für ein erstes Ergebnis und 2,5 oder 3 steht für ein anderes Ergebnis, wobei je nach Parameterauswahl und Konfiguration ein Wert oberhalb oder unterhalb des Referenzwerts als bestanden bzw. nicht bestanden gilt. Zusätzlich oder alternativ erfolgt die Zuordnung zu den bekannten Zeichen bevorzugt mittels eines Korrelationskoeffizienten. Der beste Wert repräsentiert voraussichtlich das korrekte Zeichen. Ein sehr niedriger Wert (Übereinstimmungsgrad) könnte somit auf ein Neues bzw. nicht bekanntes Zeichen, insbesondere Prüfzeichen, hinweisen und wird von der Auswerteeinheit gegebenenfalls abgelehnt (das wäre dann „nicht bestanden“).
Die Strahlungsquelle ist gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform als Wärmequelle zwischen dem Erfassungsbereich und der optischen Detektionseinrichtung, insbesondere Kamera, angeordnet, wobei die Wärmequelle zum Emittieren von Strahlung ausgebildet ist, wobei die Wärmequelle zumindest Strahlung in IR-B Bereich und/oder IR-C Bereich emittiert.
Diese Ausführungsform ist vorteilhaft, da diese Strahlung vorteilhaft reflektiert und präzise erfassbar ist.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist eine Abstandsbestimmungseinrichtung vorgesehen und die optische Detektionseinrichtung, insbesondere Kamera, erfasst immer dann ein Bild oder mehrere Bilder, wenn der Boden der Aluminiumdose, insbesondere Getränkedose, in einem vorbestimmten Abstand oder Abstandsbereich zur Strahlungsquelle und/oder optischen Detektionseinrichtung, insbesondere Kamera, angeordnet ist. Diese Ausführungsform ist vorteilhaft, da der Fokus der optische Detektionseinrichtung, insbesondere Kamera, auf eine definierte Relativposition zwischen optischer Detektionseinrichtung, insbesondere Kamera, und Aluminiumdosenboden, insbesondere Getränkedosenboden, voreingestellt sein kann.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich ebenfalls auf eine Vorrichtung zur optischen Überprüfung eines Prüfobjekts mit einer gewölbten Oberfläche, wobei das Prüfobjekt bevorzugt eine Dose, insbesondere eine runde Dose und/oder eine Aluminiumdose, insbesondere Getränkedose, ist, wobei eine optische Detektionseinrichtung, insbesondere Kamera, und eine Strahlungsquelle vorgesehen sind, wobei durch die Strahlungsquelle Strahlung in Richtung der gewölbten Oberfläche des Prüfobjekts emittierbar ist, wobei das Prüfobjekt die Strahlung zumindest teilweise reflektiert und wobei die optische Detektionseinrichtung derart angeordnet ist, dass sie reflektierte Strahlung der Strahlungsquelle erfasst, so dass die gewölbte Oberfläche des Prüfobjekts von der optischen Detektionseinrichtung erfassbar ist. Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass eine Zuführeinrichtung zum bevorzugt zumindest abschnittsweise linearen, insbesondere geradlinigen, Bewegen der Aluminiumdose, insbesondere Getränkedose, vorgesehen ist, wobei durch die optische Detektionseinrichtung, insbesondere Kamera, mehrere Bilder der gewölbten Oberfläche bzw. des Bodens der Aluminiumdose, insbesondere Getränkedose, erfassbar sind, während die Zuführeinrichtung die Aluminiumdose, insbesondere Getränkedose, in einem Erfassungsbereich linear bewegt, wobei eine Auswerteeinrichtung vorgesehen ist, wobei die Auswerteeinrichtung eines der Bilder in Abhängigkeit zumindest eines vorgegebenen Parameters, insbesondere Kontrast, für eine Analyse, insbesondere die Identifikation des Prüfzeichens, auswählt. Diese Lösung ist vorteilhaft, da der Aluminiumdosenboden, insbesondere Getränkedosenboden, in Richtung der Erfassungseinrichtung, d.h. der Kamera, bewegbar ist und zeitgleich eine Vielzahl an Bildern erzeugt werden können. Aus dieser Vielzahl an Bildern oder Bilddateien wird dann das Bild oder die Bilddatei zur Analyse verwendet, welche zumindest einen vordefinierten Parameter am besten erfüllt.
Die Auswerteeinrichtung führt gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die Analyse durch, wobei eine Bilddatenauswertung bezüglich zumindest eines erfassten Bildes erfolgt, wobei die zu analysierenden Bilddaten neben weiteren Bildinformationen ein am Boden der Aluminiumdose, insbesondere Getränkedose, vorgesehenes Prüfzeichen repräsentieren, wobei das Prüfzeichen in den Bilddaten detektiert und identifiziert wird. Das Prüfzeichen kann zumindest bezüglich eines Analyseparameters, insbesondere Kontrast und/oder Vollständigkeit, ausgewertet werden, wobei als Ergebnis der Auswertung des Prüfzeichens ein Ergebniswert bestimmt wird, wobei der Ergebniswert mit einem Referenzwert abgeglichen wird, liegt der Ergebniswert einerseits des Referenzwerts, dann gilt die Auswertung als bestanden, liegt der Ergebniswert andererseits des Referenzwerts, dann gilt die Auswertung als nicht bestanden. Zusätzlich oder alternativ kann der Ergebniswert eines Zeichens, insbesondere eines Prüfzeichens, besonders bevorzugt dann als bestanden gelten, wenn er erfolgreich einem Referenzwert zugeordnet werden kann. Dabei kann der beste Korrelationswert (Übereinstimmungswert) als bestanden gelten und gegebenenfalls ergänzend der Abstand zum nächstmöglichen Zeichen als weiteres Kriterium für bestanden/nicht bestanden verwendet werden.
Die Strahlungsquelle emittiert gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zumindest Strahlung im IR-B Bereich oder im IR-C Bereich, wobei die Kamera die reflektierte Strahlung im IR-B Bereich oder im IR-C Bereich zur Bestimmung der Topografie der gewölbten Oberfläche, insbesondere des Prüfobjekts, erfasst, wobei die Kamera Signale und/oder Daten erzeugt, welche die reflektierte Strahlung zumindest teilweise repräsentieren, wobei eine Auswerteeinrichtung zum Auswerten der von der Kamera erzeugten Daten und/oder Signalen vorgesehen ist, wobei die Kamera Bestandteil eines bildgebenden Infrarottemperaturmessgeräts ist bzw. als ein bildgebendes Infrarottemperaturmessgerätes ausgeführt ist.
Das Prüfzeichen ist hierbei bevorzugt Bestandteil der gewölbten Oberfläche. Bevorzugt wird zur Bestimmung des Prüfzeichen das Prüfzeichen und die gewölbte Oberfläche optisch erfasst.
Ferner kann sich die vorliegende Erfindung auf eine Vorrichtung zur optischen Überprüfung eines Prüfobjekts mit einer gewölbten Oberfläche beziehen, wobei das Prüfobjekt bevorzugt eine Dose, insbesondere eine runde Dose und/oder eine Aluminiumdose, insbesondere Getränkedose, ist, wobei eine optische Detektionseinrichtung, insbesondere eine Kamera, und eine Strahlungsquelle vorgesehen sind, wobei durch die Strahlungsquelle Strahlung in Richtung der gewölbten Oberfläche des Prüfobjekts emittierbar ist, wobei das Prüfobjekt die Strahlung zumindest teilweise reflektiert und wobei die optische Detektionseinrichtung derart angeordnet ist, dass sie reflektierte Strahlung der Strahlungsquelle erfasst, so dass die gewölbte Oberfläche des Prüfobjekts von der optischen Detektionseinrichtung erfassbar ist. Erfindungsgemäß ist eine Zuführeinrichtung zum zumindest abschnittsweise linearen (geradlinigen) Bewegen der Aluminiumdose, insbesondere Getränkedose, vorgesehen, wobei eine Abstandsbestimmungseinrichtung vorgesehen ist und die optische Detektionseinrichtung immer dann ein Bild oder mehrere Bilder erfasst, wenn der Boden der Aluminiumdose, insbesondere Getränkedose, in einem vorbestimmten Abstand, insbesondere in einem von mehreren vorbestimmten Abständen, oder einem Abstandsbereich zur optischen Detektionseinrichtung angeordnet ist. Es können somit auch mehrere Aufnahmen, insbesondere in unterschiedlichen Abständen zur Strahlungsquelle und/oder optischen Detektionseinrichtung, insbesondere Kamera, des Bodens der Aluminiumdose, insbesondere Getränkedose, erfolgen.
Die Abstandsbestimmungseinrichtung ist gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zur elektrooptischen Entfernungsmessung ausgebildet, insbesondere zur Laufzeitmessung, der Phasenlagemessung und/oder Lasertriangulation von Licht, oder die Abstandsbestimmungseinrichtung wertet die Zustellbewegung der Zuführeinrichtung aus und daraus wird bevorzugt die Position einer Halteeinrichtung, mittels der die Aluminiumdose, insbesondere Getränkedose, von der Zuführeinrichtung gehalten wird, in einem Erfassungsbereich bestimmt. Bevorzugt wird der Abstand des Bodens der Aluminiumdose, insbesondere Getränkedose, zur optischen Detektionseinrichtung, insbesondere Kamera, aus der Position der Halteeinrichtung abgeleitet. Diese Ausführungsform ist vorteilhaft, da der Fokus der optischen Detektionseinrichtung, insbesondere Kamera, fest eingestellt sein kann und der Aluminiumdosenboden, insbesondere Getränkedosenboden, in die Position gebracht werden kann, in der der Aluminiumdosenboden, insbesondere Getränkedosenboden, im Fokus ist.
Durch die optische Detektionseinrichtung, insbesondere Kamera, sind gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mehrere Bilder der gewölbten Oberfläche oder des Bodens der Aluminiumdose, insbesondere Getränkedose, erfassbar, während die Zuführeinrichtung die Aluminiumdose, insbesondere Getränkedose, in einem Erfassungsbereich bevorzugt linear bewegt. Bevorzugt ist eine Auswerteeinrichtung vorgesehen, wobei die Auswerteeinrichtung eines der Bilder in Abhängigkeit zumindest eines vorgegebenen Parameters, insbesondere Kontrast, für eine Analyse, insbesondere die Identifikation des Prüfzeichens, auswählt.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung führt die Auswerteeinrichtung die Analyse durch, wobei eine Bilddatenauswertung bezüglich zumindest eines erfassten Bildes erfolgt, wobei die zu analysierenden Bilddaten neben weiteren Bildinformationen ein am Boden der Aluminiumdose, insbesondere Getränkedose, vorgesehenes Prüfzeichen repräsentieren, wobei das Prüfzeichen in den Bilddaten detektiert und identifiziert wird. Das Prüfzeichenkann zumindest bezüglich eines Analyseparameters, insbesondere Kontrast und/oder Vollständigkeit, ausgewertet werden, wobei als Ergebnis der Auswertung des Prüfzeichens ein Ergebniswert bestimmt wird, wobei der Ergebniswert mit einem Referenzwert abgeglichen wird, liegt der Ergebniswert einerseits des Referenzwerts, dann gilt die Auswertung als bestanden, liegt der Ergebniswert andererseits des Referenzwerts, dann gilt die Auswertung als nicht bestanden.
Die Strahlungsquelle emittiert gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zumindest Strahlung im IR-B Bereich oder im IR-C Bereich, wobei die optische Detektionseinrichtung, insbesondere Kamera, die reflektierte Strahlung im IR-B Bereich oder im IR-C Bereich zur Bestimmung der Topografie der gewölbten Oberfläche des Prüfobjekts erfasst, wobei die optische Detektionseinrichtung, insbesondere Kamera, Signale und/oder Daten erzeugt, welche die reflektierte Strahlung zumindest teilweise repräsentieren, wobei eine Auswerteeinrichtung zum Auswerten der von der optischen Detektionseinrichtung, insbesondere Kamera, erzeugten Daten und/oder Signalen vorgesehen ist, wobei die optische Detektionseinrichtung, insbesondere Kamera, Bestandteil eines bildgebenden Infrarottemperaturmessgeräts ist bzw. als ein bildgebendes Infrarottemperaturmessgerätes ausgeführt ist.
Weiterhin bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein Verfahren bzw. System zur optischen Überprüfung eines Prüfobjekts mit einer gewölbten Oberfläche, wobei das Prüfobjekt eine Aluminiumdose, insbesondere Getränkedose, ist.
Das System weist bevorzugt zumindest die folgenden Aspekte auf:

Emittieren von Strahlung einer Strahlungsquelle in Richtung der gewölbten Oberfläche des Prüfobjekts, wobei das Prüfobjekt die Strahlung zumindest teilweise reflektiert, Erfassen der reflektierten Strahlung der Strahlungsquelle mit einer optische Detektionseinrichtung, insbesondere einer Kamera, wobei die gewölbte Oberfläche des Prüfobjekts von der optischen Detektionseinrichtung erfasst wird. Erfindungsgemäß ist das System dadurch gekennzeichnet, dass die Strahlungsquelle zumindest Strahlung im IR-B Bereich oder im IR-C Bereich emittiert, wobei die optische Detektionseinrichtung die reflektierte Strahlung im IR-B Bereich oder im IR-C Bereich zur Bestimmung der Topografie der gewölbten Oberfläche des Prüfobjekts erfasst, wobei die optische Detektionseinrichtung Signale und/oder Daten erzeugt, welche die reflektierte Strahlung zumindest teilweise repräsentieren, wobei die von der optischen Detektionseinrichtung erzeugten Daten und/oder Signale mit einer Auswerteeinrichtung ausgewertet werden, wobei die optische Detektionseinrichtung Bestandteil eines bildgebenden Infrarottemperaturmessgeräts ist bzw. als ein bildgebendes Infrarottemperaturmessgerätes ausgeführt ist.

Weiterhin bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein System zur optischen Überprüfung eines Prüfobjekts mit einer gewölbten Oberfläche, wobei das Prüfobjekt bevorzugt eine Dose, insbesondere eine Aluminiumdose, insbesondere eine Getränkedose, ist und wobei bevorzugt eine optische Detektionseinrichtung, insbesondere Kamera, vorgesehen wird.
Das System weist bevorzugt zumindest die folgenden Aspekte auf:

Emittieren von Strahlung einer Strahlungsquelle in Richtung der gewölbten Oberfläche des Prüfobjekts, wobei das Prüfobjekt die Strahlung zumindest teilweise reflektiert, Erfassen der reflektierten Strahlung der Strahlungsquelle mit einer optische Detektionseinrichtung, insbesondere einer Kamera, wobei die gewölbte Oberfläche des Prüfobjekts von der optische Detektionseinrichtung erfasst wird. Erfindungsgemäß ist das System dadurch gekennzeichnet, dass die Aluminiumdose, insbesondere Getränkedose, mit einer Zuführeinrichtung bewegt wird, wobei die Bewegung der Aluminiumdose, insbesondere Getränkedose, insbesondere in einem Erfassungsbereich, bevorzugt zumindest abschnittsweise linear, insbesondere geradlinigen, erfolgt, wobei durch die optische Detektionseinrichtung mehrere Bilder des Bodens der Aluminiumdose, insbesondere Getränkedose, insbesondere in Form von Bilddaten, erfasst werden während die Zuführeinrichtung die Aluminiumdose, insbesondere Getränkedose bewegt, wobei eine Auswerteeinrichtung eines der Bilder, insbesondere die Bilddaten, in Abhängigkeit zumindest eines vorgegebenen Parameters, insbesondere Kontrast, für eine Analyse, insbesondere die Identifikation des Prüfzeichens, auswählt. Dies ist vorteilhaft, da die Prüfobjekte leicht unterschiedliche Bodenformen aufweisen und daher der optimale Abstand des Prüfobjekts zur Detektionseinrichtung variiert. Durch diese Lösung erfolgt eine Loslösung von einem idealen Abstand hin zu einer definierten Bildeigenschaft, insbesondere einem definierten Kontrast, insbesondere dem besten Kontrast.

Weiterhin bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein Verfahren bzw. System zur optischen Überprüfung eines Prüfobjekts mit einer gewölbten Oberfläche, wobei das Prüfobjekt bevorzugt eine Dose, insbesondere eine Aluminiumdose, insbesondere Getränkedose, ist und wobei bevorzugt eine optische Detektionseinrichtung, insbesondere eine Kamera, vorgesehen wird.
Ein Verfahren in Verbindung mit der vorliegenden Erfindung weist bevorzugt zumindest die folgenden Schritte auf:

Emittieren von Strahlung einer Strahlungsquelle in Richtung der gewölbten Oberfläche des Prüfobjekts, wobei das Prüfobjekt die Strahlung zumindest teilweise reflektiert, Erfassen der reflektierten Strahlung der Strahlungsquelle mit einer optischen Detektionseinrichtung, insbesondere Kamera, wobei die gewölbte Oberfläche des Prüfobjekts von der optischen Detektionseinrichtung, insbesondere Kamera, erfasst wird. Erfindungsgemäß ist das Verfahren dadurch gekennzeichnet, dass die Aluminiumdose, insbesondere Getränkedose, mit einer Zuführeinrichtung bewegt wird, wobei die Bewegung der Aluminiumdose, insbesondere Getränkedose, insbesondere in einem Erfassungsbereich, bevorzugt zumindest abschnittsweise linear, insbesondere geradlinigen, erfolgt, wobei die optische Detektionseinrichtung, insbesondere Kamera, immer dann ein Bild oder mehrere Bilder erfasst, wenn der Boden der Aluminiumdose, insbesondere Getränkedose, in einem vorbestimmten Abstand zur optische Detektionseinrichtung, insbesondere Kamera, angeordnet ist oder in einer vorbestimmten Position im Erfassungsbereich angeordnet ist. Bevorzugt ist eine Abstandsbestimmungseinrichtung vorgesehen, wobei die Abstandsbestimmungseinrichtung bevorzugt zur elektrooptischen Entfernungsmessung ausgebildet ist und die Position des Aluminiumdosenbodens, insbesondere Getränkedosenbodens, im Erfassungsbereich oder den Abstand des Aluminiumdosenbodens, insbesondere Getränkedosenbodens, zur optischen Detektionseinrichtung, insbesondere Kamera, und/oder zur Strahlungsquelle bevorzugt durch elektrooptische Entfernungsmessung bestimmt.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann zusätzlich oder alternativ eines, mehrere oder alle der nachfolgenden Merkmale aufweisen: Eine als Wärmequelle, insbesondere Wärmepunkt, ausgebildete Strahlungsquelle sowie einen Halbspiegel, wobei der Strahlengang der optischen Detektionseinrichtung, insbesondere Kamera, von dem Halbspiegel bzw. halbdurchlässigen Spiegel derart umgelenkt wird, dass die gewölbte Oberfläche des Prüfobjekts von der optischen Detektionseinrichtung, insbesondere Kamera, erfasst werden kann, wenn die Wärmequelle, insbesondere Wärmepunkt, hinter dem Halbspiegel vorgesehen ist, und wobei die von der Wärmequelle, insbesondere Wärmepunkt, ausgestrahlte Strahlung durch den Halbspiegel hindurch auf das Prüfobjekt ausgesendet wird, so dass die Strahlung von der gewölbten Oberfläche auf den Halbspiegel reflektiert wird und von dem Halbspiegel zur optischen Detektionseinrichtung, insbesondere Kamera, umgeleitet wird. Aufgrund der bevorzugten Anordnung der Wärmequelle, insbesondere Wärmepunkt, in Strahlrichtung hinter dem Halbspiegel, kann die Strahlung bei einem entsprechend kurzen Abstand des Halbspiegels zum Prüfobjekt nahe an der zu überprüfenden gewölbten Oberfläche angeordnet werden, wobei die gewölbte Oberfläche gleichmäßig und direkt angestrahlt wird. Dabei wird die Strahlung von der gewölbten Oberfläche und entsprechenden Markierungen auf den Halbspiegel reflektiert und von dort zur optischen Detektionseinrichtung, insbesondere Kamera, umgelenkt, wobei insbesondere durch die Markierungen bzw. das Prüfzeichen (Nummern oder Zeichen) auf der gewölbten Oberfläche eine Änderung der Reflexionsrichtung erzeugt wird.
Des Weiteren befinden sich in den von der optischen Detektionseinrichtung, insbesondere Kamera, erfassten Bildern keine Störobjekte bzw. Störkonturen, da die Wärmequelle, insbesondere Wärmepunkt, in Strahlrichtung bevorzugt hinter dem Halbspiegel angeordnet ist und somit den Strahlengang der optischen Detektionseinrichtung, insbesondere Kamera, nicht stört und dadurch auch nicht für die optische Detektionseinrichtung, insbesondere Kamera, sichtbar ist. Dies trifft ebenso auf die Stromversorgung der Wärmequelle, insbesondere Wärmepunkt, zu, so dass keinerlei Störkonturen von der optischen Detektionseinrichtung, insbesondere Kamera, erfasst werden und jeder Bereich der gewölbten Oberfläche exakt abgebildet wird.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen. So kann es vorteilhaft sein, wenn die ausgestrahlte Strahlung der Wärmequelle, insbesondere Wärmepunkt, in dem Bereich durch den Halbspiegel hindurchtritt, welcher sich bevorzugt innerhalb des Strahlengangs der optischen Detektionseinrichtung, insbesondere Kamera, auf dem Halbspiegel befindet, wobei die Wärmequelle, insbesondere Wärmepunkt, in Strahlrichtung der Strahlung bevorzugt hinter dem Halbspiegel bevorzugt an diesem angrenzend angeordnet ist. Dadurch kann die Abmessung der erfindungsgemäßen Vorrichtung minimiert werden, wobei sich die Wärmequelle, insbesondere Wärmepunkt, innerhalb des Bereichs hinter dem Halbspiegel befindet, in welchem der Strahlengang der optischen Detektionseinrichtung, insbesondere Kamera, von dem Halbspiegel zum Prüfobjekt umgelenkt wird. Insbesondere befindet sich die Wärmequelle, insbesondere Wärmepunkt, dadurch in einem geringen Abstand zu der gewölbten Oberfläche, um für eine optimale Kontrastierung zu sorgen.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die Wärmequelle, insbesondere Wärmepunkt, im Wesentlichen in dem Zentrum des Halbspiegels angeordnet, wobei das von der Wärmequelle, insbesondere Wärmepunkt, ausgestrahlte Strahlung im Wesentlichen kegelförmig auf die gewölbte Oberfläche des Prüfobjekts auftrifft, wobei die Symmetrieachse der kegelförmig ausgestrahlten Strahlung im Wesentlichen mit der Symmetrieachse der gewölbten Oberfläche übereinstimmt.
Darüber hinaus ist es vorteilhaft, wenn die von der Wärmequelle, insbesondere Wärmepunkt, ausgestrahlte Strahlung derart auf die gewölbte Oberfläche ausgerichtet ist, wobei die gewölbte Oberfläche im Wesentlichen die Form einer Kugelschale aufweist, dass sich die Wärmequelle, insbesondere Wärmepunkt, im Mittelpunkt einer Kugel befindet, wobei die Kugelschale ein Segment bzw. einen Ausschnitt der äußeren Hülle der Kugel darstellt. Dabei ist die Kugelschale eine Schale der Kugel, wobei der Mittelpunkt der Kugel bevorzugt durch das Zentrum des Radius der Kugel im dreidimensionalen Raum gebildet wird. Somit wird der Abstand zwischen der Wärmequelle, insbesondere Wärmepunkt, und dem Prüfobjekt durch die geometrische Form der gewölbten Oberfläche bestimmt.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist die Fläche des Halbspiegels einen schrägen Winkel zur Längsachse bzw. optischen Achse der optischen Detektionseinrichtung, insbesondere Kamera, auf, wobei die ausgestrahlte Strahlung der Wärmequelle, insbesondere Wärmepunkt, im Wesentlichen in einem entsprechenden schrägen Winkel durch den Halbspiegel derart hindurchtritt, dass die ausgestrahlte Strahlung der Wärmequelle, insbesondere Wärmepunkt, nicht direkt in die optische Detektionseinrichtung, insbesondere Kamera, gesendet wird. Dabei können die beiden oben genannten Winkel zueinander entsprechend geändert werden, wobei die ausgestrahlte Strahlung nicht direkt auf die optische Detektionseinrichtung, insbesondere Kamera, trifft, ohne von der gewölbten Oberfläche reflektiert zu werden. Bevorzugt weist die Fläche des Halbspiegels im Wesentlichen einen Winkel von 45 Grad zur Längsachse der optischen Detektionseinrichtung, insbesondere Kamera, auf, wobei die ausgestrahlte Strahlung der Wärmequelle, insbesondere Wärmepunkt, im Wesentlichen in einem Winkel von 45 Grad durch den Halbspiegel derart hindurchtritt, so dass sich im Wesentlichen ein Winkel von 90 Grad zwischen der Längsachse der optischen Detektionseinrichtung, insbesondere Kamera, und der Achse der ausgestrahlten Strahlung ergibt. Dadurch ist die Justierung der Komponenten zueinander vereinfacht, wobei die äußeren Abmessungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung minimiert sind.
Um ein Auftreffen der ausgestrahlten Strahlung direkt in die optische Detektionseinrichtung, insbesondere Kamera, zu vermeiden, ist die Wärmequelle, insbesondere Wärmepunkt, insbesondere durch eine Ummantelung derart abgeschirmt, dass die ausgestrahlte Strahlung durch den Halbspiegel lediglich auf die gewölbte Oberfläche ausgesendet wird.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Wärmequelle als Wärmepunkt oder Heizdraht vorgesehen, welche insbesondere einen einzelnen Wärmepunkt, insbesondere Widerstand, der bevorzugt mit einer Gleichstromquelle bzw. mit Konstantstrom versorgt wird und Wärmestrahlung abgibt, aufweist. Der Wärmepunkt wirkt dabei als punktförmige Strahlungsquelle, welche mit einem entsprechenden Abstrahlwinkel für eine gleichmäßige Ausleuchtung der gewölbten Oberfläche sorgt. Bevorzugterweise ist der Wärmepunkt durch eine zylindrische Hülse abgeschirmt, die an dem Halbspiegel angrenzend angeordnet ist. Dies hat zur Folge, dass die Strahlungsquelle in konstruktiv einfacher Art und Weise mit einem entsprechenden Abstrahlverhalten bereitgestellt wird, wobei der Wärmepunkt unmittelbar an bzw. hinter dem Halbspiegel angebracht werden kann.
Darüber hinaus ist es von Vorteil, wenn die Strahlungsquelle, insbesondere die Wärmestrahlungsquelle, durch Stromimpulse geblitzt wird oder im Dauerbetrieb zur Überprüfung Strahlung, insbesondere Wärmestrahlung, aussendet. Der Betrieb der Strahlungsquelle in gepulster Form ist insbesondere bei bewegten Prüfobjekten vorteilhaft. Andererseits ist der Dauerbetrieb insbesondere bei feststehenden Prüfobjekten besonders kostengünstig. Bevorzugt wird die optische Detektionseinrichtung, insbesondere Kamera und bevorzugt Thermokamera oder bildgebendes Infrarottemperaturmessgerät, mit Pulsen der Wärmequelle, insbesondere Wärmestrahlungsquelle, synchronisiert. Diese Ausführungsform ist vorteilhaft, da dadurch eine Überhitzung der Vorrichtung verhindert wird.
Bevorzugt handelt es sich bei dem Prüfobjekt um eine Dose, insbesondere den Boden einer Dose oder einen Dosenboden. Die Dose ist bevorzugt rund. Bevorzugt weist die Dose das Material Aluminium auf oder besteht daraus. Besonders bevorzugt ist die Dose eine Aluminiumdose, insbesondere zur Aufnahme von Feststoffen und/oder Fluiden, insbesondere Gasen oder Flüssigkeiten, insbesondere von Getränken, insbesondere mit Kohlensäure, oder Aerosol/en oder Farbe/n.
Anhand der nachfolgenden Zeichnungen werden beispielhaft vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung dargestellt.

1a zeigt eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Analyse eines Aluminiumdosenbodens, insbesondere Getränkedosenbodens;
1b zeigt schematisch eine Darstellung einer Vorrichtung zur erfindungsgemäßen Analyse eines Aluminiumdosenbodens, insbesondere Getränkedosenbodens,
2a zeigt ein gemäß dem Stand der Technik erfasstes Bild von einem Aluminiumdosenboden, insbesondere Getränkedosenboden, und
2b zeigt ein gemäß der vorliegenden Erfindung erfasstes Bild von einem Aluminiumdosenboden, insbesondere Getränkedosenboden,
3 zeigt die erfindungsgemäße Vorrichtung zur optischen Überprüfung eines Prüfobjekts mit einer gewölbten Oberfläche im Querschnitt;
4 zeigt eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung; und
5 zeigt einen Ausschnitt der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einer vergrößerten Darstellung des Strahlengangs der Strahlung von 4 und
6 zeigt eine weitere alternative Ausführungsform bzgl. der in 1a gezeigten Anordnung, wobei die Strahlungsquelle außerhalb des Strahlengangs der am Prüfobjekt reflektierten Strahlung und der diese Strahlung erfassenden optischen Detektionseinrichtung, insbesondere Kamera, angeordnet ist.

1a zeigt einen schematischen Grundaufbau der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
Die Vorrichtung weist dabei bevorzugt eine optische Detektionseinrichtung 14, insbesondere Kamera, insbesondere zur Detektion von Wärmestrahlung, insbesondere im Bereich IR-B und/oder IR-C, auf. Die Kamera 14 ist bevorzugt mit einer Bilddatenauswerteeinrichtung 23 bzw. Auswerteeinheit 23 verbunden oder verbindbar, wobei die Bilddatenauswerteeinrichtung 23 bevorzugt die Bestimmung eines in einer von der Kamera 14 erzeugten Bilddatei repräsentierten Prüfzeichens vornimmt. Die Auswerteinheit 23 bzw. die Bilddatenauswerteeinheit 23 und die Kamera 14 können Bestandteile derselben Funktionseinheit, insbesondere eines bildgebenden Infrarottemperaturmessgeräts 25, sein. Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Bildauswerteeinheit getrennt von der optischen Detektionseinrichtung, insbesondere der Kamera, angeordnet (Software läuft z.B. auf einem PC). Die Kamera 14 kann ein Objektiv (nicht gezeigt) aufweisen. Das Objektiv kann z.B. als Wechselobjektiv ausgebildet sein.
Das Bezugszeichen 12 kennzeichnet eine Strahlungsquelle, wobei die Strahlungsquelle 12 bevorzugt zumindest oder ausschließlich Strahlung emittiert, welche im IR-B und/oder IR-C Bereich liegt.
Das Bezugszeichen 32 kennzeichnet den Brennpunkt der Dosenbodenrundung 21 bzw. der gewölbten Dosenbodenoberfläche. Bevorzugt liegt der Brennpunkt zwischen der Strahlungsquelle 12 und der gewölbten Oberfläche 21 des Dosenbodens der Aluminiumdose, insbesondere Getränkedose, 1. Der Erfassungsbereich der Kamera 14 erfasst bevorzugt bis zu 100% der Fläche des Dosenbodens 21 oder bis zu 90% der Fläche des Dosenbodens 21 oder bis zu 80% der Fläche des Dosenbodens 21 oder bis zu 70% der Fläche des Dosenbodens 21 oder bis zu 60% der Fläche des Dosenbodens 21 oder bis zu 50% der Fläche des Dosenbodens 21 oder bis zu 30% der Fläche des Dosenbodens 21 oder bis zu 20% der Fläche des Dosenbodens 21. Bevorzugt ist in dem erfassten Bereich bzw. in der das Bild repräsentierenden Bilddatei das Prüfzeichen 30 (vgl. 2a und 2b) bevorzugt mehrheitlich oder vollständig enthalten.
Gelöst wird dies durch Einsatz einer Wärmequelle 12 (anstelle einer herkömmlichen „Lichtquelle“) und einem bildgebenden Infrarottemperaturmessgerätes 25. Eine weitere Ausprägung ist eine Serienaufnahme während der Bewegung anstelle einer einzelnen Bildaufnahme.
1a zeigt bevorzugt eine Vorrichtung gemäß der die Strahlungsquelle 12 zumindest abschnittsweise und bevorzugt vollständig im Strahlengang der am Prüfobjekt 1 reflektierten und von der optischen Detektionseinrichtung, insbesondere Kamera, 14 erfassten Strahlung angeordnet ist.
Bevorzugt ist die Strahlungsquelle 12 als punktförmige Strahlungsquelle 12, insbesondere als Wärmepunkt, ausgebildet.
Die Strahlungsquelle 12, insbesondere die punktförmige Strahlungsquelle 12, ist bevorzugt zwischen dem Brennpunkt 32 und der Kamera 14 angeordnet, insbesondere auf einer geraden (gedachten/virtuellen) Linie zwischen dem Brennpunkt 32 und Kamera 14. Bevorzugt ist die Strahlungsquelle 12, insbesondere die punktförmige Strahlungsquelle 12, näher zum Brennpunkt 32 beabstandet als zur Kamera 14. Besonders bevorzugt ist der Abstand zwischen der Strahlungsquelle 12, insbesondere der punktförmigen Strahlungsquelle 12, und der Kamera 14 mehr als das 3-fache oder mehr als das 5-fache oder mehr als das 7-fache des Abstands zwischen der Strahlungsquelle 12, insbesondere der punktförmigen Strahlungsquelle 12, und dem Brennpunkt 32. Die punktförmige und/oder zentrale Strahlungsquelle 12 ist bevorzugt im unscharfen Bereich angeordnet, d.h. mindestens 2mm, insbesondere mindestens 5mm oder mindestens 10mm oder mindestens 20mm oder mindestens 50mm, vom Brennpunkt 32 entfernt angeordnet.
Die Strahlungsquelle 12 kann über eine oder mehrere Kabelverbindungen, insbesondere mindestens oder genau zwei elektrische Leiter, insbesondere Drähte, mit einer Energiequelle, insbesondere Stromquelle, verbunden sein. Die Kabelverbindung/en, insbesondere die mindestens oder genau zwei elektrischen Leiter, sind dabei bevorzugt außerhalb des Fokus, d.h. in einem unscharfen Anteil des Erfassungsbereichs der Detektionseinrichtung 14 angeordnet. Die Strahlungsquelle 12 kann z.B. als ein SMD-Widerstand oder als mehrere SMD-Widerstände ausgeführt sein.
1b zeigt ein weiteres Beispiel für eine erfindungsgemäße Vorrichtung.
Gemäß diesem Beispiel ist die optische Detektionseinrichtung, insbesondere Kamera, 14 und die Auswerteeinrichtung 23 Bestandteil eines bildgebenden Infrarottemperaturmessgeräts 25 bzw. sind als ein bildgebendes Infrarottemperaturmessgerätes ausgeführt. Das bildgebende Infrarottemperaturmessgerät 25 wird bevorzugt zumindest abschnittsweise von einem Gehäuse 11 umgeben. Im Gehäuse 11 ist besonders bevorzugt, insbesondere im Bereich eines ersten Gehäuseendes die Strahlungsquelle 12 angeordnet. Im Bereich einer in Längsrichtung des Gehäuses 11 beabstandeter Richtung ist das zweite Gehäuseende ausgebildet. Im Bereich des zweiten Gehäuseendes oder davon umschlossen ist das bildgebendes Infrarottemperaturmessgerät 25 angeordnet. Die Strahlungsquelle 12 wird bevorzugt von einer wärmedurchlässigen Scheibe 31, insbesondere einer Glasscheibe, überlagert. Die Scheibe 31 ist dabei bevorzugt mit einer Haupterstreckungsrichtung orthogonal zur Gehäuselängsrichtung ausgebildet bzw. orientiert oder orthogonal zur Zuführrichtung, in welcher die Getränkedose 1 im Erfassungsbereich 29, bewegt wird. Bevorzugt wird die Getränkedose 1 in Erfassungsbereich 29 in Längsrichtung des Gehäuses bewegt.
Das Bezugszeichen 27 kennzeichnet eine Zuführeinrichtung, insbesondere einen Greifer. Die Zuführeinrichtung 27 positioniert jeweils zumindest eine Getränkedose 1 im Erfassungsbereich 29 oder auf dem Gehäuse 11, insbesondere auf der Scheibe 31.
Diese Vorrichtung kann zum Beispiel zum Ausführen des nachfolgenden Verfahrens zur optischen Überprüfung eines Prüfobjekts 1 mit einer gewölbten Oberfläche 21 dienen, wobei das Prüfobjekt 1 bevorzugt eine Dose, insbesondere eine Aluminiumdose, insbesondere Getränkedose, ist.
In einem ersten Schritt wird Strahlung einer Strahlungsquelle 12 in Richtung der gewölbten Oberfläche 21 des Prüfobjekts 1 emittiert, wobei das Prüfobjekt 1 die Strahlung zumindest teilweise reflektiert. Es erfolgt die Erfassung der reflektierten Strahlung der Strahlungsquelle 12 mit einer Kamera 14, wobei die gewölbte Oberfläche 21 des Prüfobjekts 1 von der Kamera 14 erfasst wird. Die Getränkedose 1 wird mit der Zuführeinrichtung 27 bewegt, wobei die Bewegung der Getränkedose 1, insbesondere in einem Erfassungsbereich, zumindest bevorzugt abschnittsweise linear erfolgt, wobei durch die Kamera 14 mehrere Bilder des Bodens 21 der Getränkedose 1, insbesondere in Form von Bilddaten, erfasst werden während die Zuführeinrichtung 27 die Getränkedose 1 bewegt, wobei eine Auswerteeinrichtung 23 eines der Bilder, insbesondere die Bilddaten, in Abhängigkeit zumindest eines vorgegebenen Parameters, insbesondere Kontrast, für eine Analyse, insbesondere die Identifikation des Prüfzeichens, auswählt.
Die Dose 1 wird mit der Zuführeinrichtung 27, insbesondere dem Greifer, abgesetzt. Während des bevorzugt exakten Aufsetzens geht die Strahlungsquelle 12 bevorzugt durch den Brennpunkt 32. Mit Beginn des Absetzens wird die Bildaufnahme gestartet. Es wird mit bevorzugt maximaler Bildrate das Absetzen abgefilmt bzw. eine Serienaufnahme durchgeführt. Es wird in den aufgenommenen Bildern dann der Punkt gesucht, wo die Rückspiegelung der Beleuchtung die Zahlen optimal kontrastiert. Dieses Bild bzw. diese Bilddatei wird dann zur Bestimmung, insbesondere zur Identifikation, des Prüfzeichens 30 weiter analysiert.
Die 2a und 2b zeigen unterschiedliche Aufnahmen von Getränkedosenböden aus Aluminium. Die 2a zeigt dabei eine Aufnahme gemäß dem Stand der Technik und die 2b zeigt eine Aufnahme gemäß der vorliegenden Erfindung.
Die Walzstrukturen auf der Aluminiumoberfläche befinden sich in einem Rauhigkeitsbereich von ca. 1µm . Licht kann in diese Strukturen (Berge und Täler) eindringen und wird durch die seitlichen Flanken der Strukturen reflektiert und somit ist der Dosenboden kein perfekter Hohlspiegel (ein Spiegel mit vielen „Kratzern“).
Aufgrund dieses Effekts sind Aufnahmen gemäß dem Stand der Technik wenig kontrastreich.
Die Aufnahme gemäß 2b ist mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung erzeugt worden. Hierbei wurde der Dosenboden 21 mit Strahlung im IR-B und/oder IR-C Bereich bestrahlt, insbesondere Strahlung im Bereich von 5-1µm. Diese Strahlung kann in die Strukturen mit dem Rauhigkeitsbereich nicht mehr eintauchen und somit reflektiert der Dosenboden 21 die Strahlung deutlich stärker im Sinne eines idealen Hohlspiegels.
Als Strahlungsquelle 12, d.h. bevorzugt als Wärmequelle, dient besonders bevorzugt ein Widerstand. Zusätzlich oder alternativ kann ein indirektes Verfahren mit Heizdraht und Reflektor verwendet werden.
Im Weiteren wird nun der Aufbau und die Funktion der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur optischen Überprüfung einer Aluminiumdose 1, insbesondere Getränkedose, mit einem gewölbten Boden gemäß den 3 und 4 erläutert.
In 3 wird die erfindungsgemäße Vorrichtung 10 im Querschnitt gezeigt, welche ein im wesentlichen geschlossenes Gehäuse 11 aufweist. Das Gehäuse 11 umfasst zumindest eine Öffnung 19, an welcher ein Prüfobjekt 1 angeordnet sein kann. In dem in 3 gezeigten Beispiel ist das Prüfobjekt 1 eine handelsübliche Getränkedose mit einem gewölbten Boden 21, welcher von der erfindungsgemäßen Prüfvorrichtung optisch erfasst bzw. überprüft werden soll. Beispielsweise können Prüfzeichen, insbesondere Markierungen in Form von Zahlen und/oder Buchstaben und/oder Symbolen, an dem Deckelboden 21 von der erfindungsgemäßen Vorrichtung erfasst und identifiziert werden.
Bei der optischen Überprüfung durch die erfindungsgemäße Vorrichtung wird von einer Strahlungsquelle 12 Wärmestrahlung in Richtung der gewölbten Oberfläche 21 der Getränkedose 1 ausgesendet, wobei die Strahlungsquelle 12 in Strahlrichtung der Wärmestrahlung hinter einem Halbspiegel 13 angeordnet ist und die ausgestrahlte Strahlung der Strahlungsquelle 12 durch den Halbspiegel 13 hindurch auf die gewölbte Oberfläche 21 ausgesendet wird. An der gewölbten Oberfläche 21 wird die ausgestrahlte Strahlung, insbesondere Wärmestrahlung oder IR-Strahlung, zurückreflektiert und trifft auf den Halbspiegel 13, welcher die von dem Prüfobjekt reflektierte Strahlung zu einer optischen Detektionseinrichtung, insbesondere Kamera, 14 mit einem Objektiv 15 umlenkt. Die Kamera 14 weist bevorzugt eine wärmeempfindliche Einheit auf, wodurch die Bilder der gewölbten Oberfläche 21 des Dosenbodens aufgenommen werden und zu einer Bildauswerteeinheit 23 übermittelt werden. Mittels der Bildauswerteeinheit 23 kann nun durch eine digitale Bildauswertung beispielsweise überprüft werden, welche Markierung an der gewölbten Oberfläche 21 vorgesehen ist.
Die Strahlungsquelle 12 kann als Wärmequelle mit einem einzelnen Wärmepunkt vorgesehen sein, welche von einer Hülse ummantelt ist, um die Strahlung in Form eines Kegels auf die gewölbte Oberfläche 21 durch den Halbspiegel 13 hindurch zu projizieren. Dabei kann die Hülse der Wärmequelle 12 an den Halbspiegel 13 angrenzen, so dass die Strahlungsquelle 12 sehr nahe an der gewölbten Oberfläche 21 angeordnet werden kann. Dadurch kann die Wärmequelle 12 die Strahlung kegelförmig auf die gewölbte Oberfläche 21 projizieren, woraufhin die Strahlung von der gewölbten Oberfläche reflektiert und aufgrund der Hohlspiegel-ähnlichen Form gebündelt auf den Halbspiegel 13 auftrifft und von dort zur optischen Detektionseinrichtung, insbesondere Kamera, 14 zur Auswertung umgelenkt wird.
Im Folgenden wird nun anhand von 4 und 5 die prinzipielle Funktionsweise einer weiteren erfindungsgemässen Vorrichtung erläutert.
Die in 4 schematisch dargestellte Strahlungsquelle 12 sendet die Strahlung kegelförmig durch den Halbspiegel hindurch auf die gewölbte Oberfläche 21, an der die Strahlung reflektiert wird. Die reflektierte Strahlung trifft daraufhin auf den halbdurchlässigen Spiegel bzw. Halbspiegel 13, welcher die Strahlung zu dem Objektiv 15 der Kamera 14 umlenkt. Die Kamera 14 kann somit ein Bild der gewölbten Oberfläche 21 aufnehmen und von einer Bildauswerteeinheit auswerten, wobei eine hohe Kontrastierung durch die direkte und nahe Strahlungsquelle 12 hinter dem Halbspiegel 13 vorliegt. Wenn dabei die Strahlung auf der gewölbten Oberfläche 21 auf eine Erhebung bzw. Vertiefung auftrifft, wird die Strahlung diffus reflektiert und dadurch als dunklerer Bereich von der Detektionseinrichtung 14 erfasst.
Gemäß 4 verläuft der Strahlengang der optischen Detektionseinrichtung, insbesondere Kamera, 14 zum Halbspiegel 13 und wird von dort auf die gewölbte Oberfläche 21 umgelenkt. Die ausgestrahlte Strahlung der Strahlungsquelle 12 tritt dabei in dem Bereich durch den Halbspiegel 13 hindurch, welcher sich innerhalb des Strahlengangs der Detektionseinrichtung 14 auf dem Halbspiegel 13 befindet, da sich die Strahlungsquelle 12 in Strahlrichtung der Strahlung hinter dem Halbspiegel 13 an diesem angrenzend befindet. Wie in 2 gezeigt, ist die Strahlungsquelle 12 im Wesentlichen im Zentrum des Halbspiegels 13 angeordnet, wobei die Symmetrieachse der kegelförmig ausgestrahlten Strahlung im Wesentlichen mit der Symmetrieachse der gewölbten Oberfläche 21 übereinstimmt. Insbesondere weist die Fläche des Halbspiegels 13 im Wesentlichen einen Winkel von 45 Grad zur Längsachse der Detektionseinrichtung auf und die ausgestrahlte Strahlung der Strahlungsquelle 12 tritt im Wesentlichen in einem Winkel von 45 Grad durch den Halbspiegel hindurch, so dass sich ein Winkel von 90° oder im Wesentlichen 90 Grad, insbesondere 90° +/- 5° oder 90° +/- 2°, zwischen der Längsachse der Kamera 14 und der Achse der ausgestrahlten Strahlung der Strahlungsquelle 12 ergibt.
Die geometrische Form der gewölbten Oberfläche kann dabei zweidimensional einem Kreis bzw. Zylindersegment oder dreidimensional einem Kugelsegment bzw. einer Kugelschale entsprechen. Insbesondere ist gemäß 3 die im Wesentlichen kegelförmig auf die Oberfläche 21 ausgestrahlte Strahlung der Strahlungsquelle 12 derart vorgesehen, wobei die Symmetrieachse der kegelförmig ausgestrahlten Strahlung im Wesentlichen mit der Symmetrieachse der gewölbten Oberfläche 21 übereinstimmt.
Im Folgenden wir nun anhand von 5 der Verlauf der ausgestrahlten Strahlung der Strahlungsquelle 12 näher erläutert. Wie in 5 gezeigt, ist die Strahlungsquelle 12 in Form eines Widerstands oder Heizdrahts von einer Hülse 18 umgeben. Die Hülse 18 liegt dabei an dem Halbspiegel 13 unmittelbar dahinter an. Die kegelförmig bzw. diffus ausgestrahlte Strahlung der Strahlungsquelle 12 tritt durch den Halbspiegel 13 hindurch und trifft kegelförmig auf die gewölbte Oberfläche 21, welche im Wesentlichen der Schale einer Kugel entspricht, welche in 5 durch das Bezugszeichen 30 angedeutet ist. Die ausgesendete Strahlung 12 wird dabei von der gewölbten Oberfläche 21 idealerweise derart reflektiert, dass die Strahlung im Wesentlichen auf der gleichen Bahn zu dem Halbspiegel 13 zurück reflektiert wird und von dem Halbspiegel 13 zum Objektiv 15 umgelenkt wird. Dabei fällt der Brennpunkt der Detektionseinrichtung 14 und der Brennpunkt der der Strahlungsquelle 14 zusammen, da die Strahlungsquelle idealerweise als punktförmig anzusehen ist. Die Strahlungsquelle 12 liegt hierzu genau im Kugelmittelpunkt des Kreisschnitts bzw. der Kugelschale, wobei dies im Wesentlichen ebenso auf den Brenn-Punkt des Kameraobjektivs 15 bzw. eines Objektivs einer Detektionseinrichtung zutrifft. Insbesondere ist das Objektiv hinsichtlich der Brennweite derart gewählt, dass die Strahlen von der Strahlungsquelle 12 und der Detektionseinrichtung 14 idealerweise genau aufeinanderliegen bzw. zusammenfallen, wobei diese Anordnung über einen Teiler-Spiegel realisierbar ist. Bei einer Anordnung gemäß 5 ergibt sich ein optimaler Kontrast einer Markierung zu dem Hintergrund. Zur Erläuterung ist noch zu erwähnen, dass die Pfeile den Verlauf der ausgestrahlten Strahlung darstellen, wobei im oberen Segment die Pfeilrichtung von der Strahlungsquelle 12 zur gewölbten Oberfläche 21 dargestellt ist und wobei im unteren Segment von 5 die Pfeilrichtung in umgekehrter Richtung dargestellt ist. Idealerweise wird jedoch jeweils die Strahlung auf derselben Wegstrecke von der Strahlungsquelle 12 zur gewölbten Oberfläche gestrahlt und von der gewölbten Oberfläche zum Halbspiegel 13 hin reflektiert, so dass die Pfeilrichtung jeweils in beide Richtungen dargestellt sein müsste, was aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht vorgenommen worden ist.
Gemäß einer nicht dargestellten Ausführungsform kann zwischen der Strahlungsquelle 12 und dem Halbspiegel 13 eine Streufolie vorgesehen sein, wenn dies beispielsweise durch die Materialeigenschaften erforderlich ist. Dies kann beispielsweise für die Überprüfung von gewölbten Oberflächen aus Aluminium vorteilhaft sein, um eine verbesserte Kontrastierung zu erzielen.
Gemäß der Erfindung wird somit eine Vorrichtung zur optischen Überprüfung eines Prüfobjekts 1 mit einer gewölbten Oberfläche beschrieben, wie beispielsweise einer Metallverpackung in Form einer Getränkedose mit einem gewölbten Dosenboden. Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist eine optische Detektionseinrichtung, insbesondere Kamera, 14 und eine Strahlungsquelle sowie einen Halbspiegel auf, wobei die Detektionseinrichtung 14 und der Halbspiegel derart angeordnet sind, dass der Strahlengang der Detektionseinrichtung 14 von dem Halbspiegel umgelenkt wird, so dass die gewölbte Oberfläche des Prüfobjekts 1 von der Detektionseinrichtung 14 erfassbar ist, und wobei die Strahlungsquelle 12 in Strahlrichtung der Strahlung hinter dem Halbspiegel derart vorgesehen ist, dass die ausgestrahlte Strahlung der Strahlungsquelle 12 derart durch den Hohlspiegel hindurch auf die gewölbte Oberfläche ausgesendet wird, so dass das von der gewölbten Oberfläche des Prüfobjekts 1 reflektierte Strahlung von dem Halbspiegel zur Detektionseinrichtung 14 umgeleitet wird.
6 zeigt eine Vorrichtung, gemäß der die Strahlungsquelle 12 zumindest abschnittsweise und bevorzugt vollständig außerhalb des Strahlengangs der Strahlung, die am Prüfobjekt 1 reflektiert wird und die von der optischen Detektionseinrichtung 14, insbesondere Kamera, erfasst wird, angeordnet ist.
Die Strahlungsquelle 12 ist bevorzugt als ringförmige Strahlungsquelle 12 ausgebildet, wobei bevorzugt im radialen Zentrum der Strahlungsquelle 12 bevorzugt eine oder mindestens eine Reflektoreinheit 33 zum Umlenken der von der Strahlungsquelle 12 emittierten Strahlung in Richtung des Prüfobjekts 1 vorgesehen ist.
Bevorzugt lenkt die Reflektoreinheit 33 die Strahlung in einem Winkel von mehr als 20°, insbesondere in einem Winkel zwischen 45° und 135°, insbesondere 90°, um.
Die Strahlungsquelle 12 kann zusätzlich oder alternativ mehrere Strahlungselemente aufweisen, wobei durch jedes Strahlungselement Strahlung im IR-B Bereich oder im IR-C Bereich emittierbar ist, wobei die mehreren Strahlungselemente bevorzugt auf einer vordefinierten Bahn, insbesondere Kreisbahn, um die Reflektoreinheit 33 herum angeordnet sind. Bevorzugt sind genau oder mehr als 2, insbesondere genau oder mehr als 3 oder genau oder mehr als oder bis zu 4 oder genau oder mehr als oder bis zu 5 oder genau oder mehr als oder bis zu 6 oder genau oder mehr als oder bis zu 10 oder genau oder mehr als oder bis zu 50 Strahlungselemente vorgesehen. Bevorzugt ist zumindest die Mehrzahl der Strahlungselemente und bevorzugt alle Strahlungselemente im selben Abstand zur Reflektoreinheit 33 angeordnet. Bevorzugt sind die Strahlungselemente mittels einer gemeinsamen Steuereinrichtung, insbesondere gemeinsam, in Gruppen oder individuell, ansteuerbar.
Die Reflektoreinheit 33 kann aus mehreren Reflektorelementen bestehen oder diese aufweisen. Bevorzugt weist die Reflektoreinheit eine Vielzahl an Reflektorelemente auf, wobei die unterschiedlichen Reflektorelemente bevorzugt unterschiedlich orientiert bzw. ausgerichtet sind.
Besonders bevorzugt ist die Reflektoreinheit 33 derart ausgerichtet, dass ein spitzes Ende der Reflektoreinheit 33 in Richtung des Prüfobjekts 1 orientiert ist bzw. näher zum Prüfobjekt 1 beabstandet ist als ein vom spitzen Ende beabstandetes breiteres Ende. Das breitere Ende ist bevorzugt näher zur Detektionseinrichtung 14 beabstandet angeordnet als zum Prüfobjekt 1.
Das Bezugszeichen 35 kennzeichnet eine bevorzugt ringförmige und/oder klammerförmige Reflektoreinheit. Die Reflektoreinheit 35 umschließt in Umfangsrichtung bevorzugt zumindest abschnittsweise und besonders bevorzugt vollständig die bevorzugt ringförmige Strahlungsquelle 12. Eine ringförmige Strahlungsquelle 12 kann z.B. als Heizdraht ausgebildet sein. Die Reflektoreinheit 35 reflektiert dabei bevorzugt Strahlungsanteile, die von der bevorzugt ringförmig ausgebildeten Strahlungsquelle 12 emittiert werden, bevorzugt in Richtung des radialen Zentrums der Strahlungsquelle 12 und/oder in Richtung des radialen Zentrums der bevorzugt ringförmigen Reflektoreinheit 35. Besonders bevorzugt reflektiert die bevorzugt ringförmige Reflektoreinheit 35 dabei Strahlungsanteile, die von der bevorzugt ringförmig ausgebildeten Strahlungsquelle 12 emittiert werden, bevorzugt in Richtung einer zentral angeordneten Reflektoreinheit 33. Die Reflektoreinheit 33 lenkt die von der Strahlungsquelle 12 direkt emittierten Strahlen und die von der Reflektoreinheit 35 reflektierten Strahlen bevorzugt zumindest teilweise und besonders bevorzugt mehrheitlich und höchst bevorzugt vollständig in Richtung des Prüfobjekts 1 um.
Die Reflektoreinheit 33 ist bevorzugt zwischen dem Brennpunkt 32 und der Detektionseinrichtung 14 angeordnet, insbesondere auf einer geraden (gedachten/virtuellen) Linie zwischen dem Brennpunkt 32 und Detektionseinrichtung 14. Bevorzugt ist die Reflektoreinheit 33 näher zum Brennpunkt 32 beabstandet als zur Detektionseinrichtung 14. Besonders bevorzugt ist der Abstand zwischen der Reflektoreinheit 33 und der Detektionseinrichtung mehr als das 3-fache oder mehr als das 5-fache oder mehr als das 7-fache des Abstands zwischen der Reflektoreinheit 33 und dem Brennpunkt 32. Die zentrale Reflektoreinheit 33 kann z.B. als kegelförmige Reflektoreinheit ausgebildet sein.
Diese Ausführungsform ist vorteilhaft, da - gegenüber der Ausführungsform gemäß 1a - keine elektrischen Leiter im Erfassungsbereich der Detektionseinrichtung vorgesehen sind, wodurch das von der Detektionseinrichtung erfassten Bild keine Anteile aufweist, welche durch die Präsenz der elektrischen Leiter erzeugt werden. Die Erfindung kann sich somit auf ein Vorrichtung zur optischen Überprüfung eines Prüfobjekts 1 mit einer gewölbten Oberfläche 21 beziehen, wobei das Prüfobjekt 1 bevorzugt eine Dose, insbesondere eine runde Dose und/oder eine Aluminiumdose 1, insbesondere Getränkedose, ist, wobei eine optische Detektionseinrichtung, insbesondere Kamera, 14 und eine Strahlungsquelle 12 vorgesehen sind, wobei durch die Strahlungsquelle 12 Strahlung in Richtung der gewölbten Oberfläche 21 des Prüfobjekts 1 emittierbar ist, wobei das Prüfobjekt die Strahlung zumindest teilweise reflektiert und wobei die Kamera 14 derart angeordnet ist, dass sie reflektierte Strahlung der Strahlungsquelle 12erfasst, so dass die gewölbte Oberfläche 21 des Prüfobjekts 1 von der Kamera 14 erfassbar ist. Erfindungsgemäß emittiert die Strahlungsquelle 12 zumindest Strahlung im IR-B Bereich oder im IR-C Bereich, wobei die Kamera 14 die reflektierte Strahlung im IR-B Bereich oder im IR-C Bereich zur Bestimmung der Topografie der gewölbten Oberfläche 21 des Prüfobjekts 1 erfasst, wobei die Kamera 14 Signale und/oder Daten erzeugt, welche die reflektierte Strahlung zumindest teilweise repräsentieren, wobei eine Auswerteeinrichtung 23 zum Auswerten der von der Kamera 14 erzeugten Daten und/oder Signalen vorgesehen ist, wobei die Kamera 14 Bestandteil eines bildgebenden Infrarottemperaturmessgeräts 25 ist bzw. als ein bildgebendes Infrarottemperaturmessgerätes ausgeführt ist.
Somit bezieht sich die Erfindung auf eine Vorrichtung zur optischen Überprüfung eines Prüfobjekts 1 mit einer gewölbten Oberfläche 21, wobei das Prüfobjekt 1 eine Getränkedose ist 1, wobei eine Kamera 14 und eine Strahlungsquelle 12 vorgesehen sind, wobei durch die Strahlungsquelle Strahlung in Richtung der gewölbten Oberfläche des Prüfobjekts aussendbar ist, wobei das Prüfobjekt die Strahlung zumindest teilweise reflektiert und wobei die Kamera 14 derart angeordnet ist, dass sie reflektierte Strahlung der Strahlungsquelle erfasst, so dass die gewölbte Oberfläche 21 des Prüfobjekts 1 von der Kamera 14 erfassbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Strahlungsquelle 12 zumindest Strahlung im IR-B Bereich oder im IR-C Bereich emittiert, wobei die Kamera 14 die reflektierte Strahlung im IR-B Bereich oder im IR-C Bereich zur Bestimmung der Topografie der gewölbten Oberfläche 21 des Prüfobjekts 1 erfasst, wobei die Kamera 14 Signale und/oder Daten erzeugt, welche die reflektierte Strahlung zumindest teilweise repräsentieren, wobei eine Auswerteeinrichtung 23 zum Auswerten der von der Kamera 14 erzeugten Daten und/oder Signalen vorgesehen ist, wobei die Kamera 14 Bestandteil eines bildgebenden Infrarottemperaturmessgeräts 25 ist.
Bezugszeichenliste

1: Aluminiumdose, insbesondere Getränkedose
10: Vorrichtung
11: Gehäuse
12: Strahlungsquelle
13: Halbspiegel
14: optische Detektionseinrichtung / Kamera / optischer Sensor
15: Objektiv
19: Öffnung
21: Boden /gewölbte Oberfläche
23: Auswerteeinrichtung
25: bildgebendes Infrarottemperaturmessgerät
27: Zuführeinrichtung
29: Erfassungsbereich
30: Prüfzeichen
31: wärmedurchlässige Scheibe
32: Brennpunkt
33: Reflektoreinheit
35: ringförmige Reflektoreinheit

Claims

Vorrichtung zur optischen Überprüfung eines Prüfobjekts (1) mit einer gewölbten Oberfläche (21), wobei das Prüfobjekt (1) eine bevorzugt runde Dose, insbesondere Getränkedose, ist (1), wobei eine optische Detektionseinrichtung, insbesondere eine Kamera, (14) und eine Strahlungsquelle (12) vorgesehen sind, wobei durch die Strahlungsquelle Strahlung in Richtung der gewölbten Oberfläche des Prüfobjekts emittierbar ist, wobei das Prüfobjekt die Strahlung zumindest teilweise reflektiert und wobei die optische Detektionseinrichtung (14) derart angeordnet ist, dass sie reflektierte Strahlung der Strahlungsquelle erfasst, so dass die gewölbte Oberfläche (21) des Prüfobjekts (1) von der optischen Detektionseinrichtung (14) erfassbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Strahlungsquelle (12) zumindest Strahlung im IR-B Bereich oder im IR-C Bereich emittiert, wobei die optische Detektionseinrichtung (14) die reflektierte Strahlung im IR-B Bereich oder im IR-C Bereich zur Bestimmung der Topografie der gewölbten Oberfläche (21) des Prüfobjekts (1) erfasst, wobei die optische Detektionseinrichtung (14) Signale und/oder Daten erzeugt, welche die reflektierte Strahlung zumindest teilweise repräsentieren, wobei eine Auswerteeinrichtung (23) zum Auswerten der von der optischen Detektionseinrichtung (14) erzeugten Daten und/oder Signalen vorgesehen ist, wobei die optische Detektionseinrichtung (14) Bestandteil eines bildgebenden Infrarottemperaturmessgeräts (25) ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinrichtung (23) ebenfalls Bestandteil des bildgebenden Infrarottemperaturmessgeräts (25) ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Zuführeinrichtung (27) zum zumindest abschnittsweisen linearen Bewegen der Dose (1) vorgesehen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass durch die optische Detektionseinrichtung (14) mehrere Bilder der gewölbten Oberfläche (21) der Dose (1) erfassbar sind, während die Zuführeinrichtung (27) die Dose (1) in einem Erfassungsbereich linear bewegt.
Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Auswerteeinrichtung (23) vorgesehen ist, wobei die Auswerteeinrichtung (23) eines der Bilder in Abhängigkeit zumindest eines vorgegebenen Parameters, insbesondere Kontrast, für eine Analyse auswählt.
Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinrichtung (23) die Analyse durchführt, wobei eine Bilddatenauswertung bezüglich zumindest eines erfassten Bildes erfolgt, wobei die zu analysierenden Bilddaten neben weiteren Bildinformationen ein in der gewölbten Oberfläche (21) der Dose (1) vorgesehenes Prüfzeichen (30) repräsentieren.
Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Prüfzeichen (30) in den Bilddaten detektiert und identifiziert wird.
Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass als Ergebnis der Auswertung des Prüfzeichens (30) ein Ergebniswert bestimmt wird, wobei der Ergebniswert mit einem Referenzwert abgeglichen wird, liegt der Ergebniswert einerseits des Referenzwerts, dann gilt die Auswertung als bestanden, liegt der Ergebniswert andererseits des Referenzwerts, dann gilt die Auswertung als nicht bestanden.
Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Abstandsbestimmungseinrichtung vorgesehen ist und die optische Detektionseinrichtung, insbesondere Kamera, (14) immer dann ein Bild oder mehrere Bilder erfasst, wenn die gewölbte Oberfläche (21) der Dose (1) in einem vorbestimmten Abstand oder Abstandsbereich zur optischen Detektionseinrichtung, insbesondere Kamera, (14) und/oder zur Strahlungsquelle (12) angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Strahlungsquelle (12) zumindest abschnittsweise und bevorzugt vollständig im Strahlengang der am Prüfobjekt (1) reflektierten und von der optischen Detektionseinrichtung, insbesondere Kamera, (14) erfassten Strahlung angeordnet ist oder die Strahlungsquelle (12) zumindest abschnittsweise und bevorzugt vollständig außerhalb des Strahlengangs der am Prüfobjekt (1) reflektierten und von der optischen Detektionseinrichtung, insbesondere Kamera, (14) erfassten Strahlung angeordnet ist.
Vorrichtung zur optischen Überprüfung eines Prüfobjekts (1) mit einer gewölbten Oberfläche (21), wobei das Prüfobjekt (1) eine bevorzugt runde Dose, insbesondere Getränkedose, ist, wobei eine optische Detektionseinrichtung, insbesondere Kamera (14), und eine Strahlungsquelle (12) vorgesehen sind, wobei durch die Strahlungsquelle Strahlung in Richtung der gewölbten Oberfläche des Prüfobjekts emittierbar ist, wobei das Prüfobjekt die Strahlung zumindest teilweise reflektiert und wobei die optische Detektionseinrichtung, insbesondere Kamera, (14) derart angeordnet ist, dass sie reflektierte Strahlung der Strahlungsquelle erfasst, so dass die gewölbte Oberfläche (21) des Prüfobjekts (1) von der optischen Detektionseinrichtung, insbesondere Kamera, (14) erfassbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine Zuführeinrichtung (27) zum bevorzugt zumindest abschnittsweisen linearen Bewegen der Dose vorgesehen ist, wobei durch die optische Detektionseinrichtung, insbesondere Kamera, (14) mehrere Bilder der gewölbten Oberfläche (21) der Dose erfassbar sind, während die Zuführeinrichtung (27) die Dose (1) in einem Erfassungsbereich linear bewegt, wobei eine Auswerteeinrichtung (23) vorgesehen ist, wobei die Auswerteeinrichtung (23) eines der Bilder in Abhängigkeit zumindest eines vorgegebenen Parameters, insbesondere Kontrast, für eine Analyse auswählt.
Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinrichtung (23) die Analyse durchführt, wobei eine Bilddatenauswertung bezüglich zumindest eines erfassten Bildes erfolgt, wobei die zu analysierenden Bilddaten neben weiteren Bildinformationen ein am Boden (21) der Dose (1) vorgesehenes Prüfzeichen (1) repräsentieren, wobei das Prüfzeichen (1) in den Bilddaten detektiert und identifiziert wird.
Vorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Strahlungsquelle (12) zumindest Strahlung im IR-B Bereich oder im IR-C Bereich emittiert, wobei die optische Detektionseinrichtung, insbesondere Kamera, (14) die reflektierte Strahlung im IR-B Bereich oder im IR-C Bereich zur Bestimmung der Topografie der gewölbten Oberfläche (21), insbesondere das Prüfobjekt, erfasst, wobei die optische Detektionseinrichtung, insbesondere Kamera, Signale und/oder Daten erzeugt, welche die reflektierte Strahlung zumindest teilweise repräsentieren, wobei die optische Detektionseinrichtung, insbesondere Kamera, Bestandteil eines bildgebenden Infrarottemperaturmessgeräts ist.
Vorrichtung zur optischen Überprüfung eines Prüfobjekts (1) mit einer gewölbten Oberfläche (21), wobei das Prüfobjekt (1) eine Dose ist, wobei eine optische Detektionseinrichtung, insbesondere Kamera, (14) und eine Strahlungsquelle (12) vorgesehen sind, wobei durch die Strahlungsquelle Strahlung in Richtung der gewölbten Oberfläche des Prüfobjekts emittierbar ist, wobei das Prüfobjekt die Strahlung zumindest teilweise reflektiert und wobei die optische Detektionseinrichtung, insbesondere Kamera, (14) derart angeordnet ist, dass sie reflektierte Strahlung der Strahlungsquelle erfasst, so dass die gewölbte Oberfläche (21) des Prüfobjekts (1) von der optischen Detektionseinrichtung, insbesondere Kamera, (14) erfassbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine Zuführeinrichtung (27) zum bevorzugt zumindest abschnittsweisen linearen Bewegen der Dose (1) vorgesehen ist, wobei eine Abstandsbestimmungseinrichtung vorgesehen ist und die optische Detektionseinrichtung, insbesondere Kamera, (14) immer dann ein Bild oder mehrere Bilder erfasst, wenn der Boden (21) der Dose (1) in einem vorbestimmten Abstand zur Strahlungsquelle (12) und/oder optischen Detektionseinrichtung, insbesondere Kamera, (14) angeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstandsbestimmungseinrichtung zur elektrooptischen Entfernungsmessung ausgebildet ist, insbesondere zur Laufzeitmessung, der Phasenlagemessung und/oder Lasertriangulation von Licht, oder die Abstandsbestimmungseinrichtung die Zustellbewegung der Zuführeinrichtung auswertet und daraus die Position einer Halteeinrichtung, mittels der die Dose von der Zuführeinrichtung gehalten wird, in einem Erfassungsbereich bestimmt wird. Bevorzugt wird der Abstand des Bodens der Dose zur optischen Detektionseinrichtung, insbesondere Kamera, (14) aus der Position der Halteeinrichtung abgeleitet.
Vorrichtung nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass durch die optische Detektionseinrichtung, insbesondere Kamera, (14) mehrere Bilder der gewölbten Oberfläche (21) der Dose (1) erfassbar sind, während die Zuführeinrichtung die Dose (1) in einem Erfassungsbereich linear bewegt, wobei eine Auswerteeinrichtung (23) vorgesehen ist, wobei die Auswerteeinrichtung (23) eines der Bilder in Abhängigkeit zumindest eines vorgegebenen Parameters, insbesondere Kontrast, für eine Analyse auswählt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinrichtung (23) die Analyse durchführt, wobei eine Bilddatenauswertung bezüglich zumindest eines erfassten Bildes erfolgt, wobei die zu analysierenden Bilddaten neben weiteren Bildinformationen ein am Boden (21) der Dose (1) vorgesehenes Prüfzeichen (30) repräsentieren, wobei das Prüfzeichen (30) in den Bilddaten detektiert und identifiziert wird.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Strahlungsquelle (12) zumindest Strahlung im IR-B Bereich oder im IR-C Bereich emittiert, wobei die optische Detektionseinrichtung, insbesondere Kamera, die reflektierte Strahlung im IR-B Bereich oder im IR-C Bereich zur Bestimmung der Topografie der gewölbten Oberfläche des Prüfobjekts (1) erfasst, wobei die optische Detektionseinrichtung, insbesondere Kamera, (14) Signale und/oder Daten, insbesondere Bilddaten, erzeugt, welche die reflektierte Strahlung zumindest teilweise repräsentieren, wobei eine Auswerteeinrichtung zum Auswerten der von der optischen Detektionseinrichtung, insbesondere Kamera, (14) erzeugten Daten und/oder Signalen vorgesehen ist, wobei die optische Detektionseinrichtung, insbesondere Kamera, (14) Bestandteil eines bildgebenden Infrarottemperaturmessgeräts (25) ist.
System zur optischen Überprüfung eines Prüfobjekts (1) mit einer gewölbten Oberfläche (21), wobei das Prüfobjekt (1) eine bevorzugt runde Dose, insbesondere eine Getränkedose, ist, zumindest aufweisend die folgenden Aspekte: Emittieren von Strahlung einer Strahlungsquelle in Richtung der gewölbten Oberfläche des Prüfobjekts, wobei das Prüfobjekt die Strahlung zumindest teilweise reflektiert, Erfassen der reflektierten Strahlung der Strahlungsquelle mit einer optischen Detektionseinrichtung, insbesondere Kamera, (14) wobei die gewölbte Oberfläche (21) des Prüfobjekts (1) von der optischen Detektionseinrichtung, insbesondere Kamera, (14) erfasst wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Strahlungsquelle (12) zumindest Strahlung im IR-B Bereich oder im IR-C Bereich emittiert, wobei die optische Detektionseinrichtung, insbesondere Kamera, (14) die reflektierte Strahlung im IR-B Bereich oder im IR-C Bereich zur Bestimmung der Topografie der gewölbten Oberfläche (21) des Prüfobjekts (1) erfasst, wobei die optische Detektionseinrichtung, insbesondere Kamera, (14) Signale und/oder Daten erzeugt, welche die reflektierte Strahlung zumindest teilweise repräsentieren, wobei die von der optischen Detektionseinrichtung, insbesondere Kamera, (14) erzeugten Daten und/oder Signale mit einer Auswerteeinrichtung (23) ausgewertet werden, wobei die optische Detektionseinrichtung, insbesondere Kamera, (14) Bestandteil eines bildgebenden Infrarottemperaturmessgeräts (25) ist.
System zur optischen Überprüfung eines Prüfobjekts (1) mit einer gewölbten Oberfläche (21), wobei das Prüfobjekt (1) eine bevorzugt runde Dose, insbesondere eine Getränkedose, ist, zumindest aufweisend die folgenden Aspekte: Emittieren von Strahlung einer Strahlungsquelle in Richtung der gewölbten Oberfläche des Prüfobjekts, wobei das Prüfobjekt die Strahlung zumindest teilweise reflektiert, Erfassen der reflektierten Strahlung der Strahlungsquelle mit einer optischen Detektionseinrichtung, insbesondere Kamera, (14) wobei die gewölbte Oberfläche (21) des Prüfobjekts (1) von der optischen Detektionseinrichtung, insbesondere Kamera, (14) erfasst wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Dose (1) mit einer Zuführeinrichtung (27) bewegbar ist, wobei die Bewegung der Dose (1), insbesondere in einem Erfassungsbereich, zumindest bevorzugt abschnittsweise linear erfolgt, wobei durch die optische Detektionseinrichtung, insbesondere Kamera, (14) mehrere Bilder des Bodens (21) der Dose (1), insbesondere in Form von Bilddaten, erfasst werden während die Zuführeinrichtung (27) die Dose (1) bewegt, wobei eine Auswerteeinrichtung (23) eines der Bilder, insbesondere die Bilddaten, in Abhängigkeit zumindest eines vorgegebenen Parameters, insbesondere Kontrast, für eine Analyse auswählt.
System zur optischen Überprüfung eines Prüfobjekts (1) mit einer gewölbten Oberfläche (21), wobei das Prüfobjekt (1) eine bevorzugt runde Dose, insbesondere eine Getränkedose, ist, zumindest aufweisend die folgenden Aspekte Emittieren von Strahlung einer Strahlungsquelle (12) in Richtung der gewölbten Oberfläche des Prüfobjekts, wobei das Prüfobjekt die Strahlung zumindest teilweise reflektiert, Erfassen der reflektierten Strahlung der Strahlungsquelle mit einer optischen Detektionseinrichtung, insbesondere Kamera, (14) wobei die gewölbte Oberfläche (21) des Prüfobjekts (1) von der optischen Detektionseinrichtung, insbesondere Kamera, (14) erfasst wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Dose (1) mit einer Zuführeinrichtung (27) bewegbar ist, wobei die Bewegung der Dose (1), insbesondere in einem Erfassungsbereich, zumindest bevorzugt abschnittsweise linear erfolgt, wobei die optische Detektionseinrichtung, insbesondere Kamera, (14) immer dann ein Bild oder mehrere Bilder erfasst, wenn der Boden (21) der Dose (1) in einem vorbestimmten Abstand zur Strahlungsquelle (12) und/oder optischen Detektionseinrichtung, insbesondere Kamera, (14) angeordnet ist oder in einer vorbestimmten Position im Erfassungsbereich angeordnet ist.