DE2411723A1

DE2411723A1 - Flaw detector for bottle rims - has laser beam directed by rotating element, housing mirror and photoelectric cell

Info

Publication number: DE2411723A1
Application number: DE2411723A
Authority: DE
Inventors: Bernd Ellinger
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1973-06-08
Filing date: 1974-03-12
Publication date: 1975-09-25
Also published as: DE2329358B2; DE2329358C3; DE2329358A1

Abstract

A device for inspecting bottles for flaws, cracks, chips etc, with a rotating element which directs a beam onto the area to be inspected, as in the main patent, employs a laser as an optical source, with its beam directed down the axis of the rotating element, to impinge on an adjustable angle convex mirror located inside the funnel shaped opening on the underside of the element, so that the beam is directed onto the bottle rim the reflected back onto a photoelectric cell similarly mounted inside the funnel shaped opening.

Description

Optische Prüfvorrichtung für Behälter Die Erfindung betrifft.eine optische Prüfvorrichtung für Behälter, insbesondere Flaschen, mit einer Lichtquelle zur Beleuchtung eines Inspektionsfeldes und mindestens einem fotoelektronischen Bauelement zur Abtastung des Inspektionsfeldes, wobei das fotoelektronische Bauelement auf einem rotierend antreibbaren Träger derart angeordnet ist, daß es bei einer Rotation des Trägers das gesamte Inspektionsfeld abtastet und die Übertragung der von dem fotogektHonischen Bauelement ausgehenden Signale auf einen ortsfesten Teil der Vorrichtung induktiv erfolgt, nach Patent... (Patentanmeldung P 23 29 358.5). Optical inspection device for containers The invention relates to a Optical test device for containers, in particular bottles, with a light source for illuminating an inspection field and at least one photoelectronic Component for scanning the inspection field, the photoelectronic component is arranged on a rotatably drivable carrier in such a way that it is at a Rotation of the carrier scans the entire inspection field and the transmission of the signals emanating from the photogectonic component to a stationary part the device takes place inductively, according to patent ... (patent application P 23 29 358.5).

Die Vorrichtung nach dem Hauptpatent besitzt eine Reihe von Vorzügen, von denen der wesentlichste in der möglichen großen Drehzahl des rotierenden Trägers und der störungsfreien Übertragung der Signale von den fotoelektronischen Bauelementen auf einen ortsfesten Verstärker besteht. Dies wird gemäß dem dem Hauptpatent zu Grunde liegenden Gedanken hauptsächlich durch die induktive Übertragung der Signale erreicht. Das Hauptpatent enthält weiterhin einige Weiterbildungen dieses bei den verschiedensten Behälterprüfvorrichtungen anwendbaren Gedankens, insbesondere im Hinblick auf die Bodeninspektion von Behältern.The device according to the main patent has a number of advantages, of which the most essential in the possible high speed of rotation of the rotating carrier and the interference-free transmission of the signals from the photoelectronic components insists on a stationary amplifier. This is according to the main patent too Underlying thoughts mainly through the inductive transmission of the signals achieved. The main patent also contains some further developments in this various container testing devices applicable thought, especially in Regarding the bottom inspection of containers.

Aufgabe der Erfindung ist es nun, die Vorrichtung nach dem Hauptpatent weiterzubilden, und zwar zur Ermöglichung der Milndungsinspektion von Behältern. Es soll demnach eine optische Prüfvorrichtung für Behälter geschaffen werden, die eine schnelle und genaue Überprüfung von Behältermündungen af Absplitterungen oder dgl. ermöglicht.The object of the invention is now the device according to the main patent further training, namely to enable the discharge inspection of containers. It is therefore an optical test device for containers to be created that a quick and accurate check of container mouths af splintering or Like. Enables.

Diese Aufgabe wird bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Lichtquelle als Laser ausgebildet und derart angeordnet ist, daß sie einen in der Rotationsachse des Trägers verlaufenden Abtaststrahl erzeugt, daß der rotierende Träger ein optisches Element, welches den Abtaststrahl zur Erzeugung eines ringförmigen, die Behältermündungen überstreichenden Inspektionsfeldes ablenkt, sowie ein fotoelektronisches Bauelement aufweist, welches den von der Behältermündung reflektierten Abtaststrahl auffängt.This task is achieved with a device of the type mentioned at the beginning according to the invention achieved in that the light source is designed as a laser and such is arranged to have a scanning beam extending in the axis of rotation of the carrier produces that the rotating carrier an optical element, which the scanning beam to generate an annular inspection field that sweeps over the container mouths deflects, as well as a photoelectronic component, which has the of the container mouth intercepts reflected scanning beam.

Durch de Ausbildung der Lichtquelle als Laser wird ohne zusätzliche Hilfsmittel eine exakte Strahlenbündelung und eine große Unempfindlichkeit gegen Störstrahlung erreicht.De training the light source as a laser is without additional Aids an exact bundling of rays and a great insensitivity to Interfering radiation reached.

Ein weiterer, speziell bei der Mündungsinspektion wesentlicher Vorzug besteht darin, daß das an einer Absplitterung oder dgl. reflektierte Licht entsprechend der Lage der Absplitterung in eine bestimmte Richtung reflektiert und nicht in viele Richtungen zerstreut wird. Dieser Umstand führt, wie nachstehend erläutert, zu einer wesentlichen Erhöhung der Empfindlichkeit: Beim Durchlauf einer fehlerfreien Behältermündung durch das infolge der Rotation des Trägers mit dem optischen Ablenkmittel entstehende ringförmige Inspektionsfeld wird der auf die Mündung fallende Teil des Abtaststrahls entsprechend dem Rundungsradius der Mündung reflektiert und auf das entsprechend angeordnete fotoelektronische Bauelement geworfen. Im Falle der Prüfung einer fehlerhaften Mündung dagegen wird der Strahl nicht mehr auf das fotoelektronische Bauelement sondern in eine bestimmte andere Richtung geworfen und die auf das fotoelektronische Bauelement fallende Lichtmenge verringert sich spürbar, da kaum Streustrahlung auftritt. Das Fehlersignal ist daher gut unterscheidbar und führt infolge der störungsfreien induktiven Übertragung zu einem zuverlässigen Erkennen fehlerhafter Mündungen. Optische Mittel zum Sammeln des an einer fehlerlosen Mündung reflektierten Strahls sind nicht notwendig und das fotoelektronische Bauelement kann unmittelbar im Reflexionsbereich angeordnet werden.Another major advantage, especially when it comes to muzzle inspection is that the light reflected on a splinter or the like the location of the chipping is reflected in a certain direction and not in many Directions is scattered. As explained below, this circumstance leads to one Significant increase in sensitivity: When passing through a fault-free container mouth caused by the rotation of the carrier with the optical deflection means The ring-shaped inspection field is the part of the scanning beam falling on the muzzle according to the radius of curvature of the mouth and reflected accordingly arranged photoelectronic component thrown. In the case of testing an incorrect At the end, however, the beam no longer hits the photoelectronic component but thrown in a certain other direction and the photo-electronic The amount of light falling on the component is noticeably reduced since there is hardly any scattered radiation. The error signal is therefore easily distinguishable and leads as a result of the interference-free inductive transmission for reliable detection of faulty mouths. Optical Means for collecting the beam reflected at a flawless orifice are not available necessary and the photoelectronic component can be located directly in the reflection area to be ordered.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung wird das optische Element durch einen in der Rotationsachse des Trägers geneigt zu dieser angeordneten Konvex-Sp:iegel mit im wesentlichen zylindrischer Oberfläche gebildet. Im wesentlichen zylindrisch heißt mit anderen Worten, daß die Spiegeloberfläche im Gegensatz zu einem sphärischen Spiegel lediglich in einer Richtung gekrümmt ist. Aluf diese Weise wird neben einem einfachen, übersichtlichen Aufbau erreicht, daß der Laserstrahl in radialer Richtung zur Rotationsachse des Trägers gestreut wird, so daß das Inspektionsfeld beliebig vergrößert werden kann.According to a development of the invention, the optical element is through a convex mirror arranged inclined to the carrier in the axis of rotation of the carrier formed with a substantially cylindrical surface. Essentially cylindrical in other words, that the mirror surface is in contrast to a spherical one Mirror is curved only in one direction. Aluf this way will be next to one simple, clear structure achieves that the laser beam in the radial direction is scattered to the axis of rotation of the carrier, so that the inspection field is arbitrary can be enlarged.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn, entsprechend einer anderen Weiterbildung der Erfindung, der Spiegel verstellbar ausgebildet ist, wodurch sich eine einfache Anpassung an unterschiedliche Behältermündungen erreichen läßt.It is particularly advantageous if, in accordance with another further development of the invention, the mirror is adjustable, making a simple Can achieve adaptation to different container mouths.

Zur näheren Erläuterung der Erfindung wird im Nachstehenden ein Ausführungsbeispiel anhand der Zeichnungen beschrieben.For a more detailed explanation of the invention, an embodiment is given below described with reference to the drawings.

Es zeigen: Fig. 1 eine Seitenansicht einer Vorrichtung zur Mündungsprüfung von Getränkeflaschen, teilweise im Schnitt Fig. 2 ein vereinfachtes Schaltbild der Vorrichtung nach Fig. 1 Fig. 3 eine Draufsicht auf die Flaschenmündung mit der Lage des Inspektionsfeldes Die-Vorrichtung 1 nach Fig. 1 bis 3 dient zur Kontrolle der Mündungen von Getränkeflaschen 3, insbesondere zum Feststellen von Absplitterungen, Ausbrüchen oder dgl. in der für einen einwandfreien Sitz des Flaschenverschlusses wichtigen Dichtfläche 2. Die Vorrichtung 1 ist hierzu an einer ortsfesten Halterung 4 über der Bewegungsbahn der beispielsweise von einem nicht gezeigten Transportstern in Pfeilrichtung kontinuierlich geförderten Flaschen 3 angeordnet.1 shows a side view of a device for mouth testing of beverage bottles, partly in section. FIG. 2 is a simplified circuit diagram of the Device according to Fig. 1 Fig. 3 is a plan view of the bottle mouth with the layer of the inspection field The device 1 according to FIGS. 1 to 3 is used to control the Mouths of beverage bottles 3, in particular for detecting splinters, Breakouts or the like. In the for a perfect fit of the bottle closure important sealing surface 2. The device 1 is for this purpose on a stationary holder 4 above the trajectory of, for example, a transport star (not shown) Bottles 3 continuously conveyed in the direction of the arrow are arranged.

Sie weist einen rotierenden Träger oder Rotor 5 auf, der in Wälzlagern 6 gelagert und so angeordnet ist, daß seine Mittel- und Rotationsachse während der Bewegung der Flaschen 3 vorübergehend mit deren Mittelachse zusammenfällt.It has a rotating carrier or rotor 5, which is in roller bearings 6 is mounted and arranged so that its central and rotational axis during the Movement of the bottles 3 temporarily coincides with their central axis.

Der Rotor 5 wird über eine an ihm ausgebildete Rille 7, einen Riemen 8 und einen Motor 9 mit einer Riemenscheibe in rasche Umdrehung versetzt.The rotor 5 is via a groove 7 formed on it, a belt 8 and a motor 9 with a pulley set in rapid rotation.

Entlang seiner Mittelachse weist der Rotor 5 eine durchgehende Bohrung 10 auf,. die an seiner Unterseite in eine konische Aussparung 11 übergeht. Über dem Rotor ist ein ortsfester Laser 12 einer bekannten Bauart derart angeordnet, daß der von ihm ausgesandte gebündelte Lichtstrahl 12a, dessen Mittelachse mit der Mittelachse des Rotors zusammenfällt, durch die Bohrung 10 hindurch in die Aussparung 11 tritt. Dort ist ein zylindrisch gekrümmter Konvex-Spiegel 13 angeordnet, der den Laserstrahl 12a in einem spitzen Winkel zur Mittelachse des Rotors ablenkt und gleichzeitig in radialer Richtung streut. Der Strahl 12a weist somit in Höhe der Dichtfläche 2 den in Fig. 3 schraffiert eingezeichneten, annähernd rechteckigen Querschnitt 12b auf. Infolge der Rotation des Rotors 5 wird durch diesen Querschnitt 12b das inPig. 3 durch strichpunktierte Linien begrenzte, kreisringförmige Inspektionsfeld 18 erzeugt. Die Breite und der Durchmesser dieses Inspektionsfeldes werden durch die Krümmung und Lage des in seiner Neigung verstellbaren Spiegels 13 bestimmt. Die Breite wird etwas größer als die der Mündung gewählt, da während der Inspektion eine Bewegung der Flasche stattfindet. Die Breite des Inspektionsfeldes sowie die Drehzahl des Rotors sind derart aufeinander abgestimmt, daß beim Durchlauf einer Mündung durch das hypothetische Inspektionsfeld mindestens eine vollständige Umdrehung des Rotors und damit eine vollständige Abtastung der Mündung erfolgt. Die Abtastung beginnt zweckmäßigerweise kurz vor dem Zusammentreffen von Flaschen- und Rotormittelachse und endet kurz danach.The rotor 5 has a continuous bore along its central axis 10 on ,. which merges into a conical recess 11 on its underside. Above A stationary laser 12 of a known type is arranged on the rotor in such a way that that the bundled light beam emitted by it 12a, whose central axis coincides with the The central axis of the rotor coincides through the bore 10 into the recess 11 occurs. A cylindrically curved convex mirror 13 is arranged there, which deflects the laser beam 12a at an acute angle to the central axis of the rotor and at the same time scatters in the radial direction. The beam 12a thus has the level of Sealing surface 2 is shown hatched in Fig. 3, approximately rectangular Cross section 12b. As a result of the rotation of the rotor 5, this cross section 12b the inPig. 3, circular inspection field delimited by dash-dotted lines 18 generated. The width and the diameter of this inspection field are determined by the curvature and position of the adjustable mirror 13 in its inclination is determined. The width is chosen to be slightly larger than that of the mouth, since during the inspection there is movement of the bottle. The width of the inspection field as well as the The speed of the rotor are matched to one another in such a way that when passing through a Muzzle through the hypothetical inspection field at least one complete revolution of the rotor and thus a complete scanning of the muzzle takes place. The scanning expediently begins shortly before the cylinder and rotor center axis meet and ends shortly thereafter.

Weiter ist in der konischen Aussparung 11 des Rotors 5 ein fotoelektronisches Bauelement, z.B. eine Solarzelle 14 befestigt. Sie ist geneigt zur Rotationsache derart angeordnet, daß sie den von der Dichtfläche 2 einer vorbeilaufenden fehlerfreien Flaschenmündung reflektierten Laser strahl erfaßt. Ihre Breite ist etwas größer als die Breite des reflektierten Strahls. Sie ist mit einer Primärspule 15, die in einer konzentrischen Ringnut an der Außenseite des Rotors 5 angeordnet ist,. leitend verbunden. Die Primärspule 15 ist konzentrisch von einer Sekundärspule 16 umgeben, die in einer Ringnut einer den Rotor 5 teilweise umgebenden, gleichzeitig zur Aufnahme der Wälzlager 6 dienenden ortsfesten Hülse 17 liegt. Die Sekundärspule 16 ist mit einem Verstärker 19 bekannter Bauart verbunden.Furthermore, in the conical recess 11 of the rotor 5 is a photoelectronic Component, e.g. a solar cell 14 attached. She is inclined to the rotation thing arranged in such a way that they are defect-free from the sealing surface 2 of a passing Bottle mouth reflected laser beam detected. Their width is slightly larger than the width of the reflected beam. It is with a primary coil 15 that is arranged in a concentric annular groove on the outside of the rotor 5 ,. conductively connected. The primary coil 15 is concentric with a secondary coil 16 surrounded, in an annular groove of the rotor 5 partially surrounding, at the same time for receiving the roller bearings 6 serving stationary sleeve 17 is located. The secondary coil 16 is connected to an amplifier 19 of known type.

Wird eine einwandfreie Mündung bzw. Dichtfläche 2 geprüft, so erzeugt der auf die Solarzelle 14 fallende reflektierte Prüfstrahl 12a während eines Umlaufs des Rotors 5 einen gleichbleibenden Fotostrom bestimmter'Stärke, der keine Reaktion in der Sekundärspule 16 hervorruft. Trifft der Strahl jedoch beispielsweise auf eine Absplitterung in der Dicht-fläche, so wird er vorübergehend aus seiner radialen Ebene heraus und/oder in seiner radialen Ebene derart abgelenkt, daß er die Solarzelle 14 verfehlt. Der von der Solarzelle hervorgerufene und durch die Primärspule 15 fließende Fotostrom wird unterbrochen, wodurch eine Änderung der Feldstärke entsteht. Diese induziert in der Sekundärspule 16 eine bestimmte Spannung, die vom Verstärker 19 verstärkt und z.B. an einen Auswerter 20 weitergeleitet wird.If a flawless opening or sealing surface 2 is checked, it is generated the reflected test beam 12a falling on the solar cell 14 during one revolution of the rotor 5 a constant photocurrent of certain 'strength, which has no reaction causes in the secondary coil 16. However, if the beam hits, for example If there is a splintering in the sealing surface, it will temporarily be out of its radial position Level out and / or deflected in its radial plane in such a way that it touches the solar cell 14 missed. The one generated by the solar cell and through the primary coil 15 flowing photocurrent is interrupted, causing a change in the field strength. This induces a certain voltage in the secondary coil 16, which is generated by the amplifier 19 is amplified and e.g. forwarded to an evaluator 20.

Der Auswerter 20 wird durch eine Trigger-Einrichtung 21 bekannter Bauart, die bespielsweise mittels einer durch den Behälter -ausgelösten Lichtschranke arbeitet, während der in der obeqbeschriebenen Weise festgelegten Prüfzeit in Bereitschaft gesetzt und betätigt beispielsweise im Falle des Einlaufs eines verstärkten Fehlersignals eine nicht gezeigte Ausscheidevorrichtung für den Behälter mit fehlerhafter Mündung. Von Bedeutung ist, daß nur Änderungen des FotostromThe evaluator 20 is made more known by a trigger device 21 Type, for example by means of a light barrier triggered by the container works during the test time specified in the above-described manner on standby set and actuated, for example, in the event of the arrival of an amplified error signal a separating device, not shown, for the container with a defective mouth. What matters is that only changes in the photocurrent

Claims

Claims Optical testing device for containers, in particular Bottles, with a light source for illuminating an injection field and at least a photoelectronic component for scanning the inspection field, wherein the photoelectronic component arranged in such a way on a rotationally drivable carrier is that it scans the entire inspection field with one rotation of the carrier and the transmission of the signals emanating from the photoelectronic component takes place inductively on a stationary part of the device, according to patent ... (patent application P 23 29 358.5), characterized in that the light source is designed as a laser (12) and is arranged such that it runs in the axis of rotation of the carrier (5) Scanning beam (12a) produces that the rotating carrier (5) is an optical element (15), which uses the scanning beam to generate an annular, the container mouths sweeping inspection field (18) deflects, as well as a photoelectronic component (14) which has the scanning beam reflected from the container mouth (2) catches.

2.) Optical test device according to claim 1, characterized in that that the optical element is inclined by one in the axis of rotation of the carrier (5) to this arranged convex mirror (13) with an approximately cylindrical surface is formed, which scatters the scanning beam (12a) in the radial direction.

3.) Optical test device according to claim 1 or 2, characterized in that that the inclination of the mirror (13) is adjustable.

an error signal during an inspection cycle for a container mouth evoke different futo currents like them from bottle to bottle for example through different bottle heights, mouth shape or glass color are caused, do not generate an error signal.

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