DE3124949A1

DE3124949A1 - Fehlerpruefverfahren und anordnung zur durchfuehrung des verfahrens

Info

Publication number: DE3124949A1
Application number: DE19813124949
Authority: DE
Inventors: Takashi Urayasu Chiba Miyazawa
Original assignee: Kirin Brewery Co Ltd
Current assignee: Omron Kirin Techno System Co Ltd
Priority date: 1980-06-27
Filing date: 1981-06-25
Publication date: 1982-03-18
Also published as: DK156283C; GB2078948A; US4448526A; DK285081A; FR2485734A1; FR2485734B1; DK156283B; AU7199081A; NL185368B; AU535792B2; GB2078948B; NL185368C; CA1175139A; DE3124949C2; NL8102944A

Description

KIRIN BEER KABUSHIKI KAISHA, Tokio, Japan

Fehlerprüfverfahren und Anordnung zur Durchführung des Verfahrens

Die Erfindung betrifft ein Fehlerprüfverfahren zum Feststellen von Kratzern, Rissen, Sprüngen oder Einschlüssen in einem Gegenstand sowie eine Anordnung zur Durchführung des Verfahrens.

Bei dem Gegenstand kann es sich um eine Flasche, wie beispielsweise eine Bierflasche oder Fruchtsaftflasche, handeln, bei der das Vorhandensein oder das Fehlen von Fremdeinschlüssen optisch geprüft wird.

Im allgemeinen werden Flaschen für Bier, Wein, kohlensäurehaltigen Getränken, Nahrungsmitteln und dergleichen gesammelt und wiederverwendet. Die gesammelten Flaschen werden mit einer Flaschenreinigungsvorrichtung gereinigt, um Stoffe, wie Staub und Rückstände, zu entfernen. Dabei hat es sich herausgestellt, daß ein derartiges Flaschenreinigungsgerät im allgemeinen nicht imstande ist, Rückstände zu entfernen, die an der Innenseite der Flasche festkleben. Daher ist es notwendig, derartige Flaschen vor oder nach dem Flaschenreinigungsvorgang von der Füllstraße zu entfernen. Ebenso ist es erforderlich, Flaschen zu entfernen, die Risse, Kratzer oder dergleichen aufweisen.

Verschiedene Verfahren oder Geräte zum Feststellen von Flaschenfehlern wurden schon verwirklicht oder vorgeschlagen, jedoch im allgemeinen weisen sie den einen oder anderen Nachteil auf, der nachfolgend noch näher beschrieben werden wird.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Fehlerprüfverfahren und eine Anordnung hierfür zu schaffen, bei dem die

Kirin Beer KK " -.£..-.. .-..- -„.- Ee/zr-9920

Nachteile bekannter Verfahren und Anordnungen zur Durchführung dieser Verfahren vermieden werden, ein Videosignal so verarbeitet wird, daß der Einfluß optischer Störungen an den Kanten des Bodens einer zu untersuchenden Flasche minimalisiert wird, Fehler im Flaschenboden mit großer Genauigkeit feststellbar sind und das Ergebnis mit hoher Geschwindigkeit verarbeitet werden kann und bei dem die Anordnung kostengünstig hergestellt werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein zu prüfender Gegenstand beleuchtet und Licht von ihm zur Darstellung des Bildes des Gegenstandes empfangen wird, daß das Gegenstandsbild in eine Anzahl von Bildelementen unterteilt wird, daß die Signale der Bildelemente in bezug auf die Positionen der Teile des Gegenstandes, die den Bildelementen entsprechen, gespeichert werden, daß die Signale der Bildelemente in der Reihenfolge gelesen werden, in der die Teile des Gegenstandes, die den Bildelementen entsprechen, von einer spiralförmigen, gedachten Linie geschnitten werden, die auf dem Gegenstand gezogen ist, und daß ein Fehler in dem Gegenstand aufgrund der gegenseitigen Beziehung des Signals eines der Bildelemente und des Signals eines weiteren Bildelements festgestellt wird, das vor dem zuerst angeführten Signal eines der Bildelemente gelesen wird.

Die weitere verfahrensmäßige Ausgestaltung der Erfindung ergibt sich aus den Ansprüchen 2 bis 5.

Die Anordnung zur Durchführung des Verfahrens zeichnet sich dadurch aus, daß eine Lichtquelle zum Beleuchten eines zu prüfenden Gegenstandes und eine Fernsehkamera für den Empfang des Lichtes von dem Gegenstand vorgesehen sind, daß ein Speicher die Signale einzelner Bildelemente speichert, die das Bild des Gegenstandes in bezug auf Teilen des Gegenstandes formen, die mit den Bildelementen korrespondieren, daß eine Speichersteuereinheit die Signale der Bildelemente in der Reihenfolge aus dem Speicher ausliest, in der die Teile des Gegenstandes, die den Bildelementen ent-

Kirin Beer KK --'■/-- Re/zr-9 920

sprechen, von einer spiralförmigen, gedachten Linie geschnitten werden, die auf dem Gegenstand gezogen ist, und daß eine Prüfschaltung zum Feststellen eines Fehlers in dem Gegenstand aufgrund der gegenseitigen Beziehung zwischen dem Signal eines der Bildelemente und dem Signal eines weiteren Bildelements vorhanden ist, das kurzfristig vor dem zuerst erwähnten Signal eines der Bildelemente ausgelesen wird.

Die Weiterbildung der Anordnung nach der Erfindung ergibt sich aus den Ansprüchen 7 bis 12.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen:

Figur 1A - eine Schnittansicht eines Bodens einer Flasche,

Figur 1B- ein schematisches Schaubild zur Erläuterung der Beziehung zwischen dem Flaschenboden und den Abtastlinien,

Figur 1C- eine grafische Darstellung der Abhängigkeit des Signalpegels von der Abtastrichtung in bezug auf die Teile A-A¹ und B-B¹ in Figur 1B,

Figur 2 - eine schematische Ansicht einer Ausführungsform des optischen Bildes eines Flaschenbodens,

Figur 3 - eine Ansicht eines Signalpegels längs einer Linie S-T in Figur 2,

Figuren 4A und 4B - Diagramme zur Beschreibung des Prinzips der Erfindung,

Figur 5 - ein Blockschaltbild einer Ausführungsform der Erfindung,

Figur 6 - ein Blockschaltbild einer Ausführungsform einer SpeicherSteuereinheit,

Figur 7 - ein Diagramm der in einem Speicher gespeicherten Daten,

Figur 8 - ein Blockschaltbild einer Ausführungsform einer Prüfschaltung, die bei der Erfindung verwendet wird,

Figur 9 - ein Blockschaltbild einer weiteren Ausführungsform einer Prüfschaltung,

Figuren 1OA/ 10B und 10C - Diagramme zum Feststellen eines geringfügigen Fehlers bzw. Schmutzfleckes,

Figuren 11A, 11B, 11C und 11D- Diagramme verschiedener Abtastlinien,

Figur 12 - ein Diagramm zur Beschreibung einer Korrektur von Adressendaten innerhalb der erfindungsgemäßen Anordnung , und

Figur 13 - ein Blockschaltbild einer Ausführungsform einer Schaltung zur Korrektur von Datenadressen·.

Bevor die Ausführungsbeispiele der Erfindung näher beschrieben werden, sollen Nachteile bekannter Verfahren und Anordnungen zu ihrer Durchführung, die denkbar oder vorgeschlagen wurden, kurz erläutert werden, um einen besseren Hintergrund zum Verständnis der Vorteile und Merkmale der Erfindung zu erhalten.

Bei einem bekannten Verfahren ist eine elektrische Lampe unterhalb des Flaschenbodens angeordnet, um die Flasche zu beleuchten, während eine Fernsehkamera oberhalb der Flasche sich befindet, um das optische Bild der Flasche foto-, elektrisch umzuwandeln und ein elektrisches Signal zu liefern, das durch den Abtastvorgang der Fernsehkamera erzeugt wird. Bei diesem Verfahren ist nachteilig, daß es schwierig ist, die Genauigkeit zum Feststellen von Fehlern an der Kante oder an der Ecke des Flaschenbodens zu verbessern, da eine optische Störung mit relativ hohem Pegel an diesen Stellen erzeugt wird. Wie Figur 1A zeigt, ist der Flaschenboden 1 an der Ecke 2 mit der Flaschenwand 3 verbunden und die Ecke 2 ist gekrümmt und dicker als die übrigen Flaschenteile. Im Falle einer wiederverwendbaren Flasche weist der Flaschenboden häufig feine Kratzer auf, die jedoch nicht notwendigerweise die Wiederverwendung der Flasche beeinträchtigen. Jedoch trifft es im allgemeinen zu, daß die Ecke 2 der Flasche häufig optische Störungen mit relativ hohem Pegel verursacht.

Erschwerend kommt noch hinzu, daß häufig nach dem Reinigen einer Flasche ein geringer Betrag von Reinigungs-

Kirin Beer KK -.3.?. '■ '--' -- Riä/zr-9920

lösung in der Flasche zurückbleiben kann. Durch diese Rückstände an Reinigungslösung können vom Flaschenboden gestreute Lichtstrahlen einer Totalreflexion am Meniskus der Reinigungslösung ausgesetzt werden und erreichen dann nicht die Lichtempfangseinheit oberhalb der Flasche. Das resultierende optische Bild des Flaschenbodens enthält dann ein dunkles Ringmuster, entsprechend der Ecke bzw. Kante 2.

Aufgrund einer Anzahl von optischen Störungen, wie sie zuvor beschrieben wurden, zeigt das elektrische Ausgangssignal der Fernsehkamera während der optischen Abtastung des Flaschenbodens 1.gemäß Figur 1B einen Verlauf, wie er in Figur 1C dargestellt ist. Es ist zu ersehen, daß der Signalpegel der Ecke bzw. Kante 2 niedrig ist. Besonders im Teil A-A' ist der Signalpegel von Beginn an bis zum Ende niedrig, und die Wellenform ist kompliziert aufgebaut und dementsprechend ist es schwierig, ein Signal eines Normalbereiches einer Flasche von einem Signal zu unterscheiden, das einen Flaschenteil mit einem Fehler wiedergibt, der eine Helligkeitsreduzierung mit sich bringt.

Um diese Schwierigkeit zu eliminieren, wurde ein Verfahren nach der japanischen Patentanmeldung Nr. 123506/ 1978 vorgeschlagen, bei dem eine elektrische Torschaltung oder eine mechanische Maske, beispielsweise ein Fadenkreuz oder Maschennetz, verwendet wird, so daß der Flaschenteil, der der Kante bzw. der Ecke 2 entspricht, außerhalb des Abtastbereiches liegt und nur der Teil der Flasche überprüft wird, der ausreichend weit entfernt von der Kante liegt. Dieses Verfahren löst das Problem der Herabsetzung der Genauigkeit durch den Verschleiß der Maschine und durch die Exzentrizität der Positionierung der Flasche in bezug auf die Lichtempfangseinheit.

Wie schon erwähnt wurde, wird eine Fernsehkamera häufig als eine Bildaufnahmeeinheit in einer Anordnung zum Feststellen von Fehlern in einer Glasflasche oder dergleichen Behälter eingesetzt. Jedoch ist dabei zu beachten, wie

Kirin Beer KK ---iO'- Re/zr-9920

beschrieben wurde, daß es schwierig ist/ ein Signal zu identifizieren, das einen Fehler an der Kante einer Flasche durch direkte Zuordnung zu einem Videosignal wiedergibt, welches in dem Fernsehabtastsystem übertragen wird, da das Videosignal durch die optische Störung an der Kante des Flaschenbodens beeinflußt wird. Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein derartiges Videosignal gelesen, nachdem es entsprechend der Konfiguration eines zu prüfenden Gegenstandes wieder angeordnet wird, so daß ein Normalsignal und ein den Fehler wiedergebendes Signal, das weiterhin als Fehlersignal bezeichnet wird, ohne Irrtum voneinander unterschieden werden können.

Das optische Bild eines Flaschenbodens ist in Figur 2 schematisch dargestellt und den Signalpegel längs einer Linie S-T des Flaschenbodens zeigt Figur 3. Dieses Signal wird in einem Speicher gespeichert und bei Bedarf durch einen spiralförmigen Abtastvorgang ausgelesen, bei dem die Abtastung spiralförmig beginnt, beispielsweise mit dem Mittelpunkt CP des Flaschenbodens, wie dies in Figur 4A dargestellt ist. Das resultierende Signal weist einen Pegel auf, der sich schrittweise oder kontinuierlich von dem Mittelpunkt des Flaschenbodens zu der Ecke bzw. zu der Kante hin des Flaschenbodens verändert, solange kein Fehler vorhanden ist, wie aus Figur 4B ersichtlich ist. Im Falle eines Fehlers tritt eine plötzliche Änderung im Signalpegel auf, so daß der Fehler mit Leichtigkeit festgestellt werden kann.

In einer Ausführungsform der Erfindung, die in Figur 5 gezeigt ist, befindet sich eine Lichtquelle oder eine Lampe 12 unterhalb des Bodens einer Flasche 10, die beispielsweise eine zu überprüfende Bierflasche ist. Eine Streuplatte 11 ist zwischen der Lampe 12 und dem Boden der Flasche angeordnet. Eine Fernsehkamera 13 befindet sich oberhalb der Flasche 10. Das Ausgangsvideosignal· VS der Fernsehkamera 13 wird durch einen Verstärker 14 verstärkt, in Abschnitte unterteilt und in ein Digitalsignal DS mit beispielsweise sechs oder acht Bits, durch einen Analog-zu-Digital (A/D) Konverter

Kirin Beer KK -11- ' " Re/zr-9920

20 umgewandelt. Dieses Signal ist repräsentativ für die Helligkeit eines Teils der Flasche, dem ein Bildeleitient entspricht. Die Digitalsignale DS werden aufeinanderfolgend in Adressen/ die in einem Speicher 30 spezifiziert sind, als Daten für die Bildelemente gespeichert, welche den Teilen der Flasche entsprechen. Die in dem Speicher 30 gespeicherten Daten werden aufgrund eines Lesesignals RO einer Speichersteuereinheit 40 ausgelesen. Das Vorhandensein oder das Fehlen eines Fehlers verbürgen im ersteren Fall das Ausmustern einer Flasche, wobei die Entscheidung durch eine Prüfschaltung 50 auf der Grundlage der Veränderung der ausgelesenen Daten erfolgt.

Sobald festgestellt wird, daß die Flasche einen Fehler aufweist, aufgrund dessen die Flasche ausgeschieden werden soll, liefert die Prüfschaltung 50 als Ausgang ein Fehlersignal DF und eine Flaschenrückhaltevorrichtung 60 hält die defekte Flasche auf der Abfüllstraße zurück oder mustert sie aus. Ein Pulsgenerator 70 ist vorgesehen, der den Abtastvorgang der Fernsehkamera 13, die Analog-zu-Digital Umwandlung des A/D Konverters 20 und den Zugriff zu dem Speicher 30 durch die Speichersteuereinheit 40 synchronisiert, wenn die Daten in den Speicher 30 eingeschrieben werden. Des weiteren steuert der Pulsgenerator 70 den zeitlichen Zugriff zu dem Speicher 30, wenn daraus die Daten ausgelesen werden sollen.

Der Aufbau der Speichersteuereinheit 40 ist beispielsweise in Figur 6 dargestellt. Das Ausgangstaktsignal CL des Pulsgenerators 70 steuert einen Adressenzähler 401 an und entsprechend den durch die Schreibsignale WR des Adressenzählers 401 spezifizierten Adressen werden die Digitalsignale DS des A/D Konverters 20 aufeinanderfolgend im Speicher 30 gespeichert. Das Videosignal des Gegenstandes, das von der Fernsehkamera geliefert wird, wird in Bildelemente unterteilt, von denen beispielsweise 100 in X-Richtüng und 100 in Y-Richtung angeordnet sind, wie dies- aus Figur 7 zu entnehmen ist. Dementsprechend werden die Bildelementsignale im

Kir in Beer KK . - Λ2 - ..' '. ρΛ/ζγ-9920

Speicher 30 in Adressen gespeichert, die den Bildelementen entsprechen, welche in einer Matrix 100 χ 100 angeordnet sind. In diesem Fall erfolgt die Adressierung in der nachstehend beschriebenen Reihenfolge. Zunächst wird mit Y = 1 als Festwert X von 1 bis 100 in der angegebenen Reihenfolge spezifiziert. Danach wird mit Y = 2 als Festwert X von 1 bis 100 in der angegebenen Reihenfolge spezifiziert. In ähnlicher Weise wird bei den verbleibenden Adressen vorgegangen. Nachdem alle Adressen auf diese Weise spezifiziert wurden, beginnt das Lesen der Daten. Während der Datenleseoperation wird das Ausgangstaktsignal CL des Pulsgenerators durch den Adressenzähler 401 gezählt und das Speicherauslesesignal FS des Adressenzählers 401 dem Adressierspeicher (ROM) 402 zugeführt und dieser erzeugt das Lesesignal RO, das dem Speicher (RAM) 30 zum Adressieren entsprechend den nachstehenden Tabellen 1 (a) bis (c) zugeleitet wird. Die Tabelle 1 zeigt ein Beispiel für eine Codeumwandlung, entsprechend dem mittleren Teil des Flaschenbodens.

C	X	Y
O	50	51
1	50	50
2	49	50
3	49	51
4	49	52
5	50	52
6	51	51
7	51	50
8	50	49
9	49	49
10	48	50
11	48	51
12	48	52
13	48	53
14	49	53
15	50	53
16	51	53
17	51	52
18	52	52
19	52	51
20	52	50
21	52	49
22	51	49
23	51	48
24	50	48

Tabelle	X	Ka)
C	49	y
25	48	48
26	48	48
27	47	49
28	47	49
29	47	50
30	47	51
31	47	52
32	48	53
33	49	54
34	50	54
35	51	54
36	52	54
37	53	53
38	53	52
39	53	51
40	53	50
41	52	49
42	51	48
43	50	47
44	49	47
45	48	47
46	47	47
47	46	48
48	46	49
49	50

C	X	Y
50	46	51
51 '	46	52
52	46	53
53	46	54
54	47	54
55	48	55
56	49	55
57	50	55
58	51	55
59	52	54
60	53	54
61	53	53
62	54	52
63	54	51
64	54	50
65	54	49
66	53	48
67	53	47
68	52	47
69	51	46
70	50	46
71	49	46
72	48	46
73	47	47
74	46	47

Tabelle 1(b)

C	X	Y
75	46	48
76	45	49
77	45	50
78	45	51
79	45	52
80	45	53
81	45	54
82	46	55
83	47	55
84	47	56
85	48	56
86	49	56
87	50	56
88	51	56
89	52	56
90	52	55
91	53	55
92	54	54
93	54	53
94	55	53
95	55	52
96	55	51
97	55	50
98	55	49
99	55	48

C	X	Y
100	54	48
101	54	47
102	53	46
103	52	46
104	52	45
105	51	45
106	50	45
107	49	45
108	48	45
109	47	45
110	47	46
111	46	46
112	45	47
113	45	48
114	44	48
115	44	49
'116	44	50
117	44	51
118	44	52
119	44	53
120	44	54
121	45	55
122	46	56
123	47	57
124	48	57

C	X	Y
125	49	57
126	50	57
127	51	57
128	52	57
129	53	56
130	54	55
131	55	54
132	56	53
133	56	52
134	56	51
135	56	50
136	56	49
137	56	48
138	55	47
139	54	46
140	53	45
141	52	44
142	51	44
143	50	44
144	49	44
145	48	44
146	47	44
147	46	45
148	45	46
149	44	47

Tabelle 1(c)

C	X	Y
150	43	48
151	43	49
152	43	50
153	43	51
154	43	52
155	43	53
156	43	54
157	43	55
158	44	55
159	44	56
160	45	56
161	45	57
162	46	57
163	47	58
164	48	58
165	49	58
166	50	58
167	51	58
168	52	58
169	53	57
170	54	57
171	54	56
172	55	56
173	55	55
174	56	55

C	X	Y
175	56	54
176	57	53
177	57	52
178	57	51
179	57	50

Kirin Beer KK - 16 - .:.... Re/2x^9 92 O¹ ".:

In einer derart aufgebauten Anordnung wird die zu prüfende Flasche 10, die beispielsweise mittels eines Förderers weiterbefördert wird, durch die Diffusionsplatte 12 hindurch von der Lampe beleuchtet, und sobald die Flasche eine vorgegebene Position erreicht, wird das optische Bild des Flaschenbodens von der Fernsehkamera 13 aufgenommen, so daß ein Rahmen des optischen Bildes einer fotoelektrischen Umwandlung ausgesetzt ist und als ein Videosignal VS anfällt-Das analoge Videosignal VS wird in ein Digitalsignal DS entsprechend seiner Helligkeit durch den A/D Konverter 20 umgewandelt und in der Adresse des Speichers 30 gespeichert, die durch das Schreibsignal WR des Adressenzählers 401, wie in Figur 7 gezeigt, spezifiziert wird. Die in dem Speicher 30 gespeicherten Daten werden in der Reihenfolge ausgelesen, in der die Adressen durch die Lesesignale RO eines Adressierspeichers 402 angegeben werden, der durch den Pulsgenerator 70 angesteuert wird. In diesem Fall wird die Adressierung aufeinanderfolgend in Übereinstimmung mit den spiralförmigen Abtastpositionen ausgetragen, beginnend mit dem Mittelpunkt CP des Flaschenbodens, wie dies in Figur 4A gezeigt ist, entsprechend der Tabelle 1. Wenn der Flaschenboden keinen Fehler aufweist, liefert der Speicher 30 am Ausgang ein Signal, dessen Pegel sich allmählich ändert, wie dies in Figur 4B dargestellt ist. Andererseits, wenn der Flaschenboden einen Fehler aufweist, ändert sich die Datenausgabe des Speichers 30 abrupt in ihrem Pegel. Diese sprungweise Änderung wird durch die Prüfschaltung 50 festgestellt.

Die Prüfschaltung 50 ist beispielsweise wie in Figur 8 gezeigt, aufgebaut. Während eines Lesezyklus werden Daten D aus dem Speicher 30 ausgelesen und einem Schieberegister 501 zugeführt, das, wenn weitere Daten aus dem Speicher 30 ausgelesen werden, das heißt während eines späteren Lesezyklus, der gegenüber dem ersten Lesezyklus durch zwei Lesezyklen verzögert ist, die zuvor gespeicherten Daten ausgibt. Eine Teilerschaltung 502 teilt die ausgelesenen Daten D des Speichers 30 durch die Daten D-' die von dem Schieberegister 501 ausgegeben werden und erzeugt ein Signal,

Kirin Beer KK - 17 - ■' R6/z£-992Q

welches für das Verhältnis V = ^D _n/°_n_2 ^der Daten D zu den Daten D ~ <^es früheren Lesezyklus indikativ ist. Ein Diskriminator 503 prüft,, ob das Verhältnis V innerhalb eines Bereiches liegt, der durch eine obere Grenze V„> 1, beispielsweise 1,5 und eine untere Grenze V_ < 1, beispielsweise 1/1,5 definiert ist, die durch eine Grenzwertschaltung 504 eingestellt sind. Wenn als ein Ergebnis der Prüfung gefunden wird, daß das Verhältnis V außerhalb dieses Bereiches

liegt, wird ein Fehlersignal DF erzeugt. Dieses Signal DF zeigt an, daß die geprüfte Flasche einen Fehler aufweist, aufgrund dessen die Flasche zurückgehalten bzw. aussortiert werden soll. Das Signal DF wird einer Rückhaltevorrichtung 60 zugeführt, die die Flasche aus der Abfüllstraße entfernt.

Eine andere Ausführungsform einer Prüfschaltung 50 ist in Figur 9 dargestellt. Wie ersichtlich ist, umfaßt diese Schaltung ein Schieberegister 501, eine Teilerschaltung 502, einen Diskriminator 503 und eine Grenzwertschaltung 504, die identisch zu denjenigen sind, die zuvor erwähnt wurden und durch die gleichen Bezugszahlen gekennzeichnet sind. Der Ausgang des Diskriminators 503 wird zur Unterscheidung von dem Fehlersignal DF durch DF1 bezeichnet. Die Prüfschaltung 50 nach Figur 9 umfaßt zusätzlich ein zweites Schieberegister 505. Das Schieberegister 505 speichert und verschiebt die aus dem Speicher 30 ausgelesenen Daten. Nach vier Lesezyklen werden die Daten D . ausgegeben. Eine zweite Teilerschaltung 506 teilt die von dem Speicher 30 ausgegebenen Daten D während des laufenden Lesezyklus durch die Daten D _₄, die durch das Schieberegister 505 ausgegeben werden und erzeugt das Verhältnis V ' = D /D „. Ein zweiter

η η η—4

Diskriminator 507 prüft, ob das Verhältnis V ' in einem Bereich liegt, gegeben durch eine obere Grenze Vy^ 1, das ist beispielsweise 1,1 und eine untere Grenze V ' ^ 1, das ist beispielsweise 1/1,1, die durch eine zweite Grenzwertschaltung 508 eingestellt sind. Die obere Grenze Vy" und die untere Grenze V_L' liegen näher bei Eins als Vy und V_. Wird festgestellt, daß das Verhältnis V ' außerhalb des Bereiches liegt, so wird ein Ausgangspuls Pd erzeugt. Ein Vor-

Kirin Beer KK - 18 - ' "" Ke/zY-9920

einstellzähler 50 9 zählt die Zahl der Pulse von dem Diskriminator 507 und nachdem eine vorgegebene Zahl von Pulsen des Diskriminators 507 gezählt wurden, beispielsweise sechs Pulse, erzeugt der Zähler 509 ein Ausgangssignal DF2. Eines der Signale DF1 und DF2 durchlaufen eine ODER-Torschaltung 510 und dienen als ein Fehlersignal.

Durch die Verwendung des Schieberegisters 505, der Teilerschaltung 506, des Diskriminators 507, der Grenzwertschaltung 508 und des Voreinstellζahlers 509 ist es möglich, einen Fehler festzustellen, der sich in der Helligkeit gegenüber seiner Umgebung nur geringfügige unterscheidet, jedoch über eine größere Fläche oder Länge sich erstreckt.

Haftet beispielsweise ein schwacher Schmutzstreifen oder Schmutzfleck größerer Ausdehnung auf dem Boden BB einer Flasche, wie dies in Figur 10A gezeigt ist, weisen die Helligkeitsdaten D , die aufeinanderfolgend aus dem Speicher 30 ausgelesen werden, solche Werte auf, wie sie in Figur 10B angegeben werden. Es wird dabei vorausgesetzt, daß keines der Paare, bestehend aus einem Datenwert und einem anderen Datenwert, der zwei Lesezyklen zuvor ausgelesen wurde, ein Verhältnis ergeben, das außerhalb des Bereiches V '< V <C^vn liegt, so daß der Diskriminator 503 kein Signal DF1 erzeugt. Jedoch ergeben einige Paare der Daten, die voneinander durch drei andere Datenergebnisse getrennt sind, ein Verhältnis außerhalb des Bereiches V₁.' χ V <? V_TT, so daß

ι» ^· η ^» υ

der Diskriminator 507 zu Zeitpunkten Ausgangssignale erzeugt, die in Figur 10C gezeigt sind. Die Ausgangspulse werden durch den Zähler 509 gezählt. Wenn das Auslesen der Daten der Bildelemente aus dem Speicher 30, die dem gefleckten Teil der Flasche entsprechen, öfter als viermal erscheint, treten vier Pulse sowohl am Beginn als auch am Ende des gefleckten Teils auf. Als Ergebnis erzeugt der Zähler 509, nachdem die vorgegebene Zahl von sechs Pulsen gezählt wurde, ein Signal DF2, das die ODER-Torschaltung 510 passiert. Somit wird ein Fehlersignal DF erzeugt, welches das Vorhandensein eines Fehlers oder Defektes anzeigt, der ein Aussortieren der Flasche

Kirin Beer KK - 19 - "" Re/zr-992ö

erforderlich macht. Andererseits gilt, wenn die Anzahl der Pulse von dem Diskriminator 507 kleiner als die vorgegebene Zahl von sechs Pulsen ist, da beispielsweise die Helligkeitsänderung infolge des Vorhandenseins eines kleinen Steins in der Glasstruktur des Bodens der Flasche gering ist, daß die Flasche nicht zurückgehalten wird.

Die Zahl der Lesezyklen, die beendet werden, nachdem das Schieberegister 501 oder 505 Daten empfängt und bevor es die gleichen Daten wieder ausgibt, kann durch die Wahl der Zahl der Registerstufen oder der Ausgangsanschlüsse vorgewählt werden.

Es ist selbstverständlich, daß eine Vielzahl von Kombinationen, .' . von denen jede aus Baueinheiten ähnlich zu den Einheiten 505 bis 509 in Figur 9 besteht, möglich ist, wobei unterschiedliche Grenzwerte und unterschiedliche Voreinstell-Zählwerte und dementsprechend mit oder ohne unterschiedliche Schieberegisterstufen vorgesehen werden können und die erhaltenen Ausgangssignale können eine ODER-Torschaltung, ähnlich der Torschaltung 510 in Figur 9, durchlaufen. Im allgemeinen ist es vorteilhaft, wenn die Grenzwerte und die entsprechenden zugehörigen Zählervoreinstellwerte so bestimmt werden, daß den größeren oberen Grenzwerten eine kleinere Zahl von Zählervoreinstellwerten zugeordnet wird. Mit derartigen Anordnungen kann eine Vielzahl Streifen oder das Vorhandensein von Fremdstoffen oder Rissen, die eine Zurückweisung der Flasche erforderlich machen und differenzierte Helligkeitsänderungen über unterschiedlich große Flächen bewirken, festgestellt werden.

Anstelle einer Vielzahl von Kombinationen eines Schieberegisters 501, 505 und einer Teilerschaltung 502 bzw. 506 kann auch nur eine einzige derartige Kombination verwendet werden, deren Ausgang als Eingangssignal zu allen Diskriminatoren 503, 507 usw. verwendet wird.

Kirin Beer KK - 20 - ' · Re/zr-992tl

Anstatt jeweils zu prüfen, ob das Verhältnis zwischen zwei Signalen niedriger als ein oberer Grenzwert und höher als ein unterer Grenzwert ist, kann auch nur einer dieser Grenzwerte verwendet werden. Die Bezeichnung "vorgegebener bzw. vorgewählter Wertbereich" soll so verstanden werden, daß sie sowohl einen Bereich mit einem oberen und unteren Grenzwert, als auch einen Bereich betrifft, der entweder nur einen oberen oder nur einen unteren Grenzwert aufweist.

Anstelle der Bestimmung des Verhältnisses zwischen zwei Signalen,um eine Veränderung eines der Signale in bezug auf das andere Signal festzustellen, kann auch die Differenz zwischen zwei Signalen verwendet werden.

Der Wertbereich und die Zahl der Leseoperationen, auf denen die Prüfung des Fehlers basiert, können unterschiedlich für den einen Teil, beispielsweise für den Mittelteil des Flaschenbodens, und für einen anderen Teil, beispielsweise den ümfangsteil des Bodens der Flasche, ausgeführt werden.

In der zuvor beschriebenen Ausführungsform wird die Flasche 10 spiralförmig von dem Mittelpunkt CP gegen die äußere Kante des Bodens abgetastet, jedoch ist es auch möglich, von der äußeren Kante gegen den Mittelpunkt CP spiral- · förmig abzutasten.

Die Erfindung ist nicht auf ein Verfahren begrenzt, bei dem die Flasche längs einer Kurve abgetastet wird, die sich mit einer konstanten Teilung des Abstandes von dem Mittelpunkt aus ändert. Die Konfiguration der Kurve sollte entsprechend der Konfiguration der Flasche oder jedes sonstigen zu prüfenden Objektes festgelegt werden. So kann beispielsweise die Abtastung längs den in den Figuren 11A, 11B oder 11C getrennt gezeigten Kurven entsprechend den Gegenstandskonfigurationen ausgeführt werden. Des weiteren ist es möglich, die in der Figur 11D dargestellte Kurve für einen kreisförmigen Teil des zu prüfenden Gegenstandes zu verwen-

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den. Die Kurve nach Figur 11D ist leichter zu zeichnen als diejenige nach Figur 4A, so daß die Verwendung der Kurve gemäß Figur 11 die Entscheidung über die Reihenfolge des Auslesens der Daten aus dem Speicher 30 erleichert. Somit umfaßt die Bezeichnung einer "im wesentlichen spiralförmigen Linie" alle zuvor beschriebenen Kurvenverläufe.

Die Reihenfolge des Auslesens der Daten aus dem Speicher 30 kann so gewählt werden/ daß die Daten zu jedem Zeitpunkt ausgelesen werden, zu dem das korrespondierende Flaschensegment von der spiralförmigen Linie geschnitten bzw. überquert wird. Wahlweise kann die Anordnung auch so getroffen werden, daß die einmal ausgelesenen Daten kein weiteres Mal ausgelesen werden.

Manchesmal kann der Fall eintreten, daß der Mittelpunkt des Bodens der Flasche 10 nicht exakt mit dem Mittelpunkt der Fernsehkamera 13 ausgerichtet ist, so daß die Fernsehkamera 13 das Bild des Gegenstandes 10 nicht in seinem Mittelpunkt aufnimmt. Dies kann dann eintreten, wenn der Mechanismus zum Führen der Flasche in ihre Position ungenau ausgebildet ist oder nach wiederholtem Einsatz abgenutzt ist, oder wenn die innere kreisförmige Kante des Flaschenbodens exzentrisch zu der äußeren kreisförmigen Kante bei einer zylindrischen Oberfläche der Flasche ist. In diesem Fall tasten die durch die Speichersteuereinheit 40 spezifizierten Adressen spiralförmig, beginnend mit dem Mittelpunkt des Bildes ab, und als ein Ergebnis wird erhalten, daß sich die erhaltene Kurve nicht graduell im Pegel ändert und somit das die Ecke bzw. Kante der Flasche repräsentierende Signal irrtümlicherweise als ein Fehlersignal angesehen wird.

Um diese Schwierigkeit zu vermeiden, wird wie folgt vorgegangen: In der räumlichen Beziehung zwischen der Flasche 10.und der Fernsehkamera 13, wie in Figur 12 gezeigt, werden Berechnungen (S+T)/2 und (Ü+V)/2 für die Horizontal- und Vertikalverschiebungen ausgeführt, und deren Mittelpunkt wird erhalten, um die Differenz gegenüber der Bezugsgröße zu

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korrigieren. Eine Schaltung zur Ausführung dieses Verfahrens ist in Figur 13 dargestellt. Ein Komparator 41 ist vorgesehen, der eine Bezugsspannung Vr mit dem Ausgang eines Verstärkers 14 vergleicht/ wodurch ein Kantensignal ES erhalten wird, das die Innenkante des Bodens der Flasche anzeigt. Von dem auf diese Weise erhaltenen Kantensignal wird ein Mittelwertsignal CS in Vertikalrichtung mit Hilfe eines Rechenkreises 42 und einem Mittelwertsignal RS in Horizontalrichtung mittels eines Rechenkreises 43 erhalten. Diese Mittelwertsignale CS und RS werden einer Adressenkorrekturschaltung 44 zugeführt und die Inhalte oder Adressen der von der Speichersteuereinheit 40 gelieferten Lesesignale RO werden korrigiert und die spiralförmige Abtastung beginnt mit dem Mittelpunkt der Flasche.

Wie aus der voranstehenden Beschreibung ersichtlich ist, werden bei der Fehlerprüfanordnung nach der Erfindung die Speicherdaten ausgelesen, indem sie durch die Verwendung einer spiralförmigen Abtastung adressiert werden, um optische Störungen zu eliminieren, die durch die Ecke bzw. die Kante einer zu prüfenden Flasche bewirkt werden. Bei diesem Verfahren können Fehler mit hoher Genauigkeit und großer Geschwindigkeit festgestellt werden, und die dafür erforderliche Anordnung kann kostengünstig hergestellt werden.

Bei der beschriebenen Ausführungsform wird Licht von unten gegen die Flasche gestrahlt und oberhalb der Flasche empfangen, jedoch ist es auch möglich, daß das Licht von oben auf die Flasche fällt und unterhalb der Flasche empfangen wird. Die Erfindung ist nicht auf das Feststellen eines Fehlers in einer Flasche begrenzt, sondern ist vielmehr auch zum Feststellen von Fehlern in jedem anderen transparenten Objekt geeignet. Die Fernsehkamera für den Empfang des Lichtes, das den Gegenstand durchsetzt, kann eine Orthikon-Bildkamera oder eine Vidikon-Kamera oder eine Kamera mit einem Festkörper-Bildaufnahmeelement, wie beispielsweise ein CCD (charge coupled device)-Einheit oder eine BBD (bucket brigade device)-Einheit sein.

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Bei der voranstehend beschriebenen Ausführungsform wird das analoge Videosignal, nachdem es in ein Digitalsignal durch den A/D Konverter umgewandelt wurde, in dem Digitalspeicher gespeichert, jedoch ist es auch möglich, das analoge Videosignal in einem Analogspeicher zu speichern.

Claims

KIRIN BEER KABUSHIKI KAISHA, Tokio, Japan

Patentansprüche

M J Fehlerprüfverfahren zum Feststellen, von Kratzern, Rissen, Sprüngen oder Einschlüssen in einem Gegenstand, dadurch gekennzeichnet, daß ein zu prüfender Gegenstand beleuchtet und Licht von ihm zur Darstellung des Bildes des Gegenstandes empfangen wird, daß das Gegenstandsbild in eine Anzahl von Bildelementen unterteilt wird, daß die Signale der Bildelemente in bezug auf die Positionen der Teile des Gegenstandes, die den Bildelementen entsprechen, gespeichert werden, daß die Signale der Bildelemente in der Reihenfolge gelesen werden, in der die Teile des Gegenstandes, die den Bildelementen entsprechen, von einer spiralförmigen, gedachten Linie geschnitten werden, die auf dem Gegenstand gezogen ist, und daß ein Fehler in dem Gegenstand aufgrund der gegenseitigen Beziehung des Signals eines der Bildelemente und des Signals eines weiteren Bildelements festgestellt wird, das vor dem zuerst angeführten Signal eines der Bildelemente gelesen wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß festgestellt wird, ob die Abweichung des Signals eines Bildelements in bezug auf das Signal eines weiteren Bildelements außerhalb eines vorgegebenen Bereichs liegt.
3. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß festgestellt wird, ob die Abweichung des Signals eines Bildelements in bezug auf das Signal eines weiteren Bildelements, das im voraus durch eine Anzahl von Leseoperationen ausgelesen wird, außerhalb eines vorgegebenen Bereichs bei vorgewählter Anzahl von Wiederholungen liegt.

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4. Verfahren nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, daß festgestellt wird, ob zumindest eine von vorgegebenen Bedingungen erfüllt ist, von denen jede darin besteht, herauszufinden, ob die Abweichung des Signals eines Bildelements in bezug auf das Signal eines weiteren Bildelements, das im voraus durch eine Anzahl von Leseoperationen ausgelesen wird, außerhalb eines vorgegebenen Bereichs bei vorgewählter Anzahl von Wiederholungen liegt, und daß jeder Bereich und die zugehörige Anzahl von Wiederholungen so bestimmt werden, daß einem größeren Bereich eine kleinere Anzahl von Wiederholungen zugeordnet wird.
5. Verfahren nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Änderung des Signals eines Bildelements in bezug auf das Signal eines weiteren Bildelements durch das Verhältnis der Signale der betrachteten Bildelemente bestimmt wird.
6. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 5,

dadurch gekennzeichnet, daß eine Lichtquelle (12) zum Beleuchten eines zu prüfenden Gegenstandes (10) und eine Fernsehkamera (13) für den Empfang des Lichtes von dem Gegenstand vorgesehen sind, daß ein Speicher (30) die Signale einzelner Bildelemente speichert, die das Bild des Gegenstandes in bezug auf Teilen des Gegenstandes formen, die mit den Bildelementen korrespondieren, daß eine SpeicherSteuereinheit (40) die Signale der Bildelemente in der Reihenfolge aus dem Speicher (30) ausliest, in der die Teile des Gegenstandes, die den Bildelementen entsprechen, von einer spiralförmigen, gedachten Linie geschnitten werden, die auf dem Gegenstand (10) gezogen ist, und daß eine Prüfschaltung (50) zum Feststellen eines Fehlers in dem Gegenstand aufgrund der gegenseitigen Beziehung zwischen dem Signal eines der Bildelemente und dem Signal eines weiteren Bildelements vorhanden ist, das kurzfristig vor dem zuerst erwähnten Signal eines der Bildelemente ausgelesen wird.

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7. Anordnung nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet, daß die Prüfschaltung (50) ein Schieberegister (501), eine Teilerschaltung (502) , einen Diskriminator (503) , eine Grenzwertschaltung (504) und einen Zähler (509) zum Feststellen eines Fehlers des Gegenstandes (10) enthält, wenn die Änderung des Signals eines der Bildelemente im Vergleich zu dem Signal eines weiteren Bildelements außerhalb eines vorgegebenen Bereichs liegt.
8. Anordnung nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet, daß die Prüfschaltung (50) Schieberegister (501, 505), Teilerschaltungen (502, 506), Diskriminatoren (503, 507), Grenzwertschaltungen (504, 508) und einen Zähler (509) zum Feststellen eines Fehlers des Gegenstandes (10) umfaßt, wenn die Änderung des Signals eines der Bildelemente in bezug auf das Signal eines weiteren Bildelements, das im voraus durch eine vorgegebene Anzahl von Leseoperationen ausgelesen wird, ausserhalb eines vorgegebenen Bereichs bei vorbestimmter Anzahl von Wiederholungen liegt.
9. Anordnung nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet, daß die Prüfschaltung (50) die Einheiten (501 bis 509) zum Feststellen eines Fehlers eines Gegenstandes (10) enthält, wenn zumindest eine von vorgegebenen Bedingungen erfüllt ist, von denen jede darin besteht, herauszufinden, ob die Abweichung des Signals eines der Bildelemente in bezug auf das Signal eines weiteren Bildelements, das im voraus durch eine Anzahl von Leseoperationen ausgelesen wird, außerhalb eines vorgegebenen Bereichs bei vorgewählter Anzahl von Wiederholungen liegt, und daß jeder Bereich und die zugehörige Anzahl von Wiederholungen so bestimmt werden, daß einem größeren Bereich eine kleinere Zahl von Wiederholungen zugeordnet ist.
10. Anordnung nach Anspruch 6, 7, 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet,

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daß die Teilerschaltungen (502, 506) die Änderung des Signals eines der Bildelemente in bezug auf das Signal eines weiteren Bildelements durch Bildung des Verhältnisses der Signale der betrachteten Bildelemente bestimmen.
11. Anordnung nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet, daß die Speichersteuereinheit (40) einen Zähler (401) und einen Speicher (402) zum Spezifizieren von Adressen im Speicher (30) in vorgegebener Reihenfolge umfaßt.
12. Anordnung nach Anspruch 11,
dadurch gekennzeichnet, daß ein Komparator (41) zum Feststellen der Kante des Gegenstandes (10) und eine Korrekturschaltung (44) zur Korrektur von durch die Speichersteuereinheit (40) bestimmten Adressen, entsprechend dem Ergebnis bei der Feststellung der Kante des Gegenstandes, vorhanden sind.