DE3209944A1

DE3209944A1 - Detektor fuer eingeschmolzene glasteilchen

Info

Publication number: DE3209944A1
Application number: DE19823209944
Authority: DE
Inventors: Sam Toledo Ohio Lovalenti
Original assignee: Owens Illinois Inc
Current assignee: OI Glass Inc
Priority date: 1981-03-18
Filing date: 1982-03-18
Publication date: 1982-10-07
Also published as: IT8247973A0; GB2094781B; US4385233A; CA1181151A; FR2502333A1; GB2094781A; JPS57163854A; AU8099782A; AU527216B2; IT1148135B

Description

-s-

BESCHREIBUNG

Detektor für eingeschmolzene Glasteilchen

Die Erfindung betrifft die Prüfung von Glasbehältern auf den speziellen Mangel oder das Vorhandensein von "eingeschmolzenen" oder "haftenden" Glasteilchen im Inneren des Behälters und, insbesondere, eingeschmolzenes oder haftendes Glas, das an der inneren Bodenfläche des Glasbehälters klebt.

Bei der Herstellung von Glaswaren, insbesondere von Glasbehältern gelangt gelegentlich ein Glasstück, das von einem anderen Ort in der Glasfabrik stammen kann, in den Bereich, in dem die Behälter entweder ausgeformt oder nach dem Formen vor dem Verpacken in Versandkartons weiter behandelt werden. Es sei bemerkt, daß fast in jeder Glasfabrik stets die Möglichkeit von Bruch auf dem Fließband an verschiedenen Punkten auftritt, wodurch kleine Glassplittchen in einen neu geformten Glasbehälter fliegen oder eingeschlossen werden können. Wenn dies zu einem Zeitpunkt auftritt, in dem das Glas in einem verhältnismäßig heißen Zustand ist, wird das kleine Glasstück höchst wahrscheinlich an die innere Bodenfläche des Glasbehälters aufgeschmolzen. Es sei bemerkt, daß Glas weich wird und schmelzen würde, wenn die Grenzflächentemperatur zwischen dem Glasteilchen und dem Innenboden des Glasbehälters annähernd 800 betragen würde. Der neue geformte und auf einer Rost-

platte oder einem Förderband, das die Behälter von der Glasformmaschine hinweg befördert, abgesetzte Behälter kann genügend warm sein, damit kleine Teilchen zerbrochenen Glases an seinen Innenflächen haften. Wenn die Behälter somit für einen späteren Zeitpunkt vor dem Verpacken mit Druckluft gespült werden oder umgekehrt aufgestellt werden, kleben diese kleinen Teilchen noch an seinen Innenflächen.

-6-

Es ist wünschenswert, Behälter mit angeklebtem Glas an ihren Innenflächen nicht zu versenden, und aus diesem Grund besteht die Hauptaufgabe der Erfindung darin, die Glasbehälter auszuwählen und zu prüfen nachdem sie geglüht worden sind, um eingeschmolzenes Glas, das an ihren Innenflächen haften bleiben kann, festzustellen oder nicht. Obwohl die Erfindung hauptsächlich zur Ermittlung von eingeschmolzenem oder haftendem Glas in Weithalsgefäßen wie Gläsern mit Babynahrung, Einmachgläsern usw., so ist es doch ebenso nützlich wenn sie für die Prüfung von Trinkgläsern und anderen Hohlglaswaren verwendet wird, die vom Boden aus beleuchtet werden können, während sie um ihre senkrechte Achse gedreht werden, wobei sie sich unter einer kreisförmigen Sonnenzellenanordnung befinden.

Die Beleuchtung von Gefäßen von unten ist bekannt, wobei die Gefäße durch das obere Mundstück oder den Hals geprüft werden. Bei den meisten früheren Arten von Prüfgeräten soll oder muß die unter dem Gefäß angeordnete Lichtquelle diffus sein, damit die Preßmarken oder die eingepreßte Beschriftung am Boden des Glasgefäßes nicht den Eindruck eines Defektes bei der optischen Abtastung erwecken. Da die meisten optischen Prüfgeräte für Glasgefäße für die Erkennung von reflektierenden Defekten ausgelegt sind^ lenken solche Defekte (reflektieren oder brechen) Licht aus einer projizierten Richtung, wobei die erhöhte Beschriftung das Bild des Flaschenbodens infolge von Spiegelung oder Brechung des Lichtes mit dunklen Punkten behaftet erscheinen läßt.

Weiter ließ man auch Licht durch die Halspartie des Gefäßes fallen, welches den Innendurchmesser des Bodens abtastete, z.B. nach der US-Patentschrift 3 356 853. In dieser Patentschrift wird jedoch die Bodenwandung eines

hohlen durchsichtigen Gefäße auf solche Arten von Mängeln geprüft, bei welchen ein gebündelter Lichtstrahl aus

—7 -·

seiner von der Quelle her normalen Richtung abgelenkt, bzw. reflektiert oder gebrochen wird. Es wurden auch Glasbehälter mit einem Laserstrahl als Lichtquelle geprüft, wobei die Lichtleitereigenschaften oder Innenreflexionen der Gefäßwand von Mangeln mit Spiegelungseffekten verwendet wurde. Die Außenfläche einer laserbeleuchteten Seitenwand eines Gefäßes wird mit einem lichtempfindlichen Abgriff abgetastet, um die Reflexionsstärke des die Gefäß- oder Behälterwand infolge eines Mangels des verlassenden Lichtes zu ermitteln. Diese Mangel heißen Risse,Bläschen oder Blasen und erscheinen in der Wand des Behälters oder Gefäßes. Die Verwendung eines Laserstrahls als Lichtquelle in der vorbezeichneten Weise findet sich in der US-Patentschrift 3 302 786.

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Förderung von Gefäßen in und durch eine Prüfstellung, wobei das Gefäß um seine senkrechte Achse dadurch gedreht wird, daß ein Antriebsrad mit seiner Seitenfläche in Eingriff kommt.

Eine geschlitzte Rostplatte, auf der die sich drehende Flasche angeordnet ist, wird durch einen Laserstrahl beleuchtet, der die geschlitzte Rostplatte horizontal abtastet und damit einen Durchmesser des Gefäßbodens durch laufende Abtastung beleuchtet. Durch diese Anordnung wird der gesamte Boden des Gefäßes bei jeder Umdrehung beleuchtet. Eine kreisförmige Anordnung von Solarzellen über dem Hals des Behälters, deren Durchmesser größer ist als der Halsdurchmesser, tastet das Licht ab, das von einem Stück haftenden Glases am Innenboden des Gefäßes zerstreut

oder ausgesandt wird, wobei das eingeschmolzene Glasteilchen als Punktlichtquelle erscheint, die nach oben auf die Solarzellenanordnung in allen Richtungen strahlt.

Die Erfindung ist nachstehend näher erläutert. Alle in der Beschreibung enthaltenen Merkmale und Maßnahmen können von erfindungswesentlicher Bedeutung sein. Die Zeichnungen zeigen:

-8-

Fig. 1 eine perspektivische Schemazeichnung der er-

findungsgemäßen Einrichtung;

Fig. 2 einen Grundriß des Detektorkopfes mit der erfindungsgemäßen Solarzellenanordnung; 5

Fig. 3 einen Querschnitt des Detektorkopfes längs der Linie 3-3 der Fig.2;

Fig. 4 einen Grundriß des Licht-Bildes, das vom Boden des Gefäßes ausgeht;

Fig. 5 ein schematisches Blockschaltbild.

In Fig. 1 ist schematisch ein Sternrad 10 einer automatischen Glaswarenprüfmaschine nach der US-Patentschrift 3 313 409 dargestellt. Es sei bemerkt, daß vom Sternrad 10 nur zwei Behälter gezeigt sind, nämlich einer, in welchem der erfindungsgemäße Detektor für "haftendes Glas" untergebracht ist und ein zweiter, der mit einem Förderband 11 fluchtet. In der Praxis weist das Sternrad 10 mehrere Behälter auf, meistens acht, die gleichmäßig am Umfang verteilt sind, wobei das ankommende Förderband • Flaschen an das Sternrad in einer Stellung abgibt, die grob 90% von der Stellung entfernt ist., in der der Behalter mit dem Förderband 11 fluchtet und die Richtung mit Blick auf Fig. 1 entgegen dem Uhrzeigersinn läuft.

Es sei bemerkt, daß das Sternrad 10 mit Teilungsschaltung 30

versehen ist, da es acht Behälter im Abstand von 45° aufweist und die Flaschen der Reihe nach in die Prüfstellungen bringt. In der angezogenen Patentschrift 3 313 309 würde die dargestellte Prüfstellung der Fig. 1 der fünften und letzten Prüfstation kurz vor dem Entnahmeförderband entsprechen. In Stellung 12 ist eine waagerechte

Plattform oder eine Rostplatte 13 mit einem waagerechten Längsschlitz 14 angeordnet. Unter der Platte 13 erstreckt

-9-

sich ein senkrechtes Kollimationsrohr 15. An dessen unterem Ende ist ein Schwingspiegel 16 angeordnet. Der Spiegel 16 ist auf einer waagerechten Welle 17 angeordnet, die durch das Kollimationsrohr 15 ragt. Das Außenende der Welle 17 ist in einem Gehäuse 18 über den elektrooptischen Abtaster gelagert. Ein Gehäuse 17 beherbergt die Antriebsspulen für die Welle 17 mit einer Frequenz von 2500 Hz. Das Gehäuse 18 und das Unterende des Kollimationsrohrs 15 sind auf einer waagerechten Stütz- oder Trägerplatte 19 montiert. Die Oberfläche der Platte 19 kann als Unterlage für einen Laser 20 dienen, dessen Achse waagerecht in Richtung auf den Spiegel 16 verläuft. Unter der Platte 19 kann eine Stromversorgung 21 für den Laser angeordnet sein.

Bei der beschriebenen Anordnung trifft der Laserstrahl auf den Schwingspiegel 16 auf und kann dort innerhalb eines engen Winkels abgelenkt werden, so daß er die Länge des Schlitzes 14 in der Platte 13 in beiden Richtungen abtastet. Die Platte 13 dient als Träger für das zu prüfende Gefäß C. Das Gefäß C wird im Rahmen des Sternrades durch eine Rolle 22 mit Seiteneingriff gehalten. Die Rolle 22 wird von einer oberen Riemenscheibe 23 angetrieben, die ihrerseits von einer zweiten Riemen-

²^ scheibe 24 her geführt ist, die durch ein Antriebsrad betätigt wird. Die Antriebsriemenscheibe 25 befindet sich auf einer Platte 26, die gegenüber dem nicht gezeigten Lager des Sternrades senkrecht durch eine Schraube mit Langschlitz 27 verstellbar ist. Eine Detailbeschreibung einer normalen Plaschendrehvorrichtung mit Seiteneingriff ist in der US-Patentschrift 4 225 035 bekanntgemacht. Die Antriebsriemenscheibe 25 ist mit einem biegsamen Kabel oder einer biegsamen Welle 28 an einen Motor 29 angeschlossen. Dieser ist in herkömmlicher Weise an einem Winkelstück 30 befestigt, das an der Seite eines Förderbandes 11 angebracht und mit dieser verbunden ist.

-10-

Ein Meßkopfgehäuse 31 ist koaxial über dem zu prüfenden Gefäß C angeordnet und ist vergrößert im Detail in den Pign. 2 und 3 dargestellt. Am Boden des Meßkopfgehäuses befindet sich die kreisförmige Anordnung von Solarzellen (Fig. 2).

Aus Fig. 2 geht hervor, daß die linke Hälfte der Anordnung ohne Deckplatten gezeigt ist, während die rechte Hälfte der Zellenanordnung die Deckplatten aufweist. Die Solarzellen 32 sind in Ausnehmungen 33 angeordnet (Fig.3)

In der Praxis sind die Solarzellen in die Ausnehmungen eingeklebt (Fig. 2 und 3) und dann mit Deckplatten 34 versehen. Diese werden durch Schrauben 35 (Fig. 2) gehalten, wobei als vorausgesetzt gilt, daß die Deckplatten und die Schrauben in einem ziemlich dicken Material- oder Unterlageblock 36 verschraubt sind.Quer über die Mittellinie des Blocks 36 (Fig.3) ist eine Langvertiefung 37 ausgeformt, die sich über die gesamte Dicke des Blocks erstreckt. Auf der Vertiefung 37 und über der Fläche, welche die Solarzellen trägt, ist eine durchsichtige Mattglasscheibe 38 angeordnet. Die Platte 38 kann eine waagerechte Linie aufweisen, die sich über die Mittellinie ihrer Länge erstreckt, so daß beim Einschalten und der Positionierung des Lasers sowie der der Solarzellenanordnung der Laserstrahl beim Abtasten des Schlitzes 14 in der Rostplatte 13 auch die Vertiefung 37 abtastet,wobei das Fluchten der Vertiefung gegenüber dem Schlitz 14 von oben nach Entfernung eines Deckels 39 beobachtet

"0 werden kann. Das Beobachten des guten Fluchtens des abtastenden Laserstrahls gegenüber dem Meßkopf ist erfindungswesentlich und wird bei der nachstehenden detaillierten Erläuterung der Arbeitsweise der Erfindung offensichtlich.

-11-

-ΜΙ Die Solarzellenanordnungen sind als zwei konzentrische Kreise (Fig. 2) ausgeformt, wobei zehn Einzelzellen um die Mitte der Anordnung/je zwei koaxialen Anordnungen über den Umfang verteilt sind. Es sei auch bemerkt, daß die Zellen in einigem.Abstand von der beleuchteten Durchmesserfläche der Vertiefung 37 angeordnet sind. Im Gehäuse 39 befinden sich Vorverstärker 41 und 42 (Fig.3), welche Signale von den Solarzellen empfangen und sie verstärken, damit sie an eine elektronische logische Schnittstelle für Gut- und Ausschußwaren übertragen werden können. Die Vorverstärker weisen ihre eigenen gedruckten Leiterplatten auf, die mit den erforderlichen elektronischen Bauteilen zur Vorverstärkung der Signale versehen sind.. Es sei bemerkt, daß die Anordnung der Solarzellen summiert und im Betrieb ein kombiniertes Signal von mehr als drei Zellen darstellt, das als Minimalzahl eingesetzt werden kann, um das Vorhandensein eines haftendes GlasStückchens anzuzeigen. In den meisten Fällen ergab sich jedoch eine zuverlässigere und sichere Anzeige für die Anwesenheit von eingeschmolzenem Glas im Innenraum des Gefäßes über dem Schlitz 14, da mindestens das Ausgangssignal von der Beleuchtung von neun Zellen verwendet· l· wurde.

Die Stromversorgung des Meßkopfes kann über ein Kabel von der Stromversorgung im Schrank 40 her erfolgen.Dieser (Fig. 1) ist auf einer Konsole 45 befestigt, die so angeordnet ist, daß die Bedienung leichten Zugang zum Schrank hat.Außer dem Elektronikschrank ist die Konsole mit einem

Abtastverstärker-Stromversorgungsaggregat 46 bestückt.Das Abtastverstärker-Stromversorgungsaggregat 46 ist über eine Leitung 47 mit dem Schwingspiegel verbunden. Ein Anzeigegerät 48 kann auch auf der Konsole montiert sein, und wenn eine Ausschußschnittstelle 52 mit dem Ausgang des Meßkopfes für haftendes Glas zusammen mit Ausschußausgängen von anderen Prügeräten verbunden ist, die an

-1-g·-

anderen vorerwähnten Sternradstellungen eingebaut sind, so ergibt sich eine laufende Anzeige der Mängelarten, die erkannt werden.und die Anzeige bietet auch noch eine Zählung der Mängel. Die Ausschußschnittstelle 52 ist mit der elektronischen Anzeige über ein Kabel 51 verbunden. Außerdem ist der Elektronenschrank mit einer Verbindung 49 zu einer Ausschußmagnetspule 50 versehen, die auf der Seite des Förderbandes 11 montiert ist und ein Signal erzeugt, wodurch die mangelhaften Gefäße ausgesondert werden.

Eine der Prüfstellen, an welche das Sternrad Flaschen heranfährt, kann nach der US-Patentschrift 3 745 314 ein Hohlraumkennzeichnungslesegerät sein, das auch Daten für die Anzeige oder für den Ausdruck der Ursprungspressung für jeden erkannten Mangel erzeugt, einschließlich der Gefäße, bei denen durch die erfindungsgemäße Anlage haftendes Glas gefunden wurde.

Wie erwähnt und in Fig. 4 gezeigt, erscheint das durch den Lasertaststrahl von unten beleuchtete haftende Glas dem Beobachter als eine in fast alle Richtung strahlende Punktlichtquelle. Wenn das Licht vom haftenden Glas ausstrahlt, wird es durch mehrere Solarzellen beobachtet und, weil eine Zahl gewählt wurde, deren kombinierte Ausgangssignale größer als eine Minimalzahl wie Drei ist, wird eine niedrigere Schwellenspannung erzeugt. Eine Schwellenspannung muß abgegriffen werden, weil andere Mängel am Boden eines Gefäßes auftreten können und als Spiegel oder Linse wirken können um das Licht zu reflektieren oder zu brechen. Das reflektierte oder gebrochene Licht ist jedoch meist sehr stark gerichtet und würde zu einer Beleuchtung von vielleicht nur einer oder zwei Zellen führen.Daher ist das Ansprechverhalten nicht irreführend, wenn eine größere Anzahl von Zellen gewählt wird als es der Pegel, der zur Anzeige von haftendem Glas führt, erforderlich macht. Die anderen Mängel wie Risse usw. können durch

-13-

'Ai

-t-3-

andere Vorrichtungen erkannt werden, die an anderen PrüfStationen mit Meßköpfen am Sternrad angeordnet sind. Fig. 5 zeigt ein Blockschaltbild, dessen Bezugszeichen denen der gleichen Teile in den Fign. 1-3 ent- sprechen.

Die in Fig. 2 gezeigte Anordnung von Fotozellen kann auf das in Fig. 4 gezeigte Licht-Bild bezogen werden, das von einem Stück haftenden Glases an der inneren Bodenwand eines Glases mit Babynahrung abgestrahlt wird.

Es sei daran erinnert, daß Fig. 4 eine. Darstellung eines Beobachteten oder eine Erscheinung ist, die sich ergeben würde, wenn man ein Stück Papier etwas über und in einem Abstand vom Hals eines Glases für Babynahrung halten und ein Stück eingeschmolzenes Glases beleuchten würde.

Die beiden Ringflächen 60 und 61 der Fig. 4 stellen zwei Lichthöfe dar. Die Ringflächen 62 zwischen den Lichtflächen 60, 61 und 64 erscheinen als eine verhältnismäßig schattierte Fläche wie auch die schattierte Fläche 63 am Außenumfang des Bildes. Ein Mittelpunkt 64 kann eine helle oder beleuchtete Fläche aufweisen, falls sich ein Stück haftenden Glases im Direktblick durch den Hals der Flasche befindet. Die lichtmessende Anordnung weist jedoch keine Abgriffspunkte innerhalb der Beobachtungsfläche auf; daher hat das in der Fläche 64 angetroffene Licht keinen Einfluß auf die Empfindlichkeit dieser Vorrichtung. Die beiden Flächen 60 und 61 entsprechen im

^O allgemeinen in beiden Anordnungen von Solarzellen der Fig. 2. Das von einem Gefäß für Babynahrung abgestrahlte Licht erzeugt zwei Lichthöfe die praktisch von der Schulter und dem Halsteil des Gefäßes an aufwärts streuen oder auseinanderlaufen. Das Rastermaß der Fotozellenanordnung oder des Meßkopfes hängt von der Größe des

--.. 32099U

-4-4-

Gefäßes und dem beispielsweise in Pig. 4 gezeigten Ort des Bildes ab. Bewegt man den Meßkopf senkrecht relativ zum Hals des Gefäßes, so entsprechen die beiden Höfe den beiden kreisförmigen Ringen der Fotozellenanordnung. Es sei bemerkt, daß bei unterschiedlichen Behältergrößen die beiden Höfe auch-eine unterschiedliche Größe aufweisen, wodurch der senkrechte Abstand zwischen dem Unterende des Meßkopfes und dem Flaschenhals entsprechend justiert wird, die erforderliche Fluchtung oder Koinzidenz zu erzeugen.

Leerseite

Claims

PATENTANSPRÜCHE

Vorrichtung zur Feststellung der Anwesenheit von eingeschmolzenem Glas, das an der inneren Bodenwand des Glasgefäßes haftet,, gekennzeichnet durch:

Eine Stützplatte (13), in der ein horizontaler Längsschlitz (14) ausgeformt ist;

eine Vorrichtung (11) zum Zuführen der Gefäße der Reihenfolge nach in eine über der Stützplatte (13) liegenden Stellung;

eine Vorrichtung (22) zum Drehen des Gefäßes (C) in seine senkrechte Achse;

eine Lichtquelle in der Form eines Laserstrahls (20); eine Einrichtung (16) welche den Strahl (20) in beiden Richtungen auf der Länge des Schlitzes (14) in der Stützplatte (13) abtastet;

mehrere einzelne Solarzellen (32) in kreisförmiger Anordnung, die über und koaxial zum Gefäß (C) angeordnet sind, das über der Stützplatte (13) positioniert ist

und; #

durch Einrichtungen (41,42) die mit den Solarzellen (32) verbunden sind, um eine Anzeige zu liefern, wenn drei oder mehr Solarzellen (32) beleuchtet sind.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquelle (20) ein Laserstrahl ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zum Abtasten des Strahls (20) einen

³^ Spiegel (16) und Einrichtungen (17,18,70) umfaßt, die mit dem Spiegel (16) verbunden sind, um diesen in Schwingungen zu versetzen.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, ³^ daß die Drehvorrichtung für die Behälter (C) eine

-«Φι Rolle (22) aufweist, die mit der Seitenwand des Behälters (C) in Eingriff steht und auch Einrichtungen (23, 24,25,29), um die Rolle (22) zu drehen.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Solarzellen (32) als Schaltungsanordnung ausgelegt sind und Einrichtungen (41,42) an die Zellenanordnung (32) angeschlossen sind, die in Abhängigkeit von der gleichzeitigen Beleuchtung von drei oder mehr Zellen (32) beaufschlagt werden.
6. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß Einrichtungen (40,41,42) an den Ausgang der Solarzellenanordnung (32) geführt sind und in Ab-

!5 hängigkeit von einem Ausgangssignal dieser Anordnung

(32) Behälter (C) aus einer Produktionsserie auswerfen.
7. Verfahren zur Prüfung von Glasbehältern auf eingeschmolzenes oder haftendes Glas im Inneren der Behälter, dadurch gekennzeichnet, daß:

die zu prüfenden Behälter in eine Prüfstation und aus einer Prüfstation hinein- und herausgefahren werden; Behälter in der Station um ihre senkrechte Achse gedreht werden;

^5 der Boden der Behälter durch einen dünnen Lichtstrahl beleuchtet wird, der den Durchmesser des Bodens in beiden Richtungen abtastet;
der Behälter von oben mit mehreren Solarzellen in einer waagerechten kreisförmigen Anordnung beobachtet wird;

wobei angezeigt wird, wenn drei oder mehr Solarzellen gleichzeitig als Zeichen dafür beleuchtet werden, daß haftendes oder eingeschmolzenes Glas im Gefäß vorhanden ist.

-5-