DE3228010C2

DE3228010C2 - Fehlerprüfvorrichtung

Info

Publication number: DE3228010C2
Application number: DE3228010A
Authority: DE
Inventors: Takashi Urayasu Chiba Miyazawa
Original assignee: Kirin Brewery Co Ltd
Current assignee: Omron Kirin Techno System Co Ltd
Priority date: 1981-07-30
Filing date: 1982-07-27
Publication date: 1986-05-28
Also published as: GB2104651B; JPS5821146A; DK334382A; FR2510757B1; AU550122B2; NL8203062A; DK156924C; DK156924B; US4454542A; FR2510757A1; DE3228010A1; GB2104651A; CA1189951A; AU8635382A

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Fehlerfeststellung in einem Gegenstand. Das Bild des unter Kontrolle stehenden Gegenstandes wird geformt und die Signale der Bildelemente, die das Bild zusammensetzen, werden gespeichert. Die Bildelementsignale werden für jeden der Bereiche, die Teile des Bildes darstellen, akkumuliert und die Ergebnisse dieser Summierungen für Bereiche, die nahe zueinander liegen, werden miteinander verglichen. Aus dem Resultat des Vergleichs kann dann das Vorhandensein oder das Fehlen eines Defekts bestimmt werden.

Description

Die Erfindung betrifft eine Fehlerprüfvorrichtung mit einer Einrichtung für den Empfang von Licht von einem zu prüfenden Gegenstand, um ein Bild des Gegenstandes abzubilden, mit einem Datenspeicher zum Speichern der Signale von Bildelementen, die das Bild formen inbezug auf die Positionen der entsprechenden Segmente des Bildes, einem Adressenzähler zum Zählen von periodisch erzeugten Impulsen, wobei der Ausgang des Adressenzählers die Adressen des Datenspeichers kennzeichnet, wenn die Signale der Bildelemente in den Datenspeicher eingelesen werden, einer Diskriminatorschaltung zum Unterscheiden, ob ein Fehler in dem Gegenstand in Übereinstimmung mit den in dem Datenspeicher gespeicherten Signalen der Bildelemente vorhanden ist oder nicht und zum Erzeugen eines Fehlersignals DF, wenn ein Fehler auftritt.

Aus der DE-OS 31 24 949 ist eine derartige Fehlerprüfvorrichtung bekannt, die eine Prüfschaltung aus einem Schieberegister, eine Teilerschaltung, einen Diskriminator, eine Grenzwertschaltung und einen Zähler zum Feststellen eines Fehlers des zu prüfenden Gegenstandes enthält, wenn die Änderung des Signals eines der Bildelemente im Vergleich zu dem Signal eines weiteren Bildelements außerhalb eines vorgegebenen Bereichs liegt.

Die nicht vorveröffentlichte DE-OS 32 05 726 beschreibt eine Vorrichtung zur Fehlerfeststellung an einer Flasche, die eine Generatorschaltung zur Erzeugung von aufeinanderfolgenden und wiederholten Bild-

eiementsignalen in Matrixanordnung enthält, entsprechend einer Anzahl von Bildelementen eines Bildes der bewegten Flasche, des weiteren eine Speichereinrichtung zum Speichern von zumindest einigen der von der Gereratorschaltung erzeugten Bildelementsignalen und eine DiskriminatorschaJfang_r die auf die Bildelementsignale der Generatorschaltung oder der Speichereinrichtung anspricht, um aufeinanderfolgend für Vergleichszwecke die Bildelementsignale der Bildelemente zur Verfugung zu stellen, die auf einer gedachten Linie senkrecht zu der Mittelachse des Bildes liegen.

Diesen bekannten Verrichtungen ist gemeinsam, daß der zu untersuchende Gegenstand, beispielsweise eine Glasflasche, währen seines Transportes unterhalb der Fehlerprüfvorrichtung gedreht werden muß, um die verschiedenen Bereiche des Gegenstandes abtasten und überprüfen zu können.

Weist eine Glasflasche für Wein, Likör, alkoholfreie Getränke oder flüssige Nahrungsmittel einen Fehler, wie beispielsweise einen Kratzer, Risse oder Bruchstelle an ihrem Flaschenhals auf, dann ist es nicht möglich, oder nur mit großer Schwierigkeit, den Fl'rschennals dichtend zu verschließen. Durch ein undichtes Schließen einer gefüllten Rasche treten bei Lebensmitteln als Flascheninhalt Probleme im Hinblick auf Hygienevorschriften auf. Aus diesem Grund ist es erforderlich, einen Fehler einer Flasche noch vor dem Füllen der Flasche festzustellen und fehlerbehaftete Flaschen auszusortieren. Was für den Flaschenhals gefordert wird, gilt ebenso für den Flaschenboden und auch für die Flaschenwand.

Neben den voranstehend erwähnten bekannten Fehlerprüfvorrichtungen ist noch eine Anzahl von weiteren Prüfvorrichtungen für die Fehlerfestsiellung in Flaschen bekannt.

Beispielsweise wird bei der Fehlerfeststellungsvorrichtung nach der offengelegten japanischen Patentanmeldung 1 08 881/1976, eine Flasche von einer Transporteinrichtung befördert und in einer Kontrollstation angehalten, ;n der sie mit hoher Geschwindigkeit gedreht und durch ein Paar oder eine Anzahl von lichtemmitierenden und lichtempfangenden Baueinheiten kontrolliert wird, die rings um den Flaschenhals angeordnet sind. Der mechanische Aufbau dieser Vorrichtung ist kompliziert und ihre Kontrollgeschwindigketit niedrig, da sie nur ungefähr 100 Flaschen pro Minute beträgt.

Die bekanntgemachte japanische Patentanmeldung 43 218/1974 und die offengelegte japanische Patentanmeldung 17 779/1978 beschreiben Vorrichtungen, bei denen eine Flasche eine Kontrollposition durchläuft, in der Licht auf den Flaschenhals gerichtet wird und das von der Überfläche des Flaschenhalses reflektierte Licht mittels Drehung eines Prismas und eines Fadenkreuzes mit hoher Geschwindigkeit festgestellt wird. Bei dieser Vorrichtung ist es zwar nicht notwendig, die Flasche mit hoher Geschwindigkeit rotieren zu lassen, jedoch ist ein mit hoher Geschwindigkeit rotierender Mechanismus für das Umlaufen des Prismas oder des Fadenkreuzes erforderlich. Dementsprechend ist es schwierig, die erforderliche Genauigkeit für eine lange Zeitperiode aufrecht zu erhalten und die Kontrollgeschwindigkeit zu steigern

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung der eingangs beschriebenen Art so zu verbessern, daß sie bei einfachem Aufbau die Fehlerprüfung o'.ine Roiieren des zu prüfenden Gegenstandes sowohl mit erhöhter Kontrollgeschwindigkeii als auch mit erhöhter Kontrollgenauigkeit vornehmen kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Fehierprüivorrichtung nach dem Oberbegriff des ersten Patentanspruchs dadurch gelöst, daß eine Adressenkennzeichnungseinrichtung auf den Ausgang des Adressenzählers anspricht und die Adressen des Datenspeichers kennzeichnet, wenn die Signale der Bildelemente aus dem Datenspeicher ausgelesen werden, daß die Adressenkennzeichnungseinrichtung die Adressen in einer derartigen Reihenfolge kennzeichnet, daß nach dem

to Auslesen aller Signale der Bildelemente eines der Bereiche, die Teile des Bildes formen, die Signale der Bildelemente eines anderen, an den ersten Bereich angrenzenden Bereichs aus dem Datenspeicher ausgelesen werden_s daß die einzelnen Bereiche jeweils die gleiche Anis zahl von Bildelementen enthalten und daß die Diskriminatorschaltung einen Vorwahlzähler, in den die Anzahl der Bildelemente innerhalb jedes Bereichs eingegeben ist und Zählimpulse zu jedem Zeitpunkt erzeugt werden, zu dem ein Signal eines Bildelements aus dem Datenspeicher ausgelesen wird, einen Addierer, der freigemacht wird, wenn der Zählwert des Vorwahlzählers die voreingestellte Anzahl erreicht und den Wert des aus dem Datenspeicher ausgelesenen Signals des Bildelements und den Wert des eigenen Ausgangs miteinander addiert, um den Wert der Signale der Bildelemente jedes Bereichs zu akkumulieren sowie ein Zählwerk enthält, das den im Addierer akkumulierten Wert unmittelbar bevor der Addierer freigemacht wird speichert, des weiteren Einrichtungen für den VergJeich des im Addierer vor dessen Freimachung akkumulierten Wertes mit dem im Zählwerk akkumulierten Wert und für die Beurteilung, ob entsprechend dem Resultat des Vergleichs ein Fehler im Gegenstand vorhanden ist oder nicht, wobei dev akkumulierte Wert im Zählwerk die Summe der Signale der Bildelemente eines der Bereiche und der akkumulierte Wert des Addierers die Summe der Signale der Bildelemente eines anderen Bereiches ist, der an den ersten Bereich angrenzt.

Die weitere Ausgestaltung der Erfindung ergibt sich aus den Merkmalen der übrigen Patentansprüche.

Kit der Erfindung wird der Vorteil erreicht, daß die Daten der Bildelemente in jedem Bereich eines Gegenstandes, der unter Kontrolle steht, akkumuliert werden, die akkumulierten Werte von nahe zusammenliegenden Bereichen einem Vergleich unterzogen werden und das Auftreten oder das NichtVorhandensein eines Fehlers aufgrund des Vergleichsresultats bestimmt wird. Demgemäß kann das Auftreten oder das Nichtvorhandensein eines Fehlers rasch und genau bestimmt werden, ohne daß ein Machanismus zum Drehen des unter Kontrolle stehenden Gegenstandes verwendet werden muß. Zusätzlich kann die Kontrolle gleichförmig über den gesamten Bereich, wie beispielsweise den Flaschenhals oder den Flaschenboden, des zu überwachenden Gegenstandes vorgenommen werden.

Die Erfindung und ihre Anwendung wird im folgenden anhand von zeichnerisch dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigt:

F i g. 1 ein Blockschaltbild einer Ausführungsform einer Vorrichtung zur Fehlerfeststellung nach der Erfindung,

Fig. 2 eine schematische Darstellung des Bildes des Flaschenhalsbereiches einer Flasche,

Fig.3A, 3B und 3C schematische Diagramme, aus denen ersichtlich ist, vie das Bild eines Flaschenhalsteils imaginär in Bereiche unterteilt wird,

Fig.4 ein schematisches Diagramm eines Ausführungsbeispiels der Unterteilung der Bildelemente, die

das Bild eines Flaschenhalsteils formen.

F i g. 5 ein Blockschaltbild einer Ausführungsform einer Diskriminatorschaltung 11 nach Fig. 1,

Fig.6 ein Blockschaltbild einer weiteren Ausführungsform der Vorrichtung für die Fehlerfeststeilung nach der Erfindung,

F i g. 7A und 7B Ausführungsbeispiele einer spiralförmigen Linie, die für die Bestimmung einer Reihenfolge von Lesedaten in der Vorrichtung nach F i g. 6 verwendet wird,

F i g. 8 ein Blockschaltbild einer Ausführungsform einer Diskriminatorschaltung 31 nach F i g. 6,

Fig.9 ein Blockschaltbild einer weiteren Ausführungsform der Diskriminatorschaltung 31 nach Fig. 6, und

F i g. !0A bis IOC Diagramme zur Veranschaulichung der Betriebsweise der Diskriminatorschaltung nach Pi ο Q

. . _e. —

F i g. 1 zeigt eine Ausführungsform einer Vorrichtung zur Fehlerfeststellung nach der Erfindung. Die Vorrichtung ermöglicht die Feststellung von Fehlern im Flaschenhaisteil einer Flasche.

Eine auf Fehler zu überprüfende Flasche 1 wird durch eine nicht gezeigte Transporteinrichtung befördert. Sobald die Flasche einen Kontrollpunkt oder eine Kontrollposition, wie dargestellt, erreicht wird ihr Flaschenhalsteil la gleichförmig durch eine Beleuchtungseinrichtung 2 beleuchtet, die eine Lichtquelle 2a, beispielsweise eine ringförmige Fluoreszenzlampe und eine Diffusionsplatte 2b umfaßt.

Die Beleuchtungseinrichtung 2 ist oberhalb der Flasche 1 im Kontrollpunkt angeordnet. Die Beleuchtungseinrichtung 2 weist ein Durchgangsloch 3 im Mittelteil auf, so daß von dem Flaschenhalsteil reflektiertes Licht durch das Loch 3 nach oben geworfen wird. Eine CCD-(ladungsgekoppelte Bauteil-) Kamera 4 ist oberhalb der Beleuchtungseinrichtung 2 angebracht und empfängt das von dem Flaschenhalsteil reflektierte Licht, wobei das Bild des Flaschenhalsteils durch eine Linse 4a auf die CCD-Iichtempfangende Oberfläche abgebildet wird. Die CCD-Kamera 4 besteht aus fotoelektrischen Umwandlungselementen, die beispielsweise in einer Matrix aus 100 Zeilen mal 100 Spalten angeordnet sind, und somit Bildelementsignale entsprechend der Helligkeiten einer Anzahl von kleinen Segmenten oder Flächen liefern, die den Flaschenhalsteil der Falsche bilden.

Im allgemeinen stellt sich das optische Bild des Flaschenhalsteils einer Flasche ensprechend F i g. 2 dar. In F i g. 2 erscheint der dunkel getönte Teil relativ dunkel, während der nhht getönte Teil relativ hell erscheint. Wie aus F i g. 2 ersichtlich ist, erscheint ein ringförmiger Teil hell, der den Flaschenhalsteil wiedergibt. Ein Punkt oder eine kleine Fläche Ds in dem ringförmingen Teil repräsentiert einen Fehier in dem Flaschenhalsteil. Zur leichteren Darstellung besteht das optische Bild von F i g. 2 aus dem dunklen Teil und dem hellen Teil, wie voranstehend beschrieben wurde, jedoch ist dabei zu beachten, daß in der Praxis das optische Bild aus Teilen besteht, die unterschiedliche Heiligkeitsgrade aufweisen.

Das in F i g. 2 gezeigte optische Bild wird in Abtastrichtung abgetastet, so daß aufeinanderfolgend Bildelementsignale erzeugt werden. Jedes Bildelementsignal wird durch einen Verstärker 5 verstärkt und in ein Digitalsigna! durch einen Analog/Digitai-Umwandler 6 umgewandelt. Das Digitalsignal wird an einer entsprechenden Adresse in einem Datenspeicher 7 gespeichert. Das optische Bild wird Zeile um Zeile, beginnend mit der obersten Zeile, abgetastet.

Ein Pulsgenerator 8 erzeugt periodisch einen Puls, um das Lesen des Bildelementsignals durch die CCD-Kamera 4 mit der Analog/Digital-Umwandlung durch den Analog/Digitai-Umwandler 6 zu synchronisieren. Ein Adressenzähler 9 zählt die Ausgangspulse des Pulsgenerators und der Ausgang des Zählers 9 wird als die Schreibadresse des Datenspeichers 7 verwendet.

Die in dem Speicher 7 gespeicherten Bildelementsignale werden nach dem folgenden technischen Konzept verarbeitet, um zu bestimmen, ob die Flasche einen Fehler aufweist oder nicht. Wie in Fig.3A gezeigt ist, wird das optische Bild eines Flaschenhalsteils durch Kreise CL, deren Mittelpunkte im Mittelpunkt Odes Flaschenhalsteils liegen und durch gerade Linien RL, die durch den Mittelpunkt O laufen, in eine Vielzahl von Bereichen ähnlicher Konfiguration unterteitlt. Die Signale der Bildelemente in jedem Bereich werden akkumuliert, um die Summe zu bilden, und die Summen oder Akkumulierungswerte benachbarter Bereiche werden miteinander verglichen. Wenn das Verhältnis der beiden Summen außerhalb eines vorgegebenen Bereichs liegt, steht es fest, daß die Flasche einen Fehler hat. Der Grund, warum dieses Verfahren die Feststellung eines Fehlers in einer Flasche ermöglicht, liegt darin, daß ein schadhafter Bereich, der einen Fehler einschließt, in seiner Hfüigkeit sich erheblich von einem Normalbereich unterscheidet, der fehlerfrei ist, das heißt, die Helligkeit des schadhaften Bereichs ist wesentlich geringer als diejenige des fehlerfreien Bereichs.

Da die fotoelektrischen Urnwandlungselemente in Form einer Matrix angeordnet sind, kann es geschehen, daß einige von ihnen oberhalb der Radiallinien RL oder oberhalb der Kreisumfänge CL liegen. Derartige EIemente werden so behandelt, daß sie eindeutig einem der Bereiche zugeordnet werden. In jedem Fall erfolgt die Unterteilung des Bildes in einer Weise, daß die Bildeiemente in allen Bereichen zahlenmäßig gleich sind und die Bildelemente, die etwa den gleichen Abstand von dem Mittelpunkt des Flaschenhalsteils aufweisen, sind zahlenmäßig gleich denjenigen zwischen den Bereichen. Fig.4 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Unterteilung der Bildelemente. Dazu ist festzustellen, daß in F i g. 4 nur diejenigen Bildelemente gezeigt sind, die zu dem hellen ringförmigen Teil des Flaschenhalses gehören. In diesem Fall ist die Fläche, welche die Bildelemente einschließt, in 64 Bereiche unterteilt, wobei jedoch F i g. 4 nur 1/8, das heißt insgesamt 8 Bereiche zeigt

Die Verarbeitung der Bildelementsignale entsprechen dem voranstehend beschriebenen teer. Mischen Konzept wird wie folgt ausgeführt. Sobald das Einlesen der Daten in den Speicher 7 beendet ist, beginnt das Auslesen der Daten aus dem Speicher 7. Dementsprechend kennzeichnet ein Adressenkennzeichnungsspeieher 10 die Adressen der auszulesenden Bildelementsignale entsprechend den Ausgängen des Adressenzählers 9. Die Adressen werden in einer Weise gekennzeichnet, daß, nachdem die Signale aller Bildelemente in einem Bereich ausgelesen wurden, das Auslesen der Signale der Bildelemente des benachbarten Bereichs beginnt Die Daten der ausgelesenen Bildelemente werden einer Diskriminatorschaltung 11 zugeführt Wenn die Diskriminatorschaltung 11 bestimmt daß ein Flaschenhalsteii einen Fehler aufweist, das heißt diese Flasche zurückgewiesen werden soll, liefert die Diskriminatorschaltung 11 eine Fehlersignal DF an eine Zurückweisungseinrichtung 12, so daß die Flasche von dem Transportband entfernt wird.

Der innere Aufbau der Diskriminatorschaltung 11 ist in F i g. 5 dargestellt. Ein Addierer 21 wird als Akkumulator verwendet, in welchem die von dem Speicher 7 ausgelesenen Daten zu einem Ausgangssignal aufsummiert werden. Die Zahl der Bildelemente in den Bereichen wird in einem Vorwahlzähler 22 vorgewählt. Nachdem der Pulsgenerator 8 Zählimpulse bis zu der vorgewähhen Anzahl geliefert hat, entleert der Vorwahlzähler Lt den Addierer 21 und veranlaßt den letzteren die nächste Summierung zu beginnen. Der Ausgang des Addierers 21 wird vor der Entleerung in einem Register bzw. Zählwerk 23 gespeichert. In einem Teiler 24 wird der Ausgang des Addierers 21 durch den Augang des Zählwerks 23 dividiert, das heißt durch die von der vorangegangenen Summierung resultierende Summe, nachdem der Addierer 21 die Daten der Bildelemente in den Bereichen akkumuliert hat und bevor der Addierer entleert wird. Mit anderen Worten gilt, daß das Verhältnis der aufsummierten Werte der Daten der Bildelemente in benachbarten Bereichen erhalten wird. Ein Diskriminator 25 bestimmt, ob das von dem Teiler 24 gelieferte Verhältnis innerhalb oder außerhalb eines vorgegebenen Bereichs liegt. Der obere und der untere Grenzwert des vorgegebenen Bereichs werden durch ein Einstellwerk 26, beispielsweise in der Größenordnung von 1,2 und 1/1,2 vorgegeben. Wenn der Diskriminator 25 feststellt, daß das Verhältnis außerhalb des vorgegebenen Bereichs liegt, liefert der Diskriminator 25 das zuvor schon erwähnte Fehlersignal DF.

Die Bestimmung der Anwesenheit oder Abwesenheit eines Fehlers kann wirksam und genau in der zuvor beschriebenen Weise erfolgen. Dabei ist jedoch zu beachten, daß ein Fehler, wie er in F i g. 4 durch DX angezeigt ist, der sich über zwei Bereiche S_n und S_n+: erstreckt und im wesentlichen gleiche Flächen der beiden Bereiche überdeckt, das Ergebnis des Vergleichs der akkumulierten Werte der benachbarten Bereiche S_n und S_n-H nur geringfügig beeinflußt. Andererseits gili, daß die Verhältnisse der akkumulierten Werte der Bereiche S_n und S_n +1, die jeweils eine Hälfte des Fehlers beinhalten, und die Bereiche S_n-1 und S_n-_?, die an die Bereiche S_n und S_n+1 angrenzen, durch den Fehler beeinflußt werden, wobei jedoch die Größe des Einflusses in diesem Fall nur die Hälfte beträgt im Vergleich mit dem Ergebnis, wenn der gleiche Fehler in seiner Gesamtheit in einem einzigen Bereich auftritt. Dementsprechend ist eine Fehlerbestimmung schwierig, die auf der Differenz der akkumulierten Werte basiert. Um diese Schwierigkeiten zu überwinden, wird folgende Methode angewandt. Die Bildelemente werden, wie dies durch die fest durchgezogenen Linien in F i g. 4 gezeigt, unterteilt. Akkumulierte Werte der Bereiche, die durch diese Unterteilung erhalten werden, werden einem Vergleich unterzogen. Des weiteren werden die Bildelemente entsprechend den gestrichenen Linien in F i g. 4 unterteilt. Akkumulierte Werte der Bereiche S_n-,, S_n, S_n+1. ..,die durch die Unterteilung erhalten werden, werden für den Vergleich herangezogen. Wenn bei einem der voransiehend beschriebenen Vergleiche das Verhältnis der akkumulierten Werte außerhalb eines vorgegebenen Bereichs liegt, dann gilt daß die Flasche eine Fehler aufweist, das heißt, daß sie zurückzuweisen ist Um dieses Verfahren in der Praxis auszuführen, wird das Auslesen der Daten aus dem Speicher 7 in der Reihenfolge, wie voranstehend beschrieben wurde, für die gesamte Peripherie des Flaschenhaisteils ausgeführt und der Adressenkennzeichnungsspeicher kennzeichnet aufeinanderfolgend die Adressen in dem Speicher 7 so daß, nachdem die akkumulierten Werte der durch die durchgehenden Linien angezeigten Bereiche dem Vergleich unterzogen wurden, der akkumulierte Wert der Bildelementdatcn für jeden der durch die gestrichelten Linien angedeuteten Bereiche erhalten wird. Dann erfolgt der Vergleich der akkumulierten Werte der Bildelementdaten für die durch die gestrichelten Linien angezeigten Bereiche für die gesamte Peripherie des Flaschenhalsteils. In diesem Fall tritt der Einfluß des Fehlers DX klar im Vergleich

ίο der akkumulierten Werte für die durch die gestrichelten Linien angezeigten Bereiche auf und somit ist die Fehlerfeststellung sichergestellt.

Die Art der Unterteilung des Bildes ist nicht auf diejenige beschränkt, die in Fig.3A dargestellt ist. Anstatt dessen kann das Bild auch in sektorenförmige oder trapezförmige Bereiche unterteilt werden, wie dies in den F i g. 3B bzw. F i g. 3C gezeigt ist. Des weiteren kann das Bild in Bereiche unterteilt werden, die sich in ihrer Konfiguration von den zuvor beschriebenen Bereichen unterscheiden. Jedoch ist in jedem Fall wesentlich, daß die Unterteilungslinien so gesetzt werden, daß die akkumulierten Werte der Bildelementdaten für benachbarte Bereiche im wesentlichen gleich sind oder in einer im wesentlichen konstanten proportionalen Beziehung zueinander stehen, wenn ein Bild eines Gegenstandes geformt wird, der fehlerfrei ist.

Bei der voranstehend beschriebenen Ausführungsform wird die An- oder Abwesenheit eines Fehlers durch den Vergleich von Daten zweier Bereiche bestimmt, die Seite an Seite liegen, jedoch kann der Fehler auch durch den Vergleich von Daten zweier Bereiche festgestellt werden, zwischen denen zumindest ein weitere Bereich angeordnet ist. Dementsprechend ist der Term »zueinander naheliegender« mit Bezug auf die Bereiche in den Ansprüchen so zu verstehen, daß nicht nur Bereiche, die Seite an Seite liegen, sondern auch solche Bereiche gemeint sind, zwischen denen zumindest ein üder einige wenige Bereiche eitigescnaiiei sind. Bei der zuvor beschriebenen Ausführungsform werden die akkumulierten Werte der Daten aller Bildelemente in den Bereichen einem Vergleich unterzogen, jedoch dort, wo die Bildelemente in deren Bereichen nicht gleich an Anzahl sind, kann ein Verfahren angewandt werden, bei welchem ein akkumulierter Wert durch die Anzahl der Bildelemente geteilt wird, um einen Mittelwert zu erhalten, der für den Vergleich herangezogen wird. Dementsprechend ist der Term »Ergebnis der Akkumulation« in den Ansprüchen so zu verstehen, daß er die Summe oder den Akkumulationswert und den mittleren Wert bedeuten kann.

Bei der zuvor beschriebenen Ausführungsform wird das Verhältnis der akkumulierten Werte oder Mittelwerte für die Bereiche erhalten und danach bestimmt, ob das Verhältnis innerhalb oder außerhalb des vorgegebenen Bereichs liegt, jedoch kann auch ein Verfahren angewandt werden, bei welchem die Differenz zwischen den akkumulierten Werten oder Mittelwerten erhalten wird und bestimmt wird, ob die Differenz innerhalb oder außerhalb eines vorgegebenen Bereichs liegt

Der Term »vorgegebener Bereich« ist so aufzufassen, daß nicht nur ein Bereich gemeint ist, der den oberen und den unteren Grenzwert einschließt sondern auch ein Bereich, der einen der oberen und unteren Grenzwerte einschließt

In F i g. 6 ist eine andere Ausführungsform einer Vorrichtung zur Fehierfeststeliiing nach der Erfindung dargestellt Diese Vorrichtung wird für die Feststellung eines Fehlers im Boden einer Flasche verwendet Eir.e

ίο

Lichtquelle 2' befindet sich unterhalb des Bodens einer Flasche 1 und eine Diffusionsplatte 2b' ist zwischen dem Flaschenboden und der Lichtquelle 2' zwischengeschaltet. Eine Kamera 4 befindet sich oberhalb der Flasche 1. Wenn Licht auf den Boden der Flasche 1 von der Lichtquelle 2' auffälk, wird das Bild des Bodens auf der lichtempfangenden Oberfläche der Kamera 4 gebildet. Die für die HelligKf.it jeden Teils des Flaschenbodens repräsentativen Signale werden in einem Datenspeicher 7 in einer ähnlichen Weise zu derjenigen gemäß der Ausführungsform nach Fig. 1 gespeichert. Die Vorrichtung weist eine erste Diskriminatorschaltung 11 auf, die ähnlich zu derjenigen in F i g. I ist und eine zweite Diskriminatorschaltung 31. Beim Datenauslesen aus dem Datenspeicher 7 kennzeichnen ein Adressenzähler 9 und ein Adressenkennzeichnungsspeicher 10 die Datenadressen in einer ähnlichen Weise zu derjenigen in der Vorrichtung nach F i g. 1 und anschließend erfolgt die Adressierung in einer Weise derart, daß die Bildelernenidaten in der Reihenfolge ausgelesen werden, in der Segmente oder Bereiche eines Gegenstandes entsprechend zu den Bildelementen durch eine im wesentlichen spiralförmige, gedachte Linie überquert werden, die auf dem unter Kontrolle befindlichen Gegenstand, wie nachfolgend noch im einzelnen beschrieben werden wird, gezogen ist. Die spiralförmige Linie kann die in F i g. 7A gezeigte Gestalt haben. Wie daraus ersichtlich ist, fällt der Mittelpunkt der Spirallinie mit dem Mittelpunkt des Flaschenbodens zusammen, und der Abstand zwischen benachbarten Teilen der Linie ist konstant. Um dies zu verwirklichen, werden die Adressen der Daten im Datenspeicher 7 in dem Adressenkennzeichnungsspeicher 10 in der Reihenfolge des Auslesens gespeichert und sobald die Adresse (Eingang), die von dem Adressenzähler 9 in den Adressenkennzeichnungsspeicher 10 eingespeist wird, sich erhöht, wird der Inhalt der Adresse, der die Adresse des Datenspeichers 7 bildet, ausgegeben. Diese Technik ist in den japanichen Patenanmeldungen Nr. 87 510/1980 und 87 511 /1980 beschrieben.

Die in einer derartigen Sequenz ausgelesenen Daten werden in der Diskriminatorschaltung 31, von der eine Ausführungsform in F i g. 8 dargestellt ist, verarbeitet. Die aus dem Speicher 7 ausgelesenen Daten D_n gelangen in ein Schieberegister 311. In dem Schieberegister 311 werden die eingegebenen Daten gespeichert und aufeinanderfolgend verschoben. Sind zwei Auslesezyklen durchlaufen, dann erzeugt das Schieberegister 311 die zuletzt eingegebenen Daten als D_n-₂. In einem Teiler 312 werden die Daten D_n, die aus dem Speicher 7 ausgelesen werden, durch die Daten D_n-₂ von dem Schieberegister 311 geteilt, das heißt, der Teiler 312 gibt das Verhältnis der beiden Daten, nämlich V_n — D_nID_n-₂ aus. Ein Diskriminator 313 bestimmt, ob das Verhältnis V_n in einem Bereich liegt, der die Werte ν_υ(ζ. Β. 1,5) und V_L (z.B. 1/1,5) als den oberen und unteren Grenzwert aufweist, die durch ein Grenzwert-Einstellwerk 314 gesetzt werden. Wenn das Verhältnis V_n außerhalb des Bereichs liegt, gibt der Diskriminator 313 ein Signal DF2 aus. Das Signal DFl wird einem Eingangsanschluß einer U N D-Torschaltung 33 eingespeist, deren anderem Eingangsanschluß ein Ausgang einer Torkontrollschaltung 32 zugeführt wird. Der Ausgang der UND-Torschaltung 33 wird einem Eingangsanschluß einer ODER-Torschaltung 34 zugeleitet.

Die Torkontrollschaltung 32 spricht auf den Ausgang des Adressenkennzeichnungsspeichers 10 an um ein Pegelsignal »//« an eine UND-Torschaitung 35 während der Periode zu liefern, in der die Adressierung für die Akkumulation der Bildelementdaten für die Bereiche ausgeführt wird und um ein Pegelsignal »W« der UND-Torschaltung 33 während der Periode einzuspeisen, in der das Lesen der Bildelementdaten längs der spiralförmigen Linie ausgeführt wird. Des weiteren wird das Ausgangssignal DFi der Diskriminatorschaltung 11, das dem Signal DFin Fig. 1 entspricht, über die UND-Torschaltung 35 dem anderen Eingangsanschluß der ODER-Torschaltung 34 zugeführt. Der Ausgang der ODER-Torschaltung 34 wird als das Fehlersignal DF erhalten, entsprechend dem der unter Kontrolle befindliche Gegenstand von dem Transportband gewiesen wird.

Eine andere Ausführungsform der Diskriminatorschaltung31 ist in Fig.9dargestellt. Die Diskriminatorschaltung 31 umfaßt ein Schieberegister 311, einen Teiler 312, einen Diskriminator 313 und ein Grenzwert-Einstellwerk 314, die ähnlich zu den Bauteilen in Fig.8 sind. Der Ausgang des Diskriminator 313 ist durch DF2\ anstelle von DF2 gekennzeichnet, wie später noch näher erläutert werden wird. Die Diskriminatorschaltung 31 umfaßt des weiteren ein zweites Schieberegister 315, in dem die ausgelesenen Daten des Speichers 7 gespeichert und verschoben werden. Die derart verschobenen Daten werden als Daten D_n _t nach vier Auslesezyklen ausgegeben. In einem zweiten Teiler 316 werden die aus dem Speicher 7 ausgelesenen Daten D_n durch die Daten D„-4 des Schieberegisters 315 geteilt, das heißt ein Verhältnis

V_n' = D_nID_n -4

wird gebildet. In einem zweiten Diskriminator wird bestimmt, ob das Verhältnis V_n' innerhalb oder außerhalb eines Bereichs liegt, der den oberen Grenzwert VJ (z.B. 1,1) und den unteren Grenzwert V/.' (z.B. 1/1,1) aufweist, die durch ein zweites Grenzwert-Einstellwerk 318 eingestellt werden. Der obere Grenzwert V₁I und der untere Grenzwert V_L' werden so ausgewählt, daß sie näher zu 1 liegen als die Werte Vu und Vi., wie aus der voranstehenden Beschreibung folgt. Fin Vorwahlzähler 319 zählt den Ausgangspuls Pd des Diskriminator 317 und liefert einen Ausgang DF22. Wenn eines der Signale £>F21 und DF22 eine ODER-Schaltung 320 durchläuft, wird es zu dem Signal DF2.

Die Bereitstellung des Schieberegisters 315, des Teilers 316, des Diskriminators 317, des Grenzwert-Einstellwerks 318 und des Vorwahlzählers 319 ermöglicht die Feststellung eines Fehlers, dessen Helligkeitsverringerung gering ist, der sich jedoch über eine große Fläche oder eine lange Strecke ausbreitet.

Wenn beispielsweise die relativ große Fläche des Bodens BB einer Flasche leicht verfärbt ist, wie dies an der Stelle FS in Fig. 1OA angezeigt ist, werden die in Fig. 1OB gezeigten Daten D_n aufeinanderfolgend aus dem Speicher 7 ausgelesen. Wie aus F i g. 1 OB ersichtlich ist, ist das Verhältnis von zwei Daten nicht außerhalb des Bereichs

V_L < V_n < Vu.

Dementsprechend erzeugt der Diskriminator 313 kein Signal DF21. Jedoch gilt, daß einige der Verhältnisse, die aus zwei Daten erhalten werden, weiche d&rch beit>s spielsweise drei weitere Daten voneinander getrennt sind, außerhalb des Bereiches

V_L' < V_n' < VJ

liegen. Dementsprechend erzeugt der Diskriminator 317 einen Ausgangspuls, dessen zeitlicher Verlauf in Fig. IOC gezeigt ist. Der Ausgangspuls wird durch den Vorwahlzähler 319 gezählt. Wenn Bildelementdaten entsprechend dem leicht gefärbten Teil aufeinanderfolgend viermal ausgelesen werden, werden vier Pulse zu Beginn als auch am Ende des leicht gefärbten Bereichs erhalten. Wird die Zählung bis zu dem vorgewählten Wert von sechs (6) ausgeführt, so gibt der Zähler 319 das Signal DF22 aus, das der ODER-Schaltung 320 zugeführt wird. Dadurch wird die geringfügige aber ausgedehnte Färbung, aufgrund welcher die Flasche zurückgewiesen werden soll, festgestellt. 1st die Zahl der Ausgangspulse von dem Diskriminator 317 kleiner als der vorgewählte Wert sechs, wobei diese Erscheinung beispielsweise bewirkt wird, wenn die Datenveränderung infolge der Anwesenheit von kleinen Steinen oder Einschlüssen im Glas auftritt, so wird kein Signal DF22 erzeugt, und die Flasche wird nicht zurückgewiesen.

P>;_n Λ -,-,„Μ A„_r Λ ..^JnJn₂-O

a_n jljg ',VährCiid d°S Zeit

Intervalls aui treten, das von dem Zeitpunkt, zu dem das Schieberegister 315 Daten empfängt bis zu dem Zeitpunkt, zu dem das Schieberegister 315 diese Daten ausgibt, verstreicht, kann durch die Auswahl der Anzahl von Stufen oder eines Ausgangsanschlusses des Registers bestimmt werden.

Eine Anzahl von Schaltungen, von denen jede ein Schieberegister 315, einen Teiler 316, einen Diskriminator 317, ein Grenzwert-Einstellwerk 318 und den Vorwahlzähler 319, wie in F i g. 9 gezeigt, umfaßt, kann vorgesehen werden, wobei sich diese Schaltungen voneinander in den oberen Grenzwerten Vy, VJ, den unteren Grenzwerten V_L, Vl und im vorgewählten Wert unterscheiden, und die Schieberegister eine gleich große oder eine unterschiedlich große Anzahl von Stufen aufweisen können. Die Ausgänge dieser Schaltungen werden einer ODER-Schaltung ähnlich zu der ODER-Schaltung 320 zugeführt. In einem derartigen Fall wird es im allgemeinen bevorzugt, einen kleineren vorgewählten Zählerwert mit größeren oberen Grenzwerten Vu, VJ zu kombinieren. Wenn diese Schaltungen wie beschrieben verwendet werden, dann können alle Fehler, wie beispielsweise Verfärbungen und Fremdeinschlüssen, wegen denen die Flaschen zurückgewiesen werden müssen, festgestellt werden.

Anstelle einer Anzahl von Kombinationen, von denen jede ein Schieberegister 311, 315 und einen Teiler 312, 316 aufweist, kann auch nur eine einzige derartige Kombination vorgesehen werden, deren Ausgang als Eingänge zu einer Anzahl von Diskriminatoren 313, 317 verwendet werden.

In der voranstehend beschriebenen Ausführungsform wird bestimmt, ob das Verhältnis zweier Signale kleiner als der obere Grenzwert und größer als der untere Grenzwert ist, jedoch ist auch ein Verfahren anwendbar, bei welchem das Verhältnis mit nur einem der oberen und unteren Grenzwerte verglichen wird.

Anstelle des Verhältnisses zweier Signale kann die Differenz zwischen zwei Signalen zur Bestimmung der Änderung des einen Signals in bezug auf das andere Signal verwendet werden.

Der Bereich der Signalveränderung und der vorgewählte Zählerwert in Obereinstimmung damit, ob das Vorhandensein oder die Abwesenheit eines Fehlers festzustellen ist, kann in Abhängigkeit von den Positionen auf dem zu kontrollierenden Gegenstand, wie beispielsweise des Mittelpunkts und der Peripherie des Bodens einer Flasche, geändert werden.

In der zuvor beschriebenen Ausführungsforrn wi d der Flaschenboden radial von dem Mittelpunkt des Bodens aus abgetastet, jedoch kann er ebenso radial abgetastet werden, indem mit dem Umfang des Flaschenbodens begonnen wird.

Wird die in Fig. 7A gezeigte spiralförmige Linie im Abtastbetrieb angewandt, so kann Hie Reihenfolge des Datenauslesens aus dem Speicher 7 leicht bestimmt werden. Es kann selbstverständlich auch die in F i g. 7B ίο gezeigte spiralförmige Linie alternativ angewandt werden.

Die Reihenfolge des Lesens von Daten kann derart sein, daß bei jeder Überquerung eines Segments oder eines Bereichs, der mit einem Bildelement korrespondiert, des unter Kontrolle stehenden Gegenstandes durch die spiralförmige Linie, die Daten des Bildelements ausgelesen werden oder alternativ werden diejenigen Daten, die schon einmal bei der Abtastung längs der spiralförmigen Linie ausgelesen wurden, nicht wie-

Die Position der Lichtquelle zum Bestrahlen des zu kontrollierenden Gegensitandes und die Anordnung der Fernsehkamera für den Empfang des Lichts von dem Gegenstand können geändert werden, um der Konfigviration und den optischen Charakteristiken des Gegenstandes Rechnung zu tragen. Anstelle der CCD-Kamera kann eine Kamera mit Festkörper-Bildaufnahmeelementen, wie BBD-Elementen, als die Bildaufnahmekamera eingesetzt werden oder eine Bildkamera vom Orthicon-Typ oder eine Vidicon-Kamera.

In der voranstellend beschriebenen Ausführungsform wird das Analogvideosignal in ein Digitalsignal umgewandelt und in dem Digitalspeicher gespeichert, jedoch kann es auch ohne Digitalisierung in einem Analogspeieher gespeichert werden.

Das voranstehend beschriebene Verfahren, bei dem die Anwesenheit oder das Fehlen eines Defekts durch den Vergleich akkumulierter Werte von nahe zueinanderliegenden Bereichen bestimmt wird, weiterhin als Bereichsvergleichsverfahr^n bezeichnet, kann mit anderen Fehlerfeststellungsverfahren kombiniert werden, um die Genauigkeit der Fehlerfeststellung zu verbessern.

Wenn, wie unter Bezugnahme auf F i g. 6 beschrieben wurde, das Bereichsvergleichsverfahren in Kombination mit dem Verfahren, das weiterhin als Spirallinienverfahren bezeichnet wird, in der Reihenfolge angewandt wird, daß die Spirallinie Bereiche überquert, in denen die Bildelementsignale in der Reihenfolge ausgelesen werden, in der die korrespondierenden Segmente oder Bereiche durch die Spirallinie überquert werden und das Vorhandensein oder das Fehlen eines Defekts entsprechend dem Vergleichsergebnis der Bildelementsignale bestimmt wird, die näher zueinander in der Auslesesequenz sind, können die folgenden Vorteile bei der Kontrolle eines Flaschenbodens erhalten werden.

Das Spirallinienverfahren ist besonders wirksam bei der Kontrolle des mittleren Teils eines Flaschenbodens, wird jedoch das Verfahren bei der Inspektion der peripheren Teile eines Flaschenbodens angewandt, dann kann die Bestimmung des öfteren fehlerhaft sein, infolge des dunklen Rings, der durch den Meniskus des Flaschenbodens erscheint. Das folgt aus der Tatsache, daß der dunkle Ring nicht immer ähnlich zu und koaxial mit der Ausgestaltung des Flaschenbodens ist und dementsprechend die Spirallinie manchmal den dunklen Ring unter einem relativ großen Winke! kreuzt. Andererseits ist bei dem Bereichsvergleichsverfahren nur notwendig,

die Grenzen des Bereichs im voraus so ca bestimmen,
daß ein dunkler Ring oder dergleichen innerhalb der
Bereiche liegt wobei nur die genaue Lokalisierung
schwierig ist. Wird das Spirallinienverfahren für die Inspektion des mittleren Teils des Flaschenbodens und das 5 Bereichsvergleichsverfahren für die Inspektion des peripheren Teils des Flaschenbodens angewandt, so weist
das Fehlerfeststellungverfahren die Vorteile dieser beiden Methoden auf.

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Hierzu 7 Blatt Zeichnungen

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Claims

Patentansprüche:

1. Fahlerprüfvorrichtung mit einer Einrichtung für den Empfang von Licht von einem zu prüfenden Gegenstand, um ein Bild des Gegenstandes abzubilden, mit einem Datenspeicher zum Speichern der Signale von Bildelementen, die das BUd formen in bezug auf die Positionen der entsprechenden Segmente des Bildes, einem Adressenzähler zum Zählen von periodisch erzeugten Impulsen, wobei der Ausgang des Adressenzählers die Adressen des Datenspeichers kennzeichnet wenn die Signale der Bildelemente in den Datenspeicher eingelesen werden, einer Diskriminatorschaltung zum Unterscheiden, ob ein Fehler in dem Gegenstand in Obereinstimmung mit den in dem Datenspeicher gespeicherten Signalen der Bildelemente vorhanden ist oder nicht und zum Erzeugen eines Fehlersignals DF, wenn ein Fehler auftritt,

dadurch gekennzeichnet,

daß eine Adressenkennzeichnungseinrichtung (10) auf den Ausgang des Adressenzählers (9) anspricht und die Adressen des Datenspeichers (7) kennzeichnet, wenn die Signale der Bildelemente aus dem Datenspeicher (7) ausgelesen werden, daß die Adressenkennzeichnungseinrichtung (10) die Adressen in einer derartigen Reihenfolge kennzeichnet, daß nach dem Auslesen aller Signale der Bildelemente eines der Bereiche, die Teile des Bildes formen, die Signale der Bildelemente eines anderen, an den ersten Bereich angrenzenden Bereichs aus dem Datenspeicher (7) ausgelesen werden, daß die einzelnen Bereiche jeweils die gleiche Anzahl von Bildelementen enthalten und daß die Diskriminatorschaltung (11) einen Vorwahlzähler (22), in den die Anzahl der Bildelemente innerhalb jedes Bereichs eingegeben ist und Zählimpulse zu jedem Zeitpunkt erzeugt werden, zu dem ein Signal eines Bildelements aus dem Datenspeicher (7) ausgelesen wird, einen Addierer (21), der freigemacht wird, wenn der Zählwert des Vorwahlzählers (22) die voreingestellte Anzahl erreicht und den Wert des aus dem Datenspeicher (7) ausgelesenen Signals des Bildelements und den Wert des eigenen Ausgangs miteinander addiert, um den Wert der Signale der Bildelemente jedes Bereichs zu akkumulieren sowie ein Zählwerk (23) enthält, das den im Addierer (21) akkumulierten Wert so unmittelbar bevor der Addierer freigemacht wird speichert, des weiteren Einrichtungen (24, 25) für den Vergleich des im Addierer (21) vor dessen Freimachung akkumulierten Wertes mit dem im Zählwerk (23) akkumulierten Wert und für die Beurteilung, ob entsprechend dem Resultat des Vergleichs ein Fehler im Gegenstand vorhanden ist oder nicht, wobei der akkumulierte Wert im Zählwerk (23) die Summe der Signale der Bildelemente eines der Bereiche und der akkumulierte Wert des Addierers (21) die Summe der Signale der Bildelemente eines anderen Bereiches ist, der an den ersten Bereich angrenzt.

2. Fehlerprüfvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der Bereiche durch Unterteilung des Bildes mittels Linien gebildet wird, die gedachterweise vom Mittelpunkt des Bildes radial nach außen verlaufen.

3. Fehlerprüfvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Werte der Signale der Bildelemente für jeden Bereich einer ersten Gruppe von Bereichen, die durch Unterteilung des Bildes mittels einer ersten Gruppe von Linien {RL) entstehen, die gedachterweise vom Bildmittelpunkt radial nach außen gezogen sind, und für jeden Bereich einer zweiten Gruppe von Bereichen akkumuliert sind, die durch Unterteilung des Bildes mittels einer zweiten Gruppe von Linien {RL) erhalten werden, die gedachtsrweise vom Bildmittelpunkt radial nach außen gezogen sind, daß die zweite Gruppe von Linien der ersten Gruppe zwischengeschaltet ist und daß die Ergebnisse der Summierungen benachbarter Bereiche der ersten Gruppe in den Einrichtungen (24,25) der Diskriminatorschaltung (11) miteinander verglichen werden und ebenso die Ergebnisse der Summierungen benachbarter Bcriche der zweiten Gruppe.

4. Fehlerprüfvorrichtung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß eine weitere Diskriminatorschaitung (31) parallel zu der Diskriminatorschaltung (11) mit dem Ausgang des Datenspeichers (7) verbunden ist, daß die weitere Diskriminatorschaltung (31) die Signale der Bildelemente in der Reihenfolge liest, in der korrespondierende Segmente durch eine gedachte spiralförmige Abtastlinie überquert werden, die auf dem zu prüfenden Gegenstand (1) gezogen ist und daß Einrichtungen (32 bis 35) einen Fehler im Gegenstand (1) in Übereinstimmung mit der gegenseitigen Beziehung zwischen einem Signal eines der Bildelemente und einem Signal eines anderen Bildelements feststellen, das unmittelbar vor dem Auslesen des ersten Signals ausgelesen wird.