DE3228464C2 - Vorrichtung zur optischen Kontrolle der Seitenwand leerer Getränkeflaschen - Google Patents

Abstract

Zur lückenlosen Kontrolle der gesamten Seitenwand einer mit hoher Transportgeschwindigkeit bewegten, leeren Getränkeflaschen wird vorgeschlagen, jede Flasche bei ihrer Vorschubbewegung durch den Strahlengang zwischen einer Beleuchtungsquelle und einem elektronischen Bildwandler um 360 ° bezüglich ihrer Längsachse zu drehen, wobei der Bildwandler der Vorschubbewegung der Flasche während deren Drehung synchron nachgeführt wird und dabei konstant auf die Längsachse der betreffenden Flasche ausgerichtet wird.

Description

dadurch gekennzeichnet, daß die Prüfvorrichtung zwei ortsfest angebrachte, an sich bekannte Fotodiodenkameras (30,40) mit jeweils einer sich in Achsrichtung der Flaschen (!) erstreckenden Diodenzeile (33) aufweist, deren optisches System jeweils einen mit dem Rundläufer (2) mechanisch gekoppelten Skanner (32 bzw. 42) in Form eines Drehspiegels enthält, wobei jeder Si.anner (32, 42) eine zugeordnete Hälfte der Umfangsfläche jeder Flasche (1) abtastet und jeder Dioc . der Diodenzeile (33) zu jedem beliebigen Zeitpunkt eine Abbildung zweier radial gegenüberliegender Teilflächen der Seitenwand der Flasche (1) zuordnet.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs.

Beim Abfüllen von Getränken in Flaschen müssen die gereinigten Leerflaschen inspiziert werden, um unzureichend gereinigte Flaschen, beschädigte Flaschen und Flaschen mit Laugenrückständen vor dem Abfüllen zu erkennen und auszusondern. Bei den heute erreichbaren Abfüllgeschwindigkeiten bis zu 45 000 Flaschen/h je Abfüllstraße werden die Leerflaschen mit relativ hoher Transportgeschwindigkeit von der Reinigungsstation zu der Abfüllstation bewegt, so daß man in immer stärkerem Maße dazu übergeht, die Leerflaschenkontrolle zu automatisieren. Dabei lassen sich Laugenrückstände relativ einfach mittels einer kapazitiven Messung ermitteln. Zur Kontrolle des Flaschenbodens werden optoelektronische Prüfvorrichtungen verwendet, welche den Flaschenboden auf ein oberhalb der von unten beleuchteten Flasche angebrachtes Fotodiodenfeld abbilden. Das Diodenfeld ist beispielsweise in drei konzentrische Ringbereiche unterteilt, deren Beleuchtungsintensität von einer elektronischen Auswerteeinrichtung abgefühlt und ausgewertet wird. In ähnlicher Weise wird auch die Flaschenöffnung überprüft, welche beispielsweise auf eine ringförmige Diodenanordnung abgebildet wird.
Wesentlich schwieriger ist die Kontrolle der Seitenwand einer Flasche, die bei einer bekannten optoelektronischen Prüfvorrichtung (»Glass international«, September 1980, Seiten 7 bis 9) mittels zweier Strahlenbündel erfolgt, welche unter einem Winkel von 45° und 135° zum Transportband verlaufen und jeweils zwei schmale, beim Eintritt und Austritt in die bzw. aus der Flasche durchsetzte Wandabschnitte auf einer vertikalen Fotodiodenzeile abbilden. Mit einer derartigen optischen Abtastung lassen sich indessen nur solche Vem.>reinigungen oder Wandbeschädigungen erfassen, welche zufälligerweise einen der vier abgetasteten Wandabschnitte überdecken. Darüber hinaus treten im Übergangsbereich zwischen dem zylindrischen Flaschenbauch und dem Flaschenhals infolge tier schiefwinkligen Abtastung stärke Abbildungsverzerrungen auf, die eine Auswertung in diesem Übergangsbereich unmöglich machen. Bei einer bekannten Vorrichtung (DE-GM 66 04 024) werden die Flaschen auf einer Kreisbahn bewegt und um sich selbst gedreht, so daß die gesamte Seitenwand jeder Flasche über synchron mitbewegte Lichtfasern auf ein gekrümmtes Band photoelektrischer Sensoren abgebildet wird.

Bei einer weiteren bekannten Vorrichtung (DE-OS 25 16 138) wird ein Bild der rotierenden und kontinuier-Hch in einer Richtung bewegten Flasche auf der photoemittierenden Fläche einer nicht-speichernden Bildaufnahmeröhre erzeugt, j^obei eine der Mittellinie des Bildes entsprechende gerade Zeile abgefast wird und die Abtastzeile der Bewegung des Bildes auf der photoemittierenden Fläche folgt.

Die Aufgabe der Erfindung besteht demgegenüber darin, eine lückenlose Kontrolle der gesamten Seitenwand einer mit hoher Transportgeschwindigkeit bewegten Flasche einschließlich des gekrümmten Übergangs zwischen Flaschenbauch und Flaschenhals zu ermöglichen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs gelöst.

Die Erfindung beruht auf der Überlegung, die gesamte Seitenwand einer Flasche als ebene Abwicklung auf einer ebenen Diodenfläche als Bildwandler auszubilden, um auf diese Weise jeden Flächenpunkt der Seitenwand verzerrungsfrei optisch abzutasten. Damit lassen sich alle Verunreinigungen oder Beschädigungen der Flasche im Bereich zwischen dem Flaschenboden und der Flaschenöffnung unabhängig von ihrer jeweiligen Lage innerhalb der Flasche oder an der inneren oder äußeren Seitenwand der Flasche mit hoher Genauigkeit lückenlos erfassen. Der für eine automatische Flaschenkontrolle an sich unerwünschte, jedoch unvermeidliche Flaschentransport während der Abtastung wird für die erwähnte Abwicklung der Flaschenseitenwand ausgenutzt, indem jede Flasche während ihrer Vorschubbewegung durch den Strahlengang einer opto-elektronischen Prüfvorrichtung einmal um ihre Längsachse gedreht wird. Dabei folgt der Bildwandler der Prüfvorrichtung der Vorschubbewegung der Flasche bei deren Drehung um 360°, was abbildungsmäßig einem Umlauf des Bildwandlers um die Flasche entspricht. Während der Verfolgung jeder Flasche bei deren Drehung um 360° bleibt der Bildwandler bzw. dessen Skanner stets auf die Flaschenlängsachse ausgerichtet, so daß der gekrümmte Übergangsbereich zwischen Flaschenbauch und Flaschenhals praktisch verzerrungsfrei abgebildet wird.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels für eine Vorrichtung zur optischen Kontrolle der Seitenwand leerer Getränkeflaschen, und

Fig.2 eine schematische Darstellung des Strahlengangs zwischen einer Flasche und einem Bildwandler der Vorrichtung nach F i g. 1.

Die in F i g. 1 schematisch dargestellte Kontroll- oder Prüfvorrichtung für leere Getränkeflaschen 1 umfaßt einen Rundläufer 2, der an der mit »Flaschenaufgabe« bezeichneten Pfeilspitze mit zu kontrollierenden Flaschen beschickt wird, die in nicht dargestellten FIaschenhalterungen des Rundläufers 2 festgehalten und längs eines Kreisbahnabschnittes bewegt werden, bis sie an dem mit »FIaschenausgp.be« bezeichneten Pfeil auf ein Transportband entladen werden.

Bei der Drehung des Rundläufers 2 in Richtung des Pfeils 3 gelangen die aufgegebenen Flaschen 1 in reibschlüssigen Eingriff mit einem Riemengetriebe, das aus Zweckmäßigkeitsgründen zweiteilig ausgebildet ist und einen zwischen den Riemenscheiben 4, 5 laufenden Zahnriemen 8 sowie einen zwischen den Riemenscheiben 6, 7 laufenden Zahnriemen 9 umfaßt. Jeweils eine Riemenscheibe jedes Scheibenpaares 4/5 und 6/7 ist in nicht dargestellter Weise mit einem Antriebsmotor gekoppelt, um die Zahnriemen 8 und 9 gegensinnig zu dem Rundläufer anzutreiben. Der gegen die Flaschen 1 geführte Abschnitt jedes Zahnriemens 8,9 dreht hierdurch die anliegenden Flaschen um deren Längsachse, wobei in Fig. 1 mit den Bezugszeichen la und 16 die Flaschenposition bei 0° und 180° Drehung zu Beginn und am Ende des Eingriffs jeweils ein und derselben Flasche 1 mit dem Zahnriemen 8 angedeutet ist In ähnlicher Weise ist mit den Bezugszeichen lcund lc/die Flaschenposition bei 180" und 360° Drehung zu Beginn und am Ende des Eingriffs der gleichen betrachteten Flasche mit dem Zahnriemen 9 angedeutet. Jede Flasche 1 wird somit bei ihren Transport von der Flaschenaufgabe zu der Flaschenabgabe um insgesamt 360° um ihre eigene Längsachse gedreht. Es versteht sich, daß die Bandgeschwindigkeiten der Poemen 8, 9, die Abstände zwischen den Riemenscheibenpaaren 4/5 und 6/7 sowie die Drehzahl des Rundläufers 2 so aufeinander abgestimmt werden müssen, daß sich gerade eine Drehung jeder Hasche 1 um 360° ergibt.

Die Flaschen 1 werden im Bereich zwischen den Flaschenpositionen la und Xb mittels einpr Beleuchtungsquelle 10 angestrahlt, deren Lichtaustrittsfläche ebenso wie die Seitenwände der Flaschen 1 senkrecht zur Zeichenebene von Fig. 1 orientiert ist. Die Beleuchtungsquelle 10 ist bevorzugt ?ls Breitflächenscheinwerfer ausgebildet, welcher eine im wesentlichen konstante Intensität über die gesamte Bre'te seiner Lichtaustrittsfläche aufweist. Derartige Scheinwerfer werden mit Spannungen betrieben, deren Frequenzen im Bereich zwischen 500 und 1000 Hz liegen, wobei die Spannungsstabilisierung dieser Speisespannung außerordentlich gut sein muß. Der Abstand zwischen der Beleuchtungsquelle 10 und dem Außenumfang der Riemenscheibe 2 bzw. der Seitenwand der in 2 gehalterten Flaschen 1 sollte nicht zu knapp bemessen sein, damit die Lichtaustrittsfläche der Quelle 10 durch die noch nassen Flaschen 1 nicht allzu stark bespritzt wird. In ähnlicher Weise wie die Quelle 10 ist zur Beleuchtung der Flaschen 1 im Bereich zwischen deren Positionen Ic bis Ideine Beleuchtungsquelle 20 vorgesehen, für welche das zur Quelle 10 Gesagte in gleicher Weise gilt.

Die aus der Quelle 10 durch jeweils eine Flasche 1 in deren Positionen la und 1<3 hindurchtretenden Lichtstrahlen sind in Fig. ί mit 11 und 12 bezeichnet, während die aus der Quelle 20 durch dieselbe Flasche in deren Positionen lcund \dhindurchtretenden Strahlen in Fig. 1 mit 21 und 22 bezeichnet sind. Die Strahlen 11, 12,21 und 22 treten dabei jeweils durch die Längsachse der Flasche 1 über deren gesamter Axialerstreckung hindurch und werden über einen als Drehspiegel ausgebildeten Skanner 32 bzw. 42 in das optische System eines zugeordneten Bildwandlers 30 bzw. 40 gelenkt.

ίο Der Bildwandler 30 und der zugehörige Skanner 32 sind der Beleuchtungsquelle 10 zugeordnet, während der Bildwandler 20 und der zugehörige Skanner 42 der Beleuchtungsqueüe 20 zugeordnet sind.

Wesentlich ist die Nachführung der Skanner 32, 42 auf die Vorschubbewegung jeder Flasche 1 während deren Drehung um die eigene Achse, um auf diese Weise die gesamte Umfangsfläche jeder Flasche 1 auf die Bildwandler 30,40 abzubilden. Sobald eine Flasche 1 die Position la erreicht und damit in den Lichtstrahl 11 eintritt, begingt der Skanner 32 mit der Verfolgung dieser Flasche synchron zu deren Linearbewegung auf der Kreisbahn des Rundläufers 2. Der Skann.-r 32 tastet somit in jedem Augenblick der Verfolgung die beiden schmalen Seitenwandabschnitte der Flasche 1 ab, »velehe von dem in den Skanner 32 fallenden Lichtstrahl durchsetz-, werden. Da sich die Flasche 1 kontinuierlich um ihre eigene Längsachse dreht, überstreicht der Skanner 32 bei seiner Verfolgung der Flasche zwischen deren Positionen la bis 1£> (Verfolgungsbereich v\) die Hälfte der Flaschenumfangsfläche. Die zweite Hälfte der Flaschenumfangsfläche wird von dem Skanner 42 (Verfolgungsbereich v₂) beim Weg derselben Flasche zwischen den Positionen Ic und id in analoger Weise abgetastet. In Fig.2 ist der Strahlengang zwischen einer Flasche 1 und der Dioder.zeile 33 des Bildwandlers unter Weglassung des Skanners 32 angedeutet. Wie man hieraus erkennt, ist jeder Diode der Diodenzeile 33 zu einem beliebigen Zeitpunkt der Flaschendrehung und Skannerverfolgung eine Abbildung einer Feilflache der vom eintretenden Lichtstrahl durchsetzten Seitenwand der Flasche 1 sowie eine Abbildung einer Teilfläche der vom austretenden Lichtstrahl durchsetzten Seitenwand zugeordnet. Durch Abfühlen der Intensitäten dieser Abbildungen, d. h. durch Abtasten der betreffenden Diodenströme der Diodenzeile 33, erhält man am Ende der Drehbewegung der Flasche 1, d. h. in deren Position id, eine Information über alle Teilflächen der gesamten Seitenwand der betrachteten Flasche 1. Diese Abtastung der Bildwandlerdioden und die Auswertung der abgetasteten Diodenströme erfolgt mittels einer in F i g. 1 schematisch angedeuteten Auswerteeinrichtung 50, weiche über Anschlußleitungen 51, 52 mit den Bildwandlern 30 und 40 verbunden ist. Die Auswerteeinriuhtung 50 erzeugt entsprechend den gewonnenen Informationen über alle Teilflächen der Seitenwand ein Entscheidungssignal (Gut/Schlecht-Signal) dahingehend, ob die jeweilige, kontrollierte Flasche für die Abfüllung zugelassen oder zurückgewiesen wird. Dieses Entscheidungssignal steuert beispielsweise eine Weiche, durch welche alle kontrollierten Flaschen hindurchlauf'en. Auswerteeinrichtungen und Weichen dieser Art sind bekannt und bedürfen daher keiner näheren Erliute-

rung.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Vorrichtung zur optischen Kontrolle der Seitenwand leerer Flaschen, mit

   — einem Rundläufer zum Bewegen der Flaschen längs eines Kreisbahnabschnitts,

   — einer Dreheinrichtung zum Drehen der Flaschen um 360° bezüglich ihrer Längsachse während ihrer Bewegung längs des Kreisbahnabschnitts,

   — einer gegen den Rundläufer strahlenden Beleuchtungseinrichtung zum Beleuchten der Flaschenwand der längs des Kreisbahnabschnitts bewegten Flaschen,

   — einer im Strahlengang der Beleuchtungseinrichtung hinter den Flaschen angeordneten optoelektrischen Prüfvorrichtung, welche mit dem durch a'f. Längsachse jeder Flasche während deren Drehung und Vorwärtsbewegung hindurchtretenden Licht beaufschlagt wird und in Abhängigkeit hiervon eine Kontrollinformation ableitet,