DE3518653C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Prüfen eines Gegenstandes, insbesondere der Flaschenmündung einer Flasche, auf Fehler, entsprechend dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Eine dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 entsprechende Prüfvorrichtung ist aus der DE 29 28 844 A1 bekannt. Hierbei wird das Licht einer Lichtquelle, die seitlich versetzt gegenüber dem zu prüfenden Gegenstand und einer Fernsehkamera angeordnet ist, über ein Bündel optischer Lichtfasern auf den zu prüfenden Gegenstand gelenkt. Das von der Flaschenmündung reflektierte Licht wird von der Fernsehkamera empfangen, so daß die Kamera ständig ein Bild der Flaschenmündung aufnimmt. Sind an der Flaschenmündung Fehler vorhanden, so gelangt zusätzlich an diesen Fehlerstellen gestreutes Licht zur Fernsehkamera.

Bei dieser bekannten Vorrichtung können somit Fehler nur durch Ermittlung des zusätzlich gestreuten Lichtes, d. h. durch eine Differenzmessung, bestimmt werden. Die Meßgenauigkeit ist daher recht beschränkt.

Diesen Nachteil weist auch eine weitere bekannte Prüfvorrichtung auf (DE 32 28 010 A1), bei der das Bild des zu prüfenden Gegenstandes in eine Anzahl von Bildelementen unterteilt wird und Fehler des Gegenstandes durch einen Vergleich mit gespeicherten Bildsignalen ermittelt werden. Auch bei dieser bekannten Ausführung gelangt von dem zu prüfenden Bereich des Gegenstandes sowohl reflektiertes Licht beim Nichtvorhandensein von Fehlern, als auch Streulicht beim Vorhandensein von Fehlern in den Sensor.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Prüfvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 so auszubilden, daß die Auswertung vereinfacht und die Prüfgenauigkeit erhöht wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst. Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung gelangt lediglich an Fehlern gestreutes Licht zum Sensor, dagegen weder an einem nicht zu prüfenden Bereich des Gegenstandes reflektiertes Licht, noch Licht, das beim Nichtvorhandensein von Fehlern von dem zu prüfenden Bereich reflektiert wird. Dadurch wird die Auswertung wesentlich vereinfacht und die Prüfgenauigkeit erhöht.

In der Zeichnung zeigen

Fig. 1 ein Schema einer bekannten Prüfvorrichtung,

Fig. 2A, 2B, 2C Detaildarstellungen der Flaschenmündung gemäß Fig. 1,

Fig. 3 ein Schema einer weiteren bekannten Prüfvorrichtung,

Fig. 4A und 4B Schemadarstellungen zur Erläuterung des Prinzips der Vorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung,

Fig. 5A und 5B eine Schnittdarstellung bzw. eine Ansicht von unten einer Prüfvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung,

Fig. 6A und 6B Querschnitt und Ansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels der Erfindung.

Die in den Fig. 1, 2A, 2B und 2C veranschaulichte bekannte Prüfvorrichtung enthält eine ringförmige Lichtquelle 1, unter der der zu prüfende Gegenstand, nämlich eine Flasche 2 mit Flaschenmündung 3 angeordnet ist. Die Mittelachse Y-Y der Lichtquelle 1 ist auf die Flasche 2 ausgerichtet.

Über der Lichtquelle 1 befindet sich ein fotoelektrischer Sensor 4 (beispielsweise eine Fernsehkamera), der das von der Flaschenmündung 3 reflektierte Licht aufnimmt. An den fotoelektrischen Sensor 4 ist eine Einrichtung D angeschlossen, die das elektrische Signal verarbeitet und beurteilt, ob der geprüfte Gegenstand fehlerhaft ist oder nicht.

Wie die Fig. 2A und 2B erkennen lassen, werden von dem auf die Flaschenmündung 3 auffallenden Licht die in Richtung a ankommenden Lichtstrahlen auf dem oberen Teil einer gekrümmten Oberfläche 6 des Lippenteiles 5 der Flaschenmündung 3 längs der Richtung b zum fotoelektrischen Sensor 4 reflektiert. Vom Sensor 4 werden somit - auch wenn die Flaschenmündung 3 keine Fehlerstellen aufweist - im wesentlichen alle Lichtstrahlen aufgenommen, die oberhalb der gestrichelten Linie 7 von der Flaschenmündung reflektiert werden. Sind an der Flaschenmündung Fehler vorhanden, so gelangt zusätzlich das an diesen Fehlern gestreute Licht zum Sensor 4.

Bei der in der Fig. 3, veranschaulichten weiteren bekannten Prüfvorrichtung findet eine Lichtquelle 8 Verwendung, die auf den zu prüfenden Teil der Flaschenmündung 3 einen Lichtstrahl richtet. Der Sensor 4 ist so angeordnet, daß er nur das an der Flaschenmündung 3 reflektierte Licht dieses Lichtstrahls aufnimmt. Um den gesamten Umfang der Flaschenmündung 3 zu überprüfen, muß bei dieser bekannten Vorrichtung die Flasche um ihre Achse gedreht werden.

Anhand der Fig. 4A und 4B sei nun das Prinzip der erfindungsgemäßen Prüfvorrichtung erläutert.

Das von der Lichtquelle in Richtung a1 kommende Licht wird unterhalb der gestrichelten Linie 7 an der Oberfläche 6 der Flaschenmündung 3 nach unten reflektiert (Richtung b1) und erreicht nicht den Sensor.

Um zu verhindern, daß in Richtung a auf den oberhalb der gestrichelten Linie 7 liegenden Teil der Oberfläche fallendes Licht in Richtung b zum Sensor 4 reflektiert wird, ist eine Abschirmeinrichtung 9 vorgesehen. Weist die Flasche 2 keine Fehler im Bereich ihrer Flaschenmündung 3 auf, so gelangt kein reflektiertes Licht zum Sensor.

Ist andererseits in dem zu prüfenden Bereich der Flasche 2 ein Fehler vorhanden, wie dies in Fig. 4A durch die gestrichelte Linie 10 angedeutet ist, so gelangt Streulicht von dieser Fehlerstelle zum Sensor.

Fig. 4A zeigt die Verhältnisse für Lichtstrahlen, die in einer die Mittelachse Y-Y der Flasche 2 enthaltenden Ebene einfallen. Fig. 4B zeigt dagegen die Verhältnisse für Lichtstrahlen, die seitlich gegenüber dieser vertikalen Mittelebene versetzt einfallen. Ein in Richtung a2 einfallender Lichtstrahl wird in Richtung b2 abgelenkt und gelangt somit nicht zu dem fotoelektrischen Sensor 4, der (wie anhand von Fig. 5A noch erläutert) oberhalb der Flaschenmündung 3 angeordnet ist. Befindet sich jedoch an der Flaschenmündung 3 eine Fehlerstelle, so wird hier das in Richtung a2 einfallende Licht gestreut, und ein Teil des gestreuten Lichtes erreicht den Sensor. Eine Abschirmung 11 verhindert, daß Licht, welches auf den zu prüfenden Bereich der Flasche fällt, beim Nichtvorhandensein von Fehlern zum Sensor hin reflektiert wird.

Die Fig. 5A und 5B zeigen ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Prüfvorrichtung. Sie enthält eine Beleuchtungseinrichtung 20, in der eine Lichtquelle 1 untergebracht ist. Ein aus lichtundurchlässigem Material hergestelltes Gehäuse 21 enthält eine zylindrische Außenwand 21A, eine zylindrische Innenwand 21B sowie eine Deckwand 27. Die zylindrische Innenwand 21B bildet den oberen Teil 22A einer zentralen Durchgangsöffnung.

Auf der dem zu prüfenden Gegenstand (Flasche 2) zugewandten Unterseite ist das Gehäuse 21 durch ein ringförmiges Element 24 abgeschlossen, das eine Lichtlenkeinrichtung darstellt und den unteren Teil 22A der zentralen Durchgangsöffnung bildet.

Das Gehäuse 21 ist so angeordnet, daß seine Mittelachse, die mit der Achse der zentralen Durchgangsöffnung (Teile 22, 22A) übereinstimmt, mit der Mittelachse Y-Y zusammenfällt, längs der die Flasche 2 sowie der fotoelektrische Sensor 4 angeordnet sind.

In Fig. 5A ist mit den Geraden A eine Kegelfläche angedeutet, die vom Lichtemissionszentrum O der Lichtquelle 1 zur gestrichelten Linie 7 an der Flaschenmündung 3 verläuft.

Zu beiden Seiten dieser Kegelfläche sind in dem ringförmigen Element 24 Öffnungen 25 bzw. 26 vorgesehen, die in zwei Reihen angeordnet sind und längs unterschiedlicher Konusflächen verlaufen. Der zwischen den Öffnungen 25 und 26 vorgesehene Materialbereich des ringförmigen Elements 24 entspricht somit der Abschirmeinrichtung 9 gemäß Fig. 4A und verhindert, daß Licht, welches auf den zu prüfenden Bereich der Flaschenmündung 3 fällt, beim Nichtvorhandensein von Fehlern zum Sensor 4 reflektiert wird.

Die Lichtquelle 1 ist in dem vom Gehäuse 21 umschlossenen Ringraum 23 angeordnet. Da die Deckwand 27 aus lichtundurchlässigem Material besteht, kann Licht nicht unmittelbar von der Lichtquelle 1 zum Sensor 4 gelangen.

Weist die zu überprüfende Flasche 2 keine Fehler auf, so gelangt kein an der Flasche reflektiertes Licht zum Sensor 4. Sind dagegen Fehler an der Flaschenmündung 3 vorhanden (wie in Fig. 4A durch die gestrichelte Linie 10 angedeutet), so erreicht ein Teil des an einer solchen Fehlerstelle gestreuten Lichts den Sensor 4. Nur in einem solchen Falle liefert daher der Sensor 4 ein Ausgangssignal, das von der Einrichtung d weiterverarbeitet wird.

Die Öffnungen 25, 26 müssen nicht unbedingt einen kreisförmigen Querschnitt aufweisen. Es können auch ovale bzw. längliche Querschnittsformen Verwendung finden, solange das anhand der Fig. 4A und 4B erläuterte Grundprinzip der Abschirmung verwirklicht wird. Es ist ferner nicht unbedingt erforderlich, die Öffnungen 25, 26 in zwei kreisförmigen Reihen anzuordnen; auch eine größere oder kleinere Anzahl von Reihen ist denkbar.

Die Fig. 6A und 6B zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel, wobei für gleiche Teile dieselben Bezugszeichen wie in den Fig. 5A und 5B verwendet sind.

Unterhalb der Lichtquelle 1 befindet sich ein ringförmiger Raum 24A, in dem eine Anzahl von Lichtlenkplatten 30 angeordnet ist, die mit ihrem einen Ende an der Außenwand 21a und mit ihrem anderen Ende an der Innenwand 21b des Gehäuses 21 befestigt sind. Zwischen benachbarten Lichtlenkplatten 30 bestehen damit Strahlungsräume 31.

Eine ringförmige Abschirmplatte 32 aus lichtundurchlässigem Material begrenzt den Raum 24a an der unteren Seite im äußeren Bereich. Die Breite W dieser Abschirmplatte 32 ist so gewählt, daß ihr Innenrand etwa dem Kreisdurchmesser entspricht, auf dem beim Ausführungsbeispiel der Fig. 5A und 5B die Öffnungen 25 liegen.

Die Funktion des Ausführungsbeispieles gemäß den Fig. 6A und 6B entspricht der des Ausführungsbeispieles gemäß den Fig. 5A und 5B.

Claims (5)

1. Vorrichtung zum Prüfen eines Gegenstandes, insbesondere der Flaschenmündung (3) einer Flasche, auf Fehler,

• a) enthaltend eine Beleuchtungseinrichtung (20) mit
  • a1) einer zum Bestrahlen des Gegenstandes (2) vorgesehenen Lichtquelle (1) und
  • a2) einer Lichtlenkeinrichtung (24, 30) für das von der Lichtquelle auf den Gegenstand (2) fallende Licht,
• b) ferner enthaltend einen fotoelektrischen Sensor (4) zur Erzeugung eines elektrischen Signales aus der vom zu prüfenden Gegenstand (2) ausgehenden Lichtstrahlung,
• c) sowie enthaltend eine Einrichtung (D) zur Verarbeitung des elektrischen Signales sowie zur Beurteilung, ob der Gegenstand (2) fehlerhaft ist oder nicht,
• d) wobei das an einem Fehler des Gegenstandes (2) gestreute Licht durch eine zentrale Durchgangsöffnung (22, 22A) an den fotoelektrischen Sensor gelangt (4),

dadurch gekennzeichnet,

• e) daß die Lichtquelle (1) ringförmig ausgebildet und derart angeordnet ist, daß die Mittelachse (Y-Y) der ringförmigen Lichtquelle (1) mit der Mittelachse des Gegenstandes (2), der Mittelachse der Durchgangsöffnung (22, 22A) und der optischen Achse des fotoelektrischen Sensors (4) übereinstimmt,
• f) und daß die Lichtlenkeinrichtung (24, 30) die Richtung des auf den Gegenstand (2) fallenden Lichtes derart bestimmt, daß ein nicht zu prüfender Bereich des Gegenstandes (2), von dem reflektiertes Licht zum Sensor (4) gelangen würde, vom einfallenden Licht abgeschirmt ist, während von dem zu prüfenden Bereich des Gegenstandes (2) beim Nichtvorhandensein von Fehlern gleichfalls kein reflektiertes Licht zum Sensor (4) gelangt, beim Vorhandensein von Fehlern dagegen Streulicht in den Sensor (4) eintritt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtlenkeinrichtung (24, 30) durch ein ringförmiges Element (24) gebildet wird, das aus einem lichtundurchlässigen Material besteht und eine Anzahl von durchgehenden Öffnungen (25, 26) aufweist, durch die von der Lichtquelle (1) ausgestrahltes Licht nur auf einen vorbestimmten Teil des zu prüfenden Gegenstandes (2) fällt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die in dem ringförmigen Element (24) vorgesehenen Öffnungen (25, 26) längs zweier unterschiedlicher Konusflächen angeordnet sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtlenkeinrichtung (24, 30) durch eine Anzahl von Lichtlenkplatten (30) gebildet wird, die zwischen einer zylindrischen Außenwand (21A) und einer zylindrischen Innenwand (21B) eines die Lichtquelle (1) enthaltenden Gehäuses (21) angeordnet sind, wobei der äußere Bereich der zwischen den Lichtlenkplatten (30) vorhandenen Strahlungsräume (31) auf der dem zu prüfenden Gegenstand (2) zugewandten Seite durch eine ringförmige Abschirmplatte (32) abgeschlossen ist.