DE3623076C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Prüfen des Mündungsbereiches eines Behälters auf Fehler gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, wie es aus der JP 59-2 17 141 A in Patents Abstracts of Japan, P-350, 19. 4. 1985, vol. 9/No. 90, bekannt ist.

Am Mündungsbereich eines Behälters ist in der Regel ein Gewinde und/oder eine ringförmige Lippe zum Aufsetzen eines Verschlusses angeformt, der gegenüber der Oberkante des Flaschenhalses abdichtet. Es ist deshalb wesentlich, den Mündungsbereich mit entsprechender hoher Genauigkeit herzustellen.

Das bekannte Verfahren (JP 59-2 17 141 A) bedient sich einer Video-Kamera, die den mit diffusem Licht durchleuchteten Mündungsbereich einer sich drehenden Flasche in senkrechten Bahnen abtastet. Es entstehen so Video-Signale unterschiedlicher Helligkeit, die den Gewindegängen auf der Flaschenmündung entsprechen. In einer Schwellwertstufe werden die Video-Signale in eine Impulsfolge umgewandelt, die mit dem Ausgangssignal einer Einstellschaltung für die von der Kamera zu inspizierende Fläche zusammengeführt wird. Es folgt dann ein Signalvergleich mit einer Bezugssignalfolge, die an einem fehlerfreien Mündungsbereich ermittelt und abgespeichert ist. Bei einer anderen bekannten Vorrichtung (DE 32 05 726 A1) wird zur Fehlerfeststellung eine um ihre Mittelachse gedrehte Flasche von Bildelementen in einer Matrixanordnung abgetastet. Die von den Bildelementen gelieferten Signale werden mit von benachbarten Bereichen in einem bestimmten Muster gewonnenen Signalen verglichen, um einen Fehler an der Flasche festzustellen.

Es ist ferner bekannt (US-PS 43 78 493, 43 78 494, 43 78 495), Glas- oder Kunststoffbehälter mit einer Kamera zu überprüfen, die mehrere lichtempfindliche Elemente aufweist, die in einer Zeile parallel zur Längsachse des gedrehten Behälters angeordnet sind. Die Auswertung der von den Elementen gelieferten Signale erfolgt inkremental, und es wird ein Auswerfsignal zum Aussortieren des fehlerhaften Behälters erzeugt, wenn die Höhe der von benachbarten Bereichen stammende Signale um mehr als einen bestimmten Pegel differiert.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Prüfen des Mündungsbereiches eines Behälters zu schaffen, bei dem mit verhältnismäßig einfachen Mitteln sichergestellt ist, daß die abhängig von den optischen Eigenschaften der Behältermündung erzeugten Bildhelligkeitssignale tatsächlich mit den entsprechenden, zuvor durch Abtasten eines fehlerfreien Mündungsbereiches erzeugten Bezugswerten verglichen weren, um zu einem möglichst genauen Prüfungsergebnis zu gelangen.

Die genannte Aufgabe ist durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Ein wesentlicher Vorteil liegt darin, daß die optische Abtastung des Mündungsbereiches in Abhängigkeit von der Drehwinkellage des rotierenden Behälters durchgeführt wird. Auf diese Weise wird der Umfang der Behältermündung spaltenweise abgetastet, so daß man auf einfache Weise ein komplettes Datenmuster erhält, das der Abbildung des abgerollten Umfanges des Mündungsbereiches vollständig entspricht. Anschließend erfolgt der Vergleich mit dem gespeicherten Datenmuster eines fehlerfreien Mündungsbereiches. Dabei werden die beiden Signalfolgen derart gegeneinander verschoben, bis sich die Abfolge der Daten annähernd deckt. Wird dann im Vergleich eine entsprechende Übereinstimmung festgestellt, so wird der Behälter als fehlerfrei angesehen. Anderenfalls wird der Behälter aussortiert.

Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zum Prüfen des Mündungsbereiches eines Behälters,

Fig. 2 eine perspektivische Darstellung des Mündungsbereiches und des von der Kamera betrachteten Feldes und

Fig. 3 ein Flußdiagramm, das die Arbeitsweise der Vorrichtung erläutert.

In Fig. 1 werden von einer Fördereinrichtung 20 mit einem nicht dargestellten Stirnrand und einem Schlitten 21 nacheinander Behälter 22 in eine Prüfstation 24 gefördert. Fördereinrichtungen 20 der genannten Art sind beispielsweise in den US-PSen 42 30 219 und 43 78 493 beschrieben, wonach ein drehbares Stirnrad vorgesehen ist, das nacheinander Behälter in Position bringt und diese während des Abtastens in ihrer Lage festhält. Ein Drehantrieb 26, beispielsweise eine Antriebswalze, berührt den Behälter 22 in der Prüfstation 24 und dreht den Behälter um seine Mittelachse 23. Eine Kodierstufe 28 ist mit dem Antrieb gekuppelt und erzeugt den Inkrementen der Behälterdrehung entsprechende Signale. Ein Detektor 30, beispielsweise ein Grenzschalter, zeigt an, ob ein Behälter 22 in der Prüfstation 24 vorhanden ist.

In dem Ausführungsbeispiel ist der Behälter 22 eine geformte Glasflasche mit einem Körper 32 und einem im wesentlichen zylindrischen Hals 34, der sich von der Schulter 37 nach oben erstreckt. Der zu prüfende Abschnitt umfaßt den oberen Teil des Halses 34, der in der Dichtfläche 36 für den Verschluß endet. Ein Schraubengewinde 38 ist auf der Außenseite des Mündungsbereiches angeformt. Auch eine Lippe oder Schulter 40 ist in diesem Bereich auf der Außenfläche angeformt, über die der Rand des Verschlusses in bekannter Weise übergezogen werden kann, um den Verschluß an der Flasche zu befestigen. Allgemein soll der Behälterabschnitt geprüft werden, der zur Befestigung des Verschlusses dient.

Von einer Lichtquelle 42 wird diffuses Licht aus einer im wesentlichen zur Achse 23 seitlichen Richtung auf den Mündungsbereich gerichtet. Die Lichtquelle 42 besteht aus einer oder mehreren Lampen 44 und einer diffusen Scheibe 46. Gegenüber der Lichtquelle 42 auf der anderen Seite der Achse 23 ist eine Kamera 48 angeordnet, die mehrere lichtempfindliche Elemente 52 (Fig. 2) aufweist, die in einer linearen Kamerareihe 50 koplanar mit der Achse 23 angeordnet sind und die unter einem Winkel 54 gegenüber der Behälterachse nach unten auf die Behältermündung gerichtet sind. Eine Linse 56 fokussiert das Betrachtungsfeld der Kamerareihe 50 in der in Fig. 2 dargestellten Weise, um diametral einander gegenüberliegende Abschnitte der Innen- und Außenflächen 58, 60 der zylindrischen Behältermündung zu betrachten, wobei die Innenfläche 60 unter dem Winkel 54 durch die offene Behältermündung beobachtet wird. (Das effektive Bild 48′ der Kamera 48 ist in Fig. 2 dargestellt.) In einer Ausführungsform weist die Kamerareihe 50 256 Elemente 52 auf, die ein lineares Betrachtungsfeld liefern, das sich wenigstens von der gegenüberliegenden Kante der Dichtfläche 36 zur benachbarten unteren Kante der Schulter 40 erstreckt.

Ein Rechner 62 erhält ein Signal vom Detektor 30, ob ein Behälter 22 in der Prüfstation 24 vorhanden ist, sowie Signale von der Kodierstufe 28 für die Inkremente der Behälterdrehung. Die lichtempfindlichen Elemente 52 der Kamerareihe 50 sind ebenfalls einzeln an den Rechner 62 angeschlossen und liefern Signale entsprechend der an jedem Element vorhandenen Lichtintensität. An den Rechner 62 ist ein Objektspeicher 64 und ein Standardspeicher 66 angeschlossen sowie eine Ausgangsleitung, über die ein Auswerfsignal zu einem nicht dargestellten Aussortiergerät geliefert wird. Jeder Speicher 64, 66 ist ein N×M Reihenspeicher, wobei N gleich oder größer als die Anzahl der Elemente 52 in der Kamerareihe 50 ist und M gleich oder größer ist als die Anzahl der Inkremente für eine vollständige Umdrehung des Behälters 22. Besteht die Kamerareihe 50 aus 256 Elementen 52 und sind 256 Inkremente/Umdrehung vorgesehen, so enthält jeder Speicher 64, 66 eine Reihe von mindestens 256×256 Speicherwortadressen.

Fig. 3 ist ein Flußdiagramm zur Darstellung der Vorgänge im Rechner 62 während des Prüfvorganges. Wird ein Behälter 22 in der Prüfstation 24 festgestellt, so tastet der Rechner 62 jedes Element 52 in jedem Drehungsinkrement ab und speichert die Information im Objektspeicher 64 als Funktion der an jedem Element auftretenden Lichtintensität. Während einer Anfangsphase wird ein Behälter 22 mit einer bekannten, annehmbaren Behältermündung ausgewählt und eine Durch­ schnittsinformation im Laufe mehrerer Abtastdurchgänge erhalten und im Standardspeicher 66 abgespeichert. Der Standardspeicher 66 enthält somit eine komplette Reihe von Durchschnittsintensitäten, je Kameraelement und Abtastinkrement, die für einen Behälter mit fehlerfreier Mündung gelten. Während des eigentlichen Prüfvorgangs wird dann die im Objektspeicher 64 abgespeicherte Informationsreihe nach Ausführung der Behälterdrehung und der Abtastung mit der im Standardspeicher 66 gespeicherten Standardinformation verglichen.

Obwohl die Speicher 64 und 66 zu den Vergleichszwecken einander entsprechende Signalreihen enthalten, müssen diese sich nicht notwendigerweise miteinander decken, weil die Abtastung der Behältermündung nicht in einer bestimmten festen Umfangsposition des Behälters beginnt und endet. Anders ausgedrückt, beginnt jede Behälterabtastung an einer beliebigen Winkellage am Umfang des Behälters. Für eine bestimmte Behältergestalt bleibt jedoch das Muster der Informationsreihe im wesentlichen gleich. Es ist deshalb nur nötig, die im Objektspeicher 64 enthaltenen Daten zu verschieben, bis das so gespeicherte Datenmuster sich etwa mit dem im Standardspeicher 66 vorhandenen Muster deckt oder diesem entspricht, so daß hierauf die Daten verglichen werden können, um zu bestimmen, ob individuelle Daten oder Gruppen von Daten im Objektspeicher 64 einen defekten Behälter anzeigen. Ein solcher Vergleich besteht vorzugsweise aus einem ersten Vergleich von Daten in einzelnen Positionen der Reihe, um zu bestimmen, ob die Test- und Standarddaten voneinander um einen willkürlich einstellbaren Schwellenwert voneinander differieren. Ein zweiter Vergleich wird dann durchgeführt, um zu bestimmen, ob der Durchschnitt oder die bewertete Intensität des gesamten Datenmusters vom Standardmuster um mehr als einen willkürlich einstellbaren Unterschied differiert. Wenn entweder einer oder beide dieser Vergleiche eine zu große Differenz aufweisen, so wird das Auswerfsignal erzeugt und der Prüfvorgang wieder aufgenommen, um den nächsten Behälter in der Prüfstation zu erwarten.

Die Kamera 48 und Linse 56 (Fig. 1) sind für die Einstellung des Winkels 54 gegenüber der Behälterachse 23 montiert. Der Winkel 54 wird anfänglich eingestellt, um die Geometrie des Behälters zu berücksichtigen, so daß die Kamera 48 die Innen- und Außenseite der Behältermündung betrachten kann. Insbesondere wird der Betrachtungswinkel von der Höhe der Gewindegänge und der Größe der Behältermündung bestimmt, so daß der Gewindebereich auf der entfernten Seite des Behälters durch die Mündungswand hindurch sichtbar ist.

Der Winkel 54 ist zwischen mindestens 45 und 75° einstellbar.

Claims (4)

1. Verfahren zum Prüfen des Mündungsbereiches eines Behälters auf Fehler mit folgenden Schritten:
Drehen des Behälters um seine Mittelachse,
Beleuchten des Mündungsbereiches mit einer Lichtquelle mit diffusem Licht,
Abtasten des Mündungsbereiches zum Erzeugen einer Signalfolge mit einer gegenüber der Lichtquelle in einem Winkel zur Behälterachse angeordneten Kamera mit mehreren in einer linearen Reihe zueinander liegenden lichtempfindlichen Elementen,
Vergleichen der Signalfolge mit einer an einem fehlerfreien Mündungsbereich erzeugten und abgespeicherten Bezugssignalfolge,
gekennzeichnet durch:
Speichern der spaltenweise erzeugten Signalfolge des zu prüfenden Mündungsbereiches und
Verschieben der Signalfolge und der Bezugssignalfolge gegeneinander, bis sich die Signalwerte annähernd decken, worauf der Vergleich erfolgt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Einzelwerte der Signalfolge und der Bezugssignalfolge miteinander verglichen werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Durchschnittswerte der Signalfolge und der Bezugssignalfolge miteinander verglichen werden.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß Abschnitte der Innen- und Außenfläche des Mündungsbereiches abgetastet werden.