DE4305328A1

DE4305328A1 - Method for checking bottle crates and device for carrying out the method

Info

Publication number: DE4305328A1
Application number: DE4305328A
Authority: DE
Inventors: Franz Haering
Original assignee: Krones AG; Krones AG Hermann Kronseder Maschinenfabrik
Current assignee: Krones AG
Priority date: 1992-11-03
Filing date: 1993-02-20
Publication date: 1994-05-05

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zur Kontrolle von Flaschenkästen, deren die Flaschen aufnehmenden Fächer und Bodenverstrebungen ein symmetrisches Gittermuster bilden, wobei die Flaschenkästen an einer Kontrollstation vorbeitransportiert werden.The invention relates to a method and a Device for carrying out the control method of bottle crates, the compartments holding the bottles and floor struts a symmetrical grid pattern form, the bottle crates at a control station be transported past.

Nach dem Stand der Technik wird ein erfaßtes Bild mit einem oder mehreren abgespeicherten Gut-mustern verglichen (Korrelationsverfahren). In Getränkeabfüllanlagen werden derartige Verfahren angewendet, um Störungen des Betriebsablaufs zu vermeiden. Hierbei werden die Flaschenkästen auf Beschädigungen und Fremdkörper kontrolliert. Nachteilig ist hierbei, daß der Kontrollstation Flaschenkästen mit unterschiedlicher Ausgestaltung zugeführt werden können, die zum Zeitpunkt der Einstellung des Systems nicht alle bekannt sind oder noch gar nicht existieren, was zu Störungen im Betriebsablauf führt. Ein weiterer Nachteil der Korrelationsverfahren ist die benötigte Rechenleistung, die mit jeder weiteren Ausgestaltung des Gittermusters zunimmt, da mit jedem abgespeicherten Gut-Muster ein Vergleich durchgeführt werden muß.According to the state of the art a captured image with one or more stored Good patterns compared (correlation method). In Beverage filling systems are used such processes in order to avoid disruptions in the operational process. Here the bottle crates for damage and foreign objects controlled. The disadvantage here is that the Control station bottle crates with different Design can be supplied at the time of System setup not all are known or yet do not exist at all, leading to disruptions in the operational process leads. Another disadvantage of the correlation method is the computing power required with each additional Design of the grid pattern increases because with each stored good samples can be compared got to.

Die Aufgabe der Erfindung besteht somit darin, ein Verfahren der eingangs genannten Art so weiterzubilden, daß sowohl Beschädigungen als auch Fremdkörper bei bzw. in Flaschenkästen erkannt werden, selbst wenn unterschiedliche Flaschenkastenmuster der Kontrollstation in ungeordneter Folge zugeführt werden.The object of the invention is therefore a method of the type mentioned so that both Damage as well as foreign bodies at or in Bottle crates are recognized, even if different Bottle crate pattern of the control station in disordered Episode are fed.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß bei dem eingangs genannten Verfahren beim Vorbeitransport der Flaschenkästen an der Kontrollstation das jeweilige Gittermuster erfaßt und in einer Auswerteschaltung gespeichert wird, in der Auswerteschaltung die Symmetrie des jeweiligen Gittermusters ermittelt und ab einem gewissen Grad der Abweichung von der Symmetrie ein Signal zur Ausscheidung des jeweiligen Flaschenkastens abgegeben wird.To solve this problem, the invention proposed that in the method mentioned at the beginning The bottle crates are transported past the control station the respective grid pattern recorded and in one Evaluation circuit is stored in the evaluation circuit the symmetry of the respective grid pattern is determined and from some degree of deviation from symmetry Signal to remove the respective bottle crate is delivered.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird die Symmetrie des Gittermusters ausgenutzt, um Beschädigungen oder Fremdkörper zu erkennen. Da unterschiedliche Gittermuster von verschiedenen Flaschenkästen aber immer eine bestimmte Symmetrie aufweisen, können Beschädigungen oder Fremdkörper auch dann erkannt werden, wenn unterschiedliche Flaschenkästen in ungeordneter Folge der Kontrollstation zugeführt werden, d. h. wenn die spezielle Ausgestaltung des Gittermusters des jeweils gerade ankommenden Kastens im vorhinein nicht bekannt ist. Das erfindungsgemäße Verfahren kann auch zur Vollkastenkontrolle eingesetzt werden, denn bei fehlenden Flaschen ist keine Symmetrie vorhanden. In the method according to the invention, the symmetry of the Grid pattern used to damage or foreign objects to recognize. Since different grid patterns from different bottle crates but always a specific one Have symmetry, damage or foreign objects can also be recognized when different Bottle crates in disorderly order from the control station are supplied, d. H. if the special design of the Grid pattern of the box just arriving in the is not known in advance. The method according to the invention can also be used for full box control, because if there are no bottles, there is no symmetry.

Weiterhin können die für gut befundenen Flaschenkästen anschließend nach unterschiedlichen Gittermustern klassifiziert werden. Hierzu wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß bei dem eingangs genannten Verfahren beim Vorbeitransport der Flaschenkästen an der Kontrollstation das zur Symmetriekontrolle bereits erfaßte und in einer Auswerteschaltung gespeicherte Gittermuster anhand eines oder mehrerer Merkmale mit den Merkmalen von mindestens einem in der Auswerteschaltung abgespeicherten Sollbild verglichen wird und bei Abweichung von dem Sollbild der jeweilige Flaschenkasten ausgeschieden wird. Werden beispielsweise in einer Abfüllanlage momentan nur Flaschenkästen mit wabenartigen Fächern benötigt, so können zur Vermeidung von Betriebsstörungen beim Einsetzen der Flaschen noch vor einer Flascheneinpackmaschine zwar für gut befundene Flaschenkästen, die allerdings keine wabenartigen Fächer besitzen, ausgeschieden werden (z. B. in ein Leerkastenmagazin).Furthermore, the bottle crates that are found to be good then according to different grid patterns be classified. For this purpose, according to the invention proposed that in the method mentioned at the beginning The bottle crates are transported past the control station that already recorded for symmetry control and in one Evaluation circuit stored grid pattern based on a or several characteristics with the characteristics of at least a target image stored in the evaluation circuit is compared and in the event of a deviation from the target image respective bottle crate is eliminated. Will for example in a bottling plant at the moment Bottle crates with honeycomb-like compartments are required to avoid malfunctions when inserting the Bottles before a bottle wrapping machine for good found bottle crates, but not honeycomb-like Have subjects, are eliminated (e.g. in a Empty box magazine).

Die Erfindung bezieht sich auch auf eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens mit einer Transportvorrichtung für die Flaschenkästen und einer Kontrollstation. Hierbei wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß die Kontrollstation ein Bildaufnahmegerät, mindestens einen Bildspeicher und eine Auswerteschaltung aufweist, und im Aufnahmebereich des Bildaufnahmegeräts eine weiße erleuchtete Platte als Bildhintergrund angeordnet ist, welche der dem Bildaufnahmegerät abgewandten Seite der Transportvorrichtung naheliegend zugeordnet ist. Durch diesen speziellen Bildhintergrund ergibt sich ein besonders gutes und kontrastreiches Bild des Gittermusters.The invention also relates to a device for Implementation of the method according to the invention with a Transport device for the bottle crates and one Control station. It is proposed according to the invention that the control station has an imaging device, at least has an image memory and an evaluation circuit, and a white one in the recording area of the image recording device illuminated plate is arranged as background, which of the side of the Transport device is assigned to obvious. By this special image background results in a special one good and high-contrast image of the grid pattern.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. Hierbei stellen dar:The invention will now be described with reference to the drawing explained. Here represent:

Fig. 1 eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, Fig. 1 shows an apparatus for performing the method according to the invention,

Fig. 2 unterschiedliche symmetrische Gittermuster von Flaschenkästen. Fig. 2 different symmetrical grid patterns of bottle crates.

Mittels einer Transportvorrichtung 1 wird ein Flaschenkasten 2 in den Aufnahmebereich 3 eines Bildaufnahmegeräts 4 gefahren. Unterhalb des Flaschenkastens 2, der dem Bildaufnahmegerät 4 abgewandten Seite 5 der Transportvorrichtung 1 naheliegend zugeordnet, befindet sich eine weihe erleuchtete Platte 6 als Bildhintergrund. Das Bildaufnahmegerät 4 ist mit einer Auswerteschaltung 7 verbunden, welche drei Bildspeicher 8, 9, 10 enthält. Mit der Auswerteschaltung 7 ist eine Signalleitung 11 verbunden, durch welche ein Signal zum Ausscheiden eines fehlerhaften Flaschenkastens an eine nicht dargestellte Ausscheidevorrichtung abgebbar ist. Wenn die Mittellinie 14 des Flaschenkastens 2 in etwa mit der optischen Achse des Bildaufnahmegeräts 4 zusammenfällt, wird eine Aufnahme gemacht und in dem Bildspeicher 8 abgelegt. Bei dem Bildaufnahmegerät handelt es sich um eine Flächen-CCD- Kamera. Es kann jedoch auch eine Zeilenkamera eingesetzt werden, die eine Reihe von Aufnahmen des sich vorbeibewegenden Flaschenkastens macht. Die Einzelaufnahmen werden dann zu einem Gesamtbild zusammengesetzt. In beiden Fällen ist auf jeden Fall in der gespeicherten Abbildung die Symmetrie des Gittermusters 12 des Flaschenkastens 2 enthalten. Als nächstes wird das aufgenommene Grauwertbild durch Vergleich mit einem Grenzwert in ein Schwarz-Weiß-Bild umgewandelt. Anschließend wird die exakte Position, Länge und Breite des Gittermusters 12 durch Ermittlung der Außenkanten 13 festgestellt und die Mittellinie 14 (Symmetrieachse) des Gittermusters 12 ermittelt. Danach werden die beiden Bildhälften auf Übereinstimmung geprüft, indem immer jeweils zwei symmetrisch zu der ermittelten Mittellinie 14 liegende Punkte 15 und 15′ verglichen werden. Eine Abweichung wird dann festgestellt, wenn ein Bildpunkt 15 weder mit dem symmetrisch liegenden Punkt 15′, noch mit einem der Punkte aus einem bestimmten Umgebungsbereich, z. B. Umkreis von 2 mm, des symmetrisch liegenden Punkts 15′ übereinstimmt. Die festgestellten Abweichungen werden in einem weiteren Bildspeicher 9 als Schlecht-Punkte, die Übereinstimmungen als Gut-Punkte gespeichert. Über die Schlecht-Punkte wird eine Korrektur ausgeführt, um Abweichungen, die an Grauwertkanten immer vorhanden sind, bedingt durch die beschränkte Bildauflösung, zu eliminieren. Hierzu kann ein sog. Erosionsverfahren eingesetzt werden. Dabei wird bei dem die Schlecht-Punkte (gesetzte Pixel) enthaltenden (Binär-) Bild jedes gesetztes Pixel, das einen nicht gesetzten Nachbarn (Gut-Punkt) im horizontalen oder vertikalen Abstand hat, gelöscht. Die Anzahl verbleibender Schlecht-Punkte wird dann mit einem vorher eingestellten Schwellenwert verglichen. Wird der Schwellenwert überschritten, ist der geprüfte Flaschenkasten 2 nicht achsen- bzw. spiegelsymmetrisch aber evtl. beschädigt oder beinhaltet einen Fremdkörper. A bottle crate 2 is moved into the recording area 3 of an image recording device 4 by means of a transport device 1 . Beneath the bottle crate 2 , which is assigned to the side 5 of the transport device 1 that faces away from the image recording device 4 , there is a white illuminated plate 6 as the image background. The image recording device 4 is connected to an evaluation circuit 7 which contains three image memories 8 , 9 , 10 . A signal line 11 is connected to the evaluation circuit 7 , through which a signal for the removal of a defective bottle crate can be sent to a separation device (not shown). If the center line 14 of the bottle crate 2 approximately coincides with the optical axis of the image recording device 4 , a picture is taken and stored in the image memory 8 . The image recording device is an area CCD camera. However, a line scan camera can also be used, which takes a series of pictures of the bottle crate moving past. The individual shots are then put together to form an overall picture. In both cases, the symmetry of the grid pattern 12 of the bottle crate 2 is contained in the stored image in any case. Next, the recorded gray value image is converted into a black and white image by comparison with a limit value. The exact position, length and width of the grid pattern 12 are then determined by determining the outer edges 13 and the center line 14 (axis of symmetry) of the grid pattern 12 is determined. Then the two halves of the image are checked for agreement by always comparing two points 15 and 15 'lying symmetrically to the center line 14 determined. A deviation is determined when a pixel 15 neither with the symmetrical point 15 ', nor with one of the points from a certain surrounding area, for. B. radius of 2 mm, the symmetrical point 15 'corresponds. The deviations found are stored in a further image memory 9 as bad points, the matches as good points. A correction is carried out via the bad points in order to eliminate deviations that are always present on the gray value edges due to the limited image resolution. A so-called erosion process can be used for this. In the case of the (binary) image containing the bad points (set pixels), each set pixel which has a non-set neighbor (good point) at horizontal or vertical distance is deleted. The number of remaining bad points is then compared to a previously set threshold. If the threshold value is exceeded, the tested bottle crate 2 is not axially or mirror-symmetrically but may be damaged or contains a foreign body.

Da aber die Möglichkeit besteht, daß das Gittermuster 12 einen punktsymmetrischen Aufbau besitzt, kann, ausgehend von dem ermittelten Schwarz-Weiß-Bild des Gittermusters, das Symmetriezentrum 19 ermittelt werden. Danach können nach dem Prinzip der Rotationssymmetrie die Punkte einer Bildfläche, z. B. Punkt 18, auf Übereinstimmung oder Abweichung mit den zugeordneten, 180 Grad um das Symmetriezentrum 19 verdreht in der Bildebene liegenden Punkten, z. B. Punkt 18′, oder mit in deren Umgebungsbereich liegenden Punkten verglichen werden. Das auf diese Weise erhältliche, aus Gut- und Schlecht-Punkten bestehende (Binär-) Bild kann dann entsprechend der zuvor beschriebenen Methode weiterbehandelt (Erosionsverfahren etc.) und ausgewertet werden. Liegt die Anzahl der verbleibenden Schlecht-Punkte ebenfalls über dem vorher einstellbaren Schwellenwert, ist der geprüfte Flaschenkasten nicht punkt- bzw. rotationssymmetrisch, aber evtl. beschädigt oder beinhaltet einen Fremdkörper.However, since there is the possibility that the grid pattern 12 has a point-symmetrical structure, the center of symmetry 19 can be determined on the basis of the black and white image of the grid pattern determined. Then, according to the principle of rotational symmetry, the points of an image area, e.g. B. point 18 , for correspondence or deviation with the assigned 180 degrees rotated about the center of symmetry 19 points lying in the image plane, z. B. point 18 ', or to be compared with points lying in their surrounding area. The (binary) image obtained in this way, consisting of good and bad points, can then be further processed and evaluated according to the previously described method (erosion process, etc.). If the number of remaining bad points is also above the previously adjustable threshold value, the tested bottle crate is not point or rotationally symmetrical, but may be damaged or contain a foreign body.

Es kann sich aber auch um einen wiederverwendbaren Flaschenkasten mit einem translationssymmetrischen Gittermuster handeln. In diesem Fall kann der Symmetrievergleich, ebenfalls ausgehend von dem ermittelten Schwarz-Weiß-Bild des Gittermusters, vorgenommen werden, indem die einzelnen Punkte eines bestimmten Gitterbereichs durch Multiplikation mit einer Translationsmatrix mit den dann zugeordneten Punkten auf Übereinstimmung oder Abweichung verglichen werden. Überschreitet am Ende dieses Verfahrens die Anzahl der festgestellten Schlecht-Punkte erneut den einstellbaren Schwellenwert, besitzt der Flaschenkasten aufgrund einer Beschädigung oder Verformung keine Symmetrie mehr, oder es befindet sich ein Fremdkörper im Kasten. But it can also be a reusable one Bottle crate with a translational symmetry Act grid pattern. In this case, the Symmetry comparison, also based on the determined Black and white image of the grid pattern, to be made by the individual points of a certain grid area by multiplying by a translation matrix with the then assigned points to match or Deviation can be compared. Exceeds this at the end The number of bad points found has the adjustable threshold again Bottle crate due to damage or deformation no more symmetry or there is a foreign body in the box.

Aufgrund des nur wenig Zeit beanspruchenden Symmetrievergleichs können erforderlichenfalls bei jedem Flaschenkasten alle drei Symmetriekriterien überprüft werden.Because of the little time consuming Symmetry comparison can be done on any Bottle crate checked all three symmetry criteria become.

Falls nach Durchführung der Symmetriekontrolle eine Klassifizierung oder Selektion der für gut befundenen Flaschenkästen nach verschiedenen Gittermustern erfolgen soll, wird vorher das Sollbild eines Gittermusters in dem Bildspeicher 10 abgespeichert. Die Auswerteschaltung 7 ist dann in der Lage, einen Bildvergleich des aufgenommenen Gittermusters mit dem Sollbild durchzuführen. Alle nicht mit dem Sollbild übereinstimmenden Flaschenkästen können erkannt und ausgeschieden werden.If after performing the symmetry check the bottle crates, which are found to be good, are to be classified or selected according to different grid patterns, the target image of a grid pattern is previously stored in the image memory 10 . The evaluation circuit 7 is then able to perform an image comparison of the grating pattern recorded with the target image. All bottle crates that do not match the target image can be recognized and eliminated.

Diese Maßnahme ist dann sinnvoll, wenn eine Flascheneinpackmaschine beispielsweise gerade auf Flaschenkästen mit wabenartigem Gefache eingestellt ist. Durch Vergleich der nach der Symmetriekontrolle für gut befundenen Flaschenkästen mit einem die charakteristischen Merkmale des Wabengefaches beinhaltenden Sollbilds können alle abweichenden Flaschenkästen, z. B. mit geraden Gefachen, noch vor der Einpackmaschine ausgeschleust (Kastenmagazin) werden, wodurch Störungen vermieden werden.This measure makes sense if one Bottle wrapping machine, for example, just up Bottle crates with honeycomb compartments is set. By comparing the after the symmetry check for good found bottle crates with a characteristic Features of the target image containing the honeycomb compartment can all different bottle crates, e.g. B. with straight compartments, ejected before the packaging machine (box magazine) be avoided, which prevents interference.

Claims

1. A method for checking bottle crates, the bottle-receiving compartments ( 16 ) and floor struts ( 17 ) form a symmetrical grid pattern ( 12 ), the bottle crates being transported past a control station, characterized in that the bottle crates ( 2 ) are transported past the control station determines the respective grid pattern ( 12 ) and is stored in an evaluation circuit ( 7 ), determines the symmetry of the respective grid pattern ( 12 ) in the evaluation circuit ( 7 ) and, from a certain degree of deviation from the symmetry, the respective bottle crate ( 2 ) is eliminated.

2. The method according to claim 1, characterized in that when determining the symmetry of the grid pattern ( 12 ) the exact size and then the symmetry axis ( 14 ) or the symmetry center ( 19 ) of the grid pattern ( 12 ) is determined, two symmetrical to the symmetry axis ( 14 ) or the symmetry center ( 19 ) lying pixels ( 15 , 15 ', 18 , 18 ') are compared and the comparison result is stored.

3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that a deviation is detected only when an image point ( 15 , 18 ) neither with the symmetrically lying point ( 15 ', 18 '), nor with one of the points from a certain one Surrounding area of the symmetrically located point ( 15 ', 18 ') matches.

4. The method according to at least one of claims 1 to 3, characterized in that the deviations occurring at the edges of the grid pattern ( 12 ) due to tolerance are eliminated by erosive image processing methods.

5. The method according to claim 4, characterized in that the corrected values of the deviations are compared with a threshold value and the respective bottle crate ( 2 ) is eliminated when the threshold value is exceeded.

6. A method for checking bottle crates, the compartments and floor struts receiving the bottles form a grid pattern ( 12 ), the bottle crates being transported past a control station, characterized in that the grid pattern ( 12 ) is conveyed using one or when the bottle crates are transported past the control station several characteristics are determined and stored in an evaluation circuit ( 7 ), the grid pattern ( 12 ) is compared with the characteristics of at least one target image stored in the evaluation circuit ( 7 ) and, in the event of a deviation from the target image, the respective bottle crate is removed or brought to a sorting channel.

7. The method according to at least one of the preceding claims, characterized in that the determination of the grid pattern ( 12 ) is carried out by a single image recording.

8. The method according to claim 7, characterized in that the single image is taken when the central axis of the Bottle crate roughly with the optical axis of a Imager collapses.

9. The method according to at least one of the preceding claims 1 to 6, characterized in that the determination of the grid pattern ( 12 ) is carried out by a series of recordings, which are then combined to form an overall picture.

10. The method according to at least one of the preceding claims, characterized in that the image of the grid pattern ( 12 ) is a grayscale image, which is converted into a black and white image by comparison with a limit value.

11. The method according to at least one of the preceding claims, characterized in that the grid pattern ( 12 ) of each bottle crate ( 2 ) is checked during the evaluation for different symmetry properties, in particular axis, point and translation symmetry, and preferably a sorting of the bottle crates ( 2 ) according to the type of symmetry determined or an elimination occurs if the symmetry cannot be determined or is missing.

12. The apparatus for performing the method according to claim 1, with a transport device ( 1 ) for the bottle crates ( 2 ) and a control station, characterized in that the control station has an image recording device ( 4 ), at least one image memory connected thereto ( 8 , 9 , 10 ) and an evaluation circuit ( 7 ) and in the recording area ( 3 ) of the image recording device ( 4 ) a device ( 6 ) designed as an image background is arranged, which is assigned to the side facing away from the image recording device ( 4 ) ( 5 ) of the transport device ( 1 ) .