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Die
Erfindung betrifft Vorrichtungen zur Überwachung der Qualität von Siebdruck
auf Plastik- oder Glasflaschen in jeglicher Form.
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Im
bekannten Stand der Technik wird diese Überwachung durch Videokameras
vorgenommen, die so angeordnet sind, dass sie individuelle Bilder des
zu kontrollierenden Gegenstandes in aufeinanderfolgenden Einstellungen
fotografieren und sie mit einer gleichen Anzahl von Referenzbildern
vergleichen, um Abweichungen zu ermitteln.
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Insbesondere
umfassen die bekannten Vorrichtungen zur Überwachung der Druckqualität auf Flaschen
mit kreisförmigem
Querschnitt eine Anzahl von aufeinanderfolgenden Inspektionsstationen,
wobei in jeder davon eine Videokamera das Bild der zu prüfenden Flasche
in einer festgelegten Stellung fotografiert.
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Wenn
die Vorrichtung zwei Stationen umfasst, wird die Flasche vor der
zweiten Station um 180° gedreht,
so dass durch Nebeneinanderplatzieren der zwei erlangten Bilder
ein Bild der gesamten Flaschenoberfläche rekonstruiert wird, das
dann mit dem Referenzbild verglichen wird.
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Wenn
es drei Inspektionsstationen gibt, muss die Flasche um 120° gedreht
werden vor jeder Station, die der ersten folgt.
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Es
ist auch bekannt, dass die fotografische Abbildung eines kreisförmigen oder
auf andere Weise nicht flachen Gegenstandes Verzerrungen aufweist,
die an der Mittelebene beginnen. Diese Verzerrungen sind umso größer, je
kleiner der Krümmungsradius
der Oberfläche
des Gegen-standes ist und je größer der
Objektivöffnungswinkel
ist, für
gleichgroße
Entfernungen zwischen dem Mittelpunkt des Gegenstandes und der Linse.
Folglich haben die bekannten Vorrichtungen den Nachteil von fehlender
fotografischer Genauigkeit an den seitlichen Bereichen des Bildes.
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Im
bekannten Stand der Technik wird dieser Nachteil vermindert, indem
mindestens vier Inspektionsstationen, von denen jede ihre eigene
Videokamera enthält
und Einrichtungen vorgesehen werden, um den Gegenstand zwischen
einer Station und der nächsten
um 90° zu
drehen, aber dies ist kompliziert und verursacht zudem hohe Kosten.
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Die
Aufgabe der Erfindung ist es, die aufgeführten Nachteile im Rahmen einer
flexiblen, rationalen und preiswerten Lösung zu bezwingen.
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Die
genannte Aufgabe wird gemäß der Erfindung
durch eine Vorrichtung zum Ermitteln der Qualität von Siebdruck auf Gegenständen erreicht,
die über
nur eine Bildinspektionsstation verfügt, die mit einer einzigen
Videokamera und, stromaufwärts
der Inspektionsstation, mit einer Initialpositionierstation für die zu
prüfende
Flasche ausgestattet ist.
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Ausdrücklich verwendet
die Erfindung eine einzige Videokamera, die so angeordnet ist, dass
sie mindestens zwei aufeinanderfolgende Bilder von der Flasche erlangt,
während
diese mit konstanter Geschwindigkeit durch geeignete Einrichtungen
innerhalb der einzigen Inspektionsstation rotiert.
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Die
genannten Bilder werden durch bekannte Einrichtungen erlangt, wobei
jedes Bild nach jeder Rotation der Flasche um einen Winkel erlangt
wird, der 360° geteilt
durch die gesamte Anzahl von zu erlangenden Bildern entspricht.
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Die
Erfindung umfasst auch eine Positionierstation stromaufwärts der
Inspektionsstation, in der die Flasche mit der gewünschten
Ausrichtung bezüglich
einer festen winkelförmigen
Referenzvorrichtung positioniert ist. Dies wird durch geeignete
Einrichtungen zum Abtasten einer festen Referenzvorrichtung erreicht,
die auf der Flasche positioniert ist und so angeordnet ist, dass
sie mit ihr interagiert, um die Flasche mit der erforderlichen Ausrichtung
zu positionieren.
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Die
erlangten Bilder werden dann mit einem Referenzbild verglichen,
um jegliche Druckmängel
zu bewerten. Die Erfindung ist auch mit einer Selektoreinrichtung
ausgerüstet,
die so angeordnet ist, dass sie jene Flaschen, die Mängel aufweisen,
von denen, die während
der Inspektion als perfekt bewertet wurden, trennt.
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Die
konstruktiven Eigenschaften der Erfindung werden deutlicher durch
die nachfolgende Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiel hiervon,
das auf den beigefügten
Zeichnungen illustriert ist, und bei dem:
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1 eine schematische Darstellung
der Vorrichtung der Erfindung ist;
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2 eine teilweise Schnittdarstellung
der Vorrichtung der Erfindung ist, von oben dargestellt;
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3 ein Schnitt nach der Linie
III-III von 2 ist;
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4 ein Schnitt nach der Linie
IV-IV von 2 ist; und
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5 eine Vergrößerung eines
Teils der Erfindung, die in 2 gezeigt
wird, ist.
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Die
genannten Figuren zeigen die Vorrichtung 1 zur Ermittlung
der Qualität
von Siebdruck auf Flaschen mit rundem Querschnitt, wobei die Vorrichtung
eine Positi onierstation 2 umfasst, die der Bildinspektions-
und Erfassungsstation 3 vorangeht. Über der Station 3 und
genau koaxial mit ihrer Mitte ist eine Videokamera 4 positioniert,
wie in 3 und 4 dargestellt.
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Der
Positionierstation 2 und Inspektionsstation 3 gehen
voran bzw. folgen identische Stationen 5, 6 und 7,
die die Flasche passiert.
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Der
einzige Zweck der Station 5 besteht darin, als Parkstation
zu wirken, bevor die Flaschen 8 zur Positionierstation 2 geführt werden,
wohingegen die Stationen 6 und 7 als Zwischenstationen
dienen, bevor die Flasche der Selektorvorrichtung 9 zugeführt wird.
Die Anzahl der genannten Stationen 5, 6 und 7 kann
in Abhängigkeit
von der Linie, auf der die Vorrichtung 1 der Erfindung
installiert wird, variieren, und in der Tat kann auf bestimmte Ausführungsbeispiele
der Erfindung verzichtet werden.
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Die
Vorrichtung 1 zum Ermitteln der Druckqualität umfasst
einen Rahmen 10, der alle Stationen 5, 2, 3, 6, 7 trägt, wobei
diese äquidistant
und horizontal ausgerichtet sind. Der genannte Rahmen umfasst zwei
Ständer 11,
die an der Grundfläche 13 befestigt
sind und jeder trägt
eine innen hohle zylindrische Hülse 14 zur
Aufnahme einer Stange 15.
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Unter
Bezugnahme auf 2 und 5 ist an den Frontenden der
zwei Stangen 15 ein Stab 16 befestigt, der eine
Vielzahl von Löchern
hat zur Aufnahme von Wel len 50 der Stationen 5, 6 und 7 und
Wellen 20 und 30 der Stationen 2 und 3.
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Vor
dem Stab 16 befindet sich ein zweiter Stab 17,
der die Stangen 19, 20, 21, 22 und 23 trägt, die
alle identisch sind und an der Stirnfläche im Leerlauf angeordnete,
abgestumpft kegelförmige
Nasenteile bzw. Mundstücke
enthält,
die dem Stab 16 zugewandt sind und die so angeordnet sind,
dass sie mit dem Mund der Flasche interagieren. Die Stangen 19, 22 und 23 sind
genau koaxial mit den Wellen 50 der Stationen 5, 6 und 7,
wobei die Stangen 21 und 31 koaxial mit den Wellen 20 und 30 sind.
An ihrem freien Ende halten die Wellen 50 kreisförmige Aufnahmen 51,
die so angeordnet sind, dass sie mit der Grundfläche der Flasche 8 interagieren.
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Die
beiden Wellen 20 und 30 sind auf den Stab 16 durch
gewöhnliche
Kugellager 100 montiert und werden durch einen gewöhnlichen
Druckluft-Betätigungszylinder 32 rotiert,
der über
einen Zahnriemen 33 Bewegung zu ihnen überträgt, indem er zwei Riemenscheiben
einrückt, 121 bzw. 131,
die auf den genannten Wellen 20 und 30 montiert
sind. Die Riemenscheibe 131 ist mit der Welle 30 durch
einen gewöhnlichen
Keil 34 verbunden, wohingegen die Riemenscheibe 121 Bewegung
nicht direkt auf die Welle 20 überträgt, sondern mit einer stirnseitigen
Ausrückkupplungsvorrichtung 40 verbunden
ist. Die genannte Vorrichtung umfasst eine Kupplung 41,
die so angeordnet ist, dass sie einen Flansch 42 einrücken kann.
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Die
Kupplung 41 ist an der Riemenscheibe 21 durch
eine Schraube 43 befestigt, wobei die gesamte Einheit durch
Kugellager 44 und 45 auf der Welle 20 montiert
ist. Der Flansch 42 ist mit der Welle 20 durch
einen Keil 46 verbunden. Der genannte Flansch 42 kann
der Länge
nach auf der Welle 20 gleiten, um in einer ersten Stellung
positioniert zu werden, in der er die Kupplung 41 einrückt, um
die Welle 20 zu rotieren, und in einer zweiten Stellung,
in der er von der genannten Kupplung 41 gelöst wird,
jedoch den Stab 16 einrückt.
Das Einrücken
oder Lösen
des Flansches 42 durch die Kupplung 41 wird durch
den Bediener auf der Basis der Querschnittsform der zu kontrollierenden
Flasche bewirkt, wie nachstehend erklärt.
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Unter
Bezugnahme auf 5 umfasst
das Frontteil 200 und 300 der Wellen 20 und 30,
das aus dem Stab 16 hervortritt, einen Block 48,
der am Ende der genannten Wellen befestigt ist und ein zentrales Loch
hat zum Durchgang eines gewöhnlichen
federbelasteten Austreibers 49, der aus den Enden der genannten
Wellen 20 und 30 hervortritt. In einer außermittigen
Stellung umfasst der genannte Block einen zurückziehbaren Stift 52,
der in eine Referenzaussparung 53 eingebracht wird, die
in der Flasche vorhanden ist, um Letztere zu rotieren.
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Es
sollte erwähnt
werden, dass die genannten Frontteile 200 und 300 separat
von den Wellen 20 und 30 ge formt sein können und
danach in diese eingeschraubt werden.
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Ein
innen hohles topfförmiges
Bauteil 60, das mit einer inneren Schulter 61 ausgestattet
ist, als Endstück
bekannt, zur Aufnahme des Flaschenbodens, ist im Leerlauf angeordnet
auf die Teile 200 und 300 der Wellen 20 und 30 montiert.
Die genannten topfförmigen
Gehäuse
umfassen einen hinteren Schaft 62, der über eine kreisförmige Nut 63 zur
Aufnahme eines Riemens 64 verfügt, der jegliche Rotation des
genannten Bauteils 60 während
der Rotation der Wellen 20 und 30 verhindert oder
zumindest abbremst. Zu diesem Zweck ist der Riemen 64 durch bekannte
Einrichtungen an dem Stab 16 befestigt.
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Auf
der Rückseite
der Welle 30 ist ein kreuzförmiges Bauteil 66 starr
befestigt, dessen beiderseitige lotrechte Arme als ein Begegnungselement
für den
Näherungssensor 67 wirken.
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Die
Stangen 15 sind durch eine hintere Platte 68 verbunden,
an die ein Arm 69 befestigt ist, der mit einer Baugruppe
durch gewöhnliche
Einrichtungen verbunden ist, um die Platten 16 und 17 aufeinander zu
und voneinander weg zu bewegen.
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Die
Flaschen 8 werden den Stationen 5, 2, 3, 6 und 7 durch
eine gewöhnliche
Förderanlage 70 zugeführt, die
sich schrittweise bewegt und die Wannen 71 umfasst, die
die Flaschen 8 halten. Zwischen einer Station und der nächsten fahren
die Wannen 71 durch einen umlaufenden Bogen, wie in 3 dargestellt.
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Schließlich umfasst
die Vorrichtung der Erfindung innerhalb der Station 3 zwei
identische Scheinwerfer 78, um den Bilderfassungsbereich
zu beleuchten, die so ausgerichtet sind, wie in 5 dargestellt.
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Die
Vorrichtung 1 der Erfindung umfasst auch ein Steuersystem 99 zur
Steuerung seines Betriebs, wie nachfolgend beschrieben.
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Ausgehend
von der Stellung, die in 2 dargestellt
ist, werden die Stäbe 16 und 17 einzeln bewegt,
um die Flaschen 8 auf die untenliegenden Wannen 71 freizugeben,
wonach die Förderanlage 70 die
Flaschen der nächsten
Station durch das Ausführen
einer Vorwärtsbewegung
zuführt,
d. h. die Wannen 71 werden veranlasst, durch einen kreisförmigen Bogen
gegen den Uhrzeigersinn zu fahren. Speziell die letzte Wanne rechts
von der Förderanlage 70 führt die
Flasche 8 der Selektorvorrichtung 9 zu, die sie
mittels des Saugers 90 hält. Wenn die Flasche defekt
ist, bläst
die Düse 91 einen
Luftstrom gegen die Grundfläche
der Flasche, die auf diese Weise in einen Sammelkasten 92 gedrängt wird,
wohingegen, wenn die Flasche frei von Mängeln ist, sie durch gewöhnliche
Einrichtungen entnommen wird, die nicht gezeigt werden, und zum
nächsten
Produktionszyklus zugeführt
wird. Dagegen leitet die erste Wanne 71, die sich links
von der Förderanlage 70 befindet
und die Flasche von einer gewöhnlichen Saug- Zuführungsvorrichtung 73 erhält, die
Flasche an die Station 5 weiter.
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Wenn
die Flaschen in den Stationen 5, 2, 3, 6, 7 und 9 in
Stellung sind, werden die Platten 16 und 17 vorgerückt, so
dass die Flaschen zwischen den Mundstücken 24 und den Aufnahmen 51 in
den Stationen 5, 6 und 7 und zwischen
den Mundstücken 24 und
den Bauteilen 60 in den Stationen 2 und 3 gehalten
werden.
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Die
Förderanlage 70 bewegt
sich dann rückwärts in ihre
ursprüngliche
Stellung. Während
dieser Umpositionierung der Förderanlage 70 veranlasst das
Steuersystem den Druckluft-Betätigungszylinder 32 dazu,
um 240° zu
rotieren und so die Wellen 20 und 30 zu rotieren.
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In
der Positionierstation 2 wird die Flasche in Ruhestellung
zwischen dem Mundstück 24 und
dem Topf 60 gehalten, während
die Welle 20 um 450° rotiert,
um den Block 48 so zu rotieren, dass der zurückziehbare
Stift 52 während
der Rotation in die Referenzaussparung 53 eingebracht wird,
die in der Flasche vorhanden ist. Wenn dies geschieht, wird die Flasche
durch die Welle bis zu ihrer Wegbegrenzung rotiert. Auf diese Weise
ist die Flasche in einer festgelegten bekannten Stellung voreingestellt,
so dass, wenn die Flasche der nächsten
Station 3 zur Bilderfassung und -aufnahme zugeführt wird,
der Stift 52, der durch den Block 48 starr mit
der Welle 30 gehalten wird, direkt in die Referenzaussparung,
die in dem Flaschenboden vorhanden ist, eingebracht wird, um die
Flasche zu rotieren oder bestenfalls nur um einige Grad rotiert
werden muss, um zu ermöglichen, dass
er in die genannte Referenzaussparung 53 eingebracht wird.
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Gleichzeitig
mit der Rotation der Welle 20 rotiert die Welle 30 um
360°, um
die Flasche zu rotieren, die vorher in die Station 2 positioniert
wurde. Während
der Rotation der Welle 30, wenn der erste der Arme des
kreuzförmigen
Bauteils 66 vorne den Näherungssensor 67 passiert,
veranlasst dieser die Videokamera 4, Bilder zu erlangen.
Die Videokamera erlangt hintereinander jedes Mal ein Bild, wenn
einer der Arme des kreuzförmigen
Bauteils 66 vorne den Näherungssensor 67 passiert.
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Auf
diese Weise erlangt die Videokamera vier Bilder, die den aufeinanderfolgenden
90°-Rotationen
der Flasche entsprechen. Die erlangten Bilder werden dann durch
geeignete Software mit einem Referenzbild verglichen, was auch die
Selektorvorrichtung 9 dazu veranlasst, jene Flaschen, die
Druckmängel
aufweisen, zurückzuweisen.
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Wenn
die Bilderfassung komplett ist, führt die Förderanlage 70 die
Flaschen zur nächsten
Station, wobei gleichzeitig der Druckluft-Betätigungszylinder 32 dazu
veranlasst wird, in Rückwärtsrichtung
zu rotieren, um zu seiner ursprünglichen
Stellung zurückzukehren,
wonach der Zyklus identisch zu dem vorher Beschriebenen wiederholt
wird.
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Wenn
der Querschnitt durch die Flaschen, die zu kontrollieren sind, ellipsoidal,
rechteckig oder quadratisch ist, wird die Positionierstation 2 nicht
länger
benötigt,
da sie nicht mehr notwendig ist, um die Flasche mit einer vorgegebenen
Referenz auszurichten. Folglich wird die Welle 20 in den
Leerlauf gebracht durch das Lösen
des Flansches 42 von der Kupplung 41 der stirnseitigen
Ausrückkupplungsvorrichtung 40,
so dass die Rotation der Riemenscheibe 21 die Welle 20 nicht
dazu veranlasst, zu rotieren.
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In
diesem Fall müssen
die topfförmigen
Bauteile 60 offensichtlich eine Form haben, die zu der Form
des Flaschenbodens passt, und der Riemen 64, der die Rotation
des topfförmigen
Bauteils 60 verhindert, das auf der Welle 30 montiert
ist, wird nicht mehr benötigt.
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Außerdem werden
in diesem Fall die Wannen 71 durch Wannen von passender
Form ersetzt.