DK171751B1

DK171751B1 - Method for controlling the shape of a rotary body, e.g., a gas bottle, and apparatus for carrying out the method

Info

Publication number: DK171751B1
Application number: DK404782A
Authority: DK
Inventors: Gilles Kremer; Michel Fardeau
Original assignee: Shell Int Research
Priority date: 1981-09-14
Filing date: 1982-09-10
Publication date: 1997-05-05
Also published as: FR2512945A1; FR2512945B1; BE894365A; ES515633A0; DK404782A; ES8400599A1

Description

-1 - DK 171751 B1-1 - DK 171751 B1

Opfindelsen angår en fremgangsmåde til kontrol af formen af et omdrej -ningslegeme og et apparat til udøvelse af fremgangsmåden. Opfindelsen er af særlig interesse til inspektion af gasflasker.The invention relates to a method for controlling the shape of a rotary body and an apparatus for carrying out the method. The invention is of particular interest for inspection of gas cylinders.

Målet med opfindelsen er at sikre den automatiske sortering af tomme gas-5 flasker før de fyldes på en sådan måde, at overdrevent deformerede flasker fjernes. Denne funktion udøves for tiden af en kontrollør, som undersøger det ydre af flaskerne, som passerer over et endeløst transportbånd og beslutter hvilke flasker, som skal repareres. Bortset fra det trættende aspekt i dette job er det blevet konstateret, at kriterierne, som bruges til at kassere eller godkende ίο en flaske er helt subjektive, og at kassationshyppigheden varierer væsentligt fra kontrollør til kontrollør. Endelig begrænses fremføringshastigheden af flaskerne af kontrollørens kapacitet. En hastighed på 1500 flasker pr. time, eller næsten en flaske for hver 2 sekunder, er normal, og hvis man fratrækker den tid der bruges af flasken til at komme ind og ud af kontrolstationen er der is ved denne hastighed kun lidt mere end et sekund til rådighed til undersøgelse af flasken og beslutning om dens godkendelse eller kassation.The object of the invention is to ensure the automatic sorting of empty gas bottles before being filled in such a way that excessively deformed bottles are removed. This function is currently performed by an inspector who examines the exterior of the bottles passing over an endless conveyor belt and decides which bottles to repair. Apart from the tiring aspect of this job, it has been found that the criteria used to discard or approve a bottle are entirely subjective and that the discard rate varies considerably from controller to controller. Finally, the feed rate of the bottles is limited by the capacity of the controller. A speed of 1500 bottles per hour, or almost one bottle for every 2 seconds, is normal, and if you deduct the time spent by the bottle to get in and out of the control station, ice at this rate is only a little more than a second available for examination of the bottle and decision on its approval or rejection.

Under sådanne forhold er det nødvendigt at automatisere denne funktion både for at undgå empirien af den foreliggende fremgangsmåde og for at mu - liggøre store transport- og påfyldningshastigheder for flaskerne.Under such conditions, it is necessary to automate this function both to avoid the empirics of the present process and to allow for large transport and filling rates for the bottles.

20 Hensigten med den foreslåede fremgangsmåde er især at opdage enhver deformation på overfladen af en flaske, som fx. folder, hakker og udbulinger.In particular, the purpose of the proposed method is to detect any deformation on the surface of a bottle which, e.g. folds, notches and bulges.

Fremgangsmåden til kontrol af formen af et omdrejningslegeme, fx. en gasflaske, består ifølge opfindelsen i at rotere legemet om dets omdrejningsakse, at inspicere flere profiler af legemet under dets rotation, hvorunder hver 25 inspektion af profilet omfatter: a. projektion af et antal lyspletter på legemets profil; b. modtagelse af billedet af pletterne ved hjælp af en optisk enhed på en lineær detektor, som består af en række identiske, følsomme elementer; 30 c. udførelse af en interpolation på basis af de forskellige signaler, som leveres af følsomme elementer i det tilfælde, at billedet af en lysplet samtidig ram -mer flere tilstødende følsomme elementer; d. måling af afstandene, som adskiller billederne af to nabopletter; og e. sammenligning af afstandene med forudbestemte værdier med henblik på 35 at bestemme tilstedeværelsen, hvis der er nogen, af deformationen af legemet.The method of controlling the shape of a rotary body, e.g. a gas bottle, according to the invention, consists of rotating the body about its axis of rotation, inspecting several profiles of the body during its rotation, during which each inspection of the profile comprises: a. projection of a plurality of light spots on the body's profile; b. receiving the image of the spots by means of an optical unit on a linear detector consisting of a number of identical sensitive elements; C. Performing an interpolation on the basis of the various signals provided by sensitive elements in the event that the image of a light spot simultaneously strikes several adjacent sensitive elements; d. measuring the distances separating the images of two neighboring spots; and e. comparing the distances with predetermined values in order to determine the presence, if any, of the deformation of the body.

-2 - DK 171751 B1-2 - DK 171751 B1

Under kontrolfunktionen drejes flasken fortrinsvis kontinuerligt og ensartet.During the control function, the bottle is preferably rotated continuously and uniformly.

Enhver deformation af legemet fremgår af en forskydning af billedet af en eller flere pletter på den lineære detektor. Afstandene mellem de forskellige 5 pletter, som er omsat til elektriske signaler, overføres til et beregnings- og sammenligningskredsløb, som af dette udleder formen af deformationen (hak, udbuling) og dens størrelse og afgør om legemet skal godkendes eller kasseres.Any deformation of the body is evidenced by an offset of the image by one or more spots on the linear detector. The distances between the various 5 spots which are converted into electrical signals are transferred to a calculation and comparison circuit, which from this derives the shape of the deformation (notch, bulge) and its size and determines whether the body should be approved or discarded.

Efter kontrolstationen kan legemet kastes ud, hvis deformationen af legemet overskrider en given grænse.After the control station, the body can be ejected if the deformation of the body exceeds a given limit.

ίο Til udøvelse af fremgangsmåden foreslår opfindelsen også et apparat, som består af midler til centrering og rotation af legemet, en lyskilde, som projicerer et antal lyspletter på legemets profil, en optisk enhed, som af de nævnte pletter danner billeder på en lineær detektor, målemidler til bestemmelse af afstandene, som adskiller billederne af to nabopletter, og midler til beregning is og sammenligning af de målte afstande med forudbestemte værdier, hvor måle midlerne omfatter interpolationsmidler med henblik på at bestemme den nøj -agtige position af billedet af en lysplet, når sidstnævnte belyser flere lysfølsomme elementer, på basis af de signaler, som leveres af disse elementer.In order to carry out the method, the invention also proposes an apparatus consisting of means for centering and rotating the body, a light source which projects a number of light spots on the body's profile, an optical unit, which of said spots forms images on a linear detector, measuring means for determining the distances separating the images of two neighboring spots, and means for calculating ice and comparing the measured distances with predetermined values, the measuring means comprising interpolation means for determining the exact position of the image of a light spot when the latter illuminates several photosensitive elements, on the basis of the signals provided by these elements.

I en passende udformning af opfindelsen består apparatet også af udkast-20 ningsmidler, som styres af beregnings- og sammenligningsmidlerne, til at bortkaste legemet hvis dets deformation overskrider en vis grænse.In an appropriate embodiment of the invention, the apparatus also consists of ejection means which are controlled by the calculation and comparison means to dispose of the body if its deformation exceeds a certain limit.

I en hensigtsmæssig udformning af opfindelsen består lyskilden af en la seremitter, som samarbejder med en strålespreder med optiske fibre, som opdeler en enkelt laserstråle i et plant bundt af lysstråler. Den lineære detektor be- 25 står fx. af en serie af retlinet anbragte lysfølsomme elementer, fx. et kamera med en strimmel fotodioder.In an appropriate embodiment of the invention, the light source consists of a la seremitter which cooperates with an optical fiber beam scatterer which divides a single laser beam into a flat bundle of light rays. For example, the linear detector comprises. of a series of rectilinearly arranged light-sensitive elements, e.g. a camera with a strip of photo diodes.

For at dække overfladen af en flaske af konventionel type, som indeholder 13 kg flydende gas, med et net af pletter med intervaller på omkring 1 cm, skal omkring 60 profil inspiceres, og for hvert profil skal der projiceres omkring 40 30 pletter på flasken.To cover the surface of a conventional type bottle containing 13 kg of liquid gas, with a grid of spots at intervals of about 1 cm, about 60 profile must be inspected, and for each profile about 40 30 spots must be projected onto the bottle.

Apparatet, som beskrives i det følgende, muliggør inspektionen af et profil i løbet af omtrent 15 millisekunder, dvs. hele overfladen af flasken kan in spiceres på mindre end et sekund. Dette tal er sammenligneligt med de konventionelle funktionshastigheder, hvor der fratrækkes den tid der behøves for at 35 indføre flasken til stationen, få den til at rotere med en konstant hastighed og føre den ud igen fra stationen.The apparatus described below enables the inspection of a profile in about 15 milliseconds, i.e. the entire surface of the bottle can be inspected in less than a second. This number is comparable to the conventional operating rates, deducting the time needed to introduce the bottle to the station, rotate it at a constant speed, and return it out of the station.

-3 - DK 171751 B1 Når først antallet af pletter, som projiceres på hvert profil, er blevet be stemt, fastsættes antallet af dioder på strimlen af den ønskede opløsning i deformationsanalysen - dvs. nøjagtigheden med hvilken den faktiske position af de nævnte pletter bestemmes. Hvis det er ønskeligt med en nøjagtighed på 1 mm s i bedømmelsen af deformationen, er det nødvendigt at have en detektor, som består af 1000-1500 dioder, hvis forskydningen påvises diode for diode. Anven -delsen af detektorer, som består af et sådant antal dioder, frembyder visse vanskeligheder: store omkostninger, utilstrækkelig feltdybde, høj inspektionsha stighed. Af disse grunde foretrækkes en detektor, som består af 256 dioder, hvil-10 ket svarer til en utilstrækkelig opløsning på 5 mm, hvis forskydningen af et billede bestemmes indenfor en diode.-3 - DK 171751 B1 Once the number of spots projected on each profile has been determined, the number of diodes on the strip of the desired solution is determined in the deformation analysis - ie. the accuracy with which the actual position of said spots is determined. If it is desirable to have an accuracy of 1 mm s in the deformation evaluation, it is necessary to have a detector consisting of 1000-1500 diodes if the offset is detected diode by diode. The use of detectors consisting of such a number of diodes presents some difficulties: high costs, insufficient depth of field, high inspection speed. For these reasons, a detector consisting of 256 diodes is preferred, which corresponds to an insufficient resolution of 5 mm if the displacement of an image is determined within a diode.

For at reducere denne ulempe og nå den ønskede opløsning, udføres der en interpolation i processen ifølge opfindelsen, hver gang billedet af en lysplet samtidig rammer flere nabodioder på basis af de forskellige signaler, som ud-15 sendes af disse dioder. Denne interpolation består ifølge opfindelsen af: a. opdagelsen af et belyst element, b. bestemmelsen af antallet af tilstødende elementer, som samtidig belyses, c. bestemmelse af positionen for et medianpunkt indenfor en brøkdel af 20 længden af elementet, således at den totale belysning, som modtages af de nævne elementer, i det væsentlige er den samme på hver side af dette punkt.In order to reduce this disadvantage and reach the desired resolution, an interpolation is performed in the process according to the invention each time the image of a light spot simultaneously strikes several neighboring diodes on the basis of the different signals emitted by these diodes. This interpolation according to the invention consists of: a. The discovery of an illuminated element, b. The determination of the number of adjacent elements which are simultaneously illuminated, c. Determining the position of a median point within a fraction of the length of the element, such that the total illumination which is received by the said elements is essentially the same on each side of this point.

På denne måde er det fx. let at afgøre positionen af et billede af pletten in -25 denfor en nøjagtighed på 1/8 af diodelængden. I den følgende beskrivelse beskrives en fremgangsmåde til udøvelse af interpolationen og af kredsløbet, som er nødvendigt dertil.In this way, it is e.g. easy to determine the position of an image of the spot in -25 for an accuracy of 1/8 of the diode length. The following description describes a method for carrying out the interpolation and circuitry necessary for this.

Andre ejendommeligheder og fordele ved opfindelsen vil fremgå af den følgende detaljerede beskrivelse med henvisning til tegningerne, som viser: 30 fig. 1 de forskellige dele af apparatet ifølge opfindelsen med linier, som sammenknytter deres funktioner, fig. 2 viser systematisk bestanddelene af kredsløbet til tilvejebringelse af målingerne, og 35 fig. 3 en grafisk gengivelse af signalerne, som udsendes af di oderne, som en funktion af diodernes position.Other features and advantages of the invention will become apparent from the following detailed description with reference to the drawings which show: FIG. 1 shows the various parts of the apparatus according to the invention with lines interconnecting their functions; FIG. 2 systematically shows the components of the circuit for providing the measurements, and FIG. 3 is a graphical representation of the signals emitted by the signals as a function of the position of the diodes.

-4- DK 171751 B1 På fig. 1 belyses et omdrejningslegeme, som fx. en flaske 100, som skal in -spiceres, af en lyskilde 200, som projicerer en række lyspletter langs flaskens profil. En optisk enhed, som fx. et kamera 300, modtager pletternes billeder, som omdannes til elektriske signaler, som videresendes til målemidler 400, som mu-s liggør en tilvejebringelse af data angående pletternes positioner i overens stemmelse med det profil, som betragtes. Målemidlerne 400 overfører de modtagne data til midler 500 til beregning og sammenligning, fx. en mikrodatamat, som er anbragt i afstand fra påfyldningszonen, og som bestemmer arten og størrelsen af deformationen og forårsager, hvis det er nødvendig, at flasken ίο bortkastes. Bortkastningen udføres af bortkastningsmidler 600, som består af en hydraulisk drevet skubbeenhed, som styres af signaler, som er frembragt af midlerne 500 til beregning og sammenligning.-4- DK 171751 B1 In fig. 1 illustrates a rotary body, which e.g. a bottle 100 to be inspected by a light source 200 which projects a series of light spots along the profile of the bottle. An optical device, such as a camera 300, receives the images of the spots, which are converted into electrical signals, which are transmitted to measuring means 400, which provide a data of the positions of the spots according to the profile being considered. The measuring means 400 transmit the received data to the means 500 for calculation and comparison, e.g. a microcomputer, spaced apart from the filling zone, which determines the nature and size of the deformation and, if necessary, disposes of the bottle. The discarding is carried out by the throwing means 600, which consists of a hydraulically driven pushing unit, which is controlled by signals generated by the means 500 for calculation and comparison.

Det er faktisk muligt, at bortkastningen ikke finder sted umiddelbart efter inspektionen af flasken. I dette tilfælde gemmes bortkastningssignalet, som vil is blive udløst, når flasken passerer en speciel bortkastningsstation. Skubbeenhe- den aktiveres og skubber flasken fx. fra hovedtransportbåndet over på et hjæl petransportbånd med hvilket flaskerne føres til reparation.In fact, it is possible that the disposal will not take place immediately after the inspection of the bottle. In this case, the throw-away signal is stored, which ice will be released when the bottle passes a special throw-away station. The pushing unit is activated and pushes the bottle eg. from the main conveyor belt to an auxiliary conveyor belt with which the bottles are brought for repair.

Apparatet består også af et elektropneumatisk logisk kredsløb 700, som samordner de forskellige flasketransport- og inspektionsoperationer.The apparatus also consists of an electropneumatic logic circuit 700, which coordinates the various bottle transport and inspection operations.

20 Lyskilden 200 består fortrinsvis af en laser 210, fx. af helium-neon typen.The light source 200 preferably consists of a laser 210, e.g. of the helium-neon type.

Selvom andre lyskilder er mulige, er det særligt fordelagtigt med laserstrålens kapacitet, den monochromatiske karakter af det udsendte lys og den lave diver -gens af lysbundtet. Faktisk skal der tages hensyn til den store manøvrehastighed, dvs. den meget korte tid, som er til rådighed for inspektion af hvert profil, 25 og til den begrænsede følsomhed af konventionelle kameraer, og til det faktum, at den oprindelige ene stråle skal deles i et antal stråler og at billedet af pletten udelukkende tilvejebringes af lys, som er spredt og ikke tilbagekastet fra fla sken.Although other light sources are possible, the laser beam's capacity, the monochromatic nature of the emitted light and the low divergence of the light beam are particularly advantageous. In fact, the large maneuvering speed, i.e. the very short time available for inspection of each profile, 25 and for the limited sensitivity of conventional cameras, and the fact that the original one beam must be divided into a number of beams and that the image of the spot is provided solely by light , which is scattered and not thrown back from the light.

Laseren udsender en lysstråle, som er i fase, mod et plant bundt af optiske 30 fibre 220, som virker som en strålespreder og opdeler den enkelte stråle i et plant bundt af lysstråler, som er rettet radialt i forhold til flaskens omdrej ningsakse. Antallet af stråler er lig med antallet af pletter, som skal projiceres på flasken, og bundtet kan i det væsentlige dække hele profilet af flasken fra top til bund, medens det passerer langs den lodrette cylindriske del. Hvis det 35 ønskes, kan fiberbundtet 220 vælges således, at fordelingen af pletter på profi let forbedres, hvorved der kompenseres for den forvrængning, som fremkommer ved de ulineære top- og bundender på flasken.The laser emits a light beam which is in phase against a flat bundle of optical fibers 220 which acts as a beam scatterer and divides the individual beam into a flat bundle of light beams which are radially directed relative to the axis of rotation of the bottle. The number of rays is equal to the number of spots to be projected onto the bottle and the bundle can substantially cover the entire profile of the bottle from top to bottom as it passes along the vertical cylindrical portion. If desired, the fiber bundle 220 can be selected such that the distribution of spots on the profile is easily improved, thereby compensating for the distortion that results from the nonlinear top and bottom ends of the bottle.

-5 - DK 171751 B1 I stedet for laser-strålesprederen er det også muligt at anvende et antal individuelle lyskilder, som fx. laserdioder, som kan anvendes enkeltvis eller koblet til optiske fibre.-5 - DK 171751 B1 Instead of the laser beam spreader, it is also possible to use a number of individual light sources, such as e.g. laser diodes which can be used individually or coupled to optical fibers.

Endelig tilvejebringer en linse 230 den nødvendige fokus, s Lyskilden 200, kameraet 300 og målemidlerne 400 samt deres elektriske forsyninger er anbragt ved fyldezonen inden i en eksplosionssikker kasse af sikkerhedsgrunde, hvorhos bundtet projiceres ud gennem et vindue 240. Vin -duet 240 kan lukkes af en lukker 250, som betjenes af elektromagnet 260. Et an -det vindue 310 sætter kameraet 300 i stand til nøje at undersøge de projicerede ίο lyspletter og ved hjælp af en linse 320 på basis af dem at danne billede på en lineær detektor 330, som er anbragt i den samme radiale plan som bundtet af lysstråler fra lyskilden 200.Finally, a lens 230 provides the necessary focus, s the light source 200, the camera 300 and the measuring means 400, and their electrical supplies are placed at the filling zone within an explosion-proof box for safety reasons, the bundle being projected out through a window 240. The window 240 can be closed by a shutter 250 operated by the electromagnet 260. Another window 310 enables the camera 300 to closely examine the projected light spots and, using a lens 320 based on them, to image on a linear detector 330 which is arranged in the same radial plane as the bundle of light rays from the light source 200.

Den lineære detektor 330 kan fx. bestå af en strimmel af 256 fotodioder på linje og kan skaffes fra "IPL" Company, ligesom kameraet, is For at undgå spredt lys anbringes et filter 340 foran linsen 320 på kamera et 300, hvilket filter kun tillader passage af stråler i den farve, som svarer til farven for lyskilden 200, fx. et rødt filter, hvis der gøres anvendelse af en laser, som virker på denne bølgelængde.The linear detector 330 can e.g. consist of a strip of 256 photo diodes in line and can be obtained from the "IPL" Company, like the camera, ice In order to avoid scattered light, a filter 340 is placed in front of the lens 320 on camera a 300, which filter only allows the passage of rays of that color, which corresponds to the color of the light source 200, e.g. a red filter if a laser operating at this wavelength is used.

Arrangementet med lyskilde-flaske-kamera skal være sådan, at en plet 20 projiceres uden ændring ved bunden af deformationen og at pletten altid kan betragtes af kameraet 300. Under hensyn til det faktum, at vinklen for bulen i almindelighed er mindre end 40°, er det altid muligt at finde en passende lyskil-de-flaske-kameravinkel til påvisning af deformationer med en tilstrækkelig opløsning (hvor opløsningen bliver større, når vinklen bliver bredere).The light source bottle camera arrangement must be such that a spot 20 is projected without change at the bottom of the deformation and that the spot can always be considered by the camera 300. Considering the fact that the angle of the bulb is generally less than 40 °, it is always possible to find a suitable light-source bottle camera angle for detecting deformations with a sufficient resolution (where the resolution becomes larger as the angle becomes wider).

25 Endvidere er det muligt at påvise manglende pletter ved hjælp af logikken i midlerne 500 til beregning og sammenligning.25 Furthermore, it is possible to detect missing spots by the logic of means 500 for calculation and comparison.

En beskrivelse af betjeningen af apparaturet ifølge opfindelsen angives i det følgende.A description of the operation of the apparatus according to the invention is given below.

Flasken 100 transporteres til afpr4vningsstationen af et endeløst trans-30 portband. Ved hjælp af en konventionel enhed centreres flasken nøjagtigt og drejes omkring sin omdrejningsakse. En pneumatisk detektor 710 påviser tilstedeværelsen af flasken 100 på kontrolstationen og dens ensartede omdrejnings -hastighed. I denne forbindelse skal det bemærkes, at flasken 100 fortrinsvis drejes kontinuerligt under hensyntagen til den store hastighed, som skal op-35 retholdes, og til den meget korte tid - nogle millisekunder - som er nødvendige til inspektionen af et profil. Det er imidlertid også muligt at anvende en trinvis -6 - DK 171751 B1 rotation som en variant, hvor hvert trin styres ved slutningen af tilvejebrin -gelsen af et profil.Bottle 100 is transported to the testing station by an endless conveyor belt. Using a conventional unit, the bottle is accurately centered and rotated about its axis of rotation. A pneumatic detector 710 detects the presence of the bottle 100 at the control station and its uniform speed of rotation. In this connection, it should be noted that the bottle 100 is preferably rotated continuously, taking into account the high speed to be maintained and the very short time - some milliseconds - required for the inspection of a profile. However, it is also possible to use a step-by-step rotation as a variant, where each step is controlled at the end of the provision of a profile.

Det elektropneumatiske logiske kredsløb 700, som påvirkes af den pneumatiske detektor 710, som påviser tilstedeværelsen af en flaske 100 i stationen, 5 trækker først og fremmest elektromagneten 260 og lukker følgelig af for lyskilden 200 ved at bevæge lukkeren 250 ind foran vinduet 240. En puls, som sendes til målemidlerne 400, til lader signalet, som udsendes af diodestrimlen under fravær af belysning at blive lagret i målemidlerne 400 på forhånd, således at deres niveauer kan udledes fra det som måles i tilslutning hertil, ίο Nar først denne lagring er gennemført påvirker kredsløbet 700 elektro magneten 260 for at fjerne lukkeren 250 fra vinduet 240 og sender et "start af profilinspektion"-signal til målemidlerne 400 og til midlerne 500 til beregning og sammenligning. Signalet, som sendes til midlerne 500 til beregning og sammenligning forsinkes en smule, for at muliggøre forhåndserhvervelse af dio-ls deniveauerne ved hjælp af målemidlerne 400 før deres overførsel, hvorved der sikres en synkronisering af de forskellige funktioner. Data, som leveres af målemidlerne 400 overføres til midlerne 500 til beregning og sammenligning, der analyserer de modtagne data og omgrupperer dem sammen med dem, som angår den samme bule, for derfra at udlede de geometriske egenskaber: længde, bred-2o de, dybde og kurvatur. Disse egenskaber sammenlignes med grænser, som, hvis det ønskes, er justerbare, i overensstemmelse med den ønskede bortkastnings- hyppighed. Midlerne 500 til beregning og sammenligning afgør derpå bortkastningen af flasken 100 alt efter omstændighederne.The electropneumatic logic circuit 700, which is actuated by the pneumatic detector 710, which detects the presence of a bottle 100 in the station, first draws off the electromagnet 260 and consequently shuts off the light source 200 by moving the shutter 250 in front of the window 240. A pulse sent to the measuring means 400 allows the signal emitted by the diode strip in the absence of illumination to be stored in the measuring means 400 in advance so that their levels can be deduced from that measured thereafter, once this storage has been effected. circuit 700 electro magnet 260 to remove shutter 250 from window 240 and send a "start of profile inspection" signal to the measuring means 400 and to the means 500 for calculation and comparison. The signal which is sent to the means 500 for calculation and comparison is slightly delayed to enable pre-acquisition of the diols by means of the means 400 before their transmission, thereby ensuring a synchronization of the various functions. Data provided by measuring means 400 is transferred to means 500 for calculation and comparison which analyze the received data and regroup them with those relating to the same bulge, to derive the geometric properties: length, width -2o, depth and curvature. These properties are compared to limits which, if desired, are adjustable, according to the desired throw-away frequency. The means 500 for calculation and comparison then determine the disposal of the bottle 100 as the case may be.

På basis af de tilvejebragte data for hvert profil rekonstrueres delene af 25 flasken 100 fortrinsvis fra profil til profil. Ved at inspicere forskellene i af standen mellem to pletter på den samme profil, er det muligt at udelade den effekt, som skyldes afrundingen ved sammenligning af variationen med en grænse. En ekcentricitet på 10 mm for cylinderaksen fra omdrejningsaksen svarer til en ændring på omkring 2/a diode mellem to punkter, hvilken grænse 30 er lavere end den, der svarer til den faktiske deformation.Based on the data provided for each profile, the portions of the bottle 100 are preferably reconstructed from profile to profile. By inspecting the differences in the position between two spots on the same profile, it is possible to omit the effect due to rounding when comparing the variation with a boundary. An eccentricity of 10 mm for the cylinder axis from the axis of rotation corresponds to a change of about 2 / a diode between two points, which limit 30 is lower than that corresponding to the actual deformation.

Fig. 2 viser den indre opbygning af målemidlerne 400. De uforarbejdede målinger er signalerne, som leveres af den lineære detektor 330, i form af diodestrimlen i kameraet 300. Dioderne i strimlen 330 scannes efter hinanden og de modtagne signaler overføres til målemidlerne 400, samtidig med et taktsignal C, 35 som muliggør identifikation af den diode, som svarer til det øjeblikkelige over -førte signal. En analog-numerisk konverter 410 omformer det elektriske signal fra dioden svarende til lysintensiteten til en numerisk værdi, f. eks. 8 bits, sva- -7 - DK 171751 B1 rende til 256 belysningsniveauer. Den numeriske værdi gemmes i et bufferregister 420 for at alle niveauerne fra strimlen 330 kan være til rådighed senere. Bufferregisteret 420 er opbygget som en "FlFO"-stak, dvs. de første værdier, som skal udlæses, er dem som først blev gemt. Det er således muligt at scandere s strimlen ensartet i den samme retning. Bufferregisteret 420 aflæses derpå af en beregnings- og kontrolenhed 430, fx. en mikroprocessor, type Intel 8085 A 2, hvis 200 nanosekundcyklus muliggør at alle beregninger gennemføres inden for den tid, som bestemmes af transporthastigheden for flaskerne. Styringssekvensen for mikroprocessoren er indlæst i en programhukommelse 440, som er ίο en Read-Only, fortrinsvis genprogrammerbar hukommelse (af typen REPROM).FIG. 2 shows the internal structure of the measuring means 400. The unprocessed measurements are the signals provided by the linear detector 330 in the form of the diode strip in the camera 300. The diodes in the strip 330 are scanned one after the other and the received signals are transmitted to the measuring means 400, simultaneously with a clock signal C, 35 which enables identification of the diode corresponding to the instant transmitted signal. An analog-numeric converter 410 converts the electrical signal from the diode corresponding to the light intensity to a numerical value, e.g., 8 bits, equivalent to -7 - lighting levels 256. The numeric value is stored in a buffer register 420 so that all the levels from the strip 330 may be available later. Buffer register 420 is constructed as a "FlFO" stack, ie. the first values to be read out are the ones that were first saved. Thus, it is possible to scan the s strip uniformly in the same direction. The buffer register 420 is then read by a calculation and control unit 430, e.g. a microprocessor, type 8080 A 2, whose 200 nanosecond cycle enables all calculations to be performed within the time determined by the transport speed of the bottles. The microprocessor control sequence is loaded into a program memory 440, which is a Read-Only, preferably reprogrammable memory (of the REPROM type).

De behandlede data videreføres til midlerne 500 til beregning og sammenligning via et transmissionsmedium 450, fx. en asynkrontransmitter.The processed data is passed to the means 500 for calculation and comparison via a transmission medium 450, e.g. and an asynchronous transmitter.

Styringssekvensen for mikroprocessoren består af to vente sløjfer, som afventer signalets store del, som betyder "flaske til stede i stationen", og signalet 15 E som betyder "start på profilinspektion", hvilke begge leveres af det elek- topneumatiske logiske kredsløb 700.The control sequence of the microprocessor consists of two waiting loops which await the large portion of the signal which means "bottle present in the station" and the signal 15 E which means "start of profile inspection", both of which are provided by the electro-pneumatic logic circuit 700.

Systemet består også af et register 460 (hukommelse med vilkårlig tilgang af RAM-typen), som muliggør lagring af "baggrundssignalerne", dvs. de signaler, som leveres af strimlen, når lyskilden er lukket.The system also consists of a register 460 (memory with random access of the RAM type) which allows storage of the "background signals", ie. the signals provided by the strip when the light source is closed.

20 Fremgangsmåden for tilvejebringelsen af data beskrives i det følgende.The method of providing data is described below.

Signalet D indikerer først og fremmest tilstedeværelsen af en flaske 100 i kontrolstationen, og regulariteten af dens omdrejning modtages af midlerne 430 til beregning og kontrol. Når lyskilden 200 er slukket, indlæses baggrundssignalet og gemmes i registreret 460. Hvis dette gøres før inspektionen af hver 25 flaske 100, vil alle fejl, som fremkommer af fluktuationer fra kontrol til kontrol, elimineres; omgivelseslys, diodedrift, variation i temperaturen. Ligeledes elimineres effekten af varierende karakteristikker fra en diode til en anden (hvis disse faktorer er af lille betydning, er det ligeledes muligt at sammenligne værdierne indlæst med en enkelt grænse, som er bestemt én gang for alle.The signal D primarily indicates the presence of a bottle 100 in the control station and the regularity of its rotation is received by the means 430 for calculation and control. When the light source 200 is off, the background signal is input and stored in recorded 460. If this is done before the inspection of every 25 bottles 100, all errors resulting from fluctuations from control to control will be eliminated; ambient light, diode operation, variation in temperature. Likewise, the effect of varying characteristics from one diode to another is eliminated (if these factors are of little importance, it is also possible to compare the values loaded with a single limit determined once and for all.

30 Signalet E, som starter profilinspektionen, og som afgives efter en genåb ning af lukkeren 250 afventes. Efter ankomsten af startsignalet E scannes foto-dioderne i den lineære detektor 330 efter hinanden og de modtagne signaler gemmes i et bufferregister 420. Dette register scannes derpå, element for element. Baggrundsværdien for den tilsvarende diode udledes af den læste værdi.The signal E, which starts the profile inspection, and which is output after a re-opening of the shutter 250 is awaited. After the arrival of the start signal E, the photo diodes in the linear detector 330 are scanned one after the other and the received signals are stored in a buffer register 420. This register is then scanned, element by element. The background value of the corresponding diode is derived from the read value.

35 Resultatet sammenlignes med en grænse. Hvis værdien er mindre end grænsen, antyder det, at den tilsvarende diode ikke belyses, og den næste diode inspiceres.35 The result is compared to a limit. If the value is less than the limit, it indicates that the corresponding diode is not illuminated and the next diode is inspected.

I det modsatte tilfælde er der en "top", dvs. en belyst diode. Det undersøges derpå, -8 - DK 171751 B1 om der eksisterer tilstødende toppe eller, med andre ord, om billedet af lyspletten dækker én eller flere dioder. Hvis der ikke er nogen tilstødende toppe kan det antages, at billedet er centreret perfekt på dioden, og centrum af dioden bruges som X-koordinat. I det modsatte tilfælde, hvor billedet af pletten belyser 5 adskillige dioder (i praksis ikke mere en fem) udføres der en interpolation ved hjælp af fremgangsmåden, som beskrives i det følgende, for at bestemme X-koordinaten af billedet. I begge tilfælde beregnes værdien af den indbyrdes afstand endeligt, dvs. afstanden (den relative position), som adskiller billedet af pletten set fra billedet af den foregående plet (absolutte positioner). Værdien ίο overføres ved hjælp af overførselsmidlerne 450 for at blive fjernbehandlet af midlerne 500 til beregning og sammenligning.In the opposite case there is a "peak", ie. an illuminated diode. It is then investigated whether adjacent peaks exist or, in other words, whether the image of the light spot covers one or more diodes. If there are no adjacent peaks, it can be assumed that the image is centered perfectly on the diode and the center of the diode is used as the X coordinate. In the opposite case where the image of the spot illuminates 5 several diodes (in practice no more than five), an interpolation is performed by the method described below to determine the X-coordinate of the image. In both cases, the value of the spacing is finally calculated, ie. the distance (relative position) which separates the image of the stain from the image of the previous stain (absolute positions). The value ίο is transmitted by means of transfer means 450 to be remotely processed by means 500 for calculation and comparison.

Når først disse processer er blevet udført, scannes den næste top, og denne proces fortsættes indtil enden af strimlen er nået.Once these processes have been performed, the next peak is scanned and this process is continued until the end of the strip is reached.

Det er så muligt atter at læse en ny serie af belysningsværdier for dioder -is ne og genstarte på den samme måde for det næste profil: medens beregningerne blev lavet (varighed: omkring 15 millisekunder) har flasken fortsat sin rotation og frembyder nu et anderledes profil. Ved indlæsningen af belysningsværdier -ne, som sker praktisk taget omgående, har rotationen ingen effekt ved dette måle trin.It is then possible to re-read a new series of illumination values for the diodes and restart in the same way for the next profile: while the calculations were made (duration: about 15 milliseconds) the bottle has continued its rotation and now presents a different profile . When entering the illumination values-which happens almost immediately, the rotation has no effect at this measuring step.

20 Den samme række af hændelser gentages indtil alle profil af cylinderen er blevet inspiceret. Nar en tæller af antallet af profil når en passende værdi, afventer beregnings- og styringsmidlerne 430 ankomsten af den næste flaske, som skal inspiceres.20 The same sequence of events is repeated until all profile of the cylinder has been inspected. When a counter of the number of profile reaches an appropriate value, the calculation and control means 430 await the arrival of the next bottle to be inspected.

En forklaring på interpolationsfremgangsmåden gives nu med henvis-25 ning til fig. 3.An explanation of the interpolation method is now given with reference to FIG. Third

Den figur gengiver på Y-aksen størrelsen af signalet, som udsendes af hver diode, divideret med længden af dioden, og på X-aksen diodens position som den bestemmes ved dens anbringelse på strimlen. Hvis en top er isoleret, som det vises for dioden i, afgiver de tilstødende dioder j og k, som er anbragt på 30 begge sider af dioden i, ikke noget signal, og det kan antages, at billedet af den belyste plet er centreret perfekt på dioden i. Centrum for dioden i bruges følgelig som X-koordinat Xj for billedet. Det skraverede areal Sj er lig med størrelsen af signalet, som er udsendt af dioden, og er et mål for belysningen, som rammer dioden, hvilket atter er lig med produktet af belysningens intensitet 35 gange overfladearealet for dioden.That figure represents on the Y axis the magnitude of the signal emitted by each diode divided by the length of the diode, and on the X axis the position of the diode as determined by its placement on the strip. If a peak is isolated, as shown for diode i, the adjacent diodes j and k, located on both sides of the diode i, give no signal and it can be assumed that the image of the illuminated spot is centered perfectly on the diode i. The center of the diode i is therefore used as X coordinate Xj for the image. The shaded area Sj is equal to the magnitude of the signal emitted by the diode and is a measure of the illumination hitting the diode, which is again equal to the product of the illumination intensity 35 times the surface area of the diode.

Hvis en top ikke er isoleret, som det er vist for dioden m, vil de tilstødende dioder 1 og n, som findes på begge sider af dioden m, afgive signaler, og der ud- -9 - DK 171751 B1 føres en interpolation for at bestemme positionen x for den belyste plet inden for dioden m. Denne interpolation er baseret på størrelserne af de skraverede arealer S,, Sm og S„ for signalerne således som de afgives af dioderne, hvilke arealer svarer til den belysningsflux, som rammer dioderne 1, m og n. s Denne interpolation beskrives i det følgende med henvisning til fig. 3, på hvilken tre dioder belyses samtidig, men det er let at overføre beskrivelsen for tilfældet af 2,4,5 etc. dioder, der i princippet forbliver det samme.If a peak is not insulated, as shown for diode m, the adjacent diodes 1 and n, located on both sides of the diode m, will output signals and an interpolation will be carried out to -9 - DK 171751 B1. determine the position x of the illuminated spot within the diode m. This interpolation is based on the magnitudes of the shaded areas S ,, Sm and S „of the signals as emitted by the diodes, which areas correspond to the illumination flux affecting the diodes 1, m and n. s This interpolation is described below with reference to FIG. 3, on which three diodes are illuminated at the same time, but it is easy to transfer the description for the case of 2,4,5 etc. diodes, which remain in principle the same.

Først og fremmest vælges den diode, som svarer til den top, som har det højeste niveau, og inden for længden af denne diode bestemmes en brøkdel F på ίο en sådan måde, at de skraverede arealer på begge sider af den position, som angives med F, er ens, hvilke given S, + S ' = S" + S„First of all, the diode corresponding to the peak having the highest level is selected and within the length of this diode a fraction F is determined in such a way that the shaded areas on both sides of the position indicated by F, are equal which given S, + S '= S "+ S"

Faktisk søges der kun den nærmeste tilnærmelse for brøkdelen F.In fact, only the closest approximation is sought for the fraction F.

Det ses at S" = Sm - S'. Efter substitution af denne relation i den ovennævnte i s relation og omordning af leddene fremkommer der s'=y2[sm+(sn-st)].It is seen that S "= Sm - S '. After substitution of this relation in the above in s relation and rearrangement of the joints, s' = y2 [sm + (sn-st)] appears.

For at vurdere størrelsen af S' som en fraktion af Sm udføres der en træsøgning (dichotomizing search) for a, b, c og d ved at sammenligne S' med størrelsen af udtrykket 20 (a · Sm/2 + b· Sm/4 + c - Sm/8 + d · Sm/16), hvor a, b, c og d er O eller 1. Følgelig kan værdien af S’ bestemmes inden for 1/16 af værdien for Sm. Med S' kendt kan brøkdelen F bestemmes inden for 25 ]/ls af diodens længde.To evaluate the size of S 'as a fraction of Sm, a dichotomizing search for a, b, c and d is performed by comparing S' with the size of the expression 20 (a · Sm / 2 + b · Sm / 4 + c - Sm / 8 + d · Sm / 16) where a, b, c and d are O or 1. Consequently, the value of S 'can be determined within 1/16 of the value of Sm. With S 'known, the fraction F can be determined within 25 µs of the length of the diode.

Det fundne resultat afrundes derpå til af dioden. X-koordinaten X| af billedet af det foregående punkt subtraheres fra denne fundne xm-værdi for at bestemme afstanden p mellem de to billeder.The result found is then rounded off by the diode. X coordinates X | of the image of the previous point is subtracted from this found xm value to determine the distance p between the two images.

1 tilfælde, som er forskellige fra det, som er beskrevet, findes udtrykket 30 med henvisning til fig. 3: S'= γ2 [(signalet for den højeste top) + (summen af signalerne til højre for toppen) - (summen af signalerne af toppene til venstre for toppen)].In cases different from that described, the term 30 is referred to with reference to FIG. 3: S '= γ2 [(the signal for the highest peak) + (the sum of the signals to the right of the peak) - (the sum of the signals of the peaks to the left of the peak)].

35 I det specielle tilfælde med et lige antal tilstødende toppe (2 eller 4) og hvis summen af værdierne er den samme på begge sider af centret af den række af -10 - DK 171751 B1 tilsvarende dioder, benyttes centerpunktet selvfølgelig som X-koordinat for billedet.35 In the special case with an equal number of adjacent peaks (2 or 4) and if the sum of the values is the same on both sides of the center of the series of -10 - DK 171751 B1 corresponding diodes, the center point is of course used as the X-coordinate of the picture.

Skønt beskrivelsen er gennemført med henvisning til et særskilt eksempel med gasflasker, kan fremgangsmåden og apparatet til udøvelsen af frem -s gangsmåden selvfølgelig nemt anvendes ved inspektion af ethvert rotationssymmetrisk legeme, cylindrisk eller ikke cylindrisk, metallisk eller ikke metallisk.Of course, although the description has been made with reference to a separate example with gas cylinders, the method and apparatus for practicing the method can easily be used in inspecting any rotationally symmetrical body, cylindrical or non-cylindrical, metallic or non-metallic.

Endvidere er adskillige varianter mulige i konstruktionen af apparatet, konfigurationen af målekredsløbene og fremgangsmåden for styringen, uden 10 at fjerne sig fra opfindelsens genstand.Furthermore, several variants are possible in the design of the apparatus, the configuration of the measuring circuits and the method of the control, without departing from the object of the invention.

Claims

A method of controlling the shape of a rotary body, e.g. gas cylinders, characterized in that the body is rotated about its axis of rotation, a number of profiles of the body are inspected during the rotation, during which each inspection of the s profile consists of the following steps: a. projection of a number of light spots on the body's profile; b. receiving the image of the spots by means of an optical unit on a linear detector consisting of a number of identical sensitive elements; c. Performing an interpolation on the basis of the various signals provided by sensitive elements in the event that the image of a light spot simultaneously frames several adjacent sensitive elements; d. measuring the distances separating the images of two neighboring spots; and e. comparing the distances with predetermined values in order to determine the presence, if any, of the deformation of the body. ice

Method according to claim 1, characterized in that the rotation of the body is continuous and uniform throughout the inspection of the profiles.

Method according to claim 1 or 2, characterized in that the body is further discarded if its deformations exceed a given limit.

Method according to any one of claims 1-3, characterized in that the interpolation comprises the following steps: a. Detection of an illuminated element; b. determining the number of adjacent elements which are simultaneously illuminated; and c. determining the position of a median point within a fraction of the length of the element such that the total illumination received by said elements is substantially the same on each side of that point.

Method according to claim 4, characterized in that the median point is determined by: 30 a. Searching for the element which provides the largest signal; b. approximating the value by continuously decreasing the fractions of the value of the signal.

Method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that, prior to the inspection of the body, signals emitted by the detector are measured and stored during the absence of the projected light spots. - 12 - DK 171751 B1

Apparatus for performing the method according to any one of claims 1 to 6, characterized in that it comprises means for centering and rotating the body (100), a light source (200) projecting a number of light spots on the body's profile, an optical unit. (300), which of said spots form images on a linear detector (330), measuring means (400) for determining the distances separating the images of two neighboring spots, and means (500) for calculating and comparing the measured distances of predetermined values, wherein the measuring means comprise interpolation means for determining the exact position of the image of a light spot when the latter illuminates several photosensitive elements, on the basis of the signals provided by these elements.

Apparatus according to claim 7, characterized in that it comprises throwing means (600) which are affected by the means (500) for calculation and comparison, in order to remove the body (100) if its deformation exceeds a certain limit. ice

Apparatus according to claim 7 or 8, characterized in that the light source (200) consists of a laser emitter (210) which cooperates with an optical fiber beam splitter (220) which divides the individual laser beam into a flat bundle of light rays. .

Apparatus according to any one of claims 7 to 9, characterized in that the measuring means (400) consist of an analog-numeric converter (410) for the signals emitted by the photosensitive elements, a buffer register (420) for storing the output signal levels of the converter (410), control and calculation means (430), a program memory (440), and means (450) for transmitting data.

Apparatus according to claim 7 or 10, characterized in that the measuring means (400) comprise a register (460) for storing the signals emitted by the 25 light-sensitive elements, in the absence of the light spot images.