EP3322974A1 - Inspektionsvorrichtung für einen vorformling - Google Patents

Inspektionsvorrichtung für einen vorformling

Info

Publication number
EP3322974A1
EP3322974A1 EP16725133.9A EP16725133A EP3322974A1 EP 3322974 A1 EP3322974 A1 EP 3322974A1 EP 16725133 A EP16725133 A EP 16725133A EP 3322974 A1 EP3322974 A1 EP 3322974A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
camera
inspection
preform
inspection device
beam splitter
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP16725133.9A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Stefan Piana
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Krones AG
Original Assignee
Krones AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Krones AG filed Critical Krones AG
Publication of EP3322974A1 publication Critical patent/EP3322974A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
    • G01N21/90—Investigating the presence of flaws or contamination in a container or its contents
    • G01N21/9081—Inspection especially designed for plastic containers, e.g. preforms

Definitions

  • the invention relates to an inspection device for the optical inspection of an orifice and a bottom region of a preform with the features of the preamble of claim 1.
  • preforms made of a thermoplastic material are usually produced by means of an injection molding process and then shaped by means of a stretch blow molding process into ready-to-use containers.
  • various inspection devices are already known which are used either directly after the production of the preform or immediately before the conversion into the ready-to-use container.
  • various defects of the preform e.g. the sealing surface, the support ring, the bottom, the side wall, the screw thread or general deviations, such as color, etc. controlled.
  • the full inspection is usually carried out directly after the production of the preform.
  • the preform is again partially checked after its transport and eventual storage in order to detect any defects that have arisen before the stretch blow molding process.
  • the partial inspection for example, the ovality of the sealing surface, scratches on the sealing surface and / or a deflection of the preform are inspected.
  • a disadvantage of the known inspection devices is that they are technically complex in a pure mouth and bottom inspection and a correspondingly large space must be provided. As a result, the known inspection devices are relatively expensive.
  • the invention provides an inspection device for optically inspecting an orifice and a bottom portion of a preform having the features of claim 1.
  • the inspection device comprises the first camera for inspection of the muzzle and the second camera for ground inspection, both the mouth region and the bottom region can be controlled in the same way.
  • the illumination unit is designed for epi-illumination of the muzzle region and transmitted-light illumination of the base region, the illumination on one side of the preform can be made particularly compact.
  • the preform is illuminated from the side of the mouth region and the light reflected from the preform is detected by the first camera for inspecting the mouth region. Since the light of the lighting unit also passes through the preform in the direction of the floor area, it then appears in the transmitted light for the second camera.
  • the floor inspection can be performed without the need for a dedicated lighting unit.
  • the lighting unit is particularly compact and therefore inexpensive.
  • the inspection device can be arranged in a beverage processing plant.
  • the inspection device can be arranged downstream of an injection molding plant for the production of preforms and / or a storage space for preforms and / or upstream of a container production plant (for example a stretch blow molding machine).
  • the stretch blow molding machine can be designed to convert preforms into ready-to-use containers.
  • the preforms may be provided as intermediates for the manufacture of containers adapted to contain beverages, foodstuffs, hygiene articles, pastes, chemical, biological and / or pharmaceutical products.
  • the containers that can be produced from the preforms can be plastic bottles.
  • the preforms can be made of a plastic material such as PET, PEN, HD-PE or PP and / or produced with an injection molding machine.
  • the mouth region of the preform may comprise a sealing surface and / or a thread for closing the container by means of a container closure.
  • the preform may comprise a support ring for transporting the preform and / or the container produced therefrom.
  • the preform may comprise a hollow body adjoining the mouth region, in particular a cylindrical one. The hollow body may be closed at an end opposite the mouth region by a bottom which surrounds the Floor area forms. The bottom portion may have an injection point that is formed due to a material supply channel in the injection mold for the plastic.
  • the transport device may be formed with receptacles each for receiving a preform.
  • the receptacles for holding the side of the support ring at the mouth region of the preform are formed so that the preform is freely accessible in the axial direction from both sides.
  • the transport device may comprise a linear conveyor or a carousel, on which particular additional treatment or inspection devices for the preform are arranged. In other words, the transport device can also connect several parts of the system.
  • the first and second camera can each comprise an image sensor, for example a CCD or CMOS sensor, an evaluation electronics for reading the image sensor and / or a data interface.
  • the first and second camera can each be formed with a lens for imaging the mouth or bottom area on the image sensor.
  • the first and second camera can have or be connected to an image processing unit for detecting defects at the mouth or bottom area of the preform. This makes it possible to process the image data either in the respective cameras or in the external image processing unit and thereby detect the defects.
  • At least one of the cameras can be designed as a color camera.
  • the second camera can be arranged opposite the first camera.
  • the lighting unit can be designed for simultaneous reflected light illumination of the mouth region and transmitted light illumination of the bottom region.
  • the lighting unit may comprise a light source, for example one or more light bulbs, fluorescent tubes, arc lamps or semiconductor light sources such as LEDs or laser diodes.
  • the light source can produce narrowband monochromatic light or broadband eg white light.
  • the light source may also generate monochromatic light at two or more wavelengths simultaneously, preselectably or sequentially one after the other. This allows the evaluation of the coloring of the preform and the transmitted light inspection in the optimally transparent spectral range.
  • the illumination unit may preferably have a substantially uniformly emitting light exit surface.
  • the bottom area of the preform appears from the direction of view of the second camera in front of the uniformly emitting light exit area and can thus be detected particularly well.
  • the lighting unit may comprise a plurality of LEDs with a diffuser element connected in front of it.
  • the illumination unit with the uniformly radiating light exit surface is particularly compact and inexpensive.
  • the uniformly radiating light exit surface can be larger than one maximum cross-sectional area of the preform. As a result, the preform is completely illuminated in transmitted light and can thus be inspected particularly well by the second camera.
  • the light source can also be designed so that successively different light exit surfaces are switched on or off, eg an annular light exit surface for the inspection of the mouth region and a flat, in particular circular or rectangular light exit surface for the inspection of the bottom area. This can be achieved, for example, by switching on and switching off individual LEDs arranged in a matrix.
  • the lighting unit can be designed to emit flashes of light, which prevents blurring of the camera images, for example by a transport movement of the preforms. As a result, the image recording can take place both on the stationary preform or during a transport movement.
  • the first and second camera can be triggered by the illumination unit to emit the light flashes, so that the camera images are recorded simultaneously with the delivery of the light flashes.
  • the cameras are easily synchronized with the flashes of light.
  • very briefly successively triggered light flashes for example, ⁇ 2ms, different shape or wavelength, the two cameras with different, optimized to the application lighting can be triggered during the transport movement of the preform quasi at the same place.
  • the objectives of the first and / or second camera can be formed telecentrically on the side of the preform. Telecentric can mean here that the magnification of the lens along the optical axis remains constant on the side of the preform. As a result, different areas of the preform always have the same scale in the depth of the camera image and thus do not obscure themselves. Furthermore, size comparisons of different areas of the preform are possible.
  • the two cameras and the illumination unit can be arranged on the transport device such that a transport direction of the transport device runs essentially perpendicular to the optical axes of the cameras and perpendicular to the emission direction of the illumination unit.
  • a transport direction of the transport device runs essentially perpendicular to the optical axes of the cameras and perpendicular to the emission direction of the illumination unit.
  • the optical axes of the cameras or the emission direction of the illumination unit may have an offset from each other or coincide in an intersection.
  • the inspection device may comprise a beam splitter, so that the beam path of the illumination unit and the beam path of the first camera extend over the beam splitter, in particular particular wherein the two beam paths are aligned parallel to each other or coaxially on the preform.
  • This makes it possible that the lighting and the muzzle inspection is carried out substantially from the same direction.
  • defects at the mouth area appear particularly rich in contrast.
  • beam paths here is meant in each case the course of the light rays which are radiated from the illumination unit to the preform or which are reflected back from the preform in the direction of the first camera.
  • the beam paths may each include reflections and refractions on optical components of the inspection device, in particular on the beam splitter.
  • the beam splitter may comprise a layer which is partially transmissive and partially reflective.
  • the layer is formed such that 50% of light transmitted and 50% reflected.
  • other reflection transmission ratios of the beam splitter are conceivable, such as 60:40, 70:30, 80:20, 90:10 or vice versa.
  • the beam splitter can be designed so that the reflection / transmission ratio is dependent on the wavelength of the light, that is, for example, the blue component reflects more strongly and the red one transmits more strongly.
  • the beam splitter may be plate-shaped, wedge-shaped or cube-shaped.
  • the beam splitter consists of a glass or plastic material as a support for the layer.
  • the surface of the beam splitter formed with the aforementioned layer can be arranged at an angle, preferably 45 °, to the optical axis of the camera or to the illumination unit.
  • the fact that the illumination and the mouth inspection on the preform are aligned parallel to each other or coaxially may mean here that the optical axes of the illumination unit and the first camera are aligned parallel to each other or coaxially before / after the deflection by the beam splitter in the area of the preform.
  • the beam splitter can be arranged during the inspection between the mouth region and the first camera or between the mouth region and the illumination unit. In other words, the beam splitter can be arranged between an inspection position provided for the inspection of the preform and the first camera or between the inspection position and the illumination unit.
  • the beam splitter can preferably be arranged such that the illumination with the illumination unit takes place via a reflection at the beam splitter and the mouth inspection with the first camera via a transmission through the beam splitter.
  • the second camera can be arranged opposite the first camera, so that the preform is located exactly between the two cameras during the inspection. The lighting is thus coupled via the beam splitter.
  • the beam splitter may be arranged such that the illumination with the illumination unit takes place via a transmission through the beam splitter and the mouth inspection with the first camera takes place via a reflection at the beam splitter. Accordingly, therefore, the second camera is arranged opposite to the illumination unit.
  • the optical axes of the first and the second camera can extend along their optical path substantially on a common inspection axis, which runs in the region of the preform substantially parallel or coaxial to the longitudinal axis of the preform during the inspection, so that the first camera with viewing direction are aligned with the mouth area and the second camera facing the ground area.
  • the beam splitter may here be arranged on the common inspection axis between the first camera and the mouth region of the preform, so that it couples in the light of the illumination unit in reflection onto the inspection axis.
  • the transport device can be designed to transport the preforms transversely to the inspection axis. As a result, no special alignment or movement of the preform is necessary for inspection.
  • the preform can be received in the transport device in such a way that, during the inspection, it is aligned with its longitudinal axis substantially parallel or coaxially to the inspection axis.
  • Fig. 1 shows an embodiment of the inspection device in a side view.
  • FIG. 1 shows a side view of the inspection device 1 for optically inspecting the mouth region 2a and the bottom region 2b of the preform 2. Only partially visible is the transport device 3 with a receptacle for the preform 2.
  • the transport device 3 may comprise, for example, a star conveyor, a carousel or a linear conveyor unit.
  • the receptacle engages, for example, on the support ring 2e and transports the preform 2 perpendicular to the image plane in the transport direction R, ie transversely to the inspection axis I. It is also conceivable that the transport direction R perpendicular to the optical axes A, B of the cameras 4, 5 and perpendicular to the emission direction of the illumination unit 6 (optical axis C) extends.
  • the optical axes A, B, C may be offset from one another or intersect at an intersection.
  • the first camera 4 can be seen, which is aligned with its optical axis A perpendicular to the mouth region 2 a of the preform 2.
  • scratches and dents in the area of the sealing surface 2c are detected with particularly high contrast and can therefore be reliably evaluated.
  • the orifice diameter can be measured or an ovality of the sealing surface 2c can be detected and thus concluded that the preform is deformed.
  • other errors such as insufficient material or inclusions in the sealing surface area can be detected.
  • the second camera 5 is arranged for bottom inspection of the bottom area 2b of the preform 2.
  • the optical axis B of the second camera 5 is aligned substantially perpendicular to the bottom portion 2b.
  • the injection point 2d of the preform 2 can be detected in transmitted light and its position compared to the outer contour of the preform 2 can be evaluated. If, for example, the injection point 2d is not concentric with the silhouette, then it can be deduced that the preform 2 is deformed along its longitudinal axis. Furthermore, holes in the injection point 2d or inclusions or foreign bodies in the bottom region 2b can be detected.
  • the lighting unit 6 can be seen, which has a plurality of LEDs 6a as light sources in a housing 6c.
  • the light emitted by the LEDs 6a is homogenized via the diffuser 6b, so that the illumination unit 6 has a substantially uniformly emitting light exit surface 6d.
  • a beam splitter 7 is provided between the first camera 4 and the mouth region 2 a, which diverts or couples the light emitted by the light exit surface 6 d in the direction of the optical axis C in the direction of the inspection axis I to the mouth region 2 a. Consequently, therefore, the illumination by means of the illumination unit 6 and the mouth inspection by means of the first camera 4 via the beam splitter 7 are parallel or even coaxial.
  • the light reflected back from the mouth region 2a, in particular from the sealing surface 2c, passes via a transmission through the beam splitter 7 in the direction of the axis A to the camera 4 and can be detected there.
  • the sealing surface 2c Due to the parallel or coaxial illumination and detection of the orifice area, light reflected on the sealing surface 2c directly reaches the camera and thus appears particularly bright in the image. By contrast, scratches scatter the light away from the inspection axis and thus appear as dark furrows, which can be recognized particularly well.
  • the camera image is particularly rich in contrast due to the parallel or coaxial arrangement of the illumination and the camera.
  • the uniformly radiating light exit surface 6d is formed larger than the maximum cross-sectional area Q of the preform 2. As a result, the light exit surface 6d from the perspective of the second camera 5 appears larger than the outer contour of the preform 2. The preform 2 can thereby be inspected particularly reliably in transmitted light.
  • the trigger unit 8 can be seen, with which the LEDs 6a of the lighting unit 6 are controlled in such a way that light flashes are emitted therefrom.
  • the light flashes are chosen to be so short in time that the preform 2 in the camera images of the first and second camera 4, 5 in spite of the transport movement of the transport device 3 appear to be stationary.
  • the trigger unit 8 can also be integrated in the illumination unit 6 or be connected thereto by means of electrical connection lines.
  • the first and the second camera 4, 5 are triggerable to the light flashes of the illumination unit 6, so that the recording of the camera images takes place at the same time as the delivery of the light flashes by the illumination unit 6.
  • the cameras 4, 5 are connected to the trigger unit 8 via corresponding signal lines.
  • the illumination of the illumination unit 6 via a transmission at the beam splitter 7 and the mouth inspection with the first camera 4 via a reflection at the beam splitter can be done.
  • the positions of the first camera 4 and the illumination unit 6 can be interchanged with each other.
  • the first camera 4 is housed in a housing, not shown here, which has on its inside a light-absorbing surface, for example a black color.
  • a light-absorbing surface for example a black color.
  • the inspection device 1 according to the embodiment in FIG. 1 is used as follows:
  • the preform 2 is transported by means of the transport device 3 to the inspection position shown in FIG. 1, wherein upon reaching this position by the trigger device 8, a flash of light of the illumination unit 6 is triggered.
  • the light is reflected starting from the light exit surface 6d via the beam splitter 7 and transilluminates the preform 2 from the mouth region 2a in the direction of the bottom region 2b.
  • the image recording of the first and second camera 4 and 5 is triggered, wherein the preform 2 appears in the camera image of the first camera 4 in incident light and in the camera image of the second camera 5 in transmitted light.
  • the images thus recorded by the first camera 4 and by the second camera 5 taken camera images are forwarded to an image processing unit, not shown here, with which they are then evaluated in terms of scratch or ovality of the sealing surface 2c and an asymmetry of the injection point 2d out. Also conceivable are other inspection methods for the preform 2.

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Abstract

Inspektionsvorrichtung (1) zur optischen Inspektion eines Mündungs- (2a) und eines Bodenbereichs (2b) eines Vorformlings (2), mit einer Transporteinrichtung (3) zum insbesondere kontinuierlichen Transport des Vorformlings (2), mit einer ersten Kamera (4) zur Mündungsinspektion und einer zweiten Kamera (5) zur Bodeninspektion, und mit einer Beleuchtungseinheit (6) zur Beleuchtung des Vorformlings (2) während der Inspektion, wobei die Beleuchtungseinheit (6) zur Auflichtbeleuchtung des Mündungsbereichs (2a) und Durchlichtbeleuchtung des Bodenbereichs (2b) ausgebildet ist.

Description

Inspektionsvorrichtung für einen Vorformling
Die Erfindung betrifft eine Inspektionsvorrichtung zur optischen Inspektion eines Mündungsund eines Bodenbereichs eines Vorformlings mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1.
Zur Herstellung von Behältern werden üblicherweise Vorformlinge aus einem thermoplastischen Kunststoff mittels eines Spritzgussverfahrens hergestellt und dann mit einem Streckblasverfahren zu gebrauchsfertigen Behältern umgeformt. Zur Kontrolle der Vorformlinge sind bereits verschiedene Inspektionsvorrichtungen bekannt, die entweder direkt nach der Herstellung des Vorformlings oder unmittelbar vor der Umformung in den gebrauchsfertigen Behälter eingesetzt werden.
Bei einer Vollinspektion werden verschiedenste Defekte des Vorformlings, wie z.B. die Dichtfläche, der Tragring, der Boden, die Seitenwand, das Schraubgewinde oder allgemeine Abweichungen, wie Farbe, etc. kontrolliert. Die Vollinspektion erfolgt üblicherweise direkt nach der Herstellung des Vorformlings.
Darüber hinaus wird der Vorformling nach seinem Transport und einer eventuellen Lagerung nochmals teilweise kontrolliert, um nachträglich entstandene Defekte vor dem Streckblaspro- zess zu erkennen. Bei der Teilinspektion wird beispielsweise die Ovalität der Dichtfläche, Kratzer auf der Dichtfläche und/oder eine Durchbiegung des Vorformlings inspiziert.
Beispielsweise ist aus der WO2012/001414 eine Inspektionsvorrichtung bekannt, bei der ein Vorformling mit mehreren Kameras für die Mündungs-, Seitenwand- und Bodeninspektion er- fasst wird. Zur gleichmäßigen Beleuchtung werden entweder mehrere den Kameras jeweils zugeordnete Beleuchtungseinheiten oder zwei innen weiß beschichtete Halbsphären (Ulbricht- Kugel) vorgeschlagen. Allerdings ist diese Art der Beleuchtung sehr aufwändig und benötigt einen entsprechend großen Bauraum.
Nachteilig bei den bekannten Inspektionsvorrichtungen ist es daher, dass diese bei einer reinen Mündungs- und Bodeninspektion gerätetechnisch aufwändig sind und ein entsprechend großer Bauraum vorgesehen werden muss. Dadurch sind die bekannten Inspektionsvorrichtungen vergleichsweise kostenaufwändig.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Inspektionsvorrichtung zur optischen Inspektion des Mündungs- und des Bodenbereichs eines Vorformlings bereitzustellen, die kompakter und damit preisgünstiger ist. Zur Lösung dieser Aufgabestellung stellt die Erfindung eine Inspektionsvorrichtung zur optischen Inspektion eines Mündungs- und eines Bodenbereichs eines Vorformlings mit den Merkmalen des Anspruchs 1 bereit.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen genannt.
Dadurch, dass die Inspektionsvorrichtung die erste Kamera zur Mündungsinspektion und die zweite Kamera zur Bodeninspektion umfasst, können sowohl der Mündungsbereich als auch der Bodenbereich gleichermaßen kontrolliert werden. Da gemäß der Erfindung die Beleuchtungseinheit zur Auflichtbeleuchtung des Mündungsbereichs und Durchlichtbeleuchtung des Bodenbereichs ausgebildet ist, kann die Beleuchtung auf einer Seite des Vorformlings besonders kompakt aufgebaut werden. Beispielsweise wird der Vorformling von Seiten des Mündungsbereichs her beleuchtet und das vom Vorformling reflektierte Licht mit der ersten Kamera zur Inspektion des Mündungsbereichs erfasst. Da das Licht der Beleuchtungseinheit auch den Vorformling in Richtung des Bodenbereichs durchläuft, erscheint dieser dann für die zweite Kamera im Durchlicht. So kann dann zusätzlich die Bodeninspektion durchgeführt werden, ohne eine eigens vorgesehene Beleuchtungseinheit zu benötigen. Dadurch ist die Beleuchtungseinheit besonders kompakt und damit preisgünstig.
Die Inspektionsvorrichtung kann in einer Getränkeverarbeitungsanlage angeordnet sein. Die Inspektionsvorrichtung kann einer Spritzgussanlage zur Herstellung von Vorformlingen und/oder einem Lagerplatz für Vorformlinge nachgeordnet und/oder einer Behälterherstellungsanlage (beispielsweise einer Streckblasmaschine) vorgeordnet sein. Die Streckblasmaschine kann zur Umformung von Vorformlingen in gebrauchsfertige Behälter ausgebildet sein.
Die Vorformlinge können als Zwischenprodukte zur Herstellung von Behältern vorgesehen sein, die zur Aufnahme von Getränken, Nahrungsmittel, Hygieneartikel, Pasten, chemische, biologische und/oder pharmazeutische Produkte ausgebildet sind. Beispielsweise können die aus den Vorformlingen herstellbaren Behälter Kunststoffflaschen sein. Die Vorformlinge können aus einem Kunststoffmaterial wie PET, PEN, HD-PE oder PP bestehen und/oder mit einer Spritzgussanlage hergestellt sein.
Der Mündungsbereich des Vorformlings kann eine Dichtfläche und/oder ein Gewinde zum Verschließen des Behälters mittels eines Behälterverschlusses umfassen. Ferner kann der Vorformling einen Tragring zum Transport des Vorformlings und/oder des daraus hergestellten Behälters umfassen. Ferner kann der Vorformling einen an den Mündungsbereich anschließenden, insbesondere zylinderförmigen, Hohlkörper umfassen. Der Hohlkörper kann an einem dem Mündungsbereich gegenüberliegenden Ende durch einen Boden abgeschlossen sein, der den Bodenbereich bildet. Der Bodenbereich kann einen Anspritzpunkt aufweisen, der aufgrund eines Materialzufuhrkanals in der Spritzgussform für den Kunststoff gebildet wird.
Die Transporteinrichtung kann mit Aufnahmen jeweils zur Aufnahme eines Vorformlings ausgebildet sein. Vorzugsweise sind die Aufnahmen zum seitlichen Halten des Tragrings am Mündungsbereich des Vorformlings ausgebildet, so daß der Vorformling in axialer Richtung von beiden Seiten frei zugänglich ist. Die Transporteinrichtung kann einen Linearförderer oder ein Karussell umfassen, an dem insbesondere zusätzliche Behandlungs- oder Inspektionsvorrichtungen für den Vorformling angeordnet sind. Anders ausgedrückt, kann die Transporteinrichtung auch mehrere Anlagenteile miteinander verbinden.
Die erste und zweite Kamera können jeweils einen Bildsensor, beispielsweise einen CCD- oder CMOS-Sensor, eine Auswerteelektronik zum Auslesen des Bildsensors und/oder eine Datenschnittstelle umfassen. Darüber hinaus können die erste und zweite Kamera jeweils mit einem Objektiv zur Abbildung des Mündungs- bzw. Bodenbereichs auf den Bildsensor ausgebildet sein. Ferner können die erste und zweite Kamera eine Bildverarbeitungseinheit zur Erkennung von Defekten am Mündungs- bzw. Bodenbereich des Vorformlings aufweisen oder mit dieser verbunden sein. Dadurch ist es möglich, die Bilddaten entweder in den jeweiligen Kameras bzw. in der externen Bildverarbeitungseinheit zu verarbeiten und dadurch die Defekte zu erkennen. Mindestens eine der Kameras kann als Farbkamera ausgebildet sein. Die zweite Kamera kann gegenüberliegend zur ersten Kamera angeordnet sein.
Die Beleuchtungseinheit kann zur gleichzeitigen Auflichtbeleuchtung des Mündungsbereichs und Durchlichtbeleuchtung des Bodenbereichs ausgebildet sein. Die Beleuchtungseinheit kann eine Lichtquelle, beispielsweise eine oder mehrere Glühbirnen, Leuchtstoffröhren, Lichtbogenlampen oder Halbleiterlichtquellen wie z.B. LEDs oder Laserdioden umfassen. Die Lichtquelle kann schmalbandiges monochromatisches Licht oder breitbandiges z.B. weißes Licht erzeugen. Die Lichtquelle kann auch monochromatisches Licht an zwei oder mehreren Wellenlängen gleichzeitig, vorwählbar oder sequentiell nacheinander erzeugen. Dies erlaubt die Auswertung der Einfärbung des Vorformlings sowie die Durchlichtinspektion im optimal durchlässigen Spektralbereich. Vorzugsweise kann die Beleuchtungseinheit eine im Wesentlichen gleichmäßig abstrahlende Lichtaustrittsfläche aufweisen. Dadurch erscheint der Bodenbereich des Vorformlings aus Blickrichtung der zweiten Kamera vor der gleichmäßig abstrahlenden Lichtaustrittsfläche und kann so besonders gut erfasst werden. Darüber hinaus kann die Beleuchtungseinheit mehrere LEDs mit einem davor geschalteten Diffusorelement umfassen. Dadurch ist die Beleuchtungseinheit mit der gleichmäßig abstrahlenden Lichtaustrittsfläche besonders kompakt und kostengünstig. Die gleichmäßig abstrahlende Lichtaustrittsfläche kann größer sein als eine maximale Querschnittsfläche des Vorformlings. Dadurch wird der Vorformling im Durchlicht vollständig ausgeleuchtet und kann so durch die zweite Kamera besonders gut inspiziert werden. Die Lichtquelle kann aber auch so ausgeführt sein, daß nacheinander verschiedene Lichtaustrittsflächen zu- bzw. abschaltbar sind, z.B. eine ringförmige Lichtaustrittfläche für die Inspektion des Mündungsbereichs und eine flächige, insbesondere kreisscheibenförmige oder rechteckige Lichtaustrittsfläche für die Inspektion des Bodenbereichs. Dies kann beispielsweise durch zu- und abschalten einzelner in einer Matrix angeordneten LEDs erreicht werden. Die Beleuchtungseinheit kann zur Abgabe von Lichtblitzen ausgebildet sein, wodurch ein Verwackeln der Kamerabilder verhindert wird, beispielsweise durch eine Transportbewegung der Vorformlinge. Dadurch kann die Bildaufnahme sowohl am ruhenden Vorformling oder auch während einer Transportbewegung erfolgen.
Die erste und zweite Kamera können auf die Abgabe der Lichtblitze durch die Beleuchtungseinheit triggerbar sein, so dass eine Aufnahme der Kamerabilder zeitgleich mit der Abgabe der Lichtblitze erfolgt. Dadurch sind die Kameras mit den Lichtblitzen auf einfache Weise synchronisiert. Durch zeitlich sehr kurz nacheinander angesteuerte Lichtblitze, beispielsweise < 2ms, unterschiedlicher Form oder Wellenlänge können auch während der Transportbewegung des Vorformlings quasi am selben Ort die beiden Kameras mit unterschiedlicher, auf die Anwendung optimierter Beleuchtung getriggert werden.
Die Objektive der ersten und/oder zweiten Kamera können auf Seiten des Vorformlings tele- zentrisch ausgebildet sein. Telezentrisch kann hier bedeuten, dass der Abbildungsmaßstab des Objektivs entlang der optischen Achse auf Seiten des Vorformlings konstant bleibt. Dadurch haben unterschiedliche Bereiche des Vorformlings in der Tiefe des Kamerabilds immer den gleichen Maßstab und verdecken sich dadurch nicht. Des Weiteren sind so Größenvergleiche unterschiedlicher Bereiche des Vorformlings möglich.
Die beiden Kameras und die Beleuchtungseinheit können derart an der Transporteinrichtung angeordnet sein, dass eine Transportrichtung der Transporteinrichtung im Wesentlichen senkrecht zu den optischen Achsen der Kameras und senkrecht zur Abstrahlrichtung der Beleuchtungseinheit verläuft. Dadurch ist ein besonders kompakter Aufbau mit geringstem Platzbedarf in Transportrichtung möglich. Dabei können die optischen Achsen der Kameras bzw. die Abstrahlrichtung der Beleuchtungseinheit einen Versatz zueinander aufweisen oder in einem Schnittpunkt zusammenfallen.
Die Inspektionsvorrichtung kann einen Strahlteiler umfassen, so dass der Strahlengang der Beleuchtungseinheit und der Strahlengang der ersten Kamera über den Strahlteiler verlaufen, ins- besondere wobei die beiden Strahlengänge am Vorformling zueinander parallel bzw. koaxial ausgerichtet sind. Dadurch ist es möglich, dass die Beleuchtung und die Mündungsinspektion im Wesentlichen aus der gleichen Richtung erfolgt. Ferner erscheinen so Defekte am Mündungsbereich besonders kontrastreich. Mit Strahlengängen ist hier jeweils der Verlauf der Lichtstrahlen gemeint, die von der Beleuchtungseinheit zum Vorformling abgestrahlt bzw. die vom Vorformling in Richtung der ersten Kamera zurückreflektiert werden. Die Strahlengänge können jeweils Reflektionen und Brechungen an optischen Komponenten der Inspektionsvorrichtung mit einschließen, insbesondere am Strahlteiler. Der Strahlteiler kann eine Schicht umfassen, die teilweise transmittierend und teilweise reflektierend ausgebildet ist. Vorzugsweise ist die Schicht derart ausgebildet, dass 50 % Lichtanteil transmittiert und 50 % reflektiert werden. Ebenso sind andere Reflexions- Transmissionsverhältnisse des Strahlteilers denkbar, wie beispielsweise 60:40, 70:30, 80:20, 90:10 oder umgekehrt. Der Strahlteiler kann so ausgeführt sein, daß das Reflexions-/Transmissionsverhältnis abhängig von der Wellenlänge des Lichts ist, also z.B. der blaue Anteil stärker reflektiert und der rote stärker transmittiert wird. Der Strahlteiler kann plat- tenförmig, keilförmig oder würfelförmig ausgebildet sein. Vorzugsweise besteht der Strahlteiler aus einem Glas- oder Kunststoffmaterial als Träger für die Schicht. Die mit der zuvor genannten Schicht ausgebildete Oberfläche des Strahlteilers kann schräg, vorzugsweise 45°, zur optischen Achse der Kamera bzw. zur Beleuchtungseinheit angeordnet sein.
Dass die Beleuchtung und die Mündungsinspektion am Vorformling zueinander parallel oder koaxial ausgerichtet sind, kann hier bedeuten, dass die optischen Achsen der Beleuchtungseinheit sowie der ersten Kamera vor / nach der Umlenkung durch den Strahlteiler im Bereich des Vorformlings zueinander parallel bzw. koaxial ausgerichtet sind.
Der Strahlteiler kann bei der Inspektion zwischen dem Mündungsbereich und der ersten Kamera oder zwischen dem Mündungsbereich und der Beleuchtungseinheit angeordnet sein. Anders ausgedrückt kann der Strahlteiler zwischen einer für die Inspektion des Vorformlings vorgesehenen Inspektionsposition und der ersten Kamera oder zwischen der Inspektionsposition und der Beleuchtungseinheit angeordnet sein.
Vorzugsweise kann der Strahlteiler derart angeordnet sein, dass die Beleuchtung mit der Beleuchtungseinheit über eine Reflexion am Strahlteiler und die Mündungsinspektion mit der ersten Kamera über eine Transmission durch den Strahlteiler hindurch erfolgen. Dadurch kann die zweite Kamera gegenüberliegend zur ersten Kamera angeordnet sein, so dass sich der Vorformling bei der Inspektion genau zwischen den beiden Kameras befindet. Die Beleuchtung wird folglich über den Strahlteiler eingekoppelt. Alternativ dazu kann der Strahlteiler derart angeordnet sein, dass die Beleuchtung mit der Beleuchtungseinheit über eine Transmission durch den Strahlteiler hindurch und die Mündungsinspektion mit der ersten Kamera über eine Reflexion am Strahlteiler erfolgt. Demnach ist also die zweite Kamera zur Beleuchtungseinheit gegenüberliegend angeordnet.
Die optischen Achsen der ersten und der zweiten Kamera können entlang ihres optischen Weges im Wesentlichen auf einer gemeinsamen Inspektionsachse verlaufen, die bei der Inspektion im Bereich des Vorformlings im Wesentlichen parallel oder koaxial zur Längsachse des Vor- formlings verläuft, so dass die erste Kamera mit Blickrichtung auf den Mündungsbereich und die zweite Kamera mit Blickrichtung auf den Bodenbereich ausgerichtet sind. Der Strahlteiler kann hier auf der gemeinsamen Inspektionsachse zwischen der ersten Kamera und dem Mündungsbereich des Vorformlings angeordnet sein, so dass er das Licht der Beleuchtungseinheit in Reflexion auf die Inspektionsachse einkoppelt.
Die Transporteinrichtung kann dazu ausgebildet sein, die Vorformlinge quer zur Inspektionsachse zu transportieren. Dadurch ist zur Inspektion keine besondere Ausrichtung oder Bewegung des Vorformlings notwendig. Der Vorformling kann in der Transporteinrichtung derart aufgenommen sein, dass er bei der Inspektion mit seiner Längsachse im Wesentlichen parallel oder koaxial zur Inspektionsachse ausgerichtet ist.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden nachfolgend anhand des in der Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiels genauer beschrieben. Dabei zeigt:
Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel der Inspektionsvorrichtung in einer seitlichen Ansicht.
In der Fig. 1 ist die Inspektionsvorrichtung 1 zur optischen Inspektion des Mündungsbereichs 2a und des Bodenbereichs 2b des Vorformlings 2 in einer seitlichen Ansicht dargestellt. Zu sehen ist lediglich teilweise die Transporteinrichtung 3 mit einer Aufnahme für den Vorformling 2. Die Transporteinrichtung 3 kann beispielsweise einen Sternförderer, ein Karussell oder eine Linearfördereinheit umfassen. Die Aufnahme greift beispielsweise am Tragring 2e an und transportiert den Vorformling 2 senkrecht zur Bildebene in der Transportrichtung R, also quer zur Inspektionsachse I. Denkbar ist auch, dass die Transportrichtung R senkrecht zu den optischen Achsen A, B der Kameras 4, 5 und senkrecht zur Abstrahlrichtung der Beleuchtungseinheit 6 (optische Achse C) verläuft. Dadurch ist ein besonders kompakter Aufbau mit geringem Platzbedarf in Transportrichtung R möglich. Die optischen Achsen A, B, C können einen Versatz zueinander aufweisen oder sich in einem Schnittpunkt schneiden. Des Weiteren ist die erste Kamera 4 zu sehen, die mit ihrer optischen Achse A senkrecht auf den Mündungsbereich 2a des Vorformlings 2 ausgerichtet ist. Bei der Mündungsinspektion werden so Kratzer und Dellen im Bereich der Dichtfläche 2c besonders kontraststark erfasst und können dadurch zuverlässig ausgewertet werden. Ebenso kann der Mündungsdurchmes- ser vermessen oder eine Ovalität der Dichtfläche 2c erkannt und damit auf eine Verformung des Vorformlings geschlossen werden. Daneben können auch weitere Fehler wie zu wenig Material oder Einschlüsse im Dichtflächenbereich erkannt werden.
Der ersten Kamera 4 gegenüberliegend ist die zweite Kamera 5 zur Bodeninspektion des Bodenbereichs 2b des Vorformlings 2 angeordnet. Die optische Achse B der zweiten Kamera 5 ist dazu im Wesentlichen senkrecht auf den Bodenbereich 2b ausgerichtet. Hierdurch kann beispielsweise der Anspritzpunkt 2d des Vorformlings 2 im Durchlicht erfasst und dessen Lage gegenüber der äußeren Silhouette des Vorformlings 2 ausgewertet werden. Ist beispielsweise der Anspritzpunkt 2d nicht konzentrisch mit der Silhouette, so kann daraus auf eine Verformung des Vorformlings 2 entlang seiner Längsachse geschlossen werden. Weiterhin können Löcher im Anspritzpunkt 2d oder Einschlüsse oder Fremdkörper im Bodenbereich 2b erkannt werden.
Darüber hinaus ist die Beleuchtungseinheit 6 zu sehen, die mehrere LEDs 6a als Lichtquellen in einem Gehäuse 6c aufweist. Das von den LEDs 6a abgestrahlte Licht wird über den Diffusor 6b homogenisiert, so dass die Beleuchtungseinheit 6 eine im Wesentlichen gleichmäßig abstrahlende Lichtaustrittsfläche 6d aufweist.
Zwischen der ersten Kamera 4 und dem Mündungsbereich 2a ist weiter ein Strahlteiler 7 vorgesehen, der das von der Lichtaustrittsfläche 6d in Richtung der optischen Achse C abgestrahlte Licht in Richtung der Inspektionsachse I auf den Mündungsbereich 2a umlenkt bzw. einkoppelt. Folglich erfolgen also die Beleuchtung mittels der Beleuchtungseinheit 6 und die Mündungsinspektion mittels der ersten Kamera 4 über den Strahlteiler 7 parallel oder sogar koaxial zueinander. Das von dem Mündungsbereich 2a, insbesondere von der Dichtfläche 2c zurückreflektierte Licht gelangt über eine Transmission durch den Strahlteiler 7 hindurch in Richtung der Achse A zur Kamera 4 und kann dort erfasst werden. Durch die parallele bzw. koaxiale Beleuchtung und Erfassung des Mündungsbereichs gelangt an der Dichtfläche 2c reflektiertes Licht direkt zur Kamera und erscheint so besonders hell im Bild. Dagegen streuen beispielsweise Kratzer das Licht von der Inspektionsachse weg und erscheinen so als dunkle Furchen, die besonders gut erkannt werden können. Anders ausgedrückt, ist das Kamerabild durch die parallele bzw. koaxiale Anordnung von Beleuchtung und Kamera besonders kontrastreich. Des Weiteren ist die gleichmäßig abstrahlende Lichtaustrittsfläche 6d größer als die maximale Querschnittsfläche Q des Vorformlings 2 ausgebildet. Dadurch erscheint die Lichtaustrittsfläche 6d aus Sicht der zweiten Kamera 5 größer als die äußere Silhouette des Vorformlings 2. Der Vorformling 2 kann dadurch im Durchlicht besonders zuverlässig inspiziert werden.
Des Weiteren ist die Triggereinheit 8 zu sehen, mit der die LEDs 6a der Beleuchtungseinheit 6 so gesteuert werden, dass davon Lichtblitze abgegeben werden. Die Lichtblitze sind zeitlich so kurz gewählt, dass der Vorformling 2 in den Kamerabildern der ersten und zweiten Kamera 4, 5 trotz der Transportbewegung der Transporteinrichtung 3 stillstehend erscheinen. Die Triggereinheit 8 kann auch in die Beleuchtungseinheit 6 integriert sein oder mittels elektrischer Verbindungsleitungen damit verbunden sein. Ferner sind die erste und die zweite Kamera 4, 5 zu den Lichtblitzen der Beleuchtungseinheit 6 triggerbar, so dass die Aufnahme der Kamerabilder zeitgleich mit der Abgabe der Lichtblitze durch die Beleuchtungseinheit 6 erfolgt. Beispielsweise sind auch die Kameras 4, 5 mit der Triggereinheit 8 über entsprechende Signalleitungen verbunden.
In Abwandlung der in Fig. 1 dargestellten Inspektionsvorrichtung 1 kann die Beleuchtung der Beleuchtungseinheit 6 über eine Transmission am Strahlteiler 7 und die Mündungsinspektion mit der ersten Kamera 4 über eine Reflexion am Strahlteiler erfolgen. Anders ausgedrückt können die Positionen der ersten Kamera 4 und der Beleuchtungseinheit 6 miteinander vertauscht werden.
Des Weiteren ist denkbar, dass die erste Kamera 4 in einem hier nicht dargestellten Gehäuse eingehaust ist, das an seiner Innenseite eine lichtabsorbierende Oberfläche, beispielsweise eine schwarze Farbe, aufweist. Dadurch erscheint die erste Kamera 4 im Kamerabild der zweiten Kamera 5 besonders dunkel und stört damit die Bildaufnahme wenig.
Insgesamt wird die Inspektionsvorrichtung 1 nach dem Ausführungsbeispiel in der Fig. 1 wie folgt eingesetzt:
Der Vorformling 2 wird mittels der Transporteinrichtung 3 an die in der Fig. 1 dargestellte Inspektionsposition transportiert, wobei beim Erreichen dieser Position durch die Triggereinrichtung 8 ein Lichtblitz der Beleuchtungseinheit 6 ausgelöst wird. Das Licht wird ausgehend von der Lichtaustrittsfläche 6d über den Strahlteiler 7 reflektiert und durchleuchtet den Vorformling 2 vom Mündungsbereich 2a her in Richtung des Bodenbereichs 2b. Zeitgleich wird die Bildaufnahme der ersten und zweiten Kamera 4 und 5 ausgelöst, wobei der Vorformling 2 im Kamerabild der ersten Kamera 4 im Auflicht und im Kamerabild der zweiten Kamera 5 im Durchlicht erscheint. Die so von der ersten Kamera 4 und von der zweiten Kamera 5 aufge- nommenen Kamerabilder werden an eine hier nicht dargestellte Bildverarbeitungseinheit weitergeleitet, mit der diese dann hinsichtlich Kratzer bzw. Ovalität der Dichtfläche 2c und einer Asymmetrie des Anspritzpunktes 2d hin ausgewertet werden. Denkbar sind auch andere Inspektionsverfahren für den Vorformling 2.
Es versteht sich, dass die in den zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen genannten Merkmale nicht auf diese speziellen Kombinationen beschränkt sind und auch beliebige andere Kombinationen möglich sind.

Claims

Ansprüche
1. Inspektionsvorrichtung (1) zur optischen Inspektion eines Mündungs- (2a) und eines Bodenbereichs (2b) eines Vorformlings (2), mit einer Transporteinrichtung (3) zum insbesondere kontinuierlichen Transport des Vorformlings(2), mit einer ersten Kamera (4) zur Mündungsinspektion und einer zweiten Kamera (5) zur Bodeninspektion, und mit einer Beleuchtungseinheit (6) zur Beleuchtung des Vorformlings (2) während der Inspektion, dadurch gekennzeichnet, dass die Beleuchtungseinheit (6) zur Auflichtbeleuchtung des Mündungsbereichs (2a) und Durchlichtbeleuchtung des Bodenbereichs (2b) ausgebildet ist.
2. Inspektionsvorrichtung (1) nach Anspruch 1 , wobei die Inspektionsvorrichtung einen Strahlteiler (7) umfasst, so dass der Strahlengang der Beleuchtungseinheit und der Strahlengang der ersten Kamera über den Strahlteiler (7) verlaufen, insbesondere wobei die beiden Strahlengänge am Vorformling zueinander parallel bzw. koaxial ausgerichtet sind.
3. Inspektionsvorrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Strahlteiler (7) bei der Inspektion zwischen dem Mündungsbereich (2a) und der ersten Kamera (4) oder zwischen dem Mündungsbereich (2a) und der Beleuchtungseinheit (6) angeordnet ist.
4. Inspektionsvorrichtung (1) nach Anspruch 2 oder 3, wobei der Strahlteiler (7) derart angeordnet ist, dass die Beleuchtung mit der Beleuchtungseinheit (6) über eine Reflektion am Strahlteiler (7) und die Mündungsinspektion mit der ersten Kamera (4) über eine Transmission durch den Strahlteiler (7) hindurch erfolgt.
5. Inspektionsvorrichtung (1) nach Anspruch 2 oder 3, wobei der Strahlteiler (7) derart angeordnet ist, dass die Beleuchtung mit der Beleuchtungseinheit (6) über eine Transmission durch den Strahlteiler (7) hindurch und die Mündungsinspektion mit der ersten Kamera (4) über eine Reflexion am Strahlteiler (7) erfolgt.
6. Inspektionsvorrichtung (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei die optischen Achsen (A, B) der ersten und der zweiten Kamera (4, 5) entlang ihres optischen Weges im Wesentlichen auf einer gemeinsamen Inspektionsachse (I) verlaufen, die bei der Inspektion im Bereich des Vorformlings (2) im Wesentlichen parallel oder koaxial zur Längsachse des Vorformlings (2) verläuft, so dass die erste Kamera (4) mit Blickrichtung auf den Mündungsbereich (2a) und die zweite Kamera (5) mit Blickrichtung auf den Bodenbereich (2b) ausgerichtet sind.
7. Inspektionsvorrichtung (1) nach Anspruch 8, wobei die Transporteinrichtung (3) dazu ausgebildet ist, die Vorformlinge (2) quer zur Inspektionsachse (I) zu transportieren.
8. Inspektionsvorrichtung (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei die Beleuchtungseinheit (6) eine im Wesentlichen gleichmäßig abstrahlende Lichtaustrittsfläche (6d) aufweist.
9. Inspektionsvorrichtung (1 ) nach Anspruch 8, wobei die Beleuchtungseinheit (6) mehrere LEDs (6a) mit einem davor geschaltetem Diffusorelement (6b) umfasst.
10. Inspektionsvorrichtung (1) nach Anspruch 8 oder 9, wobei die gleichmäßig abstrahlende Lichtaustrittsfläche (6d) größer ist als eine maximale Querschnittsfläche (Q) des Vorformlings (2).
1 1. Inspektionsvorrichtung (1 ) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei die Beleuchtungseinheit (6) zur Abgabe von Lichtblitzen ausgebildet ist.
12. Inspektionsvorrichtung (1) nach Anspruch 10, wobei die erste und die zweite Kamera (4, 5) auf die Abgabe der Lichtblitze triggerbar sind, so dass eine Aufnahme der Kamerabilder zeitgleich mit der Abgabe der Lichtblitze erfolgt.
13. Inspektionsvorrichtung (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei die erste Kamera (4) und/oder die zweite Kamera (5) auf Seiten des Vorformlings (2) telezentri- sche Objektive aufweisen.
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