EP4298431A1 - Verfahren und vorrichtung zum inspizieren von behältnissen mit feststellung einer drehstellung eines behältnisverschlusses - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zum inspizieren von behältnissen mit feststellung einer drehstellung eines behältnisverschlusses

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Publication number
EP4298431A1
EP4298431A1 EP22717792.0A EP22717792A EP4298431A1 EP 4298431 A1 EP4298431 A1 EP 4298431A1 EP 22717792 A EP22717792 A EP 22717792A EP 4298431 A1 EP4298431 A1 EP 4298431A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
image
container
containers
recorded
container closure
Prior art date
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Pending
Application number
EP22717792.0A
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 EP4298431A1 publication Critical patent/EP4298431A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • 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
    • G01N21/909—Investigating the presence of flaws or contamination in a container or its contents in opaque containers or opaque container parts, e.g. cans, tins, caps, labels
    • G—PHYSICS
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    • G01N21/90—Investigating the presence of flaws or contamination in a container or its contents
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B67—OPENING, CLOSING OR CLEANING BOTTLES, JARS OR SIMILAR CONTAINERS; LIQUID HANDLING
    • B67B—APPLYING CLOSURE MEMBERS TO BOTTLES JARS, OR SIMILAR CONTAINERS; OPENING CLOSED CONTAINERS
    • B67B3/00—Closing bottles, jars or similar containers by applying caps
    • B67B3/26—Applications of control, warning, or safety devices in capping machinery
    • B67B3/262—Devices for controlling the caps
    • B67B3/264—Devices for controlling the caps positioning of the caps
    • 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
    • G01N21/9054—Inspection of sealing surface and container finish

Definitions

  • the present invention relates to a method and a device for inspecting containers, in particular beverage containers. It has long been known from the state of the art in the field of the beverage manufacturing industry to inspect containers. It is known, for example, to inspect the containers for damage or dirt.
  • WO 2014/023580 describes a seal inspection device in which a distance between a marking on a container and a marking on the closure is also determined.
  • WO 2019/025956 A1 describes a device and a method for determining an angular position of a closure with respect to a bottle.
  • the containers are transported by means of a transport device along a predetermined transport path and are inspected during this transport by means of a first inspection device, with the inspection device using an image recording device taking a first image of at least the container closure of one specific container (but preferably also a mouth area of the container) receives.
  • a second image of at least this container closure is recorded by means of an image recording device.
  • a time interval between the recording of the first image and the recording of the second image is preferably less than 100 ms, preferably less than 50 ms, preferably less than 20 ms, preferably less than 10 ms, preferably less than 8 ms, preferably less than 6 ms, preferably less than 5 ms and preferably less than 3 ms.
  • the containers are preferably inspected during their movement and in particular at least one image and preferably both images are recorded during a movement of the containers.
  • the containers are preferably transported at a transport speed that is greater than 0.1 m/s, preferably greater than 0.3 m/s, preferably greater than 0.5 m/s, preferably greater than 0.8 m/s and particularly preferably greater than 1.0 m/s.
  • the containers are preferably transported at a transport speed of less than 20 m/s, preferably less than 15 m/s, preferably less than 10 m/s, preferably less than 8 m/s, preferably less than 6 m/s , preferably less than 5 m/s, preferably less than 3 m/s, preferably less than 2.5 m/s.
  • the first image and the second image or the at least two recorded images of the same container are preferably compared with one another and/or both images are evaluated. In addition to taking pictures, it would also be possible to take picture sequences. From this comparison between the images, the existence of foreign bodies such as drops of liquid is preferably inferred.
  • the two images are not recorded in order to be able to better recognize specific markings, but rather in order to be able to draw a distinction between the markings and artefacts in the image representation from these two image recordings.
  • the first and the second image are recorded using the same image recording device. It is possible for this image recording device to be triggered twice in quick succession and/or to record a corresponding image.
  • two cameras it would also be possible for two cameras to be provided, which are preferably aligned with the same area of the container or its closure.
  • the same or essentially the same image field (and/or the same container) is preferably recorded with both images (apart from a slight offset that results from the forward movement of the container).
  • the lighting parameters are preferably changed in the two image recordings.
  • the images are preferably recorded or triggered at more or less the same place (of the container) and preferably in quick succession. This means that the time interval between the recording of the two images is so short that the location of the container has not changed or has not changed significantly between the time when the first image was captured and the time when the second image was captured.
  • the container preferably moves by less than 3 cm, preferably by less than 2 cm, preferably by less than 1.5 cm, preferably by less than 1 cm, preferably by less than 1 cm in the period between the recording of the first image and the recording of the second image 0.8 cm, preferably less than 0.6 cm and more preferably less than 0.5 cm.
  • at least one image or even both images to be recorded while the containers are at a standstill.
  • a time interval between the two recordings is preferably less than 1 s, preferably less than 0.5 s, preferably less than 0.2 s, preferably less than 0.1 s, preferably less than 50 ms, preferably less than 10 ms , preferably less than 8 ms, preferably less than 6 ms, preferably less than 5 ms, preferably less than 3 ms, preferably less than 2 ms, be preferably less than 1 ms, preferably less than 0.5 ms.
  • the time interval is preferably greater than 0.01 ms, preferably greater than 0.02 ms, preferably greater than 0.03 ms, preferably greater than 0.04 ms and particularly preferably greater than 0.05 ms.
  • the container can be picked up twice at the (essentially) same location, despite a certain finite transport speed. If, for example, the container moves at a speed of 2 m/second, this would mean, for example given a time interval between two recordings of 0.5 milliseconds, that the container has only moved by 1 mm.
  • Two images at the same location are preferably recorded. This means that both images are taken from the same area of a facility, only the container has moved slightly between the first shot and the second shot. However, at least the container closure and/or the mouth area of the container is preferably reproduced in full on both images.
  • the inspected containers are particularly preferably containers with heights of between 50 mm and 800 mm, preferably between 100 mm and 400 mm.
  • the inspection process is preferably carried out at a production rate of up to 90,000 containers/h.
  • the containers are particularly preferably plastic containers and in particular plastic bottles.
  • the containers are transported along a straight, in particular single-track, transport path.
  • the containers can be transported along a transport path in the shape of a circle or a segment of a circle.
  • the containers can be transported, for example, by means of a conveyor belt.
  • the containers it would also be conceivable for the containers to be transported by means of lateral guide belts.
  • the containers are preferably filled and closed containers.
  • the image recordings are triggered by means of a trigger device.
  • the exposure times for the image recordings are preferably greater than 1 ps, preferably greater than 2 ps, preferably greater than 5 ps and preferably greater than 10 ps.
  • the exposure times are preferably less than 500 ps, preferably less than 300 ps, preferably less than 200 ps and particularly preferably less than 100 ps
  • At least one image of an upper side of a container closure is recorded.
  • the observation is preferably carried out from above the container closure. It is possible and preferable for the image recording device to be arranged above the container closure, but it would also be conceivable to deflect the radiation path or the observation path (for example by means of mirrors).
  • the image recording device (during the recording of the images) is preferably arranged essentially vertically above the containers.
  • the first image is recorded using first physical parameters and the second image is recorded using second physical parameters, with at least one parameter (and in particular the value of this parameter) of the first physical parameters being different from at least one parameter (and in particular the value of this second parameter) differs from the second physical parameters (in particular a parameter that describes the same physical property) and/or these parameters at least partially deviate from one another.
  • the two recordings differ from one another in at least one parameter.
  • said physical parameter is selected from a group of parameters which include a time when the image was recorded, a duration of the image recording (or an exposure time), a color or a spectral range of an illumination, a type of illumination, a filter setting (possibly also a software filter), an observation angle of the image recording device, a distance of the observation device from the container closure, an illumination direction of an illuminating radiation, a polarization of an illuminating radiation, a directivity of the illuminating radiation and the like. It would also be possible for several such physical parameters to deviate from one another.
  • the observation angle of the image recording device and the distance of the observation device from the container closure remain essentially constant.
  • the first and second recordings can differ from one another with regard to an illumination color or with regard to an illumination direction or with regard to a type of illumination and the like.
  • the image recording device is preferably triggered twice in quick succession at essentially the same location on the container, with different types of illumination being used for the two recordings in this preferred method.
  • Wavelengths from the ultraviolet range to the infrared range can preferably be used as the illumination color or wavelength.
  • the light can be irradiated from different directions, similar to the so-called “shade from shading” method (this is a 3D method that measures inclination and curvature, which is also used in automated quality control mainly applied by in-line surface inspection tasks).
  • This enables the reliable detection of shape deviations such as cracks, scratches, pores or notches, especially on flat surfaces, but also the presence of foreign bodies or substances such as liquid drops.
  • a different directivity of the light used can also be used. This can range from a hard directed light to a fully diffused (cloudy day) lighting. As mentioned above, different directions of polarization of the illuminating light can also be used.
  • a mouth area of the container (in particular closed by the closure) is also recorded with the first image and/or the second image.
  • a marking located on the container closure is also recorded with the first image.
  • a marking located on an area of the container and in particular on a carrying ring is also recorded with the first and/or the second image.
  • the container closures to be inspected therefore preferably have at least one marking which can be detected by an image recording device (ie optically).
  • This marking can be present, for example, in an edge area of the container closure. be seen.
  • the container itself and in particular its mouth area and in particular its carrying ring also has a marking which can be detected by an image recording device.
  • the lighting parameters are selected in such a way that the markings differ only slightly in the recorded images.
  • the lighting parameters are preferably selected in such a way that foreign bodies, such as water droplets, differ greatly in the recorded images. In this way, it can be determined from a comparison between the image recordings which image feature originates from an artefact or a foreign body and which image feature is actually the reproduction of a marking.
  • Both image recordings are therefore preferably used in order to make a distinction between the markings (to be localized) on the one hand and image artefacts on the other hand and/or to suppress the effects that are triggered, for example, by water drops. In this way, the recognition performance can be increased. Furthermore, it would also be possible to create more than two recordings.
  • At least one of the recorded images is evaluated in order to deduce a rotational position of the container closure relative to the container.
  • a corresponding evaluation can be carried out using algorithms or using artificial intelligence.
  • water droplets and the alignment features can be recognized by means of conventional algorithms or else using a neural network for image processing.
  • a convolutional neural network (CNN) can preferably be used here. After training with suitable and high-quality annotated camera images, this can enable a higher selectivity.
  • a large number of reference images are preferably stored, in particular in a storage device, and a comparison device is preferably provided, which compares these stored images with recorded images.
  • a relative rotational position of the container closure or of the container can be determined on the basis of this comparison.
  • the image recording device preferably records at least one spatially resolved image of the container closure and/or the container.
  • the image recording device preferably generates spatially resolved (in particular 2D and/or 3D) sensor data (of the container and/or its closure) for detecting the container.
  • Evaluation data are preferably generated from the sensor data, in particular using a processor device and/or data processing device, by using at least one (computer-implemented) computer vision method in which (computer-implemented) perception and/or detection tasks are carried out, for example ( computer-implemented) 2D and/or 3D object recognition methods and/or (computer-implemented) methods for (computer-implemented) semantic segmentation and/or (computer-implemented) object classification (“image classification”) and/or ( computer-implemented) object localization.
  • a processor device and/or data processing device by using at least one (computer-implemented) computer vision method in which (computer-implemented) perception and/or detection tasks are carried out, for example ( computer-implemented) 2D and/or 3D object recognition methods and/or (computer-implemented) methods for (computer-implemented) semantic segmentation and/or (computer-implemented) object classification (“image classification”) and/or ( computer-implemented) object localization.
  • the object detected and/or represented in the sensor data is assigned to a (previously taught and/or predetermined) class.
  • a location of an object recorded and/or represented in the sensor data is determined or ascertained, which is determined in particular by a so-called bounding box
  • a class for classifying an object
  • class annotation is assigned (class annotation) to each pixel of the sensor data.
  • the classes can be, for example (among others) types of contamination (e.g. water, dust) or types of container closures (e.g. shape and colour).
  • the determination of the evaluation data from the (raw) data generated by the sensor device or data derived therefrom is preferably based on (computer-implemented) methods of machine learning, preferably on at least an (artificial) neural network-based method of machine learning.
  • a neural network can be called, for example, a deep neural network (DNN) preferably a so-called convolutional neural network (CNN) and/or a recurrent neural network (RNN) can be configured.
  • DNN deep neural network
  • CNN convolutional neural network
  • RNN recurrent neural network
  • the evaluation device for the evaluation can be integrated into the inspection device or else into a higher-level machine controller.
  • the particularly intelligent evaluation device is preferably able to use modern algorithms (CI, ie artificial intelligence, machine learning (machine learning), deep learning, etc.) to assess a rotational position of the container closure relative to the container.
  • the evaluation device preferably has a processor and/or a memory device.
  • the evaluation device is preferably suitable and intended for making a predictive prediction with regard to a closed state of the container.
  • the evaluation device can (in particular by means of a computer program and/or using modern algorithms such as AI, machine learning and/or deep learning or the like) indicate a classification of a closed state of the container.
  • the present invention is also directed to a device for inspecting containers provided with container closures, which has a transport device which transports the containers along a predetermined transport path and an inspection device which is used to inspect the containers, which has at least one first image recording device, which takes at least one picture of a container provided with a container closure.
  • the inspection device is suitable and intended for recording at least one second image of this container provided with the container closure.
  • Said image recording device preferably records both images. However, it would also be conceivable for two or more image recording devices to be provided.
  • the device has an illumination device for illuminating the containers and/or the container closures. It is possible that this lighting device is also triggered.
  • the device particularly preferably has a trigger device for triggering an image recording. Included triggering can take place at a specific position of the containers.
  • light barrier devices can be provided which trigger the first image recording when a container has reached a specific position.
  • the second image recording can take place at a predetermined time interval after the first image recording.
  • the lighting device When using a double trigger, the lighting device preferably has at least two flashed light sources such as two flashed lamps. These are particularly preferably triggered in a highly synchronous manner in terms of time, ie in particular in the one to two-digit ps range, with the image recordings. At least two light sources of the illumination device are therefore preferably triggered at a time interval that is less than 100 ps and/or greater than 1 ps.
  • a trigger signal (from outside) is preferably routed to the camera system and the camera system takes over the highly synchronous sequence control for the lamp flashes and the camera shutter.
  • the lighting device is preferably suitable and intended to emit pulsed lighting onto the containers. This illumination can also be triggered and/or pulsed.
  • the at least one lighting device is arranged in such a way that it illuminates the container or the container closure at an angle.
  • the image recording is essentially arranged vertically above the container to be inspected.
  • the image recording device is preferably arranged above the transport path of the containers.
  • the containers are preferably transported upright or with their mouths pointing upwards.
  • the image recording device monitors the containers in their longitudinal direction.
  • the distance (in particular in a longitudinal direction of the containers) between the image recording device and/or its optics on the one hand and the container closure on the other hand is preferably greater than 4 mm, preferably greater than 6 mm, preferably greater than 8 mm, preferably greater than 10 mm and preferably greater than 12mm.
  • a distance between the image recording device or its optics and the container closure is less than 70 mm, preferably less than 60 mm, preferably less than 50 mm, preferably less than 40 mm and preferably less than 35 mm.
  • An over-telecentric recording is particularly preferably recorded.
  • Studentstelezentician d. H. Pericentric lenses are known from the prior art. These can observe objects from several directions at the same time. In the case of a container closure, such lenses allow the closure surface and the outer surfaces (in particular of the container closure) to be recorded simultaneously, for example when viewed from an angle from above.
  • a front lens of such an objective preferably has a significantly larger diameter and/or cross section than the object to be observed, i. H. here referred to as the closure and carrying ring of the container.
  • the device preferably has only one image recording device, which is particularly preferably controlled in such a way that it records at least two recordings of the same container and/or the same container closure (in particular during its movement).
  • the containers are preferably transported at a distance from one another.
  • the device has a control device for controlling the image recording device(s).
  • the image recording device is designed to record (in particular spatially resolved) images of the container closures using the incident light method.
  • At least one lens device is particularly preferably arranged in the beam path between the image recording device and the container closure.
  • an image is recorded at a focal point or in the vicinity of the focal point of this lens device.
  • the container closures have a fastening element in order to fasten the container closure to the container. In this way, the container closure remains on the container even after the container closure has been opened.
  • the container closures are not embodied symmetrically and in particular are not rotationally symmetrical.
  • the device has an evaluation device for evaluating at least one recorded image, which is suitable and intended for determining a rotational position of the container closure and in particular a rotation of the container closure relative to a mouth of the container from the at least one recorded image determine. This evaluation device advantageously uses a method of the type described above for image evaluation.
  • the device preferably has a comparison device which compares the two recorded images with one another. From this comparison, the presence of foreign bodies on the container closure, such as water drops, is preferably inferred.
  • the container closures are preferably screw closures, which are preferably screwed onto the mouth of the container.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of a device according to the invention.
  • FIG. 1 shows a device 1 according to the invention for inspecting containers 10.
  • These containers 10 each have a container closure 10a which is screwed onto the container.
  • a marking (not shown) is arranged on the container closure (in particular a marking which is visible from above) and a corresponding marking is also formed on a carrying ring 10b of the container.
  • the reference character L designates the longitudinal direction of the container to be inspected.
  • Reference number 4 designates an inspection device, which here has an image recording device 42 and an optical system 44 . This image recording device is arranged above the container 10 in a longitudinal direction L in order to inspect it.
  • the reference number 46 designates an advantageously present optical device and in particular a lens device, which is used to observe the container closure 10a.
  • This lens device preferably has a significantly larger diameter than the object to be observed, than the closure and the carrying ring of the container.
  • the reference symbols 48a and 48b identify two lighting devices which, in this configuration, are arranged laterally next to the longitudinal direction L of the container. In this way, the container closure is illuminated at an angle from above.
  • a first image can be recorded, with the illumination device 48a illuminating the container, and a second image, with the illumination device 48b illuminating the container.
  • a second image with the illumination device 48b illuminating the container.
  • the first illumination for the first image
  • the second illumination for the second image
  • the reference number 52 designates a housing in which the image recording device 42 is integrated.
  • This housing 52 can be formed on its inner walls preferably light absorbing.
  • the reference number 12 designates an ejection device which is suitable and intended for ejecting containers identified as defective or containers that have been sealed incorrectly from the transport path.
  • the applicant reserves the right to claim all features disclosed in the application documents as essential to the invention, provided they are new, individually or in combination, compared to the prior art. It is also pointed out that the individual figures also describe features that can be advantageous in and of themselves. The person skilled in the art recognizes immediately that a specific feature described in a figure can also be advantageous without adopting further features from this figure. Furthermore, the person skilled in the art recognizes that advantages can also result from a combination of several features shown in individual figures or in different figures.

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Abstract

Verfahren zum Inspizieren von Behältnissen (10), wobei mit Behältnisverschlüssen (10a) versehene Behältnisse (10) mittels einer Transporteinrichtung (2) entlang eines vorgegebenen Transportpfads (T) transportiert werden und während dieses Transports mittels einer ersten Inspektionseinrichtung (4) inspiziert werden, wobei die Inspektionseinrichtung (4) mittels einer Bildaufnahmeeinrichtung (42) wenigstens ein erstes Bild zumindest des Behältnisverschlusses eines Behältnisses (10) aufgenommen wird, dadurch gekennzeichnet, dass mittels einer Bildaufnahmeeinrichtung ein zweites Bild zumindest dieses Behältnissesverschlusses (10) aufgenommen wird, wobei bevorzugt ein zeitlicher Abstand zwischen der Aufnahme des ersten Bildes und des zweiten Bildes geringer ist als 10 ms.

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Inspizieren von Behältnissen mit Feststellung einer Drehstellung eines Behältnisverschlusses
Beschreibung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Inspizie ren von Behältnissen, insbesondere von Getränkebehältnissen. Aus dem Stand der Technik ist es im Bereich der getränkeherstellenden Industrie seit langem bekannt, Behältnisse zu inspizieren. Dabei ist es beispielsweise bekannt, die Behältnisse auf Schäden zu inspizieren oder auf Verschmutzungen.
Daneben ist es im Stand der Technik bekannt, bei verschlossenen Behältnissen Prüfungen durchzuführen, ob ein Verschluss ordnungsgemäß an dem jeweiligen Behältnis angeordnet ist. Zu diesem Zweck sind aus dem Stand der Technik Verfahren und Vorrichtungen be kannt, bei denen eine Drehstellung eines Behältnisverschlusses gegenüber dem Mündungs bereich des Behältnisses geprüft oder ermittelt wird, insbesondere bei Behältnissen, die aus PET gefertigt werden. Dies erfolgt dabei teilweise mittels Markierungen, die sowohl an dem Behältnisverschluss als auch an dem Behältnis selbst angeordnet sind.
Entsprechende Vorrichtungen und Verfahren haben sich im Stand der Technik bewährt. Gleichwohl treten teilweise Probleme auf, wenn sich beispielsweise Verschmutzungen oder Flüssigkeitstropfen auf den Behältnisverschlüssen befinden. Aus der EP 1 270433 A2 ist ein Verfahren zum Inspizieren von Behältnissen bekannt. Dabei wird ein Bild einer Behältnismarke und einer Verschlussmarke aufgenommen und das Bild wird zu einer Prozesseinrichtung übermittelt, um eine Lage dieser Markierungen zu analysie ren.
Die WO 2014/023580 beschreibt eine Dichtungsinspektionsvorrichtung, bei der ebenfalls ein Abstand zwischen einer Markierung auf einem Behältnis und einer Markierung auf dem Ver schluss ermittelt wird. Die WO 2019/025956 A1 beschreibt eine Vorrichtung und ein Verfah ren zum Ermitteln einer Winkelposition eines Verschlusses bezüglich einer Flasche.
Im Stand der Technik ist es dabei üblich, beispielsweise Verschmutzungen wie zurückblei bende Wassertropfen zu entfernen. Allerdings können auch zurückbleibende Wassertropfen trotz einer Abblasung eine Erkennung der Winkelmerkmale auf dem Verschluss und auf dem Behältnis (zum Beispiel an einem Tragring) deutlich erschweren, was damit auch die Inspek tion erschwert.
Die genannten Aufgaben werden durch die Gegenstände der unabhängigen Patentansprü che erreicht. Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen sind Gegenstand der Un teransprüche.
Bei einem erfindungsgemäßen Verfahren zum Inspizieren von Behältnissen und insbesonde re von mit Behältnisverschlüssen versehenen Behältnissen werden die Behältnisse mittels einer Transporteinrichtung entlang eines vorgegebenen Transportpfads transportiert und während dieses Transports mittels einer ersten Inspektionseinrichtung inspiziert, wobei die Inspektionseinrichtung mittels einer Bildaufnahmeeinrichtung ein erstes Bild zumindest des Behältnisverschlusses eines bestimmten Behältnisses (bevorzugt aber auch eines Mün dungsbereiches des Behältnisses) aufnimmt.
Erfindungsgemäß wird mittels einer Bildaufnahmeeinrichtung ein zweites Bild zumindest die ses Behältnisverschlusses aufgenommen. Dabei ist bevorzugt ein zeitlicher Abstand zwi schen der Aufnahme des ersten Bildes und der Aufnahme des zweiten Bildes geringer als 100 ms, bevorzugt geringer als 50 ms, bevorzugt geringer als 20 ms, bevorzugt geringer als 10 ms, bevorzugt geringer als 8 ms, bevorzugt geringer als 6 ms, bevorzugt geringer als 5 ms und bevorzugt geringer als 3 ms. Bevorzugt werden die Behältnisse während ihrer Bewegung inspiziert und insbesondere wird wenigstens ein Bild und werden bevorzugt beide Bilder während einer Bewegung der Be hältnisse aufgenommen. Bevorzugt werden die Behältnisse mit einer Transportgeschwindig keit transportiert, die größer ist als 0,1 m/s, bevorzugt größer als 0,3 m/s, bevorzugt größer als 0,5 m/s, bevorzugt größer als 0,8 m/s und besonders bevorzugt größer als 1 ,0 m/s. Be vorzugt werden die Behältnisse mit einer Transportgeschwindigkeit transportiert, die kleiner ist als 20 m/s, bevorzugt kleiner als 15 m/s, bevorzugt kleiner als 10 m/s, bevorzugt kleiner als 8 m/s, bevorzugt kleiner als 6 m/s, bevorzugt kleiner als 5 m/s, bevorzugt kleiner als 3 m/s, bevorzugt kleiner als 2,5 m/s.
Es wird daher vorgeschlagen, dass von dem gleichen Behältnisverschluss wenigstens zwei und bevorzugt genau zwei Aufnahmen aufgenommen werden. Dabei ist es möglich, dass diese beiden Aufnahmen mittels der gleichen Bildaufnahmeeinrichtung, bzw. Kamera ge macht werden. Dabei werden Verschmutzungen wie beispielsweise Wassertropfen aufgrund unterschiedlicher Abbildungen bei der Bildverarbeitung identifiziert und können bevorzugt ignoriert werden, wohingegen die Merkmale der Ausrichtung ähnlich abgebildet werden und eindeutig von Wassertropfen unterschieden werden können.
Bevorzugt werden das erste Bild und das zweite Bild bzw. die wenigstens zwei aufgenom menen Bilder des gleichen Behältnisses miteinander verglichen und/oder es werden beide Bilder ausgewertet. Neben der Aufnahme von Bildern wäre es auch möglich, Bildsequenzen aufzunehmen. Bevorzugt wird aus diesem Vergleich zwischen den Bildern auf das Vorhan densein von Fremdkörpern wie etwa Flüssigkeitstropfen geschlossen.
Bevorzugt wird durch diesen Vergleich der beiden Bilder zwischen gesuchten oder zu su chenden Merkmalen (bzw. Markierungen des Verschlusses oder des Behältnisses) einer seits und andererseits störenden Artefakten (wie sie etwa durch Wassertröpfchen hervorge rufen werden) unterschieden.
Anders als im Stand der Technik werden also die beiden Bildaufnahmen nicht durchgeführt, um bestimmte Markierungen besser erkennen zu können, sondern, um aus diesen beiden Bildaufnahmen eine Unterscheidung zwischen den Markierungen und Artefakten in der Bild darstellung treffen zu können. Bei einem weiteren vorteilhaften Verfahren werden das erste und das zweite Bild mittels der gleichen Bildaufnahmeeinrichtung aufgenommen. Dabei ist es möglich, dass diese Bildauf nahmeeinrichtung zweimal in kurzen Abständen hintereinander getriggert wird und/oder ein entsprechendes Bild aufnimmt. Es wäre jedoch auch möglich, dass zwei Kameras vorgese hen sind, welche bevorzugt auf den gleichen Bereich des Behältnisses bzw. dessen Ver schluss ausgerichtet ist.
Bevorzugt wird mit beiden Bildaufnahmen das gleiche oder im Wesentlichen das gleiche Bildfeld (und/oder das gleiche Behältnis) aufgenommen (abgesehen von einem geringen Versatz, der sich durch die Fortbewegung des Behältnisses ergibt).
Bevorzugt werden jedoch bei den beiden Bildaufnahmen die Beleuchtungsparameter geän dert.
Dabei werden bevorzugt die Bilder quasi am gleichen Ort (des Behältnisses) und bevorzugt kurz nacheinander aufgenommen, bzw. getriggert. Dies bedeutet, dass der zeitliche Abstand zwischen den Aufnahmen der beiden Bilder so gering ist, dass sich der Ort des Behältnisses zwischen dem Zeitpunkt der ersten Bildaufnahme und dem Zeitpunkt der zweiten Bildauf nahme nicht oder nicht wesentlich geändert hat.
Bevorzugt bewegt sich das Behältnis in dem Zeitraum zwischen der Aufnahme des ersten Bildes und der Aufnahme des zweiten Bildes um weniger als 3cm, bevorzugt um weniger als 2cm, bevorzugt um weniger als 1 ,5cm, bevorzugt um weniger als 1cm, bevorzugt um weni ger als 0,8cm, bevorzugt um weniger als 0,6cm und besonders bevorzugt um weniger als 0,5cm. Es wäre jedoch auch denkbar, dass wenigstens ein Bild oder auch beide Bilder wäh rend eines Stillstands der Behältnisse aufgenommen werden.
Bevorzugt ist ein zeitlicher Abstand zwischen den beiden Aufnahmen kleiner als 1 s, bevor zugt kleiner als 0,5 s, bevorzugt kleiner als 0,2 s, bevorzugt kleiner als 0,1 s bevorzugt klei ner als 50 ms, bevorzugt kleiner als 10 ms, bevorzugt kleiner als 8 ms, bevorzugt kleiner als 6 ms, bevorzugt kleiner als 5 ms, bevorzugt kleiner als 3 ms, bevorzugt kleiner als 2 ms, be vorzugt kleiner als 1ms., bevorzugt kleiner als 0,5 ms. Bevorzugt ist der zeitliche Abstand größer als 0,01 ms, bevorzugt größer als 0,02 ms, bevorzugt größer als 0,03 ms, bevorzugt größer als 0,04 ms und besonders bevorzugt größer als 0,05 ms. Durch diese kurzen zeitlichen Abstände kann das Behältnis trotz einer bestimmten endlichen Transportgeschwindigkeit zwei Mal an dem (im Wesentlichen) gleichen Ort aufgenommen werden. Falls sich beispielsweise das Behältnis mit einer Geschwindigkeit von 2 m/Sekunde bewegt, so würde dies beispielsweise bei einem zeitlichen Abstand zwischen zwei Aufnah men von 0,5 Millisekunden bedeuten, dass sich das Behältnis lediglich um 1 mm bewegt hat.
Bevorzugt werden zwei ortsgleiche Bilder aufgenommen. Dies bedeutet, dass beide Bilder von dem gleichen Bereich einer Anlage aufgenommen werden nur sich das Behältnis zwi schen der ersten Aufnahme und der zweiten Aufnahme geringfügig bewegt hat. Bevorzugt wird jedoch zumindest der Behältnisverschluss und/oder der Mündungsbereich des Behält nisses voll auf beiden Bildern wiedergegeben.
Besonders bevorzugt handelt es sich bei den inspizierten Behältnissen um Behältnisse, wel che Höhen zwischen 50 mm und 800 mm, bevorzugt zwischen 100 mm und 400 mm aufwei sen. Bevorzugt wird das Inspektionsverfahren bei einer Produktionsleistung von bis zu 90.000 Behältern/h durchgeführt. Besonders bevorzugt handelt es sich bei den Behältnissen um Kunststoffbehältnisse und insbesondere um Kunststoffflaschen.
Bei einem weiteren bevorzugten Verfahren werden die Behältnisse entlang eines geradlini gen, insbesondere einbahnigen Transportpfads transportiert. Es wäre jedoch auch möglich, dass die Behältnisse entlang eines kreis- oder kreissegmentförmigen Transportpfads trans portiert werden. Dabei kann ein Transport der Behältnisse beispielsweise mittels eines Transportbandes erfolgen. Daneben wäre es jedoch auch denkbar, dass die Behältnisse mittels Seitenführungsbändern transportiert werden.
Bevorzugt handelt es sich bei den Behältnissen um gefüllte und verschlossene Behältnisse. Bei einem weiteren bevorzugten Verfahren werden die Bildaufnahmen mittels einer Trigger einrichtung getriggert. Bevorzugt sind die Belichtungszeiten für die Bildaufnahmen größer als 1 ps , bevorzugt größer als 2 ps , bevorzugt größer als 5 ps und bevorzugt größer als 10 ps. Bevorzugt sind die Belichtungszeiten geringer als 500 ps, bevorzugt geringer als 300 ps , bevorzugt geringer als 200 ps und besonders bevorzugt geringer als 100 ps
Bei einem bevorzugten Verfahren wird wenigstens ein Bild einer Oberseite eines Behältnis verschlusses aufgenommen. Bevorzugt erfolgt dabei die Beobachtung von oberhalb des Behältnisverschlusses her. Dabei ist es möglich und bevorzugt, dass die Bildaufnahmeein richtung oberhalb des Behältnisverschlusses angeordnet ist, es wäre jedoch auch eine Um lenkung des Strahlungsweges bzw. des Beobachtungspfades (beispielsweise mittels Spie geln) denkbar. Bevorzugt ist die Bildaufnahmeeinrichtung (während der Aufnahme der Bil der) im Wesentlichen senkrecht oberhalb der Behältnisse angeordnet.
Bei einem weiteren bevorzugten Verfahren erfolgt die Aufnahme des ersten Bildes unter Verwendung erster physikalischer Parameter und die Aufnahme des zweiten Bildes unter Verwendung zweiter physikalischer Parameter, wobei sich wenigstens ein Parameter (und insbesondere der Wert dieses Parameters) der ersten physikalischen Parameter von wenigs tens einem Parameter (und insbesondere dem Wert dieses zweiten Parameters) der zweiten physikalischen Parameter (insbesondere einem Parameter der die gleiche physikalische Eigenschaft beschreibt) unterscheidet und/oder wobei diese Parameter wenigstens teilweise voneinander abweichen. Insbesondere unterscheiden sich die beiden Aufnahmen in wenigs tens einem Parameter voneinander.
So kann beispielsweise das erste Bild mit einem bestimmten Satz (p1 , p2, p3, p4) von Pa rametern aufgenommen werden und das zweiten Bild mit einem weiteren Satz (q1 , q2, p3, q4) von Parametern und es kann gelten p1=q1 , p2=q2, p3=q3 und p4 ungleich q4).
Bei einem bevorzugten Verfahren ist der besagte physikalische Parameter aus einer Gruppe von Parametern ausgewählt, welche einen Zeitpunkt der Bildaufnahme, eine Zeitdauer der Bildaufnahme (bzw. eine Belichtungszeit), eine Farbe oder einen Spektralbereich einer Be leuchtung, eine Beleuchtungsart, eine Filtereinstellung (ggfs auch eines Softwarefilters), einen Beobachtungswinkel der Bildaufnahmeeinrichtung, einen Abstand der Beobachtungs einrichtung von dem Behältnisverschluss, eine Beleuchtungsrichtung einer beleuchtenden Strahlung, eine Polarisierung einer beleuchtenden Strahlung, eine Richtwirkung der beleuch tenden Strahlung und dergleichen enthält. Auch wäre es möglich, dass mehrere derartige physikalische Parameter voneinander abweichen.
Bevorzugt bleiben jedoch bei der Verwendung eines Doppeltriggers, also zwei kurz hinterei nander mit einer Kamera aufgenommenen Aufnahmen der Beobachtungswinkel der Bildauf nahmeeinrichtung sowie der Abstand der Beobachtungseinrichtung von dem Behältnisver schluss im Wesentlichen konstant. So können sich beispielsweise die erste und die zweite Aufnahme voneinander hinsichtlich einer Beleuchtungsfarbe oder hinsichtlich einer Beleuchtungsrichtung oder hinsichtlich einer Beleuchtungsart und dergleichen unterscheiden.
Bevorzugt wird dabei die Bildaufnahmeeinrichtung am im Wesentlichen gleichen Ort des Behältnisses sehr kurz nacheinander zwei Mal getriggert, wobei bei diesem bevorzugten Verfahren für beide Aufnahmen unterschiedliche Beleuchtungsarten angewandt werden.
Als Beleuchtungsfarbe oder Wellenlänge können bevorzugt Wellenlängen vom Ultravioletten Bereich bis zum infraroten Bereich verwendet werden.
Wie erwähnt, kann dabei das Licht aus unterschiedlichen Richtungen eingestrahlt werden, ähnlich wie bei sog. „shade from shading“-Verfahren (hierbei handelt es sich um ein nei- gungs- und krümmungsmessendes 3D-Verfahren, das auch in der automatisierten Qualitäts kontrolle vor allem von Inlineoberflächeninspektionsaufgaben angewandt wird). Dies ermög licht die sichere Erkennung von Formabweichungen wie beispielsweise Risse, Kratzer, Po ren oder Kerben, insbesondere auf planen Flächen aber ggfs auch das Vorhandensein von Fremdkörpern oder Substanzen wie Flüssigkeitstropfen.
Daneben kann, wie erwähnt, auch eine unterschiedliche Richtwirkung des verwendeten Lich tes eingesetzt werden. Diese kann dabei von einem hart gerichteten Licht bis zu einer volldif fusen (cloudy day) - Beleuchtung reichen. Auch können, wie oben erwähnt, unterschiedliche Polarisationsrichtungen des beleuchtenden Lichtes eingesetzt werden.
Bei einem weiteren bevorzugten Verfahren wird mit dem ersten Bild und/oder dem zweiten Bild auch ein Mündungsbereich des (insbesondere von dem Verschluss verschlossenen) Behältnisses aufgenommen. Insbesondere wird mit dem ersten Bild auch eine an dem Be hältnisverschluss befindliche Markierung aufgenommen. Weiterhin wird mit dem ersten und/oder dem zweiten Bild auch eine auf einem Bereich des Behältnisses und insbesondere einem Tragring befindliche Markierung aufgenommen.
Bevorzugt weisen daher die zu inspizierenden Behältnisverschlüsse wenigstens eine Markie rung auf, welche durch eine Bildaufnahmeeinrichtung (d. h. optisch) erfassbar ist. Diese Markierung kann dabei beispielsweise in einem Randbereich des Behältnisverschlusses vor- gesehen sein. Bei einem weiteren bevorzugten Verfahren weist auch das Behältnis selbst und insbesondere dessen Mündungsbereich und insbesondere dessen Tragring eine Markie rung auf, welche durch eine Bildaufnahmeeinrichtung erfassbar ist.
Bei einem bevorzugten Verfahren sind die Beleuchtungsparameter derart gewählt, dass sich in den aufgenommenen Bildern die Markierungen nur wenig unterscheiden. Bevorzugt sind die Beleuchtungsparameter derart gewählt, dass sich in den aufgenommenen Bildern Fremdkörper, wie etwa Wassertropfen stark unterscheiden. Auf diese Weise kann aus einem Vergleich zwischen den Bildaufnahmen ermittelt werden, welches Bildmerkmal von einem Artefakt oder einem Fremdkörper herrührt und welches Bildmerkmal tatsächlich die Wieder gabe einer Markierung ist.
Bevorzugt werden daher beide Bildaufnahmen verwendet um eine Unterscheidung zwischen den (zu lokalisierenden) Markierungen einerseits und von Bildartefakten andererseits zu tref fen und/oder um die Effekte, die etwa durch Wassertropfen ausgelöst werden zu unterdrü cken. Auf diese Weise kann die Erkennungsleistung erhöht werden. Weiterhin wäre es auch möglich, mehr als zwei Aufnahmen zu erstellen.
Bei einem weiteren bevorzugten Verfahren wird wenigstens eines der aufgenommen Bilder ausgewertet, um auf eine Drehstellung des Behältnisverschlusses gegenüber dem Behältnis zu schließen. Dabei kann eine entsprechende Auswertung mittels Algorithmen erfolgen oder auch unter dem Einsatz von künstlicher Intelligenz.
Genauer kann eine Erkennung beispielsweise von Wassertropfen und den Ausrichtmerkma len mittels einer konventionellen Algorithmik erfolgen oder aber auch unter Verwendung ei nes neuronalen Netzes für die Bildverarbeitung. Dabei kann bevorzugt ein Convolutional Neuronal Network (CNN) Einsatz finden. Dieses kann nach einem Training mit geeigneten und hochwertig annotierten Kamerabildern eine höhere Trennschärfe ermöglichen.
Bevorzugt ist eine Vielzahl von Referenzbildern insbesondere in einer Speichereinrichtung abgelegt und es ist bevorzugt eine Vergleichseinrichtung vorgesehen, die diese abgelegten Bilder mit aufgenommenen Bildern vergleicht. Anhand dieses Vergleiches kann eine relative Drehstellung des Behältnisverschlusses oder auch des Behältnisses ermittelt werden. Bevorzugt nimmt die Bildaufnahmeeinrichtung wenigstens ein ortsaufgelöstes Bild des Be hältnisverschlusses und/oder des Behältnisses auf. Bevorzugt erzeugt die Bildaufnahmeein richtung zur Erfassung des Behältnisses örtlich aufgelöste (insbesondere 2D- und/oder 3D-) Sensordaten (von dem Behältnis und/oder dessen Verschluss).
Bevorzugt werden Auswertedaten aus den Sensordaten, insbesondere unter Verwendung einer Prozessoreinrichtung und/oder Datenverarbeitungseinrichtung, mittels Anwendung wenigstens eines (computerimplementierten) Computer-Vision-Verfahrens erzeugt, in wel chem (computer-implementierte) Wahrnehmungs- und/oder Erfassungsaufgaben ausgeführt werden, beispielsweise (computer-implementierte) 2D- und/oder 3D-Objekterkennungs- verfahren und/oder (computer-implementierte) Verfahren zur (computer-implementierten) semantischen Segmentierung und/oder (computer-implementierten) Objektklassifizierung („Image Classification“) und/oder (computer-implementierten) Objektlokalisierung.
Dabei wird bei der Objektklassifizierung das in den Sensordaten erfasste und/oder darge stellte Objekt einer (vorher eingelernten und/oder vorgegebenen) Klasse zugeordnet. Bei einer Objektlokalisierung wird insbesondere zusätzlich zu einer Objektklassifizierung ein Ort eines in den Sensordaten erfassten und/oder dargestellten Objekts (beispielsweise einer an dem Verschluss vorhandenen Markierung (insbesondere in Bezug auf die Sensordaten) be stimmt bzw. ermittelt, welcher insbesondere durch eine sogenannte Bounding Box markiert und/oder hervorgehoben wird. Bei der semantischen Segmentierung wird insbesondere je dem Pixel der Sensordaten eine Klasse (zur Klassifizierung eines Objekts) (insbesondere aus einer insbesondere vorgegebenen Vielzahl von Klassen) zugeordnet (Klassen- Annotation).
Bei den Klassen kann es sich beispielsweise (unter anderem) um Verschmutzungsarten (et wa Wasser, Staub) oder um Arten der Behältnisverschlüsse (etwa Form und Farbe) handeln.
Bevorzugt basiert die Ermittlung der Auswertedaten aus den von der Sensoreinrichtung er zeugten (Roh-)Daten oder hieraus abgeleiteter Daten (insbesondere die Ausführung von Computer-Vision-Verfahren bzw. Wahrnehmungsverfahren) auf (computer-implementierten) Verfahren des maschinellen Lernens, bevorzugt auf wenigstens einem (künstlichen) neuro nalen Netzwerk basierenden Verfahren des maschinellen Lernens. Ein solches neuronales Netzwerk kann beispielsweise als tiefes neuronales Netzwerk (Deep Neural Network, DNN) bevorzugt ein sogenanntes Convolutional Neural Network (CNN) (dt. Faltungsnetzwerk) und/oder ein rekurrentes Neuronales Netzwerk (RNN, engl. Recurrent Neural Network) aus gestaltet sein.
Die Auswerteeinrichtung zur Auswertung kann dabei in die Inspektionseinrichtung integriert sein oder aber auch in eine übergeordnete Maschinensteuerung. Bevorzugt ist die insbeson dere intelligente, Auswerteeinrichtung in der Lage, über moderne Algorithmen (Kl, d. h. Künstliche Intelligenz, machine learning (maschinelles Lernen), deep learning etc.) eine Be urteilung einer Drehstellung des Behältnisverschlusses gegenüber dem Behältnis vorzuneh men. Bevorzugt weist die Auswerteeinrichtung einen Prozessor und/oder eine Speicherein richtung auf. Bevorzugt ist die Auswerteeinrichtung dazu geeignet und bestimmt, eine prädik- tive Vorhersage in Hinblick auf einen Verschlusszustand des Behältnisses zu treffen.
Die Auswerteeinrichtung kann (insbesondere mittels eines Computer-Programms und/oder mithilfe moderner Algorithmen wie Kl, machine learning und/oder deep learning oder derglei chen) eine Klassifzierung eines Verschlusszustandes des Behältnisses angeben.
Die vorliegende Erfindung ist weiterhin auf eine Vorrichtung zum Inspizieren von mit Behält nisverschlüssen versehenen Behältnissen gerichtet, welche eine Transporteinrichtung auf weist, welche die Behältnisse entlang eines vorgegebenen Transportpfads transportiert und eine Inspektionseinrichtung, die zum Inspizieren der Behältnisse dient, welche wenigstens eine erste Bildaufnahmeeinrichtung aufweist, welche wenigstens ein Bild eines mit einem Behältnisverschluss versehenen Behältnisses aufnimmt.
Erfindungsgemäß ist die Inspektionseinrichtung dazu geeignet und bestimmt, wenigstens ein zweites Bild dieses mit dem Behältnisverschluss versehenen Behältnisses aufzunehmen.
Bevorzugt nimmt dabei die besagte Bildaufnahmeeinrichtung beide Bilder auf. Es wäre aber auch denkbar, dass zwei oder mehrere Bildaufnahmeeinrichtungen vorgesehen sind.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist die Vorrichtung eine Beleuchtungs einrichtung zum Beleuchten der Behältnisse und/oder der Behältnisverschlüsse auf. Dabei ist es möglich, dass auch diese Beleuchtungseinrichtung getriggert ist. Besonders bevorzugt weist die Vorrichtung eine Triggereinrichtung zum Auslösen einer Bildaufnahme auf. Dabei kann eine Triggerung auf eine bestimmte Position der Behältnisse erfolgen. So können etwa Lichtschrankeneinrichtungen vorgesehen sein, welche die erste Bildaufnahme auslösen, wenn ein Behältnis eine bestimmte Position erreicht hat. Die zweite Bildaufnahme kann in einem vorgegebenen zeitlichen Abstand nach der ersten Bildaufnahme erfolgen.
Bevorzugt weist die Beleuchtungseinrichtung bei Verwendung eines Doppeltriggers wenigs tens zwei geblitzte Lichtquellen wie zwei geblitzte Lampen auf. Diese werden besonders bevorzugt zeitlich hochsynchron also insbesondere im ein- bis zweistelligen ps-Bereich mit den Bildaufnahmen getriggert. Bevorzugt werden daher wenigstens zwei Lichtquellen der Beleuchtungseinrichtung mit einem zeitlichen Abstand zueinander getriggert, der geringer ist als 100 ps, und/oder der größer ist als 1 ps.
Dabei wird bevorzugt ein Triggersignal (von aussen) an das Kamerasystem geführt und das Kamerasystem übernimmt die hochsynchrone Ablaufsteuerung für die Lampenblitze und den Kamerashutter.
Bevorzugt ist die Beleuchtungseinrichtung dazu geeignet und bestimmt, eine gepulste Be leuchtung auf die Behältnisse auszugeben. Auch diese Beleuchtung kann dabei getriggert und/oder gepulst sein.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die wenigstens eine Beleuchtungsein richtung derart angeordnet, dass die das Behältnis oder den Behältnisverschluss schräg be leuchtet. Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist die Bildaufnahme im Wesentli chen senkrecht oberhalb des zu inspizierenden Behältnisses angeordnet. Bevorzugt ist die Bildaufnahmeeinrichtung oberhalb des Transportpfads der Behältnisse angeordnet. Bevor zugt werden dabei die Behältnisse aufrecht bzw. mit ihrer Mündung nach oben transportiert.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform beobachtet die Bildaufnahmeeinrichtung die Behältnisse in deren Längsrichtung. Bevorzugt ist der Abstand (insbesondere in einer Längsrichtung der Behältnisse) zwischen der Bildaufnahmeeinrichtung und/oder deren Optik einerseits und dem Behältnisverschluss andererseits größer als 4 mm, bevorzugt größer als 6 mm, bevorzugt größer als 8 mm, bevorzugt größer als 10 mm und bevorzugt größer als 12 mm. Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist ein Abstand zwischen der Bild aufnahmeeinrichtung bzw. deren Optik und dem Behältnisverschluss kleiner als 70 mm, be- vorzugt kleiner als 60 mm, bevorzugt kleiner als 50 mm, bevorzugt kleiner als 40 mm und bevorzugt kleiner als 35 mm.
Besonders bevorzugt wird eine übertelezentrische Aufnahme aufgenommen. Übertelezenti- sche d. h. perizentische Objektive sind aus dem Stand der Technik bekannt. Diese können Objekte aus mehreren Richtungen gleichzeitig beobachten. Im Falle eines Behältnisver schlusses erlauben solche Objektive -beispiels weise bei einem Blick von schräg oben - dass gleichzeitig die Verschlussoberfläche und die Außenflächen (insbesondere des Behält nisverschlusses) aufgenommen werden. Bevorzugt weist eine Frontlinse eines derartigen Objektivs einen deutlich größeren Durchmesser und/oder Querschnitt als das zu beobach tende Objekt, d. h. hier als der Verschluss und der Tragring des Behältnisses auf.
Wie oben erwähnt weist die Vorrichtung bevorzugt nur eine Bildaufnahmevorrichtung auf, welche besonders bevorzugt so angesteuert wird, dass sie wenigstens zwei Aufnahmen des gleichen Behältnisses und/oder des gleichen Behältnisverschlusses (insbesondere während dessen Bewegung) aufnimmt. Bevorzugt werden die Behältnisse beabstandet zueinander transportiert.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform weist die Vorrichtung eine Steuerungseinrichtung zum Steuern der Bildaufnahmeeinrichtung(en) auf. Bei einer weiteren bevorzugten Ausfüh- rungsform ist die Bildaufnahmeeinrichtung dazu ausgelegt, (insbesondere ortsaufgelöste) Bilder von den Behältnisverschlüssen im Auflichtverfahren aufzunehmen.
Besonders bevorzugt ist in dem Strahlengang zwischen der Bildaufnahmeeinrichtung und dem Behältnisverschluss wenigstens eine Linseneinrichtung angeordnet. Vorteilhaft erfolgt eine Bildaufnahme in einem Brennpunkt oder in der Nähe des Brennpunktes dieser Linsen einrichtung.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform weisen die Behältnisverschlüsse ein Befestigungs element auf, um den Behältnisverschluss an dem Behältnis zu befestigen. Auf diese Weise verbleibt der Behältnisverschluss auch nach dem Öffnen des Behältnissverschlusses an dem Behältnis. Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform sind die Behältnisverschlüsse nicht symmetrisch und insbesondere nicht rotationssymmetrisch ausgebildet. Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist die Vorrichtung eine Auswertungsein richtung zur Auswertung wenigstens eines aufgenommenen Bildes auf, welche dazu geeig net und bestimmt ist, aus dem wenigstens einen aufgenommenen Bild eine Drehstellung des Behältinsverschlusses und insbesondere eine Drehung des Behältnisverschlusses gegen über einer Mündung des Behältnisses zu ermitteln. Vorteilhaft wendet diese Auswerteeinrich tung ein Verfahren der oben beschriebenen Art zur Bildauswertung an.
Bevorzugt weist die Vorrichtung eine Vergleichseinrichtung auf, welche die beiden aufge nommenen Bilder miteinander vergleicht. Aus diesem Vergleich wird bevorzugt auf das Vor handenstein von Fremdkörpern auf dem Behältnisverschluss, wie beispielsweise Wasser tropfen geschlossen.
Bevorzugt handelt es sich bei den Behältnisverschlüssen um Schraubverschlüsse, welche bevorzugt auf die Mündung des Behältnisses aufgeschraubt sind.
Weitere Vorteile und Ausführungsformen ergeben sich aus der beigefügten Zeichnung:
Darin zeigt:
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung.
Figur 1 zeigt eine erfindungsgemäße Vorrichtung 1 zum Inspizieren von Behältnissen 10. Diese Behältnisse 10 weisen dabei jeweils einen Behältnisverschluss 10a auf, der auf das Behältnis aufgeschraubt ist. Weiterhin ist an dem Behältnisverschluss eine (nicht gezeigte) Markierung angeordnet (insbesondere eine Markierung, welche von oben sichtbar ist) und auch an einem Tragring 10b des Behältnisses ist eine entsprechende Markierung ausgebil det. Durch Bildaufnahme des Behältnisverschlusses und dieser Markierung kann eine relati ve Drehstellung zwischen dem Behältnisverschluss und der Markierung ermittelt werden und so ermittelt werden, ob der Behältnisverschluss ordnungsgemäß auf dem Behältnis ange ordnet ist. Das Bezugszeichen L kennzeichnet die Längsrichtung des zu inspizierenden Be hältnisses. Das Bezugszeichen 4 kennzeichnet eine Inspektionseinrichtung, welche hier eine Bildauf nahmeeinrichtung 42 sowie eine Optik 44 aufweist. Diese Bildaufnahmeeinrichtung ist zu einer Längsrichtung L oberhalb des Behältnisses 10 angeordnet, um dieses zu inspizieren.
Das Bezugszeichen 46 kennzeichnet eine vorteilhaft vorhandene optische Einrichtung und insbesondere eine Linseneinrichtung, welche zur Beobachtung des Behältnisverschlusses 10a dient. Bevorzugt weist diese Linseneinrichtung einen deutlich größeren Durchmesser auf als das zu beobachtende Objekt, als der Verschluss und der Tragring des Behältnisses.
Die Bezugszeichen 48a und 48b kennzeichnen zwei Beleuchtungseinrichtungen, die bei die ser Ausgestaltung seitlich neben der Längsrichtung L des Behältnisses angeordnet sind. Auf diese Weise wird der Behältnisverschluss schräg von oben beleuchtet.
Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann beispielsweise ein erstes Bild aufgenommen werden, wobei hierbei die Beleuchtungseinrichtung 48a das Behältnis be leuchtet sowie ein zweites Bild, wobei die Beleuchtungseinrichtung 48b das Behältnis be leuchtet. Auf diese Weise können beispielsweise auf dem Behältnisverschluss befindliche Wassertropfen leichter erkannt werden.
Dabei ist es möglich, dass diese Beleuchtungseinrichtungen unterschiedliches Licht ausge ben, etwa Licht unterschiedlicher Wellenlänge. Weiterhin wäre es auch möglich, dass für die beiden Beleuchtungen unterschiedliche Beleuchtungswinkel gewählt werden. So könnte bei spielsweise die erste Beleuchtung (für das erste Bild) als koaxiale Auflichtbeleuchtung und die zweite Beleuchtung (für das zweite Bild) als flach einstrahlende Ringlichtbeleuchtung ausgeführt sein.
Das Bezugszeichen 52 kennzeichnet ein Gehäuse, in welches die Bildaufnahmeeinrichtung 42 integriert ist. Dieses Gehäuse 52 kann an seinen Innenwandungen bevorzugt lichtabsor bierend ausgebildet sein.
Das Bezugszeichen 12 kennzeichnet eine Auswurfeinrichtung, welche dazu geeignet und bestimmt ist, als fehlerhaft erkannte Behältnisse bzw. als fehlerhaft verschlossene Behältnis se aus dem Transportpfad auszuschleusen. Die Anmelderin behält sich vor sämtliche in den Anmeldungsunterlagen offenbarten Merkma le als erfindungswesentlich zu beanspruchen, sofern sie einzeln oder in Kombination gegen über dem Stand der Technik neu sind. Es wird weiterhin darauf hingewiesen, dass in den einzelnen Figuren auch Merkmale beschrieben wurden, welche für sich genommen vorteil- haft sein können. Der Fachmann erkennt unmittelbar, dass ein bestimmtes in einer Figur beschriebenes Merkmal auch ohne die Übernahme weiterer Merkmale aus dieser Figur vor teilhaft sein kann. Ferner erkennt der Fachmann, dass sich auch Vorteile durch eine Kombi nation mehrerer in einzelnen oder in unterschiedlichen Figuren gezeigter Merkmale ergeben können.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Inspizieren von Behältnissen (10), wobei mit Behältnisverschlüssen (10a) versehene Behältnisse (10) mittels einer Transporteinrichtung (2) entlang eines vorgegebenen Transportpfads (T) transportiert werden und während dieses Trans ports mittels einer ersten Inspektionseinrichtung (4) inspiziert werden, wobei die In spektionseinrichtung (4) mittels einer Bildaufnahmeeinrichtung (42) wenigstens ein erstes Bild zumindest des Behältnisverschlusses eines Behältnisses (10) aufgenom men wird, dadurch gekennzeichnet, dass mittels einer Bildaufnahmeeinrichtung ein zweites Bild zumindest dieses Behältnis sesverschlusses (10) aufgenommen wird, wobei bevorzugt ein zeitlicher Abstand zwischen der Aufnahme des ersten Bildes und des zweiten Bildes geringer ist als 10 ms.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das erste Bild und das zweite Bild miteinander verglichen werden.
3. Verfahren nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste und das zweite Bild mittels der gleichen Bildaufnahmeeinrichtung aufge nommen werden.
4. Verfahren nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufnahme des ersten Bildes unter Verwendung erster physikalische Parameter erfolgt und die Aufnahme des zweiten Bildes unter Verwendung zweiter physikali scher Parameter erfolgt und sich wenigstens ein Parameter der ersten physikalischen Parameter von wenigstens einem Parameter der zweiten physikalischen Parameter unterscheidet.
5. Verfahren nach dem vorangegangenen Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die physikalischen Parameter aus einer Gruppe von Parametern ausgewählt sind, welche einen Zeitpunkt der Bildaufnahme, eine Zeitdauer der Bildaufnahme, eine Farbe einer Beleuchtung, eine Beleuchtungsart, eine Filtereinstellung, einen Be obachtungswinkel der Bildaufnahmeeinrichtung, einen Abstand der Beobachtungs einrichtung von dem Behältnisverschluss, eine Polarisierung der beleuchtenden Strahlung, eine Richtwirkung des beleuchtenden Lichtes und dergleichen enthält.
6. Verfahren nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Behältnisverschlüsse im Auflichtverfahren inspiziert werden.
7. Verfahren nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mit dem ersten Bild und/oder dem zweiten Bild auch ein Mündungsbereich des Be hältnisses (10) aufgenommen wird.
8. Verfahren nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eines der aufgenommenen Bilder ausgewertet wird, insbesondere um auf eine Drehstellung des Behältnisverschlusses gegenüber dem Behältnis zu schließen.
9. Vorrichtung (1) zum Inspizieren von mit Behältnisverschlüssen (10a) versehenen Be hältnissen (10) mit einer Transporteinrichtung (2), welche die Behältnisse (10) ent lang eines vorgegebenen Transportpfads (P) transportiert und mit einer Inspektions einrichtung (4) zum Inspizieren der Behältnisse (10), welche eine erste Bildaufnah meeinrichtung aufweist, welche wenigstens ein Bild eines mit einem Behältnisver schluss (10a) versehenen Behältnisses aufnimmt, dadurch gekennzeichnet die Inspektionseinrichtung (4) dazu geeignet und bestimmt ist, wenigstens ein zwei tes Bild dieses mit dem Behältnisverschluss (10a) versehenen Behältnisses (10) auf- zunehmen.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Bildaufnahmeeinrichtung oberhalb des Transportpfades der Behältnisse (10) an geordnet ist.
11. Vorrichtung (1 ) nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (1) eine Auswertungseinrichtung zur Auswertung wenigstens eines aufgenommenen Bildes aufweist, welche dazu geeignet und bestimmt ist, aus dem wenigstens einen aufgenommenen Bild eine Drehstellung des Behältnisverschlusses zu ermitteln.
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20240142467A (ko) * 2022-01-28 2024-09-30 애보트 라피드 다이어그노스틱스 인터내셔널 언리미티드 컴퍼니 용기 폐쇄 표시기 시스템
DE102022122477A1 (de) * 2022-09-05 2024-03-07 Krones Aktiengesellschaft Tragringzentrierung für Verschlussinspektion
DE102023134539A1 (de) 2023-12-11 2025-06-12 Khs Gmbh Computerimplementiertes Verfahren und System zum Inspizieren mindestens eines Verschlusses

Family Cites Families (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5365084A (en) * 1991-02-20 1994-11-15 Pressco Technology, Inc. Video inspection system employing multiple spectrum LED illumination
JPH06273351A (ja) * 1993-03-23 1994-09-30 Dainippon Printing Co Ltd 液中異物検査装置
DE19540545C2 (de) 1995-10-31 1998-05-14 Kronseder Maschf Krones Verfahren und Vorrichtung zum optischen Überprüfen des Sitzes von Verschlußkappen auf Gefäßen
JP3162014B2 (ja) * 1998-05-25 2001-04-25 日精株式会社 容器内の液中異物検査装置
DE10027226C1 (de) * 2000-05-31 2001-10-18 Krones Ag Verfahren und Vorrichtung zum Inspizieren transparenter Behälter
DE10065290C2 (de) * 2000-12-29 2003-05-15 Krones Ag Verfahren und Vorrichtung zur optischen Inspektion von Flaschen
US6643009B2 (en) * 2001-06-20 2003-11-04 Japan Crown Cork Co. Ltd. Method of inspecting a wrap-fitted state of a cap wrap-fitted to a neck of a bottle and apparatus therefor
DE10140009B4 (de) 2001-08-16 2004-04-15 Krones Ag Vorrichtung zur Inspektion gefüllter und verschlossener Flaschen
DE10146449A1 (de) 2001-09-20 2003-04-17 Krones Ag Verfahren zur Kontrolle von Verschlüssen auf Gefäßen
EP1779096B1 (de) * 2004-07-30 2013-07-31 Eagle Vision Systems B.V. Vorrichtung und Verfahren zur Überprüfung von Behältern
US8014586B2 (en) * 2007-05-24 2011-09-06 Applied Vision Corporation Apparatus and methods for container inspection
DE102009039612A1 (de) * 2009-09-01 2011-03-10 Deutsche Mechatronics Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Durchlichtinspektion von Behältern
CN201707305U (zh) * 2010-05-19 2011-01-12 山东明佳包装检测科技有限公司 一种检测容器盖质量的检测装置
JP5734104B2 (ja) * 2011-06-06 2015-06-10 倉敷紡績株式会社 ボトル缶の口金部検査装置
WO2014023580A1 (en) 2012-08-07 2014-02-13 Nestec S.A. Systems and methods for inspection of seals
US9417145B2 (en) * 2013-04-22 2016-08-16 Pressco Technology Inc. Cap analysis technique
WO2015121803A1 (en) * 2014-02-11 2015-08-20 Utpvision S.R.L. Apparatus for acquiring images of elements to be inspected and method of inspections of such elements
CN103903265B (zh) * 2014-03-31 2016-11-09 东华大学 检测工业产品包装破损的方法
DE102014107915A1 (de) * 2014-06-05 2015-12-17 Khs Gmbh Inspektionsvorrichtung für Behälterverschlüsse
TW201736831A (zh) * 2015-12-31 2017-10-16 工業動力有限公司 利用各容器之複數影像以檢測容器之系統及方法
DE102017114081B4 (de) 2017-06-26 2022-03-10 Krones Aktiengesellschaft Vorrichtung und Verfahren zum Rundum-Inspizieren von Behältnissen am Transportband
IT201700089270A1 (it) * 2017-08-02 2019-02-02 Ft System Srl Metodo e apparecchio per rilevare la posizione angolare di un tappo su una bottiglia
DE102017119074B4 (de) 2017-08-21 2019-05-02 Centro Kontrollsysteme Gmbh Verfahren zur Fehleranalyse und Inspektionssystem
DE102018130940A1 (de) 2018-12-05 2020-06-10 Krones Aktiengesellschaft Vorrichtung und Verfahren zur Drehlageerkennung
WO2021156873A1 (en) * 2020-02-06 2021-08-12 Inspekto A.M.V Ltd System and method for imaging reflecting objects

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