ES2260805T3 - Metodo para verificar la confiabilidad de un aparato de examinacion, en particular un inspector de botellas vacias. - Google Patents

Abstract

PARA PROBAR LA FIABILIDAD DE UN APARATO DE ENSAYO QUE COMPRUEBA UNA DETERMINADA CARACTERISTICA DE OBJETOS MULTIPLES DEL MISMO TIPO, SE GENERA UNA SEÑAL DE CARACTERISTICA PARA CADA OBJETO, QUE SE COMPRUEBA EN CUANTO AL CUMPLIMIENTO DE UNA PRIMERA CONDICION ESTABLECIDA, Y SE DERIVA DE LAS SEÑALES DE CARACTERISTICAS UNA SEÑAL DE ENSAYO, COMPROBANDOSE EN CUANTO AL CUMPLIMIENTO DE UNA SEGUNDA CONDICION. CUANDO SE COMPRUEBA SI LA SEÑAL DE PRUEBA CUMPLE UNA SEGUNDA CONDICION, SE PUEDE COMPARAR ESTA SEÑAL CON UN VALOR DE REFERENCIA. LA SEÑAL DE PRUEBA PUEDE SER EL VALOR MEDIO DE LA SEÑAL DE CARACTERISTICA DE OBJETOS MULTIPLES.

Description

Método para verificar la confiabilidad de un aparato de examinación, en particular un inspector de botellas vacías.

La invención se relaciona con un método para verificar la confiabilidad de un aparato de examinación que inspecciona un gran número de objetos del mismo tipo con respecto a una característica mediante la generación de una señal característica para cada objeto y la comprobación de que la señal característica satisface una primera condición.

El hecho de que en el proceso una señal característica satisfaga una primera condición puede significar que la señal característica se encuentra por arriba o por debajo de un valor umbral para ésta característica, o dentro de una gama formada por un valor límite superior y un valor límite inferior.

De acuerdo al estado de la técnica, el procedimiento en las verificaciones de confiabilidad para aparatos de examinación, por ejemplo aquellos para botellas vacías de bebidas conocidos como inspectores de botellas vacías, es que se prepara una hilera de botellas de prueba de manera que cada una contiene un cierto defecto de acuerdo a la especificación de reconocimiento de defectos, es decir que no satisface una cierta característica. Se prepara una botella de prueba particular para cada característica que se inspecciona. El lote de botellas de prueba se incorpora entonces en el flujo de botellas a determinados intervalos de tiempo, por ejemplo cada media hora, o después de un determinado número de botellas, por ejemplo 50,000 botellas. Esta operación puede ser automática o manual. Las botellas de prueba se marcan de manera que se puedan reconocer instantáneamente como botellas de prueba. La prueba de confiabilidad consiste en verificar si el aparato de examinación, por ejemplo el inspector de botellas vacías, puede reconocer que estas botellas de prueba están defectuosas. En el método empleado hasta ahora la segunda condición es por consiguiente complementaria de la primera condición, es decir, la segunda condición se satisface en las botellas de prueba si el aparato de examinación reconoce que la botella de prueba es defectuosa, es decir, que la primera condición no queda satisfecha. Se conserva un registro en el aparato de examinación. Si la prueba de confiabilidad falla, es decir, si una o varias de las botellas de prueba no se reconoce(n) como defectuosa(s) es necesario repetir la prueba. Esto es para garantizar la operación confiable, es decir, la confiabilidad de un aparato de examinación. Esta prueba de confiabilidad es insatisfactoria en virtud de que es solamente a posteriori que se reconoce que un aparato de examinación ya no es operativamente fidedigno. Las razones para la falla de un aparato de examinación usualmente se deben a un sistema de lentes sucio o a la avería de componentes individuales de la electrónica de reconocimiento.

Con el método de conformidad con el estado de la técnica era necesario utilizar un gran número de botellas de prueba para verificar la confiabilidad de, por ejemplo, un inspector de botellas vacías, siendo que cada botella tiene un solo defecto, por ejemplo una rosca de cierre defectuosa o un cuerpo extraño en una zona de reconocimiento singular. Por consiguiente, cada tipo de defecto y cada zona de reconocimiento requerían de su botella de prueba preparada específicamente. Si una botella de prueba había revelado varios defectos, el hecho de que esta botella se retirara no habría asegurado que se reconocieran todos los defectos. Por consiguiente, un conjunto de botellas de prueba esta compuesto, por ejemplo, por unas 10 a 15 botellas.

El objeto de la invención es el de crear un método mediante el cual se pueda detectar tan pronto como sea posible un deterioro en el funcionamiento operativo de un aparato de examinación.

De conformidad con la invención, éste objeto se logra al derivar una señal a partir de las señales características de varios objetos y verificar que la señal de prueba satisfaga una segunda condición.

La verificación de la satisfacción de la segunda condición significa que la señal de prueba se compara con un valor de referencia para la característica pertinente. El valor de referencia típicamente es el valor que se espera de los objetos libres de defectos.

La idea en la que se basa la invención es que las señales características que se derivan de los objetos individuales se observan a lo largo de un período prolongado y se emite un enunciado sobre la confiabilidad del modo de operación del aparato de examinación a partir de las señales características de un número considerable de objetos inspeccionados. Si se demuestra, por ejemplo, que las señales características muestran una tendencia hacía valores mayores o menores que el valor que se espera de los objetos libres de defectos, esto se puede calificar como una señal de que el aparato de examinación no esta funcionando correctamente.

La señal de prueba puede ser el promedio de las señales características de varios objetos. En virtud de que por lo común pasan por el aparato de examinación un gran número de objetos dentro de un intervalo de tiempo corto, se puede establecer un promedio con una variación estrecha, de manera que no cuentan los objetos individuales que se reconocen como defectuosos. Durante la promediación es preferible además que no se tomen en cuenta aquellos objetos para los que la señal característica no ha satisfecho la primera condición, es decir que se reconocieron como defectuosos. La desviación de la señal de prueba que se permite hacía arriba o hacía abajo con relación al valor que se espera de los objetos libres de defectos, el valor de referencia, puede ser menor que la desviación que todavía es aceptable para un objeto singular, es decir, en el cual la primera condición todavía esta satisfecha.

El ajuste de los valores de referencia para un aparato de examinación se puede llevar a cabo manualmente, por ejemplo en un teclado, o mediante objetos libres de defectos al hacer pasar el objeto a través del aparato de examinación y almacenar como valor de referencia el promedio de las señales características confirmadas con ello. Mediante el recurso de hacer pasar los objetos varias veces más a través del aparato de examinación también se puede determinar el porcentaje de reproducibilidad del valor de referencia, y especificar la desviación máxima permisible de la señal de prueba por arriba o por abajo del valor de referencia con la cual la segunda condición todavía puede considerarse satisfecha.

El método de conformidad con la invención es importante en particular para la industria alimenticia, en virtud de que en ella es de capital importancia que los aparatos de examinación operen sin errores y que una reducción en la confiabilidad de un aparato de examinación sea reconocida antes de que los recipientes defectuosos, por ejemplo botellas vacías con cuerpos extraños como suciedad o películas de celofán, con astillas en el borde de la abertura o con residuos de soluciones cáusticas pasen sin ser reconocidos por los aparatos de examinación. Con los recipientes llenos, la presión interna no debe ser demasiado alta ni demasiado baja. Las latas se deben encontrar en un estado satisfactorio antes de ser llenadas y deberán sellarse satisfactoriamente después del llenado.

Un procedimiento que se utiliza frecuentemente con los inspectores de botellas vacías cuando se verifica la ausencia de cuerpos extraños es que una imagen del objeto se explora por puntos, por ejemplo mediante una cámara CCD, generalmente en dos direcciones que están en ángulo recto una respecto de la otra, y se confirma la brillantez de cada punto de la imagen y se registran las transiciones de claro-oscuro y de oscuro-claro mediante la comparación con la brillantez de puntos de imagen adyacentes. Este tipo de transición ocurre siempre, por ejemplo, si el explorador pasa sobre el borde de un cuerpo extraño en una botella vacía. Incluso las botellas vacías que están libres de cuerpos extraños tienen un cierto número de transiciones de brillantez, por ejemplo hasta 100 transiciones de brillantez debido a zonas irregulares en la pared del recipiente o el estriado en el borde de la base. Un objeto singular cuenta en éste caso como libre de cuerpos extraños hasta las 100 transiciones de brillantez, es decir que una señal característica de 100 todavía satisface la primera condición.

Durante la operación correcta, por ejemplo de un inspector de botellas vacías, para la mayoría predominante de botellas vacías, por ejemplo el 90% se obtiene una señal característica la cual esta un poco por debajo del número de 100 transiciones claro-oscuro. Si la sensibilidad del dispositivo de reconocimiento del aparato examinador decae debido a la suciedad u otras razones, esto tiende a conducir a un decremento en el número de transiciones de claro-oscuro que reconoce por botella vacía. En función de la magnitud de la desviación del valor de referencia se pueden adoptar varias medidas. Para una desviación de, por ejemplo, 10% simplemente se puede emitir una señal de alarma, en tanto que para una desviación de 20% o más se puede detener el aparato examinador y la totalidad del aparato de transportación.

Una versión particularmente ventajosa del método de conformidad con la invención se obtiene en conjunción con los métodos de reconocimiento de defectos en los cuales no solamente se cuentan el número de transiciones de claro-oscuro, sino que también se establece el contraste de claro-oscuro de las transiciones de brillantez. Los elementos de imagen encontrados que se desvían del fondo se dividen en, por ejemplo, ocho diferentes clases de brillantez, o las transiciones de claro-oscuro se dividen en, por ejemplo, ocho diferentes grupos de contraste, siendo que el número de transiciones de claro-oscuro únicamente se cuenta de acuerdo a ésta clasificación y se compara dentro de cada clase con un valor umbral particular. Si el dispositivo de reconocimiento del aparato examinador esta sucio, en los lentes o los discos protectores del vidrio aparece una dispersión de luz que conduce a un decremento del contraste claro-oscuro al cubrir un efecto de empañadura a manera de vaho la imagen explorada por el dispositivo de reconocimiento debido a la dispersión de la luz. La reducción en el contraste claro-oscuro provoca un desplazamiento de la transición de claro-oscuro dentro de las clases de contrastes, de tal manera que las señales características caen más frecuentemente en las clases con menos contraste. Al verificarse la confiabilidad del aparato examinador ya no existe la necesidad de confiar únicamente en la comparación del número de transiciones de claro-oscuro, sino que se efectúa una comparación con un valor umbral en cada una de las clases de contraste y, adicionalmente se puede tener en cuenta la distribución de las señales características a través de las clases de contraste individuales.

Suponiendo que una botella de prueba libre de defectos tiene 100 transiciones de claro-oscuro en el orden de 250 tonos de gris, y se utilizan dos clases de contraste de las que la primera clase de contraste contiene transiciones de claro-oscuro con menos de 180 tonos de gris y la segunda clase de contraste contiene transiciones de claro-oscuro con más de 180 tonos de gris: si el sistema de lentes del dispositivo de reconocimiento esta ligeramente sucio todavía se registran 100 transiciones de claro-oscuro, pero con un contraste reducido, por ejemplo únicamente 150 tonos de gris. La señal característica establecida entonces indica "100 transiciones claro-oscuro en la segunda clase de contraste" y por consiguiente no corresponde al valor de referencia que indica "100 transiciones claro-oscuro en la clase de contraste 1". El deterioro de la posibilidad de reconocimiento de defectos por parte del dispositivo de reconocimiento se torna entonces notable al desplazar las transiciones claro-oscuro de la clase de contraste 1 a la clase de contraste 2. Mediante esta versión del método de conformidad con la invención se pueden emitir enunciados sobre la confiabilidad del reconocimiento, en particular de defectos pequeños o defectos en forma de cuerpos extraños transparentes.

Con ésta versión del método de conformidad con la invención la señal característica no solamente contiene detalles del número de transiciones claro-oscuro, sino también detalles sobre la distribución de las transiciones de claro-oscuro a través de las diferentes clases de contraste. Los detalles correspondientes también están contenidos en el valor de referencia. Mediante ello resulta posible un reconocimiento particularmente anticipado de la reducción de la sensibilidad del dispositivo de reconocimiento. Un ensuciamiento del (sistema de) lente(s) del dispositivo de reconocimiento no conduce en primer lugar a un cambio en la cantidad de transiciones claro-oscuro, pero ciertamente conduce a un cambio en la distribución de las transiciones claro-oscuro entre las diferentes clases de contraste.

Los dispositivos de inspección de botellas vacías examinan además la redondez de la abertura de las botellas vacías. El fin es el de eliminar botellas vacías en las que el borde de la abertura tiene astillas. Para esto se dirige una radiación de luz sobre la abertura y la imagen que emerge de la reflexión de ésta radiación se evalúa mediante una cámara CCD. La instalación de evaluación de imágenes comprende una zona de reconocimiento anular exterior que corresponde a la zona de la boca que se curva hacía afuera, así como también una zona de reconocimiento anular interior adyacente que corresponde a la zona horizontal de la boca. En la zona de reconocimiento exterior la astilla conduce a un decremento en el número de transiciones claro-oscuro, en tanto que conduce a un incremento en el número de transiciones claro-oscuro en la zona de reconocimiento interior.

El método de reconocimiento en el cual se determina el número y opcionalmente el contraste de las transiciones claro-oscuro se presta en particular para reconocer cuerpos extraños en botellas vacías y para reconocer astillas en la abertura de la boca. Los cuerpos extraños absorbentes, por ejemplo la suciedad, se establecen mediante el método de campo brillante, en tanto que los cuerpos extraños transparentes, por ejemplo películas, se detectan por el método de campo oscuro (EP-A-0 387 930). Las zonas individuales de una botella vacía y en particular las de la base de la botella se examinan por separado. Mediante el método de conformidad con la invención se puede verificar por separado la confiabilidad de un aparato examinador para cada tipo de defecto y cada zona de reconocimiento, ya que se ingresa o se detecta y almacena un valor de referencia individual para cada tipo de error y cada zona de reconocimiento.

Mediante el método de conformidad con la invención también se puede verificar la confiabilidad de un aparato examinador que detecta residuos de soluciones cáusticas en botellas vacías. Las soluciones cáusticas son líquidos polares, de manera que conducen la radiación eléctrica de alta frecuencia mejor que el aire. Por consiguiente, los residuos de soluciones cáusticas se pueden reconocer mediante confirmación de la absorción de radiación electromagnética de alta frecuencia. La señal característica es una medida de la menor absorción de la radiación electromagnética que experimenta por los residuos de solución cáustica. Si la intensidad de la radiación electromagnética que una botella vacía permite pasar excede un valor umbral, la primera condición ya no se satisface y la botella vacía en cuestión se elimina de las etapas de producción subsecuentes como defectuosa. El valor de referencia que se introduce en el aparato examinador corresponde a una botella vacía sin residuos de solución cáustica. Cuando se verifica la confiabilidad del aparato examinador de residuos de soluciones cáusticas, la señal de prueba tiene que corresponder al valor de referencia con desviaciones menores. Simultáneamente, la prueba de residuos de soluciones cáusticas es un ejemplo de como el método de conformidad con la invención también se puede usar con señales características análogas.

Un ejemplo más es la determinación de restos de líquidos en la base de la botella mediante la medición de la atenuación de la luz IR resultante. Los residuos de soluciones cáusticas en una botella vacía se reconocen tanto en la prueba especial precedente para residuos de soluciones cáusticas como en la determinación general de residuos líquidos mediante atenuación IR. Por consiguiente, ciertas características de los objetos también se pueden verificar de dos maneras diferentes.

El método de conformidad con la invención se puede usar también para verificar la confiabilidad de aparatos examinadores que trabajan con variables iniciales diferentes como señal característica. Los ejemplos son sistemas para reconocer pixeles (elementos de imagen) claros u oscuros o sistemas para evaluar las distribuciones de luminosidad, (histogramas), los cuales, considerados por sí mismos o después de la evaluación vía algoritmos aritméticos representan parámetros para la calidad de botellas u otros objetos.

Otra forma posible de verificar la confiabilidad de un aparato examinador, y en particular la limpieza del sistema óptico de reconocimiento resulta cuando se examina el contraste de pared durante el reconocimiento de paredes laterales. La diferencia de contraste, es decir la diferencia de brillantez del borde de la botella que aparece negro debido a la fuerte refracción de la radiación de luz que lo penetra se determina en relación a la iluminación de fondo o en relación a la brillantez del centro de la botella. Las desviaciones del promedio de ésta diferencia de brillantez permiten un enunciado muy anticipado sobre el deterioro de la eficiencia de reconocimiento y por consiguiente sobre la confiabilidad del aparato examinador.

La sensibilidad del aparato examinador se puede rastrear automáticamente en una zona determinada mediante las versiones previamente descritas del método de conformidad con la invención. Si se exceden determinados valores límite se emite entonces una señal de alarma, y si se excede un valor límite adicional se puede entonces detener el aparato examinador en virtud de que ya no existe la certeza del reconocimiento de defectos específicos.

Claims (6)

1. Método para comprobar la fiabilidad de un aparato de verificación que verifica un gran número de objetos del mismo tipo con respecto a una característica mediante la generación de una señal característica para cada objeto y la verificación de que la señal característica cumpla con una primera condición, donde, para comprobar la fiabilidad del aparato de verificación, se deriva una señal de comprobación de las señales características de varios objetos del mismo tipo y se verifica que la señal de comprobación cumpla con una segunda condición, para cuyo fin se compara la señal de comprobación con un valor de referencia, caracterizado porque el valor de referencia es el valor que ha de tener los productos sin defectos.

2. Método según la reivindicación 1, caracterizado porque la señal de comprobación es el promedio de las señales características de varios objetos y que la desviación permitida de la señal de comprobación del valor de referencia (segunda condición) es inferior a la desviación a la cual se cumpla la primera condición para un objeto en particular.

3. Método según la reivindicación 2, caracterizado porque, cuando se saque el promedio, los envases que no cumplan la primera condición no se tienen en cuenta.

4. Método según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, donde los objetos son envases hechos de un material transparente, donde el aparato de verificación sirve para reconocer cuerpos extraños dentro de los envases y tiene una fuente de luz y un aparato de reconocimiento, el aparato de reconocimiento escanea una imagen del envase correspondiente de manera puntual, se determina el brillo de cada punto de imagen y se establecen las transiciones de luz-oscuridad y de oscuridad-luz mediante la comparación del brillo de puntos de imagen adyacentes, y se utiliza el número de transiciones de luz-oscuridad y de oscuridad-luz establecido como criterio para la presencia de cuerpos extraños y como una señal característica que se compara con un valor umbral, siendo la primera condición que la señal característica no exceda el valor umbral, caracterizado porque la señal de comprobación es el promedio de las señales características de varios objetos y que la segunda condición es que la señal de comprobación desvía hacia arriba o hacia abajo desde el valor de referencia sola y aproximadamente un 5%.

5. Método, según la reivindicación 4, caracterizado porque se establece la diferencia de brillo de las transiciones de luz-oscuridad y de oscuridad-luz en particular, que se dividen las transiciones de luz-oscuridad y de oscuridad-luz en clases de contraste de acuerdo con la diferencia de brillo establecida y que la distribución de transiciones de luz-oscuridad y de oscuridad-luz sobre las clases de contraste se contienen en la señal característica y la señal de comprobación y que cuando se verifique la segunda condición, se tiene en cuenta esta distribución.

6. Método según la reivindicación 5, caracterizado porque se rastrea la sensibilidad del aparato de reconocimiento según el contraste medido.