ES2331027T3 - Aparato y metodo para asegurar la rotacion de un recipiente durante su inspeccion. - Google Patents
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Abstract
Aparato para inspeccionar recipientes en busca de variaciones comerciales, que comprende: medios para hacer rotar (30) un recipiente (12) que está siendo inspeccionado; al menos una fuente de luz (14; 52) para dirigir luz sobre el recipiente (12); al menos un sensor de luz (24; 58) para recibir luz procedente de la mencionada fuente tras la interacción con el recipiente (12) y para producir datos de imagen (18a; 20a; 34); y un procesador (26; 48; 60) de información acoplado a la salida del sensor (24; 58) con el objeto de escanear y almacenar los datos de imagen (18a; 20a; 34) del recipiente (12) sometido a inspección, y para procesar los datos sobre una anchura (32) de la imagen, correspondiente a por lo menos una rotación aparente completa del recipiente (12), caracterizado porque el procesador (26; 48; 60) de información incluye medios para asegurar que el recipiente está de hecho rotando durante la inspección, por medio de detectar fluctuaciones en la salida del sensor, y está configurado para utilizar una ventana de datos deslizante (36a, 36b, 36n) que tiene una longitud en unidades de rotación aparente del recipiente, menor que la anchura (32) de la imagen.
Description
Aparato y método para asegurar la rotación de un
recipiente durante su inspección.
La presente invención se refiere a la inspección
de recipientes tales como los recipientes de vidrio, y más en
concreto a un aparato y un método para asegurar que se está
haciendo girar el recipiente durante una operación de
inspección.
En la fabricación de recipientes tales como
botellas y jarras de vidrio, pueden presentarse diversos tipos de
anomalías en las paredes laterales, las bases, los fondos, los
hombros, los cuellos y/o los acabados de los recipientes. Estas
anomalías, denominadas "variaciones comerciales" en la técnica,
pueden afectar a la aceptabilidad comercial de los recipientes. Las
variaciones comerciales pueden incluir variaciones tales como
piedras o rajas en las paredes del recipiente, o pueden incluir
variaciones dimensionales en los recipientes que pueden afectar a la
posterior procesabilidad de los recipientes.
Se ha propuesto utilizar varias técnicas
eléctricas, electroópticas y electromecánicas para inspeccionar las
variaciones comerciales de los recipientes. Muchas de estas
técnicas de inspección, tales como en el documento US 6 903 814 B1,
requieren que el recipiente se sujete en una posición estacionaría y
se gire en torno a un eje durante la operación de inspección.
Cuando se utiliza tales técnicas de inspección, es importante que
el recipiente esté realmente rotando durante el proceso de
inspección. Un recipiente que está tan mal formado que no puede
rotarse, podría ser confundido por el equipo automatizado de
inspección con un recipiente que esté rotando pero en el cual no se
detecten variaciones comerciales. De la misma forma, un mal
funcionamiento del mecanismo para hacer girar el recipiente, tal
que el recipiente no se gire durante la operación de inspección,
podría ser confundido por el equipo automatizado de inspección con
un recipiente que esté rotando pero en el que no se detecten
variaciones comerciales.
También se ha propuesto proporcionar un
reflector sobre un rodillo de respaldo acoplado por el recipiente,
y óptica para monitorizar el reflector. Si el propio recipiente está
rotando, el recipiente hará rotar al rodillo de respaldo. La
rotación del rodillo de respaldo y de su reflector es detectada por
la tecnología óptica, para confirmar que se está rotando el
recipiente durante la inspección. La técnica requiere la adición de
componentes (el reflector y la tecnología óptica) para inspeccionar
la estación, y puede ser difícil de difícil implementación en un
aparato de inspección compuesto de otro modo.
El documento US 4 066 363 revela un sistema de
inspección de recipientes en el que se dirige luz a través de la
pared lateral del recipiente, sobre varios detectores. Las salidas
de los detectores son alimentadas a comparadores para identificar
variaciones comerciales en la pared lateral del recipiente, y a un
circuito de estado del detector, que monitoriza las amplitudes de
las salidas del detector para confirmar que el recipiente está
rotando durante la inspección. El circuito de estado del detector
monitoriza las salidas del detector en tiempo real, en respuesta a
amplitudes de las salidas del detector. La ausencia de variaciones
de amplitud en las salidas del detector se interpreta como ausencia
de rotación en el recipiente, y se ilumina una correspondiente
bombilla.
La invención está definida en las
reivindicaciones; véase la reivindicación 1 del aparato y la
reivindicación 5 del método.
La presente invención realiza una serie de
aspectos que pueden ser implementados mutuamente por separado o en
combinación.
El aparato para inspeccionar un recipiente,
según un primer aspecto de la presente invención, incluye un
dispositivo de inspección óptica que tiene al menos una fuente de
luz para dirigir luces sobre el recipiente a medida que se hace
rotar el recipiente en torno a un eje, y al menos un sensor de luz
para recibir energía de la luz desde la fuente de luz tras la
interacción con el recipiente. Hay un procesador de información
acoplado al sensor para detectar la rotación del recipiente, como
una función de las fluctuaciones en la salida procedente del sensor.
En otras palabras, se prevé que la rotación del recipiente
provocará alguna fluctuación en la salida del sensor debido a la
interacción de la energía de la luz con el recipiente. La ausencia
de fluctuación alguna detectada en la salida del sensor se
interpreta como una indicación de que el recipiente no está rotando,
bien debido a la malformación del recipiente, a un mal
funcionamiento del mecanismo para hacer girar el recipiente, o a
alguna otra razón. Una ausencia de rotación detectada en el
recipiente, tiene como resultado preferentemente el rechazo del
recipiente, puesto que no se puede confirmar que el recipiente haya
sido inspeccionado.
En un aparato para inspeccionar variaciones
comerciales en un recipiente mientras se gira el recipiente en
torno a un eje, según un aspecto de la presente invención, la
instalación para asegurar que se hace girar el recipiente durante la
inspección incluye al menos una fuente de luz para dirigir energía
de luz sobre el recipiente, y al menos un sensor de luz para
recibir energía de luz procedente de la fuente de luz, tras su
interacción con el recipiente. Un procesador de información detecta
la rotación del recipiente como una función de las fluctuaciones en
la energía de la luz recibida del sensor. El procesador de
información preferentemente reúne y almacena datos de imágenes
procedentes del sensor, como una función de la rotación aparente
del recipiente, tal como en los incrementos de la rotación del
recipiente o incrementos de tiempos iguales mientras aparentemente
se hace rotar el recipiente a velocidad constante. A continuación,
el procesador de información analiza posibles fluctuaciones en los
datos de imagen almacenados, en función de la rotación aparente del
recipiente. Esto se consigue utilizando una venta de datos
deslizante para identificar fluctuaciones en los datos de imagen
almacenados. La longitud de la ventana de datos de imagen, la
longitud de la ventana de datos deslizante para analizar los datos
de imagen, y la magnitud de las fluctuaciones necesarias para
indicar la rotación del recipiente, son preferentemente ajustables.
Puede utilizarse otras técnicas de análisis de datos de imagen, para
detectar fluctuaciones en los datos de imagen que confirmen que el
recipiente está rotando durante la
inspección.
inspección.
La exposición, junto con objetivos,
características, ventajas y aspectos adicionales de esta, se
comprenderá mejor a partir de la siguiente descripción, las
reivindicaciones anexas y los dibujos adjuntos, en los cuales:
la figura 1 es un diagrama esquemático de un
aparato de inspección de recipientes, según una realización
ejemplar de esta exposición;
la figura 2 es un diagrama esquemático de un
aparato de inspección de recipientes, según otra realización
ejemplar de esta exposición;
la figura 3 es un diagrama esquemático de un
aparato de inspección de recipientes, según una tercera realización
ejemplar de esta exposición; y
la figura 4 es una ilustración gráfica del
análisis de imágenes de inspección del recipiente, en la
realización ejemplar de la figura 1.
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La figura 1 ilustra un aparato 10 para
inspeccionar un recipiente 12, según una realización ejemplar de la
exposición. El aparato incluye una fuente de luz 14 para dirigir un
haz de luz 16 sobre la superficie externa de la pared lateral del
recipiente 12, a un ángulo tal que una parte 18 de la energía de la
luz se refleja desde la superficie externa de la pared lateral del
recipiente, y una parte 20 es refractada en la pared lateral del
recipiente, es reflejada desde la superficie interna de la pared
lateral y a continuación vuelve a salir de la superficie externa de
la pared lateral. Hay una lente 22 dispuesta entre un sensor de luz
24 y la pared lateral del recipiente, para dirigir sobre el sensor
energía de la luz reflejada desde las superficies interna y externa
de la pared lateral. Un procesador de información 26 es sensible a
las señales procedentes del sensor de luz 24. El procesador de
información 26 está preferentemente conectado a una pantalla
adecuada 28 para mostrar datos de la inspección, y a un mecanismo
adecuado para rechazar recipientes 12 para los cuales las
variaciones comerciales detectadas en el procesador 26 de
información son de magnitud no deseable. En lo descrito hasta aquí,
el aparato 10 es similar al que se revela en la Patente de EE.UU. 5
291 271.
Un mecanismo 30 de rotación de recipientes, hace
rotar el recipiente 12 en torno a un eje de rotación a la vez que
el recipiente es iluminado por medio de la fuente de luz 14. El
mecanismo de rotación 30 del recipiente puede comprender un
dispositivo adecuado, tal como un rodillo de accionamiento acoplado
a un motor adecuado de accionamiento, para sujetar el recipiente 12
contra rodillo de respaldo mientras se hace rotar el recipiente en
torno a un eje de rotación. Tal eje de rotación preferentemente es
coincidente con el eje del recipiente. Solo a modo de ejemplo, los
sistemas para traer recipientes 12 secuenciales a una posición para
inspección, rotar por turnos los recipientes durante una operación
de inspección, retirar los recipientes tras la inspección y
rechazar recipientes que no pasan la inspección, se ilustran en las
Patentes de EE.UU. Números 4 378, 93 y 6 581 751. El procesador de
información 26 escanea y almacena datos de imágenes procedentes del
sensor de luz 24, a incrementos de rotación (aparente) del
recipiente que pueden ser incrementos angulares iguales de la
rotación del recipiente, que son detectados por un codificador
adecuado acoplado con un motor o rodillo de accionamiento, o
incrementos de tiempo iguales mientras se gira el recipiente a
velocidad angular constante. Una combinación de estas técnicas puede
ser utilizada durante la aceleración y desaceleración de la
rotación (aparente) del recipiente, para incrementar la velocidad
de inspección del
recipiente.
recipiente.
La figura 4 ilustra datos de imagen 18a, 20a en
el sensor de luz 24, escaneados y almacenados en el procesador de
información 26, para haces de luz reflejados 18, 20 (figura 1)
sobre una anchura 32 de imagen. La anchura 32 de la imagen
preferentemente está en unidades de rotación aparente del
recipiente, tal como por ejemplo sobre una revolución aparente
completa del recipiente. Los datos 18a de imagen son indicativos de
la posición de la superficie exterior de la pared lateral del
recipiente, respecto del sensor del 24, y los datos 20a de imagen
son indicativos la posición aparente de la superficie de la pared
lateral interior. (La relación entre los datos 20a de imagen y la
posición real de la superficie interior de la pared lateral del
recipiente, se describen en el documento Patente de EE.UU. Número 5
291 271 indicado anteriormente.) La separación 34 entre las líneas
de datos 18a, 20a es indicativa del grosor de la pared lateral del
recipiente. Los datos 18a y 34 son analizados para determinar el
contorno de la superficie exterior y del grosor de la pared
lateral.
Para confirmar que el recipiente está realmente
rotando durante la inspección en la realización de ejemplo, se
analiza los datos 18a y 34 en busca de fluctuaciones que resultan
de la rotación del recipiente. En la realización ilustrada, este
análisis de datos se lleva a cabo utilizando una técnica de ventana
de datos deslizante, para la que se indica en la figura 4 tres
posiciones de ventana 36a, 36b, 36n (en unidades de rotación
aparente del recipiente). En cada posición de ventana deslizante,
se analizan los datos 18a de la posición de la superficie exterior y
los datos 34 del grosor para identificar fluctuaciones en los datos
de imagen dentro de la ventana deslizante. Puede esperarse que, si
el recipiente está rotando durante la operación de inspección,
habrá alguna fluctuación en los datos de imagen provocada por
imperfecciones menores en la geometría del recipiente. El
procesador 26 de información identifica estas fluctuaciones para
confirmar que el recipiente estaba de hecho rotando durante la
operación de inspección. Si los datos de imagen 18a, 20a, 34 son
tales que no hay fluctuaciones en los datos de imagen, el
procesador 26 de información determina que el recipiente no está
rotando durante la inspección, y preferentemente envía una señal al
sistema de manipulación del recipiente para que rechace el
recipiente. Un fallo persistente en la rotación del recipiente
puede indicar mal funcionamiento de los mecanismos de transporte
y/o rotación del recipiente, y la necesidad de reparaciones.
En la figura 4 se observará que, aunque se
ilustran fluctuaciones en los datos 18a y 34 de imagen (y en los
datos 20a de imagen), estas fluctuaciones pueden no ser de una
magnitud suficiente como para indicar una variación comercial
inaceptable. Las fluctuaciones de los datos de imagen que indican
una variación comercial inaceptable serían típicamente de magnitud
mayor (preferentemente ajustable), que las fluctuaciones de los
datos de imagen que indican la rotación del recipiente.
La figura 2 ilustra un aparato 40 de inspección
de recipientes, que incluye un conjunto 42 de fuente de luz/sensor
situado sobre la superficie 43 del recipiente 12, para dirigir al
menos un haz 44 de energía de luz sobre la superficie de cierre del
recipiente, y recibir al menos un haz 46 reflejado procedente de la
superficie de cierre. Preferentemente hay múltiples fuentes de luz
y sensores en el conjunto 42 en pares asociados, para dirigir
energía de luz sobre posiciones separadas angularmente en torno a
la superficie de cierre, y recibirlas desde esta. El procesador 48
de información escanea el conjunto 42, a incrementos espaciales o
temporales fijos de (aparente) rotación del recipiente, como se ha
descrito anteriormente, para recibir señales indicativas de la
posición o nivel de la superficie de cierre en relación con el
conjunto 42. En lo descrito hasta aquí, el aparato 40 es similar al
que se revela en la Patente de EE.UU. 6 903 814. El procesador de
información 48 analiza también fluctuaciones en los datos de imagen
procedentes del conjunto 42, tras la interacción de la energía de
la luz con el recipiente 12, con el objeto de confirmar que el
recipiente está rotando durante la operación de inspección. Esto se
consigue mediante analizar uno o varios haces reflejados 46 en
búsqueda de fluctuaciones indicativas de rotación del recipiente,
así como mediante utilizar una técnica de ventana deslizante del
tipo discutido anteriormente.
La figura 3 ilustra un tercer ejemplo de aparato
50, según la presente exposición. Una fuente de luz 52 dirige
energía de luz sobre la pared lateral de un recipiente 12 bajo
exposición, así como a través de una lente 54. Tras la interacción
de la energía de luz con la pared lateral del recipiente, así como
por transmisión a través de la pared lateral o reflexión desde la
pared lateral, la energía de la luz es dirigida sobre un sensor 58,
tal como mediante una lente 56. Un procesador 60 de información es
sensible a la energía de la luz en el sensor 58, desde la fuente 52
de luz tras la interacción con el recipiente 12, tanto para detectar
variaciones comerciales en el recipiente 12 como para confirmar que
está rotándose el recipiente durante la operación de inspección. La
figura 3 pretende ser ilustrativa de los muchos tipos de diferentes
técnicas de inspección de recipientes, de los cuales son ejemplo
las siguientes exposiciones: Patentes de EE.UU. Números 4 442 934,
4 579 227, 4 584 469, 4 608 709, 4 644 151, 4 701 612, 4 945 228, 4
958 223, 5 200 801, 5 214 713, 5 233 186, 5 243 400, 5 442 446, 5
466 927, 5 610 391, 5 637 864, 5 896 195, 5 969 810, 6 025 909, 6
067 155, 6 104 482, 6 175 107 y 6 256 095.
De este modo, se han revelado un método y un
aparato para inspeccionar recipientes, tales como recipientes de
vidrio, que asegura que se está haciendo rotar el recipiente
durante la operación de inspección. El principio básico de la
presente exposición es que los recipientes no son perfectos, de
forma que el análisis de los datos de inspección deberá revelar
fluctuaciones que pueden estar dentro de límites aceptables para
variaciones comerciales, pero confirmar que el recipiente está
siendo rotando durante la operación de inspección. Una ventaja
concreta de los ejemplos de realización de la presente exposición,
es que los datos de imagen procedentes de llevar a cabo otras
operaciones de inspección de recipientes - por ejemplo, grosor y
redondez de la pared lateral del recipiente en la figura 1,
inspección de la superficie de cierre del recipiente en la figura 2
e inspección de la pared lateral del recipiente en la figura 3 - se
utilizan para implementar la presente exposición mediante analizar
los datos obtenidos durante la operación de inspección, en búsqueda
de fluctuaciones que confirmen la rotación del recipiente. Como una
alternativa menos preferida, podría proporcionarse una fuente de luz
y un sensor exclusivamente para confirmar la rotación del
recipiente. Los ejemplos de realización utilizan datos de la
inspección que son escaneados en el procesador de información
durante la (aparente) rotación del recipiente, y a continuación
analizados con propósitos tanto de inspección como para confirmar la
rotación del recipiente. Sin embargo, la inspección de datos podría
monitorizarse en tiempo real durante el escaneado, para confirmar
la rotación del recipiente. La exposición se ha presentado junto
con varias realizaciones de ejemplo, y se ha descrito otras
modificaciones y variaciones. A la luz de la discusión precedente se
ocurrirán fácilmente modificaciones y variaciones adicionales a los
expertos en la materia. Se considera que la exposición abarca la
totalidad de tales modificaciones y variaciones que caigan dentro
del alcance general de las reivindicaciones anexas.
\vskip1.000000\baselineskip
La lista de referencias citadas por el
solicitante es solo para comodidad del lector. No forma parte del
documento de Patente Europea. Aunque se ha tomado especial cuidado
en recopilar las referencias, no puede descartarse errores u
omisiones y la EPO rechaza toda responsabilidad a este
respecto.
\bullet US 6 903 814 B1 [003]
\bullet US 4 066 363 A [0005]
\bullet US 5 291 271 A [0011][0013]
\bullet US 4 378 493 A [0012]
\bullet US 6 581 751 A [0012]
\bullet US 6 903 814 B [0016]
Claims (6)
1. Aparato para inspeccionar recipientes en
busca de variaciones comerciales, que comprende: medios para hacer
rotar (30) un recipiente (12) que está siendo inspeccionado; al
menos una fuente de luz (14; 52) para dirigir luz sobre el
recipiente (12); al menos un sensor de luz (24; 58) para recibir luz
procedente de la mencionada fuente tras la interacción con el
recipiente (12) y para producir datos de imagen (18a; 20a; 34); y
un procesador (26; 48; 60) de información acoplado a la salida del
sensor (24; 58) con el objeto de escanear y almacenar los datos de
imagen (18a; 20a; 34) del recipiente (12) sometido a inspección, y
para procesar los datos sobre una anchura (32) de la imagen,
correspondiente a por lo menos una rotación aparente completa del
recipiente (12), caracterizado porque el procesador (26; 48;
60) de información incluye medios para asegurar que el recipiente
está de hecho rotando durante la inspección, por medio de detectar
fluctuaciones en la salida del sensor, y está configurado para
utilizar una ventana de datos deslizante (36a, 36b, 36n) que tiene
una longitud en unidades de rotación aparente del recipiente, menor
que la anchura (32) de la imagen.
2. El aparato de la reivindicación 1
en el que la longitud de la ventana de datos
deslizante (36a, 36b, 36n) en unidades de rotación aparente del
recipiente, y la magnitud de las fluctuaciones en los datos (18a;
20a; 34) de imagen, son ajustables en el procesador (26; 48; 60) de
información.
3. El aparato de la reivindicación 1 o 2
en el que la señal de salida de dicho al menos
un sensor (24; 58) es indicativa de la redondez y del grosor de la
pared lateral del recipiente sometido a inspección, siendo el
procesador de información (26; 48; 60) sensible a ambas de las
mencionadas señales para detectar la ausencia de rotación en el
recipiente.
4. El aparato de cualquiera de las
reivindicaciones 1-3, que incluye además un
mecanismo de rechazo para rechazar recipientes (12) que tienen
variaciones comerciales inaceptables, en el que el procesador (26;
48; 60) de información está acoplado al mecanismo de rechazo para
rechazar recipientes (12) para los cuales se detecta la ausencia de
rotación.
5. Método para detectar la rotación de un
recipiente (12) durante una inspección óptica de variaciones
comerciales, en el que se analiza la luz tras su interacción con el
recipiente (12) para identificar fluctuaciones en la luz,
indicativas de la rotación real del recipiente bajo inspección,
comprendiendo el mencionado método las etapas de:
- (a)
- escanear y almacenar datos (18a; 20a; 34) de imagen procedentes de un sensor (24; 58).de luz que recibe la luz desde el recipiente y a intervalos en función de la rotación aparente del recipiente,
- (b)
- tras completarse la mencionada etapa (a) para una anchura (32) de imagen correspondiente a por lo menos una rotación aparente completa del recipiente, analizar los datos de imagen escaneados y almacenados en la etapa (a) utilizando una ventana de datos deslizante (36a; 36b; 36n) que tiene una longitud, en unidades de rotación aparente del recipiente, menor que la mencionada anchura (32) de imagen, e
- (c)
- identificar fluctuaciones en los mencionados datos de imagen durante la mencionada etapa (b), indicativas de una rotación real del recipiente.
6. El método expuesto en la reivindicación 5
en el que los datos de imagen escaneados y
almacenados en la mencionada etapa (a) son indicativos de la
posición de una superficie del recipiente (12).
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