ES2342004T3 - Metodo y aparato para inspeccionar el perfil de las paredes laterales de un recipiente. - Google Patents
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Abstract
Un aparato para inspeccionar el perfil de un recipiente (22) que tiene una pared lateral (30) y un eje (52), el cual incluye: al menos una fuente luminosa (32; 66) para dirigir la energía luminosa sobre una pared lateral (30) del recipiente, al menos un sensor de luz (38; 72) dispuesto para recibir la energía luminosa desde al menos la mencionada fuente luminosa reflejada desde la pared lateral del recipiente (30), y sensible a dicha energía luminosa reflejada, para proporcionar unas señales indicativas de la posición de la pared lateral (30) del recipiente con respecto al mencionado sensor (38; 72) al menos en dos posiciones sobre la pared lateral (30) del recipiente, separadas entre sí en la dirección del mencionado eje (52), y un procesador de información (40) sensible las mencionadas señales para determinar el perfil de la pared lateral (30) del recipiente en la dirección del mencionado eje (52) en función de las posiciones de la pared lateral del recipiente en al menos dos posiciones, en donde al menos el mencionado sensor de luz (38; 72) es sensible a la mencionada energía luminosa reflejada, para proporcionar señales indicativas de la posición de la pared lateral del recipiente con respecto al mencionado sensor en un primera posición (54) adyacente al hombro (60) del recipiente, una segunda posición (58) adyacente al talón (62) del recipiente, y una tercera posición (56) entre las mencionadas primera y segunda posiciones, y en donde el mencionado procesador de información (40) determina el perfil de la pared lateral del recipiente en función de la salida de la posición de la pared lateral en la mencionada tercera posición (56) desde una línea entre las mencionadas posiciones en las mencionadas primera y segunda posiciones (54, 58), y en donde las mencionadas primera, segunda y tercera posiciones (54, 56, 58) están alineadas nominalmente entre sí en una dirección paralela al eje del recipiente (52).
Description
Método y aparato para inspeccionar el perfil de
las paredes laterales de un recipiente.
La presente invención está relacionada con la
inspección de la uniformidad de las paredes laterales en los
recipientes, y más en particular con un método y aparato para
identificar abombamientos o secciones hundidas en la pared lateral
del recipiente.
La patente de los EE.UU. número 5291271 expone
un aparato y método para medir electro-ópticamente el grosor de una
pared de un recipiente. Una fuente luminosa dirige un haz de luz
sobre la superficie exterior de un recipiente con un ángulo tal que
una parte del haz luminoso es reflejada desde la superficie
exterior, y en donde una porción es refractada en la pared del
envase, reflejada desde la superficie de la pared interior y
después re-emergiendo desde la superficie de la
pared exterior. Se encuentra dispuesto un sistema de lentes entre
un sensor de luz y la pared del envase para enfocar la energía
luminosa reflejada desde las superficies de la pared interior sobre
el sensor. El recipiente se hace girar alrededor de un eje, y el
sistema electrónico de procesamiento de la información es sensible
ante la energía luminosa incidente sobre el sensor para explorar el
sensor en incrementos de la rotación del recipiente, y determinando
el grosor de la pared del recipiente entre las superficies de las
paredes interior y exterior en función de la separación entre los
puntos de incidencia de la energía reflejada sobre el sensor. La
energía reflejada desde la superficie exterior del recipiente
proporciona también información concerniente al perfil en torno al
recipiente en función de la rotación del recipiente en el punto en
el cual la energía luminosa es incidente y que se refleja desde la
superficie de la pared.
El documento EP-1774298 A1
corresponde a la técnica anterior bajo el Art. 54(3) EPC, y
expone un aparato y método para inspeccionar los recipientes con
nervaduras. En consecuencia, se hace dirigir un haz luminoso en
forma lineal sobre la pared lateral del recipiente con al menos un
pico, y al menos un valle adyacente a una nervadura, en donde un
sensor recibe la luz reflejada desde el pico y el valle, y un
procesador de información determina las características geométricas
de la pared lateral del recipiente con nervaduras.
La invención, tal como se define en las
reivindicaciones 1 y 6, resuelve el problema de la detección de la
uniformidad de las paredes laterales en los recipientes,
particularmente en los abombamientos y en las secciones hundidas en
la pared lateral del recipiente.
La presente invención incluye varios aspectos
que pueden ser implementados por separado o bien en combinación
entre sí.
Un aparato para inspeccionar el perfil de una
pared lateral de un recipiente. De acuerdo con un aspecto de la
presente exposición, incluye al menos una fuente luminosa para
dirigir la energía luminosa sobre la pared lateral del recipiente,
y al menos un sensor de luz dispuesto para recibir la energía
luminosa desde la fuente luminosa reflejada desde la pared lateral
del recipiente. El sensor de luz es sensible a dicha energía
luminosa reflejada, para proporcionar señales indicativas de la
posición de la pared lateral del recipiente con respecto al sensor
en al menos tres posiciones sobre la pared lateral del recipiente
entre sí en la dirección del eje del recipiente. Un procesador de
información es sensible a tales señales, para determinar el perfil
de la pared lateral del recipiente en la dirección del eje del
recipiente, como una función de las posiciones de la pared lateral
en tales posiciones. Al menos dos posiciones sobre la pared lateral
del recipiente están alineadas nominalmente entre si en una
dirección paralela al eje del recipiente. Una de las posiciones
sobre la pared lateral del recipiente preferiblemente es adyacente
al cuello del recipiente o al talón del recipiente, y en donde otra
de las posiciones se encuentra sobre la pared lateral del recipiente
entre el cuello del recipiente y el talón del recipiente. El
procesador de información detecta las variaciones en el perfil de la
pared lateral del recipiente en función de la salida de la posición
de la pared lateral en la tercera posición desde una línea entre
las posiciones de la pared lateral en la primera y segunda
posiciones. La primera y segunda posiciones son respectivamente
adyacentes a un talón y al cuello del recipiente, mientras que la
tercera posición está entre el talón y el cuello del
recipiente.
El recipiente preferiblemente se hace girar
alrededor de un eje, y la primera y segunda posiciones
preferiblemente están alineadas nominalmente entre sí en una
dirección paralela a dicho eje. Los sensores pueden comprender unos
sensores individuales para recibir la energía luminosa reflejada
desde la pared lateral del recipiente en tres posiciones de la
pared lateral, o bien un sensor en forma de una matriz para poder
recibir la energía luminosa reflejada desde la totalidad de las
tres posiciones de la pared lateral.
La exposición, junto con los objetos
adicionales, características, ventajas y aspectos de la misma, se
comprenderá mejor a partir de la siguiente descripción, de las
reivindicaciones anexas y de los dibujos adjuntos, en donde:
la figura 1 es un diagrama esquemático de un
aparato para inspeccionar el perfil de una pared lateral de un
recipiente de acuerdo con una realización a modo de ejemplo de la
exposición;
la figura 2 es un diagrama esquemático de una
vista en planta superior del aparato de la figura 1;
la figura 3 es una ilustración gráfica del
funcionamiento del aparato de la figura 1 y 2;
la figura 4 es un diagrama de un aparato para
inspeccionar el perfil de la pared lateral del recipiente de
acuerdo con otra realización a modo de ejemplo de la presente
invención;
la figura 5 es un diagrama esquemático en planta
superior del aparato ilustrado en la figura 4;
la figura 6 es una ilustración gráfica del
perfil de la pared lateral del recipiente inspeccionado por el
aparato de las figuras 4 y 5; y
la figura 7 es un diagrama esquemático de un
aparato para inspeccionar el perfil de la pared lateral del
recipiente de acuerdo con una realización a modo de ejemplo de la
exposición.
Las figuras 1 y 2 ilustran un aparato 20 para
inspeccionar el perfil de las paredes laterales de un recipiente
22, de acuerdo con una realización a modo de ejemplo de la presente
exposición. El aparato 20 incluye al menos un subconjunto
electro-óptico o sonda 24, y preferiblemente tres sondas
electro-ópticas 24, 26, 28 dispuestas para dirigir la energía
luminosa sobre las mismas, y para recibir la energía luminosa
reflejada desde la pared lateral 30 del recipiente 22. La sonda 24
incluye una fuente luminosa 32 para dirigir la energía luminosa
sobre la superficie exterior de la pared lateral 30 del recipiente,
preferiblemente a través de una lente 34, y un sensor de luz 38
posicionado para recibir la energía luminosa reflejada desde la
superficie exterior de la pared lateral del recipiente,
preferiblemente a través de la lente 36. Las sondas 26, 28
preferiblemente son idénticas a la sonda 24. La fuente luminosa 32
y el sensor 38 preferiblemente son parte de un subconjunto de las
sondas; no obstante, la fuente luminosa 32 y el sensor 38 podrían
comprender unos componentes independientes. Los sensores 38 de las
sondas 24, 26, 28 están conectados a un procesador de información
40, que determina el perfil de las paredes laterales del recipiente
desde las entradas del sensor, y proporciona una salida a una
pantalla adecuada 42. El procesador de información 40 puede
proporcionar también una salida a un mecanismo de rechazo adecuado,
para poder rechazar los recipientes que tengan un perfil no deseable
de las paredes laterales.
Un mecanismo 44 de rotación del recipiente hace
girar preferiblemente el recipiente 22 alrededor de un eje de
rotación (52 en la figura 3) conforme se inspecciona la pared
lateral del recipiente por las sondas 24, 26, 28. El mecanismo 44
de rotación del recipiente puede comprender cualquier dispositivo
adecuado, tal como un rodillo motriz acoplado a un motor de
accionamiento adecuado para retener el recipiente 22 contra unos
rodillos o similar mientras que gira el recipiente alrededor de un
eje de rotación. Dicho eje de rotación preferiblemente es
coincidente con el eje del recipiente. A modo de ejemplo solamente,
en las patentes de los EE.UU. números 4378493 y 6581751 se ilustran
unos sistemas adecuados para llevar los recipientes 22 a sus
posiciones para la inspección, haciendo girar los recipientes por
turno durante la operación de la inspección, y rechazando los
recipientes a continuación de la inspección.
Con referencia a la figura 3, la sonda 24 dirige
la energía luminosa sobre la pared lateral 30 del recipiente, y
recibe la energía luminosa reflejada desde una superficie,
preferiblemente la superficie exterior, de la pared lateral del
recipiente en un plano óptico 46. De igual forma, las sondas 26 y 28
dirigen la energía luminosa sobre la pared lateral del recipiente,
y reciben la energía luminosa reflejada desde una superficie,
preferiblemente de la superficie exterior, de la pared lateral del
recipiente en los respectivos planos ópticos 46, 48, 50 preferible
y paralelamente entre sí, y perpendicular al eje de rotación 52 del
recipiente, aunque esto no necesita necesariamente que sea el caso.
La energía luminosa en el plano 46 es incidente y se refleja desde
la superficie exterior de la pared lateral del recipiente en una
posición 54. De igual forma, la energía luminosa en el plano 48 es
incidente y reflejada desde la pared lateral del recipiente en la
posición 56, y la energía luminosa en el plano 50 es incidente y
reflejada desde la pared lateral en la posición 58. La posición 54
preferiblemente es adyacente al hombro 60 del recipiente, el cual es
redondo en forma precisa debido a la forma en la cual está moldeado
el recipiente. De igual forma, la posición 58 es preferiblemente
adyacente al talón 62 del recipiente, el cual es redondo de
precisión debido a la forma en la cual está moldeado el recipiente.
La posición 56 puede estar en cualquier posición deseada entre las
posiciones 54, 58, tal como se muestra en la figura 3. Las
posiciones 54, 56, 58 preferiblemente están espaciadas entre si en
la dirección del eje 52, y más preferiblemente están alineadas
nominalmente entre si a lo largo de una línea paralela al eje 52.
Mediante el término "nominalmente" se quiere decir que si la
pared lateral 30 es cilíndrica y coaxial con el eje 30, las
posiciones 54, 56 y 58 estarían situadas a lo largo de la superficie
del cilindro y estarían alineadas entre si a lo largo de una línea
paralela al eje 52. Por el contrario, si la pared lateral 30 es
oblicua al eje 52, o si la pared lateral 30 está hundida como en
30a, de forma la posición 56 esté en 56a, las posiciones 54, 56a,
58 no estarían ya alineadas entre si en una dirección paralela al
eje 52.
Los sensores de luz 38 (figura 2) proporcionan
las señales de salida al procesador de información 40 en función de
la posición de la pared lateral del recipiente con respecto a los
sensores de luz en cada una de las posiciones 54, 56, 58. El
procesador de información 40 determina preferiblemente el perfil de
la pared lateral del recipiente 30 en la dirección del eje 52 en
función de la salida de la pared lateral posicionada en la posición
56 desde una línea situada entre las posiciones de la pared lateral
en las posiciones 54 y 58. En otras palabras, las posiciones de la
pared lateral en los emplazamientos 54, 58 se utilizan por el
procesador de información 40 (figura 1) para establecer una
referencia con la cual pueda compararse la posición de la pared
lateral en el emplazamiento 56. La figura 3 ilustra con líneas de
trazos una pared lateral 30a hundida, para la cual la pared lateral
situada en la posición 56a se desviará significativamente desde una
línea de referencia entre las posiciones de la pared lateral en los
emplazamientos 54 y 58. La pared lateral 30a hundida puede dar lugar
al rechazo del recipiente. Como una modificación de la realización
de las figuras 1-3, solo una de las sondas 24, 28
puede utilizarse para establecer una referencia para la comparación
de la salida de la posición lateral de la sonda 26. Como otra
modificación, podrían proporcionarse unas sondas adicionales entre
las sondas 24, 28.
En la realización de las figuras
1-3, cada una de las tres sondas (o más) 24, 26, 28
pueden comprender unos calibres de grosor ópticos del tipo expuesto
en la patente de los EE.UU. número 5291271 anteriormente expuesta,
en donde se monitorizan las reflexiones desde la superficie de la
pared lateral del recipiente, para determinar el perfil de la pared
lateral del recipiente según lo descrito anteriormente. Los sensores
38 preferiblemente son escaneados en incrementos de la rotación del
recipiente, para desarrollar un perfil del contorno de la pared
lateral totalmente alrededor del recipiente. Tales incrementos de la
rotación del recipiente pueden ser incrementos angulares iguales de
la rotación del recipiente o incrementos de tiempos iguales conforme
el recipiente se hace rotar a una velocidad angular constante, por
ejemplo. La combinación de estas técnicas puede utilizarse durante
la aceleración y la desaceleración de la rotación del recipiente
para incrementar la velocidad de inspección.
Las figuras 4-6 ilustran un
aparato 64 para inspeccionar el perfil de la pared lateral del
recipiente de acuerdo con otra realización a modo de ejemplo de la
exposición. Una fuente luminosa 66 y una lente 68 dirigen un haz de
luz en forma de una línea sobre la superficie exterior de una pared
lateral del envase 30. Este haz de luz en forma de una línea tiene
una dimensión de longitud paralela al eje de rotación del recipiente
22 y una dimensión radial estrecha con respecto a dicho eje en la
línea de la incidencia de la pared lateral del recipiente. La
energía luminosa reflejada desde la pared lateral del recipiente
está dirigida por una lente 70 sobre un sensor de luz 72. En esta
realización, el sensor de luz 72 preferiblemente comprende un
sensor matricial (figura 6) que recibe la imagen reflejada total de
la fuente luminosa. Esta imagen puede comprender una imagen 74 en
forma de una línea por ejemplo, cuando la pared lateral del
recipiente no tenga abombamientos o zonas hundidas. Por el
contrario, el área hundida 30a (figura 4) puede producir una imagen
contorneada 74a (figura 6), mientras que una pared lateral abombada
puede producir una imagen contorneada 74b. Al igual que en las
realizaciones de las figuras 1-2, el perfil de la
pared lateral está determinado en función de una comparación entre
una o más posiciones de la pared lateral a lo largo de la zona
intermedia de la imagen con las posiciones de la pared lateral en
las porciones superiores e inferiores de la imagen.
La figura 7 ilustra un aparato 80 como una
modificación del aparato 64 de las figuras 4-6. La
fuente luminosa 66 genera de nuevo una haz de luz en forma de una
línea, que se refleja desde la superficie superior de la pared
lateral 30 del recipiente, y una lente de enfoque 82 que se
posiciona entre el recipiente 22 y el sensor 72 para dirigir la
energía luminosa reflejada sobre la superficie del sensor. La imagen
en el sensor es de nuevo una línea paralela al eje del recipiente,
mientras que un abombamiento o una hendidura distorsionará la
imagen lineal según lo expuesto en la figura 6.
Se ha expuesto por tanto un aparato y método
para inspeccionar el perfil de una pared lateral de un recipiente.
La exposición se ha presentado en conjunción con varias
realizaciones a modo de ejemplo, y se han descrito varias
modificaciones y variaciones adicionales. Otras modificaciones y
variaciones podrán ser sugeridas fácilmente por los técnicos
especializados en la técnica a la vista de la exposición anterior.
La exposición tiene por objeto el poder abarcar todas las
mencionadas modificaciones y variaciones que caigan dentro de las
reivindicaciones adjuntas.
Claims (6)
1. Un aparato para inspeccionar el perfil de un
recipiente (22) que tiene una pared lateral (30) y un eje (52), el
cual incluye:
al menos una fuente luminosa (32; 66) para
dirigir la energía luminosa sobre una pared lateral (30) del
recipiente,
al menos un sensor de luz (38; 72) dispuesto
para recibir la energía luminosa desde al menos la mencionada
fuente luminosa reflejada desde la pared lateral del recipiente
(30), y sensible a dicha energía luminosa reflejada, para
proporcionar unas señales indicativas de la posición de la pared
lateral (30) del recipiente con respecto al mencionado sensor (38;
72) al menos en dos posiciones sobre la pared lateral (30) del
recipiente, separadas entre sí en la dirección del mencionado eje
(52), y
un procesador de información (40) sensible las
mencionadas señales para determinar el perfil de la pared lateral
(30) del recipiente en la dirección del mencionado eje (52) en
función de las posiciones de la pared lateral del recipiente en al
menos dos posiciones,
en donde al menos el mencionado sensor de luz
(38; 72) es sensible a la mencionada energía luminosa reflejada,
para proporcionar señales indicativas de la posición de la pared
lateral del recipiente con respecto al mencionado sensor en un
primera posición (54) adyacente al hombro (60) del recipiente, una
segunda posición (58) adyacente al talón (62) del recipiente, y una
tercera posición (56) entre las mencionadas primera y segunda
posiciones, y en donde el mencionado procesador de información (40)
determina el perfil de la pared lateral del recipiente en función
de la salida de la posición de la pared lateral en la mencionada
tercera posición (56) desde una línea entre las mencionadas
posiciones en las mencionadas primera y segunda posiciones (54, 58),
y en donde las mencionadas primera, segunda y tercera posiciones
(54, 56, 58) están alineadas nominalmente entre sí en una dirección
paralela al eje del recipiente (52).
2. El aparato expuesto en la reivindicación
1,
en donde al menos una mencionada fuente luminosa
(32) y al menos un mencionado sensor de luz (38) incluyen a tres
fuentes luminosas y sensores asociados, posicionados respectivamente
para dirigir la energía luminosa y recibir la energía de la luz
reflejada desde la pared lateral (30) del recipiente en las tres
mencionadas posiciones respectivamente (54, 56, 58).
3. El aparato expuesto en la reivindicación
2,
en donde cada mencionada fuente luminosa (32) es
tal que en cada posición mencionada sobre la pared lateral (30), la
energía luminosa es recibida y reflejada en un plano (46, 48, 50) es
perpendicular al eje del recipiente (52).
4. El aparato expuesto en la reivindicación
1,
en donde la mencionada fuente luminosa (66)
dirige un haz de luz en forma de una línea sobre el eje del
recipiente que tiene una dimensión larga paralela al mencionado eje
y una dimensión corta radial respecto al mencionado eje,
y
y
en donde el mencionado sensor (72) incluye un
sensor matricial para recibir las porciones del mencionado haz
luminoso en forma de una línea, reflejado desde la pared lateral
(30) del recipiente.
5. El aparato expuesto en cualquier
reivindicación anterior que incluye medios (44) para girar el
recipiente (22) alrededor de su eje (52), y en donde el mencionado
procesador de información (40) está adaptado para determinar el
perfil (30) de la pared lateral del recipiente en incrementos de la
rotación del recipiente alrededor del mencionado eje (52).
6. Un método de inspección del perfil de una
pared lateral del recipiente (30) que tiene un hombro (60) y un
talón (62), el cual incluye las etapas de:
- (a)
- hacer girar el recipiente (22) alrededor de un eje (52),
- (b)
- dirigir la energía luminosa sobre la pared lateral (30) del recipiente en al menos una primera posición (54) adyacente al cuello (60) del recipiente, una segunda posición (58) adyacente al talón (62) del recipiente, y una tercera posición (56) entre la primera y segunda posiciones,
- (c)
- dirigir la energía luminosa reflejada desde la pared lateral del recipiente en al menos una primera, segunda y tercera posiciones (54, 56, 58) sobre al menos un sensor de luz (38, 72), para proporcionar señales indicativas de la posición de la pared lateral (30) del recipiente, en las mencionadas primera, segunda y tercera posiciones con respecto al menos a un mencionado sensor (38; 72), y
- (d)
- determinar el perfil de la pared lateral del recipiente (22) como una función de la salida de la posición de la pared lateral en la mencionada tercera posición (56) desde una línea entre las posiciones de la pared lateral en las mencionadas primera y segunda posiciones, en donde la primera, segunda y tercera posiciones (54, 56, 58) están alineadas nominalmente entre sí en una dirección paralela al mencionado eje (52).
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