ES2959484T3 - Sistema de inspección de envases con control de luz individual - Google Patents

Sistema de inspección de envases con control de luz individual Download PDF

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ES2959484T3 ES16167459T ES16167459T ES2959484T3 ES 2959484 T3 ES2959484 T3 ES 2959484T3 ES 16167459 T ES16167459 T ES 16167459T ES 16167459 T ES16167459 T ES 16167459T ES 2959484 T3 ES2959484 T3 ES 2959484T3
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Abstract

Se proporciona un sistema para inspeccionar un recipiente de vidrio y métodos para inspeccionar recipientes de vidrio. El sistema incluye un panel que incluye una pluralidad de fuentes de luz (110, 112, 114, 122, 124, 126) configuradas para iluminar el recipiente de vidrio. El sistema incluye una cámara configurada para obtener imágenes del recipiente de vidrio iluminado desde cada una de las fuentes de luz (116, 118, 120, 128, 130, 132). El sistema incluye un controlador configurado para ajustar la cantidad de energía aplicada a cada una de las fuentes de luz individualmente. El sistema incluye un procesador configurado para evaluar la imagen del recipiente de vidrio iluminado en busca de indicaciones de defectos en el recipiente. También se proporcionan métodos para calibrar el sistema. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Sistema de inspección de envases con control de luz individual
REFERENCIA CRUZADA CON SOLICITUDES DE PATENTE RELACIONADAS
CAMPO DE LA INVENCIÓN
La presente invención se refiere en general a máquinas que inspeccionan envases de vidrio, tales como botellas, en busca de defectos y, más particularmente, a un sistema de inspección de envases de vidrio con control de luz individual.
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN
Los envases de vidrio se pueden fabricar según un proceso de fabricación que consta de tres partes, a saber, la sala de procesamiento, la parte caliente y la parte fría. La sala de procesamiento es donde se preparan y mezclan en lotes las materias primas para el vidrio (que normalmente pueden incluir arena, carbonato de sodio, piedra caliza, vidrio reciclado triturado y otras materias primas). La parte caliente comienza con un horno, en el que los materiales dosificados se funden hasta obtener vidrio fundido y desde la cual fluye una corriente de vidrio fundido.
El vidrio fundido se corta en cilindros de vidrio llamados gotas, que caen por gravedad en moldes en blanco. En los moldes en blanco, se forma un pre-envase denominado parisón, ya sea usando un émbolo de metal para empujar el vidrio dentro del molde en blanco o soplando el vidrio desde abajo hacia el interior del molde en blanco. El parisón se invierte y se transfiere a un molde, donde se sopla para darle la forma del envase. El extremo caliente también incluye un proceso de recocido que evita que los envases tengan vidrio debilitado debido a las tensiones provocadas por un enfriamiento desigual. El proceso de recocido se utiliza para lograr un enfriamiento uniforme mediante el uso de un horno de recocido o Lehr para calentar los envases y luego enfriarlos lentamente durante un período de veinte a sesenta minutos.
Los envases de vidrio pueden inspeccionarse en la parte fría para garantizar que sean de calidad aceptable. Esta inspección de los envases de vidrio se puede realizar mediante una variedad de máquinas automatizadas para detectar una variedad de fallos, tales como, por ejemplo, pequeñas grietas en el vidrio denominadas fisuras, inclusiones extrañas denominadas piedras, burbujas en el vidrio denominadas ampollas, paredes excesivamente delgadas, columpios de pájaros, semillas, suciedad, vidrio fundido, pegamento para moho, ampollas grandes con bordes blandos, roturas de cintas, marcas de carga, tablas de lavar pesadas, reventones, piedras que causan tensión, nudos viscosos y materiales diferentes, no recocido, envase delgado, cuello doblado, cuerpo hundido, astillas, líneas sobrepasadas, ampollas de acabado, sobrepresión, tirones de émbolo, suciedad, deflectores profundos o dañados, vidrio atrapado, compensación de relleno, etc.
Además, la inspección se puede realizar a alta velocidad, por ejemplo, a una velocidad de inspección de aproximadamente 200 a 1000 envases de vidrio por minuto.
En algunos sistemas de inspección, el envase de vidrio pasa a través de un lugar de inspección donde una cámara toma una o más imágenes del envase de vidrio. Luego, las imágenes se analizan para determinar si existe algún defecto en el envase de vidrio.
Para mejorar las imágenes, un dispositivo de iluminación ilumina el envase de vidrio dentro del lugar de inspección para acentuar los defectos en el envase de vidrio en las imágenes tomadas por la cámara.
Un dispositivo de iluminación particular utilizado en la inspección de envases de vidrio es un panel de luces LED dispuestas en una rejilla de luces LED. Para proporcionar una luz más uniforme dirigida hacia el envase de vidrio dentro del lugar de inspección, los LED que están más alejados del centro de la rejilla de luces LED están inclinados hacia el centro de manera que la luz emitida por ellos se dirija mejor hacia el lugar de inspección. Cuanto más lejos esté el LED del centro de la rejilla, mayor será el ángulo con el que se montará el LED. Esto se debe a que las fuentes de luz ubicadas en diferentes lugares del panel están a diferentes distancias de la cámara y emiten luz en diferentes ángulos con respecto al eje de inspección de la cámara. Si una fuente de luz se ve fuera de su eje central desde un solo punto, por ejemplo, el eje de observación de la cámara, la intensidad de la luz disminuye a medida que aumenta el ángulo.
Desafortunadamente, la construcción de paneles de esta naturaleza es muy oportuno y costoso debido a los diversos ángulos en los que se deben montar los LED en un tablero subyacente. Además, se requieren fijaciones complejas para facilitar la fabricación de estos paneles.
Además, diferentes inspecciones de defectos utilizan diferentes intensidades de luz y formas para resaltar diferentes defectos de los envases de vidrio. Desafortunadamente, los paneles anteriores tenían una flexibilidad limitada en su capacidad de modificar la intensidad de la fuente de luz. De manera similar, diferentes envases de vidrio pueden tener diferentes formas que requieren diferentes patrones e intensidades de iluminación para mejorar la detección de defectos por parte de las cámaras.
Además, los LED que con frecuencia se fabrican, debido a variaciones de materiales, etc., emitirán diferentes intensidades de luz en las mismas condiciones, por ejemplo, misma potencia, corriente, tensión, etc. No sólo se fabricarán con diferentes intensidades de emisión de luz, sino que también se fabricarán con diferentes intensidades de emisión de luz, pero con el tiempo, los LED dentro de un panel se degradarán a diferentes ritmos. Desafortunadamente, si se reemplazan los LED individuales, los nuevos LED pueden tener una intensidad diferente a la de los LED más antiguos que aún no están desgastados. Esto crea problemas difíciles a la hora de determinar los intervalos de mantenimiento de los LED de los paneles. Los LED no solo variarán la intensidad, sino que los residuos que se depositen sobre los LED también afectarán la intensidad de los LED individuales y esto proporcionará mayores variaciones en la intensidad de la luz para diferentes partes del panel. El documento EP 1,498,725 describe una fuente de luz matricial de LED que ilumina una botella en una máquina de inspección. Una cámara toma imágenes de la botella y un procesador evalúa la imagen. Los documentos EP 1,143,237 A1 y DE 2909061 A1 abordan otros sistemas para la inspección de envases de vidrio.
Por lo tanto, existe la necesidad en la técnica de una fuente de luz mejorada para inspeccionar envases de vidrio.
BREVE COMPENDIO DE LA INVENCIÓN
Según la invención, se proporciona un sistema para inspeccionar un envase de vidrio según la reivindicación 1, y un método para operar un sistema para inspeccionar envases de vidrio según la reivindicación 9. El sistema incluye un dispositivo de iluminación en forma de panel. El panel incluye una pluralidad de fuentes de luz configuradas para iluminar el envase de vidrio. El sistema incluye una cámara. La cámara está configurada para capturar imágenes del envase de vidrio iluminado. El sistema incluye un controlador. El controlador está configurado para ajustar individualmente la cantidad de potencia aplicada a cada una de las fuentes de luz. El sistema incluye un procesador. El procesador está configurado para evaluar la imagen del envase de vidrio iluminado en busca de indicaciones de defectos en el envase.
En una realización, cada fuente de luz es uno o más LED montados en superficie. En una realización alternativa, cada fuente de luz es uno o más LED montados en orificios pasantes.
En una realización, el controlador está configurado para iluminar fuentes de luz seleccionadas de la pluralidad de fuentes de luz con el fin de iluminar según un patrón de iluminación predeterminado.
En una realización, todas las fuentes de luz del panel están dirigidas con la misma orientación. En una realización más particular, todas las fuentes de luz están dirigidas en paralelo entre ellas.
En una realización, las fuentes de luz que están más alejadas del eje de inspección de la cámara se activan con una potencia mayor que las fuentes de luz que están más cerca del eje de inspección de la cámara, de modo que el brillo de las fuentes de luz más lejanas y más cercanas es el mismo que el visto por la cámara.
En una realización, el controlador está configurado para iluminar las fuentes de luz basándose en una pluralidad de patrones predeterminados dependiendo del tipo de inspección del envase. Cada patrón predeterminado tiene una tabla de potencia correspondiente.
En una realización, el controlador y el procesador están configurados para probar el brillo de las fuentes de luz con el fin de determinar los valores de ajuste de potencia basándose en una imagen capturada del panel. El controlador y el procesador están configurados para ajustar la tabla de potencia para uno o más de los patrones predeterminados basándose en los valores de ajuste de potencia.
En una realización, la imagen del envase de vidrio se captura cuando el envase de vidrio está fuera de un eje de inspección de la cámara (también denominado eje central de la cámara). El controlador está configurado para ajustar la potencia de la pluralidad de fuentes de luz como si la imagen fuera capturada cuando el envase de vidrio estaba en el eje de inspección de la cámara.
El panel puede formarse a partir de una pluralidad de segmentos de panel y no es necesario que el panel sea plano o esté formado como una única unidad continua, sino que podría ser una pluralidad de segmentos combinados y los segmentos no necesitan ser planos.
En una realización, el sistema incluye una segunda cámara. Un eje de inspección de la primera cámara está desplazado respecto de un eje de inspección de la segunda cámara.
En una realización, el eje de inspección de la primera cámara forma un ángulo con respecto al eje de inspección de la segunda cámara.
En una realización, el eje de inspección de la primera cámara es ortogonal a una parte del panel donde el eje de inspección de la primera cámara cruza el panel.
En una realización, el panel es plano.
En una realización, el panel está formado por una pluralidad de segmentos que no son paralelos entre ellos.
En una realización, el método utiliza un primer panel que incluye una primera pluralidad de fuentes de luz. El método incluye iluminar un primer conjunto predeterminado de la primera pluralidad de fuentes de luz para iluminar el envase de vidrio con un primer patrón de iluminación predeterminado. El método incluye capturar una primera imagen del envase de vidrio iluminado. El método incluye iluminar un segundo conjunto predeterminado de la primera pluralidad de fuentes de luz para iluminar el envase de vidrio con un segundo patrón de iluminación predeterminado. El segundo patrón de iluminación predeterminado es diferente del primer patrón de iluminación predeterminado. El método incluye capturar una segunda imagen del envase de vidrio iluminado usando la iluminación del segundo patrón de iluminación. El método incluye evaluar las imágenes primera y segunda para determinar si el envase de vidrio incluye defectos.
En una realización, el método incluye iluminar toda la primera pluralidad de fuentes de luz, evaluar el brillo de la imagen vista por una primera cámara y ajustar individualmente la cantidad de potencia suministrada al menos a una de la primera pluralidad de fuentes de luz para proporcionar Iluminación uniforme desde la vista de la primera cámara.
En una realización, el método incluye continuar evaluando el brillo de un campo de visión visto por una primera cámara y aumentar la cantidad de potencia suministrada al menos a una de la pluralidad de fuentes de luz si el brillo del campo de visión visto por la primera cámara cae por debajo de un umbral predeterminado.
En una realización, la primera imagen es capturada por una primera cámara y la segunda imagen es capturada por una segunda cámara.
En una realización, un eje de inspección de la primera cámara está desplazado respecto de un eje de inspección de la segunda cámara.
En una realización, el eje de inspección de la primera cámara forma un ángulo con respecto al eje de inspección de la segunda cámara.
En una realización, el eje de inspección de la primera cámara es ortogonal a una parte del panel donde el eje de inspección de la primera cámara cruza el panel.
En una realización, las imágenes primera y segunda son capturadas por una primera cámara.
En una realización, uno de los patrones de iluminación predeterminados primero y segundo es un fondo uniforme para inspeccionar defectos opacos mientras que el otro de los patrones primero y segundo predeterminados proporciona un alto contraste para resaltar los bordes de un envase para una inspección dimensional.
En una realización, la primera imagen se captura con el envase de vidrio ubicado en una primera ubicación con respecto al panel y la segunda imagen se captura con el envase de vidrio ubicado en una segunda ubicación con respecto al panel, siendo la segunda ubicación diferente a la primera ubicación.
En una realización más particular, las imágenes primera y segunda son capturadas por una misma cámara.
En una realización, la etapa de iluminar un primer conjunto predeterminado de la primera pluralidad de fuentes de luz incluye alimentar el primer conjunto predeterminado de la primera pluralidad de fuentes de luz basándose en una primera tabla de potencia predeterminada. La etapa de iluminar un segundo conjunto predeterminado de la primera pluralidad de fuentes de luz incluye alimentar el segundo conjunto de la primera pluralidad de fuentes de luz basándose en una segunda tabla de potencia predeterminada.
En una realización, el método incluye analizar el brillo de la primera pluralidad de fuentes de luz y determinar un valor de ajuste de brillo para al menos una de la primera pluralidad de fuentes de luz. El método incluye crear una tabla de calibración que almacena el valor de ajuste de brillo para al menos una de la primera pluralidad de fuentes de luz. El método incluye ajustar las tablas primera y segunda de potencia predeterminadas basándose en la tabla de calibración. Estas tablas de potencia ajustadas se pueden usar para alimentar el panel.
En una realización, iluminar un primer conjunto predeterminado de la primera pluralidad de fuentes de luz incluye alimentar el primer conjunto predeterminado de la primera pluralidad de fuentes de luz basándose en una primera tabla de potencia predeterminada. El método incluye además analizar el brillo del primer conjunto predeterminado de la primera pluralidad de fuentes de luz y determinar un valor de ajuste de brillo para al menos una de las fuentes de luz del primer conjunto predeterminado. El método incluye además ajustar la primera tabla de potencia en función del valor de ajuste de brillo para al menos una de las fuentes de luz del primer conjunto predeterminado. Estas tablas de potencia ajustadas se pueden usar para alimentar el panel.
En una realización, los patrones de iluminación predeterminados primero y segundo se seleccionan de entre una de una pluralidad de bandas de luz horizontales; una pluralidad de bandas verticales de luz; una luz continua uniforme; una forma que sigue el contorno del envase de vidrio; y un círculo.
En una realización, el panel es plano.
En una realización, el panel está formado por una pluralidad de segmentos que no son paralelos entre ellos.
En una realización, el método incluye iluminar cada una de la pluralidad de fuentes de luz del panel simultáneamente con una potencia conocida que normalmente será la misma potencia. El método incluye tomar una imagen del panel con la cámara. El método incluye evaluar el brillo de la imagen del panel para determinar si todas las fuentes de luz aparecen iluminando con un brillo esperado, que normalmente será un brillo uniforme, para la cámara. El método incluye determinar un valor de ajuste de brillo necesario para que al menos una de las fuentes de luz haga que el panel parezca iluminar con el brillo esperado y, típicamente, con un brillo uniforme, a la cámara.
En una realización, el método incluye la creación de una tabla de calibración que almacena el valor de ajuste de brillo para al menos una de las fuentes de luz.
En una realización, el método incluye además iluminar un patrón predeterminado de las fuentes de luz en el que menos de todas las fuentes de luz deben aparecer con el mismo brillo en la cámara mientras se inspecciona un envase de vidrio.
En una realización, iluminar un patrón predeterminado de las fuentes de luz incluye aplicar la tabla de calibración al patrón predeterminado para ajustar el brillo de fuentes de luz individuales en función de los valores de brillo almacenados en la tabla de calibración.
En una realización, el método incluye ajustar la potencia suministrada a fuentes de luz individuales usando el valor de ajuste de brillo.
En una realización, el método incluye iluminar simultáneamente la pluralidad de fuentes de luz del panel con una potencia predeterminada, que típicamente será la misma potencia para cada una de la pluralidad de fuentes de luz, una segunda vez. El método incluye tomar una segunda imagen del panel con la cámara. El método incluye evaluar el brillo de la segunda imagen del panel para determinar si todas las fuentes de luz aparecen como se esperaba y, típicamente, iluminando con un brillo uniforme a la cámara. El método incluye determinar un segundo valor de ajuste de brillo necesario para que al menos una de las fuentes de luz haga que el panel aparezca como se espera, típicamente, iluminando con un brillo uniforme a la cámara. El método incluye la creación de una tabla de calibración actualizada basada en el segundo valor de ajuste de brillo.
Según la invención, tal como se define en la reivindicación 9, se proporciona un método para operar un sistema de inspección envases de vidrio. El sistema para inspeccionar envases de vidrio incluye un panel que comprende una pluralidad de fuentes de luz configuradas para iluminar el envase de vidrio. El sistema incluye una cámara configurada para tomar imágenes del envase de vidrio iluminado. El sistema incluye un controlador configurado para ajustar la cantidad de potencia suministrada individualmente a cada una de las fuentes de luz. El sistema incluye un procesador configurado para evaluar la imagen del envase de vidrio iluminado en busca de indicaciones de defectos en el envase. El método incluye iluminar un conjunto de la pluralidad de fuentes de luz del panel para un patrón predeterminado basado en una tabla de potencia predeterminada que proporciona un valor de potencia para cada una de las pluralidades de fuentes de luz. El método incluye capturar una imagen de un envase de vidrio con la cámara según el patrón predeterminado iluminado con base en la tabla de potencia predeterminada. El método incluye evaluar un brillo o variación de brillo de la imagen del envase de vidrio para realizar una inspección predeterminada. El método incluye ajustar al menos un valor de potencia de la tabla de potencia predeterminada para ajustar el brillo de al menos una de las fuentes de luz con el fin de mejorar la calidad de la imagen para la inspección predeterminada.
En una realización, el método incluye determinar un valor de ajuste de brillo necesario para que al menos una de las fuentes de luz haga que el conjunto de la pluralidad de fuentes de luz parezca iluminar con un brillo uniforme a la cámara.
En una realización, el paso de determinar un valor de ajuste de brillo incluye: iluminar simultáneamente la pluralidad de fuentes de luz del panel con una misma potencia; tomar una imagen del panel con la cámara; evaluar el brillo de la imagen del panel para determinar si todas las fuentes de luz parecen iluminar con el brillo uniforme a la cámara; y determinar el valor de ajuste de brillo necesario para que al menos una de las fuentes de luz haga que el panel parezca iluminado con un brillo uniforme a la cámara.
En una realización, el valor de ajuste de brillo compensa que la imagen esté fuera del eje central de la cámara.
En una realización, el paso de ajustar al menos un valor de potencia utiliza el valor de ajuste de brillo para ajustar el valor de potencia de al menos una de las fuentes de luz.
En una realización, la inspección predeterminada analiza al menos un componente de la forma periférica del envase de vidrio y el ajuste de al menos un valor de potencia de la tabla de potencia predeterminada mejora la detección de bordes de una parte del envase de vidrio que define al menos un componente de la forma periférica que se está inspeccionando.
En una realización, la inspección predeterminada analiza el envase de vidrio en busca de defectos opacos y el ajuste de al menos un valor de potencia de la tabla de potencia predeterminada reduce la sobreexposición.
En una realización, la inspección predeterminada analiza el envase de vidrio en busca de defectos de tensión y el ajuste de al menos un valor de potencia de la tabla de potencia predeterminada reduce los reflejos perdidos. Estos reflejos perdidos podrían generarse por partes del envase que cambian de dirección, como por ejemplo, resaltos que hacen una transición entre una parte del cuerpo y una región del cuello.
En una realización, ajustar al menos un valor de potencia de la tabla de potencia predeterminada reduce o aumenta la potencia suministrada al menos a una de las fuentes de luz para compensar los cambios en el espesor de la pared para diferentes partes del envase de vidrio.
En una realización, ajustar al menos un valor de potencia de la tabla de potencia predeterminada reduce o aumenta la potencia suministrada al menos a una de las fuentes de luz para compensar diferentes características de transmisión de luz en diferentes partes del envase de vidrio.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS
Esta solicitud se entenderá mejor a partir de la siguiente descripción detallada, tomada en conjunto con las figuras adjuntas, en las que números de referencia similares se refieren a elementos similares en los que:
La figura 1 es una vista en perspectiva de un sistema de inspección de envases de vidrio según un ejemplo de realización.
La figura 2 ilustra esquemáticamente dos puestos de inspección del sistema de inspección de envases de vidrio de la figura 1 según un ejemplo de realización.
La figura 3 es una vista frontal de un panel de luz de un puesto de inspección de la figura 2 según un ejemplo de realización.
La figura 4 es un gráfico de tiempos que muestra el tiempo de inspección de un envase de vidrio en los puestos de inspección de la figura 2 según un ejemplo de realización.
La figura 5 es una imagen de cámara de un panel de luz iluminado en un patrón de columnas verticales según un ejemplo de realización.
La figura 6 es una imagen de cámara del panel de luz de la figura 5 iluminado según un patrón de filas horizontales de acuerdo con un ejemplo de realización.
La figura 7 es una imagen de cámara del panel de luz de la figura 5 con todos los LED iluminados según un ejemplo de realización.
La figura 8 es una imagen de cámara del panel de luz de la figura 5 iluminados con la forma del contorno de una botella.
La figura 9 es una imagen de cámara del panel de luz de la figura 5 iluminado con la forma de un rectángulo según un ejemplo de realización.
La figura 10 es una imagen de cámara del panel de luz de la figura 5 iluminado con la forma de un círculo según un ejemplo de realización.
La figura 11 es una imagen de cámara de una botella frente al panel de luz de la figura 5 iluminado según un patrón de dos columnas configurado para resaltar los bordes de la botella.
La figura 12 es una imagen de cámara de una botella iluminada por el panel de luz de la figura 5 según un ejemplo de realización.
La figura 13 es una imagen de cámara de la botella de la figura 12 iluminada por el panel de luz de la figura 5 con el panel de luz iluminado más intensamente que en la figura 12 según un ejemplo de realización.
La figura 14 es una imagen de cámara de la botella de las figuras 12 y 13 iluminada por el panel de luz de la figura 5 con el panel de luz iluminado más intensamente que en la figura 12, pero menos brillante que en la figura 13 según un ejemplo de realización.
La figura 15 es una imagen de cámara del panel de luz de la figura 5 con los LED desequilibrados según un ejemplo de realización.
La figura 16 es una imagen de cámara del panel de luz de la figura 5 con los LED equilibrados según un ejemplo de realización.
La figura 17 es una imagen de cámara del panel de luz de la figura 5 con los LED desequilibrados con respecto a la perspectiva de la cámara según un ejemplo de realización.
La figura 18 es una imagen de cámara del panel de luz de la figura 5 con los LED equilibrados con respecto a la perspectiva de la cámara según un ejemplo de realización.
La figura 19 es una imagen de cámara del panel de luz de la figura 5 con contaminantes que impiden que una parte de la luz del panel de luz llegue a la cámara según un ejemplo de realización.
La figura 20 es una imagen de cámara del panel de luz de la figura 19 con el brillo de los LED aumentado para compensar los contaminantes según un ejemplo de realización.
La figura 21 es una imagen de cámara de un panel de luz con LED inferiores más tenues que los LED superiores según un ejemplo de realización.
La figura 22 es una imagen de cámara del panel de luz de la figura 21 con los LED inferiores iluminados más intensamente que en la figura 21 según un ejemplo de realización.
La figura 23 es una imagen de cámara del panel de luz de la figura 5 iluminando una botella según un ejemplo de realización.
La figura 24 es una imagen de cámara del panel de luz que ilumina la botella de la figura 23 con el brillo de los LED ajustado según un ejemplo de realización.
La figura 25 es una imagen de cámara del panel de luz de la figura 5 iluminando una botella según un ejemplo de realización.
La figura 26 es una imagen de cámara del panel de luz de la figura 5 iluminando una botella.
La figura 27 es una imagen de cámara del panel de luz que ilumina la botella de la figura 26 con el brillo ajustado de algunos de los LED del panel para mejorar la costura de la botella en la imagen según un ejemplo de realización.
La figura 28 es una imagen de cámara del panel de luz de la figura 5 iluminando una botella.
La figura 29 es una imagen de cámara del panel de luz que ilumina la botella de la figura 28 con el brillo de los LED ajustado con respecto a la figura 28.
La figura 30 es una imagen de cámara del panel de luz de la figura 5 iluminando una botella.
La figura 31 es una imagen de cámara del panel de luz de la figura 30 con el brillo de algunos de los LED ajustado con respecto a la figura 30 para realzar los bordes de la botella.
La figura 32 ilustra esquemáticamente una configuración de puesto de inspección alternativo del sistema de inspección de envases de vidrio de la figura 1 según un ejemplo de realización.
DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN
Con referencia a las figuras en general, se inspeccionan los envases de vidrio, por ejemplo botellas, que se han formado para detectar defectos. Para iluminar los envases de vidrio se utilizan paneles, cada uno de los cuales incluye pluralidades de fuentes de luz, tales como uno o más diodos emisores de luz (LED). Si bien algunos paneles pueden ser de naturaleza plana, no es necesario que un panel sea un dispositivo plano, sino que podría curvarse o formarse a partir de una pluralidad de segmentos planos orientados entre ellos según una configuración no plana. Las imágenes de los envases iluminados son tomadas por cámaras. En diversas realizaciones, los sistemas de inspección de envases de vidrio utilizan algoritmos para determinar si cada envase de vidrio incluye un defecto basándose en las imágenes de los envases iluminados. Un procesador analizará las imágenes de los envases de vidrio en busca de indicios de defectos, tales como dimensiones inadecuadas, grietas, inclusiones u otras deformidades. Luego, esta información se puede utilizar para determinar si el envase de vidrio debe desecharse, o permitirse la transición a procesos posteriores.
Las fuentes de luz ubicadas en diferentes lugares de cada panel están a diferentes distancias de la cámara y emiten luz en diferentes ángulos con respecto al eje de inspección de la cámara. Por lo tanto, al ajustar individualmente la intensidad de cada una de las fuentes de luz, la cámara puede capturar una imagen uniforme sin ajustar la ubicación o configuración del LED con respecto a la cámara, o incluir lentes para dirigir la luz de cada fuente de luz hacia el eje de visión de la cámara (por ejemplo, si una fuente de luz se ve fuera de su eje central desde un solo punto, por ejemplo el eje de observación de la cámara, la intensidad de la luz disminuye a medida que aumenta el ángulo). Así, ajustando individualmente la intensidad de la emisión de luz de cada fuente de luz, se puede percibir una imagen uniforme desde cualquier ángulo de visión arbitrario.
Además, los LED que se fabrican con frecuencia, debido a variaciones de materiales, etc., emitirán diferentes intensidades de luz en las mismas condiciones, por ejemplo, la misma potencia, corriente, tensión, etc. Por lo tanto, al controlar individualmente la potencia, corriente, tensión, etc., suministrados a cada uno de los LED y al controlar así individualmente la intensidad de cada uno de los LED, se puede lograr una imagen uniforme a pesar de las variaciones en los LED.
Además, con el tiempo, la intensidad de los LED (por ejemplo, intensidad a una determinada potencia, tensión, corriente, etc.) puede deteriorarse y puede deteriorarse de manera inconsistente entre los LED de un panel de LED. Controlar individualmente cada uno de los LED del panel permite compensar el deterioro de la intensidad de los LED. Además, la intensidad de cada uno de los LED puede variar con el tiempo debido a la contaminación en el camino de la luz entre el LED, el envase de vidrio y la cámara. Controlar individualmente cada uno de los LED del panel permite compensar la contaminación en el camino de la luz entre cada LED, el envase de vidrio y la cámara.
Además, se pueden realizar muchas inspecciones diferentes en envases de vidrio, por ejemplo, inspecciones que se pueden realizar iluminando diferentes partes del envase de vidrio para inspeccionar diferentes tipos de defectos, para inspeccionar diferentes partes de cada envase en busca de defectos, etc. Se pueden producir tipos, formas, tamaños, etc. de envases. Es posible que se necesiten diferentes patrones de iluminación para inspeccionar estos diferentes tipos, formas, tamaños, etc. de envases. Controlando individualmente cada uno de los LED del panel, se pueden realizar diferentes inspecciones sobre diferentes tipos, formas, tamaños, etc. de envases de vidrio utilizando un mismo panel de LED.
Además, algunos envases de vidrio pueden tener diferentes características de transmisión de luz en diferentes partes de los envases de vidrio. Por ejemplo, los envases de vidrio tienen partes más gruesas o más delgadas que otras partes. La forma del envase, el relieve, las variaciones de color, etc., pueden tener un efecto en la transmisión de luz a través de la botella. Por lo tanto, al controlar individualmente los LED de un panel de LED que iluminan el envase de vidrio, se puede optimizar una imagen del envase de vidrio para tener en cuenta las variaciones en las características de transmisión de luz sobre el envase de vidrio.
Con referencia a la figura 1, se ilustra una realización de un sistema de inspección de envases 100. Los envases de vidrio 102 ingresan en el sistema de inspección de envases 100 para ser inspeccionados en busca de defectos. El sistema de inspección de envases 100 evita que la luz ambiental afecte la inspección de los envases 102.
Con referencia a la figura 2, en una realización, el sistema de inspección incluye dos puestos de inspección 104 y 106. Sin embargo, otras realizaciones pueden incorporar más de dos puestos de inspección o solo un único puesto de inspección. Los envases de vidrio 102 son transportados por un transportador 108 al primer puesto 104 en el sistema de inspección 100. El primer puesto 104 incluye un primer panel de fuentes de luz 110, un segundo panel de fuentes de luz 112 y un tercer panel de fuentes de luz 114. Si bien se identifican como primer, segundo y tercer panel de fuentes de luz 110, 112, 114, estos paneles identificados pueden considerarse un solo panel y todos ellos podrían usarse hasta cierto punto durante una única inspección dependiendo de la iluminación deseada de un envase que se está inspeccionado. Sin embargo, para simplificar en esta descripción, nos referiremos a cada sección como un panel individual. El primer puesto 104 también incluye una primera cámara 116 ubicada en el lado opuesto del envase de vidrio 102 del primer panel de fuentes de luz 110, una segunda cámara 118 ubicada en el lado opuesto del envase de vidrio 102 del segundo panel de fuentes de luz. 112, y una tercera cámara 120 ubicada en el lado opuesto del envase de vidrio 102 del tercer panel de fuentes de luz 114. El eje de inspección de la primera cámara 116 está a una distancia angular 1 del eje de inspección de la segunda cámara 118. En una realización, 1 está entre 15° y 60°. En otra realización, 1 es 45°. El eje de inspección de la segunda cámara 118 está a una distancia angular 2 del eje de inspección de la tercera cámara 120. En una realización, 2 está entre 15° y 60°. En otra realización, 2 es 45°. Estos ángulos son sólo representativos y se contemplan otros ángulos. Además, otras realizaciones pueden usar más o menos cámaras y/o paneles.
Con referencia adicional a la figura 2, en una realización, el transportador 108 está configurado para transportar el envase 102 desde el primer puesto 104 hasta el segundo puesto 106. El segundo puesto 106 incluye un primer panel de fuentes de luz 122, un segundo panel de fuentes de luz 124 y un tercer panel de fuentes de luz 126. Si bien se identifican como primer, segundo y tercer panel de fuentes de luz 110, 112, 114, estos paneles identificados pueden considerarse un solo panel y todos ellos podrían usarse hasta cierto punto durante una única inspección dependiendo de la iluminación deseada de un envase que se está inspeccionando. Sin embargo, para simplificar en esta descripción, nos referiremos a cada sección como un panel individual. El segundo puesto 106 también incluye una primera cámara 128 ubicada en el lado opuesto del envase de vidrio 102 del primer panel de fuentes de luz 122, una segunda cámara 130 ubicada en el lado opuesto del envase de vidrio 102 del segundo panel de fuentes de luz. 124, y una tercera cámara 132 ubicada en el lado opuesto del envase de vidrio 102 del tercer panel de fuentes de luz 126. El eje de inspección de la primera cámara 128 está a una distancia angular 3 del eje de inspección de la segunda cámara 130. En una realización, 3 está entre 15° y 60°. En otra realización, 3 es 45°. El eje de inspección de la segunda cámara 130 está a una distancia angular 4 del eje de inspección de la tercera cámara 132. En una realización, 4 está entre 15° y 60°. En otra realización, 4 es 45°. Estos ángulos son sólo representativos y se contemplan otros ángulos. Además, otras realizaciones pueden usar más o menos cámaras y/o paneles.
Con referencia a la figura 3, se ilustra esquemáticamente una realización del primer panel 110 de fuentes de luz. En una realización, los paneles 112, 114, 122, 124 y 126 son similares al primer panel 110. El panel 110 incluye una pluralidad de fuentes de luz que se muestran como LED 134, 134', 134" de montaje en superficie (no todos los LED están etiquetados con números de referencia para mayor claridad). Cada uno de los LED 134 está separado de los otros LED por una distancia L1. En una realización, la distancia L1 está entre aproximadamente 5 milímetros y 50 milímetros. En otra realización, la distancia L1 es aproximadamente 15 milímetros. Aunque cada fuente de luz se muestra esquemáticamente como un único LED de montaje en superficie, en algunas realizaciones, se pueden agrupar una pluralidad de LED de montaje en superficie para formar una única fuente de luz.
Además, otras realizaciones pueden usar LED de estilo de orificio pasante en lugar de montaje en superficie. Sin embargo, al utilizar las características de la presente invención relacionadas con el control individual, no hay necesidad de ajustar el ángulo al que se dirigen los LED de orificio pasante, como en realizaciones anteriores. Como tal, todos los LED pueden dirigirse hacia la misma orientación, de modo que todos apunten de manera paralela entre ellos y no directamente hacia el lugar donde se colocará un envase de vidrio durante una inspección particular.
Dependiendo de las pruebas de inspección que se realicen, se podrán utilizar paneles de diferentes tamaños. Por ejemplo, para analizar una pared lateral de envases de vidrio utilizando una cámara de matriz de área, un panel representativo puede tener de 620 a 720 mm por 125 a 225 mm. Para analizar la base de un envase de vidrio, un panel representativo puede tener entre 170 y 270 por 145 y 245 mm. Para lecturas de códigos Alpha MNR, un panel puede tener 125-175 mm por 125-175 mm. Para analizar una pared lateral utilizando una cámara de escaneo lineal, un panel representativo puede tener entre 75 y 125 mm por 200 y 300 mm. Para analizar la base de un envase de vidrio utilizando una cámara de escaneo lineal, un panel representativo puede tener entre 500 y 100 mm por 125 y 175 mm. Estos tamaños son de naturaleza representativa y se contemplan paneles de otros tamaños y un panel identificado anteriormente para un tipo de cámara podría usarse con el otro tipo de cámara. Los ejemplos descritos en la presente memoria con referencia a las figuras 5-31 se obtuvieron usando una cámara de área simplemente con fines ilustrativos, pero como se señaló anteriormente, la invención no se limita a cámaras de área.
Un controlador 135 está configurado para controlar la potencia aplicada a cada uno de los LED 134 individualmente para controlar individualmente el brillo de cada uno de los LED, por ejemplo, el brillo de un LED no depende del brillo de otros LED.
En una realización, el controlador 135 controla el brillo de cada uno de los LED basándose en una tabla de potencia predeterminada (también denominada tabla de potencia inicial) que tiene valores de potencia predeterminados para cada fuente de luz. La tabla de potencia iluminará los LED para generar un patrón de luz predeterminado que corresponde a una o más inspecciones que se han de realizar. Un valor de potencia predeterminado podría incluir un valor de cero de modo que el brillo de ese LED en particular (por ejemplo, fuente de luz) no emita luz. La tabla de potencia predeterminada puede generar patrones de luz predeterminados tales como, por ejemplo, un panel completamente iluminado, franjas horizontales o verticales, una forma que sigue los contornos del envase que se está inspeccionando, círculos, rectángulos u otros patrones para proporcionar un resaltado mejorado del envase, o defectos particulares para los cuales el envase está siendo inspeccionado por un procesador 137. El procesador 137 y el controlador 135 podrían ser un componente único o componentes separados y pueden estar alejados del panel 110.
Con referencia adicional a la figura 3, el LED 134' ubicado cerca del centro del panel 110 está alineado con el eje de visión de la cámara 116. En esta configuración, los LED ubicados cerca de la periferia del panel 110, como el LED 134", cuando se iluminan a una intensidad idéntica a la del brillo del LED 134' próximo al centro del panel 110, le parecerá a la cámara 116 que es más tenue que el LED 134' próximo al centro del panel 110. Como se describirá más adelante, el control de brillo de LED individual permite que la potencia suministrada a fuentes de luz individuales del panel 110 sea calibrada de manera que se pueda ajustar el brillo de los LED próximos a la periferia del panel 110, o de otro modo más lejos del eje central de la cámara (es decir, el eje de inspección) de tal modo que todos los LED parezcan tener el mismo brillo para la cámara 116. Esto es particularmente útil cuando los LED no están dirigidos directamente a la ubicación donde se colocará el envase de vidrio cuando se toma la imagen para una inspección particular.
Con referencia a las figuras 2 y 4, se ilustra un ejemplo de diagrama de tiempos. Como se muestra, en una realización, el ciclo incluye una primera parte 200 en la que las fuentes de luz 110, 112 y 114 se activan secuencialmente, una segunda parte 202 en la que el envase 102 se transporta al segundo puesto 106, y una tercera parte 204 en el que las fuentes de luz 122, 124 y 126 se activan secuencialmente. En una realización, las fuentes de luz 110, 112, 114, 122, 124 y 126 están configuradas cada una para iluminar con un patrón de luz diferente, por ejemplo, para realizar inspecciones con el fin de detectar diferentes tipos de defectos en el envase 102.
Con referencia a las figuras 5 a 10, se ilustran imágenes de paneles de luz tales como los descritos anteriormente iluminados con diferentes patrones de iluminación predeterminados. La figura 5 es una imagen de un panel de luz iluminado con un patrón de columnas de luz verticales. La figura 6 es una imagen de un panel de luz iluminado con un patrón de filas de luz horizontales. La figura 7 es una imagen de un panel de luz con todos los LED iluminados. La figura 8 es una imagen de un panel de luz con LED iluminados según la forma del contorno de una botella. La figura 9 es una imagen de un panel de luz con LED iluminados en forma de rectángulo. La figura 10 es una imagen de un panel de luz con LED iluminados en forma de círculo. Se puede configurar un controlador para iluminar automáticamente paneles de luz según un patrón predeterminado durante un ciclo de inspección. Este controlador podría ser el mismo que el controlador 135 anterior, o un controlador separado.
Con referencia a la figura 11, se ilustra una imagen de una botella iluminada por un panel de luz que se ilumina según un patrón de dos columnas que proporciona un alto contraste. Cada columna está alineada con una de las paredes laterales de la botella, resaltando cada una de las paredes laterales y permitiendo la detección de bordes, una inspección precisa de las dimensiones, etc., mediante un procesador que procesa la imagen de la botella.
Con referencia a las figuras 12-14, en una realización, el brillo de los LED de un panel, tal como los paneles descritos anteriormente, que ilumina una botella se puede ajustar de manera que la imagen de la botella sea clara, esté bien iluminada y configurada para un análisis preciso de la botella mediante un procesador que procesa la imagen. Por ejemplo, la imagen de la figura 12 puede ser demasiado oscura para el análisis de algunas características de la botella, y la imagen de la figura 13 puede ser demasiado brillante para analizar algunas características de la botella. El brillo del panel de luz se ajusta para la imagen de la figura 14 de manera que la botella se ilumine con un brillo con el que las características que se van a analizar de la botella puedan inspeccionarse o identificarse con precisión mediante un procesador que procesa la imagen. En las figuras 12-14, el panel proporciona un fondo uniforme que, dependiendo del brillo de la iluminación, puede ser útil para inspeccionar envases de vidrio en busca de defectos opacos tales como inclusiones.
El procesador puede configurarse para evaluar la salida de la cámara con el fin de determinar si el brillo detectado en el campo de visión de la cámara está por encima o por debajo de un umbral predeterminado. Si el brillo detectado en el campo de visión de la cámara es indeseable demasiado alto o demasiado bajo dependiendo de la prueba a realizar, el procesador puede generar una indicación para el controlador. Esta indicación puede ser enviada y recibida por el controlador de que el brillo detectado en el campo de visión no es deseable; el controlador puede ajustar la cantidad de potencia suministrada a uno o más de los LED.
Con referencia a las figuras 15 y 16, se ilustra una imagen de un panel de luz, como los descritos anteriormente. En la imagen de la figura 15, varios LED 300, 302, 304, 306, 308 y 310 aparecen más brillantes y más oscuros que otros LED del panel de luz para la cámara que toma la imagen. Al ajustar individualmente la potencia proporcionada a cada LED, se obtiene una imagen iluminada uniformemente, como se muestra en la figura 16, particularmente en lo que se refiere a diferencias en los propios LED.
Con referencia a la figura 17, se ilumina una imagen de un panel de luz como los descritos anteriormente proporcionando potencia uniforme a cada uno de los LED del panel de luz. Como tal, debido a la perspectiva de la cámara, los LED próximos al centro del panel de luz aparecen más brillantes en la imagen que los LED próximos a la periferia del panel de luz. Al controlar individualmente la potencia proporcionada a cada LED, se puede lograr una corrección de campo plano, por ejemplo, cada uno de los LED se puede iluminar con un brillo tal que todos los LED aparecen iluminados con un brillo uniforme para la cámara como se muestra en la imagen. En la figura 18. Se puede crear una tabla de calibración específica para un panel de luz particular y una configuración/orientación del panel de luz con respecto al eje de inspección de la cámara, por ejemplo, mediante un controlador que ajusta el brillo de los LED individuales. La tabla de calibración puede almacenar la cantidad de potencia que se suministrará a cada LED individual para corregir la intensidad del LED individual con el fin de tener una imagen de la cámara que a la cámara le parezca iluminada uniformemente. La tabla de calibración puede ser almacenada y posteriormente accedida por el controlador. Además, en una realización, el controlador puede configurarse para actualizar la tabla de calibración de vez en cuando, por ejemplo, a medida que los LED envejecen y se atenúan debido al desgaste y/o residuos, etc. valores de ajuste de potencia almacenados en el mismo podrían aplicarse a tablas de potencia predeterminadas (por ejemplo, tablas de potencia iniciales) identificadas previamente que generan patrones de luz predeterminados de manera que las tablas de potencia se ajusten para compensar las variaciones en las fuentes de luz de un panel dado.
El ajuste de la potencia suministrada a las fuentes de luz puede compensar la toma de una imagen fuera del eje central de la cámara. La compensación mejora la calidad de las imágenes de los envases de vidrio dependiendo del tipo particular de inspección que se realice. Además, la compensación puede ser simplemente una corrección de LED que tienen valores de brillo diferentes a los esperados, residuos, LED que se han atenuado con el tiempo, etc.
Con referencia a las figuras 19 y 20, de vez en cuando pueden interponerse contaminantes, por ejemplo polvo, etc., entre un panel de luz, tales como los descritos anteriormente, y una cámara de inspección, impidiendo que parte de la luz del panel de luz llegue a la cámara de inspección y provocando que la imagen de la cámara quede inaceptablemente iluminada. En una realización, un sistema de inspección 100 (véase la figura 1) puede incluir un controlador configurado para supervisar la imagen de una cámara de inspección del sistema 100. Cuando una imagen de la cámara de inspección tiene un brillo (por ejemplo, en intensidad general, forma iluminada individual, uniformidad, etc.) que está fuera de un intervalo de inspección predeterminado, el controlador está configurado para ajustar individualmente el brillo de los LED individuales del panel de luz con el fin de devolver el brillo de la imagen dentro del intervalo de brillo aceptable predeterminado. En una realización, el controlador también está configurado para supervisar la imagen de una cámara de inspección del sistema 100 para determinar si la variación del brillo sobre la imagen está fuera de un intervalo predeterminado. Si la variación de brillo cae fuera del intervalo predeterminado, el controlador está configurado para ajustar individualmente el brillo de los LED del panel con el fin de llevar la variación dentro de la imagen dentro nuevamente del intervalo predeterminado. La figura 19 muestra una imagen de un panel LED polvoriento con contaminantes cerca de una esquina inferior izquierda ilustrada genéricamente en 320 que obstruye parte de la luz del panel que llega a la cámara. La figura 20 muestra una imagen del panel de la figura 19 después de que se haya ajustado el brillo de los LED individuales del panel de luz para superar los efectos de los contaminantes que obstruyen parte de la luz del panel que llega a la cámara.
La figura 21 ilustra una imagen de un panel de luz tal como los paneles de luz descritos anteriormente. En una realización, una parte de los LED, como, por ejemplo los LED inferiores 400 en la placa, puede proporcionar un brillo de iluminación más bajo para una potencia constante durante el tiempo que una parte diferente de los LED como, por ejemplo, los LED superiores 402 que provocan que una parte inferior de la imagen parezca más oscura que la parte superior de la imagen. Controlando individualmente la cantidad de potencia suministrada a los LED, los LED inferiores 400 pueden iluminarse para proporcionar una iluminación más uniforme a la imagen de la cámara. La variación en la potencia suministrada a los LED individuales para proporcionar la iluminación uniforme de la figura 22 podría usarse para formar una tabla de calibración como se discutió anteriormente. Los pasos de calibración se pueden repetir a lo largo del tiempo de manera que la tabla de calibración se actualice cambios en el panel, tales como debidos a la limpieza del panel o al desgaste del panel como se explicó.
En una realización, las partes más gruesas de los envases de vidrio que se van a inspeccionar pueden tender a absorber más luz que las partes más delgadas de los envases de vidrio. Algunos envases de vidrio tienden a tener diferentes espesores en diferentes lugares a lo largo de la altura de los envases. Por ejemplo, algunos envases de vidrio, como el envase de vidrio 500 ilustrado en la figura 23, puede tender a tener un vidrio más delgado en la región de resalto 502. Cuando los LED que iluminan el envase de vidrio 500 se iluminan con el mismo brillo en todas las partes del envase 500, las partes más delgadas del envase de vidrio 500 pueden aparecer demasiado brillantes en la imagen tomada por la cámara de inspección, lo que puede afectar la inspección de esas regiones por parte de un procesador que inspecciona la imagen. Por ejemplo, las inclusiones o defectos en la región de resalto 502 pueden desaparecer debido al brillo ilustrado en esta región. Sin embargo, es posible que sea necesario iluminar las regiones más gruesas del envase con ese brillo para que la imagen se ilumine adecuadamente para la inspección de esas regiones más gruesas. Al ajustar individualmente el brillo de los LED de un panel de luz (tal como los paneles de luz descritos anteriormente) que iluminan el envase de vidrio 500, la parte del panel de luz que ilumina la región de resalto 502 puede iluminarse con un brillo más bajo y las partes del panel de luz que ilumina las regiones más gruesas de la botella 500 puede iluminarse con un brillo más alto de modo que una imagen, como se muestra en la figura 24, pueda parecer que tiene un brillo constante en las partes más delgadas y las partes más gruesas de la botella, lo que puede ser deseable para inspeccionar la imagen en busca de defectos en la botella.
Con referencia a la figura 25, algunos envases de vidrio, tales como el envase 600, que se van a inspeccionar tienen partes más gruesas, tales como las partes de resalto 602 y talón 604. Se puede usar un panel de luz, como los descritos anteriormente, con control de brillo de LED individual para iluminar los LED que iluminan las partes del resalto y el talón con más brillo, mientras iluminan los LED que iluminan por encima del acabado con menos brillo para obtener una imagen iluminada uniformemente configurada para inspección dimensional.
Con referencia a las figuras 26 y 27, diversas botellas diferentes que se han de inspeccionar pueden tener diferentes características a inspeccionar, por ejemplo, costuras, estampados, etc. Estas diferentes características pueden tener diferentes características de absorción de luz que otras partes de la botella. Por ejemplo, la botella 700 tiene una característica de costura que absorbe menos luz que otras partes de la pared lateral de la botella 700, lo que da como resultado una imagen que se muestra en la figura 26 en el que la característica de la costura está descolorida y no se puede inspeccionar desde la imagen. Sin embargo, se puede usar un panel de luz que tenga control de brillo de LED individual para reducir el brillo de los LED que iluminan la costura dando como resultado una imagen, como se muestra en la figura 27, en el que la costura es visible y puede inspeccionarse.
Con referencia a las figuras 28 y 29, las tensiones en las paredes laterales de los envases pueden inspeccionarse iluminando un envase con una fuente de luz brillante y altamente difusa, y un polarizador lineal. Un polarizador cruzado secundario está ubicado entre el envase y la cámara para detectar defectos de tensión. El uso de una fuente de luz más brillante puede proporcionar una mejor señal para detectar defectos de tensión. Sin embargo, a medida que aumenta la intensidad de la fuente de luz, aparecen reflejos parásitos adicionales alrededor de las áreas curvas del envase, por ejemplo en los resaltos en la base del cuello del envase ilustrado. En la figura 28. Usando un panel de luz, como los descritos anteriormente, con control de brillo de LED individual, el brillo de los LED se puede ajustar de manera que el patrón de luz que ilumina la botella de vidrio pueda moldearse para seguir el contorno del envase con el fin de minimizar los Reflejos superficiales de luz parásita, como se muestra en la figura 29, lo que puede ser deseable.
Con referencia a las figuras 30 y 31, la inspección de las dimensiones de un envase se puede realizar iluminando uniformemente un envase, como se muestra en la figura 30. Sin embargo, al usar un panel de luz, como los descritos anteriormente, con control de brillo de LED individual, el brillo de los LED se puede ajustar de modo que el patrón de luz, que ilumina el envase siguiendo el contorno de al menos una parte del envase, como se muestra en la figura 31, puede mejorar la claridad de los bordes del envase en una imagen del envase, lo que puede mejorar la precisión y repetibilidad de la inspección dimensional. Se puede ver al comparar la figura 30 con la figura 31 que la forma periférica exterior del envase es más clara en la figura 31 que en la figura 30.
La figura 32 ilustra una configuración adicional de un puesto de inspección 204 para uso en el sistema de inspección 100. En esta realización, el panel 210 es plano y el puesto de inspección 204 incluye cámaras primera, segunda y tercera 216, 218 y 220 para inspeccionar un envase de vidrio 102 tal como es transportado por el transportador 208.
El eje de inspección 223 de la primera cámara 216 se refleja en el espejo 221 y finalmente se dirige en el ángulo 05, que es un ángulo recto con respecto al panel ilustrado 210 en esta realización. Los ejes de inspección 225, 227 de la segunda cámara 218 y la tercera cámara, respectivamente, están en ángulo con respecto al panel 210 en ángulos 06 y 07 que son mayores de 90°. En esta realización, los ángulos 06 y 07 son 115° y 135°, respectivamente. Sin embargo, se contemplan otros intervalos.
Normalmente, cada una de las cámaras primera, segunda y tercera 216, 218, 220 se usaría para realizar diferentes inspecciones del envase de vidrio. Más adelante se describirán diversos tipos diferentes de inspecciones que pueden usarse.
Cabe señalar que los ejes de inspección 225, 227 no son perpendiculares al panel 210, que es plano en la realización ilustrada.
En esta configuración, se utiliza un único panel plano con múltiples cámaras, a saber, cámaras primera, segunda y tercera 216, 218 y 220.
Cuando se usan múltiples cámaras o se toman múltiples imágenes mientras se usa un mismo panel, tal como las cámaras primera, segunda y tercera 216, 218, 220 con un solo panel, tal como el panel 210, diferentes conjuntos de la pluralidad de fuentes de luz del panel pueden iluminarse capturar imágenes diferentes de las que se capturan. Más particularmente, el panel 210 tiene una pluralidad de fuentes de luz. Sin embargo, el controlador puede iluminar un primer conjunto predeterminado de la pluralidad de fuentes de luz para iluminar el envase de vidrio con un primer patrón de iluminación predeterminado para una primera inspección mientras se captura una primera imagen del envase de vidrio. Luego, el controlador puede iluminar un segundo conjunto predeterminado de la pluralidad de fuentes de luz para iluminar el envase de vidrio con un segundo patrón de iluminación predeterminado para una segunda inspección mientras se captura una segunda imagen del envase de vidrio. Luego, el sistema puede analizar las imágenes para determinar si existe un defecto en el envase de vidrio.
Normalmente, se proporcionarán los diferentes patrones de iluminación para diferentes inspecciones tales como, a modo de ejemplo no limitante, las diversas inspecciones descritas anteriormente. Por ejemplo, en una realización, el primer patrón de iluminación predeterminado puede ser un fondo uniforme para inspeccionar defectos opacos, mientras que el segundo patrón predeterminado puede proporcionar un alto contraste para ilustrar los bordes del envase para inspección dimensional.
Estas imágenes primera y segunda pueden ser capturadas por una misma cámara o por una cámara diferente dependiendo del sistema. Además, los tipos de cámaras utilizadas con el panel podrían ser diferentes para las diferentes imágenes que se capturen.
Las operaciones de calibración de la potencia del panel comentadas anteriormente se pueden aplicar a cada una de las inspecciones individuales que se realizarán utilizando el panel.
El uso de las fuentes de luz controladas individualmente proporciona un ajuste en la iluminación de las fuentes de luz que mejora aún más la adaptabilidad y el uso del sistema de inspección 100.
Por ejemplo, si se utiliza una sola cámara para tomar varias imágenes de un mismo envase para varias inspecciones diferentes como se analizó anteriormente, es probable que el envase no esté ubicado exactamente en la misma posición en relación con el panel y el eje de inspección de la cámara cuando se capturan ambas imágenes. Como tal, se pueden tomar una o más imágenes cuando el envase no está perfectamente alineado sobre el eje de inspección de la cámara particular. Sin embargo, es posible configurar el controlador para alimentar la pluralidad de fuentes de luz con el fin de iluminar el envase de vidrio para la imagen que se está tomando con el envase fuera del eje como si la imagen fuera capturada mientras el envase de vidrio estaba ubicado centrado sobre el eje de inspección de la cámara. Esto es particularmente útil ya que a menudo se toman múltiples imágenes del mismo envase para realizar múltiples inspecciones y las imágenes a menudo se tomarán mientras los envases de vidrio se mueven a través del puesto de inspección en el transportador correspondiente del sistema de inspección.
En algunas realizaciones, los patrones predeterminados primero y segundo tendrán tablas de potencia predeterminadas correspondientes para alimentar adecuadamente los correspondientes conjuntos de fuentes de luz primero y segundo.
Se contempla que una misma tabla de calibración, generada para un panel particular, podría usarse para ajustar la tabla de potencia para más de una de las tablas de potencia para los patrones predeterminados primero y segundo.
Debe entenderse que las figuras ilustran detalle los ejemplos de realizaciones en, y debe entenderse que la presente solicitud no se limita a los detalles o metodología establecidos en la descripción o ilustrados en las figuras.
Modificaciones adicionales y realizaciones alternativas de diversos aspectos de la invención resultarán evidentes para los expertos en la técnica a la vista de esta descripción. En consecuencia, esta descripción debe interpretarse únicamente como ilustrativa. La construcción y las disposiciones, mostradas en los diversas ejemplos de realizaciones, son sólo ilustrativas. Aunque sólo se han descrito en detalle unas pocas realizaciones en esta descripción, son posibles muchas modificaciones (por ejemplo, variaciones en tamaños, dimensiones, estructuras, valores de parámetros, disposiciones, uso de materiales, etc.) sin apartarse materialmente de las nuevas enseñanzas y ventajas del tema descrito en la presente memoria. Algunos elementos mostrados como formados integralmente pueden construirse a partir de múltiples partes o elementos, la posición de los elementos puede invertirse o variarse de otro modo, y la naturaleza o el número de elementos o posiciones discretas pueden alterarse o variarse. El orden o secuencia de cualquier proceso, algoritmo lógico o pasos de método se puede variar o volver a secuenciar según realizaciones alternativas. También se pueden realizar otras sustituciones, modificaciones, cambios y omisiones en el diseño, condiciones operativas y disposición de los diversos ejemplos de realizaciones sin apartarse del alcance de la presente invención.
En diversas realizaciones, los procesadores y controladores descritos en la presente memoria pueden incluir un procesador de propósito general, un procesador de aplicación específica, un circuito que contiene uno o más componentes de procesamiento, un grupo de componentes de procesamiento distribuido, por ejemplo, ordenadores distribuidos configurados para procesamiento, etc. Los procesadores y controladores pueden ser o incluir cualquier número de componentes para realizar el procesamiento de datos y/o el procesamiento de señales. Según un ejemplo de realización, cualquier dispositivo de memoria distribuida y/o local puede utilizarse con y/o incluirse en los procesadores y controladores de esta descripción. En una realización, los procesadores y controladores pueden incluir una memoria conectada de manera comunicable con un procesador o controlador (por ejemplo, a través de un circuito u otra conexión) y pueden incluir código de ordenador para ejecutar uno o más procesos descritos en la presente memoria.
En diversas realizaciones, los procesadores y controladores pueden implementarse en software. En otra realización, los procesadores y controladores pueden implementarse según una combinación de hardware y software de ordenador. En diversas realizaciones, los sistemas que implementan los procesadores y controladores analizados en la presente memoria incluyen uno o más componentes de procesamiento, uno o más componentes de memoria de ordenador y uno o más componentes de comunicación. En diversas realizaciones, los procesadores y controladores pueden incluir un procesador de propósito general, un procesador de aplicación específica (ASIC), un circuito que contiene uno o más componentes de procesamiento, un grupo de componentes de procesamiento distribuido, un grupo de ordenadores distribuidos configurados para procesamiento, etc., configurado para proporcionar la funcionalidad que se analiza en la presente memoria. En diversas realizaciones, los procesadores y controladores pueden incluir componentes de memoria tales como uno o más dispositivos para almacenar datos y/o código informático para completar y/o facilitar los diversos procesos descritos en la presente descripción, y pueden incluir componentes de base de datos, componentes de código objeto, componentes de script y/o cualquier otro tipo de estructura de información para respaldar las diversas actividades descritas en la presente descripción. En diversas realizaciones, los componentes de comunicación, por ejemplo, para la comunicación entre procesadores, controladores, cámaras, paneles de luz, transportadores, etc., descritos en la presente memoria pueden incluir hardware y software para comunicar datos al sistema y los métodos descritos en la presente memoria. Por ejemplo, los componentes de comunicación pueden incluir cables, conectores, interfaces, hardware de comunicaciones inalámbricas, etc., para recibir y transmitir información como se analiza en la presente memoria. En diversas realizaciones específicas, los procesadores, controladores y/o métodos descritos en la presente memoria pueden incorporarse en medios no transitorios legibles por ordenador, incluidas instrucciones (por ejemplo, codificadas por ordenador) para proporcionar las diversas funciones y realizar los diversos pasos discutidos en la presente memoria. En diversas realizaciones, el código informático puede incluir código objeto, código de programa, código compilado, código de script, código ejecutable, instrucciones, instrucciones programadas, instrucciones programadas no transitorias o cualquier combinación de los mismos. En otras realizaciones, los procesadores y controladores descritos en la presente memoria pueden implementarse mediante cualquier otro método o mecanismo adecuado.

Claims (17)

REIVINDICACIONES
1. Un sistema (100) para inspeccionar un envase de vidrio (102) que comprende:
un panel (110) que incluye una pluralidad de fuentes de luz (134) configuradas para iluminar el envase de vidrio; una primera cámara (116) configurada para tomar imágenes del envase de vidrio iluminado;
un controlador (135) configurado para ajustar individualmente la cantidad de potencia suministrada a cada una de las fuentes de luz; y
un procesador (137) configurado para evaluar la imagen del envase de vidrio iluminado en busca de indicaciones de defectos en el envase,
en el que el panel (110) está configurado para iluminar simultáneamente la pluralidad de fuentes de luz (134), el procesador (137) está configurado para evaluar una imagen del panel, y el controlador (135) está configurado para controlar la potencia suministrada individualmente a cada una de la pluralidad de fuentes de luz de manera que una imagen del panel parezca estar iluminada uniformemente para la primera cámara (116), en el que el procesador (137) está configurado para evaluar una salida de la primera cámara (116) con el fin de determinar si el brillo detectado en un campo de visión de la primera cámara está por debajo de un umbral predeterminado y para indicar al controlador (135) cuando el brillo detectado en un campo de visión de la primera cámara está por debajo del umbral predeterminado, y
en el que el controlador (135) está configurado para recibir la indicación de que el brillo detectado en un campo de visión de la primera cámara está por debajo de un umbral predeterminado y para ajustar la cantidad de potencia suministrada al menos a una de la pluralidad de fuentes de luz (134) hasta que se detecte el brillo deseado.
2. El sistema de la reivindicación 1, en el que cada fuente de luz (134) es uno o más LEDs montados en superficie.
3. El sistema de cualquier reivindicación anterior, en el que todas las fuentes de luz (134) del panel (110) están dirigidas hacia una misma orientación.
4. El sistema de la reivindicación 3, en el que todas las fuentes de luz (134) del panel (110) están dirigidas en paralelo entre ellas y las fuentes de luz (134") que están más alejadas de la primera cámara se activan con una potencia mayor que las fuentes de luz (134') que están más cerca de la primera cámara de modo que el brillo de las fuentes de luz más lejanas y más cercanas es el mismo que el visto por la primera cámara.
5. El sistema de cualquier reivindicación anterior, en el que el controlador (135) está configurado para iluminar las fuentes de luz (134) basándose en una pluralidad de patrones predeterminados dependiendo de un tipo de inspección de envase, teniendo cada patrón predeterminado una tabla de potencia correspondiente, en el que el controlador (135) y el procesador (137) están configurados para probar el brillo de las fuentes de luz (134) con el fin de determinar los valores de ajuste de potencia con base en una imagen capturada del panel (110) y el controlador y el procesador están configurados para ajustar la tabla de potencia para uno o más de los patrones predeterminados basados en los valores de ajuste de potencia.
6. El sistema de cualquier reivindicación anterior, en el que la imagen se captura cuando el envase de vidrio (102) está desplazado de un eje central de la primera cámara (116) y el controlador (135) está configurado para ajustar la potencia de la pluralidad de fuentes de luz (134) como si la imagen hubiera sido capturada cuando el envase de vidrio estaba en el eje central de la primera cámara.
7. El sistema de cualquier reivindicación anterior, que incluye además una segunda cámara (118), un eje de inspección de la primera cámara (116) está desplazado respecto de un eje de inspección de la segunda cámara.
8. El sistema de cualquier reivindicación anterior, en el que el panel (110) es plano o está formado por una pluralidad de segmentos (110, 112, 114) que no son paralelos entre ellos.
9. Un método para operar un sistema (100) con el fin de inspeccionar envases de vidrio (102), incluyendo el sistema para inspeccionar envases de vidrio un panel (110) que incluye una pluralidad de fuentes de luz (134) configuradas para iluminar el envase de vidrio; una cámara (116) configurada para tomar imágenes del envase de vidrio iluminado; un controlador (135) configurado para ajustar la cantidad de potencia suministrada individualmente a cada una de las fuentes de luz (134); y un procesador (137) configurado para evaluar la imagen del envase de vidrio iluminado en busca de indicaciones de defectos en el envase, comprendiendo el método:
iluminar un conjunto de la pluralidad de fuentes de luz (134) del panel para un patrón predeterminado basado en una tabla de potencia predeterminada que proporciona un valor de potencia para cada una de la pluralidad de fuentes de luz;
capturar una imagen de un envase de vidrio (102) con la cámara (116) según el patrón predeterminado iluminado con base en la tabla de potencia predeterminada;
caracterizado por queel procesador evalúa un brillo o variación de brillo de la imagen del envase de vidrio (102) para realizar una inspección predeterminada; y
el controlador ajusta al menos un valor de potencia de la tabla de potencia predeterminada para ajustar el brillo de al menos una de las fuentes de luz (134) con el fin de mejorar la calidad de imagen para la inspección predeterminada cuando el procesador evalúa que la imagen del envase de vidrio tiene un brillo o una variación de brillo que está fuera de un intervalo predeterminado.
10. El método de la reivindicación 9, que comprende además determinar un valor de ajuste de brillo necesario para que al menos una de las fuentes de luz (134) haga que el conjunto de la pluralidad de fuentes de luz parezca iluminar con un brillo uniforme a la cámara (116), en el que el paso de determinar un valor de ajuste de brillo incluye:
iluminar simultáneamente la pluralidad de fuentes de luz del panel (110) con una misma potencia; tomar una imagen del panel (110) con la cámara;
evaluar el brillo de la imagen del panel (110) para determinar si todas las fuentes de luz (134) parecen iluminar con el brillo uniforme a la cámara (116);
determinar el valor de ajuste de brillo necesario para que al menos una de las fuentes de luz haga que el panel (110) parezca iluminar con un brillo uniforme a la cámara (116).
11. El método de la reivindicación 10, en el que la inspección predeterminada analiza:
al menos un componente de la forma periférica del envase de vidrio (102) y ajustar el al menos un valor de potencia de la tabla de potencia predeterminada mejora la detección de bordes de una parte del envase de vidrio que define al menos un componente de la forma periférica que se está inspeccionando ; o
el envase de vidrio (102) para detectar defectos opacos y ajustar al menos un valor de potencia de la tabla de potencia predeterminada reduce la sobreexposición; o
el envase de vidrio (102) para detectar defectos de tensión y ajustar al menos un valor de potencia de la tabla de potencia predeterminada reduce los reflejos perdidos.
12. El método de la reivindicación 9, 10 u 11, en el que ajustar el al menos un valor de potencia de la tabla de potencia predeterminada, que reduce o aumenta la potencia suministrada al menos a una de las fuentes de luz, compensa:
cambios en el espesor de la pared para diferentes partes del envase de vidrio (102); o
diferentes características de transmisión de luz en diferentes partes del envase de vidrio (102).
13. El método de cualquiera de las reivindicaciones 9 a 12, que comprende:
iluminar un primer conjunto predeterminado de la pluralidad de fuentes de luz (134) para iluminar el envase de vidrio (102) con un primer patrón de iluminación predeterminado;
capturar una primera imagen del envase de vidrio iluminado (102);
iluminar un segundo conjunto predeterminado de la pluralidad de fuentes de luz (134) para iluminar el envase de vidrio con un segundo patrón de iluminación predeterminado, siendo el segundo patrón de iluminación predeterminado diferente del primer patrón de iluminación predeterminado;
capturar una segunda imagen del envase de vidrio iluminado (102); y
evaluar las imágenes primera y segunda para determinar si el envase de vidrio incluye algún defecto.
14. El método de la reivindicación 13, en el que uno de los patrones de iluminación predeterminados primero y segundo es un fondo uniforme para inspeccionar defectos opacos, mientras que el otro de los patrones predeterminados segundo y primero proporciona un alto contraste para resaltar los bordes de un envase para inspección dimensional.
15. El método de la reivindicación 13 o 14, en el que la primera imagen se captura con el envase de vidrio (102) ubicado en una primera ubicación con respecto al panel (110) y la segunda imagen se captura con el envase de vidrio (102) colocado en una segunda ubicación con respecto al panel (110), siendo la segunda ubicación diferente a la primera ubicación.
16. El método de la reivindicación 13, 14 ó 15, en el que:
iluminar un primer conjunto predeterminado de la pluralidad de fuentes de luz (134) incluye alimentar el primer conjunto predeterminado de la pluralidad de fuentes de luz basándose en una primera tabla de potencia predeterminada;
iluminar un segundo conjunto predeterminado de la pluralidad de fuentes de luz (134) incluye alimentar el segundo conjunto de la pluralidad de fuentes de luz basándose en una segunda tabla de potencia predeterminada;
el método incluye además:
analizar el brillo de la pluralidad de fuentes de luz (134) y determinar un valor de ajuste de brillo para al menos una de la pluralidad de fuentes de luz;
crear una tabla de calibración que almacena el valor de ajuste de brillo para al menos una de la pluralidad de fuentes de luz (134); y
ajustar las tablas primera y segunda de potencia predeterminadas con base en la tabla de calibración.
17. El método de la reivindicación 13, 14, 15 ó 16, en el que los patrones de iluminación predeterminados primero y segundo se seleccionan de una de una pluralidad de bandas de luz horizontales; una pluralidad de bandas verticales de luz; una luz continua uniforme; una forma que sigue el contorno del envase de vidrio; y un círculo.
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