IT201800005482A1 - APPARATUS FOR THE INSPECTION OF CONTAINERS - Google Patents
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Description
Descrizione di Brevetto per Invenzione Industriale avente per titolo: “APPARATO PER L’ISPEZIONE DI CONTENITORI”. Patent Description for Industrial Invention entitled: "EQUIPMENT FOR THE INSPECTION OF CONTAINERS".
DESCRIZIONE DESCRIPTION
La presente invenzione si riferisce ad un apparato per l’ispezione di contenitori, in particolare, ad un apparato per verificare l’integrità di contenitori flessibili specialmente adatti a contenere materiale liquido. The present invention refers to an apparatus for the inspection of containers, in particular, to an apparatus for checking the integrity of flexible containers especially suitable for containing liquid material.
Nel seguito della presente descrizione e nelle successive rivendicazioni, per “contenitore” si intende un qualsiasi recipiente adatto a contenere un liquido che generalmente viene svuotato tramite un’apertura superiore sigillata o chiusa da un tappo. Ancora più in particolare, per contenitore “flessibile” o “collassabile” si intende un contenitore realizzato principalmente con un materiale (ad esempio termoplastico) tale per cui il recipiente, se sottoposto a pressione, modifica temporaneamente il suo stato per poi ritornare alla sua condizione iniziale. In the following of this description and in the subsequent claims, "container" means any container suitable for containing a liquid that is generally emptied through an upper opening sealed or closed by a cap. Even more particularly, by "flexible" or "collapsible" container we mean a container made mainly with a material (for example thermoplastic) such that the container, if subjected to pressure, temporarily changes its state and then returns to its condition initial.
Esistono svariati metodi e processi per la realizzazione di contenitori flessibili. There are a variety of methods and processes for making flexible containers.
Uno di questi, denominato “blow-fill seal” o BFS, prevede che la formazione del contenitore sia realizzata a partire da una preforma cilindrica che viene soffiata, riempita del liquido che deve contenere ed infine sigillata in un unico processo continuo automatizzato. One of these, called "blow-fill seal" or BFS, provides that the formation of the container is carried out starting from a cylindrical preform which is blown, filled with the liquid it must contain and finally sealed in a single continuous automated process.
Nella fattispecie, il processo BFS prevede una prima fase in cui la preforma (o parison) è estrusa verticalmente tramite passaggio in una gola circolare e successivamente sospesa tra due semiparti di uno stampo. Una volta che le semiparti dello stampo hanno racchiuso la preforma, quest’ultima è tagliata al di sopra dello stampo. Inizia così la fase di soffiaggio in cui la preforma è calzata da un mandrino (collegato ad un opportuno circuito pneumatico) che soffia all’interno della preforma una determinata quantità di aria. In questo modo, la preforma si gonfia e aderisce alle pareti interne dello stampo così da definire la forma del contenitore. In this case, the BFS process involves a first phase in which the preform (or parison) is vertically extruded by passing through a circular groove and subsequently suspended between two half-parts of a mold. Once the half parts of the mold have enclosed the preform, the latter is cut above the mold. Thus begins the blowing phase in which the preform is fitted by a mandrel (connected to a suitable pneumatic circuit) which blows a certain amount of air into the preform. In this way, the preform inflates and adheres to the internal walls of the mold so as to define the shape of the container.
La fase di riempimento è effettuata preferibilmente dal medesimo mandrino che inserisce all’interno del contenitore appena formato la quantità di liquido necessaria al riempimento del contenitore. Al termine del riempimento, il mandrino esce dalla preforma lasciandone libera la parte superiore che viene racchiusa da un secondo stampo costituito da due semiparti a guisa di tappo che sigillano definitivamente il contenitore. The filling phase is preferably carried out by the same spindle which inserts the quantity of liquid necessary to fill the container into the newly formed container. At the end of the filling, the mandrel comes out of the preform leaving free the upper part which is enclosed by a second mold consisting of two half-parts in the form of a cap which definitively seal the container.
Il contenitore così realizzato è costituito quindi da un unico pezzo e comprende una porzione inferiore destinata al contenimento del liquido e una porzione superiore di sigillatura. The container thus made is therefore constituted by a single piece and comprises a lower portion intended for containing the liquid and an upper sealing portion.
I contenitori realizzati mediante processo BFS vengono infine completati con l’apposizione di un tappo nella porzione superiore (ad esempio tramite saldatura con sistemi a calore o a radio-frequenze). The containers made using the BFS process are finally completed with the affixing of a cap to the upper portion (for example by welding with heat or radio-frequency systems).
Generalmente, i contenitori noti realizzati con processo BFS vengono utilizzati per il confezionamento di materiali liquidi farmacologici e pertanto il processo BFS è eseguito in ambiente sterile. Il contenitore sigillato con il tappo di protezione può essere sottoposto a sterilizzazione, ad esempio, tramite autoclave. Generally, known containers made with the BFS process are used for the packaging of pharmacological liquid materials and therefore the BFS process is performed in a sterile environment. The sealed container with the protective cap can be sterilized, for example, by autoclaving.
Una delle fasi più delicate nei processi BFS è relativa alla saldatura del tappo di protezione al contenitore che se non effettuata in maniera corretta obbliga lo scarto immediato del contenitore. Si è constatato che le possibili cause sono dovute principalmente a tre fenomeni: “leaking bottle”, “moisture in cap”, “water in cap”. One of the most delicate phases in the BFS processes is related to the welding of the protective cap to the container which, if not carried out correctly, forces the immediate rejection of the container. It was found that the possible causes are mainly due to three phenomena: "leaking bottle", "moisture in cap", "water in cap".
Nella fattispecie, qualora sia presente un foro nella porzione superiore del contenitore e contemporaneamente il tappo presenti difetti di saldatura, il contenitore è esposto sia al potenziale ingresso di agenti contaminanti sia alla possibile uscita di liquido. In tali condizioni si parla quindi del c.d. fenomeno di “leaking bottle”. Questo difetto di processo è solitamente individuato tramite un test di tenuta (chiamato “vacuum leak detection”) che misura il delta di pressione del contenitore posto in una campana sotto vuoto. Alternativamente, nel caso ispezione manuale, un operatore può preme il contenitore capovolto per verificare eventuali fuoriuscite di liquido. In this case, if there is a hole in the upper portion of the container and at the same time the cap has welding defects, the container is exposed both to the potential entry of contaminants and to the possible exit of liquid. In these conditions we therefore speak of the so-called “leaking bottle” phenomenon. This process defect is usually identified by means of a leak test (called “vacuum leak detection”) which measures the pressure delta of the container placed in a vacuum chamber. Alternatively, in the case of manual inspection, an operator can press the container upside down to check for any leaks of liquid.
Diversamente, nella situazione in cui il contenitore è integro ma il tappo non è propriamente saldato alla porzione superiore dello stesso, può insinuarsi condensa in corrispondenza del volume compreso tra la porzione superiore del contenitore e il tappo durante la sterilizzazione in autoclave. In questo caso si parla di “moisture in cap” ed è visibile sotto forma di goccioline intrappolate nella porzione superiore di sigillatura del contenitore che vengono individuate tramite opportuni sistemi di visione. Generalmente, tali sistemi di visione ispezionano il contenitore quando quest’ultimo è in posizione verticale senza necessità di particolari manipolazioni da parte degli operatori addetti al controllo qualità. Otherwise, in the situation in which the container is intact but the cap is not properly welded to the upper portion of the same, condensation can creep in at the volume between the upper portion of the container and the cap during autoclaving. In this case we speak of “moisture in cap” and it is visible in the form of droplets trapped in the upper sealing portion of the container which are identified by means of suitable vision systems. Generally, these vision systems inspect the container when the latter is in a vertical position without the need for special manipulations by the quality control operators.
Infine, può capitare una situazione in cui, il tappo è correttamente saldato ma il contenitore presenta un micro foro (ad esempio di dimensioni di circa 50 - 100 µm) in corrispondenza della sua porzione superiore. Si tratta del c.d. fenomeno denominato “water in cap” e può essere individuato forzando l’uscita di liquido dal contenitore nella zona compresa tra la porzione superiore del contenitore e il tappo mediante, ad esempio, pressione e capovolgimento della bottiglia. Tipicamente, questa indagine viene effettuata manualmente da un operatore che capovolge il contenitore e lo comprime e verifica l’eventuale passaggio di fluido nel volume del sotto-tappo. Finally, a situation may occur in which the cap is correctly welded but the container has a micro hole (for example with dimensions of about 50 - 100 µm) in correspondence with its upper portion. This is the so-called phenomenon called "water in cap" and can be identified by forcing the exit of liquid from the container in the area between the upper portion of the container and the cap by, for example, pressing and overturning the bottle. Typically, this investigation is carried out manually by an operator who overturns the container and compresses it and verifies the possible passage of fluid in the volume of the sub-cap.
La Richiedente si è resa conto che l’ispezione manuale dei contenitori è affetta da potenziali errori umani dovuti a molteplici fattori quali, ad esempio, la non consistenza della performance dell’operatore (dovuta a stanchezza, stati d’animo mutevoli, stress, ecc.) ed al contempo la non consistenza delle analisi e del giudizio tra operatori diversi od anche dello stesso operatore in diversi momenti del proprio turno di lavoro. È possibile infatti che alcuni campioni siano valutati positivamente da un operatore e negativamente da un altro operatore. The Applicant has realized that the manual inspection of the containers is affected by potential human errors due to multiple factors such as, for example, the inconsistency of the operator's performance (due to fatigue, changing moods, stress, etc. .) and at the same time the inconsistency of the analyzes and judgments between different operators or even the same operator at different times of their work shift. In fact, it is possible that some samples are positively evaluated by one operator and negatively by another operator.
La Richiedente si è resa conto che l’ispezione di contenitori in maniera automatica senza quindi l’intervento di un operatore consentirebbe di eliminare la soggettività umana nelle valutazioni garantendo la ripetibilità delle analisi e del risultato, con la conseguenza di poter diminuire la quantità di scarti errati (c.d. “falso scarto”) oltre alla rilevazione della totalità di contenitori difettosi The Applicant has realized that the inspection of containers automatically without the intervention of an operator would make it possible to eliminate human subjectivity in the evaluations, guaranteeing the repeatability of the analyzes and the result, with the consequence of being able to reduce the amount of waste. incorrect (so-called "false reject") in addition to the detection of all defective containers
La Richiedente si è infine resa conto che un apparato per l’ispezione di contenitori dotato altresì di una pluralità di sensori in grado di acquisire le immagini dei contenitori stessi aumenterebbe ancora più considerevolmente le prestazioni di produzione e permetterebbe l’analisi di eventuali perdite di liquido anche da remoto. The Applicant finally realized that an apparatus for the inspection of containers also equipped with a plurality of sensors capable of acquiring images of the containers themselves would increase the production performance even more considerably and would allow the analysis of any liquid leaks. even remotely.
La presente invenzione riguarda pertanto un apparato per l’ispezione di contenitori avente caratteristiche strutturali e funzionali tali da soddisfare le suddette esigenze e da ovviare nel contempo agli inconvenienti di cui si è detto con riferimento alla tecnica nota. The present invention therefore relates to an apparatus for inspecting containers having structural and functional characteristics such as to meet the aforementioned needs and at the same time obviate the drawbacks mentioned with reference to the known art.
Tale scopo è raggiunto da un apparato per l’ispezione di contenitori in accordo con la rivendicazione 1. This purpose is achieved by an apparatus for inspecting containers in accordance with claim 1.
Ulteriori caratteristiche ed i vantaggi dell’apparato per l’ispezione di contenitori in accordo con la presente invenzione risulteranno dalla descrizione di seguito riportata di un suo esempio preferito di realizzazione, data a titolo indicativo e non limitativo, con riferimento alle annesse figure, in cui: Further characteristics and advantages of the apparatus for the inspection of containers in accordance with the present invention will result from the description given below of a preferred embodiment thereof, given by way of non-limiting example, with reference to the attached figures, in which :
- la figura 1 rappresenta vista prospettica dell’apparato per l’ispezione in accordo con la presente invenzione, - Figure 1 represents a perspective view of the inspection apparatus in accordance with the present invention,
- la figura 2 rappresenta una vista in dettaglio della zona di avanzamento e della zona di rotazione dell’apparato di figura 1, - le figure 3 e 4 rappresentano viste in dettaglio della zona di rotazione dell’apparato di figura 1, - figure 2 represents a detailed view of the advancement area and the rotation area of the apparatus of figure 1, - figures 3 and 4 represent detailed views of the rotation area of the apparatus of figure 1,
- la figura 5 rappresenta una vista dall’alto della figura 2, - Figure 5 represents a top view of Figure 2,
- la figura 6 rappresenta una vista frontale del contenitore da ispezionare con l’apparato di figura 1, - figure 6 represents a front view of the container to be inspected with the apparatus of figure 1,
- la figura 7 rappresenta una vista prospettica in dettaglio dei mezzi di avanzamento dell’apparato di figura 1, - figure 7 represents a perspective view in detail of the advancement means of the apparatus of figure 1,
- la figura 8 rappresenta una vista prospettica in dettaglio dei mezzi di compressione 40 dell’apparato di figura 1. - figure 8 represents a perspective view in detail of the compression means 40 of the apparatus of figure 1.
Con riferimento alla figura 1, è globalmente indicato un apparato 1 per l’ispezione di contenitori in accordo con la presente invenzione. With reference to Figure 1, an apparatus 1 for the inspection of containers in accordance with the present invention is globally indicated.
L’apparato 1 può essere parte di un impianto più complesso ed essere inserito, ad esempio, nella linea di produzione di contenitori per prodotti in forma liquida oppure essere un apparato separato destinato a ricevere i contenitori per ispezionarli una volta terminata la loro produzione. In entrambi i casi l’apparato viene utilizzato per una ispezione non distruttiva in processo (c.d. “100% non-destructive in-process control”) sulla totalità delle unità di contenitori che compongono il lotto di produzione. The apparatus 1 can be part of a more complex plant and be inserted, for example, in the production line of containers for products in liquid form or be a separate apparatus intended to receive the containers to inspect them once their production is finished. In both cases, the apparatus is used for non-destructive in-process inspection (so-called "100% non-destructive in-process control") on all the container units that make up the production batch.
Il contenitore 2 è un recipiente realizzato di pezzo, preferibilmente mediante processo BFS, e destinato a contenere una determinata quantità di liquido. Nel contenitore 2 si individua, in uso, un fondo 6 da cui si sviluppa una parte inferiore allargata 2a, quest’ultima essendo rastremata verso la sua porzione terminale superiore 2b. Il contenitore 2 è altresì dotato di un tappo 3 atto ad essere saldato secondo tecniche note alla porzione terminale superiore del contenitore 2 fungendo da protezione per la porzione terminale superiore 2b. The container 2 is a container made from one piece, preferably by the BFS process, and intended to contain a determined quantity of liquid. In the container 2, in use, a bottom 6 is identified from which an enlarged lower part 2a develops, the latter being tapered towards its upper terminal portion 2b. The container 2 is also equipped with a cap 3 adapted to be welded according to known techniques to the upper end portion of the container 2 acting as a protection for the upper end portion 2b.
Preferibilmente, il contenitore 2 è realizzato in materiale flessibile, ad esempio materiale termoplastico. Il contenitore 2 può altresì essere realizzato in materiale otticamente trasparente almeno in corrispondenza di una porzione del proprio spazio di testa 5. Preferably, the container 2 is made of flexible material, for example thermoplastic material. The container 2 can also be made of optically transparent material at least in correspondence with a portion of its head space 5.
Nell’ambito della presente descrizione e nelle successive rivendicazioni, per “spazio di testa” si intende indicare la parte di volume interna al contenitore 2 senza liquido di riempimento. In caso di contenitore disposto con l’apertura 4 rivolta verso l’alto, lo spazio di testa è la parte compresa tra il pelo libero del liquido e porzione terminale superiore 2b del contenitore 2. In alternativa, in caso di contenitore capovolto, lo spazio di testa 5 indica la parte compresa tra il pelo libero del liquido e il fondo 6 del contenitore 2. In the context of this description and in the subsequent claims, "headspace" means the volume part inside the container 2 without filling liquid. In the case of a container arranged with the opening 4 facing upwards, the head space is the part between the free surface of the liquid and the upper end portion 2b of the container 2. Alternatively, in the case of an overturned container, the space head 5 indicates the part between the free surface of the liquid and the bottom 6 of the container 2.
Preferibilmente, l’apparato 1 in accordo con l’invenzione è adatto a ispezionare contenitori aventi larghezza L compresa tra 60 mm e 120 mm, con profondità compreso tra 40 mm e 70 mm e un’altezza H compresa tra 90 mm e 300 mm. Preferably, the apparatus 1 in accordance with the invention is suitable for inspecting containers having a width L between 60 mm and 120 mm, with a depth between 40 mm and 70 mm and a height H between 90 mm and 300 mm.
Preferibilmente, la capienza in volume di ciascun contenitore è compresa tra 40 ml e 1000 ml. Preferably, the volume capacity of each container is between 40 ml and 1000 ml.
Con riferimento all’esempio illustrato in figura 1, nell’apparato 1 si individuano una zona di ingresso A per l’ingresso dei contenitori e una zona di uscita D per l’uscita dei contenitori. Ulteriormente, tra la zona di ingresso A e la zona di uscita D sono presenti una zona di avanzamento B e una zona di rotazione C il cui scopo verrà spiegato in dettaglio nel seguito della presente descrizione. With reference to the example shown in Figure 1, in apparatus 1 there is an entrance area A for the entry of the containers and an exit area D for the exit of the containers. Furthermore, between the inlet area A and the outlet area D there are an advancement area B and a rotation area C the purpose of which will be explained in detail in the following of the present description.
L’apparato 1 comprende un telaio di supporto 10, preferibilmente poggiato o fissato al suolo, e un pianale di carico 11 fissato al telaio di supporto 10. Il pianale di carico 11 si estende prevalentemente lungo la direzione di avanzamento X-X dei contenitori e può comprendere un nastro trasportatore 12 su cui poggiano i contenitori. Il nastro trasportatore 12 può altresì essere di tipo motorizzato o folle. The apparatus 1 comprises a support frame 10, preferably resting or fixed to the ground, and a loading platform 11 fixed to the support frame 10. The loading platform 11 extends mainly along the direction of advancement X-X of the containers and can comprise a conveyor belt 12 on which the containers rest. The conveyor belt 12 can also be of the motorized or idle type.
Ciascun contenitore 2 è fatto avanzare dalla zona di ingresso A verso la zona di avanzamento B mediante il nastro trasportatore 12 lungo la direzione di avanzamento X-X. In particolare, il fondo 6 del contenitore 2 poggia sul nastro trasportatore 12 cosicché ciascun contenitore 2 avanzi inizialmente orientato secondo una posizione verticale (lungo la direzione Y-Y) verso la zona di avanzamento B. Each container 2 is made to advance from the inlet area A towards the advancement area B by means of the conveyor belt 12 along the direction of advancement X-X. In particular, the bottom 6 of the container 2 rests on the conveyor belt 12 so that each container 2 moves initially oriented according to a vertical position (along the Y-Y direction) towards the advancement zone B.
Quando il contenitore 2 raggiunge la zona di avanzamento B, un gruppo di movimentazione 20 è atto a ricevere il contenitore 2 e farlo ulteriormente avanzare verso la zona di rotazione C. When the container 2 reaches the advancement area B, a handling unit 20 is able to receive the container 2 and make it further advance towards the rotation area C.
In dettaglio, il gruppo di movimentazione 20 comprende una coclea 21 rotante, montata sul pianale di carico 11 ed estesa lungo un proprio asse x1 tra la zona di avanzamento B e la zona di uscita D. Preferibilmente, la coclea 21 è orientata parallelamente alla direzione di avanzamento X-X. Allo scopo di movimentare il contenitore 2 nella zona di avanzamento B l’apparato 1 è dotato ulteriormente di una coclea di riscontro 22 posizionata adiacente alla coclea 21 ed estesa lungo un proprio asse x2 parallelamente all’asse x2. Come illustrato negli esempi di figura 5 e 7, le coclee 21,22 ruotano alla medesima velocità e con senso di rotazione opposto attorno ai propri assi x1,x2, in particolare, ciascuna coclea ruota verso la coclea adiacente. Preferibilmente la coclea 21 (quella di sinistra illustrata in figura 7) ruota in senso orario mentre la coclea 22 (quella di destra in figura 7) ruota in senso antiorario. In detail, the handling unit 20 comprises a rotating auger 21, mounted on the loading platform 11 and extended along its own axis x1 between the advancement area B and the exit area D. Preferably, the auger 21 is oriented parallel to the direction feed X-X. In order to move the container 2 in the advancement area B, the apparatus 1 is further equipped with an abutment auger 22 positioned adjacent to the auger 21 and extended along its own axis x2 parallel to the axis x2. As illustrated in the examples of figures 5 and 7, the augers 21,22 rotate at the same speed and with opposite direction of rotation around their axes x1, x2, in particular, each auger rotates towards the adjacent auger. Preferably the auger 21 (the left one illustrated in Figure 7) rotates clockwise while the auger 22 (the right one in Figure 7) rotates counterclockwise.
Ancora con riferimento all’esempio illustrato in figura 5 e 7, ciascuna coclea 21,22 è costituita da una filettatura elicoidale 23 le cui creste 24 sono separate, in pianta, da un passo P di lunghezza predeterminata. Still with reference to the example illustrated in figures 5 and 7, each auger 21,22 consists of a helical thread 23 whose crests 24 are separated, in plan, by a pitch P of predetermined length.
Preferibilmente, il passo P è sostanzialmente pari alla larghezza L del contenitore 2. Preferably, the pitch P is substantially equal to the width L of the container 2.
Come osservabile in figura 5, le coclee 21,22 sono montate parallelamente sopra il nastro trasportatore 12 e separate tra loro da una distanza d tale da trattenere il contenitore 2 durante la sua movimentazione nella zona di avanzamento B. Preferibilmente, la coclea 21 ha una lunghezza sostanzialmente corrispondente alle lunghezze della zona di avanzamento B e della zona di rotazione C mentre la coclea di riscontro 22 ha una lunghezza sostanzialmente pari alla lunghezza della zona di avanzamento B. As can be seen in Figure 5, the augers 21, 22 are mounted parallel above the conveyor belt 12 and separated from each other by a distance d such as to retain the container 2 during its movement in the advancement zone B. Preferably, the auger 21 has a length substantially corresponding to the lengths of the advancement area B and of the rotation area C while the abutment auger 22 has a length substantially equal to the length of the advancement area B.
Preferibilmente, la coclea 21 ha una lunghezza compresa tra 100 cm e 180 cm, preferibilmente 140 cm. La coclea di riscontro 22 ha una lunghezza compresa tra 10 cm e 50 cm, preferibilmente 30 cm. Preferably, the screw 21 has a length of between 100 cm and 180 cm, preferably 140 cm. The abutment auger 22 has a length of between 10 cm and 50 cm, preferably 30 cm.
Risulterà ovviamente chiaro per un tecnico del ramo che, nell’eventualità di dover movimentare contenitori di dimensioni diverse, sarà possibile sostituire le coclee 21,22 con altre dimensionate ad hoc il cui passo corrisponderà preferibilmente alla larghezza L del contenitore 2. It will obviously be clear to a person skilled in the art that, in the event of having to move containers of different sizes, it will be possible to replace the augers 21,22 with other ad hoc sized ones whose pitch will preferably correspond to the width L of the container 2.
Vantaggiosamente, l’apparato 1 comprende un gruppo di rotazione 30 montato sul pianale di carico 11 in corrispondenza della zona di rotazione C compresa tra la zona di avanzamento B e la zona di uscita D dell’apparato 1. Il gruppo di rotazione 30 è atto a cooperare con le coclee 21,22 per ricevere ciascun contenitore 2. In particolare, il gruppo di rotazione 30 comprende mezzi di guida 31 montati sul pianale di carico 11 superiormente alle coclee 21,22. Advantageously, the apparatus 1 comprises a rotation unit 30 mounted on the loading platform 11 in correspondence with the rotation area C comprised between the advancement area B and the output area D of the apparatus 1. The rotation unit 30 is capable of to cooperate with the augers 21,22 to receive each container 2. In particular, the rotation assembly 30 comprises guide means 31 mounted on the loading platform 11 above the augers 21,22.
Come illustrato nell’esempio di figura 4, i mezzi di guida 31 comprendono una coppia di guide o binari 32,33 per ruotare ciascun contenitore 2 dalla posizione verticale ad una posizione sostanzialmente orizzontale. In particolare, mentre il contenitore 2 viene avanzato dalla coclea 21, i binari 32,33 lo intercettano, preferibilmente in corrispondenza dello spazio di testa 5, in modo da ruotarlo da una posizione verticale, e quindi orientato lungo la direzione Y-Y, ad una posizione orizzontale, cioè orientato lungo la direzione Z-Z. In tal modo, vantaggiosamente, il liquido presente nel contenitore 2 è diretto verso la porzione terminale superiore 2b dimodoché un’eventuale perdita di liquido, dovuta ad esempio ad un foro nello spazio di testa 5, sia subito verificabile. As shown in the example of figure 4, the guide means 31 comprise a pair of guides or tracks 32,33 to rotate each container 2 from the vertical position to a substantially horizontal position. In particular, while the container 2 is advanced by the screw 21, the tracks 32,33 intercept it, preferably in correspondence with the head space 5, so as to rotate it from a vertical position, and therefore oriented along the Y-Y direction, to a position horizontal, i.e. oriented along the Z-Z direction. In this way, advantageously, the liquid present in the container 2 is directed towards the upper end portion 2b so that any loss of liquid, due for example to a hole in the head space 5, is immediately verifiable.
Come illustrato in figura 2, per poter guidare la rotazione del contenitore 2, i binari 32,33 sono arrangiati orizzontalmente lungo la direzione di avanzamento X-X per un primo tratto iniziale di percorrenza C1, quest’ultimo essendo corrispondente al tratto atto a ricevere il contenitore 2 dalla zona di avanzamento B. Successivamente, i binari 32,33 seguono un andamento elicoidale per un secondo tratto di percorrenza C2 fino a ritornare orientati orizzontalmente in corrispondenza dell’ultimo tratto di percorrenza C3. Complessivamente, i mezzi di guida 31 hanno un andamento in pianta sostanzialmente ondulatorio/sinusoidale dimodoché in corrispondenza della loro porzione inferiore i binari 32,33 siano posizionati uno sopra l’altro. In tal modo, la parte terminale del contenitore 2, ad esempio lo spazio di testa 5, sopravanza i binari 32,33 e risulta visibile dall’esterno per la relativa ispezione. As illustrated in Figure 2, in order to guide the rotation of the container 2, the tracks 32,33 are arranged horizontally along the direction of advancement X-X for a first initial travel section C1, the latter being corresponding to the section suitable for receiving the container. 2 from the advancement zone B. Subsequently, the tracks 32,33 follow a helical course for a second travel stretch C2 until they return horizontally oriented in correspondence with the last travel stretch C3. Overall, the guide means 31 have a substantially wavy / sinusoidal plan so that in correspondence of their lower portion the tracks 32,33 are positioned one above the other. In this way, the terminal part of the container 2, for example the head space 5, surpasses the tracks 32,33 and is visible from the outside for its inspection.
In una versione preferita, i mezzi di rotazione 30 sono realizzati a partire da una superficie cilindrica dove sono ricavati i mezzi di guida 31. In tal caso, invece della presenza dei binari è prevista la presenza di un incavo elicoidale avente la medesima funzione rotativa. In a preferred version, the rotation means 30 are made starting from a cylindrical surface where the guide means 31 are obtained. In this case, instead of the presence of the tracks, the presence of a helical recess having the same rotary function is provided.
Vantaggiosamente, l’angolo di rotazione del contenitore 2 può essere compreso tra 0° e 135°, preferibilmente 90°. In tal modo, i mezzi di rotazione 30 permettono al contenitore 2 di ruotare nel piano X-Y fino ad almeno un angolo di 90°, preferibilmente in senso orario. Advantageously, the angle of rotation of the container 2 can be between 0 ° and 135 °, preferably 90 °. In this way, the rotation means 30 allow the container 2 to rotate in the X-Y plane up to at least an angle of 90 °, preferably in a clockwise direction.
In accordo con una forma di realizzazione dell’invenzione, il gruppo di rotazione 30 è destinato a far tornare ciascun contenitore 2 nel suo orientamento inziale verticale. In particolare, come osservabile in figura 4, dopo che il contenitore 2 è stato inclinato di 90°, quest’ultimo è ruotato dalla posizione orizzontale alla posizione verticale grazie all’avanzamento obbligato che il contenitore 2 è costretto a percorrere tra i binari elicoidali 32,33 verso la zona di uscita D. In sostanza, successivamente alla verifica/ispezione che viene effettuata al contenitore 2 inclinandolo, quest’ultimo avanza verso la zona di uscita D nel caso di assenza di difetti. Diversamente, qualora una perdita di liquido dal contenitore 2 dovesse essere evidenziata, il contenitore 2 sarà scartato grazie alla presenza di mezzi di espulsione 70 montati sul telaio di supporto 10 in corrispondenza della zona di uscita D dell’apparato 1. In accordance with an embodiment of the invention, the rotation group 30 is intended to return each container 2 to its initial vertical orientation. In particular, as can be seen in Figure 4, after the container 2 has been inclined by 90 °, the latter is rotated from the horizontal position to the vertical position thanks to the forced advancement that the container 2 is forced to travel between the helical tracks 32 , 33 towards the exit zone D. In substance, after the check / inspection which is carried out on the container 2 by tilting it, the latter advances towards the exit zone D in the event of the absence of defects. Otherwise, if a leak of liquid from the container 2 should be highlighted, the container 2 will be discarded thanks to the presence of expulsion means 70 mounted on the support frame 10 in correspondence with the outlet area D of the apparatus 1.
Con riferimento all’esempio illustrato in figura 1, i mezzi di espulsione 70 comprendono un organo meccanico di spinta 71 che, nel caso di contenitore 2 da scartare, spinge quest’ultimo verso uno scivolo di uscita 72 posizionato frontalmente all’organo di spinta 71. Nella fattispecie, come verrà spiegato in dettaglio nel seguito della presente descrizione, l’organo meccanico di spinta 71 è attivato da opportuni mezzi di elaborazione (non illustrati) che inviano un segnale di trigger sulla base del risultato dell’ispezione di detti contenitori. Qualora il contenitore 2 sia da scartare, un segnale di trigger è inviato all’organo di spinta 71 per attivarlo in modo da spingere il contenitore 2 verso lo scivolo di uscita 72 prima che il contenitore 2 raggiunga la zona di uscita D. I contenitori 2 scartati sono segregati grazie alla presenza di un recipiente chiuso di raccolta 73 collegato inferiormente allo scivolo di uscita 72. With reference to the example illustrated in Figure 1, the expulsion means 70 comprise a mechanical thrust member 71 which, in the case of container 2 to be discarded, pushes the latter towards an outlet chute 72 positioned in front of the thrust member 71 In this case, as will be explained in detail in the following of the present description, the mechanical thrust member 71 is activated by suitable processing means (not shown) which send a trigger signal on the basis of the result of the inspection of said containers. If the container 2 is to be discarded, a trigger signal is sent to the pusher 71 to activate it so as to push the container 2 towards the outlet chute 72 before the container 2 reaches the outlet area D. The containers 2 waste are segregated thanks to the presence of a closed collection container 73 connected below the outlet chute 72.
In accordo con una ulteriore forma di realizzazione illustrata nell’esempio di figura 8, l’apparato 1 è dotato di mezzi di compressione 40 posizionati in corrispondenza della zona di rotazione C per comprimere il contenitore 2 e aumentarne la pressione interna. In particolare, i mezzi di compressione 40 comprendono una pluralità di rulli 41, preferibilmente folli, ciascuno ruotabile attorno ad un proprio asse parallelo alla direzione Z-Z. I rulli sono supportati da un gruppo di sollevamento 42 fissato mobile sul telaio 10 in corrispondenza della zona di rotazione C, in particolare in corrispondenza del secondo tratto C2. Il gruppo di sollevamento 42 è comandato da opportuni leveraggi (non illustrati) per sollevarsi lungo la direzione Y-Y dimodoché i rulli 41 esercitino una forza sulla superficie esterna del contenitore 2 per comprimerlo, preferibilmente in maniera costante, durante il passaggio nel secondo tratto C2 allo scopo di aumentarne la pressione interna. In questo modo, qualora il contenitore 2 presenti un foro, l’aumento della pressione interna aiuterà la fuoriuscita di liquido facilmente verificabile dall’esterno. In accordance with a further embodiment illustrated in the example of figure 8, the apparatus 1 is equipped with compression means 40 positioned in correspondence with the rotation area C to compress the container 2 and increase its internal pressure. In particular, the compression means 40 comprise a plurality of rollers 41, preferably idle, each rotatable around its own axis parallel to the Z-Z direction. The rollers are supported by a lifting assembly 42 movably fixed on the frame 10 in correspondence with the rotation zone C, in particular in correspondence with the second section C2. The lifting unit 42 is controlled by suitable levers (not shown) to lift along the Y-Y direction so that the rollers 41 exert a force on the external surface of the container 2 to compress it, preferably in a constant manner, during the passage in the second section C2 for the purpose to increase the internal pressure. In this way, if the container 2 has a hole, the increase in internal pressure will help the leakage of liquid easily verifiable from the outside.
Alternativamente, la compressione può essere esercitata dimensionando opportunamente i binari 31,32 dimodoché presentino un restringimento in prossimità della porzione inferiore dei mezzi di guida 31, ad esempio in sostanziale corrispondenza del punto di rotazione a 90° del contenitore 2. Vantaggiosamente, i mezzi di compressione 40 possono essere utilizzati in combinazione ai mezzi di rotazione 30 o eventualmente anche in alternativa. In quest’ultima configurazione, l’apparato 1 potrà prevedere la presenza dei soli mezzi di compressione 40 senza la presenza dei mezzi di rotazione 30 allo scopo di imprimere una pressione al contenitore 2 per fare uscire il liquido in esso contenuto (in caso di eventuale presenza di un foro, ad esempio in corrispondenza dello spazio di testa 5). Alternatively, the compression can be exerted by suitably dimensioning the tracks 31,32 so that they have a narrowing in proximity to the lower portion of the guide means 31, for example substantially in correspondence with the 90 ° pivot point of the container 2. Advantageously, the means of compression 40 can be used in combination with the rotation means 30 or possibly also alternatively. In this latter configuration, the apparatus 1 can provide for the presence of only the compression means 40 without the presence of the rotation means 30 in order to impart pressure to the container 2 to release the liquid contained therein (in the event of any presence of a hole, for example at the head space 5).
In accordo con un’ulteriore forma di realizzazione dell’invenzione, l’ispezione può avvenire in maniera automatizzata, ad esempio prevedendo la presenza di uno o più mezzi sensori 50,60 atti ad acquisire un’immagine della porzione terminale superiore 2b e quindi del tappo 3, del contenitore 2 quando quest’ultimo è orientato orizzontalmente o verticalmente. In accordance with a further embodiment of the invention, the inspection can take place in an automated manner, for example by providing for the presence of one or more sensor means 50, 60 suitable for acquiring an image of the upper terminal portion 2b and therefore of the cap 3, of the container 2 when the latter is oriented horizontally or vertically.
Nella fattispecie, come osservabile nell’esempio di figura 2 e 3, i primi mezzi sensori 50 possono comprendere un sistema di visione a telecamera (ad esempio una telecamera del tipo a tecnologia CMOS), quest’ultima montata sul telaio di supporto 10 in corrispondenza della porzione inferiore dei mezzi di guida 31 in modo da intercettare la porzione terminale superiore 2b del contenitore 2 in uscita dai mezzi di guida 31 quando il contenitore è orientato orizzontalmente. In particolare, i mezzi sensori 50 sono posizionati a valle del secondo tratto di percorrenza C2 per l’acquisizione dell’immagine di un primo lato della porzione superiore 2b del contenitore 2. In questo modo, l’acquisizione e l’elaborazione dell’immagine permette di generare un segnale di uscita rappresentativo del risultato di ispezione dei contenitori. In particolare, l’immagine acquisita dai mezzi sensori è analizzata dai mezzi di elaborazione, tramite opportuno algoritmo software dedicato, che confronta ciascuna immagine acquisita con un’immagine campione. Qualora l’immagine acquisita contenga valori non corrispondenti a predeterminati valori di tolleranza dell’immagine campione, i mezzi di elaborazione inviano il segnale di trigger ai mezzi di espulsione 70 per attivarli. Ne consegue che il contenitore 2 sarà eventualmente scartato a seguito dell’ispezione e inviato al recipiente 73 per definitivo scarto. In this case, as can be seen in the example of Figures 2 and 3, the first sensor means 50 can comprise a camera vision system (for example a camera of the CMOS technology type), the latter mounted on the support frame 10 in correspondence with of the lower portion of the guide means 31 so as to intercept the upper end portion 2b of the container 2 coming out of the guide means 31 when the container is oriented horizontally. In particular, the sensor means 50 are positioned downstream of the second travel section C2 for acquiring the image of a first side of the upper portion 2b of the container 2. In this way, the acquisition and processing of the image it allows to generate an output signal representative of the inspection result of the containers. In particular, the image acquired by the sensor means is analyzed by the processing means, using an appropriate dedicated software algorithm, which compares each image acquired with a sample image. If the acquired image contains values that do not correspond to predetermined tolerance values of the sample image, the processing means send the trigger signal to the ejection means 70 to activate them. It follows that the container 2 will eventually be discarded following the inspection and sent to the container 73 for definitive rejection.
In una versione, l’immagine acquisita può essere visualizzata in diretta a video dall’operatore grazie alla presenza di un display 13 in comunicazione con i mezzi di elaborazione e montato sul telaio di supporto 11 per ulteriore analisi. In one version, the acquired image can be displayed live on video by the operator thanks to the presence of a display 13 in communication with the processing means and mounted on the support frame 11 for further analysis.
Come illustrato nell’esempio di figura 4, l’apparato 1 può comprendere ulteriori mezzi sensori 60 disposti in corrispondenza della zona di uscita D ed atti ad acquisire un’immagine della porzione terminale del contenitore 2, e quindi del tappo 3, quando quest’ultimo è orientato verticalmente. In particolare, i secondi mezzi sensori 60 sono posizionati a monte del terzo tratto di percorrenza C3 per l’acquisizione dell’immagine di un secondo lato della porzione superiore 2b del contenitore 2 opposta al primo lato. Anche in questo caso, una telecamera a tecnologia CMOS può essere montata sul telaio di supporto 10 superiormente ai mezzi di rotazione 30 per acquisire un’immagine della porzione superiore 2b del contenitore 2 quando quest’ultimo è orientato verticalmente. As illustrated in the example of Figure 4, the apparatus 1 can comprise further sensor means 60 arranged in correspondence with the outlet area D and adapted to acquire an image of the terminal portion of the container 2, and therefore of the cap 3, when this the latter is vertically oriented. In particular, the second sensor means 60 are positioned upstream of the third travel section C3 for the acquisition of the image of a second side of the upper portion 2b of the container 2 opposite the first side. Also in this case, a CMOS technology camera can be mounted on the support frame 10 above the rotation means 30 to acquire an image of the upper portion 2b of the container 2 when the latter is vertically oriented.
Preferibilmente, lo scarto del contenitore 2 è effettuato se almeno una delle immagini acquisite da uno qualsiasi dei mezzi sensori 50 o 60 presenta valori non corrispondenti ai predeterminati valori di tolleranza dell’immagine campione. Preferably, the rejection of the container 2 is carried out if at least one of the images acquired by any of the sensor means 50 or 60 has values that do not correspond to the predetermined tolerance values of the sample image.
La Richiedente ha effettuato diversi test allo scopo di verificare l’efficacia di ispezione dei contenitori. In tali test sono stati utilizzati mezzi di sensori tramite telecamera Genie Nano modello M800 Mono con risoluzione di 832 x 632 pixel e campionamento compreso tra 229 fps e 566 fps. Preferibilmente, il tempo di esposizione dei mezzi sensori 50 o 60 per l’acquisizione di ciascuna immagine è compreso tra 200 µs e 500 µs. The Applicant has carried out several tests in order to verify the effectiveness of inspection of the containers. In these tests, sensor means were used by means of a Genie Nano M800 Mono camera with a resolution of 832 x 632 pixels and sampling between 229 fps and 566 fps. Preferably, the exposure time of the sensor means 50 or 60 for the acquisition of each image is between 200 µs and 500 µs.
In accordo con un’ulteriore forma di realizzazione dell’invenzione, l’apparecchiatura 1 comprende primi e secondi mezzi illuminatori 51,61 montati in corrispondenza dei mezzi sensori 50,60 per illuminare la porzione superiore 2b del contenitore 2 durante l’acquisizione dell’immagine. In particolare, con riferimento all’esempio illustrato in figura 4, i primi mezzi illuminatori 51 comprendono una coppia di emettitori LED 52 posizionati uno di fronte all’altro e supportati da un braccio di supporto 15 a forma di C montato sul telaio 10 in corrispondenza del tratto di percorrenza C2. Il braccio di supporto 15 è sagomato in modo tale che il fascio di luce emesso dagli emettitori 52 sia orientato verticalmente lungo la direzione Y-Y e intercetti la parte superiore 2b, e quindi del tappo 3, del contenitore 2 quando quest’ultimo è in posizione orizzontale. In accordance with a further embodiment of the invention, the apparatus 1 comprises first and second illuminating means 51, 61 mounted in correspondence with the sensor means 50, 60 to illuminate the upper portion 2b of the container 2 during the acquisition of the image. In particular, with reference to the example illustrated in Figure 4, the first illuminating means 51 comprise a pair of LED emitters 52 positioned opposite each other and supported by a C-shaped support arm 15 mounted on the frame 10 in correspondence of the stretch C2. The support arm 15 is shaped in such a way that the light beam emitted by the emitters 52 is oriented vertically along the Y-Y direction and intercepts the upper part 2b, and therefore of the cap 3, of the container 2 when the latter is in a horizontal position .
Analogamente, i secondi mezzi illuminatori 61 comprendono una coppia di emettitori LED 62 posizionati uno di fronte all’altro e supportati da un braccio di supporto 16 a forma di C montato sul telaio 10 in corrispondenza del tratto di percorrenza C3. Il braccio di supporto 16 è sagomato in modo tale che il fascio di luce emesso dagli emettitori 62 sia orientato orizzontalmente lungo la direzione Z-Z e intercetti la parte superiore 2b, e quindi del tappo 3, del contenitore 2 quando quest’ultimo è in posizione verticale. Similarly, the second illuminating means 61 comprise a pair of LED emitters 62 positioned one in front of the other and supported by a C-shaped support arm 16 mounted on the frame 10 in correspondence with the travel section C3. The support arm 16 is shaped in such a way that the light beam emitted by the emitters 62 is oriented horizontally along the Z-Z direction and intercepts the upper part 2b, and therefore of the cap 3, of the container 2 when the latter is in a vertical position .
Preferibilmente, i primi e i secondi mezzi illuminatori 51,61 emettono luce intermittente con tempo di illuminazione compreso tra 200 µs e 500 µs. In particolare, l’illuminazione dei mezzi illuminatori 51,61 è simultanea al tempo di esposizione dei mezzi sensori 50 o 60. Preferably, the first and second illuminating means 51,61 emit intermittent light with an illumination time comprised between 200 µs and 500 µs. In particular, the illumination of the illuminating means 51,61 is simultaneous with the exposure time of the sensor means 50 or 60.
Come si è potuto verificare dalla presente descrizione, si è constatato come l’invenzione descritta raggiunga gli scopi proposti e in particolare si sottolinea il fatto che mediante l’apparato per l’ispezione automatica è possibile evitare errori durante l’analisi dei contenitori individuando immediatamente quelli da scartare e mantenendo nel contempo un’alta velocità della linea di produzione. As it has been possible to verify from the present description, it has been found that the described invention achieves the proposed purposes and in particular it is emphasized that by means of the automatic inspection apparatus it is possible to avoid errors during the analysis of the containers by immediately identifying those to be discarded while maintaining a high speed of the production line.
Inoltre, grazie alla possibilità di poter disporre di sistemi automatici di visione per acquisire le immagini dei contenitori, le prestazioni complessive di ispezione risultano decisamente migliorate rispetto ai sistemi noti oggi in commercio grazie al particolare sistema di acquisizione e illuminazione atto ad evidenziare la presenza di eventuali difetti. Le configurazioni dei mezzi di rotazione, dei mezzi di compressione e del sistema di acquisizione delle immagini sono potenzialmente infinite ed ovviamente un tecnico del ramo, allo scopo di soddisfare esigenze contingenti e specifiche, potrà apportare numerose modifiche e varianti all’apparato sopra descritto, tutte peraltro contenute nell’ambito di protezione dell’invenzione, quale definito dalle seguenti rivendicazioni. Moreover, thanks to the possibility of having automatic vision systems to acquire the images of the containers, the overall inspection performance is significantly improved compared to the systems known today on the market thanks to the particular acquisition and lighting system designed to highlight the presence of any defects. The configurations of the rotation means, of the compression means and of the image acquisition system are potentially infinite and obviously a person skilled in the art, in order to satisfy contingent and specific needs, can make numerous modifications and variations to the apparatus described above, all of them moreover contained in the scope of protection of the invention, as defined by the following claims.
Claims (10)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| IT102018000005482A IT201800005482A1 (en) | 2018-05-17 | 2018-05-17 | APPARATUS FOR THE INSPECTION OF CONTAINERS |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| IT102018000005482A IT201800005482A1 (en) | 2018-05-17 | 2018-05-17 | APPARATUS FOR THE INSPECTION OF CONTAINERS |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| IT201800005482A1 true IT201800005482A1 (en) | 2019-11-17 |
Family
ID=63080382
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| IT102018000005482A IT201800005482A1 (en) | 2018-05-17 | 2018-05-17 | APPARATUS FOR THE INSPECTION OF CONTAINERS |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
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2018
- 2018-05-17 IT IT102018000005482A patent/IT201800005482A1/en unknown
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