ITAT20090005U1

ITAT20090005U1 - ORIENTATOR FOR CONTAINERS / BOTTLES ON A ROTARY TABLE BASED ON THE USE OF ARTIFICIAL VISION TECHNIQUES

Info

Publication number: ITAT20090005U1
Authority: IT
Inventors: Angela Agrosi; Gian Paolo Daino; Gerardo Pepe
Original assignee: Digital Control Engineering
Priority date: 2009-10-08
Filing date: 2009-10-08
Publication date: 2011-04-09

Description

DESCRIZIONE DESCRIPTION

La presente invenzione ha per oggetto un sistema per orientare contenitori, bottiglie, vasetti o altro, con l’impiego di Sistemi di Visione Artificiale, su una macchina a tavola rotante (giostra) come etichettatrici, macchine di controllo qualità, capsulatori, centri di lavoro ecc. The present invention relates to a system for orienting containers, bottles, jars or other, with the use of Artificial Vision Systems, on a rotary table machine (carousel) such as labeling machines, quality control machines, cappers, work centers etc.

I precedenti sistemi e molti di quelli attuali, per orientare i contenitori utilizzano centratori meccanici, stelle centratori, sensori a lettura di tacca o di colore, i primi due hanno il problema che su tutti i contenitori da lavorare devono essere ricavati di stampo dei punti di aggancio e che per ogni tipo di aggancio deve essere realizzato fisicamente il centratore meccanico, per il terzo sistema esiste il problema che su tavole rotanti a più di quattro piattelli iniziano a diventare critiche le tarature dei sensori. Il trovato permette di orientare, in modo corretto e con un minimo di impostazioni, senza contatto meccanico o impiego di numerosi sensori lettori di tacca o di colore, bottiglie, vasetti, flaconi o altri oggetti, che devono essere lavorati. The previous systems and many of the current ones, to orient the containers use mechanical centering devices, centering stars, notch or color sensors, the first two have the problem that all the containers to be processed must be molded with the points of coupling and that for each type of coupling the mechanical centering device must be physically realized, for the third system there is the problem that on rotary tables with more than four plates the calibration of the sensors begins to become critical. The invention allows to orient, correctly and with a minimum of settings, without mechanical contact or the use of numerous mark or color reader sensors, bottles, jars, flasks or other objects to be processed.

Il sistema è composto, come da Tavola 1, da un Sistema di Visione: telecamera (3), computer (4) e software; piattelli motorizzati intelligenti (2) montati su una tavola rotante o giostra (1). The system is composed, as per Table 1, of a Vision System: camera (3), computer (4) and software; intelligent motorized plates (2) mounted on a rotary table or carousel (1).

Il Sistema di Visione deve poter interagire con i piattelli motorizzati tramite una rete dati (a), wireless o cablata, in modo da poter comunicare ai piattelli i dati necessari per dare ai contenitori da lavorare il giusto orientamento. The Vision System must be able to interact with the motorized plates through a data network (a), wireless or wired, in order to be able to communicate to the plates the necessary data to give the containers to be processed the right orientation.

In pratica il sistema funziona in questo modo: In practice, the system works like this:

a) Come da Tavola 2, la telecamera inquadra una zona ben definita della tavola rotante (1). Ad ogni pixel inquadrato della telecamera (3) corrisponde un angolo giostra ben definito (la telecamera inquadra dall’angolo α all’angolo ȕ). a) As in Table 2, the camera frames a well-defined area of the rotary table (1). A well-defined carousel angle corresponds to each framed pixel of the camera (3) (the camera frames from angle α to angle ȕ).

b) Come da Tavola 3, i contenitori una volta caricati su i piattelli, tramite un sistema di stelle e ingranaggi, vengono messi in rotazione facendo in modo che questi compiano almeno un giro e mezzo nel campo inquadrato, in modo tale che la telecamera riesca a vedere tutta la circonferenza o le facce dei contenitori. Il sistema di visione viene programmato in modo tale che si riesce a risalire sempre a quale angolo giostra si trova il contenitore (5) inquadrato, man mano che questo ruota e avanza sulla giostra. Per ottenere ciò si ricerca sul contenitore un modello che sia uguale per ogni suo angolo di rotazione, ad esempio per una bottiglia il collo (6), in modo tale che può essere seguito dal sistema di visione per l’intero tratto di giostra inquadrato dalla telecamera, dall’angolo α all’angolo ȕ. b) As in Table 3, once the containers have been loaded onto the plates, by means of a system of stars and gears, they are rotated so that they make at least one and a half turns in the field of view, so that the camera is able to to see the entire circumference or the faces of the containers. The vision system is programmed in such a way that it is always possible to trace which carousel angle the framed container (5) is located as it rotates and advances on the carousel. To achieve this, a model is sought on the container that is the same for each angle of rotation, for example the neck (6) for a bottle, so that the vision system can be followed for the entire section of the carousel framed by the camera, from angle α to angle ȕ.

c) Come da Tavola 3, si definisce sul contenitore un modello (7) (un segno particolare, uno stemma, un incavo, una scritta ecc.) che deve essere ricercato sui contenitori (5) in movimento sulla giostra. Proprio per la rotazione che si fa fare al contenitore nel campo inquadrato il modello (7) si presenterà almeno una volta alla telecamera. Quando il modello viene intercettato il sistema di visione invia un messaggio indirizzato a tutti i piattelli della giostra contenente il comando di “Stop” e la posizione τ in termini di angolo giostra, dove è stato intercettato il modello. Ogni singolo piattello conosce istante per istante la sua posizione grazie ad un ingresso encoder, alla ricezione del messaggio tutti i piattelli effettuano il confronto tra l’angolo giostra τ inviato dal sistema di visione e quello realmente raggiunto, se i due angoli sono uguali il piattello si ferma. c) As per Table 3, a model (7) is defined on the container (a particular sign, a coat of arms, a recess, a writing, etc.) which must be found on the containers (5) moving on the carousel. Precisely for the rotation that is made to the container in the framed field, the model (7) will present itself to the camera at least once. When the model is intercepted, the vision system sends a message addressed to all the plates of the carousel containing the “Stop” command and the position τ in terms of the carousel angle, where the model has been intercepted. Every single target knows its position instant by instant thanks to an encoder input, upon receiving the message all the targets make the comparison between the carousel angle τ sent by the vision system and the one actually reached, if the two angles are the same the plate stops.

d) Per aumentare la precisione del sistema, dopo il comando di “Stop”, è possibile inviare al piattello intelligente ulteriori correzioni calcolate con l’oggetto fermo (piattello fermo e giostra in movimento). Sfruttando la stessa telecamera (Tavola 4 A), o una aggiuntiva dedicata alla sola correzione (Tavola 4 B), due o più modelli di riferimento ed elaborando le reciproche posizioni nell’immagine, è possibile, tramite funzioni matematiche, correggere ulteriormente la posizione dell’oggetto sul piattello. Una volta calcolata la correzione questa viene inviata allo stesso modo del comando di “Stop”, ossia a tutti i piattelli. Il messaggio inviato conterrà il comando di “Correzione” e i gradi di correzione da eseguire. Alla ricezione del messaggio tutti i piattelli verificheranno la loro posizione in termini di angolo giostra, se questi si trovano all’interno dell’arco della giostra compreso tra l’angolo δ e Ȗ (Tavola 4A e 4B), normalmente inquadrato dalla telecamera e definito in precedenza come arco di ricezione comando di “Correzione”, allora eseguiranno il comando di correzione. d) To increase the accuracy of the system, after the "Stop" command, it is possible to send further corrections calculated with the stationary object to the intelligent plate (plate stationary and carousel in motion). By exploiting the same camera (Table 4 A), or an additional one dedicated to correction only (Table 4 B), two or more reference models and processing the reciprocal positions in the image, it is possible, through mathematical functions, to further correct the position of the object on the plate. Once the correction has been calculated, it is sent in the same way as the “Stop” command, ie to all the targets. The message sent will contain the “Correction” command and the degrees of correction to be performed. Upon receipt of the message, all the plates will check their position in terms of the carousel angle, if these are inside the arc of the carousel between the angles δ and Ȗ (Table 4A and 4B), normally framed by the camera and defined previously as the “Correction” command reception arc, then they will execute the correction command.

Per far eseguire la correzione al piattello di interesse si restringe l’arco in modo tale che istante per istante ci sia un unico piattello al suo interno e che nel momento dell’invio del comando il piattello interessato si trova all’interno dell’arco stesso. To make the target of interest perform the correction, the arc is narrowed so that instant by instant there is a single plate inside it and that when the command is sent, the target concerned is inside the arc itself. .

In pratica i particolari di esecuzione potranno comunque variare senza uscire dall’ambito del trovato e quindi dal dominio del brevetto d’invenzione. In practice, the details of execution may in any case vary without departing from the scope of the invention and therefore from the domain of the invention patent.

Claims

CLAIMS 1) Orientator for containers / bottles on a rotating table based on the use of Artificial Vision techniques.

2) Orientator for containers / bottles on rotating table based on the use of Artificial Vision techniques as per the previous claim and method of transmitting the "Stop" command to the intelligent plates to stop the containers / bottles in position as described in point c .

3) Orientator for containers / bottles on a rotating table based on the use of Artificial Vision techniques as per the previous claims and method of transmitting the "Correction" command to the intelligent plates to correct and position the containers / bottles as described in point d .