ITBO20070773A1 - Dispositivo per l'ispezione visiva di articoli portati da organi trasportatori - Google Patents

Dispositivo per l'ispezione visiva di articoli portati da organi trasportatori Download PDF

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ITBO20070773A1
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Guido Toccafondi
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Description

DISPOSITIVO PER L'ISPEZIONE VISIVA DI ARTICOLI PORTATI DA ORGANI TRASPORTATORI
DESCRIZIONE DELL ’ INVENZIONE
La presente invenzione si inquadra nel settore tecnico concernente l'ispezione visiva di articoli in transito portati da organi trasportatori, con particolare riferimento ai dispositivi che consentono tale ispezione.
Nelle linee industriali preposte al confezionamento di prodotti cosmetici e farmaceutici all'interno di contenitori, ad esempio fiale e/o flaconi, sono generalmente previste stazioni di monitoraggio nelle quali operano dispositivi destinati ad ispezionare visivamente ciascun contenitore per quanto concerne per esempio il tappo, l'etichetta informativa, il codice a barre, la zona di aggancio del tappo al collo del contenitore. Le informazioni rilevate da tali dispositivi di ispezione sono memorizzate su un supporto elettronico, analogico o digitale, e consentono di verificare la leggibilità, l'integrità e la tipologia di etichetta applicata sulla superficie laterale del contenitore, nonché le indicazioni riportate sulla superficie superiore del medesimo tappo.
Tale ispezione visiva assume sempre maggior importanza a livello industriale, soprattutto alla luce delle necessarie certificazioni dei processi produttivi richieste a livello nazionale ed intemazionale.
Allo stato odierno all'interno di tali stazioni operano una pluralità di telecamere che, opportunamente posizionate e registrate, in cooperazione con idonee sorgenti di illuminazione, consentono la suddetta ispezione visiva di ciascun contenitore.
La presenza di una pluralità di telecamere conduce ad un difficoltoso posizionamento spaziale delle stesse, nonché ad una problematica attivazione in sequenza delle associate sorgenti di illuminazione (del tipo impulsivo, a "flash"), per evitare la reciproca interferenza in fase di rilevamento di ciascuna.
In linea generale possono essere presenti una o due telecamere, ad esempio contrapposte, per l'ispezione dell'etichetta applicata sulla superficie laterale di ciascun contenitore; ulteriori una o due telecamere, ad esempio contrapposte, per l'ispezione della zona di applicazione del tappo di chiusura sul collo del relativo contenitore; una ulteriore telecamera per l'ispezione della superficie superiore di ciascun tappo di chiusura.
Un ulteriore inconveniente connesso alla presenza di una moltitudine di telecamere è costituito dalla loro scarsa flessibilità e/o adattabilità in corrispondenza del cambio formato dei contenitori, che spesso richiede nuovamente il posizionamento delle stesse telecamere e la regolazione della sequenza di attivazione delle corrispondenti sorgenti di illuminazione.
A ciò si aggiunge il notevole costo da sostenere per l'acquisto del necessario numero di telecamere e sorgenti di illuminazione.
In caso di organo trasportatore azionato ad elevata velocità, in determinate condizioni, la presenza di una molteplicità di telecamere può richiedere, in corrispondenza della stazione di monitoraggio, un azionamento a passo dello stesso organo trasportatore, penalizzando fortemente la produttività del processo industriale.
Scopo della presente invenzione è quello di ovviare ai menzionati inconvenienti proponendo un dispositivo per l'ispezione visiva di articoli portati da organi trasportatori, che garantisca fasi di regolazione estremamente semplici e rapide effettuabili da un qualsiasi operatore, indipendentemente dal formato degli articoli e dalla velocità di azionamento degli stessi organi trasportatori.
Un ulteriore scopo della presente invenzione consiste nel proporre un dispositivo per l'ispezione visiva costituito da un limitato numero di componenti, in grado di assicurare elevati standard di affidabilità e flessibilità in ogni condizione di funzionamento, soprattutto in corrispondenza del cambio formato degli articoli, ed in grado di cooperare con organi trasportatori azionati indifferentemente a passo o in continuo.
A ciò si aggiunge la volontà di proporre un dispositivo per l'ispezione visiva estremamente funzionale ed affidabile, di costo relativamente contenuto, tale da assicurare agevoli e rapide fasi di installazione e manutenzione.
Gli scopi suindicati vengono ottenuti in accordo con il contenuto delle rivendicazioni. Le caratteristiche dell’ invenzione saranno evidenziate nel seguito in cui vengono descritte alcune preferite, ma non esclusive, forme di realizzazione, con riferimento alle allegate tavole di disegno nelle quali :
- le figure 1, 2 illustrano la medesima vista in sezione secondo un piano assiale di una prima forma di realizzazione del proposto dispositivo di ispezione, nelle quali è schematicamente rappresentato il principio di funzionamento;
- le figure 3, 4, 5 mostrano la medesima vista in sezione secondo un piano assiale di una seconda forma di realizzazione del proposto dispositivo di ispezione, nelle quali è schematicamente rappresentato il principio di funzionamento;
- la figura 6 mostra, in scala ingrandita, una vista laterale parziale di un componente particolare significativo del proposto dispositivo di ispezione;
- la figura 6A illustra schematicamente un esempio di informazione visiva fornita dal proposto dispositivo di ispezione.
Con riferimento alle suddette tavole si conviene di indicare con il riferimento generale 1 il proposto dispositivo per l'ispezione visiva di articoli 2 portati da organi trasportatori 3, del tipo a nastro ovvero a giostra.
Con particolare riferimento alle figure 1 e 2, secondo una prima forma di realizzazione il proposto dispositivo 1 comprende una struttura a campana 4, ad asse di simmetria Y verticale, posizionata superiormente agli organi trasportatori 3 e definita da una fascia anulare 40, la cui superficie interna 40a è ad elevato indice di riflessione, chiusa superiormente da una testata 41 nella quale è ricavato un foro passante 42, preferibilmente coassiale all'asse di simmetria Y; ed un manicotto troncoconico 5 cavo posizionato, mediante mezzi di supporto 6, nella regione interna della campana 4, coassiale ad essa, convergente in direzione del foro passante 42 ed avente la superficie esterna 5a ad elevato indice di riflessione.
Il proposto dispositivo di ispezione 1 comprende, inoltre, mezzi 7 per rilluminazione degli articoli 2 portati dagli organi trasportatori 3 in transito al di sotto della campana 4; e mezzi di elaborazione 8 posizionati in prossimità del foro passante 42 della campana 4, allineati all'asse del manicotto troncoconico 5, destinati a rilevare i fasci luminosi (FI, F2, F3) emessi dalle superfici (20, 21, 22) degli articoli 2 portati dagli organi trasportatori 3, in modo tale da individuare immagini Z in coordinate polari contenenti le informazioni visive relative almeno alle superfici superiori 20 e laterali 21 degli stessi articoli 2 in transito al di sotto della campana 4.
Più in particolare le informazioni relative alle superfici superiori 20 sono fomite dai fasci luminosi FI che interessano la regione interna 50 del manicotto troncoconico 5, e sono riportate nella zona centrale II delle immagini Z in coordinate polari (Figure 2, 6A); mentre le informazioni relative alle superfici laterali 21 sono fomite dai fasci luminosi F2 che interessano la regione interna della struttura a campana 4, riflettendosi prima sulla superficie interna 40a della fascia anulare 40 e poi sulla superficie esterna 5a del manicotto troncoconico 5, e sono riportate in una prima porzione anulare 12, concentrica alla zona centrale II, delle immagini Z in coordinate polari (Figure 1, 6A). Vantaggiosamente i mezzi di elaborazione 8 comprendono una telecamera cooperante con mezzi di memorizzazione delle informazioni rilevate, e con mezzi di calcolo provvisti di software in grado di convertire le immagini Z da coordinate polari a coordinate cartesiane, compensando eventuali distorsioni connesse alla conversione. A titolo esemplificativo nel seguito della descrizione verranno considerati articoli 2 costituiti da contenitori, provvisti di un coperchio di chiusura, individuanti una superficie laterale 21 del contenitore, una superficie superiore 20 del tappo ed una rientranza e/o sporgenza 22 in corrispondenza della sezione di aggancio del tappo al collo del contenitore 2.
I contenitori 2 individuano assi longitudinali preferibilmente allineati con l'asse di simmetria Y della struttura a campana 4 e del manicotto troncoconico 5.
Allo scopo di evitare interferenze ai fasci luminosi (FI, F2, F3) provenienti dai contenitori 2, è prevista una camicia cilindrica 80 interposta tra i mezzi di elaborazione 8 ed il foro passante 42 ricavato nella testata 41 della campana 4, a costituire una sorta di "camera oscura".
Preferibilmente i contenitori 2 individuano assi longitudinali preferibilmente allineati con l'asse di simmetria Y comune alla campana 4 ed al manicotto troncoconico 5.
Per consentire la regolazione della distanza focale dei fasci luminosi FI emessi dalle superfici superiori 20 dei tappi dei contenitori 2, sono previsti mezzi ottici 9, preferibilmente del tipo a lente, operanti nella regione interna 50 del manicotto troncoconico 5.
La struttura a campana 4 è conformata a geometria cilindrica, con la superficie interna 40a della fascia anulare 4 angolarmente disposta rispetto all'asse di simmetria verticale Y.
Nelle figure allegate è stata illustrata una superficie interna 40a della fascia anulare 4 parallela all'asse di simmetria Y, ad individuare una geometria cilindrica retta.
Per ridurre gli ingombri del proposto dispositivo 1 è tuttavia possibile prevedere la superficie interna 40a della fascia anulare 40 inclinata rispetto all'asse di simmetria Y, ad individuare una geometria conica, e/o prevedere le suddette superfici ad elevato indice di riflessione (40a, 5a) del tipo concave ovvero convesse, preferibilmente sagomate secondo una geometria sferica e/o iperbolica e/o parabolica.
I mezzi di supporto 6 del manicotto 5 prevedono una piastra ad elevato indice di trasparenza, in grado di accoppiarsi amovibilmente con la fascia anulare 40 della campana 4, in prossimità dei bordi inferiori.
Vantaggiosamente i mezzi di illuminazione 7 prevedono una pluralità di sorgenti luminose, ad esempio del tipo a "led", azionate ad impulso ed in relazione di fase con gli organi trasportatori 3 e posizionate perifericamente alla campana 4, in prossimità del bordo inferiore della stessa.
Con particolare riguardo alle figure da 3 a 5, con riferimento ad una seconda forma di realizzazione, il proposto dispositivo 1 è altresì dotato di una struttura anulare 10, in grado di accoppiarsi amovibilmente con la campana 4, provvista internamente di una porzione troncoconica 11 inferiore convergente verso gli organi trasportatori 3, avente superficie Ila ad elevato indice di riflessione, e dotata perifericamente di almeno due finestre 12 contrapposte in grado di consentire agli articoli 2 di interessare la regione interna 100 della medesima struttura 10.
Tale struttura anulare 10, preferibilmente a geometria cilindrica, consente di fornire informazioni visive relative alle sezioni di aggancio del tappo al collo del contenitore 2, grazie ai fasci luminosi F3 che emessi da tali sezioni si riflettono sulla superficie Ila della porzione troncoconica 11 ed interessano la regione interna 49 della struttura a campana 4, senza interferire con il manicotto troncoconico 5, in modo da essere rilevati dai mezzi di elaborazione 8 (Figura 5).
Più in particolare le informazioni relative alle sezioni di aggancio del tappo al collo del contenitore 2 sono riportate in una seconda porzione anulare 13, concentrica alla prima porzione anulare 12, delle immagini Z in coordinate polari (Figure 6, 6A).
In fase di transito nella regione interna 100 della struttura anulare 10, le sezioni di aggancio dei tappi ai colli dei contenitori 2 sono sovrastanti alla porzione troncoconica interna 11, per consentire la massima ispezionabilità di tali sezioni.
Il diametro della base minore della porzione troncoconica 11 della struttura anulare 10, affacciata agli organi trasportatori 3, è preferibilmente superiore rispetto al corrispondente diametro della base maggiore del manicotto troncoconico 5, affacciata al contenitore 2.
Per quanto concerne la seconda forma di realizzazione, nella figura 4 sono mostrati i percorsi dei fasci luminosi FI emessi dai tappi di chiusura dei contenitori 2 che interessano la regione interna 50 del manicotto troncoconico 5; nella figura 3 sono mostrati i percorsi dei fasci luminosi F2 emessi dalle superimi laterali 21 dei contenitori 2 che interessano la regione interna della struttura a campana 4, riflettendosi prima sulla superficie interna 40a della fascia anulare 40 e poi sulla superficie esterna 5a del manicotto troncoconico 5; mentre nella figura 5 sono mostrati i percorsi dei fasci luminosi F3 emessi dalle sezioni di aggancio dei tappi ai contenitori 2 che si riflettono sulla superficie Ila della porzione troncoconica 11 ed interessano la regione interna 49 della struttura a campana 4, senza interferire con il manicotto troncoconico 5.
In tale forma di realizzazione i mezzi di illuminazione 7 sono interposti tra il bordo inferiore della campana 4 e la porzione troncoconica 11 della struttura anulare 10, posizionati in zona periferica.
Come sopra indicato in merito alla superficie interna 40a della fascia anulare 40 e alla superficie esterna 5a del manicotto 5, anche la superficie Ila della porzione troncoconica 11 può essere prevista del tipo convessa ovvero concava, preferibilmente sagomata secondo una geometria sferica e/o iperbolica e/o parabolica.
Da quanto sopra esposto si può facilmente comprendere come il proposto dispositivo per l'ispezione visiva di articoli portati da organi trasportatori, a nastro ovvero a giostra, sia in grado di garantire fasi di regolazione estremamente semplici e rapide effettuabili da un qualsiasi operatore, indipendentemente dal formato degli articoli e dalla velocità di azionamento dell'organo trasportatore.
In seguito al cambio di formato dell'articolo, infatti, è sufficiente regolare la distanza focale dei mezzi di elaborazione e degli eventuali mezzi ottici operanti aH'intemo del manicotto troncoconico.
La tipologia di ispezione visiva esplicata, con possibilità di riportare in coordinate cartesiane le immagini rilevate in coordinate polari, consente vantaggiosamente nel caso di contenitori trasparenti di poter effettuare con estrema precisione anche un controllo sulla percentuale di riempimento degli stessi.
Il numero di componenti costituenti è estremamente limitato, a vantaggio dei costi di produzione, e la loro tipologia garantisce elevati standard di affidabilità e flessibilità in ogni condizione di funzionamento, soprattutto in corrispondenza del cambio formato degli articoli.
A differenza dell'arte nota il proposto dispositivo è in grado di cooperare con organi trasportatori azionati indifferentemente a passo o addirittura in continuo, a tutto vantaggio della produttività di impianto.
Il proposto dispositivo risulta estremamente funzionale ed affidabile ed è in grado di assicurare fasi di installazione e manutenzione particolarmente agevoli e rapide.

Claims (19)

  1. RIVENDICAZIONI 1) Dispositivo per l'ispezione visiva di articoli portati da organi trasportatori, caratterizzato dal fatto di prevedere : una struttura a campana 4 ad asse di simmetria Y verticale, posizionata superiormente agli organi trasportatori 3, comprendente una fascia anulare 40, la cui superficie interna 40a è ad elevato indice di riflessione, chiusa superiormente da una testata 41 nella quale è ricavato un foro passante 42, preferibilmente coassiale all'asse di simmetria Y; un manicotto troncoconico 5 cavo posizionato, mediante mezzi di supporto 6, nella regione interna della struttura a campana 4, coassiale ad essa, convergente in direzione del foro passante 42 ed avente la superficie esterna 5a ad elevato indice di riflessione; mezzi 7 per l'illuminazione degli articoli 2 portati dagli organi trasportatori 3 in transito al di sotto della struttura a campana 4; mezzi di elaborazione 8 posizionati in prossimità del foro passante 42 della struttura a campana 4, allineati all'asse del manicotto troncoconico 5, destinati a rilevare i fasci luminosi (FI, F2, F3) emessi dalle superfici (20, 21, 22) degli articoli 2 portati dagli organi trasportatori 3, in modo tale da individuare immagini Z in coordinate polari contenenti le informazioni visive relative almeno alle superfici superiori 20 e laterali 21 degli stessi articoli 2 in transito al di sotto della struttura a campana 4; con le informazioni relative alle superfici superiori 20 che sono fomite dai fasci luminosi FI che interessano la regione interna 50 del manicotto troncoconico 5, e sono riportate nella zona centrale II delle immagini Z in coordinate polari; con le informazioni relative alle superfici laterali 21 che sono fomite dai fasci luminosi F2 che interessano la regione interna della struttura a campana 4, riflettendosi prima sulla superficie interna 40a della fascia anulare 40 e poi sulla superficie esterna 5a del manicotto troncoconico 5, e sono riportate in una prima porzione anulare 12, concentrica alla zona centrale II, delle immagini Z in coordinate polari.
  2. 2) Dispositivo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto di prevedere mezzi ottici 9, operanti nella regione interna 50 del manicotto troncoconico 5, in grado di consentire la regolazione della distanza focale dei fasci luminosi FI emessi dalle superfici superiori 20 degli articoli 2.
  3. 3) Dispositivo secondo la rivendicazione 1 o 2, caratterizzato dal fatto di prevedere la struttura a campana 4 conformata a geometria cilindrica, con la superficie interna 40a della fascia anulare 4 angolarmente disposta rispetto all'asse di simmetria verticale Y.
  4. 4) Dispositivo secondo la rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto di prevedere la superficie interna 40a della fascia anulare 4 parallela all'asse di simmetria Y, ad individuare una geometria cilindrica retta.
  5. 5) Dispositivo secondo la rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto di prevedere la superficie interna 40a della fascia anulare 40 inclinata rispetto all'asse di simmetria Y, ad individuare una geometria conica.
  6. 6) Dispositivo secondo una delle rivendicazioni da 1 a 5, caratterizzato dal fatto che i mezzi di supporto 6 del manicotto 5 comprendono una piastra, ad elevato indice di trasparenza, in grado di accoppiarsi amovibilmente con la fascia anulare 40 della struttura a campana 4, preferibilmente in prossimità dei bordi inferiori.
  7. 7) Dispositivo secondo una delle rivendicazioni da 1 a 6, caratterizzato dal fatto di prevedere i mezzi di illuminazione 7 in prossimità del bordo inferiore della campana 4.
  8. 8) Dispositivo secondo una delle precedenti rivendicazioni da 1 a 7, caratterizzato dal fatto di prevedere una struttura anulare 10, in grado di accoppiarsi amovibilmente con la struttura a campana 4, provvista internamente di una porzione troncoconica 11 inferiore convergente verso gli organi trasportatori 3, avente superficie Ila ad elevato indice di riflessione, e dotata perifericamente di almeno due finestre 12 contrapposte in grado di consentire agli articoli 2 di interessare almeno parzialmente la regione interna 100 della medesima struttura 10; con tale struttura anulare 10 che consente di fornire informazioni visive relative a rientranze e/o sporgenze 22 degli articoli 2 grazie ai fasci luminosi F3 che emessi dalle queste ultime si riflettono sulla superficie Ila della porzione troncoconica 11 ed interessano la regione interna 49 della struttura a campana 4, senza interferire con il manicotto troncoconico 5, in modo da essere rilevati dai mezzi di elaborazione 8; con tali informazioni relative alle rientranze e/o sporgenze 22 che sono riportate in una seconda porzione anulare 13, concentrica alla prima porzione anulare 12, delle immagini Z in coordinate polari.
  9. 9) Dispositivo secondo la rivendicazione 8, caratterizzato dal fatto di prevedere l'estremità superiore degli articoli 2 ad una quota superiore rispetto alla porzione troncoconica interna 11 della struttura anulare 10.
  10. 10) Dispositivo secondo la rivendicazione 8 o 9, caratterizzato dal fatto di prevedere la base minore della porzione troncoconica 11 della struttura anulare 10 di diametro superiore rispetto a quello della base maggiore del manicotto troncoconico 5.
  11. 11) Dispositivo secondo una delle rivendicazioni da 8 a 10, caratterizzato dal fatto di prevedere la struttura anulare 10 conformata a geometria cilindrica.
  12. 12) Dispositivo secondo una delle rivendicazioni da 8 a 11, caratterizzato dal fatto di prevedere i mezzi di illuminazione 7 interposti tra il bordo inferiore della struttura a campana 4 e la porzione troncoconica 11 della struttura anulare 10, in zona periferica.
  13. 13) Dispositivo secondo una delle rivendicazioni da 1 a 12, caratterizzato dal fatto che le superfici ad elevato indice di riflessione (40a, 5a, Ila) sono convesse ovvero concave, preferibilmente secondo una geometria sferica e/o iperbolica e/o parabolica.
  14. 14) Dispositivo secondo una delle rivendicazioni da 1 a 13, caratterizzato dal fatto che i mezzi di illuminazione 7 comprendono sorgenti azionate ad impulso, in relazione di fase con gli organi trasportatori 3.
  15. 15) Dispositivo secondo una delle precedenti rivendicazioni da 1 a 14, caratterizzato dal fatto che gli organi trasportatori 3 sono del tipo a nastro ovvero a giostra.
  16. 16) Dispositivo secondo una delle precedenti rivendicazioni da 1 a 15, caratterizzato dal fatto di prevedere una camicia cilindrica 80 in grado di collegare i mezzi di elaborazione 8 al foro passante 42 ricavato nella testata 41 della campana 4, ad evitare interferenze esterne con i fasci luminosi (FI, F2, F3) provenienti dagli articoli 2.
  17. 17) Dispositivo secondo una delle precedenti rivendicazioni da 1 a 16, caratterizzato dal fatto che i mezzi di elaborazione 8 cooperano con mezzi di memorizzazione delle informazioni rilevate e con mezzi di calcolo provvisti di software in grado di convertire le immagini Z da coordinate polari a coordinate cartesiane.
  18. 18) Dispositivo secondo una delle precedenti rivendicazioni da 1 a 17, caratterizzato dal fatto che gli articoli 2 individuano assi longitudinali preferibilmente allineati con l'asse di simmetria Y della struttura a campana 4 e del manicotto troncoconico 5.
  19. 19) Dispositivo secondo una delle rivendicazioni da 1 a 18, caratterizzato dal fatto dal fatto che gli articoli 2 sono costituiti da contenitori provvisti di coperchio di chiusura, individuanti una superficie laterale 21 contenitore, una superficie superiore 20 del tappo ed una rientranza e/o sporgenza 22 in corrispondenza della sezione di aggancio del tappo al collo del contenitore.
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