ITMO20130338A1 - Procedimento e macchina per il riconoscimento di etichette - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

Annessa a domanda di brevetto per INVENZIONE INDUSTRIALE avente per titolo

“Procedimento e macchina per il riconoscimento di etichette”

La presente invenzione ha per oggetto un procedimento ed una macchina per il riconoscimento di etichette da applicare a contenitori.

Sono noti sistemi per applicare etichette a contenitori plastici quali secchi, barattoli, vaschette e simili.

Questi sistemi sono impiegati da aziende che forniscono contenitori etichettati ai loro clienti, impiegando etichette ordinate appositamente ad una tipografia.

Uno di questi sistemi prevede di impiegare un robot industriale per prelevare le etichette, una alla volta, da un magazzino in cui esse sono accumulate.

L’etichetta viene poi posizionata, dal robot o da altri mezzi di manipolazione intermedi, nello stampo in cui il contenitore viene realizzato per iniezione.

In questo modo, durante la formatura del contenitore, si ottiene automaticamente anche l’applicazione dell’etichetta.

Accade talvolta che ad un dato contenitore si apponga un'etichetta sbagliata, vale dire un’etichetta diversa da quella ad esso destinata.

Infatti, le etichette destinate ad una medesima partita di contenitori vengono fornire dalla tipografia in gruppi o stock predisposti per essere inseriti nel magazzino suddetto.

Le etichette appartenenti al medesimo gruppo ed inserite assieme nel magazzino si suppongono essere uguali tra loro e tuttavia tra di esse vi sono spesso etichette sbagliate, cioè diverse dalle altre.

Per questa ragione, una volta formati, tutti i contenitori prodotti ed etichettati tramite il sistema noto sono prelevati dallo stampo e portati di fronte ad una apparecchiatura per il riconoscimento delle relative etichette, al fine di verificare che ciascun contenitore sia dotato dell’etichetta giusta. Se l’etichetta applicata ad un dato contenitore è sbagliata, allora il contenitore viene accantonato per lo smaltimento od il riciclo.

Il sistema noto presenta alcuni inconvenienti, di seguito esposti.

Innanzitutto, il sistema noto è inefficiente e dispendioso.

Infatti, per correggere l’erronea apposizione dell’etichetta al contenitore, si prevede di mettere da parte e distruggere l’intero contenitore che si è già realizzato nella sua completezza.

Ulteriormente, la citata apparecchiatura di riconoscimento utilizza software molto complessi, costosi e tuttavia non immuni da errori.

Infatti, il riconoscimento di immagini variegate, come sono quelle rappresentate sulle etichette, presenta problematiche tecnologiche non indifferenti per i software di riconoscimento.

Il compito tecnico alla base della presente invenzione è quindi proporre un procedimento ed una macchina per il riconoscimento di etichette da applicare a contenitori che superino gli inconvenienti della tecnica nota sopra citati.

In particolare, è scopo della presente invenzione mettere a disposizione un procedimento ed una macchina per il riconoscimento di etichette da applicare a contenitori che non necessitino di accantonare il contenitore etichettato finito.

Un ulteriore scopo dell’invenzione è mettere a disposizione un procedimento ed una macchina per il riconoscimento di etichette da applicare a contenitori che faccia a meno di costosi ed inaffidabili software per il riconoscimento di immagini.

Il compito tecnico precisato e lo scopo specificato sono sostanzialmente raggiunti da un n procedimento ed una macchina per il riconoscimento di etichette da applicare a contenitori comprendenti le caratteristiche tecniche esposte in una o più delle unite rivendicazioni.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi della presente invenzione appariranno maggiormente chiari dalla descrizione indicativa, e pertanto non limitativa, di una forma di realizzazione preferita ma non esclusiva di una macchina per il riconoscimento di etichette e di un’etichetta utilizzabile con la macchina, come illustrato negli uniti disegni in cui:

- la figura 1 rappresenta una vista frontale schematica di un’etichetta utilizzata nell’invenzione;

- la figura 2 rappresenta una vista ingrandita del particolare K della figura 1; e

- le figure 3 e 4 rappresentano viste schematiche della macchina dell’invenzione in due diverse fasi operative.

Con riferimento alle figure citate, con 1 si è indicata una macchina per il riconoscimento di etichette 2 e per la loro applicazione a contenitori.

La macchina 1 proposta è specialmente congegnata per attuare il procedimento di riconoscimento di etichette 2 per contenitori descritto nel prosieguo.

La macchina 1 ed il procedimento dell’invenzione sono destinati ad essere impiegati nell’ambito della produzione di contenitori dotati di etichette 2. Come già spiegato in sede di discussione della tecnica nota, le etichette sono appositamente fornite da tipografie o simili.

I contenitori da etichettare sono preferibilmente realizzati in plastica, con modalità sotto descritte e possono essere ad esempio secchi, barattoli, vaschette o altri articoli similari.

Nella sua versione più generale, il procedimento dell’invenzione include innanzitutto la fase di rendere disponibile, in un apposito magazzino 3, una pluralità di etichette 2, ciascuna delle quali è dotata di un codice alfanumerico 21 identificativo di un dato gruppo di etichette 2 (si vedano le figure 1 e 2).

Per gruppo di etichette 2 si intende l’insieme o stock di etichette 2 fornito dalla tipografia, preferibilmente già dotato di codice 21, e destinato ad essere applicato a contenitori di una medesima partita, ad esempio contenitori del medesimo cliente.

In dettaglio, il codice 21 alfanumerico è di preferenza stampato sul lato dell’etichetta 2 destinato a restare a vista dopo l’applicazione al rispettivo contenitore.

Tale codice 21 è da intendersi distinto dalla grafica di destinazione 22, cioè dalla grafica comprensiva di loghi, scritte ed altre informazioni impiegate dal cliente per i propri scopi di comunicazione (si veda la figura 1).

Le etichette 2 dello stesso gruppo sono disposte, preferibilmente impilate, nello stesso magazzino 3, così da poter essere estratte una alla volta. Il procedimento proposto include una fase di lettura, eseguita preliminarmente all’etichettatura di ciascun contenitore e, preferibilmente, alla formatura del contenitore stesso.

In tale fase di lettura, il codice 21 identificativo di un’etichetta 2 è letto impiegando mezzi di lettura ottici cooperanti funzionalmente con un programma per elaboratore del tipo atto al riconoscimento ottico dei caratteri (cioè un cosiddetto software OCR).

Di preferenza, la lettura del codice 21 è attuata prima di prelevare la relativa etichetta 2 dal magazzino 3.

Se il codice 21 letto è quello corrispondente al citato gruppo, e quindi l’etichetta 2 è corretta, allora essa è prelevata dal magazzino 3 e poi applicata al rispettivo contenitore.

In pratica, a differenza del sistema della tecnica nota, l’invenzione prevede di verificare la correttezza dell’etichetta 2 nel momento in cui ci si accinge a prelevarla dal magazzino 3 e non dopo che essa è già stata applicata al contenitore di destinazione.

Se l’etichetta 2 è sbagliata, cioè il suo codice 21 non corrisponde al gruppo in cui è quindi stata erroneamente inserita dalla tipografia, allora essa può essere scartata, cioè messa da parte o smaltita.

In questo modo, si evita di dover scartare l’intero contenitore dopo la sua formatura e l’etichettatura.

Inoltre, vantaggiosamente, la combinazione sinergica della stampa del codice 21 alfanumerico e dell’impiego della tecnologia OCR, evita del tutto il ricorso a complicati, costosi e imprecisi software per il riconoscimento delle immagini, i quali oltretutto necessitano spesso di laboriose fasi di “apprendimento”.

La fase di lettura del procedimento è reiterata fino a quando non è rilevata una etichetta 2 corretta, che viene poi estratta dal magazzino 3 al fine di applicarla ad un contenitore.

Tuttavia, l’invenzione può prevedere una forma di attuazione alternativa del metodo in cui se il codice 21 letto è diverso da quello corrispondente al gruppo, la relativa etichetta 2 è prelevata dal magazzino 3, applicata ad un contenitore, il quale è poi accantonato/scartato.

Di preferenza, i caratteri che compongono il codice 21 alfanumerico sono di dimensione molto ridotta rispetto alla grafica di destinazione dell’etichetta 2 in modo da non essere notate dal cliente o dal consumatore finale.

L’applicazione dell’etichetta 2 al contenitore può avvenire contestualmente alla sua formatura.

In questo caso, l’etichetta 2 prelevata dal magazzino 3 è inserita nello stampo ove il contenitore è realizzato per iniezione.

In questa maniera, a seguito dell’estrazione del contenitore finito dallo stampo, esso risulta già etichettato.

Per essere certi che l’etichetta 2 sia posizionata in modo corretto, il procedimento proposto può includere una fase di verifica, in cui si determina la posizione di una pluralità di punti (di preferenza tre) dell’etichetta 2 rispetto ad un sistema di riferimento fisso rispetto al contenitore medesimo.

Al fine dell’individuazione del posizionamento di tali punti, il procedimento dell’invenzione può eseguire un rilevamento di tipo ottico, oppure rilevare variazioni di parametri fisici tra l’etichetta 2 ed il contenitore.

Tali parametri possono essere, in via esemplificativa ma non esaustiva, l’elettrostaticità, la temperatura o la conducibilità.

Se l’etichetta 2 non è posizionata correttamente, il contenitore etichettato è scartato.

La macchina 1 proposta comprende un magazzino 3 per contenere una pluralità di etichette 2, dal quale esse possono ad esempio essere estratte una alla volta.

La macchina 1 include poi mezzi di presa 4 e manipolazione per etichette 2, atti ad estrarre le etichette 2 dal magazzino 3.

La macchina 1 è specialmente congegnata per funzionare con etichette 2 recanti il codice 21 identificativo di cui si è già discusso in sede di descrizione del procedimento dell’invenzione.

Di preferenza, come mostrato nelle figure 3 e 4, i mezzi di presa 4 comprendono un robot industriale 41, avente un end effector 42 dotato di organi di presa 44 del tipo a ventosa oppure del tipo a suzione.

In pratica, tale end effector 42 può includere una barra 43 portata da un braccio articolato 41 (come in un tipico robot antropomorfo), sulla quale sono fissati gli organi di presa citati.

I mezzi di presa 4 sono assoggettati a mezzi di controllo 6 che includono un’unità di controllo, preferibilmente di tipo SCADA (dall'inglese Supervisory Control And Data Acquisition), che coopera funzionalmente con un PLC (il ben noto Controllore Logico Programmabile) o un microcontrollore o simili.

Secondo un aspetto molto importante dell’invenzione, la macchina 1 proposta include mezzi di acquisizione di immagini 5, preferibilmente comprendenti una telecamera 5, montati a bordo dei mezzi di presa 4 e collegati a detti mezzi di controllo 6.

I mezzi di controllo 6 sono dotati di un programma per elaboratore del tipo atto al riconoscimento ottico dei caratteri, vale a dire il suddetto software OCR.

Il software OCR può girare su un elaboratore compreso nel sistema SCADA suddetto oppure ad esso collegato.

Nel versione preferenziale in cui i mezzi di presa 4 comprendano il suddetto robot 41, allora i mezzi di acquisizione 5 sono montati direttamente sull’end effector 42 succitato.

Il funzionamento della macchina 1 è di seguito spiegato.

I mezzi di presa 4 sono azionati in modo da portare i mezzi di acquisizione 5 in prossimità del magazzino 3, come mostrato nella figura 3.

In dettaglio, i mezzi di presa 4 posizionano l’end effector 42 rispetto ad una etichetta 2 da prelevare in modo che i mezzi di acquisizione 5 siano affacciati direttamente alla zona dell’etichetta 2 che comprende il codice 21.

A questo punto, tramite il software OCR, il codice 21 identificativo dell’etichetta 2 è letto e l’etichetta 2 riconosciuta come corretta o sbagliata, nelle accezioni già discusse in sede di spiegazione del procedimento dell’invenzione.

Infatti, l’unità di controllo, preferibilmente un sistema SCADA come si è detto, è già fornita dell’informazione relativa al codice 21 identificativo corretto e può quindi operare automaticamente un confronto con quello letto dal software OCR tramite i mezzi di acquisizione 5.

In pratica, l’unità di controllo dell’invenzione “conosce” già, a priori, i possibili codici 21 di cui le etichette 2 alimentate alla macchina 1 possono essere fornite.

Pertanto, l’unità di controllo necessita, al più, di una scelta dell’operatore in relazione allo specifico codice 21 che caratterizza le etichette corrette in uno specifico ciclo di lavoro.

In altre parole, la macchina 1 proposta non necessità di alcun set up logico o fase preliminare di apprendimento, il che elimina automaticamente tutte le complicazioni ed i costi a questi connessi.

Se l’etichetta 2 è corretta, allora i mezzi di presa 4 sono azionati per prelevare l’etichetta 2 dal magazzino 3 (si veda la figura 4) e portarla in una stazione di etichettatura della macchina 1.

Se l’etichetta 2 è sbagliata, essa viene prelevata dal magazzino 3 e poi scartata.

La stazione di etichettatura, non rappresentata, può includere uno stampo per la formatura per iniezione di contenitori plastici.

In questo caso, i mezzi di presa 4 sono atti a depositare una etichetta 2 nello stampo.

In dettaglio, i mezzi di presa 4 possono comprendere, oltre al robot industriale 41 sopra citato, anche un dispositivo di trasbordo assoggettato ai suddetti mezzi di controllo 6 ed atto a prendere in consegna un’etichetta 2 dal robot 41 ed atto altresì a depositarla in detto stampo.

In dettaglio, lo stampo può essere formato da una cavità, o parte femmina, ed una parte maschio predisposta per chiudere la cavità, a definire un’intercapedine in cui si forma il contenitore.

In questo caso, il dispositivo di trasbordo, può comprendere un membro di posizionamento il quale ha una forma similare alla parte maschio dello stampo, e comunque complementare alla parte femmina e comprende delle aperture laterali in comunicazione con una sorgente a depressione. In questa maniera, all’atto del passaggio di consegne dal robot 41 al dispositivo di trasbordo, l’etichetta 2 si stende sulla superficie laterale del membro di posizionamento, in corrispondenza del proprio lato posteriore destinato a restare nascosto alla vista.

Grazie all’aspirazione esercitata da detta sorgente a depressione, l’etichetta 2 resta stesa ed aderente a tale superficie laterale.

Dopodiché, il membro di posizionamento è inserito nella cavità dello stampo in modo da rilasciare l’etichetta 2, a seguito dell’interruzione della depressione, disposta col lato a visita dell’etichetta 2 a contatto di una superficie interna della cavità medesima.

A questo punto, il contenitore è stampato per iniezione in modo da incorporare automaticamente la sua etichetta 2.

Ulteriormente, la macchina 1 proposta può comprendere una stazione di verifica che include uno o più sensori collegato/i ai mezzi di controllo 6 suddetto.

Tale dispositivo di acquisizione è atto a verificare la disposizione di una pluralità di punti di controllo dell’etichetta 2 in un sistema di riferimento che è fisso rispetto al contenitore, nella medesima maniera già spiegata descrivendo il procedimento proposto.

In dettaglio, i sensori citati sono scelti in funzione del parametro rilevato ai fini dell’individuazione dei punti di controllo.

Quindi il dispositivo di acquisizione può ad esempio includere un sensore di tipo ottico che rileva caratteristiche relative all’aspetto delle etichette 2 e/o dei contenitori, come il colore.

Può essere tuttavia opportuno, nel caso di etichette 2 e contenitori con colori uguali o simili, impiegare sensori che rilevino parametri fisici, quali l’elettrostaticità, la temperatura, la conducibilità o altro ancora.

In questo caso, la macchina 1 prevede appositi mezzi di manipolazione che prelevano il contenitore etichettato dallo stampo e lo portano nella stazione di verifica.

Claims (13)

1. RIVENDICAZIONI 1. Procedimento di riconoscimento di etichette (2) per contenitori, comprendente le fasi seguenti: rendere disponibile, in un magazzino (3), una pluralità di etichette (2), ciascuna delle quali è dotata di un codice (21) alfanumerico identificativo di un gruppo di etichette (2); preliminarmente all’etichettatura di un rispettivo contenitore, leggere il codice (21) identificativo di ognuna delle etichette (2), impiegando un programma per elaboratore del tipo atto al riconoscimento ottico dei caratteri; e se il codice (21) letto è quello corrispondente a detto gruppo, applicare la relativa etichetta (2) al rispettivo contenitore, una volta prelevata la stessa dal magazzino (3).
2. 2. Procedimento secondo la rivendicazione 1, in cui la lettura del codice (21) è attuata prima di prelevare la relativa etichetta (2) dal magazzino (3).
3. 3. Procedimento secondo la rivendicazione 1 o la rivendicazione 2, in cui se il codice (21) letto è diverso da quello corrispondente a detto gruppo, l'etichetta (2) è accantonata.
4. 4. Procedimento secondo la rivendicazione 1, in cui se il codice (21) letto è diverso da quello corrispondente a detto gruppo, l’etichetta (2) è prelevata dal magazzino (3) ed applicata ad un contenitore, il quale è poi accantonato.
5. 5. Procedimento di riconoscimento ed etichettatura secondo almeno una delle rivendicazioni precedenti, in cui, a seguito di detto prelievo, ogni etichetta (2) è inserita in uno stampo in cui viene realizzato il contenitore.
6. 6. Macchina (1) per il riconoscimento di etichette (2) e la loro applicazione a contenitori, comprendente: almeno un magazzino (3) per contenere una pluralità di dette etichette (2); mezzi di presa (4) e manipolazione per etichette (2), atti ad estrarre le etichette (2) dal magazzino (3); mezzi di controllo (6) di detti mezzi di presa (4); caratterizzata dal fatto di comprendere mezzi di acquisizione (5) di immagini, montati a bordo di detti mezzi di presa (4) e collegati a detti mezzi di controllo (6), questi ultimi essendo dotati di un programma per elaboratore del tipo atto al riconoscimento ottico dei caratteri.
7. 7. Macchina (1) secondo la rivendicazione 6, in cui detti mezzi di presa (4) comprendono un robot industriale (41).
8. 8. Macchina (1) secondo la rivendicazione 7, in cui detto robot (41) è dotato di un organo di presa a ventosa (44).
9. 9. Macchina (1) secondo almeno una delle rivendicazioni dalla 6 alla 8, in cui detti mezzi di controllo (6) includono un’unità di controllo di tipo SCADA.
10. 10. Macchina (1) secondo almeno una delle rivendicazioni dalla 6 alla 9, in cui detti mezzi di acquisizione includono una telecamera (5).
11. 11. Macchina (1) secondo almeno una delle rivendicazioni dalla 6 alla 10, comprendente una stazione di etichettatura che include uno stampo per la formatura per iniezione di un contenitore plastico, in cui detti mezzi di presa (4) sono atti a depositare un etichetta (2) in detto stampo.
12. 12. Macchina (1) secondo le rivendicazioni 7 e 11, in cui detti mezzi di presa (4) includono un dispositivo di trasbordo assoggettato a detti mezzi di controllo (6), atto a prendere in consegna un’etichetta (2) dal robot (41) ed atto a depositarla in detto stampo.
13. 13. Macchina (1) secondo almeno una delle rivendicazioni dalla 6 alla 12, comprendente una stazione di verifica che include almeno un sensore collegato a detti mezzi di controllo (6) ed atto a verificare la disposizione di una pluralità di punti di controllo dell’etichetta (2) in un sistema di riferimento fisso rispetto al contenitore cui essa è applicata.