ITPR20080042A1 - Procedimento per il controllo automatico a visione artificiale del fondo, del bordo bocca e della parete interna/esterna di contenitori aperti in vetro e macchina ispezionatrice realizzante detto procedimento. - Google Patents

Procedimento per il controllo automatico a visione artificiale del fondo, del bordo bocca e della parete interna/esterna di contenitori aperti in vetro e macchina ispezionatrice realizzante detto procedimento.

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ITPR20080042A1
ITPR20080042A1 IT000042A ITPR20080042A ITPR20080042A1 IT PR20080042 A1 ITPR20080042 A1 IT PR20080042A1 IT 000042 A IT000042 A IT 000042A IT PR20080042 A ITPR20080042 A IT PR20080042A IT PR20080042 A1 ITPR20080042 A1 IT PR20080042A1
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IT
Italy
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container
inspection machine
rollers
internal
containers
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Stefano Arletti
Germano Storci
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Pharmamech S R L
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    • G01N21/90—Investigating the presence of flaws or contamination in a container or its contents
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    • B08B—CLEANING IN GENERAL; PREVENTION OF FOULING IN GENERAL
    • B08B9/00—Cleaning hollow articles by methods or apparatus specially adapted thereto 
    • B08B9/08—Cleaning containers, e.g. tanks
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Description

TITOLO
PROCEDIMENTO PER IL CONTROLLO AUTOMATICO A VISIONE ARTIFICIALE DEL FONDO, DEL BORDO BOCCA E DELLA PARETE INTERNA/ESTERNA DI CONTENITORI APERTI IN VETRO E MACCHINA ISPEZIONATRICE REALIZZANTE DETTO PROCEDIMENTO
DESCRIZIONE
* * * * * * * *
Formano oggetto del presente trovato un procedimento ed una macchina ispezionatrice per il controllo automatico a visione artificiale del fondo, del bordo bocca e controllo della parete interna/esterna di contenitori aperti in vetro quali ad esempio bicchieri, tazze, recipienti in genere, coppe, ecc…
Scopo del presente trovato à ̈ quello di mettere a disposizione della tecnica un migliorato procedimento di ispezione che prevede di movimentare il prodotto con la bocca rivolta verso il basso, ovvero rivolta verso corrispondenti mezzi centratori che fungono da azionatori per il contenitore supportato; detti mezzi essendo solidali alle maglie di una catenaria di trasporto della macchina ispezionatrice.
La macchina prevede inoltre una o più stazioni di ispezione a visione artificiale ed in particolare del fondo, del bordo bocca e della parete interna/esterna del contenitore così caricato e movimentato.
Infine la macchina provvede all'espulsione dei contenitori difettosi oppure alla rimozione dalla macchina una volta terminata la o le fasi di ispezione.
I vantaggi che si ottengono dal presente procedimento e macchina rivendicati sono ravvisabili in una completa automatizzazione del processo di ispezione, ed eventuale fasi di pulitura, con migliore qualità del controllo
Detti scopi e vantaggi sono tutti raggiunti dal procedimento per il controllo automatico e relativa macchina ispezionatrice, oggetto del presente trovato, che si caratterizza per quanto previsto nelle sotto riportate rivendicazioni.
Questa ed altre caratteristiche risulteranno maggiormente evidenziate dalla descrizione seguente di alcune forme di realizzazione illustrate, a puro titolo esemplificativo e non limitativo nelle unite tavole di disegno in cui:
- la figura 1 illustra un dispositivo di trasporto con il quale vengono movimentati e ruotati i contenitori secondo il procedimento in oggetto
- la figura 2 illustra un dettaglio del cambio formato della catenaria di cui alla figura 1,
- la figura 3 illustra dall'alto il gruppo di motorizzazione / rotazione dei rulli folli in posizione distaccata,
- la figura 4 illustra dall'alto il gruppo di motorizzazione/rotazione dei rulli folli in posizione attaccata, - la figura 5 illustra una stazione di soffiatura della macchina di ispezione in oggetto,
- la figura 6 illustra una stazione di sgrondatura della macchina di ispezione in oggetto,
- le figure 7, 8 e 9 illustrano una stazione di controllo delle pareti esterne del contenitore della macchina di ispezione in oggetto,
- le figure 10 ed 11 illustrano una stazione di controllo fondo e bordo bocca della macchina di ispezione in oggetto,
- la figura 12 illustra quattro fasi di un sistema di espulsione dei contenitori,
- la figura 13 illustra sei fasi di un sistema di scarico dei contenitori.
- la figura 14 illustra Una vista dall'alto della macchina ispezionatrice in oggetto.
Come detto in precedenza, il procedimento in oggetto viene applicato per il controllo automatico di contenitori in vetro aperti, indicati con 10, ovvero del tipo comprendenti un fondo 10B, una o più pareti laterali 10C ed un bordo bocca 10D; il procedimento si caratterizza innanzitutto per il modo di trattare il contenitore 10 che viene caricato e movimentato mantenendo la sua bocca di ingresso/uscita rivolta verso il basso, o più in generale rivolta contro degli appositi mezzi centratori 8, 9 solidali ad una catenaria di trasporto 1 ed azionabili tramite apposito gruppo di motorizzazione 12 come nel seguito descritto.
Il contenitore 10 così trasportato passa attraverso una o più stazioni di controllo ed una volta ispezionato viene scaricato, in modo automatico o manuale, sul lato opposto al carico.
Con particolare riferimento alle figure 1, 2, 3 e 4, si indica con 1 nel suo complesso un dispositivo di trasporto quale una catena costituita da una successione di perni 3, collegati fra di loro tramite delle piastrine 2 e 4 formanti la cosiddetta maglia.
Mentre le maglie inferiori 2 sono strette quelle indicate con 4 si estendono dalla catena 1 definendo una superficie quadrangolare con apertura centrale 5.
Dette maglie 4 superiori fungono da supporto per il contenitore 10 che viene supportato da quattro rulli 8 e 9 folli, due dei quali, nell'esempio quelli indicati con 8, sono fissati su di un supporto mobile 11 con ritorno a molla; il contenitore 10 à ̈ inserito tra detti rulli 8 e 9 con leggero gioco, recuperabile in seguito all'azionamento di un gruppo di motorizzazione 12 oltre ché dal supporto a molla 11, come nel seguito descritto.
I rulli 8, 9 potranno essere solidali alla maglia 4 oppure, come illustrato nelle figure, al fine di garantire il cambio formato, detti rulli 8 e 9 ed i relativi supporti a molla 11 possono essere supportati da una piastra 6, adeguata alle dimensioni del prodotto 10 da controllare, a sua volta fissabile sulla corrispettiva maglia 4 della catena 1.
Anche la piastra 6 reca un'apertura centrale 7 per consentire l'ingresso ai mezzi di ispezione / soffiatura / spruzzatura in seguito descritti.
Preferibilmente, la catena di trasporto 1, ove sono collocate le piastre 4 e 6 di supporto prodotto, ha un movimento alternato a gruppi di tre passi ed à ̈ comandata da un motore brushless che consente, mediante una camma elettronica, una partenza e arrivo graduali. In questo modo à ̈ possibile coniugare una elevata velocità di traslazione con un prolungato tempo di ispezione per ogni contenitore 10.
I rulli folli 8 e 9 sono conformati in maniera tale da definire due primi tratti 8B, 9B, cilindrici e due secondi tratti 8C, 9C con svasatura verso l'asse di ciascun perno 8 e 9; i tratti cilindrici 8B, 9B sono atti a mantenere distanziato il contenitore 10 dalla sottostante piastra 6, mentre i tratti 8C, 9C svasati consentono al contenitore 10 di mantenere la posizione nei momenti in cui viene posto in rotazione dai perni stessi, come nel seguito indicato.
La svasatura sopra indicata sarà presente nel caso di contenitori 10 troncoconici come quello di figura ed in alternativa sarà diritta ma pur sempre di dimensioni inferiori ai sottostanti tratti 8B, 9B onde garantire il sollevamento del contenitore medesimo dalla piastra 6 o maglia 4.
La figura 3 e 4 illustra la catena 1 affiancata da un corrispondente gruppo di motorizzazione/rotazione 12 dei rulli 8.
Nell'esempio indicato il suddetto gruppo 12 si costituisce di una una cinghia 13 avvolta su rulli 14 dalla quale riceve il moto, tuttavia il sistema di rotazione potrà essere sostituito da sistemi equivalenti di rotazione dei rulli 8.
Il gruppo 12 può essere avvicinato (fig. 4) o allontanato (fig.
3) dai rulli 8, secondo il verso indicato dalla freccia I: una volta a contatto con i rulli 8 (fig.4) la cinghia 13 imprime il moto di rotazione ai rulli 8 che a loro volta lo trasferiscono ai relativi contenitori 10 ponendoli in rotazione secondo il loro asse come indicato dalla freccia F in figura 4.
Il contatto rullo 8 / contenitore 10 Ã ̈ garantito dall'azione della cinghia e dallo spostamento dei perni 8 sul relativo supporto 11 a molla.
Nel suo complesso la macchina à ̈ perciò costituita da:
· una catenaria 1 avvolta ad anello e collegata ai mezzi di motorizzazione e provvista di una pluralità di mezzi di supporto 4 e 6 di perni folli 8 e 9 atti a supportare il contenitore 10 da ispezionare,
· uno o più gruppi 12 di azionamento dei rulli 8,
· una o più stazioni di soffiatura, (figure 5 e 6),
· una o più stazioni di ispezionatura, (figure 7, 8, 9, 10 e 11),
· una o più stazioni di espulsione del prodotto non conforme,
· una o più stazioni di scarico prodotto (figure 12 e 13). Nel seguito si descrivono le suddette stazioni di soffiatura ispezione ed espulsione.
Una prima stazione di soffiatura 80 Ã ̈ posta preferibilmente prima dei controlli di ispezione, come illustrato in figura 5: una cannula 20 viene introdotta dal basso verso l'alto, entro la camera definita dal contenitore 10 ed i rulli 8 e 9 ed ha il compito di asportare, con l'azione di aria sterile a pressione, i corpi estranei non ancorati alla parete interna del contenitore 10.
Al fine di mantenere in posizione il contenitore 10 durante la suddetta operazione, un dispositivo di discesa, quale ad esempio un piattello 100, viene posizionato contro il fondo 10B del contenitore.
Una seconda stazione di soffiatura 90 Ã ̈ posta nella parte finale del ciclo, dopo la spruzzatura disinfettante, ed ha il compito di sgrondare la superficie del prodotto, sempre con l'ausilio di aria sterile a pressione e cannula 21 introdotta entro la camera definita dal contenitore 10 ed i rulli 8 e 9, come illustrato in figura 6.
Al fine di mantenere in posizione il contenitore 10 durante la suddetta operazione, un dispositivo di discesa,quale ad esempio un piattello folle 101 viene posizionato contro il fondo 10B del contenitore.
L'aria soffiata di entrambe le stazioni 80 e 90 viene convenientemente aspirata da un gruppo di aspirazione e mandata esternamente alla macchina ispezionatrice onde evitare che rimanga al suo interno inquinando l'ambiente e gli altri contenitori.
Come illustrato anche nella figura 14 in cui si osserva una sua vista dall'alto, la macchina ispezionatrice oggetto del trovato à ̈ provvista di una o più stazioni di controllo a telecamera ed in particolare:
1. Una stazione 30 di controllo in trasparenza della parete laterale 10C interna/esterna e del bordo bocca 10D esterno, come illustrato nelle figure 7, 8, 9. La stazione 30 comprende coppie di telecamere 31 lineari e relativi illuminatori a LED. Durante il periodo di sosta, viene prima inserito all'interno dei contenitori un illuminatore 32 a dito. Successivamente viene avviata la rotazione motorizzata dei contenitori di 180° e l'acquisizione da parte delle telecamere 31. Durante la rotazione, le telecamere 31 lineari, posizionate una contrapposta all'altra, ricostruiscono ciascuna lo sviluppo laterale di mezzo contenitore. Il software di visione artificiale provvederà a riunire le due immagini così generate per ottenere una singola immagine dello sviluppo completo della parete laterale e del bordo bocca esterno del contenitore illuminati in trasparenza. L'analisi di questa immagine permette di rilevare e, se richiesto, di scartare dalla produzione tutti i contenitori che presentano difetti di trasparenza della parete (sporcizia, crepe o rotture, inclusioni, pezzi di vetro o altri corpi estranei che non sono stati rimossi dal soffiaggio con aria compressa) e i contenitori che presentano alterazioni nel profilo del bordo, tramite apposita stazione di espulsione nel seguito descritta.
2. Una o più stazioni 40 di controllo del fondo 10B in trasparenza e della parete interna e bordo bocca 10D interno visto frontalmente, come illustrato nelle figure 10 ed 11. La stazione 40 comprende telecamere 41 lineari e illuminatori a LED 42. Le telecamere 41 sono posizionate sotto i contenitori 10 e rivolte in modo da guardare l'interno di questi mentre l'illuminatore 42, posizionato al di sopra del fondo, illumina in trasparenza il fondo del contenitore 10 e, per trasmissione della luce attraverso la parete di vetro del contenitore, illumina il bordo 10D per il rilevamento di eventuali difetti o sbeccature non visibili nella prima stazione. Anche in questo caso, durante il periodo di sosta, viene avviata la rotazione motorizzata dei contenitore di 180° e l'acquisizione da parte delle telecamere 41.
L'immagine così ottenuta permette di rilevare le seguenti categorie di difetti:
· Difetti di trasparenza del fondo (bolle, crepe, inclusioni, sporcizia, corpi o pezzi di vetro estranei),
· Corpi estranei attaccati alle pareti interne dei contenitori non rilevabili nella prima stazione, · Difetti del bordo bocca non rilevabili nella prima stazione (sbeccature, inspessimenti, deviazioni dalla forma circolare normale).
Tutti i contenitori 10 in ingresso della macchina sono rilevati dalla fotocellula di ingresso e presi in gestione dal software di automazione.
Una volta eseguita l'ispezione, se il prodotto à ̈ stato giudicato non conforme, viene espulso e raccolto nel contenitore posto sul fianco della macchina, attraverso l'impiego di un sistema di espulsione 50 che utilizza un braccio 51 atto ad inserirsi nello spazio creato dai rulli 8 e 9, ovvero tra il contenitore 10 e la sottostante piastra 6 e/o maglia 4: una volta inseritosi il braccio 51 viene fatto ruotare in modo da espellere il contenitore come indicato nelle sequenze A, B, C e D della figura 12.
Una fotocellula in uscita dalla macchina serve a “incrociare†la presenza di ogni prodotto con il suo ingresso e i risultati dell'ispezione.
Il prodotto in ingresso viene sempre gestito in logica negativa: vale a dire che può uscire come prodotto conforme se e solo se à ̈ stato correttamente caricato, ispezionato ed ha superato i requisiti qualitativi richiesti.
Questo significa che qualunque irregolarità di funzionamento delle fotocellule, mancata espulsione o in generale anomalia nel flusso dei prodotti provocherà una segnalazione di errore e l'arresto immediato della macchina, ovvero lo scarto del prodotto.
Anche lo scarico del prodotto giudicato conforme potrà avvenire con sistemi automatici, quali ad esempio quello illustrato in figura 13 in cui si osserva una sorta di mezzo di presa 60 a pinza in cui il braccio 61 à ̈ movibile mentre quello 62 à ̈ fisso: una volta inserita la pinza 60 nello spazio creatosi fra i rulli, ovvero tra il contenitore 10 e la sottostante piastra 6 e/o maglia 4, il braccio 61 si chiude verso il corrispettivo braccio 62 serrando così il contenitore 10 che potrà essere convenientemente ruotato e/o spostato e collocato su di apposito supporto 70, come illustrato nelle fasi da A ad F di figura 13.

Claims (10)

  1. RIVENDICAZIONI 1. Procedimento per il controllo automatico a visione artificiale del fondo (10B) e/o del bordo bocca (10D) e/o della parete interna/esterna (10C) di contenitori (10) aperti in vetro, caratterizzato dal fatto che prevede di caricare e movimentare detto contenitore (10) con la bocca di ingresso/uscita (10D) rivolta verso il basso su appositi mezzi centratori (8, 9) posti su una catenaria (1) di trasporto e porre in rotazione il contenitore (10) stesso per mezzo di detti mezzi centratori (8, 9) azionabili da gruppi esterni (12) di motorizzazione.
  2. 2. Macchina per il controllo automatico a visione artificiale del fondo (10B), del bordo bocca (10D) e della parete interna/esterna di contenitori (10C) aperti in vetro, caratterizzata dal fatto che comprende: a. almeno un dispositivo di trascinamento a catena (1) costituito da una successione di perni (3) collegati fra di loro tramite maglie (2, 4) a loro volta supportanti, per mezzo di rulli (8) e (9) folli, il contenitore (10) da ispezionare; b. uno o più gruppi di motorizzazione / rotazione (12) dei rulli, mobile in modo da poter essere avvicinato o allontanato a detti rulli; una volta a contatto, il gruppo (12) imprime ai rulli un moto di rotazione e questi ultimi a loro volta lo trasferiscono ai relativi contenitori (10) ponendoli in rotazione secondo il loro asse; il contatto rullo (8) / contenitore (10) essendo garantito dallo spostamento dei rulli (8) su di un relativo supporto (11) con ritorno a molla.
  3. 3. Macchina ispezionatrice, secondo la rivendicazione 2, caratterizzata dal fatto che i rulli (8) e (9) sono supportati direttamente sulla maglia (4) oppure da una piastra (6), adeguata alle dimensioni del prodotto (10) da controllare, e fissabile sulla corrispettiva maglia (4); maglia (4) e/o piastra (6) recanti aperture centrali (5, 7).
  4. 4. Macchina ispezionatrice, secondo la rivendicazione 2, caratterizzata dal fatto che detti rulli folli (8) e (9) sono conformati in maniera tale da definire due primi tratti (8B, 9B) cilindrici e due secondi tratti (8C, 9C); i tratti cilindrici (8B, 9B) essendo atti a mantenere distanziato il contenitore (10) dalla sottostante piastra, mentre i tratti (8C, 9C) svasati consentono al contenitore (10) di mantenere la posizione quando posto in rotazione.
  5. 5. Macchina ispezionatrice, secondo la rivendicazione 4, caratterizzata dal fatto detti tratti (8C, 9C) sono svasati oppure diritti.
  6. 6. Macchina ispezionatrice, secondo la rivendicazione 2, caratterizzata dal fatto che alla catenaria (1) sono associate una o più: a. stazioni di soffiatura (80, 90), per asportare, con l'azione di aria sterile a pressione, corpi estranei non ancorati alla parete interna del contenitore (10) e/o sgrondare la superficie del prodotto, b. stazioni di ispezionatura (30) e/o (40), con una o più stazioni di controllo a telecamera (31) e/o (41), in trasparenza della parete laterale (10C) interna/esterna e/o del fondo (10B) e/o del bordo bocca (10D), c. gruppi o dispositivi (50) di espulsione del contenitore non conforme, d. gruppi di estrazione e scarico (60) del prodotto controllato.
  7. 7. Macchina ispezionatrice, secondo la rivendicazione 6, caratterizzata dal fatto che dette stazioni (50, 60) di espulsione e/o scarico prodotto comprendono un braccio (51, 61) atto ad inserirsi nello spazio creato tra il contenitore (10) e la sottostante piastra (6) e/o (4); potendo detto braccio (51, 61) essere ruotato e/o sollevato in modo da distaccare il contenitore (10) dai rulli (8, 9).
  8. 8. Macchina ispezionatrice, secondo la rivendicazione 6, caratterizzata dal fatto che detta stazione (30) di controllo in trasparenza della parete laterale (10C) interna/esterna e del bordo (10D) comprende coppie di telecamere (31) lineari contrapposte le une alle altre e relativi illuminatori (32) a dito inseriti all'interno dei contenitori (10).
  9. 9. Macchina ispezionatrice, secondo la rivendicazione 6, caratterizzata dal fatto che detta stazione (40) di controllo del fondo (10B) e/o della parete interna (10C) e bordo (10D) comprende telecamere (41) lineari, posizionate sotto i contenitori (10) e rivolte in modo da guardare l'interno di questi ed illuminatori (42), al di sopra del fondo (10B), atti ad illuminare in trasparenza il fondo del contenitore 10 e il suo bordo (10D).
  10. 10. Macchina ispezionatrice, secondo la rivendicazione 2, 3 e 6, caratterizzata dal fatto che dette stazioni di soffiatura (80, 90) comprendono cannule (20, 21) che possono essere introdotte nelle aperture (5, 7) dal basso verso l'alto, entro la camera definita dal contenitore (10) ed i rulli (8) e (9); dispositivi di discesa (100, 101), sono posizionati contro il fondo 10B del contenitore durante la suddetta fase di soffiatura.
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