KR20140122267A - 나사형 마개 토크를 접촉 없이 검사하기 위한 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

병(10) 위에 돌려 잠긴 플라스틱 나사형 마개(14)를 여는 데 필요한 토크를, 접촉 없이, 알아내고자 하는 그 병(10)과 관련하여 돌려 잠근 그 플라스틱 나사형 마개(14)의 회전 위치에 의해 결정한다. 그 회전 위치는 병(10)에 표시된 마크와 나사형 마개(14)에 표시된 마크에 의거하여 이미지 평가에 의해 알아낸다. 병 목에 마련된 나사산(12)의 턴들을 가로질러 끊는 환기 슬롯들(30)이 그 병(10)에 마련된 그 마크로서 이용될 수 있고, 나사형 마개(14)의 잠금 링(20)에 마련된 소정의 절단점(32)이 그 나사형 마개(14)에 마련된 그 마크로서 이용될 수 있다.

Description

나사형 마개 토크를 접촉 없이 검사하기 위한 방법 및 장치 {METHOD AND APPARATUS FOR CHECKING A SCREW CLOSURE TORQUE WITHOUT CONTACT}

본 발명은 병에 씌워 돌려 잠근 플라스틱 나사형 마개를 여는 데 필요한 토크가 소정의 값에 해당하는지 여부를 접촉 없이 검사하는 방법에 관한 것이다. 본 발명의 주제는 또한 이 방법을 실행하기 위한 장치이다.

병에 쓰이는 플라스틱 나사형 마개는 DE 24 39 414 A 와 DE 20　2007 009 983 U1로부터 알려져 있다. 플라스틱 나사형 마개의 한줄 나사산의 리드 (lead of single-start screw thread)는 2-3mm 정도이다. 뚜껑씌움 기계(a capping machine)에 있어서는, 지나가는 병에 병행형 뚜껑씌움 헤드(a concurrent capping head)가 플라스틱 나사형 마개들을 올려 돌려 잠그는데, 각 경우에 병 입구 위에 느슨하게 배치되어 있는 마개를 움켜잡고 단단히 조여준다.

플라스틱 나사형 마개를 병에 올려 돌려 잠글 때, 단단히 조이는 동안에 가해지는 토크는 경험치에 따라 설정된다. 그런데 이 토크가 너무 약하게 설정되면, 그 병이 느슨하게 될 수 있는 위험이 있다. 반면에 그 토크가 너무 높게 설정되면, 사용자가 그 플라스틱 나사형 마개를 여는 데 도움을 필요로 하게 되며, 이 또한 마찬가지로 바람직하지 않다.

그 기술의 상태에 따르면, 플라스틱 나사형 마개를 여는 데 필요한 토크는 수동으로 열리는 병들에 의해 토크 측정 장치를 사용하여 수동으로 검사되고 그 측정값들은 기록된다. 이 방법은 어떤 시간 간격마다 병을 자동으로 방향전환 한 다음, 마개를 약간 느슨하게 한 다음 그것을 다시 닫기 위해 필요한 토크를 결정하는 것에 의해 자동화될 수 있다.

플라스틱 용기의 경우 개봉 흔적이 보이는(a tamper-evident) 마개가 그 뚜껑을 닫는 동안에 이미 손상을 입었는지 여부를 알 수 있게 해주는 방법이 DE 10 2008 062 385에 의해 알려져 있다. 나아가, 개봉 흔적이 있는 마개들은 아래쪽에서 소정 각도로 빛을 비추고 광-전자 센서 시스템을 써서 건너편에서 검사한다. 그런데 그 마개를 개봉하기 위한 토크는 검사하지 않는다.

병에 대한 마개의 정확한 자리매김을 검사하는 방법이 EP 1 293 473에 의해 알려져 있다. 또한, 병의 높이와 마개의 직상방 정렬과 같은 기타 다른 것들 중에서, 여러 가지 파라미터들을 결정한다. 또한, 이 방법에서도 마개를 여는 데 필요한 토크는 검사하지 않는다.

플라스틱 병의 취입 성형용 빈 공간(a blank for the blow moulding)의 경우, 나사산 부분의 회전 위치를 알아내는 방법이 EP 2 439 488에 의해 알려져 있다. 그 회전 위치(rotational position)는, 예를 들어, 입구 가장자리와 나사 턴(thread turn) 간의 거리로부터 또는 그 개구부와 복수 개의 저장 모델들(saved models) 간의 비교로부터 결정된다. 이 방법에 있어서도 역시 그 마개를 여는 데 필요한 토크는 검사되지 않는다.

병의 라벨과 마개를 서로에 대하여 소정의 방향으로 가져가는 것이 EP 0 572 758에 의해 알려져 있다. 또한, 각 병의 방향은 병에 표시된 마크를 써서 기계적으로 또는 광학적으로 결정되고, 그 병의 방향에 따라 마개가 적용된다. 그러므로 이에 의해 그 병과 마개는 소정의 상대적인 회전 위치에 놓이게 된다.

본 발명의 목적은 가동중인 생산 공정에서, 접촉 없이, 임의의 개수의 병들이나 각 병에 대하여, 개개의 플라스틱 나사형 마개가 그 병에 너무 단단히 또는 너무 느슨하게 돌려 잠겨져 있는지 여부를 알아낼 수 있는 방법을 구체적으로 명시하는 것이다.

이와 같은 목적은, 병에 대하여 돌려 잠근 플라스틱 나사형 마개의 회전 위치를 그 병에 표시된 마크와 그 나사형 마개에 표시된 마크를 이용하여 이미지 평가에 의해 알아내되, 그 병이나 나사형 마개의 회전 위치는 광선속(bundle of rays)을 써서 알아내고, 병 입구가 그 병의 맞은편 측면의 안쪽에서부터 광이 조사되고, 그 나사형 마개의 바깥 측면이 카메라에 의해 포착되고 그 포착된 이미지가 평가되도록, 그 광선속은 그 나사형 마개의 아래에서 위쪽으로 향하는 각도로 그 병의 측면으로 향하는 것을 특징으로 하는 본 발명에 따라 달성된다.

발명에 따른 방법을 수행하기 위한 장치는 플라스틱 나사형 마개들을 써서 닫히는 병들의 연속적 흐름의 한 쪽에 적어도 하나의 광원을 구비하며, 상기 광원은 광선속을 상기 나사형 마개 아래의 한 지점에서, 상기 병의 내 측면 및 이와 마주보는 상기 나사형 마개의 내 측면에 광이 조사되도록 하는 방법으로, 각각의 검사대상 병으로 향하게 하고, 뿐만 아니라 상기 광원의 맞은편 쪽에 있는 상기 병 흐름의 나머지 한 쪽에 있는 적어도 하나의 광 포착 장치로도 향하도록 한다. 상기 광 포착 장치는 그 광 조사된 내 측면 부위의 바깥면 이미지를 광학적으로 포착한다. 그 장치는 포착된 이미지를 평가하는 장치를 더 구비하여, 상기 병에 대한 상기 나사형 마개의 상대적인 회전 위치를 확인한다.

그러므로 본 발명에서는, 상기 병에 대한 상기 나사형 마개의 상대적 각 위치(relative angular position)와 상기 병을 여는 데 필요한 토크 간의 관계가 활용된다. 상기 병에 대한 상기 플라스틱 나사형 마개의 회전 위치(rotational position)의 최적값은 경험적으로 정해진다. 마찬가지로, 이 값에 대한 허용 편차(tolerable deviation)도 경험적으로 정해진다. 통상적인 음료수 병들의 경우, 그 허용범위는 대략 15°의 각도, 따라서 ±7.5°범위 내의 각도이고, 바람직하게는 대략 ±5°범위 내의 각도이며, 더 바람직하게는 대략 ±3°범위의 각도이고; 이 범위를 초과하는 모든 것은 개봉하기가 너무 어렵고, 이 범위 미만인 모든 것은 잠재적으로 느슨하다. 이 두 가지 경우, 해당하는 병은 추후의 생산 공정에서 배제된다.

상기 광원 또는 조명부는 상기 플라스틱 나사형 마개 아래에서 병 목의 원주의 대략 절반을 비추도록 설계된다. 상기 광원은 예를 들어 복수 개의 광섬유를 구비할 수 있으며, 그것들의 출구들은 원호(arc segment) 상에 배치된다. 상기 개개의 광섬유에 의해 방출되는 광 빔들은 상기 플라스틱 마개 또는 통상적으로 거기에 존재하는 지지 링의 아래쪽에서 대략 반원 영역을 직접 향한다. 상기 광원은 또한 대응하는 배치와 정렬을 이루는 다수의 LED를 구비할 수도 있다.

광원 또는 조명부에 의해 발생된 광선속은 예를 들어 30°각도로 위쪽으로 향한다. 광원이 발생시킨 광선속이 상기 나사형 마개 또는 상기 지지 링의 가장자리 아래쪽 영역을 통과하기 때문에, 상기 병 입구와 상기 나사형 마개의 맞은편 반원은 마치 안쪽에서부터 빛이 조사되는 것처럼 된다. 상기 병들은 적어도 병 목 부분에서 만큼은 투명 물질로 이루어져, 상기 나사형 마개의 아래에서 상기 병 목을 향하는 상기 광원의 광선속은 가능한 한 적게 흡수되도록 하는 것이 바람직하다. 나사산들과 상기 병 입구에 존재하는 어떤 마크를 비롯한 다른 구체적인 것들은, 상기 광원의 유도된 광선속(bundle of rays)에 의해, 투사 화면처럼, 안쪽에서부터 상기 플라스틱 나사형 마개 상에 투사된다. 어떤 마크들의 가장자리에서의 상기 광의 굴절뿐만 아니라 나사 턴들의 렌즈 작용이 상기 광원의 맞은편에 있는 상기 플라스틱 나사형 마개의 상기 반원 상에 선명한 이미지를 만들어낸다.

상기 플라스틱 나사형 마개들의 물질은 통상적으로 색소들을 함유하지만, 그것은 반투명하다. 상기 나사형 마개의 재질 두께는 상기 나사 턴들의 홈에서는 감소하고, 이는 상기 나사 턴들이 상기 마개의 바깥 측면에서 쉽게 눈에 띄게 해준다. 이런 이미지가 상기 광 포착 장치에 의해 포착되고, 이미지 처리에 의해 평가될 수 있다. 이와 마찬가지로, 어떠한 마크도 상기 플라스틱 마개의 바깥 측면에서 쉽게 눈에 띄게 되어 이미지 처리에 의해 평가될 수 있다.

백색 LED들 또는 상기 나사형 마개의 색을 띠는 LED들은, 음료수 병들의 나사형 마개들의 때로는 매우 낮은 투명도를 최대한 활용하는바, 조명용으로 적합하다. 특히, 다수의 색소들은 대개의 경우 적외선 광을 적게 흡수할 뿐이어서, 적외선 LED 들이 그 다수의 색소들의 조명용으로 특히 적합하다.

그와 같은 대략 반원형의 두 조명부는, 병들이 광원들(조명부들) 사이를 방해 받지 않고 계속 통과할 수 있도록 하는 방법으로, 서로 마주보게 그리고 지나가는 병들의 측방 옆에 배치될 수 있다. 각 조명부의 맞은편 쪽의 병 입구와 나사형 마개의 반원은 그 두 개의 반원형 조명부에 의해 빛이 조사된다. 이에 의해, 전체적으로 병 입구의 원주 전체가 그 플라스틱 나사형 마개의 바깥 측면 상에 투사된다.

카메라의 관점(point of view)에서 볼 때, 나사형 마개의 원주 전체를 포착할 수 있는 몇 가지 가능성이 있다. 예를 들면, 네 대의 카메라가 상기 병 위쪽에 측방으로 배열될 수 있고, 그에 따라 각 카메라는 나사형 마개의 사분면(a quadrant)을 포착한다. 거울 캐비닛을 이용함으로써, 각 경우에 있어서 두 개의 이미지가 하나의 사진으로 통합될 수 있고, 그에 따라 두 대의 카메라로 처리하는 것이 가능하다. 나아가, 실린더형 거울과 함께 콘형 거울을 통해 단 한 대의 카메라로 상기 나사형 마개의 전 표면을 포착할 수도 있다.

플라스틱 나사형 마개에 대한 병의 위치결정 또는 회전 위치는 그 병에 표시된 마크와 그 나사형 마개에 표시된 마크를 써서 알아낼 수 있다. 하나의 가능성은, 이미지 처리 기능을 가진 카메라 기술(CCD 카메라)를 써서 쉽게 인식할 수 있고 평가되는 마크들을 그 나사형 마개뿐만 아니라 그 병에도 적용하는 것이다. 가장 간단한 방법은, 나사형 마개의 상면에 마크를 위치시키는 것뿐만 아니라 그 병의 바깥 측면에도 마크를 부가하고, 그런 다음 그 두 마크를 한 대 이상의 카메라로 위에서 포착하고, 그 플라스틱 나사형 마개와 그 병 간의 각 편차(angular offset)를 평가하는 것이다. 이것은 인식 방법의 관점에서 볼 때 매우 간단하지만, 나사형 마개와 병들을 위한 부가적인 비용지출(outlay)을 필요로 한다.

그렇지만 그 플라스틱 나사형 마개의 경우의 부가적인 비용지출은, 이들 마개가 재활용되지 않고 회수가능한 병들조차 재사용하는 경우에 새로운 나사형 마개를 받아들이므로, 상대적으로 낮은 편이다. 그러므로 그 나사형 마개에는, 적어도 한 개의 마크가 상기 이미지 평가를 위해 사용되는 카메라의 조리개 각도에 항상 위치하도록, 적어도 하나의 그런 마크가 마크로서 제공되는 것이 바람직하다.

독일에서 자주 사용되면서 어떤 것도 쉽게 인식할 수 있는 마크를 구비하지 않는 회수가능한 병들의 경우, 이미 유통 중에 있는 병들은 대체되어야 하므로 이런 간단한 해법은 실용적이지 않을 수 있고, 그 결과, 바꾸는 것(a changeover)이 상당히 더 복잡하다. 그렇지만, 병에 표시된 특징적 마크를 인식하고 그것들을 마크로서 사용할 가능성이 있다. 이것은 이미 유통 중에 있는 병들의 경우에도 적용할 수 있는 발명을 만들어낸다.

병 목에 있는 나사산의 시작 및/또는 끝 부분은 그 병의 회전 위치를 알아내기 위한 마크로서 사용되는 것이 바람직하다.

병의 회전 위치를 알아내기 위해 적어도 두 개의 마크를 평가하는 것이 바람직하다.

플라스틱 병의 경우에 종종 존재하며 병 목에 있는 나사산의 나사 턴들을 가로질러 끊어버리는, 통풍-슬롯(vent-slots)들 또는 환기 슬롯(ventilation slots)들을 그 병 입구의 특징점들(distinctive points)로 사용하는 것이 바람직하다.

바람직하게는, 하나의 마크는 그 병목에 있는 나사산의 시작 및/또는 끝 부분이고, 다른 하나의 마크는 그 병 목에 있는 나사산의 나사 턴들을 가로질러 끊어버리는(interrupt) 환기 슬롯(ventilation slots)이다.

또한, 플라스틱 나사형 마개들의 경우, 특수 마크 표시는 필요하지 않고, 통상적인 나사형 마개를 제작하는 세부사항(the constructive details) 정도로도 회전 위치를 알아내기에 충분하다. 예를 들면, 플라스틱 마개들의 경우에 통상적으로 존재하며 병 속 내용물에 불순물이 혼입되지 않도록 보호해주는 잠금 링의 소정의 절단점(breaking point)이 나사형 마개의 특징점(distinctive point)으로 사용될 수 있다. 그 잠금 링은 연결 웹(connecting webs)에 의해 상기 플라스틱 나사형 마개 아래쪽에 매달려있다.

그 나사형 마개의 나사산, 그 나사형 마개의 환기 슬롯 및/또는 그 나사형 마개 원주의 세로 홈(fluting)의 차이(variation)도 역시 그 나사형 마개의 회전 위치를 알아내기 위한 마크로서 고려될 수 있다.

또한, 나사형 마개의 경우에, 회전 위치를 알아내기 위해 적어도 두 개의 마크가 사용되는 것이 바람직하다.

잠금 링이 나사형 마개의 뚜껑형상(cap-shaped) 주요부에 고정되게 해주는 연결 웹들(connecting webs)의 비대칭 배치로써, 또는 가장 간단한 경우로는 나사형 마개의 원주 상에 한 개 이상의 마디 홈(grooves of the knurling)을 생략하는 것을 통해 달성되는 나사형 마개 원주의 비대칭적 설계에 의해, 그 나사형 마개의 회전 위치를 알아내기 위한 또 다른 가능성들이 생겨난다. 그렇지만 그 나사형 마개의 원주 상의 어떤 다른 마크도 위와 마찬가지로 적합할 수 있다.

나사형 마개의 특징들을 독특하게 형성함으로써, 그 나사형 마개의 전체 원주 표면을 포착할 필요 없이, 한 대의 카메라로 그 나사형 마개의 회전 위치를 포착하는 것도 역시나 가능하다. 카메라 조망 방향(camera viewing direction)을 나타내는 추정 참조 라인과 관련된 관찰 부분으로부터 확실한 각도가 결정될 수 있도록 나사형 마개 원주의 세로 홈을 설계할 수 있다. 예를 들면, 전체 원주에 걸쳐 연장되고 그리고 큰 리드(lead)를 갖는 단일 나사 턴의 나선형 라인으로 구성되는 코일형 라인(a coiled line)이, 상기 마디 형성(knurling)에 더하여, 그 나사형 마개의 원주 상에 양각 또는 음각으로 각인될(stamped) 수 있다.

병의 회전 위치에 관한 정보는, 나사산 리드와 관련하여 환기 슬롯들을 써서 정확하고 명확하게 결정될 수 있는바, 또한 동일한 이미지에 포함될 수도 있다. 이것은 다음과 같이 일어날 수 있다: 상기 원주의 대략 150°의 이미지 구간이 거울 캐비닛을 이용하여 검사된다. 이것은 뚜렷이 볼 수 있는 그 병 입구의 적어도 하나의 환기 슬롯이 그 관찰된 이미지 구간에 위치하는 것을 보장한다. 그런 다음, 그 뚜렷이 볼 수 있는 환기 슬롯이 어떤 높이에서 개별 나사 턴들에 의해 교차되는지를 조사한다. "높이"는 나사형 마개의 상부 가장자리(upper edge) 또는 하부 가장자리(lower edge)로부터의 거리를 의미한다. 통상적인 네 개의 통기 슬롯(aeration slots)의 경우, 그 나사 턴들과 교차하는 지점의 높이에 관해 대응하는 네 세트의 값들만이 있다. 그러므로 네 개의 환기 슬롯들(ventilation slots) 중 어느 것이 그것인지가 통기 슬롯(an aeration slot)의 이미지로부터 명확하게 결정될 수 있다. 이런 정보 및 상기 이미지 내의 그 환기 슬롯들의 위치뿐만 아니라 그 환기 슬롯들의 알려진 호혜적(reciprocal) 배치(발견된 슬롯 개수에 따라 편차(offset)를 부가하는 것)를 참작하는 것에 의해, 카메라 위치에 의해 고정되는 참조 라인에 대한 그 병의 각 위치(angular position)가 주어질 수 있다.

지금까지 설명한 방법들의 경우, 병과 마개의 회전 위치들을 먼저 인식장치의 광축과 별도로 비교한 다음에 서로에 대한 상관관계를 따진다. 본 발명의 바람직한 일 실시예에서는, 상기 병과 상기 마개의 회전 위치들을 상기 인식장치의 광축과 별도로 비교한 다음 서로에 대해 연관성을 보여주는 것이 아니라, 나사형 마개로부터 얻은 마크를 병으로부터 얻은 마크와 직접 상관관계를 따진다. 환기 슬롯들이 병 입구의 나사산뿐만 아니라 플라스틱 나사형 마개의 나사산에도 종종 위치할 수 있다는 사실이 활용될 수 있다. 그러므로 나사형 마개의 통기 슬롯들(aeration slots)은, 병 입구의 환기 슬롯들과 정확히 맞은편에 있도록 또는 소정 값의 토크에서 이들로부터 소정 각 거리를 가지도록 배치될 수 있다. 나사형 마개가 느슨하게 되기 시작하여 환기 슬롯들이 정확하게 맞은편에 있을 때 정확하게 압력을 해제하도록 환기 슬롯들의 상대적인 배치를 특별히 선택할 수 있다. 병이 더 단단하게 닫힐수록 각 환기 슬롯들 간의 간격이 더 커진다. 개방을 위해 필요한 토크가 최적값에 있는 상태에 대하여 맞은편 환기 슬롯들의 간격은 단지 몇도 (a few degrees)정도이다. 그러므로 상기 환기 슬롯들의 할당은 항상 명확한바, 이것은 적어도 그와 같은 한 쌍의 환기 슬롯이 항상 카메라의 120°시야각 내에 위치하고 그러므로 단일 카메라와 단일 이미지의 평가로 이미지 평가가 수행될 수 있음을 의미한다.

지나치게 단단히 또는 지나치게 느슨하게 닫힌 개개의 병을 인식하는 것에 더하여, 뚜껑씌움 헤드(capping head)에 좌우되는 평균값을 형성함으로써 그 인식을 상당히 더 정확하게 할 수 있으며, 뚜껑씌움 헤드는 단지 짧은 기간 후에 그 뚜껑씌움 헤드들 중 어느 것이 어느 방향으로 재조정되어야만 하는지에 관한 확실한 증거를 제공할 수 있다.

본 발명은 병의 회전 위치로부터 나사형 마개의 회전 위치의 편차가 받아들일 수 없는 경우, 그 나사형 마개의 회전 위치가 그에 대응하여 보정되도록 하는 방법으로도 사용될 수 있다. 나사형 마개들은 또한 처음에는 너무 낮은 토크로 돌려 잠글 수 있는데, 얼마의 각도만큼 그 나사형 마개들이 더 돌려져야 하는지는 나중에 본 발명에 따른 방법에 의해 알게 된다. 그러면 나사형 마개들은 또 다른 뚜껑씌움 헤드를 써서 이 각도만큼 더 회전되거나 돌려 잠겨질 수 있다.

플라스틱 나사형 마개들은 유리 병과 플라스틱 병 양쪽에 모두 사용될 수 있으며, 그러므로 본 발명에 따른 방법은 유리 병들 및 플라스틱 병들 모두와 관련하여 사용될 수 있다. 그러나 본 발명에 따른 방법은 PET 병과 관련하여 특히 적합한 것이다.

본 발명에 따르면, 가동중인 생산 공정에서, 플라스틱 나사형 마개가 병에 너무 단단히 또는 너무 느슨하게 돌려 잠겨져 있는지 여부를 그 병이나 마개에 접촉하지 않고 알아낼 수 있다.

도 1은 조명부와 CCD 카메라 사이에서 나사형 마개로 돌려 잠근 병의 목 부분의 구성을 도시하며;
도 2는 나사형 마개로 돌려 잠근 병 입구를 도시한다.

이하에서는 본 발명의 실시예를 첨부한 도면을 참조하면서 설명하기로 한다.

도 1에는 PET 음료수 병의 목과 입구가 도시되어 있다. 나사형 마개(14)를 씌워 돌려 잠그는 나사산(12)이 그 음료수 병(10)의 입구에 형성된다. 그 나사산(12)의 수 밀리미터 아래쪽에, 원주형 지지링(16)이 병목에 더 형성된다. 그 나사형 마개(14)는 상부 캡-형상부(18)와, 짧은 연결 웹(connecting webs, 22)들에 의해 캡-형상부(18)에서 대략 1mm 정도 떨어져 매달려 있는 잠금 링(20)으로 구성된다.

음료수 병(10)은, 도시하지는 않았지만, 컨베이어를 타고 이송되는데, 이송 방향은 도면의 평면에 대해 수직이다. 광 섬유(24) 형태의 조명부가 그 음료수 병(10)의 목 부분의 한 쪽에 (도 1에서, 좌측면상에) 배치되고, CCD 카메라(26)가 그 맞은편 쪽에 배치된다. 광섬유(24)에 의해 방출되는 광선속(bundle of rays, 28)은 대략 CCD 카메라(26)의 광축 선상에 있게 된다. 광섬유(24)의 말단은 지지 링(16)의 아래쪽에 위치하며, 대략 30°의 각도로 위쪽으로 향한다. 광선속(28)의 개방 각도(opening angle)는 이와 비슷하게 대략 30°이며, 그 결과 음료수 병(10)의 입구 부분의 맞은편 쪽은 안쪽에서부터 빛이 조사된다. 광선속(28)의 관련 부분은, 나사산(12)의 나사 턴(thread turns)들의 곡률에 의해, 나사형 마개(14)의 캡-형상부(18)의 가까운 내측면(adjacent internal side) 상에 초점이 맞춰지고, 그 결과 각각의 나사 턴은 CCD 카메라(26)에 의해 날카로운 선으로 인지된다.

그 나사 턴들은 수직방향으로 나있는 환기 슬롯(ventilation slots, 30)들에 의해 끊어져 있다(도 2 참조). 환기 슬롯(30)들을 따라가면서 있는 나사 턴들의 사각모서리형 단부들은 그 광에 똑같이 초점이 맞고, 그러므로 CCD 카메라(26)에 의해 명확하게 인식될 수 있다.

도 1에는 단지 하나의 광 섬유(24)와 하나의 CCD 카메라(26)만 표시되어 있지만, 실제로는 두 개의 광 섬유와 두 대의 CCD 카메라가 각 측면에 배치되며, 각 경우에 서로에 대해 대략 90°정도 벌어져(offset) 있으며, 그 결과 나사형 마개(14)의 전체 원주가 포착된다.

도 2에서 알 수 있듯이, 각 환기 슬롯(30)은 나산 턴들 각각을 다른 높이에서 끊는다. 이것은 CCD 카메라(26)의 광축선에 대하여 음료수 병(10)의 각 위치 내지 회전 위치가 결정되도록 해준다.

잠금 링(20)이 소정의 절단점(breaking point: 32)을 갖는다는 점을 도 2에서 더 알 수 있다. 이런 소정의 절단점(32)을 써서, CCD 카메라(26)의 광축선에 대하여 나사형 마개(14)의 각 위치 또는 회전 위치를 더 결정할 수 있다.

음료수 병(10)의 각 위치와 나사형 마개(14)의 각 위치의 비교로부터, 그 나사형 마개(14)가 음료수 병(10)에 얼마나 많이 돌려 잠겨졌는지 즉, 음료수 병(10)에 대한 나사형 마개(14)의 상대적인 각 위치를 결정할 수 있다. 만약 이 상대적 각 위치가 이 각 위치의 의도한 값에 비해 7°이상 또는 바람직하게는 3°이상 빗나가면, 그 관련 음료수 병(10)은 이후의 생산 공정으로부터 배제시킨다.

10: 병 12: 나사산
14: 나사형 마개 16: 지지 링
18: 캡-형상부 20: 잠금 링
22: 연결 웹 24: 광 섬유
26: CCD카메라 28: 광선속
30: 환기 슬롯 32: 소정의 절단점

Claims (10)

1. 병(10) 위에 돌려 잠근 플라스틱 나사형 마개(14)를 여는 데 필요한 토크가 미리 설정된 값에 해당하는지 여부를, 접촉 없이, 검사하기 위한 방법으로서, 상기 병(10)에 대하여 상기 돌려 잠근 플라스틱 나사형 마개(14)의 회전 위치를 상기 병(10)에 표시된 마크와 상기 나사형 마개(14)에 표시된 마크를 이용하여 이미지 평가에 의해 알아내되, 상기 병(10) 또는 상기 나사형 마개(14)의 회전 위치는 광선속(28)을 써서 알아내고, 병 입구가 상기 병(10)의 맞은편 측면의 안쪽에서부터 광이 조사되고, 상기 나사형 마개(14)의 바깥 측면이 카메라(26)에 의해 포착되고 그 포착된 이미지가 평가되도록, 상기 광선속은 상기 나사형 마개(14)의 아래에서 위쪽으로 향하는 각도로 상기 병(10)의 한 측면으로 향하는 것을 특징으로 하는 검사 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 병(10)은 적어도 병 목 부분이 투명 물질로 이루어진 것을 특징으로 하는 검사 방법.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 병 목에 마련된 나사산(12)의 시작 및/또는 끝 부분이 상기 병의 회전 위치를 알아내기 위한 마크로서 사용되는 것을 특징으로 하는 검사 방법.
4. 선행 청구항들 중 하나에 있어서, 상기 병(10)의 회전 위치를 알아내기 위해 적어도 두 개의 마크가 평가되는 것을 특징으로 하는 검사 방법.
5. 제4항에 있어서, 하나의 마크는 상기 병 목에 마련된 상기 나사산(12)의 시작 및/또는 끝 부분이고, 다른 하나의 마크는 상기 병 목에 마련된 상기 나사산(12)의 나사 턴들(thread turns)을 가로질러 끊는(interrupt) 환기 슬롯들(ventilation slots: 30)인 것을 특징으로 하는 검사 방법.
6. 선행 청구항들 중 하나에 있어서, 상기 나사형 마개(14)의 회전 위치를 알아내기 위해 상기 나사형 마개(14)의 적어도 두 개의 마크가 사용되는 것을 특징으로 하는 검사 방법.
7. 선행 청구항들 중 하나에 있어서, 상기 나사형 마개(14)의 잠금 링(20)에 마련된 소정의 절단점(breaking point: 32), 상기 나사형 마개(14)에 마련된 나사산, 상기 나사형 마개(14)에 마련된 환기 슬롯 및/또는 상기 나사형 마개(14)의 원주의 세로 홈(fluting)에서의 차이(variation)가 상기 나사형 마개(14)의 회전 위치를 알아내기 위한 마크로서 사용되는 것을 특징으로 하는 검사 방법.
8. 제7항에 있어서, 상기 나사형 마개(14)에는, 적어도 하나의 마크가 상기 이미지 평가를 위해 사용되는 카메라의 조리개 각도(angle of aperture) 내에 항상 위치하도록 하는 적어도 하나의 그런 마크가 마크로서 제공되는 것을 특징으로 하는 검사 방법.
9. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 병 목에 마련된 상기 나사산(12)과 상기 나사형 마개(14)에 마련된 상기 나사산은, 소정의 토크 값에서, 정확히 맞은편에 있거나 또는 서로에 대하여 소정의 각 거리를 갖는 환기 슬롯들을 갖는 것을 특징으로 하는 검사 방법.
10. 선행 청구항들 중 하나에 따른 방법을 수행하기 위한 장치로서, 플라스틱 나사형 마개(14)들을 써서 닫히는 병들(10)의 연속적인 흐름의 한 쪽에 적어도 하나의 광원(24)을 구비하며,상기 광원(24)의 맞은편 쪽에 있는 상기 병의 흐름의 나머지 한 쪽에 마련되어 광 조사된 그 내측면의 바깥면 이미지를 포착하는 적어도 하나의 광 포착 장치(26) 및 상기 나사형 마개(14)에 대한 상기 병(10)의 상대적 회전 위치를 결정하기 위해 포착된 이미지를 평가하는 장치를 가지고, 상기 병(10)의 내 측면 및 이와 마주보는 상기 나사형 마개(14)의 내 측면에 광이 조사되도록 하는 방법으로 상기 광원(24)이 광선속(28)을 상기 나사형 마개(14) 아래의 한 지점에서 각각의 검사대상 병(10)으로 향하도록 하는 것을 특징으로 하는 검사 장치.
    

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