MXPA98007446A

MXPA98007446A - Dispositivo de inspeccion de pliegue para pelicula de sobreenvoltura transparente.

Info

Publication number: MXPA98007446A
Application number: MXPA98007446A
Authority: MX
Inventors: S Smith Barry
Original assignee: Philip Morris Prod
Priority date: 1997-09-12
Filing date: 1998-09-11
Publication date: 2005-01-10
Also published as: BR9803432A; JPH11173992A; US6301380B1; EP0902275A1

Abstract

Un aparato de formacion de imagen y proceso para inspeccionar sellos y pliegues de pelicula de pelicula polimerica. La luz incidente se aplica al paquete para provocar que ya sea la luz reflejada o la transmision refleje un paso a traves de la envoltura de polietileno. La envoltura afecta la imagen transmitida o reflejada de una manera en la cual puede ser analizada para determinar la calidad de la aplicacion de la pelicula polimerica.

Description

DISPOSITIVO DE INSPECCIÓN DE PLIEGUE PARA PELÍCULA DE SOBREENVOLTURA TRANSPARENTE I. Antecedentes de la Invención A. Campo de la Invención Esta invención se relaciona a sistemas de inspección para sobreen volver productos empaquetados para asegurar una sobreenvoltura completa y de calidad, gráficos adecuados y construcción de empaque.

B. Descripción de la Técnica Anterior Los sistemas de inspección para productos empacados son conocidos generalmente para el uso como dispositivos de control de calidad, y control de proceso para manofactura. Los consumidores pueden rechazar por completo o devolver la mercancía empacada de manera defectuosa, por una variedad de razones. Los productos de consumo sellados de manera inadecuada pueden incrementar los intereses de seguridad y frescura y los productos, aún en buenas condiciones, serán devueltos rutinariamente para reembolso y desecho con las pérdidas inherentes. La inspección es una forma de asegurar un mínimo de defectos de empaque. Los sistemas de inspección de alta velocidad tienen un tiempo limitado para determinar la aceptación del producto y generalmente están limitadas a la examinación de las características de superficie plana; por ejemplo una mala impresión o un defecto en el exterior de producto. Los objetos con una sección transversal circular; por ejemplo cigarros, pueden ser escudriñados de manera secuencial utilizando tecnología de escudriñamiento de imagen tal como en las Patentes Norteamericanas Nos. 5,235,649, 5,366,096, 5,414,270, 5,013,905, y 4,976,544, que están incorporadas a la presente en su totalidad. Sin embargo, una envoltura transparente o parcialmente transparente; por ejemplo una envoltura de película de polietileno, es invisible para los dispositivos de inspección óptica normales. Un método para inspeccionar la condición de la envoltura es necesario para asegurar que el empaque está intacto y que no se embarcan productos defectuosos.

C. Breve Descripción de la Invención Los solicitantes han desarrollado un proceso de formación de imagen novedoso para inspeccionar sellos y pliegues de película polimérica. La luz incidente es aplicada al paquete para provocar que la luz reflejada o transmitida refleje un paso a través de la envoltura polimérica. La envoltura afectará la imagen transmitida o reflejada de una manera que puede ser analizada para determinar la calidad de la aplicación de película polimérica.

II. Breve Descripción de las Figuras La Figura 1 es una vista en perspectiva del empaque envuelto en película polimérica. La Figura 2 es una vista extrema de un paquete envuelto en película polimérica. La Figura 3 es una vista en perspectiva de un paquete con una cinta desprendible en la película polimérica. La Figura 4 es una vista esquemática de un sistema de inspección de acuerdo con la presente invención. La Figura 5 es una vista extrema de un paquete envuelto de manera defectuosa. La Figura 6 es una vista en perspectiva de un sistema preferido ilustrativo para detectar defectos en superficies planas. La Figura 7 es el sistema de la Fig.6 con un defecto presente. La Figura 8 es una vista en perspectiva de un paquete y una cinta desprendible. La Figura 9 es una vista en perspectiva de un paquete y una cinta desprendible. La Figura 10 es una vista en perspectiva de la porción de iluminación de un aparato de conformidad con la presente invención.

La Figura 11 es una vista en perspectiva de la porción de iluminación de un aparato de acuerdo con la presente invención.

III. Descripción Detallada Las disposiciones ilustrativas de la invención pueden verse mediante referencia a las figuras y esta descripción. Esos ejemplos servirán como ilustraciones de la invención, y como tales no deben ser considerados como limitantes de la invención. El presente sistema de visión inventivo se usa para mejorar la calidad del producto, pero adicionalmente es utilizable como un sistema de inspección/control de proceso. Permite a un operador ver el proceso de manofactura dinámicamente conforme se están empacando los cigarros. Por lo tanto, un caso de trabajo empacado de manera defectuosa no es empacado y enviado a inventario, para ser descubierto en una auditoría de calidad posterior, o peor aún, por un consumidor. Por tanto, tal sistema se usa preferiblemente en el empaque de corriente principal. Volviendo a la Figura 1, se ve un ejemplo de un artículo empacado. La envoltura "ideal" tendría un total de cinco líneas, es decir las líneas 10, 12, 14, 16 y 18 como costuras de cierre, sin traslape, o con traslape mínimo. La figura 2 ilustra el cierre en una vista extrema del paquete de la figura 1. El sistema de envoltura de la figura 2, ilustra que la envoltura en exceso puede ser fácilmente plegada sobre el corte para hacer un sello por calor o un cierre con pegamento. Las líneas 20, 22, 24 y 26 se originan todas con el mismo borde (superior o inferior) de la envoltura de película polimérica. De una manera similar a empacar cualquier empaque, la película en exceso es doblada físicamente de lado a lado, después de extremo a extremo o viceversa. Los medios de sellado, usualmente un tratamiento con calor o la aplicación de una substancia adhesiva, completa el procedimiento de envoltura. Un paquete empacado adecuadamente, dependiendo de la secuencia de los pliegues, la colocación de la sobreenvoltura, y una cantidad de material en exceso, tendrá un patrón de "pliegue" distintivo como se ve en la figura 2. Un error en el pliegue, la colocación de la sobreenvoltura o un rasgado en la envoltura afectará drásticamente el patrón del extremo. Por ejemplo, en la Fig. 5, la envoltura completa se tuerce hacia un lado y el patrón es claramente visible como "erróneo". La película de polímero, usualmente es invisible cuando se usa como sobreenvoltura, permitiendo que las marcas publicitarias o la impresión del empaque se muestren a través de la misma. Por lo tanto, las técnicas de inspección estándar fallarán en recolectar los defectos de sobreenvoltura, por la mala colocación, el mal plegado, el rasgado, el arrugamiento, u otros defectos. El sistema novedoso de los solicitantes toma ventaja de una propiedad única de las película de polímero transparente o semitransparente. La película actúa, para distancias cortas, como un conductor de luz. en muchas maneras es similar esto es similar a la transmisión de luz de fibra óptica, cuando se alcanza un punto final con un medio que tiene diferente índice de refracción, la luz parece emanar desde el punto final, provocando que "brille". Por tanto, como puede verse en la Fig. 4, la fuente de luz 40 envía luz incidente dentro de la envoltura misma. La luz "escapa" de la envoltura de película en los bordes y pliegues donde alcanza un límite reflectivo. La luz que escapo 42 es capturada por medio del lente 44 para la cámara 46 y desde esta enviada a un procesador de imagen (no mostrado). El procesamiento de imagen se lleva a cabo para producir una imagen de los pliegues, o una imagen de superficie transparente. En una modalidad, las superficies sin pliegues pueden ser formados en imágenes para los defectos. A manera de ejemplo, la Fig. 6 ilustra tal sistema. El generador de luz incidente 60 genera la luz incidente 62 que es proyectada dentro de la película polimérica. La luz reflejada intensa o desviada será capturada en el lente 66 y enfocada en la cámara 68 para transmisión al programa de análisis de imagen. La Fig. 7 ilustra un defecto que es detectado por el sistema novedoso. La fuente de luz 70 genera luz incidente 72 que entra a la superficie de película polimérica 73. El defecto 74 representa una porción faltante de envoltura de película polimérica. Los bordes del defecto 75 son iluminados claramente por la luz en la película polimérica. El defecto está dentro del campo de visión 76 de la cámara 78 y el lente 77. La imagen, incluyendo el defecto, es transmitida por cable o dispositivo de transferencia de datos 79 para ser procesada.

El análisis de imagen de la presente invención se ejecuta mediante las siguientes etapas. El patrón de plegado o el patrón de rasgado es capturado por el escudriñamiento de la cámara. Puede usarse el escudriñamiento a color o en blanco y negro, aunque el escudriñamiento en blanco y negro es más rápido, tiene una más alta resolución y se adapta más fácilmente al escudriñamiento parcial por ejemplo por medio de la cámara de escudriñamiento de campo parcial. La imagen es transferida por medio de los circuitos E/S o similar hacia la computadora. La computadora tiene imágenes de referencia almacenadas que son reconocidas como imágenes aceptables. La Patente de los Estados Unidos 5,537,670 proporciona una explicación completa de tal sistema y se incorpora a la presente mediante referencia. Un paquete tal como el que se ve en la Fig. 7, con su hendedura en la superficie, se compararía contra un banco de datos de imágenes de referencia aceptables y rechazado después. El sistema puede inspeccionar también los cortes de cintas desprendibles y la colocación adecuada de la cinta desprendible, como puede verse en la Fig. 3 En tanto que los bordes 32 y 30 pueden ser inspeccionados, para que pueda desprenderse la saliente de cinta 34 y los cortes de cinta desprendible 36, para completar la colocación y el corte. El sistema de inspección también toma ventaja de las características de bloqueo de una película de envoltura polimérica que tiene impresión en la misma. La imagen impresa sobre la película actuará para bloquear la transmisión de luz en un patrón particular, o reducirlo. El sistema puede "aprender" rápidamente esta dispersión de luz permitiéndole almacenar imágenes aceptables en su base de datos. Después, los patrones de luz obstruidos son aprendidos como aceptables. Otros patrones de envoltura pueden aprenderse igualmente de una manera similar para la programación inicial con plegado de empaque convencional y las imágenes de superficie, por ejemplo como se ve en las Figs.8-11. Los dispositivos de cámara pueden ser cámaras de vídeo estándares, dispositivos acoplados con carga u otros detectores ópticos que pueden recibir la luz transmitida o reflejada desde la película polimérica. La fuente de luz utilizada puede ser fluorescente, incandescente, generada de estado sólido (por ejemplo LED constante o "impulsada"), infrarroja, u otro tipo de luz, en tanto que la longitud de onda sea transmitida por la película polimérica. Un estroboscopio ilustrativo es fabricado por EG&G, Inc., de Salem assachusetts. Número de parte 2020 es particularmente útil. Un aparato de acuerdo con la presente invención será útil para la inspección óptica de los objetos envueltos en un material transparente o semi-transparente. El material transparente es un material de película, laminado o no laminado, recubierto o no recubierto, con o sin una imagen en la película. La película está hecha de polipropileno, polietileno celofán, o similar. Los espesores pueden estar en la escala desde aproximadamente .1 mil hasta 10 mils, preferiblemente desde la escala de .5 hasta 3 mils, más preferiblemente desde alrededor de 1-2 mils, más preferiblemente de alrededor de 1.5 mils. El aparato tendrá una fuente de luz colocada de manera que la luz entra al material de envoltura transparente en una intensidad mayor que las condiciones de luz ambiente, y un detector óptico que recibe la luz desde el material de envoltura transparente. Puede usarse una fuente de luz de 1 a 100 watts, aunque se ha encontrado más eficiente obstruir la luz natural hasta cierto grado y usar luces en el extremo inferior de esa escala, de 1-25 watts, y preferiblemente desde 1-15 watts de salida. El aparato estará equipado además con un analizador de imagen que recibe la entrada desde el detector óptico y determina la aceptación de esa entrada. La cámara GPMF702D blanco y negro de Panasonic es particularmente útil y está disponible para uso como el detector óptico. Tal cámara es capaz de escudriñamiento parcial que resulta en velocidad de cuadro incrementada y mayores velocidades de inspección, y es fácilmente conectada en red en una computadora 486 por medios convencionales. El controlador actualmente preferido es una unidad de procesamiento en base a 486 Pentium™, fabricada y diseñada por PPT de Edén Prairie, Minnesota bajo la designación VPC 400 Vision Procesing Controller. El controlador preferiblemente está enlazado a una exhibición de imagen óptica que puede exhibir las imágenes generadas visualmente para un operador que puede ajustar o detener una máquina de empaque en forma manual. Un ciclo de retroalimentación automatizado puede proporcionarse también para corregir ciertos defectos conocidos, por ejemplo una librería de imágenes defectuosas, ciertas etapas correctivas pre-programadas pueden ser ejecutadas automáticamente por el controlador e introducidas en la máquina de empaque. Alguien con experiencia en la técnica, habiéndose referido a esta descripción, puede hacer muchas modificaciones y mejoras a la misma sin apartarse del alcance de las reivindicaciones anexas.

Claims

REIVI NDICACIONES

1 . Aparato para la inspección óptica de objetos envueltos en un material transparente o semi-transparente (64) que comprende: una fuente de luz (40) (60) (70) colocada de manera que esa luz entra al material transparente o semi-transparente (64) en una intensidad mayor que las condiciones de luz natural; un detector óptico (46) (68) (78) que recibe la luz desde un material de envoltura transparente; y un analizador de imagen que reci be la entrada desde el detector óptico y determina la aceptación de esa entrada.

2. Aparato de conformidad con la reivi ndicación 1 , en donde la fuente de luz (40) , (60), (70) se coloca en un ángulo del objeto que se va a inspeccionar.

3. Aparato de conformidad con la reivindicación 1 o 2 , en donde la fuente de luz (40) (60) (70) es incandescente o fluorescente .

4. Aparato de conformidad con la reivi ndicación 1 , 2 o 3 , en donde la fuente de luz (40) (60) (70) es de estado sól ido .

5. Aparato de conformidad con la reivindicación 4 , en donde la fuente de l uz (40) (60) (70) comp rende por lo menos u n d iodo emi sor de luz.

6. Apa rato de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en donde la luz desde la f uente de luz (40) (60) (70) es u ltravioleta .

7. Aparato de conformidad con cu alquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en donde la luz desde la fuente de luz (40) (60) (70) es infrarroja.

8. Aparato de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en donde la luz desde la fuente de luz (40) (60) (70) es luz visible.

9. Aparato de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde la fuente de luz (40) (60) (70) emite desde 1 hasta 100 watts.

10. Aparato de conformidad con la reivindicación 9, en donde la fuente de luz (40) (60) (70) es desde 1-25 watts en potencia.

11. Aparato de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el detector óptico (46) (66) (76) es una cámara.

12. Aparato de conformidad con la reivindicación 11, en donde la cámara (46) (66) (76) es un dispositivo de carga acoplado.

13. Aparato de conformidad con las reivindicaciones 11 o 12, en donde la cámara (46) (66) (76) es sensible a la luz infrarroja o ultravioleta.

14. Aparato de conformidad con las reivindicaciones 11 a 13, en donde la cámara (46) (66) (76) es una cámara de escudriñamiento en blanco y negro.

15. Aparato de conformidad con las reivindicaciones 11 a 14, en donde la cámara (46) (66) (76) es una cámara de escudriñamiento de presentación parcial.

16. Aparato de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde la fuente de luz (40) (60) (70) es constante.

17. Aparato de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 15, en donde la fuente de luz (40) (60) (70) es impulsada o estroboscópica.

18. Aparato de conformidad con cualquier reivindicación anterior, que comprende además una exhibición óptica.

19. Aparato de conformidad con cualquier reivindicación anterior para la inspección óptica de los paquetes de cigarros envueltos en un material de envoltura de película polimérica transparente o semi-transparente (64).

20. Un método para inspeccionar ópticamente el paquete envuelto en una envoltura transparente o semi-transparente (64) que comprende: proporcionar un artículo envuelto que se va a inspeccionar; dirigir la luz incidente sobre el artículo de manera que por io menos parte de la luz incidente entra a la envoltura (64) y la envoltura actúa como una guía de onda para la luz; detectar la luz que escapa desde la envoltura; examinar el patrón de la luz que escapó y compararlo con los patrones conocidos; y determinar la aceptación del artículo envuelto comparando el patrón de la luz que escapó con una base de datos de imágenes conocidas de patrones de luz que escapó desde paquetes aceptables.