NL8103462A - Inrichting voor optisch aftasten. - Google Patents

Description

Inrichting voer optisch aftasten.

De uitvinding heeft betrekking op een inrichting voor het optisch aftasten van voorwerpen, waarbij het licht van een of meer lichtbronnen valt op een of meer lichtgevoelige sensoren en tussen de lichtbronnen en de sensoren de af te tasten 5 voorwerpen zijn aangebracht.

Het is bekend om tijdens de produktie- en verpakkingsfase van de verschillendste produkten afwijkingen van de gewenste struktuur optisch te herkennen. Daarbij worden lichtstralen, welke stammen van een lichtbron, bijvoorbeeld door het 10 af te tasten voorwerp gereflekteerd en komen op fotocellen, se~ kundaire eBctronenvermenigvuldigers of andere registreerinrichtin-gen. Daaropvolgende inrichtingen hebben tot taak de herkende afwijking aan te wijzen en eventueel inrichtingen te sturen, die het als foutief herkende voorwerp afzonderen uit de produktie-15 resp. verpakkingsgang. De tot nu toe bekende inrichtingen hebben het gebrek, dat zij verhoudingsgewijs ingewikkeld en duur van opbouw zijn en dat een groot aantal van afzonderlijke koroponenten als sensoren wordt gebruikt, zodat bij af te tasten kleine voorwerpen, bijvoorbeeld bij de controle van tabletten, bij het optre-20 den van storingen van de afzonderlijke sensorelementen een ingewikkelde en tijdrovende reparatie nodig was.

De uitvinding is gericht op een vereenvoudigde en gelijktijdig echter betrouwbaar werkende optische aftastinrich-ting, welke een geringe bouwhoogte mogelijk maakt, geen ingewikkel-25 de elektronika en/of optica nodig maakt en fouten van de voorwerpen nauwkeuriger en betrouwbaarder aanwijst.

Dit wordt door een inrichting van bovengenoemde soort opgelost, welke wordt gekenmerkt, doordat als lichtge. voelige sensor of sensoren een of meer zonnecellen met groot opper-30 vlak worden gebruikt en tussen het oppervlak van de zonnecellen en het af te tasten voorwerp een aan de contour van het af te tasten voorwerp aangepast gatenmasker is aangebracht.

Q

\s 1 0 3 4 6 2 - 2 - - '*M , , • - .Si* 'Met voordeel gaat het bij de lichtbron of een diffuse straler, waarbij tussen het af te tasten voorwen) en de straler een aan het voorwerp aangepast stralingsdiafragma is aangebracht .

5 Bij een verdere voorkeursuitvoering is de stra- lingsbron een lichtemissiediode (LED) en/of een infraroodlichtbron.

Een verdere voorkeursuitvoering betreft een inrichting, waarbij een lichtbron een of meer gerichte stralenbundels opwekt, welke kunnen worden aangepast aan het aantal van 10 de voorwerpen en de contour van de voorwerpen. Bij deze uitvoeringsvorm kunnen ook een of meer lichtgeleidervezelbundels als lichtbron worden gebruikt.

Voor het verkrijgen van een grotere sektoren-resolutie is het voordelig het aantal zonnecellen in het gebied, 15 waarin men een verhoogde resolutie wil bereiken, te vergroten en elke zonnecel te voorzien van een afzonderlijke versterker.

Bij voorkeur zijn de zonnecellen aangebracht op een dragerplaat, welke door middel van veren, welke steunen tegen het ondergedeelte van de inrichting, in een vaste stand tegen een 20 op een geleiding steunende glasplaat wordt gedrukt.

\ ’

Met voordeel zijn een of meer zonnecellen met het aan de af te tasten voorwerpen aangepast gatenmasker en de daarbij behorende drager- en bevestigingselementen samengevoegd in een blok.

25 - De zonnecel of zcnncellen leveren een span ningsei gnaal aan een versterker, welke enerzijds een foutaanwijs-inrichting stuurt en anderzijds een machinebês.turing regelt. -

De inrichting volgens de uitvinding is geschikt voor aftastcontrole van tabletten, capsules en dragees, welke zich 30 in de regel bevinden in diengetrokken foliés. De inrichting kan evengoed worden gebruikt voor het aftasten van vele andere voorwerpen, zoals bijvoorbeeld zoetwaren, metaalwaren, textielwaren en andere waren, die zo uitgevoerd zijn, dat fouten in hun morfologie kunnen worden bepaald'met stralingssoorten, waarop zonnecellen 35 aanspreken.

8103462 Λ - 3 -

Met de hier genoemde zonn&ellen met groot oppervlak zijn zonnecellen bedoeld, welke in tegenstelling tot de tot nu toe voor aftastdoeleïnden gebruikte puntvormige stralingssenso-ren ten minste de door de openingen in het gatenmasker bepaalde 5 vlakken afdekken. Dit levert het essentiële voordeel, dat fouten in of aan deze voorwerpen met relatief groot oppervlak door een enkele meetwaarde, namelijk een spanningsverandering, kunnen worden bepaald, terwijl bij de bekende aftastinrichtingen grotere oppervlakken moeten worden verdeeld in een groot aantal aftastpunten en 10 elektronisch moeten worden verwerkt.

De aftastinrichting volgens de uitvinding heeft buitendien in vergelijking met de bekende inrichtingen het essentiële voordeel, dat voorwerpen van verschillende contouren door het verwisselen van het betreffende gatenmasker en eventueel 15 van het lichtdiafragma in dezelfde inrichting kunnen worden getest op fouten.

Fouten, die op deze wijze in de morfologie van een lichaam kunnen worden bepaald, zijn bijvoorbeeld contourfouten, fouten in de laagdikte, wanneer de restlaag nog voor stralen door-20 laatbaar is, en fouten, welke worden veroorzaakt door insluiting van vreemde lichamen, welke de stralingsdoorlaatbaarheid verminderen.

De inrichting volgens de uitvinding wordt wat betreft zijn werking ook niet nadelig beïnvloed wanneer de te con-25 troleren tabletten, capsules, dragees, enz. zich bevinden in een ondoorzichtige folie.

Manneer de te controleren voorwerpen in een vlak zijn aangebracht, hetgeen meestal bij de produktiecontrole van tabletten, capsules, dragees, enz., het geval is, zijn ook de 30 zonnecellen met erroot oppervlak van de controle-inrichting volgens de uitvindins bij voorkeur in een vlak aangebracht.

Zonnecelblokken volgens de uitvindin^jkunnen ook zo met elkaar worden gecombineerd, dat zij de contour van de te controleren voorwerpen ruimtelijk bepalen, d.w.z. dat een zonne-35 celblok bijvoorbeeld onder het voorwerp kan zijn merlaatst, een v 8103462 - 1» - verder "blok naast het voorwern en eventueel een derde blok achter het voorwerp kan zijn aangebraeht, zodat de vlakken van de zijwaarts en achter het voorwerp aangebrachte zonnecelblokken een hoek van ongeveer 90° maken met het vlak van het onder het voorwerp aan-5 gebracht zonnecelblok en een hoek van ongeveer 90° met elkaar vormen .

De uitvinding zal aan de hand van een uitvoeringsvorm volgens de tekening in het volgende nader worden beschreven.

10 Fig. 1 toont een doorsnede door een inrichting volgens de uitvinding, welke in dit geval bestaat uit een zonnecelblok.

Fig. 2 toont een blokschema, waarmee het uit de inrichting geleverde signaal wordt verwerkt respektievelijk aan-15 gegeven.

In figuur 1 zijn een aantal zonnecellen 1 in een vlak op een dragerplaat 3 aangebracht. Een afzonderlijke zonnecel neemt ten minste het vlak in, dat door de opening in het gatenmasker 5 wordt ingenomen. De opening in het.gatenmasker 5 heeft 20 een diameter, welke meestal iets kleiner is dan de diameter van het te controleren voorwern 12. Tn het onderhavige geval gaat het bij het voorwern 12 om een gebruikelijk tablet, dat in een diepgetrok-ken folie ligt. De zonnecellen if- worden gewoonlijk beschermd door een dunne glasplaat. Daarop ligt het gatenmasker 5, dat bij voor-25 keur uitwisselbaar is. Daarover ligt bij voorkeur een glasplaat 6. Door veren 2, welke steunen tegen het onderste deel 1 van de inrichting, wordt de gehele bovengenoemde konstruktie gedrukt in een vaste stand ten opzichte van een geleiding respektievelijk houder 7. In het getekende voorbeeld bevindt zich boven elk voorwerp een 30 lichtbron 11, De lichtbronnen 11 worden vastgehouden door een drager 10, welke via een afstandstuk 9 is gesteund op het stra-lingsdiafragma 8. Het stralingsdiafragma 8 laat het door de lichtbron 11 uitgezonden licht slechts in het gebied van het te kontro-leren voorwerp 12 naar het voorwern komen. Fet stralinesdiafragma 35 8 schermt dus strooilicht resnektievelijk strooistraling zijwaarts 8103462 >? - 5 - ten opzichte van het te controleren voorwerp af.

Gebruikt men in plaats van een diffuse lichtbron gerichte stralenbundels, welke zijn aangepast aan het aantal en de contour'van de te controleren voorwerpen 12, dan heeft men 5 geen stralingsdiafragma 8 nodig. Dit kan men eenvoudig bereiken, doordat men in nlaats van een diffuse lichtbron 11 bijvoorbeeld lichtgeleidingsvezelbundels aanbrengt boven de te controleren voorwensen 12.

In plaats van een lichtbron of koude lichtbron 10 kan men ook infraroodstralingsbronnen gebruiken, aangezien de zonnecellen op deze straling nog aanspreken.

Valt het licht respektieveli.jk de straling van de stralingsbron 11 op het voorwerp 12, dat door een niet-geteken-de toevoerinrichting is gebracht op de controleplaats, en is het 15 voorwerp wat betreft zijn contour en morfologie in zodanige staat, dat het enerzijds de betreffende opening in het gatenmasker 5 volledig bedekt en geen straling doorlaat, dan komt praktisch geen licht respektievelijk geen straling op de onder het gatenmasker 5 aangebrachte zonnecel b en de in figuur 2 met 1U aangegeven verster-20 kertrap ontvangt van de zonnecel green snanningssignaal. Dit betekent, dat het gecontroleerde voorwerp peen fouten heeft en niet wordt afgezonderd.

Bezit het voorwerp contourfouten, dan komt licht langs de storingsplaats van het voorwerp 12 on de zonnecel b 25 met groot oppervlak en ontvangt de versterker lU in fisruur 2 in dit geval een snanningssignaal van de zonnecel. De zonnecel spreekt ook dan aan, wanneer de contour van het voorwerp niet is gestoord, maar de morfologie van het voorwerp zo sterk is gestoord, dat nog een zeker deel van de opvallende straling door het voorwerp op de 30 zonnecel komt. Dit is bijvoorbeeld dan het geval, wanneer een tablet bij de nrojektie op het gatenmasker 5 wel zijn voorgeschreven contour maar niet zijn voorgeschreven laagdikte bezit.

Krijgt de in figuur 2 getekende versterker 1¾ een snanningssignaal van een van de zonnecellen U, dan levert hij 35 een stuursignaal naar een foutaanwijzer 15, waarna het voorwens . v ,s Ί.Ι *81 03 4 62 - 6 - ' 1* · als fout wordt geroeid. Gelijktijdig levert de versterker ii een signaal aan een verdere stuurschakeling 16, welke dan de produk-tie- resnektievelijk vernakkingsmachine zo regelt, dat het foute voorwerp wordt afgezonderd. Zowel de versterker 1^, de machine-5 suurinrichting 16, alsook de stralingsbronnen 11 worden via gestabiliseerde netvoedingen IT van soanning voorzien.

De versterker 1U, welke het signaal van de zonnecel verwerkt, kan als differentiaalversterker en Pchmitt-Trigger werken.

10 Als lichtbron 11 kan naar keuze eén gloeilamp of een infrarode lichteroisaiediode (LED) of een andere geschikte lichtbron worden gebruikt. Gloeilampen en lichtemissiedioden zijn zogenaamde diffuse stralers. Bij gebruik van dergelijke diffuse stralers als stralingsbron is het aan te bevélen een stralings-15 diafragma 8 boven de te controleren voorwerpen aan te brenroen.

Werkt men met gericht licht of lichtgeleidervezels, dan kan men dit diafragma weglaten. Lichtgeleidervezels als stralingsbronnen hebben het voordeel, dat zij moeiteloos kunnen worden aangepast aan de contour en het aantal van de in een zonnecelblok te controleren 20 voorwerpen.

Door uitwisseling van het gatenmasker 5 en eventueel het st ralingsdiafragma 8 kan de- controle-inrichting volgens de uitvinding op de eenvoudigste wijze op de controle' van anders gevormde voorwerpen worden omgezet.

25 Wordt de inrichting volgens de uitvinding bij voorbeeld gebruikt voor het controleren van in diepgetrokkeri folies gelegde tabletten, dan komen de uitsparingen in het gatenmasker 5 boven de zonnecellen nauwkeurig overeen met de vorm van de te controleren tabletten en onder elke uitsparing van het gatenmasker, 30 d.w.z. onder elk tablet, is bij voorkeur een de gehele uitsparing volledig omvattende zonnecel aangebracht. Worden bijvoorbeeld 12-delige verpakkingen, d.w.z, folies met 12 tabletten, waarbij drie rijen van telkens vier achterelkaar geplaatste tabletten in een verpakkingseenheid zijn samengevoesd, gébruikt, dan komt het gaten-35 masker 5 overeen met deze 12-delive verpakking, d.w.z. telkens X' ' " \ ' ' 8103462 - τ - vier uitsparingen met de grootte van een tablet achterjelkaar in drie rijen geplaatst. Bij voorkeur zijn dan onder de uitsparingen van. het gatenmasker ook twaalf zonnecellen aangebracht. Moeten aansluitend capsules met deze inrichting worden gecontroleerd, dan 5 wordt het tabletten-gatenmasker verwisseld tegen een capsule-gaten-masker en dan kan de machine meteen verder werken. Even eenvoudig is het omstellen op de controle van zetpillen, dragees, enz. Wanneer slechts foutieve voorwerpen moeten worden bepaald, dan is de aftasting door middel van zonnecellen en eenvoudige gloeilampen 10 bijzonder gunstig wat betreft de kosten. Wanneer echter een grotere resolutie nodig is, dan worden slechts weinige voorwerpen op een zonnecel gegroepeerd en heeft elke zonnecel een afzonderlijke versterker. Aldus is het mogelijk om bijvoorbeeld bij tabletten, welke weinig lichtdoorlatend zijn, die af te zonderen, welke in het hori-15 zontale vlak zijn gebarsten (ingedrukt). Er is dus ook een begrensde diktemeting mogelijk. Bij voorkeur worden dan infrarode zenddio-den als lichtbron gebruikt.

Aangezien het gebied onder het te controleren voorwerp over het gehele vlak wordt omvat, zal slechts een signaal 20 (een spanningssignaal) per voorwerp voor een volledige controle nodig zijn. In tegenstelling daartoe moeten bij de bekende ootisch-elektrische controletoestellen, die met puntvormige aftasting van het voorwerp werken, reeds bij een klein voorwem honderden tot duizenden signalen worden verwerkt, hetgeen een overeenkomstig 25 omvangrijke en dure elektronika vereist. De inrichting volpens de uitvinding is dus essentieel eenvoudiger, goedkoper en betrouwbaarder dan de bekende controle-inrichtingen. Buitendien vereist deZe geen optica en kan met zeer geringe bouwhoogte worden vervaardigd.

8103462

Claims (9)

1. Inrichting voor het outisch aftasten van voorwerpen, waarbij het licht van een of meer lichtbronnen valt op een of meer lichtgevoelige sensoren en tussen de lichtbronnen en 5 de sensoren de af te tasten voorwerpen zijn aangebracht, met het kenmerk, dat als lichtgevoelige sensor of sensoren (k) een of meer zonnecellen met groot oppervlak worden gebruikt en tussen het oppervlak van de zonnecel en het af te tasten voorwerp een aan de contour van het af te tasten voorwerp aangepast gatenmasker (5) 10 is geplaatst.

2. Inrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de lichtbron (11) een diffuse straler is en tussen het af te tasten voorwerp en de straler een aan het voorwerp aangepast stralingsdiafragma (8) is aangebracht.

3. Inrichting volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat de lichtbron (11) een lichtemissiediode (LED) en/of een infraroodlichtbron is. i*. Inrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat een lichtbron (11) een of meer gerichte stralenbundels 20 opwekt , welke aan het aantal voorwerpen en de contour van de voorwerpen kunnen worden aangepast.

5. Inrichting volgens conclusie met het kenmerk, dat de lichtbron (11) bestaat uit een of meer lichtge-leidervezelbundels.

6. Inrichting volgens een van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat voor het verkrijgen van een grotere sektorresolutie het aantal zonnecellen in het gebied, waarin men een vergrote resolutie wil bereiken, wordt Verhoogd en aan elke zonnecel een afzonderlijke versterker is toegevoegd.

7. Inrichting volgens een van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de zonnecel of zonnecellen op een dragerplaat (3) zijn aangebracht, welke door middel van veren (2), welke steunen tegen het onderste deel (1) van de inrichting, in een vaste stand wordt gedrukt tégen een op een. geleiding (7) 35 steunende glasplaat (6). 8103462 .... - O - y

8. Inrichting volgens een van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat een of meer zonnecellen (h) met het aan de af te tasten voorwerpen aangepaste gatenmasker (5) en de daarbij behorende drager- en bevestigingselementen zijn samenge-5 vat in een enkel blok.

9. Inrichting volgens een van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de zonnecel of zonnecellen een spanningssignaal aan een versterker (lU) leveren, welke enerzijds een foutaanvijsinriehting (15) stuurt en anderzijds een machine- 10 besturing (16) regelt.

10. Inrichting in hoofdzaak zoals beschreven in de beschrijving en/of weergegeven in de tekening. X- · 8103462 s0' ~