NL8902916A - Inspectie-inrichting op basis van donkerveld-belichting. - Google Patents

Description

Inspectie-inrichting op basis van donkerveld-belichting

De uitvinding heeft betrekking op een inrichting voor het met donkerveld-belichting inspecteren van voorwerpen met ten minste één transparant deel, bijvoorbeeld glazen flessen, welke inrichting omvat: 1) verlichtingsmiddelen; 2) positioneringsmiddelen voor het zodanig plaatsen van een voorwerp, dat dat voorwerp door de verlichtingsmiddelen kan worden verlicht; en 3) een videocamera voor het waarnemen van dat voorwerp en het afgeven van videosignalen, welke verlichtingsmiddelen en welke videocamera zodanig ten opzichte van de positioneringsmiddelen zijn opgesteld, dat de videocamera in geval van een homogeen transparant deel van een voorwerp, zonder inhomogeniteiten, insluitsels, bellen, verontreinigingen of andere afwijkingen, geen beeld waarneemt.

Een dergelijke inrichting is bekend. Het nadeel van de bekende donkerveld-belichting is, dat de belichting van een voorwerp niet homogeen is, waardoor de detectie-gevoeligheid en daarmee de detectie-betrouwbaarheid van plaats tot plaats varieert.

Een verder nadeel van de bekende belichtings-wijze is, dat op verschillende plaatsen van een geïnspecteerd voorwerp het licht over verschillende hoeken dient te worden afgebogen om de camera te bereiken en aanleiding te geven tot het vormen van corresponderende videosignalen.

In de praktijk kan met behulp van de bekende donkerveld-belichting slechts een zeer beperkt gebied met voldoende betrouwbaarheid geïnspecteerd worden. Dat is de reden, waarom een donkerveld-belichting tot op heden niet toepasbaar was voor bijvoorbeeld flessen, in het bijzonder grotere flessen tot omstreeks 300 mm hoogte, zoals wijnflessen, frisdankflessen en dergelijke.

De uitvinding beoogt, een inrichting te bieden, waarmee een praktisch homogene belichting in een groot gebied kan worden verkregen, terwijl de verschillen in vereiste afbuiging van het licht om de camera te bereiken zeer beperkt blijven.

De uitvinding verschaft daartoe een inrichting van het vermelde type, die is gekenmerkt door 4) afbeeldingsmiddelen, zoals ten minste één positieve lens en/of ten minste één positieve spiegel, die tussen de belichtingsmiddelen en de positioneringsmiddelen zijn geplaatst en de belichtingsmiddelen in de nabijheid van het objectief van de videocamera afbeelden.

Opgemerkt wordt dat onder "belichtingsmiddelen" in het algemeen bronnen van elektromagnetische stralen moeten worden begrepen. Daaronder dus ook bijvoorbeeld ultraviolette straling en infrarode straling, die strikt genomen niet tot "licht" kunnen worden gerekend.

Er bestaan afwijkingen van transparante houders, bijvoorbeeld scheuren, barsten en dergelijke, die gericht licht afgeven door hun reflecterende eigenschappen. In verband daarmee kan het van voordeel zijn, niet van één bijvoorbeeld min of meer puntvormige lichtbron gebruik te maken, maar bijvoorbeeld twee lichtbronnen toe te passen, die ruimtelijk zodanig zijn gescheiden, dat ook de bedoelde fouten kunnen worden gedetecteerd. Bijvoorbeeld hebben cilindrische voorwerpen, zoals glazen flessen, jampotten en dergelijke, de algemene eigenschappen van een cilindrische, positieve lens. Voor dergelijke voorwerpen kan gebruik worden gemaakt van een opstelling met twee vertikaal boven elkaar geplaatste lichtbronnen.

Het genoemde principe van meer dan één lichtbron kan worden gegeneraliseerd. Een uitstekende homogeniteit en een grote detectie-betrouwbaarheid is verzekerd met een uitvoering, waarin de belichtingsmiddelen een verlicht deel omvatten dat een onverlicht deel omringt. Bijvoorbeeld kan gebruik worden gemaakt van een ringvormige lichtbron, die een onverlicht deel omringt. In het algemeen kan in dit verband worden vastgesteld, dat het onverlichte deel bepalend is voor de detectiegevoeligheid. Naarmate de afstand dwars op de optische as van de camera tot de camera toeneemt, wordt de detectiegevoeligheid kleiner. Naarmate de bedoelde afstand afneemt wordt de detectiegevoeligheid groter. Zeker voor het successievelijk inspecteren van in massa geproduceerde en door een transportband getransporteerde voorwerpen, dient men er echter voor te zorgen, dat terwille van een grote detectiegevoeligheid de optische stabiliteit van het systeem in gevaar komt.

Desgewenst zou het onverlichte deel dienst kunnen doen als secundaire lichtbron, die licht van een ander type uitzendt. Dit kan bijvoorbeeld licht zijn van een andere kleur of met een andere polarisatierichting. Aldus kan door middel van deze secundaire lichtbron elk voorwerp, behalve met donkerveld-belichting ook met doorvallend licht worden geïnspecteerd.

Bij voorwerpen, die zich niet zonder meer laten inspecteren omdat ze door hun vorm systematisch aanleiding geven tot een beeld in de videocamera, ook indien ze volledig voldoen aan de gestelde norm, kan de inrichting volgens de uitvinding zodanig worden uitgevoerd dat de vorm van het verlichte deel is aangepast aan de vorm van een te inspecteren voorwerp. Desgewenst kan op op zichzelf bekende wijze ook worden gewerkt met zogenaamde elektronische maskers, die bijvoorbeeld in software worden ingevoerd in een signaalverwerkingseenheid, die de van de videocamera afkomstige videosignalen verder behandelt.

in het algemeen wordt er in dit verband tevens de aandacht op gevestigd, dat op op zichzelf bekend wijze de videosignalen kunnen worden gebruikt voor het besturen van uitstootmiddelen in geval van een niet aan de norm voldoend voorwerp.

Een zeer lichte en goedkope inrichting is uitgevoerd met een Fresnel-lens. Een dergelijke lens kan bijvoorbeeld in spuitgietwerk van transparante kunststof worden vervaardigd tot grote afmetingen.

Met betrekking tot de detectiegevoeligheid wordt nog opgemerkt, dat, naarmate een te inspecteren houder verder van de videocamera afstaat de detectiegevoeligheid toeneemt. Namelijk, naarmate de betreffende afstand toeneemt is een geringere afbuiging van het licht nodig om tot een gedetecteerde fout te leiden.

De uitvinding zal nu worden toegelicht aan de hand van bijgaande tekening. Hierin tonen:

Fig. 1 een eerste uitvoering van de inrichting volgens de uitvinding;

Fig. 2 een equivalent met een spiegel; en

Fig. 3 een andere uitvoering.

Fig. l toont schematisch een lichtbron 1, die via een positieve Fresnel-lens 2 een glazen fles 3 belicht. De lichtbron 1 wordt op een met 4 aangeduide positie afgebeeld. Deze positie bevindt zich naast de objectieflens 5 van een videocamera 6. Indien geen voorwerp 3 aanwezig is, bereikt de videocamera 6 geen licht. Bij een aan een gestelde norm voldoend voorwerp 3 bereikt ook geen licht de videocamera 6. Slechts in geval van een afwijking, zoals inhomogeniteiten, insluitsels, bellen, verontreinigingen, glassplinters en dergelijke, vindt een zodanige reflectie of afbuiging van het licht plaats, dat de videocamera 6 licht waarneemt. Aan niet-getekende signaalverwerkingsmiddelen wordt het videosignaal doorgegeven om verder te worden gebruikt.

Fig. 2 toont een met fig. l overeenkomende opstelling, die echter daarin van verschilt, dat in plaats van de Fresnel-lens 2 gebruik is gemaakt van een holle, d.w.z. positieve spiegel 7. Voor het overige wordt verwezen naar de bespreking van fig. 1.

Fig. 3 toont een opstelling, die ten opzichte van fig. 1 is uitgebreid met een tweede lichtbron 8 die wordt afgebeeld op een positie 9. Uit de figuur blijkt, dat ook deze lichtbron 8 naast de objectieflens 5 van de videocamera 6 wordt afgebeeld. Onderstaande tabel geeft een vergelijking tussen een gangbare zijwand-inspectie-inrichting voor glazen flessen ten opzichte van de inrichting volgens de uitvinding.

Tabel

Fles- Afwijking Bekende Inrichting nummer zijwand- volgens de _ _inspector_uitvinding_

Detectie- Detectie- percentage percentage 1 steen 100 100 2 steen 100 0 3 luchtbel 0 100 4 luchtbel 0 75 5 onregelmatig glas 0 0 6 luchtbel 0 100 7 onregelmatig glas 75 100 8 luchtbel 0 100 9 steen 90 100 10 steen 100 100 11 onregelmatig glas 0 100 12 onregelmatig glas 0 100 13 onregelmatig glas 0 50 14 onregelmatig glas 0 100

Uit deze tabel blijkt, dat slechts de steentjes met voldoende betrouwbaarheid door de bekende inspectie-inrichting kunnen worden opgespoord. De in dit geval als zijwand-inspector opgestelde inrichting volgens de uitvinding geeft duidelijk betere resultaten.

Claims (5)

1. Inrichting voor het met donkerveld-belichting inspecteren van voorwerpen met ten minste één transparant deel, bijvoorbeeld glazen flessen, welke inrichting omvat: 1. verlichtingsmiddelen; 2. positioneringsmiddelen voor het zodanig plaatsen van een voorwerp, dat dat voorwerp door de verlichtingsmiddelen kan worden verlicht; en 3. een videocamera voor het waarnemen van dat voorwerp en het afgeven van videosignalen, welke verlichtingsmiddelen en welke videocamera zodanig ten opzichte van de positioneringsmiddelen zijn opgesteld, dat de videocamera in geval van een homogeen transparant deel van een voorwerp, zonder inhomogeniteiten, insluitsels, bellen, verontreinigingen of andere afwijkingen, geen beeld waarneemt, gekenmerkt door 4. afbeeldingsmiddelen, zoals ten minste één positieve lens en/of ten minste één positieve spiegel, die tussen de belichtingsmiddelen en de positioneringsmiddelen zijn geplaatst en de belichtingsmiddelen in de nabijheid van het objectief van de videocamera afbeelden.

2. Inrichting volgens conclusie l, met het kenmerk, dat de belichtingsmiddelen ten minste twee lichtbronnen omvatten.

3. Inrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de belichtingsmiddelen een verlicht deel omvatten dat een onverlicht deel omringt.

4. Inrichting volgens conclusie 3, met het kenmerk, dat de vorm van het verlichte deel is aangepast aan de vorm van een te inspecteren voorwerp.

5. Inrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de afbeeldingsmiddelen een Fresnel-lens omvatten.