PL177274B1 - Sposób i urządzenie do kontroli wymiarów zewnętrznych zakończenia przezroczystego pojemnika - Google Patents

Abstract

1 Sposób kontroli wymiarów zewnetrznych zakonczenia przezroczy- s tego pojemnika, w którym kieruje sie energie swietlna poprzecznie przez za- konczenie pojemnika, do czujnika, którego informacje przetwarza sie w ukladzie przetwarzajacym informacje w obraz, znamienny tym, ze kieruje sie energie skolimowanej wiazki swiatla na zewnetrzna strone zakonczenia przezroczystego pojemnika tak, ze pierwsza czesc energii swietlnej przepusz- cza sie przez zewnetrzna strone zakonczenia, podczas gdy powoduje sie, ze druga pada na zewnetrzna strone zakonczenia i jest odbijana lub zalamywana przez zakonczenie pojemnika tak, ze promienie swietlne w drugiej czesci nie sa juz równolegle do promieni skolimowanej wiazki swiatla w pierwszej cze- sci, ogniskuje sie przez przyslone teczówkowa, na czujniku w ukladzie macie- rzowym, pierwsza czesc energii skolimowanej wiazki swiatla, przepuszczanej przez zewnetrzna strone zakonczenia pojemnika w kierunku równoleglym do osi optycznej czujnika, przez co wyklucza sie z energii swiet- lnej, ogniskowanej na czujniku, druga czesc energii skolimowanej wiazki swiatla, odbijana lub zalamywana przez zakonczeme pojemnika, tak ze uzy- skuje sie zewnetrzny profil zakonczenia pojemnika na czujniku jako ciemny obraz na jasnym tle, 4 Urzadzenie do kontroli wymiarów zewnetrznych zakonczenia prze- zroczystego pojemnika, zawierajace czujnik w ukladzie macierzowym, wsta- wiony na drodze wiazki swiatla przepuszczonej przez zakonczenie pojemnika i dolaczony do ukladu przetwarzajacego informacje z czujnika w obraz, zna- mienne tym, ze zawiera przenosnik (34) z plyta przesuwna (27), na którym jest umieszczony pojemnik (14) dostarczony w kolejnosci do stanowiska kon- trolnego, z jednej strony zakonczenia (12) pojemnika (14) jest umieszczone zródlo swiatla (16) zawierajace lampe (18) usytuowana w ognisku soczewki (20) dla dostarczania energii skolimowanej wiazki swiatla do soczewki tele- metrycznej (32), która jest umieszczona po drugiej strome zakonczenia (12) pojemnika (14), za która jest usytuowana przyslona teczówkowa, zawierajaca zrenice wejsciowa(26) i soczewki (28,30), do ogniskowania na czujniku (24) pierwszej czesci energii skolimowanej wiazki swietlnej, przechodzacej przez zewnetrzna strone zakonczenia (12) pojemnika (14) w kierunku równoleglym do osi optycznej czujnika (24), FIG 1 PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób i urządzenie do kontroli wymiarów zewnętrznych zakończenia przezroczystego pojemnika, bezstykowo, zwłaszcza na drodze optycznej.

W dziedzinie wytwarzania pojemników zakończenie pojemnika określa część wylotową pojemnika. Na przykład w butelce zakończenie zawiera część szyjki z gwintem i/lub występem do zamiknięcia nasadką pojemnika oraz górną powierzchnię szyjki, otaczającą otwór wylotowy, na którym jest umieszczona nasadka. Zakończenie pojemnika musi być wykonane prawidłowo i mieć wymagane zewnętrzne parametry geometryczne dla zamocowania nasadki z uszczelnieniem pojemnika przed wyciekaniem i ulatnianiem się dwutlenku węgla podczas transportu i magazynowania.

Znane są z opisu patentowego Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 4 701 602 sposób i urządzenie do kontroli zakończenia przezroczystych pojemników, zwłaszcza pojemników szklanych, które zawierają układ do kierowania rozproszonej energii świetlnej poprzecznie przez zakończenie pojemnika podczas gdy pojemnik obraca się wokół jego osi głównej. Kamera zawiera wiele elementów światłoczułych umieszczonych w układzie liniowym, pod pewnym kątem względem pojemnika i współpłaszczyznowo z nią, aby widzieć powierzchnie zewnętrzne i wewnętrzne ściany, te ostatnie poprzez otwarty otwór wylotowy pojemnika. Poszczególne elementy układu liniowego kamery są próbkowane przez układ przetwarzający informacje podczas przyrostów obrotów pojemnika, a dane określające natężenie światła w każdym elemencie są zapamiętywane w pamięci układu jako złożona funkcja numeru elementu i analizowanego przyrostu. Takie dane są porównywane, po wykonaniu obrotu przez pojemnik, z danymi standardowymi określającymi dopuszczalne zakończenie pojemnika i jest wytwarzany sygnał odrzucenia, jeżeli to porównanie wskazuje przekroczenie wartości progowej nastawionej przez operatora.

Znane są z opisu patentowego Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 4 958 223 sposób i urządzenie do kontroli zakończenia pojemnika, gdy pojemnik jest trzymany i obracany wokół jego osi głównej. Źródło światła jest umieszczone tak, aby kierować rozproszoną energię świetlną na zakończenie pojemnika, a kameraj est umieszczona na osi poj emnika po stronie przeciwnej względem źródła światła. Kamera zawiera czujnik w układzie macierzowym, umieszczony tak względem elementów skupiających kamery, aby otrzymać obraz zakończenia pojemnika oświetlonego przez źródło światła. Elektroniczne układy przetwarzające informacje są dołączone do układu kamery w celu określenia charakterystyk optycznych zakończenia pojemnika jako różnych funkcji natężenia światła padającego na elementy układu macierzowego w celu wykry4

177 274 cia konstrukcyjnych odchyleń produkcyjnych lub parametrów geometrycznych zakończenia pojemnika.

W zastosowaniach, w którychjest szczególnie wskazany pomiar zewnętrznych wymiarów zakończenia pojemnika, jest bardzo pożądana poprawa ostrości obrazu profilu pojemnika, na przykład obrazu, w którym przejście przy krawędziach profilu charakteryzuje się dużym kontrastem i ostrym przejściem pomiędzy ciemnym obrazem i jasnym tłem.

Sposób według wynalazku polega na tym, że kieruje się energię skolimowanej wiązki światła na zewnętrzną stronę zakończenia przezroczystego pojemnika tak, że pierwszą część energii świetlnej przepuszcza się przez zewnętrzną stronę zakończenia, podczas gdy powoduje się, że druga część pada na zewnętrzną stronę zakończenia i jest odbijana lub załamywana przez zakończenie poj emnika tak, że promienie świetlne w drugiej części nie sąjuż równoległe do promieni skolimowanej wiązki światła w pierwszej części. Ogniskuje się przez przysłonę tęczówkową, na czujniku w układzie macierzowym, pierwszą część energii skolimowanej wiązki światła, przepuszczanej przez zewnętrzną stronę zakończenia pojemnika w kierunku równoległym do osi optycznej czujnika, przez co wyklucza się z energii świetlnej, ogniskowanej na czujniku, drugą część energii skolimowanej wiązki światła, odbijaną lub załamywaną przez zakończenie pojemnika, tak że uzyskuje się zewnętrzny profil zakończenia pojemnika na czujniku jako ciemny obraz na jasnym tle. Analizuje się czujnik w układzie macierzowym dla uzyskania dwuwymiarowego obrazu profilu zewnętrznego zakończenia pojemnika i określa się co najmniej jeden wymiar zewnętrzny zakończenia pojemnika na podstawie dwuwymiarowego obrazu.

Korzystnie po określeniu co najmniej jednego wymiaru zewnętrznego zakończenia pojemnika, obraca się pojemnik wokółjego osi, przy czym podczas analizowania czujnika w układzie macierzowym, analizuje się czujnik w układzie macierzowym przy przyrostach obrotów pojemnika i uzyskuje się wielokrotne, dwuwymiarowe obrazy profilu zewnętrznego zakończenia pojemnika przy przyrostach obrotów pojemnika od różnych położeń azymutalnych względem zakończenia.

Korzystnie jako wymiary zewnętrzne stosuje się średnicę obrzeża, wysokość krawędzi karbowania, średnicę podstawy ścianki gwintowanej, średnicę górnego i bocznego uszczelnienia, luz zamknięcia pomiędzy wierzchołkiem a obrzeżem i średnicę gwintu pustych pojemników szklanych.

Urządzenie według wynalazku zawiera przenośnik z płytą przesuwną, na którym jest umieszczony pojemnik dostarczony w kolejności do stanowiska kontrolnego. Z jednej strony zakończenia pojemnikajest umieszczone źródło światła zawierające lampę usytuowanąw ognisku soczewki dla dostarczania energii skolimowanej wiązki światła do soczewki telemetrycznej, która jest umieszczona po drugiej stronie zakończenia pojemnika, za którą jest usytuowana przysłona tęczówkowa, zawierająca źrenicę wejściowąi soczewki, do ogniskowania na czujniku pierwszej części energii skolimowanej wiązki świetlnej, przechodzącej przez zewnętrzną stronę zakończenia pojemnika w kierunku równoległym do osi optycznej czujnika, który jest dołączony do wejścia układu przetwarzającego informacje, którego drugie wejście jest dołączone do kodera, a wyjście jest dołączone do układu wyświetlającego dla analizowania czujnika w układzie macierzowym i uzyskania dwuwymiarowego obrazu profilu zewnętrznego zakończenia pojemnika, określającego co najmniej jeden wymiar zewnętrzny zakończenia pojemnika.

Korzystnie czujnik w układzie macierzowymjest umieszczony w kamerze mającej źrenicę wejściową, a soczewka telecentryczna ma jedno ognisko w nieskończoności i drugie ognisko w źrenicy wejściowej.

Korzystnie przenośnik z płytą, przesuwnąjest obrotowy wraz z pojemnikiem wokół jego osi na stanowisku roboczym, a układ przetwarzający informacje zawiera elementy do analizowania czujnika przy przyrostach obrotów pojemnika dla uzyskania wielokrotnych, dwuwymiarowych obrazów profilu zewnętrznego zakończenia pojemnika.

177 274

Korzystnie wymiary zewnętrzne stanowi średnica obrzeża, wysokość krawędzi karbowania, średnica podstawy ścianki gwintowanej, średnica górnego i bocznego uszczelnienia, luz zamknięcia pomiędzy wierzchołkiem a obrzeżem i średnica gwintu pustych pojemników szklanych.

Zaletą wynalazku jest opracowanie sposobu i urządzenia, które zapewniają dokładną kontrolę wymiarów zewnętrznych zakończenia pojemnika i poprawę ostrości obrazu profilu pojemnika. Zastosowanie soczewki telecentrycznej skutecznie eliminuje promienie świetlne, które nie są równoległe do osi optycznej soczewki tak, że kamera otrzymuje obraz zakończenia pojemnika cechujący się dużym kontrastem pomiędzy ciemnym obrazem i jasnym tłem oraz ostrym, jednoznacznym przejściem na krawędziach profilu.

Przedmiot wynalazkujest uwidoczniony w przykładzie wykonania wynalazku na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia w uproszczonym schemacie elektrooptyczne, bezstykowe urządzenie do pomiaru zewnętrznych wymiarów zakończenia pojemnika i fig. 2 - w uproszczonym schemacie profil zakończenia pojemnika z przykładowymi wymiarami mierzonymi według wynalazku.

Figury 1 i 2 wyjaśniają sposób kontroli wymiarów zewnętrznych zakończenia przezroczystego pojemnika, w którym kieruje się energię skolimowanej wiązki światła na zewnętrzną stronę zakończenia 12 przezroczystego pojemnika 14 tak, że pierwszą część energii świetlnej przepuszcza się przez zewnętrzną stronę zakończenia, podczas gdy powoduje się, że druga część pada na zewnętrzną stronę zakończenia i jest odbij ana lub załamywana przez zakończenie 12 pojemnika 14 tak, że promienie świetlne w drugiej części nie sąjuż równoległe do promieni skolimowanej wiązki światła w pierwszej części. Ogniskuje się przez przysłonę tęczówkową, zawierającą źrenicę wejściową 26 i soczewki 28, 30, na czujniku 24 w układzie macierzowym, pierwszączęść energii skolimowanej wiązki światła, przepuszczanej przez zewnętrzną stronę zakończenia 12 pojemnika 14 w kierunku równoległym do osi optycznej czujnika 24, przez co wyklucza się z energii świetlnej, ogniskowanej na czujniku 24, drugą część energii skolimowanej wiązki światła, odbijanąlub załamy wanąprzez zakończenie 12 pojemnika 14, tak że uzyskuje się zewnętrzny profil zakończenia 12 pojemnika 14 na czujniku jako ciemny obraz na jasnym tle. Analizuje się czujnik 24 w układzie macierzowym dla uzyskania dwuwymiarowego obrazu profilu zewnętrznego zakończenia 12 pojemnika 14 i określa się co najmniej jeden wymiar zewnętrzny A, D, E, F, H, T zakończenia 12 pojemnika 14 na podstawie dwuwymiarowego obrazu 42.

Figura 1 przedstawia urządzenie 10 do pomiaru wymiarów zakończenia 12 pojemnika 14. Źródło światła 16 jest umieszczone tak, że kieruje energię świetlnąna zakończenie 12 pojemnika 14 zwykle prostopadle do osi pojemnika 14. Źródło światła 16 zawiera jedną lub więcej lamp i rozpraszacz o ograniczonej szerokości lub korzystniej pojedynczą lampę 18 umieszczoną w ognisku soczewki 20 w celu przepuszczania zasadniczo równoległych promieni świetlnych przez zakończenie 12 pojemnika 14. Źródło światła 16 jest źródłem światła o stałym natężeniu lub źródłem światła stroboskopowego. Kamera 22 jest umieszczona względem pojemnika 14 po przeciwnej stronie niż źródło światła 16. Kamera 22 zawiera czujnik 24 w układzie macierzowym typu CCD, źrenicę wejściową 26 i soczewki 28, 30 związane ze źrenicą wejściową 26.

Pomiędzy kamerą22 i zakończeniem pojemnika 12 jest umieszczona soczewka telecentryczna 32. Soczewka telecentryczna 32 ma pierwsze ognisko, od strony pojemnika 14, w nieskończoności, a drugie ognisko w źrenicy wejściowej 26. Kamera 22 jest więc umieszczona względem soczewki telecentrycznej 32 tak, że źrenica wejściowa 26 jest oddalona od soczewki telecentrycznej 32 o odstęp równy ogniskowej soczewki. Źrenica wejściowa 26 wraz z soczewkami 28,30 działa jako przysłona tęczówkową w połączeniu z soczewką telecentryczną 32 do skupienia na czujniku 24 zasadniczo tylko tych promieni świetlnych ze źródła światła 16, które przechodzą przez zakończenie 12 równolegle do osi optycznej soczewki telecentrycznej 32 i kamery 22. W ten sposób promienie świetlne padające na pojemnik 14 są odbijane, pochłaniane

177 274 i/lub załamywane tak, że promienie świetlne nie wychodzą z pojemnika w kierunku równoległym do osi soczewki i kamery. Kamera 22 jest umieszczona tak, że czujnik 24 jest usytuowany w obrazie zakończenia 12 pojemnika 14 widzianego przez soczewkę telecentryczną 32. Czujnik 24 odbiera ostry obraz profilu zakończenia 12 pojemnika 14, utworzony jako ciemny obraz na jasnym tle.

Przenośnik 34, zawierający zwykle pokrętło gniazdowe, którego nie pokazano, i płytę przesuwną27, jest tak umieszczony i dołączony do źródła formowanych pojemników, żeby podawać kolejne pojemniki 14 do urządzenia 10. Kolejne pojemniki 14 są ustawiane w określonym położeniu i obracane przez układ napędowy 36 wokół osi głównej pojemnika 14. Koder 38 jest dołączony do mechanizmu obracającego pojemnik 14 w celu dostarczania sygnałów określających przyrosty obrotów pojemnika 14. Układ przetwarzający 40 informacje jest dołączony do kodera 38 i do czujnika 24 w układzie macierzowym w celu kontroli wskazań czujnika w funkcji przyrostów obrotów pojemnika 14 i tworzenia wielokrotnych, dwuwymiarowych obrazów elektronicznych zakończenia 12 poj emnika 14 z różnych położeń azymutalnych względem zakończenia 12. Zamiast użycia kodera 38, układ przetwarzaj ący 40 informacj e j est sterowany tak, że analizuje czujnik 24 w zasadniczo równych odstępach czasu, podczas gdy pojemnik 14 jest obracany ze stalą prędkością.

Figura 2 przedstawia, że układ przetwarzający 40 informacje wytwarza wielokrotne, dwuwymiarowe obrazy elektroniczne zakończenia 12 pojemnika 14 z fig. 1. Obrazy są odtwarzane w układzie wyświetlającym 44 i/lub analizowane przy użyciu technik wytwarzania sygnału odrzucenia pojemnika w przypadku, gdy jeden lub więcej wymiarów zakończenia pojemnika nie są prawidłowe.

Figura 2 przedstawia przykładowe wymiary obrazu 42 zakończenia pojemnika, które są mierzone i analizowane według wynalazku. Wymiarami, są średnica A obrzeża, wysokość D krawędzi karbowania, średnica E podstawy ścianki gwintowanej, średnica F górnego i bocznego uszczelnienia, luz H zamknięcia pomiędzy wierzchołkiem a obrzeżem i średnica T gwintu. Można mierzyć także inne parametry. Ponieważ zakończenie 12 pojemnika 14 załamuje, odbija i/lub pochłania światło padające ze źródła światła 16, nie wszystkie promienie świetlne wychodzące z pojemnika 14 są równoległe do osi optycznej soczewki telecentrycznej 32 i kamery 22, nie są więc kierowane do czujnika 24. Krawędź kontrastu obrazu 42 pomiędzy ciemnym profilem zakończenia 12 pojemnika 14 i jasnym tłem jest bardzo wyraźna i ostra.

177 274

177 274

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 70 egz. Cena 2,00 zł.

Claims (7)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Sposób kontroli wymiarów zewnętrznych zakończenia przezroczystego pojemnika, w którym kieruje się energię świetlną poprzecznie przez zakończenie pojemnika, do czujnika, którego informacje przetwarza się w układzie przetwarzającym informacje w obraz, znamienny tym, że kieruje się energię skolimowanej wiązki światła na zewnętrzną stronę zakończenia przezroczystego poj emnika tak, że pierwszączęść energii świetlnej przepuszcza się przez zewnętrzną stronę zakończenia, podczas gdy powoduje się, że druga pada na zewnętrznąstronę zakończenia i jest odbijana lub załamywana przez zakończenie pojemnika tak, że promienie świetlne w drugiej części nie sąjuż równoległe do promieni skolimowanej wiązki światła w pierwszej części, ogniskuje się przez przysłonę tęczówkową, na czujniku w układzie macierzowym, pierwszą część energii skolimowanej wiązki światła, przepuszczanej przez zewnętrzną stronę zakończenia pojemnika w kierunku równoległym do osi optycznej czujnika, przez co wyklucza się z energii świetlnej, ogniskowanej na czujniku, drugą część energii skolimowanej wiązki światła, odbijaną lub załamywaną przez zakończenie pojemnika, tak że uzyskuje się zewnętrzny profil zakończenia pojemnika na czujniku jako ciemny obraz na jasnym tle, analizuje się czujnik w układzie macierzowym dla uzyskania dwuwymiarowego obrazu profilu zewnętrznego zakończenia pojemnika i określa się co najmniej jeden wymiar zewnętrzny zakończenia pojemnika na podstawie dwuwymiarowego obrazu.
2. 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że po określeniu co najmniej jednego wymiaru zewnętrznego zakończenia pojemnika, obraca się pojemnik wokół jego osi, przy czym podczas analizowania czujnika w układzie macierzowym, analizuje się czujnik w układzie macierzowym przy przyrostach obrotów pojemnika i uzyskuje się wielokrotne, dwuwymiarowe obrazy profilu zewnętrznego zakończenia pojemnika przy przyrostach obrotów pojemnika od różnych położeń azymutalnych względem zakończenia.
3. 3. Sposób według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, żejako wymiary zewnętrzne stosuje się średnicę obrzeża, wysokość krawędzi karbowania, średnicę podstawy ścianki gwintowanej, średnicę górnego i bocznego uszczelnienia, lub zamknięcia pomiędzy wierzchołkiem a obrzeżem i średnicę gwintu pustych pojemników szklanych.
4. 4. Urządzenie do kontroli wymiarów zewnętrznych zakończenia przezroczystego pojemnika, zawierające czujnik w układzie macierzowym, wstawiony na drodze wiązki światła przepuszczonej przez zakończenie pojemnika i dołączony do układu przetwarzającego informacje z czujnika w obraz, znamienne tym, że zawiera przenośnik (34) z płytąprzesuwną(27), na którym jest umieszczony pojemnik (14) dostarczony w kolejności do stanowiska kontrolnego, z jednej strony zakończenia (12) pojemnika (14) jest umieszczone źródło światła (16) zawierające lampę (18) usytuowaną w ognisku soczewki (20) dla dostarczania energii skolimowanej wiązki światła do soczewki telemetrycznej (32), którajest umieszczona po drugiej stronie zakończenia (12) pojemnika (14), za którą jest usytuowana przysłona tęczówkowa, zawierająca źrenicę wejściową (26) i soczewki (28,30), do ogniskowania na czujniku (24) pierwszej części energii skolimowanej wiązki świetlnej, przechodzącej przez zewnętrzną stronę zakończenia (12) pojemnika (14) w kierunku równoległym do osi optycznej czujnika (24), który jest dołączony do wejścia układu przetwarzającego (40) informacje, którego drugie wejście jest dołączone do kodera (38), a wyjście jest dołączone do układu wyświetlającego (44) dla analizowania czujnika (24) w układzie macierzowym i uzyskania dwuwymiarowego obrazu (42) profilu zewnętrznego zakończenia

   177 274 (12) pojemnika (14), określającego co najmniej jeden wymiar zewnętrzny (A, B, E, F, H, T) zakończenia (12) pojemnika (14).
5. 5. Urządzenie według zastrz. 4, zmamienne tym, że czujnik (24) w układzie macierzowym jest umieszczony w kamerze (22) mającej źrenicę wejściową. (26), a soczewka telecentryczna (32) ma jedno ognisko w nieskończoności i drugie ognisko w źrenicy wejściowej (26).
6. 6. Urządzenie według zastrz. 4, znamienne tym, że przenośnik (34) z płytąprzesuwną(27) jest obrotowy wraz z pojemnikiem (14) wokół jego osi na stanowisku roboczym, a układ przetwarzający (40) informacje zawiera elementy do analizowania czujnika (24) przy przyrostach obrotów pojemnika (14) dla uzyskania wielokrotnych, dwuwymiarowych obrazów (42) profilu zewnętrznego zakończenia (12) pojemnika (14).
7. 7. Urządzenie według zastrz. 4, znamienne tym, że wymiary zewnętrzne stanowi średnica (A) obrzeża, wysokość (D) krawędzi karbowania, średnica (E) podstawy ścianki gwintowanej, średnica (F) górnego i bocznego uszczelnienia, luz (H) zamknięcia pomiędzy wierzchołkiem a obrzeżem i średnica (T) gwintu pustych pojemników szklanych.