PL177700B1 - Urządzenie do kontroli powierzchni uszczelniającej pojemnika,zwłaszcza butelki - Google Patents

Abstract

1 . Urzadzenie do kontroli powierzchni uszczel­ niajacej pojemnika, zwlaszcza butelki, posiadajacego os centralna i odsloniety otwór otoczony przez zoriento­ wana osiowo powierzchnie uszczelniajaca, zawierajace zespól obracajacy pojemnik wokól jego osi centralnej, umieszczone ponad pojemnikiem zródlo swiatla skiero­ wane na powierzchnie uszczelniajaca pojemnika oraz wyposazony w soczewke, czujnik swiatla odbierajacy wiazke swiatla wysylana ze zródla swiatla i odbita od po­ wierzchni uszczelniajacej, przy czym zródlo swiatla i czujnik swiatla sa ustawione w jednej plaszczyznie pro­ stopadlej do powierzchni uszczelniajacej i sa polaczone z procesorem kontrolujacym poziom powierzchni uszcze­ lniajacej pojemnika, z którym jest równiez polaczony detektor kata obrotu pojemnika, znamienne tym, ze czujnik swiatla (46) i zródlo swiatla (42) sa ustawione w plaszczyznie stycznej do kierunku ruchu badanej powie­ rzchni uszczelniajacej (36) pojemnika (22). FIG 1 PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest urządzenie do kontroli powierzchni uszczelniającej pojemnika, zwłaszcza butelki, a specjalnie urządzenie do pomiaru zmian poziomu powierzchni uszczelniającej pojemnika.

Z amerykańskiego opisu patentowego nr 3 313 409 znane jest urządzenie do badania szklanych pojemników, w którym transporter przenosi pojemniki między kolejnymi stanowiskami kontrolnymi. Na jednym ze stanowisk badane są wybrane wymiary każdego pojemnika poprzez dotykanie pojemnika wałkami połączonymi z czujnikami i obracanie pojemnika wokół jego centralnej osi, tak że czujniki przekazują sygnały, które zmieniają się w funkcji zmian parametrów pojemnika. W szczególności, wysokość pojemnika, spaczenie i nierówności powierzchni uszczelniającej oraz skrzywienie szyjki pojemnika, mierzone sąprzez wałki, które dotykają powierzchni uszczelniającej pojemnika, podczas gdy pojemnik jest obracany. Wałki są połączone z czujnikami przemieszczania, które wysyłają analogowe sygnały elektryczne, informujące o odchyleniu lub zmianie wysokości powierzchni uszczelniającej. Sygnały te są wprowadzane do odpowiednich układów elektronicznych w celu uruchomienia dźwigni usuwającej pojemnik z taśmy transportera, w przypadku, gdy zmierzone parametry przekroczą ustalone wartości graniczne. W tym rozwiązaniu wałki, w wyniku kontaktu z powierzchniami uszczelniającymi, ulegają mechanicznemu zużyciu. Wałki mogą powodować zanieczyszczenie powierzchni uszczelniającej. Wielkość wałków ogranicza rozmiary pojemników do których mogą zostać użyte oraz wielkość zmian poziomu, które mogą być dzięki nim wykryte. Ruchome części wymagają konserwacji i napraw.

Z opisu patentowego EP 0 388 600 znane jest urządzenie do kontroli powierzchni uszczelniającej pojemnika, zawierające źródło światła kierujące wiązkę światła na badaną powierzchnię uszczelniającą obracanego pojemnika oraz kamerę odbierającą wiązkę światła odbitą od powie177 700 rzchni uszczelniającej. Źródło światła jest stroboskopowe i składa się z wielu elementów świetlnych oraz układu soczewek. Odbita wiązka światła jest odbierana i analizowana przez kamerę i procesor, przy czym kamera odbiera wszelkiego rodzaju zmiany a procesor analizuje je odróżniając znaki handlowe, które są zapamiętane, od niepożądanych wad. W tym rozwiązaniu źródło światła - kamera sąustawione w płaszczyźnie prostopadłej zarówno do powierzchni badanej jak i do kierunku ruchu tej powierzchni badanej.

Z opisu patentowego EP 0 497 477 znane jest urządzenie do kontroli obrzeża pojemnika szklanego. Urządzenie zawiera dwa źródła światła i dwie kamery. Układ źródła światła - kamery leży w płaszczyźnie prostopadłej do badanej powierzchni i do kierunkujej obrotu. Kamery odbierają wiązkę światła odbitą od dwóch krawędzi, zewnętrznej i wewnętrznej, obracanego pojemnika, a następnie obraz jest przekształcany przez procesor obrazu i w zależności od prawidłowości badanej powierzchni otrzymuje się dwie linie, które powinny być proste i równoległe do siebie, a każde odchylenie oznacza wadę powierzchni.

Celem niniejszego wynalazku jest opracowanie urządzenia do kontroli powierzchni uszczelniającej pojemnika, zwłaszcza pod względem zmian poziomu powierzchni uszczelniającej, ułatwiające tę kontrolę.

Według wynalazku, urządzenie do kontroli powierzchni uszczelniającej pojemnika, zwłaszcza butelki, posiadającego oś centralną i odsłonięty otwór otoczony przez zorientowaną osiowo powierzchnię uszczelniającą zawierające zespół obracający pojemnik wokół jego osi centralnej, umieszczone ponad pojemnikiem źródło światła skierowane na powierzchnię uszczelniającąpojemnika oraz wyposażony w soczewkę czujnik światła odbierający wiązkę światła wysyłaną ze źródła światła i odbitą od powierzchni uszczelniającej, przy czym źródło światła i czujnik światła są ustawione w jednej płaszczyźnie prostopadłej do powierzchni uszczelniającej i sąpołączone z procesorem kontrolującym poziom powierzchni uszczelniającej pojemnika, z którym jest również połączony detektor kąta obrotu pojemnika charakteryzuje się tym, że czujnik światła i źródło światła są ustawione w płaszczyźnie stycznej do kierunku ruchu badanej powierzchni uszczelniającej pojemnika.

Korzystnie czujnik światła i źródło światła są ułożone w pierwszą parę, a przeciwległe względem osi pojemnika jest usytuowana druga para, utworzona z drugiego czujnika światła i drugiego źródła światła.

Korzystnie, obie pary, pierwsza i druga, sąpołączone z procesorem.

Korzystnie detektor światła zawiera fotodiodę o gradiencie czułości leżącym w płaszczyźnie prostopadłej i leżącej w kierunku ruchu powierzchni uszczelniającej.

Urządzenie według wynalazku wykorzystuje techniki elektro-optyczne, w których urządzenia pomiarowe nie kontaktują się z badaną powierzchnią oraz są niezawodne przez długi czas pracy·.

Przedmiot wynalazku w przykładach wykonania jest przedstawiony na rysunku, na którym fig. 1 pokazuje schemat urządzenia do badania powierzchni uszczelniającej pojemników według jednego z korzystnych wykonań wynalazku, fig. 2A i 2B pokazują fragmenty schematu z fig. 1, ilustrujące działanie urządzenia, fig. 3 pokazuje fragment schematu zmodyfikowanego urządzenia.

Jak przedstawiono na fig. 1, transporter 20, zwykle zawierający rolki (nie pokazane) oraz przesuwana płyta 21 są tak umieszczone i podłączone do źródła pojemników, aby przenosić kolejne pojemniki 22 na stanowisko 24 badania powierzchni uszczelniającej. Urządzenie 26 obracające butelkę, na przykład obracające się kółko, przejmuje pojemnik 22 na stanowisku 24 i obraca pojemnik 22 wokół jego osi 25, podczas gdy pojemnik 22 jest utrzymywany na stanowisku przez transporter. Dekoder 28 jest połączony z mechanizmem obracającym pojemnik 22 w celu przekazywania sygnałów określających kąt obrotu pojemnika. Detektor 30, na przykład przełącznik, umieszczony jest tak, aby dawał sygnał wskazujący na obecność pojemnika 22 na stanowisku 24.

Pojemnik 22 (fig. 1) jest butelką wytopioną ze szkła, posiadającą cylindryczny korpus 32 i cylindryczną szyjkę 34, która wystaje do góry z ramion 35 korpusu 32. Elementy zakończenia pojemnika obejmują górną część szyjki 34, która kończy siępowierzchnią36, uszczelniającąpojemnik 22 wraz ze współosiowo zorientowanym zamknięciem. Spiralny gwint 38 jest wytopiony

177 700 integralnie z zewnętrznej powierzchni ścianki zakończenia, która otacza otwór pojemnika 22, zaś krawędź lub ramię 40 jest uformowane na powierzchni zewnętrznej ścianki zakończenia i może być na nim zaciśnięta kryza zamknięcia, w celu zamocowania zamknięcia na pojemniku

22. Urządzenie bada wysokość i zmiany poziomu uszczelniającej powierzchni 36, na której opiera się zamknięcie.

Źródło światła 42, przykładowo laser lub żarowe źródło światła, jest umieszczone pod powierzchnią uszczelniającą 36 pojemnika 22 na stanowisku 24 i skierowane tak, aby kierować wąską, skolimowaną wiązkę 44 światła w dół pod ostrym kątem na powierzchnię uszczelniającą 36. Kamera 46 jest również umieszczana nad powierzchnią uszczelniającą 36 pojemnika 22 na stanowisku 24 i zorientowana tak, aby odbierała wiązkę 45 odbitą, od powierzchni uszczelniającej 36. Kamera 46 zawiera soczewkę skupiającą48 oraz detektor 50, wytwarzający elektryczny sygnał, na którego wartość ma wpływ nie tylko intensywność padającej na detektor 50 wiązki światła 45, ale również miejsce oświetlane przez wiązkę światła 45 na detektorze 50. Procesor 52 odbiera sygnały od detektora 30, które wskazująna obecność pojemnika 22 na stanowisku 24 oraz sygnały od detektora 28, wskazujące kąt obrotu pojemnika. Kamera 46 jest podobnie połączona z procesorem 52, w celu odbierania od procesora 52 sygnałów sterujących i przekazywania do procesora 50 sygnałów, świadczących o miejscu padania odbitej wiązki światła 45 na detektor 50. Źródło światła 42 jest podobnie sterowane przez procesor 52.

Działanie urządzenia z fig. 1 jest przedstawione na figurach 2A i 2B. Na fig. 2A, padająca wiązka światła 44 pada na powierzchnię uszczelniającą 36 w punkcie A, a po odbiciu, jako wiązka światła 45, przechodzi przez soczewkę 48 i pada na detektor 50 w punkcie B. Na fig. 2B, wiązka światła 44 pada na punkt A', w zagłębieniu lub obniżeniu 36a na powierzchni uszczelniającej 36. W konsekwencji, odbita wiązka światła 45 pada na detektor 50 przez soczewkę 48 w punkcie B'. Ponieważ detektor 50 wytwarza sygnał dla procesora 52 (fig. 1) zależny od miejsca padania światła na detektor, zatem sygnał uzyskany w sytuacji przedstawionej na fig. 2B będzie inny niż sygnał w przypadku przedstawionym na fig. 2A. W konsekwencji, procesor 52 otrzyma informację o zmianie poziomu powierzchni uszczelniającej przy kącie obrotu pojemnika, przy którym zagłębienie 36a zostało wykryte, o wielkości proporcjonalnej do różnicy między normalnym miejscem oświetlenia B' (fig. 2A) a nowym miejscem B' (fig. 2B).

W przypadku, gdy zagłębienie 36a ma znaczne rozmiary, zmieniony sygnał wyjściowy detektora w sytuacji przedstawionej na fig. 2B będzie utrzymywany przez odpowiednio duży kąt obrotu pojemnika. Z drugiej strony, jeśli na powierzchni uszczelniającej 36 wystąpi wybrzuszenie 36b, punkt padania B' odbitej wiązki światła 45 na detektorze 50 przesunie się w przeciwnym kierunku, powodując przekazanie odpowiedniej informacji do procesora 52.

Zatem urządzenie z fig. 1 wytwarza sygnały dla procesora 52 informujące nie tylko o zmianach w poziomie powierzchni uszczelniającej 36, kiedy pojemnik 22 jest obracany, które mogą informować o występowaniu zagłębień, wypaczeń i wybrzuszeń, ale również o średniej wysokości powierzchni uszczelniającej 36, kiedy pojemnik 22 jest obracany. Wartość średnia i/lub zmiany na powierzchni uszczelniającej 36 mogą być przedstawione na wyświetlaczu 54 i są porównywane w procesorze 52 z odpowiednimi normami i wartościami progowymi. Jeśli średnia wysokość powierzchni uszczelniającej 36 jest poza normą lub jeśli pomiary spaczenia, zagłębienia lub wybrzuszenia powierzchni uszczelniającej 36 dają wartości wykraczające poza dopuszczalne granice, wytwarzany jest sygnał dla odpowiedniego mechanizmu usuwającego, w celu usunięcia pojemnika 22 z transportera 20.

Źródło światła 42 i detektor 50 powinny być umieszczone nadpowierzchniąuszczelniającą 36 pojemnika 22 na stanowisku 24, aby wiązka światła 44 i odbita wiązka światła 45 były w płaszczyźnie prostopadłej do nominalnej płaszczyzny powierzchni uszczelniającej 36 oraz leżącej w kierunku ruchu obrotowego tej powierzchni uszczelniającej 36, jak to pokazano na fig. 1 i 3. Detektor 50 może zawierać diodę z gradientem czułości, ustawionym w płaszczyźnie padającej wiązki światła 44 i odbitej wiązki światła 45. Diody z gradientem czułości wytwarzajądla procesora 52 sygnał analogowy, którego wartość zmienia się w zależności od miejsca oświetlenia przez odbitą wiązkę światła 45 powierzchni diody. Alternatywnie, detektor 50 może zawierać

177 700 matrycę CCD, zawierającą wiele światłoczułych elementów, rozmieszczonych w linii w płaszczyźnie padającej wiązki światła 44 i odbitej wiązki światła 45. W takim ustawieniu, matryca czujnikówjest przeglądana przez procesor 52, a miejsce padania odbitej wiązki światła 45 na matrycę czujników jest określone przez porównanie sygnałów, wytwarzanych przez różne elementy światłoczułe. Taki czujnik matrycowy korzystnie powinien zawierać zestaw czujników··', lub może zawierać matrycę czujników, z której tylko jedna kolumna lub rząd sąprzeglądane dla celów pomiaru poziomu powierzchni uszczelniającej 36.

Figura 3 ilustruje zmodyfikowane stanowisko kontroli 24a, w którym para modułów źródło światła - detektor 56, 58 jest tak rozmieszczana, aby skierować odpowiednie wiązki światła 44 w dół na powierzchnię uszczelniaj ącą36 po przeciwnych stronach otworu pojemnika 22. Jak to przedstawiono na fig. 3, każda para 56, 58 jest ustawiona w płaszczyźnie prostopadłej do powierzchni uszczelniającej 36 i leżącej w kierunku ruchu obrotowego tej powierzchni uszczelniającej 36. Ustawienie z fig. 3 ma tę zaletę, że sygnały wytwarzane przez detektory 56, 58 mogą być porównywane w czasie rzeczywistym dla określenia charakterystyki wysokości pojemnika 22 w funkcji obu sygnałów. To znaczy, że wybrzuszenia i zagłębienia w powierzchni uszczelniającej 36 mogą być mierzone jako różnica wysokości powierzchni uszczelniającej 36 po przeciwnych stronach otworu pojemnika 22, zaś spaczenie powierzchni uszczelniającej 36 może być określone z sumy sygnałów. Wielkość zmian wysokości powierzchni uszczelniającej 36 może być przedstawiona na wyświetlaczu 54 (fig. 1) i porównana z odpowiednimi normami, w celu wytworzenia ewentualnie sygnału usunięcia pojemnika 22.

177 700

FIG. 2 A

177 700

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

Claims (4)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Urządzenie do kontroli powierzchni uszczelniającej pojemnika, zwłaszcza butelki, posiadającego oś centralną i odsłonięty otwór otoczony przez zorientowaną osiowo powierzchnię uszczelniającą, zawierające zespół obracający pojemnik wokół jego osi centralnej, umieszczone ponad pojemnikiem źródło światła skierowane na powierzchnię uszczelniającą pojemnika oraz wyposażony w soczewkę, czujnik światła odbierający wiązkę światła wysyłanąze źródła światła i odbitą od powierzchni uszczelniającej, przy czym źródło światła i czujnik światła są ustawione w jednej płaszczyźnie prostopadłej do powierzchni uszczelniającej i sąpołączone z procesorem kontrolującym poziom powierzchni uszczelniającej pojemnika, z którymjest również połączony detektor kąta obrotu pojemnika, znamienne tym, że czujnik światła (46) i źródło światła (42) są ustawione w płaszczyźnie stycznej do kierunku ruchu badanej powierzchni uszczelniającej (36) pojemnika (22).
2. 2. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że czujnik światła (46) i źródło światła (42) są ułożone w pierwsząparę (56), a przeciwlegle względem osi (25) pojemnika (22) jest usytuowana druga para (58), utworzona z drugiego czujnika światła i drugiego źródła światła.
3. 3. Urządzenie według zastrz. 2, znamienne tym, że obie pary, pierwsza (56) i druga (58), są połączone z procesorem (52).
4. 4. Urządzenie według zastrz. 1 albo 2, albo 3, znamienne tym, że detektor światła (50) zawiera fotodiodę o gradiencie czułości leżącym w płaszczyźnie prostopadłej i leżącej w kierunku ruchu powierzchni uszczelniającej (36).