PL192037B1 - Sposób badania pojemnika szklanego, zwłaszcza butelki - Google Patents

Abstract

1. Sposób badania pojemnika szklanego, zwlaszcza butelki, w którym oddzialuje sie energia swietlna na badana czesc pojemnika, obrazuje sie te badana czesc pojemnika przy uzyciu czujników swiatla, przez które dostarcza sie sygnal wyjsciowy w funkcji wlasnosci optycz- nych obrazowanej czesci pojemnika i okresla sie znieksztalcenia w badanej czesci pojemnika w funkcji tego sygnalu wyjsciowego, znamienny tym, ze oddzialuje sie na badana czesc po- jemnika (16) energia podczerwieni emitowa- nej z innej goracej czesci pojemnika (16) maja- cej wyzsza temperature niz badana czesc po- jemnika. PL PL PL

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób badania pojemnika szklanego, zwłaszcza butelki, w szczególności sposób pomiaru wewnętrznej średnicy otworu wylotowego pojemnika podczas procesu produkcji pojemnika.

Podczas produkcji półprzeźroczystych pojemników, takich jak bezbarwne lub kolorowe szklane butelki, istotne jest zachowanie parametrów wymiarowych każdego pojemnika, zarówno z powodów funkcjonalnych, jak i estetycznych, żeby pojemnik został zaakceptowany przez urządzenie do automatycznego napełniania i zamykania.

Znane jest z opisu patentowego USA nr 3 313 409 urządzenie do badania pojemników, w którym pojemniki są kierowane kolejno do licznych stanowisk badawczych, gdzie są mierzone własności geometryczne i inne. W jednym ze stanowisk jest wykonywana próba włożenia korka o określonych wymiarach do otworu pojemnika. Średnica korka jest dobierana do minimalnej średnicy otworu wylotowego pojemnika, a jeśli korek nie może być włożony do otworu pojemnika, pojemnik jest usuwany. W innych stanowiskach urządzenia do badania pojemników, parametry wymiarowe pojemnika są mierzone przez monitorowanie położeń wałków stykających się z pojemnikiem podczas obracania pojemnika, co jest powolne i pochłania znaczne ilości energii elektrycznej.

Znane są z opisu patentowego USA nr 5 461 228 sposób i urządzenie do elektrooptycznego pomiaru parametrów wymiarowych pojemnika, takich jak średnica wewnętrzna otworu wylotowego pojemnika. Źródło światła kieruje energię świetlną na pojemnik, a czujnik światła jest umieszczony względem źródła światła i pojemnika tak, że odbiera energię świetlną przesyłaną z pojemnika przez otwór wylotowy pojemnika. Soczewki telecentryczne kierują na czujnik światła tylko energię świetlną przesyłaną przez otwór wylotowy pojemnika w zasadzie współosiowo z otworem wylotowym pojemnika. Energia świetlna jest kierowana przez przesłonę na powierzchniowy czujnik matrycowy, który wytwarza dwuwymiarowy obraz otworu wylotowego pojemnika i jest dołączony do układu elektronicznego przetwarzania obrazu dla określenia lub obliczenia koła o największej średnicy, które mieści się wewnątrz dwuwymiarowego obrazu wylotowego pojemnika, traktując takie koło jako wskaźnik skutecznej średnicy wewnętrznej otworu wylotowego pojemnika.

Znany jest z opisu patentowego USA nr 4 256 957 sposób badania butelek, w którym obraz obszaru, takiego jak dno badanej butelki, jest rzutowany na układ scalony, zawierający zestaw fotodiod umieszczonych w wielu rzędach, w kombinacji z elementami do zapytywania każdej dudy kolejno, wzdłuż każdego rzędu, dla dostarczania sygnału wizyjnego, zawierającego sekwencję sygnałów elektrycznych, odpowiadających energii świetlnej odebranej przez każdą diodę. Sygnał wizyjny jest różniczkowany i są zastosowane elementy do odłączania niepożądanych sygnałów na zewnątrz obszaru badanej butelki, skutkiem czego jest wytwarzany różniczkowany wyjściowy sygnał wizyjny, reprezentujący zanieczyszczenia lub ciała obce w butelce.

Znany jest z opisu patentowego USA nr 4 580 045 sposób badania wyrobów szklanych pod względem pocienień i przewężeń, w którym wyroby szklane przesuwają się one w sposób ciągły przez pojedyncze stanowisko pracy. Wynalazek wykorzystuje kamerę wizyjną i układy przetwarzania do określania wymiaru otworu główki każdego pojemnika jak również stopnia jej pocienienia względem określonych z góry, dopuszczalnych wartości granicznych. Zbiorniki o nadmiernym pocienieniu lub przewężeniu są odrzucane.

W znanych procesach produkcji wyrobów szklanych, wyrób szklany jest formowany w urządzeniu z indywidualnymi sekcjami, a następnie jest umieszczany, jeszcze gorący, na przenośniku wzdłużnym dla przeniesienia do odprężarki tunelowej dla wyżarzenia. Po odprężeniu w odprężarce tunelowej, wyrób szklany zostaje przeniesiony do różnych stanowisk badania, napełniania i/lub pakowania. Odprężarka tunelowa oddziela gorący fragment końcowy procesu produkcyjnego, w którym pojemniki są formowane, od zimnego fragmentu końcowego procesu, w którym pojemniki są badane i pakowane. Techniki pomiaru średnicy otworu wylotowego pojemnika opisane powyżej są szczególnie dostosowane do użycia w zimnym fragmencie końcowym procesu produkcyjnego. Jednak pożądane jest wykonanie badań w gorącym fragmencie końcowym procesu produkcyjnego, żeby informacja o pojemnikach mających niepożądane zniekształcenia mogła być szybko uzyskana, a proces poprawiony.

Przedmiotem wynalazku jest sposób badania pojemnika szklanego, zwłaszcza butelki, w którym oddziałuje się energią świetlną na badaną część pojemnika, obrazuje się tę badaną część pojemnika przy użyciu czujników światła, przez które dostarcza się sygnał wyjściowy w funkcji własności optyczPL 192 037 B1 nych obrazowanej części pojemnika i określa się zniekształcenia w badanej części pojemnika w funkcji tego sygnału wyjściowego.

Sposób według wynalazku charakteryzuje się tym, że oddziałuje się na badana część pojemnika energią podczerwieni emitowanej z innej gorącej części pojemnika, mającej wyższą temperaturę niż badana część pojemnika.

Korzystnie obrazuje się podczas procesu produkcyjnego badaną część pojemnika na tle, przez które przedstawia się tę inną część pojemnika, mającą wyższą temperaturę niż badana część, gdy badaną część pojemnika skutecznie oświetla się przez energię podczerwieni emitowaną przez tę inną część pojemnika i określa się zniekształcenia w tej innej części pojemnika w funkcji zmian energii podczerwieni, wywołanych przez tę inną część pojemnika.

Korzystnie podczas obrazowania badanej części 25 pojemnika obrazuje się badana część pojemnika przy użyciu czujników światła, przez które dostarcza się sygnał wyjściowy w funkcji własności optycznych badanej części pojemnika, oświetlonej przez inną część pojemnika i określa się zniekształcenia w tej innej części pojemnika w funkcji tych sygnałów.

Korzystnie podczas obrazowania badanej części pojemnika obrazuje się dno pojemnika przez otwarty otwór wylotowy i uzyskuje się obraz otworu wylotowego pojemnika, oświetlonego przez energię podczerwieni z dna pojemnika.

Zaletą wynalazku jest zapewnienie sposobu badania pojemników, zwłaszcza do pomiaru średnicy wewnętrznej otworu wylotowego pojemnika, które są zastosowane w gorącym fragmencie końcowym procesu produkcyjnego: Pojemniki są poddawane badaniu, gdy są jeszcze gorące, a kamera obrazuje wybraną część pojemnika, gdy ta część jest oświetlana przez energię podczerwieni z innej części pojemnika. Innymi słowy nie ma oddzielnego zewnętrznego źródła światła. Wynalazek umożliwia wykorzystanie pomiaru promieniowania podczerwonego, emitowanego przez pojemnik w gorącym fragmencie końcowym procesu produkcyjnego, w celu określenia grubości różnych części pojemnika.

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schemat blokowy układu do wytwarzania wyrobów szklanych z urządzeniem do pomiaru średnicy wewnętrznej otworu wylotowego pojemnika, fig. 2 - w powiększeniu przekrój wzdłużny otworu wylotowego z fig. 1 i fig. 3 - wyjaśnienie obliczania skutecznej średnicy wewnętrznej na podstawie dwuwymiarowego obrazu otworu wylotowego pojemnika.

Sposób badania pojemnika szklanego, zwłaszcza butelki, według wynalazku realizuje się za pomocą, przedstawionego na fig. 1, układu 10 do wytwarzania wyrobów szklanych, który zawiera urządzenie 12 do badania lub pomiaru średnicy wewnętrznej otworu wylotowego 14 pojemnika 16 w gorącym fragmencie końcowym procesu produkcyjnego. Pojemniki 16 wytwarza się w urządzeniu 18 z indywidualnymi sekcjami pod nadzorem urządzenia sterującego 20. Pojemniki wytwarzane w urządzeniu 18 z indywidualnymi sekcjami umieszcza się na przenośniku 22 dla przenoszenia kolejno do odprężarki tunelowej dla wyżarzenia. Natychmiast po wytworzeniu pojemniki 16 są gorące i emitują promieniowanie zarówno w zakresie widzialnym, jak też podczerwieni. Gdy pojemniki są przenoszone w kierunku odprężarki tunelowej dla wyżarzenia, schładzają się, przy czym różne części pojemników schładzają się z różnymi szybkościami, zależnie od grubości. Na przykład główka pojemnika wokół otworu wylotowego 14 jest stosunkowo cienka i schładza się stosunkowo szybko, natomiast dno 24 pojemnika jest stosunkowo grube i schładza się wolniej. W pobliżu urządzenia 18 z indywidualnymi sekcjami, gdzie boki i otwór wylotowy pojemnika są stosunkowo chłodne, dno 24 jest zwykle jeszcze jasnoczerwone, emitując promieniowanie w zakresie podczerwieni o długości fali od około 0,4 do 10 mikrometrów. Gorąca i emitująca promieniowanie podczerwone część pojemnika, taka jak dno 24, jest używana jako źródło światła do oświetlania badane części pojemnika, takiej jak otwór wylotowy 14.

Kamera 26 jest umieszczona nad przenośnikiem 22 jest skierowana w dół dla obrazowania otworów wylotowych 14 pojemników 16, gdy pojemniki są kolejno przesuwane pod kamerą 26. Kamera 26 zawiera powierzchniowy matrycowy czujnik 28 typu CCD, wejściową aperturę 30 i soczewki 32, 34 związane z wejściową aperturą 30. Czujnik 28 reaguje na energię podczerwieni w zakresie od 0,4 do 1,1 mikrometra. Soczewka telecentryczna 36 jest umieszczona między kamera 26 przesuwanymi pod nią kolejno pojemnikami 16. Soczewka telecentryczna 36 ma pierwsze ognisko w nieskończoność w kierunku pojemników 16 i drugie ognisko w wejściowe aperturze 30. Kamera 26 jest umieszczona względem soczewki 36 tak, że wejściowa apertura 30 jest oddalona od soczewki 36 o długość ogniskowej soczewki. Zatem wejściowa apertura 30 wraz z soczewkami 32, 34 działa jak przesłona w połączeniu z soczewką 36 dla skupiani na czujniku 28 w zasadzie tylko promieni świetlnych które wychodzą z otworu wylotowego 14 pojemnik równolegle do osi pojemnika, soczewki i kamery. Pro4

PL 192 037 B1 mienie świetlne, które wychodzą z otworu wylotowego 14 pojemnika w kierunku nierównoległym do osi pojemnika 16 i osi optycznej, oraz promienie świetlne wytwarzane przez inne części pojemnika 16, które mogą być jeszcze gorące i emitują promieniowanie podczerwone, są kierowane przez soczewkę 36 w inną stronę niż przez aperturę 30, a zatem są skutecznie powstrzymywane przed padaniem na czujnik 28. W ten sposób wyraźny obraz otworu wylotowego pojemnika 16 jest skupiany na powierzchniowym matrycowym czujniku 28. Czujnik 28 jest połączony z układem przetwarzania 38 danych dla skanowania czujnika 28 i tworzenia dwuwymiarowego obrazu otworu wylotowego 14 pojemnika.

Na fig. 3 pokazano, że szkło, które tworzy otwór wylotowy 14 pojemnika, pojawia się jako ciemny obraz na jasnym tle, utworzony przez energię podczerwieni emitowaną z dna 24 pojemnika przez otwór wylotowy 14 pojemnika. Wynika to stąd, że szkło pojemnika 16 odbija lub załamuje światło padające na korpus pojemnika 16, a to odbite lub załamane światło nie jest równoległe do osi optycznej, a zatem nie jest kierowane na czujnik 28.

Figury 2 i 3 przedstawiają pojemnik 16a mający otwór wylotowy 14a z obszarem przewężenia 14b, który blokuje część promieni świetlnych przed wyjściem z otworu wylotowego 14a pojemnika równolegle do osi pojemnika/optycznej, tworząc przez to w czujniku 28 i układzie przetwarzania danych 38 dwuwymiarowy obraz pokazany na fig. 3. Układ przetwarzania danych 38 analizuje obraz z fig. 3 przez obliczenie koła 14c o największej średnicy, które mieści się wewnątrz obrazu otworu wylotowego 14a, uwzględniając obszar przewężenia 14b. Obliczone koło 14c jest następnie traktowane jako określające skuteczną średnicę wewnętrzną otworu wylotowego 14a pojemnika. W przypadku, gdy taka skuteczna średnica wewnętrzna jest mniejsza niż minimalna pożądana średnica wewnętrzna, układ przetwarzania 38 danych dostarcza właściwy sygnał do mechanizmu usuwania pojemnika 16a z przenośnika 22. Układ przetwarzania 38 danych jest dołączony również do wyświetlacza 40 dla wyświetlania operatorowi dwuwymiarowego obrazu badanego pojemnika lub innych informacji dotyczących badania. Układ przetwarzania danych 38 jest połączony również z urządzeniem sterującym 20 dla sterowania położeniem i działaniem mechanizmów roboczych w urządzeniu z indywidualnymi sekcjami, żeby skorygować parametry procesu lub żeby zakończyć działanie indywidualnych form lub sekcji, w których pojemnik 16a jest wytwarzany. Pojemniki są więc umieszczane na przenośniku 22 przez urządzenie 18 z indywidualnymi sekcjami w określonej i ciągłej kolejności, żeby sekcja i formy, w których dany pojemnik 16 lub 16a powstał, mogły być łatwo ustalone.

Wynalazek znajduje zastosowanie również przy pomiarze innych parametrów i charakterystyk 25 geometrycznych pojemnika. Na przykład, pojemnik nachylony, to jest pojemnik, w którym otwór wylotowy 14 jest nachylony względem osi optycznej urządzenia do badania, wytwarza obraz dwóch nałożonych na siebie kół z przeciwległych krawędzi otworu wylotowego pojemnika.

Claims (4)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Sposób badania pojemnika szklanego, zwłaszcza butelki, w którym oddziałuje się energią świetlną na badaną część pojemnika, obrazuje się tę badaną część pojemnika przy użyciu czujników światła, przez które dostarcza się sygnał wyjściowy w funkcji własności optycznych obrazowanej części pojemnika i określa się zniekształcenia w badanej części pojemnika w funkcji tego sygnału wyjściowego, znamienny tym, że oddziałuje się na badaną część pojemnika (16) energią podczerwieni emitowanej z innej gorącej części pojemnika (16) mającej wyższą temperaturę niż badana część pojemnika.
2. 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że obrazuje się podczas procesu produkcyjnego badaną część pojemnika (16) na tle, przez które przedstawia się tę inną część pojemnika (16), mającą wyższą temperaturę niż bada część, gdy badaną część pojemnika skutecznie oświetla się przez energię podczerwieni emitowaną przez tę inną, część pojemnika i określa się zniekształcenia w tej innej części pojemnika w funkcji zmian energii podczerwieni, wywołanych przez tę inną część pojemnika.
3. 3. Sposób według zastrz. 2, znamienny tym, że podczas obrazowania badanej części pojemnika obrazuje się badaną część pojemnika (16) przy użyciu czujników (28) światła, przez które dostarcza się sygnał wyjściowy w funkcji własności optycznych badanej części pojemnika, oświetlonej przez inną część pojemnika (16) i określa się zniekształcenia w tej innej części pojemnika w funkcji tych sygnałów.
4. 4. Sposób według zastrz. 2 albo 3, znamienny tym, że podczas obrazowania badanej części pojemnika (16) obrazuje się dno (24) pojemnika (16) przez otwarty otwór wylotowy (14) i uzyskuje się obraz otworu wylotowego pojemnika, oświetlonego przez energię podczerwieni z dna pojemnika.