PT1955012E - Processo e aparelho destinados ‚ inspecã†o do contorno das paredes laterais de um recipiente - Google Patents

Description

DESCRIÇÃO EPÍGRAFE: "PROCESSO E APARELHO DESTINADOS À INSPECÇÃO DO CONTORNO DAS PAREDES LATERAIS DE UM RECIPIENTE" A presente invenção refere-se à inspecção da uniformidade das paredes laterais dos recipientes, particularmente recipientes de vidro, e mais particularmente a um método e aparelho para identificar protuberâncias ou depressões na parede lateral do recipiente.

Antecedentes e Sumário da Invenção A Patente Norte Americana N°. 5,291,271 revela um aparelho e método para medir electro-opticamente a espessura de uma parede de um recipiente. Uma fonte de luz dirige um feixe de luz para a superfície exterior de um recipiente, num tal ângulo que é reflectida uma porção do feixe de luz, proveniente da parede exterior, e uma porção é refractada para a parede do recipiente, e reflectida da superfície da parede interior, e re-emerge então da superfície da parede exterior. Um sistema de lentes é disposto entre um sensor de luz e a parede do recipiente para focar a energia de luz reflectida das superfícies da parede interna e externa, para o sensor. 0 recipiente é rodado em torno de um eixo, e a electrónica de processamento de informação reage à energia de luz incidente sobre o sensor para digitalização do sensor quanto aos incrementos da rotação do recipiente e determinação da espessura da parede do recipiente entre as superfícies interna e externa, como uma função da separação entre os pontos de incidência da energia de luz reflectida no sensor. A energia 1 de luz reflectida da superfície exterior da parede do recipiente fornece também informação sobre o contorno da parede em redor do recipiente como uma função da rotação do recipiente, no local no qual a energia de luz é incidente e reflectida da superfície da parede. A Patente EP 1.774.298 AI constitui a técnica anterior sob o artigo 54(3) do EPC e revela um aparelho e método para inspeccionar recipientes estriados. Consequentemente, um feixe de luz linear é dirigido para a parede lateral do recipiente, com, pelo menos, um pico, e, pelo menos, uma depressão adjacente a uma nervura, um sensor recebe a luz reflectida, proveniente do pico e da ranhura, e um processador de informação determina as caracteristicas geométricas da parede lateral e estriada do recipiente.

Sumário da Invenção A invenção, como definida nas reivindicações N°.l e N°.6, soluciona o problema de detecção da uniformidade da parede lateral do recipiente nos recipientes, particularmente protuberâncias ou depressões na parede lateral do recipiente. A presente invenção envolve vários aspectos que podem ser implementados separadamente ou em combinação uns com os outros. 0 aparelho para inspeccionar o contorno da parede lateral de um recipiente, de acordo com um aspecto da presente descrição, inclui, pelo menos, uma fonte de luz para direccionar a energia de luz para a parede lateral do recipiente, e, pelo menos, um sensor de luz disposto para receber a energia de luz proveniente da fonte de luz reflectida da parede lateral do recipiente. 0 sensor de luz reage a essa energia de luz reflectida para fornecer sinais indicativos da posição da parede lateral do recipiente em relação ao sensor, em, pelo menos, três localizações da parede 2 lateral do recipiente, espaçadas umas das outras na direcção do eixo do recipiente. Um processador de informação reage a esses sinais para determinar o contorno da parede lateral do recipiente, na direcção do eixo do recipiente, como uma função das posições da parede lateral em tais localizações. As, pelo menos duas, localizações da parede lateral do recipiente estão alinhadas nominalmente uma com a outra, numa direcção paralela ao eixo do recipiente. Uma das localizações da parede lateral do recipiente é, de preferência, paralelamente adjacente ao ombro do recipiente, ou à base do recipiente, e outra das localizações é na parede lateral do recipiente, entre o ombro do recipiente e a base do recipiente. 0 processador de informação detecta as variações no contorno na parede lateral do recipiente como uma função do afastamento da posição da parede lateral, na terceira localização a partir duma linha entre as posições da parede lateral, na primeira e na segunda localização. A primeira e segunda localizações são respectivamente adjacentes a uma base e ombro do recipiente, enquanto a terceira localização é entre a base e o ombro do recipiente. 0 recipiente é preferivelmente rodado em torno de um eixo, e a primeira, segunda e terceira localizações são, preferivelmente, alinhadas umas com as outras, numa direcção paralela a tal eixo. Os sensores podem compreender sensores individuais dispostos para receber a energia de luz, reflectida da parede lateral do recipiente, nas três localizações da parede lateral, ou um sensor de sistema de área disposto para receber a energia de luz reflectida de todas as três localizações da parede lateral. 3

Breve Descrição dos Desenhos A Descrição, juntamente com os objectos adicionais, caracteristicas, vantagens e aspectos da mesma, será melhor compreendida a partir da descrição que se segue, as reivindicações e os desenhos anexos, nos quais: A Figura 1 é um diagrama esquemático dum aparelho para inspeccionar o contorno duma parede lateral do recipiente, de acordo com uma modalidade exemplar da descrição; A Figura 2 é um diagrama esquemático plano do topo do aparelho da Figura 1; A Figura 3 é uma ilustração gráfica do funcionamento do aparelho das Figuras 1 e 2. A Figura 4 é um diagrama esquemático dum aparelho para inspeccionar o contorno da parede lateral do recipiente, de acordo com outra modalidade exemplar da presente invenção; A Figura 5 é um diagrama esquemático plano de topo do aparelho ilustrado na Figura 4; A Figura 6 é uma ilustração gráfica do contorno lateral do recipiente, inspeccionado com o aparelho das Figuras 4 e 5; e A Figura 7 é um diagrama esquemático de um aparelho para inspeccionar o contorno da parede lateral do recipiente, de acordo com uma outra modalidade exemplar da invenção.

Descrição Detalhada sobre Modalidades Preferidas

As Figuras 1 e 2 ilustram um aparelho 20 para inspeccionar o contorno das paredes laterais de um recipiente 22, de acordo com uma modalidade exemplar da presente invenção. O aparelho 20 inclui, pelo menos, um subconjunto electro-óptico, ou sonda, 24, e, preferivelmente, três sondas electro-ópticas 24, 26, 28, dispostas para dirigir energia de luz para, e receber a energia de luz reflectida da parede lateral 30 do contentor 22. A sonda 24 inclui uma fonte de luz 32 para direccionar a energia de luz para a superfície exterior da parede lateral do 4 recipiente 30, preferivelmente através duma lente 34, e um sensor de luz 38, posicionado para receber a energia de luz reflectida da superfície exterior da parede lateral do recipiente, preferivelmente através duma lente 36. As sondas 26, 28 são, preferivelmente, idênticas, à sonda 24. A fonte de luz 32, e o sensor 38 fazem, preferivelmente, parte de um sub-conjunto de sonda; contudo, a fonte de luz 32, e o sensor 38 podem ser constituídos por componentes separados. Os sensores 38 das sondas 24, 26, 28 são ligados a um processador de informação 40 que determina o contorno da parede lateral do recipiente, a partir das entradas do sensor, e fornece uma saída para uma visualização adequado 42. O processador de informação 40 pode também fornecer a saída para um mecanismo de rejeição adequado para a rejeição de recipientes que possuem um contorno indesejável da parede lateral do recipiente.

Um mecanismo de rotação de recipientes 44 roda, de preferência, um recipiente 22, em torno de um eixo de rotação (52 na Fig. 3), à medida que a parede lateral do recipiente é inspeccionada pelas sondas 24, 26, 28. O mecanismo de rotação do recipiente 44 pode compreender qualquer dispositivo adequado, tal como um rolo de accionamento ligado a um motor de accionamento adequado para manter o recipiente 22 contra os rolos de apoio ou semelhantes enquanto rodando o recipiente em torno de um eixo de rotação. Tal eixo de rotação é preferivelmente coincidente com o eixo do recipiente. Apenas a título de exemplo, os sistemas adequados para colocar os recipientes em posição 22 para inspecção, rodar os recipientes, um de cada vez, durante a operação de inspecção, e remover os recipientes após a inspecção, estão ilustrados nas Patentes Norte Americanas 4,378,493 e 6,581,751.

Referindo a Fig.3, a sonda 24 dirige a energia de luz para uma parede lateral do recipiente 30 e recebe a energia de luz 5 reflectida de uma superfície, de preferência a superfície exterior, da parede lateral do recipiente num plano óptico 46. Da mesma forma, as sondas 26 e 28 dirigem a energia de luz para a parede lateral do recipiente e recebem a energia de luz reflectida da superfície, preferivelmente a superfície exterior, da parede lateral do recipiente nos respectivos planos ópticos 48, 50. Os planos 46, 48, 50 são, preferivelmente, paralelos entre si e perpendiculares ao eixo de rotação do recipiente 52, se bem que não necessita necessariamente de ser o caso. A energia de luz, no plano 46 é incidente e reflectida da superfície exterior da parede lateral do recipiente, numa localização, 54. Da mesma forma, a energia de luz no plano 48 é incidente e reflectida da parede lateral do recipiente, numa localização 56, e a energia de luz no plano 50 é incidente e reflectida da parede lateral do recipiente, numa localização 58. A localização 54 é preferivelmente adjacente ao ombro do recipiente 60, que é exactamente redondo devido à forma como o recipiente é moldado. Da mesma forma, a localização 58 é preferivelmente adjacente à base do recipiente 62, que é perfeitamente redonda devido à forma como o recipiente é moldado. A localização 56 pode ser em qualquer posição desejada entre as localizações 54, 58, tal como a meio caminho entre as localizações 54, 58, como ilustrado na Figura 3. As localizações 54, 56, 58 são espaçadas umas das outras na direcção do eixo 52, e, mais preferivelmente, são nominalmente alinhadas umas com as outras ao longo duma linha paralela ao eixo 52. Pelo termo "nominalmente" pretende-se referir que, se a parede lateral 30 do recipiente é cilíndrica e coaxial com o eixo 30, as localizações 54, 56 e 58 situar-se-ão ao longo da superfície do cilindro e serão alinhadas umas com as outras ao longo duma linha paralela ao eixo 52. Por outro lado, se a parede lateral 30 é oblíqua ao eixo 52, ou se a parede lateral está 6 deformada, como em 30a, de forma a que a localização 56 se encontra em 56a, as localizações 54, 56a, 58 não estarão mais alinhadas entre si numa direcção paralela ao eixo 52.

Os sensores de luz 38 (Fig. 2) fornecem sinais de saida ao processador de informação 40 como uma função da posição da parede lateral do recipiente relativamente aos sensores de luz em cada uma das localizações 54,56,58. O processador de informação 40 determina, preferivelmente, o contorno da parede lateral do recipiente 30, na direcção do eixo 52, como uma função da saida da parede lateral posicionada numa localização 56 de uma linha entre as posições da parede lateral, nas localizações 54 e 58. Por outras palavras, as posições da parede lateral, nas localizações 54, 58, são utilizadas pelo processador de informação 40 (Fig. 1) para estabelecer uma referência com a qual é comparada a posição da parede lateral, na localização 56. A Fig. 3 ilustra uma parede lateral metida para dentro 30a, pelo que a parede lateral posicionada na localização 56a se afasta significativamente de uma linha de referência entre as posições da parede lateral, nas localizações 54 e 58. Uma parede lateral metida para dentro 30a pode resultar na rejeição do recipiente. Como uma modificação à modalidade das Figs. 1-3, apenas uma das sondas 24, 28 pode ser usada para estabelecer uma referência com a qual é comparada a saida da posição da parede lateral da sonda 26. Uma outra modificação consiste no facto de poderem ser fornecidas sondas adicionais entre as sondas 24, 28.

Na modalidade das Figs. 1-3, cada uma das três (ou mais) sondas 24, 26, 28, pode compreender calibradores de espessura óptica do tipo revelado na Patente Norte Americana N° . 5,291, 271, na qual as reflexões da superfície externa do recipiente são monitorizadas para determinar o contorno da parede lateral do recipiente, como acima descrito. Os sensores são, preferivelmente, digitalizados quanto aos 7 incrementos da rotação do recipiente para desenvolver o perfil de contorno da parede lateral, inteiramente em torno do recipiente. Tais incrementos da rotação do recipiente podem ser incrementos angulares iguais da rotação do recipiente ou incrementos de tempo iguais à medida que o recipiente roda a uma velocidade angular constante, por exemplo. Uma combinação destas técnicas pode ser utilizada durante a aceleração e desaceleração da rotação do recipiente, para aumentar a velocidade do recipiente.

As Figs. 4-6 ilustram um aparelho 64 para inspeccionar o contorno da parede lateral do recipiente, de acordo com outra modalidade exemplar da descrição. Uma fonte de luz 66 e uma lente 68 dirigem um feixe de luz linear para a superfície exterior da parede lateral do recipiente 30. Este feixe de luz linear tem uma longa dimensão paralela ao eixo de rotação do recipiente 22 e uma estreita dimensão radial ao tal eixo, na linha de incidência da parede lateral do recipiente. A energia de luz reflectida da parede lateral do recipiente é dirigida por uma lente 70, para um sensor de luz 72. Nesta modalidade, o sensor de luz 72 compreende, preferivelmente, um sensor de matriz de área (Fig. 6) que recebe a imagem reflectida completa da fonte de luz. Esta imagem pode compreender uma imagem linear 74, por exemplo, quando a parede lateral do recipiente não possui áreas protuberantes ou metidas para dentro. Por outro lado, uma área para dentro 30a (Fig. 4) pode produzir uma imagem de contorno 74a (Fig.6), pelo que uma parede lateral inchada pode produzir uma imagem contornada 74b. Como na modalidade das Figs 1-2, o contorno da parede lateral é determinado como uma função da comparação entre uma ou mais das posições da parede lateral, em localizações ao longo da porção média da imagem com posições da parede lateral em localizações nas porções superior e inferior da imagem. 8 A Fig. 7 ilustra um aparelho 80 como uma modificação do aparelho 64 das Figs. 4-6. A fonte de luz 66 cria de novo um feixe de luz linear que é reflectido da superfície exterior da parede lateral do recipiente 30, e uma lente de focagem 82 está posicionada entre um recipiente 22 e o sensor 72 para direccionar a energia de luz reflectida sobre a superfície do sensor. A imagem no sensor é, mais uma vez, uma linha paralela ao eixo do contentor, enquanto uma protuberância ou uma depressão distorcerão esta imagem linear, como ilustrado na Fig. 6.

Foi assim descrito um método e aparelho para inspecção do contorno de uma parede lateral de um recipiente. A descrição foi apresentada em conjunto com um número de modalidades exemplares, tendo sido descritas várias modificações e variações adicionais. Outras modificações e variações serão rapidamente sugeridas a pessoas de conhecimentos na área tendo em vista a descrição acima. A descrição pretende englobar todas as modificações e variações que se encontrem dentro do âmbito das reivindicações anexas.

Lisboa, 29 de Junho de 2010 9

Claims (6)

1. REIVINDICAÇÕES 1- Um aparelho para inspecção do contorno de um recipiente (22) tendo uma parede lateral (30) e um eixo (52), que inclui: Pelo menos uma fonte de luz (32; 66) para direccionar a energia de luz para uma parede lateral do recipiente (30), pelo menos um sensor de luz (38; 72) disposto para receber energia de luz proveniente da referida, pelo menos uma fonte de luz, reflectida da parede lateral do recipiente (30), e reactiva à referida energia de luz reflectida, para fornecer sinais indicativos da posição da parede lateral (30) do recipiente, relativamente ao referido sensor (38; 72), em, pelo menos, duas localizações na parede lateral (30) do recipiente, espaçadas uma da outra na direcção do referido eixo (52), e Um processador de informação (40), reactivo aos referidos sinais, para determinar o contorno da parede lateral (30) do recipiente, na direcção do referido eixo (52), como uma função das posições da parede lateral do recipiente, nas, pelo menos duas, localizações referidas, Caracterizado por, pelo menos um sensor de luz (38; 72) responder à referida energia de luz reflectida para fornecer sinais indicativos da posição da parede lateral do recipiente em relação ao referido sensor na primeira localização (54) adjacente ao ombro do recipiente (60), uma segunda localização (58), adjacente à base do recipiente (62) e uma terceira localização (56) entre a primeira e segunda localizações, e em que o referido processador de informação (40) determina o contorno da parede lateral do recipiente como uma função do afastamento da posição da parede lateral na referida terceira localização (56) de uma linha entre as referidas posições da parede lateral nas referidas primeira e segunda localizações (54, 58), as referidas primeira, segunda e terceira 1 localizações (54, 56, 58) sendo nominalmente alinhadas umas com as outras numa direcção paralela ao eixo (52) do recipiente.
2. 2- Um aparelho, de acordo com a Reivindicação N°.1, caracterizado por, pelo menos uma fonte de luz (32) e o referido pelo menos um sensor de luz (38) incluírem três fontes de luz e sensores associados, posicionados respectivamente para dirigir a energia de luz para, e receber a energia de luz reflectida proveniente da parede lateral (30) do recipiente, nas três localizações referidas (54, 56, 58), respectivamente.
3. 3- O aparelho, de acordo com a Reivindicação N°.2, caracterizado por a referida fonte de luz (32) ser tal que, em cada localização da parede lateral (30) do recipiente, a energia de luz é recebida e reflectida num plano (46, 48, 50) perpendicular ao eixo do recipiente (52).
4. 4- 0 aparelho, de acordo com a Reivindicação N°.l, caracterizado por a referida fonte de luz (66) dirigir um feixe de luz linear para o eixo do recipiente que possui uma longa dimensão paralela ao referido eixo e uma curta dimensão radial ao referido eixo, e Em que o referido sensor (72) inclui um sensor de matriz de área para receber porções do referido feixe de luz linear reflectido da parede lateral (30) do recipiente.
5. 5- O aparelho, de acordo com qualquer Reivindicação precedente, caracterizado por incluir meios (44) para rodar o recipiente (22) em torno do seu eixo (52), e em que o referido processador de informação (40) está adaptado para determinar o contorno da parede lateral (30) do recipiente, nos incrementos da rotação do recipiente em torno do referido eixo (52).
6. 6- Um método de inspecção do contorno da parede lateral (30) de um recipiente tendo um ombro (60) e uma base (62), que inclui os passos de: 2 (a) rotação do recipiente (22), em torno de um eixo (52), (b) direccionamento da energia de luz para a parede lateral (30) do recipiente, na pelo menos primeira localização (54), adjacente ao ombro do recipiente (60), uma segunda localização (58) adjacente à base do recipiente (62), e uma terceira localização (56) entre a primeira e a segunda localizações. (c) direccionamento da energia de luz reflectida da parede lateral do recipiente em, pelo menos, a referida primeira, segunda e terceira localizações (54, 56, 58), para, pelo menos um sensor de luz (38, 72), para fornecer sinais indicativos da posição da parede lateral (30) do recipiente, na primeira, segunda e terceira localizações relativas ao referido, pelo menos, um sensor (38,72), e (d) determinação do contorno da parede lateral do recipiente (22) como uma função do afastamento da posição da parede lateral na referida terceira localização (56), de uma linha entre as posições da parede lateral, na primeira e segunda localizações referidas, as referidas primeira, segunda e terceira localizações (54, 56, 58) sendo nominalmente alinhadas umas com as outras, numa direcção paralela ao referido eixo (52). Lisboa, 29 de Junho de 2010 3