PT644417E - Inspeccao de recipientes translucidos - Google Patents
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Description
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GkU k<! DESCRIÇÃO " INSPECÇÃO DE RECIPIENTES TRANSLÚCIDOS "
De acordo com o preâmbulo da reivindicação 1, a presente invenção diz respeito a um aparelho e a um método para detecção de imperfeições ou fissuras que possam existir num recipiente translúcido.
Antecedentes da Invenção
No fabrico de recipientes translúcidos, tal como garrafas de vidro transparentes ou coloridas, podem ser colocados nas paredes dos recipientes vários tipos de imperfeições ou quaisquer outras variações comerciais. Por exemplo, podem existir na parede do recipiente variações conhecidas, do tipo fissuras e imperfeições verticais. Estas fissuras e imperfeições verticais são do tipo espelhado, ou seja, reflectem fendas que estejam num plano e que se estendam segundo o raio a partir do eixo longitudinal do recipiente. Têm sido propostos vários dispositivos para a detecção de tais variações.
Um aparelho idêntico ao acima referido (Patente GB-A-2133538 = US-A-4,384,469) é um dispositivo para a detecção de fissuras e imperfeições verticais existentes na parede de um recipiente de vidro. Num dos lados do recipiente é colocada uma fonte luminosa para direccionar a luz para a parede do recipiente, segundo uma direcção perpendicular e lateral em relação ao eixo do recipiente. A fonte luminosa é constituída por uma lâmpada eléctrica incandescente e por lentes cilíndricas destinadas a projectarem a imagem do filamento da lâmpada na parede do recipiente de modo a definirem uma faixa -2-
alongada, estreita e focada com precisão, paralela ao eixo do recipiente. É instalada uma câmara receptora para receber a imagem da zona iluminada do recipiente, segundo uma direcção que é perpendicular aos eixos de iluminação e do recipiente. Em virtude do recipiente ser mantido^em posição e rodado em tomo do seu eixo, qualquer eventual anomalia plana radial rodará também para uma posição que reflectirá a luz da fonte para o detector. Assim, o testemunho vertical ou a costura será detectada como mancha brilhante ou, pelo contrário, o detector apenas verá um fundo normalmente cinzento ou escuro. (Os termos direccionais, tal como “vertical”, são assumidos como orientações verticais do eixo do recipiente, estando o bocal virado para cima, como é normal na arte de inspecção de recipientes).
Embora o dispositivo revelado na patente referida tenha tido um grande sucesso comercial, ainda se pretende acrescentar alguns melhoramentos. Em particular, o dispositivo revelado na patente referida tem uma capacidade limitada na detecção de imperfeições que não são precisamente verticais nem paralelos ao eixo do recipiente. Ou seja, se um testemunho não é vertical, a luz que incide nele será reflectida, mas não incidirá necessariamente na câmara. A patente US-A-3,588,258 mostra feixes de fibra óptica que iluminam um artigo a partir do interior, pelo que são colocados feixes ópticos no lado oposto à parede a inspeccionar. Os princípios da invenção não são estes.
Sumário da Invenção
Constitui assim um objectivo geral da presente invenção disponibilizar um aparelho e um método com as características gerais acima -3- referidas tendo uma melhor capacidade para detectar e inspeccionar imperfeições radiais e fissuras não verticais na parede do recipiente. A invenção está definida nas reivindicações 1 e 9. O aparelho para detecção de imperfeições existentes nas paredes de recipientes translúcidos, é constituído por uma fonte luminosa, destinada a iluminar uma faixa alongada, localizada na parede lateral do recipiente e paralela ao eixo central do dito recipiente, de tal modo que os raios luminosos incidem em qualquer ponto da faixa segundo múltiplos e diferentes ângulos. Numa posição exterior ao recipiente está localizada uma câmara destinada a receber a luz reflectida pela faixa iluminada, sendo ligado à dita câmara um circuito electrónico para detectar defeitos no recipiente em função da tal luz reflectida. Uma vez que os raios luminosos incidem em qualquer ponto da faixa situada na parede lateral do recipiente, segundo múltiplos e diferentes ângulos, diferente da iluminação praticamente unidireccional da patente acima mencionada, as imperfeições planas e as fissuras que possam existir na parede lateral do recipiente e que não estejam plenamente verticais serão mais facilmente detectadas pela reflexão da luz vinda da fonte e recebida pela câmara.
Na execução preferida da invenção aqui revelada, a fonte de luz é constituída por um feixe de fibra óptica, cujas extremidades estão agrupadas num terminal linear que é paralela, do ponto de vista óptico, ao eixo do recipiente, e por lentes cilíndricas colocadas entre o feixe de fibras ópticas e o recipiente a fim de focarem a luz vinda da fonte segundo uma direcção perpendicular ao eixo do recipiente, de modo a que a faixa iluminada obtida tenha um formato estreito e alongado. Deste modo, os raios de luz que incidem na parede do recipiente são orientadas segundo múltiplos ângulos, essencialmente num plano paralelo ao eixo do recipiente. O feixe de fibras ópticas tem uma dimensão paralela ao eixo -4- central do recipiente, a qual é pelo menos tão grande como a dimensão longitudinal da faixa a iluminar. De preferência, a câmara é constituída por uma conjunto linear de elementos sensíveis à luz, paralelos, do ponto de vista óptico, ao eixo do recipiente e à faixa a iluminar, em que a câmara executa um varrimento através de detectores electrónicos a cada incremento de rotação do recipiente.
Breve Descrição dos Desenhos A invenção, em conjunto com objectivos, características e outras vantagens adicionais, será melhor compreendida a partir da descrição que se fará a seguir, a partir das reivindicações e dos desenhos anexos, em que: a Figura 1 é um diagrama de blocos onde constam as funções do aparelho para inspeccionar recipientes translúcidos de acordo com a presente invenção; a Figura 2 é um diagrama esquemático de uma parte do recipiente e de uma fonte luminosa do aparelho da Figura 1; a Figura 3 é vista em alçado de uma parte da fonte luminosa segundo a linha 3-3 da Figura 2; a Figura 4 é uma vista em planta de uma parte da fonte de luz ilustrada nas Figuras 1-3; e a Figura 5 é uma vista em corte segundo a linha 5-5 da Figura 4. -5-
Descrição Detalhada da Execução Preferida
Fazendo referência aos desenhos, pode-se ver que existe um transportador (20), normalmente constituído por uma roda dentada (não mostrada) e por uma placa deslizante (21), que é montado e ligado a uma fonte de recipientes moldados a fim de conduzir os sucessivos recipientes (22) para uma determinada posição numa estação de inspecção (24), podendo este transportador (20) ser de um tipo qualquer, como os referidos nas Patentes dos E.U.A. N°s 4,230,219 e 4,378,493 bem como na Patente acima referida dos E.U.A. N° 4,584,469; normalmente esse transportador é constituído por uma roda dentada móvel para conduzir os sucessivos recipientes para a posição fixa pretendida e mantê-los nessa posição durante a operação de varrimento (“scanning”). Existe, também um dispositivo de rotação dos recipientes (26), do tipo rolo motorizado, que é montado para conduzir o recipiente (22) para uma estação (24) e para o rodar em tomo do seu eixo central (23). No mecanismo de rotação do recipiente é montado um codificador, ou similar, destinado a fornecer os sinais que indicam os incrementos de rotação do recipiente. Em alternativa, se o recipiente rodar a velocidade constante, os incrementos de rotação do recipiente podem ser deduzidos por incrementos de tempo.
Na estação (24), de um dos lados do recipiente (22), é montada uma fonte luminosa (30) a qual aponta a luz para o recipiente que está na estação. A fonte luminosa (30) é constituída por uma lâmpada (32) com fonte de energia que é ligada a um terminal (36) de fibra óptica através de um feixe (34) de fibra óptica. Como se pode ver na Figura 3, o terminal (36) de fibra óptica é constituído por um terminal linear praticamente unidimensional de elementos individuais (38) de fibra óptica. De preferência, o cabo de fibra óptica (34) entra num invólucro (40) no qual o feixe (34) passa praticamente a plano, ou seja, é um elemento de fibra óptica espesso em que as extremidades dos elementos (38) de -6- fibra óptica estão metidas no terminal linear ilustrado na Figura 3. O terminal (36) de fibra óptica é, de preferência, constituído por várias centenas de elementos (38) de fibra óptica reunidos num terminal plano que formam uma fita (Figura 3). Numa posição afastada do terminal de fibra óptica (36) é montada, com recurso a um suporte (44), uma lente cilíndrica (42) (Figuras 4 e 5). Ao suporte (44) da fonte luminosa é ligado um espelho (46), cujo ângulo em relação à lente (42) é tal que permite que a luz vinda do terminal (36) e da lente (42) seja reflectida e focada na parede lateral do recipiente (22), iluminando uma faixa estreita e vertical (47) (de facto são iluminadas duas faixas luminosas, (47a) e (47b) respectivamente nas faces frontal e traseira do recipiente (22), vistas a partir do espelho (46)). Ao suporte (44) da fonte luminosa é ligado um grampo para ajuste da orientação vertical e angular do conjunto em relação ao recipiente que está posicionado na estação de inspecção (24).
Uma câmara (50) (Figura 1) com dispositivos ou elementos fotosensíveis é colocada numa posição adequada em relação ao recipiente (22) localizado na estação (24), recebendo essa câmara a luz emitida pela fonte luminosa (30) e reflectida por anomalias existentes na parede lateral do recipiente. Para visualizar a faixa iluminada (47) é preferível que o eixo (51) da câmara (50) seja perpendicular ao plano que é iluminado pela fonte luminosa (30), sendo admissível algum desvio em relação a esse plano. A câmara (50) apresenta um terminal linear de elementos fotosensíveis, sendo as superfícies receptoras da luz orientadas, do ponto de vista óptico, paralelamente ao eixo (23) do recipiente (22) localizado na estação de inspecção (24). Um processador de informação (52) é ligado ao terminal linear da câmara (50) e ao mecanismo (26) de rotação do recipiente para varrimento dos elementos da câmara (50) a cada incremento de rotação do recipiente, recebendo assim da câmara, dados de imagem indicativos de imperfeições existentes na parede lateral do recipiente (22), os quais reflectem para a câmara a luz vinda da fonte (30). A câmara (50), o -7- processador de infonnação (52) e o mecanismo de rotação (26) do recipiente podem ser de um tipo qualquer conhecido. Em alternativa, a câmara (50) pode ser uma câmara de superfície.
As extremidades de cada um dos elementos de fibra óptica (38) funcionam de facto com fontes luminosas individuais, a partir das quais os raios são emitidos e desviados de encontro à lente cilíndrica (42). A lente (42) destina-se a focar os raios de luz (39) no plano da Figura 1 e nos planos paralelos a este, os quais são perpendiculares ao eixo do recipiente (23) mas não substancialmente afectados ou desviados no percurso de cada raio individual contido nos referidos planos paralelos ao eixo do recipiente (23) ou, então os raios luminosos (62) fazem de facto um ângulo agudo com o eixo de recipiente, como mostrado na Figura 2. Assim, os raios luminosos emitidos por cada uma das extremidades do elementos de fibra óptica (38) divergem e intersectam-se entre si de modo que, quando incidem na parede lateral do recipiente, percorrem um “plano de focagem compacto” que é paralelo ao eixo do recipiente, mas intersectam e iluminam a parede lateral do recipiente segundo múltiplos ângulos e de acordo com aquele “plano”. A dimensão vertical global do feixe de iluminação pode ser limitada, tal como ilustrado pelas linhas a cheio (60) da Figura 2, enquanto que os raios luminosos (62) ilustram os ângulos de iluminação de um testemunho ou costura fissurável (64) na parede lateral do recipiente (22). Em virtude dos ângulos de incidência da luz na costura (64) serem os mais variados, a correspondente detecção dessa costura deficiente pela câmara (50) é grandemente melhorada mesmo se essa costura defeituosa não estiver orientada exacta ou praticamente paralela ao eixo do recipiente (23).
JORGE CRUZ Agente Oficial da Propriedade Industrial RUA VICTOR CORDON, 14 1200 LISBOA
Lisboa, 17 de Julho de 2000
Claims (11)
- REIVINDICAÇÕES 1. Aparelho para detectar imperfeições e/ou fissuras (64) num recipiente translúcido (22) que apresenta uma parede lateral e um eixo central, constituído por: uma fonte (30) luminosa destinada a iluminar uma faixa estreita, alongada (47) e paralela ao eixo do recipiente (23), existente na parede do recipiente, uma câmara (50) colocada numa posição afastada do recipiente (22), destinada a receber a luz reflectida pelas imperfeições (64) que possam aparecer na faixa iluminada (47) do recipiente (22) ao longo de um eixo de reflexão (51), preferencialmente em posição perpendicular ao eixo de iluminação vindo da dita fonte de luz, dispositivos (52) que respondem à dita câmara para detectarem anomalias no recipiente em função da tal luz reflectida, caracterizado por: a dita fonte luminosa (30) ser ligada a um feixe linear simples (36) de fontes luminosas individuais formadas por elementos individuais de fibra óptica (38), as extremidades dos quais funcionam de facto como fontes luminosas individuais que emitem raios luminosos (39) focados para a dita faixa, em que os ditos raios luminosos (39) iluminam a dita faixa (47) e incidem em qualquer ponto desta, segundo múltiplos ângulos, essencialmente coplanares uns com os outros e com a faixa.
- 2. Aparelho referido na reivindicação 1 em que a dita câmara (50) apresenta um feixe linear de elementos sensíveis à luz os quais, do ponto de vista óptico, são paralelos ao eixo do recipiente. -2-
- 3. Aparelho referido na reivindicação 2 constituído ainda por: dispositivos (26) para fazerem rodar o recipiente (22) em relação ao seu eixo central (23) e dispositivos (52) que efectuam um varrimento do dito feixe linear de elementos sensíveis à luz, de cada vez que roda o recipiente.
- 4. Aparelho referido em qualquer uma das reivindicações precedentes, em que o dito feixe (36) de elementos de fibra óptica (38) tem a forma de fita de fibra óptica, em que uma extremidade está ligada à dita fonte luminosa (30) e a outra extremidade está, do ponto de vista óptico, paralela à dita faixa (47) existente na parede lateral do recipiente.
- 5. Aparelho referido em qualquer uma das reivindicações 1 a 4, em que o dito feixe (36) de elementos de fibra óptica (38) forma um fascículo de fibras ópticas (34) que é planificado junto aquelas extremidades da fibra que formam as ditas fontes luminosas individuais.
- 6. Aparelho referido em qualquer uma das reivindicações 1 a 5, em que as lentes cilíndricas (42) se destinam a focar a luz vinda das extremidades dos elementos de fibra óptica (38) de modo a iluminarem a dita faixa estreita (47).
- 7. Aparelho referido na reivindicação 4 em que o dito feixe de fibra óptica é, segundo uma determinada dimensão, paralelo ao eixo central (23) do recipiente (22), sendo pelo menos tão grande como a dimensão da faixa luminosa (47) do recipiente (22) que é paralela ao dito eixo (23).
- 8. Aparelho referido em qualquer uma das reivindicações 1 a 7, o qual apresenta dispositivos (48) que servem para ajustar a posição da dita fonte luminosa (30) em relação ao recipiente (22) e à câmara (50). -3-
- 9. Um método para inspeccionar recipientes translúcidos (22), constituído pelas seguintes etapas: a) produção de raios de luz (39) a partir das extremidades da fibra óptica (38), estando esses raios dispostos essencialmente num plano paralelo ao eixo do recipiente e estando essas extremidades dispostas num único feixe linear (36), permitindo assim iluminar uma faixa alongada (47) existente na parede lateral do recipiente de maneira a que os raios luminosos (39), divergentes e cruzados entre si, incidam sobre qualquer ponto da faixa (47) segundo múltiplos ângulos, b) direccionar a luz reflectida pelas imperfeições e fissuras (64) existentes na faixa iluminada (47) para dispositivos fotosensíveis de uma câmara (50), e c) detecção de anomalias na parede do recipiente em função da luz reflectida.
- 10. O método referido na reivindicação 9, em que a etapa a) é conseguida direccionando a luz para a dita faixa (47) através do feixe de fibra óptica (34), no qual cada uma das fibras ópticas (38) é colocada num fascículo linear (36), cuja faces das extremidades são paralelas, do ponto de vista óptico, à faixa iluminada (47).
- 11. O método referido na reivindicação 10 constituído pela seguinte etapa adicional: rotação do recipiente (22) em relação ao seu eixo central (23) segundo uma orientação em que o dito eixo é paralelo à faixa iluminada (47) existente na parede lateral do recipiente. Lisboa, 17 de Julho de 2000JORGE CRUZ Agente Oficial da Propriedade Induatrlat RUA VICTOR CORDON, 14 1200 LiSBOA
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