PT676635E - Inspeccao de recipientes translucidos - Google Patents
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Description
DESCRIÇÃO "INSPECÇÃO DE RECIPIENTES TRANSLÚCIDOS” 0 invento diz respeito a um aparelho e a um método próprios para inspeccionar o fundo de um recipiente, de acordo com o preâmbulo das reivindicações 1 e 5, respectivamente.
Antecedentes do Invento
No fabrico de recipientes translúcidos tais como garrafas e boiões de vidro incolor ou colorido, nas paredes dos recipientes podem ocorrer vários tipos de pequenos defeitos ou de outras variações comerciais. Por exemplo, no fundo do recipiente (isto é, na base e na zona de transição entre a base e a parede lateral do recipiente) pode registar-se a ocorrência de partículas, nódulos e grânulos de vidro, e de pedras opacas ou outras oclusões, que afectam o valor comercial do recipiente. Por outro lado, no fundo do recipiente pode registar-se a ocorrência de marcas deixadas pela junta do molde sem que isso vá afectar a aceitação comercial dos recipientes, e no fundo do recipiente podem ser moldados anéis de código próprios para efectuar de uma maneira óptica a associação entre o recipiente e o seu molde de origem. Por conseguinte, por um lado é desejável proporcionar uma técnica de inspecção própria para efectuar a detecção e a quantificação de variações potencialmente indesejáveis, tais como pedras, e partículas, nódulos e grânulos de vidro, ao mesmo tempo que ignore substancialmente os anéis de código do molde e variações tais como marcas deixadas pela junta do molde que não afectem a aceitação comercial do recipiente.
Até ao presente momento foi proposta a utilização de sistemas de inspecção electro-óptica para se detectar as variações comerciais que afectem as propriedades ópticas do recipiente. O princípio básico consiste em posicionar uma fonte de luz num dos lados do recipiente e uma câmara no outro lado do recipiente.
Através dos documentos "Patent Abstracts of Japan", Vol. 13, n° 524, pág. 964, e JP-A-0 1213558 é conhecido um processo que consiste em visualizar o fundo de um recipiente através do bocal aberto do recipiente, de acordo com o preâmbulo das reivindicações 1 e 5. As câmaras de visualização têm um campo de visão limitado, em forma de faixa. Uma lâmpada em forma de "U" ilumina o fundo do recipiente pela parte de baixo à medida que este vai rodando, e é utilizada uma placa de bloqueamento de luz em forma de grade para iluminar apenas zonas laterais do fundo do recipiente, isto é, uma zona situada no e adjacente ao campo de visão e uma zona que se estende segundo uma direcção perpendicular em ambos os lados a partir de posições da marca deixada pela junta do molde são zonas que não vão ser directamente iluminadas. A luz que se propaga no fundo do recipiente e que é proveniente de zonas laterais iluminadas vai incidir sobre defeitos que podem ser detectados quando passam através do campo de visão. A esperança é que as marcas deixadas pela junta do molde, as linhas de costura e as nervuras não vão dissipar a luz que se propaga em direcção à câmara quando passam através do campo de visão. Em qualquer dos casos, se estas variações da superfície plana forem constituídas por sujidades, elas não podem ser detectadas como sendo defeitos.
Também é conhecido ("Patent Abstracts of Japan", Vol. 6, n° 30, pág. 103, e TP-A-56 151355) um processo que consiste em utilizar feixes laser para iluminar pelo lado de cima o fundo de um recipiente e em dispor na parte de -3-
c l s baixo do recipiente uma fenda juntamente com detectores situados em ambos os lados da fenda. Os feixes laser que incidem sobre projecções e sobre fragmentos de vidro vão ser dispersos, e por conseguinte vão ser detectados pelos detectores. Uma vez que também há marcações existentes na superfície inferior do recipiente que podem ser erradamente tomadas por defeitos, o dispositivo conhecido deverá ser utilizado em recipientes destituídos desse tipo de marcações.
Também é conhecido um processo que consiste em inspeccionar o fimdo de um recipiente transparente no que respeita à existência de condições defeituosas por meio da iluminação do fundo do recipiente ao longo de uma faixa e observar com câmaras a zona dessa faixa através das paredes do recipiente (EP-A-0 324 285).
Normalmente os raios de luz saem da fonte passam através da parede do recipiente e depois são focados na câmara, e são visualizados pela câmara com uma determinada intensidade. No entanto, uma variação comercial refractiva vai provocar o encurvamento do raio de luz à medida que este passa através da parede do recipiente, de maneira que a imagem projectada na câmara tem uma área diferente da fonte luminosa. Se essa área diferente tiver uma intensidade diferente da área da imagem que é normalmente formada na câmara, esta última pode detectar o local que provoca a refracção. Um local opaco, como por exemplo uma pedra, vai bloquear a transmissão de luz através da parede do recipiente, e por conseguinte pode ser detectado sob a forma de um ponto escuro contra um fundo luminoso.
No documento US-A-5.243.400 é divulgada uma técnica para variar a intensidade efectiva da fonte de luz através da fonte de luz. Uma película de controlo de luz é colocada numa posição adjacente à fonte de luz, entre a fonte de luz e o recipiente, e compreende uma pluralidade de ripas paralelas que se /λ -4- •h \ acham espaçadas umas em relação às outras de maneira a limitar o ângulo segundo o qual a imagem da fonte de luz pode ser vista pela câmara. As variações comerciais são detectadas em função das variações da intensidade de luz recebida na câmara. Qualquer variação refractiva na parede do recipiente irá provocar a reffacção ou o encurvamento da linha de visão da câmara segundo um ângulo em relação ao eixo da câmara. A medida que este ângulo for aumentando, as ripas irão obstruir progressivamente a fonte de luz, até que a câmara deixa de poder ver a fonte de luz segundo o ângulo de visão crítico das ripas.
Sumário do Invento
Um dos objectivos do presente invento consiste em proporcionar um aparelho e um método próprios para inspeccionar o fundo de um recipiente que permitam fazer a discriminação entre variações inofensivas, tais como anéis de código do molde e marcas deixadas pela junta do molde, e variações que indicam um defeito no fundo do recipiente, tais como partículas, nódulos e grânulos de vidro, e pedras opacas ou outras oclusões. O invento é definido nas reivindicações 1 e 5, respectivamente. O aparelho próprio para inspeccionar o fundo de um recipiente, de acordo com os presentemente preferidos modos de realização do invento, inclui um sensor de luz posicionado de maneira a ver o fundo do recipiente através do bocal aberto do recipiente, uma fonte de luz posicionada no lado de fora do recipiente no lado oposto ao fundo do recipiente, e um dispositivo electrónico próprio para detectar variações comerciais em função da energia luminosa que incide no sensor. A fonte de luz, tal como é vista pelo sensor através do fundo do recipiente, é caracterizada por ser alongada numa direcção em relação ao fundo do recipiente - isto é, na direcção radial - e estreita na direcção transversal. Deste i -5-
vh c
U V modo, quaisquer variações no fundo do recipiente que vão provocar a refracção da linha de visão do sensor na direcção radial, tais como anéis de código do molde e marcas deixadas pela junta do molde, são essencialmente transparentes tal como são vistas pelo sensor. Por outro lado, as variações que provocam a refracção da linha de visão do sensor lateralmente em relação ao fundo do recipiente, tais como partículas, nódulos e grânulos de vidro, vão produzir uma imagem escura no sensor, uma vez que o sensor não é capaz de ver a fonte de luz através da variação. Nos modos de realização preferidos, a fonte de luz é construída de maneira tal que é caracterizada por ter uma dimensão radial alongada e uma dimensão lateral estreita, o que se consegue mediante a construção da fonte de luz de modo a ser fisicamente longa e estreita, ou mediante a utilização de uma película de controlo de luz, como na anteriormente referida patente U.S., com ripas paralelas estendendo-se radialmente em relação ao fundo do recipiente. Em qualquer dos modos de realização, a fonte de luz é caracterizada por um amplo ângulo de iluminação radialmente em relação ao fundo do recipiente e por um estreito ângulo de iluminação transversalmente em relação ao fundo do recipiente. De preferência, a fonte de luz estende-se através de todo o diâmetro do fundo do recipiente, e o sensor de luz é constituído por uma câmara de varrimento linear dotada de uma matriz de elementos sensíveis à luz que recebe uma imagem do fundo do recipiente iluminado pela fonte de luz através de todo o diâmetro do fundo do recipiente (isto é, incluindo a base e a zona de transição entre a base e a parede lateral do recipiente). Durante a inspecção, faz-se rodar o recipiente em tomo do seu eixo central, e a matriz de sensores é varrida segundo incrementos de rotação do recipiente, a fim de criar uma imagem bidimensional do fundo do recipiente. Essa imagem pode ser analisada no que diz respeito a variações comerciais refractivas e opacas através da utilização de técnicas convencionais. XV ' -6-
Breve Descrição dos Desenhos O invento, juntamente com outros seus objectivos, características e vantagens adicionais, será melhor compreendido por meio da descrição que irá ser apresentada a seguir, das reivindicações anexas e dos desenhos anexos, em que: a Fig. 1 é um diagrama electro-óptico esquemático que ilustra um presentemente preferido modo de realização do invento; a Fig. 2 é uma vista parcial e em alçado lateral do aparelho de inspecção da Fig. 1; a Fig. 3 é uma vista em planta do fundo do recipiente e da fonte de luz que se acham representados nas Figs. 1 e 2, tal como são vistos pela câmara; as Figs. 4 e 5 são diagramas parciais e esquemáticos, respectivamente semelhantes a porções das Figs. 2 e 1, que ilustram o funcionamento do invento; e a Fig. 6 é um diagrama parcial e esquemático semelhante ao da Fig. 2, mas representando um modo de realização modificado do invento.
Descrição pormenorizada dos Modos de Realização Preferidos
As Figs. 1 e 2 ilustram um aparelho de posto de inspecção 10 próprio para inspeccionar os fundos 12 de recipientes translúcidos 14 - isto é, a base 16 e a zona de transição 18 entre a base e a parede lateral dos recipientes 14. Os recipientes 14 são conduzidos de uma maneira sequencial para o aparelho de -7- -7-
C—Λ posto de inspecção 10 por meio de um transportador do tipo roda estrela, ou qualquer outro semelhante, que faz deslocar os recipientes ao longo de uma placa de deslizamento 20 até estes ficarem alinhados com uma fenda 22. Por debaixo da placa de deslizamento 20 é colocada uma fonte de luz 24 própria para iluminar o fundo 12 dos recipientes através da fenda 22. No aparelho 10, por cima do recipiente 14, é posicionada uma câmara de varrimento linear 26 própria para ver o fundo 12 do recipiente 14 através do bocal aberto 28 do recipiente, e portanto para ver a imagem da fonte de luz 24 através do fundo 12 do recipiente e da fenda 22 da placa de deslizamento. A fonte de luz 24 é comprida e estreita, conforme se pode ver melhor por comparação entre as Figs. 1 e 2, indo a dimensão alongada da fonte de luz 24 estender-se diametralmente através do fundo do recipiente e intersectando o eixo 25 do recipiente (Fig. 3).A fonte de luz 24 pode ser constituída por uma lâmpada incandescente alongada ou por uma série de lâmpadas individuais que iluminam o fundo do recipiente 14 através de um difusor. A câmara de varrimento linear 26 inclui um sensor de matriz linear 30 que possui uma pluralidade de elementos de detecção de luz dispostos ao longo de uma linha paralela à dimensão alongada da fonte de luz 24 e intersectando o eixo do recipiente. Uma lente 32 foca a imagem do fimdo 12 do recipiente, quando este é iluminado pela fonte de luz 24, sobre o sensor de matriz linear 30, visto através do bocal aberto 28 do recipiente 14. Quando se acha colocado no aparelho 10, o recipiente 14 é capturado por um adequado mecanismo 36 próprio para fazer rodar o recipiente em tomo do seu eixo central 25. A câmara 26 é acoplada a um processador de informações 34 própria para fazer o varrimento do sensor 30 segundo incrementos de rotação do recipiente. O funcionamento dos modos de realização das Figs. 1 e 2 encontra-se ilustrado nas Figs. 3-5. A Fig. 3 ilustra a geometria da fonte de luz 24 -8-
em relação ao fundo 12 do recipiente, sendo alongada diametralmente em relação ao recipiente e estreita lateralmente em relação ao recipiente, conforme foi anteriormente referido. Quando uma variação refractiva 38 (Fig. 5) que provoca a refracção da linha de visão da câmara essencialmente numa direcção radial, como por exemplo uma marca deixada pela junta do molde ou um anel de código do molde, entra no campo de visão da câmara, essa variação refractiva não irá afectar a intensidade da luz que incide no sensor porque este ainda irá ser capaz de ver a fonte de luz graças à sua dimensão alongada na direcção radial. Por outro lado, quando uma variação refractiva 40 (Fig. 4) do tipo daquelas que provocam a refracção da linha de visão da câmara lateralmente em relação ao diâmetro do recipiente, como por exemplo uma partícula, um nódulo ou um grânulo de vidro, entra no campo de visão da câmara, a linha de visão de pelo menos alguns dos elementos da câmara vai sofrer uma refracção que faz com que esta se vá afastar da fonte de luz, conforme se acha ilustrado na Fig. 4. O sensor 30 da câmara é varrido pelo processador de informações 34 segundo incrementos de rotação do recipiente, a fím de revelar uma imagem bidimensional de todo o fundo do recipiente. As variações refractivas 40 (assim como as variações opacas tais como pedras) irão aparecer nessa imagem sob a forma de pontos ou zonas escuras contra um fundo luminoso. A imagem pode ser analisada por meio da utilização de técnicas convencionais, como por exemplo a que é divulgada na patente U.S. No. 4.601.395, e o processador de informações 34 irá gerar um sinal de rejeição destinado a remover o recipiente 14 da linha de processamento no caso de qualquer uma ou todas as variações refractivas 40 (e variações opacas) ultrapassar os parâmetros considerados como aceitáveis pelas especificações. A Fig. 6 ilustra um aparelho modificado 42 de acordo com o presente invento, em que a fonte de luz 44 é tomada estreita na direcção lateral por meio de uma película de controlo de luz 46 que apresenta uma pluralidade de ripas paralelas 48 que se acham espaçadas umas em relação às outras e que se -9- estendem diametralmente através do fundo 12 do recipiente 14. Quaisquer variações 38 (Fig. 5) que provoquem a refracção da linha de visão da câmara na direcção radial não irão afectar a imagem do fundo do recipiente captada pela câmara porque a refracção se faz numa direcção paralela às ripas 48. No entanto, quaisquer variações 40 (Fig. 4) que provoquem a refracção da linha de visão da câmara lateralmente em relação à fonte de luz irão provocar uma progressiva obstrução da fonte de luz tal como esta é vista pela câmara, até que esta deixe de ser capaz de ver a fonte de luz através do fundo do recipiente segundo o ângulo de visão crítico das ripas. Por conseguinte, o modo de realização das Figs. 1-5 vai fazer com que a imagem seja brilhante ou escura quando a linha de visão da câmara sofrer uma refracção que a desvia da fonte de luz, ao passo que o modo de realização da Fig. 6 proporciona vários níveis de cinzento entre uma visão não obstruída da fonte de luz e uma visão completamente obstruída da fonte de luz segundo o ângulo de visão crítico das ripas da película de controlo de luz.
Lisboa, 8 de Outubro de 2001
ALBERTO CANELAS Agente Oficial da Propriedade Industrial
RUA V1CTOR CORDON, 14 1200 LISBOA
Claims (5)
- REIVINDICAÇÕES 1. Aparelho próprio para inspeccionar o fundo (12) de um recipiente (14) que tem um bocal aberto (28) e um eixo central (25), compreendendo o referido aparelho: uns meios de detecção de luz (26) com uma lente (32) posicionada de maneira a formar através do bocal (28) do recipiente a imagem de uma zona em forma de faixa (22) situada no fundo (12) do recipiente; uma fonte de luz (24; 44) posicionada no lado de fora do recipiente num lado do fundo (12) do recipiente oposto àquele onde se acha situado o bocal (28) do recipiente; uns meios (34) próprios para detectar variações comerciais no fundo (12) do recipiente em função da energia luminosa que incide nos referidos meios de detecção (26), e uns meios (36) próprios para fazer rodar o recipiente (14) em tomo do seu eixo central (25), caracterizado por: a referida a fonte de luz (24; 44) ser alongada na direcção da zona em forma de faixa (22) e estreita na direcção transversal, de modo que a referida zona em forma de faixa (22) situada no fundo (12) do recipiente é iluminada de maneira a que partículas opacas e pontos de refracção (40) que provocam a refracção da luz numa direcção lateral, vista a partir da zona em forma de faixa (22) iluminada, vão aparecer sob a forma de pontos escuros nos meios de detecção de luz (26), enquanto que variações de refracção (38) que provocam a refracção da luz na direcção da zona em forma de faixa não irão ser registadas na zona em forma de faixa iluminada.
- 2. Aparelho de acordo com a reivindicação 1, em que a referida -2- Α$. η «s—ν.\ zona em forma de faixa (22) iluminada situada no fundo (12) do recipiente se estende diametralmente através do fundo do recipiente.
- 3. Aparelho de acordo com a reivindicação 1 ou 2, em que uns meios de direccionamento de luz (46) incluem uma pluralidade de ripas paralelas (48) que se estendem radialmente em relação ao fundo (12) do recipiente e que se acham espaçadas umas em relação às outras de maneira a limitar o ângulo lateral segundo o qual a imagem da referida fonte de luz (44) pode ser vista nos referidos meios de detecção de luz (26).
- 4. Aparelho de acordo com qualquer uma das reivindicações 1-3, em que os referidos meios de detecção de luz (26) compreendem um sensor de matriz (30) que possui uma pluralidade de elementos de detecção dispostos segundo uma matriz que se estende radialmente em relação ao recipiente, e em que os referidos meios de detecção de variações (34) compreendem uns meios próprios para fazer o varrimento da referida matriz segundo incrementos de rotação do recipiente, a fim de revelar uma imagem bidimensional do fundo do recipiente.
- 5. Método para inspeccionar o fundo (12) de um recipiente (14) que tem um bocal aberto (28) e um eixo central (25), compreendendo o referido método as seguintes etapas: a) posicionar um sensor de luz (26) dotado de uma lente (32) de maneira a formar através do bocal (28) do recipiente a imagem de uma zona em forma de faixa (22) situada no fundo (12) do recipiente; e b) fazer rodar o recipiente (14) em tomo do seu eixo (25), caracterizado por: c) se iluminar a referida zona em forma de faixa (22) situada no -3- fundo (12) do recipiente com uma estreita e alongada fonte de luz (24; 44) a partir do lado de fora do recipiente e em alinhamento axial com o referido sensor (26), de maneira a que variações comerciais tais como partículas opacas e pontos de refracção (40) que provocam a refracção da luz numa direcção lateral, vista a partir da zona em forma de faixa (22) iluminada, vão aparecer sob a forma de pontos escuros nos meios de detecção de luz (26), enquanto que variações de refracção (38) que provocam a refracção da luz na direcção da zona em forma de faixa não irão ser registadas na zona em forma de faixa iluminada; e d) se detectar variações comerciais no fundo (12) do recipiente em função da intensidade energia luminosa que incide no referido sensor (26) a partir da referida zona em forma de faixa (22) iluminada. Lisboa, 8 de Outubro de 2001AC ALBERTO CANELAS Agente Oficial da Propriedade Industrial RUA VICTOR CORDON, 14 1200 LISBOA
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