RU2259555C2

RU2259555C2 - Контроль зоны укупориваемой поверхности тары

Info

Publication number: RU2259555C2
Application number: RU2001101866/28A
Authority: RU
Inventors: Джеймс А. РИНГЛАЙЕН (US); Джеймс А. Ринглайен
Original assignee: Оуэнс-Броквэй Гласс Контейнер Инк.
Priority date: 2000-01-21
Filing date: 2001-01-19
Publication date: 2005-08-27
Also published as: EP1118854A1; AU772664B2; JP2001228093A; CO5300491A1; PL345235A1; CN1312464A; CZ2001259A3; BR0100136A; AR027252A1; CA2330793C; CA2330793A1; EE200100036A; HUP0100133A2; HU0100133D0; CN1196928C; PE20011070A1; HUP0100133A3; MXPA01000658A; ZA200100480B; JP3901948B2

Abstract

Устройство для контролирования венчика тары (22) имеет центральную ось (25) и открытую горловину, окруженную обращенной к оси зоной (36) укупориваемой поверхности, причем указанное устройство содержит источник (44) светового излучения, установленный с возможностью направления коллимированного линейно-профилированного пучка света (46) на зону укупориваемой поверхности таким образом, что линейно-профилированный пучок света падает полностью на зону укупориваемой поверхности на обеих сторонах от оси тары, при этом его длинный габарит ортогонален оси тары и его узкий габарит является касательной относительно оси тары; средство (52) светочувствительного датчика, расположенное в общей плоскости с указанной осью, для приема частей (54) указанного линейно-профилированного пучка света, линзовое средство (70) для направления на указанное средство светочувствительного датчика световой энергии и средство (60) для детектирования изменений в уровне в зоне укупориваемой поверхности. Указанное линзовое средство (70) направляет на указанное средство (52) датчика световую энергию, отражаемую зоной (36) укупориваемой поверхности только в плоскостях, параллельных указанной общей плоскости. Технический результат - обнаружение неприемлемых товарных изменений. 2 н. и 6 з.п. ф-лы, 8 ил.

Description

Область техники, к которой относится изобретение

Данное изобретение предназначено для осуществления контроля тары, конкретнее, представляет собой способ и устройство для обнаружения товарных изменений в зоне укупориваемой поверхности тары.

Уровень техники

Патент США №3313409 раскрывает устройство для контролирования стеклянной тары, в котором конвейер в виде колеса с радиальными выступами последовательно направляет тару через некоторое число позиций контроля. В одной из позиций контроля контролируют выборочные габаритные параметры каждой единицы тары за счет осуществления контакта связанных с датчиками роликов с данной тарой и вращения тары вокруг ее центральной оси, в результате чего датчики выдают выходные сигналы, которые изменяются в зависимости от изменений в параметрах тары. В частности, с помощью роликов, которые контактируют с укупориваемой поверхностью тары при вращении тары, измеряют высоту тары, деформацию и наклон укупориваемой поверхности, и перекошенную ориентацию венчика тары. Ролики связаны с линейными датчиками на основе дифференциального трансформатора, которые обеспечивают аналоговые электрические сигналы, характеризующие отклонения или изменения высоты (уровня) укупориваемой поверхности. Эти сигналы подают в соответствующие электронные устройства для запитывания штока отбраковки, который удаляет тару с конвейерной линии, если сигналы измерения выходят за пределы требуемых норм и технических условий. Ролики, контактирующие с укупориваемой поверхностью тары, подвергаются механическому износу и могут вызывать загрязнение укупориваемой поверхности. При этом размер роликов ограничивает размер тары, с которой их могут использовать, и размер (разрешающую способность) детектируемых изменений высоты. Для подвижных частей требуется техобслуживание и ремонт. Помимо этого, конструкция роликов не позволяет измерить высоту уступа или пережима («wire-edge» или «over-press») в пределах кромки укупориваемой поверхности.

Патент США №4945228 раскрывает устройство для контроля зоны укупориваемой поверхности венчика тары, которое содержит источник светового излучения, установленный с возможностью направления световой энергии на уплотняемую поверхность тары, когда данная тара находится в стационарном положении и когда ее вращают вокруг ее центральной оси. Телекамера, содержащая линейную совокупность или матричную (двухмерную) совокупность светочувствительных элементов, установлена и ориентирована относительно оси вращения тары с возможностью приема световой энергии, отражаемой укупориваемой поверхностью; при этом телекамера имеет эффективное поле зрения, ограниченное угловой частью, которая меньше всего периметра укупориваемой поверхности тары. Совокупность светочувствительных элементов телекамеры сканируют при приращениях вращения тары, чтобы сформировать информацию, характеризующую силу света в каждом элементе совокупности как функцию указанных приращений; при этом товарные изменения на укупориваемой поверхности тары детектируют как функцию этой информации. Раскрываемое в указанном документе устройство выполнено с возможностью детектирования товарных изменений, которые влияют на коэффициент отражения укупориваемой поверхности тары, таких как изменения за линией венчика - вздутие, «камень» и загрязнение венчика тары. Но раскрываемое в указанном документе устройство не выполнено с возможностью измерения таких габаритных параметров венчика тары, как высота укупориваемой поверхности тары; деформация, наклон или перекос на укупориваемой поверхности тары; и/или высота какого-либо уступа или пережима на укупориваемой поверхности (термин «товарные изменения» относится к изменениям, которые могут отрицательно сказаться на товарной пригодности данной тары, термин «зона укупориваемой поверхности» относится не только к самой укупориваемой поверхности, но также и к уступу, пережиму или иному товарному изменению на укупориваемой поверхности).

Патент США №5489987 раскрывает устройство для контролирования зоны укупориваемой поверхности тары, которое содержит источник светового излучения, установленный с возможностью направления узкого пучка света под острым углом на зону укупориваемой поверхности тары, при вращении тары вокруг ее центральной оси. Светочувствительный датчик принимает узкий пучок световой энергии, отражаемый от зоны укупориваемой поверхности, и выдает выходной сигнал, который изменяется в зависимости от положения падения отражаемого пучка светового излучения на датчик. То есть, отраженный пучок светового излучения падает на датчик в положении, которое изменяется с высотой или уровнем укупориваемой поверхности по отношению к источнику светового излучения и датчику; и датчик отличается тем, что выдает электрический выходной сигнал, который изменяется в зависимости от положения падения отражаемого светового излучения на датчик. Изменения по высоте зоны укупориваемой поверхности детектируют как функцию выходного сигнала датчика. В одном из вариантов реализации пары «источник светового излучения/датчик» расположены на диаметрально противоположных сторонах оси тары; и деформация, наклон и/или перекос укупориваемой поверхности тары детектируют как комбинированную функцию изменений в положении падения отражаемого светового излучения на датчики при вращении тары.

Патент США №5896195 раскрывает устройство для контролирования зоны укупориваемой поверхности венчика тары, содержащее структурированный источник светового излучения, выполненный с возможностью направления коллимированного линейно-профилированного пучка света на зону укупориваемой поверхности тары при перемещении тары в поперечном направлении или вращательном движении относительно источника светового излучения. Линейно-профилированный пучок в зоне укупориваемой поверхности тары имеет длинный габарит, ортогональный по отношению к оси тары, которая проходит по хорде по зоне укупориваемой поверхности; при этом его узкий габарит представляет собой касательную по отношению к оси тары. Светочувствительный датчик установлен с возможностью приема частей линейно-профилированного пучка света, отражаемого от зоны укупориваемой поверхности, и выдает электрический выходной сигнал, который изменяется с высотой или уровнем укупориваемой поверхности относительно источника светового излучения и датчика. Датчик связан с соответствующими электронными устройствами для обеспечения информации, характеризующей высоту укупориваемой поверхности. В длинный габарит линейного пучка в зоне укупориваемой поверхности тары попадает колебание или отклонение от оси зоны укупориваемой поверхности относительно источника светового излучения и датчика. При этом удлиненный радиальный габарит линейно-профилированного пучка света в зоне укупориваемой поверхности тары производит отражение на датчике от уступа или пережима в горловине тары, тем самым формируя в датчике информацию, характеризующую как наличие, так и высоту какого-либо уступа или пережима.

Хотя устройства, раскрываемые в упоминаемых патентах, устраняют имевшиеся до тех пор проблемы данной области техники, последующие усовершенствования все же остаются желательными. Например, устройство, раскрываемое в патенте США 5489987, использует фотоприемники с малым полем зрения, устанавливаемые на одной, или по обеим сторонам укупориваемой поверхности, и для которых очень важно размещение и которые могут и не принять сигнал от тары, если данная тара отклоняется от оси. Устройство, раскрываемое в патенте США №5896195, решает эту проблему, но ставит дополнительную проблему минимальной возможности приема паразитных отражений, например отражений от противоположных по хорде зон укупориваемой поверхности, что в свою очередь может сделать неточным измерение высоты на одной стороне укупориваемой поверхности. Поэтому основная задача данного изобретения заключается в создании усовершенствованного устройства и способа для контролирования зоны укупориваемой поверхности тары в целях обнаружения неприемлемых товарных изменений. Еще одна, и более частная, задача данного изобретения заключается в создании устройства и способа упоминаемого назначения, выполненных с возможностью контролирования зоны укупориваемой поверхности тары в отношении нескольких типов изменений в течение одной операции и в одной позиции контроля. Еще одна задача данного изобретения заключается в создании способа и устройства упоминаемого назначения для контролирования как оптических, так и габаритных характеристик зоны укупориваемой поверхности венчика тары.

Еще одна задача данного изобретения заключается в создании устройства и способа для измерения или определения габаритных характеристик венчика тары, в частности, зоны укупориваемой поверхности тары, подобных раскрываемым в упомянутом патенте США №5489987, согласно которому метод измерения отличается повышенной защищенностью от изменений положения или от колебаний укупориваемой поверхности тары и от паразитных отражений в зоне измерения. Еще один объект данного изобретения заключается в создании способа и устройства упомянутого назначения, предназначаемых для решения указанной задачи и экономичных с точки зрения выполнения, и надежных в течение длительного срока службы. Еще один объект данного изобретения заключается в создании способа и устройства указанного назначения, которые в альтернативных вариантах реализации могут быть выполнены либо на горячем конце, либо на холодном конце системы изготовления стеклянных изделий.

Сущность изобретения

Устройство для контролирования зоны укупориваемой поверхности венчика тары в соответствии с одним из аспектов данного изобретения содержит источник светового излучения, установленный с возможностью направления коллимированного линейно-профилированного пучка света (т.е. имеющего длину, во много раз превышающую его ширину) на зону укупориваемой поверхности тары. Линейно-профилированный пучок света в зоне укупориваемой поверхности тары ортогонален по отношению к оси тары, а его узкий габарит является касательной по отношению к оси тары. Светочувствительный датчик установлен с возможностью приема частей линейно-профилированного пучка света, отражаемого от зоны укупориваемой поверхности, и обеспечивает электрический выходной сигнал, который изменяется по высоте или уровню зоны укупориваемой поверхности относительно источника светового излучения и датчика. Линзовая система установлена с возможностью направления на светочувствительный датчик только световой энергии, отражаемой от зоны укупориваемой поверхности тары в плоскостях, которые параллельны плоскости, являющейся общей для оси тары и для датчика. Линзовая система и датчик совместно содержат полную систему формирования изображений для световой энергии, отражаемой от укупориваемой поверхности в плоскостях, являющихся параллельными общей плоскости оси тары и датчику, но при этом указанная система по существу обладает защищенностью от паразитных отражений, включая отражения от других точек на таре, которые не являются параллельными по отношению к этой плоскости.

Датчик связан с соответствующими электронными устройствами для обеспечения информации, характеризующей высоту укупориваемой поверхности. В предпочтительных вариантах реализации множественные изображения получают в датчике от разных частей укупориваемой поверхности либо путем перемещения зоны укупориваемой поверхности относительно источника светового излучения и датчика между изображениями, либо за счет применения множественных линий излучения лазера и отражений от укупориваемой поверхности. В длинный габарит линейно-профилированного пучка света на укупориваемой поверхности тары попадает колебание или отклонение от оси укупориваемой поверхности относительно источника светового излучения и датчика. При этом более длинный радиальный габарит линейного пучка на укупориваемой поверхности тары производит отражение на датчике от уступа в горловине тары, тем самым формируя в датчике информацию, характеризующую как наличие, так и высоту любого такого уступа, и факт превышения высотой уступа высоты укупориваемой поверхности, т.е. наличие пережима.

Источник светового излучения и датчик в предпочтительных осуществлениях данного изобретения устанавливают над зоной укупориваемой поверхности тары и их ориентируют относительно друг друга и относительно зоны укупориваемой поверхности тары таким образом, что части пучка светового излучения, падающего на зону укупориваемой поверхности тары и отражаемого от нее, номинально расположены по отношению друг к другу под углом 90° и номинально в плоскости перпендикулярны по отношению к укупориваемой поверхности. (Термин «номинально» относится к условиям, которые преобладают в идеальной или расчетной высоте и ориентации укупориваемой поверхности; при этом отклонение от этой идеальной высоты и ориентации по причине недостаточной высоты тары или колебания в венчике тары потенциально вызывает незначительное отклонение от «номинальной» ориентации и угла отражаемого пучка). Источник светового излучения и датчик устанавливают в плоскости, которая номинально параллельна оси тары и перпендикулярна укупориваемой поверхности. Светочувствительный датчик в предпочтительных осуществлениях данного изобретения содержит датчик, состоящий из линейной совокупности светочувствительных элементов, и линзовая система направляет два световых пятна на состоящий из линейной совокупности светочувствительных элементов датчик с двух сторон укупориваемой поверхности венчика. Если пятна совпадают, то две стороны венчика имеют одинаковую высоту. Если световые пятна на совокупности светочувствительных элементов датчика находятся в разных местоположениях, то это значит, что они должны были поступить из местоположений на венчике, имеющих разную высоту, т.е. это означает, что венчик имеет перекос, деформацию и пр. Можно измерить абсолютную высоту укупориваемой поверхности тары, поскольку положение отражаемого светового излучения на совокупности светочувствительных элементов является мерой высоты плоскости укупориваемой поверхности.

Перечень чертежей

Данное изобретение наряду с его дополнительными задачами, признаками и преимуществами, будет в наибольшей степени понятно из приводимого ниже описания, прилагаемой формулы изобретения и прилагаемых чертежей, на которых:

Фиг.1 - принципиальная схема устройства для контролирования укупориваемой поверхности тары в соответствии с предпочтительным вариантом данного изобретения;

Фиг.2 - фрагмент принципиальной схемы, иллюстрирующий осуществление изобретения согласно Фиг.1;

Фиг.3 - принципиальная схема устройства для контролирования тары в соответствии с данным изобретением на т.н. горячем конце производственного процесса; и

Фиг.4-8 - схематические изображения пучка светового излучения, иллюстрирующие данное изобретение.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения

Согласно фиг.1 конвейер 20, обычно содержащий колесо с радиальными выступами и подвижную пластину 21, установлен и взаимодействует с источником сформованной тары таким образом, что последовательно приводит тару 22 в нужное положение в позиции 24 контроля укупориваемой поверхности. Это устройство контроля тары в виде конвейера с колесом с радиальными выступами, являющегося храповиком, раскрывают, например, в указанном патенте США №3313409. Устройство 26 вращения бутылок, такое как ведущий ролик, установлено с возможностью контактирования с каждой единицей тары 22 последовательно в позиции 24 и вращения тары вокруг ее центральной оси 25, при этом тара удерживается конвейером в фиксированном положении. Кодер 28 связан с механизмом вращения тары и выдает сигналы, характеризующие приращения углового положения. Эти приращения вращения тары могут быть фиксированными приращениями углового положения, или фиксированными приращениями времени при вращении тары с постоянной скоростью. Детектор 20, такой как переключатель, установлен с возможностью выдачи сигнала, характеризующего наличие тары 22 на позиции 24.

При выполнении данного изобретения согласно фиг.1, тара 22 является сформованной стеклянной бутылкой, имеющей цилиндрический корпус 32 и, по существу, цилиндрическое горло 34, которое выступает вверх из заплечиков 35 корпуса. Венчик тары содержит верхнюю часть горла 34, которая оканчивается обращенной в направлении оси крышки, укупориваемой поверхностью 36, которую подвергают контролю в соответствии с данным изобретением. Спиральная резьба 38 сформована заодно с внешней поверхностью стенки венчика, которая окружает горловину тары; кромка или заплечики 40 выполнены на внешней поверхности стенки венчика, поверх которой может быть закреплена юбка крышки обычным образом для прикрепления крышки к таре. В зависимости от характеристик пресс-формы, в которой выполнена тара, вокруг внутреннего диаметра укупориваемой поверхности 36 может иметься пошаговое понижение. Избыточная высота в пошаговом понижении становится уступом. Когда уступ превышает высоту укупориваемой поверхности 36, она становится пережимом. Уступ или пережим нежелательны по нескольким причинам, и они могут указывать на возможную проблему в пресс-форме тары. Осуществление изобретения согласно Фиг.1 направлено на способ и устройство для контролирования высоты или уровня на укупориваемой поверхности 36 (и пошаговом понижении). В этой связи необходимо отметить, что в данном описании термин «уплотняемая поверхность» относится ко всей зоне укупориваемой поверхности, включая не только саму уплотняемую поверхность 36, но также и пошаговое понижение.

Источник 44 светового излучения установлен над укупориваемой поверхностью 36 тары 22 на позиции 24 и ориентирован с возможностью направления узкого коллимированного пучка 46 световой энергии вниз под острым углом на укупориваемую поверхность 36. В частности, луч 46 светового излучения содержит коллимированный линейно-профилированный пучок света, который имеет длинный габарит на укупориваемой поверхности 36, являющийся ортогональным по отношению к оси 25 тары при номинальном положении и ориентации тары 22 на позиции 24 и (предпочтительно) компланарным с указанной осью; при этом его узкий габарит является касательной по отношению к оси тары. Согласно фиг.2 источник 44 светового излучения предпочтительно является структурированным источником светового излучения, который может содержать лазерный диод 48 и цилиндрические линзы 50 для формирования указанного коллимированного линейно-профилированного лазерного пучка. Телекамера 52 установлена над укупориваемой поверхностью 36 тары 22 в станции 24 и ориентирована для приема части 54 пучка 46, отражаемого от укупориваемой поверхности 36 (и пошагового понижения, если таковое имеется). Телекамера 52 содержит средство 56 фокусирующей линзы и (предпочтительно) светочувствительный датчик 58 в виде линейной совокупности светочувствительных элементов, на котором линза 56 фокусирует отражаемую световую энергию 54. Источник 44 светового излучения и телекамера 52 установлены в плоскости падающего луча 46 светового излучения и отражаемого пучка 54 светового излучения. Угол падения пучка 46 освещения и номинальный угол отражения пучка 54 составляют, каждый, 45° относительно оси 25, то есть пучки 46, 54 находятся под номинальным углом 90° относительно друг друга.

Процессор 60 информации (Фиг.1) принимает сигналы от детектора 30, характеризующие наличие тары в станции 24 контроля, и сигналы от кодера 28, характеризующие приращения вращения тары. Телекамера 52 связана с процессором 60 информации для приема сигналов управления от процессора 60 и для выдачи выходных сигналов в процессор информации, характеризующих положение падения отражаемой световой энергии 54 на датчик 58. Источником 44 светового излучения управляет процессор 60. Процессор 60 также подключен к дисплею 62 для отображения оператору данных изображения и выдает сигнал отбраковки в соответствующий механизм для удаления неприемлемой тары с конвейера.

В осуществлениях согласно Фиг.1-2 относительное движение между системой «источник светового излучения/датчик» и тарой обеспечивают с помощью ролика 26 (Фиг.1) или с помощью аналогичного средства, которое контактирует с тарой и вращает тару вокруг ее оси 25. Этот метод целесообразно использовать на т.н. холодном конце процесса производства стеклянных изделий - т.е. после печи для отжига стекла, где тара является остывшей и затвердевшей. Но эта методика не будет рациональной для использования на т.н. горячем конце технологического процесса, т.е. между установкой производства стеклянной посуды и печью для отжига стекла, поскольку валик будет деформировать горячую и податливую боковую стенку тары. Фиг.3 иллюстрирует транспортирование горячей тары 22 по конвейерной ленте 64 между производственной установкой и печью отжига. Кодер 28 положения связан с конвейером 64 для выдачи сигналов в процессор 60 информации (Фиг.1), характеризующих движение конвейера/тары, которое может быть фиксированными приращениями расстояния или фиксированными приращениями времени при движении на постоянной скорости. Процессор информации 60 сканирует телекамеру 52 с приращениями линейного движения тары, чтобы получить множественные изображения отражений пучка 46 светового излучения от зоны укупориваемой поверхности. Например, телекамеру 52 можно сканировать с получением десяти изображений, в которых линия излучения лазера проходит по хорде по зоне укупориваемой поверхности. Отражения от зоны укупориваемой поверхности появятся в виде светлых пятен на обычно темном фоне. Изображение в телекамере 52 предпочтительно проходит выше и ниже номинальной высоты зоны 36 укупориваемой поверхности, и в его пределы будут попадать изменения в колебании или высоты.

В соответствии с особым признаком данного изобретения линзовую систему 70 устанавливают между укупориваемой поверхностью 36 тары и камерой 52, чтобы направлять на датчик 58 телекамеры 52 только световую энергию, отражаемую от зоны укупориваемой поверхности тары в плоскостях, которые параллельны плоскости, общей для оси 25 и для датчика 58. То есть, датчик 58 предпочтительно содержит состоящий из линейной совокупности светочувствительных элементов датчик, который имеет линейную совокупность чувствительных элементов ПЗС или элементов изображения, расположенную на линии, компланарной с (и под номинальным углом 45°) осью 25 тары и перпендикулярной к длинному габариту пучка 46 освещения. Либо датчик 58 может содержать состоящий из двухмерной совокупности светочувствительных элементов датчик, в котором один ряд или колонка элементов изображения компланарны оси 25 и контролируются для осуществления данного изобретения. Эта модификация будет особо рациональна в том случае, если состоящий из двухмерной совокупности светочувствительных элементов датчик используют для выполнения других функций контролирования. Линии элементов изображения в датчике, не являющиеся компланарными с осью тары, можно использовать для определения изменений в венчике, являющихся перекосами согласно Фиг.8.

Линзовая система 70 предпочтительно содержит цилиндрическую линзу 72 и линзу Френеля или сферическую линзу 74. Из числа лучей светового излучения в коллимированном линейно-профилированном пучке света, которые освещают уплотняемую поверхность, только лучи 54а, 54b (Фиг.4 и 5), отражаемые от пика укупориваемой поверхности 36, будут параллельны плоскости оси 25 и датчику 58; при этом прочие отражаемые лучи светового излучения 54с, 54d и 54е (Фиг.7) будут непараллельны плоскости оси 25 и датчику 58. Поэтому, согласно Фиг.7, эти непараллельные лучи 54с, 54d и 54е будут направлены от датчика 58 и поэтому не будут детектироваться датчиком. С другой стороны, в плоскостях, параллельных оси тары, комбинация датчика 58 и линзовой системы 70 функционирует как полная система формирования изображений для сбора и направления на датчик 58 не только световой энергии 54h, отражаемой от плоскости 36а (Фиг.6) параллельно номинальному положению укупориваемой поверхности 36, но со смещением от него, и поэтому характеризующей низкую или высокую укупориваемую поверхность, но также и световую энергию 54i, 54j, отражаемую от расположенных под некоторым углом уплотняемых поверхностей 36b и 36с (Фиг.6) и потенциально характеризующую деформированную или перекошенную уплотняемую поверхность. В отношении Фиг.6 необходимо отметить, что лучи 54b, 54i, 54j светового излучения, отражаемые от укупориваемой поверхности 36а, либо в номинальном планарном положении или в положениях 36b, 36с перекоса, падают на датчик 58 в одинаковой точке, если положение падения луча 46 освещения является одним и тем же. С другой стороны, положение падения на датчик 58 луча 54h светового излучения, отражаемого от положения 36а укупориваемой поверхности, смещено от указанного номинального положения, указывая некоторое изменение в видимой высоте на укупориваемой поверхности.

Устройство согласно данному изобретению, включая, в частности, линзовую систему 70, поэтому в некотором смысле является телецентрическим в плоскости Фиг.5 и 7, поскольку на датчик направляют только лучи светового излучения, параллельные плоскости тары/датчика. Размещение матрицы 58 в фокальной точке сферической линзы или линзы Френеля 74 выбирает входящие лучи, которые параллельны оптической оси и которые будут только лучами, обусловливающими выходной сигнал из совокупности светочувствительных элементов. Эти лучи являются лучами, которые отражаются от, или вблизи вершины или самых высоких точек зоны укупориваемой поверхности по линии освещения лазерным лучом. Так, на Фиг.8 лучи 54а, 54b параллельны друг другу и параллельны плоскости оси 35 и датчику 58. После их преломления линзовой системой 70 они попадают на активную зону датчика 58, который расположен на линии фокуса линзовой системы. С другой стороны, лучи светового излучения 54f и 54g не параллельны оси 25. После их преломления эти лучи светового излучения фокусируются в точке 54k, которая смещена относительно датчика 58. Поэтому датчик 58 не реагирует на отражаемые лучи светового излучения 54f и 54g.

Содержащий линейную совокупность светочувствительных элементов датчик 58 поэтому обычно предпочтительно будет принимать лучи светового излучения от пиков на противоположных по хорде сторон укупориваемой поверхности 36 в виде двух световых пятен на датчике. Если положения этих световых пятен совпадают, то противоположные по хорде стороны укупориваемой поверхности находятся на одинаковой высоте; причем эта высота указывается положением падения на датчик. С другой стороны, если эти световые пятна не совпадают, то это указывает на наличие возвышения между двумя сторонами укупориваемой поверхности, потенциально характеризуя деформированную или перекошенную уплотняемую поверхность. Информацию о деформации, наклоне и перекосе на укупориваемой поверхности можно получить с помощью обычных методов обработки изображения.

В данном документе раскрыты устройство и способ, которые полностью выполняют указанные выше задачи. Предложены несколько альтернатив и модификаций. Прочие альтернативы и модификации сами будут очевидными для специалистов данной зоны техники из приводимого здесь подробного описания. Предполагается, что данное изобретение включает в себя все эти альтернативы и модификации, попадающие в рамки прилагаемой формулы изобретения.

Claims

1. Устройство для контролирования венчика тары (22), имеющей центральную ось (25) и открытую горловину, окруженную обращенной к оси зоной (36) укупориваемой поверхности для уплотняющего контактирования с крышкой тары, причем указанное устройство содержит источник (44) светового излучения, установленный с возможностью направления коллимированного линейно-профилированного пучка света (46) на зону укупориваемой поверхности тары таким образом, что линейно-профилированный пучок света падает полностью на зону укупориваемой поверхности на обеих сторонах от оси тары, при этом его длинный габарит ортогонален оси тары и его узкий габарит является касательной относительно оси тары; средство (52) светочувствительного датчика, расположенное в общей плоскости с указанной осью, для приема частей (54) указанного линейно-профилированного пучка света, отражаемого от зоны укупориваемой поверхности тары, линзовое средство (70) для направления на указанное средство светочувствительного датчика световой энергии, отражаемой от зоны укупориваемой поверхности тары, и средство (60) для детектирования изменений в уровне в зоне укупориваемой поверхности в зависимости от положения падения отражаемой световой энергии на указанное средство светочувствительного датчика, отличающееся тем, что указанное линзовое средство (70) направляет на указанное средство (52) датчика световую энергию, отражаемую зоной (36) укупориваемой поверхности только в плоскостях, параллельных указанной общей плоскости.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что линзовое средство (70) и указанное средство датчика (52) совместно образуют полную систему формирования изображений только для световой энергии, отражаемой от указанной зоны (36) укупориваемой поверхности в плоскостях, параллельных указанной общей плоскости.

3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что указанное средство (52) светочувствительного датчика содержит датчик (58), состоящий из линейной совокупности светочувствительных элементов, ориентированных перпендикулярно указанному длинному габариту указанного линейно-профилированного пучка света (46).

4. Устройство по п.3, отличающееся тем, что указанное линзовое средство (70) содержит цилиндрическую линзу (72) и сферическую линзу или линзу Френеля (74), и тем, что указанный состоящий из линейной совокупности светочувствительных элементов датчик (58) установлен в фокальной точке указанной сферической линзы или линзы Френеля.

5. Устройство по любому из пп.1-4, отличающееся тем, что указанное средство (60) детектирования изменений содержит средство для детектирования разницы уровня между диаметрально противоположными сторонами горловины тары как функции разницы положения падения на указанное средство (52) датчика светового излучения, отражаемого от указанных диаметрально противоположных сторон.

6. Устройство по любому из пп.1-4, отличающееся тем, что также содержит средство (20, 26) для закрепления тары в стационарном положении под указанным источником (44) светового излучения и указанным средством датчика (52), и для вращения тары вокруг ее оси.

7. Устройство по любому из пп.1-4, отличающееся тем, что также содержит средство (64) для поступательного перемещения тары под указанным источником (44) светового излучения и средством (52) датчика в направлении, ортогональном по отношению к указанной оси.

8. Способ контролирования венчика тары, имеющей центральную ось и открытую горловину, окружаемую обращенной к оси зоной укупориваемой поверхности, причем указанный способ содержит операции, согласно которым (а) направляют коллимированный линейно-профилированный пучок света вниз на зону укупориваемой поверхности контролируемой тары таким образом, что указанный линейно-профилированный пучок света проходит как хорда в зоне укупориваемой поверхности тары и падает на обе стороны горловины тары, (б) направляют на светочувствительный датчик световую энергию, отражаемую от зоны укупориваемой поверхности тары только в плоскостях, параллельных оси тары, и (в) детектируют изменения в уровне зоны укупориваемой поверхности как функцию положения падения на указанный датчик световой энергии, отражаемой от обеих сторон зоны укупориваемой поверхности.