RU2754028C1 - Method for preform optical quality control of the preform - Google Patents

Method for preform optical quality control of the preform Download PDF

Info

Publication number
RU2754028C1
RU2754028C1 RU2020140352A RU2020140352A RU2754028C1 RU 2754028 C1 RU2754028 C1 RU 2754028C1 RU 2020140352 A RU2020140352 A RU 2020140352A RU 2020140352 A RU2020140352 A RU 2020140352A RU 2754028 C1 RU2754028 C1 RU 2754028C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
preform
optical
optical radiation
radiation
flat circular
Prior art date
Application number
RU2020140352A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Петр Александрович Дурнов
Original Assignee
Петр Александрович Дурнов
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Петр Александрович Дурнов filed Critical Петр Александрович Дурнов
Priority to RU2020140352A priority Critical patent/RU2754028C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2754028C1 publication Critical patent/RU2754028C1/en

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C45/00Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
    • B29C45/17Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/88Investigating the presence of flaws or contamination

Abstract

FIELD: packaging materials.
SUBSTANCE: invention relates to the production of packaging materials, namely to a method for quality control of a preform used later for the production of colorless and colored plastic bottles. The method for optical quality control of the preform includes the exposure of the molded preform to radiation from an optical radiation source. Reception of optical radiation passing through the preform is then compared with the reference optical radiation that passed through the suitable product, and then a conclusion is made about the validity of the manufactured preform. Exposure of the walls of the preform to radiation is carried out using a flat circular fan beam of optical radiation, the plane of which is perpendicular to the longitudinal axis of the preform, for which an optical radiation source is placed inside the preform, and an optical radiation receiver with a flat circular radiation reception area is placed outside. The optical control process itself is carried out by simultaneously synchronously moving the source and receiver of optical radiation relative to the preform in such a way as to scan the entire side surface of the preform and obtain a scan of its optical density, which is then compared with the optical density of the side surface of the reference preform.
EFFECT: higher accuracy of quality control of the preform.
5 cl, 8 dwg

Description

Изобретение относится к производству упаковочных материалов, а именно к способу контроля качества преформы, используемой в дальнейшем для производства бесцветных и окрашенных пластиковых бутылок непосредственно в процессе производства преформы.The invention relates to the production of packaging materials, and in particular to a method for quality control of a preform used in the future for the production of colorless and colored plastic bottles directly during the production of the preform.

В настоящее время для производства пластиковых бутылок широко используются преформы, каждая из которых представляет собой толстостенный стакан с отформованной горловиной бутылки. Для получения пластиковой бутылки, преформу помещают в вакуумно-раздувочную машину, где подвергают разогреву и раздуву в форму конкретной бутылки. Качество раздува бутылки определяется наличием имеющихся дефектов в геометрии преформы, а также в соблюдении технологических и тепловых режимов при ее раздуве.Currently, preforms are widely used for the production of plastic bottles, each of which is a thick-walled glass with a molded bottle neck. To obtain a plastic bottle, the preform is placed in a vacuum blowing machine, where it is heated and blown into the shape of a specific bottle. The quality of bottle blowing is determined by the presence of existing defects in the geometry of the preform, as well as by the observance of technological and thermal conditions during its blowing.

Активное использование ПЭТ бутылки для упаковки различного вида напитков привело к созданию высокопроизводительного оборудования для выдува ПЭТ бутылки из преформы. Производительность этого оборудования составляет 30-50 тысяч бутылок в час. Такие скорости предъявляют крайне жесткие требования к качеству ПЭТ преформы, так как попадание в машину выдува даже одной преформы с внутренним дефектом, например, непроплав, воздушный пузырь, цветовая неоднородность или крап в теле преформы приводят к остановке машины выдува, безвозвратным потерям большого количества находящейся в термотоннеле преформы и соответственно большим производственным потерям.The active use of PET bottles for packaging various types of drinks has led to the creation of high-performance equipment for blowing PET bottles from a preform. The capacity of this equipment is 30-50 thousand bottles per hour. Such speeds impose extremely stringent requirements on the quality of PET preforms, since getting into the blowing machine even one preform with an internal defect, for example, incomplete melting, air bubble, color inhomogeneity or specks in the body of the preform lead to a stop of the blowing machine, irreversible losses of a large amount of heat tunnel of the preform and, accordingly, large production losses.

Известен способ контроля качества преформы (см. Технические условия «Комплект для пластиковых бутылок» ТУ-2297-001-47213996-97, 1997 г.), включающий контроль гарантированной геометрии преформы, ее веса и прозрачности. Но известный способ, во-первых, не гарантирует высокого качества раздуваемых бутылок, особенно из окрашенных преформ. Это связано с отсутствием контроля за характеристиками теплопроводности материала окрашеных преформ.There is a known method of monitoring the quality of the preform (see Specifications "Kit for plastic bottles" TU-2297-001-47213996-97, 1997), including control of the guaranteed geometry of the preform, its weight and transparency. But the known method, firstly, does not guarantee the high quality of inflated bottles, especially from colored preforms. This is due to the lack of control over the characteristics of the thermal conductivity of the material of the painted preforms.

Во-вторых, известный способ не предназначен для определения таких дефектов в теле преформы как «газовые пузыри в теле», «непроплавы», «крап» и т.п.Secondly, the known method is not intended to detect such defects in the body of the preform as "gas bubbles in the body", "non-melting", "specks" and the like.

Также известен способ контроля качества преформы, описанный в патенте США №7541556, кл. В07С 5/00, 2009 г. Способ предусматривает транспортировку полученных заготовок по заданной траектории движения, при этом вдоль этой траектории установлено оптическое устройство, пригодное для формирования изображения каждой из заготовок, которое сравнивает заготовку с заданным эталоном, а при отклонении заготовки от эталона, она выбраковывается.Also known is a method for controlling the quality of the preform, described in US patent No. 7541556, class. В07С 5/00, 2009. The method provides for the transportation of the obtained workpieces along a given trajectory of movement, while along this trajectory an optical device is installed, suitable for forming an image of each of the workpieces, which compares the workpiece with a given standard, and when the workpiece deviates from the standard, it rejected.

Известный способ имеет один существенный недостаток, заключающийся в том, что контроль качества преформы производится уже после завершения изготовления преформы и поэтому является дополнительной производственной процедурой и соответственно требует дополнительных ресурсов таких как: персонал, производственное помещение, упаковочные материалы и производственное время.The known method has one significant drawback, which is that the quality control of the preform is carried out after the completion of the manufacture of the preform and therefore is an additional production procedure and, accordingly, requires additional resources such as personnel, production premises, packaging materials and production time.

Наиболее близким к заявляемому техническому решению, является способ контроля качества цветовых характеристик преформы в процессе производства, описанный в патенте «Инжекционно-литьевая машина (ИЛМ) с системой автоматического контроля и коррекции окрашивания изделий» (см. патент RU №2306222, кл. В29С 45/00, G05D 7/00, 2005 г. ). Способ включает двухстороннее просвечивание отформованной преформы источником оптического излучения, прием прошедшего через преформу оптического сигнала, который сравнивается с эталонный сигналом, соответствующему годному изделию.The closest to the claimed technical solution is a method of quality control of the color characteristics of the preform during the production process, described in the patent "Injection molding machine (ILM) with a system of automatic control and correction of coloring of products" (see patent RU No. 2306222, class В29С 45 / 00, G05D 7/00, 2005). The method includes double-sided transillumination of the molded preform with a source of optical radiation, receiving the optical signal passed through the preform, which is compared with a reference signal corresponding to a usable product.

В известном устройстве, благодаря способу оптического контроля преформ в процессе их производства, реализован объективный контроль за технологией окраски преформ и коррекцией подачи необходимой дозы красителя.In the known device, thanks to the method of optical control of preforms in the process of their production, objective control over the technology of preform coloring and correction of the supply of the required dose of dye is realized.

Известный способ позволяет производить полный или выборочный контроль изделий непосредственно в процессе их изготовления с возможностью осуществления технологической корректировки процесса, но при этом имеет три существенных недостатка.The known method allows for complete or selective control of products directly in the process of their manufacture with the possibility of making technological adjustments to the process, but it has three significant drawbacks.

Во-первых, как видно на фиг. 5 описания патента №2306222, оптический излучатель и оптический приемник отделены друг от друга двумя стенками ПЭТ преформы, что при работе с окрашенными изделиями сильно снижается чувствительность и способствует пропуску дефектов преформы.First, as seen in FIG. 5 of patent specification No. 2306222, the optical emitter and the optical receiver are separated from each other by two walls of the PET preform, which, when working with dyed products, greatly reduces the sensitivity and contributes to the skipping of defects in the preform.

Во-вторых, (см. фиг. 7 данной заявки) у прототипа при просвечивании преформы, часть ее стенки остается в тени, т.е. в темной зоне, в которой может находиться более 50% площади стенки преформы. Если дефект попадет в зону тени, то он не будет обнаружен.Secondly, (see Fig. 7 of this application) in the prototype when the preform is translucent, part of its wall remains in the shadow, i. E. in the dark area, which can contain more than 50% of the preform wall area. If the defect falls into the shadow zone, it will not be detected.

В-третьих, известный способ имеет ограниченные функциональные возможности, т.к. обеспечивает контроль и корректировку только цветовых параметров преформы, но не способен зафиксировать в теле преформы такие дефекты как непроплав, воздушные пузыри, черные точки, появляющиеся попаданием в тело преформы подгоревшего или инородного материала.Thirdly, the known method has limited functionality, since provides control and adjustment of only color parameters of the preform, but is not able to fix in the preform body such defects as incomplete melting, air bubbles, black dots that appear when burnt or foreign material gets into the preform body.

Техническим результатом заявляемого способа контроля качества преформы в процессе ее производства является устранение указанных недостатков известного решения, а именно:The technical result of the proposed method for controlling the quality of a preform in the process of its production is the elimination of the indicated disadvantages of the known solution, namely:

- повышение чувствительности способа контроля преформ, особенно, при работе с окрашенными изделиями, что практически исключает пропуск бракованной преформы;- increasing the sensitivity of the preform control method, especially when working with painted products, which practically eliminates the skipping of a defective preform;

- исключение зоны тени и, как следствие, повышение количества обнаруживаемых дефектов преформы;- exclusion of the shadow zone and, as a consequence, an increase in the number of detected preform defects;

- расширение функциональных возможностей способа, в частности, выявления в теле преформы таких дефектов как непроплав, воздушные пузыри, черные точки и т.п.- expanding the functionality of the method, in particular, identifying defects in the preform body such as incomplete melting, air bubbles, black dots, etc.

Указанный технический результат в способе оптического контроля качества преформы, включающем просвечивание отформованной преформы источником оптического излучения, прием прошедшего через преформу оптического излучения, которое затем сравнивают с эталонным оптическим излучением, прошедшим через годное изделие, после чего делают вывод о годности изготовленной преформы, достигается тем, что просвечивание стенок преформы осуществляют плоским круговым веерным пучком оптического излучения, плоскость которого перпендикулярна продольной оси преформы, для чего внутри преформы размещают источник оптического излучения, а снаружи - размещают приемник оптического излучения с плоской круговой зоной приема излучения, а сам процесс оптического контроля проводят путем одновременного синхронного перемещения относительно преформы источника и приемника оптического излучения таким образом, чтобы просканировать всю боковую поверхность преформы и получить развертку ее оптической плотности, которую затем сравнивают с оптической плотностью боковой поверхности эталонной преформы.The specified technical result in the method of optical quality control of the preform, including the transillumination of the molded preform with a source of optical radiation, reception of the optical radiation passed through the preform, which is then compared with the reference optical radiation that passed through the good product, after which a conclusion is made about the suitability of the manufactured preform, is achieved by that the transillumination of the walls of the preform is carried out with a flat circular fan beam of optical radiation, the plane of which is perpendicular to the longitudinal axis of the preform, for which an optical radiation source is placed inside the preform, and an optical radiation receiver with a flat circular radiation receiving zone is placed outside, and the process of optical control itself is carried out by simultaneous synchronous movement of the source and receiver of optical radiation relative to the preform in such a way as to scan the entire side surface of the preform and obtain a scan of its optical density, which is then compared thread with the optical density of the lateral surface of the reference preform.

Указанное выполнение заявляемого способа оптического контроля качества преформы позволяет решить сразу несколько задач.The specified implementation of the proposed method of optical quality control of the preform allows you to solve several problems at once.

Во-первых, повысить вдвое чувствительность способа, т.к. просвечивается только одна стенка преформы, а не две как в прототипе.First, to double the sensitivity of the method, because only one wall of the preform is visible, and not two as in the prototype.

Во-вторых, полностью исключается зона тени, а значит, контролируется вся поверхность преформы путем досконального просмотра полной развертки оптической плотности ее боковой поверхности.Secondly, the shadow zone is completely excluded, which means that the entire surface of the preform is controlled by thoroughly viewing the full scan of the optical density of its lateral surface.

В-третьих, существенно расширяются функциональные возможности заявляемого способа, который контролирует не только цветовые параметры преформы, но и способен зафиксировать в теле преформы такие микро дефекты как непроплав, воздушные пузыри, черные точки, появляющиеся попаданием в тело преформы подгоревшего или инородного материала.Thirdly, the functionality of the proposed method is significantly expanded, which controls not only the color parameters of the preform, but is also able to fix in the body of the preform such micro defects as incomplete melting, air bubbles, black dots that appear when burnt or foreign material gets into the body of the preform.

Целесообразно на оси преформы разместить точечный излучатель, например, миниатюрную лампу свечения, нить накала которой располагают в центре плоской круговой зоны приема оптического излучения, либо светодиод, излучающую поверхность которого располагают в центре плоской круговой зоны приема оптического излучения. При этом плоская кольцевая диафрагма выполняет роль пространственного фильтра, вырезающего наиболее информативную плоскость свечения (с максимальной шириной спектра излучения).It is advisable to place a point emitter on the axis of the preform, for example, a miniature glow lamp, the filament of which is located in the center of a flat circular zone for receiving optical radiation, or an LED, the emitting surface of which is located in the center of a flat circular zone for receiving optical radiation. In this case, the flat annular diaphragm plays the role of a spatial filter that cuts out the most informative glow plane (with the maximum width of the radiation spectrum).

Выгодно вокруг оси преформы разместить кольцевой оптический излучатель, кольцевую излучающую поверхность которого совмещают с плоскостью плоской круговой зоны приема оптического излучения, при этом в качестве кольцевой излучающей поверхности можно использовать, например, боковую поверхность зеркального конуса, имеющего угол при основании равный 45 градусам и закрепленного своей вершиной на конце светопроводящего стержня, установленного вдоль оси преформы и подсвечиваемого со стороны вершины конуса параллельным пучком оптического излучения.It is advantageous to place an annular optical emitter around the axis of the preform, the annular emitting surface of which is aligned with the plane of the flat circular zone for receiving optical radiation, while as the annular emitting surface it is possible to use, for example, the lateral surface of a mirror cone having an angle at the base equal to 45 degrees and fixed to its own apex at the end of a light guide rod installed along the axis of the preform and illuminated from the side of the apex of the cone by a parallel beam of optical radiation.

Перспективно выполнить плоскую круговую зону приема излучения путем установки плоской кольцевой диафрагмы, диаметр которой превышает максимальный диаметр преформы и позволяет ей свободно перемещаться вдоль всей высоты преформы, при этом внутри диафрагмы разместить веер открытых концов оптических волокон, установленных радиально в плоскости круга.It is promising to make a flat circular radiation receiving area by installing a flat annular diaphragm, the diameter of which exceeds the maximum diameter of the preform and allows it to move freely along the entire height of the preform, while inside the diaphragm, place a fan of open ends of optical fibers installed radially in the plane of the circle.

Таким образом, заявляемый способ оптического контроля качества преформ позволяет проводить контроль их качества непосредственно в процессе производства, при этом за счет повышения его чувствительности и исключения из области контроля зон тени, удается существенно повысить не только качество контроля, но и исключить пропуск бракованной преформ с такими дефектами в теле, как непроплав, воздушные пузыри, цветовая неоднородность или крап и, тем самым, исключает в дальнейшем остановку машины выдува и значительные производственные потери, что не имеет аналогов среди известных способов контроля качества преформ непосредственно в процессе их производства, а значит, соответствует критерию «изобретательский уровень».Thus, the inventive method of optical quality control of preforms makes it possible to control their quality directly in the production process, while by increasing its sensitivity and excluding shadow zones from the control area, it is possible to significantly increase not only the quality of control, but also to exclude the omission of defective preforms with such defects in the body, such as incomplete melting, air bubbles, color inhomogeneity or specks and, thus, excludes further stopping of the blowing machine and significant production losses, which has no analogues among the known methods of quality control of preforms directly in the process of their production, which means that it corresponds criterion "inventive step".

Суть заявляемого способа поясняется рисунками на фиг. 1-7.The essence of the proposed method is illustrated by the drawings in FIG. 1-7.

На фиг. 1 представлен рисунок, поясняющий вариант реализации заявляемого способа контроля качества преформы с точечным источником света, расположенным внутри преформы и синхронно с ним перемещаемым относительно преформы, кольцевым щелевым приемником оптического излучения, установленным снаружи преформы, где: 1 - контролируемая преформа, закрепленная внутри оптического блока 2 (корпус блока показан условно); размещенный внутри преформы 1 шток 3 с закрепленной на его конце микролампой 4, излучающей свет в различных направлениях 5 вокруг себя; установленный снаружи преформы 1 приемник оптического излучения 6 с плоской кольцевой диафрагмой 7, внутри которой размещен плоский веер оптических волокон 8, собранных на выходе оптического блока в пучок 9; 10 - механизм перемещения преформы 1 внутри оптического блока (показан условно).FIG. 1 shows a figure explaining the implementation of the proposed method for monitoring the quality of a preform with a point light source located inside the preform and synchronously with it moved relative to the preform, an annular slotted receiver of optical radiation installed outside the preform, where: 1 - controlled preform, fixed inside the optical unit 2 (block body is shown conditionally); placed inside the preform 1 rod 3 with a microlight 4 fixed at its end, emitting light in various directions 5 around itself; mounted outside the preform 1 receiver of optical radiation 6 with a flat annular diaphragm 7, inside which is placed a flat fan of optical fibers 8, collected at the output of the optical unit in the beam 9; 10 - the mechanism for moving the preform 1 inside the optical unit (shown conventionally).

На фиг. 2 представлен рисунок вида А-А (см. фиг. 1), поясняющий направление света от микролампы 4 через стенки преформы 1 к оптическим волокнам 8, расположенным внутри плоской кольцевой диафрагмы.FIG. 2 shows a drawing of the view A-A (see Fig. 1), explaining the direction of light from the microlamp 4 through the walls of the preform 1 to the optical fibers 8 located inside the flat annular diaphragm.

На фиг. 3а и 3б представлены рисунки, поясняющие вариант реализации заявляемого способа контроля качества преформы с кольцевым оптическим излучателем, расположенным внутри преформы и синхронно с ним перемещаемым относительно преформы, кольцевым щелевым приемником оптического излучения, установленным снаружи преформы, где: 11 - контролируемая преформа, закрепленная внутри оптического блока 12 (корпус блока показан условно); внутри преформы 11 размещен шток-световод 13 с закрепленным на одном его конце источником света, состоящим из лампы 14 и двояковыпуклой линзы 15 с выходным параллельным пучком 16, проходящим внутри штока-световода 13, на другом конце которого установлен зеркальный прямой конус 17 с углом наклона образующей к основанию равным 45 градусам, который отражает падающий на него параллельный пучок света 16 под углом 90 градусов, преобразуя свет в плоский верный пучок 18, направленный в сторону плоской кольцевой диафрагмы 19, внутри которой, размещен плоский веер оптических волокон 20 приемника оптического излучения 21; на выходе оптического блока 12 все оптические волокна собраны в пучок 22; 23 - механизм перемещения преформы 11 внутри оптического блока (показан условно).FIG. Figures 3a and 3b illustrate a variant of the implementation of the proposed method for monitoring the quality of a preform with an annular optical emitter located inside the preform and synchronously moved relative to the preform, an annular slotted receiver of optical radiation installed outside the preform, where: 11 is a controlled preform fixed inside the optical block 12 (block body is shown conditionally); inside the preform 11 there is a rod-light guide 13 with a light source fixed at one end thereof, consisting of a lamp 14 and a biconvex lens 15 with an output parallel beam 16 passing inside the rod-light guide 13, at the other end of which there is a mirror straight cone 17 with an angle of inclination forming to the base equal to 45 degrees, which reflects a parallel beam of light 16 incident on it at an angle of 90 degrees, converting the light into a flat true beam 18 directed towards a flat annular diaphragm 19, inside which a flat fan of optical fibers 20 of an optical radiation receiver 21 ; at the output of the optical block 12, all optical fibers are collected in a bundle 22; 23 - a mechanism for moving the preform 11 inside the optical unit (shown conventionally).

На фиг. 4 представлен рисунок вида В-В (см. фиг. 3а), поясняющий направление света от лампы 14, преобразованного в параллельный пучок света 16, проходящий через стеклянный шток-световод 13 до зеркального конуса 17, который отражает падающий на него параллельный пучок света 16 под углом 90 градусов, преобразуя свет в плоский верный пучок 18, который затем, проходя через стенку преформы 11 и диафрагму 19, попадает на вход оптических волокон 20.FIG. 4 shows a drawing of the type B-B (see Fig.3a), explaining the direction of light from the lamp 14, converted into a parallel beam of light 16, passing through the glass rod-light guide 13 to the mirror cone 17, which reflects the parallel beam of light 16 incident on it at an angle of 90 degrees, converting the light into a flat, faithful beam 18, which then, passing through the wall of the preform 11 and the diaphragm 19, enters the entrance of the optical fibers 20.

На фиг. 5 приведена схема передачи оптического изображения на приемное окно ПЗС матрицы (матрица приборов с зарядовой связью), включающая: кольцевую диафрагму 19; оптические волокна 20; коллектор оптоволокон 24, который оптически связан с фотоприемником 25, выход которого соединен с шиной данных 26.FIG. 5 shows a diagram of the transmission of an optical image to the receiving window of the CCD matrix (matrix of charge coupled devices), including: an annular diaphragm 19; optical fibers 20; a collector of optical fibers 24, which is optically connected to the photodetector 25, the output of which is connected to the data bus 26.

На фиг. 6 приведена блок-схема оптико-электронного преобразователя 27, состоящего из фотоприемника 25, соединенного шиной данных 26 с блоком управления 28. Также на фиг. 6 приведена блок схема компьютерного устройства 30, на вход которого по шине передачи данных 29 поступают сигналы с оптико-электронного преобразователя 27. В состав компьютерного устройства 30 входят: процессор 31; устройство ввода-вывода 32; ОЗУ (оперативно-запоминающее устройство) 33; ПЗУ (постоянно запоминающее устройство) 34; а также внешние устройства - клавиатура 35 и монитор 36.FIG. 6 shows a block diagram of an optoelectronic converter 27 consisting of a photodetector 25 connected by a data bus 26 to a control unit 28. Also in FIG. 6 shows a block diagram of a computer device 30, to the input of which signals from an optoelectronic converter 27 are received via the data transfer bus 29. The computer device 30 includes: a processor 31; input-output device 32; RAM (random access memory) 33; ROM (Read Only Memory) 34; as well as external devices - keyboard 35 and monitor 36.

На фиг. 7 представлен рисунок, поясняющий возникновение зоны тени (темной зоны), возникающей при использовании способа, взятого в качестве прототипа.FIG. 7 is a drawing explaining the occurrence of a shadow zone (dark zone) that occurs when using the method taken as a prototype.

Осуществление заявляемого способа рассмотрим на примерах с использованием различных вариантов его реализации.We will consider the implementation of the proposed method by examples using various options for its implementation.

Вариант 1.Option 1.

Сначала рассмотрим осуществление заявляемого способа с использованием устройства, представленного на фиг. 3а. Устройство участвует в каждом рабочем цикле ИЛМ. При передаче изделий из робота переноса в охлаждающий блок, оно производит полное сканирование тела преформы для выявления наличия таких дефектов в теле преформы как непроплав, воздушные пузыри, цветовая неоднородность или крап. При регистрации наличия дефектной преформы в устройстве, подается сигнал на систему отбраковки и дефектное изделие сбрасывается в отдельный контейнер для дефектных преформ. Рассмотрим более подробно работу оптического устройства, контролирующего качество преформы И, которая сканируется за счет ее перемещения относительно кольцевого источника света 18 (святящегося кольца на боковой поверхности конуса 17) и совместно с ним перемещающегося кольцевого приемника оптического излучения 21. Отличительной особенностью данного варианта реализации способа является то, что в качестве источника света выступает лампа 14, расположенная вне преформы и находящаяся в фокусе двояковыпуклой линзы 15, преобразующей расходящийся световой лампы 14 в параллельный пучок света 16, который проходя внутри штока-световода 13 падает на зеркальный прямой конус 17 с углом наклона образующей к основанию, равным 45 градусам. Конус отражает падающий на него параллельный пучок света 16 под углом 90 градусов, преобразуя свет в плоский верный пучок 18, который проходит через стенку преформы 11, а затем радиальный световой поток пропорциональный прозрачности стенки преформы попадает в приемную диафрагму 19, в которой расположен открытый конец оптоволокна 20. На разрезе В-В (см. фиг. 4) схематично показано азимутальное расположение приемных торцов оптоволокон 20, которые передают световой поток на щелевую плоскость радиального излучающего коллектора 24 (см. фиг. 5). Световой поток выходит из торцевых сечений оптоволокон 20, упорядоченно расположенных на радиальном излучающем коллекторе 24 и попадает на блок фотоприемника 25, состоящего из оптических линз 25а, переносящих это изображение на приемное окно ПЗС матрицы 256. ПЗС матрица - это аналоговая интегральная микросхема, состоящая из светочувствительных фотодиодов и использующую технологию ПЗС - приборов с зарядовой связью. Таким образом, изображение проекции щелевого светового потока прошедшего через стенку преформы 11 по ее периметру переносится на приемное окно ПЗС матрицы 256, которая преобразует поступающие с оптических волокон 20 световые потоки различной интенсивности в электрические сигналы пропорциональные плотности отдельных участков боковой поверхности преформы. Блок управления 28 (см. фиг. 6) производит постоянный опрос ПЗС матрицы 256, а полученные им с ПЗС матрицы электрические сигналы по шине передачи данных 29 передает на вход компьютерного устройства 30, которое затем эти сигналы сравнивает с сигналами эталонной преформы, хранящимися в его ПЗУ 34. Если полученные сигналы не превышают предела допуска с эталонными сигналами - делается вывод о годности изделия. Вариант 2.First, consider the implementation of the proposed method using the device shown in Fig. 3a. The device participates in every working cycle of the ILM. When transferring products from the transfer robot to the cooling unit, it performs a full scan of the preform body to detect the presence of defects in the preform body such as incomplete melting, air bubbles, color irregularities or specks. When registering the presence of a defective preform in the device, a signal is sent to the rejection system and the defective product is dumped into a separate container for defective preforms. Let us consider in more detail the operation of an optical device that controls the quality of the preform I, which is scanned by moving it relative to the annular light source 18 (the luminous ring on the lateral surface of the cone 17) and, together with it, the moving annular optical radiation receiver 21. A distinctive feature of this embodiment of the method is the fact that the light source is a lamp 14 located outside the preform and located in the focus of a biconvex lens 15, which converts the divergent light lamp 14 into a parallel beam of light 16, which, passing inside the light guide rod 13, falls on a mirror straight cone 17 with an angle of inclination of the generatrix to the base, equal to 45 degrees. The cone reflects a parallel beam of light 16 incident on it at an angle of 90 degrees, converting the light into a flat, faithful beam 18, which passes through the wall of the preform 11, and then the radial light flux proportional to the transparency of the wall of the preform enters the receiving diaphragm 19, in which the open end of the optical fiber is located 20. Section B-B (see Fig. 4) schematically shows the azimuthal arrangement of the receiving ends of the optical fibers 20, which transmit the luminous flux to the slotted plane of the radial emitting collector 24 (see Fig. 5). The luminous flux leaves the end sections of the optical fibers 20, arranged in an orderly manner on the radial emitting collector 24 and enters the photodetector unit 25, consisting of optical lenses 25a, transferring this image to the receiving window of the CCD matrix 256. The CCD matrix is an analog integrated circuit consisting of light-sensitive photodiodes and using CCD technology - charge coupled devices. Thus, the image of the projection of the slit light flux passed through the wall of the preform 11 along its perimeter is transferred to the receiving window of the CCD matrix 256, which converts the light fluxes of various intensities coming from the optical fibers 20 into electrical signals proportional to the density of individual sections of the lateral surface of the preform. The control unit 28 (see Fig. 6) continuously polls the CCD matrix 256, and the electrical signals received from the CCD matrix via the data transfer bus 29 transmits to the input of the computer device 30, which then compares these signals with the signals of the reference preform stored in its ROM 34. If the received signals do not exceed the tolerance limit with reference signals, a conclusion is made about the suitability of the product. Option 2.

Аналогичным образом функционирует заявляемый способ при помощи устройства, представленного на фиг. 1. Отличием от варианта 1, является то, что представленая схема устройства для оптического контроля качества преформы функционирует с точечным источником света, расположенным внутри преформы и щелевым приемником оптического излучения, установленным снаружи преформы. Источник света и щелевой приемник, также совместно перемещаются относительно преформы. Поскольку точечный источник 4 излучает свет 5 вокруг себя в различных направлениях, то приемник оптического излучения 6 снабжен плоской кольцевой диафрагмой 7, которая пропускает только ту часть излучения 5, которая проходит через тело преформы 1 и соответствует ширине входной щели диафрагмы 7, внутри которой размещено оптическое волоконо 8. За счет этого мы контролируем кольцевой срез преформы 1, равный ширине входной щели диафрагмы 7.The inventive method operates in a similar manner using the device shown in FIG. 1. The difference from option 1 is that the presented diagram of the device for optical quality control of the preform operates with a point light source located inside the preform and a slotted optical radiation detector installed outside the preform. The light source and the slit receiver also move together relative to the preform. Since the point source 4 emits light 5 around itself in different directions, the optical radiation receiver 6 is equipped with a flat annular diaphragm 7, which transmits only that part of the radiation 5 that passes through the body of the preform 1 and corresponds to the width of the entrance slit of the diaphragm 7, inside which the optical fiber 8. Due to this, we control the annular cut of the preform 1, equal to the width of the inlet slit of the diaphragm 7.

Для технической реализации заявляемого технического решения, был разработан макет устройства, представленный на фиг. 1. Ниже приведены основные технические характеристики макета устройства.For the technical implementation of the proposed technical solution, a mock-up of the device was developed, shown in Fig. 1. Below are the main technical characteristics of the device layout.

1. В качестве точечного источника света 4 использовался светодиод белого диапазона излучения марки XBHAWT-00-0000-000LT60E1.1. An XBHAWT-00-0000-000LT60E1 white light-emitting diode was used as a point light source 4.

2. В качестве приемника оптического излучения 6 использовался веер оптических волокон в количестве 150 штук, образующих кольцевой веерный приемник диаметром 47 мм, который на 4 мм превышал максимальный диаметр преформы. Ширина входной щели диафрагмы 7 соответствовала 1.5 мм.2. A fan of optical fibers in the amount of 150 pieces was used as a receiver of optical radiation 6, forming an annular fan-shaped receiver with a diameter of 47 mm, which was 4 mm higher than the maximum diameter of the preform. The width of the entrance slit of diaphragm 7 corresponded to 1.5 mm.

3. Точечный источник света и приемника оптического излучения были закреплены на общей подвижной платформе, которая сканировала преформу на всю высоту (110 мм) за время равное 0.7 сек.3. A point light source and an optical radiation detector were fixed on a common movable platform, which scanned the preform to the full height (110 mm) in a time equal to 0.7 sec.

4. В качестве ПЗС матрицы использовалась микросхема ILX751B (производитель Sony Corporation) с разрешением 2048 пикселей.4. An ILX751B microcircuit (manufactured by Sony Corporation) with a resolution of 2048 pixels was used as a CCD matrix.

5. В качестве объектива 25а, проецирующего световые импульсы на ПЗС матрицу использовался объектив на основе линз АЛ5.934.020 и АЛ7.554.010.5. An objective based on lenses AL5.934.020 and AL7.554.010 was used as an objective 25a projecting light pulses onto a CCD matrix.

6. Считывание сигналов с ПЗС матрицы осуществлялось стандартной электронной схемой на базе микропроцессорной сборки TMDSLCDK138 от компании TEXAS INSTRUMENTS.6. The signals from the CCD matrix were read out by a standard electronic circuit based on the TMDSLCDK138 microprocessor assembly from TEXAS INSTRUMENTS.

7. В качестве компьютерного устройства 30 использовался персональный компьютер марки «DELL Optiplex 5070»: процессор: Intel Core i7 9700T; частота процессора: 2 ГГц (4.3 ГГц, в режиме Turbo); оперативная память: SO-DIMM, DDR4 8192 Мб 2666 МГц; видеокарта: Intel UHD Graphics 630; SSD: 256ГБ; операционная система: Windows 10 Professional.7. A personal computer of the brand "DELL Optiplex 5070" was used as a computer device 30: processor: Intel Core i7 9700T; processor frequency: 2 GHz (4.3 GHz, in Turbo mode); RAM: SO-DIMM, DDR4 8192 MB 2666 MHz; video card: Intel UHD Graphics 630; SSD: 256GB; operating system: Windows 10 Professional.

Макет устройства полностью подтвердил преимущества заявляемого способа по сравнению с прототипом, особенно, в части выявления таких дефектов производства как непроплав, воздушные пузыри, черные точки, цветовая неоднородность или крап.The layout of the device fully confirmed the advantages of the proposed method in comparison with the prototype, especially in terms of identifying such manufacturing defects as incomplete melting, air bubbles, black dots, color irregularities or specks.

Claims (5)

1. Способ оптического контроля качества преформы, включающий просвечивание отформованной преформы источником оптического излучения, прием прошедшего через преформу оптического излучения, которое затем сравнивают с эталонным оптическим излучением, прошедшим через годное изделие, после чего делают вывод о годности изготовленной преформы, отличающийся тем, что просвечивание стенок преформы осуществляют плоским круговым веерным пучком оптического излучения, плоскость которого перпендикулярна продольной оси преформы, для чего внутри преформы размещают источник оптического излучения, а снаружи - размещают приемник оптического излучения с плоской круговой зоной приема излучения, а сам процесс оптического контроля проводят путем одновременного синхронного перемещения относительно преформы источника и приемника оптического излучения таким образом, чтобы просканировать всю боковую поверхность преформы и получить развертку ее оптической плотности, которую затем сравнивают с оптической плотностью боковой поверхности эталонной преформы.1. A method of optical quality control of a preform, including transillumination of a molded preform with a source of optical radiation, reception of optical radiation that has passed through the preform, which is then compared with the reference optical radiation that has passed through a suitable product, after which a conclusion is made about the suitability of the manufactured preform, characterized in that transillumination the walls of the preform are carried out with a flat circular fan-shaped beam of optical radiation, the plane of which is perpendicular to the longitudinal axis of the preform, for which an optical radiation source is placed inside the preform, and an optical radiation receiver with a flat circular radiation receiving area is placed outside, and the optical control process itself is carried out by simultaneous synchronous movement relative to the preform of the source and receiver of optical radiation in such a way as to scan the entire side surface of the preform and obtain a scan of its optical density, which is then compared with the optical density the lateral surface of the reference preform. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что на оси преформы размещают точечный оптический излучатель, типа миниатюрной лампы свечения, нить накала которой располагают в центре плоской круговой зоны приема оптического излучения.2. The method according to claim 1, characterized in that a point optical emitter, such as a miniature glow lamp, is placed on the axis of the preform, the filament of which is located in the center of a flat circular zone for receiving optical radiation. 3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что на оси преформы размещают точечный оптический излучатель, типа светодиода, излучающую поверхность которого располагают в центре плоской круговой зоны приема оптического излучения.3. The method according to claim 1, characterized in that a point optical emitter, such as an LED, is placed on the axis of the preform, the emitting surface of which is located in the center of a flat circular zone for receiving optical radiation. 4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что вокруг оси преформы размещают кольцевой оптический излучатель, кольцевую излучающую поверхность которого совмещают с плоскостью плоской круговой зоны приема оптического излучения, при этом в качестве кольцевой излучающей поверхности можно использовать, например, боковую поверхность зеркального конуса, имеющего угол при основании, равный 45 градусам, и закрепленного своей вершиной на конце светопроводящего стержня, установленного вдоль оси преформы и подсвечиваемого со стороны вершины конуса параллельным пучком оптического излучения.4. The method according to claim 1, characterized in that an annular optical emitter is placed around the preform axis, the annular emitting surface of which is aligned with the plane of a flat circular optical radiation receiving area, while, for example, the lateral surface of a mirror cone can be used as the annular emitting surface having an angle at the base equal to 45 degrees, and fixed with its apex at the end of a light guide rod installed along the axis of the preform and illuminated from the side of the apex of the cone by a parallel beam of optical radiation. 5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что плоскую круговую зону приема излучения осуществляют путем установки плоской кольцевой диафрагмы, диаметр которой превышает максимальный диаметр преформы и позволяет ей свободно перемещаться вдоль всей высоты преформы, при этом внутри диафрагмы размещают веер открытых концов оптических волокон, установленных радиально в плоскости круга.5. The method according to claim 1, characterized in that the flat circular zone for receiving radiation is carried out by installing a flat annular diaphragm, the diameter of which exceeds the maximum diameter of the preform and allows it to move freely along the entire height of the preform, while a fan of open ends of optical fibers is placed inside the diaphragm installed radially in the plane of the circle.
RU2020140352A 2020-12-07 2020-12-07 Method for preform optical quality control of the preform RU2754028C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020140352A RU2754028C1 (en) 2020-12-07 2020-12-07 Method for preform optical quality control of the preform

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020140352A RU2754028C1 (en) 2020-12-07 2020-12-07 Method for preform optical quality control of the preform

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2754028C1 true RU2754028C1 (en) 2021-08-25

Family

ID=77460482

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2020140352A RU2754028C1 (en) 2020-12-07 2020-12-07 Method for preform optical quality control of the preform

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2754028C1 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1073645A1 (en) * 1982-10-25 1984-02-15 Предприятие П/Я В-8843 Device for checking body of revolution surface flaws
SU1374105A1 (en) * 1986-07-23 1988-02-15 Всесоюзный научно-исследовательский институт трикотажной промышленности Device for checking quality of flat textile materials
KR20040048901A (en) * 2001-09-24 2004-06-10 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 Defect detection with enhanced dynamic range
RU2306222C2 (en) * 2005-05-30 2007-09-20 Петр Александрович Дурнов Injection-molding machine provided with system for automatic control and correction of article coloring
WO2018051046A1 (en) * 2016-09-19 2018-03-22 Tiama Installation for optical inspection of glass containers at the outlet of a forming machine

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1073645A1 (en) * 1982-10-25 1984-02-15 Предприятие П/Я В-8843 Device for checking body of revolution surface flaws
SU1374105A1 (en) * 1986-07-23 1988-02-15 Всесоюзный научно-исследовательский институт трикотажной промышленности Device for checking quality of flat textile materials
KR20040048901A (en) * 2001-09-24 2004-06-10 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 Defect detection with enhanced dynamic range
RU2306222C2 (en) * 2005-05-30 2007-09-20 Петр Александрович Дурнов Injection-molding machine provided with system for automatic control and correction of article coloring
WO2018051046A1 (en) * 2016-09-19 2018-03-22 Tiama Installation for optical inspection of glass containers at the outlet of a forming machine

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100363150B1 (en) Optical Inspection of Vessel End Dimension Parameters
CN1708683B (en) Lighting method and device for the detection of surface defects and/or unfilled finish on the finish of a container
US4701612A (en) Inspection of container finish
US8004667B2 (en) Inspection apparatus for containers
CA2326509C (en) Container finish check detection
KR100793182B1 (en) Apparatus and method for detecting defects in wafer using line sensor camera
US4959538A (en) Inspection device
GB1600400A (en) Bottle inspection apparatus
PL187176B1 (en) Method of and apparatus for inspecting sealing surface area of a container
JPH02275346A (en) Inspection of finished portion of container
US5126556A (en) Bottle thread imaging apparatus having a light seal means between the light assembly means and the thread
US5045688A (en) Method and apparatus for inspection of bottle thread having a unitary image plane
US4492475A (en) Method of detecting foreign matters mixed in a liquid contained in transparent receptacles and apparatus relevant thereto
EP1288613B1 (en) Transparent container sidewall thickness measurement with a line-shaped light beam
US6549292B1 (en) Method and apparatus for inspecting hollow transparent articles
RU2754028C1 (en) Method for preform optical quality control of the preform
JP4243431B2 (en) Method and apparatus for reading a relief carried in a transparent or translucent container
US5296701A (en) Apparatus for inspecting containers having a dual optical transmission means, a dual light sensing means and a rotating head
US20230136734A1 (en) Station and method for translationally detecting glaze defects on glass containers
US2879407A (en) Inspection head for sorting machine
US20180017504A1 (en) Vessel inspection device
CN108426892A (en) A kind of machine vision device of detection household plate surface defect
EP0087484B1 (en) Method of detecting foreign matters mixed in a liquid contained in transparent receptacles and apparatus relevant thereto
GB2075179A (en) Bottle inspection apparatus
JPH0293347A (en) Illumination apparatus for inspecting appearance of bottle mouth part