TW202007955A - 用於檢測封裝瓶之閉合的缺陷的方法和裝置 - Google Patents

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Abstract

用於檢測封裝瓶之閉合的缺陷的方法，包括以下步驟：a) 使用輪廓儀掃描瓶塞套和小瓶之輪廓，從而獲得點雲；b) 從先前步驟中獲得的點雲，計算以下參數中的至少一個：i. 瓶塞套之閉合圓周的直徑或半徑、ii. 瓶塞套之下部裙部和側面之間的交叉角、iii. 下部裙部之長度、iv. 從下部裙部之末端到小瓶之頸部的距離；c) 判定在先前步驟中計算的前述參數中之任何一個是否超過預定極限值。用於檢測封裝瓶之閉合的缺陷的裝置，其包括被配置成掃描瓶塞套和小瓶之輪廓的輪廓儀和被配置成執行如前所述方法的控制裝置。

Description

用於檢測封裝瓶之閉合的缺陷的方法和裝置
本發明係關於一種用於檢測小瓶之閉合的缺陷的新方法和裝置。更具體而言，本發明揭示一種用於檢測封裝瓶之閉合的缺陷的新方法和裝置。
目前，尤其在製藥行業中，小瓶之使用很普遍。小瓶通常為可用於容納呈液體、粉末或膠囊形式之藥物、樣品等的較小容器。小瓶可以具有不同類型之閉合件，例如封裝蓋、旋轉蓋、上翻蓋、橡膠蓋或類似蓋等。
為了防止小瓶內容物之損失和/或污染，確保其正確閉合係非常重要的。可能在小瓶閉合中出現的缺陷中，該閉合的密封性之缺乏係尤其值得注意的；然而，此缺陷並非唯一的缺陷，因為具有密封閉合之小瓶可能具有隨著時間的推移，最終可能損害閉合之完整性或密封性的另一種類型之缺陷。此類型之缺陷之一個實例可為封裝瓶之瓶塞套(capsule)中之缺口，尤其瓶塞套之下部裙部(skirt)中的缺口。
為了防止與小瓶閉合缺陷相關之可能問題，必須對該閉合進行品質控制。在較小規模下，操作人員對小瓶進行人工檢查樣品係可行的，但是在中等或較大規模下，由於明顯的生產率問題，人工檢查係不可行的。因此，隨著時間的推移，出現了用於自動檢查小瓶閉合的各種裝置。
專利申請公開案文件PCT WO 02/057709 A2揭示了一種用於檢測容器上的閉合件之存在並判定該閉合件是否正確就位的方法和設備。該設備包括至少兩個光纖頭，該等光纖頭在輸送帶或其他包裝傳送機構之任一側上彼此相對地定位。光纖頭橫跨包裝之行進路徑而彼此面對。接收頭之光纖佈置成矩形形狀，該矩形形狀在水平方向上較窄，並且在垂直方向上較長。光學頭連接至具有類比輸出之光學感測器。當具有閉合件之包裝沿著傳送機構行進時，包裝閉合件中斷了指向接收頭之光束之一部分。當閉合件沿著輸送機移動時，光學感測器產生類比跟蹤訊號。處理器對類比訊號進行採樣並由此判定閉合件之存在和/或位置。
專利申請公開案文件PCT WO 2012/061441 A1揭示了一種用於檢查包裝產品之閉合件的系統，該系統採用雷射器和接收器來掃描包裝之多個側面，從而測量和判定包裝閉合件之參數的通過/未通過狀態。在一個實施例中，該系統採用各自發射彼此交叉之光束的兩個雷射器，以及產品檢查路徑。較佳地，所評估的包裝閉合件之參數係帽蓋之下表面與小瓶之頸部之上表面之間的間隔。
上述兩個文件都揭示了藉由光學手段來檢查小瓶閉合的裝置，換言之，不需要檢查裝置和小瓶之間的物理接觸，並且它們僅評估帽蓋相對於包裝之位置。兩種系統都不能評估封閉該帽蓋之瓶塞套中的可能缺陷，因此不推薦使用它們來檢查封裝瓶。
專利申請公開案文件PCT WO 95/04267 A1揭示了一種用於檢查半透明瓶子或類似物品的機器，包括用於檢查物品壁的檢查台，該檢查台設置有照明裝置、成像裝置和產生至少兩個光束的中間鏡子組件、以及在光束之間以單個縱列來運送瓶子的輸送機。為了改進此檢查機器，本發明提供了一種鏡子組件，該鏡子組件產生至少三個光束，該等光束從不同方向來照射被檢查之瓶子之側壁。該裝置可具有檢查瓶子之側壁的第一攝像機和用於檢查待檢查瓶子之輪廓和/或高度和/或顏色的第二攝像機。
由文件WO 95/04267 A1揭示之檢查機器只檢查瓶子的壁，亦即，該機器不檢查其閉合，因此不能檢測該閉合中的缺陷。
專利申請公開案文件PCT WO 2016/202528 A1揭示了一種用於檢查容器，尤其是檢查瓶子的方法，其中藉助於傳送設備來傳送閉合容器，並且藉由檢查裝置針對密封性和/或正確就位來檢查施加於容器的閉合件。藉助於光學3D(三維)測量方法，檢查裝置至少部分地感測容器以及容器之閉合並且產生其3D數據，尤其3D點、3D線元素和/或3D表面元素。藉助於評估設備來處理該3D數據，從而推斷出閉合件之密封性和/或正確就位。該3D光學測量方法包括藉由從至少兩個視點捕獲容器和閉合件之至少一部分的影像來進行3D立體測量。
文件WO 2016/202528 A1還揭示了一種容器檢查裝置，其包括：用於傳送閉合容器的傳送設備，該閉合容器包括連接至該容器之閉合件；用於捕獲容器和閉合件之至少一部分的3D影像的3D光學測量裝置；以及評估裝置，該評估裝置用於處理3D影像，以便判定閉合件之密封性和相對於容器的正確就位。該3D光學測量裝置連接至漫射或結構光源，並且可以係包括立體透鏡的攝像機或各自包括透鏡之兩個或兩個以上攝像機。
儘管由文件WO 2016/202528 A1揭示的方法和裝置可用於各種容器和閉合件，但該文件沒有揭示該方法和裝置可用於檢查封裝瓶和/或封裝閉合件，因此它也沒有揭示應該評估哪些參數，以便能夠檢測封裝瓶之閉合中的缺陷。另外，該方法和裝置具有以下缺點：藉由來自兩個影像之點的三角測量來測量三維物體需要高計算負荷。
本發明之一個目標是揭示一種檢查封裝瓶之閉合件的方法，該方法允許檢測該閉合件中的缺陷並且克服了上述方法之問題。為此，本發明揭示了一種檢測封裝瓶之閉合中的缺陷的方法，包括以下步驟： a) 使用輪廓儀掃描瓶塞套和小瓶之輪廓，該輪廓對應於小瓶的母線(generatrix)，其限定該瓶塞套之頭部、側面和下部裙部，從而獲得點雲； b) 從前一步驟獲得的點雲中，至少計算以下參數之一： i. 瓶塞套之閉合圓周的直徑或半徑，該閉合圓周由瓶塞套的下部裙部相對於其側面的折疊限定的圓周來限定； ii. 瓶塞套之下部裙部和側面之間的交叉角； iii. 下部裙部的長度； iv. 從下部裙部之末端到小瓶之頸部的距離； c) 判定在前一步驟中計算的任何參數是否超過預定極限值，該極限值指示封裝是否正確。
較佳地，使用雷射輪廓儀獲得該點雲，亦即，該輪廓儀藉由光學手段，亦即無接觸地測量瓶塞套和小瓶的表面。有利地，該輪廓儀在二維或2D中測量，亦即在一個平面中測量。使用2D輪廓儀，在笛卡爾平面(Cartesian plane)中，亦即在由橫坐標軸和縱坐標軸限定的平面中獲得點雲，從而獲得瓶塞套和小瓶之輪廓，就像藉由切割平面進行切割一樣。或者，該輪廓儀在三個維度上測量。
有利地，瓶塞套和小瓶之輪廓藉由輪廓儀使用至少兩個不同的曝光時間來測量。
較佳地，瓶塞套之閉合圓周的直徑或半徑的計算包括以下步驟： a) 從瓶塞套之側面和下部裙部的點雲計算瓶塞套之閉合的迴歸圓周； b) 測量迴歸圓周之直徑或半徑，估計該迴歸圓周等於瓶塞套的閉合圓周。
有利地，瓶塞套之下部裙部和側面之間的交叉角的計算包括以下步驟： a) 從點雲來計算瓶塞套之側面的迴歸線； b) 從點雲來計算瓶塞套之下部裙部的迴歸線； c) 判定兩條迴歸線之間的交叉點和它們之間形成的角度。
較佳地，下部裙部長度的計算包括以下步驟： a) 判定下部裙部之端點； b) 判定瓶塞套之側面和下部裙部之間的折疊的端點； c) 測量兩個端點之間的距離。
有利地，計算從下部裙部的末端到小瓶的距離包括以下步驟： a) 如果先前沒有判定，則判定下部裙部之端點，； b) 判定小瓶之頸部的端點。 c) 測量兩個端點之間的距離。
根據本發明的另一態樣，還揭示了一種用於檢測封裝瓶之閉合中的缺陷的裝置，其包括配置成掃描瓶塞套和小瓶之輪廓的輪廓儀和配置成執行如前所述之方法的控制裝置。
較佳地，該輪廓儀係雷射輪廓儀，亦即非接觸式測量裝置。有利地，該輪廓儀係二維輪廓儀，亦即，在二維中測量的輪廓儀。因此在對應於瓶塞套和小瓶之輪廓的單一平面中獲得點雲。該測量是直接進行的，並且無需進行三角測量、影像處理或其他類型的複雜操作。
較佳地，該控制裝置還包括小瓶供應裝置。有利地，該小瓶供應裝置連續操作。以上情況允許控制裝置以自動且不間斷的方式操作，因為一旦完成對小瓶的檢查，該小瓶供應裝置負責將下一個小瓶傳遞至控制裝置。有利地，該小瓶供應裝置還可以在檢查之後將小瓶從控制裝置移除。
較佳地，該輪廓儀使用兩個不同的曝光時間進行輪廓的測量。較佳地，第一曝光時間在20 μs與100 μs之間，並且第二曝光時間在150 μs與500 μs之間。更佳地，第一曝光時間在30 μs與50 μs之間。更佳地，第二曝光時間在250 μs與350 μs之間。由於使用兩個不同的曝光時間，可以沿著瓶塞套和小瓶的整個輪廓進行精確測量，因為由於該瓶塞套和小瓶通常由不同的材料製成，所以它們也具有不同的光學性質；因此，特定的反射時間對於測量瓶塞套係有效的，但是在小瓶上產生高反射，反之亦然。換言之，該等反射時間對於測量小瓶係有效的，但是在瓶塞套上產生高反射。藉由組合使用兩個曝光時間獲得的測量值，可以沿著封裝瓶之輪廓的整個長度獲得精確的讀數。
在一個實施例中，輪廓儀使用兩個以上不同的曝光時間來進行輪廓之測量。在該實施例中，將多個測量值組合以便獲得小瓶及其瓶塞套之輪廓的精確讀數。在另一替代實施例中，輪廓儀使用單一曝光時間來進行輪廓之測量。
較佳地，該裝置包括用於使小瓶在其自身的縱向軸線上旋轉的構件，從而沿著該瓶塞套和小瓶之整個圓周來獲得瓶塞套和小瓶之輪廓。有利地，控制裝置被配置成校正和/或吸收小瓶之旋轉軸線與其幾何縱向軸線之間的小偏差；換言之，控制裝置被配置成校正當封裝瓶偏心旋轉時可能產生的變化。
或者，該裝置包括用於使輪廓儀圍繞小瓶之縱向軸線來旋轉的構件，從而沿著該瓶塞套和小瓶之整個圓周來獲得瓶塞套和小瓶之輪廓。較佳地，控制裝置被配置成校正和/或吸收輪廓儀之旋轉軸線與封裝瓶之縱向幾何軸線之間的小偏差；換言之，控制裝置被配置成校正當由輪廓儀之路徑描述的圓周和小瓶不同心時可能產生的變化。
藉由使封裝瓶或輪廓儀旋轉，可以從二維測量獲得封裝瓶的三維測量，因此可以在小瓶之瓶塞套的整個周邊上檢測缺陷。在此情況下，較佳地，不同測量平面之間的間隔很小，例如，0.5或1度的圓周。然而，也可以採用更大間隔的測量，例如，在分開45度、90度或120度的平面中，從而分別在八個、四個或三個點處檢查封裝。應當理解，上述實例僅是說明性的而非限制性的，並且可以根據需要修改平面之間的間隔。
用於檢測上述封裝瓶之閉合件中的缺陷的裝置可以單獨使用，亦即，不與其他機器或裝置相關聯，或者以與形成生產或包裝線之一部分的其他設備相關聯的方式使用。
在該文件中，水平、垂直、上、下等方向被理解為與用於檢測封裝瓶之閉合件中的缺陷的裝置之正常工作位置有關，亦即，封裝瓶之縱向軸線垂直於地面。
圖1示出了正確封裝的兩個不同小瓶。可以看出，兩個小瓶-100-、-200-具有帽蓋-110-、-210-及瓶塞套-120-、-220-，其負責保持帽蓋-110-、-210-牢固地連接至相應的小瓶-100-、-200-以便形成密封閉合。兩個小瓶-100-、-200-之間的主要區別在於小瓶-100-具有位於其頸部上方的平面帽蓋-110-，而小瓶-200-具有插入其頸部或嘴部的帽蓋-210-。在兩個小瓶-100-、-200-上，相應的瓶塞套-120-、-220-緊緊地圍繞小瓶-100-、-200-的頭部；另外，藉由緊密地裝配在相應小瓶-100-、-200-之頭部的下部，瓶塞套-120-、-220-之下部裙部-121-、-221-具有類似於頭部長度的長度，因此遠至或者實際上遠至小瓶-100-、-200-的頸部。
儘管在圖1中僅示出了兩種類型的封裝瓶，但是本發明允許在任何類型的封裝瓶的閉合中檢測到缺陷。為此，需要相對於所檢查的每個小瓶類型來調整參數和極限值。此外，用於檢查小瓶閉合件中的缺陷的裝置可用於檢測具有其他類型閉合件的小瓶中的缺陷，例如旋轉蓋、上翻蓋等。為此，需要修改控制裝置之程式規劃，以便評估對於每種類型之閉合具有特定性的參數。
在圖2中，可以看到圖1之小瓶，但是具有缺陷的封裝。可以看出，在小瓶-100-中，下部裙部-121-過於敞開；換言之，它沒有足夠緊密地裝配到該小瓶-100-之頭部的下部。在小瓶-200-中，下部裙部-221-的長度太短，因此阻止了瓶塞套-220-正確地裝配到小瓶-200-的頭部。兩種類型之缺陷都可能導致閉合件之氣密密封的損失或者甚至導致相應小瓶中包含之產品的損失。
上面說明之缺陷僅是可以使用本發明之方法和裝置目標來檢測的缺陷之兩個實例。然而，本發明允許檢測小瓶封裝之閉合中的多種缺陷。
圖3係根據本發明的用於檢測封裝瓶閉合件中的缺陷的裝置之實施例之示意圖。可以看出，輪廓儀-10-使用光學手段，亦即沒有接觸地測量封裝小瓶-20-之輪廓。在所示之實施例中，測量在一個平面中進行，亦即在二維中進行，更具體地在由輪廓儀-10-發射之雷射束的入射平面中進行。
如前所述，在所示之實施例中，小瓶和瓶塞套之輪廓的測量係在二維上進行的，因此只能檢測出存在於該平面中的小瓶之封裝中的缺陷。然而，存在允許在封裝之周邊上的複數個點處檢測缺陷的實施例，例如，彼此分開90度的四個點。不同測量平面之間的該間隔可以減小至一定程度，使得可以認為沿著瓶塞套和小瓶之周邊的整個長度上的測量係連續的，例如，藉由每0.5度或1度的圓周來進行測量。因此，藉由將在一個平面或二維中進行的複數個測量進行關聯來獲得小瓶之基本三維測量。
上述用於檢測封裝瓶閉合件中的缺陷的裝置可以單獨使用，換言之，作為獨立於生產或裝瓶生產線的品質控制台，或者可以與小瓶生產或裝瓶生產線相關聯。
為了允許產生沿著小瓶之圓周的多個測量點，存在當輪廓儀處於固定位置時，小瓶圍繞其縱向軸線旋轉的本發明之各種實施例。在其他實施例中，小瓶保持在固定位置，並且輪廓儀圍繞小瓶之縱向軸線旋轉。在兩個實施例中，旋轉由對相應機構進行致動之電動機來產生。
儘管是可選的，但較佳地，根據本發明的用於檢測封裝瓶閉合件中的缺陷的裝置之控制裝置被配置成吸收和/或校正小瓶或輪廓儀之旋轉中的較小偏心。取決於實施例之類型，該等偏心可能是由於小瓶之縱向軸線與輪廓儀之旋轉軸線之間的未對準或者由於小瓶之旋轉軸線與其幾何軸線之間的未對準造成的。
沿著小瓶及其相應瓶塞套之周邊使用多個測量平面允許提高檢查品質，亦即，如果存在該等缺陷，則增加了檢測到封裝中之缺陷的可能性。另外，藉由使用連續或基本上連續的測量，可以定位難以藉由更加孤立的測量來檢測到的缺陷，例如瓶塞套之下部裙部中的缺口。
圖4係根據本發明的用於檢測封裝瓶閉合件中的缺陷的方法之實施例之流程圖。該方法從第一步驟-1000-開始，其包括使用輪廓儀來掃描或測量瓶塞套和小瓶之輪廓，以便獲得對應於瓶塞套和小瓶之該輪廓的點雲。在所示之實施例中，該測量在一個平面中進行，換言之，在二維上進行。
在第一步驟-1000-之後執行以下子步驟中的至少一個：計算瓶塞套之閉合圓周的直徑或半徑(步驟-2001-)、計算瓶塞套之下部裙部和側面之間的交叉角(步驟-2002-)、計算下部裙部之長度(步驟-2003-)、測量從下部裙部之末端到小瓶之頸部的距離(步驟-2004-)。
第三步驟-3000-包括判定在步驟-2001-、-2002-、-2003-、-2004-中計算的任何參數是否超過預定極限值。如果該等參數中之任何一個確實超過相應的極限值，則此意味著封裝不正確或有缺陷。儘管也存在其中僅評估該等參數之一的可能實施例，但是建議評估所有參數或至少一對參數，因為評估的參數越多，小瓶之封裝是否令人滿意並符合所有既定要求的判定性越大。重要的是應注意，評估比步驟-2001-、-2002-、-2003-、-2004-中計算之參數更多的參數的實施例也是可能的。
在所示之實施例中，可以取決於小瓶之類型、瓶塞套之類型等來修改每個參數之極限值。為此，控制裝置可以儲存包含小瓶和瓶塞套中之每一類型之最佳極限值的數據庫或類似物。
圖5示出了使用根據本發明的用於檢測封裝瓶之閉合中的缺陷之裝置之實施例並使用40 μs之曝光時間來測量封裝瓶之輪廓的結果。
圖6示出了使用根據本發明的用於檢測封裝瓶之閉合中的缺陷之裝置之實施例並使用300 μs之曝光時間來測量封裝瓶之輪廓的結果。
鑒於小瓶及其各自的帽蓋和/或瓶塞套通常由不同的材料製成並因此具有不同的光學性質，輪廓儀之特定曝光時間可以可靠地測量小瓶-瓶塞套組件之輪廓之一部分，然而在另一部分上產生不精確的測量，此歸因於雷射束在所測量表面上的反射。為了避免此等問題，在圖中所示之實施例中，輪廓儀-10-使用兩個不同的曝光時間測量小瓶-20-的特定輪廓(參見圖3)；換言之，它測量相同的輪廓兩次，每次使用不同的曝光時間，以便隨後組合兩個測量值，從而獲得沿著小瓶-20-之整個輪廓的精確測量值(參見圖7)。
如在圖5和圖6中可以看到的，在所示實施例中，第一曝光時間係40 μs並且第二曝光時間係300 μs。然而，在其他實施例中，該等曝光時間可以不同。兩個圖都顯示了由輪廓儀-10-獲得的原始測量，亦即沒有進行任何處理。儘管所示之實施例僅使用兩個不同的曝光時間，但是本發明的其他實施例可以使用兩個以上不同的曝光時間。
根據本發明的用於檢測封裝瓶閉合件中的缺陷的裝置可以取決於待測量的小瓶和瓶塞套的類型來改變曝光時間。為此，控制裝置可以存儲包含小瓶和瓶塞套中之每一類型之最佳曝光時間的數據庫或類似物。
圖7係對應於由圖5和圖6之測量值的組合產生的封裝瓶之輪廓的點雲的圖。該圖以細線示出了使用雷射輪廓儀-10-和300 μs的曝光時間(參見圖6)進行測量來獲得的點，並且以粗線示出了使用雷射輪廓儀-10-和40 μs的曝光時間(參見圖5)進行測量來獲得的點。
可以看出，在圖7中，橫坐標軸和縱坐標軸之單位係mm，而在圖5和圖6中，單位係像素。如將看到的，在圖8至圖12中，橫坐標和縱坐標軸上使用之單位也係mm。圖5至圖12中使用之單位僅是說明性的，並且僅僅係一個實例。在其他實施例中，可以使用不同的單位，例如吋。
在圖7中，可以看到基本上連續的線，其表示小瓶及其瓶塞套的輪廓。然而，在該線中可以看到不連續性或間隙，其對應於瓶塞套之下部裙部的末端與小瓶-20-之頸部之間的間隔或距離。
基於圖7之圖形，圖8至圖12示出了不同參數的判定，該等參數允許評估小瓶之封裝中存在缺陷。與圖7不同，其中取決於輪廓儀獲得數據的曝光時間，以細線或粗線來示出輪廓，為了提高圖8至圖12之清晰度，以均勻線來示出輪廓。出於說明和教導之原因，圖8至圖12中的每一個僅示出了執行計算的圖7之特定區域的放大圖，因此省略了其他部分的圖示。然而，應該理解的是，根據本發明之裝置和方法對於所獲得的整個輪廓起作用，如圖7中示例性地示出。
在圖8中，可以看到對應於小瓶之瓶塞套之下部裙部之末端的點。在該圖中，下部裙部之端點由空心箭頭指示。儘管下部裙部之端點之判定本身並不指示小瓶之封裝之正確或不正確的狀態，如下面將詳細描述的，但它對於判定待評估的不同參數而言當然係重要的。
圖9示出了小瓶之瓶塞套之下部裙部之長度的測量。為了判定小瓶之瓶塞套之下部裙部的長度，必須判定小瓶之兩個末端。其中一個，更具體而言遠端的判定如圖8所示。因此，必須判定下部裙部之初始點，或者更具體地，判定瓶塞套之側面和下部裙部之間的折疊的端點，亦即，側面和下部裙部之間的折疊終止並且該下部裙部開始的點。通過將側面和下部裙部之間的折疊近似為圓弧或圓周(參見圖11)，並將下部裙部近似為直線(參見圖10)，下部裙部之初始點可以是近似為該圓周和該直線之間的相切點。
一旦判定了下部裙部的兩個末端，其長度可以測量為兩點之間的直線距離(參見圖上的尺寸線)，兩點在橫坐標軸上之投影之間的距離(參見圖中的尺寸線)和/或兩點在縱坐標軸上之投影之間的距離(為了說明之目的，圖9中省略了其圖示)。
如果取決於小瓶和瓶塞套的類型，下部裙部之長度小於預定臨限值，此意味著封裝可能沒有正確地附接到小瓶的頸部並且因此該封裝係有缺陷的。圖2中可以看到此類缺陷的一個實例。也可能出現下部裙部之長度大於允許或期望長度，亦即長度超過上限值的情況。
圖10示出了小瓶之瓶塞套之下部裙部和側面之間的交叉角的判定。為此，分別計算瓶塞套側面和該瓶塞套之下部裙部的迴歸線-r1-和-r2-。一旦計算了兩條迴歸線-r1-、-r2-，就計算在它們之間形成的角度-α-。該角度-α-指示瓶塞套之下部裙部「敞開或閉合的程度」。在所示之實施例中，較小角度-α-指示下部裙部過於敞開，亦即沒有正確地附接到小瓶之頸部，因此，除了其他可能性之外，瓶塞套可能未形成氣密密封或甚至可能會鬆動。該缺陷之一個實例可以在圖­2中看到。
圖11示出了瓶塞套之閉合圓周之半徑的判定。為此，從對應於瓶塞套之側面和下部裙部之間的折疊的點雲，計算迴歸圓周-c1-，其盡可能接近地與使用雷射輪廓儀-10-測量的點一致。一旦計算了迴歸圓周-c1-，則假設閉合圓周等於該迴歸圓周-c1-，然後測量和/或計算該閉合圓周之直徑和/或半徑。該閉合圓周之半徑和/或直徑係下部裙部是否正確折疊的指示，因為過大的直徑和/或半徑，換言之，超過預定極限值的直徑和/或半徑指示下部裙部可能過於敞開，或換一種方式表述，折疊不夠。
圖12示出了從下部裙部之末端到小瓶之頸部之距離的判定。對於此計算，必須判定下部裙部之端點。如果先前已經判定了該端點，則根據本發明之裝置和方法利用已經進行的計算。如果尚未判定該計算，則以類似於圖8中示例性地示出方式的方式來判定下部裙部之端點。
一旦判定了小瓶之瓶塞套之下部裙部的端點，下一步包括判定小瓶之頸部之端點，換言之，從由雷射輪廓儀-10-測量的整個點雲中，對應於小瓶之頸部的第一個點，更具體而言是在所測量點雲中出現之間隙之後的第一個點。在圖7至圖12中，該間隙已經顯示為虛線並且表示瓶塞套之下部裙部和小瓶之頸部之間的間隔。
在所示之實施例中，瓶塞套之下部裙部和小瓶之頸部之間的該間隔可以以兩種不同的方法測量。第一種方法包括測量連接兩個端點之直線的長度，換言之，將下部裙部之端點連接至小瓶之頸部之端點的直線的長度。第二種方法包括將下部裙部之端點和小瓶之頸部之端點之間的間隔作為兩個點在縱坐標軸上的相應投影之間的距離來測量。在圖12中，示出了一對尺寸線，其說明了測量瓶塞套之下部裙部和小瓶之頸部之間的間隔或距離的兩種方式。
儘管在該實施例中為了判定從下部裙部之末端到小瓶之頸部的距離，首先判定小瓶之下部裙部的端點，然後判定小瓶之頸部之端點，但是也存在將該順序逆轉的實施例。
所示的所有數據和圖形處理可以在包括在根據本發明的用於檢測封裝瓶中的缺陷之裝置中的控制裝置中自動執行。為此，該控制裝置具有用於處理和分析數據和圖形的特殊軟體。
儘管已經參考本發明之實施例呈現和描述了本發明，但是應該理解，該等實施例不限制本發明，因此可以改變多個結構性或其他細節，這些改變對於熟習此項技術者而言在理解本說明書、申請專利範圍和圖式中揭示的標的物後係顯而易見的。特別地，原則上並且除非另外明確說明，否則所示和/或提出的每個不同實施例和替代方案的所有特徵可以彼此組合。因此，如果可以認為所有變體和等同物都被所附申請專利範圍的最寬範圍所涵蓋，則它們將包括在本發明的範圍內。
10‧‧‧輪廓儀 20‧‧‧小瓶 100‧‧‧小瓶 110‧‧‧帽蓋 120‧‧‧瓶塞套 121‧‧‧下部裙部 200‧‧‧小瓶 210‧‧‧帽蓋 220‧‧‧瓶塞套 221‧‧‧下部裙部 1000‧‧‧步驟 2001‧‧‧步驟 2002‧‧‧步驟 2003‧‧‧步驟 2004‧‧‧步驟 3000‧‧‧步驟 r1‧‧‧迴歸線 r2‧‧‧迴歸線 α‧‧‧角度 c1‧‧‧迴歸圓周
為了更好地理解，隨附圖式係作為根據本發明的用於檢測封裝瓶閉合件中的缺陷的方法和裝置之實施例之說明性而非限制性實例來給出。
圖1示出了正確封裝的兩個不同小瓶。
圖2示出了具有封裝缺陷的圖1之小瓶。
圖3係用於檢測封裝瓶閉合件中的缺陷的裝置之實施例的示意圖。
圖4係根據本發明的用於檢測封裝瓶閉合件中的缺陷的方法之實施例的流程圖。
圖5示出了使用根據本發明的用於檢測封裝瓶之閉合中的缺陷之裝置之實施例並使用40 μs之曝光時間來測量封裝瓶之輪廓的結果。
圖6示出了使用根據本發明的用於檢測封裝瓶之閉合中的缺陷之裝置之實施例並使用300 μs之曝光時間來測量封裝瓶之輪廓的結果。
圖7係對應於由圖5和圖6之測量值的組合產生的封裝瓶之輪廓的點雲的圖。
圖8示出了對應於圖7之圖形中的小瓶之瓶塞套之下部裙部之末端的點。
圖9示出了基於圖8之圖形測量小瓶之瓶塞套之下部裙部的長度。
圖10示出了基於圖7之圖形判定小瓶的瓶塞套之下部裙部和側面之間的交叉角。
圖11示出了從圖7之圖形判定瓶塞套的閉合圓周的半徑。
圖12示出了從圖7之圖形判定從下部裙部的末端到小瓶之頸部的距離。
在圖式中，已經用相同的元件符號標識了類似或等同的元件。
10‧‧‧輪廓儀
20‧‧‧小瓶

Claims (14)

  1. 一種檢測封裝瓶之閉合的缺陷的方法，包括以下步驟： a) 使用輪廓儀掃描瓶塞套和小瓶之輪廓，前述輪廓對應於前述小瓶的母線，其限定前述瓶塞套之頭部、側面和下部裙部，從而獲得點雲； b) 從先前步驟中獲得的前述點雲，計算以下參數中的至少一個： i. 前述瓶塞套之閉合圓周的直徑或半徑，前述閉合圓周由前述瓶塞套之下部裙部相對於其側面之折疊限定的圓周來限定； ii. 前述瓶塞套之下部裙部和側面之間的交叉角； iii. 前述下部裙部之長度； iv. 從前述下部裙部之末端到前述小瓶之頸部的距離； c) 判定在先前步驟中計算的任何參數是否超過預定極限值，前述極限值指示封裝是否正確。
  2. 如請求項1所記載之方法，其中使用雷射輪廓儀獲得前述雲點。
  3. 如請求項1或2所記載之方法，其中前述瓶塞套之閉合圓周之直徑或半徑的計算包括以下步驟： a) 從前述瓶塞套之側面和下部裙部的點雲來計算前述瓶塞套之閉合的迴歸圓周； b) 測量前述迴歸圓周之直徑或半徑，估計前述迴歸圓周等於前述瓶塞套之閉合圓周。
  4. 如前述請求項中任一項所記載之方法，其中計算前述瓶塞套之下部裙部和側面之間的交叉角包括以下步驟： a) 從前述點雲來計算前述瓶塞套之側面的迴歸線； b) 從前述點雲來計算前述瓶塞套之下部裙部的迴歸線； c) 判定兩條迴歸線之間的交叉點和在它們之間形成的角度。
  5. 如前述請求項中任一項所記載之方法，其中前述下部裙部之長度的計算包括以下步驟： a) 判定前述下部裙部之端點； b) 判定前述瓶塞套之側面和下部裙部之間的折疊的端點； c) 測量兩個端點之間的距離。
  6. 如前述請求項中任一項所記載之方法，其中計算從前述下部裙部之末端到前述小瓶之頸部的距離包括以下步驟： a) 如果先前沒有判定，則判定前述下部裙部之端點； b) 判定前述小瓶之頸部的端點； c) 測量兩個端點之間的距離。
  7. 一種用於檢測封裝瓶之閉合的缺陷的裝置，包括：被配置成掃描瓶塞套和小瓶之輪廓的輪廓儀；和被配置成執行如請求項1至6中任一項所記載之方法的控制裝置。
  8. 如請求項7所記載之裝置，其中前述輪廓儀為雷射輪廓儀。
  9. 如請求項7或8所記載之裝置，其中前述輪廓儀為二維輪廓儀。
  10. 如請求項7至9中任一項所記載之裝置，其還包括小瓶供應裝置。
  11. 如請求項10所記載之裝置，其中前述小瓶供應裝置連續操作。
  12. 如請求項7至11中任一項所記載之裝置，其中前述輪廓儀使用兩個不同的曝光時間來測量前述輪廓。
  13. 如請求項7至12中任一項所記載之裝置，其包括用於使前述小瓶在其自身的縱向軸線上旋轉的構件，從而沿著前述瓶塞套和前述小瓶之整個圓周獲得前述瓶塞套和前述小瓶的輪廓。
  14. 如請求項7至12中任一項所記載之裝置，其包括用於使前述輪廓儀圍繞前述小瓶之縱向軸線旋轉的構件，從而沿著前述瓶塞套和前述小瓶之整個圓周獲得前述瓶塞套和前述小瓶的輪廓。
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