TWI413754B - 用於確定於檢查期間容器旋轉的設備及方法 - Google Patents

Description

用於確定於檢查期間容器旋轉的設備及方法

本發明係關於如玻璃容器之容器的檢查，尤其是關於在檢查過程中確定容器旋轉的設備和方法。

在製造諸如玻璃瓶和玻璃壺之容器的過程中，在側壁、末端、底部、肩部、頸部、和/或容器的完成品會產生許多變異，這些變異在此行業的專業術語稱為『商品變異』，能影響容器在商業上的可接受度，商品變異包括諸如在容器的壁產生結石或裂痕；或者可能包括容器的尺寸變化，對會影響容器的進一步加工性。

曾提議用各種的電機、電氣光學、及機電技術來檢查容器的商品變異。這些檢查的技術大多需要在檢查作業時，將容器保持在靜止位置及繞著一個軸心旋轉。當使用此類檢查技術時，在檢查過程中，容器須確實在旋轉是非常重要的。變形到不能旋轉的容器可能被自動化設備誤認為只是測出一個旋轉的容器，而沒有商品變異。同樣的，旋轉容器的機構發生故障，以致在檢查作業中容器不能旋轉，可能被自動化的設備誤認為只是測出一個並沒有商品變異之旋轉的容器。亦曾提議容器所接合的支撐滾筒上加裝反射鏡，及監視反射鏡的光學設備。如果容器本身有在旋轉，容器即旋轉支撐滾筒。光學設備將測出支撐滾筒及其反射鏡的旋轉，以證實執行檢查時容器有在旋轉。對檢查站來說，這個技術需要額外的零件(反射鏡及光學設 備)，在擁擠的檢查設備難以引進應用。

本發明舉出一些實施形態，可彼此分離或結合應用。

依照本發明的第一實施形態，檢查容器的設備包括一個光學檢查設備，其具有：至少一個光源，用以將光能照射在繞著一個軸心旋轉之容器上；以及至少一個光感應器，其可在跟容器互動後，接收光源之光能。一個資訊處理器被連結在感應器上，用以依來自感測器的輸出中的變動，偵測容器之旋轉。換句話說，預期容器的旋轉會因光能與容器之互動而在感測器的輸出中引起某些變動。於感應器輸出中未偵出任何變動會被解讀成指示容器並沒有在旋轉，或許是因為容器未旋轉，或容器形成不佳，或是旋轉容器的機械之錯誤動作所造成，或是其它的原因。偵出容器未旋轉最好將容器判定為拒收，因為無法確定容器是否有被檢查。

在一個用於檢查容器繞著軸心旋轉時的商品變異之設備中，依照本發明的另一個觀點，在檢查時用於確定容器旋轉的設備包括：至少一個光源用以將光能照射到容器；以及至少一個光感應器，用於接收與容器互動後之光源的光能。一資訊處理器依感應器接收的光能之變動，偵測容器之旋轉。資訊處理器較佳為依容器之虛表旋轉(apparent rotation)，從感應器上收集和儲存影像資料，諸如當容器看似在恆定的速度下旋轉時，係以容器轉速之增量或相等時間的增量。然後資訊處理器分析儲存的影像資 料，依虛表容器旋轉分析變動。可使用滑動資料視窗來確認儲存影像資料的變動將更理想。影像資料視窗的長度，用於分析影像資料的滑動資料視窗之長度，和用於指示容器旋轉的變動強度，最好係可調整。其它影像分析技術可用來偵測影像資料的變動，以確認容器在檢查時有在旋轉。

第1圖顯示本發明一個實施例中用於檢查一容器12的設備10。此設備包括一個光源14，其從一個角度照射光束16到容器12的側壁外表面，使光能的一部份18從容器的側壁外表面反射出來，且使一個部份20折射到容器側壁裡面，又從內側壁表面反射出來，然後從外側壁表面射出。透鏡22設置在一光感應器24及容器側壁之間，以將從內及外側壁表面反射出來的光能照射到感應器上。一資訊處理器26係響應於來自光感應器24的訊號。資訊處理器26最好連接到用於顯示檢查資料的適宜的顯示器28，及連到一個用於拒收容器12的合適機構，拒收係由於在資訊處理器26偵測出之商品變異係屬非所要強度。截至目前所說明，設備10和美國專利5,291,271的發明所揭示的相類似，其說明書在此被援用以供參考。

當容器被光源14照射時，容器旋轉機構30旋轉繞著旋轉軸心旋轉的容器12。容器旋轉機構30包括合適的裝置，例如連接到適合驅動馬達的驅動滾軸，用於當繞一個轉軸旋轉容器時，可夾持容器12抵住支撐滾軸或類似物。此轉軸最好和容器的軸心相吻合。僅以例子顯示，連續式 移動容器12到檢查位置、在檢查作業中輪流地旋轉容器、在檢查後移除容器並將沒通過檢查的容器拒收的系統，都顯示在美國專利4,378,493和6,581,751號中。資訊處理器26較佳為以(虛表)容器旋轉之增量從光感應器24掃瞄和儲存影像資料，該增量可為容器旋轉之等角度增量，其係由連接在驅動滾筒或馬達上的適當編碼器所偵測，或者在容器以恆定角速度旋轉時為等時間增量。這些技術的結合可在(虛表)容器旋轉之加速或減速時被採用，以提高容器的檢查的速度。

第4圖顯示在資訊處理器26上所掃描儲存在光感應器24的影像資料18a,20a，用於在影像寬度32上反射光束18,20(第1圖)。影像寬度32最好是虛表容器旋轉的單位數，諸如容器旋轉一整圈。影像資料18a指示容器側壁的外表面相對於光感應器24之位置，且影像資料20a係指示內側壁表面的虛表位置，(影像資料20a和容器內側壁表面的確實位置之間的關係在上述提到的美國專利5,291,271號文件中有說明)。在資料線18a和20a的分隔線係指示容器的側壁厚度。資料18a和34被分析以用來確定外表輪廓和側壁厚度。

在本實施例中，為了確認容器在檢查時有在旋轉，資料18a和34最好用來分析容器旋轉時引起的變動。在圖示實施例中，這個資料分析最好是用滑動資料視窗技術執行，在第4圖有指出三個視窗位置36a，36b，36n(虛表容器旋轉的單位數)。在每一個滑動視窗位置，外表位置資料 18a和厚度資料34被分析，以驗明滑動視窗中的影像資料的變動。可期待的是，如果在檢查作業時容器有旋轉的話，將有一些資料影像的變動，是由容器幾何形狀的微小缺點所導致的。資訊處理器26驗明這些變動來確認當檢查作業時，容器確實在旋轉。如果影像資料18a,20a,34沒有變動，資訊處理器26即確認容器在檢查時並未旋轉，並且最好發信號給容器處理系統來拒收容器。旋轉失敗可能指示容器輸送及/或旋轉的機構故障，而需要修理。

在第4圖中提到，雖然有圖示在影像資料18a和34(和影像資料20a)的變動，這些變動還不足以大到指示一個不能接受的商品變異，指示一個不能接受之商品變異的影像資料變動，一般係比指示容器旋轉的影像資料變動還要更大〈最好是可調整〉。

第2圖顯示一個容器檢查設備40，其包含一個光源/光感應器組件42安裝在容器12的密封表面43的上面，來照射光能之至少一個光束44到容器密封表面上，並且接收至少一個從容器密封表面所反射的光束46。

在組件42上，最好有多個光源和感應器連成一對，以照射光能，並且接收從密封表面的角度相隔位置反射的光能。資訊處理器48掃瞄組件42，最好如前述以(虛表)容器旋轉的固定時間或空間的增量來掃瞄，並接收指示密封表面相對於組件42的位置或高度的信號。敘述到如此的程度，設備40和美國專利6,903,814號文件所發表的相似，此文件在此被援用作為參考。資訊處理器48最好也分析來 自於組件42在光能與容器12互動之後的影像資料的變動，來確認在檢查作業中容器在旋轉。此宜藉由分析指示容器旋轉的變動的反射光束46而達成。例如可採用上面所說明類型的滑動視窗技術。

第3圖顯示本發明中的第三實施例之設備50。光源52在檢查時引導光能到容器壁上，例如穿過鏡片54，追隨容器壁與光能互動，例如傳送穿過容器壁或從容器壁反射傳送，光能例如從透鏡56照射到感應器58。一資訊處理器60響應於來自光源52在與容器12互動之後的感應器58處之光能，兩者用以偵測容器12中之商品變異，且確認容器在檢查作業中被旋轉。第3圖用來顯示多個不同類型之容器檢查技術，下列文件係舉例且在此援用作為參考。美國專利4,442,934，4,579,227，4,584,469，4,608,709，4,644,151，4,701,612，4,945,228，4,958,223，5,200,801，5,214,713，5,233,186，5,243,400，5,442,446，5,466,927，5,610,391，5,637,864，5,896,195，5,969,810，6,025,909，6,067,155，6,104,482，6,175,107，6,256,095。

因而在此已揭示一種檢查如玻璃容器之容器的方法和設備，其可確保容器在檢查作業中被旋轉。本發明之基本原理，是容器並非完美，故檢查資料的分析會揭露變動，其可在商品變異頋接受限度內，但確保容器在檢查作業中被旋轉。本發明實施例之特殊優點係執行其他容器檢查作業產生的影像資料，例如第1圖中容器側壁厚度及真圓度，第2圖中容器密封表面檢查及第3圖中容器側壁檢查， 被採用而應用本發明，其係藉由分析檢查作業時所獲得的資料，以偵測確保容器旋轉的變動。作為次較佳實施例，可裝設光源及感應器，僅供確認容器旋轉。諸實施例採用在(虛表)容器旋轉時被掃瞄到資訊處理器中之檢查資料，然後被分析以供檢查目的及確認容器旋轉兩者。但是，檢查資料可在掃瞄以確認容器旋轉時，即時(real time)地監視。

關於在檢查過程中確定容器旋轉的。本發明已使用許多實施例說明，且其他修正及變更案亦已敘述。熟於此技術主可由上述討論而隨即提出其他的修正及變更。但本發明在不違離附屬的申請專利範圍的精神及寬廣範圍內包含所有此種修正及變更。

10‧‧‧設備

12‧‧‧容器

14,52‧‧‧光源

16‧‧‧光束

18,20‧‧‧一部份

22,54,56‧‧‧透鏡

24,58‧‧‧光感應器

26,48‧‧‧資訊處理器

28‧‧‧顯示器

30‧‧‧容器旋轉機構

32‧‧‧影像寬度

18a,20a,34‧‧‧影像資料

36a,36b,.36n‧‧‧視窗位置

40‧‧‧容器檢查設備

42‧‧‧組件

43‧‧‧密封表面

44‧‧‧光束

46‧‧‧反射光

50‧‧‧設備

本發明及其他目的，特徵，優點及其觀點，將可從以下的敘述、附帶的申請專利範圍及附圖而更了解，其中：第1圖係本發明的一個實施例之容器檢查設備之概圖。

第2圖係本發明的另一實施例之容器檢查設備之概圖。

第3圖係本發明的第3個實施例之容器檢查設備之概圖。

第4圖係第1圖之實施例的容器檢查影像分析之曲線圖。

10‧‧‧設備

14‧‧‧光源

16‧‧‧光束

18‧‧‧一部份

20‧‧‧一部份

22‧‧‧透鏡

24‧‧‧光感應器

26‧‧‧資訊處理器

28‧‧‧顯示器

30‧‧‧容器旋轉機構

Claims (7)

1. 一種檢查容器(12)的設備，係用以在容器繞著一軸心旋轉時，檢查商品變異，包括確定手段，用以在檢查期間內確定該容器真正旋轉，該確定手段包括：至少一個光源(14或52)，用來照射光能到該容器上；至少一光感應器(24或58)，用來在與容器互動之後，接收從該光源所發射的光能；及資訊處理器(26，或48或60)，用來依該感應器所接收之光能，偵測該容器之真正旋轉，其特徵在於，該資訊處理器以對應於該容器之虛表旋轉單位數之間隔並且對應於該之至少一完整的虛表容器旋轉之影像寬度(32)，掃瞄及儲存來自該感應器之影像資料(18a或20a或34)；該資訊處理器使用具有小於該影像寬度(32)之容器虛表旋轉單位數之長度之滑動資料窗(36a或36b或3n)，以驗明指示該容器之真正旋轉之該影像窗內該影像資料之變動。
2. 如申請專利範圍第1項之設備，其中虛表容器旋轉單位數之該滑動資料窗(36a或36b或3n)及該影像資料(18a或20a或34)中用以偵測該容器之真正旋轉之變動大小可於該資訊處理器調整。
3. 如申請專利範圍第2項的設備，其中該資訊處理器亦於 該感應器響應光能以偵測該容器中的商品變異。
4. 如申請專利範圍第1、2或3項的設備，其中該至少一感應器提供在檢查下指示容器之側壁之圓度及厚度之信號，並響應該二信號以偵出該容器未旋轉。
5. 如申請專利範圍第1、2或3項的設備，其中該資訊處理器響應該感應器以偵測該容器中之商品變異，其中該設備包括一拒收機構，其響應該資訊處理器，以拒收具有無法接受之商品變異之容器，且其中該資訊處理器聯結於該拒收機構，以拒收在該資訊處理器偵出未旋轉之容器。
6. 一種偵測容器(12)旋轉之方法，係於光學檢查期間，偵測商品變異，其中在與該容器互動後，分析光能以驗明在檢查期間內指示該容器之真正旋轉之光能之變動，該方法包括以下步驟：(a)在與該容器互動後，以依該容器之虛表旋轉而定之間隔，自該光感應器掃瞄及儲存影像資料(18a或20a或34)；(b)在完成該步驟(a)達對應該容器之至少一完整虛表旋轉之影像寬度(32)之後，使用具有小於該影像寬度(32)之虛表容器旋轉之單位數長度之滑動資料窗(36a或36b或3n)，分析於該步驟(a)掃瞄及儲存之影像資料；以及(c)驗明於該步驟(b)期間指示該容器之真正旋轉之該影像資料中的變動。
7. 如申請專利範圍第6項之方法，其中於該步驟(a)掃瞄及 儲存之影像資料指示該容器之表面位置。