устройство и способ обеспечения вращения контейнера во время проверки

Формула изобретения

1. Устройство для проверки контейнера (12) на наличие промышленных отклонений во время вращения контейнера вокруг оси, включающее средство, обеспечивающее фактическое вращение контейнера во время проверки,

по меньшей мере, один источник (14 или 52) света, предназначенный для направления световой энергии в контейнер,

по меньшей мере, один датчик (24 или 58) света, предназначенный для приема энергии света из упомянутого источника после взаимодействия энергии света с контейнером, и

процессор (26 или 48, или 60) информации, обеспечивающий детектирование фактического вращения контейнера как функции флуктуации энергии света, принимаемой датчиком,

отличающееся тем, что

упомянутый процессор информации выполнен с возможностью сканирования и сохранения данных изображения (18а или 20а, или 34), полученных посредством упомянутого датчика через интервалы, соответствующие единицам, характеризующим видимое вращение контейнера, и с учетом ширины (32) изображения, соответствующей, по меньшей мере, полному видимому обороту контейнера при вращении, и

упомянутый процессор информации выполнен с возможностью анализа данных изображения, сканированных и сохраненных, и использования скользящего окна данных изображения (36а или 36b, или 36n), имеющего длину, выраженную в единицах, характеризующих видимый оборот контейнера при вращении, меньшую чем упомянутая ширина (32) изображения, для идентификации флуктуации упомянутых данных изображения в пределах упомянутого окна изображения, обозначающих фактическое вращения контейнера, при этом процессор информации выполнен с возможностью детектирования промышленных отклонений контейнера.

2. Устройство по п.1, в котором длина упомянутого скользящего окна данных (36а или 36b, или 36n), выраженная в единицах, характеризующих видимый оборот контейнера при вращении, и магнитуда флуктуации упомянутых данных (18а или 20а, или 34) изображения, требуемая для детектирования фактического вращения контейнера, регулируются в упомянутом процессоре информации.

3. Устройство по п.2, в котором процессор информации выполнен с возможностью детектирования промышленных отклонений контейнера на основе энергии света, принятого упомянутым датчиком.

4. Устройство по п.1, в котором упомянутый, по меньшей мере, один датчик формирует сигналы, обозначающие степень овальности и толщину боковой стенки проверяемого контейнера.

5. Устройство по любому из предыдущих пунктов, в котором имеется механизм отбраковки, работающий в соответствии с упомянутым процессором информации и обеспечивающий отбраковку контейнеров, имеющих неприемлемые отклонения, при этом упомянутый процессор информации соединен с упомянутым механизмом отбраковки.

6. Способ детектирования вращения контейнера (12) во время оптической проверки на наличие промышленных отклонений, в котором анализируют энергию света после взаимодействия с контейнером для идентификации флуктуации энергии света, обозначающих фактическое вращение контейнера во время проверки, и который включает в себя следующие этапы:

(а) сканируют и сохраняют данные (18а или 20а, или 34) изображения, поступающие от датчика света после взаимодействия света с контейнером через интервалы, соответствующие единицам, характеризующим видимое вращение контейнера,

(b) после окончания упомянутого этапа (а) для ширины (32) изображения, соответствующей, по меньшей мере, полному видимому обороту контейнера при вращении, анализируют данные изображения, сканированные и сохраненные на упомянутом этапе (а), используют скользящее окно (36а или 36b или 36n) данных, имеющее длину, выраженную в единицах, характеризующих видимый оборот контейнера при вращении, меньшую чем упомянутая ширина (32) изображения, и

идентифицируют флуктуации упомянутых данных изображения во время упомянутого этапа (b) для детектирования вращения контейнера.

7. Способ по п.6, в котором данные изображения, сканированные и сохраненные на упомянутом этапе (а), обозначают положение поверхности контейнера.

Описание изобретения к патенту

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к проверке контейнеров, таких как стеклянные контейнеры, и, в частности, к устройству и способу обеспечения вращения контейнера во время операции проверки.

Уровень техники

При производстве контейнеров, таких как стеклянные бутылки и банки, могут возникать аномалии разных типов на боковых стенках, в нижних частях, на донышках, в верхних частях, на горлышках и/или дефекты конечной обработки контейнеров. Эти аномалии, называемые в данной области техники "промышленные отклонения", могут влиять на коммерческую приемлемость контейнеров. Коммерческие отклонения могут включать в себя такие отклонения, как камни (дефект стекла) или трещины в стенках контейнера, или могут включать в себя отклонения размеров контейнеров, которые могут влиять на дальнейшую возможность обработки контейнеров.

Было предложено использовать различные электрические, электрооптические и электромеханические методики для проверки контейнеров на наличие промышленных отклонений. Многие из этих методик проверки требуют, чтобы контейнер удерживался в неподвижном положении и поворачивался вокруг оси во время операции проверки. Важно при использовании таких методик проверки, чтобы контейнер точно поворачивался во время процедуры проверки. Контейнер с настолько деформированной формой, что его невозможно повернуть, может быть ошибочно принят автоматизированным проверочным оборудованием как контейнер, который вращается, но в котором отсутствуют промышленные отклонения. Аналогично, неисправность механизма поворота контейнера, при которой контейнер не поворачивается во время операции проверки, может быть ошибочно принята автоматизированным проверочным оборудованием как контейнер, который вращается, но в котором не обнаружены промышленные отклонения. Также было предложено обеспечить отражатель на опорном ролике, в контакт с которым входит контейнер, оптическое средство отслеживания контейнера, в котором не детектируются промышленные отклонения. Аналогичным образом, неисправность механизма поворота контейнера, при которой контейнер не вращается во время операции проверки, ошибочно может быть принята автоматизированным проверочным оборудованием как контейнер, который вращается, но в котором не детектируются промышленные отклонения. Также было предложено установить отражатель на опорном ролике, в контакт с которым входит контейнер, и оптическое средство для отслеживания этого отражателя. Если сам контейнер вращается, контейнер будет вращать опорный ролик. Вращение опорного ролика и его отражателя определяется оптическим средством для подтверждения того, что контейнер вращается во время проверки. Такая методика требует использования дополнительных компонентов (отражателя и оптических средств) в проверочном устройстве, и может быть трудновыполнимой в и так достаточно сложном проверочном устройстве.

В US 4066363 раскрыта система проверки контейнера, в которой световую энергию направляют через боковые стенки контейнера на множество детекторов. Выходы детекторов подключены к компараторам для идентификации промышленных отклонений боковой стенки контейнера и в схеме определения состояния детектора, которая отслеживает амплитуды выходных сигналов детектора для подтверждения вращения контейнера во время проверки. Схема состояния детектора отслеживает выходные сигналы детектора в режиме реального времени и определяет амплитуду выходных сигналов детектора. Отсутствие вариаций амплитуды на выходе детектора интерпретируется как отсутствие вращения контейнера, и зажигается соответствующая лампа.

Сущность изобретения

В описании настоящего изобретения представлены различные аспекты, которые могут быть воплощены по отдельности или в комбинации друг с другом.

Устройство для проверки контейнера в соответствии с первым аспектом настоящего раскрытия включает в себя устройство оптической проверки, имеющее, по меньшей мере, один источник света, предназначенный для направления световой энергии на контейнер по мере вращения контейнера вокруг оси, и, по меньшей мере, один датчик света, предназначенный для приема световой энергии от источника света после взаимодействия с контейнером. Процессор информации соединен с датчиком для детектирования вращения контейнера как функции флуктуаций выходного сигнала датчика. Другими словами, ожидается, что вращение контейнера приведет к некоторой флуктуации на выходе датчика в результате взаимодействия световой энергии с контейнером. Отсутствие каких-либо детектируемых флуктуаций на выходе датчика интерпретируется как показатель того, что контейнер не вращается, либо как дефект контейнера, неисправность механизма вращения контейнера, или она может быть связана с какой-либо другой причиной. В результате детектирования отсутствия вращения контейнера предпочтительно контейнер отбраковывают, поскольку невозможно подтвердить, что контейнер был проверен.

В устройстве, предназначенном для проверки контейнеров на наличие коммерческих вариаций, во время вращения контейнера вокруг оси в соответствии с другим аспектом настоящего раскрытия детектируют вращение контейнера как функцию флуктуации световой энергии, принимаемой датчиком. Процессор информации предпочтительно собирает и сохраняет данные изображения от датчиков как функцию видимого вращения контейнера, например, при последовательном повороте контейнера или через равные интервалы времени, в то время как контейнер предположительно вращается с постоянной скоростью. Процессор информации затем анализирует сохраненные данные изображения на наличие флуктуаций, как функцию видимого вращения контейнера. Предпочтительно используется скользящее окно данных для идентификации флуктуаций в сохраненных данных изображения. Длина окна данных изображения, длина скользящего окна данных для анализа данных изображения и магнитуда флуктуаций, требуемая для обозначения вращения контейнера, предпочтительно регулируются. Другие методики анализа данных изображения могут использоваться для детектирования флуктуаций данных изображения, которые подтверждают вращение контейнера во время проверки.

Краткое описание чертежей

Настоящее раскрытие, вместе с дополнительными целями, свойствами, преимуществами и его аспектами, будет лучше всего понятно из следующего описания, приложенной формулы изобретения и приложенных чертежей, на которых:

на фиг.1 показана схема устройства проверки контейнера в соответствии с одним примерным вариантом воплощения раскрытия;

на фиг.2 показана схема устройства, предназначенного для проверки контейнера в соответствии с другим примерным вариантом воплощения раскрытия;

на фиг.3 показана схема устройства проверки контейнера в соответствии с третьим примерным вариантом воплощения раскрытия;

на фиг.4 показана графическая иллюстрация анализа изображения, полученного при проверке контейнера в примерном варианте воплощения по фиг.1.

Подробное описание изобретения

На фиг.1 иллюстрируется устройство 10, предназначенное для проверки контейнера 12 в соответствии с одним примерным вариантом воплощения раскрытия. Это устройство включает в себя источник 14 света, предназначенный для направления луча 16 света на внешнюю поверхность боковой стенки контейнера 12 под таким углом, что участок 18 энергии света отражается от внешней поверхности боковой стенки контейнера, и участок 20 преломляется в боковой стенке контейнера, отражается от поверхности внутренней боковой стенки и затем повторно попадает на поверхность внешней боковой стенки. Объектив 22 расположен между датчиком 24 света и боковой стенкой контейнера для направления на датчик энергии света, отраженной от внутренней и внешней боковых поверхностей стенки. Процессор 26 информации обрабатывает сигналы, поступающие от датчика 24 света. Процессор 26 информации предпочтительно соединен с соответствующим дисплеем 28 для отображения данных проверки и с соответствующим механизмом отбраковки контейнеров 12, для которого в процессоре 26 информации были детектированы коммерческие отклонения с нежелательной магнитудой. Как описано ниже, устройство 10 аналогично устройству, описанному в патенте США 5,291,271, раскрытие которого приведено здесь в качестве ссылочного материала.

Механизм 30 вращения вращает контейнер 12 вокруг оси вращения, по мере того, как контейнер освещается источником 14 света. Механизм 30 вращения контейнера может содержать соответствующее устройство, такое как приводной ролик, соединенный с соответствующим приводом, для удержания контейнера 12 на опорных роликах или тому подобное, во время вращения контейнера вокруг оси вращения. Такая ось вращения предпочтительно совпадает с осью контейнера. Только в качестве примера системы, последовательно переносящие контейнеры 12 в положение для проверки, выполняющие вращение контейнеров по очереди во время операции проверки, удаление контейнеров после проверки и отбраковку контейнеров, которые не прошли проверку, иллюстрируются в патентах США 4,378,493 и 6,581,751. Процессор 26 информации предпочтительно сканирует и сохраняет данные изображения, полученные от датчика 24 света в ходе последовательного движения (видимого) с вращением контейнера, которое может соответствовать угловым приращениям поворота контейнера, детектируемым соответствующим кодером, соединенным с приводным роликом или двигателем, или через равные последовательные периоды времени во время вращения контейнера с постоянной угловой скоростью. Комбинация этих методик может использоваться во время ускорения и замедления (видимого) вращения контейнера, для увеличения скорости проверки контейнера.

На фиг.4 иллюстрируются данные 18а, 20а изображения, полученного датчиком 24 света, сканированные и сохраненные в процессоре 26 информации для отраженных лучей 18, 20 света (фиг.1) по ширине 32 изображения. Ширина 32 изображения предпочтительно выражена в единицах видимого вращения контейнера, таких как, например, полный видимый оборот контейнера. Данные 18 изображения обозначают положение внешней поверхности боковой стенки контейнера относительно датчика 24 света, и данные 20а изображения обозначают видимое положение поверхности внутренней боковой стенки. (Взаимозависимость между данными 20а изображения и фактическим положением поверхности внутренней боковой стенки контейнера описана в упомянутом выше патенте США 5,291,271). Разделение 34 между линиями 18а, 20а данных обозначает боковую толщину стенки контейнера. Данные 18а и 34 анализируют для определения контура внешней поверхности и толщины боковых стенок.

Для подтверждения того, что контейнер действительно вращается во время проверки в данном примерном варианте воплощения, данные 18а и 34 предпочтительно анализируют на наличие флуктуаций, образующихся в результате вращения контейнера. В представленном варианте воплощения этот анализ данных предпочтительно осуществляется с использованием методики скользящего окна данных, в которой три положения 36а, 36b, 36n окна (в единицах видимого вращения контейнера) показаны на фиг.4. В каждом положении скользящего окна анализируют данные 18а положения внешней поверхности и данные 34 толщины для идентификации флуктуаций данных изображений в пределах скользящего окна. Можно ожидать, что, если контейнер вращается во время операции проверки, возникает некоторая флуктуация данных изображения, вызванная малыми неровностями геометрии контейнера. Процессор 26 информации идентифицирует эти флуктуации для подтверждения того, что контейнер фактически вращался во время проведения операции проверки. Если данные 18а, 20а, 34 изображения таковы, что в них отсутствуют флуктуации в данных изображения, процессор 26 информации определяет, что контейнер не вращается во время проверки, и предпочтительно передает сигнал в систему обработки контейнера для отбраковки этого контейнера. Постоянный отказ вращения контейнера может обозначать неисправность механизма транспортирования и/или вращения контейнера, и при этом требуется ремонт.

Следует отметить со ссылкой на фиг.4, что, хотя здесь представлены флуктуации данных 18а и 34 изображения (и данные 20а изображения), эти флуктуации могут не иметь достаточной магнитуды для обозначения приемлемой коммерческой отклонения. Флуктуации данных изображения, которые обозначают неприемлемую коммерческую вариацию, обычно имеют большую магнитуду (предпочтительно регулируемую), чем флуктуации данных изображения, которые обозначают вращение контейнера.

На фиг.2 иллюстрируется устройство 40 для проверки контейнера, которое включает в себя узел 42 источника света/датчика, расположенный над поверхностью 43 укупорки контейнера 12, для направления, по меньшей мере, одного луча 44 световой энергии на поверхность укупорки контейнера и приема, по меньшей мере, одного отраженного луча 46 с поверхности укупорки. Предпочтительно используется множество источников света и датчиков в узле 42 в виде ассоциированных пар для направления световой энергии и приема световой энергии, отраженной от расположенных под углом положений вокруг поверхности укупорки. Процессор 48 информации сканирует узел 42 предпочтительно через фиксированные промежутки времени или через определенные положения (видимого) вращения контейнера, как описано выше, для приема сигналов, обозначающих положение или уровень поверхности укупорки относительно узла 42. Как описано выше, устройство 40 аналогично устройству, описанному в патенте США 6,903,814, раскрытие которого приведено здесь в качестве ссылочного материала. Процессор 48 информации предпочтительно также анализирует флуктуации данных изображения от узла 42 после взаимодействия световой энергии с контейнером 12 для подтверждения того, что контейнер вращается во время операции проверки. Предпочтительно это выполняется путем анализа отраженного луча (лучей) 46 на наличие флуктуаций, обозначающих вращение контейнера, например, при использовании методики скользящего окна такого типа, как описано выше.

На фиг.3 иллюстрируется третье примерное устройство 50 в соответствии с настоящим раскрытием. Источник 52 света направляет световую энергию на боковую стенку проверяемого контейнера 12, например, через объектив 54. После взаимодействия световой энергии с боковой стенкой контейнера, например, после того, как свет пройдет через боковую стенку или отразится от боковой стенки, световую энергию направляют на датчик 58, такой как объектив 56. Процессор 60 информации анализирует световую энергию, попавшую на датчик 58 от источника 52 света, после взаимодействия с контейнером 12, как для детектирования коммерческих вариаций контейнера 12, так и для подтверждения вращения контейнера во время операции проверки. Фиг.3 предназначена для иллюстрации множества различных типов методик проверки контейнера, из которых следующие раскрытия являются примерными и приведены здесь в качестве ссылочного материала: патенты США 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.

Таким образом, были раскрыты способ и устройство для проверки контейнеров, таких как стеклянные контейнеры, которые обеспечивают вращение контейнера во время операции проверки. Основной принцип настоящего раскрытия состоит в том, что контейнер не является идеальным, в результате чего, в ходе анализа данных проверки должны выявляться флуктуации, которые могут находиться в приемлемых пределах коммерческих вариаций, но подтверждают то, что контейнер вращается во время операции проверки. Особое преимущество примерных вариантов воплощения настоящего раскрытия состоит в том, что данные изображения, полученные в результате выполнения других операций проверки контейнера, например толщины боковых стенок контейнера и овальности по фиг.1, проверки поверхности укупорки контейнера по фиг.2 и проверки боковой стенки контейнера по фиг.3 - используются для воплощения настоящего раскрытия путем анализа данных, полученных во время операции проверки на наличие флуктуаций, которые подтверждают вращение контейнера. В качестве менее предпочтительной альтернативы источник света и датчик могут быть предусмотрены исключительно для подтверждения вращения контейнера. В примерных вариантах воплощения используются данные проверки, которые сканируют и передают в процессор информации во время (видимого) вращения контейнера и затем анализируют как с целью проверки, так и с целью подтверждения вращения контейнера. Однако данные проверки могут отслеживаться в режиме реального времени во время сканирования для подтверждения вращения контейнера. Выше было представлено раскрытие совместно с несколькими примерными вариантами воплощения и другими модификациями и вариациями. Дополнительные модификации и отклонения будут очевидны для специалистов в данной области техники с учетом приведенного выше описания. Предполагается, что настоящее изобретение охватывает все такие модификации и варианты, которые попадают в пределы сущности и широкого объема, определенных приложенной формулой изобретения.