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  • 专利说明
  • 权利要求
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  • 引用文献
  • 法律状态
  • 优先权
    • 专利摘要:
    Vorgestellt wird eine Inspektionsvorrichtung für eine optische Inspektion von Flaschen oder dgl. Behälter aus Glas oder einem transluzenten Material, mit wenigstens einer an einer Seite eines Transporteurs für die Behälter angeordneten Beleuchtungseinrichtung, mit einer elektronischen Kamera zur Abbildung des vor der Beleuchtungseinheit an einer Inspektionsposition positionierten Behälters sowie mit einer optischen Anordnung im Strahlengang zwischen dem Behälter und einem Objektiv der Kamera zur Erzeugung wenigstens zweiter Bilder von dem jeweiligen Behälter aus wenigstens zwei unterschiedlichen Aufnahme- oder Bildrichtungen, dabei ist vorgesehen, dass der optische Abstand zwischen dem an der Inspektionspostion befindlichen Behälter und einem Objektiv der Kamera für jedes Bild unter Berücksichtigung der Brennweite des Objektivs und die optische Anordnung so gewählt sind, dass für jedes Bild im Strahlengang zwischen dem Behälter und dem Objektiv eine im Wesentlichen parallele Ausrichtung der Strahlen erreicht ist.
    公开号:DE102004013774A1
    申请号:DE102004013774
    申请日:2004-03-20
    公开日:2005-10-06
    发明作者:Wolfgang Dr.rer.nat. Hartig
    申请人:KHS GmbH；
    IPC主号:G01N21-88
    专利说明:
    [0001] DieErfindung bezieht sich auf eine Inspektionsvorrichtung für Flaschenoder dgl. Behälteraus Glas oder einem transluzentem, d.h. durchscheinendem oder durchsichtigemMaterial gemäß OberbegriffPatentanspruch 1.
    [0002] Inspektionsvorrichtungenfür Flaschenoder dgl. aus Glas oder einem anderen transluzentem Material, beispielsweiseaus Kunststoff (z. B. PET) sind in verschiedensten Ausführungenbekannt und dienen zur optischen Überprüfung der Behälter beispielsweisevor dem Füllenmit einem flüssigenFüllgut.
    [0003] Beiderartigen Inspektionsvorrichtungen werden die Behälter zurInspektion insbesondere auch an ihren Seitenwänden an einer Inspektionsposition voreinem beleuchteten Hintergrund, d.h. vor einem Leuchtschirm positioniertund mit einer Kamera abgebildet. Die so gewonnenen Bilder werdenin einem Bildauswertverfahren nach Fehlern und/oder Verschmutzungenuntersucht. GrundsätzlicheProbleme ergeben sich bei dieser optischen Inspektion durch diesogenannte Randflächenverdickung,d.h. dadurch, dass in der jeweiligen Abbildung die Randbereicheder Behälterabgedunkelt wiedergegeben sind, sodass dort vorhandene Fehler und/oderVerschmutzungen nicht mit Sicherheit erkannt werden. Um dieses Problemzu lösen,ist es üblich,die aufrecht stehenden Behälteroder Flaschen währendder Inspektion um ihre Hoch- oder Behälterachse zu drehen und dabeimehrfach mit einer oder mehreren Kameras zu erfassen.
    [0004] Bekanntist auch eine Inspektionsvorrichtung dieser Art, bei der von demjeweiligen Behälterzwei parallele Bilder aus unterschiedlichen Aufnahme- oder Bildrichtungenerzeugt werden. Im Strahlengang zwischen der Inspektionspositionbzw. dem Behälterund der Kamera sind fürjedes Bild zusätzliche fokussierendeoptische Elemente vorgesehen, die wegen des großen Öffnungswinkels, unter dem die Abbildungenerfolgen, als Fresnellinsen ausgeführt sind. Diese zusätzlichenoptischen Elemente erhöhennicht nur die Kosten, sondern durch die Struktur der Fresnellinsenist auch die Bildqualitätderart beeinträchtigt,dass füreine ausreichende Inspektionssicherheit während der Inspektion auch nochein Drehen der Behälterum ihre Hochachse und/oder das mehrfache Abbilden unter unterschiedlichenBlickwinkeln vorgesehen ist, wobei diese unterschiedlichen Blickwinkelauch solche sein können,welche von der Horizontalen abweichen.
    [0005] Aufgabeder Erfindung ist es, eine Inspektionsvorrichtung aufzuzeigen, dieohne ein Drehen der Behälterund mit nur einer einzigen Kamera eine zuverlässige Inspektion ermöglicht.Zur Lösungdieser Aufgabe ist eine Inspektionsvorrichtung entsprechend demPatentanspruch 1 ausgebildet.
    [0006] Mitder erfindungsgemäßen Inspektionsvorrichtungist eine vollständigeInspektion von Behälternan ihren Seitenwändenmit nur einer einzigen Kamera möglich,und zwar ohne Drehung der Behälterum ihre Hochachse währendder Inspektion, da durch die Erfassung des an der Inspektionsposition angeordnetenBehältersin wenigstens zwei unterschiedlichen Aufnahme- oder Bildrichtungenmehr als 180° desUmfangs des jeweiligen Behältersabgebildet und mit einer einzigen Aufnahme ausgewertet werden können. Probleme,die sich durch die Randflächenverdickungergeben, sind somit ohne ein Drehen der Behälter vermieden.
    [0007] Weiterbildungender Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche. Die Erfindung wird imFolgenden anhand der Figuren an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. Eszeigen:
    [0008] 1 inschematischer Darstellung und in einem Vertikalschnitt die Elementeeiner Behälter-Inspektionsvorrichtunggemäß der Erfindung;
    [0009] 2 inschematischer Darstellung eine Draufsicht auf die Vorrichtung der 1.
    [0010] Diein den Figuren allgemein mit 1 bezeichnete Inspektionsvorrichtungdient zur optischen Inspektion von Behältern aus Glas oder einem anderen transluzentemMaterial, nämlichder Flaschen 2 z.B. nach dem Reinigen oder Waschen undvor einem erneuten Befüllenmit einem flüssigenFüllgut.Die Vorrichtung 1 ist demnach beispielsweise Bestandteileiner Produktions-Linie, und zwar zwischen einer Flaschenwasch-oder Reinigungsmaschine oder Rinser und einer Füllmaschine.
    [0011] DieInspektionsvorrichtung 1, die auch als Linearinspektorbezeichnet werden kann und an der die Flaschen 2 aufrechtstehend auf einem Transporteur 3 in einer horizontalenTransportrichtung vorbeibewegt werden (Pfeil A der 2),umfasst u. a. einen vertikalen Leuchtschirm 4, der an einerSeite des Transporteurs 3 parallel zur TransportrichtungA angeordnet ist und im aktivierten Zustand einen beleuchteten Hintergrundbildet, an welchem die Flaschen vorbeibewegt werden.
    [0012] DieVorrichtung 1 umfasst weiterhin eine Spiegelanordnung 5,die dem Leuchtschirm 4 bzw. einer Inspektionsposition senkrechtzur FörderrichtungA in horizontaler Richtung gegenüberliegend vorgesehenist und aus mehreren Spiegeln, d. h. bei der dargestellten Ausführungsformaus insgesamt vier Spiegeln besteht. Die Spiegelanordnung 5 ist insbesondereauch bezüglichder Ausbildung und Anordnung ihrer Spiegel symmetrisch zu einervertikalen Mittelebene M ausgebildet, die senkrecht zur TransportrichtungA und auch senkrecht zur Ebene des Leuchtschirmes 4 orientiertist und an der sich auch die Inspektionsposition 1.1 befindet.
    [0013] DieSpiegelanordnung 5 ist so ausgebildet, dass mit ihrer Hilfejede an der Inspektionsposition 1.1 vorbeibewegte Flasche 2 unterzwei unterschiedlichen Bild- oderAbbildungsrichtungen erfasst wird, und zwar jeweils über ihregesamte Höhe,wobei diese Abbildungsrichtungen mit der Mittelebene M jeweils einenWinkel α < 90° einschließen, dersich zu der dem Leuchtschirm 4 abgewandten Seite hin öffnet, wiedies mit dem Strahl 6 angedeutet ist. Bei der dargestelltenAusführungsformbeträgtder Winkel α 30°.
    [0014] DieSpiegelanordnung 5 besitzt hierfür auf beiden Seiten der MittelebeneM und von dieser beanstandet zwei erste Umlenkspiegel 5.1,die bei der dargestellten Ausführungsformmit ihren Spiegelebenen in vertikaler Richtung orientiert sind undin vertikaler Richtung eine Höheaufweisen, die zumindest etwas größer ist als die maximale Höhe der zuinspizierenden Flaschen 2. Die Breite der Umlenkspiegel 5.1 inhorizontaler Richtung ist größer alsder Durchmesser dieser Flaschen. Die Umlenkspiegel 5.1 sind weiterhinso orientiert, dass ein horizontaler Strahl 6, der vonder in der Mittelebene M befindlichen Hochachse einer Flasche 2 ausgeht,an dem betreffenden Umlenkspiegel 5.1 in Richtung zu derMittelebene M hin reflektiert wird, und zwar in einer Achsrichtung senkrechtzu dieser Mittelebene M.
    [0015] DieSpiegelanordnung 5 besitzt weiterhin zwei zweite Umlenkspiegel 5.2,die wiederum beidseitig von der Mittelebene M angeordnet sind undderen Höheund Breite ebenfalls größer istals die Höhe bzw.der Durchmesser der Flaschen 2. Die beiden Umlenkspiegel 5.2 sindjeweils so orientiert, dass der auf diese auftreffende Lichtstrahl 6 inhorizontaler Richtung und parallel zur Mittelebene M, aber von dieserbeanstandet umgelenkt wird, und zwar auf einen Fangspiegel 7.Dieser liegt mit einer Mittelachse in der Mittelebene M und weistvon dem Leuchtschirm 4 einen größeren Abstand auf als die Spiegelanordnung 5.Der Fangspiegel 7 bildet zwei Bereiche, und zwar bei derDarstellung der 2 den Bereich 7.1 linksvon der Mittelebene M fürdas von dem Umlenkspiegel 5.2 links von der Mittelebenereflektierte Bild und den rechten Bereich 7.2 für das von demUmlenkspiegel 5.2 rechts von der Mittelebene M reflektierteBild.
    [0016] DerFangspiegel 7 ist gegenüberder Horizontalen geneigt (Winkel β der 1)und zwar derart, dass die Schnittlinie der Spiegelfläche desFangspiegels 7 mit der Horizontalen parallel zur Ebene desLeuchtschirmes 4 und damit auch parallel zur TransportrichtungA liegt. In vertikaler Richtung oberhalb des Fangspiegels 7 istein Umlenkspiegel 8 derart angeordnet, dass beide von denBereichen 7.1 und 7.2 des Fangspiegels 7 zunächst vertikalnach oben reflektierten Bilder an diesem Umlenkspiegel 8 wiedernach unten reflektiert werden, und zwar an eine elektronische Kamera 9,die bzw. deren Optik 9.1 sich unterhalb der Spiegelanordnung 5 unddes Fangspiegels 7 befindet, und zwar im Bereich zwischenden beiden Umlenkspiegeln 5.2 und dem Fangspiegel 7,sodass sich bei reduziertem Bauvolumen der Vorrichtung 1 entsprechenddem Strahl 6 ein gefalteter Strahlengang mit einem großen optischen Abstandzwischen Objekt, nämlichder jeweiligen Flasche 2 an der Inspektionsposition 1.1 unddem Objektiv 9.1 der Kamera 9 ergibt. Die Brennweitedes Objektives 9.1 ist weiterhin so gewählt, dass unter Berücksichtigungdieses optischen Abstandes für beideAbbildungen der Flasche 2 eine im Wesentlichen paralleleAusrichtung der Strahlen im Strahlengang zwischen der Flasche 2 unddem Objektiv 9.1 erreicht ist und insbesondere auch zusätzlich zuden Spiegeln der Spiegelanordnung 5, dem Fangspiegel 7 unddem Umlenkspiegel 8 oder diesen Spiegeln entsprechendenoptischen Komponenten füreine Strahlumlenkung keine zusätzlicheOptik zum Fokussieren und/oder Formen der Strahlen notwendig ist. Derbei der dargestellten Ausführungsformrechteckförmigausgebildete Fangspiegel 7 ist derart angeordnet bzw. justiert,dass ein auf die Mitte des Umlenkspiegels 5.2 auftreffenderLichtstrahl 6 von diesem Umlenkspiegel auf die Mitte desBereichs 7.1 oder 7.2 des Fangspiegels reflektiertwird und von dort dann auf den zusätzlichen Umlenkspiegel 8,der wiederum fürbeide Bilder einen Bereich aufweist, sodass beide Bilder von derKamera 9 nebeneinander dargestellt werden.
    [0017] Beider dargestellten Ausführungsformbeträgtder optische Abstand zwischen der jeweiligen Flasche 2 unddem Objektiv 9.1 etwa 2500 mm. Die Brennweite des Objektivs 9.1 liegtin der Größenordnungvon 35 mm.
    [0018] Ineiner weiteren Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen,dass zur verbesserten Inspektion der Flasche 2 nicht nurzwei, sondern mindestens drei (Teil)-Bilder erzeugt und zu der einen Kamerageleitet werden, wo diese mindestens drei (Teil)-Bilder wie einGesamtbild erscheinen und als ein solches ausgewertet werden.
    [0019] DieErfindung wurde voranstehend an einem Ausführungsbeispiel beschrieben.Es versteht sich, dass zahlreiche Änderungen sowie Abwandlungen möglich sind,ohne das dadurch der der Erfindung zugrunde liegende Erfindungsgedankeverlassen wird.
    [0020] InRahmen der vorliegenden Anmeldung wurde zur Verdeutlichung der Erfindungals Ausführungsbeispielein sogenannter Linearinspektor herangezogen. Die Anwendung dervorgestellten Inspektionsvorrichtung an einer als Rundläufer ausgebildetenInspektionsmaschine führtnicht dazu, dass der Rahmen der vorliegenden Erfindung verlassen wird.
    1 Inspektionsvorrichtung 1.1 Inspektionsposition 2 Behälter oderFlasche 3 Transporteur 4 Leuchtschirm 5 Spiegelanordnung 5.1,5.2 Umlenkspiegel 6 Lichtstrahl 7 Fangspiegel 8 zusätzlicherUmlenkspiegel 9 Kamera 9.1 Objektivder Kamera 9
    权利要求:
    Claims (12)
    [1] Inspektionsvorrichtung für eine optische Inspektionvon Flaschen oder dgl. Behälter(2) aus Glas oder einem transluzentem Material, mit wenigstenseinem an einer Seite eines Transporteurs (3) für die Behälter (2)angeordneten Beleuchtungseinrichtung (4), mit einer elektronischenKamera (9) zur Abbildung des vor der Beleuchtungseinheit(4) an einer Inspektionsposition (1.1) positioniertenBehälters(2) sowie mit einer optischen Anordnung (5, 7, 8)im Strahlengang zwischen dem Behälterund einem Objektiv (9.1) der Kamera (9) zur Erzeugungwenigstens zweiter Bilder von dem jeweiligen Behälter aus wenigstens zwei unterschiedlichenAufnahme- oder Bildrichtungen, dadurch gekennzeichnet, dassder optische Abstand zwischen dem an der Inspektionsposition (1.1)befindlichen Behälter(2) und einem Objektiv (9.1) der Kamera für jedesBild unter Berücksichtigungder Brennweite des Objektivs (9.1) und die optische Anordnung(5, 7, 8) so gewählt sind, dass für jedesBild im Strahlengang zwischen dem Behälter (2) und dem Objektiv(9.1) eine im Wesentlichen parallele Ausrichtung der Strahlenerreicht ist.
    [2] Inspektionsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,dass der optische Abstand zwischen der Inspektionsposition (1.1)und dem Objektiv (9.1) wenigstens um den Faktor 60 – 80 größer istals die Brennweite des Objektivs (9.1).
    [3] Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,dass der optische Abstand größer als2000 mm, beispielsweise 2500 mm ist.
    [4] Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurchgekennzeichnet, dass die Brennweite des Objektivs (9.1)unter 50 mm liegt, beispielsweise etwa 35 mm beträgt.
    [5] Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurchgekennzeichnet, dass die optische Anordnung im Strahlengang zwischender Inspektionsposition und dem Kameraobjektiv (9.1) ausschließlich vonden Lichtstrahl umlenkenden optischen Komponenten, beispielsweisevon Umlenkspiegeln (5.1, 5.2, 7, 8)gebildet ist.
    [6] Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurchgekennzeichnet, dass die optische Anordnung (5, 7, 8)derart ausgebildet ist, dass die Lichtstrahlen jedes Bildes in horizontalerRichtung und in vertikaler Richtung umgelenkt werden.
    [7] Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurchgekennzeichnet, dass die optische Anordnung eine erste Spiegelanordnung(5) umfasst, die die beiden Einzelbilder aus den unterschiedlichenAufnahme und Bildrichtungen in eine gemeinsame Ebene umlenkt, unddass diese gemeinsame Ebene eine optische Ebene eines für beideBilder gemeinsamen Spiegels (7) einer weiteren Spiegelanordnungist, die im Strahlenweg zwischen der ersten Spiegelanordnung (5)und dem Kameraobjektiv (9.1) vorgesehen ist.
    [8] Inspektionsvorrichtung nach einem der vorhergehendenAnsprüche,dadurch gekennzeichnet, dass die erste Spiegelanordnung (5)und die weitere Spiegelanordnung (7, 8) symmetrischzu einer Mittelebene (M) ausgebildet und/oder angeordnet sind, diesenkrecht zur Transportrichtung der Behälter (2) auf dem Transporteur(3) orientiert ist.
    [9] Inspektionsvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet,dass die Aufnahme- oder Bildrichtungen mit der Mittelebene (M) jeweilsden selben Winkel (α)einschließen,beispielsweise einen Winkel von etwa 30°.
    [10] Inspektionsvorrichtung nach einem der vorhergehendenAnsprüche,dadurch gekennzeichnet, dass durch die optische Anordnung (5, 7, 8)ein gefalteter Strahlengang (6) für die mindestens zwei Bildererreicht ist.
    [11] Inspektionsvorrichtung nach einem der vorhergehendenAnsprüche,dadurch gekennzeichnet, dass durch die optische Anordnung (5, 7, 8)ein sich schneidender Strahlengang (6) für die mindestens zweiBilder erreicht ist.
    [12] Inspektionsvorrichtung nach einem der vorhergehendenAnsprüche,dadurch gekennzeichnet, dass die Kamera (9) mit der optischenAnordnung (5, 7, 8) auf einer gemeinsamenSeite des Transporteurs (3) angeordnet ist, und zwar bevorzugtin vertikaler Richtung unterhalb der optischen Anordnung (5, 7, 8).
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    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    法律状态:
    2005-10-06| OM8| Search report available as to paragraph 43 lit. 1 sentence 1 patent law|
    2006-05-18| 8127| New person/name/address of the applicant|Owner name: KHS AG, 44143 DORTMUND, DE |
    2009-07-02| 8110| Request for examination paragraph 44|
    2010-10-28| 8127| New person/name/address of the applicant|Owner name: KHS GMBH, 44143 DORTMUND, DE |
    2013-03-21| R016| Response to examination communication|
    2015-08-12| R016| Response to examination communication|
    2018-06-20| R016| Response to examination communication|
    2018-06-26| R018| Grant decision by examination section/examining division|
    2019-07-05| R020| Patent grant now final|
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
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