專利名稱：用于瓶子接縫和壓紋對(duì)正的檢測系統(tǒng)和檢查方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于檢測具有設(shè)置在容器壁上的特征的瓶子和類似容器的檢測系統(tǒng)，其中，所述檢測系統(tǒng)包括至少一個(gè)照射單元和具有至少一個(gè)照相機(jī)的至少一個(gè)光學(xué)組件，所述照射單元包括設(shè)置在多個(gè)導(dǎo)電軌上的多個(gè)光源，當(dāng)沿著照射單元的豎直方向觀看時(shí)，所述光源一個(gè)設(shè)置在另一個(gè)上方，使得借助于沿豎直定向的列設(shè)置的光源，條帶形狀的光束能被投射到容器壁區(qū)上，其中，投射到容器壁區(qū)域上的各光束當(dāng)沿著照射單元的軸向方向觀看時(shí)彼此間隔開。本發(fā)明還涉及一種利用這種檢測系統(tǒng)的檢查方法。
背景技術(shù)：
DE102006008840B4公開了一種用于檢測圓柱形物體的表面上的缺陷的照射裝置。裂孔隔膜設(shè)置在燈內(nèi)。裂孔隔膜是配備有軸向延伸的裂孔的圓筒體。JP08015163A還涉及一種用于圓柱形物體的檢查裝置。多個(gè)光源設(shè)置在傳送裝置的任一側(cè)。照相機(jī)設(shè)置在光源之間。多個(gè)光源在圓柱形物體的整個(gè)高度上在周邊上產(chǎn)生條帶圖案，且所述條帶圖案由照相機(jī)記錄。JP10068612A描述了一種方法，借助于所述方法，物體的表面可在物體不必轉(zhuǎn)動(dòng)的情況下被檢查。這通過利用激光光束以給定角度照射物體進(jìn)行，所述激光光束由物體的表面反射到屏幕上。US3, 814，521公開了一種用于檢測光束圖案投射到其上的物品的方法。光線圖案通過將光源放置在光柵之后產(chǎn)生，使得被照射和未被照射的區(qū)域通過光柵產(chǎn)生在物體上。照相機(jī)通過有角的鏡子“觀看”物體，光線圖案已以通過這種方式投射在所述物體上。EP1446656B1描述了一種用于檢查容器的方法,借助于該方法,被損壞的容器可被檢出和分出，盡管具有可接受的不規(guī)則進(jìn)入評(píng)估。容器從下方或從上方被照射。DE102008018096A1用于提供一種方法，利用所述方法，位于容器上的刮擦痕或容器壁的內(nèi)部中的不規(guī)則性是可檢測出的。為此，可以為條帶或光柵圖案的規(guī)則紋理施加到容器壁上。利用某些組合，也可確定平坦度或表面波紋。紋理化的區(qū)域是平面，但它也可是彎曲的，從而，圖案被預(yù)定。紋理化區(qū)域可以被透照或通過使用反射光線方法利用光線被照射，使得被傳播或反射的光線達(dá)到容器。上述類型的容器可以用于液體、例如飲料的瓶子或類似容器的方式使用。容器可由透明、半透明或不透明的材料、例如玻璃構(gòu)成，或由半透明塑料例如PET構(gòu)成，且優(yōu)選具有光亮的表面。該容器可被填充各種充填介質(zhì)，且可具有不同的顏色。容器可例如被供給到貼標(biāo)機(jī)，在所述貼標(biāo)機(jī)中，標(biāo)簽將在預(yù)定的可重復(fù)的位置施加而相對(duì)于容器的外側(cè)上的外部位置特征或設(shè)計(jì)特征或壓紋以相同方式對(duì)正。然而，除了正確地對(duì)正在壓紋或其它特征以外，標(biāo)簽也應(yīng)盡可能沒有皺紋和沒有隆起和/或凹陷地設(shè)置在容器上。然而，容器也可具有彼此正相對(duì)地設(shè)置的兩個(gè)豎直延伸的瓶子接縫或僅單個(gè)瓶子接縫。在這種程度上，完全希望標(biāo)簽不要施加到其中一個(gè)瓶子接縫或瓶子接縫或該容器接縫上，因?yàn)檫@會(huì)損害標(biāo)簽或容器的外觀，因?yàn)闃?biāo)簽可在瓶子接縫區(qū)域上顯示折疊(隆起/凹陷)，這使得對(duì)已施加在容器上的標(biāo)簽具有差品質(zhì)的印象。這可導(dǎo)致終端消費(fèi)者避免使用這種產(chǎn)品。這些是例如由返回給申請人的DE102008053876A1應(yīng)對(duì)解決的問題，其中，其照射單元具有多個(gè)光源，且被構(gòu)造成使相應(yīng)的光源將條帶形狀的光束投射到容器壁區(qū)域上，投射到容器壁區(qū)域上的條帶形狀的光束彼此間隔開。瓶子接縫或壓紋可以這種方式容易地被檢測出；可避免標(biāo)簽施加在瓶子接縫上，或待施加的標(biāo)簽可與壓紋對(duì)正地施加。然而，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，容器可具有不同的表面特性，即與優(yōu)選光亮的表面不同且可導(dǎo)致例如瓶子接縫檢測惡化的表面特性。因此，容器可例如具有暗和/或粗糙表面，從而會(huì)產(chǎn)生模糊的投射條帶圖案。從而，瓶子接縫例如可能不會(huì)被正確地檢測出，因?yàn)橥渡涞臈l帶圖案由于暗和/或粗糙表面而非常不清楚。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的是提供一種上述類型的檢測系統(tǒng)和檢查方法，即使當(dāng)不同表面質(zhì)量的容器要被檢查時(shí)，所述檢測系統(tǒng)和檢查方法也可利用簡單的措施檢測到容器上的特征，使得標(biāo)簽不能施加到瓶子接縫上和/或可正確地與容器上的壓紋對(duì)正地設(shè)置。根據(jù)本發(fā)明，上述目的的與裝置相關(guān)的部分通過具有權(quán)利要求1的特征的檢測系統(tǒng)解決。上述目的的與方法相關(guān)的部分通過具有權(quán)利要求10的特征的檢查方法解決。有利地，當(dāng)沿軸向方向觀看時(shí)，每個(gè)導(dǎo)電軌的沿豎直定向的列設(shè)置的光源一個(gè)在另一個(gè)上方且沒有偏錯(cuò)地設(shè)置在所述導(dǎo)電軌上；相應(yīng)的導(dǎo)電軌的光源的每個(gè)豎直定向的列可根據(jù)容器的檢測到的表面特性通過控制單元操作，使得豎直定向的列能夠?qū)⒖筛鶕?jù)表面特性可變地調(diào)節(jié)的光線圖案投射到容器壁區(qū)域上。因此，通過這些簡單的措施，在不需要靜態(tài)的不可變化地預(yù)定的光線圖案的情況下投射到容器壁上，將可變地產(chǎn)生的光線圖案投射到容器壁區(qū)域上，其中，在優(yōu)選的實(shí)施例中，光源的相鄰列組合近似形成光線塊，所述光線塊與下一光線塊通過未被照射的區(qū)段等間隔開。因此，即使在差的表面質(zhì)量的情況下，例如由瓶子接縫引起的光線塊中的干擾也可通過這種方式容易地被檢測出，這是因?yàn)榇藭r(shí)僅光線塊被觀察，而不再是單個(gè)光束被觀察。當(dāng)然，也可產(chǎn)生這樣一種光線圖案光源的交替的列被開啟和關(guān)斷，使得不是光線塊投射到容器壁區(qū)域上，而實(shí)際上是由于光源的緊鄰的列未被激活而彼此之間具有相對(duì)較大的空間的之間具有空隙的光線條帶投射到容器壁區(qū)域上。因此，直接通過檢測表面質(zhì)量確定產(chǎn)生哪一種有利的光線圖案。在一個(gè)有利的變型中，照射單元被構(gòu)造成使豎直定向的光束投射到容器壁區(qū)域上。在照射單元的一個(gè)初始的實(shí)施例中，有利的是，它具有承載元件，所述承載元件具有朝向容器定向的光線表面。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，光源沿豎直方位且彼此間隔開地設(shè)置在其上的導(dǎo)電軌可設(shè)置在光線表面上。每個(gè)導(dǎo)電軌是優(yōu)選撓性的，即，它可被彎曲，且具有用于光源的豎直設(shè)置的記錄條帶，使得條帶形狀的圖案投射到容器壁區(qū)域上。光源可以被例如實(shí)施為LED光源。當(dāng)然，光源也可被實(shí)施為紅外線光源。光源優(yōu)選是脈沖式的，其中，光學(xué)組件或至少一個(gè)照相機(jī)與光源同步。在一個(gè)有利的實(shí)施例中，承載元件或光源以圓弧形實(shí)施，所述圓弧至少部分圍繞待檢查和/或檢測的容器，但軸向上與該容器間隔開。在光線表面上，光源設(shè)置在其上的多個(gè)導(dǎo)電軌一個(gè)設(shè)置在另一個(gè)上方；一個(gè)導(dǎo)電軌的各個(gè)光源列或光源條帶有利地設(shè)置成相對(duì)于設(shè)置在它們下方的下一導(dǎo)電軌的光源列或光源條帶不具有任何側(cè)向偏錯(cuò)。在一個(gè)有利的實(shí)施例中，光學(xué)組件具有多個(gè)、優(yōu)選三個(gè)照相機(jī)，所述照相機(jī)有利地相對(duì)于投射到容器壁區(qū)域上的條帶圖案設(shè)置成使被光源照射的整個(gè)容器壁區(qū)域可被記錄。在一個(gè)有利的實(shí)施例中，至少容器的整個(gè)外周的近似40%的區(qū)域可通過光學(xué)組件被記錄。當(dāng)然，光學(xué)組件有利地相對(duì)于照射單元在豎直方向上偏錯(cuò)。然而，也可以想到，可以提供一個(gè)設(shè)置在另一個(gè)上方的兩個(gè)照射單元，至少一個(gè)照相機(jī)設(shè)置在所述兩個(gè)照射單元之間。兩個(gè)照射單元或它們的光源的列可相同地或不同地操作，以產(chǎn)生相同或不同的光線圖案。檢測系統(tǒng)優(yōu)選地與具有貼標(biāo)星輪的貼標(biāo)機(jī)關(guān)聯(lián)。在這種程度上，在具有貼標(biāo)星輪的實(shí)施例的情況下，承載元件和光學(xué)組件可根據(jù)貼標(biāo)星輪的結(jié)構(gòu)布局實(shí)施。這意味著，僅某個(gè)容器壁區(qū)域可被照射單元照射和被光學(xué)組件記錄。有利的是，設(shè)置在從基體到頸部區(qū)域的過渡部中的容器壁區(qū)域被能可變地產(chǎn)生的光線圖案照射。因此，所涉及的容器壁區(qū)域在外周方向和豎直方向上均是有限的。因此，有利的是，為了本發(fā)明的目的，承載元件例如被實(shí)施為彎曲金屬片條帶，使得它不會(huì)侵入到容器的或貼標(biāo)星輪的圓形路徑上。當(dāng)然，承載元件也可由其他合適的材料制成。導(dǎo)電軌可在穩(wěn)定的位置以合適的方式固定到承載元件，例如通過在導(dǎo)電軌的背面粘接，不過這僅是附連方式的一個(gè)示例性方法。在另一有利的實(shí)施例中，光學(xué)透鏡，優(yōu)選地在該實(shí)施例中為圓柱形透鏡，可設(shè)置在所述至少一個(gè)照相機(jī)之前，優(yōu)選在所有照相機(jī)之前均設(shè)置光學(xué)透鏡，以便將投射到容器壁區(qū)域上的條帶圖案、或豎直線結(jié)構(gòu)光學(xué)地展開在整個(gè)豎直檢測區(qū)域上。光學(xué)透鏡也可被實(shí)施為菲涅耳透鏡，不過這僅是光學(xué)透鏡的一個(gè)其他合適的例子而已。檢測系統(tǒng)的較高的光學(xué)分辨率可以借助于有利地提供的光學(xué)透鏡實(shí)現(xiàn)，因?yàn)榫€結(jié)構(gòu)更精細(xì)地?cái)U(kuò)展開到光學(xué)檢測系統(tǒng)的整個(gè)檢測區(qū)域上，這對(duì)光亮的瓶子表面是有意義的。然而，本發(fā)明也可省去光學(xué)透鏡，因?yàn)楣饩€條帶被組合近似形成光線塊。由于對(duì)各個(gè)光源(條帶或列)的特定操控，因此，可根據(jù)表面特性選擇且可針對(duì)表面特性調(diào)節(jié)的豎直條帶圖案投射到容器本體上或容器壁區(qū)域上。通過對(duì)光源的有利操控，產(chǎn)生整個(gè)照射單元的圖像或以豎直布置的線的條帶產(chǎn)生被啟用的光源的圖像。如果沒有變化、例如瓶子接縫存在于待檢查的容器壁或容器壁區(qū)域上，則全部的線或光線塊總是以相同的方式相對(duì)彼此定向，而與容器轉(zhuǎn)動(dòng)或容器位置無關(guān)。如果瓶子接縫此時(shí)遇到該線或塊圖案，則它們的數(shù)量和/或布置將會(huì)相對(duì)彼此改變。例如，在線圖像或塊圖像中將會(huì)存在變化。因此，通過這種方式，容器接縫的完全準(zhǔn)確的位置可有利地利用本發(fā)明被確定，而與表面質(zhì)量、容器內(nèi)容物和容器顏色無關(guān)。一個(gè)在另一個(gè)之后的兩個(gè)檢測系統(tǒng)可以有利的方式提供，使得通過轉(zhuǎn)動(dòng)容器確保準(zhǔn)確確定容器接縫位置，這還因?yàn)槿绻峁┮粋€(gè)檢測系統(tǒng)，檢測系統(tǒng)不應(yīng)影響貼標(biāo)星輪，尤其是不應(yīng)被上述的檢測系統(tǒng)的承載元件影響。通過轉(zhuǎn)動(dòng)容器，另一容器壁區(qū)域可通過之后的第二檢測系統(tǒng)檢查。在此，本發(fā)明基于以下事實(shí)容器直立地位于可轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)臺(tái)上且當(dāng)它供給到檢測系統(tǒng)可轉(zhuǎn)動(dòng)。為了避免由于環(huán)境使得意外的容器反射對(duì)檢測精度造成任何不利的影響，光源可被實(shí)施為紅外線光源，在這種情況下，也可提供阻擋日光的過濾器。通過入射光線方法檢測或確定容器接縫的位置，可使得標(biāo)簽附連到?jīng)]有容器接縫的位置處，例如，從而避免標(biāo)簽隆起(折疊)。因此，為了甚至在具有暗或粗糙表面的容器的情況下檢測容器接縫或準(zhǔn)確地確定出該容器接縫的位置，即，待檢查的實(shí)際有害的表面特性，有利地使容器的表面特性首先被檢測出。在優(yōu)選供給控制單元的檢測出的表面特性的情況下，光源的豎直定向的列此時(shí)可選擇性地被操作，使得光源/列將可根據(jù)表面特性可變地調(diào)節(jié)的光線圖案投射到容器壁區(qū)域上。因此，通過簡單地操作列，可產(chǎn)生不同的光線圖案，該光線圖案的各個(gè)線或塊與所有列均操作的光線圖案相比具有更大的相對(duì)軸向間距，使得即使容器具有暗和/或粗糙的表面，也可足夠確鑿地進(jìn)行檢查。單個(gè)線可能是模糊的，但各個(gè)光線條帶的塊的形成被產(chǎn)生，可由此檢測出各個(gè)塊中的干擾。塊可例如由被控制單元操作/開啟的兩個(gè)、三個(gè)或四個(gè)相鄰的光線條帶形成。下兩個(gè)、三個(gè)或四個(gè)光線條帶(光源的列)被操作以關(guān)斷它們、即不被點(diǎn)亮。該方法也可交替地應(yīng)用于之后的每個(gè)光線條帶，以產(chǎn)生光線圖案。從而，由于被激活/未被激活的“光線塊”而各個(gè)塊相對(duì)彼此顯然具有大的距離。當(dāng)然，也可以這種方式操控四個(gè)以上的相繼的光線條帶。作為相同數(shù)目的被激活和未被激活的相繼光線條帶的替代方式，也可選擇不同數(shù)目。因此，例如四個(gè)相繼的光線條帶可被激活，即可有規(guī)律地被點(diǎn)亮，而之后僅兩個(gè)光線條帶被關(guān)斷來產(chǎn)生未被照射的區(qū)域，之后再是四個(gè)相繼的被激活的光線條帶等。因此，在這種程度上，本發(fā)明應(yīng)涵蓋能夠想到的且適合于相應(yīng)檢測出的表面特性的所有光線圖案。還有利的是，產(chǎn)生這樣的線塊，在所述線塊中，所選數(shù)目的一個(gè)設(shè)置在另一個(gè)正上方且相鄰的所有光線條帶有規(guī)律地點(diǎn)亮，而相鄰的光線條帶保持關(guān)斷。這將產(chǎn)生包括多個(gè)被照射的“線塊”的光線圖案，所述多個(gè)被照射的“線塊”被未被照射的那些區(qū)域間隔開。然而，也可產(chǎn)生具有偏錯(cuò)或軸向偏錯(cuò)的“光線塊”的光線圖案。一個(gè)設(shè)置在另一個(gè)正上方的兩個(gè)導(dǎo)電軌或它們的光線條帶可例如相同地被操作，之后的導(dǎo)電軌或它們的光線條帶相應(yīng)地被操作而相對(duì)于前者具有軸向偏錯(cuò)，使得有規(guī)律的光線塊被位于未被照射的區(qū)域下方的兩個(gè)上部導(dǎo)電軌投射到該未被照射的區(qū)域的下方，從而，投射的是當(dāng)沿軸向觀看時(shí)偏錯(cuò)的條帶圖案。與四個(gè)導(dǎo)電軌不同的是，更少(例如兩個(gè))或更多個(gè)(例如五個(gè))也可一個(gè)設(shè)置在另一個(gè)上方。根據(jù)表面特性，有益的是，各個(gè)光線條帶一起產(chǎn)生能夠被可靠地分析處理的光線圖案，使得即使在暗或粗糙表面的情況下，容器接縫也可被準(zhǔn)確地查明。也可是每個(gè)單獨(dú)的光源被操作，而不僅是光源列。因此，可出現(xiàn)這種情況可提供單個(gè)導(dǎo)電軌或多個(gè)導(dǎo)電軌，使得可變地產(chǎn)生的光線圖案可通過對(duì)光源的可變操控而被投射到容器壁區(qū)域上。然而，在本發(fā)明的意義上，有利地執(zhí)行的檢測系統(tǒng)/檢查方法可不僅用于確定容器接縫的位置。因?yàn)檎丈鋯卧啥鄠€(gè)可單獨(dú)選擇操作的光線條帶形成，因此，也可有利地用于檢測外部設(shè)計(jì)特征，所謂的壓紋。在這種情況下，位于相應(yīng)的照相機(jī)之前的光學(xué)透鏡可被省去；照射單元可用作暗場照射。如之前，條帶形狀的光線圖案投射到容器上。類似于瓶子接縫，壓紋會(huì)在容器表面上引起變化。壓紋的結(jié)構(gòu)和形式通過投射被反映出來。(光學(xué))檢測系統(tǒng)可根據(jù)容器的轉(zhuǎn)動(dòng)位置被教導(dǎo)這些結(jié)構(gòu)。通過這種方式，檢測系統(tǒng)有利地能夠確定壓紋的完全準(zhǔn)確的位置，而與容納物和容器顏色無關(guān)。投射到容器上的條帶圖案的光亮部在表面光滑、即不具有壓紋的表面的情況下不會(huì)發(fā)生。對(duì)于(光學(xué))檢測系統(tǒng)，表面顯示為黑。然而，如果投射到容器上的條帶圖案遇到壓紋或隆起部，則這些高亮部會(huì)發(fā)生并會(huì)通過光學(xué)組件或照相機(jī)記錄為光點(diǎn)(白色的)。在高亮部之間，光滑的容器表面顯示為黑，使得照相機(jī)陣列可通過高亮部檢測整個(gè)壓紋。用于相對(duì)于壓紋正確地、即對(duì)正地施加標(biāo)簽的對(duì)正裝置通過檢測壓紋而成為可能。


本發(fā)明的進(jìn)一步有利的實(shí)施例公開于從屬權(quán)利要求中和下面對(duì)附圖的描述中。附圖包括圖1示出了檢測系統(tǒng)的基本構(gòu)成；圖2詳細(xì)地示出了一個(gè)設(shè)置在另一個(gè)上方的多個(gè)導(dǎo)電軌；圖3示出了用于產(chǎn)生具有偏錯(cuò)的2-2塊圖案的操控例子；圖4示出了用于產(chǎn)生不具有偏錯(cuò)的4-4塊線圖案的操控例子；圖5示出了用于產(chǎn)生具有偏錯(cuò)的4-4塊線圖案的操控例子；圖6示出了用于產(chǎn)生具有偏錯(cuò)的1-1線圖案的操控例子；圖7示出了當(dāng)投射到具有有害的表面特性的瓶子上時(shí)的條帶圖案；圖8示出了根據(jù)圖3的操控例子投射時(shí)的條帶圖案；圖9示出了根據(jù)圖3的操控例子投射時(shí)的具有干擾的條帶圖案；圖10不出了根據(jù)圖4的操控例子投射時(shí)的條帶圖案；圖11示出了根據(jù)圖4的操控例子投射時(shí)的具有干擾的條帶圖案；圖12示出了根據(jù)圖5的操控例子投射時(shí)的條帶圖案；圖13示出了根據(jù)圖6的操控例子投射時(shí)的條帶圖案；以及圖14用于檢測壓紋的條帶圖案的投射。
具體實(shí)施例方式在不同的圖中，相同的部件分別以相同的附圖標(biāo)記表示，這是通常僅描述它們一次的原因所在。圖1示出了用于檢測瓶子2或類似容器的檢測系統(tǒng)I。示例性的瓶子2可具有諸如瓶子接縫的特征和/或設(shè)置在它們的容器壁上的設(shè)計(jì)特征、所謂的壓紋。檢測系統(tǒng)I具有至少一個(gè)照射單元3和具有至少一個(gè)照相機(jī)5的至少一個(gè)光學(xué)組件4。照射單元3具有成列14設(shè)置的多個(gè)光源6 (圖2)，且被構(gòu)造成使條帶形狀的光束7投射到容器壁區(qū)域8上；條帶形狀的光束7彼此間隔開地分別投射到容器壁區(qū)域8上。以實(shí)線繪制的照射單元3表示被開啟的照射單元3、即正在照射的照射單元3，而以虛線繪制的照射單元表示被關(guān)斷的照射單元3、即不是正在照射的照射單元3，在這種情況下，所述照射單元是二極管。容器或瓶子2可由透明、半透明或不透明材料構(gòu)成，且具有優(yōu)選光亮的表面。瓶子2可具有不同的顏色，且可被裝填不同的裝填物。然而，容器或瓶子2也可具有與光亮表面特性不同的表面特性，例如暗淡表面或粗糙表面。在圖1所示的實(shí)施例的情況下，照射單元3具有承載元件9，所述承載元件9具有朝向容器2定向的光線表面10和相反的反側(cè)11。承載元件9例如被實(shí)施為成圓弧形狀的由金屬片構(gòu)成的條帶。當(dāng)然，其他合適的材料也可用于實(shí)施承載元件9。在示出的例子中，多個(gè)導(dǎo)電軌12、例如四個(gè)導(dǎo)電軌12 —個(gè)在另一個(gè)之上地設(shè)置在光線表面10上(圖2)。當(dāng)然，光線表面10也可由單個(gè)大的導(dǎo)電軌或水平分離開的導(dǎo)電軌形成。每個(gè)導(dǎo)電軌12被實(shí)施為撓性導(dǎo)電軌12且具有豎直設(shè)置的記錄條帶13，當(dāng)沿導(dǎo)電軌12的縱向觀看時(shí)，所述記錄條帶13彼此間隔開。光源6可設(shè)置在記錄條帶13上。光線條帶(光源6的列14)以這種方式形成。導(dǎo)電軌12可通過其反側(cè)連接到承載元件9的光線表面。條帶形狀的光線圖案15利用導(dǎo)電軌12或例如以豎直列14或線設(shè)置在導(dǎo)電軌上的光源6被投射到容器壁區(qū)域8上(圖7-13)。有利的是，具有相應(yīng)地設(shè)置的光源6的各個(gè)列14或線可彼此獨(dú)立地操作，即可任選地開啟或關(guān)斷，使得可變地調(diào)節(jié)的光線圖案15可投射到容器壁區(qū)域8上。相應(yīng)有利的光線圖案15可根據(jù)容器或瓶子2的表面特性可變地產(chǎn)生。投射到優(yōu)選圓柱形構(gòu)造的容器壁區(qū)域8上的示例性的條帶形狀的光線圖案15示于圖7中。光束7或條帶形狀的光線圖案15作為明亮的區(qū)域示出，而未被照射的容器壁顯示為黑或暗?？梢钥闯?，彼此相鄰的光束7是非常模糊的，即，未被聚焦或甚至部分彼此并合，從而，例如與必須檢測的瓶子接縫有關(guān)的檢查任務(wù)可能產(chǎn)生錯(cuò)誤。這種圖像例如發(fā)生于具有相對(duì)較粗糙的表面的容器壁區(qū)域8中。清晰、即彼此清楚分界的光束可投射到具有光滑表面的容器壁區(qū)域8上。這正是本發(fā)明的切入點(diǎn)。如前所述，多個(gè)導(dǎo)電軌、僅為示例性的四個(gè)導(dǎo)電軌12設(shè)置在承載元件9上，如圖2示例性地所出。導(dǎo)電軌12被設(shè)置成使它們的豎直設(shè)置的列14 一個(gè)在另一個(gè)上方地成直線狀，使得產(chǎn)生這樣的光線條帶，所述光線條帶近似地從頂部延伸到底部，且近似地看起來像是連續(xù)的而沒有分開，而且與相鄰的光線條帶軸向間隔開。在圖7所示的投射的光束7的情況下，所有列14均被開啟。然而，如果預(yù)先檢測到瓶子2或容器壁區(qū)域8具有可導(dǎo)致光束的模糊投射的表面特性，則各個(gè)列14被操作而使得例如緊鄰且一個(gè)位于另一個(gè)上方設(shè)置的兩個(gè)列14同時(shí)被激活，而設(shè)置在下方的緊鄰的列14不被激活。圖3中示出了導(dǎo)電軌12的這種可變的開關(guān)配置。圖8示出了通過根據(jù)圖3的開關(guān)情況在容器壁區(qū)域8上產(chǎn)生的投射光束/投射光線圖案15?？梢钥闯?，近似2-2光線塊圖案可以偏錯(cuò)布置的方式投射到容器壁區(qū)域8上。圖8中投射的光線圖案未被干擾，這意味著，在所涉及的容器壁區(qū)域8中沒有瓶子接縫。這種瓶子接縫可在圖9中看見，因?yàn)樵诠饩€圖案中存在干擾；瓶子接縫通過僅為了證實(shí)目的而顯示的檢測條帶被突出。在此應(yīng)當(dāng)指出，根據(jù)圖3所示的列14的操控情況，光線圖案具有非常清晰的輪廓，所述輪廓甚至可投射到具有相對(duì)較粗糙的表面的容器上。緊鄰的光線條帶可彼此稍微并合或模糊，但可有利地和可靠地檢查產(chǎn)生的光線塊是否受到干擾，這是因?yàn)槲幢徽丈涞膮^(qū)域距離下一光線塊足夠遠(yuǎn)。因此，根據(jù)本發(fā)明，干擾不是通過線、而是通過塊被檢查。列14的進(jìn)一步的可能的操控情況變型示于圖4中；在這種情況下，示例性地，彼此緊鄰且一個(gè)設(shè)置在另一個(gè)上方的四個(gè)列14同時(shí)被開啟，而與它們緊鄰的四個(gè)列14被關(guān)斷。圖10示出了相應(yīng)的投射的光線圖案。可以看出，近似地，處于非偏錯(cuò)布置形式下的4-4光線圖案可被投射到容器壁區(qū)域8上。在圖10中，光線圖案未被干擾。圖11再次示出了瓶子接縫對(duì)光線圖案的干擾。在此，還應(yīng)指出，檢測條帶僅為了證實(shí)目的而被顯示。圖5依次地示出了也可被可變地調(diào)節(jié)以適配容器的表面特性的光線圖案；在此，示例性地，彼此緊鄰且一個(gè)在另一個(gè)上方設(shè)置的四個(gè)列14同時(shí)被開啟，而位于它們下方的彼此緊鄰的四個(gè)列14被關(guān)斷?？梢钥闯?，近似地，處于偏錯(cuò)布置下的4-4光線塊圖案可被投射到容器壁區(qū)域8上。下方的塊與上方的塊軸向偏錯(cuò)。相應(yīng)投射的光線圖案示于圖12中。使一個(gè)光線塊與其他光線塊軸向偏錯(cuò)地產(chǎn)生的優(yōu)點(diǎn)在此是顯然的，使得與不具有偏錯(cuò)的光線塊圖案不同，光線塊投射到容器壁區(qū)域8的整個(gè)周邊上。圖6依次地示出了同樣可變地被調(diào)節(jié)以適配容器或瓶子2的表面特性的光線圖案15，其中，示例性地，彼此緊鄰且一個(gè)在另一個(gè)上方設(shè)置的每個(gè)列14同時(shí)被激活，而緊鄰地設(shè)置在下方的列14未被激活。在這種程度上，本發(fā)明意義上的術(shù)語“光線塊”也被理解為表示，激活的光線條帶與未激活的光線條帶正好交替，其中，可將與上部的線軸向偏錯(cuò)或不具有偏錯(cuò)的下部的線投射到容器壁區(qū)域8上。與圖6對(duì)應(yīng)的投射光線圖案示于圖13中。有利的是，其中兩個(gè)導(dǎo)電軌12、優(yōu)選彼此緊鄰地一個(gè)設(shè)置在另一個(gè)上方的導(dǎo)電軌12始終以相同的開關(guān)配置方式開關(guān)，S卩，列14按它們軸向順序相同地被激活。當(dāng)然，可提供比四個(gè)導(dǎo)電軌12更多或更少的導(dǎo)電軌。有益的是，當(dāng)檢測有害的表面質(zhì)量時(shí)，個(gè)別的光線條帶被激活，使得近似地，“塊”光線圖案被產(chǎn)生，可檢查所述“塊”光線圖案的各個(gè)塊的異
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巾o可提供可變地產(chǎn)生的光線圖案的本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是顯然的，所述光線圖案可根據(jù)容器或瓶子2的表面特性產(chǎn)生，且在本發(fā)明中，導(dǎo)電軌12的列14被激活、即被開啟或未被激活、即被關(guān)斷。根據(jù)本發(fā)明，對(duì)各個(gè)列14的合適的操控借助于控制單元16實(shí)施，所述控制單元可被構(gòu)造為分析處理和控制單元16。為此，根據(jù)容器的表面特性所需的光線圖案15有利地儲(chǔ)存在分析處理和控制單元16中，且可容易地被調(diào)用或激活。當(dāng)然，所需的光線圖案15也可手動(dòng)地輸入和優(yōu)選儲(chǔ)存在分析處理和控制單元16中。容器的表面特性可借助于合適的裝置自動(dòng)地或手動(dòng)地供送到分析處理和控制單元16中，然后分析處理和控制單元16完全自動(dòng)或手動(dòng)地調(diào)用相關(guān)所需的光線圖案15通過操控光源6或列14產(chǎn)生這種光線圖案。根據(jù)圖1中示出的實(shí)施例的容器2可在貼標(biāo)機(jī)的貼標(biāo)星輪中傳送通過檢測系統(tǒng)I。因此，有利的是，承載元件9被構(gòu)造成使它不會(huì)侵入到容器2的傳送路徑(圓形路徑)中。通過這種方式，照射單元3可將可變的條帶形狀的光線圖案15投射到容器壁區(qū)域8上，該容 器壁區(qū)域8與容器2的整個(gè)外周的大約40%對(duì)應(yīng)。當(dāng)然，根據(jù)本發(fā)明的檢測系統(tǒng)I可用在任何容器處理裝置上，而不僅可用在貼標(biāo)機(jī)上。光學(xué)組件4 (圖1)具有示例性地示出的三個(gè)照相機(jī)5。照相機(jī)5相對(duì)于照射單元3豎直偏錯(cuò)地設(shè)置。這意味著，光學(xué)組件4可設(shè)置在照射單元3上方或下方。光學(xué)組件4設(shè)置成使被條帶形狀的光線圖案照射的容器壁區(qū)域8可被記錄。光學(xué)組件4、即每個(gè)照相機(jī)5連接到分析處理和控制單元16，在所述分析處理和控制單元16中，由相應(yīng)的照相機(jī)5供給的圖像或圖像數(shù)據(jù)被分析處理。也可借助于能夠在分析處理和控制單元16中運(yùn)行的可計(jì)算機(jī)編程的程序進(jìn)行分析處理。對(duì)由照相機(jī)5供給的圖像或圖像數(shù)據(jù)的處理例如通過與儲(chǔ)存在分析處理和控制單元16中的正常數(shù)據(jù)進(jìn)行比較來實(shí)現(xiàn)。在這種程度上，分析處理和控制單元16也可稱作圖像處理和控制單元16。分析處理和控制單元16例如是處理器或被計(jì)算機(jī)化的單元，其具有用于由相應(yīng)的照相機(jī)供給的模擬或數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的相應(yīng)輸入端。分析處理和控制單元16也具有連接到示例性的貼標(biāo)機(jī)的單獨(dú)構(gòu)件(例如，容器對(duì)正裝置、貼標(biāo)單元)的輸出端(未示出)。在圖1示出的實(shí)施例中，在俯視圖中僅可看見一個(gè)照射單元3?？梢詫⑾嗤虿煌恼丈鋯卧?設(shè)置在可見的照射單元3的下方或上方，在這種情況下，照相機(jī)5設(shè)置在兩個(gè)照射單元3之間。設(shè)置在上方或下方的照射單元3也可具有可被相應(yīng)地操控的光源6的列14，即光線條帶。一個(gè)設(shè)置在另一個(gè)上方的照射單元3是可一起和/或同時(shí)調(diào)節(jié)的，例如可一起和/或同時(shí)地進(jìn)行高度調(diào)節(jié)。光學(xué)透鏡17僅示例性地與相應(yīng)的每個(gè)照相機(jī)5關(guān)聯(lián)。在圖1示出的實(shí)施例中，各個(gè)光學(xué)透鏡17被構(gòu)造為圓柱形透鏡，該圓柱形透鏡被設(shè)置成使其端面18與相應(yīng)的照相機(jī)5的透鏡成直角。僅作為另一個(gè)例子，光學(xué)透鏡17也可被構(gòu)造為菲涅耳透鏡。由于對(duì)各個(gè)光源6 (條帶或列14)的特定的操控，針對(duì)性的豎直且能夠可變地調(diào)節(jié)的條帶圖案15以這種方式投射到容器本體中或相應(yīng)的容器壁區(qū)域8上。如果在待檢查的容器壁或容器壁區(qū)域8上不具有變化、例如瓶子接縫，則全部的列14或線或豎直條帶圖案15的塊(圖8、10、12、13)總是以相同方式相對(duì)彼此定位，而與容器轉(zhuǎn)動(dòng)或容器位置無關(guān)。如果瓶子接縫此時(shí)侵入到該線或塊圖案(條帶形狀的光線圖案15)上，則投射的相應(yīng)的光線塊的光線條帶的數(shù)量和布置將會(huì)相對(duì)彼此變化(圖9、11)。例如在線或塊成像中會(huì)產(chǎn)生變化。通過這種方式，容器接縫或瓶子接縫的完全準(zhǔn)確的位置可有利地利用本發(fā)明被確定，與表面質(zhì)量、容器內(nèi)容物和容器顏色無關(guān)。順次的兩個(gè)檢測系統(tǒng)I可有利地被提供，使得通過轉(zhuǎn)動(dòng)容器，容器接縫的位置的準(zhǔn)確確定得到確保，這不只是因?yàn)槿缟纤?，檢測系統(tǒng)I不應(yīng)與相應(yīng)位置處的貼標(biāo)星輪干涉，尤其是其承載元件9不應(yīng)與相應(yīng)位置處的貼標(biāo)星輪干涉。進(jìn)一步的容器壁區(qū)域8可通過轉(zhuǎn)動(dòng)容器2利用后面的第二檢測系統(tǒng)檢查。在此，本發(fā)明基于以下事實(shí)容器直立地位于可轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)臺(tái)上且可在它被供給到檢測系統(tǒng)I時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)。除了用于粗略對(duì)正的檢測系統(tǒng)以外，用于精細(xì)對(duì)正的檢測系統(tǒng)也可被提供?？蓮膱D14看出，檢測系統(tǒng)I也可用于檢測外部設(shè)計(jì)特征，所謂的壓紋19，因?yàn)檎丈鋯卧?具有多個(gè)可單獨(dú)選擇操作的光源6或列14。在這種情況下，處于相應(yīng)照相機(jī)5之前的光學(xué)透鏡可被省去，照射單元3可用作暗場照射。如之前，在這種情況下，條帶形狀的光線圖案15被投射到容器上。類似于瓶子接縫，壓紋19在容器表面上產(chǎn)生變化。這些結(jié)構(gòu)可根據(jù)容器2的轉(zhuǎn)動(dòng)位置被教導(dǎo)給(光學(xué))檢測系統(tǒng)I。通過這種方式，檢測系統(tǒng)I能夠有利地確定壓紋19的絕對(duì)準(zhǔn)確的位置，而與容納物、表面特性和容器顏色無關(guān)。在平滑的表面的情況下，即在沒有壓紋的表面的情況下，投射到容器上的條帶圖案15沒有產(chǎn)生高亮部。該表面對(duì)于(光學(xué))檢測系統(tǒng)I顯示為黑或暗(相反地為白或明亮)。然而，如果投射到容器2上的條帶圖案15遇到壓紋或隆起部，這些高亮部會(huì)發(fā)生且被光學(xué)組件或照相機(jī)記錄為(白色或明亮的)光點(diǎn)(相反為黑色或暗的光點(diǎn))。在高亮部之間，容器的光滑表面顯示為黑或暗(相反為白色的或明亮的)，使得整個(gè)壓紋19可通過光學(xué)裝置4的高亮部被檢測出。用于相對(duì)于壓紋19正確地、即對(duì)正地施加標(biāo)簽的對(duì)正可通過檢測壓紋19而成為可能。在這種情況下，有利的是，照射單元3的所有列14被操控、即被開啟，以獲得高亮部。優(yōu)選地，在此使用這樣的有利實(shí)施例兩個(gè)照射單元3 —個(gè)設(shè)置在另一個(gè)上方，在這種情況下，例如，始終是下部的照射單元可用于檢測壓紋，而上部的照射單元3對(duì)瓶子2的表面特性作出反應(yīng)，即將可選擇性操作/可變地調(diào)節(jié)的光線圖案15投射到容器壁區(qū)域8上。附圖標(biāo)記列表I檢測系統(tǒng)2容器/瓶子3照射單元4光學(xué)組件5照相機(jī)6 光源7 光束8容器壁區(qū)域9承載元件10光線表面11承載元件9的反側(cè)12導(dǎo)電軌13記錄條帶14豎直列或線15豎直光線圖案16分析處理和控制單元17光學(xué)透鏡18光學(xué)透鏡17的端面19 壓紋
權(quán)利要求
1.一種用于檢測具有設(shè)置在容器壁上的特征的瓶子(2)和類似容器(2)的檢測系統(tǒng)，所述檢測系統(tǒng)(I)包括至少一個(gè)照射單元(3)和具有至少一個(gè)照相機(jī)(5)的至少一個(gè)光學(xué)組件(4)，所述照射單元(3)包括設(shè)置在多個(gè)導(dǎo)電軌(12)上的多個(gè)光源(6)，當(dāng)沿著照射單元的豎直方向觀看時(shí)，所述多個(gè)光源一個(gè)設(shè)置在另一個(gè)上方，使得借助于沿豎直定向的列設(shè)置的光源(6)，條帶形狀的光束(7)能被投射到容器壁區(qū)域(8)上，其中，投射到容器壁區(qū)域(8)上的光束當(dāng)沿著照射單元(3)的軸向方向觀看時(shí)彼此間隔開,其中，當(dāng)沿軸向方向觀看時(shí)，每個(gè)導(dǎo)電軌(12)的沿豎直定向的列設(shè)置的光源一個(gè)在另一個(gè)上方地且沒有偏錯(cuò)地設(shè)置在所述導(dǎo)電軌上，相應(yīng)的導(dǎo)電軌(12)的光源(6)的每個(gè)豎直定向的列(14)能夠經(jīng)由控制單元被操控，使得豎直定向的列(14)能夠?qū)⒐饩€圖案投射到容器壁區(qū)域(8)上，所述光線圖案能夠通過以下方式根據(jù)表面特性可變地被調(diào)節(jié)豎直定向的列(14)的個(gè)別或一組相鄰的光源(6)與至少一個(gè)相鄰的列(14)的個(gè)別或一組水平相鄰的光源(6)同時(shí)地開啟或關(guān)斷。
2.如權(quán)利要求1所述的檢測系統(tǒng)，其特征在于，在豎直方向上，列的至少一個(gè)或一組光源(6)能夠被開啟，至少一個(gè)或一組光源(6)能夠被關(guān)斷。
3.如權(quán)利要求1或2所述的檢測系統(tǒng)，其特征在于，一個(gè)豎直定向的列(14)的至少個(gè)別或成組的相鄰光源(6)能夠與至少一個(gè)相鄰的列(14)的個(gè)別或一組水平相鄰的光源(6)同時(shí)地開啟或關(guān)斷，而至少在豎直方向上相鄰的個(gè)別或成組的相鄰的光源被相反地操控，使得能夠在照射單元(3)上、因而在容器上產(chǎn)生明亮和暗淡區(qū)域的棋盤狀的圖案。
4.如前面權(quán)利要求中任一所述的檢測系統(tǒng)，其特征在于，照射單元(3)具有承載元件(9),所述承載元件(9)具有朝向容器(2)定向的光線表面(10)。
5.如前面權(quán)利要求中任一所述的檢測系統(tǒng)，其特征在于，照射單元(3)被構(gòu)造成使豎直定向的條帶圖案(15)能夠投射到容器壁區(qū)域(8)上。
6.如前面權(quán)利要求中任一所述的檢測系統(tǒng)，其特征在于，照射單元(3)在其光線表面(10)上具有多個(gè)導(dǎo)電軌(12)。
7.如前面權(quán)利要求中任一所述的檢測系統(tǒng)，其特征在于，照射單元(3)至少在其光線表面(10 )上被構(gòu)造成圓弧狀。
8.如前面權(quán)利要求中任一所述的檢測系統(tǒng)，其特征在于，光學(xué)組件(4)具有多個(gè)照相機(jī)(5 )。
9.如前面權(quán)利要求中任一所述的檢測系統(tǒng)，其特征在于，光學(xué)透鏡(17)與所述至少一個(gè)照相機(jī)(5)關(guān)聯(lián)。
10.如前面權(quán)利要求中任一所述的檢測系統(tǒng)，其特征在于，光學(xué)組件(4)的所述至少一個(gè)照相機(jī)(5)設(shè)置在一個(gè)位于另一個(gè)豎直上方的兩個(gè)照射單元(3)之間。
11.如前面權(quán)利要求中任一所述的檢測系統(tǒng)，其特征在于，照射單元(3)能夠與光學(xué)組件(4)的所述至少一個(gè)照相機(jī)(5) —起和/或同時(shí)地進(jìn)行調(diào)節(jié)。
12.一種利用特別是如前面權(quán)利要求中任一所述的檢測系統(tǒng)來檢測具有設(shè)置在容器壁上的特征的瓶子(2 )和類似容器(2 )的檢查方法，所述檢測系統(tǒng)(I)具有至少一個(gè)照射單元(3)和具有至少一個(gè)照相機(jī)(5)的至少一個(gè)光學(xué)組件(4)，所述照射單元(3)具有設(shè)置在多個(gè)導(dǎo)電軌(12)上的多個(gè)光源(6)，當(dāng)沿照射單元的豎直方向觀看時(shí)，所述多個(gè)光源(6)—個(gè)設(shè)置在另一個(gè)上方，使得借助于沿豎直定向的列設(shè)置的光源(6)，條帶形狀的光束(7)能夠被投射到容器壁區(qū)域(8)上，其中，當(dāng)沿照射單元(3)的軸向方向觀看時(shí)，投射到容器壁區(qū)域(8)上的光束彼此間隔開，所述方法包括以下步驟 -檢測容器(2)的表面特性，以及 -根據(jù)檢測到的表面特性通過控制單元(16)操控光源(6)的每個(gè)豎直定向的列(14)，使得列(14)能夠?qū)⒏鶕?jù)表面特性可變地調(diào)節(jié)的光線圖案投射到容器壁區(qū)域(8)上。
13.如權(quán)利要求12所述的檢查方法，其特征在于，每個(gè)導(dǎo)電軌(12)的光源(6)的豎直定向的列(14)被操控而使得沒有偏錯(cuò)的條帶圖案(15)投射到容器壁區(qū)域(8)上。
14.如權(quán)利要求12或13所述的檢查方法，其特征在于，每個(gè)導(dǎo)電軌(12)的光源的豎直定向的列(14)被操控而使得當(dāng)沿軸向方向觀看時(shí)具有偏錯(cuò)的條帶圖案(15)投射到容器壁區(qū)域(8)上。
15.根據(jù)前面權(quán)利要求中任一所述的檢測系統(tǒng)(I)在用于檢測容器接縫和/或壓紋的用途。
16.根據(jù)前面權(quán)利要求中任一所述的檢測系統(tǒng)(I)在貼標(biāo)機(jī)中的用途。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于檢測具有設(shè)置在容器壁上的特征的瓶子(2)和類似容器(2)的檢測系統(tǒng)(1)和檢查方法。所述檢測系統(tǒng)(1)包括至少一個(gè)照射單元(3)和具有至少一個(gè)照相機(jī)(5)的至少一個(gè)光學(xué)組件(4)，所述照射單元(3)包括設(shè)置在多個(gè)導(dǎo)電軌(12)上的多個(gè)光源(6)，當(dāng)沿著照射單元的豎直方向觀看時(shí)，所述多個(gè)光源一個(gè)設(shè)置在另一個(gè)上方，使得借助于沿豎直定向的列設(shè)置的光源(6)，條帶形狀的光束(7)能被投射到容器壁區(qū)域(8)上，其中，投射到容器壁區(qū)域(8)上的各光束當(dāng)沿著照射單元(3)的軸向方向觀看時(shí)彼此間隔開。檢測系統(tǒng)(1)的特征在于，當(dāng)沿軸向方向觀看時(shí)，每個(gè)導(dǎo)電軌(12)的沿豎直定向的列設(shè)置的光源一個(gè)在另一個(gè)上方地且沒有偏錯(cuò)地設(shè)置在所述導(dǎo)電軌上，相應(yīng)的導(dǎo)電軌(12)的光源(6)的每個(gè)豎直定向的列(14)能夠根據(jù)檢測出的容器(2)的表面特性而經(jīng)由控制單元被操控，使得豎直定向的列(14)能夠?qū)⒖筛鶕?jù)表面特性可變地調(diào)節(jié)的光線圖案投射到容器壁區(qū)域(8)上。
文檔編號(hào)G01N21/90GK103026213SQ201180036109
公開日2013年4月3日 申請日期2011年5月18日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月23日
發(fā)明者C·布赫瓦爾德, W·朔恩 申請人:Khs有限責(zé)任公司