УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОВЕРКИ БУТЫЛОК ИЛИ ПОДОБНЫХ СОСУДОВ
DEVICE FOR CHECKING BOTTLES OR SIMILAR VESSELS

Изобретение относится к устройству в соответствии с ограничительной частью пункта 1 формулы изобретения.
В технике ставится задача, исследовать заполненные жидкостью сосуды на наличие посторонних примесей.
Особое преимущество состоит при этом в создании устройств, для проверки которых, по меньшей мере, один раз изменяют положение сосудов во время проверки, поскольку благодаря этому изменению положения сосудов осуществляется также изменение положения возможно имеющихся посторонних примесей. Тем самым эти посторонние примеси могут легко определяться при применении системы для электронной обработки данных.
Пригодное для этого устройство описано, например, в публикации US 5492216. Эта публикация представляет изменение положения сосудов, которые наклонены под определенным углом. Недостаток этого процесса заключается в том, что происходящие очень незначительные изменения положения сосудов не во всех случаях являются достаточными для того, чтобы возможно имеющиеся посторонние примеси в каждом случае можно было надежно определить при изменении положения сосудов.
Задача изобретения состоит в создании такого устройства, с помощью которого с высокой производительностью (количество проверенных сосудов в единицу времени) осуществляется надежная проверка наполненных жидкостью или текучим фасуемым продуктом сосудов (также наполненных бутылок или наполненных сосудов) на возможно имеющиеся твердые или инородные тела. Для решения указанной задачи предлагается устройство в соответствии с пунктом 1 формулы изобретения.
Проверка сосудов может осуществляться путем регистрации изображений и оценки или анализа изображений, при этом с каждого сосуда в базовом положении или при базовой ориентации сосуда снимается базовое изображение и это базовое изображение сравнивается затем, по меньшей мере, с одним следующим изображением, также сравнительным или контрольным изображением, которое получено с того же самого сосуда в положении или при ориентации в пространстве, отличающейся от базовой ориентации, причем плоскость изображения представленной при этом зоны сосуда на обработанных или на сверенных изображениях (базового изображения и, по меньшей мере, одного следующего изображения того же самого сосуда) или на полученных на основании этого изображениях идентична или, в основном, идентична. В простейшем случае отличающаяся ориентация сосудов в пространстве при регистрации изображения, при сохранении, соответственно, той же самой плоскости изображения, достигается, к примеру, посредством того, что соответствующий сосуд относительно своей базовой ориентации поворачивается вокруг оси, параллельной или, в основном, параллельной не только оптической оси регистрирующего базовое изображение оптоэлектрического датчика, но и параллельной или, в основном, параллельной оптической оси регистрирующего, по меньшей мере, одно контрольное изображение оптоэлектрического датчика.
Полученные посредством оптоэлектрических датчиков или используемые при обработке изображений зоны изображения соответствующего сосуда при этом предпочтительно идентичны или практически идентичны, так что при оценке базового изображения и, по меньшей мере, одного контрольного изображения дефекты самого соответствующего сосуда, такие, к примеру, как пузыри и/или включения в стенки сосуда, следы от литья, бороздки, царапины и т.д. удаляются как несущественные для контроля элементы изображения или остаются неучтенными при оценке изображений.
Варианты осуществления изобретения являются предметом последующих зависимых пунктов формулы изобретения. На примере осуществления изобретение разъясняется далее более подробно на основании чертежей, на которых показано:
фиг.1 - схематичное изображение бракеражного устройства на виде сверху;
фиг.2 - детальное изображение одного из транспортирующих элементов или каретки транспортирующей системы бракеражного устройства с фиг.1, вместе с бутылкой;
фиг.3 - различные этапы способа в соответствии с изобретением для проверки бутылок или подобного рода сосудов, изготовленных из прозрачного материала.
На чертежах представлено бракеражное устройство 1 (бракеражный блок для наполненных бутылок) для проверки бутылок 2, изготовленных из прозрачного материала, к примеру из стекла или из прозрачного пластика, к примеру из полиэтилена, и заполненных прозрачным фасуемым продуктом (к примеру, пивом, столовой или минеральной водой, вином и т.д.). Контроль или проверка бутылок 2 осуществляется на возможно имеющиеся в фасуемом продукте твердые и инородные тела, и притом оптически посредством получения изображения и обработки или анализа изображения с помощью соответствующей системы получения и обработки изображения с использованием оптоэлектрических датчиков.
Подвергаемые проверке бутылки 2 в вертикальном положении, то есть ориентированные своими осями в вертикальном направлении, по внешнему образованному посредством транспортирующей ленты 3 транспортеру подаются к бракеражному устройству 1.
При этом подвергаемые проверке бутылки 2 через образованный посредством распределительного шнекового транспортера 4 и подающей звездочки 5 вход 6 для бутылок попадают на транспортирующую систему 7 бракеражного устройства 1, посредством которой бутылки 2 передвигаются по бракеражному участку данного устройства. После проверки бутылки 2 через образующую выход 8 для бутылок транспортирующую звездочку 9 снова передаются на транспортирующую ленту 3, по которой бутылки 2 в вертикальном положении транспортируются дальше. Те бутылки, в которых при осуществлении контроля были обнаружены инородные тела, надлежащим образом выводятся по транспортирующей ленте 3.
Транспортирующая система 7 в представленном варианте осуществления изобретения состоит из горизонтальной, а на виде сверху овальной, направляющей 10, на которой с равными отступами предусмотрено несколько движущихся вдоль направляющей 10 в направлении А транспортировки кареток 11. Каждая каретка 11 имеет захват 12 для осуществления захвата или обхвата, соответственно, одной бутылки 2 в зоне ее закрытой крышкой 13 горловины 2.1, так что каждая захваченная на входе 6 для бутылок посредством захвата 12 бутылка, будучи подвешенной на этом захвате, посредством транспортирующей системы 7 продвигается вдоль бракеражного участка. Каждый зажим 12, к примеру, посредством соответствующего распределительного кулачка для приема и снятия бутылок 2 выполнен с возможностью подъема и опускания на длину хода, как это обозначено на фиг.2 посредством двойной стрелки В, а также, наряду с этим, выполнен с возможностью поворота вокруг горизонтальной оси 21.1, а именно в представленном варианте осуществления изобретения вокруг горизонтальной оси, параллельной направлению А транспортировки, как обозначено на фиг.3, также посредством двойной стрелки С.
Для перемещения кареток 11 и предусмотренных на них захватов 12 вдоль образованной посредством направляющей 10 замкнутой овальной траектории движения все каретки 11 соединены с общим гибким элементом, к примеру с зубчатым ремнем 14, который в виде замкнутой проходящей параллельно направляющей 10 и расположенной в горизонтальной плоскости петли проведен по двум колесам 15 и 16 зубчатого ремня, из которых одно колесо зубчатого ремня, а именно, к примеру, колесо 16 зубчатого ремня приводится в движение синхронно с транспортирующей звездочкой 5 и 9, так что каретки 11 передвигаются вдоль направляющей 10 в направлении А транспортировки, а также обеспечивается бесперебойная передача каждой бутылки 2 от транспортирующей звездочки 5 к захвату 12, а также от захвата 12 к транспортирующей звездочке 9.
В зоне направляющего колеса или колеса 16 зубчатого ремня для проходящего внутри направляющей 10 зубчатого ремня 14 предусмотрены вход 6 и выход 8 для бутылок, так что большая часть транспортирующего участка транспортирующей системы 7 используется в качестве бракеражного участка.
На образованном посредством транспортирующей системы 7 транспортирующем или бракеражном участке, согласно представленному варианту осуществления изобретения предусмотрены три оптоэлектрических датчика в форме соответствующих камер 17, 18 и 19, являющихся составной частью системы получения и обработки или анализа изображения, которая дополнительно к камерам 17-19 имеет также автоматизированное или образованное посредством вычислительной машины электронное устройство 20 обработки и/или анализа изображения.
Существенные этапы осуществленного с помощью бракеражного устройства 1 способа проверки представлены позициями а-е на фиг.3. Поданные на транспортирующую ленту 3 или на внешний транспортер бутылки 2 соответственно захватываются на входе 6 для сосудов посредством захвата 12, и далее с вертикально установленными бутылками продвигаются мимо первой камеры 17, при помощи которой получается первое изображение или базовое изображение соответствующей бутылки 2 (позиция а на фиг.3). Камера 17 отрегулирована или ориентирована при этом таким образом, что она регистрирует в соответствии с изобретением очень критическую зону 17.1 изображения соответствующей бутылки 2 в отношении возможно имеющихся инородных тел, то есть зону 17.1 изображения, которая, в частности, включает в себя и расположенное напротив крышки 13 дно 2.2 бутылки, на котором в соответствии с изобретением в первую очередь осаждаются твердые или инородные тела в случае, если они присутствуют в бутылке 2. При дальнейшем продвижении соответствующей бутылки 2 посредством транспортирующей системы 7 производится, к примеру, «взбалтывание» посредством многократного поворота захвата 12, а тем самым и бутылки 2, вокруг поворотной оси 12.1 захвата, а именно из вертикального положения на угол, к примеру, до 80° или более (к примеру, до 100°) влево или вправо, чтобы таким образом разрыхлить возможно имеющиеся в соответствующей бутылке 2 и прилипшие к внутренней поверхности бутылки 2 инородные тела (позиция b на фиг.3).
В дополнение к этому соответствующая бутылка поворачивается в наклонное положение, так что ось бутылки образует с вертикалью угол меньше 90°, который открыт в направлении вниз, бутылка своим дном 2.2 направлена с наклоном вниз (позиция с на фиг.3). В этом положении, в котором твердые или инородные тела, в случае их наличия, опускаются или осаждаются в угловую зону, образованную между дном бутылки и стенкой по периметру бутылки 2, каждая бутылка 2 для получения следующего изображения или первого контрольного изображения продвигается мимо камеры 18. Камера 18 отрегулирована таким образом, что она регистрирует зону 18.1 изображения соответствующей бутылки 2, идентичную зоне 17.1 изображения. Из-за повернутого положения проводимых мимо камеры 18 бутылок 2 зона 18.1 изображения также соответствующим образом повернута относительно соответствующей бутылки или ее оси, однако идентична зоне 17.1 изображения. Поворот зоны 18.1 изображения компенсируется, к примеру, при обработке изображения посредством программного обеспечения.
В дополнение к этому соответствующая бутылка поворачивается в противоположное наклонному положению позиции с наклонное положение, так что ось бутылки снова образует с вертикалью угол меньше 90°, который открыт в направлении вниз, бутылка своим дном 2.2 направлена с наклоном вниз (позиция d на фиг.3). В этом положении каждая бутылка 2 для получения следующего изображения или второго контрольного изображения продвигается мимо камеры 19. Камера 19 также отрегулирована таким образом, что она регистрирует зону 19.1 изображения соответствующей бутылки 2, которая также идентична зоне 17.1 изображения. Из-за повернутого положения проводимых мимо камеры 19 бутылок 2 зона 19.1 изображения также соответствующим образом повернута относительно соответствующей бутылки или ее оси, однако идентична зоне 17.1 изображения, так что для оценки имеются изображения идентичных зон 17.1,18.1 и 19.1.
На основании сравнения полученных с камер 17, 18 и 19 изображений в электронном устройстве 20 производится анализ каждой бутылки 2 в отношении возможно имеющихся в бутылке твердых или инородных тел. В основе аналитического метода, базирующегося на сравнении изображений, лежит вывод о том, что имеющиеся в бутылке 2 инородные тела, в частности, также и после поворота или встряхивания (позиция b на фиг.3), по меньшей мере, частично на втором и/или на третьем полученном с камеры 18 или 19 изображении имеют иное положение по сравнению с полученным с камеры 17 или 18 изображением, в то время как, напротив, дефекты в соответствующей бутылке 2, к примеру пузыри, посторонние включения, царапины, следы от литья и проч. в стенке бутылки или на стенке бутылки, на изображениях с камер 17-9 по форме и расположению практически идентичны и, таким образом, остаются не учтенными в качестве незначительных признаков для проверки и контроля результатов при обработке или анализе изображения. Существенным для этого варианта осуществления изобретения является то, что соответствующая бутылка 2 для получения обоих контрольных изображений поворачивается лишь вокруг одной единственной оси, которая является оптической осью камер 17-19 или ориентирована параллельно к их оптическим осями и, к примеру, проходит перпендикулярно или радиально оси бутылки.
После прохода камеры 19 каждая бутылка 2 снова поворачивается в свое вертикальное положение (позиция е на фиг.3) и через выход 8 для бутылок передается на внешний транспортер или на внешнюю транспортирующую ленту 3.
Зоны 17.1, 18.1 и 19.1 изображений выбраны при этом, к примеру, таким образом, что они радиально к оси бутылки производят учет, соответственно, по всему диаметру бутылки, а в направлении оси бутылки производят учет зоны примерно на 30-35 мм выше дна 2.2 бутылки. Чтобы добиться высокого качества при проверке, камеры 17, 18 и 19 имеют разрешение, по меньшей мере, 0,15 мм на пиксель или выше, так что твердые или инородные тела с габаритами 0,5 х 0,5 х 0,5 мм без труда могут определяться в прозрачных находящихся в бутылках 2 жидкостях, и процент ошибки при осуществлении контроля составляет максимально лишь 0,5 - 1%.
Оценка изображений может производиться, к примеру, таким образом, что инородные тела определяются как имеющиеся в наличии лишь тогда, когда оценка изображения камеры 18 и камеры 19 показывает наличие инородных тел (UND-функция), или же когда уже изображение камеры 18 или камеры 19 показывает наличие инородных тел (ODER-функция).
Другими особенностями бракеражного устройства 1 является, к примеру, то, что каретки 11 проводятся по направляющей 10 посредством роликов и то, что направляющая 10 для кареток выполнена самоочищающейся, работающей без смазки и нечувствительной к загрязнениям, в частности, и таким образом, что возникающие вследствие работы системы и/или вследствие возможного растрескивания бутылок 2 загрязнения не могут попасть на направляющую. За счет поворота захвата 12 вокруг оси 12.1 параллельно направлению А транспортировки, даже при очень плотной последовательности кареток 11 в направлении А транспортировки возможен поворот захвата 12. Камеры 17, 18 и 19 на виде сверху на бракеражное устройство 1 предусмотрены, соответственно, сбоку, напротив направляющей 10 для кареток, со смещением, притом, к примеру, камеры 17 и 19 снаружи образованной посредством направляющей 10 для кареток петли, а камера 18 внутри этой петли. Каждая камера 17, 18, 19 прикомандирована, соответственно, к надлежащему осветительному устройству.
Изобретение было описано выше на примере осуществления. При этом понимается, что возможны многочисленные изменения, а также преобразования, без потери, вследствие этого, основной идеи, лежащей в основе изобретения. Так, к примеру, при изменении описанной выше последовательности стадий процесса возможно отказаться от встряхивания или поворота бутылок 2 соответственно позиции b на фиг.3 и/или вместо трех камер предусмотреть лишь две камеры, к примеру, лишь камеры 17 и 19, из которых камера 17 снова предназначена для выработки базового изображения, а камера 19 собственно для регистрации инородных материалов или инородных тел в наполненных бутылках 2, то есть для выработки контрольного изображения.
Ранее изобретение описывалось в том отношении, что посредством предложенного на рассмотрение изобретения проверке должны подвергаться только лишь прозрачные, наполненные прозрачной жидкостью сосуды. Предложенное на рассмотрение изобретение не ограничено, однако, такими случаями применения. Напротив, проверка непрозрачных или полупрозрачных сосудов и/или проверка не прозрачных или полупрозрачных жидкостей попадает в зону охранного действия предложенного на рассмотрение изобретения.
Так как при такого рода применениях упомянутые ранее, работающие по оптическому принципу бракеражные устройства не дают содержательных результатов, то в соответствии с изобретением предусмотрены способы, при которых можно обследовать на предмет получения изображения непрозрачные или полупрозрачные элементы. Под такими способами можно понимать, к примеру, способы, которые работают с передающими устройствами в зоне инфракрасного излечения, или же рентгеновского излучения. В качестве приемных элементов, которые, в конечном счете, служат для создания поддающегося желаемым образом анализу изображения проверяемого предмета, предусмотрены, к примеру, плоскостные матричные сенсоры для электромагнитного излучения.
Особенность бракеражного устройства 1 состоит еще и в том, что образующий вход 6 и выход 8 для бутылок и содержащий соответствующие элементы предварительный стол 21 бракеражного устройства 1 выполнен таким образом, что распределительный шнековый транспортер 4 и обе транспортирующие звездочки 5 и 9 могут быть изъяты и/или обойдены, так что бутылки 2 на транспортирующей ленте 3 или на образованном посредством этой транспортирующей ленты внешнем транспортере могут проводиться мимо бракеражного устройства 1, то есть имеющую бракеражное устройство 1 установку практически без затрат времени на переналадку можно эксплуатировать и без бракеражного устройства 1 или в обход бракеражного устройства 1.
Следующая особенность предложенного на рассмотрение изобретения состоит в том, что было образовано бракеражное устройство, в котором бутылки 2 удерживаются на гибких элементах, к примеру на зубчатых ремнях 14, и посредством, в основном, линейного движения проводятся мимо бракеражных станций. Благодаря такому принципу действия представленное на рассмотрение бракеражное устройство может быть с незначительными конструктивными затратами приспособлено под соответствующие пространственные условия. Участок обработки, а тем самым и время обработки или проверки, можно также произвольно увеличить или уменьшить. На участке обработки можно располагать дополнительно почти сколь угодно много станций по обработке и контролю.
При этом предусмотрено также, что направляющая 10 гибкого элемента, по меньшей мере, на отдельных участках проходит по кривой, и/или по кругу, и/или по дуге, и/или по прямой, чтобы иметь возможность быстро и экономично привести участок обработки в соответствие с поставленными требованиями.
ОБОЗНАЧЕНИЯ
1 бракеражное устройство (бракеражный блок для наполненных бутылок)
2 бутылка
2.1 горловина бутылки
2.2 дно бутылки
3 внешний транспортер или внешняя транспортирующая лента
4 распределительный шнековый транспортер
5 транспортирующая звездочка
6 вход для бутылок
7 транспортирующая система
8 выход для бутылок
9 транспортирующая звездочка
10 направляющая для кареток
11 каретки
12 захват
12.1 поворотная ось захвата 12
13 крышка бутылки
14 зубчатый ремень
15,16 колесо зубчатого ремня 17, 18, 19 камера
17.1,18.1,19.1 зона изображения
20 электронное устройство
21 предварительный стол
А направление транспортировки
В направление подъема
С поворот соответствующего захвата 12