專利名稱：用于對(duì)貼標(biāo)機(jī)中的容器進(jìn)行角定向和檢測(cè)的系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于對(duì)在貼標(biāo)機(jī)中處理的容器進(jìn)行角定向和檢測(cè)的系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
對(duì)高速自動(dòng)貼標(biāo)機(jī)中的容器進(jìn)行貼標(biāo)操作存在正確定位標(biāo)簽的問題。這種機(jī)器通 常包括轉(zhuǎn)臺(tái)，轉(zhuǎn)臺(tái)上安裝有多個(gè)盤，所述盤與接合容器上端的千斤頂一起支撐和操作待貼 標(biāo)的容器，從而使容器在盤上保持直立位置。這種盤是馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的，從而允許盤自身及盤上 支撐的容器圍繞盤的豎直軸線轉(zhuǎn)動(dòng)。這種操作用于貼標(biāo)應(yīng)用，在容器的轉(zhuǎn)動(dòng)過程中，標(biāo)簽將 包裹在容器的側(cè)表面上。

發(fā)明內(nèi)容
在如本文所述的高速運(yùn)轉(zhuǎn)的機(jī)器中，根據(jù)預(yù)設(shè)模式對(duì)容器進(jìn)行角定向?qū)τ跈C(jī)器的 平穩(wěn)操作具有關(guān)鍵作用。在傳統(tǒng)的機(jī)器中，容器的正確定向是通過機(jī)械式的定時(shí)實(shí)現(xiàn)的，但是這種方式常 常被認(rèn)為不夠可靠。如作為本說明書一體部分的權(quán)利要求所述，本發(fā)明的目的是提供一種對(duì)容器進(jìn)行 角定向和檢測(cè)的系統(tǒng)，該系統(tǒng)允許對(duì)容器的角位置進(jìn)行電子式的控制和重新定時(shí)，并且其 特征在于準(zhǔn)確性和可靠性高。


通過參照下列附圖以示例性和非限制性示例給出的一些示例性實(shí)施方式的描述， 將能夠更加清楚地理解本發(fā)明進(jìn)一步的特性和優(yōu)點(diǎn)圖1示出了作為發(fā)明對(duì)象的系統(tǒng)細(xì)節(jié)的俯視示意圖；圖2示出了作為發(fā)明對(duì)象的系統(tǒng)的攝像頭的細(xì)節(jié)；圖3示出了根據(jù)不同的實(shí)施方式的作為發(fā)明對(duì)象的系統(tǒng)細(xì)節(jié)的俯視示意圖。
具體實(shí)施例方式參考附圖，現(xiàn)將描述本發(fā)明的對(duì)容器進(jìn)行定向和檢測(cè)的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)總體上由 參考標(biāo)號(hào)ι表示。系統(tǒng)1包括四個(gè)攝像頭2或者其它的光學(xué)裝置用以獲取圖像，所述攝像頭2或其 它光學(xué)裝置在幾何學(xué)上布置在正方形的頂點(diǎn)上，從而沿正方形的對(duì)角線成對(duì)地相向定向。 這些攝像頭2成對(duì)地容納在殼體3中，殼體3優(yōu)選地由金屬材料制成，但至少在攝像頭2的 視場(chǎng)中，具有由透明材料制成的壁，優(yōu)選地為防盜玻璃。兩個(gè)殼體3分別設(shè)置于旋轉(zhuǎn)臺(tái)4的內(nèi)側(cè)和外側(cè)，所述旋轉(zhuǎn)臺(tái)4用于對(duì)容器進(jìn)行操 作并且具有多個(gè)支撐和操作容器6的馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的盤5。殼體設(shè)置成使得每個(gè)容器6在沿轉(zhuǎn) 臺(tái)4的周界行進(jìn)的過程中將會(huì)穿過將攝像頭2連接成對(duì)的對(duì)角線的交點(diǎn)。
每個(gè)攝像頭2都設(shè)有合適的照明裝置7，從而沿著連接相同攝像頭2的對(duì)角線照亮 攝像頭的視場(chǎng)。這樣的照明裝置7優(yōu)選為白色的LED(發(fā)光二極管)條照明器。優(yōu)選地，照 明裝置7設(shè)置在攝像頭2之下。光電管9位于豎直軸線上的相對(duì)于容器過頂?shù)奈恢?，所述豎直軸線穿過將攝像頭 2連接成對(duì)的對(duì)角線的交點(diǎn)。這種光電管9通過截取用于對(duì)容器進(jìn)行設(shè)定的上部千斤頂而 讀取是否存在處于正確位置的容器。四個(gè)攝像頭2、相應(yīng)的照明裝置7以及光電管9可操作地連接于控制和驅(qū)動(dòng)單元 8，所述控制和驅(qū)動(dòng)單元8通過合適的軟件向系統(tǒng)提供下文所述的操作。攝像頭2安裝在支撐件10上。支撐件10包括調(diào)節(jié)裝置11，其用于沿水平方向 對(duì)攝像頭進(jìn)行上下樞轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)；以及調(diào)節(jié)裝置12，其用于沿水平方向進(jìn)行左右樞轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)以及 前后移動(dòng)(對(duì)焦)。通過這種方式，能夠?qū)崿F(xiàn)攝像頭2位置的精細(xì)調(diào)節(jié)，從而正確瞄準(zhǔn)容器。 由于這種初始瞄準(zhǔn)支配系統(tǒng)1的操作，因此是非常重要的。系統(tǒng)軟件可提供參考元件，這些 參考元件允許將容器框起來并且允許調(diào)節(jié)攝像頭從而使系統(tǒng)參考元件與出現(xiàn)在容器上的 提示元件對(duì)齊。上述系統(tǒng)的工作過程如下。容器具有提示元件，所述提示元件包括一系列位于底部附近的皺紋或點(diǎn)、字跡或 其它標(biāo)記。于是這種提示元件用于對(duì)盤上的容器進(jìn)行正確定時(shí)。由于多個(gè)容器以完全隨機(jī) 的角位置到達(dá)幾個(gè)盤，因此需要對(duì)這些容器進(jìn)行定時(shí)，即，需要在這些容器到達(dá)貼標(biāo)步驟之 前將所有容器角定向到相同的位置。因此，根據(jù)本發(fā)明的四個(gè)攝像頭2或獲取圖像的其它光學(xué)裝置適于拍攝瓶子的整 個(gè)側(cè)面的圖像。更具體地，對(duì)每個(gè)容器要拍攝四幅圖像，每個(gè)攝像頭2拍攝一幅圖像。與每 個(gè)容器相關(guān)的一組四幅圖像由控制和驅(qū)動(dòng)單元8根據(jù)下列模式進(jìn)行分析a)識(shí)別接受檢查的容器上的提示元件；b)將所獲取的圖像組與控制組或校準(zhǔn)表進(jìn)行對(duì)比；c)計(jì)算接受檢查的容器中的所述提示元件相對(duì)于所述控制組或校準(zhǔn)表的偏差；d)向支撐接受檢查的容器的盤的馬達(dá)發(fā)送命令，從而將所述盤轉(zhuǎn)動(dòng)一定角度以使 所述容器的位置與參考位置相符。為了實(shí)現(xiàn)正確的圖像獲取，將攝像頭2的視場(chǎng)適當(dāng)?shù)卣彰魇顷P(guān)鍵的。根據(jù)本發(fā)明， 上文所述的照明裝置7與每個(gè)攝像頭2相關(guān)聯(lián)。但是，由于這種照明裝置7成對(duì)相向，所以 每個(gè)照明裝置的致動(dòng)可能對(duì)與其相對(duì)的攝像頭2造成炫目，尤其是在玻璃容器的情況下。為了消除這一缺陷，所述控制和驅(qū)動(dòng)單元8 -在光電管9發(fā)出容器出現(xiàn)信號(hào)之后向第一攝像頭2發(fā)送圖像獲取命令；-同時(shí)向與處于獲取模式的所述攝像頭2相關(guān)的照明裝置7和其側(cè)面的兩個(gè)照明 裝置7發(fā)出接通命令，但使與處于獲取模式的攝像頭2相對(duì)的照明裝置7保持關(guān)斷；-根據(jù)預(yù)設(shè)的時(shí)間順序使相繼的攝像頭2重復(fù)前兩個(gè)步驟，直到獲取了接受檢查 的容器的四個(gè)圖像為止。通過在適當(dāng)?shù)男?zhǔn)步驟中生成的所述校準(zhǔn)表，可以對(duì)根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)1的軟件 進(jìn)行修改使其適于任意的容器形式，所述校準(zhǔn)步驟包括i)檢測(cè)已貼標(biāo)的容器的直徑和邊緣、容器上出現(xiàn)的提示元件以及圖像明暗對(duì)比；
ii)獲取正在測(cè)試的容器的第一組四幅圖像；iii)將承載有正在測(cè)試的容器的盤轉(zhuǎn)動(dòng)10°，并且獲取第二組四幅圖像；iv)將步驟iii)的操作重復(fù)35次，直到正在測(cè)試的容器完成360°轉(zhuǎn)動(dòng)；ν)在所獲取的圖像組中識(shí)別貼標(biāo)開始點(diǎn)，對(duì)每個(gè)圖像計(jì)算容器邊緣與貼標(biāo)開始點(diǎn) 之間的距離X，并且將對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)動(dòng)角度與所述距離X相關(guān)聯(lián)；vi)由這些數(shù)據(jù)生成校準(zhǔn)表。根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施方式，如圖3所示，四個(gè)攝像頭102和四個(gè)與其相關(guān)的照明 裝置107全部相對(duì)于旋轉(zhuǎn)臺(tái)4設(shè)置在外側(cè)，并且沿與旋轉(zhuǎn)臺(tái)4具有基本相同的曲率半徑的 圓弧定向。在這種情況中，攝像頭102和照明裝置107同樣能夠容納在合適的殼體103中， 該殼體103總體上與前述的殼體3類似。光電管109與各個(gè)攝像頭相關(guān)聯(lián)，設(shè)置成與相關(guān)的攝像頭102的視軸對(duì)齊并且處 于相對(duì)于容器6的過頂位置。這種光電管109通過截取用于對(duì)該容器進(jìn)行設(shè)定的上部千斤 頂來讀取是否出現(xiàn)處于正確位置的容器。四個(gè)攝像頭102、相應(yīng)的照明裝置107以及光電管109可操作地連接于控制和驅(qū)動(dòng) 單元108，所述控制和驅(qū)動(dòng)單元108通過合適的軟件向系統(tǒng)提供下文所述的操作。在圖像的分析操作和容器6的定時(shí)方面，根據(jù)這種不同實(shí)施方式的系統(tǒng)101與上 文所述的系統(tǒng)基本相同，但是由于攝像頭102的布置不同，所以本實(shí)施方式的系統(tǒng)在圖像 獲取步驟方面與前述系統(tǒng)有所區(qū)別。具體地，在本實(shí)施方式中，控制和驅(qū)動(dòng)單元108 m)在與第一攝像頭102相關(guān)聯(lián)的光電管109發(fā)出容器出現(xiàn)信號(hào)后，向所述第一攝 像頭102發(fā)送圖像獲取命令；η)同時(shí)向與處于獲取模式的所述攝像頭2相關(guān)的照明裝置107發(fā)送接通命令，但 保持其余的照明裝置107關(guān)斷；ο)將支撐接受檢查的容器6的盤轉(zhuǎn)動(dòng)90° ；ρ)使相繼的攝像頭102重復(fù)步驟m)和η)；q)根據(jù)預(yù)設(shè)的時(shí)間順序使其余的兩個(gè)攝像頭102重復(fù)步驟ο)和P)，直至獲取了 接受檢查的容器的四幅圖像。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能夠清楚地理解根據(jù)本發(fā)明的對(duì)容器進(jìn)行角定向和檢測(cè) 的系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)，并且能夠?qū)⑵淇偨Y(jié)為調(diào)節(jié)精度非常高(精度為1毫米或更小的數(shù)量級(jí))、容 易實(shí)現(xiàn)以及安裝和維護(hù)成本低。應(yīng)當(dāng)理解，僅對(duì)本發(fā)明的若干特定實(shí)施方式進(jìn)行了描述，在不偏離本發(fā)明的保護(hù) 范圍的情況下，本領(lǐng)域內(nèi)的普通技術(shù)人員能夠?qū)ζ溥M(jìn)行所有需要的改型以使其適用于特定 應(yīng)用。
權(quán)利要求
一種用于對(duì)貼標(biāo)機(jī)中的容器(6)進(jìn)行檢測(cè)和角定向的系統(tǒng)(1，101)，包括用于對(duì)所述容器(6)進(jìn)行操作的旋轉(zhuǎn)臺(tái)(4)，所述旋轉(zhuǎn)臺(tái)(4)設(shè)置有多個(gè)支撐和操作所述容器(6)的馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的盤(5，105)，其特征在于，所述系統(tǒng)(1，101)包括四個(gè)圖像獲取光學(xué)裝置(2，102)，所述四個(gè)光學(xué)裝置(2，102)被控制來獲取一組四幅圖像，所述四幅圖像沿所述容器(6)的整個(gè)周界復(fù)制所述容器的圖像。
2.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)(1)，其中，所述四個(gè)圖像獲取光學(xué)裝置(2)在幾何學(xué)上設(shè) 置于正方形的頂點(diǎn)處、定向?yàn)檠卣叫蔚膶?duì)角線成對(duì)相向并且成對(duì)地分別設(shè)置于所述旋轉(zhuǎn) 臺(tái)(4)的外側(cè)和內(nèi)側(cè)，使得每個(gè)所述容器(6)在沿所述旋轉(zhuǎn)臺(tái)(4)的周界行進(jìn)期間都會(huì)經(jīng) 過將所述光學(xué)裝置(2)連接成對(duì)的對(duì)角線的交點(diǎn)。
3.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)(101)，其中，所述四個(gè)圖像獲取光學(xué)裝置(102)都相對(duì) 于所述旋轉(zhuǎn)臺(tái)(4)設(shè)置于外側(cè)并且沿與所述旋轉(zhuǎn)臺(tái)(4)具有基本相同的曲率半徑的圓弧定 向。
4.如權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)(1，101)，其中，所述圖像獲取光學(xué)裝置(2， 102)是攝像頭。
5.如權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)(1，101)，包括照明裝置(7，107)，所述照明 裝置(7，107)位于每個(gè)圖像獲取光學(xué)裝置(2，102)處以照明所述光學(xué)裝置(2，102)的視 場(chǎng)。
6.如權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)(1，101)，其中，所述照明裝置(7，107)是白色的發(fā)光二極管條照明器。
7.如權(quán)利要求5或6所述的系統(tǒng)(1，101)，其中，所述照明裝置(7，107)位于所述圖像 獲取光學(xué)裝置(2，102)之下。
8.如權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)(1，101)，其中，所述光學(xué)裝置(2，102)容納 在殼體(3，103)中。
9.如權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)(1，101)，其中，所述殼體(3，103)由金屬材料制成，但至 少在所述圖像獲取光學(xué)裝置(2，102)的視場(chǎng)處具有由透明材料優(yōu)選為防盜玻璃制成的壁。
10.如權(quán)利要求1、2和4至9中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)(1)，其中，光電管(9)定位在豎直軸 線上的相對(duì)于所述容器(6)的過頂位置，所述豎直軸線穿過將所述圖像獲取光學(xué)裝置(2) 成對(duì)連接的對(duì)角線的交點(diǎn)。
11.如權(quán)利要求1和3至10中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)(101)，其中，光電管(109)與每個(gè)所 述光學(xué)裝置(102)相關(guān)聯(lián)，所述光電管(109)設(shè)置為與相關(guān)的所述攝像頭(102)的視軸對(duì) 齊并且處于相對(duì)于所述容器(6)的過頂位置。
12.如權(quán)利要求10或11所述的系統(tǒng)(1，101)，其中，所述光電管(9，109)通過截取用 于保持所述容器的上部千斤頂來讀取是否存在處于正確位置的容器(6)。
13.如權(quán)利要求1至12中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)(1，101)，其中，所述圖像獲取光學(xué)裝置 (2，102)安裝在支撐件(10)上，所述支撐件(10)包括用于沿水平方向?qū)λ鰯z像頭進(jìn)行 上下樞轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)的調(diào)節(jié)裝置(11)；和用于沿水平方向進(jìn)行左右樞轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)以及前后移動(dòng)用于 對(duì)焦的調(diào)節(jié)裝置(12)。
14.如權(quán)利要求1至13中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)(1，101)，其中，所述四個(gè)圖像獲取光學(xué)裝 置(2，102)、所述照明裝置(7，107)以及所述光電管(9，109)可操作地連接于控制和驅(qū)動(dòng)單元(8，108)，所述控制和驅(qū)動(dòng)單元(8，108)運(yùn)行軟件并且獲取接受檢查的每個(gè)容器(6)的一 組四幅圖像并且對(duì)該一組四幅圖像進(jìn)行分析。
15.如權(quán)利要求14所述的系統(tǒng)(1)，其中，所述控制和驅(qū)動(dòng)單元(8)_在所述光電管(9)發(fā)出容器出現(xiàn)信號(hào)后，向第一光學(xué)裝置(2)發(fā)送圖像獲取命令； -同時(shí)向與處于獲取模式的所述光學(xué)裝置(2)相關(guān)的所述照明裝置(7)和其側(cè)面的兩 個(gè)照明裝置(7)發(fā)出接通命令，但使與處于獲取模式的所述光學(xué)裝置(2)相對(duì)的照明裝置 (7)保持關(guān)斷；-根據(jù)預(yù)設(shè)的時(shí)間順序使相繼的光學(xué)裝置⑵重復(fù)前兩個(gè)步驟，直到獲取了接受檢查 的容器的四個(gè)圖像為止。
16.如權(quán)利要求14所述的系統(tǒng)(101)，其中，所述控制和驅(qū)動(dòng)單元(108)m)在與第一攝像頭(102)相關(guān)聯(lián)的所述光電管(109)發(fā)出容器出現(xiàn)信號(hào)后，向所述第 一攝像頭(102)發(fā)送圖像獲取命令；η)同時(shí)向與處于獲取模式的所述攝像頭(2)相關(guān)的所述照明裝置(107)發(fā)送接通命 令，但保持其余的照明裝置(107)關(guān)斷；ο)將支撐接受檢查的所述容器(6)的所述盤轉(zhuǎn)動(dòng)90° ； P)使相繼的攝像頭(102)重復(fù)步驟m)和η)；q)根據(jù)預(yù)設(shè)的時(shí)間順序使其余的兩個(gè)攝像頭(102)重復(fù)步驟ο)和P)，直至獲取了接 受檢查的所述容器的四幅圖像。
17.如權(quán)利要求14至16中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)(1，101)，其中，所述控制和驅(qū)動(dòng)單元(8， 108)根據(jù)下列模式對(duì)接受檢查的所述容器(6)的一組四幅圖像進(jìn)行分析a)識(shí)別接受檢查的所述容器(6)上的提示元件；b)將所獲取的圖像組與控制組或校準(zhǔn)表進(jìn)行對(duì)比；c)計(jì)算接受檢查的所述容器(6)中的所述提示元件相對(duì)于所述控制組或校準(zhǔn)表的偏差；d)向支撐接受檢查的所述容器(6)的所述盤的馬達(dá)發(fā)送命令，從而將所述盤轉(zhuǎn)動(dòng)一定 角度以使所述容器(6)的位置與參考位置匹配。
18.如權(quán)利要求14至17中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)(1，101)，其中，所述校準(zhǔn)表在校準(zhǔn)步驟 中生成，所述校準(zhǔn)步驟包括i)檢測(cè)已貼標(biāo)的容器的直徑和邊緣、容器上出現(xiàn)的提示元件以及圖像明暗對(duì)比； )獲取正在測(cè)試的所述容器的第一組四幅圖像；iii)將承載有正在測(cè)試的容器的盤轉(zhuǎn)動(dòng)10°，并且獲取第二組四幅圖像；iv)將所述步驟iii)的操作重復(fù)35次，直到正在測(cè)試的容器完成360°轉(zhuǎn)動(dòng)；ν)在所獲取的圖像組中識(shí)別貼標(biāo)開始點(diǎn)，對(duì)每個(gè)圖像計(jì)算容器邊緣與貼標(biāo)開始點(diǎn)之間 的距離X，并且將對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)動(dòng)角度與所述距離X相關(guān)聯(lián)； vi)由這些數(shù)據(jù)生成校準(zhǔn)表。
19.如權(quán)利要求14至18中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)(1，101)，其中，所述軟件提供參考元件， 所述參考元件允許將所述容器(6)框起來并且調(diào)節(jié)所述攝像頭從而使所述系統(tǒng)(1，101)的 參考元件與出現(xiàn)在所述容器(6)上的提示元件對(duì)齊。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于對(duì)在貼標(biāo)機(jī)中處理的容器進(jìn)行角定向和檢測(cè)的系統(tǒng)。更具體地，本發(fā)明涉及一種用于對(duì)貼標(biāo)機(jī)中的容器(6)進(jìn)行檢測(cè)和角定向的系統(tǒng)(1，101)，所述系統(tǒng)包括用于對(duì)所述容器(6)進(jìn)行操作的旋轉(zhuǎn)臺(tái)(4)，所述旋轉(zhuǎn)臺(tái)(4)設(shè)置有多個(gè)支撐和操作所述容器(6)的馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的盤(5，105)，其特征在于，所述系統(tǒng)(1，101)包括四個(gè)圖像獲取光學(xué)裝置(2，102)，所述四個(gè)光學(xué)裝置(2，102)被控制來獲取一組四幅圖像，所述四幅圖像沿所述容器(6)的整個(gè)周界復(fù)制所述容器的圖像。
文檔編號(hào)B62K5/00GK101883712SQ200880118923
公開日2010年11月10日 申請(qǐng)日期2008年11月24日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月3日
發(fā)明者安東尼奧·塞基, 朱塞佩·費(fèi)米亞 申請(qǐng)人:西得樂控股和技術(shù)公司