容器的光學(xué)檢查的制作方法
【專利摘要】一種用于檢查容器（C）的裝置和方法，該容器具有口部（M）和帶有與容器口部相對(duì)的碹底（P）的基部（B）。使用至少一個(gè)光源（12a或12b或12c）將光能量引導(dǎo)到容器中并通過容器口部，以及感測(cè)通過容器口部傳送的光能量。至少一個(gè)光源安置在該容器的至少一側(cè)，以便引導(dǎo)光能量通過該容器的側(cè)壁（W），并且引導(dǎo)至該容器基部的碹底上，以使得該光能量從該碹底反射出來從而通過容器口部延伸至光傳感器。
【專利說明】容器的光學(xué)檢查
[0001 ] 本公開針對(duì)用于對(duì)容器光學(xué)檢查的方法和裝置。
[0002]【背景技術(shù)】和
【發(fā)明內(nèi)容】

在容器的制造中，可以出現(xiàn)影響容器的商業(yè)可接受性的各種異常或變化。被稱之為“商業(yè)變化”的這些異?？梢陨婕叭萜鞯脑S多屬性。例如，商業(yè)變化可以包括容器開口的維度特征。因此，提供能夠針對(duì)商業(yè)變化而檢查容器的檢查設(shè)備常常是有用的。術(shù)語“檢查”以其最為寬泛的含義使用以包含任意的光學(xué)、電光學(xué)、機(jī)械或電氣觀察或者與容器的嚙合以測(cè)量或確定潛在的可變化特征，該可變化特性包括但并不一定局限于商業(yè)變化。
[0003]在對(duì)容器的一種檢查處理中使用用于對(duì)容器口部的參數(shù)進(jìn)行檢查的裝置。這樣的裝置包括將光能量弓丨導(dǎo)到容器中的光源，相對(duì)于該光源和容器來安置以接收通過容器口部從容器所傳送出來的光能量的光傳感器。遠(yuǎn)心透鏡僅將以容器口部基本軸向地通過該容器口部傳送的光能量引導(dǎo)至該光線傳感器上。該傳感器形成容器口部的二維圖像，并且耦合至圖像處理電子器件以用于確定或計(jì)算將符合容器口部的二維圖像內(nèi)的最大直徑的圓，并且用于將這樣的圓視為容器口部的有效內(nèi)徑的指示。美國(guó)專利號(hào)5，461，228中說明了這種類型的裝置，該美國(guó)專利被轉(zhuǎn)讓給受讓人，并通過引用結(jié)合于本文。
[0004]依據(jù)本公開的一個(gè)方面，本公開的一般目標(biāo)是提供一種對(duì)于改進(jìn)在容器底部中具有碹底(punt)的容器的口部檢查有效的光學(xué)塞規(guī)(OPG)裝置。
[0005]本公開體現(xiàn)了能夠彼此獨(dú)立或相結(jié)合地實(shí)施的多個(gè)方面。
[0006]依據(jù)本公開的一個(gè)方面，一種用于檢查容器的裝置，該容器具有口部和帶有與容器口部相對(duì)的碹底的基部，該裝置包括至少一個(gè)光源和光傳感器，光源用于將光能量引導(dǎo)到該容器中，并通過容器口部離開該容器；光傳感器相對(duì)于該至少一個(gè)光源和該容器安置以接收通過容器口部傳送的光能量。至少一個(gè)光源安置在該容器的至少一側(cè)，以便引導(dǎo)光能量通過該容器的側(cè)壁，并且被引導(dǎo)至該容器基部的碹底上，以使得光能量的至少一部分從碹底反射出來從而通過容器口部傳播至該光線傳感器。
[0007]依據(jù)本公開的另一方面，提供了一種檢查容器的方法，所述容器具有口部和帶有與容器口部相對(duì)的碹底的基部，該方法包括步驟:使用至少一個(gè)光源來將光能量引導(dǎo)到該容器中，并通過該容器口部離開該容器；以及感測(cè)通過該容器口部傳送的光能量。在該容器的至少一側(cè)安置該至少一個(gè)光源，從而光能量被引導(dǎo)通過容器的側(cè)壁，并且被引導(dǎo)至該容器基部的碹底上，以使得光能量的至少一部分從碹底反射出來，從而通過容器口部傳播至該光傳感器。
[0008]依據(jù)本公開又一方面，提供了一種檢查方法，其包括步驟:提供具有口部和帶有與容器口部相對(duì)的碹底的基部的容器；并且使用至少一個(gè)光源來將光能量引導(dǎo)到該容器中，并通過該容器口部離開該容器。該方法還包括感測(cè)通過該容器口部傳送的光能量的步驟，其中在該容器的至少一側(cè)安置該至少一個(gè)光源，從而該光能量被引導(dǎo)通過容器的側(cè)壁，并且被引導(dǎo)至該容器基部的碹底上，以使得光能量的至少一部分從碹底反射出來，從而通過容器口部傳播至該光傳感器。【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]將從以下描述、所附權(quán)利要求和附圖最佳地了解到本公開連同其附加的目的、特征、優(yōu)點(diǎn)及其方面，其中:
圖1是依據(jù)本公開示范性實(shí)施例的用于估計(jì)容器口部的光學(xué)塞規(guī)裝置的示意圖，并且該示意圖包括光源；
圖2是圖1的裝置和容器的一部分的放大局部視圖；以及圖3是圖1的裝置的一部分的示意性頂部示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0010]圖1示出了用于檢查容器C的開口 Μ的內(nèi)表面S的光學(xué)塞規(guī)裝置10的示范性實(shí)施例。裝置10包括一個(gè)或多個(gè)光源12以及一個(gè)或多個(gè)光傳感器14，一個(gè)或多個(gè)光源12鄰近容器C安置在其各側(cè)，以產(chǎn)生在檢查容器口部Μ時(shí)所使用的光，該一個(gè)或多個(gè)光傳感器14安置在容器C的上方來感測(cè)光源12所產(chǎn)生并穿過容器口部Μ的光。裝置10可以進(jìn)一步包括透鏡系統(tǒng)18,透鏡系統(tǒng)18安置在容器C和光傳感器14之間，用于引導(dǎo)光穿過容器口部Μ至光傳感器14。裝置10另外可以包括處理器20和顯示器22，處理器20用于掃描光傳感器14并形成容器口部Μ的圖像和/或任意其它適當(dāng)檢查信息，顯示器22用于顯示圖像和/或其它檢查信息。裝置10也可以包括容器旋轉(zhuǎn)器24來旋轉(zhuǎn)容器C。如圖3所示，可以構(gòu)建并布置材料處置機(jī)構(gòu)16來移動(dòng)容器C。
[0011]容器C可以是罐子或如圖1所示的瓶子，或者包括具有可以與容器口部Μ軸向相對(duì)安置的碹底Ρ的基部Β的任意其它適當(dāng)類型的容器。具有碹底Ρ的瓶子常用于包裝葡萄酒。碹底Ρ可以具有從基座底部Β延伸至碹底Ρ的頂部的高度，其通常是容器C的外徑的約20%至約80%。容器C可以由塑料、玻璃或任意其它適當(dāng)材料所構(gòu)成。容器C可以是清晰的、有色的、透明的、半透明的或者為任意其它適當(dāng)?shù)墓鈱W(xué)質(zhì)量。
[0012]如圖3所示，材料處置機(jī)構(gòu)16可以包括相對(duì)的支腳16a、16b，容器C安置于支腳16a、16b之間并且由機(jī)構(gòu)16以任意適當(dāng)方式來移動(dòng)。機(jī)構(gòu)16可以是星狀輪或者任意其它適當(dāng)?shù)娜萜魈幹迷O(shè)備，并且其支腳16a、16b可以相對(duì)于容器安置于任意適當(dāng)標(biāo)高處。
[0013]同樣如圖3所示，光源12可以包括多個(gè)分離光源12a、12b、12c。例如，光源12可以包括在容器C 一側(cè)的一個(gè)側(cè)光源12a，以及在容器C的與一個(gè)側(cè)光源12a的側(cè)面大致相對(duì)的另一側(cè)上彼此鄰近安置的兩個(gè)其它側(cè)光源12b、12c。虛線L將容器C平分為兩側(cè)。一個(gè)側(cè)光源12a可以安置在材料處置機(jī)構(gòu)16的兩個(gè)相對(duì)的支腳16a、16b之間。其它的側(cè)光源12b、12c可以安置在容器旋轉(zhuǎn)器24下方，在旋轉(zhuǎn)器24和容器基部B之間(圖1)。因此，側(cè)光源12a、12b、12c可以相對(duì)于容器C的圓周來設(shè)置大小并布置成每一個(gè)均照亮殖底P圓周的一部分，例如，碹底P圓周的大約20度至40度角。相應(yīng)地，容器C可以被旋轉(zhuǎn)器24旋轉(zhuǎn)以提供全周向的照明，其中容器口部Μ各部分的若干圖像可以被獲取并且被疊加或相加來產(chǎn)生容器口部Μ的復(fù)合圖像。本領(lǐng)域技術(shù)人員將意識(shí)到，可以使用比三個(gè)側(cè)光源12a、12b、12c更多或更少的光源。
[0014]光源12可以包括任意適當(dāng)類型的設(shè)備，包括多個(gè)發(fā)光二極管(LED)、白熾燈泡、熒光燈泡或者任意其它適當(dāng)類型的光源。在任意情況下，本領(lǐng)域技術(shù)人員都將意識(shí)到，光源12可以以任意適當(dāng)方式從任意適當(dāng)電源接收電力并且可以以任意適當(dāng)方式與處理器20通信并由其控制。此外，本領(lǐng)域技術(shù)人員將意識(shí)到，光源12可以由任意適當(dāng)量的個(gè)體光源組成而不是僅由三個(gè)光源12a、12b、12c組成。
[0015]優(yōu)選地，參考圖1，光源12沒有安置在平分容器C的半高線H以上鄰近容器C的上半部，或者安置在容器C的基部B以下。光源12這樣的定位被發(fā)現(xiàn)導(dǎo)致光被容器C的壁過度吸收和/或被從容器C的內(nèi)表面折射/反射出來。這樣的過度吸收和/或折射/反射可以導(dǎo)致錯(cuò)誤、不確定或者不同的不可靠的檢查結(jié)果。
[0016]相反，發(fā)現(xiàn)光源12可以鄰近容器C的基部B并在半高線H以下鄰近容器C的下半部來安置。更具體地，如圖1和2所示，光源12可以大體上對(duì)應(yīng)于容器C的碹底P來定位。例如，光源12可以在軸向上相對(duì)于碹底P集中和/或在軸向上相對(duì)于碹底重疊。相應(yīng)地，光源12被構(gòu)造并布置成對(duì)準(zhǔn)碹底P或者有選擇地照亮碹底P。而且，如圖1和2所示，光源12可以大體上相對(duì)于容器C的縱向軸A橫向地定向。更具體地，光源12可以基本上相對(duì)于容器軸線A垂直地定向。本文中所使用的術(shù)語“基本上”意味著處于典型的玻璃容器制造和設(shè)備設(shè)置公差之內(nèi)。一個(gè)或多個(gè)上述光源定位和/或定向被認(rèn)為減少或消除了過度吸收和/或折射/反射從而導(dǎo)致更為可靠的檢查結(jié)果。
[0017]仍然參考圖1，光傳感器14可以包括任意適當(dāng)設(shè)備來感測(cè)光。例如，光傳感器14可以包括圖像傳感器，例如電荷耦合設(shè)備(CXD)、互補(bǔ)型金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS)設(shè)備，或者任意其它適當(dāng)圖像傳感器。在另一個(gè)示例中，光傳感器14可以包括光電二極管設(shè)備、光敏電阻設(shè)備或者任意其它適當(dāng)?shù)墓怆姍z測(cè)器設(shè)備。
[0018]透鏡系統(tǒng)18可以包括任意適當(dāng)?shù)脑O(shè)備來引導(dǎo)或聚焦光。例如，透鏡系統(tǒng)18可以包括遠(yuǎn)心透鏡、入射光瞳以及處于光瞳任一側(cè)的光瞳透鏡。透鏡系統(tǒng)18可以僅引導(dǎo)從容器口部M出現(xiàn)的實(shí)質(zhì)上平行于容器C的軸線A的光射線。
[0019]處理器20可以包括任意適當(dāng)?shù)?多個(gè))設(shè)備來從光傳感器14獲取圖像并且將圖像輸出至顯示器22。
[0020]容器旋轉(zhuǎn)器24可以包括任何適當(dāng)設(shè)備來旋轉(zhuǎn)容器C。例如，旋轉(zhuǎn)器24可以包括一個(gè)或多個(gè)滾軸、滾輪、皮帶、圓盤和/或任意其它(多個(gè))適當(dāng)元件來旋轉(zhuǎn)容器C。在另一實(shí)施例中，容器C可以保持靜止，并且各個(gè)裝置元件12、14、16、18中的一個(gè)或多個(gè)可以以任意適當(dāng)方式旋轉(zhuǎn)。
[0021]現(xiàn)在參考圖3，并且關(guān)于材料處置機(jī)構(gòu)16和容器旋轉(zhuǎn)器24，在美國(guó)專利號(hào)6，581，751中示出可以利用本公開的光學(xué)檢查裝置和方法的分度(indexing)和檢查機(jī)器的示例，其通過弓I用結(jié)合于本文。該專利中所公開的機(jī)器從給料傳送器(lnfeed conveyer)接收玻璃物品的連續(xù)流并且通過一系列有角度間隔開來的檢查站點(diǎn)來輸送物品，其中每個(gè)檢查站點(diǎn)根據(jù)不同標(biāo)準(zhǔn)來檢查容器。該分度和檢查機(jī)器包括安裝在下部載體上的夾鉗爪的第一陣列，以及安裝在上部載體上的夾鉗爪的第二陣列。載體相對(duì)于彼此的旋轉(zhuǎn)使得指陣列在單獨(dú)的爪之間抓取并釋放玻璃物品，而載體的旋轉(zhuǎn)共同地使得它們對(duì)檢查站點(diǎn)之間的玻璃件進(jìn)行分度。至少一些檢查站點(diǎn)包括用于使得容器出于檢查或其它目的而相對(duì)于其軸線旋轉(zhuǎn)容器的驅(qū)動(dòng)滾軸。
[0022]在美國(guó)專利號(hào)3，313，409中公開可以利用本發(fā)明的光學(xué)檢查裝置和方法的分度和檢查機(jī)器的另一示例，其通過引用結(jié)合于本文。該專利中公開的裝置使用帶式傳送器來沿導(dǎo)軌輸送容器。在一般操作中，容器到達(dá)分度頭，該分度頭為圓形并且具有多個(gè)沿圓周間隔開的用于接收容器的口袋。該分度頭進(jìn)行連續(xù)分度以將每個(gè)容器送入鄰近檢查站點(diǎn)中的位置，該檢查站點(diǎn)可以針對(duì)各種商業(yè)變化和/或其它特征來檢查該容器。在容器被每個(gè)檢查站點(diǎn)檢查之后，該容器到達(dá)卸貨站點(diǎn)，卸貨站點(diǎn)使容器彈出到傳送器上以便將其帶離機(jī)器。當(dāng)然，以上所提到的專利僅公開了可以采用本發(fā)明的光學(xué)檢查裝置和方法的兩個(gè)機(jī)器示例，盡管還存在多種其它的機(jī)器。
[0023]在當(dāng)前所公開的裝置10的一個(gè)操作示例中，光源12被激勵(lì)并且來自側(cè)光源12a、12b、12c的至少一些光通過容器C的外壁W行進(jìn)至容器C中，并且從碹底P反射出來平行于容器軸線A傳播并通過容器口部M。更具體地，光從安置在容器C的內(nèi)部I (圖1)的碹底P的表面反射出來。光傳感器14感測(cè)行進(jìn)的通過容器口部Μ光來獲得容器口部Μ相應(yīng)的圖像。
[0024]因此已經(jīng)公開了完全滿足之前所提出的所有目的和意圖的用于對(duì)容器進(jìn)行光學(xué)檢查的裝置和方法。已經(jīng)結(jié)合若干示范性實(shí)施例給出了本公開，并且已經(jīng)討論了附加的修改和變化。鑒于以上的討論，其它的修改和變化對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言將是顯而易見的。
【權(quán)利要求】
1.一種用于檢查容器(C)的裝置，所述容器具有口部(M)和帶有與容器口部相對(duì)的碹底(P)的基部(B)，所述裝置包括: 至少一個(gè)光源(12a或12b或12c)，用于將光能量引導(dǎo)到所述容器中，并通過所述容器口部離開容器；和 光傳感器(14)，相對(duì)于所述至少一個(gè)光源和所述容器安置以接收通過容器口部傳送的光能量， 其特征在于 所述至少一個(gè)光源(12a或12b或12c)安置在所述容器的至少一側(cè)，從而所述光能量被引導(dǎo)通過容器的側(cè)壁(W)并且被引導(dǎo)至所述容器基部的碹底(P)上，以使得所述光能量的至少一部分從所述碹底反射出來從而通過所述容器口部(M)傳播至所述光傳感器(14)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，其中所述至少一個(gè)光源(12a或12b或12c)鄰近于容器基部(B)安置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，其中所述至少一個(gè)光源安置在平分所述容器高度的半高線(H)以下鄰近所述容器的下半部。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，其中所述至少一個(gè)光源大體上被對(duì)應(yīng)于所述容器基部的所述石宣底定位。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，其中所述至少一個(gè)光源被相對(duì)于所述容器的縱向軸線(A)大體上橫向地定向。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，其中所述至少一個(gè)光源包括在所述容器的一側(cè)上的至少一個(gè)光源(12b)以及在所述容器大體相對(duì)側(cè)上的至少一個(gè)其它光源(12c)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，包括用于將所述容器旋轉(zhuǎn)至不同角位置的容器旋轉(zhuǎn)器(24)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的裝置，其中所述至少一個(gè)光源安置在所述容器旋轉(zhuǎn)器以下，所述容器旋轉(zhuǎn)器和所述容器基部之間。
9.根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，包括具有至少兩個(gè)支腳(16a，16b)的材料處置機(jī)構(gòu)(16)，所述容器安置在所述至少兩個(gè)支腳(16a，16b)之間，并且其中所述至少一個(gè)光源包括安置在所述材料處置機(jī)構(gòu)的所述至少兩個(gè)支腳之間的一個(gè)側(cè)光源(12a)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的裝置，其中所述材料處置機(jī)構(gòu)是星狀輪。
11.一種用于檢查容器(C)的方法，所述容器具有口部(M)和帶有與容器口部相對(duì)的碹底(P)的基部(B)，該方法包括步驟: 使用至少一個(gè)光源將光能量引導(dǎo)到所述容器中，并通過所述容器口部離開容器；并且 感測(cè)通過所述容器口部傳送的光能量， 其特征在于 所述至少一個(gè)光源安置在所述容器的至少一側(cè)，從而將所述光能量引導(dǎo)通過容器的側(cè)壁并且引導(dǎo)至所述容器基部的碹底上，以使得所述光能量的至少一部分從所述碹底反射出來從而通過所述容器口部傳播至所述光傳感器。
12.根據(jù)權(quán)利要求11的方法，其中所述至少一個(gè)光源鄰近于所述容器基部安置。
13.根據(jù)權(quán)利要求11的方法，其中將所述至少一個(gè)光源安置在平分容器高度的半高線以下鄰近所述容器的下半部。
14.根據(jù)權(quán)利要求11的方法，其中將所述至少一個(gè)光源大體上對(duì)應(yīng)于所述容器基部的所述殖底定位。
15.根據(jù)權(quán)利要求11的方法，其中將所述至少一個(gè)光源相對(duì)于所述容器的縱向軸線而大體上橫向地定向。
16.根據(jù)權(quán)利要求11的方法，其中所述至少一個(gè)光源包括所述容器一側(cè)上的至少一個(gè)光源以及在所述容器大體相對(duì)側(cè)上的至少一個(gè)其它光源。
17.根據(jù)權(quán)利要求11的方法，包括將所述容器旋轉(zhuǎn)至不同角位置。
18.根據(jù)權(quán)利要求17的方法，其中將所述至少一個(gè)光源安置在該容器旋轉(zhuǎn)器以下，所述容器旋轉(zhuǎn)器和容器基部之間。
19.根據(jù)權(quán)利要求11的方法，包括利用具有至少兩個(gè)支腳的材料處置機(jī)構(gòu)來處置容器，所述容器安置在所述至少兩個(gè)支腳之間，并且其中所述至少一個(gè)光源包括安置在所述材料處置機(jī)構(gòu)的所述至少兩個(gè)支腳之間的一個(gè)側(cè)光源。
20.一種檢查方法，包括步驟:提供容器(C)，所述容器具有口部(M)和帶有與容器口部相對(duì)的碹底(P)的基部(B)；使用至少一個(gè)光源將光能量引導(dǎo)到所述容器中，并通過所述容器口部離開容器；并且感測(cè)通過該容器口部傳送的光能量，其特征在于 所述至少一個(gè)光源安置在所述容器的至少一側(cè)，從而將所述光能量引導(dǎo)通過容器的側(cè)壁并且引導(dǎo)至所述容器基部的碹底上，以使得所述光能量的至少一部分從所述碹底反射出來從而通過所述容器口部傳播至所述光傳感器。
【文檔編號(hào)】G01N21/90GK103703356SQ201280015637
【公開日】2014年4月2日 申請(qǐng)日期:2012年3月29日 優(yōu)先權(quán)日:2011年3月29日
【發(fā)明者】J.A.林利恩 申請(qǐng)人:歐文斯-布洛克威玻璃容器有限公司