專利名稱：容器封閉面的檢驗(yàn)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及對(duì)容器的檢驗(yàn)，更具體地說涉及測(cè)量容器的封閉面均勻度變化的方法和裝置。
美國專利第3,313,409號(hào)揭示了一種用于檢驗(yàn)玻璃容器的裝置，其中星形輪將容器按順序輸送，經(jīng)過一系列檢驗(yàn)站。在其中一個(gè)檢驗(yàn)站，檢驗(yàn)每一容器的所選擇的尺寸參數(shù)，方法是這樣的用一個(gè)與傳感器相連的輥接觸容器，并使容器圍繞其中心軸旋轉(zhuǎn)，于是傳感器提供作為容器參數(shù)變化的函數(shù)而改變的輸出信號(hào)。特別是容器的高度、封閉面的凹凸?fàn)顩r、和容器成品的旋蓋取向都通過輥來測(cè)量，當(dāng)容器旋轉(zhuǎn)時(shí)，輥與容器封閉面貼緊。輥與LVDT傳感器耦合，該傳感器提供表示封閉面均勻度(高度)偏差或變化的模擬電信號(hào)。這些信號(hào)被送到適當(dāng)?shù)碾娮与娐分校绻麥y(cè)量的信號(hào)偏離所要求的標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)規(guī)格，就啟動(dòng)排除桿，將容器與傳輸線分離。
雖然上述專利(轉(zhuǎn)讓給本文件的受讓人)揭示的檢驗(yàn)系統(tǒng)已經(jīng)獲得了良好的經(jīng)濟(jì)效益，但是仍希望加以改進(jìn)。與容器封閉面接觸的輥受到機(jī)械磨損。輥可能弄贓封閉面。與容器相連的所用的輥的尺寸限制了容器的大小，并且限制了可被檢測(cè)的均勻度變化的精度。運(yùn)動(dòng)部件需要維護(hù)和修理。本發(fā)明總的目的是提供一種用于檢驗(yàn)容器封閉面均勻度變化的裝置和方法，該裝置和方法克服了上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處。
更具體地說，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種采用光電技術(shù)測(cè)量容器封閉面均勻度變化的裝置和方法，其中檢測(cè)裝置不與測(cè)量面接觸。本發(fā)明的另一目的是提供一種達(dá)到以上目的、具有所述特征的方法和裝置，同時(shí)能夠非常經(jīng)濟(jì)地予以實(shí)施，并在整個(gè)延長的使用壽命期間運(yùn)行可靠。本發(fā)明的再一個(gè)目的是提供一種光電非接觸方法和裝置，用于測(cè)量封閉面處的容器高度，測(cè)量封閉面的凹凸?fàn)顩r，以及測(cè)量加上旋蓋的容器成品。
本發(fā)明構(gòu)想了一種通過光電測(cè)量容器封閉面的均勻度變化的方法和裝置，即把一束具有能量的很窄的光直接照射到封閉面上，然后光再從封閉面反射到一個(gè)光傳感器。于是傳感器提供作為傳感器上的反射光束入射位置的函數(shù)而變化的電輸出信號(hào)。這樣，容器封閉面均勻度的任何變化都會(huì)引起相應(yīng)的反射光束照到傳感器上的點(diǎn)或位置的變化，因此傳感器提供了作為封閉面均勻度的直接函數(shù)而變化的輸出信號(hào)。
根據(jù)本發(fā)明最佳實(shí)施例的用于檢驗(yàn)容器成品的封閉面的裝置包括一個(gè)光源，當(dāng)容器圍繞其中心軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，光源的位置可將具有能量的窄的光束直接照射到容器的封閉面上。光傳感器裝置用于接收由封閉面反射的具有能量的窄的光束，并提供作為傳感器上反射光束的入射位置的函數(shù)而變化的輸出信號(hào)。傳感器與有關(guān)的電子電路相連，提供表示容器高度的信息，并且當(dāng)容器的高度、封閉面的凹凸?fàn)顩r或加上旋蓋的容器成品超過預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，提供用于控制將容器從傳輸機(jī)系統(tǒng)分離的信號(hào)。
本發(fā)明的最佳實(shí)施例中的光源和光傳感器放在容器的封閉面的上面，并根據(jù)相互位置和容器封閉面定向，使得入射到容器的封閉面和從容器的封閉面反射的光束處于與封閉面垂直的平面中。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，兩對(duì)光源/傳感器放在容器的相對(duì)兩側(cè)，每個(gè)傳感器提供作為與該傳感器緊密相鄰的容器封閉面均勻度的函數(shù)而變化的輸出信號(hào)。兩個(gè)傳感器與電子電路相連，該電子電路用于確定作為兩個(gè)傳感器輸出信號(hào)的復(fù)合函數(shù)的封閉面的均勻度變化。于是，封閉面的凹狀態(tài)和加上旋蓋的容器成品可以作為傳感器輸出信號(hào)之差的函數(shù)被識(shí)別和測(cè)量，同時(shí)封閉面的凸?fàn)顟B(tài)可以作為傳感器輸出信號(hào)之和的函數(shù)被識(shí)別和測(cè)量。容器的高度以及經(jīng)過檢驗(yàn)站的被傳輸?shù)倪B續(xù)容器之間的高度變化可以作為其中一個(gè)或兩個(gè)傳感器的輸出信號(hào)的函數(shù)被確定。
通過以下描述、所附權(quán)利要求書和附圖，將對(duì)本發(fā)明的其它目的、特征和優(yōu)點(diǎn)有更好的理解。附圖中

圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)最佳實(shí)施例的檢驗(yàn)容器封閉面的裝置的示意圖；圖2A和2B是表示圖1的實(shí)施例的操作的局部示意圖；以及圖3是本發(fā)明的一個(gè)改進(jìn)實(shí)施例的示意圖。
參照?qǐng)D1，傳輸機(jī)20一般包括星形輪(未示出)和滑板21，傳輸機(jī)20是這樣放置的，它與模制容器源相連，以便將連續(xù)的容器22送入封閉面檢驗(yàn)站24所處的位置。這種星形輪傳輸機(jī)容器檢驗(yàn)裝置在例如上述美國專利第3,313,409中得到了公開。諸如驅(qū)動(dòng)輥那樣的瓶旋轉(zhuǎn)設(shè)備26與處于站24中的每個(gè)容器22接合，當(dāng)容器被傳輸機(jī)放在固定位置時(shí)，瓶子旋轉(zhuǎn)設(shè)備26使容器圍繞其中心軸25旋轉(zhuǎn)。編碼器28與容器旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)相連，提供表示容器旋轉(zhuǎn)增量的信號(hào)。諸如開關(guān)那樣的檢測(cè)器30提供表示在站24中存在容器22的信號(hào)。
在圖1所示的本發(fā)明的實(shí)施例中，容器22包括模制的玻璃瓶，它有圓柱形的瓶體32和基本圓柱形的瓶頸34，瓶頸34從瓶體的肩部35向上突出。容器的成品部分包括終止于軸向蓋封閉面36的瓶頸34的上部，根據(jù)本發(fā)明這一部分是要被檢驗(yàn)的。螺紋38被一起模制進(jìn)成品壁的外表面，它圍繞容器嘴，或者在成品壁外表面上形成凸緣或肩形凸起部，在該外表面上以常規(guī)方式卷曲一圈蓋的環(huán)形圈，用于將蓋固定到容器上。本發(fā)明旨在提供一種檢驗(yàn)高度和上面擰有蓋的封閉面36的均勻度變化的方法和裝置。
諸如激光器或白熾燈光源那樣的光源42位于站24中的容器22的封閉面36的上方，并定位使得具有能量的窄的校準(zhǔn)光束44成銳角向下射向封閉面36。照相機(jī)46也位于站24中的容器22的封閉面36的上方，并定位以便接收從封閉面36反射的光束45。照相機(jī)46包括聚焦鏡48和光傳感器50，光傳感器50提供電輸出信號(hào)，該輸出信號(hào)不僅表示傳感器上反射的光能量的入射，而且也表示傳感器上入射的位置。信息處理器52接收來自檢測(cè)器30的信號(hào)，該信號(hào)表示檢驗(yàn)站24中存在容器22，并且還接收來自編碼器28的信號(hào)，該信號(hào)表示容器旋轉(zhuǎn)的增量。照相機(jī)46同樣也和信息處理器52相連，用來從處理器52接收控制信號(hào)，并且向信息處理器提供表示傳感器50上的反射光束45的入射位置的輸出信號(hào)。光源42同樣也受處理器52的控制。
圖1實(shí)施例的運(yùn)行情況示于圖2A和2B。在圖2A中，入射光束44在A點(diǎn)與封閉面36相交，然后在45處反射，經(jīng)過透鏡48向上照射到傳感器的B點(diǎn)。在圖2B中，光束44入射到封閉面36上的一個(gè)低凹處36a中的A’點(diǎn)。因此反射光束45經(jīng)過透鏡48入射在傳感器50上的不同的B’點(diǎn)。由于傳感器50向信息處理器52(圖1)提供表示傳感器上的入射位置的輸出信號(hào)，因此圖2B的這一輸出信號(hào)將與圖2A的信號(hào)不同。因此，信息處理器52接收了一個(gè)信號(hào)，該信號(hào)表示在遇到低凹處36a的容器旋轉(zhuǎn)點(diǎn)封閉面的均勻度變化，以及表示對(duì)應(yīng)圖2A中標(biāo)稱入射點(diǎn)B和圖2B中變化的入射點(diǎn)B’之間的偏差幅度。在低凹處36a基本是弧形的情況下，對(duì)容器旋轉(zhuǎn)的相應(yīng)的更大的增量，圖2B情形中的變化的傳感器輸出信號(hào)將保持。另一方面，如果在封閉面上遇到凸起的部分36b，那么傳感器50上的反射光45的入射點(diǎn)B’將向相反方向改變，并向信息處理器52提供相應(yīng)的信號(hào)。
于是，圖1的裝置向信息處理器52提供信號(hào)，該信號(hào)不僅表示當(dāng)容器旋轉(zhuǎn)時(shí)封閉面36的均勻度變化(可表示凹凸或加上旋蓋的成品)，而且還表示當(dāng)容器旋轉(zhuǎn)時(shí)封閉面的平均高度。這種封閉面的平均高度和/或高度變化可以在設(shè)備54中顯示，并在處理器52中與相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)或閾值進(jìn)行比較。如果平均封閉面高度處于技術(shù)規(guī)格以外，或者如果凹凸或者加上旋蓋的封閉面測(cè)量處于可接收的技術(shù)規(guī)格以外，那么產(chǎn)生排除信號(hào)，并送至適當(dāng)?shù)呐懦龣C(jī)構(gòu)，以便從加工線中去掉該容器。
光源42和傳感器50最好這樣放在站24中的容器22的封閉面36的上方，使得入射光束44和反射光束45所處平面垂直于封閉面的標(biāo)定平面。傳感器50可以包括一個(gè)橫向效應(yīng)二極管(lateral effect diode)，它在入射和反射光束的平面中具有橫向效應(yīng)軸。這種橫向效應(yīng)二極管向信息處理器52提供一個(gè)模擬信號(hào)，該信號(hào)的幅度作為表示二極管表面上的反射光束的入射位置的函數(shù)而變化。另外，傳感器50可以包括一個(gè)CCD陣列傳感器，它具有在入射光束和反射光束構(gòu)成的平面中擺成一排的多個(gè)光敏元件。在這種設(shè)置中，傳感器陣列由信息處理器52掃描，并且傳感器陣列上反射光束的入射位置作為各個(gè)元件輸出信號(hào)的幅度的函數(shù)來確定。這種陣列傳感器最好包括一個(gè)線性陣列傳感器，或包括一個(gè)矩陣傳感器，為了封閉面均勻度測(cè)量的目的，對(duì)其中一行或一列進(jìn)行監(jiān)視。
圖3表示一個(gè)改進(jìn)的檢驗(yàn)站24a，其中在容器口的相對(duì)兩側(cè)放置了一對(duì)光源/傳感器模塊56、58，以便將各自的光束44向下照射到封閉面上，并接收從封閉面反射的光束45。圖3的成對(duì)的光源/傳感器配置具有特殊的優(yōu)點(diǎn)，即可以實(shí)時(shí)地對(duì)各個(gè)光源/傳感器模塊56、58的輸出進(jìn)行比較，以便確定作為這種輸出信號(hào)的復(fù)合函數(shù)的容器22的高度特性。這就是說，加上旋蓋的容器成品和封閉面36的凹狀態(tài)可以作為容器口的相對(duì)側(cè)的封閉面高度之差的函數(shù)被測(cè)量，同時(shí)封閉面的凸?fàn)顟B(tài)可以作為傳感器輸出信號(hào)之和的函數(shù)被識(shí)別。這種封閉面的高度變化幅度可以再次在設(shè)備54(圖1)中顯示，并與適當(dāng)?shù)臉?biāo)準(zhǔn)或技術(shù)規(guī)格進(jìn)行比較，以便產(chǎn)生排除信號(hào)。
權(quán)利要求
1.用于檢驗(yàn)容器(22)成品(34)的裝置，該容器具有一個(gè)中心軸(25)和一個(gè)開口，開口被與容器蓋封閉貼緊的軸向封閉面(36)包圍，所述裝置包括使容器(22)圍繞其中心軸(25)旋轉(zhuǎn)的裝置(26)；光源(42)，其位置可將具有能量的窄的光束直接照射到所述旋轉(zhuǎn)裝置中的容器的封閉面(36)上；光傳感器裝置(46)，用于接收由封閉面反射的所述具有能量的窄的光束(45)；所述光源(42)和所述光傳感器裝置(46)放在所述旋轉(zhuǎn)裝置中的容器的封閉面的上面，其位置使得入射到容器的封閉面和從容器的封閉面反射的所述光束(44，45)處于與封閉面垂直的平面中；以及檢測(cè)容器封閉面均勻度變化的裝置(52)；其特征在于所述光傳感器裝置(46)的特征是提供作為所述傳感器裝置上入射光位置的函數(shù)而變化的電輸出信號(hào)，由容器(22)的封閉面(36)反射的照在所述光傳感器裝置(46)上的光束(45)入射在所述傳感器裝置的某一位置上，根據(jù)所述光源(42)和所述傳感器裝置，光束(45)隨著封閉面的均勻度而變化，并且該變化作為當(dāng)容器旋轉(zhuǎn)時(shí)所述光傳感器(46)上反射光束(45)的入射位置的函數(shù)而被所述裝置(52)檢測(cè)到。
2.如權(quán)利要求1所述的裝置，包括第一和第二光源以及第一和第二光傳感器裝置，它們分別成對(duì)(56，58)地放置在所述旋轉(zhuǎn)裝置中的容器軸線的相對(duì)兩側(cè)，就每一所述對(duì)而言，入射(44)到容器的封閉面(36)和從容器的封閉面(36)反射(45)的所述光束處于與容器封閉面垂直的平面中。
3.如權(quán)利要求2所述的裝置，其中所述變化檢測(cè)裝置(52)包括檢測(cè)作為在所述第一和第二傳感器裝置中的每一個(gè)上反射光束(45)的入射位置變化的復(fù)合函數(shù)的所述封閉面均勻度變化的裝置。
4.如權(quán)利要求3所述的裝置，其中所述第一和第二傳感器裝置中的每一個(gè)提供一個(gè)電信號(hào)，該信號(hào)作為相關(guān)的反射光束(45)的入射位置的函數(shù)而變化，并且其中所述變化檢測(cè)裝置(52)包括對(duì)所述信號(hào)之和作出響應(yīng)的裝置。
5.如權(quán)利要求3所述的裝置，其中所述第一和第二傳感器裝置中的每一個(gè)提供一個(gè)電信號(hào)，該信號(hào)作為相關(guān)的反射光束(45)的入射位置的函數(shù)而變化，并且其中所述變化檢測(cè)裝置(52)包括對(duì)所述信號(hào)之差作出響應(yīng)的裝置。
6.如前面任何一項(xiàng)權(quán)利要求所述的裝置，其中所述光傳感器裝置(46)包括一個(gè)橫向效應(yīng)二極管(50)，放置位置使其在所述平面中具有橫向效應(yīng)軸。
7.如前面任何一項(xiàng)權(quán)利要求所述的裝置，其中所述光傳感器裝置(46)包括一個(gè)光敏元件陣列(50)，放置位置使所述陣列處于所述平面中。
8.如前面任何一項(xiàng)權(quán)利要求所述的裝置，其中所述光源(42)包括提供所述具有能量的窄的校準(zhǔn)光束的裝置。
9.如權(quán)利要求8所述的裝置，其中所述光源(42)包括一個(gè)激光器。
10.檢驗(yàn)容器(22)的方法，該容器的封閉面(36)的高度出現(xiàn)變化，所述方法包括以下步驟(a)圍繞容器的軸旋轉(zhuǎn)容器；(b)當(dāng)容器旋轉(zhuǎn)時(shí)，使得具有能量的光束(44)成銳角射向容器的封閉面，因此使得入射到容器的封閉面和從容器的封閉面反射的光束處于與封閉面垂直的平面中；(c)將光傳感器(46)定位，使其接收從封閉面反射的光束，因此由容器的封閉面反射并照射到光傳感器的光束(45)在所述傳感器的一個(gè)位置上是入射光，它根據(jù)所述傳感器隨封閉面的均勻度而變化；以及(d)檢測(cè)當(dāng)容器旋轉(zhuǎn)時(shí)作為所述傳感器上反射光束的入射位置的函數(shù)的容器封閉面的均勻度變化。
11.如權(quán)利要求10所述的方法，還包括步驟(e)當(dāng)容器旋轉(zhuǎn)時(shí)，使得具有能量的第二光束(44)成銳角射向容器(22)的封閉面(36)，因此使得入射到容器的封閉面和從容器的封閉面反射的光束處于與封閉面垂直的第二平面中；(f)將第二光傳感器定位，使其接收從封閉面反射的第二光束(45)；以及(g)檢測(cè)當(dāng)容器旋轉(zhuǎn)時(shí)作為所述傳感器上反射光束的入射位置變化的復(fù)合函數(shù)的容器封閉面的均勻度變化。
12.如權(quán)利要求11所述的方法，其中所述平面位于容器軸線的相對(duì)兩側(cè)。
全文摘要
用于檢驗(yàn)容器成品的封閉面的裝置包括一個(gè)光源，當(dāng)容器圍繞其中心軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，光源的位置可將具有能量的窄的光束直接照射到容器的封閉面上。光傳感器用于接收由封閉面反射的具有能量的窄的光束，并提供作為傳感器上反射光束的入射位置的函數(shù)而變化的輸出信號(hào)。傳感器與有關(guān)的電子電路相連，提供表示容器高度的信息，并且當(dāng)容器的高度、封閉面的凹凸?fàn)顩r或加上旋蓋的容器成品超過預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，提供用于控制將容器從傳輸機(jī)系統(tǒng)分離的信號(hào)。
文檔編號(hào)G01N21/90GK1120157SQ9511484
公開日1996年4月10日 申請(qǐng)日期1995年4月6日 優(yōu)先權(quán)日1994年4月7日
發(fā)明者J·A·林格里恩 申請(qǐng)人:歐文斯-布洛克威玻璃容器有限公司