ОПТОЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ РЕГИСТРИРУЮЩАЯ СИСТЕМА Российский патент 2011 года по МПК G01N21/90 

Изобретение относится к оптоэлектрической регистрирующей системе в соответствии с ограничительной частью пункта 1 формулы изобретения.

В машинах для обработки емкостей, например в этикетировочных машинах, известны оптоэлектрические регистрирующие системы для регистрации элементов профиля и/или оформления емкостей, а именно, в частности, для ориентации емкостей по отношению к этим элементам тогда, когда этикетки или другие элементы оформления должны быть нанесены на емкости в заданном пространственном соотношении с элементами профиля и/или оформления.

Такие оптоэлектрические регистрирующие системы состоят, как правило, по меньшей мере, из одной электронной камеры для регистрации или отображения элемента профиля и/или оформления и соответствующего устройства освещения. Например, в устройстве обработки изображения с компьютерным управлением происходит затем обработка переданных камерой данных изображения, а именно, например, для ориентации емкостей за счет вращения или поворота вокруг их оси. Если в одной и той же установке обрабатываются емкости разной формы или с разными элементами профиля и/или оформления, то часто однозначная обработка переданных, по меньшей мере, одной камерой данных изображения не возможна или возможна лишь весьма условно.

Одно из таких устройств известно, к примеру, из ЕР 1617208 А1. Устройство, предложенное в данном документе, предназначено для выявления дефектов в прозрачных или полупрозрачных предметах. При этом предмет предлагается проверять методом проходящего света, а предусмотренные для проверки камеры выполнены в узко ограниченной области с возможностью регулировки их по высоте. Что касается возможности регулировки камер по высоте, их предлагается регулировать лишь в области освещения. Кроме того, поскольку это устройство предназначено исключительно для просвечивания проверяемого объекта, оно подходит лишь для простых задач контроля.

Известно также устройство из DE 102005023534 А1. Устройство, предложенное в данном документе, позволяет проверять этикетируемые сосуды с помощью, по меньшей мере, одной камеры для отображения, по меньшей мере, этикетируемых участков сосудов и, по меньшей мере, одного устройства освещения, испускающего поляризованный свет. При этом и устройства освещения, и камеры расположены в одной плоскости, поэтому при определенных формах емкостей, к примеру, снабженных тонкими и неяркими клеймами или тиснениями, возможны ошибки выявления дефектов.

Задача изобретения состоит в создании регистрирующей системы, благодаря которой удается избежать этих недостатков. Для решения этой задачи регистрирующая система выполнена в соответствии с признаками пункта 1 формулы изобретения.

Усовершенствования, преимущества и возможности применения изобретения приведены в нижеследующем описании примеров его осуществления и на чертежах. При этом все описанные и/или изображенные признаки сами по себе или в произвольной комбинации являются принципиально объектом изобретения независимо от их объединения в пунктах формуле изобретения или от их подчиненности. Также содержание пунктов формулы изобретения является составной частью описания.

Изобретение поясняется ниже на примере его осуществления с помощью чертежей, на которых изображают:

фиг.1 - в схематичном виде вертикальный разрез вращающегося стола с расположенной на вращающейся подставке бутылкой и расположенной сбоку от вращающегося стола оптоэлектрической регистрирующей системой для регистрации элементов профиля и/или оформления движущихся мимо нее на вращающемся столе бутылок;

фиг.2 - упрощенный вид сверху на вращающийся стол и камерное устройство оптоэлектрической регистрирующей системы из фиг.1;

фиг.3 - вращающийся стол аналогично фиг.2 вместе с устройством освещения оптоэлектрической регистрирующей системы из фиг.1.

На чертежах представлен стол 1, приводимый во вращение вокруг вертикальной оси VA машины для обработки бутылок или емкостей, например этикетировочной машины. На периферии вращающегося стола 1 расположены несколько распределенных вокруг оси VA, выполненных в виде вращающихся подставок 2 держателей емкостей, установленных с возможностью индивидуально управляемого вращения или поворота соответственно вокруг оси DA вращения посредством привода вращения или сервопривода 3. Для обработки, например этикетирования, на каждой вращающейся подставке 2, опираясь на нее своим донышком, расположена бутылка 4, ось которой соосна или, в основном, соосна с осью DA. За счет прижима 5 бутылки 4 фиксируются на соответствующей вращающейся подставке 2 от опрокидывания.

Бутылки 4 снабжены на своей наружной поверхности бросающимся в глаза элементом 4.1 профиля и/или оформления. Соответствующий элемент 4.1 профиля и/или оформления может быть самого разного рода, например в виде трехмерного возвышающегося профиля или элемента оформления или углубленного трехмерного профиля или элемента оформления на наружной поверхности бутылок 4, например также в виде клейм, тиснений, украшений и т.д. Элемент профиля и/или оформления может быть также двухмерным.

Например, для нанесения этикеток 6 в заданном пространственном соотношении с данным элементом 4.1 профиля и/или оформления требуется за счет соответствующего управления данным приводом 3 вращать расположенную на вращающейся подставке 2 бутылку 4 вокруг оси DA так, чтобы по отношению к своему элементу 4.1 профиля и/или оформления она имела заданную ориентацию самое позднее тогда, когда она движется с вращающимся столом 1 мимо этикетировочного агрегата (не показан) обрабатывающей машины.

Отдельные бутылки 4 подаются к обрабатывающей машине или вращающимся подставкам 2 по транспортеру и через бутылочный вход в вертикальном положении в произвольной ориентации по отношению к элементам 4.1 профиля и/или оформления. Для регистрации произвольной ориентации (фактическое значение) и управления необходимым для требуемой ориентации вращательным движением соответствующей вращающейся подставки 2 вокруг оси DA на не вращающейся с вращающимся столом 1 части обрабатывающей машины расположена оптоэлектрическая регистрирующая система 7, а именно с камерным устройством 8 и устройством 9 освещения. Регистрирующая система 7 расположена на обращенной от оси VA стороне круговой траектории движения вращающегося стола 1, т.е. радиально за пределами этой траектории движения.

Камерное устройство 8 состоит, в общем, из четырех электронных камер 10, установленных в общем корпусе 11, а именно таким образом, что с помощью каждой камеры 10 можно регистрировать в виде изображения стоящие на вращающихся подставках 2 вращающегося стола бутылки 4 в любом случае в зоне их элементов 4.1 профиля и/или оформления. Как обозначено двойной стрелкой В на фиг.1, отдельные камеры 10 установлены с возможностью, например, индивидуального регулирования, а корпус 11 также установлен с возможностью регулирования, а именно для регулирования по высоте по вертикальной оси, для настройки расстояния между камерным устройством 8 и вращающимся столом 1 по горизонтальной оси, для поворота камерного устройства 8 вокруг горизонтальной оси параллельно воображаемой касательной к вращающемуся столу 1 или круговой траектории вращающихся подставок 2 и для поворота вокруг вертикальной оси.

Кроме того, камеры 10 установлены в корпусе 11 так, что каждая камера 10 отстоит приблизительно на одинаковом расстоянии от траектории, по которой движутся вращающиеся подставки 2 или их оси DA.

Устройство 9 освещения выполнено в виде криволинейной светящейся ленты, обращенной своей вогнутой стороной к вращающемуся столу 1, охватывает часть его периферии на расстоянии от нее, проходит в направлении А вращения и состоит, например, из соответственно криволинейного корытообразного корпуса 12, в котором расположено множество работающих от сети светоизлучающих элементов 13 в виде светодиодов.

Образованное светодиодами 13 светодиодное устройство, например, сегментировано, т.е. оно состоит, в том числе, из нескольких расположенных в продольном направлении корпуса 12 и при этом следующих друг за другом приблизительно в направлении А вращения стола 1 светодиодных сегментов 14, каждый из которых состоит из устройства с множеством светодиодов 13. В данном примере устройство 9 освещения проходит по угловому диапазону вращательного движения стола 1, который больше занимаемого камерным устройством 8 углового диапазона, так что даже для первой и последней по отношению к направлению А вращения стола 1 камер 10 камерного устройства 8 обеспечивается оптимальное освещение устройством 9 освещения движущихся мимо него бутылок 4. Устройство 9 освещения установлено также с возможностью настройки и поворота, в частности также вокруг, по меньшей мере, одной горизонтальной оси параллельно воображаемой касательной к круговой траектории движения вращающихся подставок 2 или их осям DA, как это обозначено на фиг.1 двойной стрелкой С. За счет этого на выбор возможно освещение бутылок 4 или их элементов 4.1 профиля и/или оформления наискось снизу или наискось сверху соответственно под разными углами, а также сбоку. Поскольку камерное устройство 8 установлено также с возможностью настройки, для регистрирующей системы существуют, например, следующие возможности настройки:

- камерное устройство 8 или камеры 10 своей оптической осью или осью регистрации изображения ориентированы по регистрируемым элементам 4.1 профиля и/или оформления горизонтально или, в основном, горизонтально и тем самым радиально или в основном радиально к оси VA, а устройство 9 освещения ориентировано для освещения элементов 4.1 профиля и/или оформления наискось снизу или наискось сверху;

- устройство 9 освещения ориентировано для бокового или радиального по отношению к оси VA или в основном радиального освещения элементов 4.1 профиля и/или оформления, а камерное устройство 8 ориентировано для регистрации или отображения элементов 4.1 профиля и/или оформления наискось вниз или наискось вверх, т.е. камерное устройство 8 или камеры 10 находятся соответственно под или над устройством 9 освещения и своими оптическими осями ориентированы соответственно наискось вниз или наискось вверх.

За счет настройки камерного устройства 8 или оптической оси камер 10 изменяется, следовательно, угол регистрации изображения. За счет настройки устройства 9 освещения изменяется угол, под которым отраженный свет падает на бутылки 4. Камерное устройство 8 и устройство 9 освещения находятся на общей стороне траектории движения бутылок 4. Освещение бутылок 4 или элементов 4.1 профиля и/или оформления происходит тем самым за счет отраженного света.

В зависимости от выполнения элементов профиля и/или оформления настройка оптоэлектрической регистрирующей системы 7 может происходить тем самым так, что с помощью камер 10 создается особенно четкое и ясное изображение соответствующего элемента 4.1 профиля и/или оформления, а именно для обработки в системе 15 обработки изображения. В ней переданные камерным устройством данные изображения сравниваются с хранящимися в памяти данными изображения, а именно для управления соответствующим сервоприводом 3 таким образом, что стоящие на соответствующей вращающейся подставке 2 бутылки 4 имеют по отношению к своему элементу 4.1 профиля и/или оформления заданную ориентацию, а именно в соответствии с фиг.2 таким образом, что каждая бутылка 4 ориентирована тогда своим элементом 4.1 профиля и/или оформления в направлении А вращения стола 1.

Дополнительные камеры 16 и 17 установлены также сбоку от вращающегося стола 1 на не движущейся вместе с ним части обрабатывающей машины и с их помощью регистрируются движущиеся мимо бутылки. Камеры 16, 17 служат для контрольных целей, например предшествующая регистрирующей системе 5 в направлении А вращения камера 16 служит для установления или проверки наличия бутылки 4 на соответствующей вращающейся подставке 2, а следующая за регистрирующей системой 5 в направлении А вращения камера 17 - для установления или проверки точной ориентации бутылок 4.

Криволинейное выполнение устройства 9 освещения имеет то преимущество, что расстояние между ним и бутылками 4 во всей зоне охвата оптоэлектрической регистрирующей системы 7 постоянное или в основном постоянное.

За счет использования нескольких камер 10 возможна ориентация бутылок 4 даже при высокой производительности обрабатывающей машины, т.е. при большой частоте вращения стола 1. Переданные камерами данные изображения используются тогда, например, так, что при непрерывно вращающейся сначала подставке 2 с помощью первой или второй в направлении А вращения камеры 10 происходит предварительная ориентация бутылки 4, а именно, например, таким образом, что бутылки 4 своими элементами 4.1 профиля и/или оформления указывают радиально наружу по отношению к оси VA, причем в этом случае между предпоследней и последней в направлении А вращения камерами 10 происходит поворот подставки 2 на 90°, так что каждая бутылка 4 своим элементом 4.1 профиля и/или оформления ориентирована в направлении А вращения.

Изобретение было описано выше на одном примере его осуществления. Понятно, что возможны многочисленные изменения и модификации, не выходящие за рамки лежащей в основе изобретения идеи.

Изобретение предназначено для регистрации элементов профиля и/или оформления движущихся по транспортеру в направлении транспортировки бутылок или подобных емкостей. Оптоэлектрическая регистрирующая система содержит, по меньшей мере, одно камерное устройство, по меньшей мере, с одной электронной камерой и, по меньшей мере, одно соответствующее устройство освещения емкостей, по меньшей мере, в зоне их регистрируемых регистрирующей системой элементов профиля. При этом устройство освещения и/или, по меньшей мере, одна камера установлены с возможностью настройки по отношению друг к другу для разных углов падения света и/или для разных углов регистрации изображения. Изобретение позволяет повысить достоверность регистрации. 12 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Оптоэлектрическая регистрирующая система для регистрации элементов (4.1) профиля и/или оформления движущихся по транспортеру (1) в направлении (А) транспортировки бутылок или подобных емкостей (4), содержащая, по меньшей мере, одно камерное устройство (8), по меньшей мере, с одной электронной камерой (10) и, по меньшей мере, одно соответствующее устройство (9) освещения емкостей (4), по меньшей мере, в зоне их регистрируемых регистрирующей системой элементов (4.1) профиля и/или оформления, отличающаяся тем, что, по меньшей мере, одно устройство (9) освещения выполнено в виде ленточного, проходящего в направлении движения емкостей (4) источника света, при этом устройство (9) освещения и/или, по меньшей мере, одна камера (10) установлены с возможностью настройки по отношению друг к другу для разных углов падения света и/или для разных углов регистрации изображения, причем, по меньшей мере, одно камерное устройство (8) и/или, по меньшей мере, одно соответствующее устройство освещения установлены с возможностью перемещения между положением под траекторией движения, по которой движутся элементы (4.1) профиля и/или оформления емкостей (4), и положением на ней.

2. Система по п.1, отличающаяся тем, что, по меньшей мере, одно устройство (9) освещения выполнено для освещения отраженным светом.

3. Система по п.1 или 2, отличающаяся тем, что, по меньшей мере, одно камерное устройство (8) и, по меньшей мере, одно соответствующее устройство (9) освещения установлены на одной стороне траектории движения емкостей (4).

4. Система по п.1 или 2, отличающаяся тем, что, по меньшей мере, одно устройство (9) освещения установлено с возможностью перемещения между положением под камерным устройством (8) и положением над ним.

5. Система по п.3, отличающаяся тем, что, по меньшей мере, одно устройство (9) освещения установлено с возможностью перемещения между положением под камерным устройством (8) и положением над ним.

6. Система по п.1 или 2, отличающаяся тем, что, по меньшей мере, одно камерное устройство (8) установлено с возможностью перемещения между положением под устройством (9) освещения и положением над ним.

7. Система по п.3, отличающаяся тем, что, по меньшей мере, одно камерное устройство (8) установлено с возможностью перемещения между положением под устройством (9) освещения и положением над ним.

8. Система по любому из пп.1, 2, 5, 7, отличающаяся тем, что транспортер выполнен в виде приводимого во вращение вокруг вертикальной оси (VA) машины стола (1), при этом устройство (9) освещения на своей светоизлучающей и обращенной к траектории движения емкостей (4) стороне этой траектории движения выполнено соответственно криволинейным.

9. Система по п.8, отличающаяся тем, что устройство (9) освещения или образующий его источник света выполнено/выполнен настолько криволинейным, что оно/он по всей длине или, по меньшей мере, на большой части своей длины отстоит на одинаковом или, в основном, одинаковом расстоянии от траектории движения емкостей (4).

10. Система по п.1, отличающаяся тем, что, по меньшей мере, одно камерное устройство (8) и, по меньшей мере, одно соответствующее ему устройство (9) освещения установлены на обращенной от оси (VA) машины стороне траектории движения емкостей (4).

11. Система по п.1, отличающаяся тем, что, по меньшей мере, одно устройство (9) освещения на своей светоизлучающей стороне имеет постоянную или, в основном, постоянную силу света.

12. Система по п.1, отличающаяся тем, что устройство (9) освещения образовано множеством работающих от сети светоизлучающих элементов, например светодиодов (13).

13. Система по п.1, отличающаяся тем, что, по меньшей мере, одно камерное устройство (8) содержит, по меньшей мере, две следующие друг за другом в направлении (А) движения транспортера (1) камеры (10).