CN1135188C - 用于检查包装品的方法和装置 - Google Patents
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Abstract
为了检查包装品(10)特别是香烟包装品的外观的正确形状，使包装品(10)移动通过静止的光电式检查装置即摄像机(32、33)。后者记录包装品(10)的外表面。检查装置即摄像机(32、33)利用被检查的包装品经过启动用探测器(39)触发起动。利用另一个探测器即利用与有缺陷的包装品相作用的缺陷探测器(42)致动下游侧的排出装置(34)。
Description
本发明涉及一种检查包装品特别是香烟包装品的方法，用于检查外观的正确形状和分捡出带缺陷的包装品，这个过程是在利用传输装置沿着一检查区间传输包装品并通过静止的检查装置，特别是至少一个摄像机的情况下进行的，并将有缺陷的包装品在检查装置的下游侧分检出来。本发明还涉及一种用于实施该方法的装置。
在生产高质量的包装品特别是香烟包装品时，尽管包装机输出量很大，也应保证(香烟)包装品的正确的外观。为此，对于完成的包装品的外观要进行检查操作。以及对于其上有印制缺陷和/或没有正确形状的包装品要分捡出来。
为了对包装品进行检查，使用的检查装置最好是摄像机，其记录需检查的包装品的外观图像并且在评估单元中将其与存储的正确的包装品的图像相比较。对于有缺陷的包装品，评估单元作为一种适当的(机械式)排出装置动作将其排出。最好在连续传输包装品的过程中对包装品进行检查操作。
本发明的目的是在实施检查(香烟)包装品方法的过程中能保证尽管在高传输速度下仍可记录包装品的精确图像。
为了实现这一目的，按照本发明的第一方面，提供一种检查包装品的方法，用于对包装品外观的正确形状进行检查，其中包装品借助传输装置沿检查区间输送，并使之通过静止的检查装置，有缺陷的包装品被设置在检查装置下游的排出装置从包装品的传输路径分捡出来，其特征在于：a)当每个包装品移过检查装置时，检查装置被周期性启动以便检测包装品；b)检查装置被一个启动探测器接通，所述启动探测器由被检查的包装品启动；c)排出装置被一个缺陷探测器启动，所述缺陷探测器由移过缺陷探测器的有缺陷包装品启动；d)排出装置以短暂延迟被启动，所述短暂延迟能够根据包装机的运转速度变化。
按照本发明的第二方面，提供一种检查包装品的装置，用于检查包装品外观的正确形状，其中包装品能够在检查区间的区域内彼此按照一定间距被检查用的传输装置输送光电式检查装置设置在检查区间的区域内以检查包装品的外观，在有缺陷包装品的情形中，一个设置在检查装置下游的排出装置可被启动，以便从包装品的传输路径排出有缺陷包装品，其特征在于：a)在检查区间的区域内的一个启动探测器设置在检查装置的上游；b)启动探测器可被移过它的一个包装品启动，检查装置可被立即接通；c)排出装置可被一个缺陷探测器启动，所述缺陷探测器可被移过它的一个有缺陷包装品启动；d)排出装置能够以一个短暂延迟被启动，所述短暂延迟可根据包装机的运转速度变化。
因此，根据本发明的方法，能保证检查装置特别是摄像机能严格地在包装件相对于摄像机之类处于最佳位置的瞬时启动或接通。同时，或者作为一种替换方案，还可以在尽管连续的包装品的高传输速度情况下利用该结果接通一相应的照明装置，从而记录包装品的精确图像。该启动用探测器最好是一遮光器，需检查的包装品移动通过该遮光器。
本发明的再一个特征是排出装置的控制，该排出装置用于由传输流水线中分捡出有缺陷的包装品。该排出装置由评估单元启动。在沿传输方向的排出装置的上游侧配置一缺陷探测器，特别是一遮光器，如果为了分捡出相关的包装品排出装置变为动作状态，遮光器必须启动。用于排出装置的缺陷探测器与一“评估用窗口”配合工作，也就是说，利用包装品传输区工作，一旦有缺陷的包装品预先已经安放，只有在相关的包装品在一定时间阶段出现在缺陷探测器的评估用窗口时，该排出装置才变为启动状态。如果这一要求没有满足，本发明分捡出多个接连的包装品特别是3个包装品以作为一种预防措施。
摄像机、探测器和排出装置按照特定的方式配置，并根据机械循环周期控制。
下面参照该装置的示范性实施例进一步详细介绍本发明。在各附图中：
图1是表示用于检查(香烟)包装品的装置的示意侧视图，
图2是根据图1的装置但无传输装置的示意图，
图3是根据图2的装置沿图2的断面III-III的横向放大视图，
图4是排出装置控制部分的示意图，
图5是另一种用于检查(香烟)包装品的装置的示意侧视图，
图6是沿图5中的断面VI-VI的在送入传输装置和检查区间之间的转移传输的详细示意放大视图，
图7是沿图6中的断面VII-VII的(根据图6表示的)横向视图。
下面详细说明与检查方形包装品10即香烟包装品相关的附图。这些包装品来自包装机或者来自指定为包装机的干燥转盘(未表示)。各包装品10一个接一个地引入水平传输区间11。在该区域，在转移的过程中对包装品10进行检查操作。
传输区间11包装多个接收并通过一个接一个的包装品10的循环形传输装置。检查区间14形成在送入传输装置12和移出传输装置13之间。在所述检查区间的区域内，由检查用传输装置15转移包装品10。
送入传输装置12包装一循环形顶部传动带16和同样的循环形底部传送带17。顶部传输带16和底部传输带17具有一些沿带携带的元件18，每个元件在包装品(香烟)后侧面夹住包装品10，使得这些包装品10能彼此按照相同的间隔分开传输。在这种情况下，包装品10被夹在顶部传送带16的传输带表19和底部传输带17的传输带表20之间。各包装品的相对位置是这样的，即大表面面积的前侧面21和对应的后侧面22是沿传输方向分别朝前和朝后取向的。窄的细长侧面23、24分别贴靠顶部和底部传输带表19、20。端面25、26是朝向侧面的。
按照这种位置关系，包装品10利用如旋转驱动星形轮27的始侧传输装置引入到送入传输装置12的区域。后者在所有情况下利用沿径向接近的沿带携带的元件夹住一个包装品，并将包装品引入到传输带表19和20之间。
由送入传输装置12接收包装品10的检查用传输装置15专门包含横向的窄传输带特别是环形传输带29、30。该传输带29、30具有传输带(表)相互面向贴靠，侧面朝向包装品10的表面(即端面25和26)。相对定位是经选择的，即环形传输带(表)29和30在包装品的顶横断面区域贴靠包装品10。环形传输带29、30在各横向支承辊31范围内运转。
为了在转移的过程中对包装品10的外观图像进行记录，将检查装置定位在检测用传输装置15的区域内。在目前实例中，这些检查装置是摄像机32、33，每个分别定位于传输区间11和检查用传输装置15的上方和下方。摄像机32、33按倾斜位置精确配置，使每个摄像机32、33能至少记录包装品10的两个表面，就是说，在目前实例中，能分别记录前侧面21、侧面23以及后侧面22和底侧面24。摄像机32、33记录外观，即特别是印刷或者是税印的出现，而且还记录形状的缺陷。
有缺陷的包装品10在检查用传输装置15区域内的检查装置下游侧由排出装置34精确地分捡出来，该排出装置34从上方作用于相关的包装品10并排出或利用杠杆排出，所述包装品由在环形传输带29、30之间的位置向下进入收集容器35中。排出装置34装有一可由加压媒体致作的可伸出的推杆36。
正确构成的包装品由检测用传输装置15转移到该移出传输装置13。后者再包含顶部传输带37和底部传输带38。各正确的包装品10在这些传输带37和38之间向远侧转移，相对位置不变。
用于包装品10的光电式检测装置即摄像机32、33平时不启动工作，而是仅短暂地接通工作，以便检查或检测经其通过转移的包装品10。利用被检查的包装品10本身产生触发信号，用以启动摄像机32、33。为此，使包装品10移动通过一探测器，即一沿包装品10的移动路径侧面定位的启动用探测器39。所述探测器由被检查的包装品10启动。该启动用探测器39产生信号，用于接通或启动摄像机32、33如果合适还有照明装置。
启动用探测器39与一由包装品10遮光的遮光器配合工作。为此，启动用探测器39包含发送器和接收器。由发送器发出的光束由设置在包装品10的移动路径对侧的平面镜40反射，并由接收器接收。
由图3可以看出，启动用探测器39和平面镜40相对于包装品10的移动路径按照特定的方式定位，即光束41沿二大面积表面即沿传输方向取向的前侧面21和后侧面22的对角线方向取向。在这种情况下，启动用探测器39设置在移动路径上方，平面镜40配置在其下方，或者相反。即使包装品10按照倾斜或偏斜取位，这种启动用探测器39和光束41的取位关系也能保证；当包装品10的一个区域(可能是沿传输方向照射的区域)通过进入光束41的区域时，摄像机32、33也能工作。
另外，对于启动用探测器39的发送器和接收器还可以彼此分别配置。在这种情况下，可以无需平面镜40。取代平面镜40，于是可以将接收器设置在启动用探测器39中配置的发送器的对面。
在启动排出装置34方面也具有独特的特征。该装置同样设计有探测器即缺陷探测器42。缺陷探测器42也根据遮光器原理工作由移动通过遮光器的包装品10反射该光。
缺陷探测器42精确地设置在启动用探测器32和排出装置34之间，与所述排出装置保持预定的间隔距离44。一旦提前已识别有缺陷的包装品，由缺陷探测器42启动排出装置34动作。
由于缺陷探测器42具有双重功能，使检查装置和分捡(出)装置相互作用。平时缺陷探测器42是投入工作的，因此监测经其通过的包装品10，也就是说，正确图案的包装品10通过。在这种情况下，缺陷探测器42检查被转移的各包装品10是否按照预定的间隔。
如果检查装置即摄像机32、33确认一个有缺陷的包装品10，排出装置34接收一对应的启动信号。于是很快当这一有缺陷的包装品10传输通过缺陷探测器42时，缺陷探测器42产生一使排出装置34动作的信号。所述排出装置按一定延迟动作，该延迟对应于间隔44或者是考虑可能的空转时间(例如排出装置34的空转时间)，有时较短，并从检查用传输装置15的区域排出包装品10。
为了保证功能执行程序10，在启动用探测器39和缺陷探测器42之间有一定间隔距离43。这一间隔距离43决定了这样一段时间，这段时间是倘若机器的(旋转)速度一定，如果适当处在启动用探测器39的区域内安置的缺陷探测器10需要建立的，以便通过进入缺陷探测器42的区域内。
正如下面将要解释的，对于间隔43还可以利用机器的旋转角度或周期来表示。机器中的某一个轮例如连接到驱动装置上运转的一个轮作为基准数。该间隔与机器的工作周期或者速度相关联并且具有限定的直径。因此，参照这一轮的旋转角度可以确定包装品的行进量。为了由轮的旋转速度来确定，对于机器的传输速度同样也是可以的。因此，隔离43不止确定了一段时间而且还确定了某一机器工作周期或者机器的旋转角度。
缺陷探测器42也按同样预定的间隔44配置在排出装置34的上游侧。这样就形成延迟再动作排出装置34，以便保证一旦由缺陷探测器42检测到有缺陷的包装品10就将其排出。
缺陷探测器42与评估用窗口45配合工作，该窗口构成对于到来的包装品的容差区域或者用于启动排出装置34。当一(有缺陷的)包装品10出现在评估用窗口45的区域内时，或者在与对应的时间窗口的短暂时间内，缺陷探测器42产生用于启动排出装置34的信号。如果相反，接着由评估用单元的相应的指示即在接着与机器的预定旋转角度或周期相对应的预定时间段或路径的评估用窗口内没有检测到有缺陷的包装品10，就存在一种各包装件10没有按照正确的间隔转移传输的危险。在这种情况下，作为一种预防措施，大量的包装品10最好是3个接连的包装品10由排出装置34中分捡出来。这是基于这样一种假设，即实际上有缺陷的包装品10也已经可靠地被检测，并按这种方式分捡出来。
检查装置和排出装置的功能是根据机器工作周期控制的。为此，将星形轮27指定为一个角度编码器46，其产生一个与例如为传输带(表)19、20或者环形传输带29、30的与包装机一道运转的装置严格对应的信号，或者根据包装机的当时的运转速度产生该信号，并因此重现在传输区间14的区域内的包装品10的当时的传输速度。星形轮27连接到包装机的驱动装置上。旋转速度始终对应于包装机的运转速度。
缺陷探测器42执行双重功能，为此，始终是投入工作的。另一方面，如前所述，排出装置34按照精确的时间动作，以便分捡出有缺陷的包装品10。然而，另一方面，缺陷探测器42始终监测包装品10的正确转移传输，即根据各包装品之间的间隔监测。根据包装机的运转速度或者由角度编码器46预定的距离来设定缺陷探测器42，以便使包装品10按照一定的空间或者时间间隔移动通过探测器42。如果没有考虑到该空间或者时间间隔(考虑到容差区域)，就认为在传输区间11的区域内的包装品10的转移传输是不正常地进行的。
图4是排出装置34的控制原理图。与包装机的运转速度成比例的角度编码器46提供每秒的脉冲测量值48。此外，然后将这一生成值除以1000，以便得到一校正值51。由代表排出装置34和缺陷探测器42之间的距离的一设定参数52中减去这一校正值51。这一减法53是利用缺陷深测器42的信号54完成的。按照这种方式计算的差提供了在排出装置34动作之前必须通过的角度编码器脉冲的数目。一旦这一段时间已经经过，生成用于动作排出装置的信号55。接着一短暂的空转时间或者如果适当甚至同时，发生排出香烟包装品56。
图5、6和7表示用于(香烟)包装品10的检查装置的再一实施例。
这一实施例的独特特征是检查用传输装置15的形状。如在图1中的实施例所示的，其包含两个横向环形传输带29、30，它们靠在包装品10的横向端面25、26上。另外，一个用于夹住包装品10的附加传输装置配置在位于环形传输带29、30下方的检查区间14或检查用传输装置15的部分区域内。该附加传输装置也包含有环形传输带57、58，它们在环形传输带29、30下方并与之维持距离以平行方式运转。环形传输带57、58还被引导通过支承辊59，这些辊等轴线位于在支承辊31下方。
上述的用于包装品的附加环形传输装置，即环形传输带57、58由送入传输装置12沿着其本身的检查区间14延伸，然而终止在距排出装置34的一定距离处。排出装置在其中由(上)环形传输带29、30专门传输的包装品10的区域内是可操作的。
一个用于由送入传输装置12向检查用传输装置15转移包装品10的再一个独特特征部分已经实现。在该示范性实施例中，检查用传输装置即环形传输带29、30和环形传输带58、59终止在送入传输装置12的传输带19、20的偏转辊60、61的区域内。为了保证由送入传输装置12向检查用传输装置15的包装品10的可靠和尤其是精确定位传输，将特定的转移装置定位在偏转辊60、61的区域内。它们被设计成能使它们在包装品后侧面22区域内夹住该包装品10，以及按照加速运动转移到环形传输带29、30；57、58的区域。
这些转移装置是旋转驱动的叶轮62、63，它们设置在传输带19、20的范围内，按等轴线专门配置在偏转器辊60、61上。叶轮62、63按照与送入传输装置12同步的速度驱动。为了实现这一点，叶轮62、63连接到偏转器辊60、61上。后者本身是按照齿轮构成的。因此，传输带19、20包含与偏转器辊60、61的齿相啮合的带齿的带。
如在图6中所示，叶轮62、63装在包装品10的移动路径的上方和下方，即处在传输带19和20的区域内，两个叶轮每个安装在公共轴64、65上。各上叶轮62彼此按照明显的距离设置，因此能夹住在邻近后侧面22的端面25、26的区域内的包装品。各下叶轮63彼此隔开较少的距离，在后侧面22的中心区夹住包装品10。
叶轮62、63具有指定的形状。每个叶轮62、63包含即两个直径方向上近于相对的叶片60、67。当叶轮62、63旋转时，所述叶片靠住包装品的后侧面22由顶部向底部移动。面向包装品的叶片66、67的侧面为S形结构具有冠状凸起68。该凸起可靠在该后侧面22上。利用叶片66、67可以按照高于送入传输装置12的传输速度的传输速度将包装品10驱动进入该送入传输装置的区域内。
为了保证包装品10的精确直立就位，它们以可调节的方式被夹在它们的竖直方向侧面23、24的区域内。为此，叶轮62、63具有圆形的中间部分69。叶片66、67相对于叶轮62、63的旋转轴线按偏斜的方式连接到该中部部分69上。该中部部分69的(圆形)圆周表面中的一部分当包装品10被转移时依靠在检测用传输装置15的上下侧面23、24上(图7)。
在这一示范性实施例中，另一个独特特征是送入传输装置12的设计结构。由图6可看出，底部传输带17包含两个彼此相距一定距离的单个传输带。后者的形状在于具有不同的宽度，以便保证对各种尺寸的包装品10的最佳导引。下叶轮63配置在被指定于单一传输带70、71的两个偏转器辊61之间。
顶部传输带16包含单一传输带72，其运转时中心在包装品的中部或者稍微偏移，以及还包含单一的传输带70、71。该单一传输带72被导引在单一的偏转器辊60范围内。两个叶轮62设置在单一的传输带72的两侧。
Claims (13)
1.一种检查包装品(10)的方法，用于对包装品外观的正确形状进行检查，其中包装品(10)借助传输装置沿检查区间(14)输送，并使之通过静止的检查装置，有缺陷的包装品(10)被设置在检查装置下游的排出装置(34)从包装品(10)的传输路径分捡出来，其特征在于：
a)当每个包装品移过检查装置时，检查装置被周期性启动以便检测包装品(10)；
b)检查装置被一个启动探测器(39)接通，所述启动探测器由被检查的包装品(10)启动；
c)排出装置(34)被一个缺陷探测器(42)启动，所述缺陷探测器由移过缺陷探测器(42)的有缺陷包装品(10)启动；
d)排出装置(34)以短暂延迟被启动，所述短暂延迟能够根据包装机的运转速度变化。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述短暂延迟可以根据输送包装品(10)的初端传输装置的区域中的角度编码器变化。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于：缺陷探测器(42)总是起作用的，移过它的所有包装品(10)被扫描以确定包装品(10)之间正确的预定间距，在有缺陷包装品(10)的情形中，排出装置(34)接收来自检查装置的信号，从而当有缺陷包装品(10)移过缺陷探测器时，使排出装置(34)以短暂延迟被启动。
4.如权利要求2所述的方法，其特征在于：缺陷探测器(42)与评估窗口(45)配合工作，因而使有缺陷包装品在预定间隔或预定时间间隔内进入缺陷探测器(42)的工作区的有缺陷包装品受到检测或予以关注。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于：缺陷探测器(42)的评估窗口(45)可以根据包装机的运转速度变化。
6.一种检查包装品(10)的装置，用于检查包装品外观的正确形状，其中包装品能够在检查区间(14)的区域内彼此按照一定间距被检查用的传输装置(15)输送光电式检查装置设置在检查区间(14)的区域内以检查包装品(10)的外观，在有缺陷包装品(10)的情形中，一个设置在检查装置下游的排出装置(34)可被启动，以便从包装品(10)的传输路径排出有缺陷包装品(10)，其特征在于：
a)在检查区间(14)的区域内的一个启动探测器(39)设置在检查装置的上游；
b)启动探测器可被移过它的一个包装品(10)启动，检查装置可被立即接通；
c)排出装置(34)可被一个缺陷探测器(42)启动，所述缺陷探测器可被移过它的一个有缺陷包装品启动；
d)排出装置(34)能够以一个短暂延迟被启动，所述短暂延迟可根据包装机的运转速度变化。
7.如权利要求6所述的装置，其特征在于：在检查区间(14)的区域中的包装品(10)可利用用作检查传输装置(15)的两个相互面对的环形传输装置输送，所述检查传输装置贴靠横向上的包装品表面。
8.如权利要求7所述的装置，其特征在于：至少在检查区间的第一局部区域中，包装品(10)的环形输送器包括两个传输装置或环形传输带(20，30；57，58)，一个设置在另一个上方，两个环形传输带(20，30；57，58)靠在横向的包装品表面上。
9.如权利要求8所述的装置，其特征在于，在排出装置(34)区域内的包装品(10)可以仅利用两个相互面对的环形传输装置(29、30)传输。
10.如权利要求6所述的装置，其特征在于，一送入传输装置(12)设置在检查用传输装置(15)上游侧，该送入传输装置的传输带(19、20)在包装品(10)的移动路径的上方和下方运转并且分别靠在包装品(10)的顶部和底部侧面(23、24)上，以及利用送入传输装置(12)将包装品(10)转移到检查用传输装置(15)的起始区域内并再转移到该检查用传输装置，一个转移传输装置设置在由送入传输装置(12)到检查用传输装置的转移区内，用于在所有情况下在后侧面(22)夹住包装品(10)，以便将包装品(10)精确选位地引入检查用传输装置(15)。
11.如权利要求10所述的装置，其特征在于，该转移传输装置包含两个上方和两个下方叶轮(62、63)，它们以成对方式夹住每个包装品(10)的后侧面(22)，在所有情况下利用同时由上方和由下方的叶片(66、67)夹住包装品(10)的叶轮(62、63)可以和送入传输装置(12)同步运转。
12.如权利要求11所述的装置，其特征在于，叶轮(62、63)利用冠状凸起(68)夹住每个包装品(10)的后侧面(22)并且利用横向圆形中部部分(69)导引竖直的包装品表面。
13.如权利要求11所述的装置，其特征在于，利用叶片(66、67)按照高于送入传输装置(12)的传输速度的传输速度将包装品(10)驱动进入该送入传输装置(12)的区域内。
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