CN113767279A - 空玻璃容器的检查线 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了一种检查线(100),因此至少包括:‑在瓶口检查站处的瓶口检查设备(200),所述瓶口检查设备能够使用光线无接触地检测容器的颈部中的表面缺陷型缺陷;‑在基部检查站处的基部检查设备(300),所述基部检查设备能够使用光线无接触地检测容器的基部中的表面缺陷型缺陷;以及‑在射线照相测量站处的射线照相设备(400),所述射线照相设备用于自动测量待检查容器的至少一个区域的线性尺寸。三个设备(200、300、400)各自被布置在沿着容器的行进路径彼此不同的站处。在每个设备中,运输装置(11)的部段确保设备检查区域中的所述容器在垂直于容器的中心轴线的水平输送平面(Pc)中沿着路径(T)的直线部分被输送。
Description
技术领域
本发明涉及检查空玻璃容器(诸如例如瓶子、罐、烧瓶)的技术领域,目的是检测可能的尺寸缺陷和可能的裂纹型(check-type)缺陷。
更具体地,本发明涉及对制造之后在生产线中行进的空玻璃容器的尺寸的测量和空玻璃容器上的裂纹型缺陷的检查,目的是确定所述容器是否满足所需的尺寸标准和所需的不存在缺陷的标准。
在空玻璃容器制造之后,对其进行关于是否存在缺陷的各种检查,包括裂纹的存在或尺寸检查。
因此,已知存在这样的风险:容器具有一个或若干个玻璃分布不良的局部区域,其影响容器的美观性,或更严重地说,影响容器的机械强度。另外,玻璃容器中存在裂纹通常是严重的质量问题,因为它几乎总是导致较低的机械强度。
为了测量容器壁的厚度,例如从专利EP 0 320 139或专利EP 0 584 673中已知一种称为三角测量法的方法,该方法包括以非零入射角将光束投射在容器壁上,并且收集从壁的外表面和内表面反射的光束。
通过三角测量的光学测量的先前技术的一个替代方案是通过如由申请DE 102007 044 530或申请FR2738343A1描述的被称为“optique confocal à chromatisme(色差共聚焦光学,chromatism confocal optical)”法的方法的测量。该方法包括:发送具有彩色编码的光束:在传感器上回收由内表面和外表面反射的光束,所述传感器允许分析所述反射光束的波长;以及基于所述反射光束的波长确定厚度。
类似地,专利EP 2 676 127描述了一种在检查区域上的若干个测量点处测量容器的玻璃壁的厚度的装置,所述测量点沿着沿中心轴线取得的容器的确定高度以叠置的方式分布。该检查方法旨在检测透明容器中的材料分布的缺陷,所述透明容器具有中心轴线和界定在外表面与内表面之间的壁。
上述光学测量被广泛使用,因为它们是非接触式且非常快速的测量,但是它们都需要旋转容器以便在周缘上测量厚度。因此,不可能使用这些原理在容器的制造期间测量在输送线上在生产线中行进的容器。
另外,旋转容器以进行光学厚度测量是昂贵的。实际上,旋转需要使用复杂的处理设备。实际上需要停止输送机上平移到达的容器,以在测量期间驱动它们旋转并使它们在输送机上返回平移移动。然后使容器与引导件、辊、星形件接触。这些设定是冗长乏味的,并且涉及借助适于每种容器形式的装备(变化的装备)。最后,速率局限于每分钟300-400个容器,而目前在最高效的生产线上的当前玻璃容器产量超过每分钟700个容器。因此,在一些情况下需要双倍测量装备。
传统地,除了对空玻璃容器的壁进行厚度测量之外,还对容器颈部或容器口处(内径/外径、密封、高度)和容器瓶颈(collar)处(内径、内部轮廓、扩孔(broaching))进行测量。
为了进行这样的检查,已知使用一个或若干个装置,每个装置包括检查头,所述检查头旨在根据容器的性质降低至准确的距离,或者与容器接触,或者在检查期间支撑在容器上。传统地,使用具有适于将容器保持在特定位置中的线性输送机或优选地使用星形输送机的机器来执行这样的检查,通过分度的圆形运动将容器相对于不同的检查站放置。对于星形输送机,每个检查头沿着竖直往复运动而移动,而对于线性输送机,检查头另外具有水平位移。
专利FR 2 818 748描述了一种检查装置,其包括安装在水平滑动件上的头,该水平滑动件固定到滑架,该滑架通过安装在松动滑轮(loose pulley,游滑轮)与由伺服马达驱动的滑轮之间的带沿着竖直往复运动而移动。这样的装置的缺点之一是相对较大的移动质量,这限制了检查头的位移的速度和加速度。因此,容器的检查率受到限制,这是在线容器生产工艺中的主要缺点。当检查头旨在与容器接触时,出现了这样的已知装置的另一个缺点。实际上,检查头的行程没有被限定,这是由于容器的高度离散和影响该行程的缺陷(诸如在扩孔操作期间不允许检查头向下移动的缺陷)所致。另外,考虑到该行程和嵌入质量的不确定性,检查头与容器之间可能发生显著的冲击,这可能导致容器和/或检查头的劣化。
GB专利1 432 120描述了一种用于检查容器的装置,其包括若干个检查站,其中一个检查站旨在检查容器的瓶口和瓶颈的尺寸一致性。该检查站包括可移动齿轮,所述可移动齿轮由机动化***在平行于容器的对称轴线的位移方向上沿着相对于装置的框架的往复运动而驱动。该可移动齿轮配备有用于检查容器的瓶口外部的外部测量仪器和用于检查容器的瓶口和瓶颈内部的内部测量仪器。该文献GB1 432 120描述的装置具有与专利FR 2818 748描述的检查装置相同的缺点。
专利FR 2 965 344通过减轻可移动部件,通过结合接触检测和竖直运动的动态命令,使得该解决方案显著更快,然而容器的处理的机械移动、变化的装备和测量仪器与容器的接触仍然是主要缺点。EP-2.622.305也描述了一种实施与容器接触的测量仪器的机器。
在检测容纳在容器中的液体体积的领域中,专利申请WO2010/025539描述了一种X射线检查***和方法。该文献的检测原理是从射线照相图像(图5a中的附图标记512和图5b中的附图标记592)知道液体的橫向厚度,以便从中推断出填充水平(弯月面520)并因此推断出容器内的液体的总体积。为此,所述方法提出从射线照相图像中减去由于橫向玻璃厚度508和506而导致的衰减。
然而,在沿着方向502-504投影的射线照相中,无法得知由于玻璃而导致的衰减和由于所容纳的液体而导致的衰减。为了解决这个问题,该文献提出从容器的二维射线照相图像创建容器的三维理论模型。从射线照相图像中减去容器的三维理论模型的衰减以推导出测量的衰减,仅是液体衰减允许从中近似推导出液体体积。
根据由该文献描述的示例性实施例,三维理论模型是从沿着单个投影方向产生的射线照相获得的。对射线照相术进行分析以知晓沿着投影方向投影的容器的二维轮廓。容器的二维轮廓用于从记录模型库中获得容器的三维理论形状,或者通过给出容器的假定轴向对称形式的二维轮廓的旋转来获得容器的三维理论形状。
根据另一个示例性实施例,该文献建议沿着不同方向拍摄射线照相图像,以便提高确定液体弯月面位置的准确度。根据该示例,所述方法旨在确定液体的弯月面沿着第一射线照相方向的位置、液体的弯月面沿着第二射线照相方向的位置,并且针对液体的弯月面的平均位置保持液体的弯月面的位置。
无论示例性实施例如何,根据该文献的教导构建的三维理论模型都不对应于射线照相的实际容器对象。因此,在这样的三维理论模型上进行的测量(特别是厚度的测量)是错误的。此外,应注意的是,仅可能的厚度测量是沿着与射线照相投影方向正交的方向的厚度测量。因此,在与射线照相投影方向不正交的方向上的尺寸(诸如玻璃厚度)与二维轮廓中的在与射线照相投影正交的方向上的厚度完全相同。该假设(其仅针对该文献中假设的完美或理论容器被验证)对于要对其执行准确测量的容器当然是错误的。
专利申请JP S60 260807提出使用来自于一个或若干个焦点的X射线的测量来测量沿着管轴线平移移动的管的壁厚度,传感器与所述一个或若干个焦点中的每个相关联。焦点和传感器被定位成沿着与管的位移方向正交的平面产生射线照相投影。因此,这些射线照相投影在与管的对称轴线正交的投影平面中共面。这些射线照相投影的方向相对于位移方向形成直角(90°)。该技术不能完全知道管的内表面和外表面。在不重建将允许在其他方向上执行准确测量的管的三维模型的情况下,由该专利申请描述的方法允许仅在投影方向上测量管的两个壁的累积厚度。
同样,专利US 5 864 600描述了一种使用X射线源和横向设置在容器运输输送机的任一侧上的传感器来确定容器的填充水平的方法。该方法允许测量材料的累积厚度。因为该文献没有提供容器的三维建模,所以该***不允许对非横向定向的表面执行测量。
专利申请US 2009/0262891描述了一种用于通过X射线检测被放置在由输送机平移移动的行李物品中的对象的***。该***包括脉冲发生器管或具有平行于行进路径的大尺寸的传感器。该文献提供了一种用于重建对象的方法,因为在位移方向上的投影的不存在而不允许在与位移方向正交的方向上的尺寸的测量,所以该方法不令人满意。在角扇区中缺乏射线照相投影不允许产生适于确保准确测量的数字模型。
专利申请DE 197 56 697描述了一种具有与专利申请US 2009/0262891相同缺点的装置。
专利申请WO 2010/092368描述了一种使用辐射源和三个线性传感器通过X射线显示平移移动的对象的装置。
专利申请US 2006/0058974描述了一种数字射线照相成像***,其允许获取特别是罐或管道的数字图像,并将这些数字图像转换成表征被检查对象的绝对厚度图。例如,通过校正X射线源与检测器之间的X射线路径的变化、通过校正空间频率响应的变化、通过校正被检查对象的几何轮廓的变化以及通过校正包含在对象中和/或对象周围的材料,来校准从每个敏感元件生成的数字数据。该技术不能被实施用于在生产线中行进的容器的尺寸检查。
对现有技术解决方案的分析导致观察到需要一种新技术,该技术允许在保持对这些容器的高输送速度的同时,在不改变容器完整性的情况下对容器进行尺寸测量。
本发明旨在通过提出一种新的非接触式测量技术来满足该需要,所述技术允许对以高速率在生产线中行进的容器执行准确的尺寸测量。
裂纹是容器的反射光的壁厚度中的缺陷。通常用缺陷上的光反射来检查它们。为了检测裂纹,通过在物品的一区域的方向上发射定向光束(会聚或略微发散的光束)的投影仪,在精确的入射下照射物品的所述区域。通过光传感器(例如EP0053151中的光电二极管)、光电二极管阵列或图像传感器(诸如EP1147405和EP2082217中的线性或矩阵相机)观察照射区域。该观察是从准确的观察角度进行的,使得由裂纹型缺陷反射的入射光将被光传感器收集/观察,所述光传感器将仅在物品围绕其竖直轴线旋转期间光通过裂纹时接收所述光。实际上,已知的检测通常涉及使待检查物品围绕中心轴线至少以360度角旋转。
然而,存在允许在物品平移时检测一些裂纹的装置。文献US4293219给出了一种没有相机的解决方案。在该解决方案中,每个传感器均包含单个光敏元件,所述光敏元件收集在由其透镜的焦距及其开口限定的接收锥体中感知的所有反射光。既不可能区分观察到的反射对象的形状,也不可能区分它们在传感器场中的准确位置,因此不可能区分小对象,换言之,不可能区分小的裂纹和小的寄生物(parasite)。
由本申请人销售的ARGOS机器是一种用于利用相机检测平移裂纹的机器,所述机器不需要物品围绕其中心轴线旋转。由于产生了每个照明区域的图像,因此相机改善了检测。其旨在检测容器的瓶口上和肩部的一部分上的裂纹。它实施了照明和观察头,其中基于物品的瓶口直径来组织定向光的发射器和内窥镜头。照明和观察头形成隧道(tunnel),在容器平移通过用于检查的设备期间容器的颈部循环通过该隧道。内窥镜用于将沿着各种观察方向获取的多个图像减少到少量传感器。例如,旨在用于竖直裂纹的检测(通过顺时针或逆时针切向照明)的所有内窥镜均连接到单个相机。对于给定类型的裂纹,每个物品仅进行一次图像获取。
文献EP2434276描述了一种通过组合2个正交平移来检测容器颈部上的裂纹的机器,由于竖直平移与水平行进平移相结合,因此不是简单的平移。必须提供操纵装置以允许竖直位移。然而,该装置体积庞大并且占据了容器周围的空间,至少在小高度容器的情况下,遮盖了容器的一些部分不能被检查到。
本发明的一个目的是提出一种检查线,所述检查线能够检测容器的颈部和基部中的可能的裂纹,并且在高速容器检查的情况下,能够测量至少一个颈部内径和/或容器本体的至少一个壁厚度。
发明内容
本发明提出了一种用于一系列的空玻璃容器的检查线。
所述系列的每个容器具有由内表面和外表面界定的壁,所述容器具有中心轴线,并且所述壁沿着中心轴线从顶部到底部形成有:颈部,所述颈部以瓶口结束,所述瓶口的上表面限定容器的垂直于中心轴线的上平面;肩部;本体;以及容器基部,所述容器基部限定容器的垂直于中心轴线的下平面。
所述检查线包括运输装置,所述运输装置通过与容器的至少一个接触区域接触来确保容器沿着位移轨迹的运输,容器沿着位移轨迹行进通过延伸的输送体积。
所述检查线包括若干个设备,每个设备沿着位移轨迹被布置在彼此不同的站处。
在瓶口检查站处,瓶口检查设备能够无接触地通过光线检测容器的颈部(5)中的裂纹型缺陷。所述设备(200)包括:
a1)瓶口检查设备的检查区域,容器的颈部必须位于所述检查区域中以便进行检查,所述区域包括旨在与被检查的容器的上平面重合的顶部参考平面,并且包括旨在与容器的中心轴线重合的参考轴线,以用于被检查的容器的定位;
a2)运输装置的部段,所述部段在设备的检查区域中确保在垂直于容器的中心轴线的水平输送平面中所述容器沿着位移轨迹的直线部分的运输;
a3)一系列的若干个定向光发射器,所述定向光发射器围绕设备的参考轴线成角度地分布,并且所述定向光发射器中的每个都在设备的检查区域的方向上沿着其特定的光束轴线发送定向光束,使得检查区域由定向光束以在顶部参考平面中的投影中的多个不同方位角来照明;
a4)若干个光接收器,所述光接收器围绕设备的参考轴线成角度地分布,并且每个所述光接收器都具有视轴和围绕该视轴的视场角;
a5)被布置在相关联的参考平面的任一侧上的光学元件,这些光学元件属于设备的光发射器或属于设备的光接收器,但是都位于输送体积外部。
在基部检查站处,基部检查设备能够通过光线无接触地检测容器的基部中的裂纹型缺陷。所述设备包括:
b1)基部检查设备的检查区域,容器的基部必须位于该检查区域中以便进行检查,所述区域包括旨在与被检查的容器的下平面重合的底部参考平面,并且包括旨在与容器的中心轴线重合的参考轴线,以用于被检查的容器的定位;
b2)运输装置的部段,所述部段确保在设备的检查区域中在垂直于容器的中心轴线的水平输送平面中所述容器沿着位移轨迹的直线部分的输送;
b3)一系列的若干个定向光发射器,所述定向光发射器围绕设备的参考轴线成角度地分布,并且所述定向光发射器中的每个都在设备的所述检查区域的方向上沿着其特定的光束轴线发送定向光束,使得检查区域由定向光束以在底部参考平面中的投影中的多个不同方位角来照明;
b4)若干个光敏接收器,所述光敏接收器围绕设备的参考轴线成角度地分布,并且每个所述光敏接收器都具有视轴和围绕该视轴的视场角;
b5)被布置在相关联的底部参考平面的任一侧上的光学元件,这些光学元件属于设备的光发射器或属于设备的光接收器,但是都位于输送体积外部。
在射线照相测量站处,射线照相设备能够自动测量容器的至少一个待检查区域的线性尺寸,该设备具有:
c1)X射线生成管的至少一个焦点,所述X射线生成管位于横穿体积外部,并且产生发散的X射线束,所述发散的X射线束被引导穿过至少一个待检查区域,所述待检查区域包括容器的颈部的至少一部分和/或容器的本体的一部分;
c2)运输装置的部段,所述部段确保在设备的检查区域中在垂直于容器的中心轴线的水平输送平面中所述容器沿着位移轨迹的直线部分的输送,
c3)一个或若干个射线照相图像传感器,位于输送体积外部,以便接收来自于焦点的X射线,焦点和射线照相图像传感器(Ci)被设置成使得当容器穿过来自于焦点的射线时,每个图像传感器通过这些射线接收待被检查区域的射线照相投影,这些射线照相投影的射线照相投影方向彼此不同;
c4)获取***,所述获取***连接到射线照相图像传感器,以便在每个容器位移期间获取待检查区域的至少三个射线照相图像,所述至少三个射线照相图像是从待检查区域的具有不同射线照相投影方向的至少三个射线照相投影获得的;
c5)计算机***,分析来自于至少三个不同的射线照相投影的所述至少三个射线照相图像,以便确定在不与射线照相投影方向正交的平面中的颈部的至少一内径,和/或在不与射线照相投影方向正交的平面中的本体壁的至少一厚度。
将在下面的段落中展开根据本发明的检查线的其他特征,这些特征是可选的,但是可以彼此组合。
在与瓶口检查站、基部检查站和射线照相测量站不同的肩部和/或本体检查站处包括肩部和/或本体检查设备,所述肩部和/或本体检查设备能够通过光线无接触地检测容器的肩部和/或本体中的裂纹型缺陷,所述设备包括:
d1)肩部和/或本体检查设备的检查区域,容器的肩部和/或本体必须位于所述检查区域中以便进行检查,所述区域包括旨在切割被检查的容器的肩部和/或本体的中间参考平面,并且包括旨在与容器的中心轴线重合的参考轴线,以用于被检查的容器的定位;
d2)运输装置的部段,所述部段确保在设备的检查区域中在垂直于容器的中心轴线的水平输送平面中所述容器沿着位移轨迹的直线部分的运输;
d3)一系列的若干个定向光发射器,所述定向光发射器围绕设备的参考轴线成角度地分布,并且所述定向光发射器中的每个都在设备的检查区域的方向上沿着其特定的光束轴线发送定向光束,使得检查区域由定向光束以在中间参考平面中的投影中的多个不同方位角来照明;
d4)若干个光接收器,所述光接收器围绕设备的参考轴线成角度地分布,并且每个所述光接收器都具有视轴和围绕该视轴的视场角;
d5)被布置在相关联的参考平面的任一侧上的光学元件,这些光学元件属于设备的光发射器或属于设备的光接收器,但是都位于输送体积外部。
在瓶口检查设备、基部检查设备和射线照相测量设备的检查区域中的每个中,所述运输装置优选地确保在设备的检查区域中容器沿着位移轨迹的运输,而无需围绕其中心轴线的受控旋转。
在瓶口检查设备、基部检查设备和射线照相测量设备的检查区域中的每个中,所述运输装置优选地确保在设备的检查区域中容器沿着位移轨迹的运输,使得在围绕其中心轴线旋转方面是静止的。
在瓶口检查设备、基部检查设备和射线照相测量设备中的每个之间,所述运输装置优选地确保容器沿着位移轨迹的运输,而无需围绕其中心轴线的受控旋转。
在每个站处可由运输装置的相关联的输送部段形成运输装置,所述输送部段确保了在与容器接触的同时将每个容器运输通过站,并且分别与瓶口检查站、基部检查站和射线照相测量站相关联的其中一个输送部段确保了与容器的第一接触区域的接触,而分别与瓶口检查站、基部检查站和射线照相测量站相关联的其中另一个输送部段确保了与容器的不同于第一接触区域的第二接触区域的接触。
在每个站中,容器与运输装置的优选与该站相关联的部段的接触区域不同于位于该站处的容器的待检查区域。
在瓶口检查设备、基部检查设备和射线照相测量设备中的每个中,运输装置确保容器的运输,优选地没有没有竖直位移。
运输装置确保容器在检查线中优选地没有竖直位移的运输,即,在瓶口检查站、基部检查站和射线照相测量站这三个站中以及在瓶口检查站、基部检查站和射线照相测量站之间都没有竖直位移的运输。
容器优选地在没有围绕其中心轴线的受控旋转的情况下被输送,即,在瓶口检查站、基部检查站和射线照相测量站这三个中以及在瓶口检查站、基部检查站和射线照相测量站之间都没有受控旋转。
瓶口检查设备可以包括:定向光发射器的光学元件,被布置在顶部参考平面上方;以及光发射器的光学元件,被布置在顶部参考平面下方,但位于输送体积外部。
瓶口检查设备可以包括:光接收器的光学元件,被布置在顶部参考平面上方;以及光接收器的光学元件,被布置在顶部参考平面下方,但位于输送体积外部。
基部检查设备可以包括:定向光发射器的光学元件,被布置在底部参考平面下方;以及定向光发射器的光学元件,被布置在底部参考平面上方,但位于输送体积外部。
基部检查设备可以包括:光接收器的光学元件,被布置在底部参考平面下方;以及光接收器的光学元件,被布置在底部参考平面上方,但位于输送体积外部。
检查设备可以包括定向光发射器,所述定向光发射器被分布成使得检查区域由定向光束以相对于参考平面的多个不同的仰角照明。
所述系列容器中的每个容器可以载有唯一标识符。所述检查线可以包括由检查线检查的容器的唯一标识符的至少一个读取器,并且所述检查线可以包括计算机***,所述计算机***:
-从瓶口检查设备接收用于被检查容器的至少一个瓶口检查信息;
-从基部检查设备接收用于被检查容器的至少一个基部检查信息;
-从射线照相测量设备接收用于被检查容器的至少一个线性尺寸测量值。
在这种情况下,所述检查线的计算机***可以被配置为:创建计算机报告,所述计算机报告链接容器的唯一标识符、所述至少一个瓶口检查信息、所述至少一个基部检查信息和用于该被检查容器的至少一个测量值;以及将该计算机报告存储在电子存储器中。
所述检查线的计算机***可以从肩部和/或本体检查设备接收用于被检查容器的至少一个肩部和/或本体检查信息,所述信息与计算机报告中的其他信息相关。
所述检查线的计算机***可以被配置为对所述系列容器中的一组容器的计算机报告执行计算机处理。
所述检查线的计算机***可以被配置为,基于对所述系列容器中的一组容器的计算机报告的计算机处理来控制对容器的生产参数的校正行为。
颈部的至少一个内径和/或本体壁的至少一个厚度的确定可以包括针对每个容器构建所述容器的待检查区域的数字几何模型。
所述数字几何模型可以包含从所述至少三个射线照相图像计算的一组点的三维坐标,该组点属于容器的壁的内表面和/或外表面,其中至少两个点位于不与射线照相投影方向正交的平面中,并且可在不与射线照相投影方向正交的平面中在数字几何模型上测量颈部的至少一个内径和/或被测量本体的壁的至少一个厚度。
附图说明
[图1]图1是示出了射线照相设备的示意性俯视图,所述射线照相设备允许对在生产线中行进的容器的尺寸进行X射线测量。
[图2]图2是示出了射线照相设备的示意性立体侧视图,所述射线照相设备允许对容器的尺寸进行X射线测量。
[图3]图3是示出了被检查容器的一部分的示意性截面图。
[图4]图4是示出了容器在其线性位移期间橫向或生成的体积的示意性立体图。
[图5]图5是示出了根据本发明的包括三个X射线生成焦点的一个设备的示例性实施例的示意性俯视图。
[图6]图6是图5所示设备的示意性横截面正视图。
[图7]图7是图5所示设备的示意性侧视图。
[图8]图8是解释两个投影方向之间的有效角度的定义的示意图。
[图9]图9是解释两个投影方向之间的有效角度的定义的示意图。
[图10]图10是示出了图像传感器相对于待检查容器的位移的定位的示意性立体图。
[图11]图11是示出了图像传感器相对于待检查容器的位移的定位的示意性立体图。
[图12]图12是根据本发明的实施矩阵图像传感器的设备的示例性实施例的视图。
[图13]图13是X射线敏感元件的矩阵的视图,其上出现对应于两个矩阵图像传感器的两个不同区域。
[图14]图14是当检查区域包括颈部时根据本发明的方法获得的容器的数字几何模型的视图。
[图15]图15示出了根据本发明的方法获得的容器的数字几何模型的竖直截面和四个水平截面,并且在其上表示了尺寸的测量。
[图16]图16是示出了根据本发明的检查线的示例性实施例的示意性立体图。
[图17]图17是示出了横向于容器的位移方向的根据本发明的检查线的一部分的示例性实施例的示意图。
[图18]图18是示出了横向于容器的位移方向的根据本发明的检查线的一部分的另一示例性实施例的示意图。
[图19]图19是示出了横向于容器的位移方向的瓶口检查设备的一个示例性实施例的示意图。
[图20]图20是示出了在容器的位移方向上的瓶口检查设备的示例性实施例的示意图。
[图21]图21是示出了瓶口检查设备的示例性实施例的示意性俯视图。
具体实施方式
首先,下面给出了在本发明范围内使用的术语的一些定义。
X射线发生管的焦点Fj是点X射线源,优选地是“微焦点”,其直径例如在0.01mm与1mm之间,产生发散的X射线束。可以使用任何类型的点或准点X射线源。
摄影照相(分别地,射线照相)图像的传感器的摄影照相敏感元件(分别地,射线照相敏感元件)是对光线(分别地,X射线)敏感的元件,换言之,在射线照相敏感元件的具体情况下,是尺寸例如为0.2×0.2mm或0.02×0.02mm的基本表面,将其接收的光线(分别地,X射线)转换成电信号。一般而言,射线照相敏感元件包括闪烁体(scintillator,闪烁器),其将X射线转换为可见光,然后是摄影照相敏感元件,换言之,光电传感器或光传感器,其将可见光转换为电信号。还存在将X射线直接转换为电信号的技术。像素指定采样图像的点的基本值,特征为其灰度级在0与最大值之间。例如,对于12比特(bit,位)数字图像,像素采用0与4,095之间的数字值。
用于读取或获取摄影照相(分别地,射线照相)图像的***包括一个或多个对光线(分别地,X射线)敏感的表面,换言之,包括一个或多个敏感元件的表面,其将光线(分别地,X射线)转换为电信号,所述电信号将被传输到分析***,所述分析***传统上由计算机实现并在本说明书的其余部分中指定为计算机***600。来源于属于同一敏感表面区域的一组敏感元件的、由获取装置获取且被一起传输到计算机***的信号构成了摄影照相(分别地,射线照相)图像。为了通过计算机***进行分析,摄影照相(分别地,射线照相)图像优选地被转换为数字摄影照相(分别地,射线照相)图像,所述数字摄影照相(分别地射线照相)图像尽可能靠近例如一体形成到包括敏感区域的物理传感器部件中的电子电路中的敏感表面,或者远程地,例如尽可能靠近计算机***600,或者在计算机***600旁边。
在下文中,摄影照相场覆盖在紫外、可见和红外范围内的电磁光波(下文称为光线),其波长在10nm与5mm之间,优选地在100纳米与20微米之间。优选地,将利用波长在380纳米与800纳米之间的可见摄影照相场。射线照相或X射线场对应于其波长近似在0.001纳米至小于10纳米之间的高频电磁波。
计算机***600(在图16中象征性地示出其示例)可以制成至少一个标准计算机的形式,因此包括至少一个微处理器、一个或若干个电子存储器单元和一个或多个显示器(屏幕、投影仪、全息显示器等)、输入(键盘、鼠标、触摸板、触摸屏等)和/或通信(USB、以 等)接口。计算机***可以包括计算机网络,该计算机网络例如通过因特网或以协议与该网络的一个或若干个其他计算机或与其他网络共享数据。除了其与图像传感器的明显连接之外,计算机***可以连接到给出关于设备状态的信息的传感器,和/或连接到设备的致动器(输送机、喷射器等)。计算机***可以有利地连接到X射线管,以便从其获取操作数据和/或确保其检查。计算机***实施本地或远程(包括在一个或若干个远程计算机服务器上)存储和/或执行的一个或多个软件。该软件优选地包括被编程为实施根据本发明的方法的一个或多个软件。
来源于焦点Fj的X射线束穿过至少一个被检查区域,并且在射线照相敏感表面上形成被检查区域的射线照相投影,所述射线照相投影有时被称为辐射图像并且包含关于被穿过的材料衰减的X射线衰减信息。
射线照相图像传感器Ci是指X射线敏感表面区域,其接收被检查区域的射线照相投影。射线照相图像传感器Ci暴露于来源于相关联的焦点Fj的X射线。射线照相图像传感器将该射线照相投影转换为被检查区域的射线照相图像。
当敏感表面区域包含一行敏感元件时,所传输的射线照相图像是线性的,其由形成一维数值表的一行像素组成。当敏感表面区域包含敏感元件矩阵时,所传输的射线照相图像是矩阵图像,其由形成二维数值表的像素矩阵组成。当敏感表面区域包含单个敏感元件时,所传输的射线照相图像是点图像,其由具有一数值的一个像素组成。
光传感器是指对光线敏感的表面区域,其将这些光线转换为摄影照相图像。当敏感表面区域包含一行敏感元件时,摄影照相图像是线性的,其由形成一维数值表的一行像素组成。当敏感表面区域包含敏感元件矩阵时,摄影照相图像是矩阵图像,其由形成二维数值表的像素矩阵组成。当敏感表面区域包含单个敏感元件时,射线照相图像是点图像,其由具有一数值的一个像素组成。
摄影照相(分别地,射线照相)相机包括光传感器(分别地,射线照相图像传感器),连续地获取其图像信号以给出连续的摄影照相(分别地,射线照相)图像。
射线照相投影方向Dji是从焦点Fj开始穿过射线照相图像传感器Ci的中心(换言之,穿过对X射线敏感的区域的中心)的定向方向或矢量,在容器在焦点与射线照相图像传感器之间位移期间所述传感器接收在获取时被检查的区域的射线照相投影。对于相关联的射线照相图像传感器-焦点对,射线照相投影的方向是来源于焦点到达图像传感器的中间的矢量。射线照相图像传感器的定位使得敏感表面不平行于射线照相投影的方向。在一些情况下可以有利的是,射线照相图像传感器的敏感表面与通过相关联的焦点限定的射线照相投影的方向正交。但是这不是强制性的,例如,如果一敏感表面包含若干个射线照相敏感区域,则这些射线照相敏感区域对于每次图像捕捉与若干个不同的焦点协作,因此沿着不同的投影方向协作。
如果成对摄取的投影方向Dji一起形成至少等于5°的最小角度,则射线照相投影方向Dji是不同的。
包含单行敏感元件的敏感表面区域构成线性图像传感器,所述线性图像传感器包括沿着支撑直线区段分布的敏感元件的线性阵列。根据该定义,由获取装置单独获取和传输的属于敏感矩阵表面的列或行被认为是线性图像传感器。同一表面且每个都包含单行不同像素的若干个敏感表面区域因此构成若干个线性图像传感器。在射线照相图像传感器的情况下,与获得的线性射线照相图像相关联的射线照相投影方向因此是在图像获取时从焦点开始并穿过支撑直线区段的中间的方向。
包含敏感元件矩阵的敏感表面区域构成矩阵图像传感器,所述矩阵图像传感器包括分布在矩阵中的敏感元件矩阵阵列。如图12所示,根据该定义,属于较大敏感表面Ss并由获取装置单独获取和传输的敏感矩阵表面区域C11、C12是矩阵图像传感器。因此,由获取装置单独获取和传输的同一表面的若干个敏感矩阵表面区域C11、C12构成了若干个矩阵图像传感器,这些矩阵图像传感器分别提供不同射线照相图像M11、M12(图13)。在射线照相图像的情况下,分别与矩阵射线照相图像M11、M12相关联的投影方向D11、D12是在获取图像时从焦点F1开始并穿过敏感矩阵表面区域C11、C12的中间的方向。因此,图像传感器C11、C12可以是在时间上被连续激活的非分离区域。
当然,在射线照相图像传感器的情况下,本领域技术人员可以使用基于亮度放大器或“屏幕捕获相机”的矩阵传感器技术,其中闪烁体板接收辐射图像,将其转换为可见光,在闪烁体后部可见的图像由敏感相机在闪烁体的发射范围(通常是可见范围)内拍摄,并且如果需要,所述敏感相机设有物镜。
从图中可以看出,本发明的目的是属于一个系列的空玻璃容器的检查线100。
一般而言,容器2具有中心轴线A2,其可以是对称轴线或旋转对称轴线。因此,如图3所示,容器2具有玻璃壁7,该玻璃壁在内部由内表面8界定并且在外部由外表面9界定。壁7在内表面8与外表面9之间具有厚度“e”。传统地,容器2是中空物体,其壁7沿着中心轴线A2从底部到顶部形成:基部3,连接到瓶底3',本体4从所述瓶底上升,本体通过肩部4'延伸连接到颈部或瓶颈5,并终止于界定口部的瓶口6,所述瓶口允许填充或排空容器。在瓶子和一些***情况下,与罐相反,颈部5对应于容器的相对于本体4具有变窄直径的部分。肩部4'是本体4与颈部5之间的连接部分。对于一些罐和一些其他烧瓶,肩部4'将本体4直接连接到瓶口6。颈部5的上部由包括瓶口表面6'的瓶口形成,所述瓶口表面是垂直于容器的中心轴线A2且横向于瓶口6的上端的面。瓶口6通常包括颈部标签6”,所述颈部标签相对于颈部5径向向外突出。这样的颈部标签6”的下端形成轴向向下面对的横向环形表面(被称为反瓶口),并且其界定瓶口6的下端。在本文中,颈部5包括瓶口6,因此也包括瓶口表面6'和颈部标签6”及其反瓶口。颈部5具有由壁的内表面8限定的内径D。在本文中,顶部和底部的概念是任意的,并且对应于罐或瓶型容器以其基部3支承在水平表面上的通常定向。瓶口表面6'限定容器2的垂直于中心轴线A2的上平面Psup。容器2的基部3限定容器的垂直于中心轴线A2的下平面Pinf。在下文中,认为对基部的检查还包括对瓶底或对容器本体的底部的检查。还应注意的是,通常,位于基部3中的裂纹是延伸直达瓶底3'的狭缝,反之亦然。
检查线100包括至少三个设备200、300、400,每个设备都沿着容器的循环轨迹布置在彼此不同的站处。
如可以在图16中所见,检查线100因此至少包括:
a)在瓶口检查站处的瓶口检查设备200,所述瓶口检查设备能够通过光线无接触地检测容器的颈部中的裂纹型缺陷;
b)在基部检查站处的基部检查设备300,所述基部检查设备能够通过光线无接触地检测容器的基部中的裂纹型缺陷;以及
c)在射线照相测量站处的射线照相设备400,所述射线照相设备用于自动测量容器的至少一个待检查区域的线性尺寸。
当然,检查线100可以包括用于检查或测量容器的其他站和其他设备。同样地,除了检查裂纹或测量线性尺寸之外,任何一种设备都可以确保其他检查或其他测量。特别地,从上面已经看出,基部检查设备300还将优选地能够通过光线无接触地检测容器的瓶底3'中的裂纹型缺陷,或更优选地至少部分地检测容器的本体4(例如容器的本体4的下部)的裂纹型缺陷。
检查线100还包括装置11,其用于沿着容器的位移轨迹运输容器2,所述位移轨迹具有由位移矢量T表示的方向。在所述设备之间和所述设备中,轨迹优选地包含在输送平面Pc中,这里认为所述输送平面是水平的并且垂直于容器的中心轴线A2。
瓶口检查站、基部检查站和射线照相测量站这三个站以及因此相应的设备在检查线中在容器的轨迹上一个接一个地连续布置,因此沿着运输装置11,或者按照例如图16中所示的所述顺序,或者按照任何其他顺序。
在瓶口检查站、基部检查站和射线照相测量站这三个站中的每个中,以及因此在相应的瓶口检查设备100、基部检查设备200和射线照相测量设备400中,位移轨迹是直线的并且包含在输送平面中。
优选地,轨迹被包含在所述设备之间和所述设备中,因此沿着整个检查线100,在垂直于容器的中心轴线A2的同一水平输送平面Pc中。
优选地,由运输装置11确定的轨迹在所述设备之间和所述设备中也是直线的,因此沿着整个检查线100是直线的。然而,本发明不排除在两个站之间(因此在两个设备之间)存在轨迹或轨迹方向的变化。同样地,本发明不排除在两个站之间(因此在两个设备之间)存在存储台类型的装置,容器可以积聚在所述存储台类型的装置处。
在瓶口检查站、基部检查站和射线照相测量站这三个站中的每个中,以及因此在相应的设备中,容器不经受围绕其中心轴线A2的受控旋转。这意味着可能发生容器围绕其中心轴线A2的旋转,但是以不受控制的方式,例如由于与运输装置11的固定引导件的接触而导致。优选地,在瓶口检查站、基部检查站和射线照相测量站这三个站中的每个中,以及因此在相应的设备中,并且尤其是在这些设备的检查区域中,容器在围绕其中心轴线A2旋转方面是静止的,同时沿着位移轨迹移动。优选地,在瓶口检查站、基部检查站和射线照相测量站这三个站中的每个中,以及因此在相应的设备中,并且尤其是在这些设备的检查区域中,容器在操作中不经历其沿着位移轨迹的位移的停止。然而,控制物品之间的间隔(换言之,在检查线100中行进的两个连续容器2之间的自由间隙)通常是有用的,甚至是必要的。为此,如果检查线100的上游容器的间隔不足,则可以使用安装在物品的位移轨迹上的间隔件装置。这样的间隔件装置(其为已知的并且在此未描述)通过产生下游物品相对于上游物品的加速度来操作。优选地,根据本发明的一个变型,在检查线100中在尽可能远的上游产生物品的间隔。当需要分隔件装置时,其优选地安装在距检查线100尽可能远的上游,并且特别是安装在设备200、500、300和400的上游。因此,一旦与检查线100的上游或检查线100中的上游间隔开,容器在操作中不会经历其沿着位移轨迹的位移的加速或减速。因此,容器的位移是稳定的,并且避免了事故、碰撞、掉落和积聚,这确保了具有最佳吞吐量的稳定生产率。然而,如果设备200、500、300、400中的一个需要附加的间隔,则可以在该设备的上游安装间隔件装置,因此在两个设备200、500、300或400之间安装间隔件装置。
在每个站处,由运输装置的相关联的部段112、113、114形成运输装置11,所述部段在与容器接触的同确保时将每个容器运输通过该站。
如下面将更准确地看到的,分别与瓶口检查站、基部检查站和射线照相测量站相关联的输送部段中之一确保了与容器的第一接触区域的接触,而分别与瓶口检查站、基部检查站和射线照相测量站相关联的输送部段中的另一个确保了与容器的不同于第一接触区域的第二接触区域的接触。
因此在图16的示例中注意到,至少一个输送部段(在这种情况下是分别与瓶口检查站200和射线照相测量站400相关联的两个输送部段112、114)确保了与容器的第一接触区域的接触。这样的部段在此是与容器2的基部3接触的带式输送机112、114的形式,而与基部检查站300相关联的输送部段113被制成具有侧带的输送机的形式,其确保与容器2的本体4的接触。
应当注意的是,在该实施例中,分别与不同站(这里是瓶口检查站200和射线照相测量站400)相关联的两个输送部段确保了与容器的同一接触区域(这里是容器的基部3)的接触。然而,还可以具有这样的检查线配置,其中分别与瓶口检查站200、基部检查站300和射线照相测量站400相关联的三个输送部段将确保与容器2的三个不同接触区域的接触。
在图18的示例中,与瓶口检查站200相关联的输送部段112是带式或链式输送机的形式,其与容器2的基部3接触,而与基部检查站300相关联的输送部段113被制成这样的输送机的形式,其确保与容器的颈部接触,例如与容器的瓶口6的被称为反瓶口的部分接触。根据其他变型,任一个输送部段都可以确保与颈部或与瓶口的接触。
图16示出了检查线100,该检查线在不同于瓶口检查站、基部检查站和射线照相测量站的肩部和/或本体检查站处包括肩部和/或本体检查设备500,所述肩部和/或本体检查设备能够通过光线无接触地检测容器的肩部和/或本体中的裂纹型缺陷。在该示例中,肩部和/或本体检查站500被布置在瓶口检查站200与基部检查站300之间,但是其他布置也是可能的。在该示例中,肩部和/或本体检查站与一输送部段相关联,该输送部段实际上是与毗邻站(这里是紧接在前的站)相关联的输送部段(即在该示例中是容器通过其基部3支承在其上的输送带)的连续性。然而,肩部和/或本体检查站可以具有相关联的输送部段,该输送部段不同于与两个毗邻站相关联的两个输送部段,甚至不同于与检查线100的其他站相关联的所有其他输送部段。
在根据本发明的检查线100中,瓶口检查设备200、基部检查设备300以及可能的本体和/或肩部检查设备500具有共同点,这些点将通过突出它们之间可能的区别方面而一起描述。这三个设备是能够通过光线无接触地检测容器的待检查的对应区域(即,分别是容器的瓶口6、基部3和本体4和/或肩部4')中的裂纹型缺陷的设备。用于检测而实施的光线在摄影照相场中,优选地具有在100纳米与20微米之间的波长,更优选地在具有380纳米与800纳米之间的波长的可见摄影照相范围中。
裂纹是在容器壁厚度内呈裂缝形式的缺陷。裂纹可以是贯穿壁的厚度然后从壁的内表面8到外表面9的贯穿裂缝。然而,它通常是非贯穿裂缝,其通常通向内表面8或外表面9这两个中的至少一个。由于裂纹是裂缝,所以它可以被认为是由容器的壁的材料的两个表面元件界定。这两个表面元件彼此面对,并且通常可以被认为是彼此平行的,由薄的、甚至无限小的空气层分开。这些表面元件(通常是非平面的,因此是翘曲的)相对于已经形成有裂纹的容器壁区域可以具有非常不同的配置和定向。为了限定裂纹的定向,可以首先通过考虑这些表面元件可以由近似平面或由一系列近似平面估计来做出估计。
在玻璃容器的领域中,本领域技术人员基于裂纹相对于容器2的被认为是竖直的中心轴线A2的定向来在被称为竖直裂纹的裂纹和被称为水平裂纹的裂纹之间进行区分。因此,被称为竖直裂纹的裂纹具有这样的表面元件,所述表面元件具有竖直近似平面或具有相对于竖直方向小于45度角(优选地小于30度角)的倾斜度。平面相对于竖直方向的倾斜度被定义为该平面的法线与水平面之间的锐角。应注意的是,竖直平面可以是包含容器的中心轴线的径向平面或与这样的径向平面形成角度的平面。因此,被称为水平裂纹的裂纹具有这样的表面元件,所述表面元件具有水平近似平面或具有相对于水平方向小于45度角(优选地小于30度角)的倾斜度。平面相对于水平方向的倾斜度被定义为该平面的法线与竖直方向之间的锐角。
由设备200、300和500实施的裂纹型缺陷的检测的公知原理是基于入射光束的镜面反射的检测。
至少对于竖直裂纹的检测,通常使用各自发射定向光束的定向光发射器。定向入射光束是具有光束轴线的光线束,并且其光线被包含在围绕该光束轴线的立体照明角中,立体角较小。光束的立体角是包含光束的所有光线的圆形截面锥体的立体角。为了简化起见,同意在发散测量平面中不以球面度定义立体角,而是定义入射光束的发散角,该发散测量平面是包含立体角的轴线的立体角的截面平面。通常,使用在检查区域中具有小于30度角(优选地小于25度角、甚至更优选地小于20度角)的发散角的入射光束。定向入射光束可以是激光束或具有由光束轴线和光束直径限定的平行光线的另一光束。窄入射光束可以是检查区域中的发散光线束或会聚光线束。
以这种方式,由定向光发射器照明的容器的表面元件从其接收包括接近入射角的光线的光束,换言之,接收差异小于30度,甚至小于25度,甚至小于20度的入射角:在这个意义上说它们是定向的。将照射容器的外表面的同一部分的若干个定向光发射器允许获得与从另一定向光发射器获得的入射角不同并且可区分的入射角,所述入射角适于突出相对于容器的外表面具有可变定向的裂纹。
容器的位于检查区域中并因此由给定的定向光发射器照明的区域可以被包括在直径为5毫米至14毫米的圆中。照明区域可以是矩形的,例如具有高达100毫米或120毫米的水平宽度以覆盖整个瓶口,并且例如具有60毫米的高度以覆盖瓶口的高度。当然,瓶口通常是圆柱形的,并且仅能通过对与光束的轴线正交的发光平面成像来观察光束的矩形形状,光束的轴线位于检查区域中的容器的瓶口表面附近或中心轴线附近。
定向光发射器的发射表面优选地内接在直径在4毫米与30毫米之间的圆中。
提供至少一个光接收器(但通常是若干个光接收器),以收集入射光束的镜面反射。
由于裂纹定向的变化且很大程度上随机的性质,并且由于定向入射光束至少用于竖直裂纹,因此有必要提供若干个定向入射光束和/或若干个接收器,以便能够检测容器的待检查区域中的任何裂纹。
在图17和图18中示意性地示出了瓶口检查设备200和基部检查设备300的示例性实施例。图19和图20是瓶口检查设备200的示意图,分别是相对于容器的位移轨迹的侧视图,以及沿着位移轨迹的轴线的视图。
瓶口检查设备200、基部检查设备300和可能的本体和/或肩部检查设备500中的每个都包括设备的检查区域,待检查容器的待检查区域必须位于所述检查区域中。检查区域可以沿着位移轨迹的方向扩展。在每个设备200、300、500中,可以限定参考轴线A200、A300、A500,所述参考轴线旨在与容器A2的中心轴线A2重合以用于被检查容器的定位。例如,可以任意地限定,该参考轴线沿着容器的位移轨迹被布置在检查区域的中间。设备的该参考轴线A200、A300、A500可以用作对应站的位置指示器。
在每个检查区域中,可以限定设备中平行于输送平面的参考平面。对于瓶口检查设备200,参考平面是顶部参考平面Prefh,所述顶部参考平面旨在与被检查的容器2的上平面Psup重合。对于基部检查设备300,参考平面是底部参考平面Prefb,所述底部参考平面旨在与被检查的容器2的下平面Pinf重合。对于肩部和/或本体检查设备500,参考平面可以是中间参考平面,所述中间参考平面垂直于设备的参考轴线A500并且旨在切割被检查的容器2的肩部4'和/或本体4。
瓶口检查设备200、基部检查设备300和可能的本体和/或肩部检查设备500的检查区域优选地沿着位移轨迹不相交(disjoint),因此没有重叠或交叉。
瓶口检查设备200、基部检查设备300和可能的本体和/或肩部检查设备500中的每个都包括一系列的若干个定向光发射器201、202、…、20n、301、302、…、30n,所述定向光发射器围绕设备的参考轴线A200、A300、A500成角度地分布,并且所述定向光发射器中的每个都在设备的检查区域的方向上沿着其特定的光束轴线A201、A202、…、A20n、A301、A302、…、A30n发送定向光束,使得检查区域由定向光束以在参考平面中的投影中的围绕设备的参考轴线的多个不同方位角、并且优选地还以相对于参考平面的多个不同的仰角来照明。因此,每个定向光束在检查区域中确定照明场。在一些实施例中,检查区域中的定向光束的照明场覆盖位于该检查区域中的对象的整个待检查区域。在一些实施例中,检查区域中的定向光束的照明场仅覆盖位于该检查区域中的对象的待检查区域的一部分。优选地,若干个光发射器201、202、…、20n、301、302、…、30n的照明场在设备的检查区域中重叠,因此在待检查容器的待检查区域上重叠,同时具有这样的光束轴线,所述光束轴线在围绕参考轴线的方位角上并且还可能在相对于参考平面的仰角上具有不同定向。以这种方式,设备的检查区域的给定点(因此位于该检查区域中的对象的待检查区域的给定点)处于由若干个光发射器沿着若干个光束轴线方向(特别是围绕参考轴线的方位角上不同)照射的位置中。优选地,位于检查区域中的对象的待检查区域的所有点处于由若干个光发射器沿着若干个光束轴线方向照射的位置中。
光发射器包括光源以及通常还包括光学调节装置,所述光学调节装置以光发射表面结束,光束在待检查区域的方向上发射通过所述光发射表面。光源例如是发光二极管、白炽灯丝、电弧源或电致荧光源(氖、等离子体等)。调节装置可以包括光学透镜、光学聚光器、镜、光导(特别是光纤)、虹膜、掩模等中的一个或若干个光学部件。掩模是指在其中心具有切口的不透明件,并且旨在通过障碍物使穿过其中的光束成形。通常,定向光发射器包括调节装置,该调节装置包括至少一个光学透镜或至少一个光学聚光器。定向光发射器可以包括调节装置,该调节装置包括掩模,该掩模被定位成突出的,同时与容器的表面或表面部分光学共轭,从而界定被照明区域。矩形掩模允许被照明区域是矩形的。光源以及光学调节装置的光学部件是光发射器的光学元件。可以设想,设备的光发射器中的一个或若干个或全部具有它们自己的单独光源。然而,也可以设想,若干个光发射器共享公共光源。在这种情况下,它们可以各自具有其自己的调节装置,以单独的光发射表面结束,即使若干个发射器的调节装置可以在其单独的光发射表面上游包括一个或若干个公共光学部件。通常,公共光源可以与包括若干个光纤的光纤束相关联,其中每个光纤或若干组光纤中的每一组属于不同光发射器的调节装置。定向光发射器通常包括小尺寸的光发射表面。定向光发射器的发射表面优选地内接在直径在4毫米与30毫米之间的圆中。
在一些实施例中,检查设备可以包括定向光发射器201、202、…、20n、301、302、…、30n,所述定向光发射器被分布成使得检查区域,被定向光束在位于设备的参考平面的同一侧上的同时以相对于参考平面的多个不同的仰角照射,换言之,通过确保定向光束的各自的光束轴线A201、A202、…、A20n、A301、A302、…、A30n以相对于参考平面的多个不同的仰角分布。定向光束的仰角是由光束轴线与参考平面形成的锐角。如果两个光束从其出射的定向光发射器的发射表面被布置在参考平面的同一侧上,则认为这两个光束在参考平面的同一侧上。
同样,瓶口检查设备200、基部检查设备300和可能的本体和/或肩部检查设备500中的每个都包括若干个光接收器211、212、…、21n、311、312、…、31n,所述光接收器围绕设备的参考轴线成角度地分布,并且所述光接收器中的每个都具有视轴A211、A211、…、A21n、A311、A312、…、A31n和围绕该视轴的视场角AV211、AV311、…。优选地,若干个光接收器的视场在待检查区域中重叠,同时具有不同定向的视轴。通常,光接收器的视场沿着视轴覆盖对象的待检查区域的部分,或覆盖对象的整个待检查区域。例如,为了检查直径为100毫米的瓶口,光接收器及其调节装置的视场在检查区域中优选地具有大于100毫米的水平宽度,该水平宽度是在包含设备的参考轴线并垂直于视轴的竖直平面中测量的。以这种方式,设备的检查区域的给定点(因此位于检查区域中的对象的待检查区域的给定点)处于由若干个光接收器沿着视轴的若干个方向观察的位置中。优选地,位于检查区域中的对象的待检查区域的所有点处于由若干个光接收器沿着若干个视轴方向观察的位置中。
光接收器211、212、…、21n、311、312、…、31n包括光传感器以及通常包括相关联的光学调节装置,该光学调节装置以光输入表面结束,所收集的光线通过该光输入表面在光传感器的方向上进入光接收器。光传感器例如是光电传感器,该光电传感器可以例如是CCD型或CMOS型的。光学调节装置可以包括光学透镜、镜、光导(特别是光纤)、虹膜、掩模等中的一个或若干个光学部件。换言之,光传感器的敏感区域可以被布置在距光接收器的光输入表面一定距离处,并且还可以具有不同的定向。调节装置在光传感器上形成容器的待检查区域或待检查区域的一部分的图像,通常是线性或二维图像。它使容器的至少外表面部分与传感器的敏感表面光学共轭。它还限定了光接收器的视轴。光传感器以及光学调节装置的光学部件是光接收器211、212、…、21n、311、312、…、31n的光学元件。可以设想,设备的光接收器211、212、…、21n、311、312、…、31n中的一个或若干个或全部具有它们自己的单独的光传感器。然而,也可以设想,若干个光接收器共享公共光传感器。在这种情况下,具有公共光传感器的光接收器可以各自具有其自己的光学调节装置,所述光学调节装置以单独的输入发射表面结束,即使若干个发射器的调节装置可以包括在其单独的光输入表面下游的一个或若干个公共光学部件。
为了确保检测出与设备的参考平面相关联的待检查区域中的竖直裂纹,有必要设想使定向光发射器的至少一部分(至少其光发射表面)相对于光接收器(至少其输入表面)布置在参考平面的另一侧上,所述光接收器被设置成在由定向光发射器发射的光在裂纹上镜面反射之后收集所述光。另外,瓶口检查设备200、基部检查设备300和可能的本体和/或肩部检查设备500中的每个都包括位于相关联的参考平面的任一侧上的光学元件,这些光学元件属于该设备的光发射器或者该设备的光接收器211、212、…、21n、311、312、…、31n。
为了确保检测出与设备中的参考平面相关联的待检查区域中的水平裂纹,有必要设想使光接收器的至少一部分布置在参考平面的与发射器相同的一侧上。应当注意的是,为了确保检测水平裂纹,可以使用漫射并因此非定向的照明。可以通过一个或若干个光发射器的存在来提供漫射照明。可以使用具有大尺寸的、非点光发射表面的一个或若干个光发射器。为了确保检测水平裂纹,设备可以包括大尺寸的漫射器,在该漫射器后面布置有一个或若干个光源。
为了确保检测竖直裂纹和水平裂纹两者,设备因此必须具有位于参考平面的任一侧上的至少光接收器的光学元件,或位于参考平面的任一侧上的至少光发射器的光学元件,或两者。例如,这样的设备将具有被布置在参考平面的仅一侧上的光发射器,但具有被布置在参考平面的两侧上的光接收器,或反之亦然。
另外,瓶口检查设备200、基部检查设备300和可能的本体和/或肩部检查设备500中的每个都包括布置在相关联的参考平面的任一侧上的光学元件,这些光学元件或是属于该设备的光发射器,或是属于该设备的光接收器,或者属于发射器以及接收器。
在图16至图21的示例中,瓶口检查设备200包括布置在顶部参考平面Prefh两侧中任一侧上的光发射器201、202、...、20n的光学元件,而光接收器211、212、...、21n全部被布置在顶部参考平面上方。
在图16至图18的示例中,基部检查设备300包括布置在底部参考平面Prefb的两侧中任一侧上的光发射器元件301、302、…、30n,而光接收器311、312、…、31n全部被布置在底部参考平面下方。
另一方面,在图20中可以清楚地看到,设备不包括布置在输送体积Vt中的任何光发射器或光接收器元件。在容器通过设备的轨迹是位于平行于参考平面的平面中的平坦轨迹的情况下(这是所示的情况),这必然导致限制了在位于参考平面的与输送体积相同的一侧上的部分中具有光发射器或光接收器元件的可能性。这特别导致形成设备的入口隧道体积和出口隧道体积,在该体积中不可能布置光发射器或光接收器元件。
现在将结合图1-图15对射线照相设备400进行描述,该射线照相设备用于自动测量容器的至少一个待检查区域的线性尺寸,允许实施用于对空玻璃容器2执行尺寸测量的方法。
根据实施例的一个有利特征,将容器的至少一个区域选择为待检查区域,以便能够在容器的该区域中执行尺寸测量,对应于待检查区域的尺寸特性。通常,对于该射线照相测量设备400,待检查区域可以至少包括容器的颈部5,并且该待检查区域的尺寸特性的测量至少对应于颈部的内径D。同样,待检查区域可以包括本体4的壁的位于瓶底与肩部之间并且例如由平行于容器放置于其上的平面的两个平面界定的至少一部分,并且该待检查区域的尺寸特性的测量对应于界定该壁7的内表面8与外表面9之间的玻璃壁的厚度e。因此,该射线照相设备400具体地非常适于在容器的颈部和/或本体处测量相对于壁的内表面的尺寸。因此,根据本发明的方法允许至少测量颈部的内径或玻璃壁的厚度或颈部的内径和玻璃壁的厚度。
同样,待检查区域可以对应于壁7的包括容器的本体、瓶底或基部的一部分。待检查区域也可以对应于整个容器2。所测量的尺寸是本体、基部、瓶底处的玻璃壁厚度、高度、内径或外径、例如颈部上的螺纹的宽度。这些测量还允许推断待检查区域的尺寸特性,例如容器的椭圆化或具有弯曲颈部的容器。
所实施的测量方法将针对玻璃容器2进行描述,换言之,针对由单一材料(即玻璃)组成的一系列中空制造对象进行描述。在这种情况下,认为玻璃的衰减系数μ是唯一的,换言之,在容器的待检查区域的每个点处具有相同值,并且优选地随时间的推移保持恒定并且对于该系列的容器是相同的。这些条件得以满足,因为在每天生产几百吨玻璃的熔炉中,玻璃的组成是稳定的。应当注意的是,严格地说,玻璃的衰减系数μ是基于X射线的波长λ或能量的光谱性质μ(λ)。在根据本发明的方法中不必需考虑该特性,只要能够考虑具有其特定的发射光谱组成的X射线源,衰减μ是玻璃对于所选源的光谱的特性。
优选地,对象的拓扑结构是已知的。这意味着可以认为穿过容器的X射线已经穿过具有已知衰减系数的有限数量的体积,因此路径可以被分解成多个区段,每个区段连接属于容器的边界表面的两个点,行进穿过恒定衰减的区域,即使这些区段的长度不是先验已知的。换言之,容器的几何形状可以由计算机先验地(在测量之前)通过由一组封闭表面构成的表示来描述,所述封闭表面可以被称为容器的边界表面。容器的边界表面是容器的材料与空气之间的界面表面。
本领域技术人员还将知道如何通过使用考虑光束的光谱衰减的任何方法来执行本发明。他们还将能够例如通过硬化它而调整发射光谱。
因此,与玻璃的衰减相比,空气的衰减可以被认为是可忽略的。穿过容器的X射线束的衰减将仅一方面取决于所发射的X射线光谱的所述恒定衰减,并且另一方面取决于穿过的累积玻璃厚度。替代地,认为穿过的空气厚度较大且对于所有X射线是均匀的,因此它可以被认为是已知的。可以从总测量衰减中减去由于空气而导致的X射线衰减。因此,例如可以认为,每个射线照相图像中的灰度级(可能被校正)单独且直接地取决于横穿的总累积玻璃厚度。然后可以准确地确定作为空气与玻璃之间的过渡的边界表面。
因此,对于该计算操作,计算机***600考虑了被检查容器的玻璃的衰减系数。有利地,设备400包括用于使容器的玻璃的衰减系数可为计算机***所用的装置,所述衰减系数例如从对熔炉中的玻璃的分析中已知。该提供装置可以由大容量存储器、人机界面或由有线或无线计算机网络形成。
传统地,对于该线性尺寸测量设备400,运输装置11的相关联部段例如是确保容器以直立位姿线性平移的网式或链式输送机,换言之,容器的由承载在输送机上的容器的基部3构成的接触区域将在输送平面Pc中建立。
用于测量线性尺寸的射线照相设备400允许实施用于对通过高速行进而移动的容器2自动执行线性尺寸的测量的方法。
实际上,本发明涉及在转换或制造步骤之后对一系列容器的检查(被称为“在线”检查),以便检查容器或者转换或制造方法的质量。
包括设备200、300、400、500的检查线100根据容器2的流的行进速度进行操作。理想地,包括用于测量线性尺寸的设备400的检查线100能够在生产速率下处理产品,例如以每分钟超过100个对象的速率,优选地已每分钟超过300个对象的速率,并且例如以每分钟至少600个容器的速率。
然而,特别是对于用于测量线性尺寸的射线照相设备400,计算持续时间可超过两个容器之间的间隙。同样,射线照相传感器和读取图像传感器的曝光时间可能太长。通常,如果单个射线照相设备400无法处理最快的流,则可以并行地实施若干个射线照相设备400,每个射线照相设备检查生产的一部分。因此,例如可以将生产流分成由两个相同或相似的射线照相设备400检查的两个平行流。显然,优选的是,流的数量以及因此射线照相设备400的数量保持较低(low,较少)。
得益于壁的内表面和壁厚度的测量(不与容器接触并在容器行进的情况下),消除了如在转盘中实施的使物品旋转的复杂操作,因此射线照相设备400带来了相当大的改进。这还允许在整个***上和在被检查区域的整个高度上的厚度映射。对于颈部的检查,射线照相设备400允许对生产的所有容器进行颈部的测量,而现有技术仅对每个模板执行二进制一致性测试或对所取的几个样品执行测量测试。因此,这些测量允许对制造方法的趋势(drift)的观察。
如图1和图2中更具体地所见,为了便于该描述,传统上假设容器2的位移方向沿着参考系X、Y、Z的水平轴线X建立,所述参考系包括垂直于水平轴线X的竖直轴线Z和垂直于竖直轴线Z请垂直于水平轴线X的横向轴线Y,并且X和Y位于与水平的输送平面Pc平行的平面中。
如从图4中更具体地所见,在容器2的平位移移期间,所述容器生成或穿过被称为输送体积Vt的体积。平面Ps是输送体积Vt的正割平面(secant plane,切断平面),该正割平面正交于输送平面Pc且平行于位移方向T。例如,中间平面将该体积分成两个相等的子体积。平面Ps是竖直平面,只要输送平面是大致水平的。
如图1和图2所示,射线照相设备400还包括X射线生成管12的至少一个焦点Fj(j从1到k变化),所述X射线生成管产生发散的X射线束,所述X射线束被引导穿过输送体积Vt并且更准确地穿过容器2的至少待检查区域。应当注意的是,对于本说明书,容器2由玻璃制成,因此容器的待检查区域由透射吸收系数对于给定的X射线辐射是均匀的材料制成。
设备400还包括至少三个射线照相图像传感器Ci(i从1到N变化,N大于或等于3),所述射线照相图像传感器对X射线敏感并且定位成暴露于来自于相关联的焦点Fj且已经穿过输送体积Vt(且更具体地穿过容器2的至少待检查区域)的X射线。当然,管12和图像传感器Ci位于输送体积Vt外部,以允许容器在该体积中自由位移。传统地,X射线生成管12和图像传感器Ci被放置在X射线防护外壳中,该X射线防护外壳优选地包围整个射线照相测量站。因此,该外壳沿着位移轨迹T以相对于瓶口检查设备200、基部检查设备300和可能的本体和/或肩部检查设备500不相交的方式(并且特别是以与这些设备的相应检查区域不相交的方式)设置。
在一些实施例中,图像传感器Ci与单个焦点Fj相关联,在这种意义上,在该方法的实施中,该图像传感器Ci被设置为使得其发送并且在该方法中被考虑的图像仅由从来自于相关联的焦点Fj的射线形成。例如,设备可以被设置成例如通过以合适的方式设置吸收掩模使得仅来自于给定焦点的光线可以到达相关联的图像传感器。根据可以与前一示例组合的另一示例,可以设想,仅当单个相关联的焦点被激活时才触发图像传感器对图像的获取。
来自于与射线照相图像传感器Ci相关联的焦点Fj的X射线束穿过至少被检查区域,并且沿着射线照相投影方向Dji在所述射线照相图像传感器Ci上形成被检查区域的射线照相投影(图1和图2)。按照惯例,射线照相投影方向Dji是从焦点Fj开始穿过图像传感器Ci的中心Mi的矢量的定向方向。焦点Fj和图像传感器Ci被设置成使得每个射线照相图像传感器沿着待检查区域的射线照相投影的至少一个方向接收待检查区域的射线照相投影。
然而,在一些实施例中,若干个图像传感器可以与同一焦点Fj相关联,然后所述焦点优选地是脉冲式的并且与每个相关联的传感器Ci的读数同步,以沿着投影方向Dji针对i的不同值形成射线照相图像。替代地,在其他实施例中,若干个焦点Fj可以与同一图像传感器Ci相关联,所述焦点优选地是在不同时间独立地脉冲式的并且与相关联的传感器Ci的读数同步,以沿着投影方向Dji针对j的不同值形成射线照相图像。
射线照相设备400还包括连接到射线照相图像传感器Ci的获取***,以便在每个容器2位移通过射线照相测量站期间为该容器获取具有不同射线照相投影方向的待检查区域的至少三个射线照相投影。应记得,与所获得的射线照相图像相关联的射线照相投影方向是在图像的获取时从焦点开始并穿过图像传感器的敏感表面的区域的中间的方向。因此,至少三个射线照相投影具有在其间两两形成角度的投影方向。
获取***连接到计算机***600。根据实施例的有利特征,计算机***使用图像传感器Ci在每个容器位移期间针对该容器记录射线照相图像,所述射线照相图像沿不同射线照相投影方向来自于待检查区域的确定数量的射线照相投影。通常,不同射线照相投影方向Dji的数量在三个与四十个之间,并且优选地在四个与十五个之间。根据实施例的一个有利变型,设备400包括三个与四十个之间的射线照相图像传感器Ci。根据实施例的优选变型,设备400包括四个与十五个之间的射线照相图像传感器Ci。
如将在说明书的其余部分中详细解释的,计算机***600被编程为针对每个容器分析来自于至少三个不同射线照相投影方向的至少三个射线照相图像,以便针对每个容器确定待检查区域的数字几何模型,所述数字几何模型包含属于被检查区域中的容器壁的一组点的三维坐标。更具体地,每个数字几何模型包含至少属于容器壁的内表面并且优选地属于容器壁的内表面和外表面的一组点的三维坐标。这些点的三维坐标的确定允许对容器的被检查区域执行尺寸测量,即,容器的本体4的颈部的至少一个内径或玻璃壁的至少一个厚度或容器本体的颈部的至少一个内径和玻璃壁的厚度。
这些点的三维坐标的确定和尺寸测量的实现可以通过已知的三维几何数据分析技术以任何合适的方式进行。
通常,待检查区域的数字几何模型包含从待检查区域的至少三个射线照相图像计算的一组点的三维坐标。该组点属于容器壁的内表面和/或外表面,其中至少两个三维空间点位于与射线照相投影方向Dji不正交的平面中。
有利地,包含一组点的三维坐标的待检查区域的数字几何模型包括:
-至少两个三维空间点,每个点属于容器壁的内表面和/或外表面,并且不位于与射线照相投影方向Dji正交的平面中,也不位于与位移方向T不平行的平面中;
-和/或容器壁的内表面和外表面的至少一个表面表示,包含不属于与射线照相投影方向Dji正交的平面并且不属于与位移方向T平行的平面的点;
-和/或待检查区域的沿着与正交于射线照相投影方向Dji的平面不同且与平行于位移方向T的平面不同的平面的至少一部段。
然后根据说明书的剩余部分中描述的任何方法执行尺寸测量。
一般而言,对每个容器的数字几何模型执行的尺寸测量涉及在所述模型上在不与射线照相投影方向Dji正交的平面中测量的颈部的至少一个内径,和/或涉及在所述模型上在不与射线照相投影方向Dji正交的平面中测量的本体壁的至少一个厚度。
一个优选的示例性实施例包括针对每个容器确定表示待检查区域中的容器的内表面和外表面的数字几何模型。
根据该示例,与每个容器相关的射线照相图像的数字分析允许针对这些容器中的每个构建三维数字几何模型。换言之,针对通过射线照相检查的每个容器,可以从对应于所述容器的射线照相图像构建三维数字几何模型。可选地,该数字几何模型可以简单地是二维数字几何模型的堆叠。数字几何模型的产生是如何在数学、图形和数据结构意义上在计算机***600的存储器中以数字形式表示和处理三维容器。应当考虑,在这些实施例中的一些实施例中,可以确定与射线照相对象一样多的三维数字几何模型,并且可以存在与在运输***上行进的对象的数量一样多的射线照相对象。实际上,本发明的特征为,它允许对在设备中流通(包括以高速率流通)的每个对象执行测量。
建模可以是体积建模。因此,玻璃容器可以由体素(其值表示材料量)表示。体素可以是充满的、部分充满的或没有材料(在这种情况下,它是空气)。可以分析体积几何模型来定位容器的边界表面(例如通过确定属于这些边界表面的一组表示点),然后测量诸如长度或厚度的线性尺寸。其也可以被变换为表面模型,换言之,其中对容器的边界表面进行建模。
直接从射线照相图像(换言之,不经过体积模型的计算)获得表面模型是可以的,甚至是有利的。
在表面建模中,容器由至少一个三维表面(例如对应于容器材料与外部环境(通常是空气)之间的边界表面的三维表面)限定,这允许理解容器内部和外部的概念。通常,三维表面以若干方式建模,诸如通过多边形建模、通过曲线或参数曲面(圆柱体、锥体、球体、样条等)或通过表面的细分。使用多面体(例如三角形)的网格,容器的三维表面由通过其边缘相关的平坦小平面组表示。
三维容器的一部段是其与平面的交点。三维表面的该部段在截面平面中构成二维曲线。在一系列切割平面中的这些二维曲线的知晓允许重建三维表面。
为了执行诸如长度的线性尺寸的测量,存在若干种方法。线性尺寸实际上是沿着线测量的长度。测量线性尺寸所沿的这条线可以是直线,或非直线,例如任何曲线、圆形线、虚线等。该线可以是包含在平面中的平线,或是不包括在平面中的三维线。射线照相设备400还允许在2D或3D参考系中确定容器的表面的点的角度和坐标。
在被称为体积方法的第一种方法中,可以沿着直线或一束直线行进通过体积模型并确定材料/空气边界体素。
在被称为表面方法的第二种方法中,可以计算一区段,其末端是直线与表面模型的材料/空气边界表面的交点。最后,混合方法包括将体积模型转换为表面模型,然后应用第二种方法。
第三种方法包括在切割平面中确定一条或两条二维曲线的两点之间的距离,任何曲线都是材料与空气之间的边界。
在任何参考系中,三维点是其坐标在三维空间中为已知的点。
这三种先前的方法是确定两个三维点之间的距离以确定线性尺寸测量的示例。
本发明的一个目的是执行比通过简单的二维射线照相图像可能实现的测量更完整的测量。实际上,使用矩阵射线照相图像传感器,容易获得与被检查区域的投影相对应的二维射线照相图像,并且容易在与投影方向正交的平面(被称为“投影平面”)中测量尺寸。同样,当容器穿过不平行于由焦点Fj和线性传感器Ci限定的位移方向的投影平面Pji时,使用线性射线照相图像传感器通过并置使用线性射线照相图像传感器Ci获得的连续线性射线照相图像容易获得被检查区域的二维射线照相图像,并且容易仅在平行于位移方向的投影平面中测量被检查区域的尺寸。然而,利用这些简单的射线照相方法,不可能测量投影平面外的尺寸。另一方面,利用射线照相设备400,可以沿着既不包含在投影平面中也不平行于投影平面的方向测量线性尺寸。实际上,在沿着至少三个不同的投影方向处理射线照相图像的组合期间,可以沿着几乎所有方向重建和测量尺寸。这可以通过允许在属于包括在容器的待检查区域中的边界表面的空间中确定三维点的任何方法来实现。表面或体积类型或基于切割平面的待检查区域的三维模型的重建是一种可能的方法。实际上,可以间接地从表面或体积模型或从切割平面或直接地确定沿着仅从二维射线照相图像不能测量的方向分布的至少两个三维点,甚至优选地三维点云。
因此,数字几何模型由几何元素(诸如点、区段、表面、基本体积)组成,通过为了计算每个元素而考虑穿过实际空容器上的该点的至少一些X射线的衰减来从射线照相投影计算,目的是数字几何模型是实际空容器的几何形状的忠实表示,包括相对于理想空容器的变形。换言之,通过考虑所述坐标已修改射线照相投影来确定几何元素的坐标,即使当这些几何元素在任一个2D射线照相投影中不可区分时也是如此。因此,对数字几何模型的尺寸的测量从在任何射线照相投影中不可区分的几何元素中给出了关于每个建模的空容器的尺寸的信息。
在玻璃容器由单一材料制成并因此具有或考虑为具有恒定的衰减系数的情况下,以表面形式确定其数字几何模型是有利的。可以以数字几何模型确定和表示例如容器颈部的内表面。根据该示例,被检查区域包含颈部3,并且因此在瓶口表面平面6与平行于所述瓶口表面平面的平面之间延伸。然后可以测量颈部的内径D。更确切地说,可以测量颈部的若干内径D。通过选择给定的高度,例如通过选择平行于瓶口表面或平行于容器基部的切割平面,可以在该平面中从0°到360°测量若干个直径。因此,可以通过将切割平面定位在瓶口表面下方3mm来确定开口(或嘴部)处(例如嘴部下方3mm)的直径Do。还可以在颈部的内表面的整个高度h上确定最小直径D,以通过扩孔代替测量。
假定容器的几何形状,在圆柱坐标中更容易推理。当对容器执行测量时,所述方法产生了数字几何模型MGN,所述数字几何模型至少准确地表示所述容器的对应于颈部的待检查区域,例如如图14所示或如图15所示,容器的数字几何模型MGN的竖直部段或四个水平部段。
可以在该数字几何模型上定义圆柱坐标参考系ZM、ρ、θ,其中轴线ZM对应于所述容器模型的对称轴线,在其位于放置平面中时沿着轴线ZM的高度Z等于零。在圆柱形或锥形容器的情况下,ZM可以被定义为正交于放置平面且穿过容器的基部的中心的轴线。实际上,容器的数字几何模型MGN包括内表面SI和外表面SE。
根据用于测量每个容器的颈部的一个有利变型,所述方法包括对数字几何模型MGN测量,作为颈部的内径D,一组直线区段的长度,所述区段为:
-与数字几何模型的对称轴线ZM正交,
-与数字几何模型的对称轴线ZM正割,
-位于数字几何模型的颈部中的至少两个不同高度ZG1、ZG2处;
-在围绕数字几何模型的对称轴线ZM成角度地分布的方向中,至少一个区段不与投影方向Dji正交;
-对于每个高度,其数量大于投影方向Dji的数量;
-每个区段连接两个点,所述两个点属于数字几何模型的颈部的内表面并且相对于容器的数字几何模型的对称轴线ZM是相对的。
应该注意的是,只有在完美旋转的理想容器的情况下,这些区段才会在数学意义上精确地与对称轴线ZM交叉。显然情况并非如此,因为数字几何模型表示实际的容器。
射线照相设备400允许在生产线中执行,换言之,当容器在输送机上快速平移并且不接触机械或气动传感器时,根据生产的类型,需要进行若干次测量,以保证颈部的一致性。
扩孔是将最小直径的圆柱体(例如填充套管)引入颈部的可能性。为了测量扩孔,得益于射线照相设备400,可以沿着对称轴线ZM并沿着角度θ范围为0°到360°的若干方向在若干高度上确定最小直径。还可以模拟在每个容器的数字几何模型的内表面内、在其颈部处引入圆柱体,并且在圆柱体在颈部的内表面或所述内表面的一组点内被内切(因此与之接触而不能变大)时确定圆柱体达到的最大直径。
如图15所示,至少对于两个不同的高度ZE1、ZE2,可以沿着与轴线ZM正交且从0°到360°分布的若干个径向区段测量壁的厚度e。因此实现了光学传感器在旋转容器的机器中允许的至少相同的功能,即,在一个、两个、三个或四个不同的高度处找到圆周上的最小厚度。
每个容器的被检查区域的数字几何模型包括内表面SI和外表面SE。因此,也可以通过测量连接外表面SE和内表面SI的大量区段来确定厚度e,这些区段均匀地分布在整个高度Z和方向θ上,高度节距dZ和角节距dθ与为每个容器计算的数字几何模型和传感器的分辨率所允许的一样精细。因此,可以映射全部或部分检查区域的厚度,甚至整个容器的厚度。
还可以计算待检查区域上的最小厚度,或者确定厚度小于被称为“薄区域”的公差阈值的壁的相关区域,并且基于最小厚度或薄区域的区域的表面和/或形状来决定容器的质量。
根据实施例的一个变型,在该射线照相设备400中待检查区域可以包括容器的颈部5的至少一部分,使得射线照相图像被分析以构建颈部的至少内表面的数字几何模型,以使得可以在一个或若干个高度处并且沿着一个或若干个方向测量颈部的内径D,并且对应于待检查区域的尺寸特性的测量。
根据实施例的另一变型,在该射线照相设备400中的待检查区域可以包括容器的本体4的至少一部分,使得射线照相图像被分析,以便构建容器的被检查的壁部分中的内表面和外表面的数字几何模型,并且从数字几何模型的内表面和外表面获得容器本体的包括在所述表面之间的玻璃壁的厚度“e”的测量值。
根据实施例的一个优选变型,待检查区域包括容器本体的颈部的至少一部分和容器本体的壁的一部分,使得射线照相图像被分析,从而构建容器的内表面和外表面的数字几何模型,并且从数字几何模型的内表面和外表面获得容器本体的颈部的内径和玻璃壁的厚度的测量值。
一些前述的测量方法意味着,基于在与容器的数字几何模型的对称轴线ZM正交的平面的不同高度Z处的连续部段,因此基于通过以0°与360°之间的角度θ改变测量方向而沿着径向方向被分析的水平部段,来分析每个容器的数字几何模型的几何形状。当然,通过沿着与容器的对称轴线ZM正割的平面(因此是以0°与360°之间的角度θ分布的竖直部段)进行切割,可获得相同的结果。
根据实施例的一个有利变型,还可以通过使用被检查区域的先验几何模型来构建数字几何模型,所述先验几何模型允许加速每个容器的数字几何模型的重建计算并使其更可靠。
因此,先验几何模型是系列容器的数字几何模型,用作重建软件的初始化,以便构建每个被检查容器的数字几何模型。其作用主要是向计算机***提供关于要通过该计算来建模的对象的形状、几何和尺寸的信息。
在这种情况下,计算机***具有待检查区域的先验几何模型,以便执行该计算操作。因此,设备400可以包括用于使计算机***可获得容器或系列容器的待检查区域的先验几何模型的装置。
先验几何模型可以通过用于容器的计算机辅助设计的数字模型获得,所述数字模型在容器的设计期间产生(3D CAD),或者先验几何模型可以从数字几何模型获得,所述数字几何模型通过测量装置(例如通过传感器测量机或轴向断层照相设备)对相同系列(因此具有相同商业型号)的一个或若干个容器的测量而构建,或者先验几何模型可以由计算机***根据由操作者在***的人机界面上输入的值和/或绘制的图和/或选择的形状来生成。
可以通过使虚拟测量器位置可用于计算机***来参数化该检查。在这种情况下,根据本发明的装置显然包括用于使测量公差间隔可用的装置。
用于确定尺寸测量及其一致性的另一种方法是将被检查区域的数字几何模型与参考或理论几何模型进行比较。
参考几何模型是系列被检查容器的理想模型。为了执行尺寸检查,可以通过包含模型匹配的算法将每个容器的被检查区域的数字几何模型与系列容器共有的参考几何模型进行比较,然后测量模型之间的偏差。参考几何模型可以至少针对容器的外表面从CAD获得。
根据一个变型,参考几何模型和先验几何模型可以是相同的几何模型。
从上面的描述可以看出,计算机***600针对每个容器确定容器本体的颈部的至少一个内径和/或玻璃壁的厚度。一般而言,射线照相设备400允许对容器2执行一系列尺寸测量。尺寸检查包括测量实际尺寸并将其与所需尺寸进行比较。先验地,一系列中的任何容器都接近具有所需尺寸的理想参考容器,但是由于尺寸变化而从其偏离。目的通常是将在容器上获得的测量值与例如由质量部门定义的所需值进行比较。这些尺寸测量值或这些测量值相对于所需值的偏差可以被显示、记录等。它们也可以用于对可以自动分类的容器的一致性做出决定。根据实施例的一个有利特征,计算机***600连接到用于显示待检查区域的线性测量值和/或相对于参考值的尺寸偏差的装置。例如,设备400(或更一般地,根据本发明的检查线100)可以包括用于显示被检查区域的射线照相图像和测量尺寸的屏幕。
当然,焦点Fj和图像传感器Ci的相对位置是不同的,需要提醒的是,焦点Fj和图像传感器Ci被定位在输送体积Vt外部。
根据实施例的一个变型,射线照相设备400包括沿着输送体积Vt的一侧设置的单个焦点Fj=F1,以及沿着输送体积Vt的相对侧设置的一系列图像传感器Ci=C11、C12、C13、…,用于接收来自焦点F1并且已经穿过待检查区域的射线。在该示例中,焦点具有在至少任何平面(诸如例如图1中的平面X、Y)中测量的大于或等于90°的开口Of。在装置在焦点和体积Vt之间或在体积Vt和图像传感器之间包括用于将光束限制为唯一有用光束的屏幕的情况下,该开口Of被认为是在焦点的输出处,以便减少散射的光束。
根据射线照相设备400的实施例的另一变型,至少两个X射线产生焦点Fj(F1和F2)分别定位在两个不同的位置,并且至少三个X射线敏感图像传感器Ci以这样的方式放置:使得每个焦点与至少一个图像传感器Ci相关联,并且每个图像传感器Ci与一个焦点相关联并接收来自于所述焦点并穿过待检查区域的X射线。在该变型中,每个焦点具有大于或等于45°的开口,使得两个焦点的开口之和大于或等于90°。因此,可以设想例如包括例如大于或等于120°的开口焦点的射线照相设备400,或者包括两个焦点的射线照相设备400,其开口的总和大于或等于120°。
在图5至图7所示的示例性实施例中,射线照相设备400包括三个焦点F1、F2、F3,每个焦点与不同的发生器管12相关联。射线照相设备400还包括:五个图像传感器C11、C12、C13、C14和C15,所述图像传感器中的每个对来自于第一相关联的焦点F1的X射线敏感;五个图像传感器C21、C22、C23、C24和C25,所述图像传感器中的每个对来自于第二相关联的焦点F2的X射线敏感;以及三个图像传感器C31、C32、C33,所述图像传感器中的每个对来自于第三相关联的焦点F3的X射线敏感。
根据该示例性实施例,射线照相设备400包括至少一个焦点(并且在该示例中,包括两个焦点F1和F2),从每个所述焦点中获得发散的X射线束。至少一个焦点(并且在该示例中,两个焦点F1和F2)被定位在正割平面Ps的一侧上,使得每个束穿过正割平面Ps和待检查区域,而与所述焦点Fj相关联以接收来自于所述焦点Fj的X射线的至少一个图像传感器Ci被设置在相对于正割平面Ps的相对侧上。(在该示例中,这些是各自对来自于相关联的焦点F1的X射线敏感的五个图像传感器C11、C12、C13、C14和C15,以及各自对来自于相关联的焦点F2的X射线敏感的五个图像传感器C21、C22、C23、C24和C25)。当然,可以设想在正割平面Ps的一侧上具有一焦点并且在正割平面Ps的另一侧上具有另一焦点,使得相关联的图像传感器也设置在正割平面Ps的每一侧上。
根据图5至图7中所示的射线照相设备1的实施例的一个有利变型,从其获得发散的X射线束的焦点Fj设置在输送平面Pc的一侧上,使得其束穿过输送平面Pc,而与所述焦点Fj相关联以接收来自于所述焦点的X射线的至少一个图像传感器Ci定位在相对于输送平面Pc的相对侧上。在所示的示例中,焦点F3设置在输送平面Pc上方,而三个图像传感器C31、C32、C33设置在输送平面Pc下方。当然,焦点与图像传感器之间的位置可以相对于输送平面反转。
根据射线照相设备400的实施例的一个有利变型,至少一个焦点Fj设置在输送平面Pc中。优选地,这些焦点与位于其相对于正割平面Ps的相对位置处的相关联的图像传感器配合,并且因此在容器设置在平面输送机上运输的情况下,这种设置允许在射线照相图像中,容器的投影不叠置在输送机的投影上。因此,在容器的数字几何模型中,可以准确地确定容器的与输送机的相关联部段接触的部分。
根据实施例的一个有利特征,射线照相图像传感器Ci和焦点的设置使得来自于焦点Fj并到达图像传感器Ci的X射线每次仅穿过一待检查区域。换言之,X射线一次仅穿过一个容器。应当注意的是,射线照相设备400(或通常检查线100)可以包括用于检查连续行进的容器之间的间隔的***,诸如例如与容器侧向接触的螺钉或带。
射线照相***400允许快速且经济地获得尺寸检查,具有尺寸检查所需的精度。它允许将重建所需的图像数量减少到允许达到期望的尺寸精度的最小数量。例如,它允许利用九个投影和被检查区域的有限数量的图像,以+/0.05毫米测量颈部的内径,或者以+/-0.02毫米测量容器壁的厚度。有利地,射线照相设备400包括一个与四个之间的焦点Fj,并且优选地包括一个或两个焦点Fj,并且优选地包括四个与十五个之间的射线照相图像传感器Ci。
考虑到横穿体积Vt应该被留出以用于容器的流通,射线照相图像传感器和焦点应被设置成,使得至少三个投影方向的组合优化被检查区域的数字几何模型的确定。以下规则被有利地实施,这些规则对于线性或矩阵图像传感器是有效的。
在下文中,角度是绝对值。图8和图9示出了两个射线照相投影方向Dji和D'ji,它们也是矢量。这些图示出了这两个射线照相投影方向之间的角度r,即并且s是与角度r互补的角度,即s=180°-r。根据定义,两个不同的投影方向Dji和D'ji之间的有效角度α是角度r和s中最小的,即α=Min(r,s)。因此,有效角度α是由承载投影方向Dji、D'ji并且到达被检查区域的每个点的两条直线形成的角度中的最小角度。
根据一个有利变型,针对每个容器获取来自于沿着两个不同射线照相方向Dji和D'ji的两个射线照相投影的至少两个图像,所述两个射线照相投影方向之间形成的有效角度α大于或等于45°且小于或等于90°。根据实施例的一个有利变型,针对每个容器获取来自于沿着两个不同方向的两个射线照相投影的至少两个图像,所述两个射线照相投影方向之间形成的有效角度α大于或等于60°且小于或等于90°。
为了这样做,射线照相设备400包括至少一个焦点和两个图像传感器,其被设置成使得它们接收的被检查区域的投影的方向之间具有的有效角度α大于或等于45°且小于或等于90°(并且有利地大于或等于60°且小于或等于90°)。
例如,如图5所示,方向D15与D11之间以及方向D13与D25之间的有效角度α大于45°。显然,必须理解,至少一个有效角度大于或等于45°且小于或等于90°,并且有利地,至少一个有效角度大于或等于60°且小于或等于90°,并且两个方向Dji之间的其他有效角度是任意的。使用该规则的本领域技术人员将知道如何寻找提供被检查区域的投影方向的最完整的可能分布的设置。
根据另一个有利特征,针对每个容器,计算机***600获取与形成由位移方向T确定的开度角(opening angle)β的投影方向对应的被检查区域的至少一个射线照相图像。
如图10和图11所示,角度p被认为是在投影方向(矢量Dji)和容器轨迹(矢量T)之间,即角度p=(Dji,T),即,在图10所示的示例中,p=(D11,T)且p=(D12,T),而在图11所示的示例中,p=(D22,T)且p=(D11,T)。角度q与角度p互补,因此q=180°-p。根据定义,投影方向Dji与轨迹T之间的开度角β是角度p和q中最小的,即β=Min(p,q)。因此,开度角β是由这样两条直线形成的角度中最小的,其中一条直线承载投影方向Dji,而另一条直线承载轨迹T,到达被检查区域的每个点。
根据另一个有利特征,针对每个容器,计算机***获取对应于投影方向Dji的被检查区域的至少一个射线照相图像,所述投影方向与位移方向T具有10°与60°之间的开度角β。换言之,根据本发明的设备包括至少一个焦点和一个图像传感器Ci,其被设置成使得当容器穿过图像传感器的场时,在图像传感器Ci上被检查的区域的投影方向Dji与位移方向T形成10°与60°之间的开度角β。
换言之,射线照相设备400的配置被优化以减小其在位移方向上的体积,同时保持适于容器的横穿体积Vt和良好的重建质量。
由于横穿体积Vt,设备在位移方向T周围不产生投影。横穿体积Vt具有最小角度贝塔。根据本发明,βmin=10°。没有传感器被设置成提供小于10°的角度β的投影。
从上述内容必须推断出,根据本发明,对于每个容器的投影角度的分布是不均匀的。
如图9所示,投影角度的分布具有两倍于10°即20°的间隙(被称为盲点区域),而不是具有180°上的完全覆盖。
例如,如图10所示,射线照相设备400包括至少一个焦点F1和两个图像传感器C11、C12,其投影方向D11、D12与位移方向T限定了分别对应于角度p和q的介于10°与60°之间的开度角β。在图11所示的示例中,射线照相设备400包括与焦点F1相关联的至少一个图像传感器C11和与焦点F2相关联的图像传感器C22。投影方向D11、D22限定开度角β,因此,可以设想,例如射线照相设备400包括例如大于或等于120°的开口焦点Of,或者射线照相设备400包括两个焦点,所述两个焦点的开口的总和大于或等于120°在10°与60°之间,并且对应于角度p。同样,图5所示的射线照相设备400包括与焦点F1相关联的图像传感器C11,并且其投影方向D11相对于位移方向T形成10°与60°之间的开度角β。
射线照相图像传感器Ci是矩阵或线性类型的。
根据实施例的一个优选变型,射线照相设备400包括线性图像传感器。根据该优选变型,每个射线照相图像传感器Ci包括沿着支撑直线Li分布的X射线敏感射线照相元件的线性阵列,所述支撑直线与相关联的焦点Fj限定包含射线照相投影方向Dji的投影平面Pji(图2)。这些射线照相图像传感器Ci被设置成使得这些射线照相图像传感器中的每个的至少m个射线照相敏感元件接收被来自于相关联的焦点Fj的X射线束检查的区域的射线照相投影,其中不同图像传感器的投影平面Pji彼此不同并且不平行于输送平面Pc。每个线性射线照相图像传感器的敏感元件的数量m大于128个,优选地大于512个。相邻射线照相敏感元件之间的距离(被称为节距)和/或射线照相敏感元件的尺寸优选地小于800μm。读取图像行的频率优选地大于100Hz,有利地大于1kHz。当然,这些参数基于容器的尺寸、期望的准确度和行进速度进行调整。
根据实施例的一个有利特征,至少三个线性射线照相图像传感器Ci的支撑直线Li彼此平行。
根据实施例的另一有利特征,至少三个线性射线照相图像传感器Ci的支撑直线Li与输送平面Pc正交。
根据一个变型,焦点Fj被定位成使得其束穿过被检查区域,然后穿过输送平面Pc。另外,至少一个相关联的线性射线照相图像传感器Ci相对于输送平面Pc与焦点Fj相对地定位,并且使得其支撑直线Li平行于输送平面Pc。
根据具有线性射线照相图像传感器的实施例的这些变型,获取***使用至少三个射线照相图像传感器Ci中的每个,在轨迹上的每个容器的每个增量位移处,基于所选择的数量来获取待检查区域的线性射线照相图像,使得针对每个容器,整个待检查区域完全表示在线性射线照相图像组中。因此,在容器的位移期间,每个射线照相图像传感器能够获取线性射线照相图像,使得容器的整个待检查区域完全表示在从所述射线照相图像传感器获得的线性射线照相图像组中。因此,针对每个容器,获得待检查区域的至少三组线性射线照相图像,然后进行分析。可以通过线性射线照相图像组的并置来构建被检查区域的矩阵射线照相图像。但是几何模型的重建和测量不一定使用它。
应当注意的是,给定横穿体积Vt,在位于位移方向T的任一侧上的盲点区域(β<±10°)中获取不到射线照相投影。尽管在该角度范围内没有射线照相投影,但得益于先验几何模型,射线照相设备400允许重建容器的准确和完整的数字几何模型。因此,可以对整个数字几何模型执行线性尺寸测量,并且特别是沿着与可能的投影方向不正交的方向执行线性尺寸测量,包括沿着与缺失投影的方向正交的测量方向的线性尺寸测量,所述缺失投影对应于位于位移方向T的任一侧上的盲点区域。
增量位移是由容器在两次连续图像获取之间执行的平移。对于容器的给定行进速度,增量位移低劣地受到读取图像传感器的速度的限制。该参数与线性图像传感器的竖直分辨率(或矩阵图像传感器的水平和竖直分辨率)相结合,调节数字几何模型的测量点的密度,并因此最终调节待检查区域的尺寸特性的空间分辨率和测量准确度。例如,增量位移可以小于0.5mm,优选地小于0.2mm,这意味着在容器位移1mm期间图像传感器被读取5次。
当然,焦点的数量、与每个焦点相关联的射线照相图像传感器的数量以及它们的相对设置基于期望的测量准确度、基于容器的形状以及基于它们在输送机上的间隔以任何合适的方式来选择。
射线照相设备400允许通过至少三个不同方向的X射线投影来测量高速行进的玻璃容器的尺寸(用于尺寸检查),且无接触,并进行最佳、快速和足够准确的计算。
应当注意的是,在玻璃厂中,在同一检查线上同时存在若干系列的不同容器是可能的。根据本发明的射线照相设备400(并且更一般地检查线100)可以用于检查由若干不同系列(例如第一系列和第二系列)组成的容器的流。在这种情况下,射线照相设备400(或更一般地检查线100)包括指示***,所述指示***用于向计算机***600指示每个容器所属的系列,以便对同一系列的所有容器实施本发明的方法。换言之,提供了使计算机***可使用每个容器系列的先验几何模型,并且调节计算机***以将每个容器的射线照相图像与其所属的系列相关联。
应注意的是,在每个站中,容器的与和该站相关联的运输装置的部段相接触的区域优选地不同于在该站处容器的待检查区域,尤其是对于通过光线实施光学检查的瓶口检查站、基部检查站和肩部或本体检查站。
另外,在如上所述的检查线中,可以设想,容器没有竖直位移地被输送,在瓶口检查站、基部检查站和射线照相测量站这三个站中没有竖直位移,且在瓶口检查站、基部检查站和射线照相测量站之间也没有竖直位移。这简化了生产线的设计,降低了其成本,允许高速率并简化了格式改变操作。
特别地,在实施如上所述的设备的检查线中,可以设想,在瓶口检查站、基部检查站和射线照相测量站这三个站中容器没有围绕其中心轴线受控旋转地被输送,这同时允许围绕容器的中心轴线A2在容器的360度范围内进行裂纹的检查和线性尺寸的测量。另外,并且优选地,在实施如上所述的设备的检查线中,可以设想,在没有受控旋转的情况下容器在瓶口检查站、基部检查站和射线照相测量站之间被输送。
例如,在文献EP2368861或WO2008101492中已经提出,系列容器中的每个容器都载有唯一的标识符。针对每个容器,该唯一标识符连接到或包含至少容器的生产数据,和/或时间戳和/或其中形成容器的模具的数量和/或其中已形成容器的部段或腔体的数量。在这种情况下,可以设想,检查线包括由检查线检查的容器的唯一标识符的至少一个读取器。可以提供计算机***600,所述计算机***:
-从瓶口检查设备接收被检查容器的至少一个瓶口检查信息;
-从基部检查设备接收被检查容器的至少一个基部检查信息;
-从射线照相测量设备接收被检查容器的至少一个线性尺寸测量值。
在这种情况下,计算机***可以被配置为:创建计算机报告,所述计算机报告针对该系列中的所有被检查容器链接容器的唯一标识符、至少一个瓶口检查信息、至少一个基部检查信息和该被检查容器的至少一个测量值;以及将该计算机报告存储在电子存储器中,使得该报告然后优选地在容器的整个寿命期间保持可访问,包括例如至少直到其被终端客户获取,因此通常持续若干周,优选地若干月,或甚至若干年。
当然,如果检查线包括肩部和/或本体检查设备,则将有利地设想,被检查容器的肩部和/或本体检查信息也由计算机***接收,并且也与计算机报告中的其他信息相关。
例如,计算机报告可以是数据库的一部分,在该数据库中,这些数据被链接在一起,与相同的元件相关,在这种情况下,为可以由其唯一标识符标识的容器。容器的计算机报告可以包括其他数据,特别是允许识别例如模制的地点、日期、小时、分钟、秒和/或生产机器、模具、腔体等的生产数据。之后,可以在计算机报告中积聚其他数据,例如填充、分配、营销、使用或回收数据。计算机报告可以被集成到允许确保不可伪造的可追溯性的区块链中。
此外,计算机***600可以有利地被配置为在该系列的一组容器的计算机报告上执行计算机处理。该处理可以是统计处理。计算机***还可以被配置为基于对该系列中的一组容器的计算机报告的该计算机处理来命令对容器的生产参数的校正动作。
根据实施例的一个有利特征,计算机***可以连接到用于基于待检查区域的线性测量和/或基于一个或若干个检查信息对容器进行分类的装置。因此,该分类装置可以从运输装置弹出,在考虑测量的线性尺寸的情况下,容器被认为是有缺陷的。
本发明不限于所描述和表示的示例,因为可以在不脱离其范围的情况下进行各种修改。
Claims (21)
1.一种用于检查一系列的空玻璃容器(2)的检查线,所述系列的每个容器具有由内表面(SI)和外表面(SE)界定的壁,所述容器具有中心轴线(A2),并且沿着所述中心轴线从顶部到底部形成:
-颈部(5),所述颈部以瓶口(6)结束,所述瓶口的上表面限定所述容器的垂直于所述中心轴线的上平面(Psup),
-肩部(4'),
-本体(4),
-以及容器基部(3),所述容器基部限定所述容器的垂直于所述中心轴线的下平面(Pinf);
所述检查线(100)包括运输装置(11、112、113、114),所述运输装置通过与所述容器的至少一个接触区域接触来确保所述容器沿着位移轨迹(T)的运输,所述容器行进通过沿着所述位移轨迹(T)延伸的输送体积(Vt);
其特征在于,所述检查线包括沿着所述位移轨迹(T)各自布置在彼此不同的站处的以下设备:
a)在瓶口检查站处的瓶口检查设备(200),所述瓶口检查设备能够通过光线无接触地检测所述容器的颈部(5)中的裂纹型缺陷,所述设备(200)包括:
a1)所述瓶口检查设备的检查区域,所述容器的颈部必须位于所述检查区域中以便被检查,所述区域包括旨在与被检查的所述容器的上平面重合的顶部参考平面(Prefh),并且包括旨在与所述容器的中心轴线(A2)重合的参考轴线(A200),以用于被检查的所述容器的定位;
a2)所述运输装置(11)的部段(112),所述部段确保在所述设备的检查区域中所述容器在垂直于所述容器的中心轴线的水平输送平面(Pc)中沿着所述位移轨迹(T)的直线部分的运输,
a3)一系列的若干个定向光发射器(201、202、…、20n),所述定向光发射器围绕所述设备的参考轴线成角度地分布,并且所述定向光发射器中的每个都在所述设备的所述检查区域的方向上沿着其特定的光束轴线(A201、A202、…、A20n)发送定向光束,使得所述检查区域由所述定向光束以在所述顶部参考平面中的投影中的多个不同方位角来照明;
a4)若干个光接收器(211、212、…、21n),所述光接收器围绕所述设备的参考轴线成角度地分布,并且每个所述光接收器都具有视轴(A211、A212、…、A21n)和围绕该视轴的视场角(AV211、…);
a5)被布置在相关联的所述参考平面的任一侧上的光学元件,这些光学元件属于所述设备的光发射器或属于所述设备的光接收器,但是都位于所述输送体积外部;
b)在基部检查站处的基部检查设备(300),所述基部检查设备能够通过光线无接触地检测所述容器的基部(3)中的裂纹型缺陷,所述设备(300)包括:
b1)所述基部检查设备的检查区域,容器的基部必须位于所述检查区域中以便被检查,所述区域包括旨在与被检查的所述容器的所述下平面重合的底部参考平面(Prefb),并且包括旨在与所述容器的中心轴线重合的参考轴线(A300),以用于被检查的所述容器的定位;
b2)所述运输装置(11)的部段(113),所述部段确保在所述设备的检查区域中在垂直于所述容器的中心轴线的水平输送平面(Pc)中所述容器沿着所述位移轨迹(T)的直线部分的输送,
b3)一系列的若干个定向光发射器(301、302、……、30n),所述定向光发射器围绕所述设备的参考轴线成角度地分布,并且每个所述定向光发射器都在所述设备的所述检查区域的方向上沿着其特定的光束轴线(A301、A302、……、A30n)发送定向光束,使得所述检查区域由所述定向光束以在所述底部参考平面中的投影中的多个不同方位角来照明;
b4)若干个光敏接收器(311、312、…、31n),所述光敏接收器围绕所述设备的参考轴线成角度地分布,并且每个所述光敏接收器都具有视轴(A311、A312、…、A31n)和围绕该视轴的视场角(AV311);
b5)被布置在相关联的所述底部参考平面的任一侧上的光学元件,这些光学元件属于所述设备的光发射器或属于所述设备的光接收器,但是都位于所述输送体积外部;
c)在射线照相测量站处的射线照相设备(400),所述射线照相设备用于自动测量所述容器的至少一个待检查区域的线性尺寸,所述射线照相设备具有:
c1)X射线生成管(12)的至少一个焦点(Fj),X射线生成管位于横穿体积(Vt)外部,并且产生发散的X射线束,所述发散的X射线束被引导穿过至少一个待检查区域,所述待检查区域包括所述容器的颈部的至少一部分和/或所述容器的本体的一部分;
c2)所述运输装置(11)的部段(114),所述部段确保在所述设备的检查区域中在垂直于所述容器的中心轴线的水平输送平面(Pc)中所述容器沿着所述位移轨迹(T)的直线部分的输送,
c3)一个或若干个射线照相图像传感器(Ci),位于所述输送体积(Vt)外部,以便接收来自于焦点(Fj)的X射线,所述焦点(Fj)和所述射线照相图像传感器(Ci)被设置成使得当所述容器穿过来自于所述焦点(Fj)的射线时,每个图像传感器通过所述射线接收待被检查区域的射线照相投影,这些射线照相投影的射线照相投影方向彼此不同;
c4)获取***,所述获取***连接到所述射线照相图像传感器(Ci),以便在每个容器位移期间获取所述待检查区域的至少三个射线照相图像,所述至少三个射线照相图像是从所述待检查区域的具有不同射线照相投影方向的至少三个射线照相投影获得的;
c5)计算机***,分析来自于至少三个不同的射线照相投影的所述至少三个射线照相图像,以便确定在不与射线照相投影方向(Dji)正交的平面中的所述颈部的至少一内径,和/或在不与射线照相投影方向(Dji)正交的平面中的所述本体壁的至少一厚度。
2.根据权利要求1所述的检查线,其特征在于,所述检查线在与所述瓶口检查站、所述基部检查站和所述射线照相测量站不同的肩部和/或本体检查站处包括肩部和/或本体检查设备(500),所述肩部和/或本体检查设备能够通过光线无接触地检测所述容器的所述肩部和/或本体中的裂纹型缺陷,所述设备(500)包括:
d1)所述肩部和/或本体检查设备的检查区域,容器的肩部和/或本体必须位于所述检查区域中以便被检查,所述区域包括旨在切割被检查的所述容器的所述肩部和/或本体的中间参考平面,并且包括旨在与所述容器的中心轴线重合的参考轴线(A500),以用于被检查的所述容器的定位;
d2)所述运输装置(11)的部段,所述部段确保在所述设备的检查区域中在垂直于所述容器的中心轴线的水平输送平面(Pc)中所述容器沿着所述位移轨迹(T)的直线部分的运输,
d3)一系列的若干个定向光发射器,所述定向光发射器围绕所述设备的参考轴线成角度地分布,并且所述定向光发射器中的每个都在所述设备的所述检查区域的方向上沿着其特定的光束轴线发送定向光束,使得所述检查区域由所述定向光束以在所述中间参考平面中的投影中的多个不同方位角来照明;
d4)若干个光接收器,所述光接收器围绕所述设备的参考轴线成角度地分布,并且每个所述光接收器都具有视轴和围绕该视轴的视场角;
d5)被布置在相关联的所述参考平面的任一侧上的光学元件,这些光学元件属于所述设备的光发射器或属于所述设备的光接收器,但是都位于所述输送体积外部。
3.根据前述权利要求中的任一项所述的检查线,其特征在于,在所述瓶口检查设备(200)、所述基部检查设备(300)和所述射线照相测量设备(400)的检查区域中的每个中,所述运输装置(11)确保在所述设备的检查区域中所述容器沿着所述位移轨迹的运输,而无需围绕所述容器的中心轴线(A2)的受控旋转。
4.根据前述权利要求中的任一项所述的检查线,其特征在于,在所述瓶口检查设备(200)、所述基部检查设备(300)和所述射线照相测量设备(400)的检查区域中的每个中,所述运输装置(11)确保在所述设备的检查区域中所述容器沿着所述位移轨迹的运输,使得所述容器在围绕其中心轴线(A2)的旋转方面是静止的。
5.根据前述权利要求中的任一项所述的检查线,其特征在于,在所述瓶口检查设备(200)、所述基部检查设备(300)和所述射线照相测量设备(400)中的每个之间,所述运输装置(11)确保所述容器沿着所述位移轨迹的运输,而无需围绕所述容器的中心轴线(A2)受控旋转。
6.根据前述权利要求中的任一项所述的检查线,其特征在于,在每个站处由所述运输装置的相关联的输送部段(112、113、114)形成所述运输装置(11),所述输送部段确保了在与所述容器接触的同时将每个容器(2)运输通过所述站,并且分别与所述瓶口检查站、所述基部检查站和所述射线照相测量站相关联的其中一个输送部段确保了与所述容器的第一接触区域的接触,而分别与所述瓶口检查站、所述基部检查站和所述射线照相测量站相关联的其中另一个输送部段确保了与所述容器的不同于所述第一接触区域的第二接触区域的接触。
7.根据权利要求6所述的检查线,其特征在于,在每个站中,所述容器与所述运输装置(11)的与该站相关联的部段的接触区域不同于该站处的所述容器的待检查区域。
8.根据前述权利要求中的任一项所述的检查线,其特征在于,在所述瓶口检查设备(200)、所述基部检查设备(300)和所述射线照相测量设备(400)中的每个中,所述运输装置(11)确保在没有竖直位移的情况下运输所述容器。
9.根据前述权利要求中的任一项所述的检查线,其特征在于,所述运输装置(11)确保所述容器(2)在所述检查线(100)中在所述瓶口检查站、基部检查站和射线照相测量站这三个站中以及在所述瓶口检查站、基部检查站和射线照相测量站之间的没有竖直位移的运输。
10.根据前述权利要求中的任一项所述的检查线,其特征在于,所述容器(2)在所述瓶口检查站、基部检查站和射线照相测量站这三个站中以及在所述瓶口检查站、基部检查站和射线照相测量站之间在没有围绕其中心轴线(A2)的受控旋转的情况下被输送。
11.根据前述权利要求中的任一项所述的检查线,其特征在于,所述瓶口检查设备(200)包括:定向光发射器(201、202、…、20n)的光学元件,被布置在所述顶部参考平面(Prefh)上方;以及光发射器(201、202、…、20n)的光学元件,被布置在所述顶部参考平面(Prefh)下方,但位于所述输送体积(Vt)外部。
12.根据前述权利要求中的任一项所述的检查线,其特征在于,所述瓶口检查设备(200)包括:光接收器(211、212、…、21n)的光学元件,被布置在所述顶部参考平面(Prefh)上方;以及光接收器(211、212、…、21n)的光学元件,被布置在所述顶部参考平面(Prefh)下方,但位于所述输送体积(Vt)外部。
13.根据前述权利要求中的任一项所述的检查线,其特征在于,所述基部检查设备(300)包括:定向光发射器(301、302、…、30n)的光学元件,被布置在所述底部参考平面(Prefb)下方;以及定向光发射器(301、302、…、30n)的光学元件,被布置在所述底部参考平面(Prefb)上方,但位于所述输送体积(Vt)外部。
14.根据前述权利要求中的任一项所述的检查线,其特征在于,所述基部检查设备(300)包括:光接收器(311、312、…、31n)的光学元件,被布置在所述底部参考平面(Prefb)下方;以及光接收器(311、312、…、31n)的光学元件,被布置在所述底部参考平面(Prefb)上方,但位于所述输送体积(Vt)外部。
15.根据前述权利要求中的任一项所述的检查线,其特征在于,所述检查设备(200、300)包括定向光发射器(201、202、…、20n、301、302、…、30n),所述定向光发射器被分布成使得所述检查区域由所述定向光束以相对于所述参考平面(Prefh、Prefb)的多个不同的仰角照明。
16.根据前述权利要求中的任一项所述的检查线,其特征在于,系列容器中的每个容器(2)载有唯一标识符,所述检查线(100)包括由所述检查线检查的所述容器的所述唯一标识符的至少一个读取器,并且所述检查线包括计算机***(600),所述计算机***:
-从所述瓶口检查设备(200)接收被检查容器的至少一个瓶口检查信息;
-从所述基部检查设备(300)接收被检查容器的至少一个基部检查信息;
-从所述射线照相测量设备(400)接收被检查容器的至少一个线性尺寸测量值,
并且所述检查线的所述计算机***(600)被配置为:创建计算机报告,所述计算机报告链接容器(2)的所述唯一标识符、所述至少一个瓶口检查信息、所述至少一个基部检查信息和该被检查容器的至少一个测量值;以及将该计算机报告存储在电子存储器中。
17.根据结合权利要求2的权利要求16所述的检查线,其特征在于,所述检查线(100)的所述计算机***(600)从所述肩部和/或本体检查设备(500)接收被检查容器的至少一个肩部和/或本体检查信息,所述肩部和/或本体检查信息与所述计算机报告中的其他信息相关。
18.根据权利要求16或17中的任一项所述的检查线,其特征在于,所述检查线(100)的所述计算机***(600)被配置为对所述系列的一组容器的所述计算机报告执行计算机处理。
19.根据权利要求16至18中的任一项所述的检查线,其特征在于,所述检查线(100)的所述计算机***(600)被配置为基于对所述系列的一组容器的所述计算机报告的计算机处理来控制对所述容器的生产参数的校正动作。
20.根据前述权利要求中的任一项所述的检查线,其特征在于,所述颈部的至少一个内径和/或所述本体壁的至少一个厚度的确定包括针对每个容器构建所述容器的待检查区域的数字几何模型。
21.根据权利要求20所述的检查线,其特征在于,所述数字几何模型包含从所述至少三个射线照相图像计算的一组点的三维坐标,该组点属于所述容器的壁的内表面和/或外表面,其中至少两个点位于不与射线照相投影方向(Dji)正交的平面中;和/或在不与射线照相投影方向(Dji)正交的平面中在所述数字几何模型上测量所述颈部的至少一个内径和/或被测量本体的壁的至少一个厚度。
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