DE19514271A1

DE19514271A1 - Vorrichtung zum Überprüfen von Flaschen auf Beschädigung

Info

Publication number: DE19514271A1
Application number: DE1995114271
Authority: DE
Original assignee: KETTNER VERPACKUNGSMASCHF
Current assignee: Kettner GmbH
Priority date: 1995-04-21
Filing date: 1995-04-21
Publication date: 1996-10-24
Anticipated expiration: 2015-04-22
Also published as: DE19514271C2

Description

Die Vorrichtung betrifft eine Vorrichtung zum Überprüfen von Flaschen auf Beschädigung gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.

Eine derartige Vorrichtung ist beispielsweise aus dem DE-GM 93 10 623.8 bekannt.

Die bekannten Inspektionsmaschinen weisen allesamt als Nachteil auf, daß der Mündungsbereich und das Gewinde am Flaschenhals nicht gleichzeitig mit einer Kamera überprüfbar sind.

Da die Mündung der Flasche und das Gewinde am Flaschenhals etwa senkrecht zueinander angeordnet sind, werden beim Stand der Technik zwei unterschiedliche Kamerasysteme verwendet, wobei das eine Kamerasystem direkt auf den Mündungsbereich der Flasche gerichtet ist und das andere Kamerasystem auf das Gewinde, welches sich an der Außenseite des Flaschenhalses befindet, gerichtet ist.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung eine Vorrichtung zu schaffen, bei welcher in einem Schritt unter Verwendung von nur einem einzelnen Kamerasystem sowohl der Mündungsbereich als auch das Gewinde am Flaschenhals überprüfbar ist.

Diese Aufgabe ist gelöst durch die kennzeichnenden Merkmale des Hauptanspruches.

Weiterbildungen und/oder besonders vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Die Erfindung macht sich hierbei die Erkenntnis zu eigen, daß von einer sogenannten Kondensor-Linse die Lichtstrahlen mit zunehmendem Abstand von der optischen Achse der Kondensor- Linse stärker abgelenkt werden und so durch geeignete Dimensionierung der Kondensorlinse sowohl der Mündungsbereich als auch das Gewinde am Flaschenhals mit einem Kamerasystem gleichzeitig erfaßbar ist. Der Mündungsbereich der Flasche wird durch die achsnahen Strahlen, das Gewinde durch die stark gebrochenen und schräg in Richtung der optischen Achse verlaufenden achsfernen Strahlen in der Kamera abgebildet.

Eine weitere Überlegung, die zur Entstehung der Erfindung führte, betraf die Tatsache, daß der Strahlengang der Kondensor-Linse auch sehr gut geeignet ist, das zu untersuchende Objekt gleichmäßig zu beleuchten. Durch eine Anordnung der Beleuchtung auf der gleichen Seite der Kondensor-Linse auf der auch die Kamera angeordnet ist, wird sowohl der Mündungsbereich als auch der Gewindebereich der zu untersuchenden Flasche beleuchtet. Durch geeignete Anordnung von Beleuchtung, Kondensor-Linse und Kamera erhält man auch eine optimale Ausleuchtung der zu untersuchenden Flaschenbereiche. Hierbei ist es sogar möglich, auf den zu untersuchenden Flaschenbereichen unterschiedliche Beleuchtungsarten in Form von Hellfeldern und Dunkelfeldern zu realisieren.

Nachfolgend wird ein mögliches Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand einer Figur und der Bezugszeichenliste näher erläutert.

Die Fig. 1 zeigt in geschnittener Darstellung eine Inspektionseinheit 1 für eine Flasche 2. Durch eine Kondensor-Linse 3 wird eine Abbildung sowohl vom Mündungsbereich 4 als auch der Gewindebereich 5 auf die Kamera 6 projeziert. Die optische Achse der Kondensor- Linse 3 fluchtet mit der optischen Achse der Kamera und der Rotationsachse der rotationssymmetrischen Flasche 2 und wird im Folgenden generell als Achse 8 bezeichnet. Der prinzipiell eingezeichnete Strahlengang 7 verdeutlicht die Funktionsweise der Kondensor-Linse: Es findet zweimal ein Übergang von einem Medium in ein anderes statt, bei jedem Übergang erfährt der Lichtstrahl eine Brechung. Die Brechung ist hierbei umso stärker, je größer der Abstand von der Achse 8 ist. Die Teilstrahlen 7a, welche in geringem Abstand zur Achse 8 verlaufen, werden nur wenig gebrochen und projizieren den Mündungsbereich 4 in die Kamera 6. Die weiter von der Achse 8 entfernten Teilstrahlen 7b und 7c projizieren den Gewindebereich 5 in die Kamera 6.

Voraussetzung für ein Funktionieren der der Anordnung ist die Verwendung einer Kondensor-Linse 3 mit einem Durchmesser, der wesentlich größer ist als der Durchmesser der untersuchten Bereiche der Flasche 2. Nur dann treffen die weiter von der Achse 8 entfernten Teilstrahlen 7b und 7c von der Seite auf den senkrecht zum Mündungsbereich 4 stehenden Gewindebereich 5.

Durch die etwa in Höhe der Kamera 6 angeordnete Beleuchtungseinheit 9 wird die zu untersuchende Flasche 2 aus der Inspektionseinheit 1 heraus beleuchtet. Die Beleuchtungseinheit 9 besteht aus einer Vielzahl von Lichtquellen, welche auf mehreren konzentrischen Kreisbahnen 10a, 10b, 10c und 10d um die Achse 8 herum angeordnet sind. In der gewählten Darstellungsform sind von den Lichtquellen jeweils nur zwei pro Kreisbahn sichtbar. Die in der Inspektionseinheit 1 angeordnete Beleuchtungseinheit 9 bietet neben dem kompakten Aufbau noch den Vorteil, daß die Kondensor-Linse 3 auch zur Beleuchtung der Flasche 2 aus verschiedenen Richtungen verwendet wird. Die auf den gleichen Kreisbahnen angeordneten Lichtquellen beleuchten hauptsächlich den selben Bereich der Flasche 2.

Von den einzelnen Lichtquellen wird das Licht jeweils mit einer keulenförmigen Intensitätsverteilung abgestrahlt und wird in der Kondensor-Linse 3 ebenfalls in Abhängigkeit vom Achsabstand des Auftreffens unterschiedlich stark abgelenkt.

Mit 11a bis 11d sind die Intensitätsmaxima der einzelnen Strahlenkeulen bezeichnet.

Die ganz am Rand der Kondensor-Linse 3 einfallenden Strahlen 11a werden dabei am stärksten zur Achse 8 hin abgelenkt und fallen unter einem flachen Winkel schräg auf die Dichtfläche 4a des Mündungsbereiches 4. Durch das schräge Auftreffen der Lichtstrahlen 11a wird die Dichtfläche 4a von der Kamera 6 im Dunkelfeld betrachtet. Bei dieser Dunkelfeldbetrachtung sind geringste Unebenheiten durch das an diesen Unebenheiten entstehende Reflexionslicht erkennbar.

Durch die Strahlen 11b bis 11d wird der Gewindebereich 5 beleuchtet.

Die Lichtquellen auf den jeweiligen Kreisbahnen 10a bis 10d sind in der Helligkeit regulierbar. So kann eine gleichmäßige Beleuchtung der untersuchten Flaschenbereiche erzielt werden.

Ein bei der Erfindung ebenfalls gelöstes Problem betrifft das Eliminieren von störendem Reflexionslicht welches von der Lichtquelle 9 ausgehend an der Kondensor-Linse 3 reflektiert wird und von dort in die Kamera 6 gelangt. Um diese Reflexion zu verhindern wird ein Teilbereich 3a der Kondensor-Linse 3 nahe der optischen Achse 8 so behandelt, daß von dort aus keine Lichtstrahlung in die Kamera 6 gelangen kann.

Für das Untersuchungsergebnis der Flaschenmündung und des Gewindes ist das vom Teilbereich 3a gelieferte Teilbild ohne Bedeutung, denn es zeigt lediglich den Blick durch die Flaschenöffnung auf den Flaschenboden.

Um Reflexionen zu verhindern kann man entweder den Teilbereich 3a der Kondensor-Linse 3 abdecken oder in der Kondensor-Linse 3 eine Bohrung anbringen. An der Bohrung in der Kondensor-Linse 3 kann keine Reflexion in Richtung der Kamera 6 auftreten und zudem findet an der Wandung der Bohrung eine Totalreflexion statt, die verhindert, daß über die Bohrung in der Kondensorlinse 3 vagabundierendes Streulicht aus der Kondensor-Linse 3 in Richtung der Kamera 6 austritt. In der Fachwelt hat sich für diese Bohrung der Neologismus "optischer Sumpf" entwickelt.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung eignet sich nicht nur zur Überprüfung von Flaschen, sondern ist generell zur gleichzeitigen Untersuchung von Gegenständen an deren Oberseite und äußerer Seitenwand geeignet.

Bezugszeichenliste

1 Inspektionseinheit
2 Flasche
3 Kondensor-Linse
4 Mündungsbereich
5 Gewindebereich
6 Kamera
7 Strahlengang
8 Achse
9 Beleuchtungseinheit
10 Kreisbahn
11 Intensitätsmaxima.

Claims

1. Vorrichtung zum Überprüfen von Flaschen auf Beschädigung mit

- einem photosensitiven Bildaufnehmer,
- einer Linse, welche den zu untersuchenden Teil der Flasche auf dem Bildaufnehmer abbildet,
- einer Beleuchtungseinheit, welche den zu untersuchenden Teil der Flasche beleuchtet,

dadurch gekennzeichnet, daß

- die Linse (3) einen Strahlengang aufweist, bei welchem die Strahlen (7, 11) beim Eintritt in die Linse (3) und beim Austritt aus der Linse (3) zur optischen Achse (8) der Linse (3) hin gebrochen werden und der Brechungsgrad mit zunehmenden Abstand des Eintrittspunktes der Lichtstrahlen (7, 11) von der Achse (8) ansteigt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Beleuchtungseinheit (9) und der photosensitive Bildaufnehmer (6) auf der gleichen Seite der Linse (3) angeordnet ist.

3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Linse (3) einen Durchmesser aufweist, der den Durchmesser der zu untersuchenden Bereiche (4, 5) der Flasche (2) übersteigt.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Beleuchtungseinheit (9) eine Vielzahl von einzelnen Lichtquellen aufweist und die Leuchtintensität dieser Lichtquellen regulierbar ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Lichtquellen der Beleuchtungseinheit (9) auf konzentrisch um die Achse (8) verlaufenden Kreisbahnen (10a, 10b, 10c, 10d) angeordnet sind.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Linse (3) einen um die Achse (8) und in Nähe der Achse (8) angeordneten reflexionsfreien Bereich (3a) aufweist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Linse (3) im Bereich (3a) eine Abdeckung oder eine Bohrung aufweist.