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Prüfvorrichtung mit einer Fernsehkamera für Ampullen o. dgl.
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Die Erfindung betrifft eine Prüfvorrichtung für kontinuierlich mit
konstanter Xeschwindigkeit in einer Reihe mit gleichem gegenseitigem Abstand durch
das Blickfeld einer Fernsehkamera geförderte Gegenstände, insbesondere Ampullen.
Hierbei befinden sich vorzugsweise stets mindestens zwei Ampullen ständig im Blickfeld
der Kamera.
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Beim Füllen von Ampullen oder ähnlichen Gegenständen mit einer Flüssigkeit
besteht das Problem, Mängel, wie beispielsweise in der Flüssigkeit enthaltene Fremdkörper
oder Schmutzablagerungen im Innenraum der Ampulle festzustellen und den mit Mängeln
behafteten Gegenstand auszusondern.
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Unter den verschiedenen bekannten Verfahren nebst Vorrichtungen zur
Durchführung einer solchen Prüfung ist eine Prüfvorrichtung bekannt, welche mit
einer Fernsehkamera
optische Bilder von den durch das Blickfeld
der Kamera wandernden zu prüfenden Gegenständen erstellt.
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Diese Prüfvorrichtung hat jedoch den Nachteil, daß außer den zu prüfenden
Gegenständen ein beträchtlicher Teil der Umgebung mit abgebildet wird. Fällt z.B.
Streulicht auf in der Luft befindliche Schwebepartikel, so können diese irrtümlich
für Fehlerstellen an den zu prüfenden Artikeln gehalten werden; ferner ist es nicht
möglich, zwei oder mehr Gegenstände gleichzeitig zu prüfen, weil man keine sichere
Unterscheidung zwischen ihnen treffen kann. Ein weiterer Nachteil ist, daß sich
die genaue Prüfzeit für jeden Gegenstand nicht exakt bestimmen läßt, so daß es unmöglich
ist, die Prüfgeschwindigkeit der Produktionsgeschwindigkeit anzupassen. Führt man
die Prüfung bei hoher Geschwindigkeit durch, so bereitet die Unterscheidung zwischen
guten und schlechten Gegenständen Schwierigkeiten, und es kommt vor, dan bei Feststellung
eines fehlerhaften Gegenstandes insgesamt zwei oder drei Gegenstände ausgesondert
werden. Diese Nachteile der bekannten Vorrichtung haben dazu geführt, daß sie als
für Industriezwecke unbrauchbar angesehen wird.
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Der Erfindung- liegt die Aufgabe zugrunde, eine Prüfvorrichtung für
mit Flüssigkeit gefüllte Ampullen oder ähnliche Gegenstände aufzuzeigen, die bei
einfachem kompaktem Aufbau aus handelsüblichen Teilen sicher, wartungsarm und zuverlässig
arbeitet und unter bequemer Anpassung an die Erfordernisse der Massenfertigung in
der Lage ist, fehlerhafte Gegenstände sicher aus der Menge der einwandfreien Gegenstände
zu unterscheiden und auszusondern.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine Diskriminator-Einrichtung
zur Feststellung abnormer Abschnitte innerhalb der Video-Signale der Kamera, welche
auf Fehlerstellen an.zu prüfenden Gegenständen hindeuten; eine Anzahl von Toreinrichtungen
zur Begrenzung des Bereiches der Video-Signale der Kamera, um Blenden für bestimmte
Flächenbereiche an den zu prüfenden Gegenstände den zu bilden; eine Betätigungseinrichtung
für die Toreinrichtungen-zur Synchronisierung der Blenden mit den Video-Signalen,
welche eine Aussage über durch das Kamera-Blickfeld geförderte Gegenstände enthalten;
eine Rückstelleinrichtung für die Toreinrichtungen zur Rückschaltung der Blenden
an ihre Ausgangsstellung im Kamera-Blickfeld; und eine durch die Diskriminator-Einrichtung
betätigbare Aussonderungs-Einrichtung zur Abtrennung jedes von der Diskriminator-Einrichtung
festgestellten fehlerhaften Gegenstandes aus der Reihe der Gegenstände gelöst Vorzugsweise
befinden sich stets mindestens zwei oder mehr Gegenstände, die kontinuierlich mit
gleichen gegenseitigen Abständen in einer Reihe an der Fernsehkamera vorbeigefördert
werden, im Blickfeld der Kamera. Ein besonderer Vorteil der Erfindung ist die Möglichkeit,
die gebildeten Blenden bzw. Masken mit den Video-Signaien der durch das Blickfeld
der Kamera vorbeigeförderten Gegenstände synchronisieren zu können.
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Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung werden die
zu prüfenden Ampullen nacheinander in Halterungen befördert, die sich am Umfang
einer Drehscheibe befinden, so daß sie in einer festgelegten Stellung durch das
Blickfeld einer Fernsehkamera hindurchwandern müssen. Dabei führt jede Ampulle eine
Rotationsbeweguno
um ihre eigene Achse aus, und sie befindet sich auf ihrem ganzen Weg durch das Blickfeld
der Fernsehkamera im Lichtstrahl einer Lichtquelle.
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Die Fernsehkamera empfängt das Licht dieser Lichtquelle durch Reflexion
an den im Blickfeld der Kamera befindlichen Ampullen; normalerweise ist die Intensität
des reflektierten Lichtes einheitlich, sobald jedoch ein Mangel vorliegt, beispielsweise
in Form eines in der beleuchteten Ampulle befindlichen Fremdkörpers, so wirft diese
fehlerhafte Ampulle einen stärkeren Lichtstrahl zurück. Die Fernsehkamera erzeugt
der reflektierten Be-Beleuchtung entsprechende elektrische Signale und qibt sie
an eine Einrichtung ab, welche bei Auftreten eines Signales, das von einer stärker
reflektierenden Fehlerstelle herrührt, mittels eines eigenen Ausgangssignals ein
Relais ansteuert, welches seinerseits einen Auswerfer o. dgl. zum Aussondern des
fehlerhaften Gegenstandes betätigt. Eine besondere Schaltung sorgt dafür, daß der
Auswerfer erst dann betätigt wird, wenn sich der mangelhafte Gegenstand vor ihm
befindet. Für den Fall, daß zwei Gegenstände gleichzeitig geprüft werden, ist die
Fernseheinrichtung mit zwei Nachführblenden ausgerüstet, und das Blickfeld der Fernsehkamera
ist gron genuq, um gleichzeitig zwei Gegenstände zu prüfen.
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Während sich die zwei Gegenstände über das Blickfeld der Fernsehkamera
hinwegbewegen, wird der erste Gegenstand von der ersten Blende, und der nächste
Gegenstand von der zweiten Blende verfolgt, und zwar über eine bestimmte Entfernung
hinweg. Nach Durchlaufen dieser Entfernung werden beide Blenden schnell wieder in
ihre Ausgangsstellung zurückbewegt, mit dem Ergebnis, daß anschließend wieder je
ein Gegenstand von einer Blende verfolgt wird. Schieberegister sorgen dafür, daß
das Signal von der ersten Blende verzögert wird und beide
Signale
der beiden Blenden gleichzeitig von der Empfangseinrichtung empfangen werden, welche
gegebenenfal.s das Relais zur Betätigung des Auswerfers ansteuert. Die Empfangseinrichtung
ist so ausgelegt, daß sie zwe; Gruppen von Signalen separat empfangen und unterscheiden
kann, damit jeweils nur der mangelhafte Gegenstand ausgesondert wird.
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Durch die- gleichzeitige Prüfung von zwei Gegenständen ist die erfindungsgemäße
Prüfvorrichtung allen bekannten Vorrichtungen dieser Art überlegen; und durch die
Abdeckung der Umgebung der Gegenstände mit Hilfe der Blenden wird erreicht, daß
tatsächlich nur mangelhafte Gegenstände ausgeworfen werden. Auch wenn eine Vielzahl
von Gegenständen gleichzeitig geprüft wird, so wird trotzdem jeder einzelne Gegenstand
identifiziert und im Falle eines Mangels sicher ausgeworfen. Aufgrund der genauen
Verfolgung jedes einzelnen Artikels während seiner Prüfung kann man genau die Prüfzeit
für jeden einzelnen Gegenstand vorausbestimmen, was einen großen Vorteil für die
Serienfertigung der Industrie bedeutet.
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Damit wird eine schnelle und sichere Prüfung von gen ständen der aenannten
Art und eine genaue und präzise Aussonderung von fehlerhaften Gegenständen erzielt.
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Nachfolgend werden einige bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindunq
unter Bezugnahme auf eine Zeichnung näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 ein bevorzugtes
Ausführungsbeispiel für eine erfindungsgemäße Ampullen-Prüfvorrichtung in perspektivischer
und teilweise abgebrochener Darstellung; Fig. 2 ein schematisches Blockschaltbild
für die Vorrichtung von Fig. 1;
Fig. 3A und B ;e ein Impuls-Diagramm
um Blocksca:tbild von Fig. 2; Fig. 4A, B und C je eine schematische Darstellung
eines Kamera-Blickfeldes innerhalb der Vcrrichtung von Fig. 1 mit schematisch dargestelltem
Ablauf von beweglichen Torimpulsen; Fig. 5 ein schematisches Blockschaltbild für
ein gegenüber Fig. 2 abgewandeltes Ausführungsbeispiel; Fig. 6 ein Schaltbild einer
Einzelheit aus dem Blockschaltbild von Fig. 5; Fig. 7 ein schematisches Blockschaltbild
eines weiteren gegenüber Fig. 2 abgewandelten Ausführungsbeispiels; und Fig. 8 ein
Blockschaltbild eines weiteren, gegenüber Fig. 2 abgewandelten Ausführungsbeispiels
der Erfindung.
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Innerhalb der verschiedenen Figuren der Zeichnung sind gleiche Einzelheiten
mit gleichen Bezugszahlen versehen.
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Das in Fiq. 1 der Zeichnung dargestellte Ausführungsbeispiel für eine
erfindungsgemäße Prüfvorrichtung für Ampullen besitzt eine Fördereinrichtung B,
mittels der Ampullen A in gleichmäßigen Abständen zueinander und mit konstanter
Geschwindigkeit in einer Richtung transportiert werden, eine Rotationseinrichtung
C, um d e Ampullen während ihres Transportes mit hoher Drehzahl um ihre eigene Achse
rotieren zu lassen, eine Beleuchtungseinrichtung D zur Beleuchtung der Ampullen
A aus einer bestimmten Richtung während ihrer Rotation, eine Positionsbestimmungs-Einrichtung
E zur Festlegung der Position einer zu prüfenden Ampulle A, mindestens eine
Fernsehkamera
F zur Erzeugung optischer Bilder von mindestens zwei oder mehr Ampullen A zum Zwecke
ihrer Prüfung unter Beleuchtung und zur Umwandlung dieser Bilder in elektrische
Signale einschließlich Vide Signalen S, horizontalen Synchronisierimpulsen H und
vertikalen Synchronisierimpulsen V, eine Steuerscnaltung , zur Verarbeitung der
elektrischen Signale ats der Fernsehkamera F mit dem Ziele, eine mangelhaGte Ampulle
A' zu finden und eine durch ein entsprechendes Ausgangssignal der Steuerschaltung
G betätigbare Aussonderungseinrichtung J zum Aussondern einer während der Prüfung
durch die Fernsehkamera F festgestellten mangelhaften Ampulle A'. Mittels einer
zur Fördereinrichtung E gehörigen Zuführeinrichtung 10 werden f-rtlaufend nacheinander
Ampullen A aus einem Vorrat in eine erste Halterung qla einer mittels eines Motors
13 umlaufenden Drehscheibe 12 eingeführt. Diese Drehscheibe 12 läuft mit konstanter
Drehzahl im Uhrzeigersinne um und besitzt eine ganze Reihe von drehbaren Halterungen
1zea, 11b, llc ... 11z an ihrem Umfang, in die jeweils eine Ampulle A1, A2, A3 ...
eingeführt wird, so caal die hmpullen-A mit gleichmäßigen Abständen zueinander am
Umfang der Drehscheibe 12 verteilt sind; hinter der jeweils letzten Halterung 11
der Drehscheibe 12 befindet sich eine scheibenförmige Entnahmeeinrichtuna 44 zur
fortlaufenden Entnahme der einwandfreien Ampullen A und eine Sammeleinrichtung 15
zur Entnahme mangelhafter Ampullen A' aus der Entnahmeeinrichtung 14.
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Um die Drehscheibe 12 herum sind in geeigneter Verteilung die Positionsbestimmungs-Einrichtung
E, die Beleuchtungseinrichtung D und die Fernsehkamera F verteilt und in entsprechender
Weise den mit der Drehscheibe 12 rotierenden Ampullen A zugekehrt, und die
Aussonderuncseinri»-htung
J befindet sich zwischen der Entnahmeeinrichtung 14 und der Sammeleinrichtuna @.
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Die Positionsbestimmungs-Einrichtung E besitzt eins an der oberen
Frontfläche jeder Halterung 11 angebrachte Lampe 16 und eine Fotozelle 17 in einer
be s timm t t n Position, in der sie einen Lichtstrahl von der Lamme 16 an der Halterung
11 aufnehmen und damit die Position einer Ampulle A bestimmen kann, welche durch
die Fernsehkamera F geprüft werden soll.
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Die Rotationseinrichtung C besteht aus einem Rotor 18 und einem durch
diesen angetriebenem Übertragungse'ement 19, welches zeitweilig mit dem Unterteil
einer oder mehrerer Halterungen 11 1 Eingriff kommt, um die darin befindlichen Ampullen
A während ihrer Prüfen durch die Fernsehkamera F mit hoher Drehzahl um ihre eigene
Vertikalachse rotieren zu lassen. Auf diesem Weise wercen alle ußeren und inneren
Mängel der Ampulle A in Form eines starken Lichtreflexes unter dem parallelen Licht
der Beleuchtungseinrichtung D in Richtunc auf die Fernsehkamera F reflektiert. Das
Blickfeld der Fernsehkamera V ist so ausgelegt, daß es gleichzeitig m r,estenS zwei
oder mehr rotierende Ampullen A, welche vor der Bildröhre der Kamera vorbeiwandern,
erfaßt. Die ildröhre der Kamera erzeugt optische Bilder von den Ampullen A und fängt
ebenfalls die von Mängeln herrührenden starken Lichtreflexe auf.
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Zur Aussonderungseinrichtunq J gehört ein elektromagnetisches Relais
20, welches bei Ansteuerung durch ein Ausgangssignal der Steuerschaltung G mittels
eines Stößels 21 in Zusammenarbeit mit einem Relais 22 eine mangelhafte Ampulle
A' auswirft.
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Bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung
bildet die Fernsehkamera F stets min-.
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destens zwei oder mehr Ampullen A auf ihrer Bildröhre ab, während
sie mit gleicher Transportgeschwindigaeit in einer Reihe in gleichmäßigen Abständen,
in gleicher Richtung und mit gleicher Geschwindigkeit durch die Fördereinrichtung
B vorbeitransportiert werden, und während sie sich außerdem, wie erwähnt, mit hoher
Drehzahl um ihre eigene Vertikalachse drehen. Durch die Eieuchtungseinrichtung D
wird die Frontseite der Ampullen A beleuchtet, so daß in der Fernsehkamera F ein
optisches Bild entsteht, dessen elektrische Signale der Steuerschaltung E zugeführt
werden. Durch eine nachfolgend beschriebene Analyse der elektrischen Signale wird
jede mangelhafte Ampulle A' festgestellt und von der Aussonderungseinrichtung J
ausgeworfen, wenn ein entsprechendes Signal von der Steuerschaltung G abqegeben
worden ist.
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Das zu der Prüfvorrichtung gemäß Fig. 1 gehörige Blockschaltbild zeigt
Fig. 2. Die hier als Kästchen symbolisch dargestellte Fernsehkamera F wandelt die
auf der Bildröhre empfangenen optischen Bilder in Video-Signale S um, und ein Oszillator
OSC erzeugt die zugehörigen horizontalen Synchronisierimpulse H und vertikalen Synchronisierimpulse
V mit konstanten Frequenzen, wie aus Fig. 3a und 3b zu entnehmen ist, welche in
an sich bekannter Weise der Fernsehkamera F zugeführt werden.
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Im Blickfeld der Fernsehkamera F, beispielsweise einer konventionellen
Vidicon-Kamera, werden bei vorliegendem Ausführungsbeispiel stets zwei oder mehr
Ampullen A in vertikaler Richtung übereinander und ihre Abmessungen in horizontaler
Richtung abgebildet, wie in Fig. 4
dargestellt ist. Der mit einem
konventionellen Quarz bestückte Oszillator OSC erzeugt elne konstante Frequenz -von
beispielsweise 105 kHz. Ein monostabiler Multivibrator M,0 wandelt die Ausgangsfrequenz
des Oszillators OSC beispielsweise in eine Frequenz von 15,750 Hz um und führt sie
der Fernsehkamera F als horizontale Synchronisierimpulse H zu, und in ähnlicher
Weise wird über eine Anzahl von monostabilen Multivibratoren M11 ... M1l' eine Frequenz
von 60 Hz erzeugt, welche ebenfalls der Fernsehkamera als vertikale Synchronisierimpulse
V zugeführt werden, wie aus den Fig.
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3a und 3b hervorgeht. Diese Synchronisierimpulse H und V werden jeweils
einer horizontalen Torschaltung bzw. einer vertikalen Torschaltung zugeführt, um
die Blenden-Operation dieser Torschaltungen mit dem Video-Signal S aus der Fernsehkamera
F zu synchronisieren.
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Wie Fig. 3c zeigt, erzeugt die Fernsehkamera F unter Verwendung der
Synchronisierimpulse H und V ein zusammengesetztes Video-Signal S, welches die Bildinformation
und die Synchronisierimpulse H und V enthält. Der Verlauf des Video-Signals S enthält
einen abnormalen Abschnitt mit einer über der Normalspannung liegenden höheren Spannung,
welche bei Empfang eines stärkeren Reflex-Lichtstrahles entsteht, wenn sich im Lichtstrahl
eine mangelhafte Stelle an der gerade beleuchteten Ampulle bzw. ihrem Inhalt zeigt.
Das heißt, im Video-Signal S sind alle mangelhaften Ampullen A' durch einen erhöhten
Spannungsabschnitt gekennzeichnet, weil Fehlerstellen einen stärkeren Lichtreflex
erzeugen, der bei der Rotationsbewegung der Ampulle in die Frontlinse der Fernsehkamera
F geworfen wird. Diese Abschnitte mit erhöhter Spannung innerhalb des fortlaufend
erzeugten
Video-Signals S werden durch eine Schmis-bzw. Begrenzerschaltung K ausgeschieden;
diese Beqrenzerschaltung gibt nur so lange einen Ausgangsimpu s mit konstanter Amplitude
ab, wie die Eingangs spannung einen vorbestimmten Wert übersteigt, wie Fig. 3 zeigt.
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Diese Ausgangsimpulse der Begrenzerschaltung K beinhalten sowohl die
höheren Spannungsabschnitte, welche onn einer defekten Ampulle herrühren, als auch
die Spannungen von einwandfreien Ampullen, weil die Fernsehkamera F alles aufnimmt,
was sich in ihrem Blickfeld zeigt. Um jedoch einwandfrei die defekten Ampullen feststellen
zu können, ist es notwendig, die Video-Signale S auf den Bildbereich zu begrenzen,
in dem- sich tatsächlich nur die zu prüfenden Ampullen befinden. Diese Bildbegrenzung
wird durch die bereits erwähnte Blendenoperation der Torschaltungen erreicht. In
der horizontalen Torschaltung werden unter Verwendung der horizontalen Synchronisierimpulse
H aus dem Oszillator OSC horizontale Torimpulse erzeugt, wie Fig. 3e zeigt, und
zwar über zwei monostabile Multivibratoren M1 und M2. Jeder dieser beiden Multivibratoren
wird nach Ablauf einer bestimmt ten Zeit nach dem Abklingen des entsprechenden horizontalen
Synchronisierimpulses.in bestimmter Weise so angeregt, daß die Impulsbreite durch
den letzteren Multivibrator M2 bestimmt wird. Die Impulsdauer der horizontalen Torimpulse
in einer Abtastlinie des Video-Signals in horizontaler Richtung entspricht gemäß
Fig. 4A der Höhe von einem beliebigen Ausgangspunkt, beispielsweise den Unterseiten
der vorbeitransportierten Ampullen zur Vertikalrichtung der Fernsehkamera F, entsprechend
der Anstiegszeit der horizontalen Torimpulse, so daß die horizontalen Torimpulse
beide Seitenabschnitte des Video-Signals S ausschalten können, welche außerhalb
der
Abmessungen der zu prüfenden Ampullen A liegen. Auf diese Art und Weise werden Masken
bzw. Blenden erzeugt.
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In der vertikalen Torschaltung werden die vertikalen Synchronisierimpulse
V gemäß Fig. 3f direkt vom ()szillator OSC über einen Schalter SW in dessen Stellung
1 über zwei monostabile Multivibratoren M3 und M4 bzw.
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und M6 in zwei entsprechende vertikale Torimpulse umgeformt, von denen
jeder nach Ablauf einer bestimmten Zeit abgegeben wird, welche durch den Multivibrator
oder M5 bestimmt wird, und zwar nach dem Abklingen des vorausgehenden vertikalen
Synchronisierimpulses V. Uie Impulsdauer wird in bekannter Weise durch den jeweils
anderen monostabilen Multivibrator M4 bzw. M6 bestimmt, und die Impulse des ersten
Multivibrator-Paare M3 und werden einer ersten Ampulle A1, welche zuerst im Blickfeld
der Fernsehkamera F erscheint, und die Impulse des anderen Paares von Multivibratoren
M5 und M6 werden einer zweiten Ampulle A2 zugeordnet, welche in einem bestimmten
Zeitabstand nach der ersten Ampulle A1 im Blickfeld erscheint, wie Fig. 4A zeigt.
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Die Impulsbreite jedes Paares von vertikalen Torimpulsen in der Abtastbreite
des Video-Signals einschließlich einer großen Anzahl von Abtastlinien in vertikaler
Richtung entspricht der Breite von einem Ausgangspunkt wie beispielsweise einer
Seite der vertikal gegenüber der Fernsehkamera F vorbeitransportierten zugeordneten
Ampulle, welcher die Anstiegszeit der zugehörigen vertikalen Torimpulse entspricht,
so daß die vertikalen Torimpulse vollständig jene Bereiche des Video-Signals ausschalten
können, welche zwischen und außerhalb der beiden zu prüfenden Ampullen liegen. Damit
ergibt sich eine vollständige Masken bzw. Blendenbildung gemäß
Fig.
4A. Das in Fig. 3g dargestellte Ausgangssignal der Begrenzerschaltung K ist somit
auf Signale beschrjnkt, welche im Flächenbereich der ersten Ampulle A1 durch die
horizontalen Torimpulse der Multivibratoren Md tad M2 und die vertikalen Torimpulse
der Multivibratoren M3 und M4 über entsprechende UND-Tore UND1 und UND2 abgegeben
werden und ferner begrenzt auf Signale, welche dem Flächenbereich der zweiten Ampulle
A2 entsprechen und durch horizontale Torimpulse aus den Multivibratoren M1 und M2
und vertikale Torimpulse aus den Multivibratoren M5 und M6 über entsprechende UND-Tore
UND1 und UND3 abgegeben werden, wobei der Ausgang von UND2 einem ersten Zähler CN1,
und der Ausgang von UND3 einem zweiten Zähler CN2 zugeführt wird. Zwischen den UND-Toren
UND,, UND2 und UND3 befindet sich ein monostabiler Multivibrator M7, welcher die
Ausgangssignale -der Begrenzerschaltung K in Standard-Impulse umformt, damit sie
leicht auf der Bildröhre eines Monitors M festgestellt werden können, welcher mit
einem Mischer N verbunden ist, des sen Eingang wahlweise an die Ausgänge der Fernsehkamera
F, der UND-Tore UND1, UND2 und UND3 und der monostabilen Multivibratoren M4 und
M6 gelegt werden kann.
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Es leuchtet ein, daß mangelhafte Abschnitte oder Füllungsbestandteile
jeder geprüften Ampulle, welche durch die Begrenzerschaltung K festgestellt werden,
entweder über den Zähler CN1 oder CN2 ermittelt werden, von denen jeder die Impulse
zählt, welche aufgrund je einer Fehlerstelle einer mangelhaften Ampulle A' erzeugt
werden.
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In der vorhergehenden Beschreibung wurde jedoch vorausgesetzt, daß
beide Torimpulse einer bestimmten Stelle im Blickfeld der Kamera fest zugeordnet
sind, während sich die Ampullen jedoch während der Prüfung quer über
das
Blickfeld der Fernsehkamera in vertikaler Richtung hinwegbewegen. Mit anderen Worten:
Die Ampullen bewecen sich durch zwei im Blickfeld der Fernsehkamera F befindliche
Masken bzw. Blenden hindurch, welche den gleichen Abstand besitzen wie die beiden
Ampullen, wie sich aus Fig. 4A entnehmen läßt. Die eine feste Blende X besteht aus
einer Fläche, welche von den horizontalen Torimpulsen der monostabilen Multivibratoren
M1 und M2 und den vertikalen Torimpulsen der Multivibratoren M3 und M4 eingehüllt
ist, und die zweite Maske Y besteht aus einer Fläche, welche durch die horizontalen
Torimpulse der Multivibratoren M und M2 und die vertikalen Torimpulse der Multivibratoren
M5 und M6 eingehüllt ist, so daß jede Ampulle über eine konstante Zeit und mit konstantem
Abstand zueinander zweimal geprüft wird, jeweils im Bereich der Blende X und Y.
Beide Zähler CN1 und CN2 geben nur ein Ausgangssignal ab, wenn sie eine Anzahl von
durch die entsprechenden UND-Tore UND2 und UND3 zugeführten Impulsen zählen, welche
einen konstanten Wert übersteigen, um mangelhafte Ampullen von einwandfreien Ampullen
unterscheiden zu können. Beispielsweise zählt der erste Zähler CN die Impuls-Anzahi
der ersten Ampulle A1 und der zweite Zähler CN2 zählt die Impuls-Anzahl der zweiten
Ampulle A2. Das Ausgangssignal des ersten Zählers CM1 von der ersten Ampulle A1
wird in einem ersten Schieberegister SR1 gespeichert, bis Zähler CM2 das Ausqanqssiqnal
von derselben, jetzt jedoch von Maske X in Maske Y gewanderten Ampulle erzeugt,
so daß ein ODER-Tor ODER1, welches sowohl mit dem ersten Schieberegister SR1 und
dem zweiten Zähler CN2 verbunden ist, die zu einer einzigen Ampulle gehörigen Ausgangsimpulse
beider Zähler CN und CN2 einem zweiten Schieberegister SR2 zuführen kann, dessen
Ausgangssignal wiederum dem Relais 22 der Aussonderungseinrichtung J über einen
monostabilen
Multivibrator M8 zugeführt wird.
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Das zweite Schieberegister SR2 ist zur Speicherung der Ausgangssignale
von ODER1 über einen bestimmten Zeitraum hinweg eingerichtet. Dieser Zeitraum entspricht
der Transportzeit der Ampulle zwischen der zweiten Maske Y und einer Stellung nahe
der Aussonderungseinrichtung J, und der Multivibrator M8 formt die Ausgangssignale
des zweiten Schieberegisters SR2 in Standard-Impulse um, welche sich leicht in dem
Relais 22 der Aussonderungseinrichtung J verarbeiten lassen. Eine defekte Ampulle
A' wird also über ein entsprechendes Ausgangssignal des monostabilen Multivibrators
MS in der Steuerschaltung G durch die Aussonderungseinrichtung J ausgesondert.
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Das vorstehend beschriebene Ausführungsbeispiel prüft jede Ampulle
innerhalb eines festen Zeitraumes, in dessen Verlauf die Ampulle durch die beiden
in fester Lage innerhalb des Blickfeldes der Fernsehkamera F angeordneten Blenden
hindurchwandert, um die Ampulle während der Zeit genau prüfen zu können, welche
erforderlich ist, um die vertikalen Torimpulse der von einer bestimmten Ausgangsstellung
im Kamera-Blickfeld über eine bestimmte Zeit hinweg folaen zu lassen. Zur Bewegung
der vertikalen Torimpulse ist es notwendig, eine Korrekturschaltung für die vertikalen
Synchronisierimpulse und eine Wechsel schaltung zum Einstellen oder Rückstellen
beider Zähler CN1 und GN2 sowie der Korrekturschaltung vorzusehen. Zur Wechselschaltung
gehört die Lampe 16 an der Halterung 11, wo sich die Ampuile A befindet, die Fotozelle
17 zur Aufnahme eines Lichtstrahls aus der Lampe 16 zur Bestimmung der Grundstellung
der Ampulle im Blickfeld der Fernsehkamera F, und ein monostabiler Multivibrator
Mg zur Umformung des Ausgangssignals der Fotozelle 17. Das Ausgangs-
Signal
des Multivibrators Mg wird beiden Zählern CN und CN2, und den Schieberegistern SR1
und SR2 als R kstellimpuls zugeführt, wie in Fig. 3h schematisch iargestellt ist.
Sobald die Fotozelle 17 den durch die Ampulle hindurchtretenden Lichtstrahl auffängt,
wenn die Ampulle an der Ausgangsposition in das Blickfeld der Fernsehkamera F eintritt,
werden die beiden Zänler GN und CN durch das Ausgangssignal der Fotozelle t-' in
ihre jeweilige Ausgangsstellung zurückgestellt, während beide Schieberegister SR1
und SR2 gleichzeitig die zugehörigen Ausgangssignale an die entsprechenden nachfolgenden
Stufen ODER1 bzw. Multivibrator M8 weitergeben.
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Andererseits führt die Korrekturschaltung korrigierende vertikale
Synchronisierimpulse dem Schalter SW1 in seiner anderen Stellung 5 zu, wo dieser
die Multivibratoren M3 und M5 mit einem Zahler CN3 und zwei monostabilen Multivibratoren
M1 und M13 verbindet. Die Intervalle der korrigierenden vertikalen Synchronisierimpulse
haben ein festes Verhältnis zu den Intervallen der vertikalen Synchronisierimpulse
der Multivibratoren M1l ... M und dieses Verhältnis läßt sich ändern, um einer Änderung
der Transportgeschwindigkeit der Ampullen angepaßt zu werden, so daß die korrigierenden
Vertikalimpulse, mit denen die vertikalen Synchronisierimpulse über Schalter SW1
in Position 52 und die Torschaltung gemäß Fig. 3f' übereinstimmen, so verzögert
werden, daß sie mit gleicher Geschwindigkeit in vertikaler Richtung über das Blickfeld
der Fernsehkamera F wandern, wie sich auch die Ampullen hindurchbewegen, weil die
Anstiegszeit der korriqierenden vertikalen Torimpulse von den monostabilen Multivibratoren
M3 oder M5 von Impuls zu Impuls um einen festen Wert verzögert wird, und zwar in
Übereinstimmung mit den korrigierenden vertikalen Synchronisierimpulsen während
die durch die monostabilen Multivibratoren M4
oder M6 bestimmte
Impulsdauer konstant ist, ohne Rucksicht auf die korrigierenden vertikalen Synchronisior-Impulse.
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innerhalb der Korrekturschaltung richten die Zähler CN3 und der Multivibrator
M12 die korrigierenden vertikalen Synchronisierimpulse in bekannter Weise aus, und
der mono-stabile Multivibrator M13 formt die Impulsform der korrigierenden vertikalen
Synchronisierimpulse. Es sei bemerkt, daß die korrigierenden vertikalen Synchronisierimpulse
von ihrem Augenblickswert auf ihren Ausgangswert in Übereinstimmung mit den vertikalen
Synchronisierimpulsen zurückgestellt werden, und zwar durch die Ausgangssignale
der Multivibratoren Mg und M1l' über UND4 und ODER2 und den Multivibrator M13, so
daß die korriqierenoen vertikalen Torimpulse zurückgeführt werden und ,jedesmal
mit: einem vertikalen Torimpuls übereinstimmein, wenn der Ausqang des Multivibrators
Mg an UND4 erlangt, um dann Impuls für Impuls in Übereinstimmung mit dem krrigierenden
vertikalen Synchronisierimpuls weitnrzuwandern, Es folgen also zwei Arten von vertikalen
Torimpulsen den entsprechenden mit konstanter Geschwindigkeit vorbeigeförderten
Ampullen, und gleichzeitig zählen die zähler CN1 und CN2 die Anzahl von Fehlerstellen
an den entsprechenden Ampullen. Wird aber nach einer bestimmten Zeit die nächste
Ampulle A3 im Blickfeld der Fernsehkamera F durch die Fotozelle 17 entdeckt, dann
kehren die vertikalen Torimpulse beide gemäß Fig. 3i und Fig. 4C in ihre Ausgangsstellung
zurück, so daß jetzt die zweite Ampulle A2 und die dritte Ampulle A3 die Plätze
der ersten Ampulle A1 und zweiten Ampulle A2 einnehmen, und beide Zähler CN1 und
CN2 werden gleichzeitig zurückgestellt, und die Ausgänge der beiden Schieberegister
SR1 und 3K2 werden verschoben. Somit ist genügend Zeit
zur korrekten
Prüfung jeder einzelnen Ampulle nacheinander vorhanden. Außerdem kann jede mangelhafte
Arnpuile A' nicht nur von der Aussonderungseinrichtung J ausge worfen, sondern auch
noch auf dem Bildschirm des Monitors M dargestellt werden.
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Will man im Rahmen dieser Erfindung mehr als zwei Ampullen gleichzeitig
im Blickfeld der Fernsehkamera F prüfen, so muß man zusätzlich zum Schaltungsumfang
gemäß Fig. ffi -eine Anzahl von n-? Sätzen einer Anordnung vorsehen, welche aus
einer vertikalen Torschaltung aus monostabilen Multivibratoren, einem Zähler und
einem Schieberegister besteht, also beispielsweise aus M3, M4, CN1 und SR. Ferner
können parallel zur beschriebenen Anordnung eine Anzahl von zusätzlichen Fernsehkameras
F mit entsprechenden Tor-, Begrenzer- Synchronisier- und Betätigungsschaltungen
für das Relais 22 vorgesehen sein.
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Das in Fig. 5 der Zeichnung dargestellte weitere Ausfuhrungsbeispiel
unterscheidet sich von dem zuvor beschriebenen nur in der Transportrichtung der
Ampullen durch das Blickfeld der Fernsehkamera F, und in derAnwendung von korrigierenden
horizontalen Synchronisierimpulsen anstelle von korrigierenden vertikalen Synchronisierimpulsen.
Bei diesem Ausführungsbeispiel der Erfindung wandern die Ampullen in horizontaler
Richtung durch das Blickfeld der Fernsehkamera F hindurch, so daß eine Torschaltung
zur Erzeugung vertikaler Torimpulse erforderlich ist, deren Impulsdauer der Höhe
der zu prüfenden Ampullen entspricht, während die korritierenden horizontalen Torimpulse
wandern, um den geförderten Ampullen zu folgen.
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Die vertikalen Synchronisierimpulse werden von den monostabilen Multivibratoren
M1 . ... M1l' an die monostabilen Multivibratoren M1 und M2 der Torschaltung abgegeben,
während die horizontalen Synchronisierimpulse dem Multivibrator M10 an die monostabilen
Multivibratoren M3,- M4 und M5, M6 über den Schalter SW in seiner Stellunc abgegeben
werden, und die korrigierende horizontale Synchronisierschaltung ist zwischen dem
Oszillator OSC 1lnd dem Schalter SW in dessen anderer Stellung S2 angeordnet.
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Die korrigierende horizontale Synchronisierschaltuna besteht aus zwei
monostabilen Multivibratoren M12 und M13 herkömmlicher Bauart, die durch Anlegen
eines Signals von der Foto zelle 17 über UND4 und ODER2 rückstellbar sind.
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Der schaltunqsmäßige Aufbau der Multivibratoren M12 bzw.
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M13 ist in Fig. 6 dargestellt, wo ein normalerweise durchgeschalteter
Transistor TR1 mit einem normalerweise gesperrten Transistor TH2 verbunden ist.
Gelangt ein positiver Impuls vom Oszillator OSC an den Eingang dieser Schaltung,
so ist jetzt Transistor TR1 gesperrt und TR2 leitend, beide Transistoren kehren
jedoch in ihren Normalzustand zurück, sobald ein Kondensator 0c entladen ist.
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Dies entspricht einem normalen Multivibrator-Betrieb, kommt jedoch
ein negativer Impuls aus der Fotozelle 17 an den Rückstelleingang dieser Schaltung,
so wird ein Transistor TR3 durchgeschaltet und bewirkt eine Umschaltung der vorgenannten
Transistoren in ihre entgegengesetzte Schaltlage. Ansonsten arbeitet die Schaltung
dieses zweiten Ausführungsbeispieles in gleicher Weise wie die des zuvor beschriebenen.
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In Fig. 7 der Zeichnung ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung
schematisch dargestellt. Bei
diesem Ausführungsbeispiel besitzt
die Positionsbestimmungst Einrichtung keine Fotozelle, sondern diese Funktion wird
von der Fernsehkamera F mit übernommen. Zu diesem wecke ist eine zweite Begrenzerschaltung
P vorgesehen, welche auf das von der Lampe 16 an der Halterung 11 aussehende Licht
anspricht, ferner eine Torschaltung, bestehend aus einer horizontalen Torschaltung
mit monostabilen Multivibratoren M14 und M15, und außerdem eine vertikale Torschaltung
aus monostabilen Multivibratoren M16 und M17 bzw. M18 und M19, um innerhalb des
Blickfeldes der Fernsehkamera F Masken zu erzeugen, welche eine Ortsbestimmung im
Lichtstrahl erlauben. Die Begrenzerschltung p siebt aus den zugeführten Video-Signalen
der Fernsehkamera F Abschnitte mit hoher Spannung heraus, welche vom Licht der Lampe
16 stammen, und gibt dann an ein UND-Tor UND5, welches mit der Torschaltung verbunden
ist, ein Aus;gangssignal ab. Diese Torschaltung erhAlt außerdem die horizontalen
Synchronisierimpulse des Multi vibrators M10, während die vertikalen Synchronisierimpulse
des monostabilen Multivibrators M11' der vertiv kalen Torschaltung zugeführt werden.
Die Ausgangssignale der horizontalen und der vertikalen Torschaltung werden dem
UND-Tor IJND5 bzw. einem UND-Tor UND6 zugeführt. In den beiden Torschaltungen befindet
sich je ein Paar von monostabilen Multivibratoren, von denen jeweils der vordere
den Anstiegszeitpunkt des jeweiligen Torltpulses und der nachfolgende dessen Impulsdauer
bestimmt, so daß auf diese Weise im Blickfeld der Fernsehkamera F mit Hilfe der
horizontalen Torschaltung aus M14 und M15 und der vertikalen Torschaltungen aus
M16 und M17 bzw.
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und H19 eine quadratische Blende erzeugt wird. Das durch die Torschaltung
auf die freie Fläche in der Blende beschränkte Ausgangssignal der Begrenzerschaltung'P
hat die Wirkung, daß das durch die Ampulle hindurchtretende
Lampenlicht
in einer bestimmten Stellung innerhalb des Blickfeldes der Kamera aufgefangen wird.
Dieses Auseßangs signal der Begrenzerschaltung P gelangt über UND an den monostabilen
Multivibrator Mg, und über UND5, an die Multivibratoren M3 und M5 der vertikalen
Torschåltunq, welche die korrigierenden vertikalen Torimpulse sich so bewegen läßt,
daß sie der vorbeigeförderten Ampulle ìn gleicher Weise wie beim zuerst beschriebenen
Ausfüh r,ungsbeispiel folgen. Eine aus entsprechenden Ausgangssignalen der Multivibratoren
M14 und M15 bzw. M18 und M19 geformte Blende dient zur Abgrenzung eines Ausgangssignals
der Begrenzerschaltung P in einer Stellung innerhalb des Kamera-Blickfeldes, um
einen Rückstellimpuls zu erzeugen, welcher einem Signal aus der Fotozelle 17 gleichzusetzen
ist, während die aus den entsprechenden Ausgang signalen der Multivibratoren M14
und M15 bzw. M16 und M17 geformte Blende die Ausgangssignale der Begrenzerschaltung
P in bestimmten Intervallen unterbindet, wobei genügend Zeit vor Erzeugung des'
nächsten Impulses für die Maske X vorhanden ist, um in gleicher Weise wie beim zuerst
beschriebenen Ausführungsbeispiel korrigierende vertikale Synchronisierimpulse zu
erhalten. Die anderen Bauelemente und ihre Betriebsweise stimmen im wesentlichen
mit dem zuerst beschriebenen Ausführungsbeispiel überein, es fehlt hier lediglich
der Schalter SW.
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Das in Fig. 8 der Zeichnung schematisch dargestellte Ausführungsbeispiel
der Erfindung unterscheidet sich von dem zuvor beschriebenen lediglich hinsichtlich
bestimmter Schaltungseinzelheiten zur Zusammenführung der Ausgangssignale der Zähler
CNi und CN2, welche einer einzigen Ampulle zugeordnet sind. Dieses Ausführungsbeispiel
besltzt kein Schieberegister SR1 und kein ODER1, sondern statt dessen ein aus einem
Flip-Flop FF und einer Anzahl von TJND-Gattern UND7 bis UNDi4 zusammengesetzten
Schaltkreis,
so daß jeder der beiden Zähler CN1 und'CN2 nacheinander die jeweiligen Ausgangsimpulse
von zwei Torschaltungen M1, M2 und M3, M4 und Mi, i und M5, M6 zählt, welche bei
Durchgang einer Ampulle durch die beiden Blenden dieser Schaltung abgegeben werden.
Der Multivibrator Mg schaltet das Flip-Flcsp FF abwechselnd in eine seiner beiden
Schaltlagen. In der einen Schaltlage werden die Ausgangssignale des Fl Flops FF
nacheinander einem Satz von UND-Toroen zuqeführt, von denen UND7 und UND12 an Zähler
CN1, UND an Zähler CN2 und UND14 an Schieberegister SR2 angeschlossen sind, während
in der anderen Schaltstellung die Ausgangssignale dieses Flip-Flops FF nacheinander
dem anderen Satz von UND-Toren zugeführt wird, von denen UND9 an Zähler CN1, UND8
und UND11 an Zähler CN2, und UND13 an Schieberegister SR2 angeschlossen sind, wobei
UND11 und UND12 den Rückstellimpuls vom Multivibrator Mg an den jeweiligen Zähler
CN1 bzw. CN2 abgeben. In der einen Schaltstellung von Flip-Flop FF werden die Ausgangssignale
von UND2 bzw. UND3 über UND7 bzw. UND10 an Zähler CN1 bzw. CN2 abgegeben, während
sie in der anderen Schaltstellung über UND8 bzw. UND9 an den jeweils anderen der
beiden Zähler abgegeben werden, so daß beide Ausgangssignale von der ersten und
der zweiten Torschaltung der Multivibratoren M1, M2, M3, M4 bzw. M1 M2, M5, M6 bezogen
auf eine Ampulle nacheinander von dem entsprechenden Zähler gezählt werden können.
AnschlieBend wird der Ausgang jedes Zählers CN1 undJCN2 an das Schieberegister SR2
abgegeben, bevor das Flip-Flop -umschaltet.
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Auch das in Fig. 8 der Zeichnung dargestellte Ausführungsbeispiel
der Erfindung funktioniert im wesentlichen in gleicher Weise wie die vorhergehenden
Ausführungsbeispiele, ohne eine geringere Leistung aufzuweisen.
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Selbstverständlich beschränkt sich die Erfindung nicht auf die zuvor
beschriebenen Ausführungsbeispiele, weil im Rahmen der Erfindung noch weitere Abwandlungen
möglich und denkbar sind. Will man beispielsweise nicht nur zwei, sondern n Ampullen
gleichzeitig im Blickfeld der Fernsehkamera F prüfen, welche mit einer Schaltung
gemäß Fig. 8 zusammenarbeitet, so muß man n-2 Sätze von Anordnungen vorsehen, welche
aus einer vertikalen Torschaltung aus monostabilen Multivibratoren, einem Zähler,
einem Flip-Flop und einem Satz von UND-Toren bestehen, verwenden Solche und andere
Änderungen und Abwandlungen fallen durchaus in den Rahmen der Erfindung.
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Zusammengefant betrifft die Erfindung -eine Prüfvorrichtung für Ampullen
mit einer Fernsehkamera, in deren Blickfeld sich stets mehr als'zwei Ampullen befinden
welche mit gleichen Abständen zueinander mit gleicher Geschwindigkeit durch dieses
Blickfeld hindMrchbefördert werden. Eine Diskriminatoreinrichtung erkennt abnormale
Abschnitte im-Vibeo-Signal der Kamera, Welche son mangelhaften Stellen der zu prüfenden
Ampullen stammen. Es sind Toreinrichtungen vorhanden, mit deren Hilfe Blenden erzeugt
werden, welche das Betrachtungsfeld der Video-Signale der Kamera auf bestimmte Flächenbereiche
beschränken, die den Flächenbereichen der zu prüfenden Ampullen entsprechen. Dieser
abgegrènzté Ausschnitt der-Video-Signale bewegt sich für einen bestimmten Zeitraum
-synchron mit den Ampullen durch das Blickfeld der Kamera.
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Hierbei wird eine genaue, schnelle und an die Massenproduktioh der
Industrie anpassungsfähige Prüfung von Ampullen oder ähnlichen Gegenständen ermöglichts