DE3611535C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Überprüfen der Winkeligkeit von Boden und Seitenflächen von Behältern aus transparentem Material, insbesondere von Flaschen, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Eine derartige Vorrichtung beschreibt die deutsche Offen­ legungsschrift 26 58 722. Bei einer ersten Ausführungs­ form, die in dieser Druckschrift beschrieben ist, besteht die Lichtstrahlenanordnung aus insgesamt acht Lichtquellen, die vier sich unter rechten Winkeln kreuzende Lichtstrahlen aussenden, die von insgesamt acht Detektoren empfangen werden. Werden die Lichtstrahlen von keinem Objekt (Flasche) gestört, so empfangen die Detektoren die ungestörten Lichtstrahlen. Sobald aber eine Flasche in die Prüfzone eintritt, so werden die Rand-Lichtstrahlen von der Wand der Flasche abgelenkt und die zugehörigen Detektoren erhalten gestörte Signale. Die Anordnung ist dort nun so getroffen, daß bei der Überprüfung von geraden Flaschen alle Detek­ toren keine ungestörten Signale empfangen, während bei schiefen Flaschen zumindest einer der Detektoren ein unge­ störtes Signal empfängt. Aus diesem Grunde ist die von den Rand-Lichtstrahlen ausgebildete Prüffläche etwas kleiner als es den äußeren Begrenzungen der Flasche entspricht.

Bei einer zweiten Ausführungsform, die in derselben Druckschrift erläutert wird, wird ein Lichtstrahl von oben durch den Flaschenhals zum Flaschenboden gerichtet und von dort zu einem Detektor reflektiert, sofern die Flasche gerade ist. Ist die Flasche aber schief, so trifft der Lichtstrahl auf die Kante des Flaschenhalses auf und wird dort gestört, wodurch dann ein Fehlersignal erzeugt wird. Diese Ausführungsform kommt somit zwar mit einem einzigen Lichtstrahl mit zugehörigem Detektor aus, jedoch arbeitet diese Vorrichtung notwendigerweise ungenau, weil nämlich Unregelmäßigkeiten in der Bodenoberfläche der Flasche, die deren Geradheit nicht beeinflussen, das Meßergebnis stark beeinflussen können, weil derartige Unregelmäßig­ keiten nämlich den Lichtstrahl in unzulässiger Weise zur Innenwand der Flasche reflektieren können. Außerdem muß hier der Durchmesser des Lichtstrahls recht genau an den lichten Durchmesser des Flaschenhalses angepaßt werden und es ist auch nicht ohne weiteres möglich, Flaschen mit anderen Flaschenhalsgrößen mit derselben Vorrichtung zu überprüfen.

Eine Vorrichtung zum Überprüfen eines transparenten Behälters mit Hilfe einer Laserlichtquelle ist durch die US-PS 42 83 145 an sich bekannt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Überprüfen der Geradheit von Behältern aus transparentem Material, insbesondere von Flaschen, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 derart weiterzubilden, daß sie sich durch eine hohe Exaktheit und gute Anpaßbarkeit an verschiedene Flaschengrößen und Flaschen­ formen auszeichnet und trotzdem mit verhältnismäßig wenig Baukomponenten auskommt.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1.

Über die Lichtschranke und die bekannte Fördergeschwindig­ keit des Transportbandes ist der erfindungsgemäßen Vor­ richtung bekannt, in welchem Augenblick sich der betreffen­ de, zu prüfende Behälter innerhalb der Prüffläche befindet derart, daß der die Prüffläche definierende und begrenzen­ de Lichtstrahl sich außerhalb der äußeren Begrenzungen des betreffenden Behälters befindet. Ist der betreffende Behälter gerade ausgebildet, so wird der Lichtstrahl also vom Behälter nicht gestört und das Ausgangssignal des Detektors ist ebenfalls ungestört. Handelt es sich aber um einen schiefen Behälter, so stört der Behälter den Lichtstrahl und das Ausgangssignal des Detektors ist eben­ falls gestört. Man wird also den die Prüffläche definieren­ den Lichtstrahl so lenken, daß die Kanten der Prüffläche einen nur geringen Abstand von den äußeren Begrenzungen der zu überprüfenden Behälter im Prüfzeitpunkt einnehmen.

Man kann die erfindungsgemäße Vorrichtung auch ohne weite­ res zum Überprüfen der Höhe der Behälter einsetzen. In diesem Fall muß man nur dafür sorgen, daß der Lichtstrahl in der Prüfzone eine vorbestimmte Höhe über dem Transport­ band einnimmt. Hat der betreffende Behälter nicht diese Höhe, handelt es sich beispielsweise um eine Flasche mit abgebrochenem Hals, so wird der Lichtstrahl überhaupt nicht gestört und dies ist dann eine Anzeige dafür, daß der Be­ hälter die vorbestimmte Höhe nicht erreicht und daher eben­ falls aussortiert werden muß.

Es wird bevorzugt, wenn die Geometrie der Prüffläche variierbar ist, so daß dann eine Einstellung auf Behälter mit unterschiedlichen Geometrien erfolgen kann. Diese Ver­ stellung kann in konstruktiv einfacher Weise dadurch erreicht werden, daß die Spiegel über einen entsprechenden Mechanis­ mus verschoben werden.

Außerdem wird es bevorzugt, wenn die den einzigen Licht­ strahl erzeugende Lichtquelle und die Spiegel in ihrer Höhe über dem Transportband einstellbar sind. Dadurch kann man die Vorrichtung auf unterschiedliche, zu messende Höhen einstellen.

Bevorzugt sind wenigstens vier Umlenkspiegel vorgesehen. Mit wachsender Anzahl der Umlenkspiegel kann die Geometrie der Prüffläche immer besser an die Geometrie der äußeren Begrenzung der zu prüfenden Behälter angepaßt werden.

Die Messung wird exakter, wenn eine Einrichtung vorge­ sehen ist, die einen vorbestimmten Abstand zwischen den zu prüfenden Behältern auf dem Transportband sicherstellt, da dann bei der Überprüfung benachbarte Behälter das Meßergebnis nicht stören.

Die Erfindung wird im folgenden anhand sche­ matischer Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1- eine Ausführungsform der Vorrichtung in Draufsicht;

Fig. 2- das Meßfeld der in Fig. 1 dargestellten Vor­ richtung im Schnitt senkrecht zur Förderein­ richtung;

Fig. 3- einen typischen Signalverlauf des Deforma­ tionskanals bei einem Behälterdurchlauf.

Wie in Fig. 1 dargestellt, wird der aus einer Laserlichtquelle 1 entkoppelte Laserlichtstrahl 2 so geführt, daß er im Meßfeld eine rautenförmige Prüffläche 3 definiert. Hierfür sind Umlenk­ spiegel 4, 5, 6 und 7 vorgesehen, die den Laserlichtstrahl entsprechend umlenken.

Die Umlenkspiegel 4, 5, 6 und 7 werden auf zwei gegeneinander verschiebbaren Platten 8 und 9 angeordnet. Die Höhe der auf diese Weise gebildeten Prüfzone in bezug auf ein Transportband 10 sollte nur geringfügig kleiner sein als die Höhe des zu prüfenden Behälters 22, wenn dieser eine Flasche ist.

Der Laserlichtstrahl 2 wird mittels eines Detektors 11, z. B. einer Diode, empfangen. Die Laserlichtquelle 1 ist bei diesem Ausführungsbei­ spiel an einer der Platten 9 befestigt.

Durch einen geeigneten Verstellmechanismus 25 können beide Platten 8 und 9 und damit die Laserlichtquelle 1 die Umlenkspiegel 4, 5, 6 und 7 und der Detektor 11 in ihrer Ebene horizontal verschoben werden, um eine andere Zen­ trierung der rautenförmigen Prüffläche 3 zu erreichen oder auch in der Höhe verstellt werden, um bei unterschied­ lichen Behälterhöhen eine Anpassung der Prüfzone an die Höhe des Mündungsbereichs der Behälter 22 zu ermöglichen.

Aus Fig. 2 geht auch hervor, daß die Höhe des Laserlicht­ strahls 2 durch den Verstellmechanismus 25 einstellbar ist. Dabei werden die gegeneinander verschiebbaren Platten 8 und 9 mit Umlenkspiegeln 4, 5, 6 und 7 gemeinsam bewegt. Der Laserlichtstrahl 2 erfaßt bei diesem Beispiel lediglich die Mündung der Flasche.

Zur genauen Überprüfung der Längsachsenlage und auch von Deformationen der Behälter ist ein Lichtkasten 12 vorge­ sehen, in dem drei lineare Spalte 13, 14 und 15 vorhanden sind. Bei dieser Ausführungsform wird der Lichtkasten 12 derart geformt, daß zwischen den Strahlungsrichtungen der aus den Spalten austretenden Strahlen ein Winkel von ca. 45° entsteht.

Die Strahlen der Spalte 13, 14 und 15 werden über Abbil­ dungsobjektive 16, 17 und 18 auf undurchsichtige, opake Masken abgebildet, wenn sich im Strahlengang kein Objekt befindet. Direkt hinter den Masken ist jeweils ein als Diode ausgebildeter Detektor 19, 20 und 21 angeordnet.

Der Strahl des mittleren Spalts 14 geht direkt durch das Meßfeld und somit durch den zu prüfenden Behälter 22 hin­ durch. Die Lichtstrahlen der Spalte müssen über Umlenk­ spiegel 23 und 24 entsprechend umgelenkt werden.

Im Lichtkasten 12 sind hinter den Spalten 13, 14, 15 HF-Leuchtstoffröhren 26 angeordnet.

Der Prüfvorgang wird durch eine Einweglichtschranke gestartet. Von einem hier nicht gezeigten Antriebsmotor werden Taktimpulse abgeleitet, wobei sich das Förderband 10 mit einer gleichförmigen Geschwindigkeit von z. B. ca. ¹/₁₀ mm/Takt bewegt. Die Impulse werden der Auswerte­ einheit zugeführt.

Zur Kontrolle der Achsschiefe und Höhe der Behälter 22 wird die Signalfolge des Detektors 11 ausgewertet. Tritt keine Unterbrechung des Laserlichtstrahls 2 während des Ein­ laufs ein, so ist davon auszugehen, daß die Behälter­ mündung, z. B. der Flaschenhals, abgebrochen ist. Ist jedoch der Laserlichtstrahl 2 unterbrochen, wenn sich der Be­ hälter in der Mitte der Prüffläche 3 aufhält, so ist die Längsachse des Behälters schief, denn sonst wäre keine Unterbrechung möglich.

Weil sich das Transportband 10 mit gleichbleibender Geschwindigkeit bewegt, ist über ein von der Lichtschranke abgegebenes Signal der Zeitpunkt bekannt, zu dem ein gerade ausgebildeter Behälter 22 sich mittig in der vom Laser­ lichtstrahl 2 umschlossenen Prüffläche 3 befindet. Ist der Behälter 22 also gerade, so empfängt der Detektor 11 in diesem Augenblick ein vom Behälter 22 nicht gestörtes Bild.

Ist der Behälter - innerhalb vorgegebener Toleranzen - dagegen schief, so lenkt er in diesem Prüfzeitpunkt den Laser­ lichtstrahl 2 ab, so daß der Detektor 11 ein gestörtes oder gar kein Signal empfängt.

Die Kontrolle der Wand des Behälters auf Deformationen erfolgt durch einen Vergleich der Ausgangssignale der Detektoren 19, 20, 21 mit abgelegten Standardwerten von Referenzobjekten. Bei einer Abweichung vom Soll-Signal­ verlauf wird der Behälter als deformiert klassifiziert. Dies zeigt Fig. 3. Dort wird der Verlauf der über einen der Detektoren 19, 20, 21 gemessenen Lichtintensität in Abhängigkeit von der Zeit dargestellt. Den Signalver­ lauf von Referenzflaschen zeigt die nicht unterbrochene Linie. Tritt zum Zeitpunkt t _o , wie mit gestrichelten Linien gezeichnet, eine erhöhte Intensität auf, so bedeutet dies eine Deformation des Behälters.

Claims (5)

1. Vorrichtung zum Überprüfen der Winkeligkeit von Boden und Seitenflächen von Behältern aus transparentem Material, insbesondere von Flaschen, mit einem Transport­ band zur Zuführung der auf ihm stehenden, zu prüfenden Behälter zu einer Prüfzone, einer im Transportweg ange­ ordneten Lichtschranke zur Steuerung der Überprüfung und mit einer Lichtstrahlen- und Detektoranordnung in der Prüfzone zur Erzeugung einer zum Transportband parallelen Prüffläche mit einer durch einen Behälter mit gegebener Winkeligkeit vorgegebener Geometrie, wobei die Detektor­ anordnung zur Abgabe eines Ausgangssignals bei einer vor­ gebbaren Abweichung der Winkeligkeit des zu prüfenden Behälters von der gegebenen Winkeligkeit ausgelegt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtstrahlenanordnung eine einzige Laserlicht­ quelle (1) zur Erzeugung eines einzigen Laserlichtstrahls (2) aufweist, daß die Detektoranordnung von einem einzigen Detektor (11) gebildet ist und daß zur Bildung der Prüf­ fläche Umlenkspiegel (4, 5, 6, 7) derart angeordnet sind, daß der einzige Laserlichtstrahl (2) so um den zu prüfenden Behälter (22) umlenkbar ist, daß bei Winkelig­ keit von Boden und Seitenflächen innerhalb der vorgeb­ baren Abweichung der einzige Detektor (11) ohne Berührung der Begrenzung des zu prüfenden Behälters (22) vom einzigen Laserlichtstrahl (2) beaufschlagbar ist und daß bei Winke­ ligkeit von Boden und Seitenflächen außerhalb der vorgeb­ baren Abweichung der einzige Detektor (11) mit einer Berührung der Begrenzung des zu prüfenden Behälters (22) vom einzigen Laserlichtstrahl (2) beaufschlagbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Geometrie der Prüffläche (3) variierbar ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die den einzigen Laserlichtstrahl (2) erzeugende Laserlicht­ quelle (1) und die Umlenkspiegel (4, 5, 6, 7) in ihrer Höhe über dem Transportband (10) einstellbar sind.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens vier Umlenkspiegel (4, 5, 6, 7) vorgesehen sind.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung zur Einstellung eines vorbestimmten Abstandes zwischen den zu prüfenden Behältern (22) auf dem Transportband (10) vorgesehen ist.