ES2949732T3 - Inspección óptica de recipientes - Google Patents
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Abstract
Un aparato y método para inspeccionar un recipiente (C) que tiene una base (B) y una boca (M), en el que la luz se dirige a través de la base del recipiente hacia el interior del recipiente, y fuera del recipiente a través de la boca del recipiente, usando al menos primeros y segundas fuentes de luz operativamente (12a, 12b) dispuestas una al lado de la otra debajo de la base del contenedor y que tienen diferentes características operativas. Se detecta la luz transmitida a través de la boca del recipiente y se produce una imagen compuesta de la boca del recipiente a partir de dos o más imágenes de porciones de la boca del recipiente. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)
Description
DESCRIPCIÓN
Inspección óptica de recipientes
La presente descripción se refiere a métodos y aparatos para la inspección óptica de recipientes.
Antecedentes y resumen de la invención
En la fabricación de recipientes pueden ocurrir diversas anomalías o variaciones que afecten la aceptabilidad comercial de los recipientes. Estas anomalías, denominadas “variaciones comerciales” pueden implicar uno de los numerosos atributos del recipiente. Por ejemplo, las variaciones comerciales pueden incluir características dimensionales del recipiente en una boca abierta del recipiente. Por lo tanto, a menudo resulta útil proporcionar un equipo de inspección capaz de inspeccionar los recipientes en busca de variaciones comerciales. El término “ inspección” se utiliza en su sentido más amplio para abarcar cualquier observación óptica, electroóptica, mecánica o eléctrica o acoplamiento con un recipiente para medir o determinar una característica potencialmente variable, incluidas, pero no necesariamente limitadas a, las variaciones comerciales.
La FIG. 21 ilustra de forma simplificada y esquemática un aparato 810 para inspeccionar parámetros de la boca de un recipiente 812 en un tipo de proceso de inspección para un recipiente 814 que generalmente se ajusta a un aparato que se muestra y describe en la patente de EE.UU. n.° 5.461.228, cedida al cesionario de la presente. El aparato 810 incluye una fuente de luz 818 que dirige luz hacia el interior del recipiente 814 y un sensor de luz 824 dispuesto con respecto a la fuente de luz 818 y al recipiente 814 para recibir la luz transmitida fuera del recipiente 814 a través de la boca del recipiente 812. Una lente telecéntrica 822 dirige al sensor de luz 824 solo la luz transmitida a través de la boca del recipiente 812 sustancialmente de forma axial respecto a la boca del recipiente 812. El sensor 824 desarrolla una imagen bidimensional de la boca del recipiente 812. El sensor 812 está acoplado a una electrónica de procesamiento de información para determinar o calcular el círculo de mayor diámetro que quepa dentro de la imagen bidimensional de la boca del recipiente 812, y tratar dicho círculo como indicativo del diámetro interior efectivo de la boca del recipiente 812.
El recipiente 814 puede incluir variaciones comerciales como partes de estrangulamiento 813 que pueden bloquear algunos rayos de luz 815 y reflejar otros rayos de luz en ángulo 817 en una dirección generalmente paralela al eje longitudinal del recipiente. El sensor 824 recibe no solo los rayos de luz sin obstáculos 819 que indican el diámetro interior de la boca del recipiente 812, sino también los rayos de luz reflejados 817 que tienden a hacer que la boca del recipiente 812 parezca más grande de lo que realmente es. En consecuencia, como se muestra en la técnica anterior, en la FIG. 22, una imagen de luz de la técnica anterior producida por la luz procedente de la fuente de luz de la FIG. 21 incluye un patrón de luz brillante sin obstáculos 819' que representa el diámetro interior de la boca 812, y un halo o patrón adicional de luz reflejada 817' que representa los reflejos del diámetro interior de la boca 812. El documento DE2909061 desribe una disposición para examinar una botella PR en movimiento, que incluye una única fuente de luz (FIG. 2) que tiene una pluralidad de diodos emisores de luz (LED) transportados en un disco circular. Los LED ocupan un área del disco que tiene un diámetro ligeramente mayor que el del fondo de la botella. El documento EP1494013 desribe una máquina de inspección de botellas que incluye un conjunto de fuente de luz (12) que incluye una única fuente de luz (14) que tiene dos colores diferentes, por ejemplo, rojo y verde. La máquina también incluye una lente (18) que dirige la luz de la fuente a un divisor de haz (19) que divide la luz en haces rojos y verdes y envía esos haces a un filtro rojo (23) y a una primera cámara (21) y a un filtro verde (25) y a una segunda cámara (22). La luz roja podría aparecer como luz brillante y la luz verde como oscuridad. El documento DE9415768 desribe un sistema de inspección óptica para una botella (1) que incluye un único dispositivo de iluminación (3) debajo de la botella y que tiene fuentes de luz (3a) individuales que son ajustables independientemente.
El documento US2010/0225908 desribe un aparato de inspección para inspeccionar un recipiente (8) y que incluye dos dispositivos de iluminación 2, 3 por debajo de una base 6 del recipiente. El primer dispositivo de iluminación 2 incluye un foco de LED para iluminar un dispositivo de dispersión 4 desde abajo de forma puntual para producir una luz direccional fuerte. El segundo dispositivo de iluminación 3 incluye una pluralidad de LED para emitir luz sobre el dispositivo de dispersión 4 desde arriba para producir una luz indirecta suave.
Un objeto general de la presente descripción, según un aspecto de la descripción, es proporcionar un aparato de calibrador de tapón óptico (OPG) más fiable para calibrar la boca de un recipiente para reducir o eliminar la luz reflejada en una imagen OPG, y/o para evitar el paso de ciertos rayos de luz reflejados desde una superficie interior de la boca de un recipiente en una dirección paralela al eje del recipiente hacia un sensor de luz de modo que la boca del recipiente no parezca más grande que el tamaño real.
La presente descripción abarca una serie de aspectos que pueden implementarse por separado o en combinación entre sí.
Un aparato para inspeccionar un recipiente que tiene una base y una boca y que define un eje longitudinal, según un aspecto de la presente descripción incluye una fuente de luz para dirigir luz a través de la base del recipiente hacia el interior del recipiente y fuera del recipiente a través de la boca del recipiente. El aparato también incluye un sensor de luz dispuesto con respecto a la fuente de luz y al recipiente para recibir la luz transmitida a través de la boca del recipiente. La fuente de luz incluye al menos una primera y una segunda fuentes de luz dispuestas operativamente adyacentes entre sí debajo de la base del recipiente y que tienen características operativas diferentes. Las fuentes de luz primera y segunda son un par de fuentes de luz opuestas dispuestas en lados opuestos del eje longitudinal. El sensor de luz captura imágenes de la boca del recipiente en pares opuestos, es decir, en pares de imágenes que comprenden una primera imagen obtenida al detectar la luz de la primera fuente de luz y una segunda imagen obtenida al detectar la luz de la segunda fuente de luz, comprendiendo cada par de imágenes, imágenes de segmentos respectivos de la boca del recipiente dispuestos en lados opuestos del eje longitudinal del recipiente. Según otro aspecto de la descripción, se proporciona un método para inspeccionar un recipiente que tiene una base y una boca, que incluye la etapa de dirigir luz a través de la base del recipiente hacia el interior del recipiente y fuera del recipiente a través de la boca del recipiente, usando al menos la primera y la segunda fuentes de luz dispuestas operativamente adyacentes entre sí debajo de la base del recipiente y que tienen características operativas diferentes. Las fuentes de luz primera y segunda son un par de fuentes de luz opuestas. El método también incluye la etapa de detectar la luz transmitida a través de la boca del recipiente. El método también incluye la etapa de capturar imágenes de la boca del recipiente en pares opuestos, es decir, en pares de imágenes que comprenden una primera imagen obtenida al detectar la luz de la primera fuente de luz y una segunda imagen obtenida al detectar la luz de la segunda fuente de luz.
Breve descripción de los dibujos
La descripción, junto con los objetos, características, ventajas y aspectos adicionales de la misma, se comprenderá mejor a partir de la siguiente descripción, las reivindicaciones adjuntas y los dibujos adjuntos, en los que:
la FIG. 1 es un diagrama esquemático de un aparato de calibrador de tapón óptico para evaluar la boca de un recipiente según una realización ilustrativa de la presente descripción, y que incluye una fuente de luz;
la FIG. 2 es una vista superior esquemática de la fuente de luz de la FIG. 1;
las FIGS. 3A-3C son vistas esquemáticas de imágenes de luz producidas por la luz capturada por un sensor de luz y que emana de la fuente de luz de la FIG. 1 a través de la boca del recipiente de la FIG. 1;
la FIG. 4 es un diagrama esquemático de un aparato de calibrador de tapón óptico para evaluar la boca de un recipiente según otra realización ilustrativa de la presente descripción, y que incluye una fuente de luz;
la FIG. 5 es una vista superior esquemática de la fuente de luz de la FIG. 4;
las FIGS. 6A-6C son vistas esquemáticas de imágenes de luz producidas por la luz capturada por un sensor de luz y que emana de la fuente de luz de la FIG. 4 a través de la boca del recipiente de la FIG. 4;
la FIG. 7 es un diagrama esquemático de una parte de otro aparato de calibrador de tapón óptico para evaluar la boca de un recipiente según otra realización ilustrativa de la presente descripción, y que incluye una fuente de luz; las FIGS. 8A-12B son vistas esquemáticas de imágenes de luz producidas por la luz capturada por un sensor de luz y que emana de manera secuencial de la(s) fuente(s) de luz de la FIG. 7 a través de la boca del recipiente de la FIG. 4; las FIGS. 8-12 son vistas esquemáticas de imágenes de luz producidas por la luz capturada por un sensor de luz y que emana de manera simultánea de la(s) fuente(s) de luz de la FIG. 7 a través de la boca del recipiente de la FIG.
4;
la FIG. 13 es una vista esquemática de una imagen de luz compuesta de las imágenes de luz de las FIGS. 8A-12B; la FIG. 14 es un diagrama esquemático de una parte de un aparato de calibrador de tapón óptico adicional para evaluar la boca de un recipiente según otra realización ilustrativa de la presente descripción, y que incluye una fuente de luz;
las FIGS. 15-19 son vistas esquemáticas de imágenes de luz producidas por la luz capturada por un sensor de luz y que emana de manera simultánea de la(s) fuente(s) de luz de la FIG. 7 a través de la boca del recipiente de la FIG.
4;
las FIGS. 15A-19B son vistas esquemáticas de imágenes de luz producidas por la luz capturada por un sensor de luz y que emana de la(s) fuente(s) de luz de la FIG. 14 a través de la boca del recipiente de la FIG. 4;
la FIG. 20 es una vista esquemática de una imagen de luz compuesta de las imágenes de luz de las FIGS. 15A-19B; la FIG. 21 es un diagrama esquemático de un aparato de calibrador de tapón óptico para evaluar la boca de un recipiente según la técnica anterior; y
la FIG. 22 es una vista esquemática de una imagen de luz de la técnica anterior producida por la luz capturada desde un sensor de luz y que emana de una fuente de luz de la FIG. 21 a través de la boca del recipiente de la FIG.
21
Descripción detallada de realizaciones preferidas
La FIG. 1 ilustra una realización ilustrativa de un aparato 10 de calibrador de tapón óptico para inspeccionar una boca abierta M de un recipiente C. El aparato 10 incluye una o más fuentes 12 de luz dispuestas operativamente debajo del recipiente C para producir la luz que se usa para inspeccionar la boca M del recipiente, y uno o más sensores 14 de luz dispuestos encima del recipiente C para detectar la luz producida por la fuente 12 de luz y que pasa a través de la boca M del recipiente. Tal y como se usa en el presente documento, la terminología “dispuestas operativamente” incluye fuentes de luz que pueden estar ubicadas en cualquier lugar, pero emiten luz desde debajo del recipiente C, por ejemplo, a través de espejos, fibra óptica o similares. El aparato 10 puede incluir opcionalmente uno o más difusores 16 de luz dispuestos entre la fuente 12 de luz y el recipiente C para difundir y/o dirigir la luz a través del fondo B del recipiente C hacia el interior del recipiente C y a través de la boca M del recipiente. El aparato 10 puede incluir además un sistema 18 de lentes dispuesto entre el recipiente C y el sensor 14 de luz para dirigir la luz que pasa a través de la boca M del recipiente hacia el sensor 14 de luz. El aparato 10 también puede incluir un procesador 20 o cualquier otro dispositivo adecuado para escanear el sensor 14 de luz y desarrollar una imagen de la boca M del recipiente y/o cualquier otra información de inspección adecuada, y una pantalla 22 para mostrar la imagen y/u otra información de inspección. El aparato 10 también puede incluir un rotador 24 de recipientes para rotar el recipiente C.
El recipiente C puede ser un tarro o una botella como se ilustra en la FIG. 1, o cualquier otro tipo de recipiente adecuado. El recipiente C puede estar compuesto de plástico, vidrio o cualquier otro material adecuado. El recipiente C puede ser claro, coloreado, transparente, translúcido o de cualquier otra calidad óptica adecuada.
Haciendo referencia a las FIGS. 1 y 2, la fuente 12 de luz incluye una pluralidad de fuentes 12a, 12b de luz, cada una de las cuales puede incluir uno o más elementos 12p de luz discretos (FIG. 2). Por ejemplo, la fuente 12 de luz incluye al menos dos fuentes 12a, 12b de luz que están operativamente dispuestas adyacentes entre sí debajo de la base B del recipiente y/o pueden estar diametralmente opuestas entre sí (FIG. 1), y que pueden ser activadas de manera independiente y alterna. En otro ejemplo, los elementos 12p de luz (FIG. 2) pueden incluir una pluralidad de diodos emisores de luz (LED), en donde la fuente 12 de luz puede ser una fuente de luz de múltiples LED. En cualquier caso, los expertos en la técnica reconocerán que la fuente 12 de luz puede recibir energía de cualquier fuente adecuada de cualquier manera adecuada y puede ser controlada por el procesador 20 (FIG. 1) de cualquier manera adecuada. Además, los expertos en la técnica reconocerán que la fuente 12 de luz puede dividirse en subsecciones o subpartes o puede estar compuesta por dos fuentes de luz independientes.
Las fuentes 12a, 12b de luz tienen características operativas diferentes. En una realización ilustrativa, las fuentes 12a, 12b de luz pueden activarse de forma alterna o secuencial, por ejemplo, sin solapamiento en la emisión de luz. En otra realización ilustrativa, las fuentes 12a, 12b de luz pueden emitir luz de longitudes de onda diferentes con emisión de luz simultánea. Las características operativas diferentes de ejemplo se describirán a continuación con mayor detalle.
Con referencia a la FIG. 1, el sensor 14 de luz puede incluir cualquier dispositivo adecuado para detectar luz. Por ejemplo, el sensor 14 de luz puede incluir un sensor de imagen, por ejemplo, un dispositivo de acoplamiento de carga (CCD), un dispositivo de semiconductor de óxido de metal complementario (CMOS), o cualquier otro sensor de imagen adecuado. En otro ejemplo, el sensor 14 de luz puede incluir un dispositivo de fotodiodo, un dispositivo de fotorresistencia o cualquier otro dispositivo fotodetector adecuado.
El difusor 16 de luz puede incluir cualquier dispositivo adecuado para difundir la luz. Por ejemplo, el difusor 16 de luz puede incluir un difusor de vidrio esmerilado, un difusor de teflón, un difusor holográfico, un difusor de vidrio opalino, un difusor de vidrio grisáceo o cualquier otro difusor adecuado.
El sistema 18 de lentes puede incluir cualquier dispositivo adecuado para dirigir o enfocar la luz. Por ejemplo, el sistema 18 de lentes puede incluir una lente telecéntrica, una pupila de entrada y lentes de pupila a ambos lados de la pupila. El sistema 18 de lentes puede dirigir solamente los rayos de luz que emergen de la boca M del recipiente esencialmente en paralelo a un eje A del recipiente C.
El procesador 20 puede incluir cualquier dispositivo o dispositivos adecuado(s) para adquirir imágenes procedentes del sensor 14 de luz y enviar imágenes a la pantalla 22.
El rotador de recipientes 24 puede incluir cualquier dispositivo adecuado para rotar el recipiente C. Por ejemplo, el rotador 24 puede incluir uno o más rodillos, ruedas, correas, discos y/o cualquier otro elemento o elementos adecuado(s) para rotar el recipiente C. En otra realización, el recipiente C puede permanecer estacionario y uno o más de los diversos elementos 12, 14, 16, 18 del aparato pueden ser rotados de cualquier manera adecuada.
En un ejemplo de funcionamiento, se activa la primera fuente 12a de luz, y el sensor 14 de luz detecta la luz procedente de esa primera fuente 12a de luz que se extiende en paralelo al eje A del recipiente y a través de la boca M del recipiente para obtener una primera imagen 112a correspondiente, tal y como se muestra en la FIG. 3A. Cualquier reflejo que pueda incidir en la mitad derecha del sensor 14 puede ser descartado digitalmente, por ejemplo, por el procesador de información 20. Luego, la primera fuente 12a de luz se desactiva y se activa la segunda fuente 12b de luz y la luz procedente de esa segunda fuente 12b de luz que se extiende en paralelo al eje A del recipiente y a través de la boca M del recipiente es detectada por el sensor 14 de luz para obtener una correspondiente segunda imagen 112b, tal y como se muestra en la FIG. 3B. Cualquier reflejo que pueda incidir en la mitad izquierda del sensor 14 puede ser descartado digitalmente, por ejemplo, por el procesador de información 20. En una realización, las imágenes de la boca M del recipiente pueden adquirirse por parejas. La primera imagen 112a del par es adquirida por el sensor 14 de luz, y se inicia la transferencia de la imagen 112a desde el sensor 14 de luz al procesador 20, luego transcurre un tiempo corto (por ejemplo, submilisegundo), y, después, se adquiere la segunda imagen 112b del par mientras la primera imagen 112a aún está siendo transferida. En consecuencia, las imágenes 112a, 112b se obtienen de forma selectiva, secuencial y sincrónica.
Aunque cada una de las imágenes 112a, 112b incluye aproximadamente 180 grados circunferencialmente angulares de la boca M del recipiente, solo se puede suponer que partes seleccionadas, por ejemplo, partes centrales 113a, 113b, de las imágenes 112a, 112b están esencialmente libres de reflejos de ángulo bajo que interferirían con el procesamiento de la imagen. Esto se debe a que las regiones de la boca M del recipiente que coinciden con el divisor de la fuente 12 de luz (o los bordes de las fuentes 12a, 12b de luz) podrían tener algunos reflejos de ángulo bajo. En consecuencia, solo se pueden evaluar las partes centrales 113a, 113b de las imágenes 112a, 112b.
Un rango circunferencialmente angular de ejemplo de las partes centrales 113a, 113b puede ser de 30 a 120 grados circunferencialmente angulares, tal y como se representa en las FIGS. 3A y 3B. Dicho de otra manera, un rango circunferencialmente angular de ejemplo de las partes centrales 113a, 113b puede ser de aproximadamente el 15 % a aproximadamente el 70 % de la extensión circunferencialmente angular de las imágenes 112a, 112b correspondientes. En un ejemplo específico, las partes centrales 113a, 113b pueden tener cada una 90 grados circunferencialmente angulares, para dar como resultado partes 113a, 113b correspondientes en una imagen compuesta 112. Por lo tanto, puede ser deseable capturar partes de imagen 113c, 113d similares, adicionales, angularmente interpuestas y adyacentes en la imagen compuesta 112. Esto puede lograrse rotando el recipiente C, por ejemplo, 90 grados circunferencialmente angulares, y capturando el otro par de imágenes 113c, 113d de partes de la boca M del recipiente de la manera descrita anteriormente. En consecuencia, la imagen compuesta 112 puede incluir 360 grados circunferencialmente angulares completos de la boca M del recipiente. Esto puede ser particularmente deseable para la inspección de variaciones comerciales o cuando se requiere una medición diametral circunferencialmente continua de la boca M del recipiente. Los expertos habituales en la técnica reconocerán que se pueden obtener y evaluar más partes de imagen, por ejemplo, doce partes de 30 grados, diez partes de 36 grados, seis partes de 60 grados y/o similares.
Como se muestra en la FIG. 3C, las imágenes 112a, 112b primera y segunda pueden superponerse o agregarse para obtener una imagen 112 completa del interior de la boca M del recipiente. La imagen 112 puede usarse para identificar variaciones comerciales en el recipiente, medir el diámetro interior de la boca M del recipiente, o para cualquier otra técnica adecuada de inspección de recipientes.
Según la presente descripción, de una manera u otra se ignorará la luz parásita (ejemplificada por los números 817, 817' en las FIGS. 21 y 22) que es reflejada por un estrangulamiento u otra parte del recipiente C a lo largo de una dirección generalmente paralela al eje A del recipiente. Por ejemplo, en la realización descrita anteriormente, cuando se activa la fuente 12b de luz del lado o sección de la derecha y se muestrea o adquiere la parte 112b de imagen correspondiente (FIG. 3B), la luz reflejada (como se ejemplifica con el número 817 en el lado izquierdo en la FIG. 21) que emerge de la fuente 12b de luz del lado o sección de la derecha se ignora, porque incide en el lado izquierdo del sensor 14 de imagen y se ignora la parte 112a de imagen correspondiente. En otras palabras, debido a que los reflejos de luz de ángulo bajo generalmente se originan en un lado de la fuente 12 de luz opuesto al de la superficie reflectante del recipiente C, los reflejos se eliminan en gran medida al no evaluar esa parte de la boca M del recipiente opuesta a la fuente 12b de luz activada.
La FIG. 4 ilustra otra realización ilustrativa de un aparato 210 de calibrador de tapón óptico para inspeccionar una boca M de un recipiente C. Esta realización es similar en muchos aspectos a la realización de la FIG. 1 y números similares entre las realizaciones generalmente designan elementos iguales o correspondientes a lo largo de las diversas vistas de las figuras de los dibujos. En consecuencia, las descripciones de las realizaciones se incorporan las unas en las otras. Además, la descripción del objeto común generalmente puede que no se repita aquí.
Una fuente 212 de luz puede tener una pluralidad de fuentes 212a, 212b de luz que producen luz de diferentes longitudes de onda. Por ejemplo, la fuente 212 de luz puede ser un tipo de fuente de luz de múltiples LED con diferentes longitudes de onda de los LED de las respectivas fuentes 212a, 212b de luz. En un ejemplo más específico, se pueden proporcionar LED de longitud de onda más corta en una primera fuente 212a de luz y se pueden proporcionar LED de longitud de onda más larga en una segunda fuente 212b de luz. Por ejemplo, y a modo de ejemplo únicamente, los LED de longitud de onda más corta pueden emitir luz a una longitud de onda de 740 nm y los LED de longitud de onda más larga pueden emitir luz a 850 nm.
Se coloca un filtro 217 entre el recipiente C y el sensor 14 de luz. El filtro 217 puede incluir una pluralidad de filtros 217a, 217b que filtran luz de longitudes de onda diferentes. Por ejemplo, un primer filtro 217a puede ser un filtro de paso corto para filtrar luz de longitud de onda más larga que emana de la segunda fuente 212b de luz y permitir el paso de luz de longitud de onda más corta que emana de la segunda fuente 212b de luz. En otro ejemplo, un segundo filtro 217b puede ser un filtro de paso largo para filtrar luz de longitud de onda más corta que emana de la primera fuente 212a de luz y permitir el paso de luz de longitud de onda más larga que emana de la primera fuente 212a de luz. El filtro 217a de paso corto del lado izquierdo no admitirá la luz parásita procedente del lado derecho de la fuente 212b de luz que se refleja desde un estrangulamiento en el cuello del recipiente, y viceversa. Además, los expertos habituales en la técnica reconocerán que el filtro 217 puede dividirse en subsecciones o puede estar compuesto por dos filtros independientes.
En un ejemplo de funcionamiento, ambos lados de la fuente 212 de luz pueden activarse simultáneamente. En consecuencia, el sensor 14 de luz detecta la luz procedente de ambas fuentes 212a, 212b de luz primera y segunda que se extiende en paralelo al eje A del recipiente y a través de la boca M del recipiente para obtener imágenes 312a, 312b primera y segunda correspondientes, tal y como se muestra en las FIGS. 6A y 6B. En consecuencia, las imágenes 312a, 312b se obtienen simultáneamente para producir una imagen 312 de la boca M del recipiente. Al igual que la realización anterior, se puede evaluar menos de la totalidad de cada imagen 312a, 312b y, por lo tanto, el recipiente C se puede rotar para obtener imágenes interpuestas adicionales.
Según la presente descripción, de una manera u otra se ignorará la luz parásita (ejemplificada por los números 817, 817' en las FIGS. 21 y 22) que es reflejada por un estrangulamiento u otra parte del recipiente C a lo largo de una dirección generalmente paralela al eje A del recipiente. Por ejemplo, en la realización de las FIGS. 4 a 6C, la luz reflejada como se ejemplifica en el lado izquierdo en la FIG. 21 se ignora, porque emerge de la segunda fuente 212b de luz de longitud de onda más larga, pero es bloqueada por el filtro 217a de longitud de onda más corta.
La FIG. 7 ilustra otra realización ilustrativa de una parte de un aparato 410 de calibrador de tapón óptico, en donde se puede inspeccionar un recipiente a medida que rota alrededor de su eje longitudinal. Esta realización es similar en muchos aspectos a las realizaciones de las FIGS. 1-6C y números similares entre las realizaciones generalmente designan elementos iguales o correspondientes a lo largo de las diversas vistas de las figuras de los dibujos. En consecuencia, las descripciones de las realizaciones se incorporan las unas en las otras. Además, la descripción del objeto común generalmente puede que no se repita aquí.
El aparato 410 incluye una o más fuentes 412 de luz dispuestas operativamente debajo de la base B del recipiente C para producir la luz utilizada en la inspección de la boca del recipiente (no mostrada). En un ejemplo de esta realización, las fuentes 412 de luz pueden incluir un par de fuentes 412a, 412b de luz, que pueden ser diametralmente opuestas entre sí. Cada una de las fuentes 412a, 412b de luz puede corresponder a partes o segmentos de la base B del recipiente. Por ejemplo, cada fuente 412a, 412b de luz puede tener un tamaño circunferencialmente angular de aproximadamente 1/X, en donde la base B del recipiente teóricamente se puede dividir en X segmentos y en donde X es una cantidad de imágenes que se han de capturar del recipiente. Más específicamente, la base B del recipiente puede dividirse en 2, 4, 6 u 8 segmentos iguales o, como se muestra, en 10 segmentos iguales, o cualquier otro número adecuado de segmentos. En consecuencia, en el ejemplo ilustrado, cada fuente de luz de las fuentes 412a, 412b de luz puede tener un tamaño circunferencialmente angular de aproximadamente treinta y seis grados y la cantidad de imágenes es igual a diez. Como se usa en el presente documento, la expresión “aproximadamente 1/X” puede incluir dentro de un margen de más o menos diez grados. Por lo tanto, por ejemplo, cada fuente 412a, 412b de luz puede tener un tamaño circunferencialmente angular de aproximadamente cuarenta grados con una cantidad de imágenes que sigue siendo igual a diez, de modo que haya cierta superposición circunferencial en las imágenes producidas por las fuentes 412a, 412b de luz. La superposición se puede incluir, por ejemplo, para abordar el deslizamiento entre el rotador de recipientes y el recipiente, latencias variables en la adquisición de tramas de imagen, errores en la codificación de la rotación y/o similares.
En un primer ejemplo de funcionamiento, se puede inspeccionar el recipiente C a medida que rota, y este ejemplo corresponde a la realización de las FIGS. 1 a 3C. A la llegada del recipiente C a una estación de inspección del aparato 410, el recipiente C puede estar estacionario, puede comenzar a rotar o puede estar rotando ya. Asimismo, a su llegada, y con referencia a la FIG. 7, las partes 412a, 412b de la fuente 412 de luz se activan alternativa o secuencialmente y el sensor de luz detecta la luz procedente de esa fuente para obtener secuencialmente las correspondientes imágenes 512a, 512b primera y segunda y las partes 513a, 513b seleccionadas de las mismas, como se muestra en FIGS. 8A y 8B. Más específicamente, se activa la primera fuente 412a de luz, y la luz procedente de esa primera fuente 412a de luz se extiende a través de un correspondiente segmento 0a de la base B
del recipiente en paralelo al eje del recipiente y a través de la boca M del recipiente. Esa luz es detectada por un sensor de luz para obtener una primera imagen 512a correspondiente y una parte 513a seleccionada de la misma, tal y como se muestra en la FIG. 8A. Entonces, la primera fuente 412a de luz se desactiva y la segunda fuente 412b de luz se activa, y la luz procedente de esa segunda fuente 412b de luz se extiende a través de otro correspondiente segmento 0b diametralmente opuesto al primer segmento 0a en paralelo al eje del recipiente y a través de la boca del recipiente. Esa luz es detectada por el sensor de luz para obtener una segunda imagen 512b correspondiente y una parte 513b seleccionada, tal y como se muestra en la FIG. 8B.
Debido a que el tiempo de rotación del recipiente C puede ser más rápido que el tiempo requerido para que el sensor de imágenes procese las imágenes, el recipiente C puede haber avanzado circunferencialmente un cierto rango circunferencialmente angular antes de que ocurra la formación de imágenes adicionales. Por ejemplo, para cuando el sensor de imagen esté listo para procesar imágenes adicionales, el segmento 1a de la base B del recipiente estará alineado en correspondencia con la fuente 412a de luz y el segmento opuesto 1b de la base B del recipiente estará alineado en correspondencia con la fuente 412b de luz. En un ejemplo más específico, en un momento inicial (0 milisegundos) cuando las fuentes 412a, 412b de luz se activan secuencialmente para iluminar la base B del recipiente, la rotación angular del recipiente C en ese instante se considera cero. Sin embargo, para cuando el sensor de imagen esté listo para procesar imágenes adicionales, por ejemplo, unos 16,4 milisegundos más tarde, el recipiente C habrá rotado casi 3/10 de una rotación completa. En consecuencia, la formación de imágenes posterior puede activarse, por ejemplo, aproximadamente 20 milisegundos después de la formación de imágenes previa y dicha formación de imágenes corresponde a los segmentos 1a , 1b de la base B del recipiente.
En ese instante, la primera fuente 412a de luz se activa nuevamente, y la luz procedente de esa primera fuente 412a de luz se extiende a través del correspondiente segmento 1a de la base B del recipiente en paralelo al eje del recipiente y a través de la boca del recipiente. Esa luz es detectada por el sensor de luz para obtener una tercera imagen 512c correspondiente y una parte 513c seleccionada de la misma, tal y como se muestra en la FIG. 9A. Entonces, la primera fuente 412a de luz se desactiva y la segunda fuente 412b de luz se activa, y la luz procedente de esa segunda fuente 412b de luz se extiende a través de otro correspondiente segmento 1b diametralmente opuesto al primer segmento 1a en paralelo al eje del recipiente y a través de la boca del recipiente. Esa luz es detectada por el sensor de luz para obtener una cuarta imagen 512d correspondiente y una parte 513d seleccionada de la misma, tal y como se muestra en la FIG. 9B.
Esta operación se repite hasta que el recipiente C haya rotado 12/10 (doce décimas partes) de una revolución completa y en donde las imágenes 512e a 512j quinta a décima y las partes 513e a 513j de selección de las mismas se obtienen de manera correspondiente a los segmentos 2A a 4B de la base del recipiente, tal y como se muestra en las FIGS. 10A a 12B. Antes de que un recipiente posterior llegue a la estación para ser inspeccionado, el recipiente C puede rotar más de 12/10 de la revolución completa, por ejemplo, alrededor de 1,5 revoluciones. La operación puede tener lugar, por ejemplo, durante aproximadamente 80 milisegundos; el tiempo para que se procesen cinco pares de imágenes e incluido el tiempo para el avance circunferencial del recipiente C entre las mismas.
En un segundo ejemplo de funcionamiento, se puede inspeccionar el recipiente C a medida que rota, y este ejemplo corresponde a la realización de las FIGS. 4 a 6C. A la llegada del recipiente C a una estación de inspección del aparato 410, el recipiente C puede estar estacionario, puede comenzar a rotar o puede estar rotando ya. Además, a su llegada, ambas fuentes 412a, 412b de luz se activan simultáneamente. En consecuencia, la luz procedente de ambas fuentes 412a, 412b de luz primera y segunda se extiende a través de los correspondientes segmentos teóricos 0a, 0b de la base B del recipiente en paralelo al eje del recipiente, a través de la boca del recipiente, y a través del filtro 217 (FIG. 4). Esa luz es detectada por el sensor de luz para obtener simultáneamente una primera imagen 512a= correspondiente y partes 513a, 513b seleccionadas de la misma, tal y como se muestra en la FIG. 8.
Nuevamente, debido a que el tiempo de rotación del recipiente C puede ser más rápido que el tiempo requerido para que el sensor de imágenes procese las imágenes, el recipiente C puede haber avanzado circunferencialmente un cierto rango circunferencialmente angular antes de que ocurra la formación de imágenes adicionales. Por ejemplo, para cuando el sensor de imagen esté listo para procesar imágenes adicionales, el segmento 1a de la base B del recipiente estará alineado en correspondencia con la fuente 412a de luz y el segmento opuesto 1b de la base B del recipiente estará alineado en correspondencia con la fuente 412b de luz. En ese instante, ambas fuentes 412a, 412b de luz se activan simultáneamente. En consecuencia, la luz procedente de las fuentes 412a, 412b de luz primera y segunda se extiende a través de los correspondientes segmentos teóricos 1a, 1b de la base B del recipiente en paralelo al eje del recipiente y a través de la boca del recipiente. Esa luz es detectada por el sensor de luz para obtener una segunda imagen 512c= correspondiente y seleccionar partes 513c, 513d de la misma, tal y como se muestra en la FIG. 9. Esta operación se repite hasta que también se obtienen las imágenes 512e= a 512i= tercera a quinta y partes 513e a 513j seleccionadas de las mismas correspondientes a los segmentos 2a a 4b de la base del recipiente, tal y como se muestra en las FIGS. 10 a 12.
En uno o ambos de los ejemplos operativos antes mencionados, las imágenes 512a= a 512i= y las partes 513a a 513j seleccionadas pueden agregarse de cualquier manera adecuada para producir una imagen 512 de la boca M del recipiente, tal y como se muestra en la FIG. 13. A continuación, esa imagen 512 puede inspeccionarse según cualquier técnica de inspección adecuada en cuanto a tamaño, forma, anomalías o similares.
La FIG. 14 ilustra otra realización ilustrativa de una parte de un aparato 610 de calibrador de tapón óptico, en donde se puede inspeccionar un recipiente que se encuentra circunferencialmente estacionario. Esta realización es similar en muchos aspectos a las realizaciones de las FIGS. 1-13 y números similares entre las realizaciones generalmente designan elementos iguales o correspondientes a lo largo de las diversas vistas de las figuras de los dibujos. En consecuencia, las descripciones de las realizaciones se incorporan las unas en las otras. Además, la descripción del objeto común generalmente puede que no se repita aquí.
El aparato 610 incluye una o más fuentes 612 de luz dispuestas operativamente debajo de la base B del recipiente C para producir la luz utilizada en la inspección de la boca del recipiente (no mostrada). Las fuentes 612 de luz pueden incluir una pluralidad de pares de fuentes 612a a 612j de luz, cada par de las cuales puede incluir dos fuentes diametralmente opuestas. Cada una de las fuentes 612a a 612j de luz puede corresponder a partes o segmentos de la base B del recipiente. Por ejemplo, cada fuente 612a a 612j de luz puede tener un tamaño circunferencialmente angular de aproximadamente 1/X, en donde la base B del recipiente teóricamente se puede dividir en X segmentos y en donde X es una cantidad de imágenes que se han de capturar del recipiente. Más específicamente, la base B del recipiente puede dividirse en 2, 4, 6 u 8 segmentos iguales o, como se muestra, en 10 segmentos iguales, o cualquier otro número adecuado de segmentos. En consecuencia, en el ejemplo ilustrado, cada fuente de luz de la pluralidad de pares de fuentes 612a a 612j de luz tiene un tamaño circunferencialmente angular de aproximadamente treinta y seis grados y la cantidad de imágenes es igual a diez.
En esta realización, el recipiente C no se rota o está estacionario, ya que la pluralidad de pares de fuentes de luz 612a a 612j se activan circunferencialmente de manera secuencial alrededor del recipiente C.
En un primer ejemplo de funcionamiento, se puede inspeccionar el recipiente C en una posición circunferencialmente estacionaria, y este ejemplo corresponde a la realización de las FIGS. 1 a 3C. A la llegada del recipiente C a una estación de inspección del aparato 610, el recipiente C puede estar circunferencialmente estacionario.
Asimismo, a su llegada, y con referencia a la FIG. 14, un par de fuentes 612a, 612b de luz se activan alternativa o secuencialmente y el sensor de luz detecta la luz procedente de las fuentes para obtener secuencialmente las correspondientes imágenes 712a, 712b primera y segunda y las partes 713a, 713b seleccionadas de las mismas, como se muestra en FIGS. 15A y 15B. Más específicamente, una primera fuente 612a de luz se activa, y la luz procedente de esa primera fuente 612a de luz se extiende a través de un correspondiente segmento 0a de la base B del recipiente en paralelo al eje del recipiente y a través de la boca del recipiente. Esa luz es detectada por un sensor de luz para obtener una primera imagen 712a correspondiente y una parte 713a seleccionada de la misma, tal y como se muestra en la FIG. 15A. Entonces, la primera fuente 612a de luz se desactiva y una segunda fuente 612b de luz se activa, y la luz procedente de esa segunda fuente 612b de luz se extiende a través de otro correspondiente segmento 0b diametralmente opuesto al primer segmento 0a en paralelo al eje del recipiente y a través de la boca del recipiente. Esa luz es detectada por el sensor de luz para obtener una segunda imagen 712b correspondiente y una parte 713b seleccionada, tal y como se muestra en la FIG. 15B.
A continuación, y con referencia a la FIG. 14, una tercera fuente 612c de luz se activa, y la luz procedente de esa tercera fuente 612c de luz se extiende a través de un correspondiente segmento 1a de la base B del recipiente en paralelo al eje del recipiente y a través de la boca del recipiente. Esa luz es detectada por un sensor de luz para obtener una tercera imagen 712c correspondiente y una parte 713c seleccionada de la misma, tal y como se muestra en la FIG. 16A. Entonces, la tercera fuente 612c de luz se desactiva y una cuarta fuente 612d de luz se activa, y la luz procedente de esa cuarta fuente 612d de luz se extiende a través de otro correspondiente segmento 1b diametralmente opuesto al tercer segmento 1a en paralelo al eje del recipiente y a través de la boca del recipiente. Esa luz es detectada por el sensor de luz para obtener una cuarta imagen 712d correspondiente y una parte 713d seleccionada, tal y como se muestra en la FIG. 16B.
Este proceso continúa para fuentes 612e a 612j de luz adicionales para obtener imágenes 712e a 712j correspondientes y partes 713e a 713j seleccionadas de las mismas, tal y como se muestra en las FIGS. 17A a 19B. En un segundo ejemplo de funcionamiento, se puede inspeccionar el recipiente C en una posición circunferencialmente estacionaria, y este ejemplo corresponde a la realización de las FIGS. 4 a 6C. Además, ambas de un primer par de fuentes 612a, 612b de luz se activan simultáneamente. En consecuencia, la luz procedente de ambas fuentes 612a, 612b de luz primera y segunda se extiende a través de correspondientes segmentos teóricos 0a, 0b de la base B del recipiente en paralelo al eje del recipiente, a través de la boca del recipiente, y a través del filtro 217 (FIG. 4). Esa luz es detectada por el sensor de luz para obtener simultáneamente una primera imagen 712a= correspondiente y partes 713a, 713b seleccionadas de la misma, mostrado en la FIG. 15.
A continuación, y con referencia a la FIG. 14, un segundo par de fuentes de luz, por ejemplo, las fuentes 612c, 612d de luz tercera y cuarta, se activan simultáneamente, y la luz procedente de esas fuentes 612c, 612d de luz se extiende a través de los correspondientes segmentos 1a y 1b de la base B del recipiente en paralelo al eje del
recipiente y a través de la boca del recipiente. Esa luz es detectada por un sensor de luz para obtener una segunda imagen 712c= correspondiente y partes 713c, 713d seleccionadas de la misma, mostrado en la FIG. 16.
Este proceso continúa para fuentes 612e a 612j de luz adicionales para obtener imágenes 712e= a 712i= correspondientes y partes 713e a 713j seleccionadas de las mismas, tal y como se muestra en las FIGS. 17 a 19. En uno o ambos de los ejemplos operativos antes mencionados, las imágenes 712a a 712j y las partes 713a a 713j seleccionadas se pueden agregar de cualquier manera adecuada para producir una imagen 712 de la boca M del recipiente. Esa imagen 712 luego se puede inspeccionar según cualquier técnica de inspección adecuada en cuanto a tamaño, forma, anomalías o similares.
Según la presente descripción, los reflejos de ángulo bajo se reducen hasta el punto de que no interfieren con el procesamiento de imágenes, porque los reflejos al menos o bien se filtran antes de llegar a un sensor de luz o bien inciden en una parte de dicho sensor de luz que no está siendo evaluada en ese momento.
Claims (17)
1. Un aparato para inspeccionar un recipiente (C) que tiene una base (B) y una boca (M), en donde el recipiente (C) que está siendo inspeccionado define un eje longitudinal (A), incluyendo dicho aparato:
una fuente (12, 212, 412, 612) de luz para dirigir luz a través de la base del recipiente hacia el interior del recipiente y fuera del recipiente a través de la boca del recipiente, y un sensor (14) de luz dispuesto con respecto a dicha fuente de luz y al recipiente (C) que está siendo inspeccionado para recibir la luz transmitida a través de la boca del recipiente, dicha fuente de luz incluye al menos una primera y una segunda fuentes (12a, 12b) de luz dispuestas operativamente adyacentes entre sí debajo de la base del recipiente y que tienen características operativas diferentes,
en donde las fuentes de luz primera y segunda son un par de fuentes de luz opuestas dispuestas en lados opuestos del eje longitudinal (A),
en donde el sensor de luz captura imágenes de la boca del recipiente en pares opuestos, es decir, en pares de imágenes que comprenden una primera imagen (112a) obtenida al detectar la luz de la primera fuente (12a) de luz y una segunda imagen (112b) obtenida al detectar la luz de la segunda fuente (12b) de luz, comprendiendo cada par de imágenes, imágenes de segmentos respectivos de la boca del recipiente dispuestos en lados opuestos del eje longitudinal del recipiente.
2. El aparato expuesto en la reivindicación 1, que incluye un rotador de recipientes para rotar (24) el recipiente a diferentes posiciones angulares para capturar pares opuestos (513a y 513b, 513c y 513d, 513e y 513f, 513g y 513h, 513i y 513j) adicionales de imágenes de la boca (M) del recipiente.
3. El aparato expuesto en la reivindicación 1, en donde dichas características operativas diferentes son o bien que dichas fuentes (12a, 12b) de luz primera y segunda se activan secuencialmente o bien que dichas fuentes (12a, 12b) de luz primera y segunda se activan simultáneamente y tienen longitudes de onda diferentes.
4. El aparato expuesto en la reivindicación 3, en donde al menos un primer y un segundo filtros ópticos (217a y 217b) están dispuestos operativamente entre la boca (M) del recipiente y dicho sensor (14) de luz, teniendo dichos filtros (217a y 217b) características de longitud de onda coordinadas con las características de longitud de onda de las respectivas fuentes de luz subyacentes.
5. El aparato expuesto en la reivindicación 4, en donde dicha primera fuente (12a) de luz transmite luz de una longitud de onda relativamente más corta, dicha segunda fuente (12b) de luz transmite luz de una longitud de onda relativamente más larga, dicho primer filtro óptico (217a) es un filtro de paso corto y dicho segundo filtro óptico (217b) es un filtro de paso largo.
6. El aparato expuesto en la reivindicación 1, en donde las al menos primera y segunda fuentes de luz incluyen una pluralidad de pares de fuentes (412a, 412b, 612a-612j) de luz opuestas, en donde cada fuente de luz tiene un tamaño circunferencialmente angular de aproximadamente 1/X, en donde X es al menos o bien una cantidad de imágenes que se han de capturar del recipiente (C) o bien una cantidad de partes de imágenes que se han de capturar del recipiente (C).
7. El aparato expuesto en la reivindicación 1, en donde dichas al menos primera y segunda fuentes de luz incluyen una pluralidad de pares de fuentes (412a, 412b, 612a-612j) de luz opuestas y el recipiente (C) está estacionario a medida que dicha pluralidad de pares de fuentes (412a, 412b, 612a-612j) de luz opuestas se activan circunferencialmente de forma secuencial alrededor del recipiente (C).
8. El aparato expuesto en la reivindicación 1, en donde el par de fuentes (12a, 12b) de luz opuestas son diametralmente opuestas, y cada par de imágenes comprende imágenes de segmentos respectivos de la boca (M) del recipiente que son diametralmente opuestos.
9. Un método para inspeccionar un recipiente (C) que tiene una base (B) y una boca (M), en donde el recipiente que está siendo inspeccionado define un eje longitudinal (A), que incluye las etapas de dirigir luz a través de la base (B) del recipiente hacia el interior del recipiente y fuera del recipiente a través de la boca (M) del recipiente, usando al menos una primera y una segunda fuentes (12a, 12b) de luz dispuestas operativamente adyacentes entre sí debajo de la base del recipiente y que tienen características operativas diferentes, en donde las fuentes de luz primera y segunda son un par de fuentes de luz opuestas dispuestas en lados opuestos del eje longitudinal (A), detectar la luz transmitida a través de la boca del recipiente, y
capturar imágenes de la boca del recipiente en pares opuestos, es decir, en pares de imágenes que comprenden una primera imagen (112a) obtenida al detectar la luz de la primera fuente (12a) de luz y una segunda imagen (112b) obtenida al detectar la luz de la segunda fuente (12b) de luz.
10. El método expuesto en la reivindicación 9, en donde dichas fuentes (12a, 12b) de luz son diametralmente opuestas y cada una incluye uno o más elementos (12p) de luz discretos, y además en donde cada par de imágenes (112a, 112b) comprende imágenes de segmentos respectivos de la boca (M) del recipiente que son diametralmente opuestos.
11. El método expuesto en la reivindicación 9, que incluye rotar el recipiente (C) a diferentes posiciones circunferencialmente angulares para capturar pares de imágenes (513a y 513b, 513c y 513d, 513e y 513f, 513g y 513h, 513i y 513j) adicionales de la boca (M) del recipiente.
12. El método expuesto en la reivindicación 9, que incluye producir una imagen compuesta (112) a partir de dichas imágenes (112a, 112b).
13. El método expuesto en la reivindicación 9, en donde dichas características operativas diferentes son o bien que dichas fuentes (12a, 12b) de luz primera y segunda se activan secuencialmente o bien que dichas fuentes (12a, 12b) de luz primera y segunda se activan simultáneamente y tienen longitudes de onda diferentes.
14. El método expuesto en la reivindicación 9, en donde los reflejos de ángulo bajo se reducen hasta el punto de que no interfieren con el procesamiento de imágenes, porque dichos reflejos al menos o bien se filtran antes de llegar a dicho sensor (14) de luz o bien inciden en una parte de dicho sensor de luz que no está siendo evaluada en ese momento.
15. El método expuesto en la reivindicación 9, en donde cada fuente (12a, 12b) de luz tiene un tamaño circunferencialmente angular de aproximadamente 1/X, en donde X es al menos o bien una cantidad de imágenes que se han de capturar del recipiente (C) o bien una cantidad de partes de imágenes que se han de capturar del recipiente (C).
16. El método expuesto en la reivindicación 9, en donde se usan las al menos primera y segunda fuentes de luz que incluyen una pluralidad de pares de fuentes (412a, 412b, 612a-612j) de luz opuestas, en donde cada fuente de luz tiene un tamaño circunferencialmente angular de aproximadamente 1/X, en donde X es al menos o bien una cantidad de imágenes que se han de capturar del recipiente (C) o bien una cantidad de partes de imágenes que se han de capturar del recipiente (C).
17. El método expuesto en la reivindicación 9, en donde se usan dichas al menos primera y segunda fuentes de luz que incluyen una pluralidad de pares de fuentes (412a, 412b, 612a-612j) de luz opuestas y el recipiente (C) está estacionario a medida que la pluralidad de pares de fuentes (412a, 412b, 612a-612j) de luz opuestas se activan circunferencialmente de forma secuencial alrededor del recipiente (C).
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