KR890000604B1 - 용기 피니쉬 검사장치 및 그 방법 - Google Patents

용기 피니쉬 검사장치 및 그 방법 Download PDF

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오오엔즈-이리노이 인코포레이팃드
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Abstract

내용 없음.

Description

용기 피니쉬 검사장치 및 그 방법
제1도는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 용기 피니쉬(finish) 검사장치의 개략도.
제2도는 카메라의 시야가 용기 피니쉬에 맞추어진채 카메라에 보인 용기 피니쉬의 개략도.
제3도는 용기 피니쉬를 검사하기 위한 본 발명의 작동을 예시하는 순서도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
20 : 컨베이어 22 : 용기
23 : 용기 중심축 24 : 검사 스테이션(station)
26 : 병회전장치 28 : 부호기
30 : 탐지기 32 : 용기 몸체
34 : 용기목 36 : 캡(cap)밀폐면
37 : 몸체 견부 38 : 나선형 나사
40 : 견부 42 : 광원
44 : 램프 46 : 확산 판
48 : 카메라 48' : 실효상(像)
50 : 선형 배열 52 : 빛 감지요소
56 : 렌즈 62 : 정보 처리기
64 : 대상 배열 기억장치 66 : 표준 배열 기억장치.
본 발명은 용기 검사에 관한 것으로, 특히 피니쉬(finish) 결함 탐지를 위한 용기 피니쉬 검사방법 및 장치에 관한 것이다.
용기 제작 기술에 있어서, "용기 피니쉬"라는 단어는 일반적으로 용기 입구 부분을 구성하는 부분을 일컫는다. 예를 들어 병의 경우, 피니쉬는 용기 캡을 수용하는 나사 및/혹은 견부가 있는 용기 목부분과 용기 입구를 둘러싸고 캡이 안착하는 목의 상부 표면으로 구성된다. 용기의 취급과 저장도중, 탄산가스가 새거나 빠져 나가지 못하도록 용기 공동을 밀폐하기 위해 캡이 용기 피니쉬에 부착될 수 있도록 용기 피니쉬를 적절하게 만드는 것이 중요하다.
유리 혹은 플라스틱 용기의 대량 생산을 위한 통상의 기술에 있어서, 다수의 취입-성형으로 용기를 성형하는 것이 포함된다. 다양한 형태의 결함이 생길 수 있다. 용기 측벽의 광학적 투과특성에 영향을 미치는 결함 탐지를 위해 그러한 용기들을 검사하는데 있어서, 이제까지는 광학 주사기법을 이용하는 것이 제시되었다.
본 출원인에게 양도된 미합중국 특허 제4,378,493호, 제4,378,494호 및 제4,378,495호에 유리 용기들이 물리적, 광학적으로 검사되는 다수의 위치와 단계를 통하여 용기들이 이동되는 방법 및 장치가 개시되어 있다.
광학 검사 단계에서, 유리 용기를 수직 방향으로 고정하고 수직 중심축을 중심으로 회전시킨다. 조명원(源)은 확산된 빛 에너지를 용기 측벽을 통과하도록 보낸다. 화소(畵素)와 같은 다수의 빛 감지 요소들로 구성되고, 용기 회전의 수직 중심축에 평행하게 선형 배열된 카메라가 용기 측벽의 수직 띠를 통과하여 전달된 빛을 조사하도록 위치한다. 용기 회전이 진행됨에 따라 각각의 화소의 출력이 조사되고, 인접 화소들의 신호의 크기가 예정된 한계치와 크게 다를 때 사건신호가 발생한다. 따라서 적당한 거절신호가 발생하고, 결함이 있는 용기를 컨베이어 라인에서 가려낸다.
본 발명의 일반적인 목적은 용기의 광학적 특성을 이용하여 용기 피니쉬를 검사하고, 그러한 광학적 특성이 예정된 기준을 만족시키지 않을 때 검사중인 용기를 제거해야 된다는 것을 지시하는 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 좀더 특별한 목적은 시험용기의 광학적 투과 특성을 얻어 허용 표준 용기의 해당 특성과 비교하고, 비교 결과 시험 용기가 허용될 수 없을 때 거절신호가 제공되는 특성을 가진 용기 피니쉬 검사장치 및 방법을 제공하는 것이다.
또한, 용기의 대량 생산에 있어서, 경제적으로 설치할 수 있고, 용기 측벽등의 결합 탐지를 위한 용기 몸체의 검사장치와 결합하여 용이하게 설치되는 특성을 가진 용기 피니쉬 검사장치 및 방법을 제공하는 것도 본 발명의 목적이다.
본 발명에 따르면, 투명한 유리나 플라스틱으로 된 용기의 피니쉬 검사는 용기가 정지되어 중심축을 중심으로 회전될 때 확산된 빛 에너지원을 측방에서 용기에 비춤으로써 이루어진다. 용기의 회전 중심축과 동일 평면에 선형 배열상으로 놓인 다수의 빛 감지 요소들로 구성된 카메라가 용기 중심축에 대하여 하방으로 기울어지게 놓여, 용기 입구를 둘러싸고 있는 피니쉬 벽의 내, 외측 표면의 정반대측 부분들을 조사한다. 용기 회전의 미소 증가시마다 카메라 요소들이 주사되고, 각 카메라 요소에서의 광도를 지시하는 정보가 요소번호 및 주사 미소 증분으로 된 배열로서 제1기억장치에 저장된다. 따라서 카메라는 용기가 회전함에 따라 피니쉬 벽의 내, 외측 표면 모두를 조사하고, 해당 피니쉬에 대한 정보가 기억장치에 저장된다.
용기 피니쉬 조사가 완전히 종료된 다음, 기억된 시험정보는 허용될 수 있는 용기 피니쉬를 나타내는, 제2기억장치에 저장된 표준정보와 비교된다. 본 발명에 따른 바람직한 실시예에 있어서, 그러한 표준정보는 준비 작동시에 허용 피니쉬를 미리 가진 표준 용기를 주사하여 그 정보를 카메라 번호와 주사 미소 증분으로 된배열로서 기억함으로써 얻어진다. 그다음 시험 기억장치의 배열과 표준 기억장치의 배열이 서로 비교되고, 그러한 비교가 작업자가 미리 설정한 허용치를 초과하는 차이를 보일 때 거절신호가 발생된다.
본 발명에 따른 바람직한 실시예에 있어서, 카메라의 광원은 용기 중심축의 양측에 위치한다. 이처럼 카메라가 "본" 빛 에너지는 검사받은 용기의 굴절 특성에 따른 복잡한 함수이다.
그러나 그러한 특성들이 생산 오차 한계, 갖가지 성형 주형 및 갖가지 용해 유리와 관련된 약간의 차이를 제외하고 일정 용기 형상에 대하여 대략 비슷할 것이라는 것을 알 수 있을 것이다. 거절신호를 초래하는 시험 및 표준 정보 배열 사이의 차이 한계는 작업자가 경험적으로 결정해야 한다.
이하 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
제1도에서, 전형적인 별형상 휘일(도시안됨)과 접동판(21)으로 구성된 컨베이어(20)는 용기들(22)을 피니쉬 검사 스테이션(24) 위치로 연속적으로 가져오도록 배치되며, 성형된 용기원(源)에 연결되어 있다. 컨베이어(20)는 참고로 게재된 미합중국 특허 제4,230,219호와 제4,378,493호에 보인 것과 같은 임의의 적당한 형태일 수 있으며, 전형적으로 용기를 연속적으로 운반하고 주사 작업동안 용기를 고정위치에 유지하는 회전 별형상 휘일로 구성된다. 구동 로울러와 같은 병 회전장치(26)가 스테이션(24)에서 용기(22)와 결합하여 중심축(23)을 중심으로 용기를 회전시키도록 위치한다. 부호기(28)는 용기 회전 증가량을 나타내는 신호를 제공하도록 용기 회전 기구에 연결된다. 리미트 스위치와 같은 탐지기(30)가 스테이션(24)에서의 용기(22) 존재 유무를 나타내는 신호를 제공하도록 놓인다.
이제까지 설명된, 발명의 바람직한 설치에 있어서, 용기(22)는 용기 몸체(32) 및 몸체 견부(37)로부터 상방으로 튀어나온 대략 원통형 목(34)을 가진 주조된 유리병으로서 설명되었다. 본 발명에 따른 검사된 용기 피니쉬 부분은 캡 밀폐면(36)으로 끝나는 목(34)의 상부 부분을 포함한다. 나선형 나사(38)는 용기 입구를 둘러싸는 피니쉬 벽의 외측 표면위에 일체로 성형되고, 립(lip)이나 견부(40)도 피니쉬 벽의 외측 표면에 똑같이 성형되며, 이 표면 위에 캡 스커어트(skirt)가 캡을 용기에 부착하는 통상의 방식으로 주름진다.
광원(42)이 확산된 빛 에너지를 용기 중심축(32)에 대하여 대략 횡축으로부터 용기 피니쉬위로 보내도록 놓인다. 광원(42)은 1 또는 그 이상의 램프(44)와 확산 판(46)으로 구성된다. 카메라(48)는 중심축(23)과 동일 평면상에서 선형 배열(50)로 놓인 다수의 빛 감지 요소인 화소들(52)(제2도)로 구성되며, 용기 중심축에 대하여 일정각도(54) 하방으로 기울어져 용기 입구를 향하고 있다. 동심 원통형 피니쉬의 내, 외측 벽 표면들(60), (58)의 정반대 부분들을 조사할 수 있도록 렌즈(56)가 제2도에 예시된 방식으로 카메라 선형 배열(50)의 시야의 초점을 모으며, 내측벽 표면(60)은 개방된 용기 입구를 통하여 각도(54)로 조사된다. 카메라(48)의 실효상(像)이 제2도에 예시되어 있다.
발명의 바람직한 실시예에 있어서, 요소배열(50)은 최소한 밀폐면(36)의 대향 모서리로부터 견부(40)의 인접 하부 모서리로 연장하는 복합 선형 시야를 가진 256개의 요소들(52)로 구성된다. 물론 도면에 예시의 목적으로 보인 피니쉬의 특별한 형상에 이 발명이 국한되지 않는다는 것을 알 수 있을 것이다.
정보 처리기(62)는 검사 스테이션(24)에서의 용기(22) 존재 유무를 지시하는 신호를 탐지기(30)로부터 받으며, 용기 회전 증가량을 지시하는 신호를 부호기(26)로부터 받는다. 카메라 배열(50)의 빛 감지 요소들(52)은 각 요소들에서 발생한 빛의 강도를 나타내는 각각의 신호들을 정보 처리기(62)에 공급하도록 각자가 똑같이 정보 처리기(62)에 연결되어 있다. 정보 처리기(62)는 대상 배열 기억장치(64)와 표준 배열 기억장치(66)에 연결되고, 용기 분류장치(도시안됨)에 거절 신호를 공급하도록 출력을 발생한다.
각각의 배열 기억장치(64), (66)는 NxM 배열 기억장치인데, 여기서 N은 카메라 배열(50)의 화소들(52)의 수효와 같거나 크고, M은 용기(22)의 완전한 1회전당 주사 증가량의 수효와 같거나 더 크다. 이 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 256개의 화소들(52)이 배열(50)에 마련되어 있고, 용기 회전당 256개의 증가가 이용되기 때문에, 각각의 기억장치(64), (566)은 최소한 256 x 256 기억장소로된 배열을 갖고 있다.
제3도는 용기(22)의 피니쉬 검사를 위한 정보 처리기(62)의 작동을 예시하는 순서도이다. 검사 스테이션(24)에서 용기(22)가 탐지될 때, 정보 처리기(62)는 용기 회전의 매증가마다 카메라 배열(50)의 각 요소(52)를 주사하고, 정보를 각 배열 요소에서의 해당 광도의 함수로서 대상배열 기억장치(64)에 저장한다.
초기 혹은 학습 단계에서, 알고 있는 허용 용기 피니쉬를 가진 용기(22)가 선택되고, 그리고 매 주사마다 얻어진 정보를 수차례의 주사에 대하여 평균을 내고 그다음 표준 배열 기억장치(66)에 저장한다. 따라서 허용 피니쉬를 가진 용기에 대한 평균 강도의 완전한 카메라 요소 및 주사 증가배열이 표준 배열 기억장치(66)에 내장된다. 시험 용기들의 검사에서, 즉 스테이션(24)이 그러한 학습 단계에 있지 않을 때, 용기 회전과 주사가 종료된 다음 기억장치(64)에 있는 대상시험 배열이 기억장치(66)에 저장된 해당 표준 정보에 비교한다.
비록 기억장치(64), (66)가 비교 목적으로 해당 배열들을 내장하고 있지만, 용기 피니쉬 주사가 용기 중심축의 예정된 원주상 고정 위치에서 시작하거나 끝나는 것이 아니기 때문에, 그러한 배열들이 각각의 기억장치에 대하여 반드시 기억될 필요는 없다. 달리 말하면, 각각의 용기 주사는 용기 중심축의 임의의 원주상 각도 위치에서 시작할 수 있다. 그러나, 일정한 용기 형상에 대하여 배열 형태는 실질적으로 동일하게 유지될 것이다.
따라서 대상 기억장치(64)에 저장된 각각의 혹은 일단의 데이터가 결함 용기를 나타내는 지의 여부를 결정하기 위해 데이터가 비교될 수 있도록, 대상 배열 기억장치(64)에 저장된 데이터의 형태가 표준 배열 기억장치(66)에 저장된 형태에 일치할 때까지 대상 배열 기억장치(64)에 저장된 데이터를 단지 변형하여 옮기면 된다. 그러한 비교는 바람직하게 시험 데이터와 표준 데이터가 작업자 조정 한계 차이만큼 서로 다른지의 여부를 결정하기 위한 각각의 배열 기억장소에서의 데이터의 제1비교를 포함한다. 그다음 모든 데이터 형태의 평균 혹은 가중 강도가 표준 형태에 비하여 작업자 조정 차이보다 더 차이가 나는지의 여부를 결정하기 위한 제2비교를 이행한다. 만약 그러한 비교 각각 혹은 둘 모두가 과다한 차이를 보인다면, 거절신호가 발생되고, 그리고 다음 용기를 검사 스테이션에 받을 때까지 처리기 작동의 반복 주기는 대기한다.
카메라(48)와 렌즈(56)(제1도)는 바람직하게 용기 중심축(23)에 대한 각도(54) 조정이 가능하도록 장착된다. 설명한 바와 같이 카메라(48)가 피니쉬 벽의 내, 외측 표면 모두를 조사할 수 있도록 각도(54)는 준비 작동동안 용기 형상의 함수로써 조정된다. 특히, 조사 각도는 용기의 가장 먼측에서의 나사 부위가 입구와 피니쉬 벽을 통하여 보일 수 있도록, 나사의 높이와 입구 구멍의 크기에 따라서 결정된다. 현재 구성되고 있는 바 각도(54)는 바람직하게 최소 45°에서 75°사이에서 조정 가능하다.

Claims (20)

  1. 내, 외측벽 표면으로 된 피니쉬 벽으로 둘러싸인 개구와 중앙 중심축을 가진 용기의 피니쉬 검사장치로서, 용기를 정지위치에 고정하고 그 중앙 중심축을 중심으로 회전시키는 수단, 상기 고정 및 회전수단에 있는 용기의 피니쉬 위에 상기 중심축에 대한 횡방향으로부터 확산된 빛 에너지를 보내도록 위치한 광원, 상기 고정 및 회전수단에 있는 용기 입구안을 조사할 수 있도록 상기 중심축에 대하여 비스듬하게 위치하며, 상기 내, 외측 피니쉬 벽 표면부분을 포함하는 시야를 가진 카메라, 및 상기 피니쉬의 광학적 특성의 함수로서 정보를 얻도록 상기 카메라에 감응하는 수단으로 구성되는 용기 피니쉬 검사장치.
  2. 제1항에 있어서, 용기 회전증가에 대한 신호를 제공하도록 상기 고정 및 회전수단에 감응하는 수단을 더 포함하고, 그리고 용기 회전의 함수로서 상기 정보를 얻도록 상기 정보-취득 수단이 상기 신호에 감응하는 용기 피니쉬 검사장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 카메라가 선형 배열로 놓인 다수의 빛 감응 요소들로 구성되는 용기 피니쉬 검사장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 선형 배열이 상기 고정 및 회전 수단에 있는 용기의 중심축과 동일 평면에 있도록 상기 카메라가 위치되는 용기 피니쉬 검사장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 카메라가 상기 광원에 반대측인 상기 중심축의 일측에 위치하는 용기 피니쉬 검사장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 카메라의 시선(視線)이 상기 중심축에 대하여 45°-75°인 용기 피니쉬 검사장치.
  7. 제3항에 있어서, 상기 정보-취득 수단이 용기 회전의 증가마다 상기 카메라 배열을 주사하는 수단, 그리고 주사 정보를 카메라 요소와 주사 증가의 함수로서 기억하는 제1배열 기억장치로 구성되는 용기 피니쉬 검사장치.
  8. 제7항에 있어서, 상기 정보-취득 수단이 허용 용기를 나타내는 정보를 기억하는 제2배열 기억장치, 용기 주사의 종료에 감응하여 상기 제1 및 제2기억장치에 기억된 정보를 비교하는 수단, 및 상기 제1기억장치와 제2기억장치에 기억된 상기 정보들 사이의 차이의 함수로서 용기 거절 신호를 제공하는 수단으로 구성되는 용기 피니쉬 검사장치.
  9. 제8항에 있어서, 상기 거절 신호 제공수단이 상기 차이가 미리 설정된 한계치를 초과할 때 상기 거절 신호를 제공하는 수단으로 구성되는 용기 피니쉬 검사장치.
  10. 제9항에 있어서, 상기 한계치를 선택적으로 변화시키는 수단을 더 포함하는 용기 피니쉬 검사장치.
  11. 제10항에 있어서, 상기 정보-취득 수단이 상기 주사수단과 상기 카메라 배열에 선택적으로 감응하여 주사 정보를 카메라 요소와 주사 증가의 함수로서 상기 제2기억장치에 저장하는 수단을 더 포함하는 용기 피니쉬 검사장치.
  12. 내, 외측 벽 표면으로 된 피니쉬 벽으로 둘러싸인 개구와 중앙 중심축을 가진 용기의 피니쉬 검사장치로서, 용기를 정지위치에 고정하고 그 중앙 중심축을 중심으로 회전시키는 수단, 용기 회전 증가를 나타내는 수단, 상기 고정 및 회전 수단에 있는 용기의 피니쉬 위에 빛 에너지를 보내도록 위치한 광원, 상기 광원에 반대측인 상기 중심축의 일측에 위치하는 카메라로서, 상기 중심축과 동일 평면상에 선형 배열로 놓인 다수의 빛 감응 요소들로 구성되고, 상기 내, 외측 피니쉬벽 표면부분을 포함하는 시야를 갖도록 상기 중심축에 대하여 비스듬하게 놓인 카메라, 상기 지시 수단에 감응하여 용기 회전 증가마다 상기 카메라 요소들을 주사하는 수단, 및 상기 주사 수단에 감응하여 카메라 요소와 주사증가의 조합 함수로서 주사 정보를 기억하는 제1기억장치 수단으로 구성되는 용기 피니쉬 검사장치.
  13. 제12항에 있어서, 카메라 요소와 주사 증가의 조합 함수로서 허용 용기 피니쉬를 나타내는 정보를 기억하는 제2기억장치 수단, 및 상기 제1 및 제2기억장치 수단에 기억된 정보를 비교하는 수단을 더 포함하는 용기 피니쉬 검사장치.
  14. 제13항에 있어서, 상기 광원이 상기 중심축에 대한 횡방향으로부터 상기 용기 피니쉬 위에 확산된 빛 에너지를 보내는 수단으로 구성되는 용기 피니쉬 검사장치.
  15. 개구와 중앙 중심축을 가진 용기의 피니쉬를 검사하는 방법으로서, (a) 허용 피니쉬를 가진 표준 용기를 선정하는 단계, (b) 상기 표준 용기가 그 중앙 중심축을 중심으로 회전하는 동안 확산된 빛 에너지를 상기 표준 용기의 피니쉬 위로 보내는 단계, (c) 상기 표준 용기가 회전할 때 표준 용기의 피니쉬를 주사하고, 상기 표준 용기의 광학적 특성을 나타내는 정보를 용기 회전 증가의 함수로서 기억장치에 저장하는 단계, (d) 미지의 피니쉬 특성을 가진 시험 용기를 선정하는 단계, (e) 상기 시험 용기가 그 중앙 중심축을 회전하는 동안 확산된 빛 에너지를 상기 시험 용기의 피니쉬 위로 보내는 단계, (f) 상기 시험용기의 광학적 특성을 용기 회전 증가의 함수로서 나타내는 정보를 발생시키기 위해 상기 시험용기가 회전할때 상기 시험용기의 피니쉬를 주사하는 단계, (g) 상기 (f) 단계에서 발생된 상기 정보를 상기(c)단계에서 기억된 상기 정보와 비교하는 단계, (h) 상기 (f)단계에서 발생된 상기 정보가 상기(c)단계에서 기억된 상기 정보보다 미리 설정된 한계치이상의 차이를 나타낼 때 신호를 제공하는 단계로 구성되는 용기 피니쉬 검사방법.
  16. 제15항에 있어서, 상기(b) 및 (e)단계가 확산된 빛 에너지로 된 단일 광원으로부터 상기 용기를 조명함으로써 수행되는 용기 피니쉬 검사방법.
  17. 제16항에 있어서, 상기(c) 및 (f)단계가 단일 카메라로 상기 용기 피니쉬를 조사함으로써 수행되는 용기 피니쉬 검사방법.
  18. 제17항에 있어서, 상기 (c) 및 (d)단계 각각은 동일 방향으로부터 상기 표준 및 시험용기의 상기 피니쉬를 조사하도록 상기 카메라를 향하게 하는 단계로 구성되는 용기 피니쉬 검사방법.
  19. 제18항에 있어서, 상기 (c) 및 (d)단계 각각은 각각의 용기 피니쉬의 내, 외측 표면 모두를 조사하기위해, 상기 카메라가 용기 입구안을 향하여 상기 중앙 중심축에 대하여 하방으로 기울어져 상기 피니쉬를 조사하도록 상기 카메라를 위치시키고 향하게 하는 단계로 구성되는 용기 피니쉬 검사방법.
  20. 제19항에 있어서, 상기(d)-(h)단계가 다수의 시험 용기에 대하여 연속적으로 반복 수행되는 용기 피니쉬 검사방법.
KR1019860005485A 1985-07-19 1986-07-08 용기 피니쉬 검사장치 및 그 방법 KR890000604B1 (ko)

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