MX2013010956A - Inspeccion optica de recipientes. - Google Patents

Abstract

Se describen un aparato y método para inspeccionar un recipiente (C) que tiene una boca (M), y una base (B) con una depresión (P) opuesta a la boca del recipiente. Energía luminosa se dirige al interior el recipiente y a través de la boca del recipiente, usando al menos una fuente de luz (12a o 12b o 12c), y la energía luminosa transmitida a través de la boca del recipiente es detectada. La por lo menos una fuente de luz está dispuesta sobre al menos un lado del recipiente de manera que la energía luminosa sea dirigida a través de una pared lateral (W) del recipiente y sobre la depresión de la base del recipiente de tal manera que al menos una parte de la energía luminosa se refleje fuera de la depresión para extenderse a través de la boca del recipiente hasta el sensor de luz.

Description

INSPECCION OPTICA DE RECIPIENTES Campo de la Invención La presente invención se refiere a métodos y aparatos para la inspección óptica de recipientes.

Antecedentes de la Invención En la fabricación de recipientes, diversas anomalías o variaciones pueden ocurrir que afectan la aceptabilidad comercial de los recipientes. Estas anomalías, denominadas "variaciones comerciales", pueden implicar numerosos atributos del recipiente. Por ejemplo, las variaciones comerciales pueden incluir características dimensionales de la boca abierta del recipiente. Por lo tanto, es a menudo útil proporcionar equipo de inspección capaz de inspeccionar los recipientes para variaciones comerciales. El término "inspección" se usa en su sentido más amplio para abarcar cualquier observación o acoplamiento óptico, electro-óptico, mecánico o eléctrico con un recipiente para medir o determinar una característica potencialmente variable, incluida pero no necesariamente limitada a las variaciones comerciales.

Aparatos para la inspección de los parámetros de una boca de recipiente se usan en un tipo de proceso de inspección para un recipiente. Tal aparato incluye una fuente de luz que dirige energía luminosa en el recipiente, y un Ref. 243105 sensor de luz dispuesto con respecto a la fuente de luz y el recipiente para recibir la energía luminosa transmitida fuera del recipiente a través de la boca del recipiente. Un lente telecéntrico dirige hacia el sensor de luz sólo energía luminosa transmitida a través de la boca del recipiente en forma sustancialmente axial a la boca del recipiente. El sensor desarrolla una imagen bidimensional de la boca del recipiente, y está acoplado a electrónica de procesamiento de imágenes para la determinación o el cálculo de un círculo de mayor diámetro que se ajustará dentro de la imagen bidimensional de la boca del recipiente, y tratando tal círculo como indicativo del diámetro interior eficaz de la boca del recipiente. Un aparato de este tipo se ilustra en la patente de E.U.A. No. 5,461,228, que se asigna al cesionario de la presente y se incorpora aquí por referencia.

La patente de E.U.A. No. 5,486,693 da a conocer un sistema de detección de espuma 150 para detectar contaminantes de formación de espuma en espuma 30 sobre una superficie de líquido 18 en una botella 16. El sistema incluye un dispositivo de formación de imágenes 152 colocado sobre la botella 16, una fuente de iluminación 154 se coloca cerca de una parte inferior de la botella 16, un filtro selectivo de longitud de onda 158 colocado entre la botella 16 y el dispositivo de formación de imágenes 152, y un procesador 156 para activar la fuente de iluminación 154 y para cargar una imagen a partir del dispositivo de formación de imágenes 152 para su procesamiento. El sistema 150 procesa las imágenes mediante la determinación de un área de interés de una imagen digitalizada en forma de un anillo 164 en la parte inferior de la botella 16 que contiene residuo de liquido 18 y los contornos de botella, que subyacen el liquido 18 y actúan como interferencias no deseadas e impredecibles . Después de que el área de interés se ha determinado, el sistema 150 transforma los datos de intensidad de imagen del área de interés en coordenadas polares, y lleva a cabo una transformada de Fourier de las coordenadas. El sistema 150 analiza a- continuación los niveles de energía radiante dispersada por el líquido 18 y/o contenidos de espuma 30 de la botella 16, e indica una presencia de un contaminante turbio cuando un nivel detectado difiere de un nivel de umbral.

Breve Descripción de la Invención Un objetivo general de la presente invención, de acuerdo con un aspecto de la descripción, es proporcionar un aparato medidor de conector óptico (OPG) eficaz para mejorar la inspección de una boca de un recipiente que tenga una depresión en una parte inferior del recipiente.

La presente descripción incorpora un número de aspectos que pueden ser implementados por separado de o en combinación unos con otros.

Un aparato para inspeccionar un recipiente que tiene una boca, y una base con una depresión enfrente de la boca del recipiente, de acuerdo con un aspecto de la invención incluye al menos una fuente de luz para dirigir energía luminosa dentro del recipiente, y fuera del recipiente a través de la boca del recipiente, y un sensor de luz dispuesto con respecto a la por lo menos una fuente de luz y el recipiente para recibir energía luminosa transmitida a través de la boca del recipiente. La por lo menos una fuente de luz está dispuesta en al menos un lado del recipiente de manera que la energía luminosa se dirija a través de una pared lateral del recipiente y sobre la depresión de la base del recipiente de tal manera que al menos una parte de la energía luminosa se refleje fuera de la depresión para extenderse a través de la boca del recipiente hasta el sensor de luz.

De acuerdo con otro aspecto de la invención, .se proporciona un método para inspeccionar un recipiente que tiene una boca, y una base con una depresión enfrente de la boca del recipiente, que incluye las etapas de dirigir la · energía luminosa dentro del recipiente, y fuera del recipiente a través de la boca del recipiente, usando al menos una fuente de luz, y detectar la energía luminosa transmitida a través de la boca del recipiente. La por lo menos una fuente de luz está dispuesta en al menos un lado del recipiente de manera que la energía luminosa se dirija a través de una pared lateral del recipiente y sobre la depresión de la base del recipiente de tal manera que al menos una parte de la energía luminosa se refleje fuera de la depresión para extenderse a través de la boca del recipiente hasta el sensor de luz.

De acuerdo con un aspecto adicional de la invención, se proporciona un método de inspección que incluye las etapas de proporcionar un recipiente que tenga una boca y una base con una depresión enfrente de la boca del recipiente, y dirigir energía luminosa dentro del recipiente, y fuera de el recipiente a través de la boca del recipiente, usando al menos una fuente de luz. El método también incluye la etapa de detectar energía luminosa transmitida a través de la boca del recipiente, en donde la por lo menos una fuente de luz está dispuesta en al menos un lado del recipiente de manera que la energía luminosa se dirija a través de una pared lateral del recipiente y sobre la depresión de la base del recipiente de tal manera que al menos una parte de la energía luminosa se refleje fuera de la depresión para extenderse a través de la boca del recipiente hasta el sensor de luz .

Breve Descripción de las Figuras La invención, junto con objetivos, características, ventajas y aspectos adicionales de la misma, se comprenderá mejor a partir de la descripción siguiente, las reivindicaciones adjuntas y los dibujos que se acompañan, en los cuales: La figura 1 es un diagrama esquemático de un aparato medidor de conector óptico para la evaluación de una boca de un recipiente de acuerdo con una modalidad ejemplar de la presente descripción, y que incluye una fuente de luz.

La figura 2 es una vista fragmentaria ampliada de una porción del aparato y el recipiente de la figura 1.

La figura 3 es una vista superior esquemática de una parte del aparato de la figura 1.

Descripción Detallada de la Invención La figura 1 ilustra un ejemplo de modalidad de un aparato medidor de conector óptico 10 para la inspección de una superficie interior S de una boca M abierta de un recipiente C. El aparato 10 incluye una o más fuentes de luz 12 dispuestas adyacentes al recipiente C en los lados del mismo para producir luz usada en la inspección de la boca M del recipiente, y uno o más sensores de luz 14 dispuestos sobre el recipiente C para detectar la luz producida por la fuente de luz 12 y que pasa a través de la boca del recipiente. El aparato 10 puede incluir además un sistema de lente 13 dispuesto entre el recipiente C y el sensor de luz 14 para dirigir la luz que pase a través de la boca M del recipiente hacia el sensor de luz 14. El aparato 10 además puede incluir un procesador 20 para escanear el sensor de luz 14 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 de recipiente 24 para hacer girar el recipiente C. Como se muestra en la figura 3, un mecanismo 16 de manipulación de material puede estar construido y dispuesto para mover el recipiente C.

El recipiente C puede ser un frasco o una botella como se ilustra en la figura 1, o cualquier otro tipo adecuado de recipiente que incluya una base B que tenga una depresión P que puede estar dispuesta axialmente opuesta de la boca M del recipiente. Las botellas que tienen una depresión P son comunes para envasar vino. La depresión P puede tener una altura, que se extienda desde la parte inferior de la base B hasta la parte superior de la depresión P, que sea típicamente de alrededor de 20% a aproximadamente 80% del diámetro exterior del recipiente C. 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.

Como se muestra en la figura 3, el mecanismo 16 de manipulación de material puede incluir patas opuestas 16a, 16b entre las cuales el recipiente C sea dispuesto y movido por el mecanismo 16 de cualquier manera adecuada. El mecanismo 16 puede ser una rueda de estrella o cualquier otro dispositivo de manipulación de recipientes adecuado, y sus patas 16a, 16b sé pueden disponer en cualquier elevación adecuada con respecto al recipiente.

Como se muestra también en la figura 3, la fuente de luz 12 puede incluir una pluralidad de fuentes discretas 12a, 12b, 12c. Por ejemplo, la fuente de luz 12 puede incluir una fuente lateral 12a en un lado del recipiente C, y dos otras fuentes laterales 12b, 12c dispuestas adyacentes entre sí en otro lado del recipiente C generalmente opuesto al de una fuente lateral 12a. Una línea imaginaria L divide el recipiente C en dos lados. La fuente de un lado 12a puede ser dispuestas entre las patas opuestas 16a, 16b del mecanismo 16 de manipulación de material. Las demás fuentes laterales 12b, 12c pueden estar dispuestas debajo del rotador de recipiente 24, entre el rotador 24 y la base de recipiente B (figura 1) . En consecuencia, las fuentes laterales 12a, 12b, 12c pueden ser dimensionadas y dispuestas alrededor de la circunferencia del recipiente C para cada una iluminar una porción, por ejemplo de aproximadamente veinte a cuarenta grados angulares, de la circunferencia de la depresión P. Por consiguiente, el recipiente C puede ser girado por el rotador 24 para proporcionar iluminación circunferencial completa, en donde varias imágenes de porciones de la boca M del recipiente puedan ser obtenidas y superpuestas o añadidas para producir una imagen compuesta de la boca M del recipiente. Los expertos en la técnica reconocerán que más o menos de las tres fuentes laterales 12a, 12b, 12c pueden ser usadas.

La fuente de luz 12 puede incluir cualquier tipo adecuado de dispositivo, incluyendo una pluralidad de diodos emisores de luz (LED, por sus siglas en inglés), bulbos incandescentes, bulbos fluorescentes, o cualquier otro tipo adecuado de fuente de luz. En cualquier caso, los expertos en la técnica reconocerán que la fuente de luz 12 puede recibir energía de cualquier fuente adecuada de cualquier forma adecuada y puede ser comunicada a y controlada por el procesador 20 de cualquier manera adecuada. Por otra parte, los expertos en la técnica reconocerán que la fuente de luz 12 puede estar compuesta de cualquier cantidad adecuada de fuentes de luz individuales en lugar de sólo las tres fuentes 12a, 12b, 12c.

Preferiblemente, con respecto a la figura 1, la fuente de luz 12 no está dispuesta adyacente a una mitad superior del recipiente C por encima de una línea de media altura H que atraviesa el recipiente C, o por debajo de la base B del recipiente C. Se descubrió que tal colocación de la fuente de luz 12 daba como resultado una excesiva absorción de luz por las paredes del recipiente C y/o refracciones/reflexiones fuera de las superficies interiores del recipiente C. Tal absorción excesiva y/o refracciones/reflexiones pueden dar lugar a resultados de inspección falsos, no concluyentes, o de otra manera poco fiables .

En su lugar, se descubrió gue la fuente de luz 12 puede ser dispuesta adyacente a la base B del recipiente C, y adyacente a una media parte inferior del recipiente C por debajo de la linea de media altura H. Más particularmente, la fuente de luz 12 puede ser generalmente colocada en correspondencia con la depresión P del recipiente C, como se muestra en las figuras 1 y 2. Por ejemplo, la fuente de luz 12 puede estar centrado axialmente en y/o superpuestas axialmente con respecto a la depresión P. En consecuencia, la fuente de luz 12 es construida y dispuesta para enfocar o iluminar selectivamente la depresión P. Además, la fuente de luz 12 puede ser orientada en una dirección generalmente transversal con respecto al eje longitudinal A del recipiente C, como se muestra en las figuras 1 y 2. Más particularmente, la fuente 12 puede ser orientada de forma sustancialmente perpendicular con respecto al eje A del recipiente. Según se usa en la presente, el término "sustancialmente" significa dentro de las tolerancias típicas de configuración de eguipo y fabricación de recipientes de vidrio. Una o más de las anteriores posiciones y/u orientaciones de fuente de luz se cree que reduce o elimina la absorción excesiva y/o refracciones/reflexiones para dar lugar a resultados de inspección más fiables.

Todavía con referencia a la figura 1, el sensor de luz 14 puede incluir cualquier dispositivo adecuado para detectar la luz. Por ejemplo, el sensor de luz 14 puede incluir un sensor de imagen, por ejemplo, un dispositivo de carga acoplada (CCD, por sus siglas en inglés), dispositivo semiconductor de óxido metálico complementario (CMOS, por sus siglas en inglés), o cualquier otro sensor de imagen adecuado. En otro ejemplo, el sensor de luz 14 puede incluir un dispositivo de fotodiodo, un dispositivo fotorresistor, o cualquier otro dispositivo fotodetector adecuado.

El sistema de lente 18 puede incluir cualquier dispositivo adecuado para dirigir o enfocar la luz. Por ejemplo, el sistema de lente 18 puede incluir un lente telecéntrico, una pupila de entrada, y lentes de pupila a cada lado de la pupila. El sistema de lente 18 puede dirigir sólo los rayos de luz que emerjan de la boca M del recipiente esencialmente paralelos a un eje A del recipiente C.

El procesador 20 puede incluir cualquier dispositivo adecuado para adquirir imágenes del sensor de luz 14 y emitir imágenes a la pantalla 22.

El rotador de recipiente 24 puede incluir cualquier dispositivo adecuado para hacer girar el recipiente C. Por ejemplo, el rotador 24 puede incluir uno o más rodillos, ruedas, correas, discos, y/o cualquier otro elemento adecuado para hacer girar el recipiente C. En otra modalidad, el recipiente C puede permanecer estacionario, y uno o más de los diversos elementos 12, 14, 16, 18 del aparato se puede girar en cualquier manera adecuada.

Haciendo referencia ahora a la figura 3, y en relación con el mecanismo de manipulación de materiales 16 y rotador de recipiente 24, un ' ejemplo de una máquina de indexación e inspección que puede usar el aparato y método de inspección óptica de la presente descripción se muestra en la patente de E.U.A. No. 6,581,751, que se incorpora aquí como referencia. La máquina descrita en esa patente recibe un flujo continuo de artículos de vidrio de un transportador de alimentación de entrada y transporta los artículos a través de una serie de estaciones de inspección separadas angularmente, cada una de las cuales examina el recipiente de acuerdo con diferentes criterios. La máquina de indexación y de inspección incluye un primer conjunto de dedos de sujeción montados en un soporte inferior, y un segundo conjunto de dedos de sujeción montados en un soporte superior. La rotación de los portadores uno con respecto al otro hace que los conjuntos de dedos sujeten y liberen los artículos de vidrio entre los dedos individuales, mientras que la rotación de los portadores con untamente les causa que indexen los artículos de vidrio entre las estaciones de inspección. Al menos algunas de las estaciones de inspección incluyen rodillos de accionamiento para hacer girar un recipiente alrededor de su eje para la inspección u otros fines.

Otro ejemplo de una máquina de indexación y de inspección que podría usar el aparato y método de inspección óptica de la presente invención se da a conocer en la patente de E.U.A. No. 3,313, 409, que se incorpora aquí como referencia. El aparato descrito en esa patente usa una cinta transportadora para transportar recipientes a lo largo de un carril-guía. En funcionamiento general, los recipientes se encuentran con una cabeza de indexación que es circular y tiene una pluralidad de cavidades separadas circunferencialmente para la recepción de los · recipientes . La cabeza de indexación es indexada sucesivamente para llevar cada recipiente a su posición en las estaciones de inspección adyacentes, que pueden inspeccionar los recipientes para diferentes variaciones comerciales y/u otras características. Después de que el recipiente ha sido inspeccionado por cada estación de inspección, el recipiente se encuentra con una estación de descarga que lo expulsa sobre un transportador para transportar el recipiente lejos de la máquina. Por supuesto, las patentes mencionadas anteriormente dan a conocer sólo dos ejemplos de máquinas que pueden emplear el aparato y método de inspección óptica de la presente invención, ya que también existen numerosas otras máquinas.

En un ejemplo de funcionamiento del aparato 10 actualmente descrito, la fuente de luz 12 se activa, y al menos algo de la luz proveniente de las fuentes laterales 12a, 12b, 12c viaja a través de una pared exterior V del recipiente C, al interior del recipiente C, y se refleja fuera de la depresión P que se extiende paralela al eje A del recipiente y a través de la boca M del recipiente. Más particularmente, la luz se refleja fuera de una superficie de la depresión P dispuesta dentro de un interior I (figura 1) del recipiente C. La luz que viaja a través de la boca M del recipiente es detectada por el sensor de luz 14 para obtener una imagen correspondiente de la boca M del recipiente.

Se ha por lo tanto descrito un aparato y método para la inspección óptica de un recipiente, que satisface plenamente todos los objetivos y objetivos previamente establecidos. La invención se ha presentado en conjunto con varias modalidades ejemplares, y se han discutido modificaciones y variaciones adicionales. Otras modificaciones y variaciones se les ocurrirán fácilmente a las personas de experiencia ordinaria en la técnica en vista de la discusión anterior.

Se hace constar que con relación a esta fecha, el mejor método conocido por la solicitante para llevar a la práctica la citada invención, es el que resulta claro de la presente descripción de la invención.

Claims (19)

REIVI DICACIO ES Habiéndose descrito la invención como antecede, se reclama, como propiedad lo contenido en las siguientes reivindicaciones:

1. Un aparato para inspeccionar una boca de un recipiente que tiene una base con una depresión enfrente de la boca del recipiente, el aparato incluye: al menos una fuente de luz para dirigir energía luminosa al interior del recipiente, fuera de la depresión, y fuera del recipiente a través de la boca del recipiente; un sensor de luz dispuesto con respecto a la por lo menos una fuente de luz y el recipiente para recibir energía luminosa transmitida a través de la boca del recipiente; un procesador en comunicación con el sensor de luz; y una pantalla en comunicación con el procesador, caracterizado porque la por lo menos una fuente de luz está dispuesta en al menos un lado del recipiente de manera que la energía luminosa se dirija a través de una pared lateral del recipiente y sobre la depresión de la base del recipiente de tal forma que al menos una parte de la energía luminosa se refleje fuera de la depresión para extenderse a través de la boca del recipiente hasta el sensor de luz para su uso por el procesador para desarrollar una imagen de la boca del recipiente para su salida a la pantalla para la inspección de la boca del recipiente.

2. El aparato de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la por lo menos una fuente de luz es dispuesto adyacente a la base del recipiente.

3. El aparato de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la por lo menos una fuente de luz es dispuesta adyacente a una media parte inferior del recipiente debajo de una linea de media altura que divide en dos la altura del recipiente.

4. El aparato de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la por lo menos una fuente de luz se coloca generalmente en correspondencia con la depresión de la base del recipiente.

5. El aparato de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la por lo menos una fuente de luz está orientada en una dirección generalmente transversal con respecto al eje longitudinal del recipiente.

6. El aparato de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la por lo menos una fuente de luz incluye al menos una fuente de luz sobre un lado del recipiente y al menos otra fuente de luz sobre un lado generalmente opuesto del recipiente.

7. El aparato de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque incluye un rotador de recipiente para hacer girar el recipiente a diferentes posiciones angulares.

8. El aparato de conformidad con la reivindicación 7, caracterizado porque la por lo menos una fuente de luz está dispuesta por debajo del rotador de recipiente, entre el rotador de recipiente y la base del recipiente.

9. El aparato de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque incluye un mecanismo de manipulación de material que tiene al menos dos patas entre las que está dispuesto el recipiente, y en donde la por lo menos una fuente de luz incluye una fuente de luz lateral dispuesta entre las por lo menos dos patas del mecanismo de manipulación de material.

10. El aparato de conformidad con la reivindicación 9, caracterizado porque el mecanismo de manipulación de material es una rueda de estrella.

11. Un método para inspeccionar una boca de un recipiente que tiene una base con una depresión enfrente de la boca del recipiente, que incluye las etapas de: dirigir energía luminosa al interior del recipiente, fuera de la depresión, y fuera del recipiente a través de la boca del recipiente, usando al menos una fuente de luz; y detectar la energía luminosa transmitida a través de la boca del recipiente, caracterizado porque la por lo menos una fuente de luz está dispuesta en al menos un lado del recipiente de manera que la energía luminosa sea dirigida a través de una pared lateral del recipiente y sobre la depresión de la base del recipiente de tal manera que al menos una parte de la energía luminosa se refleje fuera de la depresión para extenderse a través de la boca del recipiente hasta el sensor de luz para su uso en la obtención de una imagen de la boca del recipiente para la inspección de la boca del recipiente.

12. El método de conformidad con la reivindicación 11, caracterizado porque la por lo menos una fuente de luz es dispuesta adyacente a la base del recipiente.

13. El método de conformidad con la reivindicación 11, caracterizado porque la por lo menos una fuente de luz es dispuesta adyacente a una media parte inferior del recipiente debajo de una línea de media altura que divide en dos la altura del recipiente.

14. El método de conformidad con la reivindicación 11, caracterizado porque la por lo menos una fuente de luz se coloca generalmente en correspondencia con la depresión de la base del recipiente.

15. El método de conformidad con la reivindicación 11, caracterizado porque la por lo menos una fuente de luz está orientada en una dirección generalmente transversal con respecto al eje longitudinal del recipiente.

16. El método de conformidad con la reivindicación 11, caracterizado porque la por lo menos una fuente de luz incluye al menos una fuente de luz en un lado del recipiente, y al menos otra fuente de luz en un lado opuesto del recipiente.

17. El método de conformidad con la reivindicación 11, caracterizado porque incluye hacer girar el recipiente a diferentes posiciones angulares.

18. El método de conformidad con la reivindicación 17, caracterizado porque la por lo menos una fuente de luz está dispuesta por debajo del rotador de recipiente, entre el rotador de recipiente y la base del recipiente.

19. El método de conformidad con la reivindicación 11, caracterizado porque incluye el recipiente con un mecanismo de manipulación de material que tiene al menos dos patas entre las que está dispuesto el recipiente, y en donde la por lo menos una fuente de luz incluye una fuente de luz lateral dispuesta entre las por lo menos dos patas del mecanismo de manipulación de material.