透明或半透明容器的檢驗方法

2023-10-11 14:56:44

專利名稱：透明或半透明容器的檢驗方法
技術領域：
本發明涉及(半)透明容器的光學檢驗，特別是一種檢查所謂(半)透明容器的側壁的豎裂紋和裂縫的裝置和方法。
在製造(半)透明容器，例如透明的或有色的玻璃瓶時，容器側壁會出現各種裂紋或其它商業偏差。例如，容器側壁上可能有被稱為裂縫和豎裂紋的偏差。這些裂縫和豎裂紋是在一平面內類似鏡面反射的裂紋，一般從容器縱軸徑向延伸。為檢查這種偏差，人們建議了多種裝置。
美國專利No.4，584，469公開了一種檢查玻璃容器側壁上的裂縫和豎裂紋的裝置。在容器的一端定位一光源，使光能從一與容器軸線橫向和垂直的方向投在容器壁上。光源包括一白熾燈和一柱面透鏡，該柱面透鏡將燈絲的象投射於容器側面上的一平行於容器軸的高度聚焦的長窄條上。設置一直線陣列相機，從垂直於照明和容器軸的方向接受容器被照部分的圖象。將容器定位並繞其軸轉動，一徑向平面裂紋最終將被轉到一個從光源向檢測器反射光的位置。該垂直的裂紋或裂縫在檢測器上是一亮點，而無裂縫處則呈灰暗的背景。(如同在典型的容器檢測領域中，方向術語，例如「垂直的」是指容器口向上時容器軸線的豎直方向)。
雖然所引述的專利中所公開的裝置已取得商業上的成功，人們還是期待著進一步的改進。特別是，所引述的專利中所公開的裝置，對於檢測不是精確地垂直或平行於容器軸線的裂縫的能力是有局限性的。這就是說，如果一個裂縫是非垂直的，裂紋上的入射光將被裂紋反射，但不一定放射到相機上。因此，本發明的總的目的是提供一種總的來說具有上述專利的一般特徵或型式的裝置和方法，並能夠發現並檢測容器側壁上的非垂直徑向裂紋和裂縫。
按照本發明的一優選實施例，用於檢測一種(半)透明容器的側壁中裂紋的設備包括一光源，用於照亮容器側壁平行於其中軸線的一長條帶，用這種方法光線從多個不同的角度入射到該條帶的任何一點上。在容器外部定位一相機，用於接受被該照亮了的條帶上的裂紋反射的光，一電子線路與相機連接，以便通過這種反射光檢測容器的裂紋。由於容器側壁上被照亮的長條帶上任一點的光線都是從多個不同角度的入射光，與上述專利中基本上從單一方向的光照不同，並非嚴格垂直定向的容器側壁內的平面裂紋將有更多的機會將光能從光源發射到相機上。
在公開的優選的本發明的實施例中，光源包括一光纖帶，其端部置於一與該容器軸線光學平行的一基本線性陣列內，一柱面透鏡置於該光纖帶陣列和容器之間，用以聚焦來自該陣列方向垂直於容器軸線的光線，形成窄長的照明帶。以這種方式，入射到容器側壁上的光線定向於基本在平行於容器軸線的平面內的多個角度。該光纖帶平行於容器中軸線的尺寸至少如照明的條帶的縱向尺寸一樣。相機最好包括光學上平行於容器軸線和被照條帶的直線陣列光敏元件，隨著容器的旋轉增加，這些相機陣列被探測電子掃描。
通過下面的描述，權利要求書及附圖，本發明的特徵與優點及其它目的將得到最好的理解。


圖1為本發明的(半)透明容器檢測設備的功能框圖;
圖2為圖1所示的設備中局部容器和局部光源的簡圖;
圖3為基本沿圖2中3-3線的部分光源的端視圖;
圖4為圖1-3中所示部分光源的俯視平面圖;和圖5為基本上沿圖4中5-5線的局部剖面圖。
參考附圖，設置一輸送機20與一模塑容器源聯接，將連續的容器22帶入檢測站24的位置。典型的這種輸送機20包括一星輪(未示出)和一滑板21。輸送機可以為任何適當類型的，例如美國專利4，230，219和4，378，493以及上述美國專利4，584，469中的輸送機，其一般包括一可轉星輪，將連續的容器送到位，並在掃描過程中將這些容器置於固定位置。在位置24設置一容器轉動裝置26，例如一驅動輥輪，與工位24上的容器22接合併將容器繞其中心軸23轉動。容器轉動機構配置一編碼器或類似裝置以提供指示容器轉動增量的信號。或者，使容器以恆速轉動，通過時間的增量推算容器轉動的增量。
在位置24上容器22的一側定位一光源30，將光能導向處於該位置的容器上。光源30包括一具有供電裝置32的燈，通過一光纖束34與一光纖陣36相聯。如圖3所示，光纖陣36包括一由單獨光纖元件38構成的基本一維的直線陣列。光纜34最好裝入一殼體40中，在殼體中光纜束大致展開為基本為一個光纖元件厚的平面，從而光纖元件的終端構成如圖3所示的直線陣列。光纖陣列最好包括幾百個單獨的光纖元件38，它們構成如圖3所示的平面陣列。在與光纖陣列36的封閉端隔開的位置，通過適用的託架44(圖4和圖5)安裝一柱面透鏡42。在光源託架44上安裝一平鏡46，使其與透鏡42成一角度，以反射來自光纖陣列36和透鏡42的光能，使其穿過容器22的側壁，在此光被聚焦成如前所述的窄的垂直條帶。光源架44上還裝有一夾具48，用來垂直呈角度地調整組件相對於檢測位置24上的容器的定向。
相對於位置24處的容器22定位一直線陣列相機50(圖1)，以接收來自光源30並被容器側壁內的裂紋反射的光能。相機50包括一直線陣列光學平行於檢測位置24處的容器22的軸線23的光敏元件。一信息處理機52與直線陣列相機50和容器轉動機構26聯接，隨著容器的旋轉增加掃描相機50的元素，從而接受指示從光源30反射到相機的容器22側壁上任何裂紋所指示的圖象資料。線性陣列相機50、信息處理機52和容器轉動機構26可以是上述美國專利No.4，584，469所公開的類型，該專利作為背景技術被引用。另外相機50也可採用在轉讓給受讓人的未授權美國專利No.5，200，801中所公開的那種。
各光纖元件38的端部起到單光源的作用，來自該單光源的光線發散並射向柱面透鏡42。透鏡42的作用是在垂直於容器軸線23的方向將光線聚焦，如圖1所示，但基本上不影響或改變單光線平行於容器軸線23的傳遞路徑。因此，來自單獨光纖元件端部的光線發散並互相交叉，從而當入射到容器側壁時，光線基本高度聚焦在一平行於容器軸線的平面內，但在該平面內交叉並從多個不同角度照亮容器側壁。在圖2中，照明光束的總垂直尺寸用實線60表示，點劃線62表示容器22側壁內裂縫64的照射角。既使裂縫不是完全或基本平行於容器軸線23定向的，由於光線從多個不同的角度入射到裂縫64上，大大增加了相機50檢測裂縫的機會。
權利要求
1.檢查帶有側壁和一中心軸線的(半)透明容器(22)中的裂紋和/或裂縫的設備，包括為照亮容器側壁上平行於容器軸線的一窄長條帶的光源(32)，一置於容器外部的相機(50)，該相機用來接由沿垂直於照射光源軸線的反射光線軸向來的被照明的條帶中的裂絞反射光線，以及用來依靠這種反射光的功能響應於相機來檢查容器裂紋的裝置(52)，其特徵在於，所述光源(24)照射所述條帶的方式為，照射光線在所述條帶的任一點上在基本上相互共平面並與該條帶共平面內從多個角度入射，從而容器側壁內的非垂直幅射的裂紋和裂縫的檢測得到改進。
2.如權利要求1所述的設備，其特徵在於所述相機(50)包括一光學平行於容器軸線的直線陣列光敏元件。
3.如權利要求2所述的設備，還包括使容器繞其中心軸線轉動的裝置(26)和隨著容器轉動的增加掃描所述直線陣列光敏元件的裝置(52)。
4.如前述任一權利要求所述的設備，其特徵在於所述光源(24)包括一光纖帶(38)，其一端與一照明源(32)聯結，第二端排列成能將所述光投射到容器側壁的所述長條帶上。
5.如權利要求4所述的設備，其特徵在於，所述光纖帶(38)的所述第二端基本形成一光學平行於容器軸線的各光纖的直線陣列。
6.如權利要求5的設備，其特徵在於，所述光源(24)包括一柱面透鏡(42)，在垂直於容器軸線的方向將來自所述光纖帶的光線聚焦。
7.如權利要求5的設備，其特徵在於所述光纖帶(38)平行於容器中心軸線的尺寸至少與平行於其軸線的容器的被照條帶一樣大小。
8.如權利要求7的設備，其特徵在於所述光源(24)還包括相對於容器和相機可調整地定位所述光源的裝置(48)。
9.一種檢測(半)透明容器(22)的方法，包括以下步驟(a)照射容器側壁的一條長帶，使照射光線在該條帶內的任一點上多角度入射，(b)將被照條帶上的裂紋反射的光能導向一光敏裝置(50)上，和(c)通過這種反射能量的作用檢查容器側壁上的裂紋。
10.如權利要求9的方法，其特徵在於所述步驟(a)是這樣實施的，通過一光纖束(34)將光能導向所述被照條帶，在光纖束(34)中各光纖排列成一光學上平行於被照條帶的直線陣列(38)。
11.如權利要求10的方法，還包括步驟(d)，容器(22)繞其中心軸線轉動，容器的中心軸線平行於容器側壁上的被照條帶。
全文摘要
檢查(半)透明容器(22)的側壁上裂紋的設備，包括一光源(24)，用於照射容器側壁平行於其中心軸線的長條帶，照射光線從多個不同的角度入射到該條帶上的任一點上。容器外部定位一相機(50)，用於接受被該照條帶中的裂縫反射的光，相機連接用於通過這種光的反射檢查容器中裂紋的電子線路(52)。
文檔編號G01P1/12GK1109973SQ94113708
公開日1995年10月11日 申請日期1994年9月16日 優先權日1993年9月16日
發明者T·J·尼克斯, J·A·林裡恩 申請人:歐文斯-布洛克威玻璃容器有限公司