KWIRANDT, Rainer (Sonnenstrasse 3, Barbing, 93092, DE)
PIANA, Stefan (Dendorfer Strasse 9a, Köfering, 93096, DE)
KWIRANDT, Rainer (Sonnenstrasse 3, Barbing, 93092, DE)
Patentansprüche
1. Inspektionsvorrichtung für Behältnisse, mit einer ersten Beleuchtungseinrichtung (2), die Licht mit ersten charakteristischen Eigenschaften auf den Boden (6) des Behältnisses (8) richtet, einer zweiten Beleuchtungseinrichtung (3) , welche Licht mit zweiten charakteristischen Eigenschaften, welche sich wenigstens teilweise von den ersten charakteristischen Eigenschaften unterscheiden, auf den Boden (6) des Behältnisses (8) richtet und wenigstens einer Bildaufnahmeeinrichtung (9) die wenigstens einen Anteil des auf den Boden (6) des Behältnisses (8) gerichteten und von diesem transmittierten Lichts aufnimmt, wobei eine Trennungseinrichtung (10) vorgesehen ist, welche bewirkt, dass das Licht der ersten Beleuchtungseinrichtung (2), welches von der Bildaufnahmeeinrichtung aufgenommen wurde und das Licht der zweiten Beleuchtungseinrichtung (3), welches von der Bildaufnahmeeinrichtung (9) aufgenommen wurde, voneinander im Wesentlichen vollständig getrennt oder trennbar sind.
2. Inspektionsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennungseinrichtung (10) eine Steuerungseinrichtung aufweist, die bewirkt, dass das Licht der ersten Beleuchtungseinrichtung (2) und das Licht der zweiten Beleuchtungseinrichtung (3) wenigstens teilweise zeitlich versetzt auf den Boden (6) des Behältnisses (8) treffen.
3. Inspektionsvorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Licht mit den ersten charakteristischen Eigenschaften und das Licht mit den zweiten charakteristischen Eigenschaften zusätzlich zu den unterschiedlichen Eigenschaften unterschiedliche Wellenlängen aufweisen wobei die Trennungseinrichtung bewirkt, dass das Licht einer ersten Wellenlänge, welches von der
Bildaufnahmeeinrichtung aufgenommen wurde und das Licht einer zweiten Wellenlänge welches von der Bildaufnahmeeinrichtung (9) aufgenommen wurde, voneinander im Wesentlichen vollständig trennbar sind.
4. Inspektionsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Beleuchtungseinrichtung
(2) gerichtete Strahlung und die zweite Beleuchtungseinrichtung (3) diffuses Licht aussendet.
5. Inspektionsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine
Beleuchtungseinrichtung (2,3) in Längsrichtung (L) des Behältnisses (8) unterhalb des Behältnisses angeordnet ist.
6. Inspektionsvorrichtung nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass beide Beleuchtungseinrichtungen (2,3) derart angeordnet sind, dass das von Ihnen ausgesandte Licht jeweils im Wesentlichen in der Längsrichtung (L) auf den Boden (8) des Behältnisses trifft.
7. Inspektionsvorrichtung nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Inspektionsvorrichtung (1) wenigstens eine Auswerteeinrichtung aufweist, die eine Relativposition von mindestens einem Bereich einer Wandung (12) des Behältnisses bezüglich eines Anspritzpunktes (24) des Behältnisses (8) ermittelt.
8. Inspektionsvorrichtung nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennungseinrichtung (10) bewirkt, dass das Licht der ersten Beleuchtungseinrichtung (2) und das Licht der zweiten Beleuchtungseinrichtung (3) zeitlich um zwischen 200 μs und 1500 μs, bevorzugt um zwischen 200 μs und 1000 μs und besonders bevorzugt um zwischen 300 μs und 600 μs gegeneinander versetzt sind.
9. Inspektionsvorrichtung nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem optischen Strahlengang zwischen den Beleuchtungseinrichtungen (2, 3) und dem Boden (8) des Behältnisses (6) eine Lichteinkoppeleinrichtung (5) vorgesehen ist.
10. Inspektionsvorrichtung nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Inspektionsvorrichtung eine zweite Bildaufnahmeeinrichtung (13) aufweist.
11. Inspektionsvorrichtung nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Beleuchtungseinrichtungen (2,3) sichtbares Licht und insbesondere sichtbares Licht unterschiedlicher Wellenlängen abstrahlen.
12. Inspektionsvorrichtung nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Beleuchtungseinrichtung (2) eine Punktlichtquelle aufweist.
13. Streckblasmaschine mit einer Inspektionsvorrichtung nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche.
14. Verfahren zum Inspizieren von Behältnissen und insbesondere von streckgeblasenen Kunststoffbehältern (6) durch optische Inspektion des Bodens (8) des Behältnisses mit den Schritten:
- Beleuchtung des Bodens (6) des Behältnisses (8) durch eine erste Beleuchtungseinrichtung mittels Licht mit ersten charakteristischen Eigenschaften;
- Beleuchtung des Bodens (6) des Behältnisses (8) durch eine zweiten Beleuchtungseinrichtung (3) mit Licht mit zweiten charakteristischen Eigenschaften, welche sich von den ersten charakteristischen Eigenschaften unterscheiden;
- Aufnahme wenigstens eines Anteils des auf den Boden des Behältnisses gerichteten Lichts beider Beleuchtungseinrichtungen (2, 3) mit wenigstens einer Bildaufnahmeeinrichtung (9);
dadurch gekennzeichnet, dass das Licht der ersten Beleuchtungseinrichtung (2), welches von der Bildaufnahmeeinrichtung (9) aufgenommen wurde und das Licht der zweiten Beleuchtungseinrichtung (3) , welches von der Bildaufnahmeeinrichtung (9) aufgenommen wurde, voneinander im Wesentlichen vollständig trennbar sind oder getrennt werden.
15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Licht der ersten Beleuchtungseinrichtung (2) und das Licht der zweiten Beleuchtungseinrichtung (9) zeitlich versetzt zueinander auf den Boden (6) des Behältnisses (8) gerichtet werden.
16. Verfahren nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche 14 - 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Beleuchtungseinrichtungen (2,3) Licht unterschiedlicher Wellenlängen auf den Boden (6) des Behältnisses (8) richten und das Licht einer ersten Wellenlänge, welches von der Bildaufnahmeeinrichtung aufgenommen wurde sowie das Licht einer zweiten Wellenlänge welches von der Bildaufnahmeeinrichtung (9) aufgenommen wurde, voneinander im Wesentlichen vollständig getrennt werden. |
InspektionsVorrichtung für Behältnisse
Beschreibung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Inspektionsvorrichtung für Behältnisse. Die Erfindung wird unter Bezugnahme auf Kunststoffflaschen oder Vorformlinge beschrieben, es wird jedoch darauf hingewiesen, dass die Erfindung auch bei anderen Behältnissen oder Hohlkörpern Anwendung finden kann. Derartige Inspektionsvorrichtungen sind aus dem Stand der Technik bekannt. In sogenannten Streckblasmaschinen ist es erforderlich, die jeweils hergestellten Behältnisse zu kontrollieren. Eine derartige Vorrichtung zur optischen Inspektion von Flaschen ist beispielsweise aus der DE 100 652 90 Al bekannt. Insbesondere die Böden der Behältnisse sind dabei für eine Kontrolle sehr relevant, da sich hier beispielsweise eine Zentrierprüfung des Anspritzpunktes der Hohlkörper durchführen lässt. So wird beispielsweise in der DE 199 140 28 Cl eine Vorrichtung beschrieben, um die genaue Position des Anspritzpunktes bezüglich eines Behältnisses zu überprüfen. In der noch unveröffentlichten DE 10 2005 044 206.4 wird ein Verfahren zur Qualitätskontrolle eines streckgeblasenen Kunststoffbehälters beschrieben. Dabei wird die Dichte des Lichts zur Untersuchung der Behältnisböden verwendet. Das Ergebnis dient der Beurteilung des Blasprozesses, um ggf. eine Optimierung der Prozessparameter vornehmen zu können. Der Gegenstand der DE 10 2005 044 206.4 wird hiermit durch Bezugnahme vollumfänglich zum Gegenstand der vorliegenden Anmeldung gemacht.
Bekanntermaßen ist durch unterschiedliche
Untersuchungsmethoden bzw. Strahlungsquellen eine überprüfung der Behältnisse und insbesondere deren Böden im Hinblick auf unterschiedliche Kriterien möglich. Dabei tritt jedoch das Problem auf, dass in Streckblasmaschinen der Weg bzw. die Zeit, in der eine Inspektion möglich ist, sehr knapp ist, da sich in kurzem örtlichen bzw. zeitlichen Abstand an die Streckblasenmaschine weitere Baueinheiten wie eine Sterilisations- und/oder Füllstation anschließen. Zwischen den einzelnen Arbeitsstationen sind dabei Transferorgane in Form von Sternrädern und/oder Ketten mit geeigneten Halteeinrichtungen angeordnet und eine Kontrolle der Behältnisse bzw. deren Böden muss in dem kurzen Abschnitt zwischen der Streckblasmaschine und der unmittelbar nachfolgenden Maschine erfolgen. In der zur Verfügung stehenden Zeit muss daher eine Kontrolle der Behältnisse sowohl im Bezug auf Fehlerfreiheit (Risse, Blasen, Fremdkörper) als auch Fertigungsqualität (Materialverteilung, Wanddicke etc.) vorgenommen werden sowie eine Entscheidung ob ein bestimmtes Behältnis in die nächste Arbeitsstation des Herstellungsprozesses gelangt oder aussortiert wird. Dabei ist es bei den geforderten Maschinenleistungen von bis zu 60.000 Behältern/Stunde oft nicht möglich, innerhalb der kurzen Strecke zwei unterschiedliche Inspektionsvorrichtungen so anzuordnen, dass ausreichend Zeit zur Analyse und evtl. erforderlichen Ausscheidung von Behältnissen vor dem Eintritt in eine nachfolgende Behandlungseinrichtung verbleibt.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Inspektionsvorrichtung zu schaffen, die eine vielseitigere Kontrolle der Behältnisse innerhalb kürzerer Zeit ermöglicht.
Dies wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung nach Anspruch 1 sowie ein Verfahren nach Anspruch 14 erreicht. Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
Die erfindungsgemäße Inspektionsvorrichtung für Behältnisse weist eine erste Beleuchtungseinrichtung auf, die Licht mit ersten charakteristischen Eigenschaften auf den Boden des Behältnisses richtet. Daneben ist eine zweite Beleuchtungseinrichtung vorgesehen, welche Licht mit zweiten charakteristischen Eigenschaften, welche sie von den ersten charakteristischen Eigenschaften unterscheiden, auf den Boden des Behältnisses richtet, und wenigstens eine Bildaufnahmeeinrichtung, die wenigstens einen Anteil des auf den Boden des Behältnisses gerichteten und von diesem transmittierten Lichts beider Beleuchtungseinrichtungen aufnimmt .
Dabei ist eine Trennungseinrichtung vorgesehen, welche bewirkt, dass das Licht der ersten Beobachtungseinrichtung, das von der Bildaufnahmeeinrichtung aufgenommen wurde und das Licht der zweiten Bildaufnahmeeinrichtung, welches von der Bildaufnahmeinrichtung aufgenommen wurde, voneinander im Wesentlichen vollständig getrennt oder trennbar sind. Neben dem Begriff Bildaufnahmeeinrichtung wird im Folgenden auch der Begriff Kamera verwendet.
Durch diese Ausführung wird erreicht, dass mit einer Inspektionsvorrichtung zwei verschiedene optische Messverfahren durchgeführt und damit Bauraum und Zeit eingespart werden können. Unter einer vollständigen Trennbarkeit der Lichter wird verstanden, dass die Bildaufnahmeeinrichtung Signale ausgeben kann, die nur von
dem Licht aus der ersten Beleuchtungseinrichtung beeinflusst werden und solche Signale, die nur von dem Licht aus der zweiten Beleuchtungseinrichtung beeinflusst werden. Die Trennung der beiden Lichtarten kann in unterschiedlichster Weise erfolgen, wie unten genauer erläutert wird.
Bevorzugt weist die Trennungseinrichtung eine Steuerungseinrichtung auf, die bewirkt, dass das Licht der ersten Beleuchtungseinrichtung und das Licht der zweiten Beleuchtungseinrichtung wenigstens teilweise zeitlich versetzt auf den Boden des Behältnisses treffen. Bei dieser Ausführungsform wird eine Trennung der beiden Lichter bzw. Beleuchtungen über deren zeitlichen Versatz erreicht, d.h. die wenigstens eine Kamera registriert die beiden Beleuchtungen zeitlich versetzt. Vorzugsweise werden die beiden Lichter vollständig zeitlich versetzt, d.h. ohne zeitlich überschneidungen auf den Boden des Behältnisses und damit auf die Bildaufnahmeeinrichtung gerichtet.
Bei einer weiteren Ausführungsform richten die beiden Beleuchtungseinrichtungen Licht unterschiedlicher Wellenlängen auf den Boden des Behältnisses und die Trennungseinrichtung bewirkt, dass das Licht der ersten Wellenlänge, welches von der Bildaufnahmeeinrichtung aufgenommen wurde und das Licht der zweiten Wellenlänge, welches von der Bildaufnahmeeinrichtung aufgenommen wurde, voneinander im Wesentlichen trennbar sind.
Auch hier sind unterschiedliche Ausführungsformen von Trennungseinrichtungen denkbar. So wäre es denkbar, dass Filter oder Spiegel vorgesehen sind, die das Licht der einen Wellenlänge passieren lassen und das Licht der anderen Wellenlänge reflektieren und beispielsweise auf eine zweite
Kamera richten. Dabei sind Spiegelsysteme bekannt, die eine im Wesentlichen vollständige Trennung von Licht unterschiedlicher Wellenlängen erlauben. Daneben kann eine Trennung auch durch die Kamera selbst ausgeführt werden, indem beispielsweise eine Farbkamera vorgesehen wird, die das aufgenommene Bild in zwei Bilder mit unterschiedlichen Farbanteilen spaltet. In diesem Fall ist also kein zeitlicher Versatz zwischen den beiden Lichtpulsen nötig, dieser kann aber zusätzlich zur Verbesserung der Trennung eingesetzt werden.
Daneben kann eine Trennung der Lichtquellen auch über andere Maßnahmen wie beispielsweise eine Trennung unterschiedlicher Polarisationsrichtungen erfolgen. Bevorzugt erfolgt diese Trennung jedoch, nachdem das Licht bereits den Behältnisboden durchlaufen hat.
Damit unterscheiden sich die beiden von den beiden Beleuchtungseinrichtungen ausgesendeten Lichter ungeachtet evtl. verschiedener Wellenlängen wenigstens in einer Eigenschaft. Beispielweise handelt es sich bei dem einen Licht um diffuses Licht und bei dem anderen Licht um gerichtete Strahlung. Wie eingangs erwähnt, können durch diese unterschiedlichen Beleuchtungsarten unterschiedliche Charakteristika des Behältnisses untersucht werden. Im Einzelnen ist es möglich, durch gerichtete Strahlung die Bodenqualität des Behältnisses zu untersuchen. So ist es beispielsweise möglich, die charakteristischen Materialverteilungen im Boden des Behältnisses zu vermessen und daraus charakteristische Kennzahlen wie beispielweise die Flächengrößen eines unverstreckt und oder nur leicht verstreckt gebliebenen Bereiches am Boden des Behältnisses bzw. die Größe und Lage eines übergangsbereichs zwischen
einem unverstreckten und einem verstreckten Bereich zu ermitteln. Damit kann durch die Verwendung des gerichteten Lichts auf einfache Weise ein Parameter bereitgestellt werden, der sehr aussagekräftig für die Qualität des Streckblasvorgangs bzw. die Qualität des streckgeblasenen Kunststoffbehälters ist.
Beim Verstrecken des Bodens eines Kunststoffbehälters entstehen je nach der Prozesssteuerung unterschiedliche charakteristische Materialverteilungen im Boden. Diese Inhomogenitäten können mit der erfindungsgemäßen gerichteten Beleuchtung hervorgehoben und mit elektronischer Kameratechnik aufgenommen und analysiert werden. Falls beispielsweise die Innen- und die Außenwandung im Behältnisboden nicht zueinander parallel sind, da beispielsweise Materialwölbungen oder Inohomogenitäten auftreten, tritt zwischen der Innenwandung und der Außenwandung ein Keilwinkel auf. Dadurch wird das gerichtete Licht durch Brechung abgelenkt und gelangt nicht zur Kamera, wodurch derartige Bereiche auf dem Kamerabild dunkler erscheinen.
Bei einer weiteren Ausführungsform kann anstelle von oder neben gerichtetem Licht polarisiertes Licht verwendet werden, um eine Erkennung von Materialspannungen durchzuführen. Daneben können auch im Fall durchgefärbter
Behältermaterialien Inohomogenitäten durch die Absorption von Licht im sichtbaren Wellenbereich deutlich gemacht werden. Daher erfolgt eine Erkennung der Absorption von sichtbarem Licht durch durchgefärbtes Kunststoffmaterial.
Die zweite Beleuchtungseinrichtung sendet bevorzugt diffuses bzw. ungerichtetes Licht aus. Mit dieser Lichtart kann
beispielsweise der Boden untersucht werden, um beispielsweise den geometrischen Ort eines Anspritzpunktes zu vermessen. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist wenigstens eine Beleuchtungseinrichtung in Längsrichtung des Behältnisses unterhalb des Behältnisses angeordnet. Die Bildaufnahmeeinrichtung ist vorteilhafterweise eine Kamera mit Objektiv und besonders bevorzugt oberhalb der Flasche angeordnet. Das heißt, bei dieser Ausführungsform wird der Boden des Behältnisses im Durchlichtverfahren inspiziert. Durch die Anordnung einer Beleuchtungseinrichtung und besonders bevorzugt der ersten Beleuchtungseinrichtung in Längsrichtung des Behältnisses unterhalb desselben wird eine direkte Beleuchtung des Bodens ohne weitere Elemente wie Spiegel durch die erste Beleuchtungseinrichtung möglich.
Vorzugsweise sind beide Beleuchtungseinrichtungen derart angeordnet, dass das von ihnen ausgesandte Licht im Wesentlichen in der Längsrichtung auf den Boden des Behältnisses trifft. Damit sind die von den beiden Beleuchtungseinrichtungen ausgehenden Lichter bzw. die auf dem Boden des Behältnisses auftreffenden Strahlengänge bevorzugt koaxial zueinander. Dabei ist es möglich, das Licht der zweiten Beleuchtungsquelle beispielsweise durch einen Umlenkspiegel derart umzulenken, dass es im Wesentlichen in Längsrichtung auf den Boden des Behältnisses, z. B. PET- Flasche trifft. Durch die erfindungsgemäße Vorrichtung kann in Kombination eine überprüfung von Behältnissen, insbesondere der PET-Bodenqualität und der herkömmlichen PET- Bodeninspektion durch diffuses Licht in einer Station erfolgen. Damit ist ein kompakter Aufbau möglich, ohne dass die Inspektionsmöglichkeiten eingeschränkt werden.
Für die genannte Bodeninspektion wird, wie erwähnt, vorzugsweise eine diffuse bzw. weiche Beleuchtung des Behältnisbodens von unten verwandt, damit einerseits der Anspritzpunkt exakt vermessen werden kann und andererseits kleine opake Einschlüsse und weißkristalline Bereiche, Risse oder andere Fehler sichtbar gemacht werden können. Wie oben erwähnt, können andererseits kleinere Unebenheiten und Wanddickenschwankungen bei der Verwendung der zweiten Beleuchtungseinrichtung unterdrückt werden. Die Messung der PET-Bodenqualität basiert dagegen auf einer stark gerichteten bzw. harten Beleuchtung des Bodens von unten.
Vorzugsweise weist die Inspektionsvorrichtung wenigstens eine Auswerteeinrichtung auf, die eine Relativposition von mindestens einem Bereich einer Wandung des Behältnisses bezüglich eines Anspritzpunktes des Behältnisses ermittelt. Diese Auswerteinrichtung verwendet damit Daten, die sich aus der Beleuchtung mit diffusem Licht ergeben.
Vorzugsweise bewirkt die Steuerungseinrichtung, dass das Licht der ersten Beleuchtungseinrichtung und das Licht der zweiten Beleuchtungseinrichtung um zwischen 200 μs und 1.500 μs, bevorzugt um zwischen 200 μs und 1.000 μs und besonders bevorzugt um zwischen 300 μs und 600 μs gegeneinander versetzt sind. Ein typischer Wert dieser zeitlichen Versetzung ist bis zu 500 μs . Durch diese zeitlich geringfügig versetzte Ansteuerung der
Beleuchtungseinrichtungen kann der Behältnisboden innerhalb eines vergleichsweise kurzen Zeitfensters von etwa 1 ms beleuchtet werden. In jedem Fall wird durch den zeitlichen Versatz der Beleuchtungen erreicht, dass sich die Aufnahmen der beiden Lichtquellen nicht oder nur geringfügig gegenseitig beeinflussen. Damit handelt es sich vorzugsweise
bei beiden Beleuchtungseinrichtungen um gepulste Lichtquellen beispielsweise pulsabstrahlende Leuchtdioden.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist in einem optischen Strahlengang zwischen den Beleuchtungseinrichtungen und dem Boden des Behältnisses eine Lichteinkoppeleinrichtung vorgesehen. Dabei kann es sich beispielsweise um einen teildurchlässigen Umlenkspiegel handeln, durch den das Licht einer Beleuchtungseinrichtung, beispielsweise der zweiten Beleuchtungseinrichtung, eingekoppelt werden kann. Auf diese Weise wird erreicht, dass die beiden Lichtquellen auf im Wesentlichen den gleichen Ort des Behältnisses treffen. Daneben können auch sogenannte schaltbare Spiegel verwendet werden. Bei der Bildaufnahmeeinrichtung handelt es sich vorteilhaft um eine doppelbelichtungsfähige Kamera, d.h. eine Kamera, die innerhalb sehr kurzer Zeitabstände zwei Bilder ausgeben kann.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist die Inspektionsvorrichtung eine zweite Bildaufnahmeeinrichtung auf. Damit sind vorzugsweise zwei getrennte Kameras vorgesehen. Dabei ist es wiederum möglich, in einem Strahlengang zwischen dem Behältnis und den Kameras einen Strahlteiler wie beispielsweise einen teildurchlässigen Spiegel vorzusehen. Auch könnte ein strahlteilendes Doppelobjektiv vorgesehen sein. Die Führung der Behältnisse und die einzelnen Aufnahmen erfolgen ansonsten wie bei aus dem Stand der Technik bekannten Inspektionseinrichtungen. Vorzugsweise strahlen die Beleuchtungseinrichtungen sichtbares Licht und insbesondere sichtbares Licht unterschiedlicher Wellenlänge ab. Damit kann eine Trennung der beiden Beleuchtungen auch über zusätzliche Filter wie RG
- Filter oder dergleichen vorgenommen werden. Es ist jedoch auch möglich, dass eine Beleuchtungseinrichtung oder auch beide Beleuchtungseinrichtungen weißes Licht abgeben. Besonders bevorzugt weisen die Beleuchtungseinrichtungen weiße LED' s als Lichtquellen auf.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist die erste Beleuchtungseinrichtung eine Punktlichtquelle auf. Diese kann beispielsweise mit Hilfe eines Reflektors gerichtetes Licht das heißt Licht mit den wesentlichen parallelen Lichtstrahlen aussenden. Daneben können jedoch zum Richten des Lichts auch optische Elemente wie Linsen oder dergleichen verwendet werden. Vorzugsweise weist die zweite Beleuchtungseinrichtung eine Vielzahl von Lichtquellen auf. In diesem Falle wird besonders bevorzugt eine großflächige Beleuchtung eingesetzt, beispielsweise in Form einer Vielzahl von Leuchtdioden, die in einem Array angeordnet sind.
Die vorliegende Erfindung ist weiterhin auf eine Streckblasmaschine mit einer Inspektionsvorrichtung der oben beschriebenen Art gerichtet. Vorzugsweise weist diese Streckblasmaschine eine Steuerungseinrichtung auf, die in Abhängigkeit von den von der Bildaufnahmeeinrichtung aufgenommenen Bildern Parameter des Streckblasverfahrens (Temperaturverteilung, Blasdrücke, Reckgeschwindigkeit usw. ) regelt. Die Inspektionsvorrichtung ist bevorzugt in den Bereich des Auslaufsternrads der Maschine möglichst nahe an der Austrittsstelle der Behältnisse aus den Blasformen platziert .
Die vorliegende Erfindung ist weiterhin auf ein Verfahren zum Inspizieren von Behältnissen und insbesondere von streckgeblasenen Kunststoffbehältern durch optische
Inspektion des Bodens des Behältnisses gerichtet. Dabei wird in einem ersten Schritt das Behältnis mittels seiner ersten Beleuchtungseinrichtung mittels Licht mit ersten charakteristischen Eigenschaften beleuchtet. In einem weiteren Verfahrensschritt wird das Behältnis mittels einer zweiten Beleuchtungseinrichtung mit Licht mit zweiten charakteristischen Eigenschaften welche sich von den ersten charakteristischen Eigenschaften unterscheiden, beleuchtet. Weiterhin wird wenigstens ein Anteil des auf dem Boden des Behältnisses gerichteten Lichts beider Beleuchtungseinrichtungen mit wenigstens einer Bildaufnahmeeinrichtung aufgenommen .
Erfindungsgemäß sind das Licht der ersten Beleuchtungseinrichtung, welches von der
Bildaufnahmeeinrichtung aufgenommen wurde und das Licht der zweiten Beleuchtungseinrichtung, welches von der Bildaufnahmeeinrichtung aufgenommen wurde voneinander im Wesentlichen vollständig trennbar oder werden im Wesentlichen vollständig voneinander getrennt.
Erfindungsgemäß werden das Licht der ersten Beleuchtungseinrichtung und das Licht der zweiten Beleuchtungseinrichtung zeitlich versetzt zueinander auf dem Boden des Behältnisses gerichtet. Durch diesen zeitlichen Versatz ist es ebenso möglich, zwei unterschiedliche Messmethoden in relativer kurzer Zeit und damit innerhalb der relativ kurzen Zeit, die für das Inspektionsverfahren zur Verfügung steht, durchzuführen.
Bei einem weiteren bevorzugten Verfahren richten die Beleuchtungseinrichtungen Licht unterschiedlicher Wellenlängen auf den Boden des Behältnisses und das Licht
einer ersten Wellenlänge, welches von der
Bildaufnahmeeinrichtung aufgenommen wurde sowie das Licht, welches von der zweiten Bildaufnahmeeinrichtung aufgenommen wurde, werden im Wesentlichen vollständig voneinander getrennt .
Vorzugsweise werden mit Bildverarbeitungsalgorhithmen aus den aufgenommenen Bildern Qualitätsmerkmale des Behältnisses abgeleitet, wobei insbesondere ortsauflösende elektronische Kameras zur Bildaufnahme verwendet werden. Vorzugsweise beleuchtet die Beleuchtung den Boden des Behältnisses und die Bildaufnahmeeinrichtung blickt durch die Mündungsöffnung des Behältnisses auf dessen Boden, sodass ein Durchlichtverfahren verwendet wird.
Besonders vorteilhaft wird durch die Verwendung des Lichts mit den ersten charakteristischen Eigenschaften die Flächengröße eines unverstreckten bzw. nur leicht verstreckten Gesamtbereichs oder eines ausgewählten unverstreckten oder nur leicht verstreckten Teilbereichs am Boden des Behältnisses ermittelt. Durch die Aufnahme werden Qualitätsmerkmale des Behältnisses abgeleitet und besonders bevorzugt mit vordefinierten Grenzwerten verglichen und bei überschreitung der Grenzwerte eine Ausleitung der beanstandeten Behälter veranlasst. Vorzugsweise wird als Licht sichtbares Licht verwendet. Es ist jedoch auch möglich, andere Lichterarten wie infrarotes oder ultraviolettes Licht oder Kombinationen hieraus zu verwenden.
Vorzugsweise durchläuft das Licht nach dem Passieren des Bodens eine Strahlungsteileinrichtung. Damit können das Licht mit den ersten charakteristischen Eigenschaften und das Licht mit den zweiten charakteristischen Eigenschaften voneinander
getrennt werden. Daneben kann das Licht auf diese Weise auch in zwei Anteile (mit jeweils den gleichen charakteristischen Eigenschaften) aufgespalten und auf zwei Kameras gegeben werden.
Weitere Vorteile und Ausführungsformen ergeben sich aus der beigefügten Figur. Dabei zeigt:
Fig. 1 Eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen InspektionsVorrichtung.
Fig. 1 zeigt eine erfindungsgemäße Inspektionsvorrichtung 1 zum Inspizieren eines Behältnisses 8. Dieses Behältnis (beispielsweise eine PET - Flasche) wird dabei von einer sog. Neckhandlingsklammer 15 bodenfrei geführt bzw. gehalten. Die Klammer 15 kann Bestandteil eines Sternrads einer Streckblasmaschine sein und ist bevorzugt selektiv ansteuerbar. Das Behältnis 8 ist im Wesentlichen rotationssymmetrisch zu einer Längsachse L ausgebildet. Die Wandung 12 des Behältnisses 8 weist einen mit einem Außengewinde versehenen Mündungsbereich 14 mit einem nur schematisch angedeuteten seitlich überstehenden Tragring 16 auf. Unterhalb des Tragrings 16 ist ein seitlich überstehender im Wesentlichen zylinderförmiger Bauchbereich 22 vorgesehen, der den größten Außendurchmesser des Behältnisses 8 bildet. Dieser Bauchbereich 22 geht an seinem unterem Ende in einen Boden 6 über, der als Standfuß ausgebildet ist. An der Außenseite des Bodens befindet sich ein im Normalfall zentrischer Anspritzpunkt 24.
Unterhalb des Bodens 6 bzw. des Behältnisses 8 sind zwei Beleuchtungseinrichtungen 2 und 3 vorgesehen. Dabei handelt es sich bei der zweiten Beleuchtungseinrichtung 3 um eine
großflächige Beleuchtung, die beispielsweise eine Vielzahl von Leuchtdioden aufweisen kann, um diffuses Licht abzugeben. Dieses diffuse Licht wird über eine Lichteinkoppeleinrichtung 5, die beispielsweise als teildurchlässiger Spiegel ausgeführt sein kann, um 90° umgelenkt und von unten auf den Boden 6 des Behältnisses gelenkt. Dabei gelangt das Licht von der zweiten Beleuchtungseinrichtung 3 im Wesentlichen in Längsrichtung L auf den Boden 6 des Behältnisses. Zwischen der zweiten Beleuchtungseinrichtung 3 und der Lichteinkoppeleinrichtung 5 ist eine Mattscheibe 4 zur weiteren Streuung des Lichts vorgesehen.
Das Bezugszeichen 2 kennzeichnet die erste Beleuchtungseinrichtung bei der es sich beispielsweise um eine LED-Spotlampe (zur Untersuchung der PET-Bodenqualität ) handeln kann. Das Bezugszeichen 7 bezieht sich auf einen optischen Absorber, der den von der Beleuchtungseinrichtung 3 ausgestrahlten, aber nicht zum Boden 6 umgelenkten Lichtanteil absorbiert und damit ungewünschte Streuungen verhindert .
Zwischen der Beleuchtungseinrichtung 2 und der Lichteinkoppeleinrichtung 5 ist eine Linse 11 vorgesehen, die bewirkt, dass das Licht der ersten Beleuchtungseinrichtung 2 auf im Wesentlichen die gesamte Fläche des Bodens 6 des Behältnisses gerichtet wird. Bevorzugt ist diese Linse in der Längsrichtung L verschiebbar, so dass die
Inspektionsvorrichtung auch auf unterschiedliche Bodenflächen angepasst werden kann. Auch ist es möglich, die Beleuchtungseinrichtung 2 verschiebbar in der Längsrichtung L anzuordnen. Das Licht der zweiten Beleuchtungseinrichtung wird vorzugsweise ebenfalls auf die vollständige Fläche des Bodens 6 gerichtet.
Eine Steuerungseinrichtung 10 bewirkt, dass die beiden Beleuchtungseinrichtungen 2 und 3 ihr Licht jeweils zeitlich versetzt zueinander aussenden. Oberhalb des Behältnisses 8 sind zwei Bildaufnahmeeinrichtungen 9 und 13 in Form zweier Kameras, welche bevorzugt CCD-Chips aufweisen, vorgesehen. Vorzugsweise sind die Kameras zur Ausgabe von Farbbildern ausgelegt. In diesem Fall ist ein Strahlteiler 18 vorgesehen, der bewirkt, dass beide Kameras 9, 13 beleuchtet werden. Bevorzugt ist der Strahlteiler so ausgelegt, dass das Licht einer Beleuchtungseinrichtung 2,3 auf eine Kamera 9,13 gelangt und das Licht der anderen Beleuchtungseinrichtung 3,2 auf die andere Kamera 13, 9 . Bei dieser Ausführungsform werden vorteilhaft jeweils die Beleuchtungseinrichtungen 2, 3 und die diesen zugeordneten Kameras 9, 13 miteinander synchronisiert .
Das Bezugszeichen 17 bezieht sich auf ein Kombiobjektiv bzw. Doppelobjektiv mit dem darin angeordneten Strahlteiler 18. Die Steuerungseinrichtung kann auch bewirken, dass die Beleuchtungen und die Kameras geringfügig zeitlich versetzt angesteuert werden und damit zwei unterschiedliche Aufnahmen an fast derselben Behälterposition ohne gegenseitige Beeinflussung erfolgen können. Damit kann insgesamt innerhalb eines vergleichsweise kurzen Zeitfensters bei Aufnahmen mit unterschiedlichen Lichtarten durchgeführt werden und damit das Behältnis auf wenigstens zwei unterschiedliche Kriterien hin untersucht werden.
Für die erfindungsgemäße Inspektionsvorrichtung ist im Wesentlichen nicht mehr Bauraum bzw. Platz nötig als für entsprechende Inspektionsvorrichtungen aus dem Stand der Technik. Damit können ohne zeitliche Verluste oder weiteren
Platzbedarf durch die erfindungsgemäße Inspektionsvorrichtung mehrere Inspektionsaufgaben bei hoher Maschinenleistung durchgeführt werden.
Die Bezugszeichen 19 und 20 beziehen sich auf Filter, die jeweils in den Strahlengängen zwischen dem Strahlteiler 18 und den Kameras 9, 13 angeordnet sein können, um Licht unterschiedlicher Wellenlängen zu trennen.
Sämtliche in den Anmeldungsunterlagen offenbarten Merkmale werden als erfindungswesentlich beansprucht, sofern sie einzeln oder in Kombination gegenüber dem Stand der Technik neu sind.