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Patent Searching and Data


Title:
METHOD AND DEVICE FOR PRODUCING AN IMAGE OF A BOTTOM OF A GLASS VESSEL
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2024/056267
Kind Code:
A1
Abstract:
A method and a device for producing an image of a bottom of a glass vessel having an axis use a matrix camera having pixels arranged in a plurality of rows and a plurality of columns. A series of individual photographs of strip-shaped regions of the bottom is captured by means of the matrix camera; mutually adjacent individual photographs partly overlap. A light source is used to transmit light through the bottom of the glass vessel during an individual photograph. Between different individual photographs, the glass vessel is rotated about its axis relative to the matrix camera. A digital image of the bottom of the glass vessel is composed from the series of individual photographs, the individual photographs being arranged at an angle relative to each other.

Inventors:
EID PETRO (US)
ESTNER NIKOLAS (DE)
JANIK MARCUS (DE)
Application Number:
PCT/EP2023/071232
Publication Date:
March 21, 2024
Filing Date:
August 01, 2023
Export Citation:
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Assignee:
EMHART GLASS SA (CH)
International Classes:
G06T7/00; G01N21/90
Foreign References:
US5444237A1995-08-22
US20150308964A12015-10-29
US5926268A1999-07-20
JPH04216445A1992-08-06
EP2434276B12019-08-07
Attorney, Agent or Firm:
GRÜNECKER PATENT- UND RECHTSANWÄLTE PARTG MBB (DE)
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Claims:
Ansprüche

1. Verfahren zum Erzeugen einer Abbildung (A) eines Bodens (5) eines eine Achse (27) aufweisenden Glasgefäßes (3), wobei eine Matrixkamera (39) mit in einer Mehrzahl von Zeilen (Z) und einer Mehrzahl von Spalten (S) angeordneten Pixeln (40) vorgesehen ist, wobei mittels der Matrixkamera (39) eine Serie von Einzelaufnahmen (E) von streifenförmigen Bereichen (B) des Bodens (5) des Glasgefäßes (3) aufgenommen wird, wobei sich einander benachbarte Einzelaufnahmen (E) abschnittsweise überlappen, wobei während einer Einzelaufnahme (E) der Boden (5) des Glasgefäßes (3) mittels einer auf der der Matrixkamera (39) gegenüberliegenden Seite des Bodens (5) des Glasgefäßes (3) angeordneten Lichtquelle (37) durchleuchtet wird, wobei zwischen verschiedenen Einzelaufnahmen (E) eine Drehung des Glasgefäßes (3) um seine Achse (27) relativ zur Matrixkamera (39) erfolgt, und wobei aus der Serie von Einzelaufnahmen (E) unter winkliger Anordnung der Einzelaufnahmen (E) relativ zueinander eine digitale Abbildung (A) des Bodens (5) des Glasgefäßes (3) zusammengesetzt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1 , wobei zum Zusammensetzen der digitalen Abbildung (A) des Bodens (5) des Glasgefäßes (3) eine Software (44) dazu eingerichtet ist, Sonderstellen (45) in den Einzelaufnahmen (E) zu erkennen und die Einzelaufnahmen (E) unter Überlagerung der Sonderstellen (45) aneinanderzufügen.

3. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei zum Zusammensetzen der digitalen Abbildung (A) des Bodens (5) des Glasgefäßes (3) eine Rotation, Linearverschiebung und/oder ein Dehnen oder Stauchen einer Einzelaufnahme (E) erfolgt.

4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Zusammensetzen der digitalen Abbildung (A) des Bodens (5) des Glasgefäßes (3) unter Berücksichtigung der Relativdrehung zwischen Glasgefäß und Matrixkamera (39) zwischen je zwei Einzelaufnahmen (E) erfolgt.

5. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei zwischen je zwei Einzelaufnahmen (E) eine Relativdrehung zwischen Glasgefäß (3) und Matrixkamera (39) um einen Winkel (a) von 1 bis 15° erfolgt, vorzugsweise um einen Winkel (a) von 2 bis 12°.

6. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Boden (5) des Glasgefäßes (3) während der Aufnahme der Einzelaufnahmen (E) auf einer T ragstruktur (30) steht, insbesondere einer lichtdurchlässigen Stellfläche (31).

7. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der von einer Einzelaufnahme (E) erfasste Bereich (B) des Bodens (5) des Glasgefäßes (3) eine größere Länge (L) hat als ein Durchmesser (I) des Glasgefäßes (3).

8. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der von den Einzelaufnahmen (E) erfasste Bereich (B) des Bodens (5) des Glasgefäßes (3) von der Achse (27) des Glasgefäßes (3) durchsetzt wird.

9. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der von einer Einzelaufnahme (E) erfasste Bereich (B) des Bodens (5) des Glasgefäßes (3) eine Breite von 10% bis 30% des Durchmessers (I) des Glasgefäßes (3) aufweist, vorzugsweise eine Breite von 15% bis 25% des Durchmessers (I) des Glasgefäßes (3).

10. Vorrichtung (24) zum Erzeugen einer Abbildung (A) eines Bodens (5) eines eine Achse (27) aufweisenden Glasgefäßes (3), umfassend eine Matrixkamera (39) mit in einer Mehrzahl von Zeilen (Z) und einer Mehrzahl von Spalten (S) angeordneten Pixeln (40) , eine Tragstruktur (30) zum Tragen des Glasgefäßes (3), eine Lichtquelle (37) zum Durchleuchten des Bodens (5) des Glasgefäßes (3), wobei die Lichtquelle (37) auf der der Matrixkamera (39) gegenüberliegenden Seite der Tragstruktur (30) angeordnet ist, wobei ein Antrieb (25) zum Erzeugen einer Drehung des von der Tragstruktur (30) aufgenommenen Glasgefäßes (3) relativ zur Matrixkamera (39) vorgesehen ist, wobei ein Speicher (43) zum Speichern einer mittels der Matrixkamera (39) aufgenommenen Serie von Einzelaufnahmen (E) von streifenförmigen Bereichen (B) des Bodens (5) des Glasgefäßes (3) vorgesehen ist, und wobei die Vorrichtung (24) eine Auswerteeinheit (41) aufweist, die dazu eingerichtet ist, aus der Serie von Einzelaufnahmen (E) unter winkliger Anordnung der Einzelaufnahmen (E) relativ zueinander eine digitale Abbildung (A) des Bodens (5) des Glasgefäßes (3) zusammenzusetzen.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, wobei die Auswerteeinheit (41) dazu eingerichtet ist, Sonderstellen (45) in den Einzelaufnahmen (E) zu erkennen und die Einzelaufnahmen (E) unter Überlagerung der Sonderstellen (45) aneinanderzufügen.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 oder 11 , wobei die Auswerteeinheit (41) dazu eingerichtet ist, zum Zusammensetzen der digitalen Abbildung (A) des Bodens (5) des Glasgefäßes (3) eine Rotation, Linearverschiebung und/oder ein Dehnen oder Stauchen einer Einzelaufnahme durchzuführen.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 12, wobei die Lichtquelle (37) gepulst betreibbar ist, wobei vorzugsweise die Lichtquelle (37) mit dem Aufnehmen der Einzelaufnahmen (E) durch die Matrixkamera (39) synchronisiert betreibbar ist.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 13, wobei die Tragstruktur (30) dazu eingerichtet ist, zwischen je zwei Einzelaufnahmen (E) eine Relativdrehung zwischen Glasgefäß (3) und Matrixkamera um einen Winkel (a) von 1 bis 15° durchzuführen, vorzugsweise um einen Winkel (a) von 2 bis 12°.

15. Computerprogrammprodukt (44), das beim Ablaufen auf einem Computer (43) dazu eingerichtet ist, aus einer Serie von Einzelaufnahmen (E) eines Bodens (5) eines Glasgefäßes (3) unter winkliger Anordnung der Einzelaufnahmen (E) relativ zueinander eine digitale Abbildung (A) des Bodens (5) des Glasgefäßes (3) zusammenzusetzen.

Description:
Verfahren und Vorrichtung zum Erzeugen einer Abbildung eines Bodens eines Glasgefäßes

Das Verfahren und die Vorrichtung betreffen das Inspizieren von Glasgefäßen, die einen Boden und eine Achse aufweisen. Allerdings müssen die Glasgefäße dabei nicht rotationssymmetrisch sein.

Insbesondere bei der industriellen Herstellung von Glasgefäßen kann es, wenn auch in geringem Umfang, zur Bildung von Fehlstellen im Boden der Gefäße kommen, bspw. von Defekten, Rissen, Färb-, Fremdmaterial- oder Luft-Einschlüssen. Werden solche Fehlstellen rechtzeitig erkannt, können die fehlerhaften Gefäße aus dem Herstellungsprozess ausgeschleust werden.

Aus der EP 2 434276 B1 ist bspw. ein Inspektionsverfahren zur Prüfung von transparenten oder transluzenten Behältern auf Fehler wie Sprünge, Risse, Blasen oder dergleichen bekannt. Die Behälter werden von einer Fördereinrichtung entlang einer Förderrichtung kontinuierlich gefördert. Jeder Behälter durchläuft eine Inspektionsstation, in der eine berührungsfreie Inspektion zumindest eines ausgewählten Behälterbereichs eines jeden Behälters stattfindet.

In der Praxis ergeben sich Schwierigkeiten insbesondere dann, wenn ein Boden eines Gefäßes inspiziert werden soll, während das Gefäß mit seinem Boden auf einem Tragelement, wie bspw. einer Abstellfläche, steht.

Die Aufgabe der Erfindung besteht im Aufzeigen eines Weges, wie ein Boden eines Glasgefäßes auf verbesserte Art und Weise inspiziert werden kann.

Diese Aufgabe wird jeweils selbständig durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1 bzw. durch eine Vorrichtung gemäß Anspruch 10 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.

In einem ersten Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Erzeugen einer Abbildung eines Bodens eines eine Achse aufweisenden Glasgefäßes bereitgestellt. Die Achse des Glasgefäßes steht typischerweise im Wesentlichen im rechten Winkel über dem Boden des Glasgefäßes, aber der Boden kann eine Krümmung aufweisen und das Glasgefäß muss nicht rotationssymmetrisch um die Achse sein. Unter den Begriff „Glasgefäß“ fallen im Kontext der Erfindung nicht nur Gefäße, die tatsächlich Glas als Material aufweisen, sondern auch Gefäße, die transparente oder zumindest transluzente Kunststoffe als Material aufweisen.

Das Verfahren verwendet eine Matrixkamera mit in einer Mehrzahl von Zeilen und einer Mehrzahl von Spalten angeordneten Pixeln, d.h. im Unterschied zu früher verwendeten Zeilenkameras eine Kamera mit einem flächigen Aufnahmebereich. Es kann sich um eine CCD-Kamera oder um eine CMOS-Kamera handeln, bspw. um eine sogenannte High-Speed-Kamera.

Mittels dieser Matrixkamera wird eine Serie von Einzelaufnahmen von jeweils streifenförmigen Bereichen des Bodens des Glasgefäßes aufgenommen. Die streifigen Bereiche können rechteckig sein, können jedoch auch andere Formen haben, bspw. quadratisch oder ellipsenförmig. Einander benachbarte Einzelaufnahmen überlappen sich abschnittsweise.

Während einer Einzelaufnahme wird der Boden des Glasgefäßes mittels einer auf der der Matrixkamera gegenüberliegenden Seite des Bodens des Glasgefäßes angeordneten Lichtquelle durchleuchtet. Die Lichtquelle kann eine gepulste Lichtquelle sein, die vorzugsweise mit dem Aufnehmen der Einzelaufnahmen durch die Matrixkamera synchronisiert betrieben wird.

Damit das Licht der Lichtquelle durch den Behälterboden hindurch in den optischen Eintritt der Kamera fallen kann, ist eine Aussparung in dem erwähnten Tragelementvorteilhaft. Die Lichtquelle befindet sich entsprechend darunter, der Behälter steht darüber. Die Länge der Aussparung sollte in diesem Fall mindestens so groß sein, dass sie von der Mitte des Behälterbodens bis über den Rand des Behälters hinaus reicht. Es hat sich aber als vorteilhaft erwiesen, wenn die Länge der Aussparung größer als der gesamte Durchmesser des Behälters ist, der aufgenommene beleuchtete Bildstreifen also die gesamte Bodenfläche überspannt. Die Breite der Aussparung sollte so gewählt werden, dass der Behälter nicht hindurchfallen kann und noch sicher auf mindestens einer, vorzugsweise aber auf beiden Seiten der Aussparung steht.

Zwischen verschiedenen Einzelaufnahmen erfolgt jeweils eine Drehung des Glasgefäßes um seine Achse relativ zur Matrixkamera. Schließlich wird aus der Serie von Einzelaufnahmen unter winkliger Anordnung der Einzelaufnahmen relativ zueinander eine digitale Abbildung des Bodens des Glasgefäßes zusammengesetzt.

Während der Drehung kann es auch zu einer Verschiebung der Drehachse relativ zur Behälterachse kommen, so dass die Einzelaufnahmen nicht nur den gewollten Drehwinkel zur vorherigen Aufnahme aufweisen, sondern der Behälter in der Aufnahme auch in X- und Y-Richtung in der Ebene verschoben sein kann. Beim Zusammensetzen der Einzelbilder kann daher zusätzlich zur rotatorischen Änderung auch die Berücksichtigung einer translatorischen Änderung erforderlich sein.

Die Drehung und Verschiebung der Behälter von einer Aufnahme zur anderen darf maximal so groß sein, dass gerade keine Überlappung des Bildbereiches mehr besteht. Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, wenn eine gewisse Überlappung, beispielsweise 10% oder bis zu 50% des Bildbereiches, in beiden Aufnahmen wiederfinden. Durch diese Überlappung können die Einzelbilder anhand von Merkmalen, die in den jeweils benachbarten Einzelbildern gleichzeitig zu sehen sind, ideal zur Deckung gebracht werden.

Das Zusammensetzen der digitalen Abbildung kann bereits während des Erstellens der Serie von Einzelaufnahmen oder aber nach dem Erstellen der gesamten Serie von Einzelaufnahmen erfolgen. Eine Serie von Einzelaufnahmen besteht dabei mindestens aus zwei Einzelaufnahmen, vorzugsweise jedoch aus mindestens drei, mindestens vier, mindestens 5, mindestens 10 oder sogar mindestens 15, 20, 30 oder 50 Einzelaufnahmen.

Dieses Verfahren bietet erhebliche Vorteile gegenüber herkömmlichen Verfahren, bei denen der Boden von Glasgefäßen mittels einer Zeilenkamera abgetastet wurde - d.h. einer Kamera mit lediglich einer einzigen Bildzeile, deren Aufnahmen in Form einer Abwicklung ohne jegliche Relativ-Rotation aneinandergesetzt wurden. Fehlstellen im Boden des Glasgefäßes wurden beim herkömmlichen Verfahren zum Teil extrem verzerrt oder aber überhaupt nicht dargestellt. Das erfindungsgemäße Verfahren erlaubt hingegen ein vergleichsweise schnelles Erzeugen einer weitgehend verzerrungsfreien und vor allem den Boden des Glasgefäßes vollständig erfassenden Abbildung, die anschließend entweder visuell durch einen Benutzer und/oder maschinell unter Verwendung geeigneter Bildverarbeitungs-Software im Hinblick auf Fehlstellen im Glasgefäß ausgelesen werden kann.

Die winklige Anordnung der Einzelaufnahmen relativ zueinander erfolgt dabei vorzugsweise möglichst genau so, wie auch die von den Einzelaufnahmen erfassten Bereiche des Bodens winklig zueinander angeordnet sind.

Zweckmäßig ist es, wenn zum Zusammensetzen der digitalen Abbildung des Bodens des Glasgefäßes eine Software dazu eingerichtet ist, Sonderstellen in den Einzelaufnahmen zu erkennen und die Einzelaufnahmen unter Überlagerung der Sonderstellen aneinander zu fügen. Solche Sonderstellen können zum einen Fehlstellen sein, bspw. die bereits erwähnten Defekte, Risse, Färb- oder Lufteinschlüsse (Blasen). Zum anderen kann es sich bei Sonderstellen um gezielt in den Boden des Glasgefäßes eingebrachte Strukturen handeln, bspw. Text, Rillen oder Markierungen. Die Software, bspw. unter Einschluss eines Bilderfassungs-Moduls, kann dazu eingerichtet sein, solche Sonderstellen zu erkennen und die Einzelaufnahmen unter bestmöglicher Übereinstimmung der Sonderstellen geeignet aneinander zu fügen.

Das Zusammensetzen der digitalen Abbildung des Bodens des Glasgefäßes kann eine Rotation, eine Linearverschiebung und/oder ein Dehnen oder Stauchen einer oder mehrerer Einzelaufnahmen beinhalten. Diese Maßnahmen können z.B. auf das Ziel ausgerichtet sein, eine bestmögliche Überlagerung ermittelter Sonderstellen zu erzeugen. Zum Zusammensetzen der digitalen Abbildung des Bodens des Glasgefäßes kann eine künstliche Intelligenz (Artificial Intelligence, AI) zum Einsatz kommen, die mittels geeigneter Selbstlern-Prozesse eine Optimierung des Zusammensetzens der digitalen Abbildung ermöglicht.

Günstig ist es, wenn das Zusammensetzen der digitalen Abbildung des Bodens des Glasgefäßes unter Berücksichtigung der Relativdrehung zwischen Glasgefäß und Matrixkamera zwischen je zwei Einzelaufnahmen erfolgt. Die Größe dieser Relativdrehung zwischen Glasgefäß und Matrixkamera zwischen je zwei Einzelaufnahmen kann bekannt, konstant und/oder durch die Drehbewegung vorgegeben sein. Wird die Größe der vorgegebenen oder durchgeführten Relativdrehung als Eingangsgröße in der zum Zusammensetzen der digitalen Abbildung verwendeten Software verwendet, verringert dies den Bedarf an Rechenleistung und Zeit zum Zusammensetzen der digitalen Abbildung.

Die Größe der tatsächlichen Relativdrehung zwischen Glasgefäß und Matrixkamera zwischen je zwei Einzelaufnahmen kann dabei z.B. 1 bis 15° betragen, vorzugsweise 2 bis 12°. Beträge außerhalb dieser Wertebereiche sind jedoch ebenfalls denkbar. Dabei gilt: Je größer der Winkel der Relativdrehung zwischen zwei Einzelaufnahmen, desto geringer ist die Anzahl der für eine Abbildung erforderlichen Einzelaufnahmen (und entsprechend geringer auch die Rechenleistung), desto geringer ist jedoch auch die erreichbare Auflösung.

Bevorzugt steht der Boden des Glasgefäßes während der Aufnahme der Einzelaufnahmen auf einer Tragstruktur, insbesondere einer lichtdurchlässigen Stellfläche, optional mit mindestens einer Aussparung. So kann sich bspw. die Lichtquelle unterhalb der Tragstruktur oder Stellfläche befinden, während die Kamera von oben auf den Boden des Glasgefäßes blickt. Wenn der Boden des Glasgefäßes auf einer T ragstruktur steht, hat dies den Vorteil, dass sich der Boden des Glasgefäßes während der Aufnahme der Serie von Einzelaufnahmen stets in derselben Ebene befindet. Dies erleichtert das Scharfstellen der Einzelaufnahmen und verbessert so die Auflösung der digitalen Abbildung des Bodens. Denkbar ist jedoch auch eine andere Variante, bei weicher ein (insbesondere axialsymmetrisches) Glasgefäß mit horizontaler Achse auf zwei ebenfalls horizontal liegenden rotierend angetriebenen Rollen als Tragstruktur gelagert ist.

Als vorteilhaft hat es sich erwiesen, wenn der von einer Einzelaufnahme erfasste Bereich des Bodens des Glasgefäßes eine größere Länge hat als ein Durchmesser des Glasgefäßes. Denn dies erlaubt es, den gesamten Boden des Glasgefäßes nach einer Drehung des Glasgefäßes um weniger als 180° vollständig zu erfassen.

Eine alternative Ausführung könnte eine vom Mittelpunkt des Behälters bis zum Durchmesser reichende Aufnahme sein, um den gesamten Boden während einer Drehung um weniger als 360° zu erfassen.

Zweckmäßig kann es sein, wenn der von einer Einzelaufnahme erfasste Bereich des Bodens des Glasgefäßes eine Breite von 10% bis 30% des Durchmessers des Glasgefäßes aufweist, vorzugsweise eine Breite von 15% bis 25% des Durchmessers des Glasgefäßes. Ohne dass eine Dateigröße einzelner Einzelaufnahmen zu groß wird, ist bei einer Mindestbreite von 10% oder 15% des Durchmessers die Wahrscheinlichkeit hoch genug, dass sich im Überlappungsbereich benachbarter Einzelaufnahmen ausreichende Merkmale befinden, die das Zusammensetzen der Einzelaufnahmen begünstigen. In einem zweiten Aspekt bezieht sich die Erfindung auf eine Vorrichtung zum Erzeugen einer Abbildung eines Bodens eines eine Achse aufweisenden Glasgefäßes. Die Vorrichtung umfasst eine Matrixkamera, deren Pixel in einer Mehrzahl von Zeilen und einer Mehrzahl von Spalten angeordnet sind, sowie eine Tragstruktur zum Tragen des Glasgefäßes und eine Lichtquelle zum Durchleuchten des Bodens des Glasgefäßes, wobei die Lichtquelle auf der der Matrixkamera gegenüberliegenden Seite der Tragstruktur angeordnet ist. Die Vorrichtung umfasst ferner einen Antrieb zum Erzeugen einer Drehung des von der Tragstruktur aufgenommenen Glasgefäßes relativ zur Matrixkamera und einen Speicher zum Speichern einer mittels der Matrixkamera aufgenommenen Serie von Einzelaufnahmen von streifenförmigen Bereichen des Bodens des Glasgefäßes. Ferner umfasst die Vorrichtung eine Auswerteeinheit, die dazu eingerichtet ist, aus der Serie von Einzelaufnahmen unter winkliger Anordnung der Einzelaufnahmen relativ zueinander eine digitale Abbildung des Bodens des Glasgefäßes zusammenzusetzen. Mit Hilfe dieser Maßnahmen ergeben sich die einleitend bezüglich des ersten Aspekts geschilderten Vorteile.

Vorzugsweise ist die Auswerteeinheit dazu eingerichtet, Sonderstellen in den Einzelaufnahmen zu erkennen und die Einzelaufnahmen unter Überlagerung der Sonderstellen aneinander zu fügen. Bei diesen Sonderstellen kann es sich, wie erwähnt, um Fehlstellen (bspw. Risse oder Lufteinschlüsse) oder auch um gezielt eingebrachte Sonderstellen wie Text, Rillen oder Markierungen handeln. Das Aneinanderfügen der Einzelaufnahmen erfolgt vorzugsweise derart, dass die Sonderstelle in Form, Größe und Orientierung bestmöglich überlagert werden. Zum Erzielen dieser Überlagerung kann die Auswerteeinheit eine Software umfassen, die eine künstliche Intelligenz (Artificial Intelligence, AI) umfasst und selbstlernende Prozesse realisiert.

Zweckmäßig ist es, wenn die Auswerteeinheit dazu eingerichtet ist, zum Zusammensetzen der digitalen Abbildung des Bodens des Glasgefäßes eine Rotation, eine Linearverschiebung und/oder ein Dehnen oder Stauchen einer Einzelaufnahme durchzuführen. Jede einzelne oder auch mehrere dieser Maßnahmen dienen dazu, das Überlagern der Einzelaufnahmen und der darin enthaltenen Sonderstellen zu optimieren.

Die zum Durchleuchten des Bodens des Glasgefäßes eingesetzte Lichtquelle kann gepulst betreibbar sein, um bei verringertem Energieverbrauch besonders hohe Lichtleistungen während der Einzelaufnahmen zu ermöglichen. Vorzugsweise ist die Lichtquelle derart mit der Matrixkamera synchronisiert betreibbar, dass das Pulsen der Lichtquelle mit dem Aufnehmen der Einzelaufnahmen synchronisiert ist.

Als vorteilhaft hat es sich erwiesen, wenn die Tragstruktur dazu eingerichtet ist, zwischen je zwei Einzelaufnahmen eine Relativdrehung zwischen Glasgefäß und Matrixkamera um einen Winkel von 1 bis 15° durchzuführen, vorzugsweise um einen Winkel von 2 bis 12°. Je kleiner der Betrag der Relativdrehung ist, desto höher ist die mit der digitalen Abbildung erzielbare Auflösung. Als Tragstruktur kommt dabei bspw. eine lichtdurchlässige Stellfläche in Frage, auf welcher der Boden des Glasgefäßes während der Aufnahme der Einzelaufnahmen steht. Alternativ kann die Tragstruktur eine Gruppe von horizontal gelagerten Rollen aufweisen, auf denen das Glasgefäß horizontal gelagert ist und durch den Antrieb einer der Rollen in eine Drehung versetzt wird.

In einem dritten Aspekt bezieht sich die Erfindung auf ein Computerprogrammprodukt, das beim Ablaufen auf einem Computer dazu eingerichtet ist, aus einer Serie von Einzelaufnahmen eines Bodens eines Glasgefäßes unter winkliger Anordnung der Einzelaufnahmen relativ zueinander eine digitale Abbildung des Bodens des Glasgefäßes zusammen zu setzen. Der Computer kann Teil der Auswerteeinheit der Vorrichtung sein. Das Computerprogrammprodukt kann ein Bildauswertungs-Modul umfassen, dass zum Erkennen von Sonderstellen des Bodens in den Einzelaufnahmen konfiguriert ist, und/oder das Computerprogrammprodukt kann eine künstliche Intelligenz (Artificial Intelligence, AI) umfassen, die zum Optimieren der Überlagerung der Einzelaufnahmen konfiguriert ist. Vorzugsweise ist das Computerprogrammprodukt dazu eingerichtet, das Überlagern der Einzelaufnahmen zum Zusammensetzen der digitalen Abbildung hinsichtlich der in den Einzelaufnahmen erkannten Sonderstellen zu optimieren.

Elemente oder Eigenschaften, die im Zusammenhang mit einem der Aspekte (Verfahren, Vorrichtung oder Computerprogrammprodukt) beschrieben sind, können im Kontext der Erfindung einzeln oder in Kombination auch in einem der anderen beiden Aspekte verwirklicht werden.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand einer Ausführungsform unter Bezugnahme auf die Figuren weiter erläutert.

Figur 1 zeigt eine schematische Draufsicht auf eine Vorrichtung zum Inspizieren von Gefäßen.

Figur 2 zeigt eine schematische Schnittansicht einer Vorrichtung zum Erzeugen einer Abbildung des Gefäßbodens gemäß einer Ausführungsform, wobei der Schnitt in Figur 1 mit l-l angedeutet ist.

Figur 3 zeigt eine schematische Darstellung mehrerer Einzelaufnahmen des Bodens des Glasgefäßes.

Figur 4 zeigt eine schematische Darstellung einer zusammengesetzten Abbildung des Bodens des Glasgefäßes.

Figur 1 zeigt eine schematische Draufsicht einer Vorrichtung 1 zum Inspizieren von Gefäßen 3. Wie in Figur 2 dargestellt, handelt es sich bei den Gefäßen 3 z.B. um Glasflaschen mit einem Boden 5 und einer Seitenwand 7. Alternativ kann es sich bei den Gefäßen 3 beispielsweise um andere Arten von Verpackungsglas handeln, z.B. um Marmeladen- oder Einmachgläser.

Wie in Figur 1 gezeigt, umfasst die Vorrichtung 1 eine Transporteinrichtung 9 zum Transportieren der Gefäße 3 entlang einer T ransportrichtung 11. In der dargestellten Ausführungsform weist die Transporteinrichtung 9 ein Sternrad 13 auf, welches die Gefäße 3 entlang einer Kreis- bahn transportiert. Das Sternrad 13 umfasst Halteelemente 15, die entlang einer Umfangsrichtung des Sternrads 13 hintereinander angeordnet sind. Die Gefäße 3 werden von einer Übergabestation 17 an das Sternrad 13 übergeben, indem sie zwischen benachbarten Halteelementen 15 des Sternrads 13 platziert werden. Durch Drehung des Sternrads 13 werden die Gefäße 3 entlang der Transportrichtung 11 gefördert. Während des Förderns werden die Gefäße 3 durch die Halteelemente 15 des Sternrads 13 über eine Transportfläche 19 der Transporteinrichtung 9 geschoben. Der Transport der Gefäße 3 entlang der Transportrichtung 11 erfolgt getaktet. Nachdem die Gefäße 3 in der Vorrichtung 1 inspiziert wurden, werden sie durch eine bezüglich der Transportrichtung 11 stromabwärts der Übergabestation 17 gelegene Entnahmestation 21 von der Transporteinrichtung 9 entnommen.

Bezüglich der Transportrichtung 11 zwischen der Übergabestation 17 und der Entnahmestation 21 ist eine Inspizierstation 23 vorgesehen, an der der Boden 5 des jeweils in der Inspizierstation 23 vorliegenden Gefäßes 3 auf Fehlstellen oder Defekte untersucht wird. Während des Inspizierens eines Gefäßes 3 durch die Inspizierstation 23 steht das Sternrad 13 vorzugsweise still. Es erfolgt also vorzugsweise während dieser Zeit kein Transport des Gefäßes 3 entlang der Transportrichtung 11.

Während des Inspizierens eines Gefäßes 3 in der Inspizierstation 23 befindet sich das Gefäß 3 in einer Inspizierposition. In der Inspizierposition ist das Gefäß 3 mit einem Antrieb bzw. einer Dreheinrichtung 25 in Kontakt. In der Inspizierposition wird das Gefäß 3 durch die Dreheinrichtung 25 um eine Achse 27 des Gefäßes (siehe Figur 2) entlang einer Drehrichtung 29 gedreht.

Figur 2 zeigt entlang des in Figur 1 mit l-l angedeuteten Schnittes eine Schnittansicht im Bereich der Inspizierstation 23. An der Inspizierstation 23 ist eine erfindungsgemäße Vorrichtung 24 zum Erzeugen einer Abbildung des Bodens 5 des Glasgefäßes 3 angeordnet. Die Vorrichtugn 24 bzw. die wichtigsten Komponenten dieser Vorrichtung sind in Figur 2 dargestellt.

Das in Figur 2 dargestellte Gefäß 3 befindet sich in der Inspizierposition. In der Inspizierposition steht das Gefäß 3 mit seinem Boden 5 auf einer Tragstruktur 30. In der dargestellten Ausführungsform ist die Tragstruktur 30 in eine Aufnahme der Transportfläche 19 eingesetzt. Die Tragstruktur 30 kann gemäß Ausführungsformen austauschbar in die Transportfläche 19 eingesetzt sein. Alternativ kann die Tragstruktur 30 einstückig mit der Transportfläche 19 ausgebildet sein. Die Transportfläche 19 und die Tragstruktur 30 können miteinander bündige obere Flächen aufweisen, sodass die Flasche 3 durch das Sternrad 13 von der Transportfläche 19 auf die Trageinrichtung 30 geschoben werden kann. Alternativ zur dargestellten Ausführungsform kann die Dreheinrichtung 25 ein Antrieb sein, der zum Erzeugen einer Drehung der T ragstruktur 30 um die Achse 27 des Gefäßes 3 ausgebildet ist.

Oberhalb der Tragstruktur ist eine Matrixkamera 39 mit vertikal nach unten zeigender Blickrichtung angeordnet. Das Gefäß 7 ist mit seiner Achse 27 im Wesentlichen zur Blickrichtung der Matrixkamera 39 zentriert, die von oben durch die Öffnung des Gefäßes 7 auf dessen Boden 5 gerichtet ist. Die Matrixkamera 39 zeichnet sich dadurch aus, dass ihre Bildpunkte (Pixel) 40, wie in Figur 3 dargestellt, in einer Mehrzahl von Zeilen Z und einer Mehrzahl von Spalten S angeordnet sind, d.h. auf einer Fläche (statt lediglich in einer einzigen Zeile).

Auf der der Matrixkamera 39 gegenüberliegenden Seite der Tragstruktur 30, d.h. im dargestellten Ausführungsbeispiel unterhalb der Tragstruktur 30, ist eine Lichtquelle 37 angeordnet. Die Lichtquelle 37 dient zum Durchleuchten des Bodens 5 des Glasgefäßes. Zu diesem Zweck kann die Tragstruktur 30 bspw. eine lichtdurchlässige Stellfläche 31 aufweisen, damit das von der Lichtquelle 37 ausgestrahlte Licht den Boden 5 des Gefäßes 3 durchdringen kann. In der Tragstruktur 30 oder der lichtdurchlässigen Stellfläche 31 können eine oder mehrere Aussparungen 31a vorhanden sein, durch die Licht hindurchtreten kann. Die Lichtquelle 37 kann eine gepulst betriebene Lichtquelle sein, bspw. eine Stroboskop-Lichtquelle. In diesem Fall kann das Aussenden ihrer Lichtpulse synchronisiert sein mit dem Betrieb der Matrixkamera 39, bspw. durch eine (nicht dargestellte) Steuerung der Vorrichtung 24.

Auf der Kameraseite kann in einer Variante eine Optik mit integriertem Strahlteiler und zwei angebauten Kameras 39 eingesetzt werden. Eine der Kameras 39 ist axial angeordnet, so wie in Figur 2 dargestellt, die andere ist unter 90° seitlich an die Optik angebaut. Die Lichtquelle 37 ist mit einem linearen Polfilter versehen, die Kameraoptik mit einem linear polarisierenden Strahlteiler. Eine Kamera 39 sieht damit ein helles Bild, die andere Kamera 39 sieht im Normalfall nichts, weil die Polfilter gekreuzt angeordnet sind. Befindet sich jedoch im Flaschenboden 5 ein spannungsbehafteter Einschluss (Fehlstelle), so wird die Polarisationsebene gedreht und die zweite Kamera 39 sieht den Spannungsherd als helle Stelle. Die beiden Kameras 39 dienen somit der normalen Bodenkontrolle und der Stresskontrolle. Der Einsatz einer Station 23 mit nur einer Kamera ohne Polarisationsauswertung ist alternativ ebenfalls denkbar. Möglich ist eine Verwendung von Bildsensoren mit vorgelagertem Polfilter.

Figur 3 zeigt in schematischer Darstellung mehrere Einzelaufnahmen E, die von der Matrixkamera 39 aufgenommen werden. Bedingt durch die Ausrichtung der Matrixkamera 39 und die Anordnung Ihrer Pixel 40 in mehreren Zeilen Z und Spalten S besteht jede Einzelaufnahme E in der Aufnahme eines streifenförmigen Bereichs B des Bodens 5 des Glasgefäßes 3. In Figur 3 ist der aufgenommene Bereich B des Bodens 5 die Schnittmenge zwischen dem kreisförmigen Boden 5 des Glasgefäßes 3 und der Gesamtfläche der Einzelaufnahme E. Jede Einzelaufnahme E deckt eine bestimmte Länge L und eine bestimmte Breite b ab. Die Länge L der von einer Einzelaufnahme E erfassten Bereichs B des Bodens 5 ist größer als ein Durchmesser I des Glasgefäßes 3, während der von einer Einzelaufnahme E erfasste Bereich B des Bodens 5 des Glasgefäßes 3 eine Breite b von etwa 10% bis 30% des Durchmessers I des Glasgefäßes 3 aufweist. Während vom Boden 5 eines Glasgefäßes 3 eine Serie von Einzelaufnahmen E erzeugt wird, erfolgt zwischen verschiedenen Einzelaufnahmen E eine Relativdrehung des Gefäßes 3 um seine Achse 27. Die Relativdrehung zwischen zwei Einzelaufnahmen E kann um einen Winkel von bspw. 1 ° bis 15° erfolgen, vorzugsweise um einen Winkel von 2° bis 12°. Die Drehung um den Winkel a wird durch die Dreheinrichtung 25 erzeugt.

Die Vorrichtung 24 umfasst eine Auswerteeinheit 41 , die in die Matrixkamera 39 integriert oder an die Matrixkamera 39 angeschlossen sein kann. Die Auswerteeinheit 41 umfasst einen Speicher 42 zum Speichern einer Serie von Einzelaufnahmen E sowie einen Computer 43, auf dem ein Computerprogrammprodukt 44 installiert ist. Die Auswerteeinheit 41 bzw. konkret das auf ihr installierte Computerprogrammprodukt 44 sind dazu eingerichtet, aus einer Serie von Einzelaufnahmen E eines Bodens 5 des Glasgefäßes 3 eine digitale Abbildung des Bodens 5 zusammenzusetzen. Figur 3 deutet an, auf welche Art und Weise dies erfolgen kann:

Im Boden 5 des Glasgefäßes 3 gibt es eine Mehrzahl von Sonderstellen 45. Bei den Sonderstellen 45 kann es sich um gezielt in den Boden 5 eingebrachte, z.B. umlaufende Einprägungen 45a handeln, oder aber um eine unerwünschte Fehlstelle 45b, bspw. eine Blase oder einen Riss. Ein Bilderkennungs-Modul des Computerprogrammprodukts 44 ist dazu eingerichtet, derartige Fehlstellen 45 in den Einzelaufnahmen E zu erkennen. Die Auswerteeinrichtung 41 ist dann dazu konfiguriert, die Einzelaufnahmen E jeweils derart zu manipulieren, dass eine optimale Überlagerung der Sonderstellen 45 in den jeweiligen Einzelaufnahmen E erreicht wird. Das Manipulieren kann ein Drehen der jeweiligen Einzelaufnahmen E (bspw., aber nicht zwingend, um die Achse 27 des Gefäßes 3), eine Translation der Einzelaufnahmen E in ihrer Längs- und/oder in ihrer Querrichtung und/oder ein Dehnen oder Stauchen der jeweiligen Einzelaufnahmen E umfassen.

Wenn sämtliche Einzelaufnahmen E einer Serie von der Auswerteeinheit 41 verarbeitet sind, hat sie eine digitale Abbildung A des Bodens 5 des Glasgefäßes 3 erzeugt, wie in Figur 4 dargestellt. Die digitale Abbildung A ist aus den jeweiligen Einzelaufnahmen E zusammengesetzt, und zwar unter winkliger Anordnung der Einzelaufnahmen E relativ zueinander. Im Ergebnis wird auf diese Weise keine „Abwicklung“ des Bodens 5 mit entsprechenden Verzerrungen erzeugt, sondern eine verzerrungsfreie Abbildung des Bodens 5 des Glasgefäßes 3.

Zum Erleichtern der Auswertung und des Zusammensetzens der Abbildung A kann die Auswerteeinheit 41 als Eingangsgröße den Winkel a berücksichtigen, um die das Glasgefäß 3 zwischen zwei Einzelaufnahmen E relativ zur Matrixkamera 39 gedreht wird. Diese Eingangsgröße erleichtert der Auswerteeinheit 41 das Zusammensetzen der digitalen Abbildung A, da die Wahrscheinlichkeit des Bedarfs für ein Drehen der Einzelaufnahmen E verringert wird.

Verfügt die Vorrichtung 1 , die Inspizierstation 23 oder die Vorrichtung 24 über ein Display 46 (siehe Figur 2) so kann dort die digitale Abbildung A dargestellt werden. Alternativ kann die digitale Abbildung A maschinell ausgewertet werden. Wenn Fehlstellen 45b erkannt werden, kann das entsprechende Glasgefäß 3 manuell oder automatisch ausgeschleust werden.

Ausgehend von den dargestellten Ausführungsbeispielen und den beigefügten Ansprüchen kann die Erfindung in verschiedener weise modifiziert werden. Eine Möglichkeit besteht zum Bei- spiel darin, bereits Einzelbilder aufzunehmen und zu inspizieren (visuell oder maschinell), bevor oder sogar ohne dass aus mehreren Aufnahmen eine digitale Abbildung (A) des Bodens (5) des Glasgefäßes (3) zusammengesetzt wird.