CON SU NÚMERO DE MOLDE.

ANTECEDENTES DE LA INVENCION.

Los artículos de vidrio tales como las botellas de vidrio, son normalmente producidos en máquinas formadoras de artículos de vidrio del tipo que pueden incluir múltiples secciones formadoras individuales similares, mediante el proceso soplo-soplo, mientras que los frascos de boca ancha, los vasos y otros artículos de vidrio son producidos en las máquinas formadoras conocidas como Series Έ” y "F" mediante el proceso prensa-soplo, y otros envases que pueden también ser procesos mediante el método de prensa - directa, en los así llamados "molde caliente".

En el proceso de fabricación de los envases mediante el proceso soplo-soplo o prensa soplo, el vidrio en forma de gotas, se introduce en un molde de parison o preformado en la estación de formado del parison, en donde, dependiendo del proceso, la gota se asienta mediante un proceso de soplado o vacío, a la parte inferior del molde de parison, para formar la corona del envase. Después, una vez formada la corona del envase, se efectúa un contrasoplo para formar un parison o preforma del envase. Posteriormente, la preforma del envase se transfiere mediante un mecanismo de inversión, con un movimiento de 180 grados de dicho molde de parison, a un molde de soplado final de la estación de formado o soplo final, en donde se da la forma final al envase. Finalmente, el envase recién formado es trasladado por un mecanismo sacador a una placa muerta en el frente de la máquina y, después, es llevado por medio de una banda transportadora a un horno de templado de donde es decorado o empacado.

Una vez obtenidas las botellas o envases se Ies somete a unos controles de calidad automáticos muy sofisticados. Desde simuladores de tensión para eliminar el producto excesivamente frágil, hasta controles dimensionales, de grosor y aspecto por medio de máquinas optoeléctricas para evitar las fisuras, rebabas, suciedad, burbujas y demás.

En este proceso es muy útil un código de identificación colocado en el artículo, para asociar el defecto con el molde correspondiente. De esta forma se puede saber al instante de qué molde procede el producto defectuoso y proceder a la reparación del molde.

Existen en la actualidad códigos de identificación llamados "puntos de marras". Su número y su disposición entre los espacios, forman un código de identificación (una especie de código morse "punto-espacio-punto) fácilmente reconocible por medios optomecánicos. Además, no es posible que el código identificativo se desprenda del envase, puesto que forma parte del mismo.

Los puntos en relieve grabados en la mayoría de los envases de vidrio son elementos de trazateíidad y sirven para asegurar la calidad del envase.

Para llevar un control exhaustivo de calidad de los lotes de fabricación, cada molde tiene una serie de protuberancias (puntitos) dispuestos de manera diferente en cada uno. En caso de salir alguno defectuoso, rápidamente se puede controlar a qué lote/molde pertenece.

Cada uno de estos envases, una vez fabricados, pasa por una serie de máquinas de inspección y control para comprobar que cumple con todas las especificaciones del envase. Estas máquinas, además de rechazar los envases que están fuera de especificaciones, registran la correspondiente anomalía que asocian a través de los puntos con la sección que los ha fabricado. También se utilizan otros sistemas comerciales para identificar el molde tales como el uso del CID3 o ei alfa numérico o simplemente numérico que es reconicido por un patrón de visión. Ejemplo de CID3, utilizado en envases comunes de bebidas carbonatadas, cervezas, vinos y licores, dicho patrón es casi imposible colocarlo en un pequeño envase destinado a la perfumería, el efecto seria antiestético.

Un sistema de control que se retroalimenta continuamente, señala la causa más probable del rechazo y en función de ello, mediante un sistema de regulación automática puede actuar sobre la causa (o incluso bloquear esa sección si el número de rechazos excede del valor prefijado) con el doble propósito de mejorar la calidad y la productividad.

Normalmente los envases de vidrio comerciales continen una marca comercial, numero de molde, numero de planta o ubicación y la fecha de fabricación, Sos cuales se ubican en el fondo del envase, lo cual afecta la presentación de la alta perfumería, dichos envases deben de tener una presentación limpia y estética en el envase.

Los códigos de identificación, como prevaimente se ha comentado, puede adoptar diversas formas, tales como un código de barras, un código de punto o un código de anillo, cuyas barras, puntos o anillos pueden sobresalir de la pared lateral o la superficie inferior de la botella.

Por ejemplo, la patente norteamericana No. 4691830 se refiere a un sistema para inspeccionar y clasificar recipientes moldeados que contienen marcas leíbles indicadoras de las cavidades de los moldes originales de los recipientes; dicho sistema se caracteriza en que comprende: un primer transportador que sirve para transportar los recipientes a lo largo de un trayecto predeterminado; un dispositivo de inspección, situado en dicho trayecto, para inspeccionar a los recipientes que se desplacen en el trayecto y para identificar las cavidades de los moldes originales de los recipientes defectuosos; un dispositivo de identificación de las cavidades, colocado en ese trayecto, para leer las marcas que haya en los recipientes que se desplazan en el trayecto, y para clasificar de una manera selectiva los recipientes que proceden de dicho trayecto, como una funcíín controlable de la identificación de las cavidades; un primer dispositivo de control, acoplado con el dispositivo de inspección, para recibir !a información que identifica al molde original de ios recipientes defectuosos, y que se acopla también con el dispositivo de identificación de las cavidades para controlar, de un modo selectivo, el dispositivo de identificación de las cavidades, con el objeto de clasificar los recipientes, un dispositivo probador de muestras que incluye a un segundo transportador, y que se acopla con el dispositivo de identificación de las cavidades para recibir de éste los recipientes maestreados, y un dispositivo que se acopla con el segundo transportador para comprobar automáticamente la calidad física de los recipientes maestreados, y para identificar el molde de origen de recipientes maestreados defectuosos y un segundo dispositivo de control, acoplado con el dispositivo probador de muestras y,; a través del primer dispositivo de control, acoplado con el dispositivo de identificación de las cavidades, para clasificar automáticamente una muestra preseleccionada de recipientes procedentes de cada cavidad, desde dicho trayecto, y para orientar a la muestra preseleccionada de recipientes hacia el dispositivo probador de muestras.

La patente Norteamericana No. 4201338 de Keller, se relaciona a la identificación de un molde en el que se ha moldeado un recipiente hecho de un material ópticamente transparente. El recipiente está provisto de una pluralidad de marcas dispuestas alrededor de una trayectoria en la pared del recipiente. Hay un primer conjunto de marcas dispuestas encima de ia ruta y un segundo conjunto dispuesto debajo de la ruta. Uno de los primeros o segundos conjuntos contiene marcas de códigos para proporcionar una indicación del molde y el otro conjunto contiene marcas de temporización adecuadas para la lectura secuencial de las marcas de códigos. Las marcas se iluminan mediante una trayectoria de luz a medida que se mueve el recipiente y se evalúa la difracción o el reflejo de ia luz provocada por las marcas. Los impulsos de tiempo se generan en respuesta a la evaluación de las marcas de sincronización para la lectura secuencial de las marcas de código.

La patente Norteamericana No. 4230266 de Juvinal, et al, describe un sistema para determinar cuál de una pluralidad de moldes produce un recipiente particular. Un código de anillo concéntrico específico se moldea en el fondo de cada contenedor a medida que se produce. Este código se define por la ausencia o presencia de anillos en posibles posiciones de anillo. No se forman anillos en posiciones adyacentes. Luego, los contenedores pasan por una estación de lectura, donde la luz cuya intensidad es proporcional al ángulo de incidencia se proyecta en el fondo del contenedor. La variación de la intensidad de la luz reflejada a un punto particular se usa para determinar la posición de ios anillos en el contenedor y la electrónica adecuada puede decodificar la posición del anillo para determinar el código del contenedor, permitiendo así la identificación del molde que produjo cada contenedor.

En la patente norteamericana No. 4644151 de juvinail, et al, se relaciona con un método y sistema para identificar un recipiente moldeado tal como una botella de vidrio con su molde de origen, y el recipiente correspondiente. Cada recipiente ha moldeado en su interior una pluralidad de marcas en forma de protuberancias o salientes superficiales que se extienden en una disposición arqueada en posiciones de signos uniformemente espaciadas alrededor del talón del recipiente perpendicularmente al eje del recipiente. Los indicadores están agrupados en conjuntos de dos posiciones de indicación adyacentes, siendo los conjuntos de dos configuraciones mutuamente únicas, por lo que los conjuntos como un todo identifican un código binario asociado con el molde de origen del contenedor. El método y ei sistema para leer dicho código de acuerdo con la descripción contemplan dirigir una fuente de energía de luz difundida sobre el talón del recipiente, teniendo tal energía un gradiente de intensidad en una orientación predeterminada con respecto a! eje del recipiente. Una cámara está posicionada para recibir la energía de luz reflejada por el talón y se controla para leer las marcas codificadas en función de la alternancia del patrón de reflexión normal por los baches o protuberancias.

La patente norteamericana No. 5028769 de Claypool, et al, se refiere a un aparato para leer elementos de código que se liberan de un envase. Una fuente de luz se proyecta normalmente en los elementos de código mientras gira el envase para iluminar secuencialmente cada uno de los elementos de código. Un sensor recibe luz que se refleja aproximadamente normal a la superficie del envase, pero evita la luz que se refleja desde la superficie de cada elemento de código en un ángulo apreciable con relación a la normal. La intensidad de las reflexiones de las regiones de dicho envase que no contiene un elemento de código es relativamente grande en comparación con las reflexiones recibidas de partes de la superficie del envase que contienen un elemento de código y un umbral se establece entre ellas.

Sin embargo, aunque muchos sistemas de identificación utilizan ciertos números de códigos, éstos siempre van marcados en el borde inferior de la botellas y, al no estar bien marcados en el molde sea por desgaste, por manchas de lubricación del molde, etc., éstos pueden generar códigos erróneos de lectura que, al pasar por el equipo de inspección, identifica los artículos como defectuosos, indicando asimismo que el molde de origen está formando recipients defectuosos lo que obliga a hacer paros en la unidad de formado, sea para revisar el molde o para cambiarlo.

Otro problema de las marcas de identificación, es que al estar en la orilla del envase, éstos afectan la imagen de los envases, sobre todo en envases para la industria de perfumería, los cuales requieren de mayor diseño, puesto que además de la fragancia, buscan resaltar su producto con una forma destacada de empaque. Por lo tanto, el envase que se presenta al consumidor es un elemento más de estrategia de mercado y una cuestión clave para conectar al consumidor. El envase o frasco nos dice rápidamente que perfume tenemos delante, quién está detrás de él y que valores se pueden asociar directamente con ellos El hecho de hacer marcas laterals, afecta grandemente la imagen de los envases y por tanto la imagen del producto.

De acuedo a lo anterior, la presente invención se refiere a un método y sistema para determinar la fabricación de un envase de vidrio con su número de molde el cual, que no require marcas complicadas y que, por medio de un sistema de visión artificial identifica el número de molde de formado mediante un punto único coordenado que ha sido grabado como una pequeña perla de vidrio en el fondo del envase (de formas regulares e irregulares). Los puntos coordenadas x, y, z están definidos a través de un patrón definido por una onda Senoidal para envases irregulares y, para los envases cilindricos, por medio del patrón de una serie de Fibonacci.

El punto grabado o perla de vidrio será detectado por medio de un sistema óptico de reconocimiento de posicionamiento, el cual determinará el número de cavidad relacionada con el envase.

Este equipamiento será colocado en un sistema de bandas trasportadoras conocidas, tal como mecanismo separador de envases, el cual permitirá transportar el envase de manera lineal, permitiendo censar la ubicación de dicha perla en el fondo del envase para determinar el número de cavidad o molde.

OBJETIVOS DE LA INVENCION

Por lo anterior, la presente invención se refiere a un método y sistema para determinar la fabricación de un envase de vidrio con su número de molde, el cual usa un código de modulación Fibonacci o sistema senoidal que permite, en caso de rechazo de envases en el área de inspección, identificar el número de molde que está produciendo un artículo defectuoso.

Es otro objetivo de la presente invención proveer a un método y sistema para determinar la fabricación de un envase de vidrio con su número de molde, que permite procesar requerimientos de operación y calidad, tales como rechazos, separación y reprocesamiento, este puede ser aplicado para cualquier tipo de envase comercial, potencializando el desarrollo para el estético mercado de los envases de perfumería.

Un objetivo adicional de la presente invención es proveer un método y sistema para determinar la fabricación de un envase de vidrio con su número de molde, que permite obtener información estadística de calidad y productividad.

Estos y otros objetivos y ventajas de la presente invención, serán evidentes a los expertos en el ramo, de la siguiente descripción detallada de la misma.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

La Figura 1 es un diagrama esquemático del diseño de una línea de producción de envases de secciones múltiples. Con una sistema de identificación de moldes de conformidad con la presente invención;

Las figuras 2A a 2C es un diagrama esquemático que muestra el uso del sistema senoidal para lectura de moldes de confromidad con la presente invención;

La figura 3 es una representaciín visual de la lectura de envases de acuerdo al sistema senoidal ilustrado esquemáticamente en las figuras 2 A a 2C;

La Figura 3A muestra una fotografía del fondo rectangular de un envase, mostrando esquemáticamente los puntos que se pueden generar medíante un método de coordenadas sínosoidal. La Figura 4A a 4C es un diagrama esquemático que muestra el uso del método coordenado de Fibonacei para lectura de envases cilindricos;

La figura 5 y 5A muestra esquemáticamemte y en modo pantalla, la representación visual de patrones de coordenadas con el patrón de la serie Fibonacei;

La figura 5B muestra una fotografía del fondo circular de un envase, mostrando esquemáticamente los puntos que se pueden generar mediante el sistema Fibonacei;

La figura 6 es un diagrama esquemático que muestra el uso del método coordenado de Fibonacei para lectura de envases cuadrados;

La figura 7 es una pantalla de visualización mostrando la distribución de grabados en cada molde, para generar los patrones de reconocimiento de moldes; y,

La figura 8 es un diagrama esquemático del sistema para determinar la fabricación de un envase de vidrio con su número de molde de conformidad con la presente invención. DESCRIPCION DETALLADA DE LA INVENCION

Con referencia a la figura. 1, el proceso de producción y la fabricación de artículos de vidrio tales como recipientes o envases, el vidrio fundido es alimentado desde un alimentador D en forma de gotas G, las cuales son distribuidos por un distribuidor DG a las secciones formadoras individuales de una máquina LS, conformadas cada una por un molde de parison y un molde de soplo (no mostrados). Los artículos formados en cada uno de los moldes de cada una de las secciones S, aún calientes, se depositan primero en una placa muerta (no mostrada) de la sección respectiva y de ésta son empujados hada una banda transportadora (A) que traslada los envases de vidrio EV de todas las secciones hasta una mecanismo de transferencia T colocada en el extremo de la misma, el cual regula el flujo de los artículos separándolos de manera uniforme y cambiando la dirección de movimiento en 90° y los depositan uno por uno en un transportador transversal BT en una fila uniformemente espaciada lina vez que se ha formado una fila completa de artículos, un empujador E transfiere simultáneamente por medio de una barra de empuje BE todos los recipientes de la fila de la banda transportadora transversal BT a través de placas muertas de transición PM de una banda transportadora lineal BL de un horno de recocido HI

Adícionalmente a lo anterior, una vez que los envases a salido del horno de recocido

HT, los envases EV son trasladados en bandas transportadoras BTF (lado frío] y son sometidos a un proceso de revisión final en donde confirman aspectos de calidad y que cumplan todas las especificaciones de diseño y después son enviados a empaque.

Sin embargo, para el proceso de fabricación de envases de perfumería y dado que los procesos conocidos incluye un mareaje excesivo (códigos de identificación) que dañan la imagen del envase, la presente invención se relaciona con la utilización de un método y sistema para determinar la fabricación de un envase de vidrio con su número de molde, el cual utiliza un código de modulación basado en patrones de coordenadas utilizando el Sistema Fibonacci o sistema senoidal que permite identificar el número de molde que está produciendo un artículo defectuoso.

El sistema y método se describirá con referencia a las figuras 2A a 2C y 3, Por ejemplo, la figura 2 muestra un diagrama esquemático de un sistema senoidal para lectura de moldes cuadrados.

El método de inspección de la presenta invención está conformado por las siguientes etapas.

Primero, es necesario establecer una patrón de coordenadas x, y, z que se marcarán en el fondo del envase desde su diseño, estableciendo diferentes puntos coordenados por cada molde. Dichos puntos definiendo una pequeña cavidad en el fondo de cada molde de aproximadamente de 10 a 60 milésimas de diámetro con 5 a 10 milésimas de profundidad, el cual, al momento de fabricar el envase se genera una perla o protuberancia de vidrio en el fondo de! mismo.

El patrón de coordenadas x, y, es programada bajo el concepto de un método de coordenadas sinosoida! el cual está representado matemáticamente como:

y = A sen (w x + fq) + B,

en donde A es la amplitud, w el período, <pG el desfase y B el desposamiento vertical.

Como se puede ver en la figura 2A a 2C, la gráfica 2A muestra un primer punto 1, basado en un plano cartesiano para asignar una primera ubicación a cualquier punto en el plano a un primer molde. La gráfica 2B muestra un segundo punto 2, bajo el miso plano cartesiano para asignar una segunda ubicación a un segundo molde. La gráfica 2C muestra un tercer punto 3, bajo el mismo plano cartesiano para asignar una tercera ubicación a un tercer molde y así sucesivamente para cada uno de ios moldes. Normalemente una máquina formadora de envases es de 8 a 12 secciones.

De esta forma, cada perla o protuberancia es diseñada en cada molde para localizar un punto único coordenado en un plano, lo cual determinará el número de molde asignado, de manera que las coordenadas serán únicas en sus posibles modalidades.

Una vez definido el patrón de coordenadas para cada uno de los moldes, éstos son programados mediante un algoritmo en un sistema de control SC que determinará por la diferencia o área de la base, el centro de cada envase. De esta forma el algoritmo de control determinará la posición de la perla o protuberancia en el fondo del envase EV.

Mediante un software de aplicación, se obtienen puntos coordenados para determinar la posición de cada pequeña perla de vidrio, única por cada envase, el cual es programado para determiner el número de cavidad asignada. Una vez que el patrón de coordenadas ha sido programado, los envases que han sido formados en la máquina formadora y salido del horno de recocido HT, pasan por las bandas transportadoras BTF (lado frió), en forma separada, en donde cada perla de vidrio o protuberancia de cada envase será detectado por medio de un sistema óptico de reconocimiento de posicionamiento. Este sistema óptico es una cámara de inspección Cl, ubicado en el fondo de la banda transportadora BFT, el cual determinará el número de molde relacionada con el envase. Dicha cámara de inspección CI, incluye un sistema de luces que determina el centro del envase y la posición de la perla o protuberancia.

La cámara de inspección CI permite censar la ubicación de dicha perla en el fondo del envase determinando el número de cavidad o molde. Las perlas o protuberacias son reflejados en un pantalla de visualización PV, del sistema de control SC, los cuales se ven reflejados como se muestra en las pantallas de las figuras 3, 5A y 7. La detección de cada perla de vidrio permitirá identificar, en caso de algún problema de calidad, rechazar el artículo e identificar que molde está produciendo el envase. También, dará información estadística de calidad y productividad.

En una segunda modalidad de la invención y en el caso de fabricación de envases cuadrados o redondos, el patrón de coordenadas se basa en una serie Fibonacci

Una sucesión de Fibonacci es aqueila cuya ley de recurrencia es: an = a _{n-i +} a _n- 2. Es decir, cada término de la sucesión se obtiene sumando los dos anteriores. Para empezar a construirla necesitamos, por tanto, dos números de partida, al y a2. De esta forma, a3 sería a2 + al; a4 sería a3 + a2 y así sucesivamente.

La más conocida es la que tiene al = 1 y a2 = 1, cuyos términos son: 1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21, 34, 55, 89, 144, 233, 377 ... números que son conocidos como Números de Fibonacci. Los términos de cualquier sucesión de Fibonacci tienen la particularidad de que el cociente entre dos términos consecutivos se aproxima al número áureo (1 6180339887499. .), es decir, e! límite de ios cocientes an+l/an tiende al número áureo cuando n tiende a infinito.

El número áureo es el valor numérico de la proporción que guardan entre sí dos segmentos de recta a y b (a más largo que ti), que cumplen la siguiente relación;

La longitud total, suma de los dos segmentos o y b, es al segmento mayor a, lo que este segmento o es al menor h. Escrito como ecuación algebraica; a + b = a

a b

Además, las series de Fibonacci cumplen otras propiedades, como por ejemplo, que la suma de n términos es igual al término n÷2 menos uno; al + a2 + a3 + a4 + . + an-1 + an = an+2 - 1

En las Figuras 4A-4C se ilustra un patrón de muestreo de espado en espiral de Fibonacci. Este patrón incluye varios puntos de muestra utilizados para reconstruir una imagen la cual se adquirió con varias trayectorias espirales de Fibonacci separadas, una de las cuales se ilustra con los puntos de muestra mostrados como puntos en la figura 4A. Es evidente desde esta ilustración muestra que las trayectorias de muestreo en espiral de Fibonacci entrelazadas proporcionan un muestreo sustancialmente uniforme en todo el espacio definido en el fondo del envase.

Al igual que en ejemplo ilustrado en las figuras 2A-2C, una serie de puntos es programado bajo el concepto de series Fibonacci. Por ejemplo, se puede construir una serie de rectángulos utilizando los números de esta sucesión. Se empieza con un cuadrado de lado 1, los dos primeros términos de la sucesión que correrponderían a un primer punto 1 en el molde 4A. Se construye otro igual sobre él y se un primer rectángulo Fibonacci de dimensiones 2 xl que correspondería a un segundo punto 2 en el molde 4B, Sobre el lado de dos unidades se construye un cuadrado y tenemos un nuevo rectángulo de 3x2 que correspondería a un tercer punto 3 en el molde 4C La secuencia seguiría construyendo otro cuadrado, para obtener un rectángulo 5x3, luego uno 5x8, 8x13, 13x21, que corresponderían a cada uno de los puntos asignados a cada molde. Si unimos los vértices de estos rectángulos se nos va formando una espiral de crecimiento para mostrar la distribción de puntos (perlas de vidrio) que se mostrarán en cada molde.

Al igual que en la modalidad ilustrada en las Figuras 2A-2C, los puntos coordenados mediante la serie Fibonacci son programadas en un sistema de control para determinar la posición de cada pequeña perla de vidrio, única por cada envase, el cual es programado para determiner el número de cavidad asignada.

El Sistema óptico de reconocimiento de posicionamiento es igual para este mismo caso, es decir, la cámara de inspección Cl, ubicada en el fondo de la banda transportadora BFT, determinará el número de molde relacionada con el envase.

El sistema de inspección estaría constituido por un sistema de control SC para programar un patrón de programación de moldes de formado de acuerdo a un sistema de coordenadas preestablecidos usando un método coordenado senoidal o Fibonacci; un sistema óptico de reconocimiento de posicionamiento, por ejemplo una cámara de inspección CI, la cual esta ubicado por debajo de una banda transportadora determinará el patrón de secuencia de cada molde y el centro del envase; el sistema de control incluyendo un teclado T y una pantalla de visualización PV. El teclado T y pantalla de visualización PV se conectan mediante líneas de conexión LC y sistema de control SC para permitir a un operador controlar la producción y visualización de imágenes en la pantalla de visualización PV. El sistema de control SC recibe, a través de las líneas de conexión LC, comandos del operador que especifican la secuencia de exploración a realizar. El sistema de control SC genera la detección de los puntos (perlas de vidrio) para llevar a cabo la secuencia de exploración deseada, y producir datos que determinará el número de molde relacionado con el envase

De lo anterior, se ha descrito un método y sistema para determinar la fabricación de un envase de vidrio con su número de molde y será aparente para los expertos en el ramo que se puedan realizar otros posibles avances o mejoras, las cuales pueden estar consideradas dentro del campo determinado por las siguientes reivindicaciones.