用于以光学方式检查容器的方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及用于以光学方式检查容器(2)的方法(100)，其中容器(2)被输送(101)到具有照明单元(3)和照相机(4)的检查单元(10)，其中照明单元(3)从平面发光表面(30)发射(102)光，其中光经由容器(2)透射或反射(104)，其中照相机(4)在至少一个照相机图像(I)中捕获(105)容器(2)中相应的至少一个以及经由容器透射或反射的光，并且其中图像处理单元(6)针对强度信息评估至少一个照相机图像(I)以便检测(107)容器中的异物(8)和/或缺陷(7)，其中光从平面发光表面(30)上的发射位置(31

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于以光学方式检查容器的方法和装置


[0001]本专利技术涉及用于以光学方式检查容器的方法和装置，分别具有权利要求1和7的宽泛术语的特征。

技术介绍

[0002]通常，这样的方法和装置用于检查容器是否有异物和/或缺陷。为了该目的，容器被输送到具有照明单元和照相机的检查单元，以能够在透射光或反射光下进行检查。照明单元从平面发光表面发射光，该光经由容器透射或反射，然后被照相机捕获为至少一个照相机图像。随后，用图像处理单元评估至少一个照相机图像的强度信息，以便检测容器的异物和/或缺陷。
[0003]例如，这样的方法和装置用于空容器或已经灌装产品的容器的侧壁、基部和/或灌装水平检查。
[0004]为了检测异物，通常用漫射发光表面检查容器，以便抑制例如照相机图像中的玻璃压花或水滴。异物可以是例如污物、产品残留物或标签残余物等。
[0005]另一方面，使用定向发射的发光表面检测缺陷以增强照相机图像中产生的光折射。例如，缺陷可能是对容器的损坏，诸如碎裂的玻璃。相似地，可以想到，缺陷是缺陷性地产生的诸如局部材料增厚等的材料斑点。
[0006]因此，通常使用具有不同辐射特性的照明单元的两个不同的检查单元，以允许同样好地检测异物和缺陷。
[0007]这样做的缺点是容器的光学检查需要相应的工作量和安装空间。
[0008]从US 2013/0215261 A1已知用于检测玻璃制品中的缺陷的方法和适合于该目的装置。为了增强对比，这里提出了具有若干个彼此相对偏移的光图案的照明。
[0009]DE 10 2014 220 598 A1公开了用于容器的透射光检查的检查装置，该检查装置具有用于将发光表面细分成主要为水平分离的至少两个部分区域的装置，该部分区域可以选择性地开启和关闭，以用于容器的侧壁检查和/或封头检查。
[0010]US 6,304,323 B1公开了用于检测瓶子中的缺陷的方法。
[0011]EP 0 472 881 A2公开了用于以光学方式检查透明容器的底面的系统和方法。
[0012]US 2008/0310701 A1公开了用于视觉检查对象的方法和装置。
[0013]EP 0 926 486 B1公开了使用红外和偏振可见光来以光学方式检查透明容器所用的方法。
[0014]DE 10 2017 008 406 A1公开了用于检查容器的污染和三维容器结构的具有彩色照明的检查装置。为了该目的，辐射源具有若干个空间分离的辐射区，这些辐射区发射不同波长范围中的辐射或具有不同强度的辐射。在装饰性要素的情况下，这产生局部颜色对比，而在污染的情况下，仅产生局部亮度对比而没有局部颜色对比。
[0015]然而，在这种情况下，例如在特别小的缺陷或具有低曲率的缺陷的情况下，通常不可能检测到并可靠地评估局部颜色对比。

技术实现思路

[0016]本专利技术的目的是提供用于以光学方式检查容器的方法和装置，其中在需要较少的安装空间的同时，能够用较少的努力同时检测到异物和缺陷这两者。
[0017]为了解决该问题，本专利技术提供了具有权利要求1所述的特征的、用于以光学方式检查容器的方法。从属权利要求中定义了本专利技术的有利实施例。
[0018]申请人的大量研究表明，从发光表面发出的光基本上没有偏转或者只有轻微偏转地穿过容器的未损坏区域。相比之下，由于容器表面的相关联的局部变化，光在缺陷区域处与未损坏区域处被不同地折射。因此，与未损坏区域的情况相比，光经由缺陷从发光表面的不同光束方向朝向照相机偏转。相反，对于异物来说，这种情况通常较少或根本不存在，因为例如污染会导致光的局部吸收，而不会显著影响朝向照相机的光路。
[0019]由于光从平面发光表面的发射位置在不同发射方向上以不同波长范围发射，所以可以与发光表面的强度特性无关地针对照相机图像的像素确定相应的光分量是被缺陷偏转，还是以很少或没有偏转的方式穿过相应容器的未损坏区域。作为图像处理单元针对各种波长范围来评估至少一个照相机图像这一事实的结果，例如可以基于检测到的波长范围中的局部变化来将缺陷与异物区分开。相反地，仍然可以评估强度信息，以便在发光表面的辐射特性尽可能漫射的情况下特别好地检测异物对光的吸收。因此，根据本专利技术的方法能够用单个检查单元同样好地检测异物和缺陷这两者。这是用单个检查单元完成的，该事实意味着这需要较少的安装空间。
[0020]光学检查方法可用于饮料加工厂。该处理可以在容器制造处理、清洁处理、灌装处理和/或封盖处理的上游或下游实施。该方法可用于满瓶或空瓶检查机。例如，该方法可用于检查可回收容器。
[0021]容器可以设计成保持饮料、食品、卫生产品、糊状物、化学产品、生物产品和/或药物产品。容器可以是瓶子的形式，特别是塑料瓶或玻璃瓶。特别地，塑料瓶可以是PET、PEN、HD
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PE或PP瓶。相似地，容器可以是主要成分由诸如甘蔗、小麦或玉米等的可再生原材料组成的可生物降解的容器或瓶子。容器可以设置有封闭物，例如冠形瓶塞、螺旋盖或可撕开的盖等。相似地，容器可以是空的，优选没有封闭物。
[0022]可以想到，该方法可以用于检查容器的侧壁、基部、口部、螺纹和/或内容物。异物可能是污染、产品残留物和/或标签残余物等。例如，缺陷可以是对容器的损坏，诸如碎裂的玻璃。相似地，可以想到，缺陷是缺陷性地产生的诸如局部材料增厚或材料渐缩等的材料斑点。
[0023]容器可以作为容器流由输送器输送到检查单元。输送器可以包括转盘和/或直线输送器。例如，可以想到，输送器包括输送带，容器直立进入照明单元和照相机之间的区域的同时，在输送带上输送。可以想到，容器在输送过程(PUK)中可以保持一个或多个容器。例如，在照明单元照明容器的底部并且照相机通过容器的口部检查底部的情况下，容器也可以由横向的带保持来进行输送。
[0024]照明单元可以使用诸如白炽灯泡、荧光管或至少一个LED等的至少一个光源来生成光。优选地，光可以用LED矩阵生成，并在发光表面的方向上发射。发光表面可以设计为比容器的照相机视角更大。还可以想到，发光表面仅对容器的照相机视角的一部分进行照明。发射点或发射位置可以意味着表示发光表面的局部点或平面部分。
[0025]波长范围在这里可能意味着表示例如光的某个色谱部分。可以想到，发光表面从发射点在不同发射方向上发射光，各个光具有不同的波长或颜色。然而，也可以想到波长范围部分重叠。可以想到，不同波长范围由相应不同的光源发射，特别是由LED发射。光可以在波长光谱的可见光谱范围和/或不可见光谱范围内发射。例如，可见光谱范围内的光可以是人眼可感知的和/或可以在380nm
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750nm的波长范围内。不可见光谱范围可以不是人眼可感知的和/或可以在紫UV或IR波长范围内。还可以想到，可见光谱范围与不可见光谱范围相组合。例如，针对琥珀色玻璃容器，发光表面可以在不同发射方向上发射具有红色和红外波长范围的光。
[0026]“光
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于以光学方式检查容器(2)的方法(100)，其中，所述容器(2)被输送(101)到包括照明单元(3)和照相机(4)的检查单元(10)，其中所述照明单元(3)从平面发光表面(30)发射光(102)，其中所述光经由所述容器(2)被透射或反射(104)，其中所述照相机(4)在至少一个照相机图像(I)中捕获(105)所述容器(2)中的至少一个容器，并且捕获通过该至少一个容器透射或反射的所述光，并且利用图像处理单元(6)来针对强度信息评估所述至少一个照相机图像(I)，以便检测(107)所述容器中的异物(8)和/或缺陷(7)，其特征在于：所述光从所述平面发光表面(30)的各个发射位置(31
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42)在不同的发射方向(A1、A2、A3)上以相互不同的波长范围发射(103)，并且由所述照相机(4)检测，以使得在所述至少一个照相机图像(I)中所述不同的波长范围能够彼此区分(106)，以及所述图像处理单元(6)针对所述不同的波长范围来评估所述至少一个照相机图像(I)，以便将所述缺陷(7)与所述异物(8)区分开(108)。2.根据权利要求1所述的方法(100)，其中，在所述不同的发射方向(A1、A2、A3)中的至少一个方向上，在所有发射位置(31
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42)上发射相同的波长范围。3.根据权利要求1或2所述的方法(100)，其中，所述不同的发射方向(A1、A3)之一的光束(S3、S4)在所述缺陷(7)之一处朝向所述照相机(4)折射，并且其中在所述缺陷(7)的附近(U2)，所述不同的发射方向中的另一个方向(A2)的另一光束(S2)朝向所述照相机延伸。4.根据前述权利要求中任一项所述的方法(100)，其中，所述图像处理单元(6)针对具有相对于周围区域(U1)偏离的强度信息的第一局部区域(8
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)来评估所述至少一个照相机图像(I)，以便得出关于异物(8)的存在的结论。5.根据前述权利要求中任一项所述的方法(100)，其中，所述图像处理单元(6)针对具有相对于环境(U2)偏离的波长范围的第二局部区域(7
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)来评估所述至少一个照相机图像(I)，以便得出关于缺陷(7)的存在的结论。6.根据前述权利要求中任一项所述的方法(100)，其中，所述至少一个照相机图像(I)被所述图像处理单元(6)分离成强度通道(G)和颜色通道(C)，并且其中，所述图像处理单元(6)基于所述强度通道(G)来检测所述异物(8)并且基于所述颜色通道(C)来检测所述缺陷(7)。7.一种用于以光学方式检查容器的装置(1)，特别用于执行根据权利要求1
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6中任一项所述的方法(100)，包括：检查单元(10)，其包括照明单元(3)和照相机(4)，图像处理单元(6)，用于处理所述照相机的至少一个照相机图像(I)，输送器(5)，用于将所述容器(2)输送到所述检查单元(10)，其中，所述照明单元(3)被配置为利用平面发光表面(3...

【专利技术属性】
技术研发人员：安东，
申请(专利权)人：克朗斯股份公司，
类型：发明
国别省市：