用于检测瓶子尤其是贴标机中的瓶子上的凸起和／或凹陷的设备制造技术

本发明专利技术涉及一种用于检测瓶子尤其是贴标机中的瓶子上的凸起和／或凹陷的设备，该设备包括：照明单元，其具有光屏，用于在待检查的瓶子上产生光反射；和至少一个摄像机，其用于检测所述光反射。通过形成在光屏上的不同亮度的区域，可以在大范围的瓶壁上可靠地检测到模缝，并且可以在瓶子的各个旋转位置处对压花进行定位。本发明专利技术还涉及一种应用该设备的方法。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种根据专利权利要求1的前序部分所述的用于检测瓶子上的凸起 和/或凹陷的设备，以及一种利用该设备的方法。
技术介绍
在瓶子表面上，例如在瓶体的模缝和浮雕状压印即所谓的压花处，可能会出现凸 起和/或凹陷。优选地，具有模缝的瓶子如饮料瓶必须被贴标签为使得模缝不被标签覆盖。此外， 标签可相对于压花来定向。为了检测模缝或压花的位置并允许瓶子随后旋转到理想的位 置，众所周知的是检查在瓶子的各个旋转位置处形成在瓶体上的不规则灯光反射。在这个 过程中，通过灯光反射通常仅能够分别检测到模缝或压花的一部分。例如，DE 10 2004 040 164 Al描述了一种半圆形的均勻照明灯罩，该灯罩环绕待 检查的瓶子的对称轴共轴设置，并且包括一孔口，借助摄像机，通过该孔口来检查瓶子表面 的不规则反射。但是，在异型瓶子表面的情况下，光反射的边缘可能具有不规则的形状，并 且很难在低对比度表现(low-contrastr印resentation)中对其进行精确地检测。此外，模 缝可能仅表现在光反射的边缘处的一个小范围内。因此，采用已知的技术，未必总是能够可 靠地检测到模缝。优选地，压花设置在瓶子肩部的区域中。在摄像机的一般水平观看方向上，则压花 通常被定位在灯光反射的外部。因此，在压花处形成了相对低对比度的不规则反射，压花的 形状在瓶子旋转时变化。由于这些问题，因此需要利用额外微调来检测瓶子。这需要额外的检验设备以及 贴标机中更多的空间，而这并非是理想的。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的是在瓶壁的最大范围内对模缝进行可靠地检测，和尽可能可 靠地在瓶子的各个旋转位置处对压花进行定位。这通过在照明单元的光屏上形成不同亮度的区域来实现。这些不同亮度的区域在 反射中与待检测的结构重叠并且导致了不同亮度的反射区，尤其是暗背景上具有亮线而亮 背景上具有暗线。这便于对模缝和压花进行检测。优选地，所述不同亮度的区域以条纹图案设置。从而，在反射中提供了增强图像对 比度的规则图案。在一个实施例中，所述条纹图案包括2至4个暗条纹。这改善了基本上为筒形的 瓶子形状的表现，该瓶子形状成像为垂直结构与水平结构相比清晰度更高并且更紧凑。优选地，所述不同亮度的区域在水平方向上交替。这改善了对主要导致水平方向 上的反射干扰的垂直走向的模缝的检测。优选地，所述不同亮度的区域之间的亮度转变是渐进的。这支持对经带通滤波器 滤波的摄像机图像进行估算(evaluation)。在一个优选实施例中，所述不同亮度的区域具体体现为不同光传输的区域。从而， 可以容易地实现遮暗区域。优选地，所述光屏包括薄片(foil)，所述不同亮度的区域形成在所述薄片上或中。 这允许例如通过印刷薄片来廉价而灵活地实现不同亮度的区域，并且允许不同亮度的图案 之间的容易变化。在一个优选实施例中，所述照明单元还包括光源，所述光屏还包括漫射屏，所述薄 片设置在所述光源和所述漫射屏之间。以这种方式，可以使薄片的非理想的印刷产物例如 重叠的图案和条纹变得平滑。优选地，所述光屏具有朝向所述瓶子开口的漏斗形状。以这种方式，可以在瓶子筒 形部上以及瓶子的肩部上产生片状的扩散反射。在一个优选实施例中，所述摄像机朝向所述瓶子的底部倾斜，并且所述摄像机的 光轴与所述瓶子的主轴线成最大为80°的夹角。因此，不仅可以使大范围的模缝成像，而且 灯光反射还允许瓶子的肩部区域的尤其有益的表现。优选地，所述设备还包括传输装置，其使所述瓶子移动通过所述摄像机的图像记 录区域；和旋转支座，其设置在所述传输装置上，用于保持所述瓶子。这样，可以对处于各个 旋转位置的一连串瓶子进行检验。另一实施例包括计算单元，所述计算单元用于估算检测到的所述反射、定位所述 凸起和/或凹陷，以及确定所述瓶子的实际旋转位置。从而，随后可以使瓶子移动到理想的 旋转位置。本目的还通过一种应用根据本专利技术的设备的方法来实现，其中，利用所述光屏来 照亮所述瓶子，以使所述光反射至少暂时与待检测的所述凸起和/或凹陷重叠；和利用摄 像机来使所述反射成像。待检测结构和光屏的不同亮度的区域的重叠导致了不同亮度的反 射区，尤其是暗背景上具有亮线而亮背景上具有暗线。这便于对模缝和压花进行检测。优选地，在该过程中使所述瓶子移动通过所述摄像机的图像记录区域，同时使所 述瓶子绕其纵轴线旋转，从而在所述瓶子的各个旋转位置处使所述反射成像。从而，可以对 处于各个旋转位置的一连串瓶子进行检验。在一个优选实施例中，计算单元估算所述摄像机图像，检测所述凸起和/或凹陷 的位置并且据此来确定所述瓶子的实际旋转位置。从而，随后可以使瓶子移动到理想的旋 转位置。附图说明优选实施例表现在附图中并且将在下文中进行说明。在附图中图1示出了通过图2的割平面C-C看到的第一实施例的示意性平面图；图2示出了通过图1的割平面A-A看到的第一实施例的示意性侧视图；图3示出了通过图1的割平面B-B看到的第一实施例的示意性正视图；图4示出了用于分别检测待检查的瓶子上的凸起或凹陷的具有光反射的摄像机 图像的示意性表示；5图5示出了通过图6的割平面E-E看到的第二实施例的示意性平面图；和图6示出了通过图5的割平面D-D看到的第二实施例的示意性侧视图。具体实施例方式在图1和图2中可以看出，根据本专利技术的检验设备1包括三个摄像机3，每一个摄 像机具有由虚线表示的成像区域(image area) 3a，用于使旋转传输装置5 (见箭头G)上的 瓶子7通过摄像机3成像。摄像机3与漏斗形光屏11、多个灯13和安全屏14 一起被集成 在照明单元9中。通过旋转支座6，例如具有可升降的定心装置的电机驱动的转盘，使瓶子 7保持直立并且相对于瓶子7的主轴线7a居中。虚线示出了用于更多瓶子7的支座6以对 一连串瓶子进行检查。图中没有显示出支座6的驱动器，而以箭头F表示。光屏11包括位于其面朝瓶子7的一侧的诸如乳色玻璃屏或半透明塑料屏的漫射 屏15，和位于其面朝灯13的一侧的薄片17，薄片17的各部分印刷有不同强度的着色剂19。 为了更好地理解，着色剂19的层厚在附图中采用非常夸大的方式表示，其中，大层厚区域 对应于低亮度区域，反之亦然。着色剂19的光传输沿光屏11在水平方向上重复变化，以使 在光屏11上，在水平方向上具有低级别亮度的暗区域21a与具有高级别亮度的亮区域21b 交替。从暗区域21a到亮区域21b的亮度转变是渐进的，反之亦然。尤其根据图3中的平 行立体图，变得明显的是不同亮度的区域21a、21b在光屏11上形成基本上垂直定向的条 纹图案21。从图1中还可看出，照明单元9包括侧向镜(lateral mirror) 22，优选地，侧向镜 22具体体现为附着到透明镜体22a上的镜箔。这些侧向镜22反射从光屏11朝向瓶子7发 射出的光28。根据图2，摄像机3朝向瓶子的底部7b倾斜，其光轴3b与瓶子的主轴线7a成最大 为80°的夹角α。此处，摄像机3通过光屏11中的摄像窗口 23斜向下观看到瓶子的肩部 7c与瓶子7的筒形部7d的过渡区域。因此，利用摄像机3，获得了具有图4中示意性表示 的光反射27的摄像机图像25，这是经瓶子7畸变的光屏11的反射图像。此处，光反射27 的暗条纹27a或亮条纹27b基本上对应于条纹图案21的区域21a、21本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于检测瓶子（７）尤其是贴标机中的瓶子上的凸起和／或凹陷（７ｅ，７ｆ）的检验设备（１），包括：－照明单元（９），其具有光屏（１１），用于在待检查的瓶子（７）上产生光反射（２７）；和－至少一个摄像机（３），其用于检测所述光反射（２７）；其特征在于在所述光屏（１１）上形成有不同亮度的区域（２１ａ，２１ｂ）。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：雷纳奎安特，
申请(专利权)人：克朗斯股份公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]