用于检查在直线路径上移动的容器的方法和装置与流程

本发明涉及透明或半透明容器(诸如玻璃瓶或烧瓶)的在线检查的，以确定由这样的容器呈现的特性以用于其质量控制。本发明的目的发现了特别有利的应用，但不排他地用于控制或评估容器的尺寸特性和/或用于观察或分析容器的表面上或壁中的光学奇点，诸如影响这样的容器的质量的光吸收和/或折射和/或反射缺陷。

背景技术：

1、在现有技术中，已知在生产线上自动检查在光学控制工位前面高速通过的容器，该光学控制工位包括视觉系统，该视觉系统包括位于容器一侧的光源和位于容器另一侧的至少一个相机。使用穿过容器的光，相机产生容器的图像，分析这些图像以确定容器的尺寸特性或检测容器中缺陷的存在。

2、例如，专利fr 2 775 079描述了一种用于检查由输送机在线运输的容器的壁和轮廓的机器。该机器包括第一检查工位，该第一检查工位借助于相机和反射镜以60°的角度产生两个视图，换言之，在它们之间具有60°的角度的两个观察方向上产生容器的两个图像。该机器还包括第二检查工位，该第二检查工位相对于输送机与第一工位对称，并且包括：第一相机，以60°的角度在两个视图中执行壁的检查；以及叠加的第二相机，沿着60°的两个视图执行容器的轮廓的检查。可能的是，在第二工位处，单个相机连续地执行用于检查壁和用于分析轮廓的视图。

3、受控光源与每个视图相关联，包括发光二极管的垂直行。基本上弯曲或盘绕的漫射器拦截来自每个检查工位的两个光源的光，从而散射光并基本上消除两个光源之间的暗空间。

4、该专利教导了，通过沿着60°的两个观察方向测量两个直径，通过分析轮廓来检测尺寸缺陷。然而，由于容器的平面部段不是圆形的，因此这两个测量不能保证容器的良好尺寸控制。

5、对于外观控制，靠近光源的面板的一个边缘定位的容器的侧面将看起来是暗的，如在图3中可以看到的。因此，容器的两侧不是以相同的方式观察的。然而，阴影是难以或甚至不可能进行诸如气泡或夹杂物的缺陷的检测的区域。换言之，检测灵敏度取决于容器在检查工位中通过期间的定向。缺陷将被不同地看到，或者甚至根本看不到，这取决于它是位于容器中靠近光源的面板的边缘附近的壁，还是靠近两个光源之间的接合处附近的壁，使得该解决方案不能满足质量检查要求。

6、此外，该专利教导了对具有窄照明区域的容器的轮廓进行控制，以在视图上获得非常明显的阴影。

7、专利申请ep3088873描述了一种用于光学检查由输送机移动的容器的装置，根据附图中所示的替代方案，该装置包括第一检查工位，该第一检查工位在输送机的一侧上配备有三个角度偏移的光源面板，并且在输送机的另一侧上配备有三个相机，对于该三个相机，观察方向分别以三个光源面板为中心。检查装置包括第二检查工位，该第二检查工位相对于输送机与第一检查工位对称。三个光源面板可以被认为是单个面板。

8、应当注意，一些面板本质上可以是平面的，但是面板不一定是平面的，而是可以是弯曲的或由相对于彼此以非平面配置定向的多个区段形成。

9、面板包括被配置为照亮容器的多个光源。单独地控制光源，以单独地调节每个光源的强度。因此，相机可以在不调节光源相对于相机的放置或配置的情况下捕获均匀的图像。

10、然而，该装置具有相同的缺点，即不能以相同的方式观察容器的两侧。取决于缺陷是位于容器中靠近边缘附近的壁，还是靠近光源的两个面板之间的接合处附近的壁，缺陷将被不同地看到，或者甚至根本看不到。此外，该专利申请示出了增加相机和光源的面板的数量以增加容器的视图数量的可能性。然而，这导致这样的装置的空间需求增加，这使得其在容器生产线上的安装实际上是限制性的。根据该配置，面板的数量固定了可能的视图的数量。关于尺寸控制，根据在每个检查工位中具有三个面板的示例，借助于相对于输送机对称相对的视图仅测量三个直径。

技术实现思路

1、本发明的目的旨在通过提出一种用于检查沿着直线路径移动的容器的方法来克服现有技术的缺点，该方法被设计成保证容器的检查质量，同时限制实施这种检查技术的装置的空间要求。

2、本发明的另一个目的是提出一种用于检查沿着直线路径移动的容器的方法，该方法被设计成无论容器周围的视角如何都获得相同的图像渲染。

3、为了实现这些目的，根据本发明的方法涉及一种用于检查以直线路径在输送平面中移动的容器的方法，该方法包括在第一检查工位中：

4、-提供沿着路径的第一侧照明容器的第一光源，所述第一光源包括发射表面，所述发射表面具有垂直于路径的对称平面，并且一方面在与输送平面正交的竖直方向上在高度上延伸，并且另一方面在总角宽度上遵循凹曲线延伸，发射表面由多个基本光源组成，所述多个基本光源被控制以限定具有至少一个第一相同照明配置的至少三个照明区；

5、-提供至少三个图像传感器，所述至少三个图像传感器具有总观察场并且沿着路径的与第一侧相对的第二侧设置有在不同方向上的光轴，以在存在于其总观察场中的容器的图像采集期间，每个图像传感器具有穿过光学中心和容器的中心轴线的观察方向，所述至少三个图像传感器的观察方向是不同的直线并且被调节以恢复来自相关联的照明区

6、的光；

7、-并且当移动中的容器连续地定位成基本上以每个图像传感器的观察方向为中心时，为了使所述图像传感器中的每一个采集由相关联的照明区照明的容器的至少一个图像，相关联的照明区被控制为在采集期间连续地接通，具有至少第一照明配置，照明区的基本光源被控制，

8、以使得：

9、*与图像传感器相关联的至少三个照明区具有相同的角宽度；

10、*与图像传感器相关联的至少三个照明区相对于对应的观察方向以对

11、称角宽度延伸；

12、*并且至少两个成角度相邻的照明区具有公共照明部分，这考虑到所述两个照明区不被同时照明。

13、根据优选的替代实施方式，在沿容器的移动方向位于第一检查工位下游的第二检查工位中，该方法包括：

14、-提供沿着路径的第二侧照明容器的第二光源，所述第二光源包括发射表面，所述发射表面具有垂直于路径的对称平面，并且一方面在与输送平面正交的竖直方向上在高度上延伸，并且另一方面在总角宽度上遵循凹曲线延伸，发射表面由多个基本光源组成，所述多个基本光源被控制以限定具有至少一个第一相同照明配置的至少三个照明区；

15、-提供至少三个图像传感器，所述至少三个图像传感器具有总观察场并且沿着路径的第一侧设置有在不同方向上的光轴，以在存在于其总观察场中的容器的图像采集期间，每个图像传感器具有穿过光学中心和容器的中心轴线的观察方向，所述至少三个图像传感器的观察方向是

16、不同的直线并且被调节以恢复来自相关联的照明区的光；

17、-并且当移动中的容器连续地定位成基本上以每个图像传感器的观察方向为中心时，为了使所述图像传感器中的每一个采集由相关联的照明区照明的容器的至少一个图像，相关联的照明区被控制为在采集期间连续地接通，具有至少第一照明配置，照明区的基本光源被控制，以使得：

18、*与图像传感器相关联的所述至少三个照明区具有相同的角宽度；

19、*与图像传感器相关联的所述至少三个照明区相对于对应的观察方向

20、以对称角宽度延伸；

21、*并且至少两个成角度相邻的照明区具有公共照明部分，这考虑到所述两个照明区不被同时照明。

22、根据替代实施例，第一光源和/或第二光源设置有发射表面，所述发射表面由广义圆柱体的一部分产生，广义圆柱体由竖直直线段产生的母线和输送平面中的凹准曲线而形成，凹准曲线的凹面朝向容器。

23、例如，第一光源和/或第二光源均设置有发射表面，所述发射表面具有在100°与175°之间的总角宽度。

24、优选地，第一光源和/或第二光源均设置有发射表面，对于所述发射表面，准曲线是圆弧。

25、根据替代实施例，第一光源和/或第二光源设置有发射表面，所述发射表面在输送平面中具有在500mm与700mm之间的宽度和在100mm与350mm之间的深度。

26、典型地，第一光源和/或第二光源设置有由背光一体式漫射器实现的发射表面。

27、根据替代实施方式，在每个检查工位中：

28、-针对每个光源的发射表面设置至少三个照明区，所述至少三个照明区至少具有第一相同照明配置、第二相同照明配置和第三相同照明配置；

29、-并且当容器基本上以图像传感器的观察方向为中心时，以使得针对所述图像传感器中的每一个连续地采集由具有第一照明配置的相关联的照明区照明的容器的至少一个图像、由具有第二照明配置的相关联的照明区照明的容器的至少一个图像和由具有第三照明配置的相关联的照明区照明的容器的至少一个图像。

30、典型地，在每个检查工位中，针对每个光源的发射表面提供至少三个照明区，所述至少三个照明区具有：

31、-作为第一相同照明配置，具有合适的均匀图案的延伸配置；

32、-作为第二相同照明配置，受限均匀配置；

33、-作为第三相同照明配置，结构化配置。

34、根据示例性实施方式，至少三个图像传感器设置在第一检查工位中，并且至少三个图像传感器设置在第二检查工位中，所述至少六个图像传感器具有成对地间隔开至少10°的至少六个观察方向。

35、根据另一示例性实施方式：

36、-在第一检查工位中，设置有至少三个图像传感器，所述至少三个图像传感器具有成对地间隔开至少30度且优选地至少40°的角度的观察方向；

37、-在第二检查工位中，设置有至少三个图像传感器，所述至少三个图像传感器具有成对地间隔开至少30度且优选地至少40°的角度的观察方向。

38、例如，通过仅调节对第一光源和/或第二光源的控制来修改图像传感器的观察方向相对于移动方向的数量和/或角度值，以具有至少三个照明区，所述至少三个照明区具有至少一个第一照明配置。

39、根据另一示例，通过添加图像传感器来增加图像传感器的观察方向的数量。

40、有利地，在容器在图像传感器的总观察场中移动之后，至少一个图像传感器在至少两个不同的观察方向上采集每个容器的至少两个图像。

41、通过应用示例，执行对由具有同一照明区配置的图像传感器拍摄的图像的分析，以导出关于容器的缺陷和/或尺寸的信息。

42、因此，例如：

43、-在从容器的底部到顶部扫描的图像中的至少一个给定高度处执行由对至少六个图像传感器拍摄的六个图像的分析，以确定容器的两个相对边缘之间的距离，以导出容器在所述高度处的直径的测量值，

44、-基于在六个不同方向上的至少六个不同直径的测量值，与容器的至少一个给定高度处的直径公差阈值或非圆形阈值相比较，确定容器的尺寸一致性。

45、根据另一有利特征，所述方法包括在一个检查工位处设置有至少三个图像传感器，所述至少三个图像传感器在以同一照明配置采集图像时具有基本上相同的工作距离。

46、根据另一有利特征，所述方法包括在第一检查工位中设置有至少三个图像传感器，并且在第二检查工位中设置有至少三个图像传感器，每个图像传感器在以同一照明配置采集图像时具有基本上相同的工作距离。

47、本发明的另一个目的是提出一种用于检查以直线路径在输送平面中移动的容器的装置，该检查装置包括：

48、*第一检查工位，包括：

49、-第一光源，沿着路径的第一侧，所述第一光源包括发射表面，所述发射表面具有垂直于路径的对称平面，并且一方面在与输送平面正交的竖直方向上在高度上延伸，并且另一方面在总角宽度上遵循凹曲线延伸，发射表面由多个基本光源组成，所述多个基本光源被控制以限

50、定具有至少一个第一相同照明配置的至少三个照明区；

51、-至少三个图像传感器，所述至少三个图像传感器具有总观察场并且沿着路径的与第一侧相对的第二侧设置有在不同方向上的光轴，以在存在于其总观察场中的容器的图像采集期间，每个图像传感器具有穿过光学中心和容器的中心轴线的观察方向，图像传感器的观察方向是

52、不同的并且被调节以恢复来自相关联的照明区的光；

53、*第二检查工位，所述第二检查工位沿容器的移动方向位于第一检查

54、工位的下游，该第二检查工位包括：

55、-第二光源，沿着路径的第二侧，所述第二光源包括发射表面，所述发射表面具有垂直于路径的对称平面，并且一方面在与输送平面正交的竖直方向上在高度上延伸，并且另一方面在总角宽度上遵循凹曲线延伸，发射表面由多个基本光源组成，所述多个基本光源被控制以限

56、定具有至少一个第一相同照明配置的至少三个照明区；

57、-至少三个图像传感器，所述至少三个图像传感器具有总观察场并且沿着路径的第一侧设置有在不同方向上的光轴，以在存在于其总观察场中的容器的图像采集期间，每个图像传感器具有穿过光学中心和容器的中心轴线的观察方向，图像传感器的观察方向被调节以恢复来自相关联的照明区的光，用于第二检查工位的图像传感器的观察方向是相互不同的直线并且不同于第一检查工位的图像传感器的观察方向；

58、*以及图像传感器和光源的控制系统，所述控制系统被配置为使得当移动中的容器连续地定位成基本上以每个图像传感器的观察方向为中心时，为了使所述图像传感器中的每一个采集由相关联的照明区照明的容器的至少一个图像，相关联的照明区被控制为在采集期间连续地接通，具有至少第一照明配置，照明区的基本光源被控制，以使得：

59、-与图像传感器相关联的每个检查工位的所述至少三个照明区具有相

60、同的角宽度；

61、-与图像传感器相关联的每个检查工位的所述至少三个照明区相对于

62、对应的观察方向以对称角宽度延伸；

63、-并且每个检查工位的至少两个成角度相邻的照明区具有公共照明部分，这考虑到所述两个照明区不被同时照明。

64、根据实施例特征，每个检查工位的所述至少三个图像传感器具有观察方向，所述观察方向是成对地间隔开至少30°且优选地至少40°的角度的直线。

65、有利地，第一工位的所述至少三个图像传感器和第二工位的所述至少三个图像传感器具有成对地间隔开至少10°的至少六个观察方向。

66、典型地，第一光源和/或第二光源具有发射表面，所述发射表面在输送平面中具有在500mm与700mm之间的宽度和在100mm与350mm之间的深度。

67、此外，第一光源和第二光源有利地被定位成使得光源的发射表面具有在1000mm与1400mm之间的空间要求。

68、根据优选的示例性实施方式，第一光源和/或第二光源的发射表面由背光一体式漫射器实现。

69、根据有利的实施例特征，在一个检查工位中的至少三个图像传感器均具有在它们的光学中心与容器的路径之间沿着光轴截取的基本上相同的工作距离。

70、根据另一个有利的实施例特征，第一检查工位中的至少三个图像传感器和第二检查工位中的至少三个图像传感器均具有在它们的光学中心与容器的路径之间沿着光轴截取的基本上相同的工作距离。