專利名稱：用于檢查有肋容器的設(shè)備和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及容器的檢查，更特別地涉及一種用于檢測(cè)有肋(ribbed)容器中的批量偏差(commercial variation)的方法和設(shè)備。
背景技術(shù)：
在制造諸如玻璃容器之類的玻璃物品時(shí)，可能出現(xiàn)影響容器的批量可接受性的各種異常或偏差。這些被稱為“批量偏差”的異常可能涉及容器的眾多屬性中的一個(gè)或多個(gè)。例如，批量偏差可以包括在容器側(cè)壁、底或支承面、容器口、或者在容器密封面的容器的尺寸特性；它們也可以包括諸如在容器口、側(cè)壁或者底上的石頭或者裂縫的偏差。為了檢查和質(zhì)量控制的目的，常規(guī)的作法是在每個(gè)容器上鑄造指示容器的最初模型的標(biāo)記。因此，提供能夠檢查容器的批量偏差、模型標(biāo)記或者其他保證檢查的特征的檢查設(shè)備常常是有用的。術(shù)語(yǔ)“檢查”以其最廣義被使用，以包括任何光的、電光的、機(jī)械的或者電的觀察或者與容器的結(jié)合來(lái)測(cè)量或確定潛在可變的特性，包括但不必限于模具碼和批量偏差。
美國(guó)專利5,291,271公開(kāi)了一種用于測(cè)量透明容器的側(cè)壁厚度的設(shè)備，該設(shè)備包括用于把光束以一個(gè)角度引導(dǎo)到容器側(cè)壁的外表面上的源，使得一部分光束從外側(cè)壁表面被反射，以及一部分被折射到容器側(cè)壁上，從內(nèi)側(cè)壁表面被反射，然后從外側(cè)壁表面重新出現(xiàn)。透鏡被布置在線性陣列光傳感器和容器側(cè)壁之間，以用于聚焦從外和內(nèi)側(cè)壁表面反射到傳感器上的光能。該透鏡具有其中布置傳感器的的像平面以及與光束共線的物平面。信息處理器對(duì)入射在傳感器上的光能作出響應(yīng)，以用于確定在內(nèi)和夕側(cè)壁表面之間的容器厚度。
美國(guó)專利6,256,095公開(kāi)了一種用于檢查容器口的密封面區(qū)域的設(shè)備，該設(shè)備包括被放置成把準(zhǔn)直的線狀光束(即長(zhǎng)度尺寸是寬度尺寸的許多倍)引導(dǎo)到容器的密封面區(qū)域上的光源。在容器表面區(qū)域上的線狀光束具有與容器軸垂直的長(zhǎng)尺寸以及與容器軸相切的窄尺寸。光傳感器被布置成接收從密封面區(qū)域反射的線狀光束的部分，并提供電輸出信號(hào)，該電輸出信號(hào)隨著密封面區(qū)域相對(duì)于光源和傳感器的高度或水平而變化。透鏡系統(tǒng)被布置成只將從容器密封面區(qū)域反射的在與容器軸和傳感器的公共平面平行的平面中的光能引導(dǎo)到光傳感器上。透鏡系統(tǒng)和傳感器一起包括全成像系統(tǒng)，用于從密封面反射的在與容器軸和它的傳感器的公共平面平行的平面中的光能，但是它基本上不受雜散反射的影響，該雜散反射包括來(lái)自容器上其他點(diǎn)的與該平面不平行的反射。
發(fā)明概要本發(fā)明包括許多方面，這些方面可以分別地實(shí)現(xiàn)，或者更優(yōu)選地可以互相結(jié)合來(lái)實(shí)現(xiàn)。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供一種用于檢查容器的設(shè)備，該容器具有中心軸和帶有向周圍延伸的外肋的側(cè)壁。該設(shè)備優(yōu)選地包括用于把線狀光束引導(dǎo)到容器的外表面上的光源；被布置成接收線狀光束的反射部分的光傳感器；以及被耦合到光傳感器以將側(cè)壁的幾何特性確定為反射光能的函數(shù)的信息處理器。線狀光束優(yōu)選地具有平行于容器軸的長(zhǎng)尺寸，并具有足夠的長(zhǎng)度來(lái)照亮至少一個(gè)肋峰和肋峰之間的至少一個(gè)谷。傳感器可以是線性陣列傳感器，其對(duì)于測(cè)量不圓度特別有用，或者是用于測(cè)量不圓度和側(cè)壁厚度的區(qū)域陣列傳感器。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種用于檢查容器的檢查設(shè)備，該容器具有中心軸、半徑和帶有至少一個(gè)向周圍延伸的肋的側(cè)壁。該設(shè)備通常包括光源、透鏡系統(tǒng)、光傳感器和信息處理器。信息處理器使用由光源發(fā)出并由透鏡系統(tǒng)折射的光在光傳感器上形成的圖像來(lái)確定側(cè)壁或者肋的至少一個(gè)幾何特性。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種檢查容器側(cè)壁的方法，該容器側(cè)壁具有至少一個(gè)向周圍延伸的肋。該方法通常包括以下步驟(a)提供用于把光引導(dǎo)到側(cè)壁上的光源，(b)提供透鏡系統(tǒng)，(c)提供用于接收光以使在光傳感器上形成具有第一圖像元素的圖像的光傳感器，(d)圍繞容器軸旋轉(zhuǎn)容器，(e)在容器旋轉(zhuǎn)時(shí)監(jiān)視第一圖像元素，以及(f)基于第一圖像元素來(lái)確定容器側(cè)壁或者肋的幾何特性。
附圖簡(jiǎn)述根據(jù)后面的描述、所附權(quán)利要求書(shū)以及附圖，本發(fā)明連同附加的目的、特征、優(yōu)點(diǎn)及其多個(gè)方面將被最好地理解，其中

圖1是示出本發(fā)明的容器檢查設(shè)備的第一實(shí)施例的平面示意圖2是示出圖1的容器檢查設(shè)備的正視示意圖；圖3A是在圖2中所示的容器的有肋頸部的截面的放大；圖3B是由圖1的容器檢查設(shè)備產(chǎn)生的圖像的放大視圖；圖3C是由本發(fā)明的容器檢查設(shè)備的第二實(shí)施例產(chǎn)生的圖像的放大視圖；以及圖4是說(shuō)明本發(fā)明的可選實(shí)施方式的示意圖。
優(yōu)選實(shí)施例詳述參考圖1和2，示出了容器檢查設(shè)備10的第一實(shí)施例的示意圖，該設(shè)備用來(lái)檢測(cè)容器12中的批量偏差，即在側(cè)壁厚度和/或容器的有肋側(cè)壁的不圓度或擺動(dòng)中的偏差。容器12優(yōu)選地是透明的或半透明的玻璃容器，其具有基本上圓柱形的側(cè)壁14、中心軸16和半徑18。圓柱形的側(cè)壁進(jìn)一步包括一個(gè)或多個(gè)向周圍延伸的肋20，所述肋的大小和形狀隨著應(yīng)用而變化。檢查設(shè)備10可以是較大的總?cè)萜鳈z查站和/或機(jī)器的一部分，或者它可以是沿著傳送器或其他容器運(yùn)輸系統(tǒng)設(shè)置的獨(dú)立檢查設(shè)備。在任一情況下，容器檢查設(shè)備10優(yōu)選地包括容器旋轉(zhuǎn)裝置30(圖2)、光源32(圖1)、透鏡系統(tǒng)34、光傳感器36和信息處理器38(圖2)。
容器旋轉(zhuǎn)裝置30優(yōu)選地圍繞中心軸16旋轉(zhuǎn)容器12，以使檢查設(shè)備10可以通過(guò)至少一個(gè)完整的旋轉(zhuǎn)來(lái)檢查容器。旋轉(zhuǎn)裝置被耦合到信息處理器38，以及信息處理器38以容器旋轉(zhuǎn)的相等角增量或者在容器以恒定速度旋轉(zhuǎn)時(shí)以相等時(shí)間增量來(lái)掃描傳感器36。信息處理器向旋轉(zhuǎn)裝置提供關(guān)于何時(shí)開(kāi)始旋轉(zhuǎn)容器、旋轉(zhuǎn)容器有多快、維持旋轉(zhuǎn)有多久等的指令。
光源32發(fā)出入射的線狀光束50，該光束射在側(cè)壁14上，以使諸如與厚度和/或不圓度有關(guān)的那些特性之類的側(cè)壁和/或肋的幾何特性可以為了批量偏差而被評(píng)估。光源被耦合到信息處理器38并由其控制，以及優(yōu)選地包括用于產(chǎn)生光線(一維的)的激光二極管、用于聚焦光束的內(nèi)部透鏡布置、以及用于把光線變換為線狀束(二維的)的線產(chǎn)生器。光源以相對(duì)于半徑18優(yōu)選為大約45°的入射角把入射的線狀相干光束50引導(dǎo)到側(cè)壁14上，該光束優(yōu)選是相干光能的準(zhǔn)直束(圖1)。如圖1-3A中所示，線狀束50優(yōu)選地具有與容器軸16平行的長(zhǎng)尺寸以及與容器軸相切的短尺寸。當(dāng)然，也可以使用其他合適的光源和入射光圖案。
透鏡系統(tǒng)34位于容器側(cè)壁14和光傳感器36之間，并且用來(lái)收集和折射從容器側(cè)壁反射的光，以使它射到光傳感器上。透鏡系統(tǒng)34優(yōu)選是變形的透鏡系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括與球面或菲涅耳透鏡62相鄰放置的圓柱透鏡60。在球面透鏡和菲涅耳透鏡之間至少部分地通過(guò)它的焦距來(lái)作出選擇，該焦距影響光傳感器36相對(duì)于透鏡系統(tǒng)34的位置。透鏡系統(tǒng)被設(shè)計(jì)成向光傳感器36引導(dǎo)從容器側(cè)壁14反射的光的某些成分，而引導(dǎo)反射光的其他成分遠(yuǎn)離光傳感器。隨后將更詳細(xì)地描述透鏡系統(tǒng)34。
光傳感器36被放置在透鏡系統(tǒng)34的焦點(diǎn)附近，以使它可以從透鏡系統(tǒng)接收光，以及將表示側(cè)壁14和/或肋20的電子信號(hào)傳輸?shù)叫畔⑻幚砥?8。根據(jù)該實(shí)施例，光傳感器36包括線性陣列傳感器，該傳感器具有垂直于容器軸16的長(zhǎng)尺寸(圖1)以及平行于容器軸的短尺寸(圖2)。傳感器36可以在諸如Dalsa Orion系列照相機(jī)之類的照相機(jī)中被提供，該照相機(jī)可以具有相關(guān)的聚焦光學(xué)器件。傳感器36可選擇地可以是區(qū)域陣列傳感器，其中僅有一行CCD元件被掃描。
信息處理器38被耦合到檢查設(shè)備10的各種部件并與其通信，以及基于從光傳感器36接收到的信息來(lái)分析側(cè)壁和/或肋的幾何特性。優(yōu)選地，信息處理器38包括用于與容器旋轉(zhuǎn)裝置30、光源32和光傳感器36、以及眾多其他電子部件通信的一個(gè)或多個(gè)輸入和/或輸出。這些部件可以包括但不限于電子存儲(chǔ)裝置、電子處理裝置、集成電路、外圍部件等，并且可以是檢查設(shè)備10的一部分或者是較大的檢查站或機(jī)器的一部分。容器旋轉(zhuǎn)裝置30、光源32和光傳感器36優(yōu)選地都由信息處理器38來(lái)控制。
在通常的操作中，檢查設(shè)備10通過(guò)分析由光源發(fā)出、從容器側(cè)壁反射、穿過(guò)透鏡系統(tǒng)、并由光傳感器接收的光來(lái)檢查容器側(cè)壁14和肋20的幾何特性。這種檢查可以揭示批量偏差，包括那些與側(cè)壁厚度、肋厚度、側(cè)壁不圓度或擺動(dòng)、以及肋的軸向距離相關(guān)的偏差，這里僅舉了幾個(gè)例子。現(xiàn)在參考圖1-3A，光源32發(fā)出線狀光束50，該光束照亮容器側(cè)壁14的軸向截面。光束50的長(zhǎng)的軸向尺寸優(yōu)選地稍微長(zhǎng)于肋20的一個(gè)循環(huán)，以使至少一個(gè)峰72和至少一個(gè)谷74被照亮。檢查設(shè)備10的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于，容器12的軸向高度以及肋相對(duì)于檢查設(shè)備的相對(duì)位置不是關(guān)鍵的。如果在檢查期間容器在軸向稍微地移動(dòng)，那么光束50將仍然射到至少一個(gè)肋峰和一個(gè)肋谷上，以使可以進(jìn)行肋的適當(dāng)檢查。當(dāng)然，光束50的長(zhǎng)的軸向尺寸可以更進(jìn)一步延長(zhǎng)，以使它可以照亮跨過(guò)多個(gè)肋的側(cè)壁的軸向截面。
入射光和反射光分別包括標(biāo)準(zhǔn)入射軸(與束50對(duì)齊)和標(biāo)準(zhǔn)反射軸(與束80對(duì)齊)；這些是在理想條件下的入射光和反射光的軸，其中與側(cè)壁的表面相切的線垂直于容器半徑18。標(biāo)準(zhǔn)入射軸和標(biāo)準(zhǔn)反射軸優(yōu)選地相對(duì)于半徑18成45°角，并優(yōu)選地形成90°的夾角。而且，這些標(biāo)準(zhǔn)軸中的每個(gè)優(yōu)選地位于與中心軸16垂直的假想水平面上。由于反射光束80不一定是單個(gè)光線，盡管它可能是，所以光束80通常以上述的水平面為中心。因此，不是所有的反射光束80的成分都可以落在相同的水平面上，而是反射光束總體上以水平面為中心。
當(dāng)線狀光束50射到容器側(cè)壁上時(shí)，光可以從側(cè)壁的幾個(gè)不同的表面反射。第一，存在在圖1中所示的水平面上看到的光的那些成分；第二，存在在圖2-3A中所示的垂直面上看到的光的那些成分?，F(xiàn)在參考圖1，示出了幾個(gè)示例性光束，它們通常以水平面為中心，包括反射束80-88。反射束80-88全部在相同的反射位置90從容器側(cè)壁反射。當(dāng)反射位置90位于有角度的側(cè)壁表面時(shí)(切線與半徑18不垂直)，無(wú)論它是肋峰、肋谷或者某一其他側(cè)壁特征，它都使得光以不同于45°的角反射。這是束82-84和88的情況。只要束82和84從有角度的近以垂直于半徑18的表面反射，透鏡系統(tǒng)34就將收集它們，并向光傳感器36引導(dǎo)它們，以使它們?cè)谙嗤奈恢蒙涞焦鈧鞲衅魃弦宰鳛闃?biāo)準(zhǔn)軸或束80。然而，如果光以大大偏離標(biāo)準(zhǔn)軸80的角度反射遠(yuǎn)離有角度的側(cè)壁表面，例如束88，那么反射束將不被透鏡系統(tǒng)34收集，并且不將射到光傳感器36上。
束86源自垂直于半徑18、但是在徑向上與反射位置90間隔開(kāi)的容器側(cè)壁表面的反射位置92。透鏡系統(tǒng)34折射束86，以使它射到光傳感器36上，但是在與標(biāo)準(zhǔn)軸80和反射束82-84射到傳感器的位置稍微間隔的位置這樣做。各種束射到光傳感器36上的位置被稱為“圖像位置”。因此，在圖1的水平面上，透鏡系統(tǒng)34和光傳感器36的結(jié)合起全成像系統(tǒng)的作用。應(yīng)該注意，束80-84全部在相同的反射位置90從容器側(cè)壁表面反射，而不管該點(diǎn)是位于垂直于半徑18的表面的截面上還是稍微有角度，并且在相同的圖像位置94射到光傳感器36上。相反，由于反射位置92在徑向上與反射位置90間隔開(kāi)，所以束86的圖像位置96不同于束80-84的圖像位置94。
現(xiàn)在參考圖2-3A，示出了以假想垂直面為中心的幾個(gè)示例性光束，這些束包括已經(jīng)討論過(guò)的標(biāo)準(zhǔn)反射軸80和束86、以及束100-104。束100和102在與標(biāo)準(zhǔn)反射軸80相同的位置即反射位置90射到容器側(cè)壁14上。然而，束100和102分別射到有角度的表面100’和102’并從其反射。這導(dǎo)致束100和102相對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)軸80以不平行的路徑行進(jìn)，這又導(dǎo)致它們被透鏡系統(tǒng)34遠(yuǎn)離光傳感器36引導(dǎo)。因此，僅僅那些射到位于容器側(cè)壁的垂直或準(zhǔn)垂直的表面上的反射位置的束，例如峰72和谷74，將終止于射到光傳感器36上。在另一方面，束104射到容器側(cè)壁的垂直表面上，但是在與位置90軸向間隔的反射位置處這樣做。束104沿著平行于標(biāo)準(zhǔn)反射軸80的路徑延伸，這導(dǎo)致透鏡系統(tǒng)34將束104引導(dǎo)到光傳感器36，以使它在與標(biāo)準(zhǔn)反射軸相同的圖像位置94射到傳感器上。
因此，透鏡系統(tǒng)34優(yōu)選地充當(dāng)遠(yuǎn)心透鏡系統(tǒng)，該系統(tǒng)僅僅把那些從容器側(cè)壁的垂直或準(zhǔn)垂直的表面上反射的光束聚焦到光傳感器36上。該特征改進(jìn)了在旋轉(zhuǎn)過(guò)程中檢查設(shè)備對(duì)容器的軸向運(yùn)動(dòng)的不靈敏性，以使小量的軸向運(yùn)動(dòng)不會(huì)造成對(duì)其它方面可接受的容器的失敗檢查。圖1-3A中的設(shè)備生成在3B中所示的圖像；也就是，圖3B示出在光傳感器36上形成的光圖案或者圖像120，該傳感器在這個(gè)實(shí)施例中是線性陣列傳感器。圖像120通常包括3個(gè)圖像元素122-126，其中每個(gè)圖像元素的水平位置與容器側(cè)壁14和檢查設(shè)備10之間的距離有關(guān)，以及每個(gè)圖像元素的垂直范圍與每個(gè)反射的信號(hào)強(qiáng)度有關(guān)。透鏡系統(tǒng)34在垂直方向上壓縮圖像120，以使圖像元素122表示兩個(gè)來(lái)自兩個(gè)分離的肋峰(束80和104)的重疊的圖像元素。該壓縮會(huì)是有益的，因?yàn)樗鼫p少產(chǎn)生的數(shù)據(jù)量；較低的數(shù)據(jù)速率改善了與慢幀速率相關(guān)的問(wèn)題。在此特定實(shí)施例中，圖像元素124表示單個(gè)肋谷；然而，如果容器相對(duì)于光線50在軸向上被平移以使兩個(gè)肋谷74被照亮，那么圖像元素124將表示兩個(gè)重疊的圖像元素。圖像元素126表示來(lái)自容器側(cè)壁的內(nèi)表面106的反射(束86)。由于光束86穿過(guò)側(cè)壁的厚度，所以它的強(qiáng)度被衰減，因此以比線圖像122和124更小的信號(hào)強(qiáng)度射到光傳感器36上。減小的信號(hào)強(qiáng)度產(chǎn)生具有更短垂直范圍的線圖像。典型地，那些與外側(cè)壁表面上準(zhǔn)垂直截面在軸向上對(duì)齊的內(nèi)側(cè)壁表面的部分，最可能將光反射到傳感器上。有時(shí)將是這種情況，沒(méi)有可察覺(jué)量的光將從內(nèi)側(cè)壁表面反射，并且通過(guò)透鏡系統(tǒng)34被引導(dǎo)到光傳感器36。在這種情況下，圖像120將僅僅包括線122和124。
因此，光傳感器36產(chǎn)生表示圖像120的數(shù)據(jù)流，該數(shù)據(jù)流可以以傳感器輸出信號(hào)的形式被提供給信息處理器38。該信息處理器優(yōu)選地以不變的預(yù)定間隔(空間或時(shí)間間隔)來(lái)掃描光傳感器，以為了容器側(cè)壁14和肋20的各種幾何特性來(lái)獲得和分析該信息，所述幾何特性包括側(cè)壁厚度、肋的徑向距離、肋的軸向距離、以及側(cè)壁和/或肋的任何不圓度狀態(tài)。在例如肋谷74和內(nèi)側(cè)壁表面106之間的容器側(cè)壁的厚度與圖像元素124和126之間的水平距離有關(guān)。在肋峰72與肋谷74之間的肋的厚度或者徑向距離與圖像元素122和124之間的水平距離有關(guān)。圖像元素122、124和126中每個(gè)的相對(duì)運(yùn)動(dòng)分別表示肋峰72、肋谷74和內(nèi)側(cè)壁表面106的不圓度狀態(tài)。因此，如果在容器圍繞它的軸16旋轉(zhuǎn)的過(guò)程中元素122仍然在近似相同的圖像位置，那么肋峰的圓周表面是圓的，其中如果在元素122的位置上存在一定程度的移動(dòng)時(shí)，那么肋峰在一定程度上是不圓的。當(dāng)然，利用由光傳感器36提供的數(shù)據(jù)可以進(jìn)行其它分析。如果發(fā)現(xiàn)容器具有不可接受的批量偏差，那么容器被標(biāo)記為拒絕，并在下游站中從制造過(guò)程中被除去。
根據(jù)另一實(shí)施例，如前來(lái)提供檢查設(shè)備，僅僅圓柱透鏡60被除去，以及光傳感器36包括區(qū)域陣列傳感器138來(lái)代替線性陣列傳感器。參考圖3C，圓柱透鏡的除去產(chǎn)生圖像140，其中光束在垂直方向上未被壓縮。不同地，平行束80和104分別在不同的垂直位置射到光傳感器36上，并產(chǎn)生分離的、不重疊的圖像元素142、144，而不是互相重疊被壓縮以形成一個(gè)元素122。元素146表示肋谷74的反射，以及元素148-152表示來(lái)自容器側(cè)壁的內(nèi)表面106的反射。在第一實(shí)施例中，圓柱透鏡60導(dǎo)致僅僅來(lái)自垂直或準(zhǔn)垂直表面的反射光射到光傳感器上；在這個(gè)實(shí)施例中，透鏡系統(tǒng)允許更多的光射到光傳感器上。因此，圖像元素142-146具有稍微的彎曲，因?yàn)樗鼈冏裱葓D像120的更大的肋的曲率。該實(shí)施例的一個(gè)特征在于，它產(chǎn)生了容器側(cè)壁表面和肋的更詳細(xì)的圖像140。例如，該實(shí)施例的檢查站可以通過(guò)監(jiān)視在容器旋轉(zhuǎn)時(shí)元素142和144之間的垂直距離來(lái)分析相鄰肋峰之間的軸向距離。在另一方面，該實(shí)施例產(chǎn)生大的數(shù)據(jù)量或者高的數(shù)據(jù)速率，這可以有助于較慢的幀速率。
圖4說(shuō)明用于測(cè)量一個(gè)或多個(gè)肋的高度和/或不圓度的本發(fā)明的實(shí)施方式，所述肋作為容器204上的肩部凸起200和/或跟部凸起202而出現(xiàn)。圖4說(shuō)明了入射在肩部和/或跟部凸起上的線狀束50。光學(xué)器件和電子器件以前面詳述的方式進(jìn)行操作。
因此已經(jīng)公開(kāi)了一種用于檢查容器側(cè)壁和/或肋的光學(xué)檢查設(shè)備和方法，其完全滿足前面所述的所有目的和目標(biāo)。已經(jīng)描述了幾種代替和修改。其它的代替和修改對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員而言容易想到。以上討論的大部分與有肋側(cè)壁表面的檢查有關(guān)；然而，無(wú)肋的或者平滑的側(cè)壁表面可以僅僅容易地被檢查。在平滑側(cè)壁表面的情況下，由光傳感器接收的反射光束將是寬束，其具有接近于線狀光束50的寬度。本發(fā)明打算包括落入所附權(quán)利要求書(shū)的精神和寬范圍內(nèi)所有的這種代替和修改。
權(quán)利要求
1.用于檢查容器的設(shè)備，該容器具有中心軸和帶有向周圍延伸的外肋的側(cè)壁，所述設(shè)備包括光源，用于將線狀光束引導(dǎo)到容器的外表面上，所述線狀光束具有平行于所述中心軸的長(zhǎng)尺寸，并具有足夠的長(zhǎng)度來(lái)照亮至少一個(gè)所述肋的峰和至少一個(gè)與所述一個(gè)肋相鄰的谷，光傳感器，其被布置成接收從所述至少一個(gè)峰和所述至少一個(gè)谷反射的所述線狀束中的部分，以及信息處理器，其被耦合到所述光傳感器以將所述側(cè)壁的幾何特性確定為所述反射光能的函數(shù)。
2.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，包括用于圍繞所述中心軸旋轉(zhuǎn)容器的裝置。
3.如權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其中所述傳感器選自由下述組成的組線性陣列傳感器和區(qū)域陣列傳感器。
4.如權(quán)利要求3所述的設(shè)備，其中所述特性選自由下述組成的組側(cè)壁擺動(dòng)、側(cè)壁厚度、以及在所述至少一個(gè)峰和所述至少一個(gè)谷之間的徑向距離。
5.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述線狀光束具有的長(zhǎng)度足以照亮所述峰中的至少兩個(gè)和所述至少兩個(gè)峰之間的谷。
6.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，包括用來(lái)收集和折射從所述外表面反射的光的透鏡系統(tǒng)，所述反射光包括標(biāo)準(zhǔn)反射軸，該反射軸通常以垂直于所述中心軸的水平面為中心。
7.如權(quán)利要求6所述的設(shè)備，其中所述標(biāo)準(zhǔn)反射軸與所述容器半徑形成大約45°的角，以及所述標(biāo)準(zhǔn)反射軸源自位于所述側(cè)壁上的第一反射位置，并且終止于位于所述光傳感器上的第一圖像位置。
8.如權(quán)利要求7所述的設(shè)備，其中所述透鏡系統(tǒng)導(dǎo)致所述反射光的符合下述條件的那些成分在所述第一圖像位置射到所述光傳感器上i)相對(duì)于所述標(biāo)準(zhǔn)反射軸成一定角度，以及ii)源自所述第一反射位置；以及其中所述透鏡系統(tǒng)導(dǎo)致所述反射光的符合下述條件的那些成分在與所述第一圖像位置間隔開(kāi)的第二圖像位置射到所述光傳感器上i)平行于所述標(biāo)準(zhǔn)反射軸，以及ii)源自與所述第一反射位置在徑向上間隔開(kāi)的第二反射位置。
9.如權(quán)利要求8所述的設(shè)備，其中所述信息處理器利用在所述第一和第二圖像之間的距離來(lái)確定在所述第一和第二反射位置之間的徑向距離。
10.如權(quán)利要求9所述的設(shè)備，其中所述第一和第二反射位置中的一個(gè)位于側(cè)壁外表面上，所述反射位置的另一個(gè)位于側(cè)壁內(nèi)表面上，以使在所述第一和第二圖像位置之間的所述距離表示側(cè)壁厚度。
11.如權(quán)利要求9所述的設(shè)備，其中所述第一和第二反射位置中的一個(gè)位于肋峰上，所述反射位置的另一個(gè)位于肋谷上，以使在所述第一和第二圖像位置之間的所述距離表示所述至少一個(gè)肋的徑向距離。
12.如權(quán)利要求8所述的設(shè)備，其中當(dāng)所述容器圍繞所述中心軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，所述信息處理器監(jiān)視所述第一或第二圖像位置的任何相對(duì)運(yùn)動(dòng)。
13.如權(quán)利要求12所述的設(shè)備，其中所述第一和第二反射位置中的一個(gè)位于通常為圓柱形的側(cè)壁表面上，以使所述圖像位置的所述相對(duì)運(yùn)動(dòng)表示所述圓柱形的側(cè)壁表面的不圓度狀態(tài)。
14.如權(quán)利要求12所述的設(shè)備，其中所述第一和第二反射位置中的一個(gè)位于肋表面上，以使所述圖像位置的所述相對(duì)運(yùn)動(dòng)表示所述肋表面的不圓度狀態(tài)。
15.如權(quán)利要求6所述的設(shè)備，其中所述反射和折射光包括通常沿著垂直于所述水平面的垂直面而被對(duì)齊的成分，以及所述標(biāo)準(zhǔn)反射軸源自位于所述側(cè)壁上的第一反射位置，并且終止于位于所述光傳感器上的第一圖像位置。
16.如權(quán)利要求15所述的設(shè)備，其中所述透鏡系統(tǒng)導(dǎo)致所述反射光中相對(duì)于所述標(biāo)準(zhǔn)反射軸成一定角度的成分偏離，以使它們不射到所述光傳感器上，以及其中所述透鏡系統(tǒng)導(dǎo)致所述反射光中平行于所述標(biāo)準(zhǔn)反射軸的所述成分在所述第一圖像位置射到所述光傳感器上。
17.如權(quán)利要求16所述的設(shè)備，其中所述反射光中平行于所述標(biāo)準(zhǔn)反射軸的成分源自位于所述容器側(cè)壁的準(zhǔn)垂直表面上的反射位置。
18.如權(quán)利要求6所述的設(shè)備，其中在所述光傳感器上形成的所述圖像包括表示肋峰的第一圖像元素和表示肋谷的第二圖像元素，以及其中在所述第一和第二圖像元素之間的距離表示所述至少一個(gè)肋的徑向距離，以及所述第一和第二圖像元素的任何相對(duì)移動(dòng)表示所述至少一個(gè)肋的不圓度狀態(tài)。
19.如權(quán)利要求6所述的設(shè)備，其中在所述光傳感器上形成的所述圖像包括表示側(cè)壁外表面的第一圖像元素和表示側(cè)壁內(nèi)表面的第二圖像元素，以及其中在所述第一和第二圖像元素之間的距離表示側(cè)壁厚度，以及所述第一和第二圖像元素的任何相對(duì)運(yùn)動(dòng)分別表示所述側(cè)壁外和內(nèi)表面的不圓度狀態(tài)。
20.一種檢查具有至少一個(gè)向周圍延伸的肋的容器側(cè)壁的方法，包括以下步驟(a)將線狀光束從光源引導(dǎo)到所述側(cè)壁上，以使它射到至少一個(gè)肋上，(b)收集從所述至少一個(gè)肋反射的光并將其引導(dǎo)到光傳感器上，以使所述傳感器接收到包括第一圖像元素的圖像，該第一圖像元素表示位于側(cè)壁表面上的第一位置，(c)圍繞軸旋轉(zhuǎn)所述容器，(d)當(dāng)所述容器旋轉(zhuǎn)時(shí)，監(jiān)視所述第一圖像元素在所述光傳感器上的位置，以及(e)基于所述第一圖像元素的位置來(lái)確定所述容器側(cè)壁或所述至少一個(gè)肋的幾何特性。
21.如權(quán)利要求20所述的方法，其中步驟(e)包括利用所述第一圖像元素的任何相對(duì)運(yùn)動(dòng)來(lái)確定所述容器側(cè)壁或者所述至少一個(gè)肋是否具有不圓度狀態(tài)。
22.如權(quán)利要求20所述的方法，其中所述圖像包括第二圖像元素，所述第一圖像元素表示肋峰，以及所述第二圖像元素表示肋谷，以及其中所述步驟(e)包括利用在所述第一和第二圖像元素之間的距離來(lái)確定所述至少一個(gè)肋的徑向深度。
23.如權(quán)利要求20所述的方法，其中所述圖像包括第二圖像元素，所述第一圖像元素表示側(cè)壁外表面，以及所述第二圖像元素表示側(cè)壁內(nèi)表面，以及其中所述步驟(e)包括利用在所述第一和第二圖像元素之間的距離來(lái)確定側(cè)壁厚度。
全文摘要
一種用于檢查容器的設(shè)備，該容器具有中心軸和帶有向周圍延伸的外肋的側(cè)壁。該設(shè)備包括用于將線狀光束引導(dǎo)到容器的外表面上的光源；被布置成接收線狀光束的反射部分的光傳感器；以及被耦合到光傳感器以將側(cè)壁的幾何特性確定為反射光能的函數(shù)的信息處理器。線狀光束優(yōu)選地具有平行于容器軸的長(zhǎng)尺寸，并具有足夠的長(zhǎng)度來(lái)照亮至少一個(gè)肋峰和肋峰之間的至少一個(gè)谷。傳感器可以是線性陣列傳感器，這對(duì)于測(cè)量不圓度特別有用，或者是用于測(cè)量不圓度和側(cè)壁厚度的區(qū)域陣列傳感器。
文檔編號(hào)G01N21/90GK1985161SQ200580022873
公開(kāi)日2007年6月20日 申請(qǐng)日期2005年6月29日 優(yōu)先權(quán)日2004年7月9日
發(fā)明者J·W·朱維納爾 申請(qǐng)人:歐文斯-布洛克威玻璃容器有限公司