专利名称：光学的螺纹位置检测装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及光电检测领域，更具体地说，涉及一种光学的螺纹位置检测装置。
背景技术：
本发明涉及根据权利要求1的光学的螺纹位置检测装置和根据权利要求10的光学的检测容器螺纹位置的方法。对于瓶颈(和螺纹)必须位于相对于吹制的瓶子形状的特定位置的容器，目前有很多机械和光学的解决方法，这些方法具有特定的标记，例如在型胚(瓶颈)上有压痕或缺口。型胚(parison)或预成型品(preform)的方向是必要的，特别对是通过“选择性加热” 工艺制造的容器，这种工艺是为了通过加热设备(如，红外光源、微波、激光、接触热或类似的光源)使所需的温度曲线能够有目的的用于型胚体。在机械解决方案中，楔形或类似形状用于插入缺口(预成型品压痕)，从而修复上述缺口和整个预成型品。预成型品由此在被加热所需的曲线之前定位，随着所述预成型品的正确定位和拧上，所需位置闭合。因此，在这一方案中，预成型品上总是需要标记，如压痕、缺口或类似形式的标记。在光学解决方案中，所述缺口由摄像头、光电传感器或激光扫描仪检测，在该所需的温度曲线应用于预成型品上前，所述预成型品由步进电机定位。在上述机械和光学解决方案中，类型或口盖的改变首先是要额外的支出。必须提供检测器，且必须精确地调整和建立对应上述预成型品的口盖。这导致高昂的、经常性的支
出ο虽然在摄像系统中，也就是说在上述的光学解决方案中，可以预期降低的支出，由于系统中瓶颈和标记是已知的，一旦应用了该系统，也限制了此系统的用途。例如，支撑环上的缺口只能从底面检测，而支撑环顶端的标记只能上面检测。所述照相机将不得不旋转或使用两个部件，例如使用两个照相机，这就带来了额外的成本。此外，照相机的曝光发生在减少的星轮上，因此产生了由于传输带来的额外错误来源。在目前描述的所有不同的方法中，也就是说机械的和光学的检测方法，型胚的凹陷或凸起至少一种的标记，需要特殊的预成型品，这比标准的预成型品的制造或获得显著昂贵。
发明内容
因此，本发明的目的是提供一个简单的、可靠的、性能显著优异的设备和显著优异的方法，以提供用于执行满足质量要求的螺纹定位检测。根据本发明，上述目标通过用于检测容器螺纹位置的光学螺纹位置检测设备实现。上述螺纹位置检测装置至少包括光学检测器、处理设备和定位设备，所述定位设备用于确定相对于检测器定义的容器纵轴的方向，该定位设备和所述容器上定义的结合域相互连接。根据本发明，在未连接的情况下，所述光学探测器寄存(register)至少一个螺纹部分的至少一个相对旋转位置的信息条目，所述处理设备结合参考引用变量和上述信息条目生成容器旋转位置的数据。信息条目(items of information)特别是指图像信息条目， 数据特别是指经处理的、修改的和补充的图像信息和/或转换成其他形式的图像信息。所述光学检测器进一步适用于通过检测至少一个定义的参考位置或至少一个相对于至少一个精确定位部分形成的螺纹部分来检测至少一个螺纹部分的相对的旋转位置。所述容器优选瓶子，但也可以是筒、罐或类似物。所述容器或型胚(parison)的基本材料优选为塑料，更优选为聚对苯二甲酸类塑料或聚乳酸塑料。检测所述光学螺纹的位置为了除了圆形容器以外的容器的制造，例如球形、特别是椭圆形容器的制造。应注意，在非圆形容器中，上述盖子的位置相对于容器体可能起到视觉和/或功能的作用。如果该容器形状和盖子形状匹配使用，例如，他们的形状必须相互补充，因此拧上或拧进容器的螺纹后，盖子上的修复或闭合的位置要处在特定的位置，以便和外表想得到的零件配合。通过上述公开的技术方案，本发明的优点是显著地更精确、更简单、更便宜和更可靠，特别是因为没有机械接触，也不需要用特殊的型胚。另外，不需要接触的确定位置意味着可以实现的机械形式大量增加。在本发明的进一步优选实施例中，所述参考点是精确定位与容器部分(例如支撑环)和/或在定位设备区域探测器光路区域的至少一个定义的标记。因此，参考点可以对应一个固定的点，从而至少在即时成像或成像信息寄存中总是形成或整理于相同的位置。本发明的有益效果是由于可以提供多个不同可比较的部分或参考点，可以根据适用性能对可比较点和参考点进行各种改变，也就是说根据检测器和观测的容器的数量、配置、速度、负载能力和温度抗性等进行各种改变。本发明的进一步优选实施例中，所述容器的精确定位部分是所述支撑环和/或瓶颈区域，特别是延伸在同一平面的颈部边缘。它进一步适用于型胚的更多的环和/或容器上模压的或形成的凸起或凹陷，或有色标记、无色标记作为参考点。所述凸起或凹陷更优选为标准型胚的一部分。因此，在型胚相对定位装置没有精确排放时也可以检测螺纹部分，也就是说型胚相对定位设备的排放有很大的容差度。该技术方案也适用于参考点设置或提供在与型胚相距很远的设备上，特别是定位设备区域。本实施例具有以下优点，可以使用极少的部件实现，除了探测器，定位设备和型胚设备优选分开。在本发明的进一步优选实施例中，所述探测器包括图像设备，优选地，所述探测器为图像设备。所述图像设备更有选为摄像机，特别是黑白摄像机、彩色摄像机或寄存特定颜色的摄像装置。为了增加传送率，所述摄像机更优选为高速摄像机。该设施例具有以下优点，检测器没有对容器施加任何机械压力，所以能够得到高传送率。在本发明的进一步优选实施例中，提供用于评价检测器寄存的图像信息的处理设备，特别是决定容器的旋转位置。它也适用于中继进一步混合或控制多个系列设备的主控制条目的图像信息。用以提供加速评价的多个处理器，特别是同型的处理设备也是适用的。本实施例的优点在于可以实现数据的统计评估和/或螺纹位置检测设备的在线检测。在本发明的进一步实施例中，所述寄存图像信息可以和存储于存储设备中的螺纹的多个相关位置图像信息进行比较。本实施例的优点在于由于可以仅需要软件的修改，所以生产极其简单、可靠，并可以实现快速的生产改变。在本发明的进一步优选实施例中，所述检测器包括激光设备。本实施例的优点是，激光束可以精确的照射到被检型胚的区域，特别是型胚的螺纹区域。本实施例的优点是激光束可以极其精确的发射和评估，并可以快速激活。
在本发明的进一步优选实施例中，探测器可以检测容器内或上的标记。本发明的优点是可以检测到有色的或刻上的标记或激光产生的标志，例如从而可以实现通过参考点来确定所需的图像信息，其中参考点在容器上，位置可变。根据本发明的进一步优选实施例，提供至少第二个或第三个检测器特别是激光设备用以确定参考变量。本发明的优点在于所述更多的检测器即使在容运动的条件下器能够检测螺纹位置。根据本发明的进一步优选实施例是提供激活设备，特别是传感器，例如扫描仪或光学传感器。特别是光电光障以激活检测器。本实施例的优点是激活设备能够在最佳时间激活检测器，所以可以避免不必要的等待时间，增加了每小时的吞吐量。本发明也公开了光学检测所述容器螺纹位置的光学检测方法。所述方法至少包括以下步骤确定相对于定位设备的容器纵轴方向，定位设备和定义的容器的相互连接的偶联区域。根据本发明，检测与至少一个精确定位的参考点相关的至少一个螺纹部分的有关的旋转位置。根据本发明，所述光学探测器，在不接触的情况下，寄存至少一个螺纹部分的至少一个相对旋转位置的信息条目，所述处理设备结合定义的引用变量和上述信息条目，生成所述容器的旋转位置的数据。包括参考点在内，优选检测形成与型胚上的螺纹部分的两个位置变量，有关他们位置的信息详情被送至处理器处理， 生成位置数据。所述位置数据优选采用0、1、2、或3维的螺纹部分的组件表示，更优选采用垂直于所述容器纵轴线的，并被检测器和检测位置之间距离确定的平面坐标系表示。所述参考点同样位于与容器纵轴垂直的并被所述位置值平面距离确定的平面中。所述处理设备优选确定平面到参考点距离的螺纹部分，所述处理设备更优选使用位置参考值的平面和位置参考值的平面到另一和/或其他参考点平面的距离，以处理数据或代表螺纹位置的数据。而且，它更适合于寄存每个容器和/或检测器的更多的位置数据，特别是直径、长度、组成和/或螺纹类型，或将这些数据中继到所述处理设备。本发明更进一步的优点、目的和特点在面结合附图描述，这些附图是螺纹位置检测装置的实施例。本螺纹位置检测装置的组成部件，在附图中功能大致相同的部件用相同的附图标记表示，所以这些部件可能没有在所有附图中标记或解释。
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中图1是根据本发明的一个光学螺纹位置检测设备的结构示意图；图2是根据本发明的第二个光学螺纹位置检测设备的结构示意图；图3是根据本发明的第三个光学螺纹位置检测设备的结构示意图；图4是根据本发明的第四个个光学螺纹位置检测设备的结构示意图；图5是容器的螺纹线或颈部的二维示意图。附图标记1螺纹位置检测设备2螺纹2a螺纹局部3容器4a, 4b 光学探测器5容器口(mouth piece)6定位装置，钳子8a, 8c 结合域9支撑环10a，b，d 参考点11元件12处理设备13进一步环(further ring)14存储设备
具体实施例方式图1是根据本发明的一个光学螺纹位置检测设备。该光学螺纹检测设备1包括用于记录图像或视频的检测器如。所述检测器如更优选为摄像设备如，但也可以包括型胚3的直接或间接照明设备，在检测器如区域添加一个照明设备也是适用的，这样更能为从拍照的相同方向为容器口照明。此外，所述照明设备进可以为闪存设备，所述摄像设备如用于寄存螺纹2的图像，特别是所述容器3的螺纹部分加的图像。所述寄存的图像优选在处理器设备12中评估。所述图像或图像信息寄存优选采用垂直于容器3长轴L表示，也可以通过与容器 3长轴L成0-90°的角度记录。在图1中本发明的实施例，所述容器3通过定位设备6定位或固定，在图1中，定位设备优选为钳子6，所述容器3和定位设备6通过偶联域8a连接。 在该实施例的布局中，所述容器3优选放置于定位设备6上的支撑环9上。不同的可能参考点通过附图标记10a、10b、IOd表示。例如，附图标记IOa代表支撑环，附图标记IOb代表容器3的口边，附图标记IOd用来表示背板11或其他墙体设备。附图标记11表示的元件可以是背板或照明设备，例如镜子设备、进一步的图像设备或类似设备。省去设备11也是可行的，所述参考点10a、10b、IOd优选独立于所述容器3。图2为从两个不同方向检测容器3的两个光学探测器4a，从图2进一步可看出，与图1不同的是定位设备6与容器3成为一体，所述容器3没有放置于定位设备6上的支撑环9上，定位或固定不是通过定位设备6而是钳在容器3的壁上。图3是上端具有支撑环，下端具有另一个环的定位装置6。但是，在单个图中所示的定位设备6可以相互交换。在此，所述进一步环13和定位装置6也可以固定和/或活动连接，例如通过连接域8c的方式。与图1、2、4中所示的实施例不同，所述光学检测器4b放置在螺纹2垂直的方向。但是，所述探测器4b设置在与容器纵轴线倾斜最高至90°的方向上，也是可行的，特别是在实施例的平面。图4示出与图1大体相同的结构，这一实施例同样用附图标记14表示存储设备。 根据本发明的一个特别优选实施例，存储设备14用以提供多重的图像信息，它用于存储检测器如记录的用于校正或定位所述型胚3的图像信息。因此，它能够使用360图像存储于存储设别14中的图像信息进行精度到1°的校准或定位的检测，且对每个型胚位置的反馈偏倚在1°左右，所述图像或图像条目信息至少包括颈部或口部的数据或每个当前位置和曝光时摄像位置的颈部和/或口部信息。通过与保留的或存储的不同于记录的图像或图像信息条目的过插值或补偿精度能够达到0. 5°。 例如通过在存储设备14中精确存储360线图像，或特别是存储整数倍线的图像，如720、 1080、1420线的凸显或图像信息条目实现。也可以通过存储设备14存储更少线的图像或图像信息条目，例如90、180或270 线的图像或图像信息条目。这相当于与存储于图像池中的数据比较。也就是说，所述螺纹位置检测设备，特别是该螺纹检测设备上的处理设备12优先将每个或多个照片和存储在池中的图像比较，在每种情况下将存储的图像或存储的图像信息条目和拍摄的图像或记录的图像信息条目比较。在至少一个随后的处理过程中，所述具有表明螺纹位置或代表螺纹位置的检测器高度吻合的存储的图像或存储的图像信息条目用来确定螺纹的位置。附图标记16a、16b、16c数据连接。所述16a_16c之间的数据连接可以是有线和/ 或无线连接。省去与16b或16c或处理设备12的连接也是可行的，所述存储设备14可以通过处理存储设备实现。图5是具有容器(没有示出)的螺纹2的容器口 5示意图。根据本发明，所述光学螺纹定位检测装置用检测器(没有示出)拍摄颈部5。根据更优选的实施例，所述螺纹位置检测设备从参考点(例如颈部的上缘)开始测量交叉点Ml和P2，通过参考点的位置，所述螺纹位置检测装置能够计算出螺纹位于拍摄照片的何处。因此，所述型胚或型胚的颈部5 能够送至正确或需要的位置。所述处理设备12 (未示出)优选能够提前确定或根据图像或图像信息条目推算出所述螺纹周线的数据，特别是头部、高度、齿廓、主直径和/或根直径。 在两个阶段，使用预定方向已有的标识和精确定向的螺纹周线也是可行的。另外，也可以从位于螺纹下不同高度的多个标记或凹陷来推断型胚旋转位置。例如，在多重螺纹下，所述位置不能够被从参考点处的螺纹周线检测到，这是必须的的。理想的，应用成约90°，最好是正好90°的四个标记，以能够通过一个摄像照片的方式确定完整的转动的位置。这种方法也可用使用螺纹上已有的通风线实现。通过在L方向从颈缘开始空出一段间隔和/或在L方向从支撑环9开始形成一段间隔的螺纹2也可以实现。根据本发明的凹陷、缺口或类似标记点不在赘述。特别是可以消除支撑环上的缺口，从而可以消除诸如密封下方封口的问题。
申请人:保留本发明中单独或结合公开的，对本发明重要的，与现有技术相比具有新颖性的所有特点的权利。
权利要求
1.一种在相对于容器纵轴方向检测容器( 螺纹( 的旋转位置的光学螺纹位置检测装置(1)，至少包括光学探测器Ga，4b)，处理设备，相对于探测器Ga，b)定义的容器C3)纵轴(L)方向的定位装置(6)，和定位装置(6)与该容器C3)相互连接的定义的结合域(8a，b，c)；其特征在于，在未连接的情况下，所述光学探测器Ga、b)，寄存至少一个螺纹部分 (2a)的至少一个相对旋转位置的信息条目，所述处理设备结合定义的参考变量和上述信息条目生成容器旋转位置的数据。
2.根据权利要求1所述的螺纹位置检测设备，其特征在于所述定义的参考变量对应参考点(10a、b、c、d)，该参考点精确定位于容器局部(10a，b，c)和/或位于定位设备(6)区域中的探测器光路区域的至少一个定义的标记(IOd)。
3.根据权利要求2所述的螺纹定位探测装置(1)，其特征在于，所述容器的精确定位部分(10a，b，c)是所述支撑环(IOa)和/或瓶颈区域(IOb)，特别是延伸在同一平面的颈部边缘。
4.根据权利要求1-3所述的螺纹位置检测装置(1)，其特征在于所述探测器Ga，b)包括用于记录信息条目的图像设备Ga)。
5.根据权利要求4所述的螺纹定位探测设备(1)，其特征在于，所述信息条目为图像信息条目，所述寄存图像信息可以和存储于存储设备(14)中的螺纹(2)的多个相关位置的图像信息条目进行比较。
6.根据权利要求1-3任一项所述的螺纹位置探测装置，其特征在于，所述探测器Ga， b)包括激光设备Gb)。
7.根据权利要求6所述的螺纹位置探测装置，其特征在于，所述激光设备Gb)用以发射到至少一个螺纹部分Oa)的激光束以确定容器(3)的位置。
8.根据权利要求7所述的螺纹位置探测装置，其特征在于，提供至少第二个激光设备以确定参考变量。
9.根据权利要求1-8任一项所述的螺纹位置探测装置，其特征在于，提供激活设备以启动探测器(4a,4b)0
10.光学检测容器C3)螺纹O)的方法，至少包括下列步骤相对于定位设备(6)的容器(3)的纵轴的方向，定位设备(6)，容器(3)与定位设备(6)相互连接的结合域(8a，b，c)， 其特征在于，检测相对于至少一个精确定位的参考(10a，b，c)的至少一个螺纹部分Oa)的有关的旋转位置。
全文摘要
本发明涉及用于检测旋转容器(3)的螺纹(2)的光学螺纹位置检测装置(1)。所述螺纹位置检测装置至少包括光学探测器(4a、4b)，相对于所述探测器(4a、4b)定义的该容器(3)纵轴方向的定位装置(6)，和所述定位装置(6)与所述容器(3)相互连接的定义的结合区域(8a、b、c)。根据本发明，在未连接的情况下，所述光学探测器(4a、4b)寄存至少一个螺纹部分(2a)的至少一个相对旋转位置的信息条目，所述处理设备结合定义的引用变量和上述信息条目，生成所述容器的旋转位置的数据。
文档编号G01B11/00GK102538668SQ201110301678
公开日2012年7月4日 申请日期2011年10月8日 优先权日2010年10月7日
发明者乌尔里希·拉普, 斯特凡·皮亚纳, 杰拉尔德·休特纳, 格尔哈特·菲斯克, 罗伯特·施密特 申请人:克朗斯股份有限公司
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