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1. (WO2019048114) DISPOSITIF D'INSPECTION ET PROCÉDÉ POUR DÉTECTER DES CORPS ÉTRANGERS DANS DES RÉCIPIENTS
Note: Texte fondé sur des processus automatiques de reconnaissance optique de caractères. Seule la version PDF a une valeur juridique

Inspektionsvorrichtung und Verfahren zur Erkennung von Fremdkörpern in Behältern

Die Erfindung betrifft eine Inspektionsvorrichtung und ein Verfahren zur Erkennung von Fremdkörpern in Behältern mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1 bzw. 13.

Mit derartigen Inspektionsvorrichtungen bzw. -verfahren werden die Behälter mit einer Transporteinrichtung entlang einer Transportbahn transportiert und dabei auf Fremdkörper in den Behältern inspiziert.

Beispielsweise ist aus der DE 690 05 069 T2 eine Vorrichtung zur Feststellung von fremden Stoffen in Gefäßen bekannt, wobei an Karussell mehrere Aufnahmen für Gefäße angeordnet sind, die paarweise mit einem Drehmechanismus in eine Vorwärts- oder Rückwärtsrichtung gedreht werden können. Bei der Untersuchung werden die Gefäße zunächst in eine Vorwärtsdrehung versetzt, wodurch sich der Inhalt und die Fremdstoffe ebenfalls in die Vorwärtsrichtung drehen. Anschließend wird die Drehung angehalten und das Gefäß in die Rückwärtsdrehung versetzt. Dadurch sammeln sich die Fremdstoffe im Zentrum des Gefäßes und können dort mit Videokameras erfasst werden. Für einen höheren Durchsatz und für eine zuverlässige Inspektion werden für zur Drehung der Aufnahmen Steuerungsmotoren und Regler vorgeschlagen, die auf dem Karussell angeordnet sind.

Nachteilig dabei ist, dass derartige Vorrichtungen durch die Vielzahl an notwendigen Steuerungsmotoren und Reglern aufwendig und damit kostenintensiv sind.

Desweiteren wird in der US 2001/0033372 A1 eine Vorrichtung zur optischen Inspektion von Behältern mit Flüssigkeiten vorgeschlagen, bei der die Fremdstoffe mittels einer Vibrationseinrichtung in Bewegung versetzt und mittels einer visuellen Inspektion erfasst werden.

Allerdings kann es hier vorkommen, dass sich Fremdstoffe mit ungünstigen Korngrößen nicht bewegen und so nicht zuverlässig erkannt werden.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Inspektionsvorrichtung bereitzustellen, mit der Fremdkörper in Behältern zuverlässig erkannt werden können und die weniger aufwendig und damit kostengünstiger ist.

Zur Lösung dieser Aufgabenstellung stellt die Erfindung eine Inspektionsvorrichtung zur Erkennung von Fremdkörpern in Behältern mit den Merkmalen des Anspruchs 1 bereit. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen genannt.

Die erfindungsgemäße Inspektionsvorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass die Transporteinrichtung wenigstens einen Beschleunigungsabschnitt umfasst, der dazu ausgebildet ist, die Behälter jeweils quer zu ihren Längsachsen zu beschleunigen und/oder abzubremsen. Durch das Beschleunigen bzw. Abbremsen wird der Behälterinhalt entsprechend mit bewegt, wobei sich darin ggf. enthaltene Fremdkörper gegenüber dem Behälter verschieben. Desweiteren ist an der Transporteinrichtung wenigstens eine Kamera derart angeordnet, dass damit während des Transports der Behälter jeweils wenigstens zwei Kamerabilder aufgenommen werden können. Da der zu inspizierende Behälter mit dem Beschleunigungsabschnitt zwischen den Aufnahmen der Kamerabilder beschleunigt und/oder abgebremst wird, erscheinen die sich darin bewegenden Fremdkörper an verschiedenen Stellen der beiden Kamerabilder. Dadurch können die Fremdkörper, beispielsweise mit einer Bildverarbeitungseinheit, zuverlässig erkannt werden.

Die Inspektionsvorrichtung kann in einer Getränkeverarbeitungsanlage angeordnet sein. Die Inspektionsvorrichtung kann einer Behälterbehandlungsmaschine vor- und/oder nachgeordnet sein. Die Behälterbehandlungsmaschine kann beispielsweise eine Behälterherstellungsanlage (beispielsweise eine Streckblasmaschine), eine Recyclinganlage für Behälter, ein Rinser, eine Sortiermaschine, ein Füller, ein Verschließer und/oder eine Verpackungsmaschine sein. Vorzugsweise kann die Inspektionsvorrichtung zur Erkennung von Fremdkörpern einem Füller zum Abfüllen eines Produkts in die Behälter und einen Verschließer zum Aufbringen von Verschlüssen auf die Behälter nachgeordnet sein. Denkbar ist auch, dass die Inspektionsvorrichtung einer Sortiervorrichtung für Mehrwegflaschen oder einer modularen Kontrolleinrichtung zur Füllhöheninspektion oder Verschlusskontrolle zugeordnet ist.

Die Behälter können dazu vorgesehen sein, Getränke, Hygieneartikel, Pasten, chemische, biologische und/oder pharmazeutische Produkte aufzunehmen. Die Behälter können Kunststoffflaschen, Glasflaschen, Dosen und/oder Tuben sein. Bei Kunststoffbehältern kann es sich im speziellen um PET-, PEN-, HD-PE- oder PP-Behälter bzw. Flaschen handeln. Ebenso kann es sich um biologisch abbaubare Behälter oder Flaschen handeln, deren Hauptbestandteile aus nachwachsenden Rohstoffen, wie z.B. Zuckerrohr, Weizen oder Mais bestehen. Die Behälter können mit einem Produkt befüllt und/oder mit einem Verschluss versehen sein.

Fremdstoffe können hier vorzugsweise kornartige Körper sein, beispielsweise Glassplitter, Sand und/oder Rückstände von Reinigungsmitteln oder dergleichen.

Die Transporteinrichtung zum Transport der Behälter entlang der Transportbahn kann ein Förderband und/oder ein Karussell umfassen. Die Drehachse des Karussells kann im Wesentlichen vertikal, also auf den Erdmittelpunkt gerichtet sein. Die Transporteinrichtung kann Behälterauf- nahmen umfassen, mit denen die Behälter jeweils aufgenommen und im Beschleunigungsabschnitt beschleunigt und/oder abgebremst werden.

Die Längsachse des Behälters kann die Achse sein, zu der der Behälter rotationssymmetrisch ausgebildet ist. Anders ausgedrückt, kann die Längsachse des Behälters auch die Achse sein, die das Zentrum der Behältermündung mit dem Zentrum des Behälterbodens verbindet. Beispielsweise kann der Beschleunigungsabschnitt dazu ausgebildet sein, die Behälter quer und/oder längs der Transportbahn zu beschleunigen und/oder abzubremsen.

Die wenigstens eine Kamera kann Teil eines optischen Messkopfs sein. Die wenigstens eine Kamera kann mit einem CCD- oder CMOS-Sensor ausgebildet sein. Ferner kann die wenigstens eine Kamera als Zeilen- oder Matrix-Kamera ausgebildet sein. Die wenigstens eine Kamera kann derart angeordnet sein, dass sie bei der Inspektion den Behälterboden von unten und/oder von schräg oben durch die Seitenwand des Behälters erfasst. Denkbar ist auch, dass die wenigstens eine Kamera derart angeordnet ist, dass sie bei der Inspektion den Behälterboden durch die Behältermündung hindurch erfasst.

Denkbar ist, dass zwei oder mehr Kameras in Abständen zueinander an der Transporteinrichtung stationär angeordnet sind, vorzugsweise im Bereich des Beschleunigungsabschnitts. Dadurch können die wenigstens zwei Kamerabilder jeweils durch eine der Kameras aufgenommen werden, wobei durch die stationäre Anordnung die Ausrichtung der Kameras auf die Behälter besonders einfach und stabil ist. Anders ausgedrückt, können die zwei oder mehr Kameras entlang der Transportbahn der Transporteinrichtung angeordnet sein, wobei die Behälter dazwischen durch den Beschleunigungsabschnitt beschleunigt und/oder abgebremst werden.

Alternativ ist denkbar, dass die wenigstens eine Kamera mit dem zu inspizierenden Behälter an der Transporteinrichtung mitlaufend angeordnet ist, vorzugsweise im Bereich des Beschleunigungsabschnitts. Beispielsweise ist denkbar, dass jeder Behälteraufnahme der Transporteinrichtung eine Kamera zugeordnet ist, um eventuelle Fremdstoffe im darin aufgenommenen Behälter zu erkennen. Denkbar ist auch, dass die wenigstens eine Kamera mit einer Verfahreinheit bewegt wird, die dazu ausgebildet ist, die Kamera entlang der Transportbahn synchronisiert mit der Bewegung des zu inspizierenden Behälters mitzuführen und optional nach der Inspektion in eine Ausgangsposition zurückzufahren. Dadurch müssen weniger Kameras an der Inspektionsvorrichtung eingesetzt werden.

Denkbar ist, dass von einem Behälter bei der Inspektion zunächst ein Kamerabild aufgenommen, der Behälter beschleunigt und danach ein weiteres Kamerabild aufgenommen wird. Zu-

sätzlich oder alternativ kann nach dem wieder Abbremsen des Behälters ein weiteres Kamerabild aufgenommen werden. Anschließend können die Kamerabilder verglichen und die sich bewegenden Fremdkörper daraus ermittelt werden.

Beispielsweise kann die Inspektionsvorrichtung eine Maschinensteuerung und/oder eine Bildverarbeitungseinheit umfassen, um die Transporteinrichtung, insbesondere den Beschleunigungsabschnitt und/oder die Aufnahme der Kamerabilder mit den Kameras zu steuern und/oder um die Kamerabilder zur Erkennung der Fremdkörper auszuwerten. Die Bildverarbeitungseinheit kann in die Maschinensteuerung integriert oder separat davon ausgebildet sein. Ebenso ist denkbar, dass die Bildverarbeitungseinheit von der Inspektionsvorrichtung über eine Datenverbindung abgesetzt angeordnet ist.

Die Transporteinrichtung kann zum individuellen Beschleunigen und/oder Abbremsen der Behälter im Beschleunigungsabschnitt einen Linearantrieb mit einzelnen steuerbaren Greiferschlitten umfassen. Anders ausgedrückt kann der Linearantrieb einen oder mehrere Linearstatoren umfassen, an denen jeweils mehrere der steuerbaren Greiferschlitten angeordnet sind, die vorzugsweise jeweils über eine Magnetfeldsteuerung beschleunig- und/oder abbremsbar sind. Die Greiferschlitten können jeweils wenigstens als Teil einer Behälteraufnahme ausgebildet sein. Denkbar ist hier, dass zwei gegenüberliegende Greiferschlitten als Behälteraufnahme zusammenwirken. Der oder die Linearstatoren können jeweils mehrere vorzugsweise individuell ansteuerbare Spulenelemente umfassen, um ein Magnetfeld für die Greiferschlitten zu erzeugen. Die Spulenelemente können sequentiell in Richtung der Transportbahn nacheinander angeordnet sind.

Der Linearantrieb kann zwei Statorsegmente zum Antrieb der Greiferschlitten umfassen, an denen die Greiferschlitten im Bereich des Beschleunigungsabschnitts paarweise gegenüberliegend angeordnet sind. Dadurch können die Behälter besonders einfach von zwei Seiten her durch die Greiferschlitten aufgenommen und im Beschleunigungsabschnitt unabhängig voneinander beschleunigt bzw. abgebremst werden. Denkbar ist, dass die beiden Statorsegmente parallel und in einem Abstand zueinander angeordnet sind, wobei die Greiferschlitten paarweise einen Behälter dazwischenliegend aufnehmen. Die Statorsegmente können jeweils als in sich geschlossene Transportbahn ausgebildet sein, so dass die Greiferschlitten nach dem Freigeben eines Behälters an eine Aufnahmeposition zur Aufnahme eines weiteren Behälters zurückgeführt werden können.

Die Greiferschlitten können zum Drehen der Behälter jeweils mit angetriebenen Rollen an einem Greifer ausgebildet sein. Mit den angetriebenen Rollen können die Behälter zusätzlich zur Be- schleunigungs- bzw. Abbremsbewegung auch gedreht werden. Folglich werden die Fremdkörper durch die kombinierte Dreh- und Beschleunigungs- bzw. Abbremsbewegung stärker gegenüber den Behälterwänden versetzt und sind dadurch noch zuverlässiger erkennbar. Denkbar ist, dass jeder Greiferschlitten mit einem zweiarmigen Greifer ausgebildet ist, wobei an jedem Arm eine Rolle zum Kontakt mit dem Behälter ausgebildet ist. Wird nun ein Behälter mit zwei gegenüberliegenden Greiferschlitten erfasst, wo wird er insgesamt von vier angetriebenen Rollen zuverlässig gehalten bzw. gedreht Die Rollen können jeweils mit einem einzelnen Elektromotor angetrieben sein.

Denkbar ist allerdings auch, dass die Rollen über eine Verzahnung oder ein Magnetband entlang des Beschleunigungsabschnitts antreibbar sind. Dadurch ist der Antrieb der Rollen besonders einfach und damit kostengünstig aufgebaut. Die Verzahnung kann hier mit einem sich stetig verringernden Zahnabstand zur Beschleunigen der Rollen und/oder mit einem sich stetig vergrößernden Zahnabstand zum Abbremsen der Rollen ausgebildet sein. Die Verzahnung kann als lineare Verzahnung entlang der Transportbahn ausgebildet sein, die in entsprechende Zahnräder der Rollen eingreift. Alternativ dazu kann zum Antrieb der Rollen das Magnetband verwendet werden, das mit alternierenden Nord- und Südpolen ausgebildet ist. Der Abstand der Nord- bzw. Südpole kann sich zum Beschleunigen der Rollen stetig verkürzen. Demgegenüber kann sich der Abstand der Nord- und Südpole zum Abbremsen der Rollen stetig vergrößern. Die Rollen können zudem mit Magnetelementen ausgebildet sein, um die Kräfte der Magnetbänder abzugreifen. Die Magnetbänder können parallel zur Transportbahn angeordnet sein. Bewegen sich also die Rollen mit ihren Magnetelementen entlang des Magnetbands, so werden diese entsprechend gedreht.

Denkbar ist auch, dass der Linearantrieb ein vorzugsweise angetriebenes Band und ein dazu gegenüberlieges Statorsegment zum Antrieb der Greiferschlitten umfasst, wobei die Greiferschlitten mit Rollen zum gleichzeitigen Transport und Abrollen der Behälter auf dem Band ausgebildet sind. Anders ausgedrückt, können die Behälter von einer Seite her mit dem Band in Kontakt stehen und auf der anderen Seite mit je einem Greiferschlitten. Bewegen sich nun die Greiferschlitten entlang des Transportbands, so werden die Behälter auf dem Band abgerollt. Dadurch ist der Aufwand zum gleichzeitigen Beschleunigen bzw. Abbremsen und Drehen der Behälter noch geringer. Wird beispielsweise das Band synchronisiert zur Transportgeschwindigkeit der Transportsegmente vor und/oder nach dem Beschleunigungsabschnitts bewegt, so wird der Behälter bei einer demgegenüber wirkenden Beschleunigung der Greiferschlitten zunächst durch das Abrollen auf dem Band immer schneller gedreht und beschleunigt. Beim Abbremsen wird dann der Behälter immer langsamer gedreht, bis er sich schlussendlich nicht mehr dreht und an ein Transportsegment nach dem Beschleunigungsabschnitt übergeben werden kann. Denkbar ist auch, dass die Behälter mit dem Greiferschlitten bis zu einer maximalen Geschwindigkeit beschleunigt werden und dass sich das Band mit dieser maximalen Geschwindigkeit bewegt. Dadurch drehen sich die Behälter beim Beschleunigen und Abbremsen in unterschiedliche Richtungen.

Die Transporteinrichtung kann mehrere Transportsegmente mit unterschiedlichen Krümmungen der Transportbahn umfassen, so dass die Behälter im Beschleunigungsabschnitt aufgrund der so in den Transportsegmenten unterschiedlich stark wirkenden Radialbeschleunigung quer zur Transportbahn beschleunigt und/oder abgebremst werden. Dadurch können die Behälter mit konstanter Geschwindigkeit in der Transporteinrichtung bewegt werden, wobei die Trägheitskräfte quer zur Transportbahn wirken. Folglich werden die Fremdkörper durch diese quer wirkenden Kräfte gegenüber den Behältern bewegt und können so durch die Aufnahme der zwei Kamerabilder erkannt werden. Die Transporteinrichtung kann so besonders einfach aufgebaut werden.

Denkbar ist, dass zwei aneinander anschließende Transportsegmente durch einen Linearförderer und einen Sternradförderer gebildet werden. Durch den Linearförderer wirken so zunächst keine Fliehkräfte und die Behälter werden erst nach der Übergabe an den Sternradförder sprunghaft durch die einwirkenden Fliehkräfte quer zur Transportbahn beschleunigt. Dadurch werden die Fremdkörper gegenüber dem Behälter bewegt. Denkbar ist auch, dass an den Sternradförderer ein weiterer Linearförderer und/oder ein weiterer Sternradförderer mit entgegengesetzter Drehrichtung anschließen. Dadurch werden die Fremdkörper in den beiden Sternradförderern in unterschiedlicher Richtung quer zur Transportbahn beschleunigt. Folglich können die Fremdkörper noch zuverlässiger erkannt werden. Ferner können die beiden Stern radförderer unmittelbar aneinander anschließend angeordnet sein. Durch den Einsatz von zwei gegenläufigen Stern radförderern ist es möglich, die Behälter vor und nach der Inspektion in die gleiche Transportrichtung zu transportieren.

Die Transporteinrichtung kann zum Abbremsen und/oder Beschleunigen der Behälter im Beschleunigungsabschnitt eine Kurvenscheibe oder einen Teilungsverzugsstern umfassen. Dadurch ist es möglich, die Behälter einfach zu beschleunigen oder abzubremsen. Beispielsweise können Behälteraufnahmen an die Kurvenscheibe angegliedert sein, so dass die Behälter entsprechend der in die Kurvenscheibe eingebrachten Bahn bewegt werden. Dies eignet sich besonders zum Einsatz in einem Karussell, in das die Kurvenscheibe zur Bewegung der Behälteraufnahme integriert sein kann. Der Teilungsverzugsstern kann eine Sternradanordnung mit am Umfang regelmäßig beabstandeten Gelenken umfassen, an denen jeweils die Behälterauf- nahmen über drehbare Arme angegliedert sind. Durch die Drehung der Sternradanordnung sowie die zusätzliche Drehung der Arme werden die Behälter zusätzlich zur Kreisbewegung beschleunigt bzw. abgebremst. An den Gelenken können jeweils einzeln steuerbare Servomotoren zur Drehung der Arme angeordnet sein. Ebenso ist denkbar, dass die Arme über eine Steuerscheibe oder dergleichen gedreht werden.

Die Transporteinrichtung kann zum Beschleunigen und/oder Abbremsen der Behälter im Beschleunigungsabschnitt ein Transportsegment mit einer Zwangsführung der Behälter umfassen, insbesondere mit einer Schubkurbel, oder einem unregelmäßig übersetzten Getriebe zum Beschleunigen und/oder Abbremsen der Behälter. Durch die Zwangsführung der Behälter können diese unabhängig von der Transportbewegung beschleunigt oder abgebremst werden. Beispielsweise kann die Zwangsführung einen als Schiene ausgebildeten Anschlag umfassen, der quer zu einem einlaufenden Transportband angeordnet ist. Dadurch wird der Transport des jeweiligen Behälters durch den Aufprall auf die Schiene gestoppt und kann dann entlang des Anschlags mit der Schubkurbel oder dem unregelmäßig übersetzten Getriebe durch eine Beschleunigung und/oder ein Abbremsen fortgesetzt werden. An der Schubkurbel bzw. den unregelmäßig übersetzten Getriebe kann ein Schieber angeordnet sein, mit dem die Behälter entlang des Anschlags verschoben werden. Anschließend an die Zwangsführung kann ein weiterführendes Transportband ausgebildet sein, mit dem die Behälter nach der Beschleunigung bzw. dem Abbremsen weitertransportiert werden. Die wenigstens eine Kamera kann entlang des Transportsegments mit der Zwangsführung angeordnet sein. Durch die Zwangsführung können die Behälter mit einem besonders geringen Aufwand unabhängig von der Transportbewegung beschleunigt bzw. abgebremst werden. Denkbar ist auch, dass an der Schubkurbel oder dem ungleichmäßig übersetzten Getriebe eine Behälteraufnahme angeordnet ist, mit dem die Behälter im Beschleunigungsabschnitt aufgenommen werden. Schubkurbel kann hier bedeuten, dass dies eine drehbare Scheibe ist, an der eine Pleuelstange zur Übersetzen der Kreisbewegung in eine Linearbewegung angegliedert ist.

Darüber hinaus stellt die Erfindung zur Lösung der Aufgabenstellung ein Verfahren zur Erkennung von Fremdkörpern in Behältern mit den Merkmalen des Anspruchs 13 bereit. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen genannt.

Dadurch, dass die Behälter im Beschleunigungsabschnitt quer zu ihren Längsachsen beschleunigt und/oder abgebremst werden, wirken entsprechende Trägheitskräfte auf die in den Behältern enthaltenen Fremdkörper. Durch diese Fliehkräfte lösen sich die Fremdkörper von den Behälterwänden bzw. vom Produkt und bewegen sich gegenüber den Behältern. Dadurch, dass die Behälter jeweils während des Transports mit wenigstens zwei Kamerabildern aufgenommen werden und sich die Fremdkörper dazwischen bewegen, befinden sich diese an unterschiedlichen Stellen der Kamerabilder und können beispielsweise mittels Bildverarbeitung zuverlässig erkannt werden. Die Beschleunigung bzw. Abbremsung der Behälter quer zu den Längsachsen kann konstruktiv besonders einfach in einer Transporteinrichtung umgesetzt werden. Dadurch ist das Verfahren besonders einfach und kostengünstig.

Die Behälter können im Beschleunigungsabschnitt parallel und/oder quer zu einer Transportrichtung der Transporteinrichtung beschleunigt und/oder abgebremst werden. Da die Behälter üblicherweise quer zu ihren Längsachsen in der Transporteinrichtung transportiert werden, ist so die Umsetzung der Beschleunigung bzw. des Abbremsens besonders einfach. Beispielsweise können die Behälter zusätzlich zu einer in der Anlage vorgegebenen Transportgeschwindigkeit im Beschleunigungsabschnitt beschleunigt und dann wieder abgebremst werden, so dass sich die Fremdkörper gegenüber den Behältern bewegen. Darüber hinaus können die Behälter auf einer Kreisbahn mit einer konstanten Transportgeschwindigkeit bewegt und so quer zur Transportrichtung beschleunigt werden. Durch die Bewegung der Behälter auf der Kreisbahn wirken daher Fliehkräfte, wodurch die Fremdkörper ebenfalls gegenüber dem Behälter beschleunigt werden. Folglich ist der Aufbau des Beschleunigungsabschnitts besonders einfach.

Die Behälter können im Beschleunigungsabschnitt von einer ursprünglichen Transportgeschwindigkeit beschleunigt und danach wieder abgebremst werden bzw. umgekehrt, so dass sie nach dem Durchlaufen des Beschleunigungsabschnitts von der Transporteinrichtung wieder mit der ursprünglichen Transportgeschwindigkeit transportiert werden. Dadurch haben die Behälter vor und nach der Inspektion die gleiche Geschwindigkeit, die vorzugsweise mit einer Anlagengeschwindigkeit übereinstimmt. Dadurch müssen die Behälter nach der Inspektion nicht erst mit dem Rest der Anlage über einen Puffer synchronisiert werden.

Darüber hinaus kann das Verfahren zur Erkennung von Fremdkörpern auch die zuvor in Bezug auf die Inspektionsvorrichtung genannten Merkmale einzelne oder beliebige Kombinationen sinngemäß umfassen. Das Verfahren nach den Ansprüchen 13-15 kann mit einer Inspektionsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1-12 durchgeführt werden.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden nachfolgend anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Dabei zeigt:

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels der Inspektionsvorrichtung zur Erkennung von Fremdkörpern in Behältern in einer seitlichen Ansicht;

Fig. 2 ein weiteres Ausführungsbeispiel der Inspektionsvorrichtung in einer Draufsicht, wobei die Transporteinrichtung einen Linearantrieb mit einzelnen steuerbaren Greiferschlitten umfasst;

Fig. 3 ein weiteres Ausführungsbeispiel der Inspektionsvorrichtung in einer Draufsicht, wobei die Transporteinrichtung einen Linearantrieb mit einem angetriebenen Band und einem dazu gegenüberliegenden Statorsegment mit angetriebenen Greiferschlitten umfasst;

Fig. 4 ein weiteres Ausführungsbeispiel der Inspektionsvorrichtung in einer Draufsicht, wobei die Transporteinrichtung einen Linearantrieb mit einzelnen steuerbaren Greiferschlitten und Rollen zum Drehen der Behälter umfasst;

Fig. 5 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Inspektionsvorrichtung in einer Draufsicht, wobei die Transporteinrichtung mehrere Transportsegmenten mit unterschiedlichen Krümmungen der Transportbahn umfasst;

Fig. 6 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Inspektionsvorrichtung in einer Draufsicht, wobei die Transporteinrichtung zum Abbremsen und/oder Beschleunigen der Behälter im Beschleunigungsabschnitt eine Kurvenscheibe umfasst; und

Fig. 7 ein weiteres Ausführungsbeispiel der Inspektionsvorrichtung in einer Draufsicht, wobei die Transporteinrichtung ein Transportsegment mit einer Zwangsführung umfasst.

In der Fig. 1 ist eine schematische Darstellung einer Inspektionsvorrichtung 100 zur Erkennung von Fremdkörpern in den Behältern 2 in einer seitlichen Ansicht gezeigt. Die Fremdkörper können hier beispielsweise Glassplitter oder dergleichen sein, die durch Beschädigungen der Behälter 2 entstehen. Zudem können die Behälter 2 bereits mit einem Produkt befüllt und/oder verschlossen sein. Zu sehen ist, dass die Behälter mit der Transporteinrichtung 30 entlang einer Transportbahn in der Transportrichtung T transportiert werden. Die Behälter 2 werden dabei mit den Behälteraufnahmen 31 entlang der Schienen 32 linear transportiert.

Der Beschleunigungsabschnitt 40 ist dazu ausgebildet, die Behälter 2 jeweils quer zu ihren Längsachsen L zu beschleunigen und/oder abzubremsen. Dies kann in Richtung und/oder quer zur Transportrichtung T erfolgen.

Unterhalb der Transporteinrichtung 30 sind drei Kameras 50', 50" und 50"' in Abständen zueinander angeordnet. Sie sind als Matrixkamera mit einem CCD-Sensor ausgebildet, es ist jedoch auch denkbar, dass die Kameras als Zeilenkamera ausgebildet sind und/oder einen CMOS-Sensor umfassen.

Mit der Inspektionsvorrichtung 100 wird folgendes Verfahren zur Erkennung von Fremdkörpern in den Behältern 2 wie folgt durchgeführt: Mit dem Beschleunigungsabschnitt 40 werden die Behälter 2 jeweils quer zu ihren Längsachsen L beschleunigt und abgebremst werden. Zwischen der ersten Kamera 50' und der zweiten Kamera 50" erfolgt die Beschleunigung 40a in Richtung der Transportrichtung T. Zunächst wird vor der Beschleunigung mit der ersten Kamera 50' ein erstes Kamerabild aufgenommen und dann mit der zweiten Kamera 50" ein zweites. Da durch die Beschleunigung 40a entsprechende Trägheitskräfte auf die Fremdkörper im Behälter wirken, werden diese gegenüber dem Behälterboden bewegt. Folglich erscheinen die Fremdkörper in den beiden Kamerabildern an unterschiedlicher Stelle.

Anschließend wird der Behälter 2 im Beschleunigungsabschnitt 40 zwischen der zweiten Kamera 50" und der dritten Kamera 50"' durch die Bremskraft 40b abgebremst. Dadurch erfahren die Fremdkörper erneut Trägheitskräfte und versetzen sich so weiter im Behälter 2. Im dritten Kamerabild, welches mit der Kamera 50"' aufgenommen wird, werden die Fremdkörper folglich erneut an unterschiedlicher Stelle aufgenommen. Durch einen Vergleich des dritten Kamerabilds mit dem ersten und dem zweiten Kamerabild können die Fremdkörper dann noch zuverlässiger erkannt werden. Mit den in den nachfolgenden Ausführungsbeispielen gezeigten Inspektionsvorrichtungen kann dieses Verfahren ebenfalls sinngemäß durchgeführt werden.

Zu sehen ist weiter die Maschinensteuerung 60, in der eine nicht genauer dargestellte Bildverarbeitungseinheit integriert ist. Hierdurch werden sowohl die Transporteinrichtung 30 als auch die Kameras 50'-50"' angesteuert und die Kamerabilder verarbeitet. Dazu ist die Maschinensteuerung 60 mit entsprechenden Daten- und Steuerleitungen mit den Kameras 50 -50'" und der Transporteinrichtung 30 verbunden. Alternativ dazu kann die Bildverarbeitungseinheit auch separat von der Maschinensteuerung 60 angeordnet sein. Die in den nachfolgenden Ausführungsbeispielen gezeigten Inspektionsvorrichtungen können ebenfalls die Maschinensteuerung 60 sinngemäß umfassen.

Insgesamt ist es also durch die Inspektionsvorrichtung 100 mittels der Transporteinrichtung 30 und dem Beschleunigungsabschnitt 40 möglich, die Fremdkörper im Behälter 2 durch das Beschleunigen bzw. Abbremsen in Bewegung zu versetzen, so dass diese in den drei Kamerabildern an jeweils unterschiedlicher Stelle abgebildet werden. Folglich können dadurch die Fremdkörper im Behälter durch einen Vergleich der Kamerabilder zuverlässig erkannt werden. Da der Beschleunigungsabschnitt 40 konstruktiv besonders einfach umgesetzt werden kann, ist die

Inspektionsvorrichtung 100 weniger aufwändig und damit kostengünstig. Denkbar ist auch, dass die Behälter 2 jeweils zu ihren Längsachsen L nur beschleunigt oder nur abgebremst werden. Ferner ist denkbar, dass nur zwei oder noch mehr als drei Kamerabilder mit zusätzlichen Kameras aufgenommen werden.

Weiterhin ist denkbar, dass eine Kamera mit dem zu inspizierenden Behälter an der Transporteinrichtung mitlaufend angeordnet ist, vorzugsweise im Bereich des Beschleunigungsabschnitts 40. Ebenso kann die Kamera durch eine Verfahreinheit bewegbar sein.

In der Fig. 2 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der Inspektionsvorrichtung 200 mit einem Linearantrieb 230 mit einzelnen steuerbaren Greiferschlitten 233 in einer Draufsicht dargestellt. Das Ausführungsbeispiel in der Fig. 2 unterscheidet sich von dem in der Fig. 1 lediglich in der konstruktiven Umsetzung der Transporteinrichtung 230. Zu sehen ist, dass die Behälter 2 zunächst mit einem Transportband 8 zur Inspektionsvorrichtung 200 transportiert werden. Dort werden sie mit dem Linearantrieb 230 mit paarweise gegenüberliegenden Greiferschlitten 233 aufgenommen und können so individuell beschleunigt und/oder abgebremst werden. Anschließend werden die Behälter 2 auf dem zweiten Förderband 9 abgesetzt und können weiteren Behandlungsschritten zugeführt werden.

Der Linearantrieb 230 ist hier mit zwei Statorsegmenten 232a und 232b ausgebildet, die beidseitig entlang der Transportbahn verlaufen, so dass die Greiferschlitten 233 paarweise gegenüberliegend angeordnet sind. Beide Statorsegmente 232a und 232b bilden jeweils eine in sich geschlossene Bahn zum Antrieb und Rückführen der Greiferschlitten 233, die entlang der Transportbahn gerade und parallel zueinander ausgebildet sind. Denkbar ist jedoch auch, dass die Statorsegmente 232a und 232b entlang der Transportbahn mit einer oder mehreren Krümmungsabschnitten verlaufen. Desweiteren ist zu sehen, dass an jedem Greiferschlitten 233 ein Greifer 231 ausgebildet ist, wobei jeweils zwei gegenüberliegende Greiferschlitten 233 mit ihren Greifen 231 einen Behälter aufnehmen und transportieren. Die Statorsegmente 232a und 232b sind hier mit einer Vielzahl von Spulenelementen ausgebildet, die individuell ansteuerbar sind. Dadurch ist es möglich, die Greiferschlitten 233 individuell zu beschleunigen und/oder abzubremsen. Folglich wird mit der Transporteinrichtung 230 der Beschleunigungsabschnitt 240 gebildet, in dem die Behälter 2 beschleunigt bzw. abgebremst werden können.

Darüber hinaus sind an der Transporteinrichtung 230 die Kameras 250', 250" und 250"' angeordnet. Diese sind von unten auf den Behälterboden des zu inspizierenden Behälters 2 gerichtet. Denkbar ist jedoch auch, dass diese seitlich von oben durch die Behälterseitenwand auf den Behälterboden blicken.

Dadurch, dass die Transporteinrichtung 230 mit dem Linearantrieb 232a, 232b, 233 ausgebildet ist, können die Behälter 2 mit beliebigen Beschleunigungs- bzw. Abbremskurven bewegt werden. Hierdurch ist der Beschleunigungsabschnitt 240 besonders gut auf die individuellen Behältergrößen bzw. -formen abstimmbar, so dass die Fremdkörper möglichst gut erkannt werden.

In der Fig. 3 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der Inspektionsvorrichtung 300 in einer Draufsicht dargestellt. Die Inspektionsvorrichtung 300 unterscheidet sich von der Inspektionsvorrichtung 200 in der Fig. 2 dadurch, dass das Statorsegment 232a mit dem daran angeordneten Greiferschlitten 233 durch das angetriebene Band 335 ersetzt wurde. Desweiteren unterscheidet es sich dadurch, dass an den Greifern 331 der Greiferschlitten 333 des verbleibenden Statorsegments 332b die Rollen 334 angeordnet sind, die eine Drehung des Behälters 2 gegenüber den Greifern 331 erlauben.

Desweiteren ist zu sehen, dass das Transportband 335 umlaufend um die beiden Rollen 336 angetrieben wird. Beispielsweise mit einem Elektromotor, vorzugsweise mit einem Servomotor. Im Bereich des Beschleunigungsabschnitts 340 verläuft das Band 335 im Wesentlichen parallel zur Transportbahn.

Die Inspektionsvorrichtung 300 wird wie folgt eingesetzt: Ab dem Transportband 8 werden die Behälter 2 zwischen dem Band 335 und den Greifern 331 mit den Rollen 334 aufgenommen. Dabei wird zunächst ein Kamerabild mit der Kamera 350' vom Behälterboden aufgenommen. Da sich das Band 335 relativ zu den Greiferschlitten 333 bewegt, werden die Behälter 2 beim Transport abgerollt und drehen sich dadurch abschnittsweise mit den Rotationsgeschwindigkeiten D1 , D2 bzw. D3. Entsprechend werden auch mit den Kameras 350" und 350"' weitere Kamerabild zu den verschiedenen Dreh- und Bewegungszuständen vom Behälterboden aufgenommen.

Da sich die Fremdkörper im Behälter 2 zusätzlich zur Linearbewegung auch noch drehen, können diese besonders gut mit der Inspektionsvorrichtung 300 erkannt werden. Möglich ist, dass die Kamerabilder in der hier nicht dargestellten Bildverarbeitungseinheit gedreht werden, so dass gleiche Stellen am Behälter 2 miteinander zur Deckung kommen. Dadurch kann die Drehbewegung der Fremdkörper vom Behälter 2 isoliert werden.

Die Inspektionsvorrichtung 300 eignet sich insbesondere für rotationssymmetrische Behälter 2, die zwischen den Rollen 334 und dem Band 335 besonders gut eingespannt werden können.

In der Fig. 4 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der Inspektionsvorrichtung 400 mit Rollen 434 an den Greifern 431 in einer Draufsicht dargestellt. Die Inspektionsvorrichtrung 400 unterscheidet sich von der in der Fig. 2 dargestellten Inspektionsvorrichtung 200 lediglich dadurch, dass an den Greifern 431 die Rollen 434 angeordnet sind, die über die Magnetbänder 437a, 437b angetrieben sind. Die Rollen 434 weisen hierzu nicht genauer dargestellte Magnetelemente auf, die über das Entlangführen an den Magnetbändern 437a bzw. 437b gedreht werden.

Desweiteren ist zu sehen, dass die Magnetbänder 437a aneinander anschließende Nord- und Südpole aufweisen, die immer dichter werden. Hierdurch werden die Rollen 434 zunehmend schneller gedreht, so dass sich der Behälter 2 über der zweiten Kamera 450" besonders schnell mit der Drehung D2 dreht. Mit dazu ähnlichen Magnetbändern 437b werden die Rollen 434 durch immer größere Abschnitte der Nord- und Südpole abgebremst und drehen sich dadurch immer langsamer, bis der Behälter 2 über der dritten Kamera 450"' bezüglich seiner Drehbewegung zum Stehen kommt. Durch die angetriebenen Rollen 434 ist es also möglich, die Behälter 2 zusätzlich zur Beschleunigung 440a und zur Bremskraft 440b unterschiedlich schnell zu drehen, wodurch die Fremdkörper noch besser innerhalb der Behälter 2 in Bewegung versetzt werden. Dadurch ist eine noch zuverlässigere Inspektion möglich.

In der Fig. 5 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der Inspektionsvorrichtung 500 mit mehreren Transportsegmenten 530a-530e mit unterschiedlichen Krümmungen der Transportbahn T1-T5 in einer Draufsicht dargestellt. Zu sehen sind die drei Linearförderer 530a, 530c und 530e mit abwechselnden Transportrichtungen. Am Ende des Linearförderers 530a werden die Behälter 2 mit dem ersten Stern radförderer 530b aufgenommen und entlang einer Kreisbahn transportiert, so dass darauf die Radialbeschleunigung 541 a wirkt. Anschließend werden die Behälter 2 auf den zweiten Linearförderer 530c abgesetzt und zum zweiten Stern radförderer 530b transportiert. Dieser nimmt die Behälter 2 auf und transportiert sie entlang einer Kreisbahn mit zum ersten Sternradförderer 530b gegenläufiger Drehrichtung, so dass darauf die Radialbeschleunigung 541 b entgegengesetzt wirkt. Danach werden die Behälter 2 auf dem dritten Linearförderer 530e abgesetzt und zu weiteren Behandlungsschritten weitertransportiert.

Bei der Inspektionsvorrichtung 500 in der Fig. 5 wirken die Stern radförderer 530b und 530d als Beschleunigungsabschnitte 540. Durch die kreisförmig ausgebildeten Transportbahnen T2 und T4 der Stern radförderer 530b und 530d wirken auf die Behälter die Radialbeschleunigungen 541 a, 541 b quer zur Behälterlängsachse bzw. zur Transportbahn T2, T4, so dass die Fremdkörper innerhalb des Behälters 2 bewegt werden. Durch hier nicht genauer dargestellte Kameras, welche beispielsweise am Einlauf und am Auslauf der Sternradförderer angeordnet sind, werden die Fremdkörper vorzugsweise im Bereich des Behälterbodens mit Kamerabildern aufgenommen und, wie zuvor beschrieben, miteinander verglichen. Dadurch können die Fremdkörper in der Inspektionsvorrichtung 500 besonders einfach erkannt werden.

I n der Fig. 6 ist die Inspektionsvorrichtung 600 mit einer Kurvenscheibe 632 zur Bewegung der Behälteraufnahmen 631 in einer Draufsicht dargestellt. Zu sehen ist, dass die Behälter 2 mit den Zu- und Abfuhrsternen 8, 9 der Inspektionsvorrichtung 600 zu- bzw. abgeführt werden. Dort werden die Behälter 2 in den Behälteraufnahmen 631 aufgenommen und entlang der Transportbahn in Richtung der Transportrichtung T transportiert.

Zentral ist die Nabe 633c angeordnet, die sich in der Richtung R dreht. Daran sind starr die Arme 633a angeordnet, an deren äußerem Ende die Behälteraufnahmen 631 radial verschiebbar angegliedert sind. Die bewegbaren Arme 633b sind an ihrem äußeren Ende fest mit den Behälteraufnahmen 631 verbunden und greifen an ihrem inneren Ende in die Kurvenscheibe 632 ein. Dadurch bewegen sich die Behälteraufnahmen 631 nicht mehr auf einer kreisförmigen, sondern auf einer ovalen Transportbahn. Folglich wird also auf die Behälter 2 die zusätzlich nach innen wirkende Beschleunigung 640a und die nach außen wirkende Beschleunigung 640b ausgeübt. Diese überlagert sich mit der Radialbeschleunigung des umlaufenden Transports.

Desweiteren sind die Kameras 650', 650" und 650"' gezeigt, die die Behälter 2 von unten in Kamerabildern aufnehmen, wobei jeweils unterschiedliche Beschleunigungskräfte auf die Fremdkörper einwirken. Folglich bewegen sich die Fremdkörper zwischen den einzelnen Kamerabildern und können so mit der Inspektionsvorrichtung 600 erkannt werden.

Denkbar ist hier auch jede geeignete andere Form der Kurvenscheibe 632, beispielsweise mit Querwellen oder dergleichen. Darüber hinaus kann anstelle der Kurvenscheibe 632 auch ein Teilungsverzugsstern eingesetzt werden.

I n der Fig. 7 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der Inspektionsvorrichtung 700 mit einem Transportsegment 730b mit einer Zwangsführung 731 , 732 in einer Draufsicht dargestellt. Zu sehen ist, dass die Behälter 2 zunächst mit dem ersten Transportsegment 730a zum zweiten und dann zum dritten Transportsegment 730c transportiert werden. Am Ende des ersten Transportsegments 730a ist der Anschlag 732a ausgebildet, mit dem die Bewegung der Behälter 2 in der Richtung Ti gestoppt wird. Dort werden die Behälter 2 dann vom Schieber 731 übernommen und entlang des Anschlags 732 zum dritten Transportsegment 730c geschoben. Der Schieber 731 ist hier über die Pleuelstange 739 mit dem sich drehenden Rad 738 verbunden. Hierdurch wird die Kreisbewegung des Rads 738 in eine Hin- und Herbewegung des Schiebers 731 entlang des Anschlags 732 übersetzt.

Die Behälter 2 werden durch die Hin- und Herbewegung des Schiebers 731 im Beschleunigungsabschnitt 740 zunächst mit der Beschleunigung 740a beschleunigt und dann mit der Bremskraft 740b wieder abgebremst, so dass sie am Ende auf dem dritten Transportsegment 730c abgestellt und in der Richtung T2 weitertransportiert werden.

Entlang des zweiten Transportsegments 730b sind hier nicht näher dargestellt wenigstens eine Kamera angeordnet, mit der wenigstens zwei Kamerabilder aufgenommen werden können, wobei die Behälter 2 zwischen den Aufnahmen der Kamerabilder im Beschleunigungsabschnitt 740 beschleunigt und abgebremst werden. Denkbar ist, dass die Kameras hier stationär oder mit dem Schieber 731 mitlaufend angeordnet sind. Beispielsweise kann eine Kamera mit dem Schieber 731 fest verbunden sein und auf den Boden des Behälters 2 gerichtet sein. Alternativ dazu können mehrere Kameras entlang des Beschleunigungsabschnitts 740 angeordnet sein.

Insgesamt werden also in den zuvor beschriebenen Inspektionsvorrichtungen 100-700 der Fig. 1 -7 die Behälter 2 wie folgt inspiziert:

Von den Behälterböden der Behälter 2 werden jeweils während des Transports wenigstens zwei Kamerabilder aufgenommen, wobei die Behälter 2 zwischen den Aufnahmen der Kamerabilder mit den Beschleunigungsabschnitten 40, 240, 340, 440, 540, 640 und 740 quer zu ihren Längsachsen L beschleunigt und/oder abgebremst werden. Hierbei geraten die Fremdkörper im Behälter 2 in Bewegung und sind so in den Kamerabildern an unterschiedlichen Stellen sichtbar. Durch einen Vergleich der Kamerabilder können die Fremdkörper dann mittels einer Bildverarbeitungseinrichtung 60 zuverlässig ausgewertet und erkannt werden.

Es versteht sich, dass in den zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen genannte Merkmale nicht auf diese speziellen Kombinationen beschränkt sind und in beliebigen anderen Kombinationen möglich sind.