CN111386184B - 用于检测将塑料预制件形成塑料容器的过程的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于检测将塑料预制件(10)形成塑料容器(20)的装置(1)的方法，所述装置(1)具有运输单元(2)，所述运输单元(2)上设置多个用于将塑料预制件(10)形成塑料容器(20)的形成站(4)，以及在所述塑料容器(20)的运输方向上设置在所述形成站(4)的下游的检测单元(6)，所述检测单元(6)用于确定生产的所述塑料容器(20)的至少一个区域的所述塑料容器(20)的壁厚。所述方法包括以下步骤：导入在至少某些节段具有预定和/或已知壁厚(D_Ist)的至少一个测试容器(20a)；采用检测单元(6)确定所述容器(20a)的至少一个区域的第一壁厚(D1,D2,Dn)。

Description

用于检测将塑料预制件形成塑料容器的过程的方法和装置

技术领域

本发明涉及用于检测将塑料预制件形成塑料容器尤其是塑料瓶的过程的方法和装置

背景技术

塑料容器，例如由PET制成，通常是在拉伸吹塑机上采用塑料预制件生产的。众所周知，首先将塑料预制件加热，在这种加热状态下由气体介质，特别是压缩空气将所述塑料预制件形成(form)塑料瓶，尤其是吹塑成塑料瓶。原则上，塑料预制件也可以由液体直接膨胀，例如，特别是，但不限于，要灌装的产品。

为了确保产品以及生产过程(production process)的质量，从现有技术中已知采用机器出口的检测系统(inspection system)对吹制容器的壁厚轮廓(wall thicknessprofile)进行检测。如果生产过程中出现缺陷，这通常反映在沿侧壁的容器材料或壁厚不适当分布(inadequate distribution)，尤其是沿容器轴线方向或容器纵向的侧壁。为了确保该检测系统的正常运行并在早期阶段检测可能的故障或不正确的测量，现有技术中已知要进行破坏性试验。这意味着从生产过程中移除的单个容器将被切碎(cut up)并进行相应的测量。

因此，切割和测量容器涉及材料成本，并特别涉及人员成本。材料费包括损坏的容器以及测试和测量设备(equipment)。实验室人员应列为人员支出。此外，这种手动方法也很容易出错，特别是在文档记录方面(documentation)。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种测试程序(test procedure)，特别是自动容器测试程序，以提供检验装置、特别是侧壁测量单元正确工作的证据，其能够显著地减少现有技术的工作量和误差源。根据本发明，这些目的是通过根据独立专利权利要求所述的方法和装置来实现的。有利的设计和开发是从属权利要求的主题。

在根据本发明的用于检测将塑料预制件形成塑料容器的装置的方法中，所述装置具有运输单元(transport unit)，所述运输单元上设置多个用于将塑料预制件形成塑料容器的形成站，以及在所述塑料容器的运输方向上设置在所述形成站的下游的检测单元，所述检测单元用于确定所述塑料容器的物理性质，特别是所述塑料容器的壁厚或在生产的所述塑料容器的至少一个区域的所述塑料容器的塑料材料。可以直接确定壁厚。然而，也可以间接地确定壁厚，例如通过另一个测量值，例如壁的透明度。

根据本发明，执行以下步骤，首先导入在至少某些节段(at least in sections)具有预定和/或已知壁厚的测试容器。在另一方法步骤中，在容器的至少一个区域检测第一壁厚，特别是借助于检测单元。优选地，检测单元本身也通过该壁厚的检测或测量进行检测。

因此，建议在特别专用(specifically dedicated)的容器测试程序中进行该测试。例如，该程序可以在生产开始之后、类型改变之后、用户改变之后和/或以预定的、特别是有规律的间隔执行。此外，如果需要，也可以手动启动容器测试程序。特别地，存储和/或记录(log)测量值，并且该存储优选地与日期一起执行(with a date)，并且特别地还可以与其它变量一起执行，例如清楚地标识对应的测试容器的参数。

优选在执行此处所述的过程之前清空机器，即从生产线上移除容器，或不再将塑料预制件或容器送入(feed in)。

优选地，每个形成站都有吹塑模具，并且所述吹塑模具在其内部形成空腔，在该空腔中，塑料预制件可形成塑料容器。该吹塑模具特别优选具有侧部和底部以形成所述空腔。

在优选方法中，所述测试容器是由所述装置自身生产的测试容器，即，特别是吹塑容器。

因此，特别地，提出了容器测试程序，该程序例如在程序启动之后、在类型改变之后、当用户改变时进行调用，并且特别优选地以固定的间隔进行调用。例如，柱灯或喇叭信号指示机器操作员，他们应将为当前容器类型提供的测试容器放入(bring in)生产流程。例如，可以通过空转和停止拉伸吹塑机来完成，并且优选通过手动将测试容器锁定(latch)在所述装置的对应的固定夹具(holding clamp)中来完成。为此，如下面更详细地描述的，所述固定夹具优选地具有用户可以这样在其中锁定容器的区域。优选的方法不是送入单个测试容器，而是送入一组测试容器。这组测试容器可以有不同的壁厚。因此，优选可能的是将多个测试容器，特别是一组测试容器，送入机器的特定区域，特别是在机器静止期间。

在优选方法中，将由检测单元确定的壁厚与已知壁厚进行比较。这样就可以检测检测单元自身。如上所述，可将测试容器导入生产流程，并将测量的壁厚与给定或已知的测试容器壁厚进行比较。可使用多个壁厚、不同高度的测试容器以及一个只有一个壁厚的测试容器。

在另一优选方法中，在所述塑料容器的运输方向上，在所述形成站之后导入至少一个测试容器。

在另一优选方法中，所述检测单元确定所述塑料容器的多个区域(severalareas)的所述塑料容器的壁厚，这些多个区域优选地在所述塑料容器的纵向上一个位于一个之上(one above the other)地排列。特别优选地，所述检测单元确定至少两个这样的区域的壁厚，优选至少三个这样的区域的壁厚，优选至少四个这样的区域的壁厚，尤其优选至少五个这样的区域的壁厚。

在另一优选方法中，所述测试容器具有沿其纵向偏离(deviate)的壁厚。

如上所述，优选地，将几个测试容器导入该过程或通过检测单元进行检测。这样可以提高检验的准确性，特别是可以在不同的测量范围内对检测单元进行测试。特别是，所述检测单元的各个传感器元件也可以可靠地进行测试。

另一优选方法是检测由所述检测单位确定的壁厚值是否在一定的公差范围内。可围绕测试容器的实际壁厚确定公差范围。如果检测单元测量的壁厚值在该公差范围内，则认为相应的传感器单元正常(in order)。此类窗口或公差的定义以及超过或低于这些公差的进一步程序由合格人员负责。

在优选方法中，测试容器以适当的方式另外标记，例如通过二维码、反射条或应答器，并且优选地也能够由检测单元识别。这样，测试容器在任何情况下都可以在检测后从生产流中导出。

一旦所有的测试容器都通过了机器，优选检测是否满足所述检测单元的所有规范(specification)。如果是这种情况，则可以终止测试模式或测试过程，启动或继续生产。如果不满足，优选要求操作员重新测试未测试容器。

如果测试运行几次都不成功，优选可以停止机器。特别地，本领域技术人员可以决定进一步的步骤，例如故障排除，并且还可以决定应该执行哪些操作。

优选记录并保存每个测试结果。例如，这可以在日志文件中完成。

此日志文件也可用于日志记录，并可详细列出相应的测试结果。优选地，测试容器由形成装置自身制造。这种测试容器可以例如通过所述装置自身来生产，例如通过拉伸吹塑重量过高或过低的塑料预制件，或者通过专门调整生产机器的参数来生产，例如，通过专门调整烤炉的不同加热区域的温度来加热塑料预制件。

根据本发明的程序可以消除由手动检测和文档记录引起的误差源。此外，还可以节省人员、测试设备和生产的容器。

在优选方法中，对所记录的结果进行自动文档记录。这种自动文档记录也有助于避免误差源。更准确地说，测试容器的每次检测都可以记录下来，特别是，还可以与相应的测试容器相关联。特别是，还可以记录测量的壁厚和容器实际壁厚之间的结果，特别是比较的结果。这种自动文档记录也可以自动存储，例如，它可以自动存储在机器或公司的中央EDP系统中。这样，可以确保明显高(demonstrably high)的产品质量。

在另一优选方法中，输出至少一个测试容器的数据(with data)，特别是表征所述测试容器的壁厚。例如，可以通过显示器等显示单元输出该数据。特别优选的是以图表的方式输出该数据，例如直方图。可以输出带有实际值(即测量壁厚)的直方图，以及显示壁厚的相应实际参考值的比较图。

在另一优选方法中，生成所执行检测的日志。例如，在这样的日志中，可以存储时间配置文件(time profile)。也可以提供或创建时间戳。此外，日志还可以记录哪些用户执行了相应的测量。

此外，还可以记录结果，特别是测量结果，由此可以推断哪些传感器单元提供的测量结果在指定的公差窗口内。优选地，这样的公差窗口可以由用户指定并且特别是修改。这些窗口可以是用于确定壁厚测量值与壁厚实际已知值之间的偏差仍然可以接受的公差窗口。

在本文中，需要指出的是，虽然参考容器壁厚描述了本发明，但也可以记录其他测量值，例如壁透明度、底部功能检测、口部椭圆度检测、底部截面重量、侧壁检测、以及物理密度、缺陷存在等。

本发明还涉及用于将塑料预制件形成塑料容器的装置。所述装置包括所述运输单元上设置多个用于将塑料预制件形成塑料容器的形成站，以及在所述塑料容器运输方向上设置在所述形成站的下游的检测单元，所述检测单元用于确定生产的所述塑料容器的物理性质，特别是所述塑料容器的至少一个区域的所述塑料容器的壁厚。

根据本发明，该装置具有导入区域，在所述导入区域内，已经形成的塑料容器(特别是作为测试容器)可以送入到所述机器。用户优选可以使用(accessible)所述导入区域。或或又，该导入区域可由另一单元(例如机器人单元)或另一运输单元(例如运输星轮)使用。

因此，建议提供将容器，特别是测试容器送入机器的部件(means)。特别是，该区域适用于手动将此类测试容器送入机器。然而，也可以直接和自动地将测试容器送入，例如从用于测试容器的储存盒(magazine)中。因此，机器可以具有其中设置测试容器，特别是测试容器组，特别是不同的测试容器组的储存盒。用户可以选择将哪些测试容器和/或哪些测试容器组送入所述装置。所述检测单元可以使用这些测试容器来检测所述检测单元自身是否工作正常。

在另一优选实施例中，该装置还具有从该装置移除测试容器的移除区域。该移除区域优选地在塑料容器的运输方向上位于所述导入区域的下游。然而，移除区域和导入区域也可以位于机器的相同区域中，例如在运输星轮的预定区域中。另一优选实施例还可提供容器的自动导入和移除。例如，单个测试容器或测试容器组可以由运输单元从储存盒运输到检测单元，并且在检测单元检测之后，被运输回储存盒。

因此，在优选实施例中，该装置具有储存盒单元，其中可以存储至少单个且优选一组测试容器。该储存盒单元优选地可以耦合到运输装置，以便可以将容器储存盒单元运输到检测单元，特别是经由上述导入区域。

在另一有利实施例中，该装置具有比较单元，适用于比较由该检测单元确定的壁厚(即实际壁厚)与各测试容器的参考壁厚。

在优选实施例中，如上所述，每个形成站都具有用于膨胀塑料预制件的吹塑模具。在另一优选实施例中，形成站均配备有加压装置，例如吹塑喷嘴，其将自由流动的介质施加到塑料预制件上以使其膨胀。这种可流动的介质特别是空气，特别是压缩空气。然而，也可能流动介质是液体，例如要灌装的饮料。

在另一有利实施例中，每个形成站都具有可插入塑料预制件中以便沿其纵向拉伸的杆状体。

在另一有利实施例中，该装置具有加热单元，该加热单元设置在用于塑料容器的运输单元中且位于形成站上游。这个加热装置可以加热塑料预制件。

在另一有利实施例中，该装置具有另一运输单元，该运输单元将制造的容器从形成站运输到检测单元。将导入区域设置在该另一运输单元的区域中是有利的。因此，例如，可以提供运输单元，例如，特别地(但不限于)从形成站移除吹塑容器并将其运输以进行进一步处理的运输星轮。

优选地，该另一运输单元还具有多个支撑元件。有利的是，这些支撑元件是能够在其中一个区域(例如在其口部区域)夹持制造的容器的夹具(gripping clamp)。这些夹具可以放在容器的口部周围。优选地，这些夹具可以手动操作，以便用户可以将容器尤其是测试容器插入这些夹持夹具中。还可以设想，运输单元可以在测试模式下运行，例如，在这种模式下，容器可以在检测单元之前运输，并停在那里进行精确测量。

在另一有利实施例中，所述装置具有至少一个测试容器，在所述测试容器的至少一个区域具有已知壁厚。优选地，该测试容器可经由所述导入区域导入所述装置。有利的是，这是使用相应的形成单元形成的测试容器。

在另一有利实施例中，该装置还具有控制单元，该控制单元控制用于将塑料预制件形成塑料容器的单元。有利的是，该控制单元基于由所述检测单元确定的测试结果来控制用于形成塑料容器的单元，特别是各个形成站。有利的是，该控制单元还适用于控制用于加热塑料预制件的加热单元。

在另一个有利的设计中，该装置具有合适的存储单元，该存储单元适用于记录由检测单元确定的测量结果，特别是确定的壁厚。

优选地，由存储单元确定的值还可以根据日期规范(date specification)来测量，特别是还可以用于根据与各个测试容器的关联来测量。为此，检测单元还具有适用于记录位于测试容器上的标记的图像记录单元。特别是，该标记例如二维代码，允许对测试容器进行唯一标识。

特别地，根据本发明的装置还具有一组测试容器。这些测试容器的壁厚可能不同。

本发明还涉及用于检测检测单元的测试容器，该检测单元特别是壁厚检测单元。该测试容器具有底部区域、与底部区域邻接的基体和与该基体邻接的口部区域。该容器由塑料材料制成，尤其优选PET。

此外，根据本发明，所述基体具有限定或已知壁厚的壁面积。有利的是，各个壁厚在容器的纵向和/或圆周方向上变化，特别是在容器的纵向上变化。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明的优点和实施例作进一步说明，附图中：

图1示出了根据本发明的装置的示意图；

图2示出了测试容器的评估示意图。

具体实施方式

图1示出了根据本发明的用于将塑料预制件形成塑料容器的装置1的示意图。该装置具有用于加热塑料预制件的加热单元40。在本实施例中，该加热单元具有多个加热元件，所述多个加热元件固定设置，并且塑料预制件运输经过所述多个加热元件。该加热单元40之后是以运输星轮形式的运输单元12，该运输星轮将加热后的塑料预制件送入各个形成站4。这些形成站4设置在可移动且特别可旋转的载体22上，例如，特别地(但不限于)所谓的吹塑轮22。在另一种机器设计中，形成站可以设置在例如线性运输线上。将塑料预制件10送入各个形成站，并在生产操作中通过向其施加压缩空气而形成塑料容器，特别是塑料瓶20。附图标记2整体上标识运输塑料预制件和/或形成站4的运输单元。

附图标记14标识了另一运输单元，特别是另一运输星轮，其将制造的塑料容器20从形成站运输出去，并且例如将其运输到另一形成站(未示出)。

附图标记E表示导入测试容器的导入区域。附图标记6标识检测单元，该检测单元尤其对单个制造的塑料容器进行壁厚测量。该检测单元6特别以非接触方式工作。导入区域E的设计使得单个塑料容器或塑料瓶，以及成组的测试容器可以导入形成站4和检测单元6之间的区域。在特殊测试模式的范围内，检测单元6检测单个塑料容器的壁厚，并且优选也存储它们。为此，该装置具有存储单元62，该存储单元62存储所述确定的壁厚值。优选地，该装置还具有比较单元64，该比较单元64将由检测单元确定的壁厚与测试容器的实际壁厚进行比较。

优选地，检测单元沿塑料预制件的纵向测量塑料预制件的几个区域的壁厚。在图1中，塑料预制件10和塑料容器20的纵向垂直于图的平面。

图2说明了检测单元6的检测。检测单元6具有从传感器1到传感器n的多个传感器。这些传感器中的每一个都适用于确定吹塑塑料容器的壁厚。这些传感器优选地在容器20a的纵向L上一个位于一个之上地设置，以便它们能够测量在该纵向上一个位于一个之上的容器的壁的L个区域。

塑料容器20，或者在这种情况下，测试容器20a，在其基体的各个区域具有不同的壁厚。这些区域在这里用D1、D2和Dn标记。检测单元的单个传感器测量这些壁厚，优选存储单个壁厚。此外，还可以通过显示单元输出测试容器20a的测量壁厚，例如以直方图的形式。此外，将由检测单元6测量的壁厚与测试容器20a的实际(已知)壁厚进行比较，这样就可以确定检测单元是否正常工作，并且该检测尤其可以针对各个传感器单独进行。

例如，此检测可能会显示个别传感器(如传感器4)工作不正常。这可能意味着，至少在中期或长期内，必须更换该传感器，或者必须重新校准传感器。然而，对于临时工作操作，也有可能在生产操作中，在评估容器是否被正确吹塑时，不考虑或排除传感器4的结果。因此，该装置优选地还配备有控制单元和/或处理器单元，其效用是基于测试结果确定所述检测单元的各个传感器是否被激活，或者在工作模式中是否应考虑这些各个传感器输出的测量结果。

申请人保留要求在申请文件中公开作为对本发明必不可少的所有特征的权利，只要它们相对于现有技术是单独的或组合起来是新颖的。此外要指出，在各个附图中也已经描述了本身可能是有利的特征。本领域技术人员能够立即认识到，在附图中描述的特定特征也可以是有利的，而无需在该附图中并入其他特征。此外，本领域技术人员认识到，本发明的优点也可以由在各个附图或不同附图中示出的多个特征的组合产生。

附图标记

1 装置

2 整个运输单元

4 形成站

6 检测单元

10 塑料预制件

12 运输单元

14 另一运输单元/另一运输星轮

20 塑料瓶

20a 测试容器

22 载体，吹塑轮

40 加热单元

42 加热元件

62 存储单元

64 比较单元

E 引入区域

D1,D2,Dn 壁厚

L 纵向

Claims (9)

1.一种用于检测将塑料预制件(10)形成塑料容器(20)的装置(1)的方法，所述装置(1)具有运输单元(2)，所述运输单元(2)上设置多个用于将塑料预制件(10)形成塑料容器(20)的形成站，以及在所述塑料容器(20)的运输方向上设置在所述形成站(4)的下游的检测单元(6)，所述检测单元(6)用于确定生产的所述塑料容器(20)的至少一个区域的所述塑料容器(20)的壁厚；

其特征在于，所述方法包括以下步骤：

导入在至少某些节段具有预定和/或已知壁厚(D_Ist)的至少一个测试容器(20a)；

采用检测单元(6)确定所述测试容器(20a)的至少一个区域的第一壁厚(D1,D2,Dn)，其中所述检测单元(6)本身也通过所述壁厚的检测进行检测；所述测试容器(20a)具有沿其纵向偏离的壁厚。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将所述检测单元(6)确定的所述壁厚(D1)与所述测试容器(20a)的已知壁厚进行比较。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述塑料容器(20)的运输方向上，在形成站(4)的下游导入至少一个测试容器(20a)。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述检测单元(6)确定所述塑料容器的多个区域的所述塑料容器的壁厚(D1,D2,Dn)，这些多个区域在所述塑料容器(20a)的纵向(L)上一个位于一个之上地排列。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，导入多个所述测试容器(20a)。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，输出至少一个测试容器的表征所述测试容器的壁厚。

7.一种用于检测将塑料预制件(10)形成塑料容器(20)的装置(1)，所述装置(1)具有运输单元(2)，所述运输单元(2)上设置多个用于将塑料预制件(10)形成塑料容器(20)的形成站(4)，以及在所述塑料容器(20)的运输方向上设置在所述形成站(4)的下游的检测单元(6)，所述检测单元(6)用于确定生产的所述塑料容器(20)的至少一个区域的所述塑料容器(20)的壁厚；

其特征在于，所述装置具有导入区域(E)，在所述导入区域(E)内，已经形成的塑料容器作为测试容器(20a)可以送入到所述机器，其中所述检测单元(6)本身也通过所述壁厚的检测进行检测；所述测试容器(20a)具有沿其纵向偏离的壁厚。

8.根据权利要求7所述的装置(1)，其特征在于，所述装置(1)具有另一运输单元(14)，所述另一运输单元(14)将制造的容器(20a)从所述形成站(4)运输到所述检测单元(6)，且所述导入区域(E)设置在所述另一运输单元(14)的区域中。

9.根据权利要求7所述的装置(1)，其特征在于，所述装置(1)具有至少一个测试容器(20a)，在所述测试容器(20a)的至少一个区域具有已知壁厚；所述测试容器(20a)可经由所述导入区域(E)导入所述装置(1)。

Images