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DD241128A1 - METHOD AND DEVICE FOR DETECTING DEFECTS IN GLASS PRODUCTS - Google Patents

METHOD AND DEVICE FOR DETECTING DEFECTS IN GLASS PRODUCTS Download PDF

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DD241128A1
DD241128A1 DD28084385A DD28084385A DD241128A1 DD 241128 A1 DD241128 A1 DD 241128A1 DD 28084385 A DD28084385 A DD 28084385A DD 28084385 A DD28084385 A DD 28084385A DD 241128 A1 DD241128 A1 DD 241128A1
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DD
German Democratic Republic
Prior art keywords
radiation
test
defects
glass
glass products
Prior art date
Application number
DD28084385A
Other languages
German (de)
Inventor
Friedhelm Nescholta
Original Assignee
Spezialglaswerk Einheit Veb
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Spezialglaswerk Einheit Veb filed Critical Spezialglaswerk Einheit Veb
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Priority to DE19863623160 priority patent/DE3623160A1/en
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    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
    • G01N21/90—Investigating the presence of flaws or contamination in a container or its contents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Nachweis von Defekten in Glaserzeugnissen, darueber hinaus in anderweitigen durchstrahlbaren Medien, ferner eine Vorrichtung zur Pruefung von insbesondere Glaserzeugnissen auf Risse und Einlaeufer. Ziel ist die Erreichung einer hohen Pruefgeschwindigkeit sowie einer groesseren Sicherheit bei der Pruefung von Glaserzeugnissen im Produktionsprozess bei vertretbarem Aufwand. Es lag die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu finden, mit dem die Wirkung von Glasdefekten auf eine Pruefstrahlung gegenueber anderweitigen Einflussfaktoren deutlicher unterscheidbar wird, sowie eine hierzu geeignete produktionsfreundliche Vorrichtung zu schaffen. Erfindungsgemaess wird der interessierende Bereich des Prueflings mit bewegten Strahlenbuendeln monochromatischer kohaerenter Strahlung ueber ein Blendensystem bestrahlt und die transformierte Strahlung mit Hilfe von Strahlungsintegratoren und fuer die urspruengliche Strahlung unempfindlichen Detektoren in Differentialanordnung ueber eine Auswerteelektronik analysiert. Die hierzu geschaffene Vorrichtung besteht aus einem nahezu kugelfoermigen drehbaren Pruefkopf mit Lichtquellen, Detektoren sowie einer nachgeschalteten Auswerteelektronik.The invention relates to a method and a device for the detection of defects in glass products, in addition to other durchstrahlbaren media, further an apparatus for testing in particular glass products for cracks and runners. The aim is to achieve a high test speed and greater safety in the testing of glass products in the production process at a reasonable cost. It was an object of the invention to find a method with which the effect of glass defects on a test radiation compared to other influencing factors is more clearly distinguishable, as well as to create a suitable production-friendly device. According to the invention, the region of interest of the test piece is irradiated with moving beam bundles of monochromatic coherent radiation via a diaphragm system and the transformed radiation is analyzed by means of radiation integrators and detectors which are insensitive to the original radiation in differential arrangement via evaluation electronics. The device created for this purpose consists of a nearly spherical rotatable test head with light sources, detectors and a downstream evaluation.

Description

Produktionstechnologie der Erzeugnisse führen häufig zu Rißbildung und Einläufern an der Mündung (Getränkeflaschen, Einkochgläser).Production technology of the products often lead to cracking and Einläufern at the mouth (beverage bottles, Einkochgläser).

Um diese mit dem Auge teilweise schwer erkennbaren Risse sicher nachzuweisen, kommen unter Berücksichtigung der hohen Produktionsgeschwindigkeiten automatisch arbeitende Rißprüfeinrichtungen zum Einsatz. Die erfindungsgemäße Rißprüfeinrichtung ist sowohl unmittelbar nach dem Formgebungsprozeß als auch nach der Kühlung der Erzeugnisse einsetzbar. Sie besteht aus einem rotierenden, aus jeweils um 180° versetzten leistungsstarken Lichtquellen 7, zwei hochempfindlichen Fotodetektoren 8 und zwei Strahlungshohlräumen („Ulbrichtsche Kugeln") 4 bestehenden Prüfkopf, der durch einen Elektromotor 10 angetrieben wird. Sender, Empfängerund eine Auswerteelektronik 9 stehen mit den Strahlungshohlräumen 4 in Verbindung. Dagegen ist eine ringförmige Schlitzblende 5 zur Erzeugung von Wechsellicht feststehend angeordnet. Die Prüfeinrichtung wird an dem jeweiligen Transportband 1 dicht über den Öffnungen der Erzeugnisse 2 montiert. Ein Abschirmtunnel 3 verringert die Störeinstrahlung.In order to reliably detect these cracks, which are sometimes difficult to detect with the eye, automatically working crack testing devices are used, taking into account the high production speeds. The Rißprüfeinrichtung invention can be used both immediately after the molding process and after the cooling of the products. It consists of a rotating, each offset by 180 ° high-performance light sources 7, two highly sensitive photodetectors 8 and two radiation cavities ("Ulbrichtsche balls") 4 existing test head, which is driven by an electric motor 10. Sender, receiver and an evaluation 9 are with the On the other hand, an annular slit 5 for generating alternating light is fixedly arranged, and the test apparatus is mounted on the respective conveyor belt 1 closely above the openings of the products 2. A screening tunnel 3 reduces the interference radiation.

Als Sender für monochromatisches kohärentes Licht können Laserstrahlenquellen zum Einsatz kommen. Im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Einrichtung sind Quecksilberdampflampen 7 mit entsprechenden Linsen-, Filter- und Blendenkombinationen vorgesehen. Die Empfänger sind durch Sekundärelektronenvervielfacher 8 und Monochromat-Filter realisiert.As a transmitter for monochromatic coherent light laser beam sources can be used. In connection with the device according to the invention mercury vapor lamps 7 are provided with corresponding lens, filter and diaphragm combinations. The receivers are realized by secondary electron multiplier 8 and monochromate filters.

Eine nachgeschaltete Elektronik dient der Verstärkung, Filterung und Auswertung der empfangenen Signale nach dem Prinzip der Differentialmessung. Der Prüfzyklus wird über eine Lichtschranke durch die Erzeugnisfrequenz gesteuert. Die Übertragung des Ausgangssignals und der Versorgungsspannungen erfolgt durch Schleifringe. Fehlerbehaftete Erzeugnisse werden nach erfolgter Prüfung pneumatisch ausgestoßen.A downstream electronics is used for amplification, filtering and evaluation of the received signals according to the principle of differential measurement. The test cycle is controlled by a photocell through the product frequency. The transmission of the output signal and the supply voltages is effected by slip rings. Defective products are pneumatically ejected after testing.

2. Für die Kontrolle des Umfangs von Glasbehältern auf Defekte ist die Anpassung der Prüfeinrichtung entsprechend der Aufgabenstellung erforderlich (Fig. 2). Dabei soll der Transport der Erzeugnisse nicht beeinträchtigt werden.2. To check the size of glass containers for defects, it is necessary to adapt the test equipment according to the task (Fig. 2). The transport of the products should not be affected.

Die Varianten beinhaltet eine mit der Erzeugnisbewegung synchrone Drehung von zwei Prüfstationen 16 mit Prüfköpfen, die versetzt auf beiden Seiten des Transportbandes 11 angeordnet sind. Lichtquellen 13, die auf den einzelnen Prüfköpfen angebracht sind oder eine zentrale Strahlungsquelle je Prüfstation in Verbindung mit Lichtleiteinrichtungen erzeugen monochromatisches kohärentes Wechsellicht, das über optische Anordnungen auf die Erzeugnisse 12 trifft. Die durch Wechselwirkung mit den Glasdefekten veränderte austretende Strahlung gelangt über Strahlungshohlräume 14 auf selektive Detektoren 15. Die Verarbeitung und Auswertung des Meßsignals erfolgt in einer zentralen Einheit.The variants include a synchronous with the product movement rotation of two test stations 16 with probes, which are arranged offset on both sides of the conveyor belt 11. Light sources 13, which are mounted on the individual probes or a central radiation source per test station in conjunction with light guiding devices produce monochromatic coherent alternating light, which strikes the products 12 via optical arrangements. The radiation which has changed due to interaction with the glass defects passes via radiation cavities 14 to selective detectors 15. The processing and evaluation of the measurement signal takes place in a central unit.

Durch die mit der Erzeugnisbewegung überlagerten Bewegungen der Prüfköpfe wird erreicht, daß die Erzeugnisse über den gesamten Umfang auf Defekte kontrolliert werden.The movement of the probes superimposed with the movement of the product ensures that the products are checked for defects over the entire circumference.

Analoge Anordnungen sind für die Kontrolle ebener Objekte einsetzbar.Analog arrangements can be used for the control of plane objects.

Claims (4)

Erfindungsanspruch:Invention claim: 1. Verfahren zum Nachweis von Defekten in Glaserzeugnissen, gekennzeichnet dadurch, daß der interessierende Bereich des Prüflings vorzugsweise intermittierend mit Bündeln monochromatischer kohärenter Strahlung beaufschlagt wird, wobei sich Prüfling und Strahlenbündel relativ zueinander bewegen und die an den Defektstellen transformierte und reflektierte Strahlung über Strahlungsintegratoren und für die ursprüngliche Strahlung unempfindliche Strahlungsdetektoren in Differentialanordnung aufgenommen und mittels Auswerteelektronik ausgewertet wird.1. A method for detecting defects in glass products, characterized in that the region of interest of the specimen is preferably applied intermittently with bundles of monochromatic coherent radiation, wherein the specimen and beam move relative to each other and the transformed at the defect sites and reflected radiation via radiation integrators and for the radiation-insensitive radiation detectors are recorded in a differential arrangement and evaluated by evaluation electronics. 2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Punkt !,gekennzeichnet dadurch, daß sie aus einem rotierenden, aus gegeneinander versetzten lichtstarken Lichtquellen (7), z. B. Quecksilberdampflampen oder Laserstrahlquellen, hochempfindlichen Fotodetektoren (8), z. B. Sekundärelektronenvervielfachern, sowie Strahlungshohlräumen (4) gebildeten angetriebenen Prüfkopf, einer ringförmigen feststehend angeordneten Schlitzblende (5), Abschirmelementen (3), einem tragenden Gestell sowie einer Auswerteelektronik (9) besteht.2. Apparatus for carrying out the method according to item!, Characterized in that they consist of a rotating, offset from each other high-intensity light sources (7), z. As mercury vapor lamps or laser beam sources, high-sensitivity photodetectors (8), z. As secondary photomultipliers, as well as radiation cavities (4) formed driven probe, an annular fixedly arranged slit (5), shielding (3), a supporting frame and an evaluation (9). 3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß sie mit dem Erzeugnisfluß sich synchron bewegende Prüfköpfe besitzt.3. Apparatus for carrying out the method according to item 1, characterized in that it has with the product flow in synchronously moving probes. Hierzu 2 Seiten ZeichnungenFor this 2 pages drawings Anwendungsgebietfield of use Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Nachweis von Defekten in durchstrahlbaren Medien sowie eine entsprechende Vorrichtung zur Prüfung von Glaserzeugnissenjnsbesondere auf Risse und Einläufer.The invention relates to a method for detecting defects in transmittable media and to a corresponding device for testing glass products, in particular for cracks and runners. Charakteristik der bekannten technischen LösungenCharacteristic of the known technical solutions Bekannte Einrichtungen zur Kontrolle von Glaserzeugnissen auf Defekte im Glas lassen sich im wesentlichen in zwei Gruppen einteilen. Verschiedene Systeme benutzen einfache Lichtquellen mit fokussiertem Licht in Verbindung mit lichtempfindlichen Detektoren, elektronische Verstärker mit vorgebbarem Schaltpegel und eine entsprechende Mechanik. Dem geringen Aufwand auf der prüftechnischen Seite steht dabei ein hoher mechanischer Aufwand zur definierten Vereinzelung und Durchführung der Prüfung entgegen. Die Prüfgeschwindigkeit wird durch die Transportmechanik begrenzt. Auch beeinflußt die Orientierung der Defekte die Nachweisempfindlichkeit.Known devices for the inspection of glass products for defects in the glass can be divided essentially into two groups. Various systems use simple light sources with focused light in conjunction with light-sensitive detectors, electronic amplifiers with predeterminable switching level and a corresponding mechanism. The low cost on the test-technical side is opposed by a high mechanical effort for the defined separation and implementation of the test. The test speed is limited by the transport mechanics. Also, the orientation of the defects affects the detection sensitivity. Eine zweite Gruppe von Gerätesystemen ist dadurch gekennzeichnet, daß zur Erhöhung der Prüfgeschwindigkeit die Mechanik reduziert ist. Das wird allerdings nur durch einen sehr hohen prüftechnischen Aufwand erreicht, der z.B. den Einsatz von mehreren CCD-Kameras und Mikrorechnern beinhaltet.A second group of equipment systems is characterized in that the mechanism is reduced to increase the test speed. However, this is only achieved by a very high technical inspection effort, e.g. involves the use of multiple CCD cameras and microcomputers. Ziel der ErfindungObject of the invention Das Ziel der Erfindung besteht darin, bei der Herstellung von Glasartikeln eine höhere Prüfgeschwindigkeit sowie größere Sicherheit der Prüfung bei vertretbarem Aufwand zu gewährleisten. < The aim of the invention is to ensure a higher testing speed and greater safety of the test at a reasonable cost in the production of glass articles. < Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention Defekte im Glasvolumen (Risse und Einläufer) sind i. a. dadurch gekennzeichnet, daß sich in einem sehr geringen Abstand zwei parallele Oberflächen gegenüberstehen. Wird ein solches Gebilde mit einer bestimmten Strahlungsart beaufschlagt, erfolgt eine Transformation. Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu entwickeln, mit dem unter Ausnutzung physikalischer Prinzipien die Wirkung von Glasdefekten auf die Prüfstrahlung gegenüber anderweitigen Einflußfaktoren deutlicher unterscheidbar wird sowie eine wenig aufwendige produktionsfreundliche Vorrichtung zu schaffen, mit deren Hilfe ein Nachweis entsprechender Defekte ohne mechanische Belastung der Erzeugnisse zuverlässig möglich ist. Erfindungsgemäß wird der interessierende Bereich des Prüflings mit bewegten Strahlenbündeln monochromatischer kohärenter Strahlung über ein Blendensystem bestrahlt und die transformierte Strahlung mit Hilfe von Strählungsintegratoren und für die ursprüngliche Strahlung unempfindlichen Strahlungsdetektoren in Differentialanordnung über eine Auswerteelektronik analysiert. Die dazu entwickelte erfindungsgemäße Vorrichtung besteht aus einem nahezu kugelförmigen, um eine zentrale Achse drehbaren motorangetriebenen Prüfkopf, mit im oberen Teil angeordneten, aus jeweils einer kohärentes monochromatisches Licht aussendenden Lichtquelle und einem lichtempfindlichen Detektor bestehenden Baugruppen sowie einer nachgeschalteten Auswerteelektronik, ferner aus unterhalb des Prüfkopfes angeordneten Abschirmelementen. Prüfkopf, Abschirmelemente und ringförmige Schlitzblende sowie ein Antriebsmotor sind an einem tragenden Gestell befestigt.Defects in the glass volume (cracks and runners) are i. a. characterized in that face each other at a very small distance two parallel surfaces. If such a structure is exposed to a particular type of radiation, a transformation takes place. The invention is based on the object to develop a method by means of which the use of physical principles, the effect of glass defects on the test radiation against other influencing factors is clearly distinguishable and to create a less expensive production-friendly device, with the help of a detection of corresponding defects without mechanical Reliable loading of products is possible. According to the invention, the region of interest of the test object is irradiated with moving beams of monochromatic coherent radiation via a diaphragm system and the transformed radiation is analyzed by means of radiation integrators and radiation detectors insensitive to the original radiation in a differential arrangement via evaluation electronics. The device according to the invention developed for this purpose consists of a nearly spherical, rotatable about a central axis motor-driven probe, arranged in the upper part, each consisting of a coherent monochromatic light emitting light source and a photosensitive detector assemblies and a downstream evaluation, further arranged from below the probe shielding. Test head, shielding and annular slit and a drive motor are attached to a supporting frame. Ausführungsbeispieleembodiments Anhand von Ausführungsbeispielen soll der Gegenstand der Erfindung näher erläutert werden. Es zeigenBased on embodiments, the object of the invention will be explained in more detail. Show it Fig. 1: eine Prüfeinrichtung für Behälter auf Risse und Einläufer im Mündungsbereich Fig. 2: Prüfeinrichtung für Behälter auf Risse im Haisund am Umfang.1: a test device for containers for cracks and runners in the mouth region FIG. 2: Test device for containers for cracks in the shark and around the circumference. 1. In der Behälterglasindustrie müssen sämtliche Erzeugnisse, die für Konservierungszwecke vorgesehen sind, insbesondere einen manaelfreien Mündunasbereich aufweisen, da sonst die Dichtheit des Verschlusses in Fraae gestellt ist. Fehler in der1. In the container glass industry, all products intended for preservation purposes must, in particular, have a manuel-free mouth region, otherwise the tightness of the closure is in question. Error in the
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