DE2635519A1

DE2635519A1 - Verfahren und vorrichtung zur inspektion von glaswaren

Info

Publication number: DE2635519A1
Application number: DE19762635519
Authority: DE
Inventors: David William Deane
Original assignee: Ball Brothers Co
Current assignee: Ball Corp
Priority date: 1975-08-07
Filing date: 1976-08-06
Publication date: 1977-02-24
Also published as: GB1529601A; JPS5641059B2; AU1656576A; FR2320549A1; MX143279A; ES450531A1; JPS5252687A; BE844948A; IT1066129B; US4025202A; CH601795A5; FR2320549B1

Description

KRAUS & WEISERT

PATENTANWÄLTE ζ. Q 3 5 O Ί

CR-VALTER KRAUS DIPLOMCHEMIKER. DR.-ING. ANNEKÄTE WEISERT DIPU-INS. FACHRICHTUNG CHEMIE D - 8 MÜNCHEN 19 · FLUGGENSTRASSE 17 · TELEFON 089/177061 · TELEX O5-215145 ZEUS

TELEGRAMM KRAUSPATENT

1308 WK/rm

Ball Brothers Service Corporation, Muncie/Ind., USA

Verfahren und Vorrichtlang zur Inspektion von Glaswaren

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung
zur Inspektion von Glaswaren, um das Vorhandensein von
Glasfremdkörpern (tramp glass) oder von geschmolzenem Glas festzustellen. Die Erfindung betrifft insbesondere die Inspektion von Glaswaren, um das Vorhandensein von Glasfremdkörpern oder geschmolzenem Glas auf der Innen-Bodenoberfläche der Glaswaren festzustellen. Um einen maximalen Schutz für den Verbraucher zu erzielen, ist es anzustreben, daß
alle Oberflächen eines Glasbehälters auf Defekte untersucht werden. Diese Defekte können in Form von Rissen, Af-

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fenschaukeln bzw. Schneidern, Glasfremdkörpern, geschmolzenem bzw. gesintertem Glas und vielen anderen vorhanden sein. Es sind bereits verschiedene Methoden entwickelt worden, um Glaswaren auf solche Herstellungsdefekte zu untersuchen. Bislang ist jedoch noch keine Methode oder keine Vorrichtung bekannt, um die Innen-Bodenoberflache der Glaswaren auf das Vorhandensein von Glasfremdkörpern oder geschmolzenem bzw. gesintertem Glas zu inspizieren. Für die Zwecke der Erfindung ist es wesentlich, daß Risse von Glasfremdkörpern und geschmolzenem Glas unterschieden werden können.

Die meisten Glaswaren werden so hergestellt, daß sie einige Herkunftszeichen tragen, indem man bestimmte Formmarkierungen auf der Außenseitenbasis des Behälters anbringt. Diese Markierungen können in Form von Buchstaben, Zahlen oder abstrakten Zeichen vorliegen. Das Vorhandensein von verschiedenen Typen von Markierungen und die Tatsache, daß die gleichen Markierungen nicht immer am gleichen physikalischen Ort erscheinen, macht die Inspektion von Glasböden naturgemäß schwierig. Nachfolgend sollen zur besseren Veranschaulichung der vorliegenden Erfindung einige bekannte Maßnahmen bzw. Vorrichtungen zur Inspektion von Glaswaren beschrieben werden.

Es gibt bereits einige mit Licht arbeitende Vorrichtungen zur Inspektion der Wulstgegend von Glaswaren auf Risse. In einer solchen Vorrichtung wird das Licht in die Glasware hineingerichtet und davon nur dann (ideal) reflektiert, wenn ein Riss vorhanden ist. Ein Riß ist eine Frakturlinie, die normalerweise, im Inneren der Glasware vorkommt und die

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keinen Oberflächendefekt darstellt. Wenn das Licht auf den Riß auftrifft, dann bewirkt die Luft-Riß-Schicht, daß das Licht von der Ebene des Risses reflektiert wird. Das reflektierte Licht wird abgefühlt und es wird ein Ausschußsignal erzeugt, das die Verwerfung des fraglichen Gegenstandes veranlaßt.

Eine weitere Methode zur Inspektion von Glaswaren mit Licht bezieht sich auf die Inspektion von Kolben auf Risse, die im Kolbenhals auftreten. Hierbei wird Licht durch die äußere Oberfläche des Kolbens geleitet und auf der Wand des gegenüber angeordneten Behälters fokussiert und es läuft durch diesen hindurch. Das Vorhandensein eines Risses bewirkt, daß die Richtung des Lichtes signifikant verändert wird, was schließlich durch eine Lichtabfühlungseinrichtung erfaßt wird.

Der Einfallwinkel des Lichtes ist so, daß das Licht in die Wand des Glasbehälters eintritt, d.h. daß das Licht durch die primäre Oberfläche des Behälters nicht reflektiert wird« Wenn das Licht auf einen Riß fällt, dann wird es innerhalb der Wand reflektiert und es tritt von innerhalb der Wand aus und wird von einem Licht sensor abgefühlt. Die betreffenden Winkel und der vermutete Winkel des Risses sind kritisch, da der Einfallwinkel, der Winkel des Risses und der resultierende Reflexionswinkel alle voneinander abhängig sind.

Wenn man die Maßnahmen des Standes der Technik auf den Boden eines Behälters anwenden würde, dann wurden die Buchstaben, die Formmarkierungen oder die gestörten Bereiche,

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die am Boden vorhanden sind, Reflexionen bewirken, die jedoch keine Fehler anzeigen wurden. Weiterhin wurden kleine Unzulänglichkeiten, z.B. Bläschen und Blasen, innerhalb der Wahrnehmungsbereiche eine fehlerhafte Ware anzeigen.

Durch die Erfindung wird nun ein Verfahren oder eine Vorrichtung zur Verfügung gestellt, um den Boden von Glaswaren auf Unzulänglichkeiten zu inspizieren. Insbesondere wird durch die vorliegende Erfindung die Anwesenheit von Glasfremdkörpern (tramp glass), geschmolzenem bzw. gesintertem Glas oder von ähnlichen Unzulänglichkeiten ermittelt. Eine Vielzahl von Lichtquellen ist so angeordnet, daß sie die Innenoberfläche des Bodens der Glasware gleichförmig belichten. Der Einfallwinkel ist so festgelegt, daß eine maximale Reflexion von der Innenoberfläche des Bodens und folglich eine minimale Transmission des Lichtes durch den Boden der Glasware erhalten wird. Die Lichtquellen liefern ein gerichtetes Licht, um den gesamten Boden des Behälters wirksam zu beleuchten. Auf dem Innenboden der Glaswaren vorhandene Glasfremdkörper oder geschmolzenes bzw. gesintertes Glas bewirken, daß das einfallende Licht in solcher Weise abgebogen, gebrochen oder reflektiert wird, daß das Licht durch die Basis des Behälters hindurchgeht, anstelle daß es von der Basis des Behälters reflektiert wird. Eine lichtempfindliche Einrichtung fühlt das Vorhandensein von durchgegangenem Licht ab und bewirkt, daß die betreffende Glasware als Ausschuß verworfen wird.

Die Erfindung wird in den beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

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Fig. 1 eine Ansicht und ein teilweises Blockdiagramm einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung und

Fig. 2 eine schematische Aufsicht auf die erfindungsgemäße Vorrichtung.

In den Zeichnungen sind gleiche bzw. ähnliche Elemente durch gleiche Bezugszeichen angegeben. Die Zeichnungen beschreiben eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Inspektion des Bodens von Glaswaren. Die Figur 1 zeigt, daß die Glasware 2 zunächst durch eine herkömmliche Einrichtung bzw. herkömmliche Maßnahme umgedreht wird, bevor sie in der Inspektionszone 4 ankommt. Die Glasware wird während des Inspektionszyklus nicht angehalten. Die Abfühlungseinrichtung 6 für die Position der Glasware erfaßt das Vorhandensein der Glasware in der Inspektionszone und sie bewirkt,daß die Inspektionssequenz abläuft. Die Positionsabfühlungseinrichtung kann bewirken, daß die Lichtabfühlungseinrichtung 8 getätigt wird. Wenn man annimmt, daß die Lichtabfühlungseinrichtung immer aktiv ist, dann kann die Positionsabfühlungseinrichtung auch bewirken, daß die Lichtquellen während des Inspektionszyklus pulsieren. Der Inspektionszyklus kann als dasjenige Zeitintervall definiert werden, in welchem sich die Glasware in einer solchen Position befindet, daß von den Lichtquellen 10, 12 und 14 ausgehendes Licht auf den Boden 16 eines ausgewählten Stücks der Glasware auftrifft.

Die Pulsierung bzw. Impulsierung der Lichtquellen kann eine bevorzugte Maßnahme sein. Die durch die Lampen erzeugte Wärme staut sich, wenn die Lampen pulsiert werden, nicht

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so stark auf, wie es der Fall wäre, wenn die Lampen die ganze Zeit unter Strom stünden. Weiterhin kann im wesentlichen die gleiche Energie dazu verwendet werden, um ein pulsiertes Licht mit hoher Intensität während des Inspektionszyklus zu erzeugen, wie sie erforderlich wäre, um kontinuierlich Licht mit mittlerer oder niedriger Intensität zu ergeben. Ungeachtet der gewählten Maßnahme kann ein (nicht gezeigter) herkömmlicher Stromkreis dazu verwendet werden, um entweder die Lichtquellen oder die Lichtabfühlungseinrichtung pulsierend in Betrieb zu nehmen. Bei keiner Ausführungsform ist es erforderlich, daß die Glasware angehalten wird.

Infrarotlicht kann als Lichtquelle verwendet werden, um den Erfassungsvorgang zu vereinfachen. Umgebungslicht, das in den meisten Glasherstellungsanlagen vorhanden ist, enthält keine signifikanten Mengen an Infrarotlicht. Eine Abfühlungseinrichtung für Infrarotlicht ist daher gegenüber äußerem Licht, das von Quellen innerhalb der Anlage aufgenommen wird, nicht empfindlich. In diesem Falle besteht daher keine Notwendigkeit, die Inspektionsgegend zu ummanteln, wie es erforderlich wäre, wenn hierzu gewöhnliches Licht verwendet würde.

Für Flintglas ist festgestellt worden, daß die Einfallswinkel A^, Ag und A, zwischen 5 und 30° liegen sollten und vorzugsweise 15° betragen sollten. Der exakte Winkel hängt von dem verwendeten Glas und der Wellenlänge des verwendeten Lichts ab. So ist z.B. das Reflexionsvermögen von Infrarotlicht anders als das Reflexionsvermögen von Licht, das durch ein Xenon-Flashrohr erzeugt wird.

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Lichtquellen 10, 12 und 14 sind einstellbar angebracht. Die Einfallwinkel können daher leicht entsprechend der Einstellung variiert werden.

Die Lichtquellen 10, 12 und 14 bestrahlen die Innenoberfläche 16 der Glasware 2. In idealer Weise werden drei Lichtquellen verwendet. Das Licht wird so gestreut, daß drei Lichtquellen ausreichend sind, um die gewünschte Gegend zu bestrahlen bzw. zu beleuchten. In Abwesenheit von Glasfremdkörpern oder ähnlichen Stoffen wird im wesentlichen das gesamte Licht durch die Oberfläche 16 reflektiert. Wenn Glasfremdkörper vorhanden sind, dann wird das auf diese auftreffende Licht reflektiert und durch die Bodenoberfläche geleitet. Es wird eine genügende Lichtmenge durchgeleitet, daß eine Antwort in der Lichtabfühlungseinrichtung 8 bewirkt wird, die sodann die Ausschußeinrichtung 18 in Gang setzt, um die betreffende Ware als Ausschuß zu verwerfen. Die Lichtabfühlungseinrichtung 8 kann ein einziger Lichtsensor oder eine Vielzahl von lichtempfindlichen Komponenten sein. Sie kann auch eine Fernsehkamera sein. Die Verwendung einer Fernsehkamera verleiht der Bedienungsperson eine visuelle Abgabe während des Aufsetzens und sie ergibt auch ein auswählbares Gesichtsfeld. Die Kamera kann so angeordnet werden, daß sie Licht von jeder beliebigen Gegend der Oberfläche 16 aufnimmt.

Die vorliegende Erfindung arbeitet in ganz anderer Weise als die herkömmlichen Rißinspektionseinrichtungen. Eine Rißinspektionseinrichtung erfaßt einen Riß, wenn das Licht reflektiert wird. Demgegenüber erfaßt die Erfindung Glasfremdkörper oder geschmolzenes bzw. gesintertes Glas, wenn

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das Licht durchgelassen wird. Ein Riß ist ein Fehler innerhalb der Wand der Glasware, während Glasfremdkörper oder geschmolzenes "bzw. gesintertes Glas eine Unzulänglichkeit sind, die außerhalb der Wand der Glasware liegt.

Die erfindungsgemäße Inspektion wird nicht durch das Vorliegen von Buchstaben an den Seiten oder dem Boden des Behälters gestört. Das Licht, das am Boden des Behälters gerichtet wird, wird durch Buchstaben auf den Seiten des Behälters nicht signifikant verzerrt. Naturgemäß könnten so viele Buchstaben oder Zeichen sich auf den Seiten der Glasware befinden, daß das Licht zu stark geschwächt würde.

Die Buchstaben auf der Außenoberfläche des Bodens des Behälters treten mit dem Licht nicht in Wechselwirkung, ausgenommen, wenn das Licht durch den Boden durchgeleitet wird, d.h. wenn Glasfremdkörper oder ähnliche Fehler vorhanden sind. Wenn das Licht durchgelassen wird, dann dispergieren die Buchstaben zwar das Licht, verhindern aber nicht, daß das Licht die Lichtabfübungseinrichtung 8 erreicht. Somit gestattet die vorliegende Erfindung die Inspektion des Bodens von Glaswaren, die Buchstaben bzw. Beschriftungen tragen.

Die Erfindung ist genauso gut bei Glaswaren anwendbar, die keine geraden Wände haben, wie bei Glaswaren mit geraden Wänden. Ein extrem konvexer Behälter kann bewirken, daß das Licht in einer solchen Weise abgelenkt wird, daß die Belichtung der Bodenoberfläche mit dem gewünschten Winkel praktisch unmöglich ist. Die vorliegende Erfindung ist auch für Kolben und andere Glaswaren geeignet, die keine symmetrische Gestalt haben.

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Die Figur 2 stellt eine Draufsicht auf die erfindungsgemäße Anordnung dar, welche die Position eines Stückes der Glasware während des Inspektionszyklus zeigt.

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Claims

P a t e η t a η_ _s ρ r ti c h e

1 J Verfahren zur Inspektion von Glaswaren auf das Vorhandensein von Glasfremdkörpern und geschmolzenem bzw. gesintertem Glas auf der Innenoberfläche des Bodens der Glasware, dadurch gekennzeichnet, daß man die Glasware einzeln und nacheinander einer Inspektionszone zuführt, daß man die Innenoberfläche des Bodens mit Licht bestrahlt, welches durch die Seitenwände der Glasware gerichtet wird, und daß man das durch den Boden aufgrund des Vorhandenseins von Glasfremdkörpern oder geschmolzenem bzw. gesintertem Glas auf dem Boden durchgeleitete Licht abfühlt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man weiterhin ein Signal in Beantwortung von abgefühltem durchgegangenen Licht erzeugt, um die Glasware, die das Durchgehen des Lichtes bewirkt hat, als Ausschuß zu verwerfen.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man weiterhin die Bildung dieses Signals in Antwort auf das durchgegangene Licht verhindert, ausgenommen dann, wenn sich der Behälter in einer bekannten Position in der Inspektionszone befindet.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , daß man die Glasware kontinuierlich bewegt und daß man die Glasware pulsierend belichtet.

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5. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß man die Innenoberfläche des Bodens der Glasware mit Licht bestrahlt, dessen Einfallswinkel 15° beträgt.
6. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß man die Innenseite der Glasware mit Infrarotlicht bestrahlt und daß man das durch den Boden des Behälters hindurchgegangene Licht mit einer Fernsehkamera abfühlt.
7. Vorrichtung zur Inspektion des Bodens von Glasware, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zur Beleuchtung der Innenoberfläche des Bodens der Glasware und eine Einrichtung zur Abfühlung des durch die Bodenoberfläche hindurchgegangenen Lichtes, wobei die Einrichtung zur Beleuchtung so angeordnet ist, daß das Licht durch eine Seitenwand der Glasware gerichtet wird, um die Bodenoberfläche zu beleuchten, und wobei der Einfallwinkel des Lichtes auf die Bodenoberfläche eine optimale Reflexion des einfallenden Lichtes durch die Bodenoberfläche ergibt.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch g e k e η η ζ e i ch η e t , daß eine Einrichtung zur Abfühlung des Lichtes im allgemeinen in Ausrichtung mit der Längsachse der Glasware und außerhalb der Glasware angeordnet ist, um das Licht aufzunehmen, das durch die Bodenoberfläche hindurchgegangen ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet , daß sich die Glasware entlang

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eines Förderers bewegt, daß eine Einrichtung zum Abfühlen des Vorhandenseins der Glasware in einer Inspektionszone vorgesehen ist und daß eine Einrichtung zur Erzeugung eines Ausschußsignals vorgesehen ist, welches auf einen vorgewählten Wert des abgefühlten Lichts anspricht, wodurch der Ausschuß der Glasware bewirkt wird.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet , daß sich die Glasware während des Inspektionszyklus in umgekehrter Position befindet.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Beleuchtung der inneren Bodenoberfläche der Glasware eine Vielzahl von Lichtquellen ist, die im Umfang zu der Glasware angeordnet sind, wobei das hierdurch erzeugte Licht durch die Seitenwände der Glasware auf die Innen-Bodenoberflache der Glasware gerichtet wird.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung das Vorhandensein von Glasfremdkörpern oder geschmolzenem bzw. gesintertem Glas auf der Innenoberfläche des Bodens der Glasware erfaßt und daß die Einrichtung zur Beleuchtung der Bodenoberfläche so angeordnet ist, daß das Licht einen Einfallswinkel auf die Bodenoberfläche hat, der eine optimale Reflexion des Lichtes durch die Bodenoberfläche ergibt.
13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Einfallswinkel zwischen 5 und 30° liegt.

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14. Vorrichtlang nach Anspruch 12 oder 13, dadurch g e k e η ι

trägt.

kennzeichnet , daß der Einfallswinkel 15° "be-

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