DE2754319C2

DE2754319C2 - Vorrichtung zum Abtasten von Markierungen an Flaschenhälsen

Info

Publication number: DE2754319C2
Application number: DE2754319A
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: Jagenberg Werke AG
Current assignee: Jagenberg Werke AG
Priority date: 1977-12-06
Filing date: 1977-12-06
Publication date: 1980-02-14
Also published as: US4289961A; ES475784A1; ATA866078A; FR2411445A1; JPS5487100A; AT370051B; DE2754319B1; IT7869786A0; DD140300A5

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Abtasten von auf Folien am Flaschenhals vorgesehenen Markierungen in einer Flaschenetikettiermaschine, mit einem nach dem Autokollimationsprinzip arbeitenden fotoelektrischen Tastkopf, welcher eine Lichtquelle und eine Optik zur Beleuchtung der Folie am Flaschenhals, einen halbdurchiässigen Spiegel im Strahlengang, ein lichtempfindliches Element und einen hieran angeschlossenen Verstärker enthält.

Die auf Folien am Flaschenhals beispielsweise aufgedruckten Matkierungen dienen zum Festlegen der Flaschenstellung beim Etikettiervorgang in der Flaschenetikettiermaschine. Beim Erfassen der Flaschenstellung wird dabei das unterschiedliche Reflexionsvermögen von Markierung und umgebender Folie ausgenutzt.

Bei einer bekannten, oben beschriebenen Vorrichtung erfolgt das Abtasten der Markierungen durch fotoelektrische Tastköpfe, weiche nach dem Autokollimationsprinzip arbeiten. Dabei wird das von der Lichtquelle ausgesandte Licht durch den halbdurchlässigen Spiegel über die Optik auf die am Flaschenhals befindliche Folie mit der Markierung geworfen. Das von der Folie reflektierte Licht kehrt durch dieselbe Optik zu dem b% halbdurchiässigen Spiel zurück und wird von dort zu dem lichtempfindlichen Element gelenkt. Das lichtempfindliche Element gibt eine der reflektierten Lichtmenge entsprechende Ausgangsspannung ab, weiche in dem angeschlossenen Verstärker auf die für die Weiterverarbeitung erforderliche Ausgangsspannung des Tastkopfes angehoben wird.

Bei dem Aufbringen der Folien auf den Flaschenhals können störende Falten auftreten. Je nach Beschaffenheit des Materials der Folien, z. B. Farbe und Rauhigkeit der Folienoberfläche, und der Farbe der Markierung ist mit der bekannten Vorrichtung eine sichere Unterscheidung von Markierung und Falten im Folienmaterial nicht möglich. Die Falten können ein Wegspiegeln des auf die Folie auftreffenden Lichtstrahls bewirken und so eine gar nicht vorhandene Markierung vortäuschen.

Durch die DE-OS 23 02 734 ist eine Vorrichtung zur Abtastung eines Farbmusters und zur Erzeugung eines Codesignals bekannt geworden, bei welcher zwei Lichtleiter beidseils einer Optik derart unter einem genauen Winkel angeordnet sind, daß sie sowohl direkt reflektiertes als auch diffus reflektiertes Licht von einer in einem genauen Abstand angeordneten Ebene aufnehmen, um zwei optische Detektoren zu speisen, welche ihrerseits auf eine logische Schaltung zur Ausbildung eines quantisierten Ausgangssignals für einen Speicher geschallet sind. Jeder der Detektoren soll dabei möglichst genau dasselbe Signa! empfangen. Reflexionswinkel und Abstand der Abtastvorrichtung zu der abgetasteten Fläche müssen für das einwandfreie Arbeiten der Vorrichtung genau eingehalten werden. Für eine einwandfreie Erkennung der Markierungen auf den Folien am Flaschenhals auch bei Auftreten von Falten im Folienmaterial und bei unterschiedlichen Neigungen der an der Abtastvorrichtung vorbeilaufenden Flaschen bzw. bei einer Taumelbewegung der Flaschen ist die Vorrichtung nicht vorgesehen noch geeignet.

Weiter ist durch die DE-AS 11 85 956 eine Abtastvorrichtung bekannt geworden, Dei welcher ein lichtempfindliches Element zentral in der Optik und zur reflektierenden Fläche vorgezogen angeordnet ist. Das lichtempfindliche Element erhält ausschließlich gerichtet reflekliertcs Licht.

Schließlich ist durch die Literalurstelle IBM Technical Disclosure Bulletin. Vol. 6, Nr. 8, Januar 1964, Seite 63 eine Abtastvorrichtung bekannt geworden, bei welcher mit Hilfe einer Sammellinse Licht senkrecht auf eine reflektierende Ebene gerichtet wird und von zwei Fotoleitern unter Zwischenschaltung von genau unter einem Winkel angeordneten Sammellinsen wieder aufgenommen wird. Es wird nur immer ein bestimmter Ausschnitt abgetastet, und die Ausgangssignale der Fotoleiter sind von dem Winkel der zugehörigen Optik abhängig. Als Abtastvorrichtung für Flaschenhalsfolien ist die Vorrichtung nicht geeignet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, mit welcher eine einwandfreie Erkennung der Markierungen auf den Folien am Flaschenhals auch bei Auftreten von Falten im Folienmaterial sicher möglich ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß am oberen und am unteren Rand der Optik je ein lichtempfindliches Element auf einer Linie parallel zur Flaschenachse und diametral zur Optik angeordnet ist, und daß die Ausgänge der lichtempfindlichen Elemente auf einen summierenden Verstärker geschaltet sind.

Das von der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit Hilfe der Lichtquelle, des halbdurchlässigen Spiegels und der Optik auf die abzutastende Folie geworfene

Licht wird diffus zu den beiden lichtempfindlichen Elementen am Rand der Optik reflektiert

Die Ausgangsspannungen der beiden lichtempfindlichen Elemente werden in dem summierenden Verstärker addiert. Beim Auftreten von Falten wird das eine lichtempfindliche Element stärker und das andere lichtempfindliche Element schwächer mit diffusem Licht beaufschlagt. Die Summe der Ausgangsspannungdi der beiden lichtempfindlichen Elemente bleibt jedoch im wesentlichen kostant, so daß einwandfreies Abtasten durch Falten nicht mehr beeinträchtigt wird. Hingegen werden bei Erscheinen einer Markierung beide lichtempfindlichen Elemente abgedunkelt, wobei eine wesentliche Änderung der Ausgangsspannung des summierenden Verstärkers eintritt und dadurch eine Erkennung der Markierung erst möglich ist.

Durch die Anordnung der lichtempfindlichen Elemente auf einer Linie parallel zur Flaschenachse und diametral zur Optik wird ein optimales Signal-Rauschverhältnis im Ausgang des Tastkopfes erzielt.

Da der fotoelektrische Tastkopf in der erfindungsgemäßen Vorrichtung diffus reflektiertes Licht erfaßt, hat auch eine ungenaue Ausrichtung der Flasche auf die optische Achse des Tastkopfes, welche beispielsweise bei Taumelbewegungen der Flasche auftreten kann, keinen wesentlichen Einfluß mehr auf das Abtastergebnis. Vielmehr können Markierungen auch einwandfrei erkannt werden, wenn die Flaschenachse nicht genau in der optischen Achse des fotoelektrischen Tastkcpfes liegt.

Die lichtempfindlichen Elemente können je nach Bedarf außerhalb der Optik oder innerhalb der Optik angeordnet sein.

Bei der Verarbeitung unterschiedlicher Flaschen und Folienarten in einer Flaschenetikettiermaschine können Folienarten vorkommen, bei denen der mit diffuser Reflexion arbeitende fotoelektrische Tastkopf keine für die Weiterverarbeitung ausreichende Ausgangsspannung liefert. Für diesen Fall ist gemäß einer Weiterbildung der Erfindung eine IJmschaltmöglichkeit auf Betrieb nach dem bekannten Autokcllimalionsverfahren vorgesehen, welches gerade in diesem Sonderfall für die Erkennung der Markierungen ausreichende Ausgangsspannungen liefert.

Diese Umschaltung kann dadurch bewirkt werden, daß entweder zwischen dem Verstärker im Tastkopf und dem summierenden Verstärker sowie dem Ausgang des Tastkopfes ein Umschalter vorgesehen ist, oder daß der Verstärker im Tastkopf auch als summierender Verstärker Verwendung findet und im Eingang des Verstärkers im Tastkopf ein Umschalter zum wahlweisen Umschalten auf das lichtempfindliche Element im Tastkopf und auf die beiden am Rand der Optik angeordneten lichtempfindlichen Elemente vorgesehen ist.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. In der Zeichnung zeigt

F i g. 1 eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit in Abtastposition befindlicher bo Flasche,

F i g. 2 eine Draufsicht auf eine Markierung auf einer Folie am Flaschenhals, gesehen in Richtung der optischen Achse des Tastkopfes,

Fig.3 ein Prinzipschaltbild einer Schaltung zum es Verstärken der Ausgangsspannungen der lichtempfindlichen Elemente in der Vorrichtung nach F i g. 1 und

Fig.4 ein PrinziDschaltbild einer weiteren Ausführungsform der Schaltung nach F i g. 3.

F i g. 1 zeigt eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Abtasten von auf Fo'ien am Flaschenhals vorgesehenen Markierungen. Eine Flasche 1 befindet sich derart vor einem fotoelektrischen Abtastkopf 2, daß die Längsachse 3 der Flasche 1 und die optische Achse 4 des Abtastkopfes 2 einander schneiden. Eine Lichtquelle 5, vorzugsweise eine Glühlampe, in dem Abtastkopf 2 wirft durch eine Optik 6 des Abtastkopfes 2 Licht auf eine Folie 7 am Hals der Flasche 1.

Am oberen und unteren Rand der Optik 6 befindet sich jeweils ein lichtempfindliches Element 8 und 9. Die lichtempfindlichen Elemente 8 und 9 sind vorzugsweise Fotoelemente und nehmen von der Folie 7 diffus reflektiertes Licht auf.

Der in Fig. 1 dargestellte Tastkopf enthält weiter einen halbdurchlässigen Spiegel 10, welcher zwar das von der Lichtquelle 5 kommende Licht zur Optik 6 durchläßt, durch die Optik 6 zurückgehendes Licht jedoch teilweise zu einem weiteren lichtempfindlichen Element 11, vorzugsweise ebenfalls ein Fotoelement, ablenkt. Der Ausgang des lichtempfindlichen Elements

11 ist auf einen Verstärker 12 geschaltet, dessen Ausgang seinerseits auf den Ausgang 13 des Tastkopfes geschaltet ist.

F i g. 2 zeigt die am Flaschenhals angebrachte Folie in Richtung der optischen Achse 4 des Tastkopfes 2 gesehen. Am unteren Ende der Folie ist eine Markierung 14 zu erkennen. Mit Hilfe der hier beschriebenen Vorrichtung wird die Markierung 14 erfaßt und im Verlauf des Etikettiervorgangs dafür gesorgt, daß weitere Etiketten genau ausgerichtet mit der Markierung 14 aufgebracht werden.

F i g. 3 zeigt die Schaltung der lichtempfindlichen Elemente 8 und 9 auf einen Verstärker. Die Ausgänge der lichtempfindlichen Elemente 8 und 9 sind über Leitungen 16 und 17 auf Widerstände 18 und 19 geschaltet. Die Ausgänge der Widerstände 18 und 19 sind zu einem Summierungspunkt 20 zusammengeschaltet und zu einem Verstärker 21 weitergeführt. Der Ausgang des Verstärkers 21 kann unmittelbar zum Ausgang 13 dts Tastkopfes 2 geführt sein, oder es kann zwischen dem Ausgang 13 des Tastkopfes 2 und dem Ausgang des Verstärkers 21 ein Umschalter 22 vorgesehen sein, welcher es ermöglicht, auf den Ausgang 13 des Tastkopfes 2 wahlweise den Ausgang des Verstärkers 21 oder den Ausgang des Verstärkers

12 zu schalten. Hiermit wird ermöglicht, den Tastkopf wahlweise im Betrieb mit diffus reflektiertem Licht und im Autokollimationsbetrieb zu betreiben.

F i g. 4 zeigt das Schaltbild für eine andere Möglichkeit der Umschaltung zwischen Betrieb mit diffus reflektiertem Licht und Autokollimationsbetrieb. In diesem Fall findet der erste Verstärker 12 auch als summierender Verstärker Verwendung. Im Eingang des Verstärkers 12 ist ein Umschalter 23 vorgesehen, welcher es ermöglicht, wahlweise den Summierungspunkt 20 oder den Ausgang eines dem lichtempfindlichen Element 11 nachgeschalteten Widerstand 24 auf den Eingang des Verstärkers 12 zu schalten. Der Ausgang des Verstärkers 12 ist direkt mit dem Ausgang des Tastkopfes 2 verbunden. Es versteht sich, daß die Umschalter 22 und 23 sowohl mechanisch als auch elektronisch ausgeführt sein können.

Die Arbeitsweise der beschriebenen Vorrichtung zum Abtasten von auf Folien am Flaschenhals vorgesehenen Markierungen ist folgende. Mit Hilfe der Lichtauelle 5

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wird durch den halbdurchlässigen Spiegel 10 und über die Optik 6 ein Lichtstrahl auf die Folie am Flaschenhals gerichtet. Die Folie reflektiert das auftreffende Licht diffus zu den lichtempfindlichen Elementen 8 und 9, deren Ausgangsspannungen mit Hilfe des Verstärkers 21 bzw. 12 summiert werden. Die Ausgangsspannung des Verstärkers 21 bzw. 12 zeigt ihrerseits einen charakteristischen Anstieg bzw. eine klar erkennbare Spitze nur für den Fall, daß sich eine Markierung 14 im Auftreffbereich des Lichtes von der Lichtquelle 5 befindet. Diese charakteristische Spannungserhöhung bzw. Spitze in der Ausgangsspannung des Verstärkers

ist selbst dann noch eindeutig zu erkennen, wenn die Achse 3 der Flasche 1 beispielsweise infolge von Taumelbewegungen gegenüber der optischen Achse 4 des Tastkopfes 2 seitlich verschoben ist.

Für den besonderen Fall, daß bei bestimmten Folienarten keine für die einwandfreie Erkennung ausreichende Spannung am Ausgang des summierenden Verstärkers 21 bzw. 12 auftritt, besteht die Möglichkeit, den Tastkopf 2 auf Autokollimationsbetrieb umzuschalten, wie es im Zusammenhang mit den Fig.3 und 4 näher beschrieben worden ist.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

1 Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Abtasten von auf Folien am Flaschenhals vorgesehenen Markierungen in einer Flaschenetikettiermaschine, mit einem nach dem Autokollimationsprinzip arbeitenden fotoelektrischen TastkO'pf, welcher eine Lichtquelle und eine Optik zur Befeuchtung der Folie am Flaschenhals, einen halbdurchlässigen Spiegel im Strahlengang, ein lichtempfindliches Element und einen hieran angeschlossenen Verstärker enthält, dadurch gekennzeichnet, daß am oberen und am unteren Rand der Optik (6) je ein lichtempfindliches Element (8, 9) auf einer Linie parallel zur Flaschenachse (3) und diametral znr Optik (6) angeordnet ist, und daß die Ausgänge der lichtempfindlichen Elemente (8, 9) auf einen summierenden Verstärker (21) geschaltet sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die lichtempfindlichen Elemente (8, 9) außerhalb der Optik (6) angeordnet sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die lichtempfindlichen Elemente (8, 9) innerhalb der Optik angeordnet sind.

4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Verstärker (12) im Tastkopf (2) ein Umschalter (22) vorgesehen ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Verstärker (12) im zo Tastkopf (2) auch als summierender Verstärker Verwendung findet und im Eingang des Verstärkers (12) im Tastkopf (2) ein Umschalter (23) zum wahlweisen Umschalten auf das lichtempfindliche Element (II) im Tastkopf (2) und auf die beiden am Rand der Optik (6) angeordneten lichtempfindlichen Elemente (8,9) vorgesehen ist.