从下方穿过底部对容器内部的检查

1.一种检查装置，其包括至少一个传递路径(9)并且具有至少一个照明单元、一个摄像头(12)以及一个光学结构(1)，其中提供透明的中空体(13)，所述中空体如此安装以便能够围绕中轴线(X)旋转，所述中空体设置在待检查的容器(2)下方，其中，光学结构(1)相对于能够旋转的透明的中空体(13)以这样的方式牢固地设置在所述中空体的内部，使得待检查的容器(2)能够借助于至少一个摄像头(12)穿过容器底部(4)沿朝向口部(3)的方向来检查，其特征在于，
所述至少一个照明单元中的一照明单元制造成设置在中空体(13)的内部的环形照明灯和/或
所述至少一个照明单元中的一照明单元制造成在中空体(13)内部围绕光学结构(1)同心地设置的环形照明灯。
2.根据权利要求1所述的检查装置，其特征在于，所述至少一个照明单元中的另一照明单元设置为中空体(13)的外部的区域式照明灯。
3.根据权利要求1或2所述的检查装置，其特征在于，所提供的所述至少一个照明单元是中空体(13)的内部的环形照明灯和中空体(13)的外部的区域式照明灯两者，其中待检查的容器(2)利用不同颜色光谱的所述至少一个照明单元来照亮，并且其中待检查的容器(2)能够通过暗场方法和/或通过透射光方法来检查。
4.根据权利要求1或2所述的检查装置，其特征在于，光学结构(1)包括透镜系统(15)和反射镜(16)。
5.根据权利要求1或2所述的检查装置，其特征在于，光学结构(1)包括半透明反射镜(16)。
6.根据权利要求1或2所述的检查装置，其特征在于，至少一个摄像头(12)使其光轴与中空体(13)的中轴线(X)叠合，以使得至少一个摄像头(12)设置到中空体(13)的侧面。
7.根据权利要求1或2所述的检查装置，其特征在于，至少一个摄像头(12)设置在中空体(13)下方。
8.利用至少一个照明单元(10)和至少一个摄像头(12)检查容器(2)的方法，其中，至少一个摄像头(12)直接地或借助于反射镜从下方定向到底部(4)上，并且其中穿过容器底部检测容器(2)的内表面和/或口部(3)的位置和/或几何尺寸和/或容器对称性，其特征在于，根据权利要求1至7中任一项所述的检查装置用于所述方法。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，容器(2)以悬挂的方式来传递。

从下方穿过底部对容器内部的检查\n技术领域\n[0001] 本发明涉及根据权利要求1的前序部分的一种用于检查容器的检查装置，其中检查装置包括至少一个传递路径并且具有至少一个照明单元、一个摄像头以及一个光学结构，并且其中提供透明的中空体，所述中空体如此安装以便能够围绕中轴线旋转，所述中空体设置在待检查的容器的下方。\n背景技术\n[0002] 本发明的含义中的容器是例如分别由玻璃和/或塑料制成的瓶子、罐子、管道、袋子，以及还例如PET瓶子，但还包括其他包装构件，尤其是适于利用液体或气体制品填充的那些。\n[0003] 用于照亮和检查容器底部的装置在现有技术中是已知的并且充分描述的。EP 0 \n894 544 A公开一种检查机械，其中容器(在这种情况下是瓶子)在照明单元上方以悬挂方式来传递。照明单元自身是从下方穿过容器照耀的矩形块部。理论上，这些装置是可靠并且适当的，并且必须简单地相对经常地清洁以确保可靠运行和有意义的测量值。\n[0004] 在DE 10 2005 057 872 A1中建议的是，从下方照亮的传送带是透明的并且制成转盘，待检查的瓶子竖立在所述传送带上。在此，照明单元自身上的污染减少，但透明转盘自身上的固体和液体黏着物类似地需要定期清洁。\n[0005] EP 2 229 582 A1公开一种用于检查容器(尤其是瓶子)的检查装置，所述检查装置包括用于将容器向照明单元传递和远离照明单元传递的至少一个传递路径，光学测量单元以及控制单元，其中照明单元由透明的中空体包封，所述中空体如此安装以便能够围绕中轴线旋转，并且中空体能够直接地由电机驱动或通过适当操作连接来驱动。中空体理想地是由对于波长在可见光范围、红外范围和/或紫外范围中的光束而言透明的材料或材料混合物制成的管道，其中所述材料对于这些光束而言至少部分地透明。所述检查装置已在实践中证明自身，然而其中内部检查利用摄像头从上方穿过容器口部沿朝向底部的方向执行。然而在一实施方式(诸如本实施方式)中，例如将会在下文中进一步考虑的图1示出的那样，并非容器(尤其是瓶子)的所有内部区域都能够受到检查，以使得并非所有缺陷或污染F1和F2都能够完美地检测出。\n[0006] 因此，本发明的目的是通过简单构件来改进此前提到的现有技术中的检查装置以便能够排除此前提到的不准确性。\n发明内容\n[0007] 根据本发明，所述目的通过具有权利要求1的特征的检查装置来解决，其中相对于能够旋转的透明的中空体的光学结构以这样的方式来牢固地设置在所述中空体内部，使得待检查的容器能够借助于至少一个摄像头穿过容器底部沿朝向口部的方向来检查。\n[0008] 根据本发明，检查装置是可用的，容器(优选地是瓶子)利用所述检查装置从下方穿过闭合底部来检查。以这种方式，此前不能受到检查的区域对于检查装置而言能够触及，以使得关于检查结果的安全且可靠声明成为可能。\n[0009] 在此有利的是，照明单元从外部将光照耀在容器上，其中能够使用区域式照明灯。\n因此，容器或瓶子的内部侧壁中的缺陷能够检测出。替代地或与区域式照明灯相结合地，环形照明灯也成为可能，所述环形照明灯从下方照耀在容器上以便能够检测底部中的缺陷，其中照明单元接下来有效地设置在中空体内部。照明单元或光源能够关于它们所发出的光的颜色而有所不同。有效的是通过所谓暗场方法来检查底部，并且从而照明单元因此定位在中空体的内部。借助于区域式照明灯的侧壁检查能够通过所谓透射光方法来执行。\n[0010] 在待检查的瓶子具有例如非常大量装饰或甚至彩绘的壁的具体情况下，来自内部的照亮能够是有效的。\n[0011] 有利的是，至少一个照明单元设置在能够旋转的透明的中空体内部，其中作为环形照明灯的实施方式将会是有利的，所述环形照明灯同心地包括光学结构的光轴。照明单元从而类似地牢固地设置在中空体的内部，正如光学结构一样。\n[0012] 对于本发明的目的而言有利的是，光学结构具有透镜和反射镜系统。一个或多个反射镜系统能够还能够具有半透明反射镜。光学滤镜还能够设置在一个或多个摄像头前方，所述光学滤镜允许选择例如特定的波长、颜色或光谱。\n[0013] 光学结构如此设置，以使得其光轴设置成与待检查的容器的中心纵轴线平行或间歇性叠合。将容器经过光学结构连续地传递，以使得在特定传递位置处，所述光学结构的光轴与容器的纵轴线叠合或在其他情况下平行。还有效的是，待检查的容器围绕其纵轴线旋转地沿轴向传递方向传递，这例如能够利用设置在侧面上的传递元件或吊装带来实现，所述传递元件或吊装带彼此速度不同，以使得容器设定成围绕其纵轴线旋转。借助于反射镜或借助于半透明反射镜，光学光束能够偏转，这本身是已知的。\n[0014] 对于本发明的目的而言，从下方检查意味着牢固地设置在中空体中的光学结构设置在待检查的容器的下方，其中反射镜或半透明反射镜使光束偏转。因此摄像头与其光轴一起能够与中空体的旋转轴线叠合。因此，摄像头能够设置在比邻中空体的侧面。然而，摄像头还能够设置在中空体的正下方。然而，还可能的是将摄像头设置在中空体和/或待检查的容器的上方或上方的侧面，其中设置在待检查的容器的下方的光学结构的光束能够对于摄像头而言借助于反射镜来适当地偏转。以这种方式，形成摄像头的多个布置位置，其中光学结构总是设置在中空体的内部。\n[0015] 在优选实施方式中能够提供两个摄像头，其中一个摄像头使其光轴与旋转轴线叠合，其中第二摄像头设置在光学结构的正下方，但在中空体的外部。在另外的实施方式中，接下来能够使用半透明反射镜，所述半透明反射镜使光束偏转到设置在侧面的摄像头并且与此同时让光束穿过设置在下方的摄像头。\n[0016] 在优选实施方式中，能够旋转的透明的中空体由塑料(例如PTFE或丙烯酸玻璃)或钢化玻璃制成，其中将各材料自然地命名或仅通过实施例来命名。有利的是，也能够描述为玻璃缸的中空体是自清洁的，清洁单元能够有利地用于所述中空体。\n[0017] 对于检查装置的改进例由设置在中空体与照明单元或环形照明灯的上侧之间的扩散元件组成，其中所述扩散元件导致照明构件的平衡。此外，照明单元的上侧意指面向待检查的容器或待检查的瓶子的侧面，并且发射穿过所述上侧进行。将对应的部分描述为下侧。\n[0018] 扩散元件能够基本上是平坦水平面形状，但结果是所述扩散元件有利地是弓形的并且设置在中空体与照明元件的上侧之间，其中材料和制造过程对于所述类型的扩散元件而言是基本上已知的。扩散元件能够有利地制成环形形状。\n[0019] 对于检查装置的另外的改进例能够在提供偏振滤镜的情况下实现，所述偏振滤镜理想地设置在中空体与照明单元的上侧之间，并且有利地类似地具有弓形且环形的形状。\n使用偏振滤镜或圆偏振滤镜用于检查机械是已知的并且用于例如实现对于容器中的透明固体(例如薄膜)的可靠检测。\n[0020] 适当的偏振滤镜由例如聚乙烯醇的薄膜制成，所述偏振滤镜能够借助于两侧上的丁酸乙酸纤维素的涂层来机械地稳定。另外的材料是基本上已知的并且能够取决于具体应用而使用。\n[0021] 在如上文已提到的中空体上的装置的变型中，清洁单元能够设置在在检查装置上，所述清洁单元理想地设置在照明单元的下方但在可选地设置在下方的摄像头的光束的外部。所述清洁单元还能够包括馈送装置。馈送装置具有用于照亮中空体的外表面的出口或喷嘴，并且适合于气体或液体的介质。\n[0022] 在改进的变型中，清洁单元包括至少一个扫除装置，所述至少一个扫除装置具有呈刷子、由柔性材料制成的密凸缘、或抽吸元件形式的机械刮削器，以从中空体的表面去除固体或液体黏着物。由于中空体的旋转，因此黏着物从上侧沿朝向下侧的方向永久地或顺次地移动，因此移动到检查区域之外。在此，如果没有摄像头可选地设置在下方，则与测量和检查操作无关的是，任意适当且必要的湿式和/或干式清洁能够进行。如果提供可选地设置在下方的摄像头，则清洁单元在摄像头的光束或光学结构的光束的外部的圆周部段中从所述摄像头偏移。还可以监控中空体自身以仅在需要清洁的情况下致动清洁单元。这些的含义例如从EP 2229582A1中已知，并且从而将不会在此更详细地解释，尽管清洁单元的部件能够以有利的方式来移位以适应于可选地设置在光学结构的下方的摄像头。因此，例如，加热或干燥型鼓风机能够在可选摄像头前方沿旋转方向设置在刮削器后方。\n[0023] 检查装置的旋转的中空体能够针对热显影(heat development)原因并且针对供电而在至少一侧上敞开。以这种方式，沉积物能够进入到内表面中并且传递到检查区域中。\n因此，改进例由清洁单元组成，所述清洁单元以这样的方式突出到中空体中或突出到中空体上，使得至少固体或液体黏着物能够从中空体的外表面去除并且理想地还能够从内表面去除。利用缸式中空体，包括适当的刮削器的悬臂能够伸入到内部并且在内部执行清洁作业。\n[0024] 在替代实施方式中，中空体在前侧上也闭合并且连接到气体管道，惰性气体(尤其是压缩空气)在按计划运行期间能够借助于所述气体管道引导到中空体的内部。通过在中空体的内部中维持永久过压，内表面的污染能够可靠地避免。为了允许到摄像头的光束可选地设置在侧面，前表面有利地类似地透明。\n[0025] 利用本发明，能够检测出容器底部上或瓶子底部上的缺陷，所述缺陷在来自上方的检查的情况下利用纯透射光方法、即利用穿过口部沿朝向底部的方向的摄像头光束难以检测出。然而有利的是，利用本发明，也能够检测出PET裂缝、容器的寿命和磨损以及底部沟槽和压痕。此外，缺陷是可见的，所述缺陷在来自上方穿过口部的狭窄区域的检查中由于所得到的光束而将不可能检查出。这尤其是适用于容器或瓶子的颈部和肩部区域。此外，利用本发明，能够检测出瓶子的压痕，以使得所述压痕能够从缺陷图像中明确排除。因此，能够非常容易地检测出压痕、压花以及肩部的下方的缺陷和/或污染。此外，为了质量保证的目的，对于瓶子接缝和压花可靠或改进的检测成为可能。同样地，能够检测出邻近于边缘的标记(例如圆周式标记)，所述标记例如在填充期间引入。\n[0026] 因此，用于检查容器的方法通过本发明来涵盖，所述方法利用至少一个或多个照明单元和至少一个摄像头，其中摄像头从下方定向到容器底部上。所述方法能够直接地或借助于适当的反射镜而进行。在此，实质性要素是摄像头的光束穿过容器底部以检测容器(2)的内表面，用于检测污染、缺陷等。此外，所述方法能够附加地或补充地用于探明容器口部的位置和/或几何尺寸并且因此用于探明容器自身的对称性。\n[0027] 此外，容器以悬挂的方式通过保持夹持在横向传送带上或通过在颈部区域中固定并且通过夹持器或夹具来移动而理想地传递。\n[0028] 有利地，所述检查方法利用根据前述实施方式变型中之一的检查装置来执行。\n[0029] 本发明的另外的开发、优点和应用可能性也从以下对于实施方式的实施例的描述并且从附图中形成。在这方面，将单独地或以任意结合的方式描述和/或展示的所有特征归类为本发明的主题，与其列入权利要求或引用权利要求无关。权利要求的内容也是说明书的不可分割的部分。\n附图说明\n[0030] 图1示出根据现有技术的检查。本发明在下文中借助于附图利用实施方式的实施例来更详细地解释。以下示出的是：\n[0031] 图2是根据本发明检查装置的侧视图，\n[0032] 图3是来自图2的检查装置的俯视图，以及\n[0033] 图4是来自图2的具有理论光束的检查装置。\n[0034] 图5是借助于检查装置生成的容器内壁图像\n[0035] 图6是借助于检查装置生成的容器底部图像，与下图相比较\n[0036] 图7a和7b，其示出借助于根据图1的检查装置(现有技术)生成的容器底部图片。\n[0037] 在各个图中，相同部件总是给予相同附图标记，并且从而它们通常也仅描述一次。\n具体实施方式\n[0038] 图1示出根据现有技术的检查操作，其中容器2利用光学结构1穿过口部3沿朝向容器底部4的方向来检查。能够借助于大体上绘制的光束5看出的是，肩部区域6和颈部区域7不能受到检查。因此，根据现有技术的检查具有检查结果不充分的风险。那里区域中的缺陷和污染(F1、F2)通过阴影来示出。\n[0039] 图2示出根据本发明的检查装置8的侧视图，由此检查装置8在图3中以俯视图示出。\n[0040] 检查装置8包括至少一个传递路径9并且具有至少一个照明单元10、一个摄像头12以及光学结构1。透明的中空体13如此安装，以使得其能够围绕所提供的中轴线X旋转，其中所述中空体设置在待检查的容器2的下方。光学结构1相对于能够旋转的透明的中空体13以这样的方式来牢固地设置在所述中空体的内部，使得待检查的容器2能够借助于至少一个摄像头12穿过容器底部4沿朝向口部3的方向来检查。\n[0041] 中空体13的内部的光学结构1具有透镜系统15、以及反射镜16。反射镜16有利地作为半透明反射镜实施。\n[0042] 中空体13具有驱动轴17，驱动器以适当的方式接合在所述驱动轴上。第一摄像头\n12使其光轴与中轴线X叠合地设置。设置在侧面上的摄像头12设置在中空体13的顶部14的下方。第二摄像头12在附图平面中设置在中空体13的下方，所述第二摄像头使其光轴与待检查的容器2的纵轴线Y平行或间歇地叠合。各光学滤镜11也分别分配到各摄像头12。\n[0043] 在中空体13的内部，视场光阑18也设置在各透镜系统15之间。\n[0044] 例如，提供两个照明单元10，其中一个照明单元10a设置在中空体13的内部。另一个照明单元10b设置在中空体13的外部。\n[0045] 设置在中空体13的内部的照明单元10制造成环形照明灯10a，所述环形照明灯同心地包围光学结构1。环形照明灯10a还有利地牢固地设置在中空体13。对于本发明的目的而言，牢固地意味着中空体围绕其旋转轴线X或围绕其中轴线X旋转，而光学结构1和环形照明灯10a不旋转。因此，中空体13相对于光学结构1并且相对于环形照明灯10a旋转。\n[0046] 另一方面，外部照明单元10制造成区域式照明灯10b。两个摄像头12都能够保持在优选地透明的外壳中。\n[0047] 图3以俯视图示出具有传递路径9的检查装置8。容器2或瓶子2处于传送带20上，所述传送带将容器2或瓶子2沿箭头19方向移动。容器2或瓶子2已处于垂直的吊装带21的运行区域中并且处于间隙22的正前方或已部分地处于间隙上方，所述间隙在送料传送带20与取料传送带23之间形成。\n[0048] 在所述间隙22下方是示意性展示的中空体13，所述中空体包括环形照明灯10b和光学结构1。能够类似地看出设置在侧面上的摄像头12。保持悬挂的容器2经过光学单元1来传递。\n[0049] 在所示出的实施例中，设置在侧面上的无限循环的吊装带21以不同速度驱动，以使得吊装带21的运行区域中的容器2围绕其中心纵轴线Y旋转。\n[0050] 现在能够在图4中看出的是，由于从下方检查，因此也能够检查尤其是肩部区域6和颈部区域7。\n[0051] 清洁单元也能够设置在中空体13上，所述中空体也能够描述为玻璃缸。此外，能够提供监控摄像头，其例如检查中空体的外圆周，并且如果适用则在需要清洁时产生信号，所述信号借助于控制单元来传送到清洁单元。\n[0052] 视角，即在透镜的孔径角的情况下类似地对于“反射图像”产生影响。利用固定的焦距，孔径角是恒定的，而利用变焦透镜，孔径角是可变的，并且因此能够放大或缩小，以使得形成图像尺寸的改变。\n[0053] 为了避免来自中空体的弓形照明，能够有利的是，相应地对中空体13的尺寸方面进行调整。可能有利的是，理想地选择中空体13的内径以至少与瓶子的直径一样大或取决于瓶子底部凹陷度甚至稍微大于瓶子的直径，由此所述内径是自由路径，或更好地表达为非活动照明部分，其中照明单元设计为环形照明灯24。如果不是这样，则照明构件在光滑底部区域的内部反射例如来自环形照明灯24的LED而产生反射光。然而，由于针对缺陷检测的目的而言的必要反差，因此容器底部4的所述光滑/凹陷区域应当精确地保持黑暗/黑色。仅中部的压痕、边缘区域中的底部沟槽、或引起容器2的底部区域中的光散射的其他缺陷或伪影(通常是底部缺陷：碎片(在德文中称为蚌壳，因为所述碎片通常为容器或瓶子底部上的蚌壳形状)、裂缝、裂痕)能够在图像中反射以利用本发明来获取。然而，再次有效的是，选择环形照明灯24的内径以不相对于容器直径过大，因为如果不是这样，则没有足够的反射光在瓶子的边缘区域(底部沟槽)中产生。环形照明灯24的活动区域能够取决于容器直径和环形照明灯24到容器2的距离而设计为明确地较大，受限于最大安装空间。活动区域与环形照明灯24的非活动区域相比并不特别重要。\n[0054] 在容器直径是60mm的情况下，尺寸能够例如是以下值。\n[0055] 环形照明灯的非活动区域：最小70mm，活动区域85mm至120mm。容器底部直径/照明灯到容器2的距离越大，环形照明灯24的非活动区域或活动区域就越大。优选的是，容器底部直径与非活动区域之间的比值保持恒定。\n[0056] 图5至7示出容器内壁和容器底部的真实图片，其中图5和6利用前述检查装置来生成，并且图7a和7b借助于从现有技术已知的检查装置来生成。为了更好地展示，将参考线制成黑色和白色的双箭头，然而所述双箭头分别指向同一特征。\n[0057] 在图5中示出的容器2具有两个压花。颈部压花25和腹部压花26在容器2上设置在以180°偏置的位置。能够明确地看出的是，两个缺陷或污垢区域(F1、F2)以鲜明的反差来描绘，尽管在容器2的内部处于不利位置，即处于肩部区域(F2)中或稍微处于容器口部(F1)下方。\n[0058] 还能够从图5看出的是，两个压花25、26对于彼此或对于容器接缝28的相对位置类似地由于其鲜明的反差而能够识别出。因此可以检查并且监控所述两个压花，例如关于其相对于彼此的位置或其尺寸进行监控。所述装置允许所述检查与缺陷检查结合或单独地核查压花或接缝。\n[0059] 由于能够以这种方式检测出压花和/或容器接缝的角位置，因此这些数据能够有利地传输到下游单元或处理机械，以控制例如用于与标识有关的随后定向的角旋转的必要方向。在所述方法的有利实施方式中，保持带21或另一个适当的搭载元件能够借助于基于压花的角位置的这些数据以受控的方式来加速或减速，以使得容器2沿期望定向从保持带\n21释放。此外，容器接缝28能够看作带阴影线。\n[0060] 图6示出利用暗光方法来平行地或以毫秒级间隔错开地执行的底部检查。迸出碎片27和尖锐轮廓的底部冠顶29能够明确地看出。底部冠顶29的形状和其表面几何尺寸良好地描绘并且能够良好地看出，以使得所述形状和表面几何尺寸甚至能够用作针对容器2的磨损程度而言的测量。这意味着在失去图案或图案变化一定程度的情况下，容器2能够被反射。\n[0061] 与此相比，能够看出利用设置在口部侧面上的摄像头来生成的容器底部4、迸出碎片27以及底部冠顶29的图片。利用所述图片，仅实现明确地较小反差分辨率。这是相当可观的，尤其是关于迸出碎片27的检测(图7b)；在很大程度上闪过迸出碎片处的轮廓。迸出碎片受限于壁厚度的区域，即不像在所述实施例中突伸到底面中，从而完全不能利用口部侧面上的摄像头来检测出。\n[0062] 因此，所述装置还理想地适用于检测设置成非常靠近底部冠顶上的压花和标识，诸如例如在仅用于确保质量的原因制成的标识的情况下，但所述标识不对于容器的外观产生负面影响。\n[0063] 此外检查装置非常适用于检测和分析整个瓶子的轴向对称性，诸如口部3相对于重心或容器底部中心或塑料瓶子的中心接缝(诸如在PET瓶子的情况下)的位置、相对于口部3的位置或塑料瓶子底部的中心接缝相对于另一个容器底部或底部冠顶29的位置。\n[0064] 如此前提到的，可以如此说，这些检查在一个检查阶段中并且在非常紧凑的检查单元中平行地执行。\n[0065] 附图标记一览\n[0066] 1   光学结构\n[0067] 2   容器\n[0068] 3   口部\n[0069] 4   容器底部\n[0070] 5   光束\n[0071] 6   肩部区域\n[0072] 7   颈部区域\n[0073] 8   检查装置\n[0074] 9   传递路径\n[0075] 10  照明单元(以及10a、10b)\n[0076] 11  光学滤镜\n[0077] 12  摄像头\n[0078] 13  中空体\n[0079] 14  13的顶部\n[0080] 15  透镜系统\n[0081] 16  反射镜/半透明射镜\n[0082] 17  驱动轴\n[0083] 18  视场光阑\n[0084] 19  传递方向箭头\n[0085] 20  传送带\n[0086] 21  吊装带\n[0087] 22  间隙\n[0088] 23  传送带\n[0089] 24  环形照明灯\n[0090] 25  颈部压花\n[0091] 26  胸部压花\n[0092] 27  迸出碎片\n[0093] 28  容器接缝\n[0094] 29  底部冠顶\n[0095] F1  颈部区域中缺陷和污染\n[0096] F2  肩部区域中缺陷和污染