CN109313142B - 用于检查容器的设备和方法 - Google Patents

Abstract

提出用于检查容器的一种设备和一种方法，其中，所述设备包括用于光学地检查至少一个容器(12)的至少一个摄像机(15)，其中，所述容器(12)具有容器轴线(7)，其中，至少一个容器接收部(21)设置用于机械式地接收所述待检查的容器(12)；其中，至少一个透射光(19)设置用于以相对于所述容器轴线(7)成角度(α)的一光路透射所述待检查的容器(12)，其中，所述摄像机(15)拍摄借助透射光(19)透射的容器(12)的至少一个图像，其中，除所述透射光(19)之外，设置用于照明所述待检查的容器(12)的至少一个反射光(18，20)，并且，其中，所述反射光(18，20)如此布置，使得其以相对于所述容器轴线(7)成不同于所述透射光(19)的角度(α)的角度(β)的一光路射到所述容器(12)上。

Description

用于检查容器的设备和方法

技术领域

本发明从根据独立权利要求的类型的、用于检查容器的一种设备和一种方法出发。从US 7，560，720 B2已知一种根据类型的设备。在那里，容器通过供给装置和螺旋传输机提供给不同的传输轮子。最后，待检查的容器到达转盘中，在所述转盘的中心布置有多个摄像机。反射器以合适的方式布置，从而摄像机能够检查容器。替代地，也可以设置两个摄像机用于检查唯一的容器的不同区域。

发明内容

本发明基于以下任务：进一步改进所述系统。该任务通过独立权利要求的特征来解决。

发明的优点

与之相对地，根据独立权利要求的特征的、用于检查容器的、根据本发明的设备和根据本发明的方法具有以下优点：提高检查的准确性。为此，一方面扩大检查持续时间。此外，降低由于相邻的系统的照明干涉而产生的错误率，其方式是，使相邻的检查系统的相位变化同步。通过使用不同的照明类型还可以更可靠地探测异物颗粒。因此，根据本发明，添加另外的光源，所述另外的光源尤其可靠地探测进行反射的异物颗粒并且被称作反射光。通过反射光如此布置使得其光路相比透射光的光路以不同的角度射到容器上的方式，可以根据异物颗粒的如此引起的反射以更高的概率将其识别出。

在一种符合目的的扩展方案中设置，反射光和透射光在不同的时刻接通、优选交替地接通。由此可以减少相互干扰，这进一步提高设备的准确性。特别优选地，可以在不同的时刻接通不同的检查模块的照明装置或者摄像机。那么可以减少例如由于在设备上的反射而引起的干扰。例如可能发生：光从一个站无意地射到另外的站的摄像机传感器上，所述光是直接地或者通过在不同的机器表面上的反射射到另外的站的摄像机传感器上，并且因此损害另外的站的图像。通过以下方式避免这一点。因此，使潜在受影响的各个站的图像拍摄在光测频器模式下如此同步，使得这些站的图像拍摄总是在时间上错开地进行。因此，排除干扰性的影响，而不必对于每个单个的站使用例如机械式的光屏蔽装置。

在一种符合目的的扩展方案中设置，反射光和/或透射光如此构造，使得可以同时照明至少两个容器。可以使检查的分辨率倍增，例如从25μm到50μm。

在一种符合目的的扩展方案中设置，由被所述摄像机在确定的时刻拍摄的至少一个图像构成用于第一容器的至少一个部分图像和用于至少一个第二容器的另外的部分图像。因此，可以借助仅仅一个摄像机创建用于两个容器的图像序列。部分图像与图像序列的对应可以通过图像处理软件来进行，例如与容器轮廓结合地或者根据容器的已知的运动过程进行。

在一种符合目的的扩展方案中设置，所述图像接收部和/或所述旋转单元如此构造，使得在通过所述摄像机检查之前已经使所述容器置于旋转中并且在所述检查的时刻所述容器已经制动。由此，使产品中的可能的异物颗粒置于运动中，所述异物颗粒不但可以以透射光而且可以以反射光更可靠地探测到。

在一种符合目的的扩展方案中设置，透射光的角度基本上为90°，和/或，反射光的角度位于25°至50°的范围内。在这些角度范围内，能够实现：以不同的照明类型特别可靠地探测到异物颗粒。

特别优选地，容器接收部可相对于摄像机和/或反射器相对运动地构造。在一种符合目的的扩展方案中，设有至少一个另外的轮子用于将至少一个容器供给或者导出至容器接收部。因此，可以以高的速度执行检查。

另外的符合目的的扩展方案从另外的从属权利要求和说明书得出。

附图说明

在附图中示出并且接下来详细地描述用于检查容器的设备和方法的实施例。

图1示出整体设备的立体视图，用于检查的设备安装在所述整体设备中，

图2示出设备在以透射光进行检查时的示意性的侧视图，

图3示出设备在以反射光进行检查时的示意性的侧视图，

图4示出在检查时的不同的步骤的示意性的示图。

具体实施方式

在图1中示出总设备1的立体视图，所述总设备包括用于检查容器12的设备10。总设备1包括至少一个供给装置14，通过所述至少一个供给装置供给待检查的容器12。供给装置14例如涉及输送带，所述输送带足够连续地将容器12带至第一轮子21的检测区域中。容器12可以例如涉及制药学的容器，如例如安瓿、管形瓶、瓶、卡普耳或者注射器。然而，原则上，其他容器12也是可能的。容器12分别单独地到达第一轮子21上，所述第一轮子作为传输轮子将由供给装置14供给的容器12接收在轮子22的外侧上并且将其供给另外的站或者传输轮子。在第一传输轮子22中，可以可选地同时执行预检查2。为此，例如除了至少一个照明装置之外，摄像机固定地布置在待检查的容器12上方并且执行合适的、例如光学的检验。总的来说，仅仅对于在预检查2的框架下被认为好的容器12到达第三轮子24中。否则，在该位置上，已经可以通过第二轮子23向外传送到第一存放架31中。

第一轮子22连续地旋转并且将所取出的容器12通过另外的轮子24送交给用于检查容器12的设备10。在存在第三轮子24的情况下，在预检查装置2和用于检查容器12的设备10之间还可以设置有至少一个另外的检查模块3。该检查模块3可以例如执行容器12的所谓的美容的检查。该另外的检查模块3也可以例如基于在使用照明装置和摄像机的情况下的光学原理。根据需要能够实现进一步的检查。

设备10例如构造为检查转盘(Inspektionskarussell)。在这里，设备10基本上是圆柱形的并且在该实施例中以顺时针方向旋转。在设备10中，在使用确定的照明装置18、19、20和一个或多个摄像机15的情况下进行所供给的容器12的检验，这在接下来的附图2至4中还详细地实施。设备10使容器12以顺时针方向从第一照明装置18、19、20的检测区域运动到可选的另外的照明装置18’、19’、20’的检测区域中。在这里，可以进行先前的检查过程的证实。设备10包括旋转的检查桌，所述检查桌盘状地构造并且容器12保持在所述检查桌上。至少一个摄像机15和/或至少一个反射器11位于设备10的中心，所述至少一个摄像机和/或至少一个反射器相对于检查桌固定地布置。

通过另外的未特意地标记的轮子或者传输轮子将所检查的容器12从设备10根据容器12的被探测到的状态供给给不同存放架31-35。

在图2中还更准确地示出用于检查容器12的设备10。待检查的容器12位于容器接收部21中、优选旋转桌、轮子或者星形轮中。在运输过程的框架下，容器接收部21机械式地接收容器12。在完成了光学检查之后，容器接收部21进一步运动或者旋转，从而下一个待检查的容器12到达摄像机15的检测区域中。

容器接收部21例如在头部的区域中至少部分地包围容器12。接收单元9位于容器12的底部。例如该接收单元9可以使位于其上的容器12环绕容器12的旋转轴线或者容器轴线7旋转，优选地，旋转360°的多倍地进行，尤其在高速旋转的情况下进行。

优选地，容器12旋转对称地构造。容器12具有容器轴线7。容器轴线7优选平行于旋转对称的容器12的旋转轴线或者平行于容器12的纵轴线延伸，其中，纵轴线从容器12的头部延伸至底部。容器12是透光的。该容器包括产品8，优选液体或者液态的药物。示意性地示出异物颗粒13。应对位于容器12中的产品8审查其符合规定的状态，例如无不允许的异物颗粒13位于其中。为此，借助不同的光源18、19、20透射产品8，通过摄像机15拍摄并且接着分析处理所产生的图像。由于容器12环绕其容器轴线7的旋转和旋转的突然停止，产品8和因此异物颗粒13也还进一步运动(在容器12静止的情况下)，如以相应的箭头标明的那样。此外，应如接下来所描述的那样探测这样的异物颗粒13。

在容器12上方、然而在侧向上稍微错开地布置有摄像机15，所述摄像机具有镜组17。摄像机15具有光学轴线6，所述光学轴线与容器轴线7平行并且间隔开地延伸。摄像机15的光学轴线6大致穿过镜组17的中心延伸。摄像机15如此定位，使得光学轴线6碰到反射器11的中心。反射器11相对于光学轴线6倾斜地布置，优选倾斜45°地布置。反射器用于，向摄像机15传递透射光19的光路。尤其将反射器11用于使镜组17的光路以相对大的工作间距转向并且因此将光学结构节省空间地安装在检查转盘上。

透射光19产生基本上垂直于光学轴线6和/或容器轴线7定向的、具有角度α的光路，即从侧向对准容器12。透射光19优选平行于容器轴线7沿着容器12延伸，以便可靠地从侧向透射容器12的完整的区域。在该实施例中，透射光19在容器接收部21之外布置在反射器11的高度上，其中，容器12布置在透射光19和反射器11之间。由此，透射光19可以可靠地透射容器12的完整的体积。

此外，至少一个反射光18设置为另外的光源。在该实施例中，还布置有一个另外的反射光20。反射光18稍微在容器12上方如此布置，使得所产生的光路相对于容器轴线7和/或相对于透射光19的光路以确定的角度β倾斜，例如以合适的带宽(Bandbreite)倾斜45°。另外的反射光20稍微在容器12下方如此布置，使得所产生的光路同样地相对于容器轴线7和/或相对于透射光19的光路以一定的角度β倾斜，例如相对于水平线倾斜大约30°。在反射光18、20的布置中重要的是，两个照明装置最优地照明液体或者产品8。为此，例如如此布置下方的反射光20，使得所属的光路恰好在接收单元9或者容器接收部21上方延伸。同时，上方的反射光18的光路应好地照明容器12的底部。此外，两个反射发光体18、20不应不必要地覆盖透射光19的光路。

在这里，反射发光体18、20的宽度如此选择，使得照明至少容器12的本体的完整的纵侧，如在图3中标明的那样。反射光18、20的光路如此选择，使得其不射到反射器11上并且也不直接借助摄像机15成像。在正常情况下，容器12暗地显现在反射图像中。与此相反，如果反射光18、20射到可能存在的进行反射的异物颗粒13上(或者液体的弯月面区域上)，则异物颗粒13(或者弯月面)在所有的方向上、即也向摄像机15的方向反射所述光或者所述反射光18、20。异物颗粒13(或者弯月面)在图像中作为亮的对象显现在暗的背景上。现在，异物颗粒13可能也会朝向反射器11的方向反射反射光18、20，摄像机14将其拍摄为图像用于进一步的分析处理。反射光18、20如此布置，使得其不位于透射光19的光路中。反射光18、20如此布置，使得反射光18、20的光路具有相对于透射光19不同(具有到容器12上的不同的入射角β)的光路。反射光18、20如此照明容器12，使得在一定程度上产生暗视场图像，摄像机检测到所述暗视场图像并且在该图像中，可能的异物颗粒13作为亮的对象显现在暗的背景上。由此改进系统的可靠性。

所描述的用于检查的设备10如下工作。以液体或者产品8填充的透明的容器12——接下来在图4中示例性地示出至少三个容器12.1、12.2、12.3——到达检查转盘中。在那里，它们通过相应的容器接收部21保持在直立的位置中，其方式是，使容器12的顶部或者底部保持。每个容器12或者以顺时针方向或者逆着顺时针方向以与预先定义的旋转特征相应的高的速度旋转。由此，也使可能的异物颗粒13与产品8置于运动状态中，其方式是，不但液体或者产品8而且可能的异物颗粒13与容器12一起旋转。容器12突然地被制动，从而在当容器12到达摄像机15的可视范围17内时的时刻，容器12不再旋转，而位于其中的液体或者产品8与可能的异物颗粒13一起还以高的速度旋转。

在该状态中，现在，当容器12在摄像机15的可视范围内进一步地运动时，在交替的照明条件下拍摄容器12的顺序图像(Bildfolge)，如在图4中示出的那样。在第一步骤中，以全图像格式拍摄原始图像，多个容器12.1、12.2同时成像在所述原始图像中。接着，由每个原始图像构成至少两个图像序列31、32，如以下进一步描述的那样。

通过相应的图像处理软件针对可能的异物颗粒13的或者其他缺陷的存在分析这些图像。可以例如以透射光作为暗的斑点探测到异物颗粒13，以反射光作为亮的斑点探测到异物颗粒13。通过比较依次拍摄的关于相应的容器12的图像来进行进一步的检验也是可能的。如果探测到异物颗粒13或者缺陷，则将所属的容器12分类为不可接受的，否则分类为可接受的。

与图4相应地，摄像机15的可视范围17矩形地构造。可视范围17具有一尺寸，从而可以可靠地检测大约两个机器节距(Maschienenteilung)(这是在两个相邻的容器12.1、12.2之间的间距)的或者三个并排而置的容器12的至少一个片段。由此可以增大检查时间段。如在图3中示例性示出的那样，容器12从左向右穿过摄像机15的可视范围17地通过检查转盘或者所属的容器接收部21来运输。图4示例性地示出与容器12.1、12.2相关的两个完整的图像序列31、32的获得。第三容器12.3的第三图像序列33已经开始，但是还未完成。示例性地，图像序列31、32、33分别包括相同的容器12的四个图像，即以透射光19获得的两个图像、以反射光18、20获得的两个图像。

在时刻t1，将待检查的第一容器12.1带至摄像机15的可视范围17内。在时刻t1，激活透射光19。反射光18、20保持关断。在时刻t1，容器12.1位于第一位置41中。在该时刻t1或者在该位置41中，摄像机15拍摄用于与第一容器12.1相关的第一序列31的第一图像。从该图像中提取出恰好包括容器12.1的区域的部分图像并且将其在第一位置41上嵌入到第一序列31中。

容器12进一步从左向右运动。在每个进一步的步骤或者进一步的图像中，使容器12.1、12.2、12.3、12.n均匀地从左向右运动并且依次地到达图像中。进一步地。在时刻t2，接通反射光18、20。透射光19关断。摄像机15重新拍摄图像。重新提取包括容器12.1的表面的部分图像并且将其在第二位置42上嵌入到第一序列31中。作为部分图像，例如将一矩形剪出并且将其嵌入到第一序列31中，所述矩形的大小大致相当于容器12.1的大小。

容器12.1、12.2、12.3进一步从左向右地运动。在时刻t3，除了第一容器12.1之外，第二容器12.1也位于摄像机15的可视范围17中。在时刻t3，透射光19被接通并且透射两个容器12.1、12.2。反射光18、20关断。摄像机15拍摄图像。将包括第一容器12.1的部分图像在第三位置43上嵌入到第一序列31中。将仅仅包括第二容器12.2的部分图像在第一位置41上嵌入到第二序列32中。

在时刻t4，接通反射光18、20。透射光19关断。摄像机15拍摄一图像。将包括第一容器12.1的部分图像在第四位置44上嵌入到第一序列31中。这是第一序列31的、在第一容器12.1离开摄像机15的可视范围17之前的最后的部分图像。将第二容器12.2的从所拍摄的图像中被提取的部分图像在第二位置42上嵌入到第二序列32中。

在时刻t5、t6、tn，相应地重复这些步骤并且将其嵌入到所属的序列32、33中。在这里，标明第三容器12.3，所述第三容器在时刻t5到达摄像机15的可视范围17中。

特别优选地，可以在不同的时刻接通不同的检查模块2、3、10的照明装置18、19、20；18’、19’、20’或者摄像机15。可以减少例如通过在设备上的反射而引起的干扰。例如可能发生：光从一个站无意地射到另外的站的摄像机传感器上，所述光是直接地或者通过在不同的机器表面上的反射射到另外的站的摄像机传感器上，并且因此损害另外的站的图像。通过以下方式避免这一点。因此，使潜在受影响的各个站2、3、10的图像拍摄在光测频器模式下如此同步，使得这些站2、3、10的图像拍摄总是在时间上错开地进行。因此，排除干扰性的作用，而不必对于每个单个的站2、3、10使用例如机械式的光屏蔽装置。

用于检查容器12的设备和方法尤其在制药工业中适合用于检查被装入容器12中的液态的或者固态的药品。然而，应用不限于此。被包装在容器12如包装袋、软管袋、纸箱等等中的其他产品(如例如食物等等)也可以在所描述的设备10中并且借助所描述的方法来检查。

Claims (15)

1.一种用于检查容器(12)的设备，其包括：用于光学地检查至少一个容器(12)的至少一个摄像机(15)，其中，所述容器(12)具有容器轴线(7)；用于机械式地接收和运输待检查的容器(12)的至少一个容器接收部(21)；用于以相对于所述容器轴线(7)成角度(α)的一光路透射所述待检查的容器(12)的至少一个透射光(19)，其中，所述摄像机(15)拍摄借助透射光(19)透射的所述容器(12)的至少一个图像，其中，除所述透射光(19)之外，设有用于照明所述待检查的容器(12)的至少一个反射光(18，20)，其中，所述反射光(18，20)如此布置，使得其以相对于所述容器轴线(7)成不同于所述透射光(19)的角度(α)的角度(β)的一光路射到所述容器(12)上，其特征在于，所述摄像机(15)构造成，在确定的时刻(t1，t2，......tn)拍摄至少一个图像，所述至少一个图像构成至少一个部分图像和另外的部分图像，所述至少一个部分图像包括第一容器(12.1)，所述另外的部分图像包括至少一个第二容器(12.2)。

2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述反射光(18，20)和所述透射光(19)在不同的时刻(t1至tn)接通。

3.根据权利要求1或2所述的设备，其特征在于，所述反射光(18，20)如此布置，使得所述摄像机(15)将通过所述反射光(18，20)照明的容器(12)检测为暗的图像并且在所述图像中所述容器(12)中的可能的异物颗粒(13)作为亮的对象显现在暗的背景上。

4.根据权利要求1或2所述的设备，其特征在于，所述反射光(18，20)和/或所述透射光(19)如此构造，使得至少两个容器(12.1，12.2)同时能够被照明。

5.根据权利要求1或2所述的设备，其特征在于，在时刻(t1，t3，t5)，当所述透射光(19)或者所述反射光(18，20)接通时，所述摄像机(15)拍摄至少一个图像。

6.根据权利要求1或2所述的设备，其特征在于，所述容器接收部(21)和/或接收单元(9)如此构造，使得在通过所述摄像机(15)检查之前已经使所述容器(12)置于旋转中并且在所述检查的时刻所述容器已经制动。

7.根据权利要求1或2所述的设备，其特征在于，设有至少一个另外的照明(18’，19’，20’)，所述至少一个另外的照明相比所述反射光(18，20)或者所述透射光(19)在不同的时刻接通。

8.根据权利要求1或2所述的设备，其特征在于，所述透射光(19)的角度(α)基本上为90°，和/或，所述反射光(18，20)的角度(β)位于25°至50°的范围内。

9.根据权利要求2所述的设备，其特征在于，所述反射光(18，20)和所述透射光(19)在不同的时刻(t1至tn)交替地接通。

10.一种用于检查容器(12)的方法，其中，

用于光学地检查的至少一个摄像机(15)拍摄至少一个容器(12)的至少一个图像，其中，所述容器(12)具有容器轴线(7)，

其中，至少一个容器接收部(21)机械式地接收和运输待检查的容器(12)，

其中，至少一个透射光(19)以相对于所述容器轴线(7)成角度(α)的一光路透射所述待检查的容器(12)，其中，所述摄像机(15)拍摄借助透射光(19)透射的所述容器(12)的至少一个图像，

其中，如此布置至少一个反射光(18，20)，使得其以相对于所述容器轴线(7)成不同于所述透射光(19)的角度(α)的角度(β)的一光路射到所述容器(12)上，其特征在于，通过所述摄像机(15)在确定的时刻(t1，t2，......tn)拍摄至少一个图像，所述至少一个图像构成至少一个部分图像和另外的部分图像，所述至少一个部分图像包括第一容器(12.1)，所述另外的部分图像包括至少一个第二容器(12.2)。

11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，在不同的时刻(t1至tn)接通所述反射光(18，20)和所述透射光(19)。

12.根据权利要求10或11所述的方法，其特征在于，所述摄像机(15)创建至少两个容器(12.1，12.2)的至少一个图像，至少以所述透射光(19)和至少以所述反射光(18，20)创建。

13.根据权利要求10或11所述的方法，其特征在于，使至少两个容器(12.1，12.2)在所述摄像机(15)的可视范围(17)内运动，以透射光(19)或者以反射光(18，20)照明所述容器(12.1，12.2)，并且，所述摄像机(15)拍摄所述被照明的容器(12.1，12.2)的至少一个图像。

14.根据权利要求10或11所述的方法，其特征在于，使所述容器(12.1，12.2)进一步运动，并且以反射光(18，20)和/或透射光(19)照明所述容器，并且，所述摄像机(15)拍摄至少一个另外的图像。

15.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，在不同的时刻(t1至tn)交替地接通所述反射光(18，20)和所述透射光(19)。

Images