DE69526864T2

DE69526864T2 - Flaschenkontrolle auf dem transportweg wo die flasche geformt wird

Info

Publication number: DE69526864T2
Application number: DE69526864T
Authority: DE
Inventors: Phillip Cochran; T. Darling; B. Delater; L. Dewar; G. Francis; B. Gold; Jerry Pentel; J. Sands; L. Williams; L. Wright
Original assignee: Pressco Technology Inc
Current assignee: Pressco Technology Inc
Priority date: 1994-11-21
Filing date: 1995-11-20
Publication date: 2003-01-16
Anticipated expiration: 2015-11-21
Also published as: AU4240296A; EP0793569B1; DE69526864D1; WO1996015896A1; EP0793569A4; EP0793569A1; US5591462A

Description

1. Gebiet der Erfindung

Die Erfindung bezieht sich auf das Gebiet einer automatisierten Kontrolleinrichtung bzw. Inspektionseinrichtung und insbesondere betrifft sie ein auf Video basierendes Kontroll- bzw. Inspektionsverfahren, das durch eine Kontrolleinrichtung bzw. -ausrüstung durchgeführt wird, die bei der Herstellung von blasgeformten Behältern integriert ist, insbesondere Behältern aus Polyethylenterephthalat (PET), PEN oder ähnlichen Materialien. Das Inspektionssystem ist in eine Mehrstationen-Herstellungsmaschine eingebaut und mit dieser synchronisiert, so daß Selektionen bzw. Auswahlen mit speziellen Form- und Fördervorrichtungen korreliert werden können, und es besteht keine Wechselwirkung bzw. Beeinträchtigung durch das Kontrollsystem mit der Handhabung der Behälter während der Produktion.

2. Stand der Technik

Automatisierte, optische Inspektions- bzw. Kontrollsysteme für Behälter, wie Getränkeflaschen, sind bekannt und können auf die Detektion von Defekten in neu hergestellten Behältern oder verwendeten Behältern, z. B. Behältern, welche rezykliert werden, nachdem sie für ein Pfand zurückgegeben wurden, angewandt werden. Rezyklierte bzw. rückgeführte Flaschen werden gereinigt und in bezug auf Schmutz oder Beschädigungen vor dem neuerlichen Befüllen inspiziert bzw. kontrolliert. Das US-Patent 4,459,023 - Reich et al. ist ein Beispiel für ein Inspektions- bzw. Kontrollsystem für rückgebbare Flaschen.
Rückgebbare bzw. rückführbare Flaschen sind typischerweise aus Glas gefertigt, wohingegen rezyklierte Plastikflaschen wahrscheinlicher zerrieben bzw. zermahlen werden und als eine Quelle von Kunststoff für andere Zwecke verwendet werden. Beispiele von Defekten, welche eine zurückgegebene Glasflasche nicht verwendbar machen, sind Chips bzw. Splitter oder Sprünge, insbesondere im Zusammenhang mit der Oberfläche, die mit einer Verschlußkappe zu versiegeln ist, Sprünge, Schmutz und extensiver Verschleiß der Außenoberfläche.
Bei neu hergestellten Flaschen ist es weniger wahrscheinlich, daß sie vergleichbare Defekte besitzen, da sie noch nicht der groben Handhabung während der Verteilung oder der Verwendung durch den Verbraucher unterworfen waren. Jedoch können auch neue Behälter in bezug auf Defekte kontrolliert werden, welche aufgrund des Herstellungsverfahrens, welches für ihre Herstellung verwendet wurde, auftreten können. Ein derartiges Verfahren umfaßt das Blasformen von Polyethylenterephthalatbehältern, welche für Getränkebehälter und dgl. in Verwendung sind.
In einem typischen Kontrollsystem beispielsweise für retournierbare bzw. rückgebbare Flaschen behandelt das Kontrollsystem jede Flasche unabhängig von allen anderen Flaschen. Flaschen, welche verworfen werden, werden aus dem Serienstrom von Flaschen ausgeschieden, typischerweise durch einen Zurückweisemechanismus bzw. Auswurfmechanismus, der in einem bestimmten Abstand stromabwärts von dem Kontrollsystem entlang eines Fördermittels angeordnet ist. Dies erfordert ein Schieberegister oder andere Synchronisiermittel, die den stromabwärtigen Verteiler dazu veranlassen, an der konkreten Flasche tätig zu werden, wenn diese ankommt. Da keine Beziehung zwischen den geförderten und inspizierten Flaschen besteht, können Daten aus dem Kontrollsystem nur verwendet werden, um statistische Informationen betreffend die Gesamtmenge von Flaschen zu entwickeln.
In einer Produktionseinstellung werden Informationen, die an Inspektions- bzw. Kontrollstationen und anderen Qualitätssicherungsschritten gesammelt werden, in vorteilhafter Weise mit speziellen Materialien, Vorrichtungen und dgl. korreliert, welche verwendet wurden, um das überprüfte Produkt herzustellen. Verfahrenstechniker können daher versuchen, Auswahlgeschwindigkeiten mit dem Inhalt von spezifischen Materialchargen, Prozeßparametern, wie Temperatur und Druck, welche während der Herstellung gemessen werden, usw. kreuzweise zu korrelieren, um die Prozeßparameter anzupassen, um die Auswahlen zu maximieren.
Ein Kontrollsystem, das ein Inspektions- bzw. Kontrollverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung ausführt, ist in eine Mehrstufen-Herstellungsmaschine integriert und mit dieser synchronisiert, worin jede der Stationen wiederholt verwendet wird. Als ein Ergebnis ist es möglich, gesondert die Leistungsfähigkeit von jeder Station zu analysieren. Anders als Behälter-Kontrollsysteme, welche jeden Behälter unabhängig voneinander behandeln, ist das System, das das Verfahren gemäß der Erfindung ausführt, für eine Korrelation von Auswahlinformationen für Elemente der Herstellungsmaschine verwendbar. Dies ist insbesondere in dem Blasformen von PET/PEN-Flaschen verwendbar bzw. nützlich.
PET/PEN-Material ist dauerhaft und leicht im Gewicht. Das Herstellungsverfahren umfaßt typischerweise ein erstes Formen bzw. Vorformen des Verschlußendes des Behälters, ein Erhalten eines Vorformlings, welcher dann erhitzt wird, um ihn zu erweichen, und blasgeformt wird, um den Flaschenkörper zu bilden. Der Flaschenkörper bzw. Behälterkörper kann einen flachen Boden aufweisen, welcher durch einen Kunststoffdeckel bzw. eine Kunststoffkappe abgedeckt sein kann, um den Boden zu schützen und den leeren Behälter bodenlastig zu machen. Gemäß einer anderen Technik wird der Boden des Behälters in Falten geformt, die Lappen für ein Verstärken bzw. Verfestigen des Bodens definieren. Ein Beispiel ist die sogenannte "Petaloid"-Bodenkonfiguration, die mehrere Lappen, die durch Falten in dem Boden des Behälters während des Formverfahrens gebildet werden, aufweist.
Unabhängig davon, ob es für neue Behälter oder für eine Wiederverwendung zurückgegebene Behälter verwendet wird, ist das typische Behälter-Kontrollsystem eine alleinstehende Einheit, die entlang eines Förderers angeordnet ist. Die Behälter treten aufeinanderfolgend bzw. hintereinander durch eine Inspektions- bzw. Kontrollstation hindurch, wo eine optische Vorrichtung eines oder mehrere Bilder des Behälters mit irgend einem Mittel aufzeichnet und die Daten in bezug auf Defekte analysieren. Derartige Defekte werden typischerweise aus einer unerwarteten Änderung in dem Reflexionsniveau der Flasche oder ihren Lichtdurchlässigkeitscharakteristika detektiert, wobei eine örtliche Variation in der Reflexion oder Durchlässigkeit aufgrund eines Sprungs, Chips bzw. Splitter oder eines Formfehlers resultieren kann.
Ein Beispiel für ein derartiges alleinstehendes Flaschenkontrollsystem kann im US-Patent 3,932,042 - Faani et al. gesehen werden, welches ein Kontrollsystem offenbart, welches einen Förderer verwendet, um eine Reihe von neu hergestellten Flaschen durch eine Inspektions- bzw. Kontrollstation hindurchzuführen bzw. zu transportieren. Die Kontrollstation führt verschiedene optische Tests an jeder der Flaschen in der Reihe durch. Das Kontrollsystem löst einen Ablenk- bzw. Ableitmechanismus oder einen Ausstoßungsmechanismus stromabwärts entlang des Förderers aus und akzeptiert oder verwirft jede Flasche basierend auf den Testergebnissen. Das Zurückweisungssignal kann ein Magnetventil, einen Luftzylinder oder dgl. betätigen, um eine zurückgewiesene Flasche zu entfernen oder auszusortieren.
Die für ein Detektieren von Defekten verwendeten, optischen Tests können kompliziert oder einfach sein und es können verschiedene optische Kontrolltechniken verwendet werden, um die verschiedenen Defekte, welche auftreten können, zutage zu bringen. Ein einfacher Test könnte beispielsweise nur ein Überprüfen einer korrekt geformten Dicht- bzw. Versiegelungsoberfläche an dem Ende der Flasche oder nur großer Defekte an der äußeren Kontur umfassen. Obwohl diese nützliche Tests sind, würde es vorteilhafter sein, eine Sequenz von Tests in bezug auf eine Vielzahl von möglichen Defekten vorzusehen. So können die Seitenwände der Flasche überprüft werden, Halsgewinde können in bezug auf ihre Kontinuität überprüft werden, die letzte Dichtoberfläche kann in bezug auf Glattheit überprüft werden und die Bodenfalten bzw. -lappen können in bezug auf die komplette Ausbildung während des Formens überprüft werden.
Es wurde gemäß der vorliegenden Erfindung gefunden, daß bestimmte Defekte, die durch physikalische Behinderungen, insbesondere Formhohlräume oder Blasformleitungen, bewirkt sind, während mehreren, aufeinander folgenden Verwendungen der Hohlräume oder dgl. beständig sein können bzw. bestehen bleiben. Als Ergebnis kann in einer mehrere Stationen aufweisenden Vorrichtung mit N Stationen jeder N-te Behälter eine analogen Defekt aufweisen. In gleicher Weise kann ein Temperatur- oder Druckproblem bei einem gegebenen Formhohlraum nicht einen Defekt bei jeder Verwendung bewirken, sondern es kann einfach statistisch wahrscheinlicher sein, daß ein Defekt bewirkt wird. Weiters können bestimmte Arten von unterschiedlichen Defekten demselben Fehler der Formvorrichtung zugeordnet werden. Unter Verwendung eines Digitalprozessors in Synchronisation mit der Formvorrichtung bzw. -ausrüstung gemäß der Erfindung wird es möglich, Probleme schneller zu identifizieren und die synchronen Verhältnisse der Inspektion und der Formschritte zu verwenden, um den exakten Grund von Formproblemen zu isolieren. Dasselbe gilt für Probleme bei der Handhabungseinrichtung, die mit der Formeinrichtung synchronisiert ist, wie z. B. einer beschädigten Greifvorrichtung.
In Faani et al. beleuchtet ein Kontrollsystem jede Flasche aus zwei verschiedenen Richtungen, wenn die Flasche entlang eines Förderers transportiert wird. Das Licht tritt durch oder wird durch verschiedene Teile des Behälters reflektiert und wird durch eine Spiegelanordnung gerichtet und aufgelöst, um ein Bild auszubilden. Das Bild wird einer einzigen Scanvorrichtung bzw. Abtastvorrichtung präsentiert, so daß die Scanvorrichtung versucht, genug Information zu erhalten, um die Flasche zu akzeptieren oder zurückzuweisen, ohne daß sie für eine Präsentation auf alle Seiten gedreht werden muß.
US-Patent 3,880,750 - Butler et al. offenbart ein Kontrollsystem für die Kontrolle von Dichtoberflächen der Flasche, nämlich der letzten Oberfläche, welche einen Dichtverschluß gemeinsam mit einem Deckel bzw. einer Kappe bildet. Eine Lichtquelle wird über dem Rand der Flasche angeordnet und sie richtet ein intensives, punktförmiges Licht auf den Rand. Ein Detektor ist über dem Rand der Flasche derart positioniert, daß Licht, das von dem Rand reflektiert wird, durch eine Maske zu einem Detektor geleitet wird. Die kontrollierte Flasche wird um ihre vertikale Achse während des Kontrollzyklus rotiert und es werden Änderungen in dem detektierten Lichtniveau detektiert, wenn sie durch ein Streuen des Lichtstrahls durch einen Defekt verursacht werden. Das durch den Detektor gebildete, elektronische Signal kann durch eine Schaltung verarbeitet werden, welche es dem System erlaubt, verschiedene Arten von Defekten in der Form oder der Art der Dichtoberfläche zu detektieren.
Die vorhergehenden Kontrollsysteme sind zusätzlich den Behälterproduktionsschritten angeordnet, da das Kontrollsystem an jedem Punkt angeordnet werden kann, wo sich ein Strom von Behältern entlang eines Förderers bewegt, und eine Synchronisierung der Kontrolle und der Produktion ist nicht erforderlich. Dies ist vorteilhaft für ein Kontrollsystem, da das Kontrollsystem eine klare bzw. offene Sicht auf die Behälter erfordert, die frei von Behinderung durch Handhabungseinrichtungen, Förderschienen oder anderen Strukturen ist, welche einen Defekt verschleiern könnten. Die Inspektionsstation hat verschiedene bzw. gesonderte Handhabungsvorrichtungen, die spezifisch für Inspektionsschritte adaptiert sind. Beispielsweise kann die Handhabungsvorrichtung derart ausgebildet sein, um jede Flasche während des Kontrollzyklus zu ergreifen und zu rotieren, um sicherzustellen, daß jede Seitenwand einer Kontrolle präsentiert wird. Auf der anderen Seite kann der Mechanismus, der mit einem Inspektionsschritt assoziiert ist, wie einem Rotieren der Flasche, mit einem anderen Schritt nicht zusammenpassend sein, wie einem Überprüfen der Dichtoberfläche oder der Gewinde. Daher tendiert ein umfassendes Kontrollsystem dazu, relativ komplex zu werden.
Es wäre wünschenswert, ein Kontrollsystem in eine Behälter- Herstellungseinrichtung zu integrieren, um das Erfordernis für zusätzliche Handhabungseinrichtungen, wie Förderer und andere zugehörige Einrichtungen, zu eliminieren. Die vorliegende Erfindung zielt darauf ab, Kontrollschritte in Herstellungsschritte zu integrieren, insbesondere bei dem Blasformen von Polyethylenterephthalat-Getränkebehältern und dgl., um defekte Behälter während ihrer Herstellung und Handhabung so früh wie möglich zu identifizieren und auszuscheiden, und indem die Behälter kontrolliert werden, wenn die Herstellungseinrichtung die Behälter geeignet für bestimmte Kontrollschritte ausrichtet. Indem das Kontrollsystem eng in die Behälter-Herstellungseinrichtung (z. B. die Formeinrichtung) und mit der Zuführ- und Austragsvorrichtung integriert ist, welche bereits mit der Herstellungseinrichtung synchron sind, sind darüber hinaus die vorhergehende Fähigkeit einer Korrelation von Auswahlergebnissen und selbst von spezifischen Arten von Effekten zu speziellen Stationen, welche jeden Behälter herstellt, stark erhöht.
Aus US-A 3,923,158 ist ein Verfahren zum Kontrollieren von Behältern in einem Herstellungssystem bekannt, in welchem eine optische Kontrolle durch ein Kontrollsystem ausgeführt wird, welches entlang des Transportwegs zwischen dem Formmittel und dem Austragsmittel angeordnet ist, wobei das Kontrollsystem arbeitet, Licht von wenigstens einem Teil des Behälters einzufangen, wobei die detektierten Signale einem Computer zur Auswertung zugeführt werden.
Gemäß dem Verfahren der US-A 3,923,158 vergibt jede Form eine individuelle Formzahl den Behältern, die sie produziert an, welche Formzahl in dem Kontrollverfahren gelesen wird. Die Formzahl ist wesentlich für den Computer, um fähig zu sein, den Ursprung von eventuellen Fehlern der Behälter herauszufinden.

Zusammenfassung der Erfindung

Es ist das Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Behälter- Kontrollverfahren zur Verwendung in einem Herstellungssystem für Behälter zur Verfügung zu stellen, durch welches es möglich ist, als einen Grund für Qualitätsdefekte der hergestellten Behälter nicht nur die Form, in welcher sie geformt werden, sondern auch andere Stufen des Herstellungsverfahrens festzulegen.
Dieses Ziel wird durch ein Behälter-Kontrollverfahren, das die in Anspruch 1 geoffenbarten Merkmale aufweist, erfüllt. Bevorzugte Ausbildungen sind in den abhängigen Unteransprüchen definiert.
Das Ziel wird durch ein Videokontrollsystem gelöst, welches das erfindungsgemäße Verfahren ausführt, das im Zusammenhang mit einer Mehrstationenform- und -fördervorrichtung, wie einem Blasformer für die Polyethylenterephthalat PET- oder PEN-Behälterherstellung, und anderen derartigen Formvorrichtungen, umfassend eine Anzahl von Herstellungs- und/oder Handhabungsstationen verwendet wird. Das Kontrollsystem ist eng bzw. direkt in die Herstellungsmaschine integriert und insbesondere ist es dort angeordnet, wo die Handhabungseinrichtung aufeinanderfolgende Behälter für ein Abbilden in entsprechenden Kontrollbereichen zur Verfügung stellt. Ein Dichtoberflächen-Kontrollmodul (SSI), ein Basis/Halsfalten-Inspektionsmodul (BNF) und ein Endmaßkontrollmodul (FGI) sind in bestehende Flaschenherstellungseinrichtungen integriert, so daß das Kontrollsystem darauf gerichtet ist, die vorbeilaufenden Flaschen zu betrachten. Die Basis/Halsfalte überprüft den unteren Bereich der Flaschen im Aufriß und in der Draufsicht unter dem vorbestimmten Orientierungs- bzw. Ausrichtungswinkel der Flaschen an» ihre Längsachsen, die von dem Formhohlraum zu dem Inspektionssystem beibehalten wird, um die Falten in den Böden der Flaschen zu überprüfen. Das Dichtoberflächenmodul überprüft die Oberfläche, die mit einer Kappe abzudichten ist, in einer axialen Kontrollansicht. Das Endvolumeninspektionsmodul überprüft die Windungen und den angeflanschten Hals.
Das Kontrollsystem, das das erfindungsgemäße Verfahren ausführt, weist Inspektions- bzw. Kontrollköpfe auf, die passiv angeordnet sind, um verschiedene Punkte entlang einer Behälterherstellungssequenz zu umfassen. Das Dichtoberflächeninspektionsmodul (SSI) überprüft in reflexionsartiger Weise die letzte bzw. oberste Behälterdichtoberfläche. Das Basis/Halsfalten-Inspektionsmodul (BNF) bildet einen Tunneldurchgang, um den unteren Bereich eines fertiggestellten Containers bzw. Behälters entlang und quer zu einer Längsachse des Behälters zu überprüfen. Das BNF-Modul kann angeordnet sein, wo Vorformlinge und geformte Flaschen einander an einem Berührungspunkt zwischen einer Übertragungsvorrichtung zum Beladen einer Formvorrichtung mit Vorformlingen und einer Übertragungseinrichtung zum Entladen von fertiggestellten Behältern aus der Formvorrichtung passieren, so daß sowohl die Vorformlinge als auch die Behälter durch den Tunneldurchgang hindurchtreten. Das BNF-Modul ist synchronisiert, um wenigstens eine Ansicht der Behälter zwischen zwei benachbarten Vorformlingen aufzunehmen. Das Endbearbeitungsinspektionsmodul (FGI) inspiziert bzw. überprüft die Windungen und kann auf einem Sternradaustragsförderer angeordnet sein. Ein Prozessor, der mit den Kontrollvorrichtungen und Sensoren gekoppelt ist, die betätigbar sind, um die Kontrolle mit der Arbeitsweise der Formvorrichtung und der Transportvorrichtungen zu synchronisieren, koordiniert die Arbeitsweise der Kontrollköpfe und startet die Tätigkeit eines Zurückweisungsmechanismus, um Behälter, die als defekt befunden wurden, auszutragen bzw. auszusondern. Darüber hinaus kann der Prozessor die Ergebnisse der Kontrolle mit den speziellen, mehreren Stationen zum gesonderten Überwachen der Arbeitsweise von individuellen Formhohlräumen, Übertragungsmechanismen und dgl. korrelieren.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

In den Zeichnungen sind bestimmte, exemplarische Ausbildungen der Erfindung, wie sie gegenwärtig bevorzugt ist, dargestellt. Es sollte verstanden werden, daß die Erfindung nicht auf die als Beispiele geoffenbarten Ausbildungen beschränkt ist und zu einer Variation innerhalb des Rahmens der anhängigen Ansprüche fähig ist. In den Zeichnungen
ist Fig. 1 eine schematische Ansicht des Inspektions- bzw. Kontrollsystems zur Ausführung des Verfahrens der Erfindung, das in einem Behälter-Herstellungssystem mit mehreren Handhabungsschritten integriert ist, welches spezifisch als eine Behälterblasformvorrichtung gezeigt ist,
ist Fig. 2 eine isometrische Ansicht, die ein Dichtoberflächen-Inspektionsmodul in Übereinstimmung mit der Erfindung zeigt, das adaptiert ist, um eine Dichtendoberfläche von hergestellten Behältern zu überprüfen,
ist Fig. 3 eine Vorderansicht des Dichtoberflächen-Inspektionsmoduls bzw. -Kontrollmoduls,
ist Fig. 4 eine Draufsicht, die den Bereich eines Basis/Halsfalten-Kontrollmoduls zeigt, das verwendet wird, um die unteren Bereiche eines Behälters in Übereinstimmung mit der Erfindung zu überprüfen,
ist Fig. 5 eine Vorderansicht des unteren Basis/Halsfalten-Inspektionsmoduls,
ist Fig. 6 eine Seitenansicht des unteren Basis/Halsfalten-Kontrollmoduls,
ist Fig. 7 eine isometrische Ansicht des unteren Basis/Halsfalten-Kontrollmoduls,
ist Fig. 8 eine Draufsicht auf das obere Basis/Halsfalten- Kontrollmodul in Übereinstimmung mit der Erfindung,
ist Fig. 9 eine Vorderansicht des oberen Basis/Halsfalten- Inspektionsmoduls,
ist Fig. 10 eine Seitenansicht des oberen Basis/Halsfalten-Kontrollmoduls,
ist Fig. 11 eine isometrische Ansicht des oberen Basis/Halsfalten-Kontrollmoduls,
ist Fig. 12 eine isometrische Ansicht des Endmaß-Inspektions- bzw. -Kontrollmoduls in Übereinstimmung mit der Erfindung,
ist Fig. 13 eine Vorderansicht des Endmaß-Kontrollmoduls, wobei die vordere Abdeckung weggeschnitten ist,
ist Fig. 14 eine isometrische Ansicht, die erste und zweite Übertragungsarme zeigt, die angeordnet sind, um Behälter durch Produktionsschritte zu führen,
ist Fig. 15 eine isometrische Ansicht der ersten und zweiten Übertragungsarme, wobei das Basis/Halsfalten-Kontrollmodul in Übereinstimmung mit der Erfindung installiert ist,
ist Fig. 16 eine teilweise isometrische Ansicht der ersten und zweiten Übertragungsarme, wobei das Basis/Halsfalten- und das Dichtoberflächen-Kontrollmodul in Übereinstimmung mit der Erfindung angeordnet sind,
ist Fig. 17 eine Draufsicht eines Synchronisiersensorrings und -zahnrads in Übereinstimmung mit der Erfindung,
ist Fig. 18 eine Vorderansicht des Sensorrings und -zahnrads,
ist Fig. 19 eine isometrische Ansicht des Sensorrings und -zahnrad.

Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausbildungen

Indem auf Fig. 1 Bezug genommen wurde, ist das Kontrollsystem, das das Verfahren der Erfindung ausführt, schematisch in eine operative Flaschenherstellungsvorrichtung integriert. Spezifisch ist die Erfindung in eine SIDEL® SBO 24/24 Blasformmaschine eingebaut gezeigt. Diese Art von Herstellungseinrichtung ist ein "Dehnblasformer"-Typ und ist für die Herstellung von PET- oder PEN-Flaschen geeignet. Es wird dem Fachmann in der Technik offensichtlich sein, daß die Erfindung auch auf andere Arten und Marken von Flaschenherstellungseinrichtungen anwendbar ist.
Das Herstellungsverfahren beginnt mit einem Vorformling 2, der im wesentlichen aus einem teilweise geformten PET/PEN- (Kunststoff-)Rohling besteht, welcher spritzgegossen ist, um einen Hals mit einem im wesentlichen davon abhängenden, jedoch nicht expandierten Körper auszubilden, und dann blasgeformt wird, um den Körper des Behälters, z. B. eine Getränkeflasche oder dgl., zu formen. Der Vorformling hat eine obere Dichtoberfläche, einen Gewindebereich und einen Supportflansch, welcher während des Verfahrens eines Blasformens des Körperbereichs in einer aus einer Mehrzahl von wiederholt betätigten Formhohlräumen in einer Karussell- Formeinrichtung, die durch eine Vorformlings-Übertragungsvorrichtung 20 beschickt wird und durch eine Übertragungsvorrichtung 60 für geformte Behälter entladen wird, intakt bleibt. Der untere Bereich des Vorformlings, welcher der Behälterkörper wird, ist proberohrartig geformt und besteht aus ausreichend Kunststoffmaterial, um expandiert werden, um die Seitenwände und die Basis der Flasche auszubilden, wenn der Vorformling bis zum Erweichen erhitzt wird und innerhalb des belüfteten Formhohlraums unter Druck gesetzt wird, so daß sich der Behälterkörper auf die gewünschte Form expandiert bzw. aufweitet.
Die Vorformlinge werden auf ein Wärmekonditionierrad 10 geladen, welches eine Mehrzahl von Spindeln aufweist, die betätigbar sind, um die Vorformlinge aufzunehmen. Das Wärmekonditionierrad bewegt die Spindeln, welche eine Mehrzahl von Heizelementen passiert haben, welche den Vorformling auf eine Erweichungstemperatur bei der Vorbereitung für das Blasformen des Körperbereichs der Flasche erhitzen bzw. erwärmen. Ein erster Transfer- bzw. Übertragungsarm 20 (die Vorformlings-Übertragungsvorrichtung) entfernt die erhitzten Vorformlinge und führt sie zu der Blasformvorrichtung 30, d. h. zu dem nächsten verfügbaren Hohlraum. Die Blasformeinrichtung 30 ist karussellförmig und weist eine Mehrzahl von flaschenförmigen Hohlräumen (nicht dargestellt) auf, die durch Oberflächen definiert sind, welche durch gekühltes Wasser oder dgl. gekühlt werden. Eine oder mehrere Blasdüsen (nicht dargestellt) sind eingefügt und setzen das Innenvolumen der erweichten Vorformlinge, wenn sie in den Formhohlräumen angeordnet sind, unter Druck. Die Hohlräume sind so geformt, um die äußere Form der fertiggestellten Flaschen zu definieren. Die SIDEL® SBO 24/24 ist betätigbar, um Flaschen von 1/4 bis 21 Volumen zu formen.
Der erste Übertragungsarm ordnet den Vorformling in einem aus der Mehrzahl von Hohlräumen an. Die Blasdüse wird dann mit der offenen Oberseite oder dem Hals des erhitzten Vorformlings in Eingriff gebracht und Druckluft wird durch die Blasdüse eingebracht, um den Vorformling in dem Hohlraum aufzublasen. Der Vorformling wird aufgeblasen, bis der erhitzte und erweichte Kunststoff in Kontakt mit den gekühlten Wänden des Hohlraums gelangt. Der Kunststoff kühlt schnell ab und erhärtet, wodurch eine Flasche 4 mit einer oberen Dichtoberfläche, einem Gewindebereich und einem Supportflansch, einem Hals, der mit einer Öffnung ausgebildet ist, einem Körper und einer Basis gebildet bzw. geformt wird. Die Flasche kann mit Falten in dem Boden geformt werden, z. B. in bekannter Petaloidform.
Das Hitzekonditionierrad 10, die Übertragungsarme 20, 60 und die Formvorrichtung 30 arbeiten alle seriell und synchron, wie dies notwendig ist, um die Behälter zwischen diesen hindurchlaufen zu lassen. Daher existiert eine zuverlässige Beziehung zwischen den Flaschen und der speziellen Übertragungsstation und Formstation, welche die Behälter durchschritten haben. Zusätzlich ist die Rotationsausrichtung der Flasche um ihre Achse nach dem Verlassen der Formvorrichtung, insbesondere die Ausrichtung der Falten und anderer, nicht-kreisförmiger Merkmale eine Funktion der Ausrichtung der Formhohlräume. Während das Verfahren für alle hergestellten Behälter wiederholt wird, werden die Behälter mit einem bekannten Rotationswinkel nach dem Austreten aus der Blasformvorrichtung zu dem zweiten Übertragungsarm 60 (siehe Fig. 1) orientiert und befinden sich in einer bekannten Reihenfolge. Die Handhabungseinrichtung behält notwendigerweise die Reihenfolge und vorzugsweise auch den Rotationswinkel bei, während die Behälter in einer Weise ergriffen werden, die es erlaubt, daß die Behälter der Kontrollvorrichtung präsentiert werden.
Für diesen Zweck wird jeder Behälter aus dem Hohlraum durch einen zweiten Übertragungsarm 60 entfernt, welcher den Behälter zu einem ersten Verteilermechanismus (oder Rückweisearm) 45 führt, welcher kontrollierbar bzw. steuerbar ausgewählte Behälter ablenken bzw. ausscheiden kann oder es den Behältern ermöglicht, daß sie zu einem Austragssternrad 90 transferiert werden. Das Austragssternrad 90 transportiert die Behälter, die einen zweiten Ablenkmechanismus (oder Zurückweisungsarm) 80 durchschritten haben, welcher in steuerbarer bzw. regelbarer Weise ausgewählte Behälter ablenken kann oder es ihnen erlauben kann, zu anderen Mitteln (die nicht dargestellt sind) weiterzugehen, wo die Behälter für eine weitere Verpackung usw. bearbeitet werden können.
Ein Dichtoberflächen-Kontrollmodul (SSI) 40 ist direkt entlang des normalen Herstellungswegs der SIDEL® SBO 24/24 Blasformeinrichtung angeordnet. Das Dichtoberflächen-Inspektionsmodul ist betätigbar, um die obere Dichtoberfläche der Flasche zu beleuchten und abzubilden. Dieses Bild ist im wesentlichen ein ringförmiges Bild (d. h. es hängt nicht von dem Rotationswinkel des Behälters um seine Achse ab).
Ein Basis/Halsfalten-Kontrollmodul (BNF) 50 ist auch direkt mit dem normalen Herstellungsweg der SIDEL® SBO 24/24 Blasformeinrichtung entlang eines Wegs von dem Blasformhohlraum gekoppelt, worin die Ausrichtung der Behälter, da sie auf den Übertragungsarmen geführt werden, bekannt bleibt. Das Basis/Halsfalten-Kontrollmodul 50 ist betätigbar, um die Basis der Flasche und den Halsbereich in bezug auf verschiedene Defekte zu inspizieren. Während die Ausrichtung der Behälter bekannt ist, kann das BNF-Modul ausgerichtett werden, um die Behälter in einer vorbestimmten Ausrichtung bzw. Orientierung relativ zu den Falten des Bodens zu betrachten oder möglicherweise unter einer Mehrzahl von bekannten Ausrichtungen zu betrachten.
Ein Endmaß- bzw. Endvolums-Kontrollmodul (FGI) 70 ist auch direkt in den normalen Herstellungsweg der SIDEL® SBO 24/24 Blasformeinrichtung gekoppelt. Das Endvolums-Kontrollmodul kontrolliert den Gewindebereich der Flasche in bezug auf verschiedene Defekte. Die Endvolumskontrolle der Behälter kann eine Drehung der Behälter um ihre Achsen zum Betrachten der Gewinde rund um den Hals umfassen. Jedoch ist durch diesen Punkt die Ausrichtung der Bodenfalten nicht länger wichtig, da sie bereits kontrolliert wurden.
Fig. 2 bis 13 zeigen spezielle Anordnungen für die entsprechenden Inspektions- bzw. Kontrollköpfe und Fig. 14 und 15 zeigen die mechanischen Übertragungsarmstrukturen, welche die Ausrichtung der Behälter aufrecht erhalten.
Wie dies in Fig. 2 und 3 gezeigt ist, weist das Dichtoberflächen-Kontrollmodul (SSI) eine Lichtquelle 100 auf, welche Licht unter einem Einfallswinkel zu der oberen Dichtoberfläche der Flasche 4 richtet, welche Dichtoberfläche vorzugsweise glatt und flach ist, wie dies erforderlich ist, um eine vollständige Dichtung mit einem Deckel bzw. einer Kappe (nicht dargestellt) auszuführen, wenn die Flasche später befüllt wird. Eine Kamera 110 ist in entsprechender Weise auf die obere Dichtoberfläche der Flasche, vorzugsweise gegenüber der Lichtquelle und unter demselben relativen Winkel gerichtet. Die Kamera 110 nimmt ein Bild auf, das von dem von der oberen Dichtoberfläche reflektierten Licht reflektiert wird. Die Kamera 110 kann eine ladungsgekoppelte Schaltungsmatrix (CCD), geeignete Optiken, um das Bild auf die Matrix zu fokussieren, und eine Digitalisier- und Steuer- bzw. -Regeleinrichtung umfassen, um ein Bild aufzunehmen, z. B. Digitalisieren des Bilds als eine Matrix von Bildpunktdaten, welche in bezug auf das erwartete Bild einer guten Dichtoberfläche analysiert werden können.
Eine nicht-defekte, obere Dichtoberfläche definiert einen glatten und nicht-unterbrochenen, ringförmigen Ring. Reflektiertes Licht von einer nicht-defekten, oberen Dichtoberfläche ist gleichmäßig dahingehend, daß die Amplitude des reflektierten Lichts dieselbe ist, unabhängig davon, welcher Bereich der oberen Dichtoberfläche abgebildet ist. Defekte in der oberen Dichtoberfläche bewirken, daß das Licht von der Lichtquelle 100 lokal reflektiert oder gebrochen wird oder in anderer Weise gestreut wird, so daß die Kamera 110 einen Anstieg oder Abfall in der Lichtamplitude im Vergleich mit einer nicht-defekten, oberen Dichtoberfläche erhält. Zusätzlich kann für ein Testen einer glatten Dichtoberfläche (wie dies durch ein gleichförmiges, ringförmiges Ringbild dargestellt ist) das Bild in bezug auf einen maximalen/minimalen Durchmesser, Abweichungen von der runden Form und dgl. überprüft werden.
Die Sammlung eines Bilds durch das SSI-Modul wird vorzugsweise durch einen Sensorring, der eine Mehrzahl von kapazitiven Annäherungsdetektoren aufweist, ausgelöst, welche abtasten bzw. erfassen, wenn bekannt ist, daß der Behälter sich in der geeigneten Position befindet, wie dies durch den Phasenwinkel der Maschine als ein Ganzes angedeutet ist, wie dies unten diskutiert werden wird. Alternativ kann das SSI-Modul durch ein Lampen/Fotozellen-Paar (nicht dargestellt) gestartet werden, dessen Strahlenweg durch den Behälter oder durch den Übertragungsarm unterbrochen wird. Alternativ können andere Winkelcodiermittel, wie Grenzwertschalter oder dgl., die Bildsammlung zu der Position des Übertragungsarms und des Behälters darin synchronisieren.
Das Basis/Hals-Falten-Kontrollmodul (BNF) 50 ist als nächstes entlang des Behälterwegs an einer Position positioniert, worin die Behälter durch die Übertragungsarme in Eingriff gehalten bleibt. BNF 50 hat ein unteres Modul 52 (Fig. 7) und ein oberes Modul 54 (Fig. 11), die allgemein einen Tunnel ausbilden, jedoch ein Spiel für den Greifmechanismus der Übertragungsarme 20, 60 erlauben. Das untere Modul ist in Fig. 4 bis 7 gezeigt. Das untere Modul ist allgemein U-förmig und weist einen ersten und zweiten Schenkel 120, 130 auf, welche sich in der aufwärts gerichteten Richtung verbunden durch einen zentralen Jochabschnitt 140 erstrecken. Das untere Modul 52 hat auch eine Montageplatte 230, welche mit einer Mehrzahl von Montagelöchern ausgebildet ist, wodurch das Inspektions- bzw. Kontrollmodul angeordnet werden kann, um Behälter, die entlang des Wegs der Übertragungsarme passieren, zu kontrollieren. Allgemein ist das BNF-Modul ähnlich dem SSI-Modul angeordnet, um die Behälter zu betrachten, ohne in Durchgang der Behälter entlang des Wegs, der durch die Produktionsvorrichtung definiert ist, einzugreifen.
Fig. 5 ist eine schematische Darstellung der inneren Konstruktion eines unteren Moduls 52 des BNF-Moduls 50. Der erste Schenkel 120 hat eine Öffnung, durch welche Licht hindurchtreten kann, die durch eine erste Glasplatte 150 abgedeckt ist. Die Glasplatte kann klar oder diffus sein, um eine gleichmäßige Hinterleuchtung zur Verfügung zu stellen. Ein erster Spiegel 160 und eine erste Lichtquelle 200 sind derart positioniert, daß Licht von der ersten Lichtquelle durch den ersten Spiegel 160 reflektiert wird und durch die erste Glasplatte 150 hindurchtritt. Der erste Spiegel 160 ist bei einem Winkel von 45º festgelegt, so daß sich reflektiertes Licht entlang der Sichtlinie 165 zwischen den zwei Schenkeln 120, 130 bewegt, wie dies durch gepunktete Linien dargestellt bzw. gezeigt ist.
Der zweite Schenkel hat eine Öffnung, durch welche Licht entlang der Sichtlinie 165 (siehe Fig. 5) hindurchtreten kann. Eine Kamera 170 ist angeordnet, um ein Bild aufzunehmen, welches von einem zweiten Spiegel 190 reflektiert wird. Der zweite Spiegel 190 ist ebenfalls unter einem Winkel von 45º festgelegt, so daß die Kamera ein Bild von dem Bereich zwischen den Schenkeln 120, 130 entlang der Sichtlinie 165 erhält. Die Position der Sichtlinie ist derart, daß, wenn eine Flasche zwischen den zwei Schenkeln angeordnet ist, die Sichtlinie durch den oberen Bereich der Flasche benachbart dem Hals hindurchtritt. Die Kamera 170 erhält ein Bild, das den Außenumfang bzw. die Kontur des Behälters und (für durchsichtige Behälter) eine Durchsicht durch die Seitenwände darstellt.
Eine zweite Lichtquelle 210 ist in dem zentralen Jochbereich 140 angeordnet und richtet Licht auf einen dritten Spiegel 215. Der dritte Spiegel ist unter 45º so festgelegt, daß Licht durch eine Öffnung in der oberen Platte 142 des zentralen Jochabschnitts gerichtet ist. Die Öffnung in dem zentralen Jochabschnitt ist in analoger Weise durch eine zweite Glasplatte 220 abgedeckt, welche durchsichtig oder diffus sein kann. Licht von der zweiten Lichtquellet bewegt sich in der nach oben gerichteten Richtung parallel zu den zwei Schenkeln und tritt durch das Material der Flasche hindurch. Dieses Licht tendiert dazu, Merkmale bzw. Gegenstände, welche unter anderen Winkeln als die zuerst beleuchteten Merkmale geneigt sind, entlang der Sichtlinie 165 zu beleuchten. In jedem Fall stellt die Flasche ein Bild zur Verfügung, welches in bezug auf Kontrastmerkmale in bestimmten Bereichen überprüft werden kann und mit einem Standardbild einer "guten" Flasche, wie es in dem Speicher gespeichert ist, oder in den Bildanalyseprozessen verglichen werden kann, die an einem Bild, das durch die Kamera aufgenommen ist, ausgeführt werden.
In einer alternativen Ausbildung wird der dritte Spiegel 215 nicht verwendet und die zweite Lichtquelle ist direkt unter der zweiten Glasplatte 220 angeordnet, so daß Licht in einer nach oben gerichteten Richtung parallel zu den zwei Schenkeln verläuft und in das Material der Flasche eintritt.
Fig. 8-11 zeigen eine bevorzugte Ausbildung des oberen Moduls 54 des BNF-Moduls 50. Das obere Modul 54 hat einen allgemein rechteckigen Körper 240 und eine Montageplatte 250. Fig. 8 zeigt eine Ansicht des oberen Moduls, wobei die vordere Abdeckung entfernt ist. Der rechteckige Körper weist eine Öffnung in dem Boden auf, die mit einer Glasplatte 260 abgedeckt ist. Eine Kamera 270 ist innerhalb des rechteckigen Körpers derart angeordnet, daß die Kamera Bilder von Gegenständen direkt unter dem oberen Modul entlang der Sichtlinie 275, die durch eine gepunktete Linie in Fig. 9 gezeigt ist, erhalten kann und Licht, das nach oben von dem unteren Modul 52 passiert, sammelt. Das obere Modul sammelt derart ein Draufsichtsbild der Flasche oder eines anderen Behälters, und wie bei dem Aufrißbild kann das Draufsichtsbild analysiert und mit verschiedenen, gespeicherten Standards verglichen werden, wobei "gute" und "schlechte" Flaschen voneinander unterschieden werden.
Fig. 15 zeigt das Montageverhältnis der oberen und unteren Module 52, 54 in bezug auf einen ersten und zweiten Übertragungsarm 20, 60. Der erste und zweite Übertragungsarm sind in vereinfachter Form mit nur einem einzigen Armelement 22, 62, die aneinander angelenkt gezeigt sind, gezeigt. Indem auf Fig. 14 Bezug genommen wird, kann gesehen werden, daß der erste und zweite Übertragungsarm tatsächlich eine Mehrzahl von Armelementen 22, 62 in winkelmäßig beabstandeten Positionen besitzen, so daß aufeinanderfolgende Behälter entlang eines identen Wegs durch die Kontrollvorrichtung in einer regelmäßigen, gleichmäßig beabstandeten Folge hindurchtreten. Der erste und zweite Übertragungsarm 20, 60 sind mit Achsen 24 bzw. 64 derart verbunden, daß die Übertragungsarme betätigbar sind, um um die Achsen zu rotieren.
Indem kurz auf Fig. 1 Bezug genommen wird, sind der erste und zweite Übertragungsarm 20, 60 derart positioniert, daß Vorformlinge 2 und neu geformte Flaschen 4 in naher Nachbarschaft und in phasenverschobenem Verhältnis hindurchtreten. Es ist nicht genügend Raum vorhanden, um die Flaschen allein entlang einer radialen bzw. gekrümmten Linie relativ zu dem Übertragungsarm 60 zu sehen, da die geformten Flaschen unmittelbar benachbart den Vorformlingen hindurchtreten. Jedoch halten die zwei Übertragungsarme 60, 20 notwendigerweise ein stabiles Phasenverhältnis ein, da sie beide mit der Formvorrichtung 30 wechselwirken bzw. zusammenwirken. Dementsprechend sind die ersten und zweiten Schenkel 120, 130 des BNF-Moduls 50 ausreichend beabstandet, um sowohl den Flaschen als auch den Vorformlingen zu erlauben, zwischen diesen durchzutreten. Das BNF-Modul ist in bezug auf die Position einer Flasche synchronisiert (und somit auch auf den Vorformling). Nur Flaschen, nicht Vorformlinge werden durch das BNF-Modul inspiziert. Eine geeignete Synchronisierung des BNF-Moduls in bezug auf die Position einer Flasche, die zu inspizieren ist, wird bevorzugt durch einen Sensorring, der auf ein Zahnrad oder ein Getriebe anspricht, das an den Rotationsantrieb von einem oder beiden der Übertragungsarme 60, 20 gekoppelt ist, getriggert bzw. ausgelöst, z. B. der eine Mehrzahl von kapazitiven Annäherungsdetektoren aufweist, welche abtasten, wenn sich der Behälter in der geeigneten Position, wie dies unten diskutiert wird, befindet. Alternativ kann das BNF-Modul durch ein Lampen/Fotozellen-Paar (nicht dargestellt) getriggert werden, dessen Strahlweg durch den Behälter oder die Übertragungsarmelemente unterbrochen ist. Alternativ können andere Winkelcodiermittel, wie Grenzwertschalter oder dgl., die Bildsammlung bzw. -aufnahme zu der Position des Übertragungsarms und des Behälters darin synchronisieren. Ein Bild wird aufgenommen, wenn jeder vorbeilaufende Behälter in einer Position frei von einem passierenden Vorformling ist.
Indem nun in Fig. 15 zurückgegangen wird, wird ein unteres Modul 52 an die Basisplatte 300 zwischen den zwei Übertragungsarmen gekoppelt. Das obere Modul 54 ist über dem unteren Modul mittels nicht gezeigter Mittel festgelegt. Das obere Modul ist derart festgelegt, daß die Kamera 270 direkt über der zweiten Lichtquelle 210 in dem zentralen Jochabschnitt 140 des unteren Moduls angeordnet ist. Licht von der zweiten Lichtquelle tritt in der nach oben gerichteten Richtung zusammenfallend mit der Sichtlinie 275 durch. Dementsprechend ist der BNF-Inspektionskopf grundsätzlich so montiert, um die vorbeilaufenden Flaschen und Vorformlinge aufzuzeichnen, ohne in irgendeiner Weise mit dem Transport der Flaschen oder Vorformlinge wechselzuwirken. Während der zweite Übertragungsarm Flaschen aus der Formvorrichtung entnimmt und die Flaschen hält, während er sie entlang führt, wird jede Flasche in derselben Ausrichtung dem Kontrollsystem präsentiert.
Fig. 13 zeigt eine Ansicht des Endmaß- bzw. Endvolums-Inspektionsmoduls (FGI), wobei die vordere Abdeckung entfernt ist. Das Endvolums-Inspektionsmodul hat ein U-förmiges Chassis 280 mit einem ersten und einem zweiten Schenkel 290, 310, welche sich nach unten erstrecken und durch einen zentralen Jochabschnitt 320 miteinander verbunden sind.
Der erste Schenkel 290 weist eine Öffnung auf, durch welche Licht hindurchtreten kann, die durch eine klare bzw. durchsichtige Glasplatte 330 abgedeckt ist, einen ersten Spiegel 340 und eine Kamera 350, die positioniert ist, um ein Bild zu erhalten, welches mittels dem ersten Spiegel 340 reflektiert wird. Der erste Spiegel 340 ist unter 45º festgelegt, so daß die Kamera ein Bild von den Bereich zwischen den zwei Schenkeln 290, 310 entlang der Sichtlinie 355 erhält bzw. empfängt, wie dies durch gepunktete Linien dargestellt ist.
Der zweite Schenkel weist eine Öffnung auf, durch welche Licht entlang der Sichtlinie 355 durchtreten kann. Eine Lichtquelle 360 zielt auf einen zweiten Spiegel 370 derart ab, daß Licht von der Lichtquelle auf den zweiten Spiegel auftrifft und entlang der Sichtlinie 355 hindurchtritt. Wie in den obigen Ausbildungen kann eine diffuse bzw. getrübte Platte angewandt werden, um eine gleichmäßige Hinterleuchtung auf der Beleuchtungsseite zur Verfügung zu stellen, und auf der Sichtseite ist jede Abdeckplatte durchsichtig bzw. klar. Luftvorhangsmittel (nicht dargestellt) können zur Verfügung gestellt sein, um das Aufbauen bzw. Ablagern von Staub auf entweder einer oder beiden Seiten zu reduzieren.
Die Position der Sichtlinie ist derart orientiert, daß, wenn eine Flaschen zwischen den zwei Schenkeln angeordnet ist, die Sichtlinie durch die Flasche hindurchtritt oder durch die Flasche reflektiert wird, was einen Kontur- bzw. Umfangskontrast zur Verfügung stellt, welcher unter Verwendung von kantenverstärkenden Bildverarbeitungsroutinen analysiert werden kann. Die Bildmerkmale werden auch durch den Kontrast aufgrund von Änderungen in der Oberflächenkonfiguration der Flasche aufgrund von entweder topografischen bzw. Oberflächenmerkmalen, wie Gewinden, oder Defekten in dem ansonsten im wesentlichen klaren PET/PEN-Material charakterisiert.
Die oben diskutierten SSI- und BNF-Module stellen eine Draufsicht auf die Dichtkante und im wesentlichen axiale und transversale Ansichten der Flasche zur Verfügung. Sofern eine weitere Außenansicht der Flasche ebenfalls für die Entscheidung über Akzeptanz oder Zurückweisung nützlich ist, kann ein Endvolums-Inspektions- bzw. -Kontrollmodul (FGI) angewandt werden. In kg. 1 sind die SSI- und BNF-Module in dem Bereich des zweiten Übertragungsarms 60 angeordnet, wo die Drehausrichtung der Flasche in Abhängigkeit davon bekannt ist, wie sie gerade den Blasformer 30 verlassen hat. Daher werden Messungen, die aus rotationspositionierten Merkmalen, wie der Falte im Boden einer Petaloid- PET/PEN-Flasche genommen werden, ebenfalls vorteilhafterweise hier gesammelt. Das Endmaß- bzw. Endvolums-Kontrollmodul 70, wie dies in Fig. 1 gezeigt ist, kann für Messungen verwendet werden, die nicht rotationsspezifisch sind, wie den Außendurchmesser der Flaschen über den Falten der Basis, die Gesamthöhe und dgl. Obwohl die Ausrichtung der Flaschen im wesentlichen aufgrund der wiederholbaren Tätigkeit des Eingriffsmechanismus des zweiten Übertragungsarms 60 und des Austrittssternrads 90 wiederholbar sind, werden Messungen, die gegenüber Flaschenrotationswinkeln empfindlich sind, am besten stromaufwärts entlang der Förderwegs durchgeführt. Das FGI-Modul kann eine Struktur vergleichbar zu derjenigen des BNF-Moduls haben, wobei es jedoch dimensioniert und positioniert ist, um ein Bild aufzunehmen, das die gewünschte Feldweite aufweist. Das Austrittssternrad 90 hält die Flaschen durch den Körper, wie sie gegenüberliegend zu den individuellen Armmitteln des ersten und zweiten Übertragungsarmes sind, welche die Flasche um den Halsbereich ergreifen. Das FGI ist vorzugsweise an dem Austrittssternrad positioniert, so daß der Halsbereich der Flasche nicht durch die individuellen Armmittel behindert ist.
Eine geeignete Synchronisation des FGI-Moduls in bezug auf die Positionierung einer Flasche, die zu inspizieren ist, ist vorzugsweise durch einen Sensorring, der eine Mehrzahl von kapazitiven Annäherungsdetektoren besitzt, getriggert, welche abtasten, wenn sich der Behälter in der geeigneten Position befindet, wie dies unten diskutiert ist. Alternativ kann das BNF-Modul durch ein Lampen/Fotozellen-Paar (nicht dargestellt) getriggert werden, dessen Strahlweg durch den Behälter oder durch das Austrittssternrad unterbrochen wird. Alternativ können andere Winkelcodiermittel, wie Grenzwertschalter oder dgl. die Bildsammlung bzw. - aufnahme mit der Position des Übertragungsarms und des Behälters darin synchronisieren.
Die durch SSI, BNF und FGI gesammelten, entsprechenden Bilder bzw. Rahmen werden durch einen Steuer- bzw. Regelprozessor (nicht dargestellt) mit derselben Flasche in Zusammenhang gebracht, was es erfordert, daß entweder die Bilder für mehrere Flaschen gespeichert werden, oder daß die Verarbeitungs- bzw. Prozeßergebnisse für spezielle Bilder (insbesondere ihre Akzeptanz/Zurückweisungs-Ergebnisse im Vergleich mit gespeicherten Kriterien) gespeichert werden, während die Flaschen sich vorwärts bewegen. Der Ablenk- bzw. Austragsmechanismus 45 wird betätigt oder nicht, um ausgewählte Flaschen von zurückgewiesenen zu unterscheiden, basierend auf den Akzeptanz/Zurückweisungs-Ergebnissen von dem SSI und/oder nur BNF. Der Austragsmechanismus 80 wird betätigt oder nicht betätigt, um ausgewählte Flaschen von zurückgewiesenen zu unterscheiden, basierend auf den Akzeptanz/Zurückweisungs-Ergebnissen von dem SSI, BNI oder FGI oder jeder Kombination davon.
Die Bilder können gesondert in bezug auf die Daten in individuellen Bildern analysiert werden oder die Steuer- bzw. Regeleinrichtung kann gespeicherte Kriterien aufweisen, welche mehr als eines der Bilder umfassen, in Abhängigkeit von spezifischen Auswahl/Zurückweisungs-Charakteristika, die erwünscht sind. So können beispielsweise die Kriterien potentiell strenge Kriterien für die Versiegelungsoberflächenglätte zulassen und variable Kriterien für bestimmte BNF- und FGI-Charakteristika, wodurch die Kritierien für eine oder beide der BNF- und FGI-Akzeptanz oder -Zurückweisung auf dem Ausmaß basieren, in welchem die Kriterien des anderen erfüllt sind. Wenn eine gegebene Flasche einen niedrige Gesamtbeurteilung in bezug auf BNF- und FGI-Ergebnisse gemeinsam aufweist, wird die Flasche zurückgewiesen bzw. verworfen; wohingegen die Kriterien in bezug auf BNF oder FGI stärker verzeihend sein können, wenn die Ergebnisse der anderen gut sind. Als eine weitere Möglichkeit wird es oft geeignet sein, strenge Kriterien auf mögliche Defekte, die funktionell bedeutend sind, wie die Kontinuität der Gewinde, zu richten (siehe z. B. US-Patent 4,914,289 - Nguyen et al.), wohingegen andere Kriterien, wie die Klarheit des Kunststoffs einer Seitenwand, weniger bedeutend sein können und sie eher kosmetisch als funktionell kritisch sind. Es wird geschätzt werden, daß verschiedene andere Möglichkeiten für Auswahlkriterien auch möglich sind.
Eine Bildverarbeitungsvorrichtung, umfassend Bild- bzw. Rahmenerfassungsvorrichtungen und parallel verarbeitende Schaltungen zum Analysieren von Bilddaten sind bekannt und können im Zusammenhang mit dem Inspektionssystem der Erfindung verwendet werden. Beispielsweise sind geeignete Bildprozessoren von Firmen, wie Imaging Technology Inc., Woburn Mass., erhältlich, welche mit triggerbaren Videokameras betreibbar sind, die anwendbar sind, um ein Still- bzw. Haltebild für eine Analyse aufzunehmen, die beispielsweise von Hitachi Denshi, Ltd., Woodbury, NY, erhältlich sind. Andere ähnliche Bildinspektions- bzw. Kontrollprozessoren sind auch bekannt und können an der Vorrichtung der Erfindung, wie oben diskutiert, angewandt werden.
Die SIDEL® SBO 24/24 hat ein Wärmekonditionierrad zum Erhitzen von Vorformlingen mit 186 Spindeln. Es bestehen 24 individuell steuer- bzw. regelbare Heizeinheiten, welche Vorformlinge auf eine Erweichungstemperatur in Vorbereitung für ein Blasformen erhitzen. Der Blasformer hat 24 Hohlräume, von welchen jeder individuell mit Kühlwasser gekühlt ist und betätigbar ist, um eine Flasche auszubilden. Wie dies in Fig. 14 gezeigt ist, weisen der erste und zweite Übertragungsarm jeweils 12 individuelle Armelemente auf.
Aufgrund der seriellen Art des Produktionswegs der SIDEL® SBO 24/24 wird eine Flasche, die in einem speziellen Hohlraum ausgebildet wurde, mit einer speziellen Spindel in Zusammenhang gebracht, die durch eine entsprechende Heizeinheit erhitzt wird und durch entsprechende Armelemente des ersten und zweiten Übertragungsarms transferiert wird. Nur für Illustrationszwecke wird angenommen, daß jede der Spindeln mit 1 bis 186 numeriert ist, jede Heizeinrichtung mit 1 bis 24 numeriert ist, jeder der Hohlräume mit 1 bis 24 numeriert ist und jedes der Armelemente mit 1 bis 12 numeriert ist. Ein Vorformling, der auf Spindel 1 angeordnet ist, wird durch die Heizeinheit 1 erhitzt und dann durch das erste Übertragungsarmglied 1 einem Hohlraum 1 zugeführt, wo eine Flasche geformt wird, die Flasche wird dann aus dem Hohlraum 1 durch das zweite Übertragungsarmglied 1 transferiert. Das Verhältnis zwischen den Spindeln, Heizeinheiten, Hohlräumen und Übertragungsarmelementen ist in Tabellen 1 und 2 unten gezeigt. Tabelle 1 Tabelle 2
So ist gemäß dieser Ausbildung der Zusammenhang der entsprechenden Elemente bekannt und kann korreliert werden. Der Prozessor muß das Verhältnis zwischen den Spindeln und den anderen Elementen (d. h. Heizeinheiten, Hohlräumen, Transferarmen usw.) in Beziehung setzen. Dieses Verhältnis bzw. dieser Zusammenhang ist nicht konstant, jedoch bekannt. Das Phasenverhältnis der Spindeln in bezug auf die anderen Elemente verändert sich mit jeder Umdrehung des Wärmekonditionierrads. Ein phasenartiges Verhältnis tritt auf, da 186 Spindeln vorliegen und 186 nicht glatt durch 12 teilbar ist. Tabelle 2 zeigt, wie die verschiedenen Spindeln mit entsprechenden Übertragungsarmen und Heizeinheiten zusammenpassen. Das Verhältnis zwischen den Spindeln und Übertragungsarmen ändert sich nach jeder zweiten Umdrehung des Wärmekonditionierrads. Das Verhältnis zwischen Spindeln und Heizeinheiten wiederholt sich bei jeder vierten Umdrehung des Heizkonditionierrads.
Wie dies in Tabelle 1 gezeigt ist, werden Flaschen, die durch Heizeinheiten 1 bis 12 erhitzt werden, durch Armelemente 1 bis 12 übertragen, Flaschen, die durch Heizeinheiten 13 bis 24 erhitzt werden, werden ebenfalls durch Armelemente 1 bis 12 übertragen. Es wird zwei vollständige Umdrehungen der Übertragungsarme benötigen, um alle 24 Heizelemente zu bedienen. Wie dies in Tabelle 2 gezeigt ist, werden Vorformlinge, die auf Spindeln 1 bis 12 angeordnet sind, durch Heizeinheiten 1 bis 12 erhitzt und durch Übertragungsarme 1 bis 12 übertragen. Vorformlinge, die an Spindeln 12 bis 24 angeordnet sind, werden durch Heizeinheiten 12 bis 24 erhitzt und auch durch die Übertragungsarmelemente 1 bis 12 übertragen. Wie dies in Tabelle 2 gezeigt ist, wird es vier vollständige Umdrehungen des Heizkonditionierrads benötigen, bevor Vorformlinge, die auf Spindeln 1 bis 12 angeordnet sind, neuerlich durch Heizeinheiten 1 bis 12 erhitzt werden und durch Übertragungsarmelemente 1 bis 12 übertragen werden.
Wie oben diskutiert, ist der Prozessor betätigbar bzw. betreibbar, um Daten, die durch die SSI-, BNF- und FGI-Module gesammelt sind, betreffend fehlerhafte Flaschen zu speichern. Der Prozessor ist auch betätigbar, um die Defekte einer speziellen Spindel und/oder Heizeinheit und/oder Hohlraum zuzuordnen, da bekannt ist, daß die defekte Flasche durch ein spezielles Armelement übertragen wurde. Wenn Defekte existieren, welche in Flaschen detektiert wurden, die durch einen speziellen Übertragungsarm übertragen wurden, kann der Prozessor entscheiden, daß der Defekt in notwendiger Weise mit Problemen mit spezifischen Spindeln, Hohlräumen und Heizeinrichtungen korreliert, indem die Zusammenhänge, die in Tabelle 1 und 2 gezeigt ist, bekannt ist.
Defekte, die einem speziellen Element in dem Herstellungsverfahren zugeordnet sind, werden auf einer periodischen Basis auftreten. Defekte, die einem speziellen Übertragungsarm zugeordnet sind, werden alle 12 Flaschen auftreten. Defekte, die einem speziellen Hohlraum oder einer Heizeinheit zugeordnet sind, werden alle 24 Flaschen auftreten. Defekte, die einer speziellen Spindel zugeordnet sind, werden alle 186 Flaschen auftreten. Der Prozessor ist betätigbar, um die Information in Tabellen 1 und 2 und die Frequenz eines periodischen Defekts zu korrelieren, um die wahrscheinlichsten Gründe des Defekts zu identifizieren und zu berichten.
Zusätzlich zu eienr Synchronisierung als ein Effekt des Zählens können Inspektionsköpfe im Phasenverhältnis zu der präzisen Position der Elemente variieren. Vorzugsweise sind die entsprechenden Inspektionsköpfe unter Verwendung einer Montageplattenanordnung montiert, welche die Kammer des Inspektionskopfs ergreift, um präzise die Position des Inspektionskopfs festzulegen, wie dies beispielsweise in Fig. 8-12 gezeigt ist. Die Montageplatte ist permanent in ihrer Position verschraubt. Sollte es notwendig sein, einen Inspektionskopf für eine Wartung zu entfernen, stellen die Montageplatte und die Anordnungsstifte darauf sicher, daß die Kammer des Inspektionskopfs in dieselbe Position zurückgeführt wird, wenn sie neuerlich auf der Montageplatte festgelegt wird.
Als ein Setup-Verfahren sind die Triggersignale für die entsprechenden Inspektionsköpfe präzise in Phase relativ zur der Arbeitsweise der Formmaschine und spezifischer der Übertragungsarme einstellbar. Ein Sensorring, wie der in Fig. 17 gezeigt ist, weist eine Montageplatte 380 und vier Sensoren 420, 430, 440, 450 auf, die in ringartiger Weise um den Umfang der Montageplatte angeordnet sind. Ein Ritzel 400, das mit einer Nabe 410 ausgebildet ist (Fig. 19), ist derart angeordnet, daß der Umfang des Ritzels gleich weit von den vier Sensoren entfernt ist. Die Nabe 410 ist koaxial mit der Achse in Eingriff gebracht, welche die Übertragungsarme derart antreibt, daß sich das Ritzel relativ zu der Basisplatte 380 drehen kann. Das Ritzel kann mit einer Anzahl von Zähnen 460 (z. B. zwölf) entsprechend der Anzahl von Armpositionen ausgebildet sein. Die Zähne 460 sind gleichmäßig beabstandet um den Umfang des Ritzels.
Fig. 14 und 18 zeigen die Montageanordnung für den Sensorring in bezug auf die Übertragungsarme. Fig. 14 zeigt aus Klarheitsgründen nur das Ritzel 400 und nicht die Montageplatte 380. Verschiedene Verfahren können verwendet werden, um den Sensorring an den Übertragungsarmen festzulegen, wie Schrauben oder Bolzen (nicht dargestellt). Die Nabe 410 ist derart positioniert, daß die Nabe und die Achsen 24, 64 dieselbe Rotationsachse teilen. Jeder der zwölf Zähne 460 ist mechanisch mit einem individuellen Armelement assoziiert und wechselwirkt mit Sensoren, um Phasenpositionsinformation zur Verfügung zu stellen.
Sensoren 420, 430, 440 und 450 sind vorzugsweise kapazitive Annäherungsdetektoren, welche genau die Position der Zähne 460 detektieren können, ohne physikalisch den Zahn zu berühren. Andere Mittel zum Abtasten der Position des Ritzels, wie eine induktive oder magnetische Aufnahme, mechanische Druckschalter, welche durch den Zahn gedrückt werden, oder Lampen/Fotozellen-Paare, deren Strahlweg durch die Zähne unterbrochen ist, können alternativ verwendet werden. Die Sensoren sind an Einstelleinrichtungen 422, 432, 442 und 452 derart festgelegt, daß die Position der Sensoren in bezug auf das Ritzel präzise eingestellt werden kann, um die geeigneten Triggersignale für ein Sammeln von Videorahmen durch die Inspektionsköpfe, die Betätigung des Zurückweisungsmechanismus usw. zur Verfügung stellen kann.
Die Ausgabe der Sensoren kann mit dem Prozessor derart gekoppelt sein, daß der Prozessor betätigbar ist, um die Bildverarbeitungsvorrichtung, die innerhalb der SSI-, BNF- und FGI-Module enthalten ist, in bezug auf die Übertragungsarme und Ablenkmechanismen (oder Zurückweisungsarme) zu synchronisieren. Alternativ können die Videokameras in den Inspektionsköpfen direkt von den Sensorsignalen getriggert werden.
Ein funktionelles Blockdiagramm, das die Signalwechselwirkungen zeigt, die gemäß der vorliegenden Erfindung zur Verfügung gestellt werden, ist in Fig. 20 gezeigt. Der Sensorring stellt Phasen- und Triggerinformation zur Verfügung; die Inspektionsköpfe stellen Videodaten zur Verfügung; und der Prozessor managt die Tätigkeit des Zurückweisungsmechanismus (entweder direkt oder durch Bereitstellen eines Triggersignals an einen bestehenden Auswurfmechanismus) und berichtet an das Betätigungsinterface (z. B. eine Anzeige, ein Drucker oder dgl.) Daten, wie die statistische Leistungsfähigkeit der individuellen Formköpfe und/oder Übertragungsmechanismen.
Alternativ kann ein Rotationsdecoder auf einer Übertragungsarmachse oder einer anderen geeigneten Rotationswelle festgelegt werden, die geeignet ist, um ähnliche Triggerinformationen zur Verfügung zu stellen.
Die Erfindung wurde in bezug auf spezielle Ausbildungen, die als exemplarisch betrachtet werden, beschrieben, wobei Variationen, die in der Erfindung umfaßt sind, nun Fachleuten offensichtlich sein werden. Die Erfindung ist nicht durch die präzisen Anordnungen, die als Beispiele geoffenbart sind, beschränkt. Dementsprechend sollte auf die beiliegenden Ansprüche statt auf die vorhergehende Beschreibung Bezug genommen werden, um den Rahmen der Ausschließlichkeitsrechte in der beanspruchten Erfindung zu definieren bzw. zu beurteilen.

Claims

1. Behälterkontrollverfahren zur Verwendung in einem Herstellungssystem für Behälter bzw. Flaschen, umfassend:

Betätigen von wenigstens einem Formmittel (30), das eine Mehrzahl von Formhohlräumen aufweist, so daß jeder der Formhohlräume entsprechend einen Behälter in einer Form, die durch den Hohlraum definiert ist, herstellt, wobei der Behälter eine obere Versiegelungsöffnung und eine Basis aufweist;

Betätigen von wenigstens einem Übertragungsmittel (60), welches eine Mehrzahl vor Übertragungsvorrichtungen (62), die nach den Formmitteln entlang eines Transportwegs positioniert sind, für ein Transportieren der Behälter von jedem Hohlraum zu einem Auslaß- bzw. Austrittsmittel aufweist;

Inspizieren bzw. Überprüfen der Behälter unter Verwendung von wenigstens einem optischen Überprüfungssystem, das entlang des Transportwegs zwischen den Formmitteln und den Auslaßmitteln angeordnet ist, wobei das Inspektionssystem betätigbar ist, um ein Bild von wenigstens einem Teil des Behälters aufzunehmen, um die Anwesenheit oder Abwesenheit von Defekten zu erkennen, und Analysieren des Bilds in bezug auf Defekte in dem Behälter, worin die Formmittel (30) und die Übertragungsmittel (60) koordiniert sind, um eine Formordnung bzw. -ausrichtung der Behälter beizubehalten, und in den Behältern detektierte Defekte mit wenigstens einem speziellen Hohlraum und einer speziellen Transportvorrichtung, in welcher der Behälter gebildet wurden, basierend auf der Reihenfolge bzw. Ausrichtung der Behälter entlang des Transportwegs, korreliert werden.

2. Behälterkontrollverfahren nach Anspruch 1, umfassend eine Mehrzahl von optischen Inspektions- bzw. Kontrollschritten, die an unterschiedlichen Punkten entlang des Transportwegs zwischen den Formmitteln und den Austrittsmitteln durchgeführt den.

3. Behälterkontrollverfahren nach Anspruch 1, worin die in dem Behälter detektierten Defekte mit speziellen Hohlräumen und mit speziellen Übertragungsvorrichtungen korreliert werden.

4. Behälterkontrollverfahren nach Anspruch 1, worin Defektdaten für jeden aus der Mehrzahl von Hohlräumen und Übertragungsvorrichtungen für eine Mehrzahl der Flaschen bzw. Behälter akkumuliert werden.

5. Behälterkontrollverfahren nach Anspruch 4, worin die Defektdaten akkumuliert werden und in wenigstens einem Histogrammformat dargestellt werden, das Bereiche die wenigstens einem der Hohlräume und den Übertragungsvorrichtungen zugeordnet sind, aufweist.

6. Behälterkontrollverfahren nach Anspruch 1 zur Verwendung in einem Herstellungssystem, in welchem die Formvorrichtung eine Blasformvorrichtung (30) umfaßt und der Hohlraum kreisförmig asymmetrisch ausgebildet ist, um den Behälter mit einer Form auszubilden, die ein unterschiedliches Aussehen an unterschiedlichen Rotationspositionen besitzt, und worin die Übertragungsmittel betätigt sind, um eine vorbestimmte Rotationsposition von jedem von den Formmittel empfangenen bzw. aufgenommenen Behälter beizubehalten und um den Behälter dem Inspektionsbzw. Kontrollsystem an der vorbestimmten Rotationsposition für jeden aufeinanderfolgenden Behälter zu präsentieren.

7. Behälterkontrollverfahren nach Anspruch 6, worin die Formvorrichtung Flaschen (4) formt, die Falten an einer Basis derselben aufweisen, wobei die Falten unter spezielen Winkeln relativ zu der vorbestimmten Drehposition der Behälter angeordnet sind.

8. Behälterkontrollverfahren nach Anspruch 6, worin die Formvorrichtung eine Blasformvorrichtung (30) ist, die betätigbar ist, um Petaloid-Polyethylenterephtalat- Flaschen (4) zu bilden, die Falten in einer Basis aufweisen, die durch den Hohlraum geformt sind.

9. Behälterkontrollverfahren nach Anspruch 8, umfassen das Aufzeichnen eines Bilds, umfassend die Falten.

10. Behälterkontrollverfahren nach Anspruch 9, umfassend die Inspektion der Basis und des Halsbereichs der Flasche (4), während die Flasche entlang des Transportwegs transportiert wird.