ES2323691T3 - Procedimiento y dispositivo para detectar los defectos superficiales presentados por un anillo de recipiente de revolucion transparente o traslucido. - Google Patents
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Abstract
Un procedimiento para detectar defectos superficiales (2), presentados por un anillo (3), de un recipiente transparente o traslúcido (4), con un eje de revolución (X), que comprende las etapas siguientes: - iluminar, con un haz de luz incidente (6), una sección radial (s) de la superficie (2) del anillo (3) del recipiente (4), según una dirección incidente determinada (D i), - disponer un sensor de medida de longitud (10), según una dirección de reflexión (Dr), dada para capturar el haz de luz reflejado por el defecto superficial presentado por el anillo, estando comprendido el ángulo (alfa) entra las direcciones incidente (D i) y de reflexión (D r) entre 15 y 45º y, preferentemente, del orden de 30º, siendo una de las direcciones, la de reflexión (D r) o la incidente (D i), paralela al eje de revolución (X) del recipiente mientras que la otra de las direcciones se extiende en un plano perpendicular (P) al plano radial (R) del recipiente y paralela al eje de revolución (X). - asegurar la rotación del recipiente (4) alrededor del eje de revolución (X) al menos en una vuelta, y - tratar el haz de luz, recibido por el sensor lineal (10), con objeto de crear una imagen (I) y analizar la imagen con el fin de identificar la presencia de un defecto superficial correspondiente a una zona clara (b).
Description
Procedimiento y dispositivo para detectar los
defectos superficiales presentados por un anillo de un recipiente de
revolución transparente o traslúcido.
La presente invención se refiere al campo
técnico de la inspección de objetos, de artículos huecos o, de
manera general, de recipientes transparentes o traslúcidos, tales
como, por ejemplo, botellas, vasijas o frascos fabricados en
vidrio.
El objeto de la invención apunta, más
precisamente, al campo de la inspección de tales recipientes, con
objeto de descubrir, sobre el anillo de tales recipientes, la
presencia de defectos superficiales, tales como un defecto de
material, denominado defecto de hilo, que corresponde a un excedente
o a una falta de material (línea en el producto acabado), los
defectos denominados borbotones o burbujas, o los defectos que
corresponden a un anillo desconchado.
El estado de la técnica ha propuesto diferentes
dispositivos de control de la calidad de los anillos de recipientes,
con el fin de eliminar aquellos que incluyan defectos susceptibles
de afectar sus características estéticas o, más grave, de presentar
un peligro real para el usuario. Se conoce, por ejemplo, por los
documentos EP 0 497 477 o JP 10 062 359, un dispositivo de
detección que incluye una fuente de iluminación apta para
suministrar un haz incidente concentrado sobre la superficie
superior del anillo. Se coloca una cámara con objeto de recibir los
haces de luz reflejados, los cuales se transmiten a una unidad de
tratamiento, adaptada para reconstituir una imagen de la superficie
del anillo después de la rotación del objeto en un torno. La unidad
de tratamiento analiza las variaciones de la imagen en el tiempo y
en el espacio, con el fin de detectar la presencia eventual de
defectos. Tal solución técnica no satisface en la práctica, en la
medida en que las imágenes presentan un máximo de parásitos debidos
a las diferentes reflexiones de la luz sobre la superficie del
recipiente. Las irregularidades de la superficie del anillo generan
un ruido importante y enmascaran los pequeños defectos tales como
los defectos de hilo.
El objeto de la invención apunta a terminar con
los inconvenientes enunciados anteriormente proponiendo una
solución para detectar, de manera fiable, sobre el anillo de un
recipiente transparente o traslúcido con un eje de revolución, los
defectos superficiales generalmente difíciles de detectar, tales
como los defectos de hilo.
Para alcanzar tal objetivo, el objeto de la
invención apunta a proponer un procedimiento para detectar los
defectos superficiales presentados por un anillo en un recipiente,
de acuerdo con la reivindicación 1.
Según una característica ventajosa de
realización, el procedimiento consiste en analizar la imagen
efectuando un análisis de las características de forma de las zonas
claras, con el fin de identificar la presencia de un defecto
superficial.
Según otra característica ventajosa de
realización, el procedimiento consiste en iluminar, con un haz de
luz incidente, una sección radial de la superficie del anillo del
recipiente según una dirección incidente dada paralela al eje de
revolución del recipiente, y disponer un sensor de medida de
longitud paralelo al plano radial y orientado según una dirección
que se extiende en un plano perpendicular al plano radial y paralelo
al eje de revolución.
Según esta característica ventajosa de
realización, el procedimiento consiste en disponer un segundo sensor
de medida de longitud, simétrico al primer sensor de medida de
longitud con relación al plano radial.
Otro objeto de la invención es proponer un
dispositivo para detectar los defectos superficiales presentados
por un anillo de un recipiente, transparente o traslúcido, con un
eje de revolución, estando el dispositivo de acuerdo con la
reivindicación 5.
Según una característica preferida de
realización, la unidad de análisis y de tratamiento incluye medios
de análisis de las características de forma de las zonas claras,
con el fin de identificar la presencia de un defecto
superficial.
Según una variante preferida de realización, la
fuente de luz ilumina, con un haz de luz incidente, una sección
radial de la superficie del anillo del recipiente, estando colocado
el sensor de medida de longitud paralelo al plano radial,
orientándose según una dirección que se extiende en un plano
perpendicular al plano radial y paralelo al eje de revolución.
Ventajosamente, el dispositivo según la
invención incluye un segundo sensor de medida de longitud, situado
de manera simétrica al primer sensor de medida de longitud con
relación al plano radial.
De la descripción hecha a continuación, en
referencia a los dibujos adjuntos, resaltan otras diversas
características que muestran, a título de ejemplos no limitantes,
las formas de realización del objeto de la invención.
La fig. 1 es una vista esquemática, en alzada,
que ilustra la puesta en práctica de un dispositivo de detección de
acuerdo con la invención.
Las fig. 2a y 2b son vistas en perspectiva que
ilustran el principio de funcionamiento del dispositivo de
detección de acuerdo con la invención.
La fig. 3 es un esquema que muestra, según una
sección transversal de un recipiente, la proyección de los haces de
luz del dispositivo de detección de acuerdo con la invención.
La fig. 4 muestra una imagen tomada por un
dispositivo de detección de acuerdo con la invención.
Tal como se deduce más precisamente de las fig.
1 a la 3, el objeto de la invención se refiere a un procedimiento y
a un dispositivo (1), adaptados para detectar los defectos
presentados por la superficie (2) de un anillo (3) de un recipiente
(4), transparente o traslúcido, con un eje de revolución o de
simetría (X). Tal dispositivo (1) incluye una fuente de luz (5)
adaptada para iluminar, con un haz de luz incidente (6) una sección
s de la superficie (2) del anillo del recipiente según una
dirección incidente dada (D_{i}).
Según una característica preferida de
realización, la fuente de luz (5) ilumina, con un haz de luz
incidente (6), una sección radial (s) de la superficie (2) del
anillo del recipiente, tal como se deduce precisamente de la fig.
3. La sección radial (s) de la superficie (2) del anillo
corresponde, por consiguiente, al espesor de una pared del
recipiente (4) tomado, al nivel de la superficie (2) del anillo y en
un plano que pasa por el eje de revolución (X). En el ejemplo de
realización ilustrado sobre los dibujos, la fuente de luz (5) está
colocada con objeto de iluminar, con su haz de luz incidente (6),
una sección radial s de la superficie (2) del anillo (3) del
recipiente (4), según una dirección incidente determinada (D_{i})
paralela al eje de revolución (X) del recipiente (fig. 2b).
El dispositivo (1) según la invención incluye,
igualmente, al menos un sensor (10) de medida de la longitud de los
haces de luz, dispuesto para recuperar los haces de luz reflejados
(11) por los defectos presentados por la superficie (2) del anillo
(3) del recipiente. El sensor de medida de longitud (10), tal como
una cámara, se coloca para recuperar los haces de luz reflejados
(11) por la sección (s) de la superficie (2) del anillo. A este
respecto, la regleta de células fotosensibles de la cámara (10) se
orienta según una dirección paralela a la sección (s) de la
superficie (2) iluminada por el haz incidente (6). En el ejemplo
preferido de realización, para el que la fuente de luz (5) ilumina
una sección radial (s) del anillo del recipiente, el sensor de
medida de longitud (10) se coloca paralelamente al plano radial
(R).
Por otro lado, el eje de visión de la cámara
(10) esquematizado por el haz de luz reflejado (11), se extiende
por consiguiente según una dirección de reflexión (D_{r}) que
forma, con la dirección incidente (D_{i}), un ángulo \alpha
comprendido entre 15 y 45º y, preferentemente, del orden de 30º. En
el ejemplo de realización preferido, ilustrado según los dibujos, y
para el que la fuente de luz (5) ilumina una sección radial (s) del
anillo, la cámara (10) se orienta según la dirección de reflexión
(D_{r}) en un plano (P) perpendicular al plano radial (R) y
paralelo al eje de revolución (X) (fig. 2b). Desde luego, ese plano
(P), en el que se extiende el eje de mira de la cámara (10), corta
la sección radial (s) del anillo iluminado por el haz de luz
incidente (6), de modo que la regleta de células fotosensibles
puede escrutar la sección s de la superficie (2) del anillo, según
una anchura elemental dada.
En el ejemplo ilustrado, debe observarse que la
dirección incidente (D_{i}) del haz de luz es paralela al eje de
revolución (X) del recipiente. Desde luego, la posición entre la
fuente de luz (5) y el sensor de medida de longitud (10) pueden
intercambiarse. Según esta variante de realización, la dirección de
reflexión (D_{r}), en la que está colocada la cámara (10), es
paralela al eje de revolución (X) del recipiente, mientras que la
dirección incidente (D_{i}) del haz de luz incidente (6) se
inclina con objeto de formar, con la dirección de reflexión
(D_{r}), el ángulo \alpha definido anteriormente.
La disposición relativa, entre la fuente de luz
(5) y el sensor de medida de longitud (10), permite recuperar
únicamente la luz reflejada por los defectos presentados por la
superficie (2) del anillo (3). El sensor de medida de longitud (10)
está colocado de manera que al no recibir la luz reflejada por la
superficie del anillo no presenta los defectos. En efecto, en el
ejemplo de realización ilustrado en los dibujos, la luz incidente
(6), paralela al eje de revolución (X) del recipiente, se transmite
o refleja según el mismo eje cuando la superficie (2) del anillo no
presenta defectos. Así, con la cámara (10) sólo se capta una parte
de la luz reflejada por los defectos de la superficie (2) según un
ángulo \alpha. De esta manera, los defectos superficiales no se
enmascaran por la reflexión directa de la superficie (2). Tal
procedimiento de detección proporciona la detección de alta calidad
técnica y fiable incluso para los pequeños defectos
superficiales.
El dispositivo de detección (1) según la
invención incluye, igualmente, medios (15) que aseguran la rotación
del recipiente (4) alrededor de su eje de revolución (X) en al
menos una vuelta completa de manera que la cámara escruta la
totalidad de la superficie (2) del anillo (3) del recipiente (4). En
efecto, la rotación del recipiente (4) alrededor de su eje de
revolución (X) permite a la cámara visualizar, sucesivamente, cada
una de las secciones (s) de anchuras elementales que forman el
conjunto de la superficie (2) del anillo (3).
El dispositivo de detección 1 según la invención
incluye, igualmente, una unidad de análisis y de tratamiento (16)
enlazada al sensor de medida de longitud (10). Esta unidad (16) de
análisis y de tratamiento de los haces de luz recibidos por el
sensor lineal (10) se adapta para crear una imagen y para analizar
la imagen, con objeto de identificar, en la imagen, la presencia de
un defecto superficial correspondiente a una zona clara. En efecto,
como se ha explicado anteriormente, el sensor lineal (10) está
colocado con objeto de recuperar el flujo de luz reflejado por el
defecto.
La unidad de análisis y de tratamiento (16)
incluye en la entrada, de manera habitual, un circuito de
adquisición enlazado a la cámara que envía señales electrónicas
representativas de la intensidad de luz recibida por cada una de
las células fotosensibles de la cámara. El circuito de adquisición
asegura la conversión de la señal analógica en una señal numérica
codificada en un cierto número de bits según una escala de grises
determinada. Tal imagen en bruto se memoriza y se filtra, con el
fin de atenuar los contrastes de la imagen. La imagen filtrada se
resta de la imagen en bruto, con objeto de eliminar los parásitos,
con objeto de obtener una imagen final (I), tal como la ilustrada
en la fig. 4. Como se ha explicado anteriormente, los defectos
aparecen bajo la forma de una zona clara (b), en la medida en que
corresponde a la luz reflejada por los defectos. La unidad (16)
incluye medios de análisis de la imagen que se fundamentan en un
análisis de las características de forma de las zonas claras (b),
con el fin de identificar la presencia de un defecto superficial.
Estos medios de análisis permiten así calcular características
tales como, por ejemplo, la posición espacial, la superficie, el
perímetro, el centro de gravedad o el nivel de gris de las zonas
claras. Tales características se comparan con los valores umbral
permitiendo decidir si la zona clara (b) detectada corresponde o no
a un defecto.
Según otra característica de la invención, debe
observarse que el dispositivo de detección (1) puede incluir un
segundo sensor de medida de longitud, situado de manera simétrica al
primer sensor de medida de longitud (10) con relación al plano
radial (R). Según esta variante, el segundo sensor de medida de
longitud se coloca paralelamente al plano radial (R) orientándose
según una dirección que se extiende en el plano perpendicular (P)
con un ángulo de inclinación \alpha de sentido opuesto con
relación a la dirección (D_{i}).
La invención no se limita a los ejemplos
descritos y representados ya que pueden aportarse diversas
modificaciones sin salirnos de su alcance.
Claims (8)
1. Un procedimiento para detectar defectos
superficiales (2), presentados por un anillo (3), de un recipiente
transparente o traslúcido (4), con un eje de revolución (X), que
comprende las etapas siguientes:
- -
- iluminar, con un haz de luz incidente (6), una sección radial (s) de la superficie (2) del anillo (3) del recipiente (4), según una dirección incidente determinada (D_{i}),
- -
- disponer un sensor de medida de longitud (10), según una dirección de reflexión (D_{r}), dada para capturar el haz de luz reflejado por el defecto superficial presentado por el anillo, estando comprendido el ángulo (\alpha) entra las direcciones incidente (D_{i}) y de reflexión (D_{r}) entre 15 y 45º y, preferentemente, del orden de 30º, siendo una de las direcciones, la de reflexión (D_{r}) o la incidente (D_{i}), paralela al eje de revolución (X) del recipiente mientras que la otra de las direcciones se extiende en un plano perpendicular (P) al plano radial (R) del recipiente y paralela al eje de revolución (X).
- -
- asegurar la rotación del recipiente (4) alrededor del eje de revolución (X) al menos en una vuelta, y
- -
- tratar el haz de luz, recibido por el sensor lineal (10), con objeto de crear una imagen (I) y analizar la imagen con el fin de identificar la presencia de un defecto superficial correspondiente a una zona clara (b).
2. Un procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado por que consiste en analizar la imagen (I)
efectuando un análisis de las características de forma de las zonas
claras (b) con el fin de identificar la presencia de un defecto
superficial.
3. Un procedimiento según la reivindicaciones 1
ó 2, caracterizado por que consiste en iluminar, con un haz
de luz incidente (6) una sección radial (s) de la superficie (2) del
anillo del recipiente (4) según una dirección incidente dada
paralela al eje de revolución (X) del recipiente, y disponer un
sensor de medida de longitud (10) paralelo al plano radial (R) y
orientado según una dirección que se extiende en un plano
perpendicular (P) al plano radial y paralelo al eje de
revolución.
4. Un procedimiento según la reivindicación 3,
caracterizado por que consiste en disponer un segundo sensor
de medida de longitud simétrico al primer sensor de medida de
longitud (10) con relación al plano radial (R).
5. Un dispositivo para detectar defectos
superficiales (2), presentados por un anillo (3) de un recipiente
(4), transparente o traslúcido, con un eje de revolución (X), que
incluye:
- -
- una fuente de luz (5) adaptada para iluminar con un haz de luz incidente (6), una sección radial (s) de la superficie del anillo del recipiente, según una dirección incidente determinada (D_{i}),
- -
- al menos un sensor de medida de longitud (10) de haces de luz dispuesto para capturar el haz de luz reflejado por el defecto superficial presentado por el anillo, estando comprendido el ángulo (\alpha) entre las direcciones incidente (D_{i}) y de reflexión (D_{r}) entre 15 y 45º y, preferentemente, del orden de 30º, siendo una de las direcciones, la de reflexión (D_{r}) o la incidente (D_{i}), paralela al eje de revolución (X) del recipiente mientras que la otra de las direcciones se extiende en un plano perpendicular (P) al plano radial (R) del recipiente y paralela al eje de revolución (X).
- -
- medios (15) que aseguran la rotación del recipiente alrededor del eje de revolución en al menos en una vuelta,
- -
- y una unidad (16) de análisis y de tratamiento de los haces de luz recibidos por el sensor lineal y adaptado para crear una imagen (I) y para analizar la imagen con objeto de identificar la presencia de un defecto superficial correspondiente a una zona clara (b).
6. Dispositivo según la reivindicación 5,
caracterizado por que la unidad de análisis y de tratamiento
(16) incluye medios de análisis de las características de forma de
las zonas claras (b) con el fin de identificar la presencia de un
defecto superficial.
7. Dispositivo según la reivindicación 5 ó 6,
caracterizado por que la fuente de luz (5) ilumina, con un
haz de luz incidente (6), una sección radial (s) de la superficie
(2) del anillo del recipiente según una dirección incidente
(D_{i}) dada paralela al eje de revolución (X) del recipiente, y
por que el sensor de medida de longitud (10) está colocado
paralelamente al plano radial (R), orientándose según una dirección
que se extiende en un plano perpendicular (P) al plano radial y
paralelo al eje de revolución (X).
8. Dispositivo según la reivindicación 7,
caracterizado por que incluye un segundo sensor de medida de
longitud (10) situado de manera simétrica al primer sensor de
medida de longitud con relación al plano radial (R).
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