專利名稱：用于容器監(jiān)控設(shè)備的測試容器和測試布置的制作方法
用于容器監(jiān)控設(shè)備的測試容器和測試布置
描述
本發(fā)明涉及用于容器監(jiān)控設(shè)備的測試容器和測試布置。在現(xiàn)有技術(shù) 中已知多種容器的監(jiān)控設(shè)備，例如，空瓶檢測設(shè)備、灌裝水平測試設(shè)備、 貼標(biāo)簽機(jī)等。這些監(jiān)控裝置通常配備有一個或多個攝像頭，涉及不同的 標(biāo)準(zhǔn)對容器進(jìn)行檢查，例如，涉及瓶子上的標(biāo)簽的正確的位置、需要的 灌裝水平，瓶中的物品、瓶頸狀態(tài)以及瓶口邊狀態(tài)等等。攝像頭從不同
的方向觀測容器。這種的設(shè)備在例如DE 299 10 452 Ul、 DE 100 65 290 Al 、 JP 4-367432 Al 、 JP 4-361142 Al或JP 2003-270166 A中都有描述。
在一個攝像頭出現(xiàn)故障時，每一次都必須更換新的攝像頭取代發(fā)生 故障的攝像頭。更換的攝像頭進(jìn)行重新調(diào)整非常耗時，因而花費(fèi)很高。 尤其是，必須保證在發(fā)生故障時更換的每個攝像頭不會對現(xiàn)有的生產(chǎn)類 型進(jìn)行改變。為了實(shí)現(xiàn)這些，更換后的攝像頭必須和替換的攝像頭擁有 相同的機(jī)械位置、相同的光圈、相同的變焦和相同的聚焦。攝像頭的這 種替換是非常耗時的程序。另外，因?yàn)樵跈z查的準(zhǔn)確度上有很高的要求， 攝像頭的替換通常只有專業(yè)人員才能完成，因此其非常復(fù)雜。
本發(fā)明的目的在于提供一種設(shè)備，使得更容易地重新調(diào)整用于容器 監(jiān)控設(shè)備中更換的攝像頭。這個目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)是通過獨(dú)立權(quán)利要求1、 8和 方法獨(dú)立權(quán)利要求12的主題實(shí)現(xiàn)的。有優(yōu)勢的實(shí)施例和進(jìn)一步的發(fā)展組 成了從屬權(quán)項(xiàng)的主旨。
根據(jù)本發(fā)明的用于容器監(jiān)控設(shè)備的測試容器包含多個第一標(biāo)志環(huán)， 這些標(biāo)志環(huán)在預(yù)先確定的高度上至少在一些部分環(huán)繞測試容器。另外，在測試容器的縱向上提供多條標(biāo)志線。根據(jù)本發(fā)明，第一標(biāo)志環(huán)在測試 容器的縱向以恒定的預(yù)先確定的距離彼此隔開，標(biāo)志線與至少一部分標(biāo) 志環(huán)交叉。而且，標(biāo)志線在測試容器的圓周方向以預(yù)先確定的距離^皮此 隔開。更好地，第一標(biāo)志環(huán)完全環(huán)繞測試容器。如果第一標(biāo)志環(huán)不能完 全環(huán)繞測試容器，這些標(biāo)志環(huán)更能確定為被稱作標(biāo)志環(huán)片段。更好地， 第一標(biāo)志環(huán)以及更好和標(biāo)志線布置在測試容器的外表面上。
測試容器最好是測試瓶，下面除了術(shù)語測試容器之外，術(shù)語測試瓶 也使用。
由于多個第一標(biāo)志環(huán)和標(biāo)志線，在測試〗f瓦的水平和垂直方向形成刻 度。在一個優(yōu)選實(shí)施例中，標(biāo)志線完全圍繞測試容器，彼此以相等的距 離布置。以這種方法，本體相對于標(biāo)志線和標(biāo)志環(huán)均勻圍繞形成。
由于標(biāo)志線總是圍繞測試容器布置，攝像頭的調(diào)整與其在測試容器
的位置無關(guān)。優(yōu)選地，標(biāo)志環(huán)和標(biāo)志線的深度最好在0.5mm到4mm之 間，優(yōu)選地，在lmm到3mm之間，更理想地在2mm左右。線的寬 度最好在0.5 mm到2 mm之間，更理想地在lmm左右。而且，應(yīng)當(dāng) 指出，線或環(huán)的其他幾何形狀也是可以接受的。然而，必須保證線耐用、 耐磨損。
在另一較佳實(shí)施例中，測試容器的瓶頸上布置有第二標(biāo)志環(huán)。這些 第二標(biāo)志環(huán)最好完全環(huán)繞瓶頸，以相等的固定距離彼此布置。依靠瓶頸 上的這些環(huán)，例如調(diào)節(jié)用于監(jiān)控瓶頸貼標(biāo)簽或用于監(jiān)控灌裝水平的攝像 頭成為可能。在另一實(shí)施例中，在測試容器并瓦口上布置有標(biāo)志帶，標(biāo)志 帶彼此以固定距離彼此布置。更特別的是，這些可以是放射線，其特別 優(yōu)選地在瓶頸的瓶口中心交叉，從而形成"瞄準(zhǔn)線"。這種布置有利于觀 測瓶口邊緣的攝像頭中心配準(zhǔn)。另外，也可以在瓶口邊緣布置圓周方向 的線。這對于例如需要在圖像中的環(huán)形評測門的探測任務(wù)是有利的。
6在另一較佳實(shí)施例中，測試容器至少在某些部分具有淺色涂層。通
過在測試瓶涂覆例如淺RAL色(例如，淺灰)，通過調(diào)整攝像頭調(diào)整裝 置(通用工具)中的亮度值設(shè)置到期望值或儲存的參考值，從而調(diào)節(jié)鏡 頭的光圈。更有利地，測試容器的材料可以選擇自一組材料，包括鋁、 塑料，特別是PVC等材料制成。優(yōu)選地，測試瓶由固體材料制成。本實(shí) 施例的優(yōu)勢是，測試瓶的自重更大，從而測試瓶在定心板上可以穩(wěn)固地 放置。
優(yōu)選地，測試容器在底部區(qū)域有一個嚙合元件，以便可以在一個固 定的位置和定心板連接。通過測試容器和定心板之間的穩(wěn)定固定，可以 更容易地完成攝像頭的準(zhǔn)確調(diào)整。
本發(fā)明還涉及一個測試布置，包括上面描述的測試容器，其中該測 試布置包含定心板，在一個預(yù)定的、可再現(xiàn)的位置固定測試容器。優(yōu)選 地，定心板具有凹陷，用于容納測試容器的底部區(qū)域。這樣，測試容器 相對于定心板特別的鎖固成為可能。測試容器在定心板上的可再現(xiàn)布置 便于在早先記錄的參考圖像基礎(chǔ)上的新新攝像頭的調(diào)節(jié)。
有利的是，定心板具有第二嚙合元件，其設(shè)計(jì)為與布置在測試容器 上的第一嚙合元件相互補(bǔ)充并共同運(yùn)作。這樣，可以實(shí)現(xiàn)在定心板上的 測試容器的旋轉(zhuǎn)固定布置。優(yōu)選地，補(bǔ)充設(shè)計(jì)的嚙合元件是一個銷，其 在一個盲孔中嚙合。
在另一優(yōu)選實(shí)施例中，定心板和測試瓶設(shè)計(jì)成一體，例如，作為注 模部件或車削件。
本發(fā)明還涉及一種容器監(jiān)控設(shè)備的校準(zhǔn)或調(diào)節(jié)方法，其中，第一步， 記錄上述類型的測試容器的參考圖像，其中這種測試容器布置在上述類 型的定心板上。記錄通過圖像記錄設(shè)備完成。在另一個方法步驟中，定 心板上的測試容器的測試圖像通過另 一圖像記錄裝置記錄。在另一方法步驟中，測試圖像和參考圖像比對，在圖像比對的基礎(chǔ)
上，對監(jiān)控或觀測:沒備進(jìn)行校準(zhǔn)。更特別的，根據(jù)本發(fā)明的方法用于在 記錄的參考圖像的基礎(chǔ)上校準(zhǔn)替換攝像頭。優(yōu)選地，在記錄參考圖像和 測試圖像的時候，使用同一測試容器。然而，記錄測試圖像的時候，也 可以使用另一個相同的測試容器。整個方法的實(shí)現(xiàn)并不在一個特定時間 區(qū)間內(nèi)，但是只在參考圖像被記錄的時候開始。測試圖像只有在需要的 時候一就是說特別是當(dāng)攝像頭必須更換的時候，才會被記錄。
更特別地，固定在定心板上的一個測試容器的參考圖像是在一個預(yù) 定點(diǎn)及時被記錄，例如被攝像頭拍攝，并儲存在系統(tǒng)中。利用通用工具， 可以測量該圖像的像素精度。更換攝像頭時，就能依靠儲存的設(shè)置，在 像素精度確定新攝像頭的機(jī)械位置，并根據(jù)設(shè)置調(diào)整變焦到像素精度。
根據(jù)本發(fā)明的方法，完成攝像頭相對測試表面精確垂直位置的可重 復(fù)變焦設(shè)置和可重復(fù)光圈設(shè)置。而通過使用測試容器和定心板，攝像頭 相對測試容器水平位置也可以再現(xiàn)。特別是，測試容器和定心板的結(jié)合， 使得攝像頭的更換不對產(chǎn)品設(shè)置類型的參數(shù)進(jìn)行改變。
優(yōu)選地，多個測試圖像被記錄，在此基礎(chǔ)上完成校準(zhǔn)。此時，每個 錄制的測試圖像和參考圖像進(jìn)行單獨(dú)比對，直到替換的攝像頭完全調(diào)整。 連續(xù)地記錄測試圖^f象，并因而連續(xù)地與參考圖像進(jìn)行對比也是可能的。
更多較佳實(shí)施例由附圖披露。
附圖中


圖1顯示根據(jù)本發(fā)明的測試容器的示意圖。 圖2顯示圖1中測試容器的平面圖 圖3顯示標(biāo)志線詳細(xì)的幾何結(jié)構(gòu)圖。
8圖4顯示一個測試容器的測試布置。 圖5顯示圖4中布置的剖面圖。
圖1顯示根據(jù)本發(fā)明的一個測試容器1。該容器纟皮設(shè)計(jì)成測試瓶的 形式，包含并瓦頸6、瓶身7和底部區(qū)域15。
瓶身7上布置有多個標(biāo)志環(huán)2。這些標(biāo)志環(huán)2彼此間隔10 mm。還提 供有多條垂直的標(biāo)志線4，也就是說線沿著瓶的縱向方向L延伸。測試瓶 因此具有水平和垂直的刻度，在攝像頭或鏡頭必須更換時，使用這個測 試瓶，單個攝像頭位置，例如變焦、聚焦和亮度，可以可重復(fù)調(diào)整。一 方面使用環(huán)，另一方面使用線，相當(dāng)方便攝像頭的調(diào)節(jié)，因?yàn)榭梢允褂?兩個垂直方向的定4立。
瓶頸6上也布置有多個第二標(biāo)志環(huán)9。另外，并瓦口 13和/或瓶口邊 緣13a (未顯示)上也可以有標(biāo)志線。在上邊緣13a上可以有放射線或沿 圓周方向的線。
在一個較佳實(shí)施例中，不同的線有不同的顏色。另外，也可以把由 標(biāo)志環(huán)2和標(biāo)志線4組成的每個柵格單元5的整個表面涂上不同的、被 精確定義了的RAL色，例如黑色、白色或一定的灰色度等。這樣，有 利于對比攝像頭的亮度。
另外，可以在瓶頸6上提供垂直的線，通過其，例如，瓶頸攝像頭 可以調(diào)節(jié)。也可以在瓶口上提供上述的柵格。
根據(jù)本發(fā)明，使用這個測試瓶，可以調(diào)節(jié)用于標(biāo)簽監(jiān)控、顏色監(jiān)控、 灌裝水平檢查和LOGO監(jiān)測等的特定攝像頭系統(tǒng)。另外，也可以調(diào)節(jié)用 于側(cè)壁監(jiān)控、瓶口檢查、劃傷(磨損)探測或輪廓探測等攝像頭系統(tǒng)。
圖2是圖1所示測試瓶的平面圖?？梢园l(fā)現(xiàn)單獨(dú)的環(huán)2和線4都刻 入瓶子，并且每條垂直標(biāo)志線4在圓周方向彼此等間距隔開。在目前的情況下，每條線4彼此分開20度，因此，在測試瓶的整個圓周分布有總 共18條線。這里，并瓦子的直徑為62mm。第二標(biāo)志環(huán)9在平面圖中同心， 各自半徑的改變恒定。
圖3顯示了圖2中細(xì)節(jié)的細(xì)節(jié)圖。可以看出，本實(shí)施例中的每個標(biāo) 志線和標(biāo)志環(huán)具有1 mm的寬度b和2 mm的深度t。然而，每條標(biāo)志線 和標(biāo)志環(huán)的其他尺寸也是可以的。標(biāo)志環(huán)和標(biāo)志線也可以具有纟皮此不同 的幾何結(jié)構(gòu)。
圖4顯示了根據(jù)本發(fā)明的測試瓶1,布置在定心板10上。特別地， 定心板10將測試并瓦1固定在一個預(yù)定位置，而它自己在可旋轉(zhuǎn)載瓶臺上 的固定位置自導(dǎo)向，所述可旋轉(zhuǎn)載瓶臺例如貼標(biāo)簽機(jī)、監(jiān)測機(jī)或其他設(shè) 備。定心板具有一個凹陷(圖4沒有顯示)，設(shè)計(jì)為匹配瓶底的幾何結(jié)構(gòu)。 測試瓶從上部插入這個凹陷中。作為插入的結(jié)杲，測試瓶1安全地相對 于定心板10的旋轉(zhuǎn)軸固定，所述旋轉(zhuǎn)軸也就是容器的對稱軸。定心板IO 在這里具有分為4個片段12，每兩個片段中間有凹槽16。
圖5顯示了定心板10上的測試瓶1的剖面圖。如圖5所示，測試 瓶1的底部區(qū)域15附近的外表面上有一個盲孔18。安放在定心板10的 上部的上述凹槽16的下銷釘17及其;^文射狀突出部17a，插入該盲孔18。 標(biāo)號11顯示了定心板IO用于精確匹配容納測試瓶1或底部區(qū)域15的凹 陷。
如此，在測試瓶1和定心板10之間就形成了 一個無空隙旋轉(zhuǎn)連接。 下銷4丁 17還可以具有插入角以-使于測試瓶的容納。
在圖5所示的實(shí)施例中，定心板10—共有4個凹槽，沿圓周方向以 90°偏移。為了調(diào)節(jié)單個#/(象頭，例如在貼標(biāo)簽機(jī)中，定心板(可選地和 測試瓶一起)，而不是傳統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)板，固定到板驅(qū)動軸，并通過一個板驅(qū) 動馬達(dá)(未顯示)旋轉(zhuǎn)，通過手動運(yùn)作到與旋轉(zhuǎn)臺成對齊關(guān)系的確定位置。在這個位置，圓周狀標(biāo)記與旋轉(zhuǎn)臺上的相關(guān)標(biāo)記一致，這里例如，
會有另一個盲孔22和另一個下銷釘21。定心板可以在與旋轉(zhuǎn)臺相對的確 定位置固定，然后可以使用機(jī)器通過旋轉(zhuǎn)臺移動到多個攝像頭。用于驅(qū) 動定心板10，可以使用例如步進(jìn)電機(jī)或伺服電機(jī)。標(biāo)號19顯示了容納開 口用于旋轉(zhuǎn)臺的銷釘。
然而，相對于定心板10固定測試瓶1也有其他可能。比如，測試瓶 1可能帶有螺故，可以旋入定心板10。另一優(yōu)選實(shí)施例中，也可以將測 試瓶1和定心板做成一體，比如一個注塑件。這樣也能將測試瓶相對于 定心;f反固定。
本申請文件所4皮露的所有特征都作為本發(fā)明的實(shí)質(zhì)要求保護(hù)，因其 單獨(dú)對比或者組合對比現(xiàn)有技術(shù)具有新穎性。
權(quán)利要求
1. 容器監(jiān)控設(shè)備的測試容器(1)，包括多個第一標(biāo)志環(huán)(2)，其在預(yù)先確定的高度上至少部分環(huán)繞測試容器，多條在測試容器縱向方向(L)伸展的標(biāo)志線(4)，其中第一標(biāo)志環(huán)(2)在測試容器(1)縱向方向(L)彼此以恒定的、預(yù)先確定的距離布置，標(biāo)志線(4)與至少部分第一標(biāo)志環(huán)(2)交叉，標(biāo)志線(4)在測試容器(1)圓周方向彼此以預(yù)先確定的距離布置。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的測試容器，其特征在于標(biāo)志線(4)完全環(huán)繞測 試容器(l)布置。
3. 根據(jù)前述至少一個權(quán)利要求所述的測試容器，其特征在于測試容器 的瓶頸(6)上布置有第二標(biāo)志環(huán)(9),第二標(biāo)志環(huán)(9)完全環(huán)繞瓶頸(6),彼此 以相同的固定距離布置。
4. 根據(jù)前述至少一個權(quán)利要求所述的測試容器，其特征在于測試容器 (1 )的瓶口 ( 13)上提供有標(biāo)志帶，標(biāo)志帶彼此以固定間隔布置。
5. 根據(jù)前述至少一個權(quán)利要求所述的測試容器，其特征在于測試容器 (1)至少在某些區(qū)域具有淺色涂層。
6. 根據(jù)前述至少一個權(quán)利要求所述的測試容器，其特征在于測試容器 (l)由選自鋁、塑料，特別是聚氯乙烯或類似物的組中的材料制成。
7. 根據(jù)前述至少一個權(quán)利要求所述的測試容器，其特征在于測試容器(1)在底部區(qū)域(15)具有一個第一嚙合元件(18)，以便可以在固定的位置和 定心板(10)連接。
8. 測試布置，包括根據(jù)前述至少一個權(quán)利要求所述的測試容器(l)，定心 板(IO)在一個預(yù)先確定的、可再現(xiàn)的位置固定測試容器(l)。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的測試布置，其特征在于定心板(10)有一個凹 陷(11),用于容納測試容器(1)的底部區(qū)域(15)。
10. 根據(jù)權(quán)利要求8到9中至少一個所述的測試布置，其特征在于定心 板具有第二嚙合元件(17)，其與測試容器(1)上的第一嚙合元件(18)以互相 補(bǔ)充的方式運(yùn)作。
11. 根據(jù)權(quán)利要求8到10中至少一個所述的測試布置，其特征在于定 心板(10)和測試容器(1)被設(shè)計(jì)為一體。
12. 校準(zhǔn)容器監(jiān)控設(shè)備的方法，包括步驟通過圖像記錄設(shè)備，記錄根據(jù)前述權(quán)利要求中的至少一個測試容器 (1 )的參考圖像，測試容器(1 )布置在根據(jù)前述權(quán)利要求中的至少一 個的定心板(10)上；通過圖像記錄設(shè)備，記錄定心板上的測試容器的測試圖像；對比測試圖像和參考圖像，在對比后的圖像基礎(chǔ)上校準(zhǔn)監(jiān)控設(shè)備。
13. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于記錄多個測試圖像，并根 據(jù)這些圖像來進(jìn)行校準(zhǔn)。
14.根據(jù)前述權(quán)利要求9到10中至少一個所述的方法，其特征在于測 試圖像連續(xù)記錄。
全文摘要
本發(fā)明描述了一種以空間分解和無損方式檢測工件的方法，使用至少一個測量傳感器，其被引導(dǎo)通過一個待檢測的工件的技術(shù)表面，可探測工件內(nèi)部的局部材料的多相性、材料的局部不穩(wěn)固區(qū)域和/或局部材料結(jié)構(gòu)。本發(fā)明的區(qū)別特征是，從一個起始位置開始，在該處至少一個測量傳感器位于工件表面，工件的第一體積區(qū)域，其可被測量傳感器探測，并表示為第一測量信號，該信號被探測，通過沿工件表面移動測量傳感器到第二位置確定一個運(yùn)動軌跡，在對比第一測量信號和第二測量信號的基礎(chǔ)上，第二測量信號在第二位置獲得并表示為第二體積區(qū)域，其中第一和第二體積區(qū)域至少部分重疊，使用該運(yùn)動軌跡，確定在工件表面第二位置相對于起始位置的相對位置。
文檔編號G01N21/90GK101443651SQ200780017355
公開日2009年5月27日 申請日期2007年5月9日 優(yōu)先權(quán)日2006年5月13日
發(fā)明者卡斯頓·威德瑞 申請人:克朗斯股份公司