ES2879433T3 - Aparato y método de inspección de recipientes - Google Patents

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ES2879433T3 ES12787548T ES12787548T ES2879433T3 ES 2879433 T3 ES2879433 T3 ES 2879433T3 ES 12787548 T ES12787548 T ES 12787548T ES 12787548 T ES12787548 T ES 12787548T ES 2879433 T3 ES2879433 T3 ES 2879433T3
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Timothy Kohler
Stephen Graff
George Hall
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Abstract

Método de inspección de un recipiente que tiene una base y una boca, que incluye las etapas de: dirigir luz a través de la base del recipiente al interior del recipiente, y al exterior del recipiente a través de la boca del recipiente, usando al menos una fuente de luz operativamente dispuesta debajo de la base del recipiente; obtener una pluralidad de imágenes de la boca del recipiente a partir de la luz dirigida a través de la boca del recipiente, en donde la pluralidad de imágenes se obtiene como una pluralidad de pares de imágenes de segmentos diametralmente opuestos de la boca del recipiente; calcular al menos un diámetro de agujero mínimo de la boca del recipiente para cada imagen de la pluralidad de imágenes; identificar un diámetro de agujero mínimo más bajo global, OLMBD, de los diámetros de agujero mínimos; y determinar un diámetro de agujero mínimo efectivo de la boca del recipiente como un valor diferente al OLMBD.

Description

DESCRIPCIÓN
Aparato y método de inspección de recipientes
La presente divulgación se refiere, en general, a la inspección de recipientes y más en particular a un aparato y método para la detección de variaciones comerciales en un recipiente.
Antecedentes y sumario de la divulgación
En la fabricación de recipientes, pueden producirse diversas anomalías que afectan a la aceptación comercial de los recipientes. Tales anomalías se conocen como "variaciones comerciales" y pueden implicar a uno o más atributos del recipiente. Por ejemplo, las variaciones comerciales pueden incluir características dimensionales del recipiente en una boca abierta del recipiente. Por tanto, con frecuencia es útil proporcionar un equipo de inspección capaz de inspeccionar los recipientes para detectar variaciones comerciales. El término "inspección" se usa en su sentido más amplio para abarcar cualquier observación o implicación óptica, electro-óptica, mecánica o eléctrica con un recipiente para medir o determinar una característica del recipiente, incluyendo pero no necesariamente limitado a variaciones comerciales. Las patentes estadounidenses que ilustran procesos de inspección de este tipo para recipientes de cristal incluyen las patentes estadounidenses 5.461.228 y 6.175.107.
Un objeto general de la presente divulgación, según un aspecto de la divulgación, es proporcionar un aparato y un método de medición de galga de clavija óptica (OPG) más fiable para medir con mayor precisión el tamaño del agujero de la boca de un recipiente.
La presente divulgación plasma varios aspectos que pueden implementarse por separado o en combinación entre sí.
Según un aspecto de la divulgación, se proporciona un método de inspección de un recipiente que tiene una base y una boca. Se dirige luz a través de la base del recipiente al interior del recipiente, y al exterior del recipiente a través de la boca del recipiente, usando al menos una fuente de luz dispuesta debajo de la base del recipiente. Se obtiene una pluralidad de imágenes de la boca del recipiente a partir de la luz dirigida a través de la boca del recipiente, y se calculan los diámetros de agujero mínimos de la boca del recipiente a partir de la pluralidad de imágenes. Se identifica un diámetro de agujero mínimo más bajo global (OLMBD) de los diámetros de agujero mínimos, y se determina que un diámetro de agujero mínimo efectivo de la boca del recipiente es un valor distinto al OLMBD.
Según otro aspecto de la divulgación, se proporciona un aparato para la inspección de un recipiente que tiene una base y una boca. Al menos una fuente de luz se dispone operativamente debajo de la base del recipiente, en donde la fuente de luz dirige la luz a través de la base del recipiente al interior del recipiente, y al exterior del recipiente a través de la boca del recipiente. Un sensor de luz está dispuesto con respecto a la fuente de luz y el recipiente para detectar la luz transmitida a través de la boca del recipiente. Un procesador adquiere una pluralidad de imágenes de la boca del recipiente a partir del sensor de luz, calcula los diámetros de agujero mínimos de la boca del recipiente a partir de la pluralidad de imágenes, identifica un diámetro de agujero mínimo más bajo global (OLMDB) de los diámetros de agujero mínimos y determina que un diámetro de agujero mínimo efectivo de la boca del recipiente es un valor distinto al OLMBD.
Breve descripción de los dibujos
La divulgación, junto con objetos, características, ventajas y aspectos adicionales de la misma, se entenderá mejor a partir de la siguiente descripción, las reivindicaciones anexas y los dibujos adjuntos, en los que:
La figura 1 es un diagrama esquemático de un aparato de galga de clavija óptica para evaluar una boca de un recipiente según una realización a modo de ejemplo de la presente divulgación, e incluyendo fuentes de luz primera y segunda;
la figura 2 es una vista esquemática desde arriba de las fuentes de luz de la figura 1.
Las figuras 3A a 3L son vistas esquemáticas de imágenes de luz producidas por la luz captada por un sensor de luz y que emana de las fuentes de luz de la figura 1 a través de la boca del recipiente de la figura 1;
la figura 4 es una vista esquemática de una imagen de luz compuesta producida a partir de las imágenes de luz de las figuras 3A a 3L;
la figura 5 es un diagrama esquemático de un aparato de galga de clavija óptica para evaluar una boca de un recipiente según otra realización a modo de ejemplo de la presente divulgación, e incluyendo una sola fuente de luz;
la figura 6 es una vista esquemática desde arriba de la fuente de luz de la figura 5;
las figuras 7A a 7X son vistas esquemáticas de imágenes de luz producidas por la luz capturada por un sensor de luz y que emana de la fuente de luz de la figura 5 a través de la boca del recipiente de la figura 5;
la figura 8 es una vista esquemática de una imagen de luz compuesta producida a partir de las imágenes de luz de las figuras 7A a 7X;
la figura 9A es una vista esquemática de una imagen de luz producida por luz capturada por un sensor de luz y que emana de la fuente de luz de la figura 5 a través de la boca del recipiente de la figura 5, con el recipiente en una primera posición;
la figura 9B es una vista esquemática de una imagen de luz similar a la figura 9A, pero con el recipiente en una segunda posición girado con respecto a la primera posición;
la figura 9C es una vista esquemática de una imagen de luz similar a la figura 9B, pero con el recipiente en una tercera posición girado con respecto a la segunda posición; y
la figura 9D es una vista esquemática de una imagen de luz similar a la figura 9C, pero con el recipiente en una cuarta posición girado con respecto a la tercera posición.
Descripción detallada de realizaciones preferidas
La presente divulgación se refiere a un método de y a un aparato para la inspección de un recipiente que tiene una base y una boca. Se ha descubierto que la inspección del diámetro de agujero de la boca de un recipiente puede ser difícil debido a diversas restricciones dentro del agujero. Por ejemplo, la restricción puede deberse a variaciones de ángulo del agujero, tal vez debido a cuellos de recipientes "doblados" en relación con la óptica del aparato de inspección, u oclusiones en la parte baja del agujero. También se descubrió que la medición del diámetro de agujero puede mejorarse para explicar tales restricciones determinando un diámetro agujero mínimo efectivo (EMBD) de la boca de un recipiente. A continuación se describen ejemplos de métodos y aparatos relacionados.
La figura 1 ilustra una realización a modo de ejemplo de un aparato de inspección 10 para la inspección de una boca abierta M de un recipiente C. El aparato 10 puede incluir una galga de clavija óptica que puede incluir una o más fuentes de luz 12 operativamente dispuestas por debajo del recipiente C para producir luz usada en la inspección de la boca del recipiente M, y uno o más sensores de luz 14 dispuestos sobre el recipiente C para detectar la luz producida por la fuente de luz 12 y que pasa a través de la boca del recipiente M. Tal como se usa en el presente documento, la terminología "operativamente dispuesta" incluye fuentes de luz que pueden estar situadas en cualquier lugar, pero que emiten luz desde la parte inferior del recipiente C, por ejemplo, a través de espejos, fibras ópticas o similares. El aparato 10 puede incluir opcionalmente uno o más difusores de luz 16 dispuestos entre la fuente de luz 12 y el recipiente C para difundir y/o dirigir luz a través de un fondo B del recipiente C al interior del recipiente C y a través de la boca del recipiente M. Además, el aparato 10 puede incluir un sistema de lentes 18 dispuesto entre el recipiente C y el sensor de luz 14 para dirigir la luz que pasa a través de la boca del recipiente M al sensor de luz 14. Adicionalmente, el aparato 10 puede incluir un procesador 20 o cualquier otro dispositivo adecuado para escanear el sensor de luz 14 y desarrollar una imagen de la boca del recipiente M y/o cualquier otra información de inspección disponible, y una pantalla de visualización 22 para mostrar la imagen y/u otra información de inspección. El aparato 10 también puede incluir un rotor de recipientes 24 para girar el recipiente C.
El recipiente C puede ser un frasco, o una botella tal como se ilustra en la figura 1 o cualquier otro tipo de recipiente adecuado. El recipiente C puede estar compuesto de plástico, cristal o cualquier otro material adecuado. El recipiente C puede ser claro, coloreado, transparente, translúcido o de cualquier otra calidad óptica adecuada.
Con referencia a las figuras 1 y 2, la fuente de luz 12 puede incluir cualquier dispositivo, artículo o instrumento adecuado para iluminar el recipiente C. Por ejemplo, la fuente de luz 12 puede incluir una pluralidad de fuentes de luz 12a, 12b, cada una de las cuales puede incluir uno o más elementos de luz diferenciados 12p (figura 2). Por ejemplo, la fuente de luz 12 puede incluir al menos dos fuentes de luz 12a, 12b que pueden estar diametralmente opuestas entre sí y/o operativamente dispuestas adyacentes entre sí debajo de la base del recipiente B (figura 1), y que pueden energizarse independiente y alternativamente. Las fuentes de luz 12a, 12b pueden ser de cualquier tamaño angular circunferencialmente adecuado. Por ejemplo, una o ambas fuentes de luz 12a, 12b pueden tener un tamaño angular circunferencialmente de 180 grados, tal y como se ilustra en la figura 2. En un ejemplo adicional, una o ambas fuentes de luz 12a, 12b pueden tener un tamaño angular circunferencialmente de 60 a 70 grados y, más en particular, 65 grados. En otro ejemplo, los elementos de luz 12p (figura 2) pueden incluir una pluralidad de diodos emisores de luz (LED), en donde la fuente de luz 12 puede ser una fuente de luz de múltiples LED. En cualquier caso, los expertos habituales en la técnica reconocerán que la fuente de luz 12 puede recibir energía de cualquier fuente adecuada de cualquier manera adecuada y puede controlarse por el procesador 20 (figura 1) de cualquier manera adecuada. Además, los expertos en la técnica reconocerán que la fuente de luz 12 puede dividirse en subsecciones o subporciones o puede componerse de dos fuentes de luz separadas.
La pluralidad de fuentes de luz 12a,12b pueden tener características operativas diferentes. En una realización de ejemplo, las fuentes de luz 12a, 12b pueden energizarse alternativa o secuencialmente, por ejemplo, sin superposición en la emisión de luz. En otra realización de ejemplo, las fuentes de luz 12a, 12b pueden emitir luz de diferentes longitudes de onda con emisión simultánea de luz. Se dan a conocer ejemplos de diferentes características operativas en la solicitud de patente estadounidense con n.° de serie 13/172.258 (OI Docket 19092), que se cede al cesionario de la misma.
Con referencia a la figura 1, el sensor de luz 14 puede incluir cualquier dispositivo adecuado para detectar o captar luz o imágenes. Por ejemplo, el sensor de luz 14 puede incluir un sensor de imagen, por ejemplo, un dispositivo de acoplamiento de carga (CCD), un dispositivo semiconductor complementario de óxido-metal (CMOS), o cualquier otro sensor de imagen adecuado. En otro ejemplo, el sensor de luz 14 puede incluir un dispositivo de fotodiodo, un dispositivo de fotorresistor, o cualquier otro dispositivo de fotodetector adecuado.
El difusor de luz 16 puede incluir cualquier dispositivo adecuado para difundir luz. Por ejemplo, el difusor de luz 16 puede incluir un difusor de cristal deslustrado, un difusor de teflón, un difusor holográfico, un difusor de cristal opalescente, un difusor de cristal grisáceo, o cualquier otro difusor adecuado.
El sistema de lentes 18 puede incluir cualquier dispositivo adecuado para dirigir o enfocar la luz. Por ejemplo, el sistema de lentes 18 puede incluir una lente telecéntrica, una pupila de entrada y lentes pupilares a ambos lados de la pupila. El sistema de lentes 18 puede dirigir solo los rayos de luz que emergen de la boca del recipiente M esencialmente paralelos a un eje A del recipiente C.
El procesador 20 puede incluir cualquier dispositivo adecuado para leer o adquirir datos o imágenes del sensor de luz 14, procesar los datos o imágenes, y transmitir imágenes a la pantalla de visualización 22. En un ejemplo, el procesador 20 puede incluir el propio sensor de luz 14. En otro ejemplo, el procesador 20 puede ser un dispositivo separado del sensor de luz 14. En otro ejemplo, el procesador 20 puede incluir ambos ejemplos mencionados anteriormente.
El rotor de recipientes 24 puede incluir cualquier dispositivo adecuado para girar el recipiente C. Por ejemplo, el rotor 24 puede incluir uno o más rodillos, ruedas, cintas, discos, y/o cualquier otro elemento adecuado para girar el recipiente C. En otra realización, el recipiente C puede permanecer estacionario, y uno o más de los diversos elementos 12, 14, 16, 18 del aparato pueden girarse de cualquier manera adecuada.
En un ejemplo de operación, la primera fuente de luz 12a se energiza, y la luz de esa primera fuente de luz 12a que se extiende paralelamente al eje A del recipiente y a través de la boca del recipiente M se detecta por el sensor de luz 14 y una primera imagen correspondiente 112a puede adquirirse del sensor de luz 14 por el procesador 20, tal como se muestra en la figura 3A. Cualquier reflejo que pueda incidir en una mitad del sensor 14 puede descartarse digitalmente, por ejemplo, por el procesador de información 20. Después, la primera fuente de luz 12a se desenergiza y la segunda fuente de luz 12b se energiza y la luz de esa segunda fuente de luz 12b que se extiende paralelamente al eje A del recipiente y a través de la boca del recipiente M se detecta por el sensor de luz 14 y una segunda imagen correspondiente 112b puede adquirirse del sensor de luz 14 por el procesador 20, tal como se muestra en la figura 3B. Cualquier reflejo que pueda incidir en la otra mitad del sensor 14 puede descartarse digitalmente, por ejemplo, por el procesador de información 20.
Pueden obtenerse imágenes de la boca del recipiente M en parejas, espaciadas circunferencialmente por igual alrededor de la boca del recipiente M. Por ejemplo, la primera imagen 112a (o la luz que corresponde a la primera imagen 112a) del par puede capturarse por el sensor de luz 14 y comienza la transferencia de la imagen 112a desde el sensor de luz 14 hasta el procesador 20, luego transcurre un breve periodo (por ejemplo, un submilisegundo) y después de eso se captura la segunda imagen 112b del par y se transfiere mientras la primera imagen 112a sigue transmitiéndose o adquiriéndose por el procesador 20. Por consiguiente, las imágenes 112a, 112b pueden obtenerse selectiva, secuencial y sincrónicamente.
En una realización, cada una de las imágenes 112a, 112b pueden incluir aproximadamente 180 grados angulares circunferencialmente de la boca del recipiente M, pero solo porciones selectas, por ejemplo, imágenes de segmentos 113a, 113b de las imágenes 112a, 112b, pueden procesarse adicionalmente. Por ejemplo, el procesador 20 puede aplicar cualquier técnica adecuada de enmascaramiento o sustracción digital para ignorar las señales de imágenes que no corresponden a las imágenes de segmentos deseadas 113a, 113b. Las imágenes de segmentos 113a, 113b pueden ser de segmentos correspondientes de la boca del recipiente M que pueden tener un tamaño angular circunferencialmente de 60 a 70 grados y, más particularmente, de aproximadamente 65 grados. Puede suponerse que las imágenes de segmentos 113a, 113b están esencialmente libres de reflexiones de bajo ángulo que podrían interferir con el procesamiento de la imagen. Esto se debe a que las regiones de la boca del recipiente M que coinciden con el divisor de la fuente de luz 12 (o los bordes de las fuentes de luz 12a, 12b) podrían tener algunos reflejos de bajo ángulo. Por consiguiente, en esta realización, solo las imágenes de segmentos 113a, 113b de las imágenes 112a, 112b pueden evaluarse. Tal como se usa en el presente documento, el término "segmento" incluye una porción de una imagen, por ejemplo, cortada por una o más líneas, por ejemplo, un área de un círculo delimitado por una o más cuerdas y un arco de ese círculo.
En otras realizaciones, las imágenes 112a, 112b y las imágenes de segmentos 113a, 113b pueden ser una misma. Por ejemplo, pueden usarse dos fuentes de luz opuestas más pequeñas en ángulo circunferencial que las fuentes de luz 12a, 12b y pueden corresponder a porciones o segmentos de la base del recipiente B. En otro ejemplo, puede usarse una pluralidad de pares de fuentes de luz más pequeñas en ángulo circunferencial que las fuentes de luz 12a, 12b, en las que cada par puede incluir dos fuentes de luz diametralmente opuestas que corresponden a porciones o segmentos de la base del recipiente B. Los ejemplos mencionados anteriormente se dan a conocer en la solicitud de patente estadounidense con n.° de serie 13/172.258 (OI Docket 19092), que se cede al cesionario de la misma.
Puede usarse cualquier intervalo angular circunferencialmente adecuado de las imágenes de segmentos 113a, 113b. Por ejemplo, tal como se muestra en las figuras 3A y 3B, puede usarse un ángulo de inspección de 65 grados angulares circunferencialmente. Expuesto de otro modo, un tamaño angular circunferencialmente de ejemplo de las imágenes de segmentos 113a, 113b puede ser de aproximadamente el 36 % de la extensión angular circunferencialmente de las correspondientes imágenes 112a, 112b. Por consiguiente, sería deseable obtener porciones de imágenes similares, adicionales y angularmente adyacentes. Esto puede lograrse girando el recipiente C y obteniendo otros pares de imágenes de segmentos 113c a 1331 de la boca del recipiente M de la forma descrita anteriormente, y tal como se muestra en las figuras 3C a 3L. Las imágenes de segmentos 113a a 1131 pueden superponerse circunferencialmente entre sí.
Tal como se muestra la figura 4, las imágenes 112a a 1121 y/o las imágenes de segmentos 113a a 1131 de las figuras 3A a 3L pueden superponerse o añadirse para obtener una imagen completa 112 de un agujero o diámetro interior de la boca del recipiente M. La imagen 112 puede usarse para identificar variaciones comerciales en el recipiente, medir el agujero o diámetro interior de la boca del recipiente M o para cualquier otra técnica de inspección de recipientes adecuada. Por consiguiente, la imagen compuesta 112 puede componerse de imágenes de segmentos 113a a 1131 y puede incluir 360 grados angulares circunferencialmente completos de la boca del recipiente M. Esto puede ser particularmente deseable para la inspección de variaciones comerciales o en una medición diametral continua circunferencialmente del agujero de la boca del recipiente M. Los expertos en la técnica reconocerán que pueden obtenerse o evaluarse más o menos porciones de imágenes o imágenes de segmentos, por ejemplo, doce segmentos de 35 a 40 grados, diez segmentos de 40 a 45 grados, ocho segmentos de 50 a 55 grados, cuatro segmentos de 100 a 105 grados, y/o similares.
En un ejemplo ilustrado por las figuras 3A a 3L, el ángulo de inspección puede establecerse a 65 grados en tamaño angular circunferencial y, por tanto, pueden evaluarse 130 grados en ángulo circunferencial de la boca del recipiente M para cada fotograma de imagen (par opuesto de imágenes de segmento). El recipiente C puede girarse para desplazar las porciones de la boca del recipiente M a través del ángulo de inspección para obtener múltiples fotogramas de imagen, preferiblemente, con cierto solapamiento entre fotogramas de imágenes sucesivas.
Suponiendo que los fotogramas de imagen se obtienen y procesan lo suficientemente rápido como para que los sucesivos fotogramas de imagen proporcionen imágenes de segmentos continuos, y dado que en cada fotograma están evaluándose segmentos opuestos de la boca del recipiente M, puede inspeccionarse el 100 % (o 360 grados) de la boca del recipiente girando el recipiente C solo media revolución (180 grados) y obteniendo un total de tres fotogramas (tres pares opuestos de imágenes de segmentos). Por consiguiente, en este ejemplo, pueden usarse solo tres fotogramas (figuras 3A a 3F) para establecer un diámetro de agujero para la boca del recipiente M.
Sin embargo, para una medición más precisa, el recipiente C puede girarse aproximadamente una revolución completa (360 grados) y puede capturarse el doble del número requerido de fotogramas, por ejemplo, un total de seis fotogramas (seis pares opuestos de imágenes de segmentos) por el sensor 14 y adquirirse y procesarse adicionalmente por el procesador 20. El primer fotograma puede incluir un primer par de imágenes de segmentos opuestos 113a, 113b de las imágenes 112a, 112b, el segundo fotograma puede incluir un segundo par de imágenes de segmentos opuestos 113c, 113d de las imágenes 112c, 112d circunferencialmente espaciado del primer par, y así sucesivamente. En un ejemplo también ilustrado por las figuras 3E a 3L, pueden obtenerse pares adicionales de imágenes de segmentos 113e, 113f; 113g, 113h; 113i, 113j; 113k, 1131, por ejemplo, de las imágenes 112e, 112f; 112g, 112h; 112i, 112j; 112k, 1121. Tal como se muestra en la figura 4, las imágenes 112a a 1121 y/o las imágenes de segmentos 113a a 1131 pueden superponerse o añadirse para obtener una imagen completa 112 del agujero de la boca del recipiente M.
Según un método de la presente divulgación, el recipiente C puede inspeccionarse para calcular de forma precisa un diámetro de agujero de la boca del recipiente M.
Como saben los expertos en la técnica de inspección de recipientes, puede establecerse un diámetro de rechazo para el agujero de la boca del recipiente. Un ejemplo no limitativo del diámetro de rechazo puede ser cualquier diámetro menor de 0,704 pulgadas.
Puede obtenerse una pluralidad de imágenes de la boca del recipiente M. Por ejemplo, puede obtenerse una pluralidad de segmentos de imágenes de la boca del recipiente M. En una realización, la luz puede dirigirse fuera del recipiente C a través de la boca del recipiente M usando, por ejemplo, la fuente de luz 12 y esa luz puede detectarse o captarse por el sensor de luz 14 y las imágenes pueden adquirirse del sensor de luz 14 por el procesador 20. En otras realizaciones, la pluralidad de imágenes puede obtenerse mediante otras formas adecuadas, usando cualquier otro aparato adecuado. La pluralidad de imágenes de segmentos de la boca del recipiente M puede incluir una pluralidad de pares de imágenes de segmentos diametralmente opuestos de la boca del recipiente M. Por ejemplo, la pluralidad de imágenes puede incluir seis pares de imágenes de segmentos diametralmente opuestos correspondientes a la boca del recipiente M.
Según el método, puede calcularse un diámetro mínimo del agujero de la boca del recipiente M para cada fotograma de las imágenes de segmentos 113a a 1131, usando cualquier software de procesamiento de imágenes adecuado. Las imágenes de segmentos 113a a 1131 corresponden a los segmentos diametralmente opuestos de los que se obtuvieron imágenes de la boca del recipiente M. Un primer fotograma puede incluir imágenes de segmentos 113a, 113b, un segundo fotograma puede incluir imágenes de segmentos 113c, 113d, un tercer fotograma puede incluir imágenes de segmentos 113e, 113f, un cuarto fotograma puede incluir imágenes de segmentos 113g, 113h, un quinto fotograma de imágenes puede incluir imágenes de segmentos 113i, 113j y un sexto fotograma puede incluir imágenes de segmentos 113k, 1131.
Por ejemplo, para los seis fotogramas, (1) a (6), pueden calcularse los siguientes valores de diámetro de agujero a modo de ejemplo (en pulgadas):
(1) 0,710
(2) 0,702
(3) 0,708
(4) 0,712
(5) 0,706
(6) 0,711.
A partir de los valores de diámetros de agujero de los fotogramas, puede identificarse un diámetro de agujero mínimo más bajo global (OLMBD). Por ejemplo, el fotograma (2) puede identificarse como OLMBD porque es más bajo que los otros fotogramas.
Además, pueden evaluarse grupos de los fotogramas para identificar un diámetro de agujero mínimo más bajo de grupo (GLMBD) para cada grupo. Tal como se usa en el presente documento, el término "grupo" incluye más de uno, pero menos que todos los fotogramas. Como ejemplo, grupos únicos de fotogramas y sus valores de GLMBD son los siguientes:
(1) fotogramas 1, 2 y 3 (GLMBD = 0,702)
(2) fotogramas 2, 3 y 4 (GLMBD = 0,702)
(3) fotogramas 3, 4 y 5 (GLMBD = 0,706)
(4) fotogramas 4, 5 y 6 (GLMBD = 0,706)
(5) fotogramas 5, 6 y 1 (GLMBD = 0,706)
(6) fotogramas 6, 1 y 2 (GLMBD = 0,702).
Cada uno de los grupos de la pluralidad de imágenes puede representar o cubrir al menos 360 grados de la circunferencia del agujero de la boca del recipiente. Debido a que cada uno de los grupos representa una cantidad de datos suficiente para establecer un diámetro de agujero, la variación en el GLMBD de un grupo a otro es una indicación de que la vista a través del agujero es más restringida en grupos que tienen un GLMBD menor. La restricción puede ser debida a las variaciones de ángulo del agujero (tal vez debido a cuellos del recipiente «doblados») relativas a la óptica del aparato de inspección, u oclusiones bajas en el agujero. Por consiguiente, el OLMBD puede no proporcionar una representación lo suficientemente precisa del diámetro de agujero mínimo real de la boca del recipiente M.
Por tanto, para tener en cuenta dichas variaciones, la medición del diámetro de agujero puede mejorarse determinando que un valor diferente al OLMBD es un diámetro de agujero mínimo efectivo (EMBD) de la boca del recipiente M. En una realización, el valor de GLMBD más alto de los grupos puede identificarse como EMBD de la boca del recipiente M. Por ejemplo, 0,706 pulgadas es el valor de LMBD más alto de los grupos 1 a 6 y, por consiguiente, se determina que es el EMBD de la boca del recipiente M. En otra realización, el EMBD puede determinarse basándose en uno o más de los diámetros de agujero mínimos calculados de los fotogramas. Por ejemplo, el EMBD puede determinarse que es cualquiera de los diámetros de agujero mínimos calculados de los fotogramas que es mayor que el OLMBD.
En una realización adicional, el EMBD puede determinarse matemática o estadísticamente a partir de los diámetros de agujero mínimos calculados de los fotogramas. Por ejemplo, puede determinarse que cualquier promedio adecuado de dos o más diámetros de agujero mínimos calculados es el EMBD. Más específicamente, puede determinarse que una media, mediana o moda de dos o más de los diámetros de agujero mínimos calculados es el EMBD.
En otra realización, el EMBD puede determinarse matemática o estadísticamente a partir de los diámetros de agujero mínimos más bajos de grupo (GLMBD) Por ejemplo, cualquier promedio adecuado de los diámetros de agujero mínimos calculados puede determinarse que es el EMBD, por ejemplo, una media, mediana o moda.
Según el método dado a conocer en el presente documento, en una primera mitad de la revolución del recipiente se evalúan los fotogramas (1) a (3) y, en una segunda mitad de la revolución del recipiente, se evalúan los fotogramas (4) a (6). Durante la segunda mitad, las porciones del agujero de la boca del recipiente M correspondientes a los fotogramas (1) a (3) se sitúan a 180 grados de las porciones del agujero de la boca del recipiente M correspondientes a los fotogramas (4) a (6).
Debido a variaciones de producción, cualquier porción dada de un agujero de cualquier recipiente dado raramente está perfectamente alineada con el sistema de lentes 18 del aparato de inspección 10. Por ejemplo, si el recipiente C se hubiera girado solo media revolución y solo se hubieran obtenido los fotogramas (1) A (3), el recipiente C se habría rechazado porque el diámetro de agujero mínimo más bajo, 0,702 pulgadas del fotograma (2), estaría por debajo del umbral de rechazo (0,704).
Pero el recipiente C se gira preferiblemente una revolución completa y los fotogramas (1) a (6) se obtienen y se procesan preferiblemente tal como se describió anteriormente. Se supone que el diámetro de agujero mínimo de 0,706 pulgadas del fotograma (5) es una vista más ideal a través del agujero. Por consiguiente, la evaluación del doble de los segmentos mínimos requeridos del agujero puede aumentar las posibilidades de una mejor alineación del agujero con el sistema de lentes 18 del aparato de inspección 10 y puede reducir el efecto de oclusiones en una porción baja del agujero que no es de interés.
Las figuras 5 a 8 ilustran otra realización ilustrativa de un aparato de inspección 110. Esta realización es similar en muchos aspectos a la realización de las figuras 1 a 4, y números similares entre las realizaciones designan generalmente elementos similares o correspondientes en todas las varias vistas de las figuras de los dibujos. Por consiguiente, las descripciones de las realizaciones se incorporan unas en otras. Adicionalmente, la descripción del tema común generalmente puede no repetirse en el presente documento.
El aparato 110 puede incluir una galga de clavija óptica que puede incluir una fuente de luz 212 operativamente dispuesta por debajo del recipiente C para producir la luz usada en la inspección de la boca del recipiente M.
En referencia a las figuras 5 y 6, la fuente de luz 212 puede incluir una única fuente de luz y puede incluir cualquier dispositivo, artículo o instrumento adecuado para iluminar el recipiente C. Por ejemplo, la fuente de luz 212 puede incluir uno o más elementos de luz diferenciados 12p (figura 6). La fuente de luz 212 puede ser de cualquier tamaño angular circunferencialmente adecuado, por ejemplo, 360 grados, tal como se ilustra en la figura 6.
En un ejemplo de operación, la fuente de luz 212 se energiza, y la luz de la fuente de luz 212 que se extiende paralelamente al eje A del recipiente y a través de la boca del recipiente M se detecta por el sensor de luz 14 y las imágenes primera y segunda correspondientes 312a, 312b pueden adquirirse del sensor de luz 14 por el procesador 20, tal como se muestra en las figuras 7A y 7b.
Las imágenes de la boca del recipiente M pueden obtenerse en pares, espaciadas circunferencialmente por igual alrededor de la boca del recipiente M. En una realización, solo las porciones seleccionadas de las imágenes 312z, 312b, por ejemplo, las imágenes de segmentos 313a, 313b pueden procesarse adicionalmente. Por ejemplo, el procesador 20 puede aplicar cualquier técnica adecuada de enmascaramiento o sustracción digital para ignorar las señales de imágenes que no corresponden a las imágenes de segmentos deseadas 313a, 313b.
Las imágenes de los segmentos 313a, 313b pueden ser de segmentos correspondientes de la boca del recipiente M que pueden tener un tamaño angular circunferencialmente de 40 grados, por ejemplo, de 35 a 45 grados, o cualquier otro tamaño angular circunferencialmente adecuado. Expuesto de otro modo, un tamaño angular circunferencialmente de ejemplo de las imágenes de segmentos 313a, 313b puede ser de aproximadamente el 22% de la extensión angular circunferencialmente de las correspondientes imágenes 312a, 312b. El recipiente C puede girarse para obtener pares adicionales de imágenes de segmentos 313c a 313x de la boca del recipiente M de la forma descrita anteriormente, y tal como se muestra en las figuras 7C a 7X. Las imágenes de segmentos 313a a 313x pueden superponerse circunferencialmente entre sí.
Tal como se muestra en la figura 8, las imágenes 312a a 312x y/o las imágenes de segmentos 313a a 313x pueden superponerse o añadirse para obtener una imagen completa 312 de un agujero o diámetro interior de la boca del recipiente M. La imagen 312 puede usarse para identificar variaciones comerciales en el recipiente C, medir el agujero o diámetro interior de la boca del recipiente M o cualquier otra técnica de inspección de recipientes adecuada. Por consiguiente, la imagen compuesta 312 puede componerse de pares de imágenes de segmentos 313a a 313x y puede incluir 360 grados angulares circunferencialmente completos de la boca del recipiente M.
En un ejemplo ilustrado por las figuras 7A a 7X, el ángulo de inspección puede establecerse a 40 grados en tamaño angular circunferencial y, por tanto, pueden evaluarse 80 grados en ángulo circunferencial de la boca del recipiente M para cada fotograma de imagen (par opuesto de imágenes de segmento). El recipiente C puede girarse para desplazar las porciones de la boca del recipiente M a través del ángulo de inspección para obtener múltiples fotogramas de imagen, preferiblemente, con cierto solapamiento entre fotogramas de imágenes sucesivas.
Suponiendo que los fotogramas de imagen se obtienen y procesan lo suficientemente rápido como para que los sucesivos fotogramas de imagen proporcionen imágenes de segmentos continuos, y dado que en cada fotograma está evaluándose segmentos opuestos de la boca del recipiente M, puede inspeccionarse el 100 % (o 360 grados) de la boca del recipiente girando el recipiente C solo media revolución (180 grados) y obteniendo un total de seis fotogramas (seis pares opuestos de imágenes de segmentos). Por consiguiente, en el presente ejemplo, solo seis fotogramas (figuras 7A a 7L) pueden usarse para establecer un diámetro de agujero para la boca del recipiente M.
Sin embargo, para una medición más precisa, el recipiente C puede girarse aproximadamente una revolución completa (360 grados) y puede capturarse el doble del número requerido de fotogramas, por ejemplo, un total de doce fotogramas (doce pares opuestos de imágenes de segmentos) por el sensor 14 y adquirirse y procesarse posteriormente por el procesador 20. El primer fotograma puede incluir un primer par de imágenes de segmentos opuestos 313a, 313b de las imágenes 312a, 312b, el segundo fotograma puede incluir un segundo par de imágenes de segmentos opuestos 313c, 313d de las imágenes 312c, 312d circunferencialmente espaciado del primer par, y así sucesivamente. En un ejemplo también ilustrado por las figuras 7E a 7X, pueden obtenerse pares adicionales de imágenes de segmentos 313e, 313f; 313g, 313h; 313i, 313j; 313k, 3131; 313m, 313n; 3130, 313p; 313q, 313r; 313s, 313t; 313u, 313v; 313w, 313x, por ejemplo, de las imágenes 312e a 312x. Tal como se muestra en la figura 8, las imágenes 312a a 312x y/o las imágenes de segmentos 313a a 313x pueden superponerse o añadirse para obtener una imagen completa 312 del agujero de la boca del recipiente M.
El diámetro mínimo del agujero de la boca del recipiente M puede calcularse para cada fotograma de las imágenes de segmentos 313a a 313x, usando cualquier software de procesamiento de imágenes adecuado. Las imágenes de segmentos 313a a 313x corresponden a los segmentos diametralmente opuestos de los que se obtuvieron imágenes de la boca del recipiente M. Un primer fotograma puede incluir imágenes de segmentos 313a a 313b, un segundo fotograma puede incluir imágenes de segmentos 313c, 313d y así sucesivamente. Los valores de diámetro de agujero pueden calcularse para cada uno de los doce fotogramas, según la discusión anterior con respecto a la realización de las figuras 1 a 4. Además, pueden evaluarse grupos únicos de los doce fotogramas para identificar un diámetro de agujero mínimo más bajo de grupo (GLMBD) para cada grupo.
De manera similar, tal como se comentó con respecto a la realización de las figuras 1 a 4, la medición del diámetro de agujero puede mejorarse determinando que un valor diferente al OLMBD es un diámetro de agujero mínimo efectivo (EMBD) de la boca del recipiente M. Esta determinación puede incluir, pero no se limita a determinar que el valor de GLMBD más alto de los grupos es el EMBD de la boca del recipiente M.
Las figuras 9A a 9D muestran una realización ilustrativa de imágenes de luz producidas por la luz capturada por el sensor de luz 14 y que emana de la fuente de luz 212 de la figura 5 a través de la boca del recipiente M de la figura 5. Esta realización es similar en muchos aspectos a la realización de las figuras 1 a 8, y números similares entre las realizaciones designan generalmente elementos similares o correspondientes en todas las varias vistas de las figuras de los dibujos. Por consiguiente, las descripciones de las realizaciones se incorporan unas en otras. Adicionalmente, la descripción del tema común generalmente puede no repetirse en el presente documento.
Puede obtenerse una pluralidad de imágenes de la boca del recipiente M. Por ejemplo, cada una de la pluralidad de imágenes obtenidas puede representar o cubrir toda la circunferencia del agujero de la boca del recipiente. En una realización, la fuente de luz 212 puede energizarse, y la luz de esa fuente de luz 212 que se extiende paralelamente al eje A del recipiente y a través de la boca del recipiente M se detecta por el sensor de luz 14, y puede adquirirse una primera imagen 412a del sensor de luz 14 por el procesador 20, tal como se muestra en la figura 9A. Después, el recipiente C puede girarse, por ejemplo, noventa grados alrededor de su eje A. Después de eso, la fuente de luz 212 puede energizarse, y la luz de esa fuente de luz 212 que se extiende paralelamente al eje A del recipiente y a través de la boca del recipiente M se detecta por el sensor de luz 14 y puede adquirirse una segunda imagen 412b del sensor de luz 14 por el procesador 20, tal como se muestra en la figura 9B. Después, el recipiente C puede girarse de nuevo, por ejemplo, noventa grados alrededor de su eje A, y puede adquirirse una tercera imagen 412c tal como se muestra en la figura 9C. Después, el recipiente C puede girarse de nuevo, por ejemplo, noventa grados alrededor de su eje A, y puede adquirirse una cuarta imagen 412d tal como se muestra en la figura 9D.
En el ejemplo anterior, pueden obtenerse imágenes de la boca del recipiente M cuatro veces en incrementos de noventa grados de rotación alrededor de su eje A. Pero puede obtenerse cualquier pluralidad adecuada de imágenes de la boca del recipiente M de la manera mencionada, por ejemplo, dos o más, y en cualquier incremento adecuado de rotación angular alrededor del eje A del recipiente. Sin embargo, se contempla que la cantidad de imágenes e incrementos de rotación pueden ser específicos de la aplicación y pueden depender de la velocidad del equipo de inspección y del tiempo máximo del ciclo asignado para el proceso de inspección.
En cualquier caso, puede calcularse cualquier cantidad de diámetros de agujero mínimos (por ejemplo, min0a , min0b, min0c, min0d) de la boca del recipiente C para las imágenes 412a a 412d. El cálculo puede incluir tomar una pluralidad de mediciones del diámetro de agujero de la boca del recipiente M para cada una de la pluralidad de imágenes obtenidas. Por ejemplo, pueden tomarse 3.600 mediciones individuales del diámetro de agujero. Después, el cálculo puede incluir identificar la más pequeña de la pluralidad de mediciones de cada una de la pluralidad de imágenes como diámetro de agujero mínimo calculado para cada una de la pluralidad de imágenes. Por ejemplo, para las cuatro imágenes 412a a 412d pueden calcularse los siguientes valores de diámetro de agujero mínimo ejemplo (en pulgadas):
(1) 0,702
(2) 0,708
(3) 0,712
(4) 0,706.
A partir de los valores de diámetro de agujero de las imágenes, puede identificarse un diámetro de agujero mínimo más bajo global (OLMBD). Por ejemplo, el fotograma (1) puede identificarse que es el OLMBD porque es más bajo que los otros fotogramas. De nuevo, el OLMBD puede no proporcionar una representación lo suficientemente precisa del diámetro de agujero mínimo real de la boca del recipiente M.
Por consiguiente, la medición del diámetro de agujero puede mejorarse determinando que el EMBD de la boca del recipiente M es un valor diferente al OLMBD. Por ejemplo, el EMBD puede determinarse basándose en uno o más diámetros de agujero mínimos calculados (por ejemplo, min0a , min0b, min0c , min0d). En una realización, el EMBD puede determinarse que es cualquiera de los diámetros de agujero mínimos calculados que es mayor que el OLMBD. En otra realización, el EMBD puede determinarse que es el mayor de los diámetros de agujero mínimos calculados. Por ejemplo, 0,712 pulgadas es el valor mínimo más alto de las imágenes 412a a 412d y, por consiguiente, puede determinarse que es el EMBD de la boca del recipiente M.
En una realización adicional, el EMBD puede determinarse matemática o estadística a partir de los diámetros de agujero mínimos calculados. Por ejemplo, puede determinarse que cualquier promedio adecuado de dos o más diámetros de agujero mínimos calculados es el EMBD. Más específicamente, puede determinarse que una media, mediana o moda de dos o más de los diámetros de agujero mínimos calculados es el EMBD.
Por consiguiente, los métodos dados a conocer en el presente documento pueden usarse para el sobremuestreo de datos para proporcionar una medición más precisa del agujero mediante una galga de clavija óptica para evitar falsos rechazos. Por ejemplo, pueden obtenerse múltiples imágenes de segmentos de las mismas porciones o similares del agujero de la boca del recipiente M, en donde una lectura obstruida puede ignorarse y una lectura no obstruida puede conservarse, para compensar efectos de desalineación óptica que pueden resultar de las variaciones de producción y manejo de los recipientes.
Por tanto, se ha dado a conocer un aparato y un método de inspección de un recipiente, que satisface uno o más de los objetos y objetivos expuestos anteriormente. La divulgación se ha presentado conjuntamente con varias realizaciones ilustrativas, y se han comentado modificaciones y variaciones adicionales. Otras modificaciones y variaciones se sugerirán por sí mismas fácilmente a los expertos habituales en la técnica en vista de lo comentado anteriormente. La divulgación tiene como objetivo abarcar todas esas modificaciones y variaciones que se encuentran dentro del amplio alcance de las reivindicaciones adjuntas.

Claims (26)

REIVINDICACIONES
1. Método de inspección de un recipiente que tiene una base y una boca, que incluye las etapas de:
dirigir luz a través de la base del recipiente al interior del recipiente, y al exterior del recipiente a través de la boca del recipiente, usando al menos una fuente de luz operativamente dispuesta debajo de la base del recipiente; obtener una pluralidad de imágenes de la boca del recipiente a partir de la luz dirigida a través de la boca del recipiente, en donde la pluralidad de imágenes se obtiene como una pluralidad de pares de imágenes de segmentos diametralmente opuestos de la boca del recipiente;
calcular al menos un diámetro de agujero mínimo de la boca del recipiente para cada imagen de la pluralidad de imágenes; identificar un diámetro de agujero mínimo más bajo global, OLMBD, de los diámetros de agujero mínimos; y determinar un diámetro de agujero mínimo efectivo de la boca del recipiente como un valor diferente al OLMBD.
2. Método de la reivindicación 1, en el que cada una de la pluralidad de imágenes obtenida cubre la circunferencia completa del agujero de la boca del recipiente.
3. Método de la reivindicación 2, en el que la pluralidad de imágenes obtenida incluye al menos tres imágenes de la circunferencia completa del agujero de la boca del recipiente.
4. Método de la reivindicación 2, en el que la pluralidad de imágenes obtenida incluye al menos cuatro imágenes de la circunferencia completa del agujero de la boca del recipiente.
5. Método de la reivindicación 1, en el que la etapa de calcular incluye tomar una pluralidad de mediciones del diámetro de agujero de la boca del recipiente para cada una de la pluralidad de imágenes obtenidas e identificar la más pequeña de la pluralidad de mediciones de cada una de la pluralidad de imágenes como diámetro de agujero mínimo calculado para cada una de la pluralidad de imágenes.
6. Método de la reivindicación 1, en el que la etapa de determinar incluye determinar el diámetro de agujero mínimo efectivo de la boca del recipiente basándose al menos en uno de los diámetros de agujero mínimos calculados.
7. Método de la reivindicación 6, en el que la etapa de determinar incluye determinar que el diámetro de agujero mínimo efectivo de la boca del recipiente es uno de los diámetros de agujero mínimos calculados distinto al OLMBD.
8. Método de la reivindicación 7, en el que la etapa de determinar incluye determinar que el diámetro de agujero mínimo efectivo de la boca del recipiente es el mayor de los diámetros de agujero mínimos calculados distinto al OLMBD.
9. Método de la reivindicación 6, en el que la pluralidad de imágenes obtenidas incluye una pluralidad de imágenes de segmentos de la boca del recipiente, en el que la etapa de identificar incluye evaluar grupos de la pluralidad de imágenes para identificar un diámetro de agujero mínimo más bajo de grupo, GLMBd , para cada uno de los grupos, y la etapa de determinar incluye determinar el GLMBD más alto como diámetro de agujero mínimo efectivo de la boca del recipiente.
10. Método de la reivindicación 9, en el que cada uno de los grupos de la pluralidad de imágenes es diferente del resto de los grupos de la pluralidad de imágenes.
11. Método de la reivindicación 9, en el que cada una de la pluralidad de imágenes cubre al menos 360 grados de la circunferencia completa del agujero de la boca del recipiente.
12. Método de la reivindicación 1, en el que la etapa de obtener también incluye el giro del recipiente a posiciones angulares circunferencialmente diferentes para obtener la pluralidad de pares de imágenes de segmentos diametralmente opuestos de la boca del recipiente.
13. Método de la reivindicación 1, en el que la pluralidad de pares de imágenes incluye seis pares de imágenes de aproximadamente 65 grados en tamaño angular circunferencialmente, y en el que se calcula un diámetro mínimo del agujero de la boca del recipiente para cada uno de los seis pares de imágenes.
14. Método de la reivindicación 1, en el que la pluralidad de pares de imágenes incluye doce pares de imágenes de aproximadamente 40 grados en tamaño angular circunferencialmente, y en el que se calcula un diámetro mínimo del agujero de la boca del recipiente para cada uno de los doce pares de imágenes.
15. Método de la reivindicación 9, en el que se evalúan grupos únicos de la pluralidad de pares de imágenes para calcular el GLMBD.
16. Método de la reivindicación 1, en el que la fuente de luz es una sola fuente de luz.
17. Método de la reivindicación 1, en el que la fuente de luz incluye al menos fuentes de luz primera y segunda operativamente dispuestas adyacentes entre sí debajo de la base del recipiente.
18. Método de la reivindicación 1, que incluye la difusión de la luz dirigida al recipiente.
19. Método de la reivindicación 1, en el que la etapa de dirigir incluye enfocar la luz antes de detectar la luz.
20. Aparato para inspeccionar un recipiente que tiene una base y una boca, incluyendo el aparato:
al menos una fuente de luz operativamente dispuesta debajo de la base del recipiente, en el que
la fuente de luz está configurada para dirigir luz a través de la base del recipiente al interior del recipiente, y al exterior del recipiente a través de la boca del recipiente;
un sensor de luz dispuesto con respecto a la fuente de luz y el recipiente para detectar la luz transmitida a través de la boca del recipiente, en el que el sensor de luz está configurado para capturar una pluralidad de imágenes en pares opuestos de imágenes; y
un procesador para adquirir la pluralidad de imágenes de la boca del recipiente a partir del sensor de luz, calcular al menos un diámetro de agujero mínimo de la boca del recipiente de cada imagen de la pluralidad de imágenes, identificar un diámetro de agujero mínimo más bajo global, OLMBD, de los diámetros mínimos de agujero Z,
y determinar que un diámetro de agujero mínimo efectivo de la boca del recipiente es un valor distinto al OLMBD.
21. Aparato de la reivindicación 20, en el que la fuente de luz es una sola fuente de luz.
22. Aparato de la reivindicación 20, en el que la fuente de luz incluye al menos fuentes de luz primera y segunda operativamente dispuestas adyacentes entre sí debajo de la base del recipiente.
23. Aparato expuesto en la reivindicación 20, en el que cada una de las fuentes de luz incluye uno o más elementos de luz diferenciados.
24. Aparato expuesto en la reivindicación 20, que incluye un difusor de luz dispuesto entre la fuente de luz y el recipiente.
25. Aparato expuesto en la reivindicación 20, que incluye un sistema de lentes dispuesto entre el recipiente y el sensor de luz.
26. Aparato expuesto en la reivindicación 20, que incluye un rotor de recipientes para girar el recipiente a distintas posiciones angulares para capturar pares de imágenes opuestas adicionales.
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