Устройство и способ контроля за отклонениями параметров прозрачной тары

/ светового пучка, передаваемого из источника света через, по существу, часть тары, И включающую в себя второй поляризатор (32), поперечно Направленный К первому поляризатору таким образом, чтобы вторая камера принимала светлое изображение на темном фоне отклонений параметров напряженного состояния в части тары, которые изменяют поляризацию рассеянного и поляризованного светового пучка, причем первая и вторая камеры установлены с возможностью приема изображения в той же самой части тары, которая освещается с помощью источника света, а устройство обработки информации (41) включает в себя устройство для обнаружения и распознавания отклонений в таре, подсоединено ко второй камере для приема связанных изображений части тары и выполнено с возможностью обнаружения и распознавания отклонения в таре в ходе сравнения между первым и вторым изображениями.2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что устройство обнаружения и распознавания содержит устройство для автоматического сравнения упомянутых изображений друг с другом на основе поэлементного сравнения изображения.4. Устройство по п. 3, отличающееся тем, что устройство обработки информации (41) включает в себя устройство для сканирования упомянутых датчиков с линейной матрицей, расположенных в камерах, предназначенное для создания соответствующих двухмерных изображений упомянутой части тары, при приращениях поворота тары, при этом упомянутое устройство обнаружения и распознавания отклонений реагирует на сравнение двухмерных изображений.5. Устройство по п. 4, отличающееся тем, что устройство обнаружения и распознавания содержит дисплей (44) оператора, с помощью которого оператор может одновременно рассматривать двухмерные изображения.6. Устройство по любому из пп. 1-5, отличающееся тем, что первая камера (24) размещена диаметрально противоположно к источнику (16) света за тарой, датчик (26) с линейной матрицей расположен параллельно к оси тары, а вторая камера (28) размещена под первой камерой для передачи изображения тары под углом, направленным снизу вверх.7. Устройство по п. 6, отличающееся тем, что изображение части тары, передаваемое с помощью второй камеры, включает в себя пятку тары.8. Устройство по п. 7, отличающееся тем, что обе из упомянутых камер установлены с возможностью передачи изображения, по существу, всей тары от пятки до верхней части тары.9. Устройство по п. 7 или 8, отличающееся тем, что устройство для вращения тары содержит конвейер (34) для последовательности пощаговых перемещений тары по дуге,для удержания каждой тары, в свою очередь, в стационарном положении между упомянутым источником света и камерами и для вращения тары относительно оси, причем упомянутый источник ( 16) света расположен внутри упомянутой дуги, а камеры (24, 28) расположены вне упомянутой дуги.10. Устройство по любому из пп. 1-9, отличающееся тем, что источник (16) света содержит флуоресцентный источник (18) света.11. Устройство по п. 10, отличающееся тем, что флуоресцентный источник ( 18) света имеет цветовую температуру в диапазоне приблизительно от 3000 до 5000 К.12. Способ контроля за отклонениями параметров прозрачной тары (14), влияющими на промыщленное применение тары, заключающийся в том, что(а) направляют световой пучок из источника (16) света через тару в направлении к первой и второй камерам (24, 28) одновременно,(Ь) принимают в упомянутой первой камере (24) изображение части тары, в котором непрозрачные отклонения отображаются темными на светлом фоне, 2(с) принимают в упомянутой второй камере (28) Изображение той же самой части тары, в котором отклонения параметров напряженного состояния отображаются светлыми на темном фоне, и1) обнаруживают непрозрачные и напряженные отклонения в таре как функцию сравнения упомянутых изображений, получаемых в первой и второй камерах, при этом на этапах (а) и (с) осуществляют позиционирование скрещенных поляризаторов (22, 32) в упомянутом источнике света и во второй камере.13. Способ по п. 12, отличающийся тем, что вышеупомянутое сравнение на этапе 1) выполняют от пикселя к пикселю между упомянутыми изображениями.(е) вращают тару относительно своей оси, а этап 1) включает в себя этап сканирования упомянутых камер (24, 28) при приращениях поворота тары.Настоящее изобретение относится к контролю за отклонениями от технических условий параметров прозрачной тары, которые влияют на оптические свойства тары, а более конкретно - к способу и устройству для контроля тары и определения отклонений параметров напряженных состояний и непрозрачных включений в таре в одной системе контроля качества с использованием одного источника света.При изготовлении прозрачной тары, такой как стеклянные бутылки и банки, в стенках,пятках, дне, плечах и/или горлышках тары могут возникать различные типы аномалий. Эти аномалии, которые в технике называются отклонениями параметров от технических условий, влияют на промышленное применение тары. Для обнаружения отклонений параметров от технических условий, которые влияют на оптические свойства тары, были предложены электрооптические методы контроля. Основной принцип заключается в том,что источник света направляют так, чтобы световой пучок (световую энергию) направить на тару, и камеру направляют таким образом, чтобы получить изображение части тары, освещенной с помощью источника света. Источник света может иметь однородную интенсивность или может принимать такую конфигурацию, при которой интенсивность будет изменяться по одной координате источника света. Отклонения параметров от технических условий в части тары, освещенной с помощью источника света, обнаруживают в зависимости от интенсивности света в изображении освещенной тары, которое принимают и сохраняют в камере.В патентах США 4378493, 4378494, 4378495 и 4601395, автором которых является заявитель настоящей заявки, раскрыты методы контроля, в которых стеклянная тара перемещается через ряд позиций или систем, где она проходит физический и оптический контроль. В одной системе оптического контроля стеклянная тара удерживается в вертикальном положении и вращается относительно своей центральной оси. Рассеянный световой пучок, падающий из источника света, направляют через стенку тары. Камеру, которая включает в себя множество светочувствительных элементов, ориентированных в линейной матрице параллельно вертикальной оси тары, направляют для приема светового пучка, который проходит через вертикальную полоску стенки тары. При дискретном повороте тары производят измерение выходного сигнала, поступающего от каждого элемента линейной матрицы, и в случае, когда величина ближайших сигналов отличается от предварительно выбранного порогового значения, вырабатываются сигналы события. В результате получают соответствующий сигнал отбраковки, и тару отбраковывают с конвейерной линии.Проблема, с которой сталкиваются при изготовлении стеклянной тары из вторично используемого стекла, состоит в том, что в одной таре в процессе смешивания могут оказаться материалы с различными характеристиками теплового расширения. Например, из вестно, что прозрачные продукты варки, имеющие очень низкие характеристики теплового расширения, могут быть смещаны со стеклом для вторичного использования. Любые нерасплавленнь 1 е Частицы продуктов варки, которые возникают в таре, при охлаждении образуют Центры напряжения, которые могут привести в дальнейщем к трещинам, или участки для возникновения более поздних разру 1 цений. Другие неоднородности, которые могут возникать в стекле и вызывать отклонения параметров напряженного состояния,включают в себя камни или кусочки отражающего материала, попадающие из канала питателя стекла или желоба. Таким образом, необходимо разработать способ и систему для обнаружения отклонений параметров напряженного состояния и непрозрачных ненапряженнь 1 х включений в таре. Однако из-за ограниченности пространства существующих систем контроля размещение дополнительных устройств контроля затруднено в системах контроля качества.Для обнаружения отклонений параметров напряженного состояния в стенках тары были предложены скрещенные поляризаторы. Световой пучок, прощедщий через скрещенные поляризаторы и через тару, размещенную между скрещенными поляризаторами,обычно представляет собой изображение в виде темной области в видеокамере в случае,когда на стенках тары отсутствуют отклонения параметров напряженного состояния. Однако отклонение параметров напряженного состояния приводит к отклонению поляризации светового пучка, проходящего через тару, что достаточно для получения на камере светлого пятна на фоне темного поля, указывающего на отклонение параметров напряженного состояния. Например, в патенте США Не 4026656, автором которого является заявитель настоящего изобретения, обсуждается такое техническое рещение, основанное на использовании фона и в котором предлагается использовать инфракрасный световой пучок и инфракрасные поляризационные фильтры для уменьщения эффектов засветки окружающим светом.Основная задача настоящего изобретения заключается в выполнении способа и устройства для контроля прозрачных стеклянных изделий, в частности стеклянной тары, с целью выявления отклонений от технических условий, которые влияют на оптические характеристики тары. Более специфическая задача настоящего изобретения заключается в выполнении способа и устройства описанного характера, которые более подходят для обнаружения как отклонений параметров напряженного состояния, так и отклонений параметров непрозрачных включений (в напряженном и ненапряженном состоянии) в таре. Другая задача настоящего изобретения заключается в выполнении способа и устройства описанного характера для обнаружения отклонений параметров напряженного состояния и ненапряженных включений в таре в одной системе контроля качества с использованием одного источника света. Дополнительная задача настоящего изобретения заключается в выполнении способа и устройства описанного характера, которые являются экономичнь 1 ми при реализации и надежными в течение продолжительного срока эксплуатации. Другая задача настоящего изобретения заключается в выполнении способа и устройства описанного характера, которые адаптированы для дальнейщей реализации в одиночной системе контроля качества существующего устройства контроля качества тары.Устройство для контроля за отклонениями параметров тары, которые влияют на промыщленное применение тары, согласно настоящему предпочтительному варианту осуществления изобретения, включает в себя источник света для направления рассеянного, поляризованного светового пучка через тару при вращении тары относительно своей оси. Первая камера размещена для приема рассеянного и поляризованного светового пучка,который проходит от источника света через часть тары, причем первая камера позволяет получить изображение части тары, на котором непрозрачные отклонения выглядят темными на светлом фоне. На вторую камеру падает световой пучок, который проходит от источника света, по существу, через ту же самую часть тары, и включает в себя поляризатор со скрещенной ориентацией плоскости поляризации по отнощению к поляризаторуисточника света. Вторая камера воспроизводит светлое на темном фоне изображение отклонений параметров напряженного состояния в таре, которые изменяют поляризацию рассеянного и поляризованного светового пучка, прошедшего Через тару. Процессор изображения связан с обеими камерами для того, чтобы получить связанные изображения части тары, находящейся в поле зрения камеры для обнаружения и распознавания различий между и среди отклонений параметров в таре.Первая и вторая камеры включают в себя датчики с линейной ПЗС-матрицей, ориентированные в направлении, копланарном друг к другу и к оси тары. Устройство обработки информации сканирует датчики с линейной матрицей, расположенные в камерах, при дискретном повороте тары для получения соответствующих развернутых изображений контролируемой части тары. Отклонения параметров от нормы обнаруживают и распознают в ходе сравнения этих двухмерных изображений путем одновременного воспроизведения двухмерных изображений для дальнейшего анализа с помощью оператора и/или с помощью автоматической системы электронного сравнения изображений с использованием сигналов, полученных от отдельных элементов изображения. Первая камера в предпочтительном варианте осуществления изобретения расположена диаметрально противоположно к источнику света за тарой, тогда как вторая камера расположена под первой камерой, которая передает вид тары под углом, направленным вверх. В поле зрения второй камеры попадает пятка тары, в которой отклонения параметров напряженного состояния, влияющие на поляризацию светового пучка, могут быть особенно сильными из-за ударных воздействий, обычно прикладываемых к пяточной части тары во время использования. Источник света в предпочтительном варианте осуществления изобретения содержит флуоресцентный источник, имеющей высокую мощность в видимом диапазоне спектра, предпочтительно в диапазоне цветных температур приблизительно 3000-5000 К. Таким образом, изобретение можно легко выполнить с помощью одной системы существующей системы контроля качества путем размещения источника света в пределах дуги перемещения тары через систему контроля и размещения камер на опорном кронштейне системы друг над другом и вне такой дуги перемещения.Сущность изобретения иллюстрируется ссылкой на сопроводительные чертежи, на которыхфиг. 1 изображает схему электрооптического устройства для обнаружения отклонений параметров напряженного состояния и непрозрачных включений в таре согласно одному предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретенияфиг. 2 изображает вид сверху устройства (фиг. 1) ифиг. 3 А и 3 В изображают двухмерные изображения тары, полученные при использовании устройства (фиг. 1 и 2).На фиг. 1 и 2 изображено устройство 10 для контроля тары 14 согласно одному предпочтительному варианту осуществления изобретения. Источник 16 света содержит одну или несколько вертикально ориентированных флуоресцентных ламп 18, которые работают совместно с диффузором 20, образующим рассеянный свет в широкой области спектра. Световой пучок через диффузор 20, первую поляризационную линзу 22 направляют на тару 14. Первая камера 24 расположена диаметрально противоположно к источнику 16 света за тарой 14 и содержит датчик 26 с линейной ПЗС-матрицей, на который фокусируют световой пучок, падающий в виде узкой полоски тары 14, от источника света 16. Вторая камера 28 размещается под камерой 24 и содержит датчик 30 с линейной ПЗСматрицей, на который фокусируют через вторую поляризационную линзу 32 световой пучок, падающий в виде узкой полоски тары 14, от источника света 16. Таким образом, камера 28 позволяет получить вид тары 14 под небольшим углом, направленным вверх, который включает в себя изображение пятки тары 14. Поляризационные линзы 22, 32 поляризованы в поперечном направлении относительно друг друга. Датчики 26, 30 с линейной матрицей являются копланарными по отношению друг к другу и копланарными к