用于檢測特別是折射缺陷的方法和裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及諸如例如瓶或罐的透明或半透明容器的在線檢驗(yàn)的技術(shù)領(lǐng)域，W便確 定該種容器所呈現(xiàn)的特性，用于質(zhì)量控制的目的。
【背景技術(shù)】
[0002] 特別地，本發(fā)明試圖檢驗(yàn)容器，W便檢測呈現(xiàn)折射或偏轉(zhuǎn)光的特性的容器的任何 缺陷，諸如例如：折痕、橘皮皺、劃痕、微權(quán)皺等類型的缺陷。在下面的說明中，該種缺陷被稱 為折射性缺陷或折射缺陷。
[0003] 在通過諸如擠-吹或吹-吹工藝的常規(guī)方法的中空玻璃容器的工業(yè)制造中，即使 對于諸如圓柱形瓶子的簡單形狀的物品，也可能經(jīng)常觀察到玻璃的厚度在容器的壁中局部 地變化。在成型過程中，與模具接觸的外表面通常呈現(xiàn)所期望的形狀。其結(jié)果是，玻璃的分 布的變化W及因此壁的厚度的變化引起內(nèi)表面的變形。當(dāng)該些變化較小時，它們對容器的 強(qiáng)度或外觀沒有影響。而有時，材料的不良分布導(dǎo)致外觀很糟糕，或者更糟的是甚至某些地 方可能沒有玻璃。人們認(rèn)為玻璃的良好分布是厚度均勻的分布，使得內(nèi)表面和外表面自始 至終幾乎是平行的。在常規(guī)方法中，通過測量玻璃的厚度來表征和檢測玻璃的不良分布，其 中該種測量通常是局部測量或者點(diǎn)測量。
[0004] 在現(xiàn)有技術(shù)中，已經(jīng)提出各種解決方案來檢測光的折射中的缺陷。例如，專利FR 2794241提出一種不會引起容器轉(zhuǎn)動的適于檢測折射性缺陷的機(jī)器。
[0005] 該種機(jī)器包括被設(shè)計(jì)為將用于檢驗(yàn)的容器送至檢驗(yàn)站的傳送器。檢驗(yàn)站具有位于 傳送器的一側(cè)的攝像頭，其適于拍攝容器的圖像。檢驗(yàn)站還具有位于傳送器的另一側(cè)的光 源，并且該光源與用于限定光強(qiáng)度的器件相關(guān)聯(lián)，光強(qiáng)度W低于檢測缺陷所需速率的變化 速率，W周期性的方式在光源的黑暗端與明亮端之間的空間中連續(xù)地變化。由于透鏡效果， 容器的折射中的缺陷向攝像頭提供具有壓縮形式的一部分光源。該種光源的壓縮圖像具有 更嚴(yán)重的強(qiáng)度變化，通過增大其對比度增強(qiáng)了對折射性缺陷的檢測。
[0006] 在實(shí)踐中，當(dāng)缺陷具有低折射能力時，該技術(shù)不能檢測折射光的缺陷。
[0007] 通過示例的方式，專利US 5004909中描述了另一種已知技術(shù)，它提出了用于檢驗(yàn) 容器的壁的一種裝置，該裝置包括用于穿過被旋轉(zhuǎn)驅(qū)動的容器來觀察光圖案的攝像頭，該 光圖案由交替的白色和黑色條紋組成。分析白色和黑色條紋的變形，W便檢測折射光的缺 陷的存在。
[0008] 在實(shí)踐中，發(fā)現(xiàn)該技術(shù)對構(gòu)成容器的材料的分布是非常敏感的。在玻璃W非均勻 但可W接受的方式分布的情況下，由內(nèi)表面中的斜面引起的折射具有使圖案變形的效果， 使得在圖像中實(shí)際上不能識別、測量或分析圖案。因此，利用該種技術(shù)，看似不能區(qū)分容器 中的折射性缺陷與容器的壁厚的不規(guī)則性。
[0009] 從專利申請F(tuán)R 2907553還已知一種包括光源的方法和裝置，該光源被控制為產(chǎn) 生均勻的第一類照明W及由帶有不連續(xù)空間變化的交替黑暗區(qū)域和明亮區(qū)域組成的第二 類照明。該裝置還具有用于拍攝物品的圖像的器件，由第一類照明和第二類照明進(jìn)行照射 物品，w便分別檢測具有高對比度的缺陷和具有低對比度的缺陷。
[0010] 盡管該種裝置能夠使用單一光源來檢測兩類缺陷，但是主要因?yàn)槭褂玫诙愓彰?僅拍攝一個圖像，所W發(fā)現(xiàn)該裝置難W檢測一些類別的折射性缺陷。使用均勻光源來檢測 具有高對比度的缺陷。此外，使用當(dāng)光源呈現(xiàn)為具有明顯邊緣并且從而具有不連續(xù)變化的 交替黑色和白色條紋時獲得的單個圖像來檢測具有低對比度的缺陷。在該圖像中，分析條 紋狀圖案的明顯邊緣的變形W及由折射性缺陷產(chǎn)生的局部對比度。當(dāng)容器具有厚度變化并 且因此玻璃為不良分布時，圖案的變形是相當(dāng)大的，并且不再能夠有效地檢測出低對比度 的缺陷。
[0011] 專利申請F(tuán)R 2958040描述了一種用于檢測光學(xué)組件中缺陷的存在和高度的方法 和設(shè)備，其通過產(chǎn)生穿過光學(xué)組件透射的周期性光圖案、通過在穿過該組件的透射過程中 獲取周期性圖案的連續(xù)圖像，在每次獲取時連續(xù)圖像的相位均被位移，從連續(xù)圖像計(jì)算相 位圖像、W及分析所述相位圖像，W便從中推斷出缺陷的存在。
[0012] 在實(shí)踐中，因?yàn)樵摷夹g(shù)需要被檢驗(yàn)物品停留較長時間W便能夠獲取多個圖像，所 W該技術(shù)不適合于W高速率在光源與系統(tǒng)之間行進(jìn)的透明或半透明容器的在線檢驗(yàn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0013] 因此，本發(fā)明試圖通過為透明或半透明容器的在線檢驗(yàn)提出新穎的技術(shù)來彌補(bǔ)先 前技術(shù)的缺點(diǎn)，該技術(shù)適于獨(dú)立于材料分布的均勻性來至少檢測折射光的缺陷。
[0014] 本發(fā)明的另一個目的是為了具有高可靠性地至少檢測折射光的缺陷、W及至少還 確定構(gòu)成容器的材料的分布的質(zhì)量的目的，提出能夠檢驗(yàn)W高速率在線移動的容器。
[0015] 為了實(shí)現(xiàn)該種目的，本發(fā)明的方法提供對透明或半透明容器的在線檢驗(yàn)，所述容 器W高速率沿著確定路徑Fi在光源與圖像拍攝系統(tǒng)（其用于拍攝容器的圖像并且用于分 析所拍攝的圖像）之間行進(jìn)，W便確定容器的特性。
[0016] 根據(jù)本發(fā)明，執(zhí)行W下步驟：
[0017] ?借助于所述光源來照射W高速行進(jìn)的每個容器，所述光源沿著至少第一變化方 向在周期為Ti的周期性圖案中呈現(xiàn)光強(qiáng)度變化；
[0018] ?對于每個容器，拍攝在所述光源前方行進(jìn)且沿著所述行進(jìn)路徑占據(jù)N個不同相 應(yīng)位置的所述容器的大于或等于H的N個圖像；
[0019] ?在拍攝連續(xù)圖像之間，在所述周期性圖案的變化方向上，產(chǎn)生所述容器與所述周 期性圖案之間的相對位移；
[0020] ?對于屬于所述容器的至少一組點(diǎn)，在相同容器的至少N-1個圖像中確定并應(yīng)用 幾何轉(zhuǎn)換，W便使得在相同容器的所述N個連續(xù)圖像中屬于所述容器的像素一致；
[0021] ?對于每個容器，使用所述容器的所述N個對準(zhǔn)圖像，構(gòu)造相位圖像；W及
[0022] ?分析所述相位圖像，W便從中至少推斷出折射光的缺陷的存在或者構(gòu)成所述容 器的材料的分布的質(zhì)量，作為所述容器的特性。
[0023] 下面說明書中使用術(shù)語"相位圖像"是指圖像，即像素值的二維表，所述值表示N 個連續(xù)圖像當(dāng)中像素的灰度變化的相位。作為折射效應(yīng)的結(jié)果，穿過容器的光被偏轉(zhuǎn)，并且 該引起所述相位的位移。因此，相位圖像包含量化穿過光的容器的折射力的信息。
[0024] 同樣地，在下面的說明書中，術(shù)語"強(qiáng)度圖像"表示圖像，即像素值的二維表，所述 值表示光強(qiáng)度值。取決于它們的性質(zhì)和它們的顏色，光強(qiáng)度圖像包含量化由穿過光的容器 吸收的信息。
[00巧]當(dāng)然，實(shí)際上，折射可W影響強(qiáng)度圖像，但是不能準(zhǔn)確地測量該種影響。
[0026] 本申請?zhí)峁┑膬?yōu)點(diǎn)在于；使得容器的材料的分布能夠被表征為由不平行的壁的內(nèi) 表面和外表面產(chǎn)生的折射的分布和強(qiáng)度，換句話說，能夠表征為最終的棱鏡效果、或者真正 地更精確地說，表征為容器的各對內(nèi)表面和外表面之間的斜率（slope)。
[0027] 本發(fā)明的檢驗(yàn)方法還包括結(jié)合一個和/或多個W下額外特性：
[002引?對于每個容器，使用容器的N個對準(zhǔn)圖像W構(gòu)造強(qiáng)度圖像，并且分析強(qiáng)度圖像， W便從中推斷出吸收光的缺陷的存在和/或所述容器的容積，作為容器的特性；
[0029] ?為了分析相位圖像，確定變化的速度和/或幅值并且將所述速度和/或幅值與闊 值相比較，W便確定折射光的缺陷的存在或者構(gòu)成容器的材料的分布的質(zhì)量；
[0030] ?在不同的實(shí)施方式中：
[0031] ?借助于光源來照射待檢驗(yàn)的每個容器，所述光源在不同于所述第一變化方向的 第二變化方向上在周期為T,的周期性圖案中呈現(xiàn)光強(qiáng)度變化；
[0032] ?對于每個容器，拍攝在所述光源前方行進(jìn)并且沿著所述行進(jìn)路徑占據(jù)N個相應(yīng) 不同位置的所述物品的大于或等于H的N個額外圖像；
[0033] ?在拍攝連續(xù)圖像之間，沿著周期為T,的周期性圖案的所述第二變化方向，產(chǎn)生所 述容器與所述周期性圖案之間的相對位移；
[0034] ?對于每個容器，使用所述物品的所述N個對準(zhǔn)圖像W構(gòu)造第二相位圖像；W及
[0035] ?分析所述第二相位圖像，W便確定折射光的缺陷的存在或者構(gòu)成所述容器的材 料的分布的質(zhì)量，作為所述容器的特性。
[0036] ?所述周期性圖案的所述周期Ti.TsW及所述拍攝圖像的發(fā)生被選擇為，使得沿著 周期性圖案的變化方向的所述容器和所述周期性圖案的多個相對位移是該圖案的周期的 相等分?jǐn)?shù)；
[0037] ?通過所述容器相對于保持靜止的所述周期性圖案行進(jìn)，獲得所述周期性圖案與 所述容器之間的相對位移；
[0038] ?通過使得所述周期性圖案在拍攝連續(xù)圖像之間移動，獲得所述周期性圖案與所 述容器之間的相對位移；
[0039] ?根據(jù)所述容器相對于所述圖像拍攝系統(tǒng)行進(jìn)的位置觸發(fā)所述圖像的拍攝和/或 所述照射圖案的位移，W便獲得預(yù)先定義的位移；
[0040] ?將周期性圖案選擇為呈現(xiàn)的所發(fā)射光