Procedimiento y dispositivo para inspeccionar soldaduras de embalaje.

Procedimiento para inspeccionar en una anchura de control, soldaduras (6) de embalajes

(2), que se desplazan por delante de un dispositivo de inspección óptica (1) que comprende una cámara (10) provista de un objetivo (11) y de por lo menos una fuente luminosa (13) de iluminación de las soldaduras (6), caracterizado por que consiste en interponer un sistema óptico frontal (16) de distancia focal (Ff) positiva, que cubre por lo menos toda la anchura de control (L) de los embalajes, entre el objetivo (11) de la cámara (10) y los embalajes (2) de manera que la distancia entre dicho sistema óptico frontal (16) y el embalaje (2) sea estrictamente inferior a la distancia focal (Ff) de dicho sistema óptico frontal (16), y en tomar imágenes de soldaduras con el fin de detectar la presencia de defectos.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/FR2009/052136.

Solicitante: Bizerba Luceo.

Nacionalidad solicitante: Francia.

Dirección: 16 Rue Laennec, ZART des Perrières FR-35772 Vern-sur-Seiche FRANCIA.

Inventor/es: PIROT,ERIC.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION G — FISICA > METROLOGIA; ENSAYOS > INVESTIGACION O ANALISIS DE MATERIALES POR DETERMINACION... > Investigación o análisis de los materiales por... > G01N21/89 (en un material móvil, p. ej. del papel, de tejidos (G01N 21/90, G01N 21/91, G01N 21/94 tienen prioridad))
  • SECCION G — FISICA > METROLOGIA; ENSAYOS > INVESTIGACION O ANALISIS DE MATERIALES POR DETERMINACION... > Investigación o análisis de los materiales por... > G01N21/95 (caracterizada por el material o la forma del objeto que se va a examinar (G01N 21/89 - G01N 21/91, G01N 21/94 tiene prioridad))

PDF original: ES-2545410_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Procedimiento y dispositivo para inspeccionar soldaduras de embalaje.

La presente invención se refiere al campo técnico de la inspección o del control óptico de embalajes a través de una parte transparente o translúcida de dicho embalaje que contiene productos de diferentes naturalezas.

El objeto de la invención encuentra aplicaciones particularmente ventajosas, aunque no exclusivamente, en el campo del control de los embalajes de productos relevantes del campo agroalimentario, la farmacia o la cosmética.

El objeto de la invención se refiere, más precisamente, al control de la calidad de las soldaduras de los embalajes tales como, por ejemplo, los embalajes termosellados.

En el campo de los embalajes termosellados, cada embalaje comprende por lo menos un alvéolo de alojamiento del producto acondicionado. Cada alvéolo está cerrado por una película que se suelda al alvéolo. La zona de unión entre la película y el alvéolo corresponde a la soldadura que rodea el alvéolo situada generalmente en el borde del alvéolo. Tras el acondicionamiento de los productos, surge la necesidad de garantizar el control de la calidad de soldadura. La inspección de las soldaduras permite detectar por ejemplo la presencia de burbujas o la presencia de agentes externos o de cuerpos extraños. La presencia de agentes externos en las soldaduras termoselladas conduce a una alteración, por un lado, de la calidad de la soldadura desde el punto de vista de la estanqueidad y, por otro lado, del aspecto estético conferido al producto y al embalaje.

La inspección de las soldaduras de los embalajes plantea un problema específico, en particular cuando la observación se debe efectuar desde un lado del alvéolo que puede crear una zona de ocultación para las soldaduras que se deben controlar. Tal es el caso en particular cuando la película de cierre es opaca y requiere la inspección de las soldaduras desde el lado en el que se extiende el alvéolo. Sucede por tanto que, en función de la altura del embalaje y de la posición de las soldaduras, por lo menos una parte de las soldaduras que se deben observar puede quedar tapada por el fondo del alvéolo.

Para tratar de solucionar este problema, se ha propuesto utilizar varias cámaras de inspección. Así, en el caso de un embalaje que comprende un alvéolo, se ha propuesto utilizar dos cámaras, cada una de las cuales inspecciona las soldaduras que se establecen según una mitad del embalaje. En el caso de la inspección de un embalaje con dos alvéolos o de dos embalajes colocados uno al lado del otro, se ha concebido utilizar tres cámaras montadas una al lado de otra. El inconveniente de esta solución tiene que ver con la utilización de varias cámaras y la necesidad de procesar y parametrizar varias imágenes, lo que supone una penalización en cuanto al tiempo de cálculo y de procesamiento. Esta solución requiere garantizar una buena superposición entre cada imagen con el fin de evitar que queden sin controlar zonas de la soldadura. Una dificultad adicional aparece en el procesamiento de los defectos situados en la zona de superposición común a dos cámaras. Aunque la utilización de varias cámaras unas junto a otras permite prescindir de la geometría de barquilla según un eje perpendicular al eje de traslación de los embalajes, esta solución requiere activar de manera sincrónica las adquisiciones de las cámaras para prescindir de la geometría según el eje de traslación del embalaje.

Para solucionar los inconvenientes relacionados con la utilización de varias cámaras, la solicitud de patente EP 1 790 975 prevé utilizar una cámara lineal equipada con un objetivo convencional y con por lo menos un par de espejos colocados a ambos lados del embalaje, en un plano lateral perpendicular al eje de traslación de los embalajes. En esta solución, el campo de toma de vistas de la cámara se descompone en dos o tres campos de toma de vistas parciales.

Se debe observar en primer lugar que la utilización de espejos requiere regulaciones precisas de estos últimos en orientación alrededor del eje de traslación para garantizar una superposición correcta entre los campos de toma de vistas parciales según un eje transversal con respecto al eje de traslación, así como en orientación alrededor del eje vertical para garantizar la ausencia de desfase entre los campos de toma de vistas parciales según el eje de traslación. Por otro lado, la descomposición en varios campos de toma de vistas parciales implica que el número de píxeles útiles de la cámara es inferior al número total de píxeles de la cámara. De ello se desprende que la resolución obtenida es por tanto peor con respecto a la resolución total de la cámara. Por otro lado, la descomposición en varios campos parciales implica una zona de superposición que se debe gestionar. En particular, las variaciones de la posición lateral de la barquilla con respecto a la zona de superposición conllevan variaciones del tamaño de las zonas inspeccionadas que se van a aplicar a cada campo parcial. En el mismo sentido, la posición angular de la barquilla con respecto al eje de traslación puede conllevar la imposibilidad de inspeccionar determinadas zonas de la soldadura. Además, se debe observar que la presencia de espejos en la proximidad inmediata del embalaje limita las posibilidades para posicionar las iluminaciones. Por último, esta solución no es adecuada para controlar un embalaje que comprende varios alvéolos o para varios embalajes situados uno al lado de otro en la medida en que esta solución no permite controlar las soldaduras de los alvéolos situados frente a los espejos.

Se debe observar que en el ámbito del control de la fluorescencia emitida por muestras biológicas en frascos se

conoce el documento WO 99/60381 que describe un dispositivo de control que comprende una fuente luminosa y un sistema óptico telecéntrico dispuesto entre las muestras y un detector. Asimismo, en el ámbito de la inspección de una superficie especular, el documento US 2007/147821 describe un dispositivo óptico que comprende una cámara, fuentes luminosas y una lente de campo asférica. La lente de campo constituye, junto con la lente de la cámara, un sistema de formación de imágenes telecéntrico en el que la lente está posicionada en el plano focal óptico de la lente. Se debe observar que los dispositivos descritos por estos dos documentos no son adecuados para inspeccionar las soldaduras de embalaje.

El objetivo de la invención pretende por tanto solucionar los inconvenientes de la técnica anterior proponiendo un procedimiento y un dispositivo para inspeccionar las soldaduras de embalaje, de diseño simple, poco costoso y de carácter universal para permitir inspeccionar diversos formatos o formas de embalajes sin conllevar regulaciones específicas.

Otro objetivo de la invención es proponer un procedimiento y un dispositivo de inspección que permitan controlar, por medio de una cámara única, un embalaje que presenta varios alvéolos o una serie de embalajes colocados uno al lado de otro.

Para conseguir tales objetivos, el objeto de la invención se refiere a un procedimiento parta inspeccionar, en una anchura de control, soldaduras de embalajes, que se desplazan por delante de un dispositivo de inspección óptica que comprende una cámara provista de un objetivo y por lo menos una fuente luminosa de iluminación de las soldaduras.

Según la invención, el procedimiento consiste en interponer un sistema óptico frontal de distancia focal positiva, que cubre por lo menos toda la anchura de control de los embalajes, entre el objetivo de la cámara y los embalajes de manera que la distancia entre dicho sistema óptico frontal y el embalaje es estrictamente inferior a la distancia focal de dicho... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Procedimiento para inspeccionar en una anchura de control, soldaduras (6) de embalajes (2) , que se desplazan por delante de un dispositivo de inspección óptica (1) que comprende una cámara (10) provista de un objetivo (11) y de por lo menos una fuente luminosa (13) de iluminación de las soldaduras (6) , caracterizado por que consiste en interponer un sistema óptico frontal (16) de distancia focal (Ff) positiva, que cubre por lo menos toda la anchura de control (L) de los embalajes, entre el objetivo (11) de la cámara (10) y los embalajes (2) de manera que la distancia entre dicho sistema óptico frontal (16) y el embalaje (2) sea estrictamente inferior a la distancia focal (Ff) de dicho sistema óptico frontal (16) , y en tomar imágenes de soldaduras con el fin de detectar la presencia de defectos.

2. Procedimiento de inspección según la reivindicación 1, caracterizado por que la distancia entre el objetivo (11) de la cámara (10) y el sistema óptico frontal (16) es sustancialmente igual a la distancia focal de dicho sistema óptico frontal (16) .

3. Puesto de inspección en una anchura de control (L) , de las soldaduras (6) de embalajes (2) , comprendiendo el puesto:

- un transportador (12) que garantiza la llegada de los embalajes (2) de manera sucesiva a dicho puesto, -los embalajes (2) colocados temporalmente en este puesto de inspección, -un dispositivo de inspección óptica (1) que comprende por lo menos una fuente luminosa (13) que permite iluminar los embalajes (2) encaminados con ayuda de un transportador (12) , comprendiendo asimismo este dispositivo una cámara (10) provista de un objetivo (11) , caracterizado por que comprende un sistema óptico frontal (16) de distancia focal (Ff) positiva que cubre por lo menos toda la anchura de control (L) de las soldaduras (6) de los embalajes (2) , estando este sistema óptico frontal (16) interpuesto entre el objetivo (11) de la cámara (10) y los embalajes (2) de manera que la distancia entre dicho sistema óptico frontal (16) y el embalaje (2) sea estrictamente inferior a la distancia focal (Ff) de dicho sistema óptico frontal (16) .

4. Puesto de inspección según la reivindicación 3, caracterizado por que el sistema óptico frontal (16) comprende por lo menos una o una única lente de Fresnel de distancia focal positiva.

5. Puesto de inspección según la reivindicación 3 o 4, caracterizado por que el objetivo (11) de la cámara (10) presenta una distancia focal Fo que, en combinación con la distancia focal (Ff) del sistema óptico frontal (16) , permite cubrir la anchura de control (L) por el campo de la cámara (10) .

6. Puesto de inspección según la reivindicación 5, caracterizado por que la cámara (10) es una cámara lineal orientada según la anchura de control (L) , y por que el sistema óptico frontal (16) comprende, según una dirección perpendicular a la anchura de control (L) , una dimensión adaptada al campo de la cámara lineal.

7. Puesto según por lo menos una de las reivindicaciones 3 a 6, caracterizado por que la fuente luminosa (13) está situada en el mismo lado de los embalajes (2) que la cámara (10) o en el lado opuesto a la cámara (10) con respecto a los embalajes (2) .

8. Puesto de inspección según la reivindicación 3, caracterizado por que la fuente luminosa (13) presenta un espectro centrado en una longitud de onda que aumenta, en la imagen obtenida por la cámara, el contraste de un agente externo potencial en las soldaduras.

9. Puesto de inspección según la reivindicación 3, caracterizado por que la fuente luminosa (13) presenta un espectro centrado en una longitud de onda a la que los embalajes (2) son transparentes.

10. Puesto de inspección según la reivindicación 3, caracterizado por que la fuente luminosa (13) presenta un espectro en el dominio de los infrarrojos o del infrarrojo cercano comprendido entre 0, 78 y 3 µm.

11. Puesto de inspección según una de las reivindicaciones 8 a 10, caracterizado por que la fuente luminosa (13) presenta un espectro estrecho de anchura a media altura inferior a 30 nm.

12. Puesto de inspección según la reivindicación 11, caracterizado por que la fuente luminosa (13) presenta un espectro ancho, estando un filtro de banda baja que selecciona el espectro estrecho interpuesto entre el embalaje

(2) y la cámara (10) o entre la fuente luminosa (13) y el embalaje (2) .

13. Puesto de inspección según la reivindicación 3, caracterizado por que comprende, en la trayectoria óptica situada entre el objetivo (11) de la cámara (10) y el sistema óptico frontal (16) , un espejo plano.

14. Puesto de inspección según la reivindicación 3, caracterizado por que comprende, por un lado, un filtro de polarización de la luz de la fuente luminosa (13) y, por otro lado, un analizador de la luz polarizada colocado entre el embalaje (2) y la cámara (10) y orientado en función de la polarización de la luz.

15. Puesto de inspección según la reivindicación 3, caracterizado por que el dispositivo de inspección (1) comprende una anchura de control (L) que corresponde a una anchura del transportador (12) adecuada para recibir uno al lado del otro, una serie de embalajes que se deben controlar, comprendiendo el dispositivo de inspección (1) una única cámara (10) de inspección de los embalajes (2) que ocupa la anchura de control (L) .

16. Puesto de inspección según la reivindicación 3, caracterizado por que comprende unos medios de regulación de la distancia entre los embalajes (2) y el dispositivo de inspección (1) .