專利名稱：用于位置正確地施加標簽的方法以及貼標機的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種如權利要求1前序部分所述的用于將標簽施加到瓶或類
似容器上的方法以及如權利要求16前序部分所述的用于實施這種方法的貼標機。
背景技術：
己知具有容器典型的構型特征的瓶或類似容器，例如其外表面上的典型 幾何特征如印記面、裝飾花紋、壓痕、凸起字符等。在給這些容器貼標簽時 需要將相關標簽以相對于容器典型的構型特征的高附著精度施加上，具體說
也以盡可能小的、例如即使在目前常見的高效率貼標機中也在士0.5mm范圍內 的誤差，該效率例如可達每小時60， OOO個貼標容器。
己知多個方法，其中，在其典型構型特征任意取向情況下輸送給貼標機 的被驅動繞垂直機器軸線回轉的轉子的容器托架的容器在貼標簽前通過容器 托架的受控旋轉定向，由此在通過貼標站時可以使標簽施加到定向的容器上。 例如在使用圖像識別和處理系統的控制信號的情況下進行通過旋轉容器托架 定向容器，該系統包括一個攝像系統、 一個計算機以及一個圖像處理和圖像 識別軟件，該攝像系統具有至少一個電子相機和一個合適的照明裝置。
通過攝像系統獲得容器典型的各構型特征的顯著區域或參考區域或邊 緣，通過圖像比較、即實際值與給定值比較求得定向所需的容器托架旋轉角 度并使容器托架旋轉該旋轉角度。在此容器典型的構型特征例如是對應容器 的形狀和/或容器外表面上的容器典型的幾何特征如印記面、裝飾花紋、壓痕、 凸起字符等。
攝像系統所需的相機的數量還取決于所處理容器的狀況(例如材料、透 明或不透明、顏色、表面或表面狀況、灌裝度等)。
通過這種已知做法盡管可以將容器在接著貼標簽前按照其構型特征定 向，但以這種方式可達到的標簽相對于容器典型構型特征定位精度處于窄的 界限內，因此可達到的精度經常不再滿足目前的要求。尤其是例如在印記或 印記面內部同心地安置標簽時，即使最小的偏差也在視覺上強烈地顯現并且被視為特別不利。
這種偏差的原因是多方面的，即主要有 例如在容器制造過程中產生的容器內部誤差；
要貼標簽的容器在定向時僅不完全地跟隨容器托架的旋轉運動，具體說 由于容器托架與容器之間的滑動引起，尤其是由容器和/或容器托架上的污物 和/或濕氣引起，使得在定向時產生偏離給定位置。
后一種情況尤其因此而有問題由于通常只有相對小的轉子旋轉運動角 度可供定向使用并且因此尤其在高效率時只有很短的時間間隔可供使用，使 得必須以相對高的旋轉加速度或角加速度進行定向。

發明內容
本發明的任務是，給出一種方法，通過它避免上述缺陷并且它允許高精 度地將標簽相對于容器典型構型特征、尤其是相對于容器外表面上的典型幾 何容器特征施加到瓶、罐或類似容器上。.
為了解決該任務，按照權利要求1構成一種方法。權利要求16的主題是 一種用于實施該方法的裝置或貼標機。
按照本發明方法的特點在于，根據取向和/或實際構型、即例如根據對應 的容器典型的構型特征的尺寸和/或造形來控制將對應標簽轉移到在貼標站旁 邊經過的容器上的起動時刻或轉移時刻，具體說通過相應控制貼標站并且無 需容器的定向運動或旋轉運動。
起動吋刻或轉移時刻的控制在使用圖像識別和處理系統的情況下進行， 該系統檢測每個容器的容器典型的構型特征并且通過分析或處理相應的圖像 這樣安排貼標站或者起動時刻或轉移時刻的控制，使得標簽相對于容器典型 的構型特征高精度地轉移到對應的容器上并且施加到該容器上。


從屬權利要求的主題是擴展方案。下面借助于附圖根據實施例詳細解釋 本發明。附圖中示出
圖1 在外表面上具有典型幾何特征即具有印記面的瓶形式容器的簡化 示意圖和側視圖2 用于對瓶在其具有典型幾何特征的外表面上標簽貼的回轉結構式貼標機的簡化示意圖和俯視圖。
具體實施例方式
在圖2中總體以1特征的回轉結構式貼標機用于對瓶2貼標簽，即用于 將標簽3以相對于設置在瓶2外表面上的典型的或顯著的幾何特征4盡可能 精確的定向貼到瓶2的圓周面上。該幾何特征4在所示實施例中是一個印記 面，對應的標簽3應當精確位于其中部。
標簽3的施加應當以相對于幾何特征4盡可能高的精度進行，該幾何特 征也可以具有其它構造，例如呈外表面上的裝飾花紋、壓痕其它凸起文字等 形式。
要貼標簽的瓶2直立地、即以其瓶軸線或容器軸線在垂直方向取向地通 過輸送器5以單道瓶流輸送給貼標機1，然后通過用作瓶入口或容器入口的輸 送星輪6分別到達瓶托架或容器托架7，該托架與多個相同形式的容器托架一 起設置在被驅動繞垂直機器軸線回轉的轉子8 (箭頭A)的圓周上。
每個瓶2在其容器托架7上通過該容器托架繞垂直的容器托架軸線(圖2 的雙箭頭B)旋轉而精確地相對于幾何特征4定向并由此隨回轉的轉子8在 貼標站9旁邊經過，在貼標站上，對應的標簽3以標簽前端棱邊3.1轉移到在 貼標站9旁邊經過的瓶上，具體是這樣對應的標簽3在完全壓到瓶2上之 后以高精度具有相對于幾何特征4的所追求的定位，S卩，對應的標簽3例如 在中部安置在形成幾何特征4的高出的或者由凸起狀邊緣包圍的印記面中。 貼標站9在所示實施例中構造成用于處理自粘貼標簽3。在本發明中也可以使 用其它的貼標站或貼標機組，例如在使用膠水的情況下施加標簽3。
已貼標的瓶2隨轉子8并通過形成瓶出口或容器出口的輸送星輪10到達 輸送器ll上并且通過該輸送器輸送給其它使用，例如輸送給包裝機。容器托 架7例如是瓶托盤，瓶2以其瓶底直立在其上。也可以想到容器托架7的其 它構造，例如以這種方式瓶2總是懸置地保持在該容器托架7上。
為了使就幾何特征4而言任意取向地通過輸送器5輸入的瓶2定向，各 個容器托架7分別設置有一個自己的、可控制的執行驅動裝置或者旋轉驅動 裝置，通過它進行相應于雙箭頭B的、繞垂直的輸送托架軸線的、受控制的 旋轉運動。容器托架7的各個驅動裝置由中央控制裝置12 (中央計算機)控 制，具休說根據三個相機系統的信號，這些分別示意性地通過攝像機13， 14和15表示。
相機13 — 15分別在設置于容器托架上的瓶2的運動軌跡上在轉子8圓周 附近設置在輸送星輪5與貼標站9之間，但不隨轉子一起運動。此外相機13 一15這樣取向通過它們在任何情況下檢測每個經過的瓶2的具有特有幾何 特征4的區域。此外相機13 — 15是一圖像處理和識別系統的組成部分，該系 統由對應的相機13 — 15、相應的照明裝置、由一計算機以及由一安裝在該計 算機上的圖像處理或圖像識別軟件組成，該計算機例如是中央控制裝置或中 央計算機12。
每個由輸送星輪5轉移給瓶支架7之一的瓶2首先經過相機13。通過該 相機或者通過包括該相機13的圖像識別和處理系統感測所經過的瓶2的典型 幾何特征4的實際位置，然后由控制裝置12發出一個用于控制相關容器托架 的控制信號，具體以這種方式相關的瓶2最好以最短時間旋轉被置于給定 位置或給定取向，而且以盡可能高的角度。然后，被這樣在其典型幾何特征4 方向被至少預取向、即例如相對于垂直的轉子軸線或機器軸線徑向向外取向 的瓶2經過相機14，通過該相機再次檢測典型幾何特征4的實際取向，然后 可以通過旋轉相關瓶支架7進行每個瓶2的進一步定向(精密定向)，即通過 受控制地激活相關的執行驅動裝置進行。在此最好這樣選擇相機14的光具的 接收角，使得通過該相機與相機13相反不是檢測整個瓶2或者瓶2的外表面 的大部分，而是基本只在用于定向的顯著組成部分的區域中檢測每個瓶2的 典型幾何特征4，例如幾何特征4的關于轉子8旋轉方向走在前面的棱邊4.1。 通過包括相機14的圖像識別和處理系統也僅感測每個瓶2的幾何特征的位 置，該特征本身或該特征構造方面的可能的誤差例如形狀和/或尺寸方面的誤 差不被包含相機13和14的圖像識別和處理系統考慮。
通過相機15，除了每個在旁邊經過的瓶的典型幾何特征4的取向外，還 附加檢測該特征的實際構型，即例如形狀和/或尺寸。借助由該相機感測的圖 像，在包括相機15的圖像識別和處理系統中分析或測量對應的特征4的實際 構型，并且例如通過與相應的在系統中、即控制裝置12中存儲的值(實際值) 進行比較在貼標站9上這樣控制對應的標簽3轉移到對應的在旁邊經過的瓶2 上的時刻使得盡管對應的幾何特征4例如在形狀和/或尺寸方面有誤差標簽 3在施加后盡管不是最佳地定向等在視覺上也盡可能精確地相對于特征4定向，即，在幾何特征4構造為印記面的情況下精確地在中部施加到該印記面 上。對應標簽3的轉移時刻的控制在容器托架7無旋轉的情況下進行。但不 言而喻，也在考慮轉子8的當前旋轉速度的情況下求得用將對應標簽3轉移 到瓶2上的轉移時刻或起動時刻。
上面根據一個實施例描述了本發明。當然也可以變化以及改變。因此例 如可以在貼標機1的容器入口或瓶入口區域中己經設置相機13，如在圖2中 用13.1或13.2所表示的那樣，具體說例如在輸送器5的一個在輸送方向上處 于入口星輪6前面的位置上(相機13.1)，如果通過相應的措施例如夾緊裝置 或夾緊指保證瓶2在經過相機13.1以后不再能夠任意地繞其垂直的瓶軸線 旋轉。有意義的是，相機13也可以設置在入口星輪6的區域中，如用13.2表 示的那樣，如果至少在入口星輪6上通過相應的措施例如夾緊指等防止瓶2 繞其垂直的瓶軸線任意旋轉。
此外尤其也存在這種可能性例如在處理具有可特別簡單地識別的幾何 形狀的瓶時，如前面結合相機14和從屬的圖像識別和處理系統所述的精密定 向和在轉移標簽時轉移時刻或起動時刻根據對應的幾何特征4的所檢測的實 際取向和構型的控制在使用一個公共相機例如相機14的情況下進行。在這種 做法中例如省去相機15。由相機14檢測的圖像則首先被用于精密定向，接著 也被用于控制對應標簽3的轉移時刻。這種方案的優點是，通過省去一個相 機使用于精密定向和用于確定標簽轉移時刻的相機與貼標站9之間的旋轉角 度增大，由此增加了可供精密定向用的時間。由此也可以在貼標機1高效率 (每單位吋間貼標簽的瓶2的數量)和在轉子8高轉速的情況下也這樣程度 地減小瓶支架7旋轉或者說定向時的加速度(旋轉加速度)使得在精密定向 時避免由于瓶2的慣性引起的對應瓶支架7與位于其上的瓶2之間的滑差。
上面通過用于對瓶2貼標簽的貼標機1解釋了本發明。當然也可以以上 述方式對其它容器如罐貼標簽。
附圖標記
1 貼標機
2 瓶
3 標簽3.1 標簽端部
4 典型幾何特征
5 輸送器
6 入口星輪
7 容器托架
8 轉子
9 貼標站或貼標機組
10 輸送星輪
11 輸送器
12中央控制裝置或中央計算機
13， 13.1， 13.2相機
14， 15相機
A 轉子8的旋轉方向
B 在瓶2定向時容器托架7的旋轉運動
權利要求
1. 用于將標簽(3)在使用至少一個圖像識別和處理系統的情況下相對于至少一個容器典型構型特征(4)位置精確地施加到瓶、罐或類似容器(2)上的方法，所述圖像識別和處理系統具有至少一個相機(15)，通過該相機檢測在輸送元件(8)上在該相機旁邊經過的每個容器(2)的所述容器典型構型特征(4)，并且，該系統提供一個控制貼標簽過程的信號，其特征在于，通過所述圖像識別和處理系統(4，15)檢測每個容器(2)上的所述容器典型構型特征(4)的取向和/或實際構型，由此這樣控制標簽(3)轉移到對應容器(2)上的轉移時刻使得標簽在那里在施加上之后相對于所述容器典型構型特征(4)最佳地定位。
2. 如權利要求1所述的方法，其特征在于，將對應標簽(3)轉移到容 器上的轉移時刻或起動時刻也根據輸送元件(8)的速度來控制。
3. 如權利要求1或2所述的方法，其特征在于，通過用于控制轉移時刻 或起動時刻的所述圖像識別和處理系統感測對應的容器典型構型特征(4)的 當前形狀，例如該構型特征的至少兩個參考區域或參考棱邊的距離。
4. 如權利要求3所述的方法，其特征在于，感測容器(2)在所述至少 一個相機(15)旁邊經過的運動方向(A)上彼此相繼的至少兩個參考區域或 參考棱邊的距離。
5. 如上述權利要求中任一項所述的方法，其特征在于，容器(2)在被 控制標簽轉移時刻的所述圖像識別和處理系統的所述至少一個相機(15)檢 測前在其容器典型構型特征(4)方面以一預給定的取向定向。
6. 如權利要求5所述的方法，其特征在于，容器(2)的所述定向通過 容器(2)繞容器軸線的受控制的旋轉進行。
7. 如權利要求6所述的方法，其特征在于，容器(2)各安置在一個容 器托架(7)上，所述容器托架為了所述定向通過驅動裝置可繞容器軸線受控 制地旋轉。
8. 如上述權利要求中任一項所述的方法，其特征在于，容器(2)的定 向分別通過光學檢測至少一個容器典型參考區域、例如至少一個容器典型參 考棱邊(4.1)來進行。
9. 如權利要求8所述的方法，其特征在于，所述定向在使用具有至少一 個相機(13， 14)的圖像識別和處理系統的情況下進行。
10. 如上述權利要求中任一項所述的方法，其特征在于，容器的定向在 至少兩個吋間上彼此相繼的步驟中進行，具體說首先通過檢測容器典型構型 特征的對應的實際位置或取向、通過將該實際位置與給定位置或取向相比較 和通過將容器旋轉到給定位置對每個容器(2)進行粗定向以及通過接著重新 通過檢測容器典型構型特征的實際位置或取向、通過將該實際位置與給定位 置或取向相比較和通過將容器(2)到旋轉給定位置來精密定向。
11. 如權利要求10所述的方法，其特征在于，粗定向以及精密定向分別 在使用各具有至少一個相機(13， 14)的圖像識別和處理系統的情況下進行。
12. 如上述權利要求中任一項所述的方法，其特征在于使用一個公共的 計算機(12)供控制轉移時刻的圖像識別和處理系統用以及公所述至少一個 控制容器(2)定向的圖像識別和處理系統用。
13. 如上述權利要求中任一項所述的方法，其特征在于使用一個公共的 相機(14)供控制標簽轉移時刻的圖像識別和處理系統用以及供控制容器(2) 定向、例如精密定向的圖像識別和處理系統用。
14. 如上述權利要求中任一項所述的方法，其特征在于，所述標簽(3)是自粘貼的標簽。
15. 如上述權利要求中任一項所述的方法，其特征在于，使用回轉結構 式的貼標機(1),該貼標機具有一被驅動繞垂直機器軸線回轉的轉子(8)， 該轉子具有多個設置在轉子周邊上的容器托架(7)，在所述容器托架上容器(2)在所述至少一個相機(13， 13.1， 13.2， 14， 15)旁邊以及在所述至少 一個貼標站(9)旁邊經過。
16. 用于將標簽(3)相對于至少一個容器典型構型特征(4)位置精確 地施加到瓶、罐或類似容器(2)上的貼標機，具有至少一個圖像機器和處理 系統，所述圖像機器和處理系統具有至少一個相機(15)，通過所述相機檢測 在輸送元件(8)上在所述相機旁邊經過的每個容器(2)的容器典型構型特 征(4)并且該系統提供一個控制貼標簽過程的信號，以及在輸送元件(8) 的運動軌跡上具有至少一個貼標站(9)，其特征在于，'所述圖像識別和處理 系統(4， 15)檢測每個容器(2)上的容器典型構型特征(4)的取向和/或實 際構型并由此形成一個控制對應標簽(3)在貼標站(9)上的轉移時刻的信弓
17. 如權利要求16所述的貼標機，其特征在于，將對應標簽(3)轉移 到容器上的轉移時刻或起動時刻也根據輸送元件(8)的速度來控制。
18. 如權利要求16或17所述的貼標機，其特征在于，用于控制轉移時 刻或起動時刻的圖像識別和處理系統感測對應的容器典型構型特征(4)的當 前形狀，例如該構型特征的至少兩個參考區域或參考棱邊的距離。
19. 如權利要求18所述的貼標機，其特征在于在輸送元件(8)上設置 的托架(7)，所述容器托架為了容器(2)的定向通過驅動裝置可繞容器軸線 受控制地旋轉。
20. 如上述權利要求中任一項所述的貼標機，其特征在于用于使容器(2)定向的機構分別通過光學檢測至少一個容器典型參考區域、例如至少一個容器典型參考棱邊(4.1)進行。
21. 如權利要求20所述的貼標機，其特征在于用于使容器(2)的定向 圖像識別和處理系統，該系統具有至少一個相機(13， 14)。
22. 如上述權利要求中任一項所述的貼標機，其特征在于，用于使容器 定向的機構在至少兩個時間上彼此相繼的步驟中進行，具體說首先通過檢測 容器典型構型特征的對應的實際位置或取向、通過將該實際位置與給定位置 或取向相比較和通過將容器旋轉到給定位置對每個容器(2)進行粗定向以及 通過接著重新通過檢測容器典型構型特征的實際位置或取向、通過將該實際 位置與給定位置或取向相比較和通過將容器(2)到旋轉給定位置來精密定向。
23. 如權利要求22所述的貼標機，其特征在于，用于粗定向以及精密定 向的機構分別由各具有至少一個相機(13， 14)的圖像識別和處理系統構成。
24. 如上述權利要求中任一項所述的貼標機，其特征在于一個公共的計 算機(12)供控制轉移時刻的圖像識別和處理系統用以及公所述至少一個控 制容器(2)定向的圖像識別和處理系統用。
25. 如上述權利要求中任一項所述的貼標機，其特征在于一個公共的相 機(14)供控制標簽轉移時刻的圖像識別和處理系統用以及供控制容器(2) 定向、例如精密定向的圖像識別和處理系統用。
26. 如上述權利要求中任一項所述的貼標機，其特征在于，所述至少一 個貼標站(9)構造成用于處理自粘貼的標簽(3)。
27. 如上述權利要求中任一項所述的貼標機，其特征在于，該貼標機是 回轉結構式的貼標機，具有一個被驅動繞垂直機器軸線回轉的轉子(8)并具 有多個設置在該轉子周邊上的容器托架(7)。
全文摘要
在用于將標簽(3)在使用至少一個圖像識別和處理系統的情況下相對于至少一個容器典型構型特征(4)位置精確地施加到瓶、罐或類似容器上的方法中，所述圖像識別和處理系統具有至少一個相機(15)，通過該相機檢測在輸送元件(8)上在該相機旁邊經過的每個容器(2)的所述容器典型構型特征(4)。通過該圖像識別和處理系統(4，15)檢測每個容器(2)上的所述容器典型構型特征(4)的取向和/或實際構型，由此這樣控制標簽轉移到對應容器上的轉移時刻使得標簽在那里在施加上之后相對于所述容器典型構型特征最佳地定位。
文檔編號B65C9/40GK101511681SQ200780032502
公開日2009年8月19日 申請日期2007年5月25日 優先權日2006年9月2日
發明者F·普策爾 申請人:Khs股份公司