DE102006056556A1 - Volume determining device for object moved on frame conveyor i.e. tilting frame sorter, has sensor for determining frame geometry of frame and object geometry of object located in frame, where sensor is formed using common measuring process - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Volumenbestimmung für auf einem Schalenförderer bewegte Objekte nach den Oberbegriffen von Anspruch 1 bzw. 8.The The invention relates to a device and a method for volume determination for on a tray conveyor moving objects according to the preambles of claim 1 and 8, respectively.
In der Logistik werden Schalenförderer eingesetzt, um Pakete oder ähnliche Objekte nach Kriterien wie etwa dem Bestimmungsort oder dergleichen zu sortieren. Dabei gehen die großen Logistiker zunehmend dazu über, die Beförderungspreise nicht mehr allein nach dem Gewicht zu bestimmen, sondern auch nach dem Volumen. Das Volumen ist außerdem auch für die Planung und Auslastung der Flotte der Logistiker ähnlich wichtig wie das Gewicht.In Logistics become bowl conveyors used to packages or similar Objects according to criteria such as the destination or the like to sort. In the process, the major logisticians are increasingly turning to the fares no longer alone to determine the weight, but also after the volume. The volume is as well also for The planning and utilization of the fleet of logisticians is equally important like the weight.
Deshalb besteht zunehmend Bedarf nach automatisierter Bestimmung nicht nur des Gewichts, sondern auch des Volumens. Dabei entsteht eine Unschärfe in der Preisermittlung, wenn das Volumen ungenau bestimmt ist. Der Logistiker muss hinsichtlich Messgenauigkeiten den für sich schlechtesten Fall annehmen. Zudem schreiben gesetzliche Eichregeln vor, dass die kleinste Abrechnungseinheit allenfalls das Zehnfache der Messgenauigkeit betragen darf. Das bedeutet, eine Messgenauigkeit von ±10mm in der Längenbestimmung erlaubt als kleinste Abrechnungseinheit einen Würfel von 10cm Kantenlänge. Daher lautet die Anforderung, die Messgenauigkeit so gut wie möglich zu halten.Therefore There is an increasing need for automated determination not only of weight, but also of volume. This creates a blur in the Price determination, if the volume is determined inaccurately. The logistician must accept the worst case in terms of measurement accuracy. In addition, legal calibration rules stipulate that the smallest billing unit at most ten times the accuracy of measurement. The means a measurement accuracy of ± 10mm in the length determination allows as the smallest billing unit a cube of 10cm edge length. Therefore is the requirement to make the measurement accuracy as good as possible hold.
Es ist bekannt, die einzelnen Schalen eines Schalenförderers mit einer Kippmechanik zu versehen. Die Steuerung des entstehenden Kippschalensortierers löst diese Kippmechanik beim Vorbeifahren des Objekts an einem bestimmten Austrittsort aus. Die Information, wohin das Objekt sortiert werden soll, ist üblicherweise als Barcode oder als Klarschrift an dem Objekt vermerkt. Ein optoelektronischer Sensor oder eine Kamera liest den Barcode oder den mit Klarschrift bezeichneten Zielort aus und übermittelt die ausgelesenen Daten an die Steuerung. In einer entsprechenden Ausführung ist der Sensor zugleich in der Lage, die Abmessungen des Objektes und damit dessen Volumen zu bestimmen. Üblicherweise wird jedoch für die Volumenvermessung ein dafür spezialisierter Sensor (Laserscanner) eingesetzt.It is known, the individual shells of a tray conveyor to be provided with a tilting mechanism. The control of the resulting Tilt tray sorter triggers this tilt mechanism when passing the object at a certain Exit location. The information where to sort the object should, is usually noted as barcode or as plain text on the object. An optoelectronic Sensor or a camera reads the barcode or with plain text designated destination and transmitted the read out data to the controller. In a corresponding execution At the same time, the sensor is able to measure the dimensions of the object and thus to determine its volume. Usually, however, for the volume measurement one for that specialized sensor (laser scanner).
Die Messgenauigkeit wird dabei von Unregelmäßigkeiten des Förderers beeinflusst. Hat dieser etwa eine Toleranz in der Höhe der Förderebene, so schlägt sich dies als Toleranz in der Objekthöhe nieder. Als Gegenmaßnahme ist herkömmlich bekannt, den Schalenförderer in einem Einlernvorgang mit komplett unbeladenen Schalen durch den Sensor der automatischen Volumenmesseinrichtung fahren zu lassen und dabei die Geometrien der Schalen zu vermessen. Jede Schale ist mit einer Indexnummer versehen, der später bei der Volumenbestimmung ausgelesen wird, so dass die im Einlernvorgang vermessene Geometrie der leeren Schale zugeordnet werden kann. Individuelle Unterschiede in den Geometrien der Schalen können dann bei der Volumenbestimmung kompensiert werden. Nachteilig hieran ist die Notwendigkeit eines Einlernvorgangs, welche die Bedienung verkompliziert, weil die Schalen eigens vermessen und später wieder identifiziert werden müssen. Ein Austausch einer Schale, aber auch schon das Verstreichen einer längeren Zeit mit Veränderungen der Schale durch Verschleiß, Materialveränderungen oder Beschädigungen erfordert dann ein erneutes eigenes Vermessen der Geometrien der leeren Schale. Zudem entstehen Veränderungen der Schalengeometrie gerade durch das Gewicht nach Beladung mit einem Objekt, die durch die Geometrie der leeren Schale prinzipiell nicht erfasst werden können.The Measuring accuracy is thereby irregularities of the conveyor affected. Does this have a tolerance in the height of the conveyor plane, so beats this is reflected as tolerance in object height. As a countermeasure is conventional known, the tray conveyor in a learning process with completely unladen shells through the Sensor of the automatic volume measuring device to let go and to measure the geometries of the shells. Every shell is provided with an index number, which later in the volume determination is read out so that the geometry measured in the teach-in process the empty shell can be assigned. Individual differences in the geometries of the shells can then be compensated for the volume determination. A disadvantage of this is the need for a teaching process, which is the operation Complicates, because the bowls specially measured and later again must be identified. An exchange of a shell, but also the lapse of a longer Time with changes the shell due to wear, material changes or damage then requires a new own measurement of the geometries of the empty Bowl. In addition, changes occur the shell geometry just by the weight after loading with an object, in principle, by the geometry of the empty shell can not be recorded.
Eine
optoelektronische Erfassungseinrichtung, welche diesen Fehler zu
kompensieren sucht, ist in der
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Volumenmessung mit möglichst geringen Messfehlern für Objekte auf einem Schalenförderer zu schaffen.It is therefore an object of the invention, a volume measurement as possible low measuring errors for Objects on a tray conveyor to accomplish.
Diese Aufgabe wird durch eine Volumenbestimmungs-Vorrichtung gemäß Anspruch 1 bzw. ein Volumenbestimmungs-Verfahren gemäß Anspruch 8 gelöst. Diese Lösung hat den Vorteil, dass die individuelle Schalengeometrie, die aufgrund verschiedener Toleranzen über die Schalen eines Schalenförderers voneinander abweicht, in ein und demselben Messschritt berücksichtigt werden kann. Ein eigenes Einlernen der individuellen Schalengeometrien ist daher nicht mehr erforderlich. Ebenso ist nicht mehr erforderlich, Veränderungen der Schalen im Laufe der Zeit oder durch Austausch erneut einzulernen. Die Instandhaltung der Volumenbestimmungs-Anlage wird damit deutlich vereinfacht. Die Volumenbestimmung wird auch genauer, weil eine Veränderung der Schalengeometrie durch das Gewicht eines geladenen Objektes berücksichtigt wird.These The object is achieved by a volume determination device according to claim 1 or a volume determination method according to claim 8. These solution has the advantage that the individual shell geometry, due to different tolerances over the bowls of a bowl conveyor deviated from each other, taken into account in one and the same measuring step can be. An individual learning of the individual shell geometries is therefore no longer required. Likewise, it is no longer necessary changes retrain the shells over time or through replacement. The Maintenance of the volume determination system becomes clear simplified. Volume determination is also more accurate because of a Change in the Shell geometry taken into account by the weight of a loaded object becomes.
Die Erfindung geht von dem Grundgedanken aus, dass individuelle Unterschiede in den Schalengeometrien aufgrund von Toleranzen auch objektabhängig sind. Die erfindungsgemäße Lösung berücksichtigt dies, indem die Schalengeometrien nicht mehr in einem eigenen Schritt bestimmt werden.The invention proceeds from the basic idea Due to tolerances, individual differences in the shell geometries are also dependent on the object. The solution according to the invention takes this into account by no longer determining the shell geometries in a separate step.
Vorteilhafterweise ist der Schalenförderer ein Kippschalensortierer. Der optoelektronische Sensor kann neben der Volumenbestimmung im selben Messvorgang auch einen Identcode wie beispielsweise einen Barcode an dem Objekt bestimmen. Die Steuerung des Kippschalensortierers kann aus dieser Information den Bestimmungsort auslesen und das Objekt mithilfe des Kippschalensortierers in der vorgesehenen Weise einsortieren. Das gemessene Volumen kann die Steuerung diesem einsortierten Objekt zuordnen und beispielsweise bei der Abrechnung berücksichtigen. Damit lässt sich das Ziel einer erhöhten Messgenauigkeit erreichen, beispielsweise geforderten ±5mm.advantageously, is the tray conveyor a tilt tray sorter. The optoelectronic sensor can be next to Determining the volume in the same measuring process also identcode such as determining a barcode on the object. The control of the tilt tray sorter can from this information the destination read out and place the object using the tilt tray sorter Sort the way. The measured volume can control this Assign sorted object and, for example, during billing consider. Leave it the goal of an increased Accuracy of measurement, for example, required ± 5mm.
Bevorzugt ist der Sensor ein Laserscanner, der für die Bestimmung von Winkel und Abstand des reflektierten Lichts ausgebildet ist. Ein solcher Sensor ist häufig für das Auslesen eines Barcodes und dessen Zuordnung zu einem Objekt ohnehin vorgesehen. Er ist in der Lage, alle Abmessungen des Objekts zu bestimmen und daher alle Daten für die Erfassung der Geometrie und daraus des Volumens zur Verfügung zu stellen.Prefers the sensor is a laser scanner used for the determination of angles and distance of the reflected light is formed. Such a Sensor is common for the Reading a barcode and its assignment to an object anyway intended. He is able to view all the dimensions of the object determine and therefore all data for the capture of the geometry and hence the volume available to put.
Alternativ ist der Sensor eine entfernungsauflösende Kamera, insbesondere mit einem Zeilen- oder matrixförmigen CCD- oder CMOS-Chip. Diese Sensortyp kann als Alternative zu einem Laserscanner für das Auslesen eines Barcodes eingesetzt werden und kann ebenfalls alle Abmessungen des Objekts bestimmen.alternative the sensor is a distance-resolving camera, in particular with a line or matrix CCD or CMOS chip. This sensor type can be used as an alternative to a Laser scanner for The reading of a barcode can be used and can also determine all dimensions of the object.
Vorteilhafterweise ist der Sensor als Stereosensor mit zwei versetzt gegeneinander angeordneten Bildsensoren ausgebildet. Dies ist vor allem dann hilfreich, wenn nicht sichergestellt ist, dass immer nur ein einzelnes Objekt unter dem Sensor liegt. Die beiden versetzt gegeneinander angeordneten Bildsensoren ergänzen sich mit ihren Sichtfeldern in denjenigen Bereichen, in denen ein Objekt ein anderes abschattet und somit von einem einzelnen Sensor nicht vollständig vermessen werden könnte. Es ist auch denkbar, die beiden Bildsensoren mithilfe einer Disparitätsschätzung zur Entfernungsbestimmung einzusetzen. Jeder der Bildsensoren kann dabei wiederum ein Laserscanner oder ein entfernungsauflösender Kamerachip sein.advantageously, is the sensor as a stereo sensor with two staggered against each other arranged image sensors formed. This is especially helpful if it is not ensured that only one single object lies under the sensor. The two offset against each other Complement image sensors themselves with their fields of vision in those areas where one Object shaded another and thus from a single sensor not completely could be measured. It is also conceivable to use the two image sensors with a disparity estimation Use distance determination. Each of the image sensors can do this again a laser scanner or a distance-resolving camera chip be.
Bevorzugt kann die Auswertungseinheit die Abweichungen zu der Sollgeometrie zumindest in einem der oder allen Parametern Höhenversatz, Verkippungswinkel oder Verbiegungsradius ermitteln. Diese drei Parameter beschreiben auf einfache Weise die möglichen individuellen Toleranzen einer Schale. Damit sind die Abweichungen der Schalengeometrie zu einer Sollgeometrie in wenigen Parametern zusammengefasst. Dies vereinfacht und beschleunigt die Auswertung.Prefers the evaluation unit can determine the deviations from the target geometry at least in one or all parameters height offset, tilt angle or bend radius. These three parameters describe in a simple way the possible individual tolerances of a shell. This is the deviation the shell geometry to a desired geometry in a few parameters summarized. This simplifies and accelerates the evaluation.
In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist ein zweiter optoelektronischer Sensor vorgesehen, der an dem Schalenförderer oberhalb eines Befüllungsorts angeordnet ist, an dem Objekte in die leeren Schalen gefördert werden, und der somit die Leergeometrie einer leeren Schale bestimmen kann, wobei die Auswertungseinheit für eine Kompensation der Objektgeometrie mithilfe der Leergeometrie und der Schalengeometrie ausgebildet ist. Dies dient einmal dazu, bei besonders großen Objekten, die einen Großteil der Schale verdecken würden, die Schalengeometrie zu vermessen. Zum anderen liefert der zweite Sensor zusätzliche Daten der Schalengeometrie, die eine sicherere und genauere Auswertung ermöglichen. Schließlich können zwischen Objekt und Schale Hohlräume entste hen, die wegen der Verdeckung durch das Objekt von dem ersten Sensor nicht erkannt werden können. Derartige Hohlräume würden zu einer Vergrößerung des bestimmten Volumens führen und das Messergebnis verfälschen. Durch die Daten des zweiten Sensors können die Hohlräume erkannt und kompensiert werden.In an advantageous embodiment the invention provides a second optoelectronic sensor, the at the bowl conveyor above a filling point is arranged where objects are conveyed into the empty shells, and thus can determine the empty geometry of an empty shell, wherein the evaluation unit for a compensation of the object geometry using the empty geometry and the shell geometry is formed. This serves once at particularly large Objects, the bulk obscure the shell that To measure shell geometry. On the other hand, the second sensor delivers additional Data of the shell geometry, the safer and more accurate evaluation enable. After all can between object and shell cavities arise because of the occlusion by the object from the first sensor can not be detected. Such cavities would to an enlargement of the certain volume and falsify the measurement result. By the data of the second sensor, the cavities can be detected and be compensated.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann mit analogen Merkmalen fortgebildet werden, wie sie beispielhaft, aber nicht abschließend in den sich anschließenden Unteransprüchen angegeben sind, und zeigt dabei ähnliche Vorteile.The inventive method can be developed with analogous features, as exemplified, but not final in the subsequent dependent claims are indicated, and shows similar Advantages.
Die Erfindung wird nachstehend auch hinsichtlich weiterer Merkmale und Vorteile beispielhaft anhand von Ausführungsformen und unter Bezug auf die beigefügte Zeichnung näher erläutert. Die Abbildungen der Zeichnung zeigen in:The Invention will also be described below with regard to further features and Advantages by way of example with reference to embodiments and reference on the attached Drawing closer explained. The illustrations of the drawing show in:
Die
Volumenbestimmungs-Vorrichtung
Gemeinsam
mit der Information des Winkels, unter dem das Licht ausgesendet
wurde, kann somit eine Konturlinie des Objektes
Wird
das Objekt
In
einer alternativen Ausführungsform
ist der Sensor
Die
Auswertung der Bilddaten des Sensors
Aus
der somit gemessenen und rekonstruierten individuellen Schalengeometrie
kann die im selben Messschritt ermittelte Objektgeometrie korrigiert werden.
Je nach Lage des Objekts
Beide
Bildsensoren
Die
Sichtbereiche
Eine
dritte Ausführungsform
der Erfindung ist in
Die
Jede
Kippschale
Jede
der
Bei
einer Lage des Objektes
Die
Die
mehrfach angesprochene individuelle Variabilität in der Schalengeometrie durch
Fertigungstoleranzen und Veränderungen
der Kippschale
Die
Variabilität
lässt sich
in ihren wesentlichen Faktoren auf drei Parameter reduzieren. Dies wird
anhand der
Die
zweite Toleranz ist ein in
Schließlich ist
die dritte Toleranz der in
Die
Auswertungseinheit
Claims (10)
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