<Desc/Clms Page number 1>
Positioneerinrichting.
De uitvinding heeft betrekking op een positioneerinrichting.
Er zijn identifikatie-inrichtingen bekend die een aftastinrichting bevatten en dragers met een zogenoemde streepjeskode bestaande uit een aantal evenwijdige kontrasterende lijnen van verschillende dikte en/of op verschillende afstanden van elkaar. Deze kodelijnen zijn alle loodrecht gericht op de normale aftastzin van de aftastinrichting.
Dergelijke identifikatie-inrichtingen voldoen uitstekend als het enkel erop aankomt om informatie te verkrijgen zoals de prijs, de aard of fabrikagegegevens over een produkt of voorwerp waarbij de kodelijn of-lijnen behoren.
Wanneer evenwel een ligging te bepalen valt, of met andere woorden de drager met de kodelijn of-lijnen en de aftastinrichting ten opzichte van elkaar moeten gepositioneerd worden, geeft de voornoemde bekende streepjeskode met haaks op de aftastrichting gerichte kodelijnen geen voldoening.
Dit is bij voorbeeld het geval bij het leiden van automatisch bestuurde wagens in magazijnen of werkplaatsen en dergelijke, die bijvoorbeeld over in de vloer gemonteerde geleiders geleid worden en op bepaalde plaatsen
<Desc/Clms Page number 2>
hun normale baan moeten verlaten en op een bepaalde te identificeren plaats te stoppen. Dit is bijvoorbeeld ook het geval bij automatisch bestuurde liften, onder andere in automatische magazijnen die een voorwerp moeten nemen van of plaatsen op een welbepaalde, te identificeren plaats van een stapelrek.
Tot nogtoe werkt men in dergelijke gevallen voor de exakte positionering met een dubbel systeem per positioneerrichting, waarbij enerzijds door middel van een klassiek plaatsbepalingssysteem de doelpositie dicht benaderd wordt op hoge snelheid, waarna door middel van een ander systeem met een lage snelheid de doelpositie exakt wordt opgezocht.
Vooral in systemen met grote variaties van lasten en/of systemen waarbij onder invloed van de variabele lasten of andere externe invloeden relatieve plaatsverschuivingen of mechanische vervormingen optreden zal deze manier van werken relatief traag worden. In veel gevallen moet een systeem voor de positionering in één richting ook wachten tot een ander systeen de positionering in een andere, meestal haaks erop staande, richting vervolledigd heeft, hetgeen een bijkomende oorzaak van traagheid vormt.
Indien daarenboven elke plaats nog ondubbelzinnig moet geïdentificeerd worden dient hiervoor nog een extra identifikatiesysteem bijgevoegd te worden.
De uitvinding heeft tot doel deze nadelen te verhelpen en een positioneerinrichting te verschaffen die eenvoudig van konstruktie is en een snelle relatieve positionering volgens een, twee of drie assen mogelijk maakt met daarbovenop de mogelijkheid de plaats ondubbelzinnig te identificeren en dit met een systeem dat zeer eenvoudig is
<Desc/Clms Page number 3>
van konstruktie en ten minste een kodelijn op een drager bevat.
Tot dit doel bevat de positioneerinrichting een lineaire aftastinrichting en ten minste een drager met ten minste één daarop aangebrachte kontrasterende kodelijn, waarvan een nuttig gedeelte onder een hoek verschillend van nul en 90 graden ten opzichte van de aftastinrichting gericht is en met ten minste een bijkomende lijn die een referentielijn vormt en die een hoek verschillend van nul en 90 graden met de kodelijn maakt, waarbij de relatieve ligging van de voornoemde lijnen door de aftastinrichting kunnen gelezen worden.
De drager kan een label zijn, een verpakking of een voorwerp of produkt zelf.
Het nuttige gedeelte, dit is het gedeelte dat door de aftastinrichting afgetast wordt, van de kodelijn en de referentielijn kan zowel gebogen als recht zijn, maar in de meest eenvoudige uitvoeringsvorm is dit nuttige gedeelte van deze lijnen recht.
In een bijzondere uitvoeringsvorm van de positioneerinrichting is de referentielijn gevormd door een rand van de drager zelf.
Deze uitvoeringsvorm is vooral toepasbaar indien de drager een label is dat aangebracht wordt op een ondergrond, bijvoorbeeld een gedeelte van een stapelrek in een met de label kontrasterende kleur of met een van de label sterk afwijkende reflektiegraad.
<Desc/Clms Page number 4>
In een andere bijzondere uitvoeringsvorm van de positioneerinrichting is de referentielijn een bijkomende lijn die op de drager aangebracht is.
De kodeermogelijheden nemen uiteraard toe indien meer dan één kodelijn en/of meer dan een referentielijn op de drager aangebracht is.
Deze kodelijnen kunnen daarbij zowel evenwijdig aan elkaar zijn en bijvoorbeeld een streepjeskode vormen, als onderling een hoek met elkaar maken waarbij deze onderlinge hoek mede de kode kunnen bepalen. Benevens informatie in verband met de relatieve plaats van de kodelijnkombinatie kan deze kombinatie tevens andere informatie bevatten die toelaat de lijnkombinatie zelf te identificeren. Ook referentielijnen kunnen een streepjeskode vormen en informatie voor het identificeren bevatten.
Met het inzicht de kenmerken van de uitvinding beter aan te tonen zijn hierna, als voorbeelden zonder enig beperkend karakter, enkele voorkeurdragende uitvoeringsvormen van een positioneerinrichting volgens de uitvinding beschreven, met verwijzing naar de bijgaande tekeningen, waarin : figuur 1 op schematische wijze een positioneerinrichting volgens de uitvinding weergeeft ; figuur 2 een vooraanzicht weergeeft van een label uit de positioneerinrichting uit figuur 1 ; figuren 3 tot 7 vooraanzichten weergeven analoog an deze uit figuur 2 maar met betrekking op andere uitvoeringsvormen van de label ;
<Desc/Clms Page number 5>
figuur 8 op schematische wijze een stapelrek weergeeft waarop labels van een positioneerinrichting volgens de uitvinding aangebracht zijn ;
figuur 9 op schematische wijze kode-en referentielijnen weergeeft, rechtstreeks aangebracht op een voorwerp, uit een positioneerinrichting volgens de uitvinding ; figuur 10 schematisch een positioneerinrichting volgens de uitvinding weergeeft tijdens het aftasten van een label door de aftastinrichting ; figuur 11 het beeld weergeeft dat de aftastinrichting uit figuur 10 tijdens het aftasten ziet ; figuur 12 het elektrisch signaal in funktie van de tijd weergeeft dat de aftastinrichting uit figuur 10 genereert ; figuur 13 de tijd weergeeft die de aftastinrichting nodig heeft om het gezichtsveld te doorlopen ; figuur 14 een vooraanzicht weergeeft van de label uit figuur 10 met aanduiding van de verschillende waarden.
De positioneerinrichting volgens figuur 1 bevat een label 1 bevestigd op een substraat 2 en voorzien van een kontrasterende kodelijn 3 en uit een op een eenheid 4 gemonteerde lineaire lees-of aftastinrichting 5, waarbij het substraat 2 met de label 1 en/of de eenheid 4 mobiel kunnen zijn.
De aftastinrichting 5 is van een bekende konstruktie en wordt hier dan ook niet verder beschreven. Geschikte
<Desc/Clms Page number 6>
aftastinrichtingen zijn de gekende streepjeskodelezers, bijvoorbeeld uitgerust met laserscanner of met lineaire CCD array.
Essentieel voor de uitvinding is dat, zoals in detail in figuur 2 weergegeven is, het door de aftastinrichting 5 bruikbare gedeelte van de kodelijn 3, volgens figuur 2 de volledige kodelijn 3, onder een hoek verschillend van 0 en 90 graden ten opzichte van de aftastzin gericht is, welke aftastzin horizontaal en dus 90 graden vormt met de opstaande randen 7 van de label l en in de figuur 1 door de pijlen 8 en in de figuur 2 door de streeplijn 8 weergegeven is. Tevens is deze kodelijn 3 onder een hoek verschillend van 0 en 90 graden gericht ten opzichte van twee referentielijnen 7 die, in de uitvoeringsvorm weergegeven in figuur 1, door de opstaande randen van de label 1 gevormd is.
De gekende niet-evenwijdigheid van de kodelijn 3 ten opzichte van de referentielijnen 7 en de door de aftastinrichting 5 gedetekteerde afstanden tussen deze lijnen 3 en 7, laten toe niet alleen de label 1 met de lijnen 3 en 7 te identificeren maar tevens de relatieve plaats van de de lijnenkombinatie en de label 1 ten opzichte van de aftastinrichting 5 een-, twee-of driedimensioneel te bepalen. De positioneerinrichting kan gebruikt worden om bijvoorbeeld een mobiele eenheid 4 te leiden naar de plaats van de label 1 die eerst geïdentificeerd werd door vergelijking met informatie opgeslagen in een geheugen ingebouwd in of verbonden met de aftastinrichting 5.
In'de uitvoeringsvorm van de label 1 weergegeven in figuur 3 zijn meerdere kodelijnen 3 op de label l aangebracht. AI de kodelijnen 3 maken een hoek verschillend van 0 en 90
<Desc/Clms Page number 7>
graden zowel met de aftastrichting van de aftastinrichting 5 als met elkaar. De opstaande randen van de label 1 vormen de referentielijnen 7, alhoewel het in dit geval mogelijk is de kodelijnen zelf als referentielijnen te gebruiken, wat evenwel een beperking tot twee meetbare dimensies met zich meebrengt en waarbij de derde dimensie konstant en gekend dient te zijn.
De relatie tussen de hellingen van de kodelijnen 3 is gekend en de afstanden tussen de kodelijnen 3 en de referentielijnen 7 en/of de kodelijnen 3 onderling worden bepaald door de aftastinrichting 5. Dit laat toe, enerzijds, de kodelijnenkombinatie te identificeren en, anderzijds, de relatieve plaats van deze kodelijnenkombinatie ten opzichte van de aftastinrichting 5 één-, twee-of driedemensioneel te bepalen.
De uitvoeringsvormen van de label 1 weergegeven in de figuren 4 en 5 komen overeen met deze weergegeven respektievelijk in de figuren 2 en 3, met dit verschil dat de referentielijnen 7 niet door opstaande randen van de label gevormd zijn maar door materiële op de label aangebrachte, bijvoorbeeld gedrukte lijnen die 90 graden vormen ten opzichte van de aftastrichting.
De uitvoeringsvorm volgens figuur 6 verschilt van de uitvoeringsvorm volgens de figuur 5 doordat de verschillende kodelijnen 3 niet van elkaar weg of naar elkaar toe lopen maar evenwijdig aan elkaar zijn zoals bij een streepjeskode. De helling van de kodelijnen 3 en hun afstand tot de dwars op de aftastrichting 8 gerichte referentielijnen 7 vormen kodeerelementen om de relatieve plaats te bepalen, terwijl zoals bij een streepjeskode het aantal, de relatieve ligging en eventueel de dikte van de kodelijnen 3 een identifikatie van de label 1 toelaten.
<Desc/Clms Page number 8>
De uitvoeringsvorm van de label 1 weergegeven in figuur 7 verschilt van de uitvoeringsvorm weergegeven in figuur 4 doordat in plaats van één referentielijn 7 aan elke zijde van de kodelijn 3 nu een reeks evenwijdige referentielijnen 7 aan een zelfde zijde van de kodelijn 3 aangebracht zijn.
Deze referentielijnen 7 kunnen een streepjeskode vormen die identifikatie van de label 1 toelaat.
Een interessante toepassing van de positioneerinrichting is dan ook het automatisch besturen van wagentjes die over een geleidernet in de grond geleid worden of het automatisch besturen van liften ten opzichte van stapelrekken. In figuur 8 is een gedeelte van een dergelijk stapelrek 9 weergegeven waarbij op de voorste rand 6 van de horizontale legbladen labels 1 met verschillende kodelijnen 3 aangebracht zijn. De aftastinrichting 5 van de lift identificeert volgens een ingebracht programma de juiste label l en door interaktie van de lijnen 3 en 7 van de label 1 met het besturingsmechanisme wordt de lift zeer snel op de juiste plaats gebracht om het gewenste palet 10 van het stapelrek 9 te nemen of erop te plaatsen.
De drager moet niet noodzakelijk een label zijn. De kodelijnen en de referentielijn kunnen bijvoorbeeld rechtstreeks op voorwerpen zoals het stapelrek of de paletten of nog op de gestapelde produkten zelf aangebracht zijn, zoals weergegeven in figuur 9.
De uitvinding zal nader toegelicht worden aan de hand van volgend voorbeeld : Men gaat uit van de toestand weergegeven in figuur 10, waarbij de centrale aslijn Z van de aftastinrichting 5 boven (op afstand Yl) en rechts (op afstand XI) van het middelpunt van de label 1 gelegen is en waarbij de
<Desc/Clms Page number 9>
volledige label 1, volgens de X-as in het zichtveld van de aftastinrichting 5 valt.
De aftastinrichting 5, die bij wijze van voorbeeld een enkelvoudig laserbeamscanner of een enkelvoudige lineaire CCD array kan zijn, "ziet" dan een beeld zoals weergegeven in figuur 11.
In beide gevallen zal de aftastinrichting 5 een elektrisch signaal genereren dat in funktie van de tijd er kan uitzien zoals weergegeven in figuur 12.
In beide gevallen is de tijd bekend om het volledige gezichtsveld van de aftastinrichting te doorlopen zoals weergegeven in figuur 13.
Bekend is ook in de inrichting de totale geometrie van de label zoals weergegeven in figuur 14, evenals de zichthoek a van de aftastinrichting 5 zoals weergegeven in figuur 10. a. Bepaling van de afstand Z. van de label 1 tot de aftastinrichting 5.
Gekend en aangeduid in figuren 12 en 13 zijn : - de labelgrootte L volgens de X as.
EMI9.1
- de tijd de label af te tasten (tussen twee i-t opstaande randen die als referentielijnen 7 dienen) t-, (waarbij t2 en te J-) 3 3 respektievelijk de begin en eindtijd zijn van het aftasten van de label).
- de totale enkelvoudige tijd voor één aftasting :
EMI9.2
ts = t7 (waarbij t1 en t7 respektievelijk de begin en eindtijd zijn van het doorlopen van de volledige aftasting).
<Desc/Clms Page number 10>
Bijgevolg is de lengte van de volledige aftastlijn van de
EMI10.1
aftastinrichting S = L (t-/tL). b. Lt Vermits de zichthoek a (zie figuur 10) van deze aftastinrichting 5 gekend is en in de veronderstelling dat deze hoek klein genoeg is, kan hiermede Zl bepaald worden als : Z. = S/tg a. b. Bepaling van de afstand X., dit is de afstand volgens de X-as tussen de aslijn Z van de aftastinrichting en het midden P van de label 1 : De ligging van de centerlijn van de aftastinrichting op de X-as is in tijdseenheden : t6 = t1 + 0, 5 (1 -t1).
De ligging t van het labelmiddelpunt P volgens de X-as is bijgevolg in tijdseenheden: tx = 0,5(52 + t5) - t6 (positief of negatief naargelang de ligging ten opzicht van de Z-as).
In afstand X-tot de centerlijn Z van de aftastinrichting geeft dit : X, = L (tx/tL) c. Bepaling van de afstand Y., dit is de afstand volgens de Y-as tussen de aslijn Z van de aftastinrichting en de doelpositie, dit is het middelpunt P van de label.
Langs de X-as is de Y-positie in tijdseenheden: tYX = tx - t3 (waarbij t3 de tijd is waarop de kodelijn 3 bereikt is).
In afstand volgens de X-as uitgedrukt : Yx = L (tx - t3)/(t5 - 52) = L (tYx/tL), en volgens de Y-as: Y.= Yx tg b, waarin b de gekende hoek is van de kodelijn 3 met de aftastrichting 8.
<Desc/Clms Page number 11>
In het voorgaande werd de labelgrootte L gebruikt, dit is de totale lengte van de label volgens de X-as. In het geval op de label afzonderlijke referentielijnen 7 gedrukt zijn zoals weergegeven in figuur 4 en dus niet de opstaande randen van de label gebruikt worden, moet deze labelgrootte vervangen worden door de afstand tussen de dwars op de X-as gerichte referentielijnen 7.
In het geval de opstaande randen van de label 1 niet als referentielijnen 7 gebruikt worden, volstaat in feite één getekende referentielijn 7 om volgens de X en Y assen te positioneren. De afstand Zl kan dan evenwel niet bepaald worden en de afstand van de aftastinrichting tot de label 1 moet gekend en konstant zijn. De waarde L uit de voornoemde formules om X. en Y 1 te berekenen is in dit geval ook bekend in het systeem.
De hiervoor beschreven positioneerinrichting is zeer eenvoudig van konstruktie en laat een vlugge identifikatie en positionering toe met behulp van een eenvoudige lineaire aftastinrichting.
De afwijking van de doelpositie P, dit is het midden van de label 1, wordt zowel volgens de X-as als volgens de Y-as gelijktijdig en dus snel bepaald en eventueel door bestuurde verplaatsing van de eenheid 4 met de aftastinrichting 5 ten opzichte van de label 1 tot de gewenste waarde, bijvoorbeeld nul herleid worden. In de meeste gevallen kan gelijktijdig ook de afstand tot de label 1 bepaald worden en door verplaatsing van de eenheid 4 ten opzichte van de label 1 desgevallend tot de gewenste waarde herleid worden.
De huidige uitvinding is geenszins beperkt tot de hiervoor beschreven en in de figuren weergegeven uitvoeringsvormen,
<Desc/Clms Page number 12>
doch dergelijke positioneerinrichting kan volgens verschillende varianten worden verwezenlijkt zonder buiten het kader van de uitvinding te vallen.
In het bijzonder moet de doelpositie P niet noodzakelijk in het midden van de label gelegen zijn.
Een voordeel van het positioneersysteem is overigens dat met één bepaalde label-aftastinrichting kombinatie en afhankelijk van de doelpositievereisten op een bepaald ogenblik diverse doelposities P kunnen gekozen worden.