BE1020422A5 - Vorrichtung mit automatischer steinerkennung zum anordnen von formsteinen. - Google Patents

Description

Vorrichtung mit automatischer Steinerkennung zum Anordnen von Formsteinen

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Anordnen von Formsteinen in einem bestimmten Verlegemuster auf einer Palette oder anderen Unterlage gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Formsteine, beispielsweise Betonformsteine, werden bekanntermaßen zum Pflastern von Wegen, Straßen, Höfen etc. verwendet. Die Formsteine, die insbesondere quaderförmig sind, jedoch auch andere Formen haben können, werden hierbei üblicherweise in einem bestimmten Verlegemuster auf ein Planum, d. h. ein ebenes Sand- oder Splitbett, aufgesetzt. Bekannte Verlegemuster sind Reihenverbände, Diagonalverbände, Fischgrätmuster oder Muster, bei denen die Längsachsen benachbarter Formsteirie rechtwinklig zueinander verlaufen.

Um Formsteine dieser Art nicht mühsam einzeln von Hand verlegen zu müssen, sind Formsteinverlegevorrichtungen, auch Verlegezangen genannt, bekannt. Derartige Verlegezangen ergreifen eine gesamte Formsteinlage der üblicherweise auf Paletten angelieferten Formsteine, transportieren die ergriffene Formsteinlage zur beabsichtigten Verlegestelle und setzen die Formsteine dort dicht nebeneinanderliegend auf das Planum auf. Durch den Einsatz derartiger Verlegezangen kann das Verlegen der Formsteine bedeutend beschleunigt und erleichtert werden. Voraussetzung für den Einsatz derartiger Verlegezangen ist allerdings, dass die von der Verlegezange zu ergreifenden Formsteine auf der Palette geordnet, d. h. dicht nebeneinanderliegend in einer bestimmten Ausrichtung und Anordnung vorliegen.

Gebrauchte Formsteine, die nicht vom Hersteller geliefert, sondern von bestehenden Wegen, Straßen etc. entfernt werden, liegen üblicherweise ungeordnet in Behältern oder haufenweise vor. Sollen derartige Formsteine wiederverwendet und mittels Verlegezangen verlegt werden, ist es somit erforderlich, die Formsteine lagenweise und in gleicher oder in ähnlicher Weise zu ordnen, wie dies bei neuen Formsteinen der Fall ist, die auf Paletten vom Hersteller geliefert werden.

Um dies nicht manuell durchführen zu müssen, sind bereits Vorrichtungen entwickelt worden, mit denen Formsteine, die von einer Straße entfernt worden sind, automatisch wieder in ein bestimmtes Verlegemuster gebracht und auf einem Ablagetisch abgelegt werden können. Eine derartige Vorrichtung ist in der EP 0 256 169 A1 beschrieben. Diese Vorrichtung weist einen Einfüllbehälter auf, in den die Formsteine ungeordnet eingefüllt werden können. Vom Einfüllbehälter gelangen die Formsteine auf Förderbändern zu einem Inspektionsbereich. In diesem Inspektionsbereich beobachtet eine Person, in welcher Lage der jeweilige Formstein auf dem Förderband liegt, und steuert, eine Handhabungsvorrichtung in Abhängigkeit der Formsteinausrichtung derart, dass die Formsteine in dem gewünschten Verlegemuster und in der gewünschten Ausrichtung auf dem Ablagetisch abgelegt werden.

Nachteilig ist bei dieser bekannten Vorrichtung, dass das Beobachten der Steine und das Betätigen der Handhabungsvorrichtung mit Personalaufwand verbunden ist. Weiterhin erfordert diese Art von Inspektion eine hohe Konzentration. Ferner können leicht Beobachtungs- und Handhabungsfehler auftreten.

Aus der WO 2004/096455 A1 ist eine Vorrichtung bekannt, die dazu dient, Formsteine unterschiedlicher Größe zu sortieren und einzelne palettierbare Formsteinlagen zu bilden, in denen die Formsteine in einem vorbestimmten Muster aneinander gereiht sind. Die Formsteine werden dort auf einem ebenen, horizontalen Transportband an einem optischen Erkennungssystem vorbeigeführt, das zwei schräg von oben auf die Formsteine ausgerichtete

Lichtemissionselemente und eine über dem Förderband angeordnete Kamera umfasst. Nachteilig ist dort, dass die Formsteine auf dem Transportband keine seitliche Führung haben und daher darauf geachtet werden muss, dass die Formsteine mittig auf das Transportband gelegt werden. Weiterhin muss die gesamte Vorrichtung in einer genau horizontalen Ebene angeordnet werden, da ansonsten die Gefahr besteht, dass sich die Formsteine quer zur Förderrichtung in unerwünschter Weise verschieben.

Aus der DE 197 08 582 A1 ist eine Vorrichtung zur Qualitätskontrolle von Kunststeinen, insbesondere gepressten Betonformlingen, bekannt, bei der die Kanten der Steine mittels einer Aufnahmeeinrichtung kontrolliert werden, die mehrere Kameras sowie eine Lichtquelle umfasst. Auch dort liegen die Steine flach auf einem ebenen Transportband und werden von diesem unter den Kameras hindurchgeführt.

Aus der EP 1 829 802 A1 ist eine Vorrichtung zum Ausrichten und Sortieren von Betonsteinen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bekannt. Die dortige Vorrichtung umfasst zwei Förderbänder, die, senkrecht zur Förderrichtung gesehen, gegenseitig in einem bestimmten Winkel angeordnet sind und mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten laufen oder Oberflächen mit einer unterschiedlichen Reibung haben. Hierdurch sollen die zunächst ungeordnet vorliegenden Betonsteine die gleiche Ausrichtung erhalten.

Aus der DE 38 34 052 A1 ist eine Vorrichtung zum Vermessen und/oder Prüfen der Umrissformen oder Kanten von Werkstücken, insbesondere von Wendeschneidplatten, bekannt. Das Werkstück wird dort auf eine Glasplatte aufgelegt und um eine raumfeste Achse gedreht. Während der Drehung wird mindestens eine umlaufende Kante des Werkstücks mit einem parallelen Lichtstrahl abgetastet, der von einer unterhalb der Glasplatte angeordneten Lampe ausgestrahlt wird. Der Lichtstrahl erzeugt eine entsprechende Abbildung der Werkstückkante in einer schräg oberhalb des Werkstücks angeordneten Kamera.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, mit der eine zentrierte Führung von Formsteinen unterschiedlicher Größen ermöglicht wird und die Inspektion der Formsteine auf möglichst einfache, schnelle und zuverlässige Weise erfolgen kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den weiteren Ansprüchen beschrieben.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung weist die Steinerkennungseinrichtung Lichtemissionselemente und

Lichtempfangselemente auf, die auf der gegenüberliegenden Seite der Formsteine angeordnet sind und das von den Lichtemissionselementen ausgesandte Licht empfangen. Die Lichtemissionselemente strahlen dabei Lichtbänder aus, welche die Kanten der Formsteine überstreichen. Weiterhin weisen die Führungswände der V-förmigen Führungsbahn Aussparungen auf, durch welche die Lichtstrahlen hindurchtreten können.

Die V-förmige Führungsbahn ermöglicht auf eine Weise eine genaue Zentrierung der Formsteine auf der Führungsbahn. Weiterhin können über eine derartige Führungsbahn Formsteine unterschiedlicher Größe transportiert werden, ohne die Führungswände verändern oder anders anordnen zu müssen. Die Formsteine sind nur auf zwei benachbarten Seiten mit den Führungswänden in Kontakt, während die anderen beiden Seitenflächen der Formsteine frei sind. Die Aussparungen in den Führungswänden bieten dabei den Vorteil, dass Lichtemissions- und Lichtempfangselemente außerhalb der Führungsbahn angeordnet werden können, ohne dass die Lichtstrahlen durch die Führungswände behindert werden würden.

Mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann die Ausrichtung der Formsteine auf der Fördereinrichtung vollautomatisch erkannt werden. Die erkannte Ausrichtung der Formsteine wird mittels entsprechender Steuersignale an die nachgeordnete Formsteinhandhabungseinrichtung weitergegeben, welche die Formsteine dann gegebenfalls in die gewünschte

Lage dreht. Dies ist insbesondere dann von Bedeutung, wenn die Ober- und Unterseiten der Formsteine unterschiedlich gestaltet sind, insbesondere wenn in denjenigen Kantenbereichen, die oben liegen sollen, Fasen vorhanden sind.

Durch die erfindungsgemäße Vorrichtung wird die Inspektion der Formsteine bedeutend vereinfacht und auf sehr sichere, zuverlässige Weise durchgeführt. Zusätzlicher Personalaufwand ist hierzu nicht erforderlich.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform ist die Steinerkennungseinrichtung derart ausgebildet, dass sie die Kanten der Formsteine erkennt. Hierdurch können nicht nur auf sehr einfache und sichere Weise die Ausrichtung der Formsteine auf der Fördereinrichtung sowie das Vorhandensein von Fasen erkannt werden, sondern auch eventuelle Beschädigungen im Bereich der Kanten. Werden derartige Beschädigungen erfasst, können die beschädigten Steine auf einfache Weise mittels der nachfolgenden Handhabungseinrichtung aussortiert werden.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform verlaufen die Lichtstrahlen in einem Winkel von 45° zu den seitlichen Flächen der Formsteine.

Vorteilhafter Weise sind vier Lichtemissionselemente und vier Lichtempfangselemente vorgesehen. Zwei Lichtemissionselemente senden dabei Lichtstrahlen aus, die in zueinander parallelen ersten Ebenen verlaufen, während die anderen zwei Lichtemissionselemente Lichtstrahlen aussenden, die in zueinander parallelen zweiten Ebenen verlaufen, die senkrecht zu den ersten Ebenen angeordnet sind. Insbesondere kann es sich bei den ersten Ebenen um Horizontalebenen und bei den zweiten Ebenen um Vertikalebenen handeln.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform erstrecken sich die Führungswände der V-förmigen Führungsbahn nach oben über die seitlichen Längskanten der Formsteine hinaus. Durch die breiten Führungswände werden die Formsteine auf besonders sichere Weise geführt.

Alternativ hierzu ist es auch möglich, dass die Führungswände weniger breit als die Breite bzw. Höhe der Form-steine sind.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform sind die Führungswände im Bodenbereich der Führungsbahn zueinander beabstandet und bilden einen Freiraum, durch welchen sich der untere Kantenbereich der Formsteine nach unten hindurch erstreckt. Auf diese Weise sind die unteren Kanten der Formsteine auf einfache Weise detektierbar. Andererseits kann der Freiraum auch dafür verwendet werden, geeignete Mitnehmer aufzunehmen, welche die Formsteine hintergreifen und diese längs der Führungsbahn bewegen.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform weist die Steinerkennungseinrichtung zwei Entfernungsmesser auf, mit denen die Breite und Höhe der Formsteine bestimmbar sind.

Die Länge der Steine kann ebenfalls in einfacher Weise mittels der Steinerkennungseinrichtung unter Zuhilfenahme der Fördergeschwindigkeit bestimmt werden.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:

Figur 1: eine Fördereinrichtung mit schematisch dargestellter

Steinerkennungseinrichtung gemäß der Erfindung, und

Figur 2: einen schematischen Querschnitt durch die Fördereinrichtung von

Figur 1 im Bereich der Steinerkennungseinrichtung.

Aus Figur 1 ist eine Fördereinrichtung 1 mit einer V-förmigen Förderbahn ersichtlich, die zum Transportieren von Formsteinen 2 in Richtung des Pfeils 3 dient.

In Figur 1 ist der Übersichtlichkeit halber lediglich ein einzelner Formstein 2 dargestellt. In Wirklichkeit werden eine Vielzahl von Formsteinen 2 hintereinander, d. h. seriell, längs der Förderbahn 1 mittels Mitnehmer 4 bewegt, die sich von unten her in den Förderraum hinein erstrecken und die Formsteine 2 hintergreifen.

Die Förderbahn 1 wird durch zwei ebene Führungswände 5a, 5b gebildet, die wie aus Figur 2 ersichtlich, zueinander in einem Winkel von 90° angeordnet sind. Im Bodenbereich der Förderbahn 1 sind die Führungswände 5a, 5b zueinander beabstandet und bilden einen sich längs der Förderbahn 1 erstreckenden Freiraum 6, durch den sich die Mitnehmer 4 hindurch erstrecken können.

Die Mitnehmer 4 werden von einer nicht dargestellten Antriebseinrichtung, beispielsweise einer Förderkette, bewegt, die sich unterhalb der Führungswände 5a, 5b befindet.

Die Fördereinrichtung 1 dient zum Transport von Formsteinen 2, die zumindest im Wesentlichen einen rechtwinkligen Querschnitt haben. Zweckmäßigerweise werden die Formsteine 2 durch vorgeschaltete Einrichtungen derart auf den Führungswänden 5a, 5b abgelegt, dass ihre Längsachsen parallel zur Förderrichtung liegen, wie in Figur 1 dargestellt.

Die Fördereinrichtung 1 weist ferner eine lediglich schematisch dargestellte

Steinerkennungseinrichtung 7 auf. Diese Steinerkennungseinrichtung 7 besteht im gezeigten Ausführungsbeispiel aus vier Lichtemissionselementen 8, 9, 10, 11, die Lichtstrahlen aussenden, welche horizontale Lichtbänder 12, 13 bzw. vertikale Lichtbänder 14, 15 mit einer bestimmten Breite bilden.

Die Lichtemissionselemente 8, 9 sind seitlich neben den Führungswänden 5a, 5b in einer derartigen Höhe angeordnet, dass das Lichtband 12 unten liegende Kante 20 der Formsteine 2 und das Lichtband 13 die oben liegende Kante 21 der Formsteine 2 überstreichen. Die Lichtemissionselemente 10, 11 sind oberhalb der Führungsbahn 1 derart angeordnet, dass ihre Lichtbänder 14, 15 die rechte Kante 22 bzw. linke Kante 23 der Formsteine 2 überstreichen. Jedem Lichtemissionselement 12, 13, 14, 15 ist ein Lichtempfangselement 16, 17, 18, 19 zugeordnet, das sich auf der gegenüberliegenden Seite der Führungsbahn bzw. der Formsteine 2 befindet und die Lichtstrahlen der Lichtbänder 12, 13, 14, 15 empfängt.

Die Lage der Kanten 20, 21, 22, 23 der Formsteine 2 bestimmt, welche Lichtstrahlen ungehindert auf die Lichtempfangselemente 16, 17, 18, 19 treffen und welche Lichtstrahlen von den Seitenwänden der Formsteine 2 aufgefangen werden. Über die Auftreffstellen des Lichts auf die Lichtempfangselemente 16, 17, 18, 19, d. h. über das Maß der Breitenreduzierung der Lichtbänder 12-15 durch die Kontur der Formsteine 2, lässt sich somit die Lage und die Beschaffenheit der Kanten der Formsteine 2 bestimmen. Die Lichtempfangselemenete 16-19 messen somit die Breite der ankommenden Lichtbänder 12-15. Insbesondere lässt sich hierdurch bestimmen, wo sich die Fasen 24 der Formsteine 2 befinden. Sind die Formsteine unterschiedlich ausgerichtet, können die Lichtempfangselemente bzw. eine damit verbundene Steuereinrichtung eine nachgeordnete Formsteinhandhabungseinrichtung so ansteuern, dass falsch ausgerichtete Formsteine 2 entsprechend gedreht werden. Weiterhin können beschädigte Formsteine 2 erkannt und aussortiert werden.

Wie aus den Figuren ersichtlich, erstrecken sich die Führungswände 5a, 5b seitlich nach oben über die seitlichen Kanten 22, 23 der Formsteine 2 hinaus. Um die Lichtstrahlen nicht zu behindern, weisen die Führungswände 5a, 5b entsprechende Aussparungen 25, 26 auf, durch welche die Lichtbänder 14, 15 hindurchtreten können. Weiterhin weisen auch die den Freiraum 6 seitlich begrenzenden Wände 33, 34 eine entsprechende Aussparung auf, so dass das Lichtband 12 nicht durch die Wände 33, 34 behindert wird.

Aus Figur 2 ist ersichtlich, dass die Lichtstrahlen bzw. Lichtbänder 12-15 in einem Winkel von 45° zu den Flächen 27-30 der Formsteine 2 verlaufen.

Die Steinerkennungseinrichtung 7 umfasst ferner zwei Entfernungsmesser 31, 32, welche den Abstand zur freien Fläche 27 bzw. 28 messen, wie durch die Pfeile 35, 36 angedeutet. Da die genaue Lage der gegenüberliegenden Führungswände 5a bzw. 5b bekannt ist, kann hieraus die Breite bzw. Höhe der Formsteine 2 berechnet werden.

Claims (8)

1. Vorrichtung zum Anordnen von Formsteinen (2) in einem bestimmten Verlegemuster auf einer Palette oder anderen Unterlage, mit einer Fördereinrichtung (1) zum seriellen Transportieren von Formsteinen (2) zu einer Formsteinhandhabungseinrichtung und mit einer im Bereich der Fördereinrichtung (1) angeordneten Steinerkennungseinrichtung (7) , die zumindest die Ausrichtung der Formsteine (2) erkennt, wobei die Fördereinrichtung (1) zumindest im Bereich der Steinerkennungseinrichtung (7) eine V-förmige Führungsbahn mit Führungswänden (5a, 5b) aufweist,, die.in einem Winkel von 90° zueinander angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Steinerkennungseinrichtung (7) Lichtemissionselemente (8-11) und Lichtempfangselemente (16-19) aufweist, die auf der gegenüberliegenden Seite der Formsteine (2) angeordnet sind und das von den Lichtemissionselementen (8-12) quer zur Förderrichtung ausgesandte Licht empfangen, wobei die Lichtemissionselemente (8-11) Lichtbänder (12-15) ausstrahlen, welche die Kanten (20-23) der Formsteine (2) überstreichen, und dass die Führungs-wände (5a, 5b) der V-förmigen Führungsbahn Aussparungen (25, 26) aufweisen, durch welche die Lichtstrahlen hindurchtreten können.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Steinerkennungseinrichtung (7) derart ausgebildet ist, dass sie die Kanten (20 - 23) der Formsteine (2) erkennt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtstrahlen in einem Winkel von 45° zu den seitlichen Flächen (27 - 30) der Formsteine (2) verlaufen.

4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass vier Lichtemissionselemente (8-11) und vier Lichtempfangselemente (16-19) vorgesehen sind, wobei zwei Lichtemissionselemente (8, 9) Lichtstrahlen aussenden, die in zueinander parallelen ersten Ebenen verlaufen, während die anderen zwei Lichtemissionselemente (10, 11) Lichtstrahlen aussenden, die in zueinander parallelen zweiten Ebenen verlaufen, die senkrecht zu den ersten Ebenen angeordnet sind.

5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Führungswände (5a, 5b) der V-förmigen Führungsbahn nach oben über die seitlichen Längskanten der Formsteine (2) hinaus erstrecken.

6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungswände (5a, 5b) im Bodenbereich der Führungsbahn zueinander beabstandet sind und einen Freiraum (6) bilden, in den sich der untere Kantenbereich der Formsteine (2) hinein erstreckt.

7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steinerkennungseinrichtung (7) zwei Entfernungsmesser (31, 32) aufweist, mit denen die Breite und Höhe der Formsteine (2) bestimmbar sind.

8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steinerkennungseinrichtung (7) ausgelegt ist, über die Fördergeschwindigkeit der Fördereinrichtung (1) die Länge der Formsteine (2) zu berechnen.