CN101375300A - 用于小批量的计数装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及用于计数并排堆叠的批量的薄产品(2)的装置,并且包括:用于照亮堆(5)的装置,产生一个或多个光束以覆盖堆(5)的整个长度;检测源,包括具有多个光敏元件的检测电路和与检测电路相关的光学器件,该光学器件可以用于聚焦由堆(5)反射的光线;存储源;包括在堆(5)中的两个相邻批量的薄产品(2)之间的分隔元件(1),其中每个分隔元件(1)具有放置在它的一个边缘的一部分上的标记,其中标记的一部分是由照明源照亮并且对于检测源可见的;处理源,接收来自检测单元的信号,并布置以区别薄产品(2)的可视界限以及分隔元件(1)上的标记。
Description
本发明涉及用于对并排堆叠以形成小批量(small series)的薄产品进行计数的工具的领域。更特别地,本发明涉及自动地且以合适的速度计数在一批小批量中包含的薄产品的数目。
已经存在如1995年10月13日的名为“Dispositif de comptage de produits”(产品计数装置)的法国专利2718550中描述的计数工具。这个装置允许对并排堆叠的大批量的薄产品进行计数。
还存在如2003年4月30日的名为“Dispositif de comptage de produitsempiles”(用于堆叠产品的计数装置)中描述的计数工具。这个装置具有相对小的尺寸,也允许对并排堆叠的大批量的薄产品进行计数。
然而,这些工具不适于对小批量的自动计数,因为它们不能被用于自动地并以合适的速度计数小批量元件的数目。对薄产品的计数通常构成生产线的一部分,例如在物理或软件个性化操作或包装操作之前。当前,对构成小批量的薄产品的计数事实上通常是手动进行的,例如大约15个元件的个性化卡片的批量,因为这个计数方法具有最好的效率。当前没有比手动计数速度更快的用于小批量的计数速度的适当的装置。
因此,本发明的目的在于通过创建自动并以合适的速度对以小批量生产的薄产品的数目进行计数的装置来克服现有技术的一个或多个缺点。
该目的是通过一种计数装置获得的,该计数装置用于计数在支撑源中以指定方向并排堆叠的批量的薄产品,其中堆叠的薄产品构成堆,并且该装置至少包括:
-用于照亮堆的装置,产生一个或多个光束以覆盖至少堆的全部长度,
-检测源,具有包括多个光敏元件的至少一个检测电路,以及与检测电路相关的至少一个光学器件,该光学器件可以用于聚焦由堆反射的光线,
-存储源,
该计数装置进一步包括:
-包括在堆中的至少两个相邻批量的薄产品之间的至少一个分隔元件,其中每个分隔元件具有位于其一个边的至少一部分上的至少一个标记,其中,所述标记的至少一部分由至少一个照明源照亮并且对于至少一个检测源是可见的;
-处理源,接收来自所述检测电路的信号,并且被布置来区别薄产品的视觉界限以及在所述分隔元件上的标记。
根据另一个特定特征,与检测源相关的处理源执行堆的纵向分析来确定在构成堆的每个批量中的元件的数目或者来确定可以用来推出在构成堆的每个批量中的元件的数目的信息。
根据另一个特定特征,与检测源相关的处理源执行堆的纵向分析来确定堆中的每个分隔元件的位置。
根据另一个特定特征,纵向放置并与堆相对的CIS模块同时构成所述照明源和所述检测源,CIS模块的长度至少等于堆的长度,或者CIS模块在若干阶段中在与覆盖堆的至少整个长度的区域相对的堆的纵向方向上实现运动。
根据另一个特定特征,该装置包括多个纵向放置并与堆相对的CIS模块,其中每个CIS模块包括检测源和用于通过平面光束在指定方向上照明的源,CIS模块的长度之和至少等于堆(5)的长度。
根据另一个特定特征,CIS模块沿着照明线照亮堆,每个CIS模块以预定角度倾斜使得其平面光束落着这个线上。
根据另一个特定特征,照明源包括至少一个聚焦装置和在指定方向上产生平面光束的多个场致发光二极管,其中检测源包括两个镜子以及CCD照相机,由照明源照亮的堆的部分由镜子朝向CCD照相机反射。
根据另一个特定特征,照明源包括照亮堆的顶面的荧光管,并且其中检测源包括两个镜子和CCD照相机,堆的被照亮的区域的一部分由镜子朝向CCD照相机反射。
根据另一个特定特征,照明源进一步包括用于支撑源相对于检测源和照明源的相对横向运动的源,允许对堆的不同区域的多个纵向分析。
根据另一个特定特征,其中CCD照相机的检测电路由光敏元件的矩阵构成,光敏元件的宽度允许对堆的不同区域执行多个纵向分析。
根据另一个特定特征,该装置包括横向放置并与堆(5)相对的至少一个横向CIS模块,其中所述横向CIS模块包括检测源和用于通过覆盖堆(5)的至少一部分宽度的光束进行照明的源,所述横向CIS模块面对覆盖堆(5)的至少全部长度的区域在指定方向上实现运动。
根据另一个特定特征,横向CIS模块包括相对于堆横向放置的多个光敏元件,该多个光敏元件可以被用于实现对堆的不同区域的多个纵向分析。
根据另一个特定特征,在分隔元件上的标记分别在亮或暗的背景上以两个暗或亮条的形式放置在分隔元件的边缘,这些条有指定的厚度,与分隔元件相同的长度,首先距分隔元件的一个长边其次距其他条有相同长度的距离。
根据另一个特定特征,在分隔元件上的标记分别在亮或暗的背景上以若干暗或亮条的形式放置在分隔元件的边缘,这些条有指定的厚度,与分隔元件相同的长度,并且距分隔元件的长边和相邻的条彼此等距。
根据另一个特定特征,在分隔元件上的标记分别在亮或暗的背景上以暗或亮条的形式放置在分隔元件的边缘,这些条有指定的厚度,与分隔元件相同的长度,并且距分隔元件的长边等距。
根据另一个特定特征,在分隔元件上的标记是由在与分隔元件相同长度的最长的长度方向上与在分隔元件的边缘上打印的白色或亮条相邻的黑色或暗条来实现的,白色或亮条和黑色或暗条各占据分隔元件的宽度的一半。
根据另一个特定特征,在分隔元件上的标记是由具有与分隔元件相同的长度的条形码和/或点代码来实现的。
根据另一个特定特征,堆包括具有不同或相同标记的分隔元件。
根据另一个特定特征,至少一个分隔元件包括在至少一面上的可以由个性化机器识别的区别图案。
根据另一个特定特征,在堆的给定区域上实现多个纵向分析,照明源对于每个纵向分析以区别的给定强度产生一个或多个光束。
根据另一个特定特征,存储源存储分隔元件的不同编码配置,每个配置对应于一批量的薄产品的标识符,并且其中处理源用于将从检测电路获得的信号与存储在存储源中的配置进行比较,并且将一批量的薄产品的标识符和堆中的至少一个批量相关联。
根据另一个特定特征,由处理源分析的所述两个黑条用于确定薄产品和/或分隔元件的边缘的宽度。
另一个目的是使用批量分隔元件来依据所涉及的批次允许采用特定的产品操作并且连续地执行每个批次的计数系统的用途。
该目的是通过使用计数装置获得的,通过该计数装置,由处理源通过通信源将信息发送到生产线下游的用于个性化机器类型的处理系统,其中发送的信息包括在构成堆的每个批量中的元件的数目和/或用于推出在构成堆的每个批量中的元件的数目的信息和/或在堆中每个分隔元件的位置和/或每个批量的标识符。
根据另一个特定特征,处理系统通过与由处理源发送的信息相关的、要被应用到批量的每个元件的物理或软件个性化操作来将批量的产品个性化。
根据另一个特定特征,处理系统通过处理源发送的信息区别分隔元件,在处理新的批量之前弹出分隔元件,并且以重用的观点将其存储。
另一个目的是使用批量的分隔元件来允许对堆中的元件进行识别的计数系统的用途。
该目的是通过使用计数装置来获得的,通过该计数装置,由于以若干种类型的分隔元件创建堆,因此每个类型的分隔元件被选择来识别插入了分隔元件的两个批量中的一个批量。
另一个目的是使用批量的分隔元件来允许要计数的薄产品进行电子编程的计数系统的用途。
该目的是通过使用计数装置而获得的,该计数装置与处理批量的薄产品的数字个性化站关联,该数字个性化站包括集成电路,允许在集成电路的存储器中存储用于产品所期望的用途的个性化信息。
本发明的特点和优点将通过阅读参考下面描述的附图给出的下面的描述而变得更加清楚。
图1是示出了通过分隔元件而分开并组装成堆的批量的透视分解图。
图2和3是示出了在分隔元件上的标记的例子的透视图,该标记的类型为白背景上的纵向黑线。
图4是示出了打印在分隔元件的边缘上分隔元件上的标记的例子的透视图,该标记的类型为黑/白转换类型。
图5是示出了分隔元件上的条形码类型的标记的例子的透视图。
图6是示出了分隔元件上的点代码类型的标记的例子的透视图。
图7是示出了具有覆盖整个堆的CIS模块的计数装置的例子的透视图。
图8和图9示出了具有覆盖整个堆的若干CIS模块的计数装置的例子的侧视图和透视图。
图10是示出了具有通过纵向运动覆盖整个堆的一个CIS模块的计数装置的例子的透视图。
图11是示出了带有CCD照相机的计数装置的例子的透视图。
图12和13示出了由光敏元件产生的信号幅度的图形的非限制性的例子。
图14示出了数据处理流程图的例子。
图15示出了具有一个实现纵向分析运动的横向CIS模块的计数装置的例子。
图16示出了具有沿着若干纵向分析线执行纵向分析的CCD矩阵类型照相机的计数装置的例子。
图17示出了具有通过纵向方向上的运动执行一个和多个纵向分析的CCD矩阵类型照相机的计数装置的例子。
现在将参考图1到17描述本发明。图7-10示出了具有一个和多个纵向放置的CIS模块(3、3a、3b、3c、3d)的计数装置。CIS模块(3、3a、3b、3c、3d)包括集成的照明源、光敏单元和光学聚焦装置。图11表示具有照明源(7)、镜子(9a、9b)和CCD照相机(8)的计数装置。相同类型的具有光学装置和光敏电路、并且根据接收的光产生电信号的其他照相机也是可用的。该装置包括容纳薄元件(1、2)的矩形容器(4),在图7-11中仅表示出了在堆(5)的末端的元件(1、2)。该薄元件以不受限的方式通过可移动的透明膜或通过在容器(4)中不动的隔板容纳。容器(4)以不受限的方式被用作薄产品的支撑源。在另一个实施方式中,直接使用薄产品的处理中使用的盒(magazine)。堆(5)在其整个长度上由CIS模块(3、3a、3b、3c、3d)的照明源产生的平面光束(flat beam)光线或通过其光线由光学装置聚焦到平面上的二极管类型的照明源来照亮。对着堆(5)投影的平面光束(6、6a、6b、6c、6d)产生发光线(T)。然后由与处理源相关联的用于检测反射光强度的源(3、3a、3b、3c、3d、9a、9b、8)分析线(T)。在另一个实施方式中,照明源包括荧光管(7),其通过多方向光线(7a)照明堆(5)的所有的顶部,包括由与处理源相关联的检测源分析的前述发光线(T)的区域。在本说明书中,由与处理源相关联的检测源(3、3a、3b、3c、3d、9a、9b、8)进行的纵向的发光线(T)的分析被称为堆(5)的纵向分析。在堆(5)的整个长度上,由与检测源相关联的处理源进行的堆(5)的若干段的分析也被称为纵向分析。
由光源发出的光线(6、6a、6b、6c、6d)允许对该批产品的纵向分析,意味着平行于容器(4)的长边。容器相对于CIS模块的相对运动是横向的,意味着平行于容器的短边,并且包括对于不同的纵向区域的纵向分析。纵向发光线(T)实际上根据堆(5)的宽度移动不同的程度。例如,在一个横向边到边往返运动(M4a、M3a)中执行100次纵向分析。在另一个实施方式中,通过不与堆(5)上的线(T)的纵向垂直的横向运动来实现不同的纵向分析。在另一个实施方式中,比二极管更大功率的荧光管(7)照明堆(5)的整个顶部。这种情况下,例如CCD矩阵的矩阵类型的光敏单元可以在不同纵向区域上同时执行纵向分析,而无需容器(4)相对于照明和检测源的相对运动。
CIS模块(3、3a、3b、3c、3d)或CCD照相机(8)连接至处理电路,以发射从由光敏单元从光能转换为电能而得到的电信号。产生的电信号包含CIS或CCD光敏单元的每个像素的信息。电信息通常被转换为电平,其被数字化并被保存在存储源中。已经在2003年4月30日的名为“Counting device forstacked products”的法国专利2854476中描述的记忆和存储阶将不在本发明中描述。例如,每个CIS或CCD光敏单元包括10000个光敏元件来分析堆(5)的整个长度,并且允许对最多几千个产品的一批产品的计数。每个光敏元件被用于检测光信号并且将这个信号表达成表示至少256个亮度级(light level)的电信号的形式。这个表示256个光亮度的信号转换为8比特的字,并且每个字被记录在装置的存储器中。因此对于给出的例子,存储器由10000个1字节的字组成。在一个变型实施方式中,CIS或CCD光敏单元的光敏元件可以对不同颜色的光线以及对由红绿蓝的组合的颜色的构成敏感。在另一个实施例中,光敏单元是例如用于分析长度的2000个光敏元件和用于分析宽度的2000个光敏元件的矩阵。因此,沿着堆(5)的若干纵向线(T)在距堆(5)的一个长边的不同距离的同时的纵向分析是可能的。在这种情况下,相对于一维上的其他实施方式,在二维上实现对由堆(5)反射的光线的分析。在二维上实现的分析允许以被固定的计数装置进行堆(5)的若干不同的纵向分析,而为了执行若干不同的纵向分析,一维实现的分析需要例如堆(5)的运动。
如图12和13所示,以图形形式显示例如以数字形式存储在存储器中的表示亮度级的信息,并且该信息表示了在亮度级上的变化。该图形显示了表示从与光敏单元相关联的电路中获得的信号的最大值的峰值,以及,表示从与光敏单元相关联的电路中获得的信号的最小值的谷值。例如,处理源用于通过处理以这些变化所在的位置的顺序获得的所有值来分析这些变化。例如,处理最靠右的像素,接下来向左前进等等。在图14中表示的处理算法是基于例如为了确定曲线的变化的方向而进行的对至少两个连续值的比较。下面将详细描述对存储在存储器中的表示亮度级的数据的处理。
薄产品(1、2)的堆(5)以不限于图1中的方式,由并排堆叠的、以其底边站立放置的要被计数的元件(2)和分隔元件(1)构成。元件以不受限的方式面向相同方向放置。分隔元件(1)以不限于图2-6中的方式表示。分隔元件(1)的标记(B1、B2、B3、B4、B5)由与处理和记忆源相关联的CIS模块(3、3a、3b、3c、3d)或CCD照相机(8)确定的。例如,这个十分精确的标记是由激光打印技术实现的。标记(B1、B2、B3、B4、B5)被放置在分隔元件的顶部边缘。在堆(5)中,这个部分由照明源照明,并且对于检测源是可视的。在另一个实施方式中,该标记被放置在照明源可照射的并且对于检测源来说是可见的任意边缘。在另一个实施方式中,薄产品的所有边缘包括可以由与处理源相关联的检测源检测的特定的视觉标记。
在一个实施例中,如图7所示,该装置是由一个投影一束光线(6)的CIS模块(3)构成。该光线(6)在纵向方向上被投影到容纳在容器(4)中的薄元件(1、2)的堆(5)上,以在堆(5)上形成发光线(T)。在另一个实施例中,如图8和9所示,该装置包括组合的三个CIS模块(3a、3b、3c)使得光线(6a、6b、6c)和模块(3a、3b、3c)覆盖堆(5)的整个长度。放置CIS模块(3a、3b、3c)使得处理的区域部分重叠。此外,倾斜模块使得照明的区域对齐。模块3a和3c相对于垂直方向以角度i1倾斜,模块3b相对于垂直方向以角度i2倾斜。倾斜模块使得平面光束(6a、6b、6c)和堆(5)的交点形成单个发光线(T)。
在一个变型实施方式中(图未示),CIS模块不倾斜,纵向分析在若干段上实现,该若干段的长度之和至少等于堆(5)的长度。初始化阶段用于确定CIS模块之间的相对位置。
在另一个实施例中,如图10所示,该装置仅包括单个CIS模块(3d),CIS模块(3d)相对于堆(5)在纵向方向上运动至若干位置(PO1、PO2、PO3)。在每个实例中,为了处理堆(5)的另一个区域(ZO1、ZO2、ZO3),在给定位置(PO1、PO2、PO3)的若干运动和若干停止之后,该模块(3d)覆盖堆(5)的整个长度。选择不同的位置(PO1、PO2、PO3)使得每个区域与相邻的区域部分重叠。处理源识别对应于重叠的信号并且将信号重复的部分去除。为了有效地处理重复的数据,在法国专利2854476中也描述了关于重叠区域的校准阶段。
在图7、8、9中,根据一个实施方式,通过固定模块(3、3a、3b、3c),以容器相对于发光的纵向方向的横向运动(M4a)来实现CIS模块(3、3a、3b、3c)相对于容器(4)的相对运动。在另一个实施方式中,通过固定容器(4)以CIS模块(3、3a、3b、3c)的横向运动(M3a)来实现该相同的相对运动。在图10所示的实施例中,沿着横向或纵向方向进行相对运动。为了将CIS模块(3d)放置到容器(4)的不同区域上,以通过固定CIS模块(3d)并使容器(4)运动或者通过固定容器(4)并使CIS模块(3d)运动来实现的运动(分别为M4b和M3b),来实现与纵向照明平行的、相对的纵向运动。一旦处于位置(PO1、PO2、PO3),就可以实现CIS模块(3d)相对于容器(4)的可能的相对的横向运动(分别为M3a和M4a),例如,垂直于纵向照明。在所有的情况下,模块相对于容器(4)的相对的横向运动(分别为M3a和M4a)均包括沿着堆(5)的不同纵向区域的若干纵向分析。
图11、16和17示出了具有例如矩阵或线性CCD类型的照相机(8)的计数装置。CCD照相机(8)以不受限的方式与两个镜子(9a、9b)和照明源(7)相关联。在法国专利2718550中详细描述了这种类型的装置。例如,光敏传感器可以是线性的并且允许沿着线(T)进行纵向分析。例如,相关联的照明源可以是光线聚焦或不聚焦的荧光管或二极管。例如,沿着给定的线(T)以不同的发光强度实现纵向分析。
在一个变型实施方式中,例如,通过堆(5)相对于CCD照相机(8)和照明装置的相对运动沿着不同的线(T1、T2、T3)进行若干纵向分析。在一个非限定性的例子中,照明源(7)可以是光线由光学装置聚焦的二极管的形式,并且为了实现若干不同的纵向分析必须进行相对的横向运动。
在由荧光管(7)作为照明源的情况下,照亮堆(5)的所有顶部表面,但是以不同强度照亮。最接近荧光管的区域被以比更远的区域的光强度更高的光强度照亮。这种可变强度的照明类型可以以横向相对运动结合或不结合,以实现以不同光强度沿着不同纵向线(T1、T2、T3)的不同纵向分析。一个不同包括通过功率的变化控制照明源而得到的光强度的变化。
在相对运动的情况下,或者检测源(8、9a、9b)是固定的而容器(4)是可运动的(M4a),或者容器(4)是固定的而检测源(9a、9b、8)是至少部分可运动的,而镜子(9a、9b)和/或CCD照相机(8)是可运动的。
在另一个实施方式中,CCD照相机(8)的光敏传感器是矩阵类型的。这个类型的光敏传感器允许沿着堆(5)的长度和宽度在二维上实现分析。在矩阵类型的光敏传感器的情况下,为了实现若干纵向分析,横向运动并不是必须的。例如,CCD照相机(8)可以分析堆(5)的整个长度,如图16所示,其中以CCD照相机(8)的纵向运动(M8)在堆(5)的整个长度对堆(5)进行分析。分析覆盖堆(5)的整个长度的若干线,其中线以例如5/100厘米的距离彼此十分接近或邻近,或者更分开例如一个或几个毫米的距离。以不同的光强度照亮所分析的线(T、T1、T2、T3)。
薄元件(1、2)在容器(4)内堆叠,并且被布置来朝着容器(4)的顶部呈现最大长度的边缘。要被计数的元件和分隔元件以不受限的方式被并排放置,一个元件的前面面向另一个元件的后面。图1示出了并排堆叠的薄元件(1、2)的分解图,其中没有表示出容器(4)。因此,薄产品以其边缘放置,横穿在容器(4)中,意味着平行于矩形容器(4)的短边。在个性化卡片的例子中,堆(5)包括最多500张卡片。计数装置检测每个产品(1、2)的边缘,并且由此确定产品的数目(N)。对于数据实现的一个处理的例子是对光亮度的变化的检测。在图12中,转换成图形形式的数据表示作为位置的函数的发光度。在这个例子中,最大值将是与接收到的相对于邻近信号具有高的强度的光信号相对应的电信号的值。类似地,最小值将是与接收到的相对于邻近信号具有低的强度的光信号相对应的电信号的值。以不受限的形式,最大值可以由处理程序解释为要被计数的产品(2)的中间,最小值被解释为要被计数的两个产品(2)的交汇处。两个薄产品(2)之间的交汇处实际上更暗,并且薄元件的中间更亮。通过将分隔元件(1)插入到序列中,在某些情况下,系统可以从其他的产品中清楚地区别这个元件(1)。将在下面详细描述该分析。
如图2和3所示,这个区别的第一例子包括将黑条打印到薄元件的边缘上的白色背景上。在另一个实施方式中,相同尺寸的暗条被打印到亮背景上。在另一个实施例中,这些条是暗背景(例如黑色)上的亮色(例如白色)。以不受限的方式,分隔元件(1)具有和要被计数的元件(2)相同的维数。具有薄产品(1、2)的维数的单一模式的优点是其允许直接使用处理机器、以处理机器接收的分隔元件(1)的维数来对整个堆(5)进行处理。在白背景上的黑条的实施方式中,通过黑条(B1)反射少量光,因此,在这个位置上反射的光线的亮度是低的。由于白条反射大量光,在这个位置上反射的光线的亮度是高的。结果,在对应于分隔元件(1)的区域中的受控的亮度级的变化被转换成不同强度的电信号的形式。例如,在这种情况下根据位置的强度的图形表示对应于显示连续的最大最小的信号,其中峰值和谷值是接近的并且都是低幅度的。在另一个实施例中,在对应于给定亮度和给定产品的信号中的表示峰值或谷值的给定值位于处理系统的存储器中。在由处理系统执行处理程序的过程中,在信号中的这个峰值或谷值的搜索和识别允许对相应产品进行识别。以不受限的形式,对应于在堆(5)的给定点反射的光线的强度的存储的数据根据它们的值或者对应于邻近或相邻点的数据的值而被进行处理和分析。
作为分隔元件(1)的不受限的例子,分开两个批量的卡片(1)具有0.8mm的厚度(e),该卡片被插入到相同格式的作为例如个性化卡片的其他卡片(2)之中。区别的图案可以以激光或喷墨形式的不受限的方式通过已知的打印处理放置在边缘上。由激光处理创建的轨迹具有例如0.04mm的宽度。此外,计数装置使用光敏器件,其能够识别处理之后的这样的轨迹。关于图像的定义,其是可变的,一个像素表示例如0.05mm的长度。0.8mm宽度(e)的卡等于16个像素。在处理过程中,0.04mm宽度(e1)的线(B1)将出现作为颜色和/或光强度的变化。线越粗,该变化将越容易被看到,并且这可以由光敏元件检测。例如,如图2所示,在白色背景上的两个黑条(B1)在长度的方向上被放置在卡片的边缘,也形成了相同宽度(d1、d2、d3)的三个白条。这样的图案可以通过已知的打印源而创建,特别是激光打印。其次,这个图案可以在数据的处理之后由CIS模块或CCD照相机检测。通常的个性化卡片没有这个类型的图形要素,并且这些区别要素可以被用于标记要被计数的两个小批量卡片(2)之间的分隔卡片(1)。通过标记的类型或已知的序列的顺序,每个序列单独位于堆中,并且根据其位置被个性化。
在图4中提供另一个在分隔元件上的标记的不受限的例子。由黑色或暗色条(B2)以及白色或亮色条(B3)创建黑/白转换标记,每个占据分隔元件(1)的边缘的宽度(e)的一半(d4、d5)。由计数装置分析和放置该转换。黑条反射少量光,首先是因为它的颜色其次是因为它的大的宽度。相反,白条反射大量光。因此,反射的光线的强度将对于位于白条上的点是高的,并且对于位于黑条上的点是低的。这个以计算机形式存储的信息表示了位于这个分隔元件上的每个点的光强度。因此,这个信息将包括对应于黑条(B2)的低值的序列,如峰值103和104之间所示,以及对应于白条(B3)的高值的序列,如峰值104所示。以不受限的形式,从这些极值、从极值的相对位置和/或从两个极值分开的距离对分隔元件进行区分。这样设计的装置特别适于对透明的或者具有低反射级的卡片,例如暗色的卡片进行计数。在一个实施方式中,在给定位置对于每个纵向分析以不同的光强度来实现两个纵向分析。以不受限的方式以荧光管或场致发光二极管实现照明。这个实施方式特别适于对在堆中的十分暗或十分亮甚至透明的元件的计数。第一强或弱的光被应用于分析和分别正确识别暗或亮的分隔元件,并且由此确定这些分隔元件的位置,然后,在相同的位置上,第二弱或强的光被应用于分析并且分别正确识别要被计数的暗或亮的元件。强的照明特别适于半透明或透明元件。对于对非常暗的要被计数的元件的计数,使用具有白线的黑色分隔元件是有优势的。
在图5和6中提供了区别标记(B4、B4)的另一个例子。图5是使用条形码的例子,图6是使用不同尺寸的点以点来编码的例子。关于数据的处理,例如,通过两个强度极值之间的位置的不同来识别分隔元件。例如,峰值和谷值接近的事实表示它是关于在分隔元件(1)上的打印标记的表示,而不是要被计数的两个元件之间的交汇处的表示。另一个区别要素是记录的强度。由于该强度根据其是否表示打印的图案或特别的颜色是可变的。对堆(5)的分析是纵向的,并且以横向方式横穿卡片(1),使得不管堆(5)上进行的纵向分析的堆(5)的纵向区域,处理和分析是相同的,这就是为什么分隔元件(1)上的标记图案(B1、B2、B3、B4)优选地在卡片的长度方向的原因。在分隔元件(1)的标记图案(B5)对于不同的纵向区域不是相同的情况下,对于优选的紧邻的纵向区域上执行若干纵向分析以在二维上实现纵向和横向分析。
图12是图形的不受限的例子,表示由光敏元件提供的信号,并且根据产品(1、2)在堆(5)中的位置表示光亮度的变化。通过处理算法执行数据的处理,该算法具有表示光亮度和数据序列中位置的数据作为其输入参数。为了以计算机代码的形式存储,以公知方式将表示光强度的信号的值(电压)转换为数字电平。在光敏单元上由透镜聚焦的反射光线被转换成表示强度的信号,并且该信号对应于CCD或CIS光敏矩阵的线的像素。每个像素之间的距离和分析的点之间的距离的关系依赖于聚焦透镜并且从原来的设计已知。因此,在处理中考虑相对位置。基于信号的最小和最大值的搜索,在图14中提供用于数据的处理算法的不受限的例子。以从第一端(x0)到第二端(x13)处理的代表数据的顺序来顺序地处理从亮度传感器获得的数字或模拟数据。该算法通过比较至少两个连续值来寻找局部最小值和局部最大值。当发现最小值或最大值时,将其值存储,以及将其位置和检测到的该最大或最小值相对于其他局部极值的顺序存储。记忆的例子是使用具有三个域的计算机表格,该三个域例如为在纵向分析中的顺序、位置和表示光强度信号的值(电压)。在存储器中的存储允许对包括原来处理的数据与纵向分析相关的数据进行处理。
例如,与图12的图形表示的信号相对应的数据的处理是根据在图14中表示的、将在下面描述的算法来实现的。用于处理数据的程序与这个算法的不同阶段(Etp0到Etp15)一致。该程序以阶段Etp0开始,阶段Etp0是对值L0的搜索和识别。这个值(L0)对应于由光敏单元转换的该装置的背景的亮度。在存储器中存储值L0允许该值与背景的检测相关。处理程序通过搜索和识别在第一最小值(L1)之前的第一最大值(L2)来识别对应于容器的边缘的信号。然后程序在阶段Etp1寻找和识别最大值(L2)。
处理程序通过寻找在表示信号的峰值(101)的最大值(L5)之前的最小值(L1)来识别与要被计数的第一元件(2)对应的信号。程序在阶段Etp2寻找和识别最小值(L1),并且然后程序在接到Etp3寻找和识别最大值(L5)。然后程序转到阶段Etp4,发现要被计数的元件(2),并且通过转到阶段Etp5来开始计数循环。
处理程序在位置x3到x6通过寻找在与信号的峰值(102或103)对应的最大值(L5)之前的最小值(L4)来识别与要被计数的元件(2)对应的信号。该程序在阶段Etp5寻找和检测最小值(L4),然后在阶段Etp6寻找和检测最大值(L5),然后该程序转到用于登记要被计数的元件的阶段Etp7,并且最后转到在循环的开始的阶段Etp5。例如,该程序连续执行这个序列(Etp6、Etp7、Etp5)四次,并且由此登记例如要被计数的四个元件(2)。
处理程序通过寻找在表示信号的峰值(104)的最大值(L6)之前的最小值(L3)来识别与黑/白转换类型的分隔元件(1)对应的信号。另一个区别的要素是最小值和最大值之间的距离小于或等于薄产品(1、2)的厚度的一半(e/2)。程序在阶段Etp5寻找和检测最小值(L3)。然后程序转到阶段Etp9,在Etp9中程序寻找和识别最大值(L6),并且检查最小值和最大值之间的距离小于或等于薄产品的厚度的一半(e/2)。然后程序转到用于登记类型104分隔元件的阶段Etp10,并且最终转到在循环的开始的阶段Etp5。
处理程序在位置x8和x9如上所述地识别对应于要被计数的元件(2)的信号。这意味着例如程序连续经过阶段Etp6、Etp7和Etp5两次。程序由此登记要被计数的两个元件(2)并且到达在循环的开始的阶段Etp5。
处理程序通过寻找最小值(L4)来识别对应于具有白色背景上的三条等距黑线的分隔元件(1)的信号,该最小值(L4)在与L5不同的四个连续的最大值之前,该四个连续的最大值之间交织三个最小值,示出了最大值(L7)和最小值(L8)之间的给定幅度(V)的六个变化以及这些最大值的两个之间比薄产品的厚度(e)小的距离。程序在阶段Etp5寻找和识别最小值(L4)。然后程序转到阶段Etp6,在此,程序寻找和识别与L5不同的四个连续的最大值,该四个连续的最大值之间交织了三个最小值(L8),示出了最大值(L7)和最小值(L8)之间的给定幅度(V)的六个变化。该程序检查这些最大值的两个之间的距离是否小于薄产品的厚度(e),并且由此推出这个信号对应于105类型的分隔元件。然后该程序转到用于登记105类型的分隔元件(1)的阶段Etp8。然后该程序在阶段Etp15寻找和识别最大值(L5),并且最终该程序转到在循环的开始的阶段Etp5。
处理程序通过寻找在最小值(L1)之前的最大值(L5)来识别与要被计数的最后的元件对应的信号。该处理程序通过寻找在L0之前的最大值L2之前的最小值(L1)来识别对应于容器的第二边缘的信号。程序在阶段Etp5寻找和识别最小值(L1),并且然后程序通过转到阶段Etp11从计数循环退出。然后程序登记要被计数的额外的元件(2),并且寻找和识别最大值L2。然后程序转到阶段Etp12并且寻找和识别L0,然后转到阶段Etp13来验证该计数。最终程序在阶段Etp14结束。
在这个算法的例子中,没有显示具有误差处理的全部处理。此外,根据这个算法的处理需要堆(5)的第一个和最后一个元件必须是要被计数的元件。在图12的例子中,表示要被计数的元件的信号的峰值具有依赖于要被计数的元件的特性以及根据相邻元件的特性的形状。两个类型的分隔元件给出两个不同类型的峰值(104、105)。如图4所示,在第七位置的信号的峰值(104)对应于具有黑白转换(B2、B3)的分隔元件(1)。在第十位置的表示给定变化的信号峰值(105)对应于具有三条相同宽度的纵向线的元件,相同宽度的三条纵向线暗示在亮度级上相同的幅度变化并且由此包括表示105类型的分隔元件的数据。在图3中表示出了具有白色背景上的三条黑色纵向条纹的分隔元件。
图13示出了表示从电光传感器获得的信号的另一个图形。如图2所示,在这个例子中,峰值(108)表示对应于白色背景上两个黑色条纹的分隔元件的信号。峰值(109)表示对应于具有黑色的或暗的顶部边缘的、要被计数的元件的信号。在这种情况下,在图2中表示的分隔元件被用于检测批量的开始,并且也允许对峰值(109)的更好分析。峰值(109)实际上包括大的和小的凸峰,并且更难于分析。在这个例子中,分隔元件被放置在堆(5)的开始和堆(5)的末尾。在另一个实施例中,峰值(108)用于确定要被个性化的薄产品的厚度。薄产品实际上可以具有不同的厚度。
可以根据要被计数的批量使用不同类型的分隔元件,由于能够被计数装置处理和识别的若干区别符号是可能的。使用条形码的实施例允许区别标记包含信息,并且由此指定例如下一个批量的特性或任何其他信息。在另一个类型的实施方式中,具有不同特性的分隔元件(1)可以被插入到堆(5)中,每个分隔元件被明确地识别。在一个实施例中,分隔元件的类型依赖于协议,从而指定在堆(5)中的后续的产品(1、2)的特性。下面的协议的例子适于三个不同类型卡片的堆,即,类型1、类型2和类型3,该协议暗示:
-类型1在具有长度方向打印的、从一边和从另一条线等距的白色背景的两条窄黑线的分隔卡片后面;
-类型2在具有长度方向打印的、每个占据宽度的一半的黑色条纹和白色条纹的分隔卡片后面;
-类型3在具有长度方向白色背景上打印的、距每边给定长度和给定宽度的黑色条纹的分隔卡片后面。
考虑使用用于自动计数小批量的装置。图1以不受限的方式示出了若干批量的堆的创建。操作员将小批量的薄产品(2)以一个接一个的顺序放置。每个小批量由至少边缘有不同外观的分隔元件(1)分开,因而可从其他薄产品(1)识别出的分隔元件(1)。在这个例子中,操作员将指定用于随后的处理的小批量的特性的信息提供给系统。然后,操作员将每个批量的特性和顺序输入系统,而不指定每个小批量的元件的数目(N1、N2、N3、N4)。在数据的处理之后,计数装置由此提供下面的信息:批量的数目,各批量在要被计数的产品的容器中的顺序,每个小批量的产品的数目以及每个分隔元件的位置。通过存储由操作员提供的关于产品的特性的信息,该装置与每个批量的产品的特性相关。因此在随后的堆的处理中,生产线的另一个处理系统下游接收指定了每个产品(1、2)的特性的数据,并且由此确定要被执行的个性化或验证。处理系统下游以公知方式通过通信源与计数装置的处理源通信。例如,通信源包括有线的或红外的或射频连接以及适于连接类型的通信接口。根据变型例,通信源是例如磁盘或硬盘的介质,这些介质与用于这些介质的驱动相关联。可以以要被处理的产品相同的维数创建分隔元件(1),并且然后每个分隔元件(1)可以在处理过程中被弹出,使得其可以被重用。在堆中具有相同维数的好处在于堆(5)由操作在要被处理的产品(2)上的机器直接且完全地处理。对于要被个性化的分隔元件(1)或产品(2)可以以不同方式执行处理,例如,以序列处理的产品(1、2)。也考虑到了要被采用的个性化的类型。因此,通过将容纳堆(5)的容器或盒插入到处理系统,或者通过将堆(5)传送到另一个介质来自动且直接地进行这个处理。通过将在每个批量中处理的产品的数目(N1、N2、N3、N4)或从整个堆(5)处理的产品的数目(N)与由计数装置对小批量计数的产品的数目来执行检查。
考虑图1给出的例子,这个图表示出了但不限于下面的例子。创建了N个元件的堆。第一分隔元件(1)与第一批量的类型1的N1个产品(2)堆叠在一起。在堆中的下一个分隔元件是放置在第二批量的类型2的N2个产品(2)之前的第二分隔元件(1)。在堆中的下一个分隔元件是放置在第三批量的类型3的N3个产品(2)之前的第三分隔元件(1)。第四分隔元件(1)堆叠在第四批量的类型4的N4个产品(2)的前面。最后第五分隔元件(1)位于堆的末尾位置。通过从1到N指示位置,元件位置之间的关系如下:
p1=1;p2=N1+p1+1;p3=p2+N2+1;p4=p3+N3+1
p5=N=p4+N4+1
参考符号p1、p2、p3、p4和p5表示每个分隔元件(1)的位置。在计算机处理之后,用于小批量的计数装置产生存储在存储器中的若干结果。以不受限的方式,这些结果是元件的总数N和每个分隔元件(1)的位置(p1、p2、p3、p4、p5)。因此可以从这些结果中推出每个批量中的产品的数目。操作员知道组成堆的每个小批量的特性,并且由此确定在给定位置的每个元件(1、2)的特性。在堆中的元件(1、2)都具有相同的格式并且由个性化机器处理的情况下,如果将与批量的特性有关的额外的信息提供至个性化机器上,则可以直接处理整个堆。在个性化处理过程中,以类似于有缺陷的元件的形式将第一元件首先弹出。根据类型1处理位置等于2到位置等于p2-1的产品;将在位置p2上的作为分隔元件的元件弹出;然后根据类型2由个性化机器处理位置p2+1到位置p3-1的产品。以相同的方式处理剩余的元件。个性化机器利用作为元件在堆中的位置的函数而实现的处理,将一共处理N个元件。在从个性化处理中退出时,相同的插入机制将在两个批量之间交织分隔元件来重建堆,该堆可以对每批和每几批通过特殊打印来物理地个性化。因此,这样的计数装置可以被用于更容易地个性化小批量,并且通过安装用于计数和提取分隔元件的工具或者在每个关键位置插入分隔元件(1)来在制造过程中单独地监视这些批量。在一个实施方式中,以在个性化机器中被识别的目的,分隔元件包括在一面或两面的区别符号。在一面上用于分隔元件的区别图案容易被获得,并且允许在处理堆的时刻进行识别,由此允许将在整个处理阶段过程中由计数装置提供的定位信息和由处理机器产生的定位信息进行关联。根据本发明的另一个方面,在整个链中保持相同的分隔元件(1),并且这些元件在堆中的位置被用于取消对数字个性化头的或在物理个性化站中的个性化操作,并且在相邻位置将可个性化的产品(2)个性化。
如图15所示,一个变型实施方式包括至少一个横向CIS模块(3t),实现例如垂直于堆(5)的纵向方向的横向照明。横向CIS模块(3t)包括检测源和使用平面横向光束横向照明堆(5)的照明源。位于堆(5)的对面的横向CIS模块(3t)实现对已照亮的线性横向区域的分析。堆(5)的整个长度的分析是由横向模块沿着堆(5)的纵向的运动(M3t)来实现的。以特定速度实现横向CIS模块(3t)的纵向运动(M3t)。横向模块的光敏单元将由堆(5)反射的并且聚焦在检测源的光敏单元上的光线的光能量转变成表示光强度的电信号。计数装置的处理源将这些信号取样并且将电信号的模拟值转换为表示这些模拟值的计算机代码,并且将这些代码放在存储源中。当横向CIS模块已通过它的与检测源相关的照明源覆盖了包括堆(5)的整个长度的区域时,将在堆(5)的整个长度上且在特定宽度的区域上分析堆(5)。二维的分析由此允许要在堆(5)上执行的若干纵向分析。这些纵向分析沿着彼此接近的线(T1、T2)或距离若干毫米的线(T1、T3)进行。
对本领域的普通技术人员显而易见的是,本发明可以包括不偏离所主张的本发明的应用范围的其他特定形式的实施方式。因而,本实施方式应该被认为是仅用于示例,但是能够在附带的权利要求确定的范围内被修改,并且本发明不局限于上面的细节。
Claims (27)
1.一种计数装置,用于计数在支撑装置(4)中以指定方向并排堆叠的批量的薄产品(2),堆叠的薄产品(2)构成堆(5),其中该计数装置至少包括:
-用于照亮堆(5)的装置,产生一个或更多光束(6、7a)以覆盖至少堆(5)的全部长度,
-检测装置(8、9a、9b),具有包括多个光敏元件的至少一个检测电路以及与检测电路相关的至少一个光学器件,所述光学器件可以用于聚焦由堆(5)反射的光线,
-存储装置,
该计数装置进一步包括:
-包括在堆(5)中的至少两个相邻批量的薄产品(2)之间的至少一个分隔元件(1),其中每个分隔元件(1)具有位于其一个边的至少一部分上的至少一个标记(B1、B2、B3、B4、B5),其中,所述标记的至少一部分由至少一个照明装置照亮并且对于至少一个检测装置可见;
-处理装置,接收来自所述检测电路的信号,并且被布置来区别薄产品(2)的视觉界限以及在所述分隔元件(1)上的标记(B1、B2、B3、B4、B5)。
2.根据权利要求1所述的计数装置,其中与检测装置相关的处理装置执行堆(5)的纵向分析来确定在构成堆(5)的每个批量中的元件的数目(N1、N2、N3、N4)或者来确定可以用来推出在构成堆(5)的每个批量中的元件的数目(N1、N2、N3、N4)的信息。
3.根据权利要求1所述的计数装置,其中与检测装置相关的处理装置执行堆(5)的纵向分析来确定堆(5)中的每个分隔元件的位置(p1、p2、p3、p4、p5)。
4.根据权利要求2或3所述的计数装置,其中纵向放置并与堆(5)相对的CIS模块(3、3d)构成所述照明装置和所述检测装置,CIS模块(3、3d)至少在长度上等于堆(5)的长度,或者CIS模块(3、3d)在若干阶段(PO1、PO2、PO3)中在与覆盖堆的至少整个长度的区域相对的堆(5)的纵向方向上实现运动。
5.根据权利要求2或3所述的计数装置,进一步包括多个纵向放置并与堆(5)相对的CIS模块(3a、3b、3c),其中每个CIS模块包括检测装置和用于通过平面光束(6a、6b、6c)在指定方向上照明的装置,CIS模块(3a、3b、3c)的长度之和至少等于堆(5)的长度。
6.根据权利要求5所述的计数装置,其中CIS模块(3a、3b、3c)沿着光的线(T)照亮堆(5),每个CIS模块(3a、3b和3c)以预定角度(i1或i2)倾斜使得其平面光束(分别6a、6b和6c)落着这个线(T)上。
7.根据权利要求2或3所述的计数装置,其中照明装置包括至少一个聚焦装置和在指定方向上产生平面光束的多个场致发光二极管,其中检测装置包括两个镜子(9a、9b)以及CCD照相机(8),由照明装置照亮的堆(5)的部分由镜子朝向CCD照相机反射。
8.根据权利要求2或3所述的计数装置,其中照明装置(7)包括照亮堆的顶面的荧光管,并且其中检测装置包括两个镜子(9a、9b)和CCD照相机(8),堆(5)的被照亮的区域的一部分由镜子朝向CCD照相机反射。
9.根据权利要求4到8的任一项所述的计数装置,进一步包括用于支撑装置(4)相对于检测装置和照明装置的相对横向运动的装置,允许对堆(5)的不同区域的多个纵向分析。
10.根据权利要求8所述的计数装置,其中CCD照相机的检测电路由光敏元件的矩阵构成,光敏元件的宽度允许对堆的不同区域执行多个纵向分析。
11.根据权利要求2或3所述的计数装置,进一步包括横向放置并与堆(5)相对的至少一个横向CIS模块,其中所述横向CIS模块包括检测装置和用于通过覆盖堆(5)的至少一部分宽度的光束进行照明的装置,所述横向CIS模块面对覆盖堆(5)的至少全部长度的区域在指定方向上实现运动。
12.根据权利要求11所述的计数装置,其特征在于横向CIS模块包括相对于堆(5)横向放置的多个光敏元件,所述多个光敏元件可以用于实现对堆(5)的不同区域的多个纵向分析。
13.根据权利要求4到12的任一项所述的计数装置,其中在分隔元件(1)上的标记分别在亮或暗的背景上以两个暗或亮条(B1)的形式放置在分隔元件的边缘,这些条有指定的厚度,与分隔元件相同的长度,首先距分隔元件的一个长边其次距其他条有相同长度的距离。
14.根据权利要求4到12的任一项所述的计数装置,其中在分隔元件(1)上的标记分别在亮或暗的背景上以若干暗或亮条的形式放置在分隔元件的边缘,这些条有指定的厚度,与分隔元件相同的长度,并且距分隔元件的长边和相邻的条彼此等距。
15.根据权利要求4到12的任一项所述的计数装置,其中在分隔元件(1)上的标记分别在亮或暗的背景上以暗或亮条的形式放置在分隔元件的边缘,这些条有指定的厚度,与分隔元件相同的长度,并且距分隔元件的长边等距。
16.根据权利要求4到12的任一项所述的计数装置,其中在分隔元件(1)上的标记是由在与分隔元件相同长度的最长的长度方向上与在分隔元件的边缘上打印的白色或亮条(B3)相邻的黑色或暗条(B2)来实现的,白色或亮条(B3)和黑色或暗条(B2)各占据分隔元件的宽度的一半。
17.根据权利要求4到12的任一项所述的计数装置,其中在分隔元件(1)上的标记是由具有与分隔元件相同的长度的条形码(B4)和/或点代码(B5)来实现的。
18.根据权利要求13到17的任一项所述的计数装置,其中堆(5)包括具有不同或相同标记的分隔元件。
19.根据权利要求13到18的任一项所述的计数装置,其中至少一个分隔元件包括在至少一面上的可以由个性化机器识别的区别图案。
20.根据权利要求13到19的任一项所述的计数装置,其中在堆(5)的给定区域上实现多个纵向分析,照明装置对于每个纵向分析以区别的给定强度产生一个或多个光束。
21.根据权利要求13到20的任一项所述的计数装置,其中存储装置存储分隔元件的不同编码配置(B1、B2、B3、B4),每个配置对应于一批量的薄产品(2)的标识符,并且其中处理装置用于将从检测电路获得的信号与存储在存储装置中的配置进行比较,并且将一批量的薄产品(2)的标识符和堆(5)中的至少一个批量相关联。
22.根据权利要求13所述的计数装置,其中由处理装置分析的所述两个黑条用于确定薄产品和/或分隔元件的边缘的宽度。
23.根据权利要求21所述的计数装置的用途,其中处理装置通过通信装置将信息发送到生产线下游的用于个性化的处理系统,其中发送的信息包括在构成堆(5)的每个批量中的元件的数目(N1、N2、N3、N4)和/或用于推出在构成堆(5)的每个批量中的元件的数目(N1、N2、N3、N4)的信息和/或在堆(5)中每个分隔元件的位置(p1、p2、p3、p4、p5)和/或每个批量的标识符。
24.根据权利要求23所述的用途,其中处理系统通过与由处理装置发送的信息相关的、要被应用到批量的每个元件的物理或软件个性化操作来将批量的产品(2)个性化。
25.根据权利要求23所述的用途,其中处理系统通过处理装置发送的信息区别分隔元件(1),在处理新的批量之前弹出分隔元件(1),并且以重用的观点将其存储。
26.根据权利要求21所述的计数装置的用途,其中由于以若干种类型的分隔元件创建堆(5),因此每个类型的分隔元件被选择来识别插入了分隔元件的两个批量中的一个批量。
27.根据权利要求21所述的计数装置的用途,其中处理批量的薄产品(1、2)的数字个性化站包括集成电路,允许在集成电路的存储器中存储用于产品所期望的用途的个性化信息。
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