DD285640A5 - Verfahren zur optoelektronischen erfassung von markierungen auf reflektierenden materialien - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur optoelektronischen Erfassung von Markierungen auf reflektierenden Materialien wie z. B. Keramikerzeugnissen, Glas, Metalle, Folien. Das Stricherkennungssystem kommt bei der Fliesensortierung zum Einsatz. Die Erkennung erfolgt unabhaengig von Umgebungseinfluessen. Zum Verfahren gehoert eine Anordnung bestehend aus einem Sensorkopf mit zwei oder mehreren festinstallierten optoelektronischen Kopplereinrichtungen, die durch Differenzsignalbildung und nachfolgender logischer elektronischer Auswertung zur Erkennung eines Strahlungsmaximums oder -minimums durch die Markierung fuehrt.{Stricherkennung; Reflektion; Markierungserfassung}

Description

Titel der Erfindung

Verfahren zur optoelektronischen Erfassung von Markierungen auf reflektierenden Materialien

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur optoelektronischen Erfassung von reflexionsmindernden oder reflexionserhöhenden Markierungen auf Materialien wie z. B. Keramikerzeugnissen, Glaserzeugnissen, Metallflächen, Folien usw., insbesondere für automatische Sortier-, Positionier- und Abtastprozesse. Das erfindungsgemäOe Verfahren kann auch bei schwankendem Reflexionsuntergrund und Umgebungslichteinflüssen zur Anwendung kommen.

Ein erstes Anwendungsbeispiel ist die Stricherkennung auf sortierten Fliesen.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Bekannt sind erstens Verfahren zur Markierungserkennung durch fluoreszierende aufgetragene Stoffe. Hierbei erfolgt die Erkennung über die spektrale Umsetzung des reflektierten modulierten Lichtes in den Empfangsbereich installierter Empfänger. Auch hierbei ist die Unabhängigkeit von Schwankungen des Reflexionsuntergrundes und des Umgebungslichtes gegeben. Ein weiteres Verfahren besteht in einer einfachen Reflexionsauswertung von unmoduliertem oder moduliertem Licht mit Grenzwerterfassung.

Dieses Verfahren ist abhängig von Reflexionsschwankungen des Untergrundes und des Umgebungslichtes und somit für eine Vielzahl von Markierungserkennungsprozesson nicht anwendbar. Die Offenlegungsschrift DE 3529828 Al₁ Anspruch 8, enthält eine Vorrichtung zur Erfasung der Gesamtreflektion eines einen Prüfrahmen durchlaufenden Produktes mit dem Ziel der Messung der Rahmenfüllung. In einer weiteren Offeniegungsschrift DE 3510309 Al sjtnd Ansprüche auf ein Verfahren und Gerät zum Nachweis einer Beschichtung auf einer Unterlage fixiert.

Der durch diese beiden Offenlegungsschriften dokumentierte Erfindungsanspruch reicht nicht aus, um damit reflexionsmindernde oder reflexionserhöhende Strichmarkierungen zu erfassen.

Gegenwärtig ist damit kein Verfahren bekannt, das durch ein- · * fache Reflexion von Strahlung, insbesondere Infrarotstrahlung, eine vom markierten Untergrund und von Umgebungslichtverhältnissen unabhängige optoelektronische Markierungserkennung gewährleistet.

Ziel der Erfindung

Konkretes Ziel der Erfindung war die Vermeidung des Importes eines Stricherkennungssystems für automatisierte Fliesensortierung auf der Basis der spektralen Umsetzung von reflektiertem moduliertem Licht, welches nur durch Devisen erhältlich ist. Das in der vorliegenden Erfindungsbeschreibung dargelegte Stricherkennungssystem arbeitet in einer ersten Sortieranlage für Wandfliesen funktionstüchtig. Ein wichtiger ökonomischer Vorteil ist die Arbeitskräfteeinsparung (2 AK pro Anlage). Weitere Sortieranlagen im Kombinat Fliesen und Sanitärkeramik sind geplant. Bei Rechtsmängelfreiheit ist der Export dieser Sortieranlagen durch die DDR abgesichert. Die Anwendung der Erfindung ist nich·: auf Sortierprozesse von Wandfliesen begrenzt, sondern auch auf andere Massenerzeugnisse wie z. B. Glaswaren, Metallteile, Folien sowie auch auf andere technologische Prozesse z. B. Positionier- und Abtastprozesse anwendbar.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Markierungserkennung durch Reflexion unabhängig vom wechselnden Reflexionsuntergrund (Material, Erfassungsgegenstand) und unabhängig von Umgebungslichteinflüssen zu ermöglichen. ErfindungsgemäO wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß das durch das Markierungsmedium hervorgerufene Reflexionssignal über zwei oder mehrere optoelektronische Reflexionslichtschranken, d⁴? in einer geometrisch und mechanisch fixierten Anordnung zu einer Baugruppe (Sensorkopf) mit nachfolgender

logischer elektronischer Signalauswertung zur Erkennung eines Strahlungsmaximums oder -minimums führt. Die elektronische Auswertung erfolgt über die Differenzsignalbildung der miteinander optisch und elektronisch zusammenwirkenden Koppleranordnung.

Durch die Differenzsignalauswertung ergibt sich die Eliminierung der bei dem Erkennungsprozeß vorkommenden Schwankungen der Signalamplituden durch die beschriebenen Störgrößen.

Ausführungsbeispiel: Markierungserkennung mit Dreifachreflexlichtschranke

Für die Reflexionslichtschranken werden als Strahler Infrarotemitterdioden und als Empfänger Siliciumfototransistoren verwendet.

Aufbau der geometrischen und mechanischen Koppleranordnung (Sensorkopf) siehe Bild 1 und 2.

Die elektrischen Empfangssignale der drei Fototransistoren FTl - FT3 werden wie Differenzverstärkerschaltungen (siehe Bild 3) in der Art zugeführt, daß die beiden äußeren Empfänger FTl und FT3 jeweils auf einen Differenzverstärker wirken und der mittlere Empfänger FT2 auf beide Differenzverstärker gleichzeitig wirkt.

An den Ausgängen der Differenzverstärker ergeben sich bei Strahlungsdifferenzen an den jeweiligen Verstärkern DVl, DV2 unterschiedlich logische Schaltzustände.

Die Ausgangssignale der Differenzverstärker ergeben bei der Markierungserkennung definierte logische Schaltzustände:

Strahlungsmaximum z. B. LHHL Strahlungsminimum z. B. HLLH

über eine nachfolgende Logikschaltung erfolgt die Markierungserkennung.

Die Unterdrückung von Störlichtgrößen erfolgt i.i der Art, daß nur Differenzsignale zwischen den Empfängern 'ur Auswertung gelangen und Störlichtgrößen auf alle drei Empfänger gleichzeitig wirken und 3omit nicht zur Differenzsignalbildung beitragen. Voraussetzung dafür sind, daß die Empfängerkennlinien

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einen gleichen Verlauf haben. Durch die Anhebung oder Absenkung des Arbeitspunktes des mittleren Fototransistors FT2 gegenüber den beiden äußeren Fototransistoren mit gleichem Arbeitspunkt wird gewährleistet, daß Toleranzschwankungen der Kennlinien und geringe Regelschwankungen durch Reflexionsunterschiede des markierten Untergrundes nicht zur Fehlauslösung führen und daher gewährleistet ist, daß Markierungen noch sicher erkannt werden.

Claims (4)

1. Patentansprüche

   1. Verfahren zur optoelektronischen Erfassung von Markierungen auf reflektierenden Materialien gekennzeichnet dadurch, daß die Markierung eine reflexionsmindernde oder reflexionserhöhende Wirkung gegenüber dem markierten Material hervorruft.
2. 2. Verfahren nach Anspruch L gekennzeichnet dadurch, daß die Erfassung des optischen Signals über das Zusammenwirken von zwei oder mehreren optoelektronischen Empfängern realisiert wird.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1-2 gekennzeichnet dadurch, daß die optoelektronischen Empfänger des Sensorkopfes üifferenzsignale liefern, die, logisch verknüpft, eine Markierungserkennung ermöglichen.
4. 4. Verfahren nach Anspruch 1-3 gekennzeichnet dadurch, daß die Cifferenzsignale weitestgehend unempfindlich sind von Störlichtgrößen, verursacht durch wechselnden Strahlungsuntergrund durch das Material und durch Umgebungslichtoinflüssen. Die Eliminierung der Störlichtgrößen erfolgt durch den Einsatz von Reflexlichtschranken mit gleichen Kennlinienverläufen, so daß es bedingt durch die Differenzverstärkerschaltung zu keiner Signalbildung infolge Stcrlichtgrößen kommt.

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