DE102005014020B3

DE102005014020B3 - Verfahren zur Steuerung des Öffnungsmechanismus von Taschen mit flachen Gegenständen

Info

Publication number: DE102005014020B3
Application number: DE102005014020A
Authority: DE
Inventors: Peter Enenkel; Armin Zimmermann; Beat Fritsche
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2005-03-26
Filing date: 2005-03-26
Publication date: 2006-09-21
Anticipated expiration: 2025-03-27
Also published as: WO2006102954A1; ATE435709T1; CN101146625A; EP1868743B1; DE502006004181D1; EP1868743A1

Abstract

Zur Übergabe der flachen Gegenstände (3) mittels Schwerkraft in darunter befindliche Behälter (5, 9) in liegender Position wird vor dem operativen Übergabebetrieb zu festgelegten Taschen- und Behältergeschwindigkeiten experimentell die Zeitdauer nach Passieren eines zu einer Taschenposition festen Bezugspunktes durch eine Bezugskante (7) der Behälter (5, 9) ermittelt, bei welcher der Öffnungsmechanismus (4) der jeweiligen Tasche (1) in Abhängigkeit von der Masse der Gegenstände (3) und/oder vom vorher ermittelten Reibkoeffizienten der Auflageflächen festgelegter Kategorien der Gegenstände (3) und/oder der Stapelhöhe im Behälter (5, 9) sowie der Form entsprechend der eingesetzten Behälterart, der in relativer Transportrichtung der Behälter (5, 9) vorderen Behälterstapelwand geöffnet wird, damit jeder Gegenstand (3) an dieser Behälterwand ausgerichtet abgelegt wird. Die ermittelten Werte mit den Größen, von denen sie abhängen, werden abgespeichert. Beim operativen Übergabebetrieb werden für die Gegenstände (3) die obigen Parameter gemessen und daraus die gespeicherten Zeitdauern ermittelt, so dass nach dem Zeitpunkt des Passierens des Bezugspunktes durch die Bezugskante (7) des betreffenden Behälters (5, 9) und der festgestellten Zeitdauer der Öffnungsmechanismus (4) der Tasche (1) geöffnet wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung des Öffnungsmechanismus von Taschen mit flachen Gegenständen. Flache Gegenstände, insbesondere Sendungen unterschiedlicher Masse und Oberfläche, sollen einzeln aus Taschen in sich darunter befindliche Behälter, wobei sich Taschen und Behälter mit einer Differenzgeschwindigkeit zueinander bewegen, abgelegt werden. Dabei kann eine Geschwindigkeit auch null sein. Die Gegenstände werden auf zwei Kanten ausgerichtet abgelegt. Diese Ausrichtung ist Voraussetzung für eine maschinelle Weiterverarbeitung, z. B. für eine Gangfolgesortierung und die damit verbundene, sich anschließende manuelle Handhabung durch den Briefträger.

Das Dokument DE 103 05 847 B3 beschreibt eine Vorrichtung mit einem Öffnungsmechanismus von Taschen mit flachen Gegenständen, die mittels Schwerkraft in darunter befindliche Behälter in liegender Position übergeben werden, wobei sich Taschen und Behälter in Relativbewegung zueinander befinden. Dabei werden die Sendungseigenschaften ermittelt und der Zeitpunkt, zu dem der Öffnungsmechanismus einer Tasche betätigt wird, im Hinblick auf eine optimale Stapelqualität in Abhängigkeit von den ermittelten Sendungseigenschaften variiert. Als Sendungseigenschaft nennt die DE 103 05 847 B3 hierzu beispielhaft die Dicke der Sendungen.

Im Dokument EP 0 708 693 B1 wird eine Sortiereinrichtung für Sendungen beschrieben, bei der über Zieladressen zugeordneten, örtlich festen Behältern Taschen mit Sendungen umlaufen. Entsprechend der gelesen Zieladressen der Sendungen werden diese in die zugeordneten Behälter abgelegt. Dabei werden die Taschen stets an einer bestimmten fixen Position über dem jeweiligen Behälter geöffnet. Die optimale Öffnungsposition, bei der Sendungen im Behälter an der in Bewegungsrichtung vorderen Wand des Behälters ausgerichtet abgelegt werden, variiert aber in Abhängigkeit von Sendungseigenschaften, wie unterschiedlichen Reibkoeffizienten zwischen den Sendungen und den Taschen und Massen der Sendungen, und einer variablen Abwurfhöhe durch unterschiedliche Behälterfüllstände, was bei einer fixen Übergabeposition einen Kompromiss darstellt, mit der Folge schlechter Ausrichtung der Sendungen in Bewegungsrichtung.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Steuerung des Öffnungsmechanismus von Taschen mit flachen Gegenständen zur Übergabe der flachen Gegenstände mittels Schwerkraft in darunter befindliche Behälter in liegender Position zu schaffen, mit dem die Ausrichtung flacher Gegenstände unterschiedlicher Masse und Oberfläche an der Behälterwand verbessert wird.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die Merkmale des Anspruches 1 gelöst.

Dabei wird vor dem operativen Übergabebetrieb zu festgelegten Taschen- und Behältergeschwindigkeiten experimentell die Zeitdauer nach Passieren eines zu einer Taschenposition festen Bezugspunktes durch eine Bezugskante des Behälters ermittelt, bei welcher der Öffnungsmechanismus in Abhängigkeit von der Masse der Gegenstände und/oder vom vorher ermittelten Reibkoeffizienten zwischen der unteren Taschenwand und der Auflagefläche festgelegter Kategorien der Gegenstände und/oder der Stapelhöhe im Behälter sowie der Form entsprechend der eingesetzten Behälterart der in relativer Transportrichtung der Behälter vorderen Behälterwand geöffnet wird, damit jede Sendung an dieser Behälterwand ausgerichtet abgelegt wird. Die ermittelten Werte mit den Größen, von denen sie abhängen, werden dann abgespeichert. Beim operativen Übergabebetrieb wird für jeden Gegenstand seine Masse und/oder Kategorie und/oder die aktuelle Stapelhöhe in den Behältern ermittelt. Damit wird zum Übergeben eines bestimmten Gegenstandes aus der entsprechenden Tasche in einen bestimmten Behälter einer bekannten Behälterart anhand der jeweiligen Masse und/oder des Reibkoeffizienten und/oder der aktuellen Stapelhöhe des betreffenden Behälters die gespeicherte Zeitdauer festgestellt. Nach dem Zeitpunkt des Passierens des Bezugspunktes durch die Bezugskante des betreffenden Behälters und der festgestellten Zeitdauer wird dann der Öff nungsmechanismus der Tasche geöffnet. Mit diesen Maßnahmen wird sichergestellt, dass die Gegenstände unabhängig von ihrer Oberflächenbeschaffenheit, ihrer Masse und von der Stapelhöhe stets an der Behälterstapelwand liegen.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen dargelegt.

Um die Masse der Gegenstände kostengünstig zu ermitteln, ist es vorteilhaft, deren Abmessungen zu messen und das daraus bestimmte Volumen mit einer mittleren Dichte zu multiplizieren.

Zur aufwandsarmen Ermittlung der aktuellen Stapelhöhe in jedem Behälter werden die gemessenen Dicken der bisher in diesen Behälter geleiteten Gegenstände summiert.

Da die Gegenstände auch kompressibel sein können und Messfehler sich addieren können, ist es vorteilhaft, bei bewegten Behältern diese an wenigstens einer Messstation zur Ermittlung der Stapelhöhe vorbei zu führen und die durch Summierung der gemessenen Dicken der Gegenstände erhaltene Stapelhöhe durch den davon abweichenden gemessenen Wert der Messstation zu korrigieren.

Anschließend wird die Erfindung in einem Ausführungsbeispiel anhand der Zeichnungen erläutert.
Dabei zeigen
1 eine schematische Seitenansicht von bewegten Behältern mit geraden Wänden und darüber angeordneten, örtlich festen Taschen einer Sortiermaschine,
2 eine schematische Seitenansicht von bewegten Behältern mit speziell geformten Wänden und darüber angeordneten, örtlich festen Taschen einer Sortiermaschine,
3 eine schematische Darstellung der Speicherstruktur für Öffnungszeitpunkte der Taschen.
Wie in 1 und 2 dargestellt sind Behälter 5, 9 mit geraden und anders geformten Wänden hintereinander auf Behälteraufnahmen 6 gelagert, die in einer nicht dargestellten Transporteinrichtung in Pfeilrichtung mit festgelegter Geschwindigkeit transportiert werden. Über ihnen und der Transportbahn sind örtlich fest mehrere Taschen 1 hintereinander angeordnet, die von oben mit flachen Gegenständen 3 gefüllt werden. Sowohl die Taschen 1 als auch die Behälter 5 sind in Transportrichtung der Behälter 5, 9 geneigt. Dadurch sind die Gegenstände 3 in der Tasche 1 nach unten orientiert und liegen auf der unteren Taschenwand 2 auf. Am unteren Ende jeder Tasche befindet sich ein Öffnungsmechanismus 4, der die Gegenstände 3 im geschlossenen Zustand hält und der geöffnet wird, wenn der jeweilige Gegenstand 3 in einen bestimmten Behälter 5 mittels Schwerkraft gelangen soll. Die Antriebe der Öffnungsmechanismen 4 sind nicht dargestellt, ihre Realisierung und Ansteuerung stellt für einen Fachmann keine Schwierigkeit dar. Der Öffnungszeitpunkt hängt von der Geschwindigkeit der Behälter 5, der Masse der Gegenstände 3, dem Reibkoeffizienten zwischen den Gegenständen 3 und der unteren Taschenwand 2, dem Zeitpunkt, wann die jeweilige vordere Bezugskante der Behälter 5, 9, in diesem Fall der oberen vorderen Bezugskante 7, während des Transportes den unteren Teil der jeweiligen Tasche 1 passiert, von der Stapelhöhe des schon im jeweiligen Behälter 5, 9 befindlichen Stapels 8 und der Form der in Transportrichtung vorderen Behälterwand, an denen die Gegenstände 3 mit ihrer Vorderkante anliegen, ab. Die Position der Bezugskanten 7 der Behälter 5, 9 beim Transport wird ermittelt, indem die Bezugskante 7 detektiert wird, wenn sie sich an einem entsprechenden Sensor vorbei bewegt und aufgrund der bekannten konstanten Geschwindigkeit kann also festgestellt werden, wann die Bezugskante 7 die bekannte Position des unteren Teils der jeweiligen Tasche 1 passiert. Aufwändiger kann dies auch gelöst werden, indem am unteren Teil jeder Tasche 1 ein Sensor zur Detektion der Bezugskante angebracht ist. Bevor die Gegenstände 3 in die Taschen 5 gelangen, werden ihre Abmessungen gemessen und daraus indirekt ihre Masse ermittelt, indem das Volumen mit einer mittleren Dichte multipliziert wird. Dies ist zwar relativ ungenau, aber aufgrund von durchgeführten Versuchsreihen für die Ansteuerung der Öffnungsmechanismen 4 hinreichend genau genug. Die jeweilige Stapelhöhe wird aus der Summation der Dicken der eingestapelten Gegenstände 3 gewonnen, wobei dieser Wert nach Durchlaufen einer Messstation zur Ermittlung der Stapelhöhe und entsprechender Abweichung korrigiert wird. Im Vorfeld des operativen Betriebes wird in Versuchsreihen in Abhängigkeit von Gegenstandsmasse, Reibkoeffizient entsprechend der festgelegten Gegenstandskategorie, z.B. Papier- und Plastikoberfläche, Stapelhöhe und Behälterform die jeweilige Zeitdauer nach Passieren des unteren Teils der Tasche 1 durch die vordere Bezugskante 7 des Behälters 5, 9 ermittelt, bei der sich eine optimale Ausrichtung der Gegenstände 3 an der in Transportrichtung vorderen Behälterwand ergibt. Diese Werte werden so abgespeichert, dass mit den Variablen die dazu gehörende gespeicherte Zeitdauer ausgelesen werden kann. Beim operationalen Betrieb werden Gegenstandsmasse, Reibkoeffizient durch Unterscheidung der Gegenstandskategorie und Stapelhöhe in dem vorgesehenen Behälter 5, 9 ermittelt und die mit diesen Werten entsprechend der eingesetzten Behälterart gefundene abgespeicherte Zeitdauer wird dann an die Steuerung des Öffnungsmechanismus 4 übertragen, so dass der Öffnungsmechanismus 4 zum richtigen Zeitpunkt, wenn die Abstände S₀, S₁, S_u oder S_o erreicht sind, geöffnet wird. In 3 ist die Speicherstruktur dargestellt, bei der die jeweilige Zeitdauer T_S in Abhängigkeit vom Reibkoeffizienten μ, vom Volumen V, von der Stapelhöhe h und von der Behälterart B abgespeichert ist.
Da wesentlich die Differenzgeschwindigkeit zwischen den Taschen 1 und den Behältern 5 ist, können auch die Taschen 1 entsprechend der 1 und 2 nach links oder auch beide bewegt werden. Der Bezugspunkt hat dann eine feste Position zu einer Tasche.
Möglich ist es auch, als Bezugskante die in Bewegungsrichtung hinteren oberen oder auch unteren Bezugskanten zu wählen. Weiterhin ist es möglich, wenn die Versuchsreihen vor dem operationalen Betrieb entsprechend zufriedenstellende Ergebnisse hinsichtlich der Stapelbilder gebracht haben, die Öffnungszeitpunkte auch nur in Abhängigkeit einzelner oder nur weniger variabler Parameter zu steuern.

Claims

Verfahren zur Steuerung des Öffnungsmechanismus (4) von Taschen (1) mit flachen Gegenständen (3) zur Übergabe der flachen Gegenstände (3) mittels Schwerkraft in darunter befindliche Behälter (5, 9) in liegender Position, wobei sich Taschen (1) und Behälter (5, 9) in Relativbewegung zueinander befinden, Taschen (1) und Behälter (5, 9) in Richtung der Relativbewegung geneigt sind, und wobei I) vor dem operativen Übergabebetrieb a) zu festgelegten Taschen- und Behältergeschwindigkeiten sowie zu festgelegten Behälterarten experimentell die Zeitdauer nach Passieren eines zu einer Taschenposition festen Bezugspunktes durch eine Bezugskante (7) eines Behälters (5, 9) ermittelt wird, nach welcher der Öffnungsmechanismus (4) der jeweiligen Tasche (1) in Abhängigkeit – von der Masse des jeweiligen Gegenstandes (3) und/oder von einer Kategorie, welcher der Gegenstand (3) angehört, wobei die Kategorien vorher festgelegt wurden und zu jeder Kategorie der Reibkoeffizient der Auflageflächen von Gegenständen dieser Kategorie ermittelt wurde, –sowie von der Stapelhöhe im Behälter (5, 9) und von der Form der in relativer Transportrichtung der Behälter (5, 9) vorderen Behälterstapelwand der jeweiligen Behälterart zu öffnen ist, damit der Gegenstand (3) an dieser Behälterstapelwand ausgerichtet abgelegt wird, b) und die ermittelten Zeitdauern mit den Größen, von denen sie abhängen, abgespeichert werden, II) beim operativen Übergabebetrieb c) zum Übergeben eines Gegenstandes (3) aus einer Tasche (1) in einen Behälter (5, 9) einer bekannten Behälterart –für diesen Gegenstand (3) seine Masse und/oder Kategorie –sowie die aktuelle Stapelhöhe in dem Behälter (5, 9) ermittelt werden, d) anhand –der Masse des Gegenstands (3) und/oder des zu der Kategorie des Gegenstandes (3) gespeicherten Reibkoeffizienten –und der aktuellen Stapelhöhe in dem Behälter (5, 9) sowie der Behälterart die gespeicherte Zeitdauer festgestellt wird, e) und der Öffnungsmechanismus (4) der Tasche (1) nach dieser Zeitdauer nach dem Passieren des zu der Taschenposition festen Bezugspunktes durch die Bezugskante (7) des Behälters (5, 9) geöffnet wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Ermittlung der Masse der Gegenstände (3) deren Abmessungen gemessen werden und das daraus bestimmte Volumen mit einer mittleren Dichte multipliziert wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Ermittlung der aktuellen Stapelhöhe in jedem Behälter (5, 9) die gemessenen Dicken der bisher in diesen Behälter (5, 9) geleiteten Gegenstände (3) summiert werden.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass bei bewegten Behältern (5, 9) diese an wenigstens einer Messstation zur Ermittlung der Stapelhöhe vorbei geführt werden und die durch Summierung der einzelnen gemessenen Dicken der Gegenstände (3) erhaltene Stapelhöhe durch den davon abweichenden gemessenen Wert der Messstation korrigiert wird.