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Die
vorliegende Erfindung betrifft einerseits eine Sortiervorrichtung
mit einer Erkennungseinrichtung zum Erkennen von Leerflaschen und
andererseits ein Verfahren zur Erkennung von Leerflaschen.
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Aus
dem Stand der Technik ist gemäß der
DE 299 19 761 U1 eine
Inspektionsmaschine für
Flaschen bekannt, mit der Verschmutzungen, Beschädigungen und andere Fehler
an Flaschen erkennbar sind. Die Inspektion erfolgt durch eine Einrichtung umfassend
eine Beleuchtung, mindestens eine Kamera sowie eine Spiegelanordnung.
Um unterschiedliche Flaschen inspizieren zu können, ist weiterhin vorgesehen,
mindestens einen Spiegel in seiner Lage zu verändern.
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Die
DE 39 09 865 A1 beschreibt
eine Maschine zum Umsetzen und Einpacken von Flaschen, wobei die
Maschine Greiferköpfe
aufweist, wobei die Greiferköpfe
Stellantriebe aufweisen, um die Flasche derart zu verdrehen, dass
das Etikett der Flasche dem Fenster im Flaschenkasten zu gerichtet
ist. Zur Erkennung der Lage des Etiketts auf der Flasche sind Sensoren
am Greiferkopf vorgesehen.
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In
Flaschenabfüllbetrieben,
beispielsweise Brauereien oder auch Mineralwasserabfüllern werden
täglich
eine große
Anzahl von Kästen
mit Leergut angeliefert. Insbesondere bei Brauereien ist es nun so,
dass die Kästen mit
Flaschen verschiedener Flaschenhersteller in mehr oder weniger großem Umfang
durchmischt sind. Insofern sind Sortieranlagen bekannt, die aus
solchen "durchmischten" Kästen solche
herstellen, die allein mit der entsprechenden Flaschensorte des
Flaschenkastens bestückt
sind.
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Bei
einer bekannten Methode zur Sortierung werden die einzelnen Flaschen
aus den Kästen
genommen und auf Transportbänder
gestellt. Seitlich an den Transportbändern befinden sich Erkennungseinrichtungen,
beispielsweise in Form von CCD-Kameras, wobei eine solche Erkennungseinrichtung
mit einer Ausschleusvorrichtung gekoppelt ist, durch die schlussendlich
eine Ausschleusung der entsprechenden Flaschen von dem Transportband
vorgenommen wird. Das heißt,
am Ende des Transportbandes befinden sich auf dem Band ausschließlich Flaschen
einer Sorte. Nachteilig hierbei ist der hohe Platzbedarf für eine solche
Sortieranlage, verbunden mit den bekannten Problemen beim Ausschleusen der
einzelnen Flaschen durch die bekannten Pusher. Das heißt, hier
erfolgt die Sortierung außerhalb
des Kastens.
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Für eine Sortierung
der Flaschen in den Kästen
ist nun in jedem Fall unabdingbar, dass die entsprechenden Fehlflaschen
auch als solche erkannt werden. Hierbei sind Erkennungseinrichtungen
bekannt, die es ermöglichen,
die einzelnen Flaschensorten im Flaschenkasten zu erkennen. Problematisch
hierbei ist, dass die Flasche, und hier insbesondere die die einzelnen
Flaschen kennzeichnenden Merkmale, durch den Flaschenkasten, also
insbesondere durch die Wandung des Flaschenkastens derart abgedeckt
werden, dass eine Erkennung zumindest schwierig ist. Aber auch durch
die Anordnung des Gefaches im Flaschenkasten wird die Erkennung
erschwert, und zwar insbesondere dann, wenn die die Flaschen kennzeichnenden
Merkmale im Bereich des Bauches der Flasche mithin die Merkmale
sich im Bereich der Wände
des Gefaches befinden. Dieses Prinzip der Erkennung der einzelnen
Flaschensorten im Flaschenkasten ist beispielsweise in der
EP 0 638 478 A1 beschrieben.
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Hierbei
werden dann nach Erkennen der einzelnen Flaschensorten die Flaschen
dieser Sorte aus dem Kasten entnommen und einem Speicher zugeführt. Die
Einsortierung der Flaschen erfolgt dann aus diesem Speicher heraus.
Das heißt,
dem eigentlichen Entnahmevorgang der Flaschen aus dem Flaschenkasten
ist immer der Erkennungsvorgang vorgeschaltet. Dadurch, dass die
Sortierung in zwei Arbeitsschritten vorgenommen wird, nämlich einem ersten
Erkennungsschritt und einem zweiten Transportschritt, ist die Sortierung
sehr zeitintensiv.
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Der
Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, den Sortiervorgang
effizienter zu gestalten, insbesondere im Hinblick auf den Zeitbedarf.
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Die
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine
Erkennungseinrichtung mit mindestens einer Kamera und einer optischen
Einrichtung zum Erkennen von Leerflaschen unterschiedlicher Flaschensorten
dadurch gelöst,
dass während
des Transportes der Flaschen in einem Packkopf, der dazu eingerichtet
ist, mindestens eine leere Gasse zwischen den Flaschenreihen zu
bilden, wobei die mindestens eine Kamera durch die optische Einrichtung
und durch die leere Gasse blickend die Flasche über ihre freie Höhe erfasst
wird. Das bedeutet, dass Kern der Erfindung ist, dass die Flaschen
nach der Entnahme aus dem Flaschenkasten während des Transportes durch den
Packkopf der Erkennung unterzogen werden, um dann in Abhängigkeit
von der erkannten Flaschensorte die Flaschen entweder entsprechend
sortiert in sortenreinen Speichern abzustellen, oder aber im Speicher
durchmischt abzustellen, wobei die Sortiervorrichtung in der Lage
ist zu erkennen, an welcher Stelle im Speicher welche Flaschensorte
einsteht.
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Im
Einzelnen ist hierbei vorgesehen, dass die optische Einrichtung
einen Spiegel und eine Beleuchtung umfasst. Hierbei ist die Kamera
auf den Spiegel gerichtet, wobei der Spiegel in einem Winkel von
45° zur
Längsachse
der Kamera ausgerichtet ist, so dass die Kamera "um die Ecke schaut". Das heißt, dass durch die Kamera Flaschen
erfasst werden, die in einer Reihe parallel zur Kameralängsachse
ausgerichtet sind. Hieraus wird deutlich, dass zwischen jeder Flaschenreihe
eine Kamera mit einer optischen Einrichtung angeordnet ist. Der
Packkopf mit den Flaschenreihen ist relativ zu der Kamera und der optischen
Einrichtung verfahrbar, wobei während
der Bewegung der Flaschenreihen relativ zu den Kameras und den optischen
Einrichtungen, durch die jeweilige Kamera jede einzelne Flasche
in ihrer Form erfasst wird. Da die Kamera sich in einiger Entfernung
zu den einzuscannenden Flaschen befindet, können die Flaschen von der jeweiligen
Kamera in voller Größe erfasst
werden. Eine Bewegung der Kamera ist insofern nicht erforderlich.
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Um
nunmehr die Flaschen in dem entsprechenden Speicher gegebenenfalls
sortenrein einstellen zu können,
ist vorgesehen, dass die Packtulpen des Packkopfes einzeln ansteuerbar,
und auch einzeln in ihrer Höhe
verfahrbar sind. Das heißt,
dass hierdurch die Möglichkeit
eröffnet
wird, die von dem Packkopf erfassten unterschiedlichen Flaschen
einzeln oder zu mehreren in den ihnen zugeordneten Speicher abzusetzen.
Hierbei kann der Speicher zum Beispiel als dynamischer Speicher
ausgebildet sein, wobei sich ein solcher dynamischer Speicher beispielsweise
als ein Transportband zur Aufnahme der Flaschen einer Flaschensorte
darstellt.
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Um
nunmehr die Erkennung der Flaschen während des Transportes im Packkopf
zu erleichtern ist nach einem besonderen Merkmal der Erfindung vorgesehen,
dass der Packkopf zum Erfassen der Flaschen Packtulpen aufweist,
wie dies bereits zuvor beschrieben wurde, wobei die Packtulpen durch
den Packkopf seitlich verschieblich aufnehmbar sind. Das heißt, dass
bei einer reihenweise Verschiebung der Packtulpen sogenannte Gassen
gebildet werden, die den Erkennungsvorgang durch die Erkennungseinrichtung,
zum Beispiel die Kamera ermöglichen,
wie dies bereits zuvor erläutert
wurde.
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Das
heißt,
dass die Erkennung während
des Transports der Flaschen in dem Packkopf erfolgt.
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Gegenstand
der Erfindung ist darüber
hinaus auch ein Verfahren zur Erkennung von Leerflaschen unterschiedlicher
Flaschentypen während
des Transportes der Leerflaschen in einem Packkopf. Für die Erkennung
von Flaschen unterschiedlicher Flaschensorten ist erforderlich,
dass die Erkennung von einem Referenzpunkt aus erfolgt. Für die Erkennung der
Flaschen im Flaschenkasten ist dies der obere Rand des Flaschenhalses,
also der Rand im Bereich der Flaschenöffnung. Dieser Referenzpunkt
steht während
des Transports der Flaschen im Packkopf nicht zur Verfügung, da
eine jede Flasche im Bereich des Flaschenkopfes durch die Packtulpe
erfasst wird. Es ist nun auch nicht möglich, als Referenzpunkt den Punkt
oder die Linie der Flasche beim Übergang
von der Packtulpe zur Flasche zu nehmen, da eine jede Flasche in
unterschiedlicher Tiefe von der Packtulpe aufgenommen wird. Hierbei
hat sich herausgestellt, dass es Differenzen von bis zu 10 mm gibt.
Um nun dennoch eine Erkennung der Flaschen im Packkopf zu ermöglichen,
ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass
die Erkennungseinrichtung nach Erfassen der Unterkante der Flasche
als Referenzpunkt beginnend von der Unterkante der Flasche die Flasche
von unten nach oben abscannt. Hierbei umfasst die Erkennungseinrichtung
insbesondere eine Kamera, und hier insbesondere eine sogenannte
CCD-Kamera.
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Im
Einzelnen ist vorgesehen, dass nach oder während des Scannvorgangs die
hierbei ermittelten Merkmale der Flasche mit in einem Speicher abgelegten
Referenzmerkmalen verschiedener Flaschensorten verglichen werden,
wobei nach Erkennung der Flaschensorte durch den Packkopf die entsprechende
Flasche abgesetzt wird. Das heißt,
dass die Packtulpe ein entsprechendes Signal zum Verfahren und Absetzen
der entsprechenden Flasche erhält.
Hierbei kann das Absetzen der Flasche in einen Flaschenspeicher
für diese
Flaschensorte erfolgen, wobei der Speicher auch ein sogenannter
dynamischer Speicher, beispielsweise in Form eines Transportbandes
sein kann. Hieraus wird deutlich, dass insofern die Möglichkeit
besteht, sämtliche
der von einem Packkopf aufgenommenen Flaschen entsprechend ihrer
Sorte auf unterschiedlichen Transportbändern abzustellen, so dass
sich Transportbänder
mit sortenreinen Flaschen ergeben. Das bedeutet, dass die gesamten
Flaschen eines jeden Flaschenkastens durch den Packkopf herausgenommen
werden, nach Erkennung der einzelnen Flaschen diese durch den Packkopf
auf die zugehörigen
Transportbänder
abgestellt werden und von dort aus die entsprechenden Flaschenkästen mit
den zugehörigen
Flaschen dieser Flaschensorte bestückt werden.
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Anhand
der Zeichnungen wird die Erfindung nachstehend beispielhaft näher erläutert.
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1 zeigt
eine Ansicht von oben auf eine Sortiervorrichtung;
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1a zeigt
die gleiche Ansicht, wobei die Packtulpen des Packkopfes zur Gassenbildung
gespreizt sind;
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2 zeigt
einen Schnitt gemäß der Linie II-II
aus 1;
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2a zeigt
einen Schnitt gemäß der Linie IIa-IIa
aus 1a, wobei die Packtulpen jeweils die Flaschen
aufgenommen haben.;
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3 zeigt
schematisch die Kamera mit der optischen Einrichtung zwischen den
von gespreizten Packtulpenreihen gehaltenen Flaschen.
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Die
insgesamt mit 1 bezeichnete Sortiervorrichtung umfasst
im Einzelnen zwei zuführende
Kastenbahnen 2, 3 sowie die entsprechenden abführenden
Kastenbahnen 2a, 3a mit den aufstehenden Kästen 5.
Parallel zu den Kastenbahnen befindet sich ein Speicher 4 zur
Aufnahme von Fehlflaschen zur Erzeugung sortenreiner Kästen, d.
h. Kästen
mit den entsprechend zugehörigen
Flaschen.
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Im
Bereich der Kastenbahnen sowie des Speichers 4 befindet
sich das insgesamt mit 10 bezeichnete Gestell, das eine
in Richtung des Pfeils Y verschiebliche Traverse aufweist. In der
Traverse befindet sich der Packkopf 21 mit entsprechend
24 Packtulpen 30. Durch die Packtulpe 30 wird
jeweils eine Flasche 40 erfasst. Eine solche Packtulpe 30 ist einzeln
ansteuerbar und einzeln in vertikaler Richtung (Pfeil Z) verfahrbar.
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Zwischen
den einzelnen Reihen von Packtulpen 30 befinden sich nunmehr
entsprechend der Anzahl der Packtulpenreihen mehrere Kameras und entsprechend
die gleiche Anzahl von optischen Einrichtungen 70. Eine
solche optische Einrichtung 70 umfasst eine Kamera 50,
eine Beleuchtung 72 und einen Spiegel 73 (3).
Der Spiegel 73 liegt in einem Winkel von 45° zur Horizontalen
bzw. zur Längsachse
der Kamera 50. Zwischen den Kameras 50 und den
jeweiligen optischen Einrichtungen 70, umfassend die Beleuchtung 72 und
den Spiegel 73, befinden sich die Flaschen 40,
die von den Packtulpen 30 in Reihen gehalten werden. Die
Packtulpen 30 sind Bestandteil des Packkopfes 21.
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In
dem in 3 dargestellten Zustand sind die Packtulpen des
Packkopfes bereits gespreizt und bilden insofern eine Gasse, so
dass bei Verfahren des Packkopfes 21 relativ zu den Kameras
in den zwischen den einzelnen Flaschenreihen gebildeten Gassen 80 von
der Kamera jede einzelne Flasche nacheinander erfasst wird. Das
Erfassen der Form bzw. das Abscannen der Form der Flaschen 40 erfolgt
nun auf folgende Weise: Die Kamera 50 ist auf den Spiegel 73 gerichtet,
der im Winkel von 45° zur Horizontalen
ausgerichtet ist. Auf der Rückseite
des Spiegels 73 befindet sich die Beleuchtung 72.
Hinter dem Spiegel 73 befindet sich die Milchglasscheibe 75,
vor dem Spiegel 73 die Glasscheibe 74. Die Milchglasscheibe 75 wird
durch die Beleuchtung 72 und den Spiegel 73 ausgeleuchtet;
d. h. der Spiegel ist zweiseitig verspiegelt. Die Kamera 50 erfasst
nun die Kontur der Flasche 40 auf der Milchglasscheibe im
Rahmen einer sogenannten Hellfeld-Beleuchtung.
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In
dieser Weise wird eine jede Flasche 40 erfasst, wenn der
Packkopf mit den gespreizten Reihen von Packtulpen sich relativ
zu den Kameras 50 und den optischen Einrichtungen 70 bewegt.
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Das
Abscannen der Flasche 40 durch die Kamera 50 erfolgt
vom Boden 41 der Flasche ausgehend nach oben bis zur Packtulpe.
Durch die Scanneinrichtung wird die Flasche hinsichtlich ihrer Farbe und
ihrer Kontur abgescannt, um dann nach Vergleich dieser Merkmale
mit im Speicher bereits abgelegter Merkmale vorgegebener Flaschentypen
eine Einsortierung des abgescannten Flachentyps hinsichtlich seines
Erzeugers zu treffen und die Flasche an der entsprechenden Stelle
des Flaschenspeichers oder beispielsweise einem Transportband als dynamischen
Zwischenspeicher abzustellen.