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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zum Identifizieren von Verpackungen, bei dem/der auf den Verpackungen aufgebrachte Codes und/oder Kennzeichnungen von einer Erfassungseinrichtung erfasst werden.
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Gebrauchte Leerverpackungen beispielsweise in Form von Folien, Kunststoffformteilen wie Bechern, Unterschalen oder Blister, oder Dosen, Konservenbehälter und dergleichen werden üblicherweise gesammelt und dem Recycling zugeführt, wobei im Haushaltsbereich derartige Verpackungen üblicherweise im sog. „gelben Sack” gesammelt werden. Um ermitteln zu können, welche Verpackungen in einem solchen Verpackungsbehältnis wie dem gelben Sack gesammelt wurden, oder auch dokumentieren zu können, welche Verpackungen ein Recyclingbetrieb bzw. ein vorgeschalteter Sammel- bzw. Wiederverarbeitungsbetrieb gesammelt bzw. bearbeitet hat, ist es notwendig, die Verpackungen einzeln zu erfassen und zu identifizieren, beispielsweise um das jeweilige Verpackungsmaterial bestimmen zu können oder die Rücklaufmengen eines bestimmten Verpackungstyps bestimmen zu können, beispielsweise dahingehend, wie viel Dosen des Herstellers xy vom Getränketyp yz wieder eingesammelt wurden.
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Hierzu führen meist Spezialunternehmen sog. Sortierkampagnen durch, deren Ziel es unter anderem ist, eine Klassifikation von Verkaufsverpackungen innerhalb von gemischt zusammengesetztem Verpackungsabfall bereitzustellen. Eine solche genaue Klassifikation einer Verkaufsverpackung lässt sich beispielsweise durch Scannen oder Erfassen der auf den Verpackungen aufgedruckten Barcodes realisieren, da ein solcher Barcode eindeutig einem Produkt zugeordnet werden kann. Alternativ oder zusätzlich können auch andere Codes beispielsweise in Form von Schwarz-weiß-Strukturen, wie sie heutzutage von Smartphones gelesen werden können, oder andere Kennzeichnungen wie beispielsweise Markennamen erfasst werden, um eine Verkaufsverpackung eindeutig identifizieren zu können.
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Bislang wird die Identifikation solcher rücklaufender Verkaufsverpackungen meist händisch von entsprechendem Personal durchgeführt, die mittels eines Handscanners, wie er auch bisweilen an Verkaufskassen Verwendung findet, Verpackungsmaterial bzw. darauf aufgebrachte Barcodes abscannen. Dies ist einerseits sehr ermüdend und personalintensiv. Zum anderen befindet sich in gemischt zusammengesetztem Verpackungsabfall wie er beispielsweise aus einem gelben Sack kommt, regelmäßig ein gewisser Prozentsatz von Verpackungen, die auf diese Weise nicht identifizierbar sind, da sie keinen entsprechenden Barcode tragen bzw. dieser beim Öffnen der Verpackung beschädigt oder gar ganz abgerissen wurde. Solche durch den Handscanner nicht einlesbaren Verpackungen können mühsam händisch aussortiert werden, oder sie verbleiben unerfasst in dem Verpackungsabfall, so dass die Genauigkeit des Klassifikationsvorganges entsprechend leidet.
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Der vorliegenden Erfindung liegt hiervon ausgehend die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Verfahren sowie eine verbesserte Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die Nachteile des Standes der Technik vermeiden und Letzteren in vorteilhafter Weise weiterbilden. Insbesondere soll eine effizientere, weitgehend ermüdungsfreie Identifikation der Verpackungen ermöglicht werden, deren Genauigkeit durch nicht erfasste bzw. nicht erfassbare Verpackungen möglichst wenig leidet.
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Erfindungsgemäß wird die genannte Aufgabe durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1 sowie eine Vorrichtung gemäß Anspruch 2 gelöst. Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Es wird also vorgeschlagen, die Verpackungen nicht mehr einzeln manuell mittels eines Handscanners auf Barcodes hin abzutasten, sondern die Verpackungen kontinuierlich an einer Kamera vorbei zu fördern, die Bilder der Verpackungen und der darauf aufgebrachten Codes bzw. Kennzeichnungen macht und sodann die Bilder auf solche Codes und Kennzeichnungen hin auszuwerten. Durch den kontinuierlichen Durchlauf der Verpackungen und die ggf. zeitlich nachgeschaltete Bilderauswertung kann ein deutlich höherer Durchsatz erreicht werden, da die Verpackungen nicht gestoppt und nicht auf das Erkennen eines Barcodes in Echtzeit gewartet werden muss, wobei durch gezielt geschaffene Beleuchtungsverhältnisse eine hohe Bildqualität und damit ausreichende Auswertesicherheit gewährleistet wird. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Verpackungen aus einem Sammelbehältnis – beispielsweise einem gelben Sack – unsortiert auf einen Inspektionsförderer gegeben und von dem Inspektionsförderer kontinuierlich durch einen Erfassungstunnel gefördert werden, in dem die Verpackungen mit Kunstlicht bestrahlt und von zumindest einer Kamera erfasst werden, wobei die von der Kamera bereitgestellten Bilder von einer Auswerteeinrichtung auf Codes und/oder Kennzeichnungen hin ausgewertet und die Bilder und/oder die ausgewerteten Codes und/oder ausgewerteten Kennzeichnungen in einer Speichereinrichtung gespeichert werden.
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In vorrichtungstechnischer Hinsicht zeichnet sich die Erfindung aus durch einen kontinuierlich betreibbaren Inspektionsförderer zum Hindurchfördern der Verpackungen durch einen Erfassungstunnel, eine dem Erfassungstunnel zugeordnete Beleuchtungsvorrichtung zum Beleuchten der Verpackungen im Erfassungstunnel, zumindest eine Kamera zum Erfassen von Bildern der im Erfassungstunnel beleuchteten Verpackungen sowie eine Auswerteeinheit zum Auswerten der Bilder und eine Speichereinrichtung zum Speichern der Bilder und/oder Auswertedaten.
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Um die Kamera bzw. die von der zumindest einen Kamera aufgenommenen Bilder vor möglicherweise störenden Fremd- und Umgebungslichteinflüssen zu schützen, kann in Weiterbildung der Erfindung der genannte Erfassungstunnel einen über dem Förderer sitzenden Abdunklungsschacht umfassen, der mantelflächenseitig und deckenseitig von lichtundurchlässigen Wänden verschlossen ist und an dessen Oberseite die zumindest eine Kamera angeordnet ist derart, dass die Kamera durch den Abdunklungsschacht nach unten auf den Förderer blickt. Die genannten lichtundurchlässigen Wände können eine Licht schluckende bzw. abblendende Ausbildung besitzen, beispielsweise in Form von schwarzen oder dunklen, möglichst mattierten Wänden ausgebildet sein, die vollständig lichtundurchlässig sind. Durch eine solche dunkle, mattierte Innenoberfläche werden von dem Abdunklungsschacht störende Fremdlichteinflüsse mehr oder minder gänzlich von der Kameralinse ferngehalten.
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Um störende Lichtreflexionen beispielsweise auf Verpackungen aus Folienmaterial zu eliminieren, kann in Weiterbildung der Erfindung die Beleuchtungsvorrichtung mit diffusem, vorzugsweise weißem Kunstlicht arbeiten, so dass die Erfassungsqualität nicht durch Spiegelungen auf dem Material bzw. Reflexionen durch die Verpackungsoberfläche beeinträchtigt wird. Insbesondere kann die Beleuchtungsvorrichtung zumindest eine Streulichtquelle umfassen, durch die die auf dem Förderer durch den Erfassungstunnel transportierten Verpackungen schleifend schräg von einer Seite her und/oder oberseitig frontal bestrahlt werden können. Beispielsweise kann die Beleuchtungsvorrichtung eine entsprechend Streulichtquelle seitlich am unteren Ende des Abdunklungsschachtes und/oder eine Streulichtquelle an der Decke des genannten Abdunklungsschachtes umfassen, so dass die Verpackungen in Blickrichtung der Kamera beleuchtet werden.
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Die diffuse bzw. streuende Beleuchtung der Verpackungen kann beispielsweise dadurch erreicht werden, dass Leuchtmittel hinter Diffusorscheiben bzw. streuenden Scheiben montiert werden, die beispielsweise aus milchigem oder an der Oberfläche satiniertem Glas wie beispielsweise Plexi- oder Acrylglas bestehen können. Als Leuchtmittel können prinzipiell verschiedene Lampen bzw. Leuchten eingesetzt werden, beispielsweise Leuchtstofflampen bzw. -röhren, oder auch LEDs, die in Verbindung mit einer geeigneten Diffusoroptik das gewünschte Streulicht bzw. diffuse Licht erzeugen können.
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Um auf dem kontinuierlich arbeitenden Förderer übereinander liegende Verpackungen möglichst zu vermeiden, kann in Weiterbildung der Erfindung dem genannten Inspektionsförderer eine Vereinzelungseinrichtung bzw. Aufgabeeinrichtung vorgeschaltet sein, von der die Verpackungen vereinzelt auf den Inspektionsförderer aufgebbar sind. Dies kann beispielsweise eine Aufgabeplatte sein, auf die die zu inspizierenden Verpackungen geschüttet werden und sodann von einem Bediener händisch einzeln auf den Inspektionsförderer geschoben werden können. Gegebenenfalls kann eine solche Aufgabeplatte auch einen Vibrationsantrieb umfassen und/oder zum Inspektionsförderer hin abschüssig geneigt sein, um die vereinzelte Aufgabe auf den Inspektionsförderer zu erleichtern oder vollständig zu automatisieren. Alternativ oder zusätzlich zu einer solchen Aufgabeplatte kann dem Inspektionsförderer auch ein Vereinzelungsförderer vorgeschaltet sein, der taktweise antreibbar ist, um durch einen entsprechenden Start-Stopp-Betrieb die Verpackungen einzeln auf den Inspektionsförderer gelangen zu lassen. Insbesondere kann der genannte Vereinzelungsförderer mit seinem stromabseitigen Ende die Verpackungen unmittelbar auf den kontinuierlich arbeitenden Inspektionsförderer übergeben, so dass durch die Taktung des Vereinzelungsförderers ein Auseinanderziehen der Verpackungen erzielt werden kann. Eine unterste, bereits auf den Inspektionsförderer gelangte Verpackung wird von dem kontinuierlich laufenden Inspektionsförderer mitgenommen, während eine nachfolgende Verpackung durch Stoppen des Vereinzelungsförderer noch nicht ausreichend weit auf den Inspektionsförderer gelangt und von diesem noch nicht mitgenommen werden kann.
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Um die Vorrichtung zwischen verschiedenen Einsatzorten, beispielsweise von Supermarkt zu Supermarkt einfach transportieren zu können, besitzt die Anlage in vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung einen modulartigen Aufbau, wobei die Anlage mehrere separate, eigenständig transportierbare Bausteine umfasst, die am Betriebsort miteinander kuppelbar sind. Insbesondere kann der genannte Erfassungstunnel als separater, abnehmbarer Baustein ausgebildet sein, der mit dem Inspektionsförderer lösbar verbindbar ist, insbesondere auf den Förderer aufsetzbar und von diesem abnehmbar sein kann. Der Erfassungstunnel und/oder der Inspektionsförderer umfassen hierzu vorteilhafterweise aneinander angepasste, lösbare Anschlussmittel, beispielsweise in Form von Montageanschlüssen mit Verriegelungselementen, um den Erfassungstunnel lösbar, aber fest an den Inspektionsförderer anschließen zu können.
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Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels und zugehöriger Zeichnungen näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen:
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1: eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zum Identifizieren von Verpackungen nach einer vorteilhaften Ausführung der Erfindung, wobei der Vereinzelungsförderer, der Inspektionsförderer und der darauf aufgesetzte Erfassungstunnel in einer Seitenansicht und einer Draufsicht dargestellt sind und die Vereinzelung der zu inspizierenden Verpackungen ersichtlich ist,
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2: eine perspektivische Darstellung des auf dem Inspektionsförderer aufgesetzten Erfassungstunnels,
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3: eine schematische, perspektivische Darstellung des Erfassungstunnels in einer Teilschnittansicht, die die Anordnung der Erfassungskameras an einer Decke des Erfassungstunnels zeigt, und
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4: eine schematische, perspektivische Darstellung des Erfassungstunnels ähnlich 3 in einer Teilschnittansicht, die die Anordnung der Beleuchtungsvorrichtung und deren Streulichtstrahlern zeigt.
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Wie 1 zeigt, können die zu identifizierenden Verpackungen 1 zunächst auf eine Vereinzelungsvorrichtung 2 aufgegeben werden, die beispielsweise als Aufgabeplatte 3 ausgebildet sein kann, die im Wesentlichen eben konturiert und etwa liegend oder auch leicht schräg zum daran anschließenden Inspektionsförderer 4 hin geneigt angeordnet sein kann. Die Verpackungen 1 können dabei unsortiert aus einem Speicherbehältnis wie beispielsweise dem gelben Sack heraus auf die Aufgabeplatte 3 geschüttet werden, um von der Aufgabeplatte 3 einzeln auf den Inspektionsförderer 3 übergeben zu werden. Dies kann grundsätzlich manuell erfolgen, beispielsweise indem von einem Anlagenbediener bzw. Arbeiter händisch oder von einem zyklisch angetriebenen Abschieber eine Verpackung nach der anderen von der Aufgabeplatte 3 weiter auf den Inspektionsförderer 4 geschoben wird. Die genannte Aufgabeplatte 3 kann hierbei als eigenständige Baugruppe ausgebildet sein, die nicht zwingend eine Verbindung zum Inspektionsförderer 4 zu haben braucht, gleichwohl jedoch haben kann. Vorteilhafterweise kann die genannte Aufgabeplatte 3 mit ihrem Übergabeende ein Stück weit oberhalb dem Aufgabeende des Inspektionsförderers 4 angeordnet sein.
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Alternativ zu einer solchen Aufgabeplatte könnte auch ein aktiv antreibbarer Aufgabe- bzw. Vereinzelungsförderer vorgesehen sein, beispielsweise in Form einer Rüttelplatte, die leicht schräg gestellt zum Inspektionsförderer 4 hin abfällt und durch Vibrationen einzelne Verpackungen nacheinander auf den Inspektionsförderer 4 geben kann. Alternativ zu einer solchen Rüttelplatte wäre auch ein taktweise antreibbares Förderband verwendbar, welches im Stop-and-go-Betrieb nacheinander die Verpackungen einzeln auf den Inspektionsförderer 4 gibt.
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Der Inspektionsförderer 4 kann als Förderband ausgebildet sein, welches endlos umlaufend antreibbar ist. Alternativ können jedoch auch Riemen- oder Kettenförderer eingesetzt werden, die entsprechend endlos umlaufende Fördermittel aufweisen, oder ein Rollenförderer verwendet werden. Vorteilhafterweise besitzt der Inspektionsförderer 4 eine im Wesentlichen eben ausgebildete, liegend angeordnete Förderoberfläche, die die Verpackungen 1 durch den Erfassungstunnel 5 hindurch fördern kann.
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Der Inspektionsförderer 4 kann hierbei kontinuierlich arbeitend ausgebildet sein, um die Verpackungen 1 liegend auf der Förderoberfläche des Inspektionsförderers 4 kontinuierlich durch den Erfassungstunnel 5 zu fördern.
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Der Erfassungstunnel 5 kann einen im Wesentlichen quader- oder zylinderförmigen Aufsatz bilden, der über dem Förderweg des Inspektionsförderers 4 sitzend angeordnet werden kann, so dass die auf dem Förderband 4 liegenden Verpackungen 1 unter dem Aufsatz bzw. durch den Erfassungstunnel 5 hindurch transportiert werden können.
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Der genannte Erfassungstunnel 5 ist hierbei im Wesentlichen als Hohlkörper ausgebildet, dessen Unterseite offen ist bzw. von der Förderoberfläche des Inspektionsförderers 4 begrenzt wird. Mantelflächenseitig sowie deckenseitig ist der Erfassungstunnel 5 vorteilhafterweise durch lichtundurchlässig ausgebildete Wandelemente beispielsweise in Form von ebenen Wandpaneelen eingefasst, die innenseitig mattiert, insbesondere dunkelmatt ausgebildet sein können, um Lichtreflexionen und Streulicht zu schlucken bzw. absorbieren. Ein Durchgangskanal zwischen dem Inspektionsförderer 4 und den unteren Enden der mantelflächenseitigen Wände des Erfassungstunnels 5 ist ausreichend dick bzw. hoch bemessen, um die auf dem Förderer liegenden Verpackungen hindurchfördern zu können.
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Am oberen Ende bzw. an der Decke des Erfassungstunnels 5 ist zumindest eine Kamera 6 derart angeordnet, dass die Kamera 6 durch den Erfassungstunnel 5 hindurch im Wesentlichen senkrecht auf die Oberfläche des Inspektionsförderers 4 blickt. Bei der in den Figuren gezeigten, im Wesentlichen liegenden Anordnung des Inspektionsförderers 4 kann die Kamera 6 im Wesentlichen senkrecht nach unten blicken.
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Je nach Ausbildung und Erfassungsfenster können auch mehrere Kameras 6 an der Oberseite des Erfassungstunnels 5 angeordnet sein und die Oberfläche des Inspektionsförderers 4 beobachten bzw. abtasten, wobei zwei oder mehrere Kameras überdeckende Abschnitte oder die ganze Breite des Förderers 4 beobachten können bzw. einander überlappende oder auch kongruent überdeckende Beobachtungsfenster aufweisen können. Alternativ können in Weiterbildung der Erfindung auch mehrere Kameras 6 vorgesehen sein, die nebeneinander und/oder hintereinander liegende Beobachtungsfenster auf der Fördereroberfläche beobachten bzw. aufweisen, insbesondere können zwei oder mehr Kameras 6 zwei oder mehr nebeneinander liegende Fahrspuren bzw. Förderspuren auf dem Inspektionsförderer 4 beobachten, ggf. mit geringer seitlicher Überlappung der Beobachtungsfenster, so dass es sichergestellt ist, dass tatsächlich die vollständige Breite des Förderers überwacht wird.
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Die genannten Kameras 6 können grundsätzlich verschieden ausgebildet sein, wobei gemäß einer vorteilhaften Ausführung der Erfindung Matrixkameras Verwendung finden können, die eine matritzenhaft aufgeteilte Beobachtung der Verpackungen 1 auf der Förderoberfläche des Förderers 4 und eine entsprechend einfache Auswertung der Bilddaten ermöglichen.
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Um die von den Kameras 6 erfassten Bilder bzw. abgebildeten Verpackungen 1 gut sichtbar auszuleuchten, ist dem Erfassungstunnel 5 eine Beleuchtungsvorrichtung 7 zugeordnet, die die Verpackungen 1 bei Durchlaufen des Erfassungstunnels 5 bestrahlen. Um Reflexionen insbesondere auf Kunststofffolien oder anderen hochglänzenden Verpackungsoberflächen zu minimieren, ist die Beleuchtungsvorrichtung 7 diffus strahlend bzw. streuend ausgebildet, wobei vorteilhafterweise weißes Licht verwendet wird, um hohe Kontraste und gute Sichtbarkeit zu erreichen. In Weiterbildung der Erfindung kann die Beleuchtungsvorrichtung 7 mehrere Streulichtquellen 8 umfassen, die die auf dem Inspektionsförderer 4 laufenden Verpackungen 1 im Inneren des Erfassungstunnels 5 schleifend schräg von einer Seite her und/oder senkrecht zur Oberfläche des Inspektionsförderers 4 beleuchten können. Wie 3 und 4 zeigt, können die Streulichtquellen 8 insbesondere am unteren Ende des Erfassungstunnels 5 seitlich an dem Inspektionsförderer 4 angeordnet sein, insbesondere an der Innenseite der Seitenwandungen des Erfassungstunnels 5, die an den Längsseiten parallel zur Förderrichtung des Inspektionsförderers 4 im Wesentlichen bis zur Oberfläche des Förderers heruntergezogen sein können. Zusätzlich kann zumindest eine Streulichtquelle 8 an der Decke des Erfassungstunnels 5 in Blickrichtung der Kamera 6 Licht auf die Verpackungen 1 strahlen.
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Wie 3 und 4 verdeutlichen, können seitliche Streulichtquellen 8 auf gegenüberliegenden Seiten des Inspektionsförderers 4 angeordnet sein. Zusätzlich oder ggf. auch einzeln, d. h. ohne die genannten seitlichen Lichtquellen kann oberseitig eine Streulichtquelle 8 Verwendung finden.
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Die genannten Streulichtquellen 8 können dabei als Leuchtmittel Leuchtstofflampen bzw. -röhren umfassen, die hinter Diffusor- bzw. Streulichtscheiben aus beispielsweise milchigem, weißem Plexi- bzw. Acrylglas montiert sein können.
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Um die Bilder der Verpackungen 1 möglichst wenig durch störendes Umgebungslicht zu beeinträchtigen, kann der Erfassungstunnel 5 im Wesentlichen allseitig geschlossen ausgebildet sein und bis zur Oberfläche des Inspektionsförderers 4 heruntergezogen sein, wobei lediglich an der Einlauf- und Auslaufseite über dem Inspektionsförderer 4 ein Durchtrittsspalt 9 offen bleibt, um den Durchgang der Verpackungen 1 zu erlauben.
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Der Erfassungstunnel 5 bildet dabei vorteilhafterweise einen separaten, vom Inspektionsförderer 4 abnehmbaren Baustein, der mit lösbaren Anschlusskonturen passgenau an den Inspektionsförderer 4 anschließbar bzw. darauf aufsetzbar ist. Der genannte Erfassungstunnel 5 kann dabei mit den zuvor erläuterten Kameras 6 und/oder der Beleuchtungsvorrichtung 7 zu einer separaten Baugruppe zusammengefasst sein, die sich vom Inspektionsförderer 4 als Ganzes abnehmen lässt, um den Transport der Anlage zu erleichtern.
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Die von den Kameras 6 bereitgestellten Bilder der durch den Inspektionstunnel 5 laufenden Verpackungen 1 werden einer Auswerteeinrichtung 10 zugeführt, die die Bilddaten auswertet, um auf den Verpackungen 1 angebrachte Codes wie Barcodes oder auch andere Kennzeichnungen wie beispielsweise Markennamen zu identifizieren. Hierzu kann die genannte Auswerteeinrichtung 10 Code-, insbesondere Barcode-Erfassungsmittel und/oder Texterkennungsmittel umfassen, die beispielsweise in Form von Software in der Auswerteeinrichtung 10 abgelegt sein können.
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Mit der Auswerteeinrichtung 10 verbunden kann eine Speichereinrichtung 11 sein, in der die ausgewerteten Daten und/oder die von den Kameras 6 bereitgestellten Bilder abgelegt werden können, beispielsweise dergestalt, dass zu Verpackungen, deren Code oder Kennzeichnung erkannt wurde, nur die Identifizierte Codierung oder Kennzeichnung gespeichert wird, während zu Verpackungen, bei denen keine Codierung erkannt werden konnte, das gesamte Bild gespeichert wird, um ggf. noch eine manuelle, visuelle Nachkontrolle zu ermöglichen. Alternativ können zu allen erfassten Verpackungen 1 sowohl die Bilddaten als auch die erfassten bzw. bestimmten Codierungsdaten gespeichert werden, insbesondere wenn ein ausreichend großer Speicher zur Verfügung steht.
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Die Anordnung von Speichereinrichtung 11 und Auswerteeinrichtung 10 kann grundsätzlich verschieden getroffen sein. Beispielsweise kann die Auswerteeinrichtung 10 und die Speichereinrichtung 11 in einen am Erfassungstunnel 5 angeordneten Anlagenrechner, beispielsweise in Form eines Industrie-PCs integriert sein. Alternativ kann am Erfassungstunnel 5 auch nur die Speichereinrichtung 11 vorgesehen sein, die zunächst alle Bilddaten der Kameras 6 speichert, so dass die Auswertung in der Auswerteeinrichtung 10 dann an anderer Stelle erfolgen kann, beispielsweise indem ein externer Auswerterechner die gespeicherten Daten aus der Speichereinrichtung 11 ausliest.
