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Die Erfindung betrifft eine Fördervorrichtung zum Transportieren und zum Vermessen eines Objektes gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Im Bereich der Förder- und Logistik-Branche ist an einigen Stellen ein kontinuierlicher Materialfluss erforderlich, an dem auf einem flachen Förderband in einer Hauptförderrichtung transportierte Objekte detektiert und diese gegebenenfalls auf ihre Dimensionen vermessen werden. Diese Aufgabe wird in der Regel von einem Volumen-Mess-System zur Volumenmessung mittels Scannern, Lichtschranken, Lichttastern oder Lichtgittern als Sensoren realisiert.
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Derzeitige Volumen-Messsysteme vermessen Objekte mit quaderförmiger und/oder mit nahezu beliebiger Form auf dem Förderband. Das Volumen-Messsystem bestimmt berührungslos das reale Volumen des Objektes sowie Länge, Breite und Höhe des kleinsten umhüllenden Quaders. Hierbei wird zumindest ein Sensor über dem Förderband installiert, der die Oberfläche der transportierten Objekte abtastet und die Daten an seinen Schnittstellen zur Weiterverarbeitung bereitstellt.
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Der Sensor sendet Lichtstrahlen in Richtung des Förderbandes und detektiert von der Oberfläche des Objektes reflektierte Lichtstrahlen, wenn Lichtsender und Lichtempfänger des Sensors auf einer gleichen Seite des Förderbandes angeordnet sind, oder von dem Objekt nicht blockierte Lichtstrahlen, wenn Lichtsender und Lichtempfänger des Sensors auf gegenüberliegenden Seiten des Förderbandes angeordnet sind. In diesem Zusammenhang wird die Seite des Förderbandes, auf der das Objekt aufliegt, als Oberseite des Förderbandes verstanden, und die gegenüberliegende Seite des Förderbandes wird als Unterseite des Förderbandes verstanden.
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Die Lichtstrahlen des Sensors werden nicht nur von der Oberfläche des Objektes sondern auch von der Oberfläche des Förderbandes reflektiert, so dass das Förderband ein Störrauschen in dem Messsignal des Sensors bewirkt. Dieses Störrauschen des Förderbandes hat den Nachteil, dass ein Messsignal eines sehr flachen Objektes auf dem Förderband in diesem sogenannten Rauschband von dem Sensor umfasst ist. Dadurch kann die Höhe des Objektes nicht mit ausreichender Genauigkeit erfasst bzw. vermessen werden.
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Aus diesem Grund wird bei den bekannten Volumen-Messsystemen eine erforderliche Detektionslinie, das sogenannte Trigger-Level, für den Sensor eingestellt, so dass nur Messsignale oberhalb des Rauschbandes des Sensors für die Bestimmung der Höhe des Objektes Berücksichtigung finden. Mit anderen Worten, nur Objekte mit einer Mindesthöhe können erfasst bzw. vermessen werden.
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Weist ein Objekt ansteigende bzw. abfallende Körperkanten auf, so können die Anteile des Körpers, beispielsweise eine Breite und/oder eine Länge, nicht korrekt erfasst werden, die unter der erforderlichen Detektionslinie liegen. Dadurch ergibt sich ein falsches Messergebnis der Dimension des Objektes.
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Um diesen Nachteil zu umgehend, ist eine Fördervorrichtung zum Transportieren und zum Vermessen eines Objektes aus
EP 2 884 310 B1 bekannt, bei der zwei Förderbänder mit einem marginalen Abstand aneinander angeordnet sind. Der Sensor ist oberhalb und zwischen den beiden Förderbändern angeordnet, so dass ein befördertes Objekt an der Stelle des Übergangs zwischen den beiden Förderbändern vermessen werden kann.
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Hierbei ergibt sich aus der Anordnung der Fördervorrichtung, dass sich beim Übergang des Objektes von einem Förderband auf das andere Förderband ein Schlupf zwischen der Bewegung der Förderbänder und der Bewegung des Objektes ergibt, so dass die Vermessung des Objektes fehlerhaft ist.
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Aus
US 4,750,621 A ist eine Fördervorrichtung gemäß den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 bekannt. Hierbei besteht das Förderband aus einem Förderband, das durch eine zusätzliche Rolle in vertikale Richtung zu einer Förderrichtung des Objektes ausgelenkt ist. Hierdurch ist eine zusätzliche Anbringung der zusätzlichen Rolle erforderlich.
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Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, eine Fördervorrichtung der eingangs genannten Art derart zu verbessern, dass eine genaue Vermessung des Objektes beim einfachen Aufbau gewährleistet ist.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Fördervorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1.
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Hierbei umfasst die Fördervorrichtung zum Transportieren und zum Vermessen eines Objektes einen Sensor mit einem an einem Förderband angeordneten Lichtsender, der erste Lichtstrahlen in Richtung des Förderbandes aussendet, und einem an dem Förderband angeordneten Lichtempfänger, der zweite Lichtstrahlen empfängt, und eine Auswerteeinrichtung zum Bestimmen einer Dimension des Objektes durch Auswerten der empfangenen zweiten Lichtstrahlen, wobei das Förderband ein kontinuierliches Förderband ist, das durch zumindest eine Antriebseinheit angetrieben ist und sich in eine Hauptförderrichtung bewegt, und wobei zumindest eine Spalte in dem kontinuierlichen und unterbrechungsfreien Förderband vorgesehen ist, durch die die ersten Lichtstrahlen treten, und wobei die ersten Lichtstrahlen eine Scanebene in diesem zumindest einen Spalte quer zu der Hauptförderrichtung des Förderbandes bilden.
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Durch die erfindungsgemäße Anordnung des kontinuierlichen Förderbandes ergibt sich der Vorteil, dass das Objekt schlupffrei transportiert werden kann und eine genaue Vermessung des Objektes, insbesondere Objekte mit sehr geringer Höhe, ohne Störrauschen durchgeführt werden kann.
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Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel besteht der Sensor aus einem Laserscanner, einer aus dem Lichtsender und dem Lichtempfänger bestehenden Lichtschranke oder einem Lichtgitter-Paar.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel, das nicht Gegenstand der Erfindung ist, ist zumindest eine Umlenkeinrichtung vorgesehen, die das kontinuierliche Förderband unterbrechungsfrei derart aus seiner Hauptförderrichtung umlenkt, so dass sich die zumindest eine Spalte quer zu der Hauptförderrichtung des Förderbandes bildet. Die Umlenkeinrichtung ermöglicht vorteilhafterweise ein einfaches Vorsehen der zumindest einen Spalte, so dass in dem Scanbereich kein Störrauschen durch das Förderband vorhanden ist.
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Vorteilhafterweise besteht die Umlenkeinrichtung aus zumindest drei Umlenkrollen, die in Form eines Dreiecks zueinander und mit einer Seite des Dreiecks parallel zu der Hauptförderrichtung des Förderbandes angeordnet sind. Insbesondere sind eine erste und eine zweite Rolle einander gegenüberliegend und die Spalte zwischen einander bildend angeordnet und eine dritte Rolle bezogen auf die erste und zweite Rolle ist unterhalb der Spalte und unterhalb der ersten und zweiten Rolle angeordnet.
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Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel, das nicht Gegenstand der Erfindung ist, sind die erste und zweite Rolle auf einer Unterseite des Förderbandes und die dritte Rolle auf einer gegenüberliegenden Oberseite des Förderbandes angeordnet.
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Weiterhin dient gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel, das nicht Gegenstand der Erfindung ist, die dritte Rolle der Umlenkeinrichtung als Referenz-Remission für den Sensor. Hierdurch kann eine Kalibrierung des Sensors der Fördervorrichtung ohne zusätzliche Komponenten erreicht werden, so dass die Kosten der Fördervorrichtung niedrig gehalten werden können, obwohl zusätzliche Funktionalitäten vorhanden sind. Vorteilhafterweise sind Referenzmarken, insbesondere Reflexmarken, auf der dritten Rolle vorgesehen, die vom Sensor für eine Kalibrierung der Fördervorrichtung, ein Einlernen von Parametern, eine Bestimmung einer Geschwindigkeit und/oder eine Drehrichtung des Förderbandes und dergleichen auslesbar sind.
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Gemäß einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel ist ein lichtdurchlässiges Förderelement in der zumindest einen Spalte zwischen dem umgelenkten Förderband angeordnet. Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass der schlupffreie Transport des Objektes über die zumindest eine Spalte mechanisch unterstützt und stabilisiert wird, so dass eine noch genauere Vermessung des Objektes erzielbar wäre. Vorteilhaftweise ist das Förderelement derart gestaltet, dass es Verschmutzungen vom Förderband auffängt und quer zu der Hauptförderrichtung des Förderbandes entsorgt. Insbesondere kann das Förderelement die Gestalt einer Regenrinne aufweisen, so dass die Verschmutzungen vom Förderband einfach und sicher aufgefangen werden können. Hierbei kann in bevorzugter Weise Druckluft, die entlang einer Längsachse des Förderelements gerichtet ist, auf einfachste Art und Weise die Entsorgung bzw. das Wegtransportieren der Verschmutzungen von dem Förderelement erreicht werden.
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Vorteilhafterweise ist die Umlenkeinrichtung, die nicht Gegenstand der Erfindung ist, zum Spannen des Förderbandes vorgesehen. Das heißt, die Umlenkeinrichtung dient nicht nur dazu, um das Förderband unterbrechungsfrei umzulenken, so dass die Spalte in dem Scanbereich vorgesehen werden kann, sondern auch um das Förderband unter Spannung zu halten, so dass das Objekt mit vordefinierter Geschwindigkeit und schlupffrei transportiert und vermessen werden kann.
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Hierbei ist gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel, das nicht Gegenstand der Erfindung ist, ein Hohlraum zwischen der Spalte und der dritten Rolle vorhanden, der durch das Förderband umgrenzt ist. Vorteilhafterweise ist in dem Hohlraum ein Reflektor einer aus dem Lichtsender und dem Lichtempfänger bestehenden Lichtschranke oder der Lichtempfänger bzw. der Lichtsender eines Lichtgitter-Paares angeordnet. Dadurch ist eine platzsparende Anordnung des Sensors an dem Förderband der Fördervorrichtung möglich.
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Bevorzugte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sowie weitere Vorteile der Erfindung sind den Unteransprüchen, der nachfolgenden Beschreibung und den Zeichnungen zu entnehmen.
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1 eine schematische 3D-Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels, das nicht Gegenstand der Erfindung ist, einer Fördervorrichtung;
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2 eine schematische Seitenansicht des ersten Ausführungsbeispiels der Fördervorrichtung;
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3 eine weitere schematische 3D-Darstellung des ersten Ausführungsbeispiels der Fördervorrichtung;
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4 eine schematische Detail-Seitenansicht des ersten Ausführungsbeispiels der Fördervorrichtung;
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5 eine weitere schematische Detail-Seitenansicht des ersten Ausführungsbeispiels der Fördervorrichtung;
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6 eine schematische Detail-Seitenansicht eines Förderelements des ersten Ausführungsbeispiels der Fördervorrichtung; und
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7 eine schematische 3D-Darstellung eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Fördervorrichtung.
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In der 1 ist eine schematische 3D-Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels, das nicht Gegenstand der Erfindung ist, der Fördervorrichtung 1 gezeigt.
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Die Fördervorrichtung 1 umfasst einen Sensor 2, der an einem Förderband 3 angeordnet ist. Insbesondere ist der Sensor 2 in einer vertikalen Richtung zu dem Förderband 3 angeordnet.
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Das Förderband 3 fördert ein Objekt O entlang einer Hauptförderrichtung F, so dass das Objekt O an dem Sensor 2 vorbeitransportiert wird, um vom Sensor 2 vermessen zu werden.
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Der Sensor 2 weist einen Lichtsender 2a und einen Lichtempfänger 2b auf. Hierbei besteht der Sensor 2 vorteilhafterweise aus einem Laserscanner, einer aus dem Lichtsender 2a und dem Lichtempfänger 2b bestehenden Lichtschranke oder einem Lichtgitter-Paar.
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Der Lichtsender 2a des Sensors 2 sendet erste Lichtstrahlen L1 in Richtung des Förderbandes 3, so dass die ersten Lichtstrahlen L1 eine Scanebene SE über dem Förderband 3 bilden. Das Objekt O wird mittels des Förderbandes 3 durch die Scanebene SE des Sensors 2 transportiert. Hierbei wird ein Teil der ersten Lichtstrahlen L1 von dem Objekt O, insbesondere von dessen Umriss, in Form von zweiten Lichtstrahlen L2 reflektiert, so dass die zweiten Lichtstrahlen L2 von dem Lichtempfänger 2b des Senders 2 erfasst werden.
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Der Sensor 2 ermittelt aus den zweiten Lichtstrahlen L2 Daten bzgl. der Form des Objektes O und übermittelt diese Daten an eine nicht dargestellte Auswerteeinrichtung der Fördervorrichtung 1. Die Auswerteeinrichtung bestimmt aus den Daten genau und fehlerfrei eine Dimension, insbesondere eine Höhe, eine Länge und/oder eine Breite des Objektes O. Insbesondere Objekte O, die sich nur mit einer sehr kleinen Höhe von der Oberfläche des Förderbandes 3 abheben, werden exakt und störungsfrei vermessen.
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Hierzu ist das Förderband 3 der Fördervorrichtung 1 ein kontinuierliches Förderband 3, das durch zumindest einer Antriebseinheit 4 angetrieben ist und sich in der Hauptförderrichtung F bewegt, wobei zumindest eine Spalte S in dem kontinuierlichen und unterbrechungsfreien Förderband 3 vorgesehen ist, durch die die ersten Strahlen L1 des Sensors 2 treten. Mit anderen Worten, die Scanebene SC des Sensors 2 ist exakt in der zumindest einen Spalte S aufgespannt. Die Spalte S ist quer zu der Hauptförderrichtung F des Förderbandes 3 angeordnet. Vorzugsweise weist die Spalte S eine Breite von einen bis mehrere Millimeter auf, die für ein Durchtreten der ersten Strahlen L1 und/oder zweiten Strahlen L2 ausreichend ist.
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Hierdurch werden die ersten Lichtstrahlen L1 des Sensors 2 nicht durch das Förderband 3 reflektiert bzw. gestreut, so dass ein Störrauschen bei der Vermessung der Dimension des Objektes O vermieden ist. Zusätzlich bewirkt die kontinuierliche Bewegung des Objektes O mittels des kontinuierlichen und unterbrechungsfreien Förderbandes 3 eine schlupffreie Vermessung des Objektes O, so dass die Dimension des Objektes O genau und exakt bestimmt wird.
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Gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der Fördervorrichtung 1 und in 2 dargestellt, ist zumindest eine Umlenkeinrichtung 5 vorgesehen, die das kontinuierliche Förderband 3 unterbrechungsfrei derart aus seiner Hauptförderrichtung F umlenkt, so dass sich die zumindest eine Spalte S quer zu der Hauptförderrichtung F des Förderbandes 3 bildet.
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In der schematischen Seitenansicht des ersten Ausführungsbeispiels der Fördervorrichtung 1 in 2 besteht die Umlenkeinrichtung 5 aus zumindest drei Umlenkrollen 5a, 5b und 5c, die in Form eines Dreiecks zueinander und mit einer Seite des Dreiecks parallel zu der Hauptförderrichtung F des Förderbandes 3 angeordnet sind. Das Dreieck ist schematisch mit gestrichelten Linien in der 2 dargestellt. Hierbei sind eine erste und eine zweite Rolle 5a und 5b einander gegenüberliegend angeordnet, wodurch sich zwischen diesen beiden Rollen die Spalte S bildet. Eine dritte Rolle 5c ist, bezogen auf die erste und zweite Rolle 5a und 5b, unterhalb der Spalte S und unterhalb der ersten und zweiten Rolle 5a und 5b mittig angeordnet. Dabei sind die erste und zweite Rolle 5a und 5b auf einer Unterseite des Förderbandes 3 und die dritte Rolle 5c auf einer gegenüberliegenden Oberseite des Förderbandes 3 angeordnet.
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Der Sensor 2 ist direkt über der zumindest einen Spalte S angeordnet, so dass die ersten Lichtstrahlen L1 in die Spalte S treten. Hierbei ist ein Störrauschen durch das Förderband 3 vermieden.
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Die Umlenkeinrichtung 5 dient ferner zum Spannen des Förderbandes 3, so dass auf zusätzliche Spannelemente verzichtet werden kann. Hierdurch ist der schlupffreie Transport des Objektes O verbessert.
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Vorteilhafterweise dient die dritte Rolle 5c der Umlenkeinrichtung 5 als Referenz-Remission für den Sensor 2. Wie schematisch in der 3 dargestellt, weist die dritte Rolle 5c Referenzmarken 6, insbesondere Reflexmarken auf, die vom Sensor 2 für eine Kalibrierung der Fördervorrichtung 1, ein Einlernen von Parametern, eine Bestimmung einer Geschwindigkeit und/oder einer Drehrichtung des Förderbandes 3 und der gleichen auslesbar sind. Die ersten Lichtstrahlen L1 treten ungestört durch Lichtstreuung durch die zumindest eine Spalte S und werden besonders an den Referenzmarken 6 der dritten Rollen 5c reflektiert. Die an den Referenzmarken 6 reflektierten zweiten Lichtstrahlen L2 werden vom Sensor 2 erfasst und ausgewertet. Die Auswertung liefert Daten für die Kalibrierung der Fördervorrichtung 1 oder bzgl. der Geschwindigkeit und/oder die Drehrichtung des Förderbandes 3 und dergleichen.
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4 zeigt eine schematische Detail-Seitenansicht des ersten Ausführungsbeispiels der Fördervorrichtung 1, in der ein lichtdurchlässiges Förderelement 7 in der zumindest eine Spalte S zwischen dem umgelenkten Förderband 3 angeordnet ist. Das Förderelement 7 unterstützt das Objekt O bei seinem Transport über die zumindest einen Spalte S, so dass die Bewegung des Objektes O kontinuierlich, stabil und schlupffrei sein kann. Hierdurch ist die Vermessung des Objektes O präzise und genau.
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Vorteilhafterweise ist das Förderelement 7 derart gestaltet, dass es Verschmutzungen vom Förderband 3 auffängt und quer zu der Hauptförderrichtung F des Förderbandes 3 entsorgt. Hierbei kann das Förderelement 7, wie in der 5 dargestellt, die Gestalt einer Regenrinne aufweisen, so dass die Verschmutzungen vom Förderband 3 einfach und sicher aufgefangen werden können. Bevorzugterweise kann mittels einer Druckluftdüse 8 Druckluft, die entlang einer Längsachse des Förderelements 7 gerichtet ist, auf einfachste Art und Weise die Entsorgung bzw. das Wegtransportieren der Verschmutzungen von dem Förderelement 3 erreicht werden.
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Wie in der 6 gezeigt, ist ein Hohlraum 9 zwischen der zumindest einen Spalte S und der dritten Rolle 5c durch die Anordnung der Umlenkeinrichtung 5 vorhanden, der durch das Förderband 3 umgrenzt ist. Im Falle, dass der Sensor 2 aus beispielsweise einem Lichtgitter-Paar besteht, das einen von dem Lichtempfänger 2b separierten Lichtsender 2a umfasst, weist der Hohlraum 9 den Vorteil auf, dass der Lichtempfänger 2b bzw. der Lichtsender 2a oder vice versa des Lichtgitter-Paares in dem Hohlraum 9 angeordnet wird. Im Falle, dass der Sensor 2 aus beispielsweise einem Reflektor und einer aus dem Lichtsender 2a und dem Lichtempfänger 2b bestehenden Lichtschranke besteht, wird der Reflektor oder die Lichtschranke oder vice versa des Sensors 2 in dem Hohlraum 9 angeordnet. Hierdurch kann die Fördervorrichtung 1 kompakter aufgebaut werden.
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Gemäß der 7 ist eine schematische 3D-Darstellung eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Fördervorrichtung 1 dargestellt. Im Vergleich zu dem ersten Ausführungsbeispiel besteht das kontinuierliche Förderband 3 nicht aus einem einzelnen Förderband 3, sondern aus mehreren Riemen 3a mit vorgegebenem Abstand zwischen den Riemen. Hierbei definiert der vorgegebene Abstand zwischen den Riemen 3a die erfindungsgemäßen Abstände S in dem Förderband 3, durch die die ersten Lichtstrahlen L1 treten können.
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Die ersten Lichtstrahlen L1, die an den Riemen 3a reflektiert werden, bewirken ein Rauschband bei der Auswertung. Die ersten Lichtstrahlen L1, die durch die erfindungsgemäßen Spalten S treten, bewirken rauschfreie Signale bei der Auswertung. Diese rauschfreien Signale ermöglichen der Auswerteeinrichtung der erfindungsgemäßen Fördervorrichtung 1 eine Nulllinie für die Vermessung des Objektes O zu bestimmen. Vorteilhafterweise wird durch ein Referenzelement 10 mit einem charakteristischen Reflexionsgrad der Auswerteeinrichtung ermöglicht, ein Referenzsignal als Bezugsgröße für die Nulllinie genau zu bestimmen.
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Wird ein Objekt O entlang der Hauptförderrichtung F an dem Sensor 2 vorbei transportiert, ergeben sich an den Positionen der erfindungsgemäßen Spalten S eine rauschfreie Änderung der Signale der Nulllinie, die die Dimension des Objektes O wiedergeben. An den Positionen der Riemen ergeben sich nicht rauschfreie Signale, in denen die Dimension des Objektes O mitbeinhaltet ist. Unter Berücksichtigung der Signale an den Positionen der erfindungsgemäßen Spalten S können durch eine Verrechnung mit den nicht rauschfreien Signalen die korrekten Signale der Dimension des Objektes O errechnet werden.
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Das heißt, durch die erfindungsgemäßen Spalten S in den kontinuierlichen und unterbrechungsfreien Riemen 3a kann das Rauschband des Förderbandes 3 nicht nur reduziert, sondern durch die Berücksichtigung der Nulllinie kann die Bestimmung der Dimension des Objektes O genauer durchgeführt werden und das Störrauschen der Riemen 3a zuverlässig herausgefiltert werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Fördervorrichtung
- 2
- Sensor
- 2a
- Lichtsender
- 2b
- Lichtempfänger
- 3
- Förderband
- 3a
- Riemen
- 4
- Antriebseinheit
- 5
- Umlenkeinrichtung
- 5a, 5b, 5c
- Erste, zweite, dritte Rolle
- 6
- Referenz-Remission/Referenzmarken
- 7
- Förderelement
- 8
- Druckluftdüse
- 9
- Hohlraum
- 10
- Referenzelement
- F
- Förderrichtung
- L1
- Erste Lichtstrahlen
- L2
- Zweite Lichtstrahlen
- O
- Objekt
- S
- Zumindest eine Spalte
- SE
- Scanebene
