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Verfahren zum Vereinzeln von insbesondere flachen Gegenständen wie
Postsendungen Um Postsendungen automatisch verarbeiten zu können, muß die ungeordnet
angelieferte Rohpost so geordnet werden, daß die Sendungen einzeln und in einem
gegenseitigen Mindestabstand in einer Förderstrecke transportiert werden können.
Es sind schon verschiedene Verfahren und Einrichtungen bekannt, welche eine derartige
Vereinzelung erlauben. Man benutzt beispielsweise Geschwindigkeitsanstiege von hintereinandergeschalteten
Transportmitteln, ferner Trennwalzen Abs.reifer, Mitnehmerrollen oder -bänder, Schwingförderer,
Rutschen. Pendelrechen, Saugbänder oder andere pneumatische Mittel oder auch Kombinaticnen
dieser Mittel.
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Es ist bereits ein Verfahren zum Vereinzeln von in einem Stapler
b findlichen Postsendungen vorgeschlagen worden, welches eine schonende Behandlung
der Sendungen gewährleistet und Beschädigungen derselben ausschließt. Dabei wird
ein beweglich gelagerter Saugkopf mit seiner Saugfläche auf die auf einer Unterlage
liegenden Sendungen aufgesetzt. Durch Saugwirkung werden Sendungen von dem Saugkopf
erfaßt. Der Saugkopf wird sodann an zwei gegenläufige Greifrollen so herangebracht,
daß seine Saugfläche in einer Ebene mit der Abzugsfläche der Greifrollen liegt.
Die Greifrollen ziehen die Sendungen von dem Saugkopf ab. Während des Abziehens
wird der Saugkopf um seine Längsachse gedreht. Dann wird der Saugkopf zur Einleitung
eines neuen Arbeitszyklus wieder gegen die inzwischen weiter geförderte Unterlage
bewegt. Dieses Verfahren gestattet jedoch noch kein sicheres Vereinzeln von ungeordnet
liegenden Sendungen, da der Saugkopf dabei mehrere Sendungen zugleich erfassen könnte.
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Man könnte weiterhin Mittel vorsehen, welche eine Entscheidung darüber
erlauben, ob der Saugkopf eine oder mehrere Sendungen erfaßt hat. Falls derSaugkopf
nur eine einzelne Sendung erfaßt hat, wird dieselbe an die nachgeschalteten Fördereinrichtungen
weitergegeben. Im anderen Falle werden die erfaßten Sendungen wieder freigegeben,
und der Saugkopf wird von neuem auf die Sendungen aufgesetzt. Dabei ist es erforderlicht
daß der Saugkopf unter Umständen mehrmals auf die Sendungen aufgesetzt wird, ehe
er eine einzelne Sendung erfaßt, denn es unterliegt dem Zufall, wieviel Sendungen
erfaßt werden. Dieses Verfahren wäre daher zeitraubend. Denn der Saugkopf mit seiner
trägen Masse müßte unnötigerweise bewegt werden.
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Es ist daher ein Verfahren wünschenswert, durch welches der Saugkopf
so gesteuert wird, daß jeweils mit einem einzigen Greifvorgang eine einzelne Sendung
sicher erfaßt und weitertransportiert wird.
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Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung
zum Vereinzeln von auf einer Unterlage ruhenden Gegenständen mit ebenen Außenflächen,
insbesondere von flachen Gegenständen wie Postsendungen, mit Hilfe eines oder mehrerer
Saugköpfe, bei dem diese Aufgabe in vorteilhafter Weise gelöst wird.
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Das Verfahren besteht darin, daß zum Vereinzeln von ungeordnet liegenden
Sendungen die Anhäufung der Sendungen in periodischer Folge aus verschiedenen Richtungen
unter einem im wesentlichen gleichen Neigungswinkel beleuchtet wird, daß innerhalb
der beleuchteten Fläche Gebiete ermittelt werden, deren Flächenhelligkeit dabei
nur ein wenig schwankt, und daß zumindest ein Saugkopf so gesteuert wird, daß er
auf ein solches Gebiet aufsetzt und der erfaßte Sendung einem Fördermittel zuführt.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform einer Einrichtung zur Durchführung
dieses Verfahrens ist über der die Sendungen aufnehmenden Unterlage eine Einrichtung
zur Beleuchtung der Sendungen mit periodisch wechselnder Lichteinfallsrichtung angebracht,
ferner ist dort eine fotoelektrische Abtasteinrichtung vorhanden, die die beleuchtete
Fläche gebietsweise abtastet und der periodischen Schwankung der Flächenhelligkeit
innerhalb dieser Gebiete entsprechende Signale abgibt; ferner sind Auswertungs-
und Steuereinrichtungen vorgesehen, welche entsprechend diesen Signalen die Bewegungen
des oder der Saugköpfe steuern; und schließlich ist ein Fördermittel vorhanden,
das
zur Weiterleitung der ihm jeweils von einem Saugkopf übergebenen Sendung dient.
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Die Wirkungsweise des Verfahrens sowie weitere Ausbildungsmöglichkeiten
von Vorrichtungen zur Durchführung des Verfahrens werden nachstehend an Hand der
Zeichnung erläutert.
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Auf einer Unterlage 1 ruhen ungeordnet Sendungen 2. Als Unterlage
dient ein schrittweise bewegtes Band oder eine Scheibe. Eine Fläche 3 wird bei Stillstand
der Unterlage durch ein Lichtbündel 4 bestrahlt.
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Zur Erzeugung des Lichtbündels dient eine Lichtquelle 5, welche oberhalb
der Unterlagefläche angeordnet ist und auf einer Kreisbahn 6 umläuft. Die beleuchtete
Fläche 3 liegt im Grundriß etwa konzentrisch an der Kreisbahn 6, sie ist wesentlich
kleiner als die Kreisfläche.
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Durch das Umlaufen der Lichtquelle 5 erreicht man, daß die Sendungen
2 in periodischer Folge aus verschiedenen Richtungen angestrahlt werden. Da die
Ebene der Kreisbahn 6 parallel zu der Ebene der Unterlage 1 angeordnet ist, ist
der Einfallwinkel des Lichtkegeis 4 jeweils derselbe. Die Fläche 7 einer Sendung
erhält daher beim Umlauf der Lichtquelle 5 jeweils die gleiche Beleuchtungsstärke.
Wenn die Sendung7 nicht genau horizontal liegt, kann allerdings die Beleuchtungsstärke
in geringem Maße schwanken. An den Rändern der Sendungen, beispielsweise an der
Stelle 8, entsteht jedoch ein sich periodisch ändernder Schattenbereich. Die Helligkeit
dieses Schattenbereichs hängt von der Stellung der Lichtquelle S ab. Bei dem Umlauf
der Lichtquelle 5 wird die Helligkeit dieses Schattenbereichs 8 mit der Umlauffrequenz
der Lichtquelle 5 sich ändern. Wenn die Fläche 3 durch eine umlaufende Lichtquelle
5 beleuchtet wird, erhält man in ihr Gebiete, in denen die Beleuchtungsstärke praktisch
nicht schwankt, und Gebiete, in denen sich die Beleuchtungsstärke mit der Umlauffrequenz
der Lichtquelle 5 stark ändert.
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Wenn man den - in der Zeichnung nicht dargestellten - Saugkopf auf
eine Stelle aufsetzt, an der die Beleuchtungsstärke nur in geringem Maße schwankt,
so wird man dort nur eine einzelne Sendung erfassen. Man erreicht dies dadurch,
daß man mit Hilfe einer oder mehrerer Fotozellen die Fläche 3, auf die sich der
Saugkopf absenken soll, abtastet. Das durch eine einzelne Fotozelle erfaßte Gebiet
wird im allgemeinen wesentlich kleiner sein als die Fläche eines Saugkopfes. Daher
kann man beispielsweise drei Fotozellen 9 in der angedeuteten Weise oberhalb der
Fläche 3 anordnen, welche ein Gebiet 10 erfassen, das etwa die Größe des Saugkopfes
hat. Die Fotozellen 9 messen die Helligkeit der Fläche 10. Die Meßwerte der Fotozellen
9 werden in einer an sich bekannten, in der Figur nicht dargestellten Auswerteeinrichtung
analysiert. Die Auswerteeinrichtung ist in der Lage, festzustellen, ob die Helligkeit
der Fläche 16 bei dem Umlauf der Lichtquelle 5 in geringem oder in starkem Maße
schwankt. Man kann dies beispielsweise dadurch erreichen, daß man die Meßwerte der
Fotozellen einer harmonischen Analyse unterwirft, d. h., daß man die Amplitude des
den Helligkeitsschwankungen entsprechenden Wechselstromanteiles des Signals der
von den Fotozellen gebildeten Abtasteinrichtungen auswertet. Wenn sich dabei ergibt,
daß die durch die Fotozellen 9 gemessene Helligkeit mit der Umlauffrequenz der Lichtquelle
5 stark schwankt, ist das ein Zeichen dafür, daß die Lichtquelle einen zeitweisen
Schattenbereich 8 abtastet. In diesem Falle
darf der Saugkopf an dieser Stelle nicht
aufgesetzt werden.
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Erfassen die Fotozellen 9 jedoch ein Gebiet 10 auf der Fläche einer
einzelnen Sendung, so wird die Helligkeit in diesem Gebiet nur in geringem Maße
-wenn der Brief genau horizontal gegenüber der Unterlage liegt, überhaupt nicht
- schwanken, Man kann dann den Saugkopf auf die Fläche 10 aufsetzen, und der Saugkopf
wird sicher nur eine einzelne Sendung erfassen, die er nachgeschalteten Fördereinrichtungen
zuführt.
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Durch das Verfahren wird eine unnötige Bewegung des Saugkopfes vermieden.
Wenn die Fotozellen 9 einen Schattenbereich 8 erfassen, so muß ein anderes Gebiet
der Fläche 3 abgetastet werden. Zu diesem Zweck kann man die Fotozellen 9 so führen,
daß sie jeweils nacheinander einen streifenförmigen Bereich in der Fläche 3 abtasten.
Jeweils wenn ein Gebiet 10 auf der Fläche einer einzeln erfaßbaren Sendung ermittelt
ist, wird der Saugkopf an der betreffenden Stelle aufgesetzt und diese Sendung vereinzelt
weiter befördert. In diesem Falle muß auch die Aufsetzfläche des Saugkopfes mit
der Abtastfläche der Fotozellen 9 weiter bewegt werden. Man vermeidet diese zusätzliche
Bewegung des Saugkopfes, wenn man die Unterlagefläche t beweglich ausbildet; man
wird hierfür ein Förderband oder eine kreisförmige Scheibe vorsehen, welche jeweils
schnttweise weiter bewegt werden, wenn die Fotozellen 9 einen Schattenbereich erfassen.
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An Stelle einer einzigen Lichtquelle 5, welche auf einer Kreisbahn
6 bewegt wird, kann man längs einer Kreisbahn auch mehrere Lichtquellen anordnen,
welche in periodischer Folge nacheinander eingeschaltet werden, so daß die Fläche
3 nacheinander in periodischer Folge aus verschiedenen Richtungen bestrahlt wird.
Die Abtastung der Fläche 3 mit Hilfe der Fotozellen 9 erfolgt in diesem Falle in
derselben Weise, wie oben beschrieben.
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Bei Verwendung nur eines einzigen Saugkopfes, welcher in der Weise
gesteuert wird, ist die Vereinzelungsleistung nur gering; man wird daher mehrere
Saugköpfe verwenden, so daß die Vereinzelungsleistung des Verfahrens vergrößert
wird. Zur Abtastung der begrenzten Fläche 3 kann eine Fernseheinrichtung vorgesehen
werden, deren Aufnahmefläche in einzelne Bildpunkte unterteilt ist. Die Helligkeitswerte
der einzelnen Bildpunkte werden dann mit Hilfe einer elektronischen Recheneinrichtung
in an sich bekannter Weise ausgewertet. Diese elektronische Recheneinrichtung ermittelt
in der begrenzten Fläche 3 solche Gebiete von der Größe eines Saugkopfes, deren
Flächenhelligkeit sich bei umlaufender Lichtquelle nur in geringem Maße ändert.
Durch die Recheneinrichtung wird eine Vielzahl von Saugköpfen gesteuert. die jeweils
auf ein derartiges Gebiet. dessen Flächenhelligkeit sich nicht ändert, aufgesetzt
werden. Dadurch wird die Vereinzelungsleistung wesentlich größer.
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Wenn die Lichtquelle 5 auf einer Kreisbahn 6 umlaufen soll, so erfordert
dies einen gewissen mechanischen Aufwand. Die Beleuchtung kann auch in periodischer
Folge durch mehrere Lichtquellen erfolgen, welche auf einer Kreislinie ortsfest
angeordnet sind und in entsprechender Weise gesteuert werden müssen.
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Eine Weiterbildung der Erfindung erlaubt eine einfachere Durchführung
des Verfahrens derart, daß zwei einander gegenüberstehende Lichtquellen vorgesehen
sind, die die zu beleuchtende Fläche unter
demselben Winkel anstrahlen.
Die beiden Lichtquellen werden abwechselnd ein- und ausgeschaltet. Die Meßeinrichtung,
welche eine oder mehrere Fotozellen umfassen kann, mißt die jeweilige Flächenhelligkeit
des erfaßten Gebietes. Die Fotozellen sind senkrecht über dem beleuchteten Gebiet
symmetrisch zu beiden Lichtquellen angeordnet. Ist die Flächenhelligkeit, die von
den beiden Lichtquellen erzeugt wird, gleich, so ist dies ein Zeichen dafür, daß
die Meßeinrichtung die Planfläche einer einzeln erfaßbaren Sendung erfaßt, und der
Saugkopf wird in oben beschriebener Weise auf diese Planfläche aufgesetzt. Ist die
von den beiden Lichtquellen erzeugte Beleuchtungsstärke in dem erfaßten Gebiet verschieden,
so ist dies ein Anzeichen dafür, daß die Meßeinrichtung einen Schattenbereich erfaßt.
In diesem Falle wird ein benachbartes Gebiet der beleuchteten Fläche abgetastet.
Man muß dazu die Meßeinrichtung so steuern, daß sie jeweils nur in Zeitpunkten mißt,
in denen die Lichtstärke der beiden Lichtquellen gleich ist, und wählt dafür den
Moment der größten Helligkeit. Dabei muß die Helligkeit der beiden Lichtquellen
selbstverständlich übereinstimmen, was sich jedoch leicht erreichen läßt.
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Diese Weiterbildung des Verfahrens gestattet einen einfacheren Aufbau
der Beleuchtungseinrichtung. Es ist auch in diesem Falle möglich. die beleuchtete
Fläche in entsprechender Weise durch eine Fernseheinrichtullg abzutasten.
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Das Verfahren ist von der Farbe und dem Reflexionsvermögen der einzelnen
Sendungen unabhängig. da durch die Auswerteeinrichtung jeweils nur festgestell.
wird, ob sich in einem Abtastgebiet die Flächenhelligkeit stark ändert oder wenig,
bzw. gar nicht. Gebiete, in denen eine sich periodisch ändernde Schattenbildung
auftritt, werden durch die Einrichtung in jedem Fall erkannt, so daß verhindert
wird, daß ein Saugkopf auf ein solches Gebiet aufgesetzt wird.
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Die Beleuchung der Sendungen wird meistens durch sichtbares Licht
erfolgen; selbstverständlich ist jedoch auch die Verwendung anderen Lichtes, beispielsweise
infraroten oder ultravioletten Lichtes, möglich.
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Die Anwendung des Verfahrens ist im Vorigen ausfuhn1ich im Zusammenhang
mit dem Vereinzeln von Postsendungen beschrieben. Das erfindungsgemäße Verfahren
ist jedoch überall dort anwendbar, wo Gegenstände vereinzelt werden müssen, deren
Oberfläche in einem Bereich, der der Größe der Saugfläche entspricht, als eben anzusehen
ist. Auch in diesem Falle lassen sich diese Oberflächen mit Hilfe einer Auswerteeinrichtung
erkennen. Man kann daher mit dem Verfahren beispielsweise auch Packungen oder Dosen
vereinzeln, sofern sie der obigen Bedingung genügen. Weiterhin ist das Verfahren
auch dann anwendbar, wenn Gegenstände, die in unregelmäßiger Folge auf einem Fördermittel
angefördert werden, von demselben abgenommen werden sollen.