DE19736567C1 - Einrichtung zu einer merkmalsbezogenen Sortierung von Produkten und Verfahren zu deren Betrieb - Google Patents
Einrichtung zu einer merkmalsbezogenen Sortierung von Produkten und Verfahren zu deren BetriebInfo
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Landscapes
- Sorting Of Articles (AREA)
- Discharge Of Articles From Conveyors (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zu einer merkmalsbezogenen
Sortierung von Produkten, insbesondere von kleinstückigen
landwirtschaftlichen Erzeugnissen, von Erzeugnissen der
Lebensmittelindustrie oder - anderen stückigen sequentiellen
Masseströmen, als auch ein Verfahren zum Betrieb der Einrichtung.
In US-PS 5,388,705 ist eine Vorrichtung beschrieben, bei der eine
Aussortierung von durch eine Detektionsstation als kontaminiert oder in
sonstiger Art als schadhaft eingestufter Kunststoffflaschen vermittels
eines mit Druckluft betriebenen Auswerfers (Stößels) erfolgt.
Voraussetzung bei dieser Lösung ist eine strenge seitliche Ausrichtung
der Kunststofflaschen einheitlicher Normgröße zwischen der
Detektionsstation und dem Auswerfer. Bei dieser Lösung finden vier
Reflexionslichtschranken Verwendung, die auf die Höhe der seriell auf
einem Band eintreffenden Flaschenhälse gerichtet sind, welche lediglich
als Positionsmelder dienen und einzig ein Ja/Nein-Signal liefern. Zur
Lösung der Aufgabe vorliegender Erfindung ist diese Lehre nicht
geeignet.
In DE 195 32 306 A1 ist ebenfalls eine Aussortiervorrichtung für
Flaschen beschrieben, bei der ein Schrittmotor einen nockenscheibenartig
ausgebildeten Aussortierer antreibt, welcher die auszusortierenden
Flaschen mit einem impulsartigen Stoß beaufschlagt. Voraussetzung für
die Funktionsfähigkeit dieser Vorrichtung ist die strenge Ausrichtung des
zu sortierenden Flaschenstroms, wobei sich alle Flaschen in gleicher
Lageposition befinden müssen, in bezug auf einen konstanten kleinen
Abstand zum Aussortierer. Eine produktschonende Aussortierung nach
verschiedenen Merkmalen aus einem in Größe und Qualität
unterschiedlich zusammengesetzten Produktstromes ist mit dieser Lösung
ebenfalls nicht möglich.
Die der Erfindung am nächsten kommenden bekannten Einrichtungen
sind Sortiereinrichtungen auf den Gebieten der Landwirtschaft und
Lebensmittelindustrie. Aus DE 27 23 674 A1 ist eine Einrichtung
bekannt, bei der in einem Fallstrom zu sortierenden Ernteguts eine
Auswerfplatte vorgesehen ist, die eine Ansteuerung durch eine vorherige
Detektionseinrichtung erfährt und so eine Sortierung in zwei Fraktionen
durchführen kann. Eine ebensolche Sortierung in zwei Fraktionsströme
beschreibt DE 27 09 905 A1, bei der insbesondere Steine von Erntegut zu
trennen sind und bei der eine in zwei Positionen verstellbare
Fingereinheit bspw. einen Weg für den senkrechten Durchfall von
Steinen freigibt. Eine weitere Verbesserung bringt ein optoelektronischer
Sortierautomat, wie er bspw. in DE 41 27 903 A1 beschrieben ist. Das
Prinzip dieser Selektoren besteht darin, daß die zu verlesenden Produkte
einzeln, nacheinander in einem Fallraum durch bspw. in 120° zueinander
versetzt angeordnete Bildwandler optoelektronisch abgetastet werden.
Produkte mit Schadstellen werden dabei erkannt und mittels geeigneter
Rechenprogramme wird über einen Luftstoß ein fehlerhaft erkanntes
Produkt aus dem Gutstrom abgetrennt. Diese Sortierautomaten arbeiten
z. B. bei Kartoffeln mit Durchsatzraten von bis zu 5000 kg/h. Für die
Qualitätsverlese- oder Größensortierung kleinstückigerer oder
empfindlicherer Produkte, wie Tomaten, Bohnen, Erbsen, Steinost,
Kernobst, Beeren, Möhren, Fingermöhrchen, Karotten, Zwiebeln,
Getreidekörnern, Hülsenfrüchten, Mandeln, Nüssen, Gewürzkörnern etc.
oder auch z. B. Pommes frites, sind diese Automaten im Hinblick auf die
dort erforderlichen Durchsätze oder die Empfindlichkeit der Produkte
jedoch nicht geeignet.
Die Qualitätsverlesesortierung kleinstückiger Produkte, wie z. B.
Kartoffelchips, Pommes frites, Linsen oder vergleichbarer kleinstückiger
Erzeugnisse erfolgt nach dem gegenwärtigen Stand der Technik derart,
daß die Produkte möglichst voneinander beabstandet auf ein
Transportband aufgegeben werden, dort von optoelektronischen
Bildwandlern erfaßt und am Bandende durch entsprechend angesteuerte
Selektionsmechanismen schadhafte Produkte aus dem Gutstrom
abgetrennt werden. Die Nachteile dieser Vorgehensweise sind
vielgestaltig. So können sich die Produkte auf dem Förderband
überlagern, so daß schadbehaftete gar nicht erkannt werden können.
Schadhaft erkannte Produkte können infolge unruhig laufender
Förderbänder nach ihrer Erkennung bis zum Abwurfende eine
Lageveränderung erfahren, so daß sie in eine andere Bahn geraten und
Folge dessen nicht ausgesondert werden. Den Bildwandlern abgewandte
Produktteile, nämlich solche Oberflächen, die auf dem Förderband
aufliegen, können überhaupt nicht erfaßt werden. Diese Nachteile werden
durch eine Lösung nach DE 196 46 753.5 beseitigt, welche ebenfalls
vermittels einer Druckluftdüseneinheit, als derzeit bekanntem
schonendsten Selektiereinheit, lediglich eine Selektion des Produktstroms
in zwei Fraktionen, nämlich einen Gut- und einen Mangelstrom
vornehmen kann. Neben dem recht hohen Aufwand, der für die
Steuerung der Druckluftdüseneinheiten betrieben werden muß, wirkt die
mit ihnen erreichbare Impulsfolge begrenzend auf den erzielbaren
Gesamtdurchsatz zu sortierender Produkte. Auch ist bei dieser
Auswurflösung der Energieaufwand nicht unerheblich und die
Lärmemission kann bis an 90 db heranreichen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zu einer
merkmalsbezogenen Sortierung von beliebigen stückigen Produkten und
ein Verfahren zu deren Betrieb anzugeben, die eine sehr schnelle,
zumindest dreikanalige Fraktionierung eines Produktstroms bei
gleichzeitig schonender Produktbehandlung, niedrigem Energieverbrauch,
niedriger Lärmemission und hoher Verschleißfestigkeit ermöglichen und
beim Wechsel von zu sortierenden Produkten, bspw. zwischen Möhren,
Zwiebeln, Schrauben, Plastteilen, eine weitestgehend selbsttätige
Anpassung an das Sollergebnis der Sortierung ermöglicht.
Wenn im Rahmen der Erfindung von einer merkmalsbezogenen
Sortierung gesprochen wird, sollen darunter Produktparameter, wie
Volumen, Geschwindigkeit, Teilekontur, Massemittelpunkt, Schadstellen,
Ablenkcharakteristik, Drehimpuls o. ä. verstanden werden.
Das Wesen der Erfindung besteht darin, daß Produkte eines sequentiellen
Produktteilstromes eine erste Annäherungszone durchlaufen, in eine
zweite Zone gelangen, in der ein vermittels eines Schrittmotors in
Drehbewegungen versetzbares Trennelement vorgesehen ist, welches
umfangsmäßig gleichbeabstandete Finger trägt und welches je nach
Ansteuerung die zu sortierenden Produkte in mindestens drei weitere
Teilfraktionsstromzonen überführt, wobei ein Echtzeit-
Bildverfolgungssystem derart vorgesehen ist, daß es den gesamten Weg
der Produkte durch die genannten drei Zonen zu erfassen gestattet und
jedem Einzelprodukt zuorden- und adressierbar
Einzelproduktinformationen, wie einem oder mehrere Parameter, wie
Volumen, Geschwindigkeit, Teilekontur, Massemittelpunkt, Schadstellen,
Ablenkcharakteristik, Drehimpuls o. ä., in einem Speicher ablegt, dessen
Adressen bzw. Adressenbereiche eine feste Zuordnung zu den
geometrischen Koordinaten der von den Produkten durchlaufenen Zonen
und zu den geometrischen Koordinaten der Ausgangsstellung bzw.
deckungsgleichen Stellung des Trennelementes mit einer Auflösung in
der Größenordnung von 1 mm/Adresse haben und dessen
Zugriffsgeschwindigkeit mindestens so groß ist, daß zwischen jedem vom
Bildverfolgungssystem gespeicherten Bild durch mehrere Prozessoren auf
verschiedene Adressen gleichzeitig parallel oder zeitmultiplex
nacheinander ein Lesezugriff auf die Einzelproduktinformationen
erfolgen kann und diese Prozessoren mittels geeigneter Programme
Steuersignale erzeugen, die dem das Trennelement antreibenden
Schrittmotor die erforderliche Weg-Zeit-Funktion vorgeben, damit das
betreffende Produkt zum richtigen Zeitpunkt und mit der erforderlichen
Drehrichtung und Beschleunigung herausgetrennt wird, wobei der
Schrittmotor über einen Winkelgeber mit einer Auflösung in der
Größenordnung von 0,5 Grad verfügt, dessen Koordinatensignale den
steuernden Prozessoren die Momentanwerte des steuernden
Schrittmotors für Winkelposition, Drehrichtung, Geschwindigkeit und
Beschleunigung mitteilen. Der Betrieb der Einrichtung erfolgt dabei im
wesentlichen derart, daß von einem Echtzeit-Bildverfolgungssystem ein
jedes Produktteil des sequentiellen Produktteilstrom beginnend vom
Eintritt in die erste Annäherungszone, über eine vom Trennelement
erfaßbare zweite Zone bis hin in die dritte Teilfraktionsstromzone erfaßt
wird, jedes Produkt ab Eintritt in die Annäherungszone merkmalsbezogen
in einem Speicher fortlaufend erfaßt wird, dessen mittels Prozessoren und
geeigneter Programme erzeugten Signale dem Schrittmotor derart
zugeführt werden, daß dieser beim Eintritt eines zu selektierenden
Produktteils in die zweite Zone das Trennelement so ansteuert, daß ein
Finger des Trennelements auf das Produktteil hin beschleunigt wird, im
Moment der Produktteilberührung kurzzeitig abgebremst und unmittelbar
anschließend mit einer produktteilbezogenen definierten Beschleunigung
beaufschlagt und in eine solche Endstellung verbracht wird, daß die
Finger des Trennelements nach erfolgter Produktteilselektion, unabhängig
von der erfahrenen Rotationsrichtung, in eine zur ihrer Ausgangslage
deckungsgleichen Stellung verbracht werden.
Die Erfindung soll nachstehend anhand detaillierterer, schematischer
Ausführungsbeispiele näher erläutert werden. Es zeigen:
Fig. 1 eine Ausbildungsmöglichkeit der erfindungsgemäßen
Einrichtung mit ihren wesentlichen Einzelkomponenten,
Fig. 2 eine mögliche Ausbildung eines zum Einsatz gelangenden
Trennelements,
Fig. 3a einen Längsschnitt durch einen Finger eines Trennelements
nach Fig. 2 und
Fig. 3b einen Schnitt entlang einer ebene X-X durch einen Finger
nach Fig. 3a.
In Fig. 1 ist die erfindungsgemäße Einrichtung mit ihren
erfindungswesentlichen Merkmalen in ihrer Gesamtheit schematisch
dargestellt. Im Beispiel sollen die Produkte in einem nur angedeuteten
Kanal k bereits eine hintereinanderliegende Aufreihung erfahren haben
und diesen auf einem Weg p, hier einer Flugparabel, als sequentieller
Teilstrom verlassen bzw. in einem solchen Strom weitergeleitet werden.
Dabei durchlaufen die hier dargestellten Produkte 51, 52, 53 eine erste,
als Annäherungszone bezeichnete Zone a, daran anschließend eine Zone
b, in der ein Trennelement 1 vorgesehen ist, und gelangen, je nach
vorzunehmender Selektion, in Fraktionsteilströme c1, c2 und c3. Je nach
Selektionsvorgabe können weitere Fraktionsteilströme vorgesehen sein.
Der gesamte Weg der Produkte 51, 52, 53 durch die Zonen a bis cx als
auch merkmalsbezogene Produktparameter, wie Teilegröße,
Annäherungsgeschwindigkeit an die Zone b, Teilekontur,
Massemittelpunkt, ggf. der Drehimpuls eines Produktteils u. a. m., wird
durch ein diesen Weg erfassendes Echtzeit-Bilderfassungssystem 3
erfaßt. Für ein solches Echtzeit-Bilderfassungssystem 3 kommt eine
Hochgeschwindigkeitskamera, bekannt als sogenannte Smart-Kamera mit
im Bildwandler bereits integrierten Pre-Prozessoren, die bereits in der
Lage sind, bspw. den Flächenmittelpunkt eines Einzelprodukts neben den
reinen Bilddaten zu berechnen und diese Koordinaten für die weitere
Prozeßsteuerung bereitszustellen, in Betracht, die zumindest eine
Auflösung von 230 Bildern/sec (bis zu theoretisch 2000 Bildern/sec)
gewährleistet. Die Signale des Echtzeit-Bilderfassungssystems 3 werden
den einzelnen Produkten zugeordnet. Die jeweiligen
Einzelproduktinformationen, wie Volumen, Geschwindigkeit,
Teilekontur, Massemittelpunkt, Schadstellen, Drehimpuls,
Ablenkcharakteristik werden in je einem separaten Mikroprozessor 40
adressiert abgelegt und von dort einem Hauptkoordinatenprozessor 4
zugeführt. Vom Hauptkoordinatenprozessor 4 abgehende Signale
werden einem Hochgeschwindigkeitsschrittmotor 2 zugeführt. Dieser
trägt ein Trennelement 1, auf das im Rahmen der Figurenbeschreibung zu
den Fig. 2, 3a und 3b näher eingegangen wird. Die bis zum Erreichen
der Trennzone b durch das Echtzeit-Bilderfassungssystem 3 bereits
merkmalsbezogen erfaßten Einzelproduktparameter stehen zu
Ansteuerung des Schrittmotors 2 zur Verfügung und bewirken im
Beispiel der Fig. 1, daß bspw. eine reife, gesunde Frucht 51, vom
Trennelement 1 unbeeinflußt, da dieses in Durchlaßruhestellung verharrt,
den Weg c1 verfolgt, wohingegen im Beispiel eine zu kleine Frucht 52 in
den Weg c2 und eine faule Frucht 53 in den Weg c3 durch den Einfluß
des Trennelements 1 gelangt. Um die Wirkungsweise des
Trennelementes 1 näher zu beschreiben, soll zunächst sein im Rahmen
der Erfindung vorteilhaftester Aufbau ausgeführt werden.
Fig. 2 zeigt ein Trennelement 1 in Draufsicht. Um ein nicht näher
bezeichnetes Mittenteil sind sternförmig, umfangsmäßig gleichverteilt
Finger 10 angeordnet, im Beispiel jeweils um einen Winkelversatz von
72°. Auch kann in Abhängigkeit von der Sortiergutgröße eine höhere
Fingeranzahl vorgesehen sein, mindestens sollen im Sinne der Erfindung
jedoch drei Finger 10 vorhanden sein. In Abhängigkeit der zu
sortierenden Produkte, bspw. empfindliche Früchte, sind die Finger
äußerlich vorzugsweise mit einer Umhüllung 11, bestehend aus einem
sehr weichen Elastomer versehen. Insbesondere sind die Finger, wie in
den Fig. 3a und 3b im Schnitt angedeutet wie folgt aufgebaut: im
Inneren eines Fingers ist ein sich nach außen konisch verjüngender
Hohlraum 14 vorgesehen, der von einem Kernkörper 13 umfaßt ist. Um
dem Kernkörper 13 eine hohe Eigensteifigkeit zu verleihen, ist er aus
einem harten Elastomer (bspw. 80 Shore) dem Fasern, insbesondere
Kohlefasern, eingelagert sind, gefertigt. Auf diesen Kernkörper 13 sind
weitere Umhüllungen mit nach außen zunehmender Weichheit (bspw. 70,
60, 50, 40 Shore) aufgebracht, von denen in den Fig. 3a und 3b
lediglich zwei Umhüllungen 11, 12 dargestellt sind. Ein solcher Aufbau
des Trennelements 1 bedingt eine relativ geringe Masse und damit
geringe Trägheit, so daß es mit großer Winkelgeschwindigkeit und
wesentlich geringerem Energieaufwand, als eine
Druckluftselektionseinheit antreibbar ist. Die entstehende Lärmemission
läßt sich auf unter 70 db senken. Am Beispiel von Fig. 2 soll die
Trennung in die genannten Fraktionsteilströme c1, c2, c3 näher
beschrieben werden. Gelangt die oben als reife, gesunde Frucht
bezeichnete Frucht 51 zwischen die Finger 10 und 10b, erhält der
Schrittmotor 2 keinen Impuls vom Hauptkoordinatenprozessor 4 bzw.
einer diesem nachgeordneten Steuerung und die Frucht 51 gelangt in den
Fraktionsstrom c1, während das Trennelement in seiner Ausgangslage
verbleibt. Gelangt die bereits in der Annäherungszone a als zu klein
erkannte Frucht 52 in die Zone b zwischen die Finger 10a und 10b, erhält
der Schrittmotor einen Beschleunigungsimpuls in Richtung (in Fig. 2
entgegen dem Uhrzeiger) der Frucht 52 soweit, bis der Finger 10a die
Oberfläche der Frucht gerade berührt, wird in diesem Moment kurzzeitig
abgebremst, um unmittelbar anschließend, wenn sich der
Massemittelpunkt der Frucht 52 in Höhe der Mittenlängsachse des
Fingers 10a befindet, eine definierte Beschleunigung in gleicher Richtung
aufgeprägt zu bekommen, wodurch die Frucht 52 in den Fraktionsstrom
c2 ausgeworfen wird. Nach erfolgtem Auswurf bewirkt die Ansteuerung
des Trennmittels 1 durch einen weiteren Impuls eine weitere Verdrehung
in gleicher Richtung, so daß der Finger 10a die bisherige Lage des
Fingers 10b einnimmt, wodurch die Gesamtlage des Trennmittels 1
deckungsgleich zur beschriebenen Ausgangslage ist. Käme nun
anschließend wieder eine Frucht, die in den Fraktionsteilstrom c2 zu
verbringen wäre, braucht das Trennmittel 1 nicht wieder in die
beschriebene Ausgangslage verbracht zu werden, da es sich in einer
identischen Lage befindet. Dies hat den wesentlichen Vorteil, daß eine
Verdoppelung der Sortiergeschwindigkeit gegenüber einfachen
impulsförmig arbeitenden Trennmechanismen erreicht wird. Die
Selektion von Produkten 53 in den Fraktionsteilstrom c3 erfolgt in
analoger Weise mit entgegengesetztem Drehsinn des Trennmittels 1 und
bedarf hier keiner weiteren Erläuterung. Auch ist es im Rahmen der
Erfindung leicht möglich, bspw. zur Aussonderung von Fremdkörpern
aus dem sequentiellen Produktteilstrom, einen höheren
Beschleunigungsimpuls zur Ausonderung eines derartigen Bestandteils
dem Trennmittel 1 aufzuerlegen, so daß eine Aussonderung in weiter
abliegende Fraktionsteilströme erfolgen kann, so daß die Erfindung sich
nicht nur auf drei Teilströme beschränkt. Wesentlich im Rahmen der
Erfindung ist, daß das Echtzeit-Bildverfolgungssystem auch den Weg der
Produkte nach der Auftrennung in die einzelnen Fraktionsteilströme c1,
c2, c3 verfolgt und die hierbei gewonnenen Signale (Auswurfweiten)
einem Speicher 41 zuführt. Diese gewonnen Signale werden ständig mit
den vorgebbaren Sollwerten, die Treffern in die jeweiligen, den
Fraktionsteilströmen zugeordneten, im übrigen nicht näher dargestellten
Abführkanälen oder -bändern entsprechen, verglichen. Vermittels einer
Logikstufe 42 werden im Speicher dem Sollwert angepaßte
Ausgangssignale erzeugt und der Schrittmotor 2 bzgl. seiner
Beschleunigungsbeaufschlagung verändert angesteuert. Diese Maßnahme
ist insbesondere in der Anlaufphase der Sortierung einer Produktcharge
und beim Wechsel zwischen verschiedenen Produkten von Bedeutung, da
bspw. massegleiche Produkte unterschiedlicher Art bei identischem
Impuls unterschiedliche Auswurfweiten erfahren. Insbesondere birgt
diese Maßnahme jedoch den Vorteil in sich, daß keine baulichen
Veränderungen an der Gesamteinrichtung bei einem Produktwechsel
vorgenommen werden brauchen.
Es liegt weiterhin im Rahmen der Erfindung, zwecks optimaler
Anpassung an das jeweilige Sortiergut einen austauschbaren Satz
unterschiedlich fingerbesetzter und/oder unterschiedlich umhüllter Finger
vorzusehen. Ebenso liegt es im Rahmen der Erfindung, daß das Echtzeit-
Bildverfolgungssystem 3 sequentielle Produktströme, die von mehreren
Kanälen k ausgehen gleichzeitig erfaßt.
Auch liegt es im Rahmen der Erfindung, beidseitig zum Weg p der
Produkte 51, 52, 53 eine, an sich bekannte, deshalb hier nicht weiter
ausgeführte und in Fig. 1 nur strichliniert angedeutete mit mehreren
optoelektronischen Bildwandlern ausgestattete Meßkammer 6
vorzusehen, die der ersten Annäherungszone a vorgelagert ist oder diese
teilweise beinhaltet, und welche unabhängig vom Echtzeit-
Bildverfolgungssystem 3 eine eigenständige allseitige Produkterfassung
ermöglicht und die gewonnenen Signale ebenfalls, den Daten des
Echtzeit-Bildverfolgungssystems 3 einzelproduktbezogen zugeordnet und
dem Hauptkoordinatenprozessor 4 zuführt. Eine solche Kombination ist
dann sinvoll, wenn eine allseitige Produkterkennung gewünscht ist. Die
Aufgabe der allseitigen Produkterkennung kann auch dem Echtzeit-
Bildverfolgungssystems 3 integriert zugeordnet sein, wobei dann jedoch
wenigstens zwei solcher Echtzeit-Bildverfolgungssysteme 3 vorzusehen
sind, die einander gegenüberstehend die Produkte unter unterschiedlichen
Winkeln, vergleichbar einer Anordnung nach DE 196 46 753.5, erfassen
und ihre gewonnenen Informationen einer gemeinsamen Auswerte- und
Steuereinheit 4, 40, 41, 42 zuführen.
Weiterhin ist die Erfindung nicht auf die beschriebenen
Ausführungsformen in ihrer Gesamtheit und im Detail beschränkt. So
kann das beschriebene Trennelement 3 in Abhängigkeit von den zu
sortierenden Produkten und den vorgebbaren Sortierkriterien auch bspw.
von oben auf in festen Leitwegen geführte, aufgereihte Produkte
eingreifen. Ebenso kann die Gestaltung der Finger 10 auch abweichend
von der beschriebenen kreisrunden Ausführung z. B. abgeflacht
ausgeführt erfolgen, wenn bspw. Produkte zu sortieren sind, die durch
eine solche Fingergestaltung keine Verletzungen oder
Obeflächenbeschädigungen erfahren.
Durch die Erfindung ist eine Einrichtung geschaffen worden, die bei
entsprechender Betriebsweise mit hoher Geschwindigkeit und
Treffergenauigkeit eine produktschonende Sortierung bei niedrigem
Energieaufwand, hoher Verschleißfestigkeit und vergleichbar niedrigen
Kosten ermöglicht. Mit der beschriebenen Lösung sind Sortierungen für
beliebige Teilegrößen in Abhängigkeit von der Ausgestaltung des
Trennelementes, insbesondere von der Anzahl der Finger, möglich. Im
speziellen Beispiel, fünf Finger in 72 Grad Anordnung, sind bei
Teilegrößen von 35 ... 150 mm Teilesequenzen von mindestens fünfzig
Teilen/sec sortierbar. Für die Produktarten Kartoffeln, Tomaten oder
Gurken sind damit Durchsatzraten im Bereich von 6000 ... 9000 kg/h
erreichbar.
Alle in der Beschreibung, den nachfolgenden Ansprüchen und der
Zeichnung dargestellten Merkmale können sowohl einzeln als auch in
beliebiger Kombination miteinander erfindungswesentlich sein.
1
- Trennelement
10
,
10
a,
10
b- Finger des Trennelementes
1
11
,
12
- elastomere Umhüllungen
13
- Kernkörper
14
- Hohlraum
2
- Schrittmotor
3
- Echtzeit-Bildverfolgungssystem
4
- Hauptkoordinatenprozessor
40
- Mikroprozessoren bzw. Adressbereiche
41
- Speicher
42
- Logikstufe
51
,
52
,
53
- Produkte
k- Kanal
a- erste Annäherungszone
b- zweite Zone (Trennzone)
c1, c2, c3- Fraktionsteilstromzonen
p- Weg (Flugparabel)
k- Kanal
a- erste Annäherungszone
b- zweite Zone (Trennzone)
c1, c2, c3- Fraktionsteilstromzonen
p- Weg (Flugparabel)
Claims (10)
1. Einrichtung zu einer merkmalsbezogenen Sortierung von Produkten,
bestehend aus wenigstens einem Kanal (k), den die zu sortierenden
Produkte einzeln nacheinander passieren, dadurch gekennzeichnet, daß
die Produkte (51, 52, 53) eine erste Annäherungszone (a) durchlaufen,
in eine zweite Zone (b) gelangen, in der ein vermittels eines
Schrittmotors (2) in Drehbewegungen versetzbares Trennelement (1)
vorgesehen ist, welches umfangsmäßig gleichbeabstandete Finger (10)
trägt und welches je nach Ansteuerung die zu sortierenden Produkte
(51, 52, 53) in mindestens drei weitere Zonen (c1, c2, c3) überführt,
wobei ein Echtzeit-Bildverfolgungssystem (3) derart vorgesehen ist,
daß es den gesamten Weg der Produkte (51, 52, 53) durch die Zonen
(a; b; c1, c2, c3) zu erfassen gestattet und jedem Einzelprodukt (51,
52, 53) zuorden- und adressierbar Einzelproduktinformationen, wie
einem oder mehrere Parameter, wie Volumen, Geschwindigkeit,
Teilekontur, Massemittelpunkt, Schadstellen, Ablenkcharakteristik,
Drehimpuls o. ä., in einzelnen Mikroprozessoren bzw. Adressbereichen
(40) ablegt und einem Hauptkoordinatenprozessor (4) zuführt, dessen
Ausgangssignale den Schrittmotor (2) und damit das Trennelement (1)
mit einzelproduktbezogener unterschiedlicher Drehrichtung und
Beschleunigung ansteuern.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beidseitig
zum einem Weg (p) der Produkte (51, 52, 53) eine mit mehreren
optoelektronischen Bildwandlern ausgestattete Meßkammer (6)
vorgesehen ist, die der ersten Annäherungszone (a) vorgelagert ist oder
diese teilweise beinhaltet, und welche unabhängig vom Echtzeit-
Bildverfolgungssystem (3) eine eigenständige allseitige
Produkterfassung ermöglicht und die gewonnenen Signale ebenfalls,
den Daten des Echtzeit-Bildverfolgungssystems (3)
einzelproduktbezogen zugeordnet, dem Hauptkoordinatenprozessor (4)
zuführt.
3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem
Trennelement (1), sternförmig verteilt, wenigstens drei Finger (10)
zugeordnet sind.
4. Einrichtung nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß dem
Trennelement (1) bevorzugt fünf, jeweils um 72° versetzte Finger (10)
zugeordnet sind.
5. Einrichtung nach Anspruch 1, 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß
den Fingern (10) des Trennelementes (1) ein Kernkörper (13) hoher
Eigensteifigkeit gegeben ist, der mit wenigstens einer elastomeren
Umhüllung (11) versehen ist.
6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der
Kernkörper (13) durch einen sich vom Zentrum des Trennelements (1)
nach außen hin verjüngenden Konus gebildet ist, der aus einem harten
Elastomer mit Fasereinlagerung, insbesondere Kohlefasereinlagerung,
gefertigt ist.
7. Einrichtung nach Anspruch 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß die
elastomere Umhüllung des Kernkörpers (13) durch mehrere
aufeinander aufgebrachte Einzelumhüllungen (12, 11) gebildet ist,
deren jeweilige Weichheit nach außen hin zunimmt.
8. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das
Echtzeit-Bildverfolgungssystem (3) durch eine
Hochgeschwindigkeitskamera mit einer Auflösung von wenigstens
230 Bildern/sec gebildet ist.
9. Verfahren zum Betrieb einer Einrichtung nach den vorstehenden
Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß von einem Echtzeit-
Bildverfolgungssystem ein jedes Produktteil (51, 52, 53) eines
sequentiellen Produktteilstrom beginnend ab Eintritt in eine
Annäherungszone (a), über eine von einem Trennelement (1)
erfaßbare zweite Zone (b) bis hin in eine dritte Teilfraktionsstromzone
(c1, c2, c3) erfaßt wird, jedes Produkt beim Eintritt in die
Annäherungszone (a) merkmalsbezogen in einem Mikroprozessor bzw.
Adressbereichen (40) abgelegt und einem Hauptkoordinatenprozessor
(4) zugeführt wird, dessen Signale einem Schrittmotor (2) derart
zugeführt werden, daß dieser beim Eintritt eines zu selektierenden
Produktteils in die zweite Zone (b) ein Trennelement (1) so ansteuert,
daß ein Finger (10) des Trennelements (1) auf das Produktteil (52; 53)
hin beschleunigt wird, im Moment der Produktteilberührung kurzzeitig
abgebremst und unmittelbar anschließend mit einer
produktteilbezogenen definierten Beschleunigung beaufschlagt und in
eine solche Endstellung verbracht wird, daß die Finger (10) des
Trennelements (1) nach erfolgter Produktteilselektion, unabhängig voll
der erfahrenen Rotationsrichtung, in eine zur ihrer Ausgangslage
deckungsgleichen Stellung verbracht werden.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die
Ergebnisse von Produktteilselektionen, insbesondere masse- oder
volumenbezogene, in der dritten Zone (c2, c3) ermittelte
Auswurfweiten, zumindest in der Anlaufphase oder bei
Produktwechsel, vom Echtzeit-Bildverfolgungssystem (3) erfaßt und in
einem weiteren Speicher (41) abgelegt werden und bei Nichterfüllung
eines vorgebbaren Sollwertes in einer weiteren Logikstufe (42) eine
Korrektur derart erfahren, daß die vom Hauptkoordinatenprozessor (4)
zur Ansteuerung des Schrittmotors (2) abgehenden Signale solange
verändert werden, bis der einzelproduktteilbezogene Sollwert erreicht
wird.
Priority Applications (8)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19736567A DE19736567C1 (de) | 1997-08-22 | 1997-08-22 | Einrichtung zu einer merkmalsbezogenen Sortierung von Produkten und Verfahren zu deren Betrieb |
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