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Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Volumenbestimmung für auf einem
Schalenförderer
bewegte Objekte nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.
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In
der Logistik werden Schalenförderer
eingesetzt, um Pakete oder ähnliche
Objekte nach Kriterien wie etwa dem Bestimmungsort oder dergleichen
zu sortieren. Dabei gehen die großen Logistiker zunehmend dazu über, die
Beförderungspreise
nicht mehr allein nach dem Gewicht zu bestimmen, sondern auch nach
dem Volumen. Das Volumen ist außerdem
auch für
die Planung und Auslastung der Flotte der Logistiker ähnlich wichtig
wie das Gewicht.
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Deshalb
besteht zunehmend Bedarf nach automatisierter Bestimmung nicht nur
des Gewichts, sondern auch des Volumens. Dabei entsteht eine Unschärfe in der
Preisermittlung, wenn das Volumen ungenau bestimmt ist. Der Logistiker
muss hinsichtlich Messgenauigkeiten den für sich schlechtesten Fall annehmen.
Zudem schreiben gesetzliche Eichregeln vor, dass die kleinste Abrechnungseinheit
allenfalls das Zehnfache der Messgenauigkeit betragen darf. Das
bedeutet, eine Messgenauigkeit von ±10mm in der Längenbestimmung
erlaubt als kleinste Abrechnungseinheit einen Würfel von 10cm Kantenlänge. Daher
lautet die Anforderung, die Messgenauigkeit so gut wie möglich zu
halten.
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Es
ist bekannt, die einzelnen Schalen eines Schalenförderers
mit einer Kippmechanik zu versehen. Die Steuerung des entstehenden
Kippschalensortierers löst
diese Kippmechanik beim Vorbeifahren des Objekts an einem bestimmten
Austrittsort aus. Die Information, wohin das Objekt sortiert werden
soll, ist üblicherweise
als Barcode oder als Klarschrift an dem Objekt vermerkt. Ein optoelektronischer
Sensor oder eine Kamera liest den Barcode oder den mit Klarschrift
bezeichneten Zielort aus und übermittelt
die ausgelesenen Daten an die Steuerung. In einer entsprechenden
Ausführung
ist der Sensor zugleich in der Lage, die Abmessungen des Objektes
und damit dessen Volumen zu bestimmen. Üblicherweise wird jedoch für die Volumenvermessung
ein dafür
spezialisierter Sensor (Laserscanner) eingesetzt.
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Die
Messgenauigkeit wird dabei von Unregelmäßigkeiten des Förderers
beeinflusst. Hat dieser etwa eine Toleranz in der Höhe der Förderebene,
so schlägt
sich dies als Toleranz in der Objekthöhe nieder. Als Gegenmaßnahme ist
herkömmlich
bekannt, den Schalenförderer
in einem Einlernvorgang mit komplett unbeladenen Schalen durch den
Sensor der automatischen Volumenmesseinrichtung fahren zu lassen
und dabei die Geometrien der Schalen zu vermessen. Jede Schale ist
mit einer Indexnummer versehen, der später bei der Volumenbestimmung
ausgelesen wird, so dass die im Einlernvorgang vermessene Geometrie
der leeren Schale zugeordnet werden kann. Individuelle Unterschiede
in den Geometrien der Schalen können
dann bei der Volumenbestimmung kompensiert werden. Nachteilig hieran
ist die Notwendigkeit eines Einlernvorgangs, welche die Bedienung
verkompliziert, weil die Schalen eigens vermessen und später wieder
identifiziert werden müssen.
Ein Austausch einer Schale, aber auch schon das Verstreichen einer
längeren
Zeit mit Veränderungen
der Schale durch Verschleiß,
Materialveränderungen
oder Beschädigungen
erfordert dann ein erneutes eigenes Vermessen der Geometrien der leeren
Schale. Zudem entstehen Veränderungen
der Schalengeometrie gerade durch das Gewicht nach Beladung mit
einem Objekt, die durch die Geometrie der leeren Schale prinzipiell
nicht erfasst werden können.
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Eine
optoelektronische Erfassungseinrichtung, welche diesen Fehler zu
kompensieren sucht, ist in der
EP 1 431 707 A1 offenbart. Dabei wird in
einer Ausführungsform
nicht nur das Objekt selbst, sondern auch das umgebende Fördersegment
vermessen, um den Fehler zu kompensieren. Dies dient aber allein
einer Höhenkompensation
und hilft daher nicht, Messfehler aufgrund anderer Toleranzen der Schalen
eines Kippschalensortierers zu verringern, da die Ausführungsform
von einem anderen Typ eines Förderers
ausgeht. In einer anderen Ausführungsform
ist auch ein Schalenförderer
angesprochen. Es wird aber dabei ausdrücklich die Geometrie einer
leeren Schale vor dem eigentlichen Vermessen des Objektvolumens
bestimmt. Damit entstehen alle oben beschriebenen Nachteile.
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Es
ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Volumenmessung mit möglichst
geringen Messfehlern für
Objekte auf einem Schalenförderer
zu schaffen.
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Diese
Aufgabe wird durch eine Volumenbestimmungs-Vorrichtung gemäß Anspruch
1 gelöst. Diese
Lösung
hat den Vorteil, dass die individuelle Schalengeometrie, die aufgrund
verschiedener Toleranzen über
die Schalen eines Schalenförderers
voneinander abweicht, in ein und demselben Messschritt berücksichtigt
werden kann. Ein eigenes Einlernen der individuellen Schalengeometrien
ist daher nicht mehr erforderlich. Ebenso ist nicht mehr erforderlich, Veränderungen
der Schalen im Laufe der Zeit oder durch Austausch erneut einzulernen.
Die Instandhaltung der Volumenbestimmungs-Anlage wird damit deutlich
vereinfacht. Die Volumenbestimmung wird auch genauer, weil eine
Veränderung
der Schalengeometrie durch das Gewicht eines geladenen Objektes
berücksichtigt
wird.
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Die
Erfindung geht von dem Grundgedanken aus, dass individuelle Unterschiede
in den Schalengeometrien aufgrund von Toleranzen auch objektabhängig sind.
Die erfindungsgemäße Lösung berücksichtigt
dies, indem die Schalengeometrien nicht mehr in einem eigenen Schritt
bestimmt werden.
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Vorteilhafterweise
ist der Schalenförderer
ein Kippschalensortierer. Der optoelektronische Sensor kann neben
der Volumenbestimmung im selben Messvorgang auch einen Identcode
wie beispielsweise einen Barcode an dem Objekt bestimmen. Die Steuerung
des Kippschalensortierers kann aus dieser Information den Bestimmungsort
auslesen und das Objekt mithilfe des Kippschalensortierers in der vorgesehenen
Weise einsortieren. Das gemessene Volumen kann die Steuerung diesem
einsortierten Objekt zuordnen und beispielsweise bei der Abrechnung
berücksichtigen.
Damit lässt
sich das Ziel einer erhöhten
Messgenauigkeit erreichen, beispielsweise geforderten ±5mm.
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Bevorzugt
ist der Sensor ein Laserscanner, der für die Bestimmung von Winkel
und Abstand des reflektierten Lichts ausgebildet ist. Ein solcher
Sensor ist häufig
für das
Auslesen eines Barcodes und dessen Zuordnung zu einem Objekt ohnehin
vorgesehen. Er ist in der Lage, alle Abmessungen des Objekts zu
bestimmen und daher alle Daten für
die Erfassung der Geometrie und daraus des Volumens zur Verfügung zu
stellen.
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Alternativ
ist der Sensor eine entfernungsauflösende Kamera, insbesondere
mit einem Zeilen- oder matrixförmigen
CCD- oder CMOS-Chip. Diese Sensortyp kann als Alternative zu einem
Laserscanner für
das Auslesen eines Barcodes eingesetzt werden und kann ebenfalls
alle Abmessungen des Objekts bestimmen.
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Vorteilhafterweise
ist der Sensor als Stereosensor mit zwei versetzt gegeneinander
angeordneten Bildsensoren ausgebildet. Dies ist vor allem dann hilfreich,
wenn nicht sichergestellt ist, dass immer nur ein einzelnes Objekt
unter dem Sensor liegt. Die beiden versetzt gegeneinander angeordneten
Bildsensoren ergänzen
sich mit ihren Sichtfeldern in denjenigen Bereichen, in denen ein
Objekt ein anderes abschattet und somit von einem einzelnen Sensor
nicht vollständig
vermessen werden könnte.
Es ist auch denkbar, die beiden Bildsensoren mithilfe einer Disparitätsschätzung zur
Entfernungsbestimmung einzusetzen. Jeder der Bildsensoren kann dabei
wiederum ein Laserscanner oder ein entfernungsauflösender Kamerachip
sein.
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Bevorzugt
kann die Auswertungseinheit die Abweichungen zu der Sollgeometrie
zumindest in einem der oder allen Parametern Höhenversatz, Verkippungswinkel
oder Verbiegungsradius ermitteln. Diese drei Parameter beschreiben
auf einfache Weise die möglichen
individuellen Toleranzen einer Schale. Damit sind die Abweichungen
der Schalengeometrie zu einer Sollgeometrie in wenigen Parametern
zusammengefasst. Dies vereinfacht und beschleunigt die Auswertung.
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In
einer vorteilhaften Ausführungsform
der Erfindung ist ein zweiter optoelektronischer Sensor vorgesehen,
der an dem Schalenförderer
oberhalb eines Befüllungsorts
angeordnet ist, an dem Objekte in die leeren Schalen gefördert werden,
und der somit die Leergeometrie einer leeren Schale bestimmen kann,
wobei die Auswertungseinheit für
eine Kompensation der Objektgeometrie mithilfe der Leergeometrie
und der Schalengeometrie ausgebildet ist. Dies dient einmal dazu,
bei besonders großen
Objekten, die einen Großteil
der Schale verdecken würden, die
Schalengeometrie zu vermessen. Zum anderen liefert der zweite Sensor
zusätzliche
Daten der Schalengeometrie, die eine sicherere und genauere Auswertung
ermöglichen.
Schließlich
können
zwischen Objekt und Schale Hohlräume
entstehen, die wegen der Verdeckung durch das Objekt von dem ersten Sensor
nicht erkannt werden können.
Derartige Hohlräume
würden
zu einer Vergrößerung des bestimmten
Volumens führen
und das Messergebnis verfälschen.
Durch die Daten des zweiten Sensors können die Hohlräume erkannt
und kompensiert werden.
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Die
Erfindung wird nachstehend auch hinsichtlich weiterer Merkmale und
Vorteile beispielhaft anhand von Ausführungsformen und unter Bezug
auf die beigefügte
Zeichnung näher
erläutert.
Die Abbildungen der Zeichnung zeigen in:
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1 eine
dreidimensionale Darstellung einer ersten Ausführungsform einer Volumenbestimmungs-Vorrichtung,
die über
einem Schalenförderer montiert
ist;
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2 eine
dreidimensionale Darstellung einer zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Volumenbestimmungs-Vorrichtung
mit einem gegeneinander versetzt angeordneten Doppelsensor;
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3 eine
dreidimensionale Darstellung einer dritten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Volumenbestimmungs-Vorrichtung
mit einem zusätzlichen
optoelektronischen Sensor zur Vermessung der leeren Kippschalen;
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4a–d eine
schematische Querschnittsdarstellung einer Kippschale mit verschiedenen
Objektlagen;
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5a eine
schematische Querschnittsdarstellung einer Kippschale zur Verdeutlichung
des Toleranzparameters Höhenversatz;
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5b eine
schematische Querschnittsdarstellung einer Kippschale zur Verdeutlichung
des Toleranzparameters Verkippungswinkel; und
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5c eine
schematische Querschnittsdarstellung einer Kippschale zur Verdeutlichung
des Toleranzparameters Verbiegungsradius.
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1 zeigt
eine dreidimensionale Darstellung einer Volumenbestimmungs-Vorrichtung 10,
die über
einem Schalenförderer 12 montiert
ist. Der Schalenförderer 12 besteht
aus einer Vielzahl von Kippschalen 14, die zumeist ringförmig in
einer Richtung (wie durch Pfeile angedeutet rechts gemäß Darstellung
in 1) gefördert
werden. In der Praxis sind nicht wie dargestellt vier, sondern in
der Größenordnung
bis zu 1.000 Kippschalen 14 vorgesehen. Diese Kippschalen 14 werden
mit Objekten 16 mithilfe sogenannter "induction lines" bzw. Zuförderer beladen und von einer
nicht dargestellten Steuerung des Schalenförderers 12 gemäß einer
Sortiervorschrift an einem anderen Ort wieder entladen. Dazu ist
jede Kippschale 14 mit einem Kippmechanismus versehen,
der eine Verkippung mit einer Richtung senk recht zur Förderrichtung
erlaubt. Das Objekt 16 rutscht dabei von der Kippschale 14.
Die Information, mittels derer die Steuerung feststellen kann, an
welchem Ort ein Objekt 16 zu entladen ist, trägt das Objekt 16 zumeist
in einem Code, etwa einem Barcode. Dieser Code wird von einem Codeleser
ausgelesen, der in der Volumenbestimmungs-Vorrichtung 10 integriert
sein kann, und an die Steuerung des Schalenförderers 12 weitergegeben.
Auf diese Weise entsteht ein Kippschalensortierer, der automatisiert
Objekte 16 anhand ihres Barcodes sortieren kann.
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Die
Volumenbestimmungs-Vorrichtung 10 weist einen optoelektronischen
Sensor 18 auf, in dessen Sichtfeld 20 Objekte 16 auf
Kippschalen 14 des Schalenförderers 12 vorbeigefahren
werden. Der Sensor 18 kann dabei ein Laserscanner sein,
dessen Scanlaser linienförmig
die Kippschale 14 und das Objekt 16 abtastet.
Ein Lichtempfänger
des Sensors 18, beispielsweise eine Photodiode, empfängt das reflektierte
Licht des Scanlasers und bestimmt aus dessen Laufzeit die Entfernung
desjenigen Punktes, an dem es reflektiert wurde. Lichtlaufzeitverfahren
zu Entfernungsmessung sind bekannt und können in einer Ausprägung durch
unmittelbare Messung der Zeit zwischen Aussenden und Eintreffen
eines Lichtpulses, in einer anderen Ausprägung durch Bestimmung der Phasenlage
eines intensitätsmodulierten Sendelichts
erfolgen.
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Gemeinsam
mit der Information des Winkels, unter dem das Licht ausgesendet
wurde, kann somit eine Konturlinie des Objektes 16 bestimmt
werden. Die Unterscheidung, welche Informationen der Kippschale 14 und
welche dem Objekt 16 zuzuordnen ist, kann anhand einer
zuvor eingelernten Sollgeometrie der Kippschale 14 vorgenommen
werden. Alternativ kann die tiefste Linie, also die am weitesten
von dem Sensor 18 entfernte Linie, als Basislinie und damit der
Kippschale 14 zugehörig
angenommen werden. Die Auswertung wird dadurch erleichtert, dass
der Basisabstand zwischen Schalenförderer 12 und Sensor 18 bis
auf Toleranzen konstant und bekannt ist.
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Wird
das Objekt 16 nach und nach mithilfe des Schalenförderers 12 vollständig unter
dem Sensor 18 vorbeigefahren, so können die somit bestimmten Konturlinien
zu einer dreidimensionalen Kontur des Objekts 16 zusammengesetzt
werden. Damit ist die Geometrie des Objekts 16 und daraus
auch dessen Volumen bekannt.
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In
einer alternativen Ausführungsform
ist der Sensor 18 eine entfernungsmessende Kamera. Der eigentliche
Bildsensor in dieser Kamera ist ein CCD- oder CMOS-Chip. Dieser kann
zeilenförmig
sein und damit das Objekt 16 ähnlich dem Laserscanner aus einzelnen
Konturlinien zusammengesetzt werden. Alternativ kann der Bildsensor
matrixförmig
sein und das Bild des Objektes 16 auf einmal erfassen.
Die Entfernungsmessung in den einzelnen Pixeln des Bildsensors 18 kann
wie bei dem Laserscanner aus der Lichtlaufzeit erfolgen. Die Unterscheidung
zwischen Objekt 16 und Kippschale 14 kann hier
zusätzlich
zu den oben aufgeführten
Möglichkeiten
anhand der Geometrie der Kippschale 14 auch anhand der bekannten
Farbe der Kippschale 14 erfolgen.
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Die
Auswertung der Bilddaten des Sensors 18 erfolgt in einer
an den Sensor 18 angeschlossenen Auswertungseinheit 22.
In der Auswertungseinheit 22 ist die Sollgeometrie einer
Kippschale 14 bekannt. Diese Sollgeometrie kann auch durch
Vermessung einer leeren Kippschale 14 ermittelt werden. Der
Bildsensor 18 übermittelt
Daten, aus denen die Auswertungseinheit 22 sowohl die jeweilige
Kontur des Objektes 16 als auch zugleich diejenige der
Kippschale 14 bestimmt. Die Auswertungseinheit 22 bestimmt
also über
den Bildsensor 18 zugleich die Schalengeometrie und die
Objektgeometrie. Da der Bildsensor 18 die von dem Objekt 16 verdeckten
Teile der Kippschale 14 nicht messen kann, wird die Schalengeometrie
aus der bekannten Sollgeometrie ergänzt. Damit lässt sich
die individuelle Schalengeometrie genau rekonstruieren, zumal die
wesentlichen Abweichungen, die durch Toleranzen entstehen, bekannt
sind, wie im Zusammenhang mit 5 noch
erläutert
wird.
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Aus
der somit gemessenen und rekonstruierten individuellen Schalengeometrie
kann die im selben Messschritt ermittelte Objektgeometrie korrigiert werden.
Je nach Lage des Objekts 16 auf der Kippschale 14 erzeugen
nämlich
die Toleranzen, in denen die einzelnen Kippschalen 14 voneinander
abweichen, Messfehler bei der Bestimmung der Objektgeometrie. Die
somit korrigierte Objektgeometrie ermöglicht dann eine genaue Bestimmung
des Volumens des Objekts 16.
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2 zeigt
eine zweite Ausführungsform
der Erfindung. Hier und im Folgenden sind gleiche Merkmale mit denselben
Bezugszeichen bezeichnet. Im Unterschied zu der ersten Ausführungsform
ist ein Doppelsensor aus einem ersten Bildsensor 18a und einem
zweiten Bildsensor 18b vorgesehen. Die beiden Bildsensoren 18a, 18b haben
jeweils einen eigenen Sichtbereich 20a, 20b. Die
beiden Bildsensoren 18a, 18b des Doppelsensors
arbeiten im Wesentlichen redundant. Durch die zueinander versetzte
Anordnung kann der eine Bildsensor 18a, 18b Bereiche sehen,
die für
den anderen Bildsensor 18b, 18a abgeschattet sind.
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Beide
Bildsensoren 18a, 18b können wiederum Laserscanner
oder Kameras wie bei der ersten Ausführungsform sein. Wenn zwei
Kameras vorgesehen sind, ist auch denkbar, die Entfernungen aus
deren Stereobild mittels Disparitätsschätzung zu ermitteln.
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Die
Sichtbereiche 20a, 20b sind hier zusätzlich noch
in einem Winkel zueinander angeordnet. Das erhöht einmal die Variabilität der beobachteten Bereiche
und erhöht
zudem die Wahrscheinlichkeit, dass der für einen Bildsensor 18a, 18b abgeschattete Bereich
von dem anderen Bildsensor 18b, 18a gesehen wird.
Zum zweiten kann damit ein Barcode in jeder Lage gelesen werden,
da der Barcode jedenfalls nicht mit seinen Strichen zu beiden Bildsensoren 18a, 18b parallel
angeordnet sein kann. Verzichtet man auf den zweiten Vorteil, so
können
die Bildsensoren 18a, 18b alternativ auch denselben
Sichtbereich aus unterschiedlichen Winkeln beobachten.
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Eine
dritte Ausführungsform
der Erfindung ist in 3 dargestellt. Im Gegensatz
zur ersten Ausführungsform
ist hier ein zusätzlicher
Bildsensor 19 vorgesehen, der mit der Auswertungseinheit 22 verbunden
und ansonsten analog dem Bildsensor 18 aufgebaut ist. Der
Bildsensor 19 ist auf dem Schalenförderer 12 oberhalb
des Bildsensors 18 und oberhalb eines Zuförderers 24 ("induction line") angeordnet. Die
Kippschalen 14 im Sichtbereich 21 des Bildsensors 19 sind
noch leer, da sie erst durch den Zuförderer 24 mit Objekten 16 beladen
werden. Der Bildsensor 19 vermisst somit die Leergeometrie
einer unbeladenen Kippschale 14. Da die Auswertungseinheit 22 die
Geschwindigkeit des Schalenförderers 12 und
den Abstand der Bildsensoren 18 und 19 zueinander
kennt, kann die somit vermessene Leergeometrie später auch
der beladenen Kippschale 14 zugeordnet werden. Somit ist
es möglich,
diese Leergeometrie in die Auswertungseinheit 22 zusätzlich oder alternativ
zu der durch den Bildsensor 18 vermessenen Geometrie der
beladenen Kippschale 14 bei der Berechnung der Objektgeometrie
zu berücksichtigen.
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Die 4a–d zeigen
jeweils eine mit Objekten 16 verschiedener Größe und in
verschiedener Lage beladene Kippschale 14 im Querschnitt.
Die Kippschale 14 ist mit einer Kippmechanik 15 versehen,
die bei Auslösung
dafür sorgt,
dass das Objekt 16 aus der Kippschale 14 rutscht
(in der Darstellung der 4 nach rechts
oder links). Zusätzlich
zu einer in den 4 übertrieben dargestellten Krümmung kann
jede Kippschale 14 auch noch Stege aufweisen, um ein Verrutschen
der Objekte 16 von einer Kippschale in die andere oder
ein Herausfallen aus dem Schalenförderer 12 zu verhindern.
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Jede
Kippschale 14 besteht beispielsweise aus Holz, bei dem
die Erfindung deshalb besonders vorteilhaft ist, weil das Holz sich
im Laufe der Zeit verändert
und damit eine einmal eingelernte Geometrie der Kippschale 14 nur
für eine
gewisse Zeitdauer gültig
bleibt. Da erfindungsgemäß die Geometrie
der Kippschale 14 mit jedem Messvorgang bestimmt wird, ändern solche
Materialveränderungen
die Genauigkeit der Volumenbestimmung nicht.
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Jede
der 4a–c
illustriert eine Schwierigkeit bei der Bestimmung des Volumens des
Objekts 16. Lediglich das kleine, mittig angeordnete Objekt 16 in
der 4d liegt ohne Zwischenraum und ohne Schräglage auf
und kann somit verhältnismäßig einfach
ausgewertet werden. In der 4a liegt
das Objekt 16 zwar gerade, schließt aber einen Hohlraum 17 ein,
der wegen der gebogenen Form der Kippschale 14 entsteht.
Da der Bildsensor 18 nur die äußere Konturlinie des Objektes 16 bestimmen
kann, würde das
Volumen um diesen Hohlraum 17 zu groß bestimmt. Aus den nicht durch
das Objekt 16 abgedeckten Bereichen der Kippschale 14 entnimmt
der Bildsensor 18 aber noch genug Daten, um daraus die vollständige Schalengeometrie
der Kippschale 14 zu bestimmen, die der Auswertungseinheit 22 ja
grundsätzlich
bekannt ist und die nur durch Toleranzen abweichen kann.
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Bei
einer Lage des Objektes 16 gemäß 4b entsteht
ein Fehler der Volumenbestimmung nur dann, wenn die Auswertungseinheit 22 eine
gerade Objektlage voraussetzt. Ansonsten wird hier die äußere Konturlinie
des Objektes 16 und daraus die Objektgeometrie im Wesentlichen
unmittelbar korrekt erkannt. Die bekannte Sollgeometrie der Kippschale 14 wird
dann nur noch herangezogen, um den Verkippungswinkel des Objektes 16 mit
dem Krümmungswinkel
der Kippschale 14 zu vergleichen.
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Die 4c zeigt
ein Objekt 16, das sowohl schräg als auch unter Einschluss
eines Hohlraums 17 liegt. Wird hier sowohl mit dem im Zusammenhang
mit 4a erklärten
Verfahren zum Kompensieren eines Hohlraums 17 als auch
mit dem im Zusammenhang mit 4b erklärten Verfahren
zur Kompensation einer Schräglage
korrigiert, so kann erneut die Objektgeometrie und daraus das Volumen des
Objektes 16 genau bestimmt werden.
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Die
mehrfach angesprochene individuelle Variabilität in der Schalengeometrie durch
Fertigungstoleranzen und Veränderungen
der Kippschale 14 im Laufe der Zeit hat eine Reihe von
Ursachen, zu denen Verschleiß,
Toleranzen und Veränderungen
in der Kippmechanik 15 und das unterschiedliche Gewicht
der Objekte 16 zählen.
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Die
Variabilität
lässt sich
in ihren wesentlichen Faktoren auf drei Parameter reduzieren. Dies wird
anhand der 5a–c erläutert. Die erste Toleranz betrifft
den Höhenversatz,
wie in 5a dargestellt. Die Kippschale 14 ist
also als Ganzes aus der Ebene des Schalenförderers 12 um eine
Toleranz herausgehoben. In der Praxis kann der Höhenversatz 10 bis 15 mm betragen.
Diese Größenordnung
ist bei einer zu erreichenden Messgenauigkeit von ±5 Millimetern
erheblich.
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Die
zweite Toleranz ist ein in 5b dargestellter
Verkippungswinkel. Die Kippschale 14 ist also als Ganzes
gegenüber
der eigentlich angestrebten flachen Ausrichtung verkippt. Auch der
Ausschlag des äußeren Randes
der Kippschale 14 aufgrund dieses Verkippungswinkels kann
10 bis 15 mm betragen.
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Schließlich ist
die dritte Toleranz der in 5c dargestellte
Verbiegungsradius. Dabei ist nur einseitig ein Teilbereich der Kippschale 14 verbogen, was
durch Materialveränderungen
im Holz oder durch Überlastung
mit einem schweren Objekt 16 vorübergehend oder dauerhaft geschehen
kann.
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Die
Auswertungseinheit 22 ist dafür ausgebildet, Veränderungen
in der Schalengeometrie anhand dieser drei Parameter Höhenversatz,
Verkippungswinkel und Verbiegungsradius mit der Sollgeometrie einer
Kippschale 14 zu vergleichen. Durch dieses interne Modell
einer Kippschale 14 ist die Bestimmung der aktuellen Schalengeometrie
mit wesentlich weniger Eingangparametern sowie einer schnelleren und
sichereren Auswertung möglich.
Damit ist letztlich eine sehr genaue Volumen bestimmung mit kleinen
Messfehlern und ohne jeglichen Einlernvorgang möglich, die außer der
weitgehend unveränderlichen Sollgeometrie
einer Kippschale 14 keine apriori-Informationen benötigt.