DE4030344C3 - Verfahren und Vorrichtung zum Sortieren von vereinzelbaren, kleineren Gegenständen, insbesondere Früchten aller Art - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zum Sortieren von vereinzelbaren, kleineren Gegenständen, insbesondere Früchten aller ArtInfo
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- Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung
zum Sortieren von vereinzelbaren, kleineren Gegenständen,
gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und des Anspruchs 8,
insbesondere Früchten aller Art wie Körnerfrüchten (z. B.
Reis), Hülsen-, Bohnen- und Steinfrüchten, und geht aus von
einem Verfahren bzw. einer Vorrichtung, wie sie aus der DE-
OS 38 08 798 bekannt sind.
In der DE-PS 38 11 035 ist ein Verfahren zur Auslese von
Körnerfrüchten beschrieben, bei dem nach Bürsten, Entstau
ben, größenmäßiger Klassierung und Trennen der Körner eine
Farbanalyse jedes einzelnen Kornes durch Vergleich mit
einem Musterfarbbereich durchgeführt wird. Die Farbanalyse
erfolgt dabei z. B. nach einem bekannten Verfahren zur Tren
nung roher Kartoffelstücke.
Optische Sortiergeräte, die z. B. in der Reismüllerei ange
wendet werden, arbeiten meist mit einem Fotoempfänger, der
in der Bildebene eines Objektives angeordnet ist, welches
eine Seite eines durch das optische Meßfeld fallenden Reis
korns erfaßt. Die Reiskörner werden zuvor üblicherweise mit
Hilfe einer geneigten, vibrierenden Rinne vereinzelt, bevor
sie die Meßstelle frei fallend passieren.
Mit derartigen Geräten kann nur die Helligkeit des durch
die Meßstelle fallenden Gegenstandes entweder im weißen
Licht oder in einer herausgefilterten Farbe erfaßt und als
Sortierparameter verwendet werden. So werden auf diese
Weise schwarze und dunkle Körner ausgesondert. Darüber
hinaus werden Geräte verwendet, die mit Hilfe zweier Foto
empfänger die Helligkeit bei zwei Farben erfassen und so
z. B. eine Sortierung von Kakaobohnen nach zwei Farben er
möglichen.
Abgesehen davon, daß die möglichen Sortierungsparameter
der bekannten Vorrichtungen auf die Helligkeit be
schränkt sind, besteht der Nachteil, daß die bisher
angewendete Aussonderung durch Wegblasen der zu dunklen
frei fallenden Körner oder Bohnen unterhalb des optischen
Meßfeldes nicht einwandfrei funktioniert. Da die Körner
zwar einzeln, jedoch in ungleichmäßigen Abständen herunter
fallen, werden mit den schwarzen oder zu dunklen Körnern
fast immer auch einige weiße mit aussortiert. Zudem läßt
dieses Verfahren eine Sortierung nach einem weiteren Merk
mal nicht zu.
Die DE-OS 29 32 987 beschreibt ein Verfahren zur Überwa
chung der Korngröße von Festkörperpartikeln (z. B. Silikon
staub) in einer strömenden Aerodispersion eines Ferti
gungsprozesse. Dabei wird aus dem Hauptstrom des Herstel
lungsprozesses ein Meßstrom abgezweigt, in den zwecks Ver
dünnung Druckluft eingeleitet wird, die als treibendes Trä
germedium wirkt. Anschließend wird der Meßstrom in einem
Zyklonabschneider in einen großen Luftstrom niedriger Fest
körperkonzentration und einen kleinen Luftstrom hoher Fest
körperkonzentration aufgeteilt. Die beiden Ströme münden in
Sonden in Form von Elektroden, an denen das durch die Teil
chen bewirkte elektrostatische Rauschen gemessen wird, aus
dem wiederum die durchschnittliche Teilchengröße des Stau
bes bestimmt wird. Nach dieser Meßstufe werden die beiden
Ströme wieder vereinigt und zurück in den Prozeßstrom ge
leitet. Das Verfahren ist auf Teilchen beschränkt, die sich
in einer turbulenen Gasströmung elektrostatisch aufladen
und deren mittlere Teilchengröße zu bestimmen ist.
Das Verfahren gemäß der eingangs erwähnten DE-OS 38 08 798
ist ebenfalls nicht für die hier in Betracht stehenden
Früchte geeignet, sondern statt dessen für das Aussortieren
von in einer Flüssigkeitsströmung suspendiert vorliegenden
mikroskopischen Teilchen, wobei der Teilchenflüssigkeits
strom von einem partikelfreien, ebenfalls flüssigen
Hüllstrom umgeben wird.
An einer Stromverzweigung in einen Kanal, in den ohne wei
tere Einwirkung nur der die Partikel führende Stromfaden
strömt, und in einen zweiten Kanal, durch den nur Hüllflüs
sigkeit strömt, wird nach Erfassung eines auszusortierenden
Partikels nach entsprechender Zeitverzögerung durch einen
piezoelektrischen Stoß dafür gesorgt, daß sich der Stromfa
den momentan einschnürt und ein kleiner Flüssigkeitstropfen
mit dem auszusortierenden Partikel in den zweiten Kanal
gelenkt wird.
Das Funktionieren dieses Prinzips setzt einerseits voraus,
daß die Partikel wirklich im strömenden Medium suspendiert
sind. Dies ist in einer Luftströmung bei makroskopischen
Früchten mit vielfach höherer Dichte als Luft nicht mög
lich. Andererseits muß bei der zeitlichen Steuerung sicher
gestellt sein, daß tatsächlich das richtige und auch nur
ein einzelnes Teilchen aussortiert wird. Hierbei wird
vorausgesetzt, daß in dem dünnen Stromfaden die Teilchen
automatisch ausreichend beabstandet hintereinander vorlie
gen. Diese Überlegung ist ebenfalls nicht auf die in Frage
stehenden Früchte aller Art übertragbar. Ein optisches Ab
bildungsverfahren, auf das nicht näher eingegangen ist,
soll die Erfassung von Größe und Farbe der Partikel gewähr
leisten. Ferner sollen bei diesem Verfahren insbesondere
verstopfende Partikel ohne Sterilitätsverlust aus dem
System entfernt werden. D. h. es kommt nicht wie bei den
Früchten darauf an, diese möglichst vollständig zu cha
rakterisieren und nach verschiedenen Merkmalen zu sortie
ren.
Die SU 906 412 zeigt ein System, in dem Samenkörner aus einem
Behälter in eine Mischkammer gespeist werden, in der sie durch
speziell angeordnete Luftdüsen zu einer Wirbelströmung aus
Körnern und Luft verwirbelt werden. Infolge der komplexen
Bewegung der Samenkörner innerhalb des Luftstromes drehen
sich die Körner beim Durchgang durch einen spaltförmigen
Kanal, der von den Wandungen einer Lumineszenzkammer begrenzt
wird, so daß die Körner von allen Seiten mit ultravioletter
Strahlung beaufschlagt werden können. Abhängig vom
Ergebnis der optischen Erfassung durch die ultraviolette
Strahlung wird die Klappe eines Abtrennmechanismus für auszusondernde
Körner so verstellt, daß die Körner nicht in einen
Hauptkanal, sondern in einen Aussonderungskanal umgeleitet
werden, wenn sie nicht einwandfrei sind.
Die EP 0 060 493 B1 zeigt eine Vorrichtung, in der Reiskörner
aus einem Trichter auf eine im wesentlichen waagerechte Vibrationsrutsche
gespeist werden, die in eine schräggestellte
Rinne mündet, auf der die Reiskörner vereinzelt abwärts
strömen bzw. rutschen. Der Rinnenboden ist mit einem Lichtdurchtrittsfenster
versehen, über das sich die Reiskörner
nacheinander bewegen und im Durchlichtverfahren von unten angetrahlt
werden und von oben optisch erfaßt werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum
Sortieren von kleineren Gegenständen und eine Vorrichtung zu
dessen Durchführung anzugeben, die für Früchte aller Art geeignet
sind und gegenüber den bisherigen Verfahren und Vorrichtungen
zur Sortierung der Früchte in bezug auf die Zuverlässigkeit
der Sortierung und die Schnelligkeit verbessert sind.
Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand der Patentansprüche
1 bzw. 8 gelöst.
Es wird eine Gasströmung verwendet, in der die
Früchte trocken und ohne unerwünschte Benetzung durch eine
Flüssigkeit in definierter Weise durch eine Meßstelle führ
bar und anschließend in verschiedene Kanäle umlenkbar sind.
Ferner wird durch ein Vibrationsamplitudenmuster dafür
gesorgt, daß die Früchte bereits äquidistant vereinzelt in
die Gasströmung eingetragen werden, wodurch letztlich
sichergestellt wird, daß nach der optischen Erfassung stets
nur eine und auch die richtige Frucht in einen bestimmten
Kanal geleitet werden kann.
Ferner wird durch eine vollständige optische Ringsumabbil
dung dafür gesorgt, daß die Früchte in einem einzigen
Schritt sowohl auf Größe, Farbe und Schadstellen erfaßt und
direkt anschließend nach allen Merkmalen sortiert werden
können.
Damit arbeitet das Verfahren schnell und zuverlässig.
Durch Verwendung der Gasströmung ist es ferner möglich, die
Geschwindigkeit der Gegenstände im optischen Meßfeld vorzu
geben und zu steuern. So kann z. B. durch den Einsatz einer
Düse und deren beschleunigende Wirkung auf die Strömung der
Abstand der einzelnen in der Strömung mitgeführten Gegen
stände vergrößert werden. Die Gegenstände lassen sich in der Strö
mung ausrichten, so daß die abbildungsoptische
Erfassung und Abtastung der Gegenstände z. B. mit einer
Ringsum-Optik und CCD-Fotoelementen möglich ist und als
weitere Parameter neben Farbe und Helligkeit auch Größe,
Form und Oberflächenstruktur der Gegenstände berücksichtigt
werden können.
In den bekannten Geräten wäre es zwar prinzipiell auch mög
lich gewesen, die einzelnen Gegenstände mit Hilfe mehrerer
Fotoempfänger von mehr als nur einer Seite aus zu betrach
ten; dies hätte jedoch infolge der mehr oder weniger stati
stischen Häufigkeitsverteilung und Orientierung der frei
fallenden Gegenstände keine zuverlässig auswertbaren Eigen
schaften einzelner Gegenstände erbracht. Zudem war nur die
Aussonderung nach einem einzigen Kriterium möglich.
Nun kann erfolgreich dafür
gesorgt werden, daß sich stets nur einzelne Gegenstände mit wei
testgehend vorgegebener Orientierung und Geschwindigkeit
durch daß Meßfeld bewegen und diese Gegenstände können im
Verlauf ihrer Bewegung sukzessive über ihre gesamte Ober
fläche abgebildet werden. Ferner können dabei gewonnene
Sortierparameter durch die Strömung auch tatsächlich
berücksichtigt werden, da diese im Gegensatz zum Wegblasen
der Gegenstände eine definierte Umlenkung der Gegenstände
in vorgegebene Kanäle gestattet. Die hierbei benötigte
Energie zum Steuern bzw. Umschalten der Strömung ist zudem
vergleichsweise gering.
Vorzugsweise wird die Sortierung mit aus der Fluidiktechnik
bekannten Strömungs-Flip-Flops bewerkstelligt, die in
Abhängigkeit von den durch die Bildauswertung gewonnenen
Parametern geschaltet werden. Solche Strömungs-Kippglieder
sind in der strömungsmechanischen Schaltkreistechnik
anstelle elektronischer Verknüpfungsglieder entwickelt wor
den und werden bislang für Steuer- und Verknüpfungsaufgaben
verwendet, bei denen z. B. eine Unempfindlichkeit gegen
Magnetfelder gefordert ist. In der erfindungsgemäßen Ver
wendung dieses Fluidik-Prinzips zur Sortierung wird von
einem
solchen Flip-Flop zuverlässig nach einem Parameter
sortiert. Durch eine Kaskadenanordnung der definiert
umschaltbaren Flip-Flops ist es zudem möglich, die Anzahl
der Sortierparameter zu erweitern. Die Umlenkung der Strö
mung von einem Kanal zum anderen erfolgt vorzugsweise durch
einen pneumatisch oder akustisch erzeugten Druckstoß und
ist z. B. bei Reis in weniger als einer halben Millisekunde
zu bewerkstelligen, wodurch die angestrebten hohen Sortie
rungsraten erfüllbar sind.
Die abbildungsoptische Erfassung erfolgt mit einer Ringsum-
Optik, deren jeweils einen Winkelbereich der Gegenstands
oberfläche liefernden Bilder entweder direkt von CCD-Foto
dioden abgetastet werden oder auf einem CCD-Detektorarray
über spaltförmig geordnete Lichtleitfasern abgebildet
werden. Da im Verlauf der definierten Bewegung der einzel
nen Gegenstände durch das Meßfeld zahlreiche Umfangsbilder
aufgezeichnet werden können und mit bekannten CCD-Bildauf
bereitungsverfahren verarbeitbar und auswertbar sind, ist
die Anzahl der Sortierparameter praktisch beliebig, und es
können z. B. Gegenstände nach einzelnen schlechten Stellen
ihrer Oberflächenbeschaffenheit, nach Helligkeit und/oder
Farbe sortiert werden.
Das Vibrationsmuster, in dessen Bewegungsknoten jeweils
einzelne Gegenstände verbracht werden, läßt sich durch eine
Kette von längs einer vibrierenden Rinne fixierten Piezo
elementen realisieren. Die Frequenz der angelegten Spannung
wird gemäß den Bedingungen für stehende Wellen in Kundt
schen Röhren und unter Berücksichtigung der jeweiligen
Gegenstände vorgegeben. Ferner werden die einzelnen Piezo
elemente zeitlich so angesteuert, daß das Muster sich mit
einer gewünschten Geschwindigkeit bewegt.
Weiterhin wird zur weiteren Vergrößerung des Abstandes der
Gegenstände und zu deren Ausrichtung längs der Strömungs
richtung und quer zu den optischen Achsen die Strömung mit
den eingebrachten Gegenständen in einer Düse beschleunigt.
Die Beleuchtung der Gegenstände erfolgt vorzugsweise über
Lichtleitfaserbündel mit Kollimatoroptik mit Wellenlängen
im sichtbaren oder unsichtbaren Bereich.
Die Erfindung eignet sich insbesondere für die Sortierung von
Körnern, Bohnen, Erbsen, Reis, Nüssen und anderen kleineren
Früchten oder anderen Produkten der Lebensmittelindustrie, ist
jedoch auch auf beliebige andere, kleinere Gegenstände anwendbar,
insbesondere solche, die sich in Gasströmungen, vorzugsweise
Luftströmungen mitführen lassen. Damit sind auch andere Bereiche
der Industrie als die Lebenmittelsortierung abgedeckt. Die
Erfindung ist zudem nicht auf Luft- oder andere Gasströme be
schränkt, sondern schließt auch Flüssigkeitsströme ein, in die die
zu sortierenden Gegenstände eingebracht werden.
Im folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnungen näher
erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 die schematische Darstellung eines Ausführungsbeipiels
der erfindungsgemäßen Vorrichtung von der Seite gesehen
und
Fig. 2 eine Abbildungsanordnung aus Fig. 1 von oben.
Das erfindungsgemäße Verfahren bzw. die Vorrichtung zu dessen
Durchführung werden im folgenden beispielhalber für die Sortierung
von Reiskörnern erläutert. Aus der Beschreibung geht jedoch
unmittelbar hervor, daß sich gerade das erfindungsgemäße Verfahren
bzw. die Vorrichtung für unterschiedlichste zu sortierende
Gegenstände eignet, da sowohl eine differenzierte vollständige
Erfassung des Gegenstandes und somit der Sortiermerkmale als auch
ein entsprechend selektiv wirkendes mechanisches Sortierungsprinzip
realisiert sind.
Die Vorrichtung der Fig. 1 umfaßt eine schräg nach unten verlaufende
vibrierende Rinne 1, in der die angedeuteten Reiskörner zunächst
in an sich bekannter Weise vereinzelt werden. Dann wird
zusätzlich für die Einstellung konstanter Abstände gesorgt, indem
die Vibrationsbewegung durch piezoelektrische Einwirkung mit einem
bei 2 angedeuteten Amplitudenmuster moduliert wird, das sich
entlang der Rinne bewegt. Für diesen Zweck können an der Rinne 1
eine Kette von Piezokristallen angeklebt werden, die mit geeigneter
Erregungsfrequenz beaufschlagt, das gewünschte Amplitudenmuster der
Vibration erzeugt, das in diesem Fall speziell auf die Reiskorn
größe abgestimmt ist. Dabei ordnet sich jedes einzelne Reiskorn in
einem der Schwingungsknoten an. Die Reiskörner werden mit den
Schwingungsknoten äquidistant und mit definierter, durch die Ge
schwindigkeit des Amplitudenmusters vorgegebener Geschwindigkeit
in einen bei 3 angezeigten Luftstrom transportiert, der durch ein
Strömungsrohr S eingeleitet wird und im Ausführungsbeispiel vor
zugsweise eine Geschwindigkeit von 1 m/s bis 2 m/s aufweist.
Das in einen abgeschlossenen Abbildungsraum A in Form eines
zylindrischen Gehäuses mündende Strömungsrohr S verjüngt sich
oberhalb des Meßfelds 5 im Abbildungsraum A zu einer Düse 4, in der
der Luftstrom mit den Körnern auf etwa 3 m/s bis 6 m/s beschleunigt
wird (angezeigt durch den längeren Strömungspfeil). Dabei richten
sich die Reiskörner längs der Strömungslinien aus und bewegen sich
anschließend quer zu den optischen Achsen der Abbildungsoptiken mit
Objektiven 6 durch das Meßfeld 5. Bedingt durch den Geschwindig
keitsschub in der Düse 4 vergrößert sich ferner der Abstand
zwischen den einzelnen Reiskörnern.
Unterhalb der Meßstelle 5 erreicht der Luftstrom mit den Reiskör
nern eine Verzweigungsstelle 11, in der der Luftstrom so steuerbar
ist, daß die Luft mit den Körnern entweder in den linken oder
rechten Kanal des verzweigten Strömungsrohrs strömt. Zu diesem
Zweck sind zwei elektrisch getriggerte Pulsgeber 12 vorgesehen, die
pneumatisch oder piezoakustisch Druckstöße erzeugen, die über eine
jeweils vorgeschaltete Steuerdüse 13 quer zur Strömungsrichtung auf
die Luftströmung wirken. Auf diese Weise kann mit Hilfe der Druck
stöße aus den Steuerdüsen definiert zwischen dem linken und rechten
Kanal hin- und hergeschaltet werden. Bei den Strömungsquerschnit
ten, die für das Mitführen von Reiskörnern erforderlich sind, läßt
sich die Strömung innerhalb einer halben Millisekunde auf den
anderen Kanal umschalten.
Die dargestellte steuerbare Verzweigung stellt einen Strömungs-
Flip-Flop dar, der in der strömungsmechanischen Schaltkreistechnik
(Fluidiktechnik) auch als Fluidik bekannt ist. Die Vorteile der
Anwendung dieser Technik für die Sortierung gegenüber dem bisher
angewendeten Wegblasen der Körner sind offensichtlich und beinhal
ten, daß die Reiskörner durch die vorhandene Luftströmung verlust-
und fehlerfrei in definierter Weise in den jeweiligen Kanal
transportiert werden und auffangbar sind und daß zudem die zur
Umschaltung der Strömung erforderliche Energie vergleichsweise
gering ist.
Da die einzelnen Reiskörner in den einen oder anderen Kanal
eingebracht werden, kann darüber hinaus mit vorgesehenen Kaskaden
von Strömungs-Flip-Flops auch nach mehreren von der Optik erfaßten
Merkmalen sortiert werden.
Die aus Fig. 2 ersichtliche optische Anordnung gestattet eine
vollständige optische Erfassung der einzelnen Reiskörner in der
Meßstelle 5. Die dargestellten sechs Objektive 6 sind jeweils so
auf einem Kreisbogen um die Meßstelle 5 herum angeordnet, daß jedes
Objektiv einen Abschnitt von 60° der Umfangsfläche des Reiskornes
erfaßt und abbildet. In den Bildebenen der Objektive 6 sind die
Eingangsseiten linienförmig geordneter Lichtleitfasern 7 vorgese
hen. Die Ausgänge 8 der Lichtleitfasern sind auf einer CCD-Fotoemp
fängerzeile 9 zusammengeführt und beleuchten die einzelnen CCD-
Elemente der Empfangszeile. Die CCD-Fotoempfängerzeile tastet somit
jeweils eine volle Umfangslinie des Reiskorns ab. Die bei der
Bewegung des Reiskorns nacheinander abgetasteten und aufgezeichne
ten Umfangslinien werden in einem nicht dargestellten elektroni
schen Speicher zu einem Bild der gesamten Reisoberfläche zusammen
gesetzt, aus dem Informationen nach unterschiedlichen Kriterien für
die Sortierung entnehmbar sind.
Ist z. B. die Farbe für die Sortierung wichtig, so wird der
Strahlengang hinter den Objektiven 6 (durch bekannte Spektralmaß
nahmen wie Spiegel mit Interferenzschichten) in zwei oder drei
Farbbereiche aufgespalten. Für jede Farbe sind dann separate
Lichtleitfasern im jeweiligen Abbildungsbereich des aufgespaltenen
Strahls vorzusehen, wobei jede Farbe von den ihr zugeordneten
Lichtleitfasern auf eine eigene Fotoempfängerzeile geleitet wird
und separat ausgewertet wird.
Die Beleuchtung der einzelnen Körner erfolgt mit zwischen den
Objektiven angeordneten Lichtleitfaserbündeln 10 mit Kollimations
optik, deren Austrittsflächen wiederum auf einer Kreislinie
angeordnet sind. Das Licht wird durch gegebenenfalls für verschie
dene Sortiergüter justierbare Einstellung der Brennpunkte der
Kollimatoroptik so kollimiert, daß das an den Reiskörnern vorbei
fallende Licht die gegenüberliegenden Abbildungsoptiken nicht
blendet, und daß keine Glanzlichter auf der Reiskornoberfläche
gesehen werden.
Eine Verschmutzung der Objektive wird zudem verhindert, indem der
Ringraum zwischen der Luftströmung mit den Reiskörnern und den
Objektiven 6, d. h. dem den Abbildungsraum A begrenzenden zylindri
schen Gehäuse, von einem Reinluftmantel 14 durchströmt wird. Hierzu
sind am oberen Ende des
Abbildungsraums A Zufuhrleitungen und am unteren Ende jeweils
zugeordnete Leitungen zum Abführen der Reinluft vorgesehen.
Die Abbildungslichtleitfasern 7 bieten insbesondere bei sehr
differenzierter optischer Abbildung den Vorteil der Kompaktheit.
Es ist jedoch ebensogut möglich, auf die Lichtleitfaserübertragung
zu verzichten, die mittlerweile sehr kompakten CCD-Elemente jeweils
in der Abbildungsebene der Objektive 6 anzuordnen und die elektri
schen Signale der CCD-Elemente in bekannter Weise weiterzuverarbei
ten. Die farbige Abbildung von Gegenständen ist durch die CCD-
Abbildungstechnik auf unterschiedlichste Weise lösbar.
Auch die Auswertung der abgetasteten und aufgezeichneten Bilder
kann mit Hilfe bekannter Bildauswerteverfahren im Hinblick auf die
zu gewinnenden Sortierparameter einfach und mit der nötigen
Schnelligkeit durchgeführt werden. Die Erzeugung entsprechender
Steuersignale für die Pulsgeber 12 ist auf unterschiedlichste Weise
mit Hilfe der elektrischen Signale der CCD-Anordnung analog oder
auch digital lösbar.
Prinzipiell ist es ferner möglich, die Sortierung ohne Strömungs-
Flip-Flops vorzunehmen, indem der Strahl durch seitliche Druckim
pulse in jeweils einen von mehr als zwei Kanälen gelenkt wird, die
nebeneinander angeordnet sind.
Claims (15)
1. Verfahren zum Sortieren von vereinzelbaren kleineren
Gegenständen, bei dem die in der Strömung vereinzelt
mitgeführten Gegenstände zur Erfassung wahlweiser Parameter
optisch erfaßt und in Abhängigkeit vom Ergebnis der opti
schen Erfassung durch Umlenken der in der Strömung mitge
führten Gegenstände in verschiedene Strömungskanäle einer
Verzweigungsstelle sortiert werden,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Strömung eine Gasströmung ist,
daß durch Erzeugen eines sich fortbewegenden Vibrationsamp litudenmusters die Gegenstände äquidistant in die Gasströ mung eingebracht werden und
daß die äquidistant in der Strömung mitgeführten Gegen stände dadurch optisch erfaßt werden, daß ihre Oberfläche vollständig abgebildet wird.
daß die Strömung eine Gasströmung ist,
daß durch Erzeugen eines sich fortbewegenden Vibrationsamp litudenmusters die Gegenstände äquidistant in die Gasströ mung eingebracht werden und
daß die äquidistant in der Strömung mitgeführten Gegen stände dadurch optisch erfaßt werden, daß ihre Oberfläche vollständig abgebildet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß als Gasströmung eine Luftströmung verwendet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Strömung mit den
zu sortierenden Gegenständen durch
Schalten eines oder mehrerer in einer Kaskade geschalteten
Strömungs-Flip-Flops in Abhängigkeit von aus einer Auswertung
der optischen Abbildung resultierenden Parametern in die
Kanäle umgelenkt wird.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die vereinzelten Gegenstände nach Einbringen in die Strö
mung durch Beschleunigung der Strömung in einer Düse bei
gleichzeitiger Vergrößerung ihres gegenseitigen Abstandes
längs der Strömungsrichtung und quer zu den optischen Achsen
der Abbildung ausgerichtet werden.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß aufeinanderfolgend mit Hilfe von CCD-Fotodioden Teilab bildungen der in der Strömung mitgeführten Gegenstände abge tastet werden und diese Teilabbildungen zum Aufbau eines Bildes der gesamten Oberfläche des Gegenstandes aufgezeichnet werden,
und daß die aus der Auswertung dieses Bildes gewonne nen Parameter zur Steuerung der Umlenkung der Strömung verwen det werden.
daß aufeinanderfolgend mit Hilfe von CCD-Fotodioden Teilab bildungen der in der Strömung mitgeführten Gegenstände abge tastet werden und diese Teilabbildungen zum Aufbau eines Bildes der gesamten Oberfläche des Gegenstandes aufgezeichnet werden,
und daß die aus der Auswertung dieses Bildes gewonne nen Parameter zur Steuerung der Umlenkung der Strömung verwen det werden.
6. Verfahren nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß zeilenartig angeordnete CCD-Fotodioden verwendet werden,
denen linienförmige Bildausschnitte der Gegenstände über
spaltförmig angeordnete Lichtleitfasern zugeführt werden.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Umlenkung der Luftströmung von einem Kanal zum anderen
durch pneumatisch oder akustisch erzeugte Druckstöße hervorge
rufen wird.
8. Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach einem der
vorhergehenden Ansprüche mit einem Strömungsrohr, in das die
Strömung, in der die Gegenstände vereinzelt mitgeführt werden,
eingeleitet wird, einer optischen Einrichtung zum Erfassen der
vereinzelten Gegenstände und mit einer Einrichtung zum Umlen
ken der in der Strömung mitgeführten Gegenstände in verschie
dene Strömungskanäle einer Verzweigungsstelle des Rohrs,
dadurch gekennzeichnet,
daß eine an sich bekannte vibrierende Rinne (1) zum Vereinzeln der Gegenstände in das eine Luftströmung führende Strömungs rohr (S) mündet,
daß an der Rinne eine Einrichtung zur Erzeugung eines sich entlang der Rinne fortbewegenden Vibrationsmusters zur äquidi stanten Verteilung der vereinzelten Gegenstände vorgesehen ist, und
daß die optische Einrichtung CCD-Fotodioden aufweist, mit denen Bilder der ringsum optisch abgebildeten Gegenstände abgetastet werden.
daß eine an sich bekannte vibrierende Rinne (1) zum Vereinzeln der Gegenstände in das eine Luftströmung führende Strömungs rohr (S) mündet,
daß an der Rinne eine Einrichtung zur Erzeugung eines sich entlang der Rinne fortbewegenden Vibrationsmusters zur äquidi stanten Verteilung der vereinzelten Gegenstände vorgesehen ist, und
daß die optische Einrichtung CCD-Fotodioden aufweist, mit denen Bilder der ringsum optisch abgebildeten Gegenstände abgetastet werden.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Einrichtung zur Erzeugung des sich entlang der Rinne
fortbewegenden Vibrationsamplitudenmusters eine Kette piezo
elektrischer Elemente aufweist, die an die Rinne (1) angekop
pelt ist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Strömungsrohr eine Düse (4) aufweist, in deren Strö
mung quer zur Richtung der Achse der optischen Abbildung die
Gegenstände bei gleichzeitiger Vergrößerung ihres gegenseiti
gen Abstands ausgerichtet werden.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10,
dadurch gekennzeichnet,
daß eine Ringsum-Optik mit mehreren Objektiven (6) vorgehenen
ist, die jeweils Bildausschnitte des Gegenstandes direkt auf
einem in ihrer Bildebene angeordneten CCD-Element abbilden.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10,
dadurch gekennzeichnet,
daß eine Ringsum-Optik mit mehreren Objektiven (6) vorgesehen
ist, die jeweils Bildausschnitte des Gegenstandes auf die
Eintrittsseiten spaltförmig geordneter Lichtleitfasern (7)
abbilden, deren Austrittsseiten zur Zusammenführung der Bild
ausschnitte auf eine CCD-Fotoempfängerzeile gerichtet sind.
13. Vorrichtung nach Anspruch 11 oder Anspruch 12,
dadurch gekennzeichnet,
daß Einrichtungen zum Aufzeichnen, Kombinieren und Auswerten
der im Verlauf der Bewegung des Gegenstandes durch die Rings
um-Optik abgebildeten und abgetasteten Teilbilder des Gegen
standes vorgesehen sind, die aus der Auswertung Parameter für
die Sortierung gewinnen und entsprechende Signale zum Steuern
der Einrichtung (12, 13) zum Sortieren erzeugen.
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 13,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Mittel zum definierten Umlenken einen oder mehrere in
einer Kaskade geschaltete Strömungs-Flip-Flops mit Steu
erdüsen (13) und diesen zugeordneten Pulsgebern (12) umfas
sen.
15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 14,
dadurch gekennzeichnet,
daß zur Ringsumbeleuchtung der Gegenstände mehrere Licht
leiter (10) mit Kollimatoroptik vorgesehen sind.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19904030344 DE4030344C3 (de) | 1990-09-26 | 1990-09-26 | Verfahren und Vorrichtung zum Sortieren von vereinzelbaren, kleineren Gegenständen, insbesondere Früchten aller Art |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19904030344 DE4030344C3 (de) | 1990-09-26 | 1990-09-26 | Verfahren und Vorrichtung zum Sortieren von vereinzelbaren, kleineren Gegenständen, insbesondere Früchten aller Art |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4030344A1 DE4030344A1 (de) | 1992-04-09 |
DE4030344C2 DE4030344C2 (de) | 1993-11-04 |
DE4030344C3 true DE4030344C3 (de) | 1996-09-26 |
Family
ID=6414954
Family Applications (1)
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OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
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D4 | Patent maintained restricted | ||
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