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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Ausrichten
eines flexibelwandigen Gegenstands, beispielsweise eines Kissentaschentyps,
wie z.B. Imbissverpackungen.
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Viele
Nahrungsmittel, insbesondere Imbissnahrungsmittel werden in flexibelwandigen
Gegenständen verpackt,
die dann in größere Kartons
oder Ähnliches
zum Transport gepackt werden. In der Vergangenheit wurden transparente „Kartons" entwickelt, in die
die Imbissverpackungen zum Verkauf als vollständige Kartons gepackt werden.
In diesem Fall ist es wünschenswert
sicherzustellen, dass jede Verpackung auf die gleiche Weise innerhalb
des Kartons sowohl aus ästhetischen
Gründen
als auch dazu orientiert ist, dass ein Käufer zumindest ein Teil der
Verpackungen durch die Wand des Kartons betrachten kann. Es ist
ebenso hilfreich bei anderen Anwendungen sicherzustellen, dass die
Verpackungen in Kartons mit der gleichen Ausrichtung zur Vereinfachung
der Überprüfung gepackt
werden, dass keine falschen Verpackungen einer anderen Art vorhanden
sind.
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Bisher
war dieser Vorgang vorwiegend manuell, wobei eine Verpackungsperson
eine Abfolge von Verpackungen aufnimmt, um diese manuell in Kartons
zu verpacken. In der Vergangenheit war eine Vorrichtung offenbart,
die zwischen einer Ausrichtung im „Querformat" oder im „Hochformat" einer rechteckigen
Verpackung unterscheiden kann und diese dann automatisch auf eine
erforderliche Ausrichtung dreht. Jedoch übersieht oder ignoriert diese
die Tatsache, dass eine typische rechteckige Verpackung einen Aufdruck
an jeder Seite hat und somit mehr als eine Ausrichtung im Hochformat
oder im Querformat annehmen kann. Insbesondere tragen typischerweise
Verpackungen Markierungen, die zwischen der Vorderseite und der
Rückseite
der Verpackung unterschiedlich sind.
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Verschiedenartige
Patentbeschreibungen beschreiben verschiedene Technologien zum Ausrichten von
Gegenständen.
Beispielsweise offenbart GB-A-1507365 eine CCD-Kamera mit einer
linearen Reihe von Fotodioden, die Gegenstände erfasst, wenn sie darunter
durchlaufen, um die Ausrichtung einer Bezugsfläche an dem Gegenstand relativ
zu einer Bezugsrichtung zu bestimmen. Diese Information wird an
eine Aufnahmevorrichtung kommuniziert, die dann betrieben wird,
um die Ausrichtung des Gegenstands zu einer gewünschten Ausrichtung zu ändern. Das
ist geeignet zum Handhaben von unregelmäßig geformten Gegenständen, deren
Bezugsfläche
einfach erfasst werden kann, aber ist nicht geeignet für eher regelmäßig geformte
Gegenstände,
wie z.B. rechteckig und quadratisch geformte Gegenstände.
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GB-A-2327929
beschreibt die Verwendung von optischen Sensoren zum Bestimmen der
Ausrichtung einer Verpackung, die eine von zwei Ausrichtungen haben
kann. Sie erwähnt
ebenso, dass ein Stift verwendet werden kann, um die Verpackung
um 90 Grad zu drehen, falls das notwendig ist. Wiederum ist diese
Vorrichtung nicht in der Lage, eine weitergehende Unterscheidung
als zwischen den zwei möglichen
Ausrichtungen der Verpackung zu erzielen.
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EP-A-0613841
beschreibt eine einfache Wiederausrichtungsvorrichtung, bei der
eine CCD-Kamera die Ausrichtung von Behältern erfasst, die an einer
ersten Beförderungseinrichtung
befördert
werden, so dass ein Roboterarm diese Behälter nehmen kann und diese
an einer zweiten Beförderungseinrichtung
mit einer gewünschten
Ausrichtung platzieren kann. Diese Behälter haben eine Form, die einfach
erfassbar und ausreichend einheitlich ist, um zu ermöglichen,
dass deren Ausrichtung mit einem befriedigenden Niveau bestimmt wird.
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WO-A-99/12664
beschreibt ein automatisches Verpackungssystem zum Verpacken von
Lebensmittelprodukten, bei dem die Ausrichtung eines Produkts bestimmt
wird und optional eingestellt wird, bevor es verpackt wird. Die
Ausrichtung wird unter Verwendung eines Bildanalysesystems bestimmt.
Diese Vorrichtung betrifft nicht die Handhabung von flexibelwandigen
Gegenständen.
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Gemäß einem
ersten Gesichtpunkt der vorliegenden Erfindung umfasst ein Verfahren
zum Ausrichten eines Gegenstands das Vorlegen des Gegenstands für einen
Detektor zum Erfassen der Ausrichtung des Gegenstands; und, wenn
die identifizierte Ausrichtung nicht eine erforderliche Ausrichtung
ist, Wenden des Gegenstands auf eine Weise, die von der identifizierten
Ausrichtung abhängig
ist, so dass der Gegenstand die erforderliche Ausrichtung annimmt,
und ist dadurch gekennzeichnet, dass der Detektor ein Musterdetektor
ist; wobei der Gegenstand ein flexibelwandiger Gegenstand ist; und
wobei die Schritte des Vorlegens und des Erfassens das Erfassen
eines Musters an der Fläche
des Gegenstands und das Vergleichen des erfassten Musters mit jeweils
einer Anzahl von vorbestimmten Mustern aufweist, die jeweilige Ausrichtungen
des Gegenstands darstellen, um die Ausrichtung des vorgelegten Gegenstands
zu identifizieren.
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Gemäß einem
zweiten Gesichtspunkt der Erfindung umfasst eine Vorrichtung zum
Ausrichten eines Gegenstands einen Detektor zum Erfassen eines Gegenstands;
einen Prozessor zum Identifizieren der Ausrichtung des Gegenstands;
und ein Ausrichtungssystem um, wenn es notwendig ist, den Gegenstand
auf eine Weise zu wenden, die abhängig von der identifizierten
Ausrichtung ist, so dass der Gegenstand eine erforderliche Ausrichtung
annimmt, und ist dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung geeignet
ist, an einem flexibelwandigen Gegenstand zu wirken; wobei der Detektor
ein Musterdetektor zum Erfassen eines Musters an der Fläche eines
Gegenstands ist, wobei die Vorrichtung eine Einrichtung zum Vorlegen
des Gegenstands für den
Musterdetektor aufweist; und wobei der Prozessor geeignet ist, das
erfasste Muster mit jeweils einer Anzahl von vorbestimmten Mustern
zu vergleichen, die jeweilige Ausrichtungen des Gegenstands darstellen,
um die Ausrichtung des vorgelegten Gegenstands zu identifizieren.
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Wir
haben einen neuen Weg zur Bewältigung
dieses Problems durch Erfassen der Ausrichtung eines Musters den
Gegenstand und Verwenden dieser Information zum Steuern von jeglichem
erforderlichen Wendeprozess entwickelt. Somit liegt die Erfindung
nicht einfach in der Erfassung der physikalischen Ausrichtung (Hochformat
oder Querformat) des Gegenstands sondern in der Ausrichtung des
Musters. Auf diesem Weg können
Gegenstände,
die nach Systemen nach dem Stand der Technik so erscheinen könnten, dass
sie die gleiche Ausrichtung haben, aber die tatsächlich umgedreht oder falsch
herum sind, unterschieden werden.
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Überraschenderweise
haben wir herausgefunden, dass es möglich ist, eine ausreichend
genaue Mustererkennung trotz der Tatsache durchzuführen, dass
der Gegenstand flexible Wände
hat und somit nicht garantiert ist, dass er seine Fläche dem
Musterdetektor auf exakt die gleiche Weise bei jeder Gelegenheit
präsentiert.
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Eine
Vielzahl von Musterübereinstimmungstechnologien
kann verwendet werden. Auf dem bevorzugten Weg wird das Muster über der
gesamten Fläche
des Gegenstands, die zu dem Musterdetektor weist, beispielsweise
unter Verwendung einer CCD-Kamera bestimmt. Dieses wird dann mit
einem Satz vorbestimmter Muster zur Bestimmung der Ausrichtung des
Gegenstands verglichen.
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Bei
anderen Wegen wird jedoch jedes Muster durch die Erscheinung einer
Anzahl von Bildbereichen entlang der vorgelegten Fläche des
Gegenstands definiert. Somit kann das Muster, das erfasst wird,
nur ein Abschnitt des gesamten Musters sein, da herausgefunden wurde,
dass dieses oft unzureichend ist, um zwischen verschiedenen Ausrichtungen
des Gegenstands zu unterscheiden. Das ist insbesondere dann so,
wenn es nur eine begrenzte Anzahl von möglichen Ausrichtungen, wie
z.B. vier oder acht gibt, was gewöhnlich der Fall sein wird.
Ferner haben wir einige sehr einfache Musterübereinstimmungsprozesse insbesondere
für Imbissverpackungen
entwickelt, die sehr rasch durchgeführt werden können, um
zu ermöglichen,
dass hohe Prozessgeschwindigkeiten von 120 Gegenständen pro
Minute oder mehr erzielt werden.
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Zwei
primäre
Technologien wurden zum Vergleichen des erfassten Musters mit den
vorbestimmten Mustern entwickelt. Bei der bevorzugten Technologie
wird die Erscheinung der Fläche
oder jedes jeweiligen Bildbereichs durch mehr als einen Datenkanal
definiert, wobei jeder Kanal eine unterschiedliche Charakteristik der
Erscheinung der Fläche
oder des Bildbereichs darstellt. Einer oder mehrerer dieser Kanäle kann
dann verwendet werden, um einen Vergleich mit dem entsprechenden
Kanal des vorbestimmten Musters vorzunehmen. Dieser Vergleich wird
angenehm durch einfaches Bestimmen der Differenz den Datenwerten
der zwei Sätze
und Summieren der Differenzen erzielt.
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Auf
einem anderen Weg umfasst der Schritt des Vergleichens das Kombinieren
der Kanäle
in einen einzigen Kanal und dann das Vergleichen des einzigen Kanals
mit jedem entsprechenden einzigen Kanal von jedem vorbestimmten
Muster. Das Ausrichtungssystem könnte
mit einer einzigen Ausrichtungsvorrichtung versehen werden, die
betreibbar ist, einen Wendeschritt (Wendeschritte) durchzuführen, der
erforderlich ist. Beispielsweise könnte der Gegenstand zu einer
Robotervorrichtung gefördert
werden. Alternativ kann jedoch das Ausrichtungssystem eine erste
Ausrichtungsvorrichtung zum Aufprägen einer 90-Grad-Querdrehung
auf den Gegenstand, eine zweite Ausrichtungsvorrichtung zum Aufprägen einer
180-Grad-Drehung von einer Seite zur anderen Seite des Gegenstands
und eine dritte Ausrichtungsvorrichtung zum Aufprägen einer
180-Grad-Drehung von einem Ende zu dem anderen Ende aufweisen.
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Die
Trennung des Ausrichtungssystems in drei Vorrichtungen gestattet,
dass der Gegenstand durch die Vorrichtung im Wesentlichen kontinuierlich
durch eine Beförderungseinrichtung
oder Ähnliches
gefördert wird.
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Die
zweite Ausrichtungsvorrichtung umfasst vorzugsweise ein doppelt
verdrehtes Band, das mit einem Bypasspfad verwendet wird, so dass
dann, wenn eine Drehung von einer Seite zur anderen Seite nicht
erforderlich ist, der Gegenstand nicht zu dem Band gefördert wird.
Die dritte Ausrichtungsvorrichtung umfasst vorzugsweise einen Anschlag,
wie z.B. einen oder mehrere Finger, die wahlweise in dem Pfad des
Gegenstands positioniert werden können, und eine Schubvorrichtung,
um den Gegenstand über
den Anschlag zu stoßen.
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Obwohl
drei Wiederausrichtungsfähigkeiten
wünschenswert
sind, sind in manchen Fällen
weniger als drei möglich,
wenn die Anzahl der möglichen
Ausgangsausrichtungen begrenzt ist oder nur gewisse Ausrichtungen
sind.
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Die
Erfindung ist insbesondere auf Gegenstände des Kissentaschentyps,
wie z.B. Imbissverpackungen anwendbar, die Kartoffelchips, Hula-Hoops
und der gleichen enthalten. Diese Arten der Verpackungen werden
typischerweise durch eine Formfüllverschließmaschine
gebildet, wie z.B. eine vertikale Formfüllverschließmaschine, beispielsweise die
Apex-Verpackungsmaschine,
die durch Ishida Co., Ltd. hergestellt wird.
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Einige
Beispiele von Verfahren und der Vorrichtung der Erfindung werden
nun unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben,
wobei:
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1 eine
Draufsicht eines ersten Beispiels der Vorrichtung ist;
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2 eine
Seitenansicht der in 1 gezeigten Vorrichtung ist;
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3 ein
Ablaufdiagramm ist, das den Betrieb der Vorrichtung der 1 und 2 darstellt;
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4 eine
schematische Ansicht einer abgewandelten Form der in den 1 und 2 gezeigten Vorrichtung
ist;
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5 eine
schematische Seitenansicht eines zweiten bevorzugten Ausführungsbeispiels
ist; und
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6 eine
Abwandlung des Beispiels von 5 darstellt.
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Die
in den 1 und 2 gezeigte Vorrichtung weist
ein Paketkonditionier-/-Erfassungssystem 1 auf, das Imbissverpackungen
des Kissentaschentyps von einem (nicht gezeigten) Zwischenschüttspeicher aufnimmt,
von dem sie in eine einzige Reihe sortiert werden und kontinuierlich über eine
Beförderungseinrichtung 70 mit
zufälligen
Ausrichtungen befördert
werden. Die Beförderungseinrichtung 70 fördert Verpackungen gegen
eine Führungswand 71,
die einen Bezug 72 definiert, entlang dem die Verpackungen
in das System 1 gefördert
werden.
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Das
System 1 weist einen Beförderungsriemen 2 auf,
der durch einen Motor 3 über einen Antriebsriemen 4 angetrieben
wird, um die Verpackungen mit ungefähr 60 m/min zu fördern. Oberhalb
des Beförderungsriemens 2 ist
ein Satz Rollen 5 gelegen, die an einer selbst nivellierenden
Stütze 6 montiert
sind, die eine Verpackung 7 sanft drückt, wie 2 entnehmbar
ist, während
sie durch den Beförderungsriemen 2 nach
vorn gefördert
wird. Ein Mikroprozessor 9 ist mit einem Farb-/Kontrastsensor 10A,
wie z.B. einem Wenglor FB01 verbunden, der optische Signale von
einem faseroptischen Kabel 11 empfängt, das ein Ende 10 hat,
das an einer Messposition zu den Verpackungen weist. Das Kabel 11 trägt ebenso
Licht von einer (nicht gezeigten) Weißlichtquelle zu der Messposition.
Das Ende 10 der Faseroptik ist oberhalb eines Schlitzes
montiert, der zwischen einem Paar der Rollen 5 definiert
ist und von der dazu weisenden Fläche einer Verpackung 7 beabstandet
ist, wenn diese vorbeiläuft.
Das bedeutet, dass der Sensor eine diffuse Abbildung der Verpackungsfläche „sehen" wird und somit weniger
anfällig
für geringe
Veränderungen
der Querposition und/oder der Flächenerscheinung
der Verpackung ist.
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Die
Abgabe des Sensors 10A wird durch den Mikroprozessor bei
einer nominellen jedoch variablen Rate von 1 kHz für eine nominelle
jedoch variable Dauer von 150 ms abgetastet (was eine nominelle
jedoch variable Anzahl von 150 Proben ergibt). Jede Probe umfasst
drei Werte entsprechend den drei getrennten Kanälen, nämlich blau/grün, rot/grün und grau
(Kontrast). Wenn der Beförderungsriemen 2 bei
60 m/min betrieben wird, wird die Probennahme einmal pro Millimeter
stattfinden. Diese 3 × 150
Datenwerte werden durch den Mikroprozessor 9 für die nachfolgende
Verarbeitung gespeichert. (Der Wenglor-FB01-Farb-/-Kontrastsensor stellt 30-10V-Analogabgaben
bereit, die linear zudem Betrag der Farbe/des Kontrasts sind, die/den
der Sensor sieht. Diese Abgaben werden zu einem Analog-Digital-Wandler
(nicht gezeigt) gefördert,
der durch den Mikroprozessor gesteuert wird).
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Der
Mikroprozessor 9 kann zwischen einem Hintergrund, wenn
keine Verpackung an dem Messabschnitt ist, und einen Zustand mit
vorhandener Verpackung unterscheiden. Wenn eine Verpackung erfasst
wird (Schritt 100, 3), beginnt
der Mikroprozessor 3 Daten von dem Sensor 10A zusammeln
(Schritt 105).
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Aus
den empfangenen Daten bestimmt der Mikroprozessor 9 die
Ausrichtung der Verpackung. Das Verfahren der Bestimmung der Ausrichtung
wird nachstehend beschrieben, aber im Wesentlichen kann die Verpackung
anfangs eine von acht verschiedenen Ausrichtungen haben:
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Tabelle 1
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- 1. Richtig herum, richtige Seite;
- 2. Richtig herum, um 90 Grad gedreht;
- 3. Richtig herum, um 180 Grad gedreht;
- 4. Richtig herum, um 270 Grad gedreht;
- 5. Falsch herum, richtige Seite;
- 6. Falsch herum, um 90 Grad gedreht;
- 7. Falsch herum, um 180 Grad gedreht;
- 8. Falsch herum, um 270 gedreht.
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Nach
der Bestimmung der gegenwärtigen
Ausrichtung bestimmt der Mikroprozessor 9, welche Wendebewegungen
erforderlich sind, um die Verpackung auf eine gewünschte abschließende Ausrichtung
zu bringen, die die gleiche für
jede Verpackung sein wird (Schritt 110). Zum Bewirken dieser
Wiederausrichtung sind drei Ausrichtungsvorrichtungen 20-22 in
einer Abfolge stromabwärts
des Systems 1 vorgesehen, wobei der Mikroprozessor 9 mit
jeder davon verbunden ist.
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Die
erste Ausrichtungsvorrichtung 20 ist zum Wenden der Verpackung
zwischen einer Ausrichtung mit Führung
der langen Seite zu einer Ausrichtung mit Führung der kurzen Seite vorgesehen.
In dem Fall einer quadratischen Verpackung hätten diese Seiten sicherlich
die gleiche Länge.
Wenn diese Drehung erforderlich ist (Schritt 115), aktiviert
der Mikroprozessor 9 einen Stift 30 (Schritt 120)
an der Seite der Ausrichtungsvorrichtung 20, an der er
von einer Ruheposition, die parallel zu der Richtung der Bewegung
der Verpackung 7 ist (nicht gezeigt), zu einer aktiven
Position gedreht wird, wie in 2 gezeigt
ist. In der aktiven Position wird, wenn die Verpackung 7 durch
eine Beförderungsrichtung 31 gefördert wird
(durch einen Motor 32 über
einen Antriebsriemen 33 angetrieben), die Ecke eines führenden
Rands der langen Seite mit dem Stift 30 eingreifen, so
dass unter Antreiben der Verpackung durch die Beförderungseinrichtung 31 die
Verpackung sich seitlich um 90 Grad, wie in 1 gezeigt
ist, zu einer Ausrichtung mit führender
kurzer Seite dreht.
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Die
Verpackung wird dann zu der zweiten Ausrichtungsvorrichtung 21 gefördert, die
einen Eingangsbeförderungsriemen 40 aufweist,
der durch den Mikroprozessor 9 zwischen drei Positionen 41A-41C bewegt werden
kann, um als Umschalter zu wirken, und fördert eine Verpackung 7 zu
einer Bypassbeförderungseinrichtung 43,
die durch einen Motor 44 über einen Antriebsriemen 45 angetrieben
wird, wenn sie sich auf der Position 41B befindet, zu einem
doppelt verdrehten Band 46, das ebenso durch den Motor 44 betrieben
wird, wenn sie sich auf der Position 41B befindet oder
zu einer dritten Aussonderungsposition zum Aussondern von Verpackungen,
die durch den Mikroprozessor 9 nicht erkannt werden, wenn
sie sich auf der Position 41C befinden. Wenn eine Drehung
von einer Seite zur anderen Seite oder eine Verdrehung erforderlich
ist (Schritt 125), wird der Riemen 40 auf die
Position 41B bewegt (Schritt 130) und prägt das Band 46 eine
180 Grad-Drehung von einer Seite zur anderen Seite auf die Verpackung 7 auf.
Infolge des Durchgangs durch das Band 46 wird die Verpackung
nach unten auf den Beförderungsriemen 43 austreten.
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Die
Verpackung wird dann durch den Beförderungsriemen 43 zu
der dritten Ausrichtungsvorrichtung 22 überführt, die einen Satz Beförderungsriemen 50 und überlappende
Finger 51 aufweist, die zwischen einer Ruheposition (nicht
gezeigt), in der sie unter dem oberen Verlauf der Riemen 50 liegen,
und einer Wendeposition (in 2 gezeigt)
hin und her bewegbar sind, in der sie nach oben in dem Pfad der
Verpackung 7 vorstehen, um einen Anschlag auszubilden.
Wenn eine Drehung von einem Ende zum anderen Ende erforderlich ist
(Schritt 135), werden die Finger 51 nach oben
bewegt (Schritt 140), so dass die Verpackung in Eingriff
mit den Fingern 51 gebracht wird. Ferner werden die Finger 51A,
die ein Stellglied ausbilden, dann nach oben gedreht, um die Verpackung
um 180 Grad auf eine Weise von einem Ende zum anderen Ende über die
Finger 51 zu drehen. (Es ist erkennbar, dass die nach vorn
gerichtete Bewegung der Verpackung für einen Augenblick während dieses
Prozesses anhalten wird.) Die Verpackung befindet sich dann auf
ihrer gewünschten
Ausrichtung und wird zu einem abschließenden Beförderungsriemen 52 zum
Fördern
in einen Karton zugeführt.
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Der
Mikroprozessor 9 weist einen Speicher auf, der acht Sätze von
Mastertabellen hält
(Master [0] bis Master [7]), von denen jede drei Datentabellen mit
150 Einträgen
enthält.
Das Ergebnis der Abtastung ist eine Einlesetabelle, die drei Datentabellen
jeweils mit 150 Einträgen
enthält,
wobei jede Datentablette einem der drei Erfassungskanäle entspricht.
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Die
Mastertabellen werden am Anfang durch Hindurchführen einer Probeverpackung
durch das Verpackungskonditioniersystem 1 acht Mal in einer
vorbestimmten Reihenfolge eingerichtet, die beispielsweise in der
vorstehend angegebenen Tabelle 1 angegeben ist.
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Wenn
eine auszurichtende Verpackung durch das System 1 tritt,
werden Datenwerte von dem Sensor in die Einlesetabellen eingegeben.
Sobald alle Werte eingelesen wurden, wird eine Datenübereinstimmung
gestartet. Die Datenübereinstimmung
funktioniert wie folgt:
- 1. Vergleich der Datenwerte
von den ersten bis letzten Einträgen
der Einlesetabellen mit den gleichen Werten in dem ersten Satz der
Mastertabellen. Addieren der absoluten Differenzen (d).
Beispielsweise
d = d + abs (Einlesen [m] [n] – Master
[0] [m] [n]; // m = 0 ~ 2, n = 0 ~ 149
wobei m die Kanalanzahl
ist; und
n die Probenummer ist.
- 2. Wiederholen von Schritt 1 für die anderen Mastertabellen
(Master [1] bis Master [7]), Addieren der Differenzen zu getrennten
Gesamtwerten.
- 3. Vergleichen der Gesamtwerte. Die Mastertabelle, die den niedrigsten
Gesamtwert verursacht, wird als nächste Übereinstimmung betrachtet,
und die Software weist die Ausrichtungsvorrichtungen an, die Verpackungen
anforderungsgemäß zu handhaben.
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Die
nachstehend angegebene Tabelle 2 definiert, welche der Ausrichtungsvorrichtungen 20-22 im
jeweiligen Fall aktiviert werden.
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Aufgrund
der Verpackungsvariationen kann der Punkt der Erfassung der führenden
Ränder
der Verpackungen geringfügig
variieren. Der Mikroprozessor 9 führt daher eine Zeitverschiebungskompensation
vor dem Durchführen
der vorstehend beschriebenen Musteranalyse durch. Das kann beispielsweise
durch Auffinden der besten Übereinstimmung
für zehn
Proben von Daten in einem +/–-10ms-Band bei jedem
Hauptmuster erzielt werden, um die beste Zeitverschiebung aufzufinden.
Bei jedem Versatz werden die arithmetische Differenz zwischen den
Datenwerten jedes Eingangspixels und des entsprechenden Datenwerts
des gespeicherten Hauptmusterpixels bestimmt und werden dann diese
Differenzen summiert. Der Versatz entsprechend der niedrigsten Summe
wird für
den nachfolgenden Vergleichsprozess ausgewählt.
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In
manchen Fällen
kann es ebenso wünschenswert
sein, dass die Software einen Durchschnittsbildungsfilter auf die
Eingangsdaten aufbringt, was verursacht, dass die Muster geglättet werden.
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In
dem in den 1 und 2 beschriebenen
Beispiel wurde jede Drehung durch eine separate Ausrichtungsvorrichtung 20-22 durchgeführt. Abwandlungen
werden dem Fachmann offensichtlich sein, bei denen ein oder mehrere
dieser Drehungen durch die gleiche Vorrichtung durchgeführt werden
kann. 4 stellt beispielsweise eine Vorrichtung dar,
die eine 180-Grad-Drehung von einem Ende zum anderen Ende und eine 180-Grad-Verdrehung
von einer Seite zur anderen Seite durchführen kann.
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In 4 ist
eine Ausrichtungsvorrichtung 200 gezeigt, die die Vorrichtungen 21 und 22 des
vorherigen Beispiels ersetzt. In diesem Fall weist die Vorrichtung 200 ein
Paar oberer und unterer Beförderungseinrichtungen 205, 210 auf,
die in beide Richtungen durch einen Motor und eine Kupplungsanordnung
betrieben werden können,
die nicht gezeigt sind. Die Beförderungseinrichtungen 205, 210 sind
an einem Stützaufbau
(nicht gezeigt) montiert, der sich um eine Achse 215 und
eine Achse 220 drehen kann. Wenn somit eine Verpackung 225 zwischen
den Beförderungseinrichtungen 210, 215 gefördert wird,
kann sie dann von einem Ende zum anderen Ende auf die gleiche Weise
gedreht werden, wie durch die Vorrichtung 22 in dem vorherigen
Beispiel oder seitlich um die Achse 220 auf die gleiche
Weise verdreht werden, wie durch die Vorrichtung 21 bewirkt wird.
In dem Fall einer Drehung von einem Ende zum anderen Ende um die
Achse 215 wird es nötig
sein, dass die Beförderungseinrichtungen 205, 210 zum
Herausfördern
der Verpackung umgekehrt werden.
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Bei
weiteren Abwandlungen könnten
eine oder zwei der Ausrichtungsvorrichtungen 20-22 einfach weggelassen
werden. Das wird denkbar sein, wenn die Ausgangsseite des Systems
nicht berücksichtigt,
ob ein Gegenstand eine bestimmte Ausrichtung in einem bestimmten
Sinn hat oder nicht.
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5 stellt
ein zweites bevorzugtes Beispiel dar, das dem Beispiel der 1 und 2 ähnlich ist, wobei ähnliche
Bauteile durch die gleichen Bezugszeichen bezeichnet werden. Wie
bei dem Beispiel von 1 ist ein Verpackungskonditionier-/-erfassungssystem
vorgesehen, aber ist dies zur Klarheit von der 5 weggelassen.
Jedoch ist bei diesem Beispiel kein Sensor 10A vorgesehen.
Das System 1 fördert
Gegenstände,
wie z.B. Imbissverpackungen zu der ersten Ausrichtungsvorrichtung 20', die identisch
zur der Ausrichtungsvorrichtung 20 außer der Hinzufügung eines
Sensors 100 ist. Dieser Sensor 100 ist seitlich
an einer Seite des Pfads der Gegenstände gelegen, um Gegenstände zu erfassen,
die gerade gefördert
werden, wobei ihr langer Rand führend
ist (im Fall von rechteckigen Gegenständen). Der Sensor 100 ist
mit einem Mikroprozessor 110 verbunden, der auf ein Signal
von dem Sensor 100 anspricht, der angibt, dass ein Gegenstand
erfasst wurde, um zu verursachen, dass der Stift 30 sich
in den Pfad des Gegenstands dreht (wie in 1 gezeigt
ist), so dass der Gegenstand wieder ausgerichtet wird, wobei sein
kurzer Rand führend
ist.
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Die
Verpackung wird dann zu einer Erfassungsstufe 115 gefördert, die
eine Beförderungseinrichtung 120 aufweist,
wobei eine CCD-Kamera 125 oberhalb der Beförderungseinrichtung
gelegen ist. Diese hat integrale LED-Beleuchtungsleisten (nicht
gezeigt). Ein Beispiel einer geeigneten Kamera ist das Keyence CV-501-Vision-System. Die Kamera 125 ist
mit dem Mikroprozessor 110 verbunden. Optional kann eine
Vorrichtung unterhalb der Kamera gelegen sein, um dabei zu helfen,
die Verpackungen bündig
einander zu reihen, gerade bevor sie von der Kamera gesehen werden.
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Ein
Sensor 130 ist relativ zu der Beförderungseinrichtung 120 positioniert,
um die Ankunft eines führenden
Rands einer Verpackung zu erfassen, und das wird, nach geeigneten
Verzögerung,
um zu gestatten, dass die Verpackung neben der Kamera zentriert
ist, verwendet, um die Kamera 125 auszulösen. Die
Kamera 125 nimmt dann eine Fotografie der gesamten zu dieser
weisenden Fläche
der Verpackung auf (oder eines Abschnitts der Verpackungsfläche, wenn
geeignet). Diese Abbildung wird dann digitalisiert und zu dem Mikroprozessor 110 gefördert. Der
Mikroprozessor 110 vergleicht dann die empfangene Abbildung
unter Verwendung von herkömmlichen
Musterkorrelationstechnologien mit vier Bezugsabbildungen entsprechend
den vier möglichen
Ausrichtungen der Verpackung. Diese entsprechen den Ausrichtungen
1, 3, 5 und 7 in Tabelle 1. Der Mikroprozessor 110 macht
dann eine Entscheidung von JA/NEIN, ob eine ausreichend hohe Korrelation mit
dem jeweiligen Bezugsmuster erzielt wurde oder nicht.
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Wenn
eine zufriedenstellende Korrelation mit nur einem Bezugsmuster vorgenommen
wurde, zeigt dann dies an, dass das Muster erfolgreich eingelesen
wurde. Alle anderen Ergebnisse zeigen an, dass die Verpackung nicht
erfolgreich eingelesen wurde. In letzt genanntem Fall wird der Beförderungsriemen 40 auf
die Position 41C bewegt und wird die Verpackung in einen
Aussonderungsbehälter 135 ausgesondert.
Wenn die Verpackung gültig
erfasst wurde, wird dann der Mikroprozessor 110 entscheiden,
ob er die Verpackung zu dem doppelt verdrehten Band 46 (nur
schematisch in 5 gezeigt) oder zu der Bypassbeförderungseinrichtung 43 fördert. Die
Verpackung wird dann zu der dritten Beförderungsvorrichtung 22 gefördert, die
identisch mit der Vorrichtung in den 1 und 2 ist,
und der Mikroprozessor 110 wird wahlweise die Position
der Finger 51 und 54 steuern.
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In
dem vorstehend beschriebenen Beispiel ist der Beförderungsriemen 40 zwischen
jeder von drei Positionen 41A-41C bewegbar. In
manchen Fällen
wird das die Geschwindigkeit des Betriebs des Systems insbesondere
unter Berücksichtigung
der Zeit begrenzen, die zum Bewegen der Beförderungseinrichtung von der Position 41C zu
der Position 41B benötigt
wird. Auf einem alternativen bevorzugten Weg ist daher, wie in 6 gezeigt
ist, die Beförderungseinrichtung 40 nur
zwischen den Positionen 41A und 41B bewegbar.
Ein zusätzliches
Gebläse,
das bei 200 schematisch gezeigt ist, öffnet zu einer Seite der Bypassbeförderungseinrichtung 43.
Wenn eine Verpackung nicht erkannt wird, wird die Beförderungseinrichtung 40 auf
ihrer Position 41A angeordnet, so dass die Verpackung zu
der Bypassbeförderungseinrichtung 43 überführt wird,
und wird dann das Gebläse 200 aktiviert,
um die Verpackung der Beförderungseinrichtung 43 in
den Aussonderungsbehälter 135 zu
blasen.
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Dieser
abgewandelte Weg kann ebenso mit dem in den 1 und 2 gezeigten
Beispiel eingesetzt werden.
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Vorhergehend
wurde die dritte Ausrichtungsvorrichtung 22 gezeigt, die
Finger 51 einsetzt, die nach oben in den Pfad einer Verpackung
bewegt werden können,
so dass die Verpackungen von einem Ende zum anderen Ende umgedreht
werden. Es wurde herausgefunden, dass es schwierig ist, diese Bewegung
rasch genug für
einen schnellen Durchgangsbetrieb zu erzielen, und können die
Finger ebenso die Verpackungen beschädigen. 6 stellt
eine alternative dritte Ausrichtungsvorrichtung 22' dar, die in
beiden Beispielen von 5 oder von 1 und 2 eingesetzt
werden kann. In diesem Fall werden Verpackungen von der zweiten
Ausrichtungsvorrichtung 21 zu einer Beförderungseinrichtung 210 befördert, die
diese nach unten zu einem Spalt 215 befördert, über den sie frei auf eine weitere
Beförderungseinrichtung 220 fallen,
die der Beförderungseinrichtung 52 im
Beispiel von 1 entspricht. Wenn eine Verpackung
von einem Ende zum anderen Ende umgedreht wurde, wird ein Luftmesser 225 aktiviert,
um Luft über
den Luftspalt zu blasen, um somit die Verpackung zu stoßen, wenn
sie auf die untere Beförderungseinrichtung 220 fällt. Ein
Sensor (nicht gezeigt) ist vorgesehen, um zu ermöglichen, dass die Zeitabstimmung
der Betätigung
des Luftmessers genau gesteuert wird.
