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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung für ein Sortiersystem
sowie eine Vorrichtung der Art, die im Oberbegriff von Anspruch 1
dargestellt ist.
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Die
Erfindung bezieht sich ferner auf ein Verfahren zum Sortieren mittels
einer erfindungsgemäßen Vorrichtung.
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Gegenwärtig werden
Vorrichtungen mit Entladearmen zum Sortieren von Gegenständen auf
einer Beförderungseinrichtung
z. B. in Verbindung mit einer Bandwägevorrichtung, einer Einstufungseinrichtung,
einer Sortiereinrichtung, einer Sichtungseinrichtung oder einer ähnlichen
Einrichtung verwendet. Derartige Entladearme können auf zwei Arten betrieben
werden, indem der Entladearm entweder den Gegenstand seitlich von
der Beförderungseinrichtung
zieht oder führt
oder der Gegenstand wird von der Beförderungseinrichtung geworfen.
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In
bekannten Vorrichtungen dieses Typs werden die Entladearme pneumatisch
gesteuert, wobei die Pneumatikzylinder mit einer zentralen Drucklufteinheit
verbunden ist, die Druckluft an die Zylinder liefert, wenn der Entladearm über die
Beförderungseinrichtung
gedreht werden soll, um einen Gegenstand zu erreichen.
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In
derartigen bekannten Vorrichtungen, die einen Entladearm aufweisen,
der durch einen Pneumatikzylinder angetrieben wird, ist es sehr
schwierig, einen gleichförmigen
Druck in den Pneumatikzylindern zu erreichen, da sich die mechanische
Reibung verändern
kann. Das bedeutet, dass es schwierig ist, die präzise Stellung
des Entladearms zu steuern, wenn er über die Beförderungseinrichtung geschwenkt
wird. Wenn es nicht möglich
ist, die Stellung des Entladearms präzise zu steuern, kann es unabhängig von
der seitlichen Position des Gegenstands auf der Beförderungseinrichtung
schwierig sein, den Gegenstand zur korrekten Entladeposition längs der
Seitenkante der Beförderungseinrichtung zu
führen,
und es ergibt sich demzufolge ein hoher Anteil von fehlerhaften
Ablagen, wenn die Gegenstände
am falschen Ort auftreffen oder zu einer fehlerhaften Entladeposition
geführt
werden.
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Zu
der Tatsache, dass ein Pneumatikzylinder nicht sehr geeignet ist,
trägt bei,
dass in dem Pneumatikzylinder ein Spiel und/oder eine Elastizität sowie
eine bestimmte Verzögerung
vorhanden sind, wenn Druckluft verwendet wird. Insbesondere bei Beförderungseinrichtungen,
bei denen eine Anzahl von Vorrichtungen in einer Reihe längs des
Rands der Beförderungseinrichtung
vorgesehen sind, ist es problematisch, pneumatisch angetriebene
Ausrüstungen
anzuwenden, da es nahezu unmöglich
ist, in allen Zylindern den gleichen Druckpegel aufrechtzuerhalten.
Der ungleichmäßige Druck
hängt von
der Kapazität
des Kompressors und Leckstellen in dem Rohr- oder Schlauchsystem
zwischen den Vorrichtungen ab.
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Vor
diesem Hintergrund ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung,
eine Vorrichtung für
ein Sortiersystem, wobei die Vorrichtung auf einfache Weise eine
sehr präzise
Steuerung eines oder mehrerer Entladearme sicherstellt, sowie ein
Verfahren für
die Verwendung einer derartigen Vorrichtung zu schaffen.
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Diese
Aufgabe wird gelöst
mittels einer Vorrichtung, wobei das Betätigungsorgan durch einen elektrisch
angetriebenen Schritt- oder Servomotor gebildet ist, der eine Steuereinheit
besitzt, die so beschaffen ist, dass sie ein Bewegungsmuster und/oder ein
Geschwindigkeitsprofil des Entladearms bestimmen kann, bzw. mittels
eines Verfahrens, das dadurch gekennzeichnet ist, dass das Sortieren
von Gegenständen
auf der Beförderungseinrichtung durch
die folgenden Verfahrensschritte erfolgt:
- – die Gegenstände werden
gewogen und/oder nach Qualität/Typ
eingestuft, bevor sie auf der Beförderungseinrichtung angeordnet
werden, oder auf einem ersten Abschnitt der Beförderungseinrichtung gewogen,
- – die
Gegenstände
bewegen sich an den oberhalb oder längs der Beförderungseinrichtung angeordneten
Sensoren vorbei,
- – die
Sensoren zeichnen die Größe und/oder
die seitliche und longitudinale Position der Gegenstände auf
der Beförderungseinrichtung
auf, gleichzeitig geben die Sensoren ein Steuersignal zu der Steuereinheit
der Vorrichtung aus,
- – bevor
die Gegenstände
den Entladearm erreichen, wird der Entladearm aus einer passiven Stellung
in eine aktive Winkelstellung in Bezug auf die Förderrichtung der Beförderungseinrichtung gedreht,
- – der
Entladearm führt
die Gegenstände
in eine vorgegebene Entladeposition längs der Seite der Beförderungseinrichtung.
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Im
Folgenden wird ein Sortiersystem beschrieben, das vorzugsweise zum
Sortieren von Lebensmitteln verwendet wird, die Erfindung kann jedoch
gleichfalls auf anderen Gebieten angewendet werden, bei denen Gegenstände gemäß Gewicht und/oder
Qualität/Typ,
Position auf der Beförderungseinrichtung
und Größe usw. sortiert
werden. Das können
z. B. das Sortieren von Paketen bei Postdienstleistungen, das Sortieren
von Abfällen und/oder
das Sortieren von Gegenständen
in einem Industriebetrieb sein.
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Das
elektrisch angetriebene Betätigungsorgan
kann ein elektrisch angetriebener Motor, z. B. ein Schritt- oder
Servomotor, oder ein elektrisches Betätigungselement oder ein Betätigungselement,
das mittels Wasser oder Öl
hydraulisch angetrieben wird, sein.
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Durch
Verwendung eines Betätigungsorgans in
Form eines elektrisch angetriebenen Schritt- oder Servomotors wird
eine präzise
und gleichmäßige Sortierung
von Gegenständen
auf einer Beförderungseinrichtung
erreicht. Die Verwendung eines elektrischen Schritt- oder Servomotors
ermöglicht
es somit, einen hohen Präzisionsgrad
für wiederholte Funktionen
und eine vollständige
Steuerung von Beschleunigung, Position und Geschwindigkeit zu erreichen.
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Damit
ein spezieller Entladearm zum Abführen eines speziellen Gegenstands
von der Beförderungseinrichtung
verwendet werden kann, enthält
die Vorrichtung ferner eine Steuereinheit, die wenigstens ein Steuersignal
von einer Anzahl von Sensoren empfangen kann, die die seitliche
und die longitudinale Position eines Gegenstandes auf der Beförderungseinrichtung
bestimmen können
und die mit dem Betätigungsorgan
funktional verbunden sind.
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Wenn
sich der Gegenstand an den Sensoren vorbeibewegt, können die
Sensoren in Abhängigkeit von
ihrem Typ wenigstens die seitliche und die longitudinale Position
des Gegenstands auf der Beförderungseinrichtung
aufzeichnen, so dass das Steuersignal, das von der Steuereinheit
der Vorrichtung empfangen wird, direkt als ein Steuerparameter für die Steuereinheit
verwendet werden kann.
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Damit
die seitliche und die longitudinale Position des Gegenstands auf
der Beförderungseinrichtung
bestimmt werden können,
werden diese Sensoren, z. B. Photozellen oberhalb und/oder längs der Beförderungseinrichtung
angeordnet. Durch das Anordnen einer Anzahl von seitlich angeordneten
Sensoren, vorzugsweise quer über
der Beförderungseinrichtung,
ist es möglich,
unterschiedliche Typen von Sensoren zu verwenden. Das können z.
B. Sensoren sein, die unterschiedliche Typen von Techniken verwenden,
wie etwa Infrarotsensoren, Photosensoren und ähnliche Sensoren.
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Eine
Alternative zu den oben erwähnten Sensortypen
kann darin bestehen, dass bei den Sensoren eine Lasertechnologie
angewendet wird und sie oberhalb und/oder längs der Beförderungseinrichtung angeordnet
werden. Die Besonderheit bei der Lasertechnologie besteht darin,
dass ein einzelnes Laserstrahlenbündel ausgegeben werden kann, das
zum Messen des Abstands zu dem Gegenstand verwendet werden kann.
Dieses Prinzip wird in der Bauindustrie verwendet, bei der es "Maßbänder" unter Verwendung
der Lasertechnologie gibt.
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Wenn
es nicht erforderlich ist, die dreidimensionale Größe des Gegenstands
zu kennen, können die
Sensoren quer oberhalb der Beförderungseinrichtung
oder längs
der Seiten der Beförderungseinrichtung
angeordnet sein.
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Eine
Anzahl von Sensoren, die bei untereinander verschiedenen Winkeln
zur Beförderungseinrichtung
angeordnet sind, können
sehr genaue Aufzeichnungen der Größen und Positionen der Gegenstände auf
der Beförderungseinrichtung
erzeugen.
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Wenn
das Betätigungsorgan
ein elektrisch angetriebener Motor ist, der von einer Steuereinheit betätigt wird,
ist es wichtig, dass die Steuereinheit mit den Steuersignalen, die
die Steuereinheit von den Sensoren empfängt, rechnen bzw. mit diesen
in Wechselwirkung treten kann. Deswegen enthält der Motor eine im Voraus
programmierte Steuereinheit, die so beschaffen ist, dass sie das
Steuersignal von den Sensoren zum Bestimmen eines Bewegungsmusters
des Entladearms verwenden kann. Die im Voraus programmierte Steuereinheit
enthält
Bewegungsmuster des Entladearms, die durch die seitliche und longitudinale
Position und/oder das Gewicht und/oder Qualität/Typ des Gegenstands festgelegt sind,
so dass die Steuereinheit dann, wenn sie ein Steuersignal von den
Sensoren empfängt,
das im Voraus programmierte Bewegungsmuster abruft, das zur Folge
hat, dass der Gegenstand zum richtigen Zeitpunkt und an der korrekten
Position von der Beförderungseinrichtung
abgeleitet wird. Das Bewegungsmuster kann deswegen von der seitlichen
Position und/oder vom Gewicht und/oder von Qualität/Typ abhängig sein.
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Wenn
die Vorrichtung zur Mengensortierung verwendet werden soll, bei
der ein bestimmtes Gesamtgewicht einer Anzahl von Gegenständen zu
erreichen ist, muss die Steuereinheit des Weiteren ein Mittel zum
Zählen
des aufgezeichneten Ge wichts der Gegenstände, die mittels der Vorrichtung
aussortiert wurden, umfassen. Das kann ein einfacher elektronischer
Chip sein, der einen Zähler
und/oder eine Summierfunktion besitzt.
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Um
sicherzustellen, dass die Gegenstände durch den Entladearm geführt und
von der Beförderungseinrichtung
abgeführt
werden, ist der Entladearm mit einer leicht löffelförmigen Vorderseite versehen.
Diese Form bedeutet, dass die Gegenstände dann, wenn sie die Vorderseite
des Entladearms erreichen, von der Beförderungseinrichtung entfernt werden,
wenn sich der Entladearm zur Entladeposition dreht. Es kann ein
Vorteil sein, dass Gegenstände,
die schwer zu handhaben sind, wie etwa gefrorene Gegenstände, durch
die löffelförmige Vorderseite weiterbefördert werden
und nicht auf die Beförderungseinrichtung
oder über
die Seiten der Beförderungseinrichtung
zurückgestoßen werden,
wobei diese Gefahr dann besteht, wenn die Vorderseite des Entladearms
vollständig
eben ist.
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Damit
die Vorrichtung optimal zum Sortieren von Gegenständen auf
einer Beförderungseinrichtung
verwendet werden kann, erfolgt das Sortieren mittels eines Verfahrens,
das die folgenden Schritte umfasst:
- – die Gegenstände werden
gewogen und/oder nach Qualität/Typ
eingestuft, bevor sie auf der Beförderungseinrichtung angeordnet
werden, oder auf einem ersten Abschnitt der Beförderungseinrichtung gewogen
und/oder nach Qualität/Typ
eingestuft,
- – die
Gegenstände
bewegen sich an den oberhalb oder längs der Beförderungseinrichtung angeordneten
Sensoren vorbei,
- – die
Sensoren zeichnen die Größe und/oder
die seitliche und longitudinale Position der Gegenstände auf
der Beförderungseinrichtung
auf, gleichzeitig geben die Sensoren ein Steuersignal zu der Steuereinheit
der Vorrichtung aus,
- – bevor
die Gegenstände
den Entladearm erreichen, wird der Entladearm aus einer passiven Stellung
in eine aktive Winkelstellung in Bezug auf die Förderrichtung der Beförderungseinrichtung gedreht,
- – der
Entladearm führt
die Gegenstände
in eine vorgegebene Entladeposition längs der Seite der Beförderungseinrichtung.
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Bei
der Mengensortierung oder der Sortierung von Gegenständen nach
Gewicht ist es erforderlich, dass an einer Stelle in der Produktionsanlage eine
Wägevorrichtung
vorhanden ist, um das Gewicht der einzelnen Gegenstände aufzuzeich nen,
so dass die einzelnen Gegenstände
an den korrekten Entladepositionen aussortiert werden können, wodurch
die Produktion optimiert wird, da restliche Gegenstände und
ein falsches Sortieren vermieden werden.
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In
einer Ausführungsform
der Erfindung können
das Wägen
und/oder die Einstufung nach Qualität/Typ ausgeführt werden,
bevor die Gegenstände auf
die Beförderungseinrichtung
gebracht werden, wodurch das einzige Problem darin besteht, dass
die Sensoren die seitliche Position des Gegenstands auf der Beförderungseinrichtung
aufzeichnen müssen.
In einer alternativen Ausführungsform
der Erfindung werden das Wägen
und/oder die Einstufung nach Qualität/Typ auf einem ersten Abschnitt
der Beförderungseinrichtung
ausgeführt,
wobei dieser erste Abschnitt entweder vor den Sensoren oder in direkter Verbindung
mit den Sensoren angeordnet sein kann. Die Hauptsache besteht jedoch
darin, dass der Gegenstand gewogen und/oder nach Qualität/Typ eingestuft
wird, bevor er eine Vorrichtung, die eine Entladearm aufweist, erreicht.
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Wenn
sich der Gegenstand an den Sensoren vorbeibewegt, wird die Aufzeichnung
von Größe und/oder
seitlicher Position der Gegenstände
auf der Beförderungseinrichtung
ausgeführt.
In den meisten Fällen
ist es ausreichend, die seitliche Position des Gegenstands auf der
Beförderungseinrichtung
aufzuzeichnen, um sicherzustellen, dass der Entladearm in die gewünschte Winkelposition
gedreht ist, in bestimmten Fällen
ist es jedoch außerdem
erwünscht,
die Größe des Gegenstands
zu kennen. Das kann z. B. der Fall sein, wenn Gegenstände sortiert
werden, die ein bestimmtes Gesamtgesicht haben sollen, die jedoch
nicht mehr Raum einnehmen dürfen
wie unbedingt erforderlich ist.
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Wenn
der Gegenstand gewogen/gemessen und/oder nach Qualität/Typ eingestuft
wurde, sendet die Sensoren ein Steuersignal zu der Steuereinheit der
Vorrichtung, so dass die Steuereinheit weiß, wann sie das Betätigungsorgan
aktivieren sollte, wodurch der Entladearm gedreht wird. Wenn die
Steuereinheit das Steuersignal empfängt, vergleicht sie es mit
der im Voraus programmierten Steuereinheit und bestimmt dadurch
die Winkelposition, in der der Entladearm angeordnet werden muss,
damit er den Gegenstand von der Beförderungseinrichtung ziehen kann.
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Die
Winkelposition entspricht dem Gewicht/Größe und/oder Qualität/Typ des
Gegenstands, so dass dann, wenn der Gegenstand auf den Entladearm
trifft, zu einer im Voraus bestimmten Entladeposition längs der
Seite der Beförderungseinrichtung
weggeführt
wird. Da die Winkelposition für
jeden einzelnen Gegenstand berechnet wird, ist es leicht, den Entladearm
auf der Grundlage der seitlichen Position des Gegenstands auf der
Beförderungseinrichtung,
von Gewicht/Größe und/oder
Qualität/Typ
des Gegenstands und der Geschwindigkeit der Beförderungseinrichtung zu berechnen
und zu drehen, so dass Gegenstände,
die auf der gegenüberliegenden Seite
der Vorrichtung aussortiert werden sollen, an einer im Voraus bestimmten
Entladeposition aussortiert werden können. Eine Alternative besteht
darin, dass für
die gleiche Vorrichtung mehrere im Voraus festgelegte Entladepositionen
vorgesehen sind, das erfordert jedoch eine sehr genaue Aufzeichnung
von Gewicht und Position des Gegenstands mit geringen Messtoleranzen,
um die Gegenstände
mittels einer Vorrichtung auszusortieren.
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Da
die meisten Sortiersysteme vorzugsweise in der Lage sein sollten,
Gegenstände
zu unterschiedlichen Entladepositionen zu sortieren, ist es erforderlich,
dass eine Anzahl von Vorrichtungen längs der Beförderungseinrichtung angeordnet
wird. Damit diese Vorrichtungen zusammenwirken und dadurch sicherstellen,
dass Gegenstände
durch die gewünschten
Vorrichtungen abgenommen werden, haben die Sensoren eine gleiche
Anzahl wie die Vorrichtungen, die in einer Reihe längs der
Seite der Beförderungseinrichtung
angeordnet sind. Dadurch kann eine Gesamtsteuereinheit die Sensoren
steuern und bestimmen, an welche Vorrichtung ein Steuersignal gesendet
werden sollte.
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Anstelle
einer beweglichen Beförderungseinrichtung
kann der Träger,
auf dem die Gegenstände befördert werden,
feststehend sein und eine glatte Oberfläche haben, so dass sich die
Gegenstände über die
inaktive Oberfläche
bewegen. Dann wird ein Sensor erforderlich sein, der zusätzlich zu
Größe und Gewicht
und/oder Qualität/Typ
die Geschwindigkeit aufzeichnen kann, mit der sich der Gegenstand
an den Sensoren vorbeibewegt, so dass die Entladearme zum richtigen
Zeitpunkt aktiviert werden können.
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In
einer alternativen Ausführungsform
der Erfindung kann die Vorrichtung zum Sortieren ein Betätigungsorgan,
einen Befestigungsträger
und einen Entladearm umfassen, der an einem Endabschnitt an dem
Befestigungsträger
an einer Seite einer Hängebeförderungseinrichtung
angelenkt ist, wobei der Entladearm mittels des Betätigungsorgans
zwischen einer passiven Stellung, die zu der Seite der Beförderungseinrichtung
angenähert
parallel ist, und einer Anzahl aktiver Winkel stellungen in Bezug
auf die Förderrichtung
der Hängebeförderungseinrichtung
geschwenkt werden kann, und wobei das Betätigungsorgan ein elektrisch
angetriebener Schritt- oder Servomotor ist.
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Durch
Anbringen einer Anzahl von Vorrichtungen in Verbindung mit einer
Hängebeförderungseinrichtung
ist es ferner möglich,
Gegenstände
abzuwerfen, die in der Beförderungseinrichtung
an Hakenorganen aufgehängt
sind, wodurch die Gegenstände
auf diese Weise gemäß dem gewünschten Gewicht
sortiert werden können.
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Eine
Alternative eines Entladearms kann ein Schubarm mit einer Schubplatte
sein, die von einer Seite des Förderbands
einen näherungsweise
geradlinigen Bewegungsablauf in der Querrichtung der Beförderungseinrichtung
aufweist.
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Die
Erfindung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung genauer
erläutert;
es zeigen:
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1 eine
Draufsicht einer Beförderungseinrichtung
mit einer Ausführungsform
einer erfindungsgemäßen Vorrichtung,
die mit einem Gegenstand gezeigt ist, der eine bestimmte seitliche
Position besitzt, wenn er von der Beförderungseinrichtung abgeführt wird;
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2 eine
Beförderungseinrichtung
mit einer Vorrichtung von 1, die mit
einem Gegenstand gezeigt ist, der eine andere seitliche Position besitzt,
wenn er von der Beförderungseinrichtung
abgeführt
wird; und
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3 eine
Beförderungseinrichtung
mit einer Vorrichtung von 1, die mit
einem Gegenstand gezeigt ist, der eine dritte seitliche Position
besitzt, wenn er von der Beförderungseinrichtung
abgeführt
wird.
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Die 1 bis 3 zeigen
eine Vorrichtung 1 für
ein Sortiersystem 10 mit einem Betätigungsorgan 2, einem
Befestigungsträger 3 und
einem Entladearm 4, der an einem Endabschnitt 5 an
dem Befestigungsträger 3 an
einer Seite 6 einer Beförderungseinrichtung 7 angelenkt
ist. Der Entladearm 4 kann mittels des Betätigungsorgans 2 zwischen
einer passiven Stellung 9, die zu der Seite 6 der
Beförderungseinrichtung 7 angenähert parallel
ist, und einer Anzahl aktiver Winkel stellungen 8 in Bezug
auf die Förderrichtung
A der Beförderungseinrichtung 7 geschwenkt
werden.
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1 zeigt
einen Gegenstand 11, der längs einer gegenüberliegenden
Seitenkante 13 der Beförderungseinrichtung 7 angeordnet
ist. Damit der Gegenstand 11 zur Entladeposition B befördert wird, werden
die Entladearme zur Winkelposition 8a gedreht. Der Gegenstand 11 trifft
auf die löffelförmige Vorderseite 12 des
Entladearms 4, wodurch der Gegenstand entweder zur Entladepostion
B geworfen wird oder durch den Entladearm 4 zur Entladeposition
B geführt
wird, wenn der Entladearm 4 wieder zu seiner passiven Stellung 9 geschwenkt
wird.
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2 zeigt
einen Gegenstand 11, der angenähert in der Mitte der Beförderungseinrichtung 7 angeordnet
ist, wobei der Entladearm 4 zur Winkelposition 8b gedreht
ist, um der Gegenstand 11 zur Entladeposition C zu führen.
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3 zeigt
einen Gegenstand 11, der nahe am Rand 6 der Beförderungseinrichtung 7 angeordnet
ist, wobei der Entladearm 4 zur Winkelposition 8c gedreht
ist, um den Gegenstand 11 zu einer Entladeposition D zu
führen.
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Die
drei Figuren zeigen, dass es mittels einer Vorrichtung 1 möglich ist,
einen Gegenstand 11 zu drei unterschiedlichen Entladepositionen
B, C und D zu befördern,
indem der Entladearm 4 in unterschiedliche Winkelpositionen 8a, 8b bzw. 8c gedreht
wird. Es ist des Weiteren möglich,
den Entladearm 4 zu Winkelpositionen 8 zu drehen,
so dass der Gegenstand 11 unabhängig von seiner seitlichen
Position auf der Beförderungseinrichtung 7 zur
gleichen Entladeposition, z. B. zur Entladeposition C geführt wird.
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An
einem Ende 15 der Beförderungseinrichtung 7 sind
Sensoren 16 angeordnet, die die seitliche und longitudinale
Position des Gegenstands 11 auf der Beförderungseinrichtung 7 aufzeichnen.
Wie gezeigt ist, sind die Sensoren 16 vorzugsweise an einer in
Querrichtung über
die Beförderungseinrichtung 7 verlaufenden
Brücke
angeordnet, wobei sie alternativ oder zusätzlich längs der Seite der Beförderungseinrichtung 7 angeordnet
sein können.
Eine weitere Möglichkeit
besteht darin, dass die Sensoren in Form von Photosensoren und/oder
Lasersensoren an einer dreidimensionalen Brücke angeordnet sind, die sich
schräg über die
Beförderungseinrichtung 7 oder sowohl
quer zur Beförderungseinrichtung 7 als
auch längs
zu dieser erstreckt.