DE69203439T2

DE69203439T2 - Vorrichtung zum Sortieren von undurchsichtigen Fremdartikeln zwischen durchsichtigen Körpern.

Info

Publication number: DE69203439T2
Application number: DE69203439T
Authority: DE
Inventors: Masaki Sawamura
Original assignee: Toyo Glass Co Ltd
Current assignee: Toyo Glass Co Ltd
Priority date: 1992-01-10
Filing date: 1992-01-10
Publication date: 1996-02-01
Anticipated expiration: 2012-01-11
Also published as: CA2059219C; US5273166A; EP0550944A1; DE69203439D1; EP0550944B1; CA2059219A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Sortieren eines undurchsichtigen Fremdartikels zwischen durchsichtigen Körpern, und insbesondere eine Vorrichtung zum Sortieren eines undurchsichtigen Fremdartikels wie beispielsweise einen Kieselstein oder ein Keramikteil aus einer großen Anzahl transparenter Körper wie beispielsweise Glasteile von wiedergesammelten Glasbruchstücken.
Eine Vorrichtung der eingangs genannten Art wurde vom Erfinder der vorliegenden Erfindung vorgeschlagen und ist in der europäischen Patentanmeldung mit der Veröffentlichungsnummer 0 413 522 A2 offenbart. In dieser Vorrichtung werden Objekte, die transparente Körper, unter welche undurchsichtige Fremdartikel vermischt sein können, auf einem Förderer transportiert und fallen einzeln vom Förderer, wobei sie während des Fallens mit einem linear polarisierten Laserstrahl längs einer horizontalen geraden Linie abgetastet werden und das reflektierte Licht mittels eines CCD (charge coupled device) Bildsensor mittels eines Polarisationsfilters aufgenommen wird. Ob das abgetastete Objekt ein transparenter Körper oder ein undurchsichtiger Fremdartikel ist, wird anhand des Outputs des CCD-Bildsensors beurteilt.
Wenn es sich bei dem abgetasteten Körper um einen transparenten Körper handelt, tritt das meiste Laserlicht durch den Körper hindurch, während nur ein kleiner Teil des Laserlichts von dem Objekt reflektiert wird und, da das reflektierte Licht linear polarisiert bleibt, wird es von dem Polarisationsfilter aufgefangen. Auf der anderen Seite wird ein Laserstrahl, wenn der Körper ein undurchsichtiger Fremdartikel ist, irregulär von dem Körper reflektiert, wodurch er in zirkular polarisiertes Licht geändert wird und das meiste davon durch den Polarisationsfilter hindurchtritt, so daß es auf den Bildsensor trifft. Folglich wird ein CCD eines Bildsensors einen verhältnismäßig niedrigen Output-Level liefern, wenn das abgetastete Objekt ein transparenter Körper ist, jedoch wird ein solcher CCD einen verhältnismäßig hohen Output-Level liefern, wenn es sich bei dem abgetasteten Objekt um einen undurchsichtigen Fremdartikel handelt. Deshalb kann ein transparenter Körper und ein undurchsichtiger Fremdartikel anhand der Unterschiede zwischen den Output-Levels eines CCD voneinander unterschieden werden. Wenn ein Objekt als ein undurchsichtiger Fremdartikel bewertet ist, wird anschließend Luft auf den Körper, während er von dem Förderer fällt, gestrahlt, um ihn so wegzublasen und von den anderen transparenten Körpern zu separieren.
Ferner ist in der PCT-Anmeldung WO-A-88/01378 eine Anlage zum Sortieren eines Fremdartikels zwischen einer Vielzahl anderer Körper beschrieben, umfassend:
Bewegungseinrichtungen zum Bewegen der Körper einzeln über eine Abtastlinie;
Einrichtungen zum Abtasten eines Körpers auf der Abtastlinie durch einen Lichtstrahl;
Optische Sensoreinrichtungen, umfassend eine Vielzahl von Festkörper-Bildaufnahmeelementen zum Feststellen des von dem Objekt auf der Abtastlinie reflektierten Lichts;
eine einzelne Luftzufuhrquelle; und
Beurteilungseinrichtungen zum Feststellen der Ausgänge der genannten Festkörper-Bildaufnahmeelemente und zum Beurteilen jedes einzelnen der Gruppe von Festkörper-Bildaufnahmeelementen, ob das Objekt auf der Abtastlinie ein Fremdartikel oder einer aus der Vielzahl der anderen Körper ist.
Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Anlage zum Sortieren undurchsichtiger Fremdartikel zu schaffen, mittels welcher eine Separation eines undurchsichtigen Fremdartikels während des Fallens von einem Transportmechanismus präzise mit einem hohen Grad an Genauigkeit durchgeführt werden kann.
Um dieses Ziel zu erreichen, wird erfindungsgemäß eine Vorrichtung vorgeschlagen, welche dadurch gekennzeichnet ist, daß sie ferner umfaßt:
Eine Vielzahl von Düsenelementen, die in einer Reihe parallel zur Abtastlinie angeordnet sind derart, daß jedes Düsenelement mit einem Satz von N Festkörper-Bildaufnahmeelementen der genannten optischen Abtasteinrichtung korrespondiert, wobei N eine positive ganze Zahl ist,
eine Vielzahl von Ventilen, die in einer eins-zu-eins Relation bezüglich der Düsenelemente angeordnet sind und individuell steuerbar sind, um Luft von der Luftversorgungsquelle durchzulassen; und
Ventilsteuereinrichtungen zur Steuerung der Ventile derart, daß, wenn ein Objekt als undurchsichtiger Fremdartikel von einem bestimmten Element der Mehrzahl der Festkörper-Bildelemente durch die Beurteilungseinrichtung erkannt worden ist, aus einem der Düsenelemente, die dem bestimmten Satz entspricht und benachbarten Düsen auf der gegenüberliegenden Seite dieses einen Düsenelements ein Luftstrahl ausgeblasen wird, um das Element wegzublasen.
Wenn Objekte, die transparente Körper beinhalten, unter welche undurchsichtige Fremdartikel eingemischt sein können, die Abtastlinie passieren, werden sie mit der Sortieranlage für undurchsichtige Fremdartikel mittels einem der Festkörper-Bildaufnahmeelemente der optischen Sensoreinrichtungen optisch detektiert. Dann wird mittels der Beurteilungseinrichtungen beurteilt, ob das die Abtastlinie passierende Objekt ein transparenter Körper oder ein undurchsichtiger Körper ist und in welchem Bereich das Objekt die Abtastlinie passiert. Anschließend wird in dem Fall, daß das Objekt ein undurchsichtiger Fremdartikel ist, Luft nicht nur von einem Düsenelement korrespondierend mit dem Bereich, in dem das Objekt passiert, sondern auch von benachbarten Düsenelementen auf der gegenüberliegenden Seite des Düsenelementes ausgeblasen, um den undurchsichtigen Fremdartikel wegzublasen. Selbst wenn solch ein undurchsichtiger Fremdartikel einige ungleichförmige Bewegungen oder Änderungen seiner Bewegungsrichtung während des Fallens durchführt, kann er folglich noch präzise aussortiert werden.
Vorzugsweise besitzt jedes der Düsenelemente eine in Richtung der Reihe der Düsenelemente verlängerte Düse. Hierdurch wird die Ausrichtung des Luftstrahls auf den undurchsichtigen Fremdkörper verbessert.
Vorzugsweise umfassen die Bewegungseinrichtungen einen Gurtförderer, der eine Vielzahl von konvexen und konkaven Abschnitten aufweist, die auf einer Oberfläche gebildet sind, auf welcher die Objekte transportiert werden. Demzufolge können die mittels des Gurtförderers bewegten Objekte gut von dem Gurtförderer separiert werden, und konsequenterweise passieren sie die Abtastlinie nur innerhalb eines begrenzten lateralen Bereichs, was die Genauigkeit der Detektion mittels der optischen Sensoreinrichtungen verbessert.
Das obige und weitere Ziele, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden anhand der folgenden Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen, in welchen gleiche Teile oder Elemente mit gleichen Bezugsziffern numeriert sind, offenbar, worin zeigt
Fig. 1 ist eine schematische Darstellung einer Sortiervorrichtung für undurchsichtige Fremdartikel, die eine erfindungsgemäße bevorzugte Ausführungsform zeigt;
Fig. 2 ist eine schematische Aufsicht auf einen Gurtförderer und einen Luftstrahlapparat der Sortieranlage für undurchsichtige Fremdartikel aus Fig. 1;
Fig. 3 ist eine schematische Seitenschnittansicht des Bandförderers und des Luftstrahlapparates aus Fig. 2;
Fig. 4 ist eine vergrößerte Schnittansicht des Gurtförderers aus Fig. 2;
Fig. 5 ist eine illustrative Seitenaufrißansicht, die die Lagen von Objekten, die von dem Gurtförderer mit einer unebenen Förderoberfläche zeigt;
Fig. 6 ist eine ähnliche Ansicht, welche jedoch die Lagen von Objekten, die von einem anderen Gurtförderer, welcher keine unebene Förderoberfläche besitzt, zeigt;
Fig. 7 ist eine Aufsicht auf einen Gurtförderer mit sich quer erstreckenden, auf einer Förderoberfläche davon ausgebildeten Rippen zeigt;
Fig. 8 ist eine Aufsicht auf einen anderen Gurtförderer, der eine Vielzahl zylindrischer Vorsprünge besitzt, die in einem Zickzack-Muster auf der Förderoberfläche desselben ausgebildet sind;
Fig. 9 ist eine Aufsicht auf einen weiteren Bandförderer mit einer Vielzahl von sich schräg erstreckenden, unterbrochenen Rippen, die auf der Förderoberfläche desselben ausgebildet sind;
Fig. 10 ist eine perspektivische Ansicht des Luftstrahlapparates aus Fig. 2;
Fig. 11 ist eine perspektivische Ansicht, teilweise im Schnitt, eines Düsenblocks des Luftstrahlapparates aus Fig. 10;
Fig. 12 ist eine horizontale Teilansicht des Düsenblocks aus Fig. 11;
Fig. 13 ist eine vertikale Teilansicht des Düsenblocks aus Fig. 11;
Fig. 14 ist eine Frontaufrißansicht des Düsenblocks aus Fig. 11;
Fig. 15 ist ein Blockdiagramm, das den allgemeinen elektrischen Aufbau der Sortieranlage für undurchsichtige Fremdartikel aus Fig. 1 zeigt;
Fig. 16 ist ein Diagramm, das den Betrieb der Sortieranlage für undurchsichtige Fremdartikel aus Fig. 15 darstellt;
Fig. 17 ist ein Zeitflußplan, der die Bildung eines Ausgangs an einem Bildsensor der Sortieranlage für undurchsichtige Fremdartikel aus Fig. 15 darstellt; und
Fig. 18 ist ein Flußplan, der den Betrieb eines Computers der Sortieranlage für undurchsichtige Fremdartikel aus Fig. 15 illustriert.
In Fig. 1 ist der generelle Aufbau einer Sortiervorrichtung für Fremdartikel, auf welche sich die vorliegende Erfindung bezieht, gezeigt. Die Sortiervorrichtung für undurchsichtige Fremdartikel beinhaltet einen Trichter 1, Zersträuungszuführer 2, einen Vibrator 3, einen Gurtförderer 4, einen Laserstrahlabtastapparat 5, eine CCD-Kamera 6, einen Luftstrahlapparat 7, einen Auffangbehälter 8 und einen Computer 9. Eine Vielzahl von Körpern 10, umfassend transparente Körper von Glasbruchstücken oder dergleichen, unter welche undurchsichtige Fremdartikel wie beispielsweise Kieselsteine oder Keramikteile gemischt sein können, werden in den Trichter 1 geworfen und anschließend auf den Zersträuungszuführer 2 zugeführt. Die Körper 10 werden, während sie auf dem Zersträuungszuführer transportiert werden, welcher mittels des Vibrators 3 vibriert wird, verteilt, und werden dann auf den Gurtförderer 4 übergeben. Anschließend werden die Objekte 10 auf dem Gurtförderer 4 transportiert, bis sie verteilt von dem Gurtförderer 4 am hinteren Ende desselben fallen. Während sie fallen, werden sie entlang der geraden Abtastlinie mittels des Laserstrahlabtastapparates 5 abgetastet, und reflektiertes Licht von ihnen wird mittels eines CCD-Bildsensors 12 der CCD-Kamera 6 mittels eines Polarisationsfilters 11 aufgenommen. Ausgänge des Bildsensors 12 werden mittels des Computers 9 analysiert, um zu beurteilen, ob die einzelnen abgetasteten Objekte transparente Körper oder undurchsichtige Fremdartikel sind, und der Luftstrahlapparat 7 wird mittels des Computers 9 entsprechend dieser Beurteilung gesteuert. Anschließend fällt in dem Fall, daß ein Körper 10 als transparenter Körper 10a beurteilt wird, dieser in einen Aufnahmeabschnitt 8a des Aufnahmebehälters 8 für transparente Körper, im Gegensatz dazu wird in dem Fall, daß das Objekt als ein undurchsichtiger Fremdartikel 10b beurteilt wird, Luft aus dem Luftstrahlapparat 7 ausgedüst, um den undurchsichtigen Fremdkörper 10b wegzublasen, so daß er in den Aufnahmeabschnitt 8b des Aufnahmebehälters 8 für Fremdartikel fällt.
Der Gurtförderer 4 besitzt eine große Zahl konvexer Abschnitte und konkaver Abschnitte in Form von Rippen 13 und Rinnen 14, die abwechselnd in einer Quer- oder Breitenrichtung auf einer Transportoberfläche desselben ausgebildet sind, so daß sie sich in einer Längsrichtung des Gurtförderers 4 erstrecken, welche mit einer Transportrichtung des Gurtförderers 4 zusammenfällt, wie in den Fig. 2 und 4 gezeigt. Der Grund, warum der Gurtförderer 4 eine derart unebene Transportoberfläche besitzt, ist der, daß beabsichtigt ist, eine effektive Separation der Objekte 10 von dem Gurtförderer 4 und ebenso eine regelmäßige Trennung solcher Objekte 10 sicherzustellen, so daß die Lagen der von dem Gurtförderer 4 fallenden Objekte 10 sich nicht in großem Maße in Vorwärts- und Rückwärtsrichtung trennen. Wenn andererseits sich die Lagen in einem großen Maß in Vorwärtsund Rückwärtsrichtung trennen, kann die Detektion der Objekte mittels des Laserstrahlabtastapparates 5 und der CCD- Kamera 6 und die Separation der Objekte mittels Luft aus dem Luftstrahlapparat 7 nicht präzise durchgeführt werden.
Die Fallagen von einem Gurtförderer mit einer derart unebenen Förderoberfläche wie in Fig. 4 gezeigt und die Fallagen von anderen Gurtförderern mit einer rein flachen Förderoberfläche wurden experimentell untersucht. Das Experiment bewies, daß Objekte 10 von einem Förderer 4 mit einer solch unebenen Förderoberfläche entlang im wesentlichen gleicher Lagen fallen, wie in Fig. 4 gezeigt, von einem Förderer mit einer flachen Förderoberfläche jedoch fallen Objekte 10 sehr viel zufälliger in Vorwärts- und Rückwärtsrichtung, wie in Fig. 6 gezeigt.
Es ist festzuhalten, daß die Förderoberfläche des Gurtförderers 4 andere unebene Profile als die in den Fig. 2 und 4 gezeigten aufweisen kann. Beispielsweise kann die Förderoberfläche des Gurtförderers 4 das in Fig. 7 gezeigte Profil aufweisen, welches eine große Zahl von Rippen 15 und Gräben 16, die in Längsrichtung alternierend darauf ausgebildet sind, so daß sie sich in der Breite auf dem Gurtförderer 4 erstrecken, aufweist. Auch kann die Förderoberfläche ein in Fig. 8 gezeigtes Profil besitzen, welches eine große Zahl von zylindrischen Vorsprüngen 17, die in einem Zickzack-Muster darauf ausgebildet sind, aufweist. Weiterhin kann ein in Fig. 9 gezeigtes Profil ausgebildet sein, welches eine große Zahl von schräg intermittierenden Rippen oder Vorsprüngen 18, die darauf ausgebildet sind, aufweist.
Unter Bezugnahme auf die Fig. 2 und 10 beinhaltet der Luftstrahlapparat 7 einen Sockel 22, eine Vielzahl, beispielsweise zwanzig Düsenblöcke 19, die in einer horizontalen Reihe auf dem Sockel 22 nebeneinander geordnet sind, eine gleiche Anzahl von Solenoidventilen 20, die in ähnlicher Weise in einer horizontalen Reihe auf dem Sockel 22 in einer eins-zu-eins-Beziehung zu den Düsenblöcken 19 nebeneinander geordnet sind, und einen einzelnen Aufnahmebehälter 21, der auf dem Sockel 22 gemeinsam mit den Solenoidventilen 23 angeordnet ist. Der Luftstrahlapparat 7 ist in einer geneigten Anordnung auf einer Plattform 23 angeordnet, wie in Fig. 3 gezeigt, so daß er Luft von einer schräg erhöhten Position auf einen undurchsichtigen Fremdartikel 10b, der von dem Gurtförderer 4 fällt, strahlen kann.
Unter Bezugnahme auf die Fig. 11 bis 14 ist der Aufbau der Düsenblöcke 19 gezeigt. Jeder der Düsenblöcke 19 besteht aus einem Paar oberer und unterer rechteckiger Platten 24 und 25 gleicher Größe, die aufeinander angeordnet sind. Die obere Platte 24 besitzt eine flache Vertiefung 26, die an einem vorderen Abschnitt der Unterseite derselben ausgebildet ist, derart, daß sie sich zu einer Frontendfläche der Platte 24 erstreckt, die Platte 25 aber besitzt keine derartige Vertiefung. Die Platte 24 ist infolgedessen auf der unteren Platte 25 aufgesetzt, um den Boden der Vertiefung 26 mit der unteren Platte 25 zu schließen, um an der Frontendfläche des Düsenblocks 19 eine Düse 27 zu definieren, welche in einer Richtung, in welcher die Düsenblöcke 29 in einer Horizontallinie angeordnet sind, verlängert ist. Die oberen und unteren Platten 24 und 25 besitzen Nuten 28 und 29, die jeweils mit einem halbkreisförmigen Gewinde versehen sind, welche an hinteren Bereichen der oberen und unteren Flächen derart ausgebildet sind, daß sie sich zur Rückendfläche der oberen und unteren Platten 24 und 25 erstrecken. Wenn die oberen und unteren Platten 24 und 25 zueinandergefügt werden, wirken die oberen und unteren, mit den halbkreisförmigen Gewinden versehenen Nuten 28 und 29 miteinander zusammen, um eine Gewindebohrung 30 für die Verbindung mit einem korrespondierenden Ventil der Solenoidventile zu komplettieren. Die Gewindebohrung 30 kommuniziert mit der Düse 27 über die Vertiefung 26 der oberen Platte 24.
Wie den Fig. 2, 3 und 10 zu entnehmen ist, ist der Empfängerbehälter 21 mit einem Kompressor (nicht gezeigt) verbunden, und komprimierte Luft, die einmal in dem Empfängerbehälter 21 gespeichert ist, wird gleichförmig den zwanzig Solenoidventilen 20 mittels nichtdargestellter Rohre zugeführt. Wenn demzufolge eines der Solenoidventile 20 geöffnet ist, wird Luft aus der verlängerten Düse 27 eines der korrespondierenden Düsenblöcke 19 ausgestrahlt.
In Fig. 5 ist der allgemeine elektrische Aufbau der Sortiervorrichtung für undurchsichtige Fremdartikel dargestellt. Der Abtastapparat 5 für den Laserstrahl beinhaltet eine Laserstrahlquelle 28, einen Rotationsdeflektor 29 und einen Synchronisationsdetektor 30. Ein von der Laserstrahlquelle 28 emittierter Laserstrahl wird mittels eines rotierenden Polygonspiegels des Rotationsdeflektors 29 reflektiert, um einen Abtastlaserstrahl für eine Abtastung entlang einer vorbestimmten horizontalen geraden Linie zu erzeugen. Ein derartiger Laserstrahl wird wiederholt von dem Laserstrahlabtastapparat 5 abgestrahlt, wenn der Polygonspiegel des Rotationsdeflektors 29 dreht. Der Abtastlaserstrahl wird mittels des Synchronisationsdetektors 30 detektiert, und ein Synchronisationssignal wird für jedes Abtastereignis oder für jeden Abtastbetrieb von dem Synchronisationsdetektor 30 abgegeben.
Der Bildsensor 12 der CCD-Kamera 6 kann ein sogenannter eindimensionaler Eildsensor sein, in welchem eine Gesamtzahl von beispielsweise 1024 CCD's in einer horizontalen Reihe angeordnet sind. Die Ausgänge der CCD's des Bildsensors 12 werden mittels einer Kamerasteuerung 31 in Abhängigkeit eines Synchronisierungssignals von dem Synchronisationsdetektor 30 des Laserstrahlabtastapparates 5 aufgenommen. Die derart aufgenommenen Ausgänge der CCD's mittels der Kamerasteuerung 31 werden individuell in binäre elektronische Signale mit Bezug auf einen fixen Schwellwert mittels eines binären Digitalisierungsschaltkreises 32 konvertiert und dann einem Computer 9 übertragen, in welchem sie in einem Speicher (nicht dargestellt) abgespeichert werden. Jede der Ausgangsspannungen der CCD's hängt davon ab, ob ein Objekt 10, das mittels eines Abtastlaserstrahls abgetastet wurde, ein transparenter Körper oder ein undurchsichtiger Fremdartikel ist. Insbesondere ist von einem undurchsichtigen Fremdkörper 10b reflektiertes Licht prinzipiell ein zirkular polarisiertes Licht, welches durch den Polarisationsfilter 11 hindurchtritt, wohingegen Licht, das von einem transparenten Körper 10a reflektiert ist, von geringer Intensität ist und linear polarisiertes Licht ist und demzufolge von dem Polarisationsfilter 11 aufgefangen wird.
Konsequenterweise ist die Ausgangsspannung jeder CCD auf einem wesentlichen höheren Wert, wenn das Objekt ein undurchsichtiger Fremdartikel 10b ist, als wenn das Objekt ein transparenter Körper 10a ist.
Derartige Unterschiede im Spannungswert können besser bestimmt werden, wenn das gleiche Objekt 10 mehrfach mittels des Laserstrahlabtastapparates 5 abgetastet wird und die Ausgänge des Bildsensors 12 bei derartigen Abtastvorgängen UND-verknüpft werden. Jedesmal, wenn der Laserstrahlabtastapparat 5 zwei Abtastvorgänge durchführt, werden bei der vorliegenden Ausführungsform die Ausgänge des Bildsensors 12 bei den zwei Abtastvorgängen nach ihrer binären Digitalisierung UND-verknüpft.
Während der Bildsensor 12 bis zu 1024 CCD's bei der Sortiervorrichtung für undurchsichtige Fremdartikel der vorliegenden Erfindung beinhaltet, ist die Zahl der Düsenblöcke 19 des Luftstrahlapparates 7 wesentlich kleiner als die Anzahl der CCD's. Demzufolge sind bei der vorliegenden Ausführungsform beispielsweise bis 51 CCD's jedem der Düsenblöcke 19 zugeteilt, so daß die Gesamtzahl von 1024 CCD's auf die zwanzig Blöcke verteilt ist, so daß die Beurteilung zwischen einem transparenten Körper und einem undurchsichtigen Fremdartikel für jeden Block mit darin beinhalteten 51 CCD's durchgeführt werden kann. Da 51 × 20 = 1020, sind vier der gesamt 1024 CCD's überschüssig, weshalb festzuhalten ist, daß die Ausgänge von zwei CCD's an jedem Ende der horizontalen Reihe der 1024 CCD's ignoriert werden, während die Ausgänge der übrigen 1020 CCD's als effektiv angesehen werden.
Wenn ein undurchsichtiger Fremdartikel von einem einzelnen CCD-Block beurteilt worden ist, werden weiterhin die Solenoidventile 20 mittels der Ventilsteuerung 33 gesteuert, so daß Luft nicht nur aus einem der Düsenblöcke 19, der dem einzelnen CCD-Block zugeordnet ist, ausgestrahlt werden kann, sondern auch von zwei benachbarten Düsenblöcken 19 auf der anderen Seite des einzelnen Düsenblocks 19.
Fig. 16 stellt die Beziehung zwischen der Abtastung eines transparenten Körpers 10a und eines undurchsichtigen Fremdartikels 10b mittels eines Laserstrahls von dem Laserstrahlabtastapparat 5, einem analogen Signal, erhalten durch kontinuierliches Auf zeichnen der Ausgänge der CCD's des Bildsensors 12 in einem ersten Abtastbetrieb, einem weiteren Analogsignal, ähnlich erhalten durch kontinuierliche Aufzeichnung der Ausgänge der CCD's des Bildsensors 12 in einem zweiten Abtastbetrieb, einem UND-Signal für die gleiche Abtastlinie, erhalten durch eine UND-Verknüpfung der beiden Analogsignale nach binär Digitalisierung, den zwanzig CCD-Blöcken, einem Ergebnis der Beurteilung zwischen transparent und undurchsichtig, operative oder inoperative Bedingungen der zwanzig Solenoidventile 20, und dem Luftausstrahlen von den zwanzig Düsenblöcken 19. Fig. 17 zeigt zwei Analogsignale von den CCD's des Bildsensors 12, erhalten in einem ersten und zweiten Abtastbetrieb, zwei Binärsignale, die individuell durch Binärdigitalisierung der beiden Analogsignale mittels des Binärdigitalisierungs schaltkreises 32 erhalten werden, und ein UND-Signal, erhalten durch UND-Verknüpfung der beiden Binärsignale.
Fig. 18 demonstiert mittels des Computers 9 ausgeführte Tätigkeiten, um zu beurteilen, ob ein abgetastetes Objekt ein transparenter Körper oder ein undurchsichtiger Fremdartikel ist, und um ein als undurchsichtiger Fremdartikel beurteiltes Objekt auszusortieren. Wie Fig. 18 zu entnehmen ist, initialisiert sich der Computer 9 zuerst selbst bei Schritt 51. Bei solch einer Initialisierung werden eine Einheitszahl N von CCD's, die jedem der Düsenblöcke 19 zugeteilt sind (N = 51 in der obenbeschriebenen Ausführungsform) und eine Referenzbreite T, mit welcher eine Breite eines Signals, welches durch eine UND-Verknüpfung erhalten wurde, verglichen wird, um zu beurteilen, ob das abgetastete Objekt ein transparenter Körper oder ein undurchsichtiger Fremdartikel ist, festgelegt.
Bei Schritt 52 werden Binärwerte von dem Binärdigitalisierungsschaltkreis 32 in einem ersten Abtastbetrieb eingeholt und in dem Speicher abgelegt, und die Binärwerte eines zweiten Abtastbetriebs werden in gleicher Weise eingeholt und bei Schritt 53 in dem Speicher abgelegt. Anschließend werden die Binärwerte des ersten und zweiten Abtastbetriebs UND-verknüpft, um ein UND-Signal oder -Signale bei Schritt 54 zu erhalten (UND-Signal wird im folgenden einen positiven Pulsabschnitt der Wellenform, die in den Fig. 16 oder 17 als UND-Signal bezeichnet ist, benennen, sofern er nicht anderweitig spezifiziert). Nachfolgend werden die Adressen ansteigender und abfallender Flanken des UND-Signals für dieselbe vorbestimmte Abtastlinie bei Schritt 55 detektiert. Im einzelnen wird für jedes der UND-Signale detektiert, zu welchem der CCD's, die in horinzontaler Reihe angeordnet sind, eine ansteigende Flanke und eine abfallende Flanke jedes der UND-Signale korrespondiert. Anschließend werden die Positionen derartiger CCD's in der Anordnung in dem Speicher für jedes der UND-Signale abgespeichert. Ferner wird eine der Positionen oder Adressen, die in dem Speicher abgelegt sind, welche den niedrigsten Wert unter diesen aufweist, detektiert, und die Adressen der ansteigenden und abfallenden Flanken des UND-Signals der derart detektierten Position werden aus dem Speicher ausgelesen.
Im nächsten Schritt 56 wird mittels der nachfolgenden Berechnung für jede der ansteigenden und abfallenden Flanken des UND-Signals bestimmt, zu welchem der CCD-Blöcke und damit zu welchem der Düsenblöcke jede der ansteigenden und abfallenden Flanken des UND-Signals korrespondiert. Wenn angenommen wird, daß die Adresse der ansteigenden Flanke dieses UND-Signals von D1 dargestellt wird, wie in Fig. 17 gezeigt, dann wird die Anordnung X (ganze Zahl) eines Düsenblocks 19, der zu der ansteigenden Flanke des UND-Signals korrespondiert, als X = D1/N + 1 dargestellt, unter Verwendung von X und N, welcher die obenbenannte Einheitszahl darstellt. Wenn der in Fig. 16 dargestellte Fall als Beispiel genommen wird, ist dann, wenn die Einheitszahl N "51" ist, wie oben beschrieben, im Fall, daß die Adresse der ersten ansteigenden Flanke D1 "420" ist, die Anzahl X "9", und demgemäß korrespondiert die ansteigende Flanke mit dem neunten Düsenblock 19.
Nachfolgend wird bei Schritt 57 eine Breite W zwischen der ersten ansteigenden Flanke und einer korrespondierenden abfallenden Flanke des UND-Signals in Übereinstimmung mit einer Anzahl von CCD's, die zwischen den Adressen der ansteigenden und abfallenden Flanken eingeschlossen sind, bestimmt. Wenn die Adresse der ansteigenden Flanke des ersten UND-Signals von D1 dargestellt wird, wie oben beschrieben, und wenn die Adresse der abfallenden Flanke von L1 dargestellt wird, wie in Fig. 16 gezeigt, ist die Breite W des UND-Signals durch W = L1 - D1 gegeben.
Anschließend wird bei Schritt 58 bestimmt, ob oder ob nicht die Breite W des UND-Signals größer als die bereits genannte Referenzbreite T ist. Wenn die Breite W größer als die Referenzbreite T ist, schreitet die Steuersequenz zu Schritt 59 weiter, bei welchem bestimmt wird, daß das abgetastete Objekt ein undurchsichtiger Fremdartikel ist. Wenn bestimmt wird, daß die Breite W nicht größer als die Referenzbreite T im Schritt 58 ist, schreitet die Steuersequenz auf der anderen Seite zu Schritt 60 vor, bei welchem bestimmt wird, daß das abgetastete Objekt ein transparenter Körper ist. In Fig. 17 wird beispielsweise, wenn die Breite W größer ist als die Referenzbreite T, wie beim ersten UND- Signal, bei welchem die Breite W = L1 - D1 größer ist als T, das heißt, L1 - D1 > T, das abgetastete Objekt als ein undurchsichtiger Fremdartikel beurteilt, jedoch wird auf der anderen Seite das abgetastete Objekt als transparenter Körper beurteilt, wenn die Breite W nicht größer ist als die Referenzbreite T, wie beim zweiten UND-Signal, bei welchem die Breite W = L2 - D2 nicht größer ist als T, das heißt, L2 - D2 ≤ T. Dann schreitet in dem Fall, daß bei Schritt 59 bestimmt wird, daß das abgetastete Objekt ein undurchsichtiger Fremdartikel ist, die Steuersequenz weiter zu Schritt 61, bei welchem drei Solenoidventile 20 unter Steuerung des Ventilsteuerers 33 selektiv zu einer Zeit in Betrieb gesetzt werden. Im einzelnen werden die drei Solenoidventile 30, die zu dem X-ten Düsenblock 19 und den zwei benachbarten X-1-ten und X+1-ten Düsen 19 auf der entgegengesetzten Seite des X-ten Düsenblocks 19 korrespondieren, geöffnet, so daß Luft simultan aus den drei Düsenblöcken in Richtung auf den undurchsichtigen Fremdartikel 10 gestrahlt werden kann, um den undurchsichtigen Fremdartikel 10b fortzublasen, so daß er in einem Aufnahmeabschnitt 8b des Aufnahmebehälters 8 für Fremdartikel fällt, wie in Fig. 3 gezeigt. Da in dem in Fig. 16 gezeigten Fall der undurchsichtige Fremdartikel beim neunten CCD-Block bestimmt wird, wird Luft vom neunten Düsenblock 19 und dem benachbarten achten und zehnten Düsenblock 19 ausgestrahlt.
Bei Schritt 62, zu welchem die Steuersequenz von Schritt 60 oder 61 fortschreitet, wird beurteilt, ob oder ob nicht ein anderes UND-Signal oder -Signale für dieselbe Abtastlinie vorliegen, und wenn ein derartiges vorliegt, schreitet die Steuersequenz weiter zu Schritt 63, bei welchem die Adresse der ansteigenden Flanke und die Adresse der abfallenden Flanke des verbleibenden UND-Signals oder eines ersten der verbleibenden UND-Signale aus dem Speicher ausgelesen werden. Danach kehrt die Steuersequenz zu Schritt 56 zurück, um nachfolgend die Tätigkeiten der Schritte 56 bis 62 durchzuführen, wie oben beschrieben.
Wenn kein weiteres UND-Signal für dieselbe Abtastlinie bei Schritt 62 vorliegt, wird auf der anderen Seite bei Schritt 64 beurteilt, ob ein Befehl vorliegt, die Abtastung des Laserstrahls zu stoppen. Wenn kein derartiger Stoppbefehl vorliegt, kehrt die Steuersequenz zu Schritt 52 zurück, um die gleichen Tätigkeiten für die nächste Abtastung durchzuführen, sofern jedoch ein derartiger Stoppbefehl vorliegt, wird die Ausführung des Programms beendet.
Wenn die UND-Verknüpfung von Ausgängen des Bildsensors 12 nach Binärdigitalisierung für die Ausgänge von drei oder mehr Abtasttätigkeiten durchgeführt wird, ist festzuhalten, daß die Beurteilungsgenauigkeit zwischen einem transparenten Körper und einem undurchsichtigen Fremdartikel weiter verbessert werden kann. Weiterhin muß der Bildsensor 12 kein sogenannter ein-dimensionaler Bildsensor sein, in welchem Festkörperbildaufnahmeelemente wie CCD's in horizontaler Reihe angeordnet sind, sondern kann anderweitig als zwei-dimensionaler Bildsensor ausgebildet sein, in welchem die Festkörperbildaufnahmeelemente in einer Matrix angeordnet sind.
Wenn in der oben beschriebenen Ausführungsform zu einer Zeit aus drei Düsenblöcken, umfassend den X-ten Düsenblock entsprechend einem CCD-Block, bei welchem ein undurchsichtiger Fremdartikel detektiert wurde, und zwei benachbarte X-1-te und X+1-te Düsenblöcke auf der gegenüberliegenden Seite des X-ten Düsenblocks, gestrahlt wird, kann die Anzahl der Düsenblöcke, aus denen Luft gestrahlt wird, willkürlich gewählt werden, derart, daß Luft gleichzeitig sowohl von beispielsweise den X-2-ten und X+2-ten Düsenblöcken gestrahlt wird, wobei die Breite der Düsen jedes Düsenblocks reduziert ist, oder daß die Anzahl der Düsenblöcke, von welchen Luft ausgestrahlt wird, in Abhängigkeit von der Breite eines UND-Signals geändert wird.

Claims

1. Vorrichtung zum Sortieren von Fremdartikeln zwischen einer Vielzahl von anderen Körpern, umfassend:

Bewegungseinrichtungen (4) zum Bewegen der Körper (10) einzeln über eine Abtastlinie;

Einrichtungen zum Abtasten der Objekte (10) auf der Abtastlinie durch einen Lichtstrahl;

optische Sensoreinrichtungen (12), umfassend eine Vielzahl von Festkörper-Bildaufnahmeelementenzum Feststellen des vom Objekt (10) auf der Abtastlinie reflektierten Lichts;

eine einzelne Luftzufuhrquelle (21) und

Beurteilungseinrichtungen (19) zum Feststellen der Ausgänge der genannten Festkörper-Bildaufnahmeelemente und zum Beurteilen jedes einzelnen der Gruppe von Festkörper-Bildaufnahmeelementen, ob das Objekt (10) auf der Abtastlinie ein Fremdartikel oder einer aus der Vielzahl der anderen Körper ist,

dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung darüber hinaus umfaßt:

eine Vielzahl von Düsenelementen (19), die in einer Reihe parallel zur Abtastlinie angeordnet sind derart, daß jedes Düsenelement (19) mit einem Satz von N Festkörper-Bildaufnahmeelementen der genannten optischen Abtasteinrichtung (19) korrespondiert, wobei N eine positive ganze Zahl ist,

eine Vielzahl von Ventilen (20), die in einer eins zu eins Relation bezüglich der Düsenelemente (19) angeordnet sind und individuell steuerbar sind, um Luft von der Luftversorgungsquelle (21) durchzulassen, und

Ventilsteuereinrichtungen (33) zur Steuerung der Ventile (20) derart, daß, wenn ein Objekt (10) als undurchsichtiger Fremdartikel (10b) von einem bestimmten Element der Mehrzahl der Festkörper-Bildaufnahmeelemente durch die Beurteilungseinrichtung (9) erkannt worden ist, aus einem der Düsenelemente (19), die dem bestimmten Satz entspricht und benachbarten Düsen auf der gegenüberliegenden Seite dieses einen Düsenelementes ein Luftstrahl ausgeblasen wird, um das Objekt (10) wegzublasen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Düsenelement (19) eine Düse (27) aufweist, die in Richtung der Reihe der Düsenelemente (19) verlängert ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegungseinrichtungen (4) einen Gurtförderer (4) umfassen, der eine Vielzahl von konvexen und konkaven Abschnitten (13, 14; 15; 17; 18) aufweist, die auf einer Oberfläche gebildet sind, auf welcher die Objekte (10) transportiert werden.

4. Verfahren zum Sortieren eines oder mehrerer undurchsichtiger Fremdartikel aus einer Vielzahl von durchsichtigen Körpern, bei welchem die Körper (10) bewegt, abgetastet, beurteilt und sortiert werden mit Hilfe einer Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3.