EP0743104B1 - Verfahren und Vorrichtung zur Identifizierung von unterschiedlichen, länglichen metallischen Gegenständen, insbesondere von Besteckteilen - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zur Identifizierung von unterschiedlichen, länglichen metallischen Gegenständen, insbesondere von Besteckteilen Download PDF

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EP0743104B1
EP0743104B1 EP96105451A EP96105451A EP0743104B1 EP 0743104 B1 EP0743104 B1 EP 0743104B1 EP 96105451 A EP96105451 A EP 96105451A EP 96105451 A EP96105451 A EP 96105451A EP 0743104 B1 EP0743104 B1 EP 0743104B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
cutlery
conveyor
inductive scanning
scanning device
inductive
Prior art date
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EP96105451A
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English (en)
French (fr)
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EP0743104A3 (de
EP0743104A2 (de
Inventor
Helmut Jordan
Peter Buck
Rainer Anthonj
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Premark FEG LLC
Original Assignee
Premark FEG LLC
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Publication date
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Publication of EP0743104A3 publication Critical patent/EP0743104A3/de
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Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B07—SEPARATING SOLIDS FROM SOLIDS; SORTING
    • B07C—POSTAL SORTING; SORTING INDIVIDUAL ARTICLES, OR BULK MATERIAL FIT TO BE SORTED PIECE-MEAL, e.g. BY PICKING
    • B07C99/00—Subject matter not provided for in other groups of this subclass

Definitions

  • the invention relates to a method for identifying different, elongated metallic objects, especially cutlery, by location and / or shape and / or Art and an apparatus for performing this method.
  • the simplest known method is a mechanical one Identification procedure in which several superimposed and sheets with elongated holes can be used.
  • there are the outline of the elongated holes of a single sheet the outline shape of a particular piece of cutlery, e.g. of Knife, is adjusted.
  • Disorderly mess Cutlery is placed on the top perforated plate and the plates vibrated.
  • the cutlery parts fall through here the openings corresponding to their respective outline shape Sheets and are thus both identified and sorted.
  • this process is very slow, and very noisy does not prevent cutlery items from being not intended for them Openings fall, making reliable identification is not guaranteed.
  • EP 05 81 699 A1 describes a device for sorting Cutlery parts known, in which the cutlery parts on one Conveyor belt fed to a detection area and there according to Art and location are identified. In which the Detection area subsequent conveyor section of this Various control flaps are arranged by a device Adjustment device can be operated. Depending on the detector signal a particular cutlery type, i.e. e.g. Knife, Spoon, fork, small spoon, and a specific location assigned flap actuated so that the corresponding Cutlery in a collecting compartment. Cutlery items that no one can be assigned to a certain type or are defective, finally get into a final container.
  • a particular cutlery type i.e. e.g. Knife, Spoon, fork, small spoon
  • the device further includes an identification device several detectors or transducers in length and Width direction spaced apart across a flat Document on which the cutlery items are guided are.
  • the respective detectors include in the flat Underlying transmitters and arranged over the underlay Receiver.
  • the flat surface is when viewed in the Cross section slightly inclined and forms together with one lateral guidance of a V-like gutter. This will make the Cutlery parts forced into a given position and so through directed the detection area.
  • the detectors of the Depending on the type (knife, Spoon, fork, small spoon) and position (i.e. cutlery part head forwards or backwards) of the cutlery part signals in one certain order, which is a detection signal form a representative signal sequence.
  • a detection signal results from the combination of the individual signals to a typical signal sequence that is available when all individual signals from the detectors have been received.
  • Detection signal is by the specific order of the Characterized individual signals of the plurality of detectors, wherein the shape and size of these individual signals for the intended However, identification purposes is irrelevant. It will only considers whether at a certain point in the signal sequence Single signal is present or not. An available one Has detection signal in the form of a detection signal sequence hence a code characteristic. Because of the arrangement of the detectors and how the signal is generated of this device only a limited number of Detection signal combinations are provided.
  • the cutlery parts pass through in a predetermined position an inductive detector device arranged in the channel and are identified.
  • the inductive scanning device is like this designed that depending on the type of cutlery DC voltage of different sizes, based on them characteristic value the cutlery item is identified. In Dependence on this signal will turn to the Detection area operated trap doors, so that a identified cutlery is fed to a collection container can be.
  • EP 0 220 832 A2 describes a further method and a method further device for identifying different, elongated metallic objects, especially known from cutlery items.
  • This procedure and this device is very similar to that from the beginning explained EP 0 581 699 A1 known methods and its corresponding device.
  • the cutlery items will be by means of a conveyor in a predetermined position, i.e. across the conveying direction, on the conveyor lying and on a reference line or a stop aligned uniformly and at constant speed passed over a photoelectric scanner.
  • the Scanning device comprises three individual sensors in the form of Photocells that are transverse to the conveying direction and in different Distances to the reference line are arranged one behind the other and are each at the level of the cutlery dividers.
  • the Photocells are moved from the cutlery parts temporarily covered. From the number of covered Photocells and the resulting cover pattern as well as from the length of time by the different Shape of the respective cutlery dividing conditional Covering the photocells will then be the type (knife, fork, Spoons etc.) and the location (that means here the Longitudinal orientation: cutlery front or rear) examined piece of cutlery determined.
  • the principle of identification is based on check whether certain photocells are covered or not and additionally how long this coverage takes place.
  • On Detection signal is ergo through this method certain order of individual signals (signal sequence) of the Characterized photocells, the shape and size of these Individual signals is irrelevant. It is only important whether and how long a single signal of the signal sequence has been present is. So it is a kind of (binary) code characteristic given, but here by the width of the cutlery representative fair value is added.
  • the Fair value is due to the basic principle described above this identification procedure for a given number of photocells only a relatively limited number of Detection signal combinations possible.
  • the Scanning device quite complex conveying, separating and Positioning devices are upstream, which the Ensure the specified cutlery position.
  • the invention is based on the technical problem effective and flexible procedure for safe and reproducible identification of elongated metallic To create objects, especially cutlery, and an apparatus for performing this method.
  • the method according to the invention provides a solution to this problem before, isolated by means of a conveyor and in predefined or any position on this conveyor lying objects with regard to their direction of conveyance uniformly and at a constant speed over at least to lead an inductive scanning device.
  • the during the Passing the object through the inductive Scanning device time-varying induction voltage is measured and the measurement signal determined over time as Detection signal in an electronic Data processing device stored.
  • the inductive scanning device for example a current-carrying and correspondingly wound coil
  • the voltage induced in this process can be at the Tapping device can be tapped and measured. Due to the The respective shape and mass distribution of a piece of cutlery is the magnetic flux and therefore the induced voltage per Unit of time is measured, a function of these parameters.
  • the induced voltage plotted against time can be advantageously represented as a signal curve.
  • On scanned cutlery always creates one for his Location, shape and therefore type of typical signal curve.
  • the uniform feeding of the parts with constant Speed ensures the comparability of the Measurements.
  • the separation of the cutlery parts on the Conveyor prevents the individual from overlapping Measurement signals.
  • the signals of different types of cutlery this way in their different locations on the To measure conveyor and as detection signals in a suitable to store electronic data processing equipment.
  • the device for identifying cutlery items currently generated measurement signal of a part via a suitable one Algorithm with the data in the Data processing system stored detection signals compared. If there is a similarity or match of the signal curves determined, the device generates a for the identified cutlery, shape and type representative electrical output signal, which can advantageously be used to control a sorting device is.
  • the method according to the invention allows reliable, continuous and reproducible identification of different, elongated metallic objects, such as about cutlery items.
  • the procedure is however the same for others metallic objects applicable.
  • the ones to be identified isolated cutlery items can be in a given position or disordered and in any position.
  • the procedure allows high signal generation and Processing frequency.
  • the inductive scanning ensures in Contrast to known computer-based Identification procedure a very short access and Computing time of the electronic used Data processing system and enables rapid Identification of large quantities.
  • the identification different types of cutlery can be saved Detection signal collections individually adapted to the needs and be supplemented.
  • the device according to the invention used as Conveyor for the cutlery parts in another Embodiment advantageously an endlessly revolving Conveyor belt or an adequate conveyor mechanism, as is hereby constant conveyor speeds and a have uniform movement well realized.
  • the inductive scanning device has an elongated shape and is transverse to the direction of conveyance and expediently over the direction entire width arranged so that on the conveyor lying parts can be reliably detected by the scanning device.
  • inductive Scanning device advantageously also a standing ring or frame-shaped coil, with the cutlery pieces parallel to the magnetic field lines passed through the coil become.
  • inductive Scanners are used.
  • the elongated inductive scanning device obliquely to Direction of transport and across the entire width of the To arrange conveyor.
  • two over or consecutive scanning devices become these positioned so that their longitudinal axes or cross imaginary extensions of their longitudinal axes.
  • With wide Conveyors can cutlery items in different Positions relative to the direction of transport of the device this come to rest.
  • a piece of cutlery that comes with its longitudinal axis parallel to the longitudinal axis of the inductive Scanner is located, sweeps over the scanner then in a much shorter time than a cross to Longitudinal axis of the scanning device. From this results in a very narrow signal curve over time.
  • Fig. 1 shows a conveyor 1 in the form of an endless revolving conveyor belt.
  • the direction of conveyance is through a Arrow marked.
  • the elongated inductive scanning devices 2a, 2b are under conveyor 1 in the present example arranged and extend obliquely over their entire Width. Depending on the embodiment of the used Scanning devices, it is also conceivable to place these over the Place conveyor or the scanning devices like this to design that the conveyor to be funded Passing objects through the scanning devices. In addition, the inductive scanning devices 2a and 2b positioned so that the imagined Cross extensions of their longitudinal axes. The coil windings of the inductive scanning devices 2a, 2b are designed that the magnetic field lines B the conveyor 1 perpendicular and perpendicular to Penetrate the direction of conveyance.
  • this is from the inductive Scanning device 2a coming and representing and as a signal curve interpretable measurement signal S1 via a suitable interface 8 in a data memory 9 of the electronic Data processing system 3 filed.
  • the Measurement signals from a variety of cutlery items in different positions, Form and type for a detection signal collection ES summarized for the subsequent user Identification of the cutlery is required.
  • a scanned one Cutlery always one for its location, shape and therefore type typical signal curve used for identification purposes can be used and interpreted.
  • U denotes the induced voltage and t the time.
  • a measurement signal S1 coming from the inductive scanning device 2a is compared, using a suitable program algorithm, with the detection signals from the detection signal collection ES stored in the data memory 9 of the electronic data processing device 3. If a match or sufficient similarity is found here, the cutlery item is uniquely identified by a detection signal ES 1 that represents a certain position, shape and consequently type. In this case, an output signal AS for controlling a sorting device for cutlery items is output via an additional interface 10 in the electronic data processing device 3.
  • the sorting device is not shown in the drawings.
  • the measurement signal S1 cannot be evaluated, which is a priority too short a measurement time due to the parallel position of the Cutlery part to the longitudinal axis of the inductive scanning device 2a is to be attributed, as shown in FIG. 1, a second inductive scanning device 2b behind in the conveying direction to arrange the first scanning device 2a, the imaginary extensions of the longitudinal axes of both Cross scanning devices 2a, 2b. That way ensures that not in the above sense evaluable cutlery always the second scanner 2b sweeps at an obtuse angle, making a cheap one temporal measurement signal width results.
  • the measurement signal S1 cannot be used, the measurement signal S2 of the scanning device 2b is therefore used and compared with the signals of the detection signal collection ES in the manner already described at the beginning. If identification is successful, with a detection signal ES 2 , agreement can be established, an output signal AS serving as a control signal is in turn output for a subsequent sorting device via the additional interface 10.
  • the inventive method for Identification of different, elongated metallic Objects and the device for performing this Method using other than those mentioned inductive scanning devices or sensors can be realized. They are also capacitive, optical or on others sensors based on physical principles conceivable to the special way of measuring and Generate detection signals and then evaluate them. The the computational effort required for this is in contrast to the preferred inductive scanning devices but very high. With correspondingly powerful electronic Data processing systems and program algorithms can, however this can also be accomplished in the sense of the invention.

Landscapes

  • Sorting Of Articles (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Magnetic Means (AREA)
  • Control Of Conveyors (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Identifizierung von unterschiedlichen, länglichen metallischen Gegenständen, insbesondere Besteckteilen, nach Lage und/oder Form und/oder Art und eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.
Zur Identifizierung von Besteckteilen (Messer, Gabel, Löffel, kleiner Löffel, etc.) als Vorbereitung für einen anschließenden Sortiervorgang sind verschiedene Verfahren bekannt.
Die einfachste bekannte Methode ist ein mechanisches Identifikationsverfahren, bei dem mehrere übereinandergeordnete und mit Langlöchern versehene Bleche verwendet werden. Dabei sind die Umrißform der Langlöcher eines einzelnen Blechs jeweils der Umrißform eines bestimmten Besteckteils, z.B. des Messers, angepaßt ist. Ungeordnetes durcheinanderliegendes Besteck wird auf das oberste Lochblech gegeben und die Bleche in Vibration versetzt. Hierbei fallen die Besteckteile durch die ihrer jeweiligen Umrißform entsprechenden Öffnungen der Bleche und sind damit sowohl identifiziert als auch sortiert. Dieses Verfahren ist jedoch sehr lärmintensiv, langsam und verhindert nicht, daß Besteckteile in für sie nicht vorgesehene Öffnungen fallen, wodurch eine zuverlässige Identifikation nicht gewährleistet ist. Darüber hinaus kann man mit diesem Verfahren nur Bestecke eines einzelnen Typs identifizieren; für einen anderen Bestecktyp ist es erforderlich, entsprechend ausgebildete andere Lochbleche zu verwenden.
Aus der EP 05 81 699 A1 ist eine Vorrichtung zum Sortieren von Besteckteilen bekannte, bei der die Besteckteile auf einem Förderband einem Detektionsbereich zugeführt und dort nach Art und Lage identifiziert werden. In dem sich an den Detektionsbereich anschließenden Förderabschnitt dieser Vorrichtung sind diverse Stellklappen angeordnet, die von einer Einstellvorrichtung betätigt werden. Je nach Detektorsignal wird eine einem bestimmten Bestecktyp, d.h. z.B. Messer, Löffel, Gabel, kleiner Löffel, und einer bestimmten Lage zugeordnete Klappe betätigt, so daß das entsprechende Besteckteil in ein Sammelfach gelangt. Besteckteile, die keinem bestimmten Typ zugeordnet werden können, oder defekt sind, gelangen schließlich in einen Endbehälter. Die Vorrichtung umfaßt des weiteren eine Identifizierungseinrichtung mit mehreren Detektoren bzw. Meßwertgebern, die in Längen- und Breitenrichtung voneinander beabstandet über einer flachen Unterlage, auf der die Besteckteile geführt werden, angeordnet sind. Die jeweiligen Detektoren umfassen in der flachen Unterlage befindliche Sender und über der Unterlage angeordnete Empfänger. Die flache Unterlage ist bei Betrachtung im Querschnitt leicht geneigt und bildet zusammen mit einer seitlichen Führung eine V-artige Rinne. Dadurch werden die Besteckteile in eine vorgegebene Lage gezwungen und so durch den Detektionsbereich geleitet. Die Detektoren der Identifizierungseinrichtung liefern je nach Art (Messer, Löffel, Gabel, kleiner Löffel) und Lage (d.h. Besteckteilkopf nach vorn oder nach hinten) des Besteckteils Signale in einer bestimmten Reihenfolge, die eine ein Erkennungssignal repräsentierende Signalsequenz bilden. Diese Signale werden in einer Datenverarbeitungseinrichtung gespeichert und nachfolgend in Arbeitsdurchläufen mit den jeweiligen Signalen von den Detektoren verglichen und so die Besteckteile identifiziert. Aufgrund der verteilten räumlichen Anordnung der Detektoren sind die von den Detektoren gelieferten Einzelsignale nicht gleichzeitig verfügbar. Dies ist erforderlich, um eine bestimmte Signalreihenfolge festzulegen. Ein Erkennungssignal ergibt sich durch Zusammenfassung der jeweiligen Einzelsignale zu einer typischen Signalsequenz, die verfügbar ist, wenn sämtliche Einzelsignale der Detektoren eingegangen sind. Ein von der Identifizierungseinrichtung geliefertes Erkennungssignal ist durch die bestimmte Reihenfolge der Einzelsignale der mehreren Detektoren charakterisiert, wobei die Form und Größe dieser Einzelsignale für die beabsichtigten Identifizierungszwecke jedoch irrelevant ist. Es wird lediglich betrachtet, ob an einer bestimmten Stelle der Signalsequenz ein Einzelsignal vorhanden ist oder nicht. Ein verfügbares Erkennungssignal in Form einer Erkennungssignalsequenz besitzt daher eine Codecharakteristik. Aufgrund der besagten Anordnung der Detektoren und der Art und Weise der Signalerzeugung kann von dieser Vorrichtung lediglich eine begrenzte Anzahl von Erkennungssignalkombinationen zur Verfügung gestellt werden.
Eine weitere Vorrichtung zum Sortieren von länglichen metallischen Gegenständen, insbesondere von Besteckteilen, ist aus der US 33 94 804 bekannt. Bei dieser Vorrichtung werden Besteckteile über eine obenliegenden Zentralöffnung in die Vorrichtung eingegeben, fallen auf einen Konus und werden durch diesen auf einen tellerförmigen Vibrator und in radiale Rippen des Vibrators verteilt. Auf dieser Weise wird ein Separieren der Besteckteile erzielt. Aufgrund der Vibration des Vibrators bewegen sich die Besteckteile zu einer im Zentrum des Vibrators angeordneten Öffnung und fallen durch die Öffnung hindurch auf den Zentralbereich des darunterliegenden Drehtellers. Infolge der Rotation des Drehtellers wandern die Besteckteile durch von sich radial erstreckenden Drehtellerwandungen gebildete sektorartige Passagen nach außen, verlassen die Passagen und gelangen in einen um den Drehteller angeordneten, ringförmigen Kanal. Dabei durchlaufen die Besteckteile in vorgegebener Lage eine in dem Kanal angeordnete induktive Detektoreinrichtung und werden identifiziert. Die induktive Abtastvorrichtung ist so ausgelegt, daß sie je nach Art des jeweiligen Besteckteils eine unterschiedlich große Gleichstromspannung liefert, anhand deren charakteristischen Wert das Besteckteil identifiziert wird. In Abhängigkeit von diesem Signal werden sich an den Detektionsbereich anschließende Falltüren betätigt, so daß ein identifiziertes Besteckteil einem Sammelbehälter zugeführt werden kann.
Aus der EP 0 220 832 A2 ist ein weiteres Verfahren und eine weitere Vorrichtung zur Identifizierung von unterschiedlichen, länglichen metallischen Gegenständen, insbesondere von Besteckteilen bekannt. Dieses Verfahren und diese Vorrichtung ähneln stark dem aus der eingangs erläuterten EP 0 581 699 A1 bekannten Verfahren und dessen korrespondierender Vorrichtung. Die Besteckteile werden mittels einer Fördereinrichtung in einer vorgegebenen Lage, d.h. quer zur Förderrichtung, auf der Fördereinrichtung liegend und an einer Bezugslinie oder einem Anschlag ausgerichtet gleichförmig und mit konstanter Geschwindigkeit über eine photoelektrische Abtastvorrichtung geführt. Die Abtastvorrichtung umfasst drei Einzelsensoren in Form von Photozellen, die quer zur Förderrichtung und in verschiedenen Abständen zur Bezugslinie hintereinander angeordnet sind und sich jeweils in Höhe der Besteckteilenden befinden. Die Photozellen werden von den vorbeigeförderten Besteckteilen zeitweilig abgedeckt. Aus der Anzahl der abgedeckten Photozellen und dem dadurch entstehenden Abdeckungsmuster sowie aus der Zeitdauer der durch die unterschiedliche Formgebung der jeweiligen Besteckteilenden bedingten Abdeckung der Photozellen wird dann die Art (Messer, Gabel, Löffel etc.) und die Lage (das heißt hier die Längsorientierung: Besteckende vorn oder hinten) des untersuchten Besteckteils ermittelt.
Ähnlich wie bei der EP 0 581 699 A1 beruht bei der EP 0 220 832 A2 das Identifizierungsprinzip also darauf, zu überprüfen, ob bestimmte Photozellen abgedeckt sind oder nicht und zusätzlich, wie lange diese Abdeckung erfolgt. Ein Erkennungssignal ist bei dieser Methode ergo durch die bestimmte Reihenfolge von Einzelsignalen (Signalsequenz) der Photozellen charakterisiert, wobei die Form und Größe dieser Einzelsignale irrelevant ist. Wichtig ist lediglich, ob und wie lange ein einzelnes Signal der Signalsequenz vorhanden ist. Es ist also eine Art (Binär-) Codecharakteristik gegeben, die hier allerdings um einen die Besteckteilbreite repräsentierenden Zeitwert ergänzt ist. Trotz der Messung des Zeitwertes ist wegen des zuvor geschilderten Grundprinzips dieses Identifizierungsverfahrens bei einer gegebenen Anzahl von Photozellen nur eine relativ begrenzte Anzahl von Erkennungssignalkombinationen realisierbar. Zudem müssen der Abtastvorrichtung recht aufwendige Förder-, Separier- und Positionierungseinrichtungen vorgeschaltet werden, welche die vorgegebene Besteckteillage sicherstellen.
Anstelle der photoelektrischen Abtastvorrichtung wird in der zuvor genannten EP 0 220 832 A2 des Weiteren der Einsatz einer Ultraschall-Abtastvorrichtung vorgeschlagen. Ferner ist dort angemerkt, dass auch Drehgeber oder lineare Signalwandler zur Ermittlung der Breite der Besteckenden und/oder der Längsorientierung eines Besteckteils eingesetzt werden können, ohne dies jedoch weiter zu konkretisieren. Diese Art der Ermittlung der Breite ersetzt lediglich die mit den vorher genannten Photozellen praktizierte Messung der Zeitdauer der Abdeckung.
Der Erfindung liegt das technische Problem zugrunde, ein effektives und flexibles Verfahren zur sicheren und reproduzierbaren Identifizierung von länglichen metallischen Gegenständen, insbesondere Besteckteilen, zu schaffen sowie eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.
Zur Lösung dieser Aufgabe sieht das erfindungsgemäße Verfahren vor, mittels einer Fördereinrichtung vereinzelt und in vorgegebener oder beliebiger Lage auf dieser Fördereinrichtung liegende Gegenstände hinsichtlich ihrer Förderrichtung gleichförmig und mit konstanter Geschwindigkeit über mindestens eine induktive Abtastvorrichtung zu führen. Die während des Passierens des Gegenstandes über die induktive Abtastvorrichtung zeitlich sich verändernde Induktionsspannung wird gemessen und das so über der Zeit ermittelte Meßsignal als Erkennungssignal in einer elektronischen Datenverarbeitungseinrichtung gespeichert. In Arbeitsdurchläufen von Gegenständen erzeugte Signale werden mittels der elektronischen Datenverarbeitungseinrichtung mit in einem Datenspeicher abgelegten Erkennungssignalen verglichen und ausgewertet. Dadurch wird ein der jeweils identifizierten Gegenstandslage und/oder -form und/oder -art zuordenbares elektrisches Ausgangssignal erzeugt, das zur Ansteuerung einer Sortiervorrichtung verwendbar ist.
Für die weitere Beschreibung wird angenommen, daß es sich bei den unterschiedlichen, länglichen metallischen Gegenständen um Besteckteile handelt.
Während des Passierens der metallischen Besteckteile über die induktive Abtastvorrichtung, beispielsweise eine stromdurchflossene und entsprechend gewickelte Spule, erhöht bzw. erniedrigt das Besteckteil aufgrund seiner zur Spulenumgebung unterschiedlichen Permeabilitätszahl lokal die magnetische Flußdichte und damit den magnetischen Fluß in der Abtastvorrichtung. Die dabei induzierte Spannung kann an der Abtastvorrichtung abgegriffen und gemessen werden. Aufgrund der jeweiligen Form und Massenverteilung eines Besteckteils ist der magnetische Fluß und damit die induzierte Spannung, die pro Zeiteinheit gemessen wird, eine Funktion dieser Parameter.
Die über der Zeit aufgetragene induzierte Spannung kann vorteilhaft als Signalkurve dargestellt werden. Ein abgetastetes Besteckteil erzeugt somit immer eine für seine Lage, Form und demzufolge Art typische Signalkurve. Die gleichförmige Zuführung der Teile bei konstanter Geschwindigkeit gewährleistet die Vergleichbarkeit der Messungen. Die Vereinzelung der Besteckteile auf der Fördereinrichtung verhindert ein Überschneiden der einzelnen Meßsignale.
Zum Erstellen einer Erkennungssignalsammlung ist es vorteilhaft, die Signale unterschiedlicher Bestecktypen auf diese Weise in ihren verschiedenen Lagen auf der Fördereinrichtung zu messen und als Erkennungssignale in einer geeigneten elektronischen Datenverarbeitungseinrichtung zu speichern. In anschließenden benutzerseitigen Arbeitsdurchläufen der Vorrichtung zur Identifizierung von Besteckteilen wird das aktuell erzeugte Meßsignal eines Teils über einen geeigneten Algorithmus mit den im Datenspeicher der Datenverarbeitungsanlage abgelegten Erkennungssignalen verglichen. Wird hierbei eine Ähnlichkeit oder Übereinstimmung der Signalkurven festgestellt, erzeugt die Vorrichtung ein für die jeweils identifizierte Besteckteillage, -form und -art repräsentatives elektrisches Ausgangssignal, welches vorteilhaft zur Ansteuerung einer Sortiervorrichtung verwendbar ist.
Das erfindungsgemäße Verfahren erlaubt die zuverlässige, kontinuierliche und reproduzierbare Identifizierung von unterschiedlichen, länglichen metallischen Gegenständen, wie etwa Besteckteilen. Das Verfahren ist jedoch ebenso auf andere metallische Gegenstände anwendbar. Die zu identifizierenden vereinzelten Besteckteile können in vorgegebener Lage oder ungeordnet und in beliebiger Lage vorliegen. Das Verfahren gestattet eine hohe Signalerzeugungs- und Verarbeitungsfrequenz. Die induktive Abtastung gewährleistet im Gegensatz zu bekannten rechnergestützten Identifizierungsverfahren eine sehr kurze Zugriffs- und Rechenzeit der verwendeten elektronischen Datenverarbeitungsanlage und ermöglicht die rasche Identifizierung großer Stückzahlen. Die Identifizierung unterschiedlicher Bestecktypen kann anhand abgespeicherter Erkennungssignalsammlungen individuell dem Bedarf angepaßt und ergänzt werden.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung verwendet als Fördereinrichtung für die Besteckteile in weiterer Ausgestaltungsform vorteilhafterweise ein endlos umlaufendes Förderband oder einen adäquaten Fördermechanismus, da sich hiermit konstante Fördergeschwindigkeiten und eine gleichförmige Bewegung gut realisieren lassen.
Die induktive Abtastvorrichtung besitzt eine längliche Form und ist quer zur Förderrichtung und zweckmäßigerweise über deren gesamte Breite angeordnet, so daß auf der Fördereinrichtung liegende Teile sicher von der Abtastvorrichtung erfaßt werden.
In einer Auslegung als langgestreckte oder liegend ring- oder rahmenförmige Spule ist die Wicklung der induktiven Abtastvorrichtung vorteilhaft so ausgeführt, daß bei stromdurchflossener Spule die magnetischen Feldlinien die Fördereinrichtung senkrecht und rechtwinklig zur Förderrichtung durchdringen.
Werden die Besteckteile mit ihrer Längsachse genau parallel zur Förderrichtung geführt, so bietet sich als induktive Abtastvorrichtung vorteilhafterweise auch eine stehende ring- oder rahmenförmige Spule an, wobei die Besteckteile parallel zu den magnetischen Feldlinien durch die Spule hindurch geleitet werden. In der erfindungsgemäßen Vorrichtung können, wie oben bereits erwähnt, sowohl eine oder mehrere induktive Abtastvorrichtungen zur Anwendung kommen.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Vorrichtung sieht vor, die längliche induktive Abtastvorrichtung schräg zur Transportrichtung und über die gesamte Breite der Fördereinrichtung anzuordnen. Bei Verwendung zweier über- oder hintereinanderliegender Abtastvorrichtungen werden diese hierbei so positioniert, daß sich ihre Längsachsen bzw. die gedachten Verlängerungen ihrer Längsachsen kreuzen. Bei breiten Fördereinrichtungen können Besteckteile in verschiedenen Positionen relativ zur Transportrichtung der Einrichtung auf dieser zu liegen kommen. Ein Besteckteil, welches dabei mit seiner Längsachse parallel zur Längsachse der induktiven Abtastvorrichtung liegt, überstreicht die Abtastvorrichtung dann in einer erheblich kürzeren Zeit als ein quer zur Längsachse der Abtastvorrichtung laufendes Teil. Hieraus resultiert eine zeitlich sehr enge Signalkurve. Zur besseren Identifikation und Vergleichbarkeit des von einem Besteckteil erzeugten Meßsignals mit den als Datenvorrat in einer elektronischen Datenverarbeitungseinrichtung vorliegenden Erkennungssignalen und den dazu erforderlichen Rechenzeiten ist jedoch eine bestimmte zeitliche Signalkurvenbreite erforderlich. Daher sind Anordnung und Auslegung der Fördereinrichtung und der induktiven Abtastvorrichtung stets so zu wählen, daß im Identifikationsbetrieb und bei beliebiger Lage der Besteckteilenden die Bestecklängsachse in einem möglichst stumpfen Winkel auf die Längsachse der induktiven Abtastvorrichtung trifft. Dies wird vorteilhaft durch besagte einfache schräge Anordnung der induktiven Abtastvorrichtung gewährleistet.
Bei Fördereinrichtungen mit beliebiger Besteckteillage empfiehlt sich die Verwendung der gekreuzten Abtastvorrichtungsanordnung. Überstreicht ein Besteckteil eine Abtastvorrichtung genau parallel oder im spitzen Winkel, so wird die zweite Abtastvorrichtung jedoch in jedem Fall in einem stumpfen Winkel passiert, woraus eine günstige zeitliche Meßsignalbreite resultiert.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachfolgend anhand der Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1
eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Identifizierung von Besteckteilen und einer Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens;
Fig. 2
ein schematisches Blockschaltbild der Meßsignalerfassung und -speicherung;
Fig.3A und 3B
eine schematische Darstellung der Signalkurven zweier unterschiedlicher Besteckteile;
Fig. 4
ein schematisches Blockschaltbild des Verfahrens zur Identifizierung von Besteckteilen im benutzerseitigen Betrieb.
Fig. 1 zeigt eine Fördereinrichtung 1 in Form eines endlos umlaufenden Förderbandes. Die Förderrichtung ist durch einen Pfeil markiert. Vereinzelt, d.h. sich mit ihren von den Förderbandseiten und zwei quer zur Förderrichtung liegenden parallelen Linien gebildeten gedachten umschreibenden Rechtecken nicht überschneidend, und in beliebiger Lage auf dieser Fördereinrichtung 1 befindliche Besteckteile 4, 5, 6 und 7 werden hinsichtlich ihrer Förderrichtung gleichförmig und mit konstanter Geschwindigkeit über zwei induktive Abtastvorrichtungen 2a, 2b geführt.
Die länglich geformten induktiven Abtastvorrichtungen 2a, 2b sind im vorliegenden Beispiel unter der Fördereinrichtung 1 angeordnet und erstrecken sich schräg über deren gesamte Breite. Je nach Ausführungsform der verwendeten Abtastvorrichtungen ist es auch denkbar, diese über der Fördereinrichtung zu plazieren oder die Abtastvorrichtungen so auszugestalten, daß die Fördereinrichtung die zu fördernden Gegenstände durch die Abtastvorrichtungen hindurch führt. Darüber hinaus sind die induktiven Abtastvorrichtungen 2a und 2b so zueinander positioniert, daß sich die gedachten Verlängerungen ihrer Längsachsen kreuzen. Die Spulenwicklungen der induktiven Abtastvorrichtungen 2a, 2b sind so ausgeführt, daß bei stromdurchflossener Spule die magnetischen Feldlinien B die Fördereinrichtung 1 senkrecht und rechtwinklig zur Förderrichtung durchdringen.
Die beim Überstreifen einer induktiven Abtastvorrichtung 2a durch ein Besteckteil 7 induzierte zeitlich sich verändernde Induktionsspannung wird an der Abtastvorrichtung abgegriffen und das so über der Zeit ermittelte Meßsignal S1 an eine elektronische Datenverarbeitungsanlage 3 weitergeleitet.
Wie in Fig. 2 veranschaulicht, wird das von der induktiven Abtastvorrichtung 2a kommende und als Signalkurve darstell- und interpretierbare Meßsignal S1 über eine geeignete Schnittstelle 8 in einem Datenspeicher 9 der elektronischen Datenverarbeitungsanlage 3 abgelegt. Auf diese Weise werden die Meßsignale von einer Vielzahl Besteckteile unterschiedlicher Lage, Form und Art zu einer Erkennungssignalsammlung ES zusammengefaßt, die für die nachfolgende benutzerseitige Identifizierung der Besteckteile erforderlich ist.
Wie in Fig. 3A und 3B dargestellt, erzeugt ein abgetastetes Besteckteil stets eine für seine Lage, Form und demzufolge Art typische Signalkurve, die zu Identifizierungszwecken herangezogen und interpretiert werden kann. In den Figuren bezeichnet U die induzierte Spannung und t die Zeit.
Für die benutzerseitige Identifizierung von Besteckteilen wird nun, wie in Fig. 4 dargelegt, ein von der induktiven Abtastvorrichtung 2a kommendes Meßsignal S1 über einen geeigneten Programmalgorithmus mit den im Datenspeicher 9 der elektronischen Datenverarbeitungseinrichtung 3 abgelegten Erkennungssignalen aus der Erkennungssignalsammlung ES verglichen. Wird hierbei eine Übereinstimmung oder hinreichende Ähnlichkeit festgestellt, so ist das Besteckteil durch ein eine bestimmte Lage, Form und demzufolge Art repräsentierendes Erkennungssignal ES1 eindeutig identifizierte. In diesem Fall wird über eine zusätzliche Schnittstelle 10 in der elektronischen Datenverarbeitungseinrichtung 3 ein Ausgangssignal AS zur Ansteuerung einer Sortiervorrichtung für Besteckteile ausgegeben. Die Sortiervorrichtung ist in den Zeichnungen nicht dargestellt.
Kann das Meßsignal S1 nicht ausgewertet werden, was vorrangig auf eine zu kurze Meßzeit aufgrund paralleler Lage des Besteckteils zur Längsachse der induktiven Abtastvorrichtung 2a zurückzuführen ist, ist vorgesehen, wie in Fig. 1 gezeigt, eine zweite induktive Abtastvorrichtung 2b in Förderrichtung hinter der ersten Abtastvorrichtung 2a anzuordnen, wobei sich die gedachten Verlängerungen der Längsachsen beider Abtastvorrichtungen 2a, 2b kreuzen. Auf diese Weise ist gewährleistet, daß ein im oben genannten Sinne nicht auswertbares Besteckteil die zweite Abtastvorrichtung 2b stets in einem stumpfen Winkel überstreicht, woraus eine günstige zeitliche Meßsignalbreite resultiert.
Im Fall einer Nichtverwendbarkeit des Meßsignals S1 wird deshalb das Meßsignal S2 der Abtastvorrichtung 2b herangezogen und auf die bereits eingangs beschriebene Weise mit den Signalen der Erkennungssignalsammlung ES verglichen. Bei gelungener Identifikation, mit einem Erkennungssignal ES2 ist Übereinstimmung feststellbar, wird wiederum über die zusätzliche Schnittstelle 10 ein als Steuersignal dienendes Ausgangssignal AS für eine nachfolgende Sortiervorrichtung ausgegeben.
Generell kann das erfindungsgemäße Verfahren zur Identifizierung von unterschiedlichen, länglichen metallischen Gegenständen sowie die Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens auch unter Verwendung von anderen als den genannten induktiven Abtastvorrichtungen bzw. Sensoren realisiert werden. Es sind ebenso kapazitive, optische oder auf anderen physikalischen Prinzipien basierende Sensoren denkbar, um auf die spezielle erfindungsgemäße Art und Weise Meß- und Erkennungssignale zu erzeugen und nachfolgend auszuwerten. Der dafür erforderliche Rechenaufwand ist im Gegensatz zu den bevorzugten induktiven Abtastvorrichtungen aber sehr hoch. Mit entsprechend leistungsfähigen elektronischen Datenverarbeitungsanlagen und Programmalgorithmen kann jedoch auch dies im Sinne der Erfindung bewerkstelligt werden.
Bezugszeichenliste
Es bezeichnen:
1
Fördereinrichtung
2a
induktive Abtastvorrichtung
2b
induktive Abtastvorrichtung
3
elektronischen Datenverarbeitungseinrichtung
4
Besteckteil
5
Besteckteil
6
Besteckteil
7
Besteckteil
8
Schnittstelle
9
Datenspeicher
10
Schnittstelle
AS
Ausgangssignal
B
magnetische Feldlinien
ES
Erkennungssignalsammlung
ES1
Erkennungssignal
ES2
Erkennungssignal
S1
Meßsignal
S2
Meßsignal
t
Zeit
U
induzierte Spannung

Claims (10)

  1. Verfahren zur Identifizierung von unterschiedlichen, länglichen metallischen Gegenständen (4, 5, 6, 7), insbesondere Besteckteilen (4, 5, 6, 7), nach Lage und/oder Form und/oder Art, bei dem
    mittels einer Fördereinrichtung (1)
    ein vereinzelt in vorgegebener oder beliebiger Lage auf der Fördereinrichtung (1) liegender Gegenstand (7) hinsichtlich seiner Förderrichtung gleichförmig und
    mit konstanter Geschwindigkeit
    über mindestens eine induktive Abtastvorrichtung (2a) geführt wird,
    die während des Passierens des Gegenstandes (7) über die induktive Abtastvorrichtung (2a) zeitlich sich verändernde Induktionsspannung gemessen und
    das so über der Zeit ermittelte Meßsignal (S1, S2) als Erkennungssignal (ES1, ES2), in einem Datenspeicher (9) einer elektronischen Datenverarbeitungseinrichtung (3) gespeichert wird, und anschließend
    die in Arbeitsdurchläufen von Gegenständen (4, 5, 6, 7) erzeugten Meßsignale (S1, S2) mittels der elektronischen Datenverarbeitungseinrichtung (3) mit den in dem Datenspeicher (9) abgelegten Erkennungssignalen (ES1, ES2) verglichen und ausgewertet werden,
    wodurch ein der jeweils identifizierten Gegenstandslage und/oder -form und/oder -art zuordenbares elektrisches Ausgangssignal (AS) erzeugt wird, das zur Ansteuerung einer Sortiervorrichtung verwendbar ist.
  2. Verfahren nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    zur Erstellung einer Erkennungssignalsammlung (ES) vereinzelte Gegenstände (4, 5, 6, 7) unterschiedlicher Lage, Form und Art mittels der Fördereinrichtung (1) über die induktive Abtastvorrichtung (2a) geführt und die dabei für die jeweilige Lage, Form und Art resultierenden typischen Meßsignale (S1) in einer elektronischen Datenverarbeitungseinrichtung (3) gespeichert werden.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    gleichzeitig mehrere induktive Abtastvorrichtungen (2a, 2b) zur Signalerzeugung verwendet werden.
  4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, umfassend
    mindestens eine induktive Abtastvorrichtung (2a, 2b) zum Messen einer sich zeitlich verändernden Induktionsspannung und zum Erzeugen von daraus ermittelten Meßsignalen (S1, S2),
    eine Fördereinrichtung (1) zum Fördern von länglichen metallischen Gegenständen, insbesondere Besteckteile (4, 5, 6, 7), wobei die Fördereinrichtung (1) die genannten Gegenstände hinsichtlich der Förderrichtung gleichförmig und mit konstanter Geschwindigkeit relativ zur induktiven Abtastvorrichtung (2a, 2b) bewegt, und
    eine elektronische Datenverarbeitungseinrichtung (3) zum Speichern, Vergleichen und Auswerten der als Erkennungssignale (ES1, ES2) verwendeten Meßsignale (S1, S2) der induktiven Abtastvorrchtung (2a, 2b), wobei die elektronische Datenverarbeitungseinrichtung (3) ein Ausgangssignal (AS) erzeugt, das zur Ansteuerung einer Sortiervorrichtung für die genannten Gegenstände (4, 5, 6, 7) verwendbar ist.
  5. Vorrichtung nach Anspruch 4,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    die Fördereinrichtung (1) ein endlos umlaufendes Förderband ist.
  6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    die induktive Abtastvorrichtung (2a) unter oder über der Fördereinrichtung (1) angeordnet ist und sich über die gesamte Breite der Fördereinrichtung (1) erstreckt.
  7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    die induktive Abtastvorrichtung (2a) schräg zur Förderrichtung angeordnet ist.
  8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    zwei oder mehrere induktive Abtastvorrichtungen (2a, 2b) schräg zur Förderrichtung und mit ihren Längsachsen oder deren gedachten Verlängerungen gekreuzt zueinander angeordnet sind.
  9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 8,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    die Spule der induktiven Abtastvorrichtung (2a) so gewickelt und zur Fördereinrichtung (1) angeordnet ist, daß bei stromdurchflossener Spule die magnetischen Feldlinien (B) die Fördereinrichtung (1) senkrecht und rechtwinklig zur Förderrichtung durchdringen.
  10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 9,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    die induktive Abtastvorrichtung eine stehende ring- oder rahmenförmige Spule ist und die Gegenstände (4, 5, 6, 7) mittels der Fördereinrichtung (1) parallel zu den magnetischen Feldlinien durch die Spule hindurchgeleitet werden.
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