EP1655622B1 - Sensor - Google Patents

Description

• Die Erfindung betrifft einen Sensor, insbesondere einen optoelektronischen Sensor zur Erkennung von bewegten Markierungen
• mit zumindest einem Sensorelement, welches zur Abgabe eines Erkennungssignals ausgelegt und beispielsweise als photoempfindliches Element ausgeführt ist,
• mit einer Vergleichsstufe zum Vergleich des Erkennungssignals mit einem Schwellwert und
• mit einer von der Vergleichsstufe beaufschlagten Indikatorstufe zur Abgabe eines Indikationssignals.
• Bei bekannten Sensoren der genannten Art ist in vielen Anwendungsfällen eine hohe Ortsauflösung gewünscht, was konkret bedeutet, dass möglichst genau erkannt werden soll, zu welchem Zeitpunkt sich eine zu erkennende Markierung an einer definierten Position im Gesichtsfeld des Sensors befindet. Um dies zu erreichen, werden Sensoren mit einer höchstmöglichen Schalt- bzw. Abtastfrequenz betrieben, so dass pro Zeiteinheit möglichst oft überprüft werden kann, ob sich die zu erkennende Markierung an der genannten Position befindet. Die genannte hohe Schalt- bzw. Abtastfrequenz ist dabei durch die jeweils zur Verfügung stehende Technologie begrenzt, so dass in entsprechender Weise auch die erreichbare Ortsauflösung limitiert ist.
• Wie eingangs bereits erwähnt, wird bei bekannten Sensoren mit einer Zykluszeit Ts periodisch überprüft, ob das vom Sensor jeweils gelieferte Erkennungssignal einen vorgegebenen Schwellwert S_th1 überschreitet, wobei oftmals mehrere (N) Vergleichsergebnisse gemeinsam betrachtet werden, was dann, wenn die gemeinsam betrachteten Vergleichsergebnisse bestimmte Bedingungen erfüllen, zur Abgabe eines Indikationssignals führt. Wenn sich eine Markierung mit konstanter Geschwindigkeit V_M in das Gesichtsfeld des Sensors hineinbewegt, wird periodisch mit der Zykluszeit Ts überprüft, ob das Erkennungssignal, welches generiert wird, wenn sich die Markierung am Ort X_M0 befindet, den Schwellwert S_th1 überschreitet. Wenn nun, wie bereits erwähnt, N aufeinander folgende Vergleichsergebnisse herangezogen werden, um zu entscheiden, ob ein Indikationssignal abzugeben ist, kann eine Signalabgabe erst dann erfolgen, nachdem die N Vergleiche durchgeführt wurden, was bedeutet, dass sich die Markierung dann nicht mehr am Ort X_M0, sondern bereits am Ort X_MN befindet.
• Wenn genau dann, wenn die Markierung den Ort X_M0 erreicht, abgetastet wird und der Sensor bereits zu diesem Zeitpunkt die Markierung erkennt, berechnet sich der genannte Ort X_MN wie folgt: $${\mathrm{X}}_{\mathrm{MN}}={\mathrm{X}}_{\mathrm{MO}}+\left(\mathrm{N}\mathrm{T}\mathrm{s}+{\mathrm{T}}_{\mathrm{tot}}\right){\mathrm{V}}_{\mathrm{M}}$$

  
• Die Zeit T_tot stellt dabei die Summe der Zeiten dar, die zur Verarbeitung des Erkennungssignals und zur Auslösung eines Indikationssignals benötigt werden.
• Falls sich jedoch die Markierung zum Zeitpunkt eines Abtastens gerade noch nicht am Ort X_M0 befindet und somit noch nicht erfasst werden kann, wird diese Markierung erst beim nächsten Abtasten erkannt, so dass sie sich beim ersten Abtasten bereits etwas über den Ort X_M0 hinausbewegt hat. In diesem Fall berechnet sich der Ort X_MN wie folgt: $${\mathrm{X}}_{\mathrm{MN}}={\mathrm{X}}_{\mathrm{MO}}+\left(\left(\mathrm{N}+1\right)\mathrm{T}\mathrm{s}+{\mathrm{T}}_{\mathrm{tot}}\right){\mathrm{V}}_{\mathrm{M}}$$

  
• Aus den beiden vorstehend erläuterten Extremwerten, die X_MN einnehmen kann, ist ersichtlich, dass die Differenz zwischen diesen beiden Extremwerten V_M Ts beträgt, was dann letztlich dem Ortsjitter des Sensors entspricht. Bei größeren Geschwindigkeiten V_M bzw. nicht ausreichend kurzer Zykluszeit Ts treten hier also durchaus relevante Fehler bei der Ortsbestimmung der zu erkennenden Markierungen auf.
• Ferner ist zu berücksichtigen, dass sich die Markierungen nicht immer mit konstanter Geschwindigkeit V_M bewegen. Bei - beispielsweise beim Anlaufen einer Transporteinrichtung - zwischen den Extremwerten V_M = 0 und V_M = V_Mmax schwankender Geschwindigkeit werden für eine zu erkennende Markierung folgende Orte X_MN bestimmt: $${\mathrm{V}}_{\mathrm{M}}=0:\mathrm{\hspace{0.17em}}{\mathrm{X}}_{\mathrm{MN}}={\mathrm{X}}_{\mathrm{MO}}$$

  

  $${\mathrm{V}}_{\mathrm{M}}={\mathrm{V}}_{\mathrm{M}\max }:{\mathrm{X}}_{\mathrm{MN}}={\mathrm{X}}_{\mathrm{MO}}+{\mathrm{V}}_{\mathrm{M}\max }\left(\left(\mathrm{N}+1\right)\mathrm{T}\mathrm{s}+{\mathrm{T}}_{\mathrm{tot}}\right)$$

  
• Bei der maximalen Geschwindigkeit, die z.B. nach dem Anlaufen einer Transporteinrichtung in konstanter Weise vorhanden sein kann, beträgt somit der Fehler bei der Ortsbestimmung V_Mmax ((N+1)Ts + Ttot). Unter Zugrundelegung von in der Praxis realistischen Werten von N = 3, Ts = 10 µs und Ttot = 5 µs beträgt der erwähnte Fehler dann ungefähr 0,23 mm. Der Ortsjitter betrüge in diesem Fall gemäß vorstehender Erläuterungen 0,05 mm, so dass sich ein Gesamtfehler von 0,28 mm ergeben könnte, was für bestimmte Anwendungsfälle durchaus störend ist.
• DE 33 31 982 A1 offenbart einen Sensor mit Sensorelementen zur Abgabe eines Erkennungssignals, einer Vergleichseinrichtung zum Vergleich des Erkennungssignals mit einem Schwellwert und einer von der Vergleichsstufe beaufschlagten Indikatorstufe zur Abgabe eines Indikations- bzw. Steuersignals, wobei das Indikator- bzw. Steuersignal gegenüber dem Überschreiten des Schwellwerts durch das Erkennungssignal um eine definierte Zeitspanne verzögert erzeugt wird.
• Eine Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen Sensor der eingangs genannten Art derart auszubilden, dass Fehler bei der Bestimmung des Ortes einer Markierung, beispielsweise durch eine nicht konstante geschwindigkeit der Transporteinrichtung verursacht, minimiert oder sogar vollständig vermieden werden, und zwar insbesondere ohne das Erfordernis einer Verringerung der Zykluszeit Ts.
• Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen gemäß Anspruch 1 gelöst, bei dem n.a. eine Verzögerungsstufe zur gegenüber dem Überschreiten des Schwellwerts durch das Erkennungssignal um eine definierte Zeitspanne T_delay verzögerten Beaufschlagung der Indikatorstufe vorgesehen ist.
• Grundlage der Erfindung ist somit die überraschend einfache Erkenntnis, dass es in vielen Anwendungsfällen in keiner Weise nötig ist, bereits dann einen Schaltvorgang auszulösen bzw. ein Indikationssignal abzugeben, wenn eine Markierung den Ort X_M0 im Gesichtsfeld des Sensors erreicht. Vielmehr ist es oft ausreichend, wenn ein Schalt- bzw. Indikationssignal erst dann abgegeben wird, wenn die Markierung einen definierten Ort X_Mdelay hinter dem Sensor erreicht, wobei es dann natürlich wünschenswert ist, das Schalt- bzw. Indikationssignal exakt dann abzugeben, wenn der genannte Ort X_Mdelay erreicht wird. Ein typisches Anwendungsbeispiel, auf welches die vorstehende Aussage zutrifft, ist das Schneiden von Papierbahnen in Einzelblätter, bei dem im Bereich einer Förderstrecke vor der Schneideinrichtung ein Sensor angebracht ist, welcher z.B. eine sich periodisch wiederholende Markierung auf der Papierbahn erkennen soll, an der dann jeweils ein Schnitt auszuführen ist. Bei diesem Anwendungsfall ist es vollkommen ausreichend, wenn die in Förderrichtung erst hinter dem Sensor angeordnete Schneideinrichtung so angesteuert wird, dass ein Schnittvorgang dann erfolgt, wenn sich eine zuvor erkannte Markierung exakt unter dem Schneidmesser der Schneideinrichtung befindet. In diesem Fall steht für die Berechnung des Schnittzeitpunktes die gesamte Zeit zur Verfügung, die verstreicht, während die Markierung sich so weit vom Sensor weg bewegt hat, bis die nächste Markierung unter dem Sensor zu liegen kommt. Aufgrund dieser vergleichsweisen großen Zeitspanne ist es nicht nötig, hinsichtlich der Schaltfrequenz des Sensors an die technologischen Grenzen zu gehen, vielmehr kann hier bewusst mit einer niedrigeren Schaltfrequenz gearbeitet werden, was die Kosten des Sensors reduziert, gleichzeitig aber dennoch eine sehr exakte Arbeitsweise einer Gesamtvorrichtung ermöglicht, in der der erfindungsgemäße Sensor eingesetzt ist.
  In der erfindungsgemäß zur Verfügung stehenden Zeit ist es weiterhin möglich, sehr exakt zu berechnen, zu welchem Zeitpunkt sich eine Markierung am Ort X_Mdelay befindet, da für eine derartige Berechnung vergleichsweise viel Zeit zur Verfügung steht, so dass die Genauigkeit der Gesamtvorrichtung erfindungsgemäß deutlich erhöht werden kann.
• Das erfindungsgemäß auszuwertende Erkennungssignal kann unterschiedlicher Natur sein. Bevorzugt ist der Einsatz eines Kontrastsignals, alternativ könnte aber z.B. auch ein Abstandssignal zum Einsatz gelangen. Ebenso wäre es möglich, beispielsweise kapazitive oder induktive Sensoren einzusetzen, die letztlich Kapaziäts- oder Induktionssignale als Erkennungssignale liefern.
• Alle nachstehend erläuterten bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung werden beispielhaft unter Bezugnahme auf Kontrastsignale erläutert; grundsätzlich sind diese Ausführungsformen jedoch auch mit beliebigen anderen Erkennungssignalen realisierbar.
• Die Erfindung sieht bei Verwendung eines Kontrastsignals eine Einheit zur Ermittlung der Kontraständerungsgeschwindigkeit vor. Diese Einheit kann dabei derart ausgelegt werden, dass die Berechnung der Kontraständerungsgeschwindigkeit auf Basis mehrerer, zu bestimmten Zeitpunkten auftretender Kontrastwerte erfolgt, wobei die jeweiligen Zeitpunkte in einem definierten relativen Zeitbezug zueinander stehen. Auf diese Weise kann ermittelt werden, wie stark sich der Kontrast beispielsweise innerhalb einer definierten, zwischen zwei Zeitpunkten liegenden Zeitspanne ändert, was letztlich der Kontraständerungsgeschwindigkeit entspricht. Diese Kontraständerungsgeschwindigkeit ist in der Regel direkt proportional zur Geschwindigkeit, mit der sich eine Markierung vorwärts bewegt, so dass aus der Kontraständerungsgeschwindigkeit auf die Geschwindigkeit der Markierung bzw. die Fördergeschwindigkeit zurückgeschlossen werden kann. Unter Berücksichtigung der dann bekannten Fördergeschwindigkeit kann relativ genau berechnet werden, wie lange es dauert, bis eine vom optoelektronischen Sensor erkannte Markierung den Ort X_Mdelay erreicht hat. Diese Zeitspanne T_delay wird dann dementsprechend bevorzugt unter anderem aus der zuvor ermittelten Kontraständerungsgeschwindigkeit berechnet.
• Des weiteren ist eine Extrapolationseinheit zur Berechnung des Kontrastverlaufs aus der Kontraständerungsgeschwindigkeit und absoluten Kontrastwerten vorgesehen. Wenn also beispielsweise bekannt ist, wie stark sich der Kontrast zwischen zwei definierten Zeitpunkten T₁ und T₂ ändert, kann anhand der so ermittelten Kontraständerungsgeschwindigkeit problemlos bestimmt werden, nach Ablauf welcher Zeitspanne der Kontrast bei sich weiterhin linear ändernden Werten einen Schwellwert S_th2 erreicht. Diese Zeitspanne kann dann wiederum maßgeblich für die Bestimmung der erfindungsgemäßen Zeitspanne T_delay sein, was im Zusammenhang mit der Figurenbeschreibung nachstehend noch erläutert wird.
• Erfindungsgemäß kann die Zeitspanne T_delay mit einer zeitlichen Auflösung berechnet werden, die der Taktfrequenz eines die Berechnung durchführenden Mikroprozessors entspricht. Da diese Taktfrequenzen in der Regel sehr hoch sind, ist so eine sehr genaue Berechnung der Zeitspanne T_delay und dementsprechend auch des Ortes X_Mdelay möglich.
• Die erfindungsgemäß vorgesehene Vergleichsstufe, die Indikatorstufe und die Verzögerungsstufe können durch zumindest einen Mikroprozessor implementiert werden. Dieser Mikroprozessor kann, je nach Bedarf, auch die Aufgaben der Einheit zur Ermittlung der Kontraständerungsgeschwindigkeit, der Einheit zur Berechnung der Zeitspanne T_delay und/oder der Extrapolationseinheit zur Berechnung des Kontrastverlaufs übernehmen. Dies bedeutet letztlich, dass alle vorstehend genannten Stufen und Einheiten bei Bedarf grundsätzlich mit einem einzigen Mikroprozessor realisierbar sind.
• In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann der optoelektronische Sensor als Kontrasttaster ausgebildet sein, welcher die zu erkennenden Markierungen mit unterschiedlichen Sendefarben beleuchten kann. In diesem Fall kann dann in Abhängigkeit von der Farbe der zu detektierenden Markierung während des Abtastens die Sendefarbe derart verändert bzw. eingestellt werden, dass sich jeweils ein maximaler Kontrastwert ergibt. Es ist auch möglich, ein und dieselbe Markierung nacheinander mit verschiedenen Sendefarben zu beleuchten und dann zu überprüfen, was für ein Signal der Kontrasttaster jeweils abgibt. So kann im Rahmen einer Teach-Phase beispielsweise ein bestimmtes, für eine Markierung typisches Kontrastprofil für die aufeinander folgenden Sendefarben ermittelt werden, woraufhin dann beim echten Betrieb überprüft werden kann, ob die jeweils detektierte Markierung ein entsprechendes Profil besitzt. Auf diese Weise kann festgestellt werden, ob es sich bei der detektierten Markierung tatsächlich um eine Markierung handelt, die von demselben Typ ist, wie die im Rahmen der Teach-Phase eingelernte Markierung. So kann die Eindeutigkeit der Markierungserkennung erhöht werden.
• Sinnvoll ist auch die Kombination der vorstehend beschriebenen Vorrichtung mit einer Vorrichtung, wie sie in der parallelen, am gleichen Tage wie die vorliegende Anmeldung eingereichten Anmeldung der Anmelderin mit dem Titel "Vorrichtung zur Erkennung von aufeinander folgenden Einheiten einer endlosen Bahn" (internes Aktenzeichen: S10072PDE) beschrieben ist. Gemäß der letztgenannten Anmeldung kann der optoelektronische Sensor zur Erfassung von solchen Eigenschaften einer in Förderrichtung A transportierten Bahn, insbesondere Papierbahn ausgelegt sein, die einerseits auf der Bahn nicht eigens für deren Erkennung durch den Sensor vorgesehen sind und die sich andererseits bei aufeinander folgenden Einheiten wiederholen. Dies bedeutet, dass zum Detektieren von aufeinander folgenden Einheiten einer endlosen Bahn nicht unbedingt eigens dafür vorgesehene Markierungen angebracht werden müssen, sondern dass es vielmehr genügt, die ohnehin auf der Bahn vorhandenen, über die Länge der Bahn variierenden Eigenschaften sensorisch zu erfassen und in geeigneter Weise auszuwerten. Auch mit einer derartigen Vorrichtung ermittelte Übergänge zwischen zwei aufeinander folgenden Einheiten können erfindungsgemäß verzögert erst dann erkannt werden, wenn sich der jeweilige Übergang bereits nicht mehr unter dem optoelektronischen Sensor befindet, wobei ein Indikationssignal erst dann abgegeben wird, wenn sich der erkannte Übergang an einer bestimmten Position hinter dem optoelektronischen Sensor, z.B. unter einem Schneidmesser, befindet.
• Weitere bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung, die insbesondere allgemein auf beliebige Arten von Erkennungssignalen bezogen sind, sind in den Unteransprüchen angegeben.
• Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben; in diesen zeigen:

Fig. 1

eine Draufsicht auf eine schematische dargestellte Anordnung zum Schneiden von Papierbahnen unter Einsatz eines erfindungsgemäßen optoelektronischen Sensors, und

Fig. 2

einen möglichen zeitlichen Verlauf eines von einem optoelektronischen Sensor gemäß der Erfindung detektierten Kontrastsignals.

• Fig. 1 zeigt einen Abschnitt einer langgestreckten Bahn 2, welche aus Papier besteht und in Förderrichtung A transportiert wird. Die Papierbahn 2 besteht dabei aus aneinander angrenzenden, untereinander gleichen Einheiten 4. Der Übergang zwischen zwei aneinander angrenzenden Einheiten 4 ist mit jeweils einer Markierung 6 gekennzeichnet, welche beispielsweise in Form eines sich vom Hintergrund der Papierbahn 2 unterscheidenden Aufdrucks ausgeführt sein kann. Oberhalb der Papierbahn ist ein optoelektronischer Sensor 8 angeordnet, welcher als Kontrasttaster ausgebildet ist und welcher die Papierbahn 2 mit unterschiedlichen Farben beleuchten kann. In Förderrichtung A beabstandet vom optoelektronischen Sensor 8 ist eine Schneidvorrichtung 10 vorgesehen, mittels welcher die Papierbahn 2 senkrecht zur Förderrichtung A entlang der Markierungen 6 in voneinander separierte Einheiten 4 bzw. in Einzelblätter geschnitten werden kann.
• Der optoelektronische Sensor 8 sowie die Schneidvorrichtung 10 sind über Daten- und Steuerleitungen mit einer Auswerteeinheit 12 gekoppelt, welche beispielsweise als Mikroprozessor ausgeführt sein kann, der Daten vom optoelektronischen Sensor 8 empfängt und verarbeitet sowie weiterhin dazu in der Lage ist, den optoelektronischen Sensor 8 und die Schneidvorrichtung 10 anzusteuern.
• Der optoelektronische Sensor 8 kann eine Markierung 6 erfassen, wenn sie sich am Ort XX_M0 befindet. Das Schneidmesser der Schneidvorrichtung 10 führt seinen Schnitt am Ort X_Mdelay aus, wobei X_Mdelay in Förderrichtung A hinter X_M0 angeordnet ist. Da die Papierbahn 2 nur mit einer begrenzten Geschwindigkeit V_M transportiert werden kann, ist klar, dass eine gewisse Zeit vergeht, bis eine unter dem optoelektronischen Sensor 8 befindliche Markierung 6 vom Ort X_M0 so weit von diesem weg transportiert wurde, bis die nächste Markierung 6 am Ort X_M0 eintrifft. Diese Zeit steht der Auswerteeinheit 12 zur Verfügung, um zu berechnen, wann sich eine am Ort X_M0 erkannte Markierung 6 exakt am Ort X_Mdelay befinden wird, damit dann am letztgenannten Ort genau dann ein Schnittvorgang durchgeführt werden kann, wenn sich die zuvor vom optoelektronischen Sensor 8 erkannte Markierung 6 am Ort X_Mdelay befindet.
• Wie ein in einem erfindungsgemäßen optoelektronischen Sensor konkret ablaufender Algorithmus ausgestaltet sein kann, wird nachfolgend anhand von Fig. 2 erläutert, wobei hier die Annahme zugrunde gelegt wird, dass sich die Papierbahn 2 gemäß Fig. 1 mit konstanter Geschwindigkeit V_M in Förderrichtung A bewegt.
• Der optoelektronische Sensor 8 gemäß Fig. 1 liefert ein Kontrastsignal S, dessen zeitlicher Verlauf in Fig. 2 als durchgezogene Linie dargestellt ist. Wenn eine Markierung 6 in das Gesichtsfeld des optoelektronischen Sensors 8 gelangt, steigt dieses Kontrastsignal an. In der Auswerteeinheit 12 wird periodisch mit einer Zykluszeit Ts überprüft, ob der gerade vorliegende Kontrastwert unterhalb oder oberhalb eines vorgegebenen Schwellwerts S_th1 liegt. Im in Fig. 2 dargestellten Beispiel wird der Schwellwert S_th1 zum Zeitpunkt T₀ noch nicht erreicht. Zum Zeitpunkt T₁ ist der Schwellwert S_th1 jedoch bereits überschritten. Konkret liegt zu diesem Zeitpunkt T₁ ein Kontrastwert S₁ vor.
• Bei einem Verfahren gemäß Fig. 2, bei dem letztlich N=3 Werte des Kontrastsignals S in die Auswertung eingehen, wird zu den Zeitpunkten T₂ und T₃ überprüft, ob auch zu diesen Zeitpunkten der Schwellwert S_th1 überschritten wird. Die Zeitpunkte T₀, T₁, T₂ und T₃ sind jeweils um die Zykluszeit Ts voneinander beabstandet.
• Wenn nun, wie im in Fig. 2 gezeigten Beispiel festgestellt wird, das zu den Zeitpunkten T₁, T₂ und T₃ der Schwellwert S_th1 überschritten wird, wird zusätzlich zum Kontrastwert S₁ zum Zeitpunkt T₃ ein weiterer Kontrastwert S₃ ermittelt.
• Die Differenz zwischen den beiden Kontrastwerten S₃ und S₁ dividiert durch die Zeitspanne T₃-T₁ (=2Ts) ergibt dann die mittlere Kontraständerungsgeschwindigkeit, die zwischen den Zeitpunkten T₁ und T₃ vorliegt. Im vorliegenden Beispiel wird vereinfachend angenommen, dass diese Kontraständerungsgeschwindigkeit gleich der Fördergeschwindigkeit V_M ist.
• Nach der Bestimmung von V_M wird dann berechnet, welche Zeitspanne T_delay vergehen muss bis das Kontrastsignal S bei fortgesetzt konstanter Kontraständerungs- bzw. Fördergeschwindigkeit V_M eine imaginäre Schwelle S_th2 erreichen würde. Der unter Annahme einer konstanten Kontraständerungs- bzw. Fördergeschwindigkeit V_M extrapolierte Verlauf des Kontrastsignals S ist in Fig. 2 gestrichelt dargestellt. Die genannte Zeitspanne T_delay berechnet sich wie folgt: $${\mathrm{T}}_{\mathrm{delay}}=\left({\mathrm{S}}_{\mathrm{th}2}-{\mathrm{S}}_3\right)/{\mathrm{V}}_{\mathrm{M}}$$

  
• Der Schwellwert S_th2 wurde zuvor im Rahmen eines Teach-Vorgangs so festgelegt, dass er von dem extrapolierten Signalverlauf bei konstanter Konstraständerungs- bzw. Fördergeschwindigkeit V_M genau dann erreicht würde, wenn sich die zum Zeitpunkt T₁ erstmals erfasste Markierung 6 exakt am Ort X_Mdelay befindet. Folglich kann erfindungsgemäß davon ausgegangen werden, dass sich zum Zeitpunkt T₃+T_delay eine vom optoelektronischen Sensor 8 zum Zeitpunkt T₁ erstmals erfasste Markierung 6 exakt unterhalb der Schneidvorrichtung 10 am Ort X_Mdelay befindet, so dass zu dem genannten Zeitpunkt ein Schnitt durchgeführt werden kann, welcher exakt entlang der Markierung 6 verläuft.
• Alternativ könnte sich der Ort X_Mdelay auch konstant an einer beliebigen Stelle zwischen dem Ort X_M0 und der Schneidvorrichtung 10 befinden. In diesem Fall wäre dann eine Verzögerungszeit für den Schnittvorgang einzustellen, die der Zeit entspricht, die die Markierung 6 benötigt, um vom Ort X_Mdelay zur Schneidvorrichtung 10 transportiert zu werden. Anstelle der Einstellung einer Verzögerungszeit könnte bei konstanter Fördergeschwindigkeit auch einfach der Sensor im Rahmen eines Teachvorganges solange entlang der Förderstrecke verschoben werden, bis die Schnitte exakt an den Markierungen 6 ausgeführt werden.
• Ein wesentlicher Vorteil des beschriebenen Verfahrens besteht darin, dass in der Berechnung des Zeitpunkts, zu dem eine Markierung 6 den Ort X_Mdelay erreicht, letztlich unabhängig von der konkret vorliegenden Fördergeschwindigkeit V_M ist. Bei boher Fördergeschwindigkeit V_M wird nämlich die Differenz zwischen S_th2 und S₃ entsprechend kleiner, da zum Zeitpunkt T₃ das Kontrastsignal bereits auf einen höheren Wert gestiegen ist. Dementsprechend wird der Wert für T_delay größer. Andersherum wird bei niedriger Fördergeschwindigkeit V_M die genannte Differenz zwischen S_th2 und S₃ größer, so dass T_delay letztlich kleiner wird.
• Zur berücksichtigen ist ferner, dass die Zeitspanne T_delay mit dem beschriebenen Verfahren praktisch beliebig genau berechnet werden kann, da man bei dieser Berechnung nicht an die Zykluszeit Ts hinsichtlich der maximal erzielbaren Genauigkeit gebunden ist und da für die Berechnung die gesamte Zeitspanne zwischen T₀ und T₃+T_delay zur Verfügung steht. Hierdurch wird der Ortjitter der Gesamtanordnung wesentlich reduziert.
Bezugszeichenliste

2

Bahn

4

Einheit

6

Markierung

8

Sensor

10

Schneidvorrichtung

12

Auswerteeinheit

Claims (5)

1. Sensor (8, 12), insbesondere optoelektronischer Sensor zur Erkennung von bewegten Markierungen (6)

   - mit zumindest einem Sensorelement, welches zur Abgabe eines Erkennungssignals (S) ausgelegt ist,

   - mit einer Vergleichsstufe (12) zum Vergleich des Erkennungssignals mit einem Schwellwert (S_th1, S_th2) und

   - mit einer von der Vergleichsstufe (12) beaufschlagten Indikatorstufe (12) zur Abgabe eines Indikationssignals,

   wobei eine Verzögerungsstufe (12) zur gegenüber dem Überschreiten des Schwellwerts (S_th1, S_th2) durch das Erkennungssignal (S) um eine definierte Zeitspanne T_delay verzögerten Beaufschlagung der Indikatorstufe (12) vorgesehen ist
   dadurch gekennzeichnet ,
   dass das Erkennungssignal (S) als eine Eigenschaft der Markierungen (6) repräsentierendes Signal, insbesondere als Kontrastsignal ausgeführt ist,
   dass eine Einheit (12) zur Ermittlung der Eigenschaftsänderungsgeschwindigkeit vorgesehen ist,
   dass eine Extrapolationseinheit (12) zur Berechnung des zeitlichen Verlaufs der Eigenschafts- oder Kontrastwerte aus der Eigenschaftsänderungsgeschwindigkeit und absoluten Eigenschafts- oder Kontrastwerten (S₁, S₃) vorgesehen ist, und
   dass die Vergleichsstufe (12) zum Vergleich des extrapolierten Verlaufs der Eigenschafts- oder Kontrastwerte mit einem weiteren Schwellwert (S_th2) ausgelegt ist.
2. Sensor nach Anspruch 1,
   dadurch gekennzeichnet ,
   dass die Einheit (12) zur Ermittlung der Eigenschaftsänderungsgeschwindigkeit derart ausgelegt ist, dass die Berechnung auf Basis mehrerer zu bestimmten Zeitpunkten (T₁, T₃) auftretender Eigenschafts- oder Kontrastwerte (S₁, S₃) erfolgt, wobei die jeweiligen Zeitpunkte (T₁, T₃) in einem definierten relativen Bezug zueinander stehen.
3. Sensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
   dadurch gekennzeichnet ,
   dass eine Einheit (12) zur Berechnung der Zeitspanne T_delay in Abhängigkeit von der ermittelten Eigenschaftänderungsgeschwiridigkeit vorgesehen ist.
4. Sensor nach Anspruch 3,
   dadurch gekennzeichnet ,
   dass die Zeitspanne T_delay mit einer zeitlichen Auflösung berechenbar ist, die der Taktfrequenz (1/Ts) eines die Berechnung durchführenden Mikroprozessors (12) entspricht.
5. Sensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
   dadurch gekennzeichnet ,
   dass die Vergleichsstufe, die Indikatorstufe und die Verzögerungsstufe durch zumindest einen Mikroprozessor (12) implementiert sind, welcher insbesondere auch die Einheit zur Ermittlung der Eigenschaftsänderungsgeschwindigkeit gemäß Anspruch 3, die Einheit zur Berechnung der Zeitspanne T_delay gemäß Anspruch 4 und/oder die Extrapolationseinheit gemäß Anspruch 5 umfasst.

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