NL8800365A - Werkwijze en inrichting voor het sorteren en uitwerpen van voorwerpen. - Google Patents

Description

τ * VO 1033

Titel: Werkwijze en inrichting voor het sorteren en uitwerpen van voorwerpen

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het sorteren van voorwerpen, zoals eieren, fruit, aardappelen, flessen enz., welke een schouwstation passeren en het vervolgens uit de transportbaan verwijderen van 5 de uitgesorteerde voorwerpen, waarbij de positie van de te verwijderen voorwerpen met behulp van een aanwijshulp wordt bepaald tijdens de beweging van het voorwerp langs het schouwstation, welke positie met de transportbaan meebeweegt, terwijl ter plaatse van het uitwerpstation XO een signaal wordt gegenereerd, teneinde het voorwerp uit zijn transportbaan te verwijderen.

Dergelijke werkwijzen zijn bekend: zie bijvoorbeeld de Nederlandse octrooiaanvrage 77.07946.

Ook zijn systemen bekend met videocamera's 15 boven de te sorteren voorwerpen, waarbij met een lichtvlek een voorwerp wordt aangewezen, waarna de videocamera de positie van de lichtvlek vastlegt (Amerikaans octrooischrift 4.410.091).

Voorts is een, qua werking eenvoudig systeem 20 bekend, waarbij zich naast het voorwerp een of meerdere drukknoppen respectievelijk pallen bevinden, welke met het voorwerp meebewegen. In het selectiestation worden de pallen bediend en bij het sorteergedeelte wordt de stand van de pallen uitgelezen, waarna alle pallen in 25 de uitgangsstand worden gebracht: Nederlands octrooiaanvrage 8303804 (MOBA).

Genoemde systemen hebben het nadeel, dat deze lastig zijn te bedienen dan wel moeilijk toepasbaar zijn bij het sorteren van eieren vanwege de felle belichting 30 vanaf de onderzijde, dan wel gevoelig zijn voor electro-magnetische storingen. De uitvinding beoogt een werkwijze . 88 0 036 5* t 2 en inrichting van de in de aanhef genoemde soort, welke genoemde nadelen niet heeft.

Hiertoe vertoont de werkwijze het kenmerk, dat de middelen voor het bepalen van de positie bestaan 5 uit genoemde aanwijshulp en twee vaste punten ter weerszijden van het schouwstation, welke aanwijshulp en vaste punten zijn uitgerust met een ultrasone zender respectievelijk ontvanger of omgekeerd. Ook kan gebruik worden gemaakt van gecombineerde zenderontvangers op de aanwijs-10 hulp respectievelijk de vaste punten.

Wanneer de te sorteren voorwerpen volgens vaste banen het schouwstation passeren, dan kan het sorteren respectievelijk het bepalen van de juiste positie ook plaatsvinden door de langsrichting op andere wijze 15 te bepalen, bijvoorbeeld met behulp van een boven elke baan aangebrachte foto-elektrische cel en een enkele combinatie van een ultrasone zender respectievelijk ontvanger.

Ook kan gebruik worden gemaakt van een combinatie 20 bestaande uit bijvoorbeeld een foto-elektrische cel en één zender en twee ontvangers respectievelijk omgekeerd. Op deze wijze wordt met de foto-elektrische cel de baan bepaald terwijl door de geluidsmeting met een zender en twee ontvangers respectievelijk twee zenders en één 25 ontvanger twee afstanden worden gemeten. Hierdoor is geen koppeling meer nodig tussen de zender en de ontvangers.

Door tussen de in transportrichting gezien opvolgende rijen telkens een "dode zone" aan te brengen, worden vergissingen met betrekking tot de dwarspositie 30 respectievelijk twijfelgevallen uitgesloten.

In verdere uitwerking van de uitvinding kan gebruik worden gemaakt van een aanwijshulp welke nog meer selectiemedia, zoals schakelaars of drukknoppen bevat, waardoor een verdere selectie mogelijk is: gedacht 35 kan bijvoorbeeld worden aan het uitselecteren van breuk-eieren, respectievelijk eieren die volkomen onbruikbaar .8800365 * * 3 zijn respectievelijk eieren welke voor bakkerijdoeleinden nog wel geschikt zijn, respectievelijk eieren die uitsluitend met betrekking tot hun vorm of kleur ongeschikt zijn voor verdere verwerking in een automatische inrich-5 ting.

Om de betrouwbaarheid van de ultrasone afstands-meting te vergroten, kan deze bij één keer aanwijzen kort na elkaar meerdere keren worden uitgevoerd. Tussen deze metingen moet een bepaalde minimumtijd worden gewacht, 10 zodat wanneer de volgende meting wordt gedaan, de ultrasone geluidsgolven van de vorige meting voldoende zijn uitgestorven .

De uitvinding heeft verder betrekking op een inrichting voor het uitvoeren van de beschreven werkwijze, 15 welke inrichting daardoor wordt gekenmerkt, dat gebruik wordt gemaakt van een met een batterij gevoede aanwijsstok, welke aanzienlijk gemakkelijker hanteerbaar is dan de tot op heden gebruikte middels een draad gevoede aanwijsstokken: weliswaar zijn de met een batterij gevoede 20 aanwijsstokken enigszins zwaarder, doch dit weegt ruimschoots op tegen het bezwaar van de bij de bekende aanwijsstok aanwezige voedingskabel.

Ter verduidelijking van de uitvinding zullen thans, onder verwijzing naar de tekening, enkele uitvoerings-25 voorbeelden van de inrichting volgens de uitvinding respectievelijk de daarbij toegepaste principes worden beschreven. In de tekening toont:

Fig. 1 schematisch de bepaling van een positie van een voorwerp met behulp van een aanwijshulp ten 30 opzichte van twee vaste punten;

Fig. 2 de bepaling van de positie van een voorwerp wanneer deze zich beweegt langs een vaste baan;

Fig. 3 de bepaling van de positie van een voorwerp wanneer deze zich beweegt langs een vaste baan 35 en tevens in de X-richting in rijen is gerangschikt, .8800365 4

Fig. 4 toont een variant van de constructie volgens fig. 2; en

Fig, 5 toont een blokschema van een sorteer-inrichting volgens de uitvinding.

5 In fig. 1 is schematisch een bovenaanzicht van een schouwstation weergegeven met een X-as en een Y-as. Van een punt p kan nu de juiste plaats worden bepaald met behulp van een aanwijsstok uitgerust met een ultrasone zender ten opzichte van twee vaste punten 10 A en B. Het snijpunt van de stralen LI en L2 geeft dan de positie van het voorwerp op de schouwinrichting op het moment van meten weer.

Omdat de te sorteren voorwerpen bewegen, zal de positie daarvan ten opzichte van het vaste coördinaten-15 stelsel dus ook ten opzichte van de selectieplaats en de plaats waar het voorwerp verwijderd moet worden, steeds veranderen. Daarom is het gemakkelijk om nadat de positie is vastgesteld ten opzichte van het vaste coördinatenstelsel, dit te vertalen naar een coördinaten-20 stelsel dat gerelateerd is aan een sorteerinrichting. Hiervoor is het nodig, dat er synchronisatiesignalen vanuit de sorteerinrichting worden gegenereerd of dat op andere wijze een coördinatenstelsel van de sorteerinrichting aan het vaste coördinatenstelsel wordt gere-25 lateerd en dat bijvoorbeeld wanneer de snelheid van de machine constant is, kan dit een vaste tijdvertraging zijn. Het is natuurlijk ook mogelijk om steeds weer de coördinaat van het voorwerp aan te passen, omdat het voorwerp zich via een gedefinieerd patroon verplaatst. 30 Hoe dan ook het is noodzakelijk dat er een koppeling, een synchronisatie, komt tussen de positie van het voorwerp op het moment waarop het voorwerp geselecteerd wordt en de positie waarop het voorwerp moet worden verwijderd. Dergelijke systemen zijn op zich bekend, 35 zie bijvoorbeeld de hiervoor genoemde publicaties, zodat een verdere beschrijving hiervan achterwege kan blijven.

.8800365 * *» 5

Het zal duidelijk zijn, dat in plaats van het uitvoeren van de ultrasone zender als aanwijshulp en de vaste punten als een ontvanger, ook de aanwijshulp als ontvanger en de vaste punten als zender kunnen worden 5 uitgevoerd. Het uitvoeren van de aanwijshulp als ultrasone zender heeft het voordeel, dat de aanwijshulp passief kan zijn, omdat hij alleen hoeft te reflecteren.

Het hiervoor beschreven systeem heeft enkele nadelen: 10 a. de gemeten afstanden moeten worden omgerekend in een X-Y-coördinaat.

b. kleine afwijkingen in de gemeten afstand kunnen grote afwijkingen in de Y-waarde geven.

c. het is nodig dat de zender over het gehele 15 selectiegebied het ultrasone signaal uitzendt, zodanig dat de ontvangers het signaal kunnen ontvangen. Dit lijkt voor de hand liggend, doch omdat de golflengte van een ultrasone geluidsgolf klein is (bijvoorbeeld bij 40 kHz is de golflengte ongeveer 8,5 mm), zijn de 20 afmetingen van de zenders en ontvangers verhoudingsgewijs groot ten opzichte van de golflengte van het toegepaste geluid. Dit resulteert in een sterke richt-werking.

Indien echter gebruik wordt gemaakt van een 25 systeem waarbij de te sorteren voorwerpen zich in rijen op een transportband, een rollenbaan of dergelijke bevinden, dan is een aanzienlijke vereenvoudiging mogelijk.

Zoals uit figuur 2 blijkt zal bij een dergelijk systeem de Y-coördinaat (- de rij waarop zich het te 30 sorteren voorwerp bevindt) niet veranderen, alleen de X-coördinaat verandert in de tijd. De Y-coördinaat kan daardoor op eenvoudige wijze bijvoorbeeld met een foto-elektrische cel, worden bepaald. Het probleem van de plaatsbepaling is daarna teruggebracht tot een ééndimensionaal 35 probleem, namelijk het bepalen van de X-coÖrdinaat.

Doordat het aantal foto-elektrische cellen langs de .8800365 * 6 Y-coördinaat overeenkomt met het aantal banen, behoeft uitsluitend de X-coördinaat te worden gemeten en moet de synchronisatie van de machine bekend zijn.

Indien voorwerpen in de X-richting op vaste 5 afstanden zijn gerangschikt (dit is onder andere het geval als de voorwerpen zich op rollen bevinden, in vakken liggen enz.), dan is het mogelijk om de gemeten afstand Li te vergelijken met de posities, waarop zich voorwerpen kunnen bevinden. Dit is aangegeven in fig.

10 3, de pijlen geven de plaatsen aan waar geen voorwerp kan zijn, omdat hier zich rollen, schotjes e.d. bevinden.

De gemeten afstand Li hoort bij een voorwerp, maar de gemeten afstand l]; kan niet bij een voorwerp horen; immers op deze plaats kan er zich geen voorwerp 15 bevinden. Deze afstandsmeting kan dan door het systeem worden genegeerd. Door in een gebied rondom de plaatsen, waar zich geen voorwerp kan bevinden, geen afstandsmeting te accepteren, is het onmogelijk dat er verwisseling van twee voorwerpen optreedt, zelfs indien er in het 20 grensgebied tussen twee voorwerpen wordt aangewezen.

Er ontstaat dan een patroon van ’'dode zones" (in fig. 4 met pijlen aangegeven) en "aktieve zones" op de plaatsen, waar de afstandsmeting niet respectievelijk wel wordt geaccepteerd.

25 Omdat de voorwerpen zich verplaatsen in de transportrichting, zal de synchronisatie met de machine er voor moeten zorgen, dat de "dode zones" en de "aktieve zones" meeschuiven met de te sorteren voorwerpen.

In een systeem met ultrasone afstandsmeting 30 is het van belang te weten op welk moment een signaal wordt uitgezonden en het moment waarop het signaal wordt ontvangen, teneinde hieruit de looptijd te bepalen.

Dit betekent, dat er op een of andere manier een koppeling moet zijn tussen de zender en de ontvanger, bijvoorbeeld 35 een kabel waarlangs het elektrische signaal wordt gestuurd. Hoewel dit geen principieel bezwaar is, kan dit wel .8800365 7 een praktisch bezwaar van gebruik van de aanwijshulp betekenen en daarmee van het systeem.

In fig. 4 nu is een opstelling weergegeven, waarbij geen koppeling meer nodig is tussen de zender 5 en de ontvanger. Hiervoor is bet aantal ontvangers uitgebreid en worden naast de gekozen baan in de Y-richting twee afstanden in de X-richting gemeten. Door het verschil in afstand van bet voorwerp z tot de ontvanger 01 respectievelijk 02 te meten, ligt de positie vast ten opzichte 10 van bet midden van de ontvangers. Hierbij hoeft dus uitsluitend het verschil tussen LI en L2 te worden bepaald, zonder dat de waarden zelf bekend zijn. Omdat LI en L2 gemeten worden als looptijden van het ultrasone geluid vanaf de zender tot aan de ontvanger, bevat het looptijd-15 verschil van het ultrasone geluid naar de ontvangers 01 respectievelijk 02 de informatie met betrekking tot de positie van de aanwijshulp, m.a.w. het moment waarop het signaal wordt uitgezonden is niet meer van belang. Hierdoor kan de koppeling tussen de zender en de ontvangers 20 worden geëlimineerd.

Teneinde de betrouwbaarheid van de ultrasone afstandsmeting te vergroten, kan meerdere keren een meting worden gedaan. Tussen de metingen moet echter een bepaalde minimum tijd worden gewacht, zodat wanneer 25 de volgende meting wordt gedaan, de ultrasone geluidsgolven van de vorige meting zijn uitgestorven.

Zoals hiervoor reeds is opgemerkt, kunnen er meerdere selectiecriteria aangegeven worden, en wel door gebruikmaking van meerdere selectiemedia, zoals 30 drukknoppen, schakelaars enz. om aan te geven op grond van welk selectiecriterium een voorwerp is geselecteerd. Deze selectiemedia kunnen op de aanwijshulp geïntegreerd worden, hetgeen echter weer een kabel vereist. Selectiecriteria daarbij kunnen bijvoorbeeld zijn aanduidingen 35 of bet voorwerp volledig onbruikbaar is, dan wel dat het voor bepaalde doeleinden onbruikbaar is. Gedacht .8800365 8 kan bijvoorbeeld worden aan een voor verder gebruik volledig ongeschikt ei, dan wel een ei dat qua maat en kleur afwijkt doch voor consumptie nog wel geschikt is.

5 Indien gebruik wordt gemaakt van een systeem waarbij meerdere keren een meting wordt gedaan om de betrouwbaarheid op te voeren, is het mogelijk de tijd tussen twee metingen te variëren afhankelijk van het selectiecriterium. Door in het ontvangen signaal deze 10 tussentijd te meten, is het mogelijk te bepalen met welk selectiecriterium het voorwerp is geselecteerd, zodat ook hiervoor geen koppeling zoals een kabel, tussen de aanwijshulp en het totale systeem nodig is.

Verwijzend naar figuur 5, waarin een systeem 15 opgebouwd volgens het hiervoor beschreven principe is weergegeven in blokschema, kan het volgende worden opgemerkt .

Afstandtellers 1 en 2 worden gepreset met een waarde, welke overeenkomt met de middelste positie.

20 Indien een ultrasoon signaal wordt ontvangen, wordt er in de tellerselectie bepaald, welk signaal er eerder was, ultrasoon rechts of ultrasoon links (deze signalen zijn afkomstig van ontvangers 02 respectievelijk 01 in fig. 2). Afhankelijk hiervan wordt er door de afstanden-25 tellers op- of afgeteld.

Bij de eerste meting wordt de teller 1 gestart, als een signaal van een van de ultrasone ontvangers wordt ontvangen en deze teller wordt gestopt, indien ook het signaal van de andere ultrasone ontvanger wordt 30 ontvangen. Hiermee is dus de positie bepaald.

Evenzo wordt bij de tweede meting teller 2 gestart en gestopt. Door de tellerstand van teller 1 en 2 te vergelijken is het mogelijk te bepalen of het een goede meting was, daar bij gelijkblijvende positie 35 de tellerstanden gelijk moeten zijn.

. aa o 03 6 5 .¾ # 9

Door de tellerselectie wordt bij het begin van meting 1 tevens de categorieteller gestart en bij het begin van de meting 2 deze teller gestopt. Hierdoor wordt de tussentijd tussen de twee metingen gemeten 5 en dus het selectiecriterium bepaald. Er wordt in de categorievergelijker bepaald of dit een geldig selectiecriterium is.

Als zowel de afstandsmeting als de selectie-criteriumbepaling juist zijn, worden de tussengeschakelde XO buffers gevuld en kan de verwerkingseenheid, bijvoorbeeld een microprocessor, deze waarden uitlezen. Uiteraard is een vergelijkbaar systeem ook te realiseren met drie of meer tellers.

Omdat de voorwerpen bewegen ten opzichte van 15 een vast coördinatenstelsel, is er een synchronisatie nodig met de machine. Bestaat deze machine bijvoorbeeld uit een transportband waarop de te selecteren voorwerpen zich bevinden, dan kan de synchronisatie als volgt worden uitgevoerd: 20 Bij verplaatsing over één rij wordt er een signaal gegenereerd: de resetpuls. De verplaatsing over deze afstand wordt gedeeld in bij voorkeur gelijke delen, bijvoorbeeld in 8 delen, waarbij elke keer als er zo'n deel is afgelegd er een signaal wordt gegenereerd: de 25 deelpuls.

Indien de resetpuls komt, betekent dit dat alle voorwerpen één rij zijn opgeschoven in de transport-richting. Het voorwerp dat eerst op rij 1 lag, is dan dus getransporteerd naar rij 2 in de X-riehting gezien, 30 enz. Om de beweging van het voorwerp te volgen, moet daarom bij elke resetpuls het rijnummer verhoogd worden met één. Zoals hiervoor reeds is opgemerkt, is het bijzonder praktisch om de eenheid van de X-coördinaten te kiezen als de afstand tussen twee rijen, m.a.w. de X-coördinaat 35 is gelijk aan het rijnummer. Door deze wijze van werken wordt de positie van het bewegende voorwerp gerelateerd .8 SO 03 65 10 aan een vaste positie. Het is ook mogelijk om andersom te werken, door de positie op de transportband te nummeren en bij elke resetpuls de positienummers op de stilstaande selectieplaats om te nummeren. Dit zal verder echter 5 niet worden besproken.

Omdat het onmogelijk is om een voorwerp in een oneindig korte tijd te verplaatsen van rij 1 naar rij 2, is het mogelijk dat het voorwerp zich over een gedeelte van rij 1 heeft geplaatst. Hiertoe dienen de 10 deelpulsen. Elke keer als het voorwerp zich over een deel α van een rij heeft verplaatst, wordt er α afgetrokken van het desbetreffende coördinaat. Hierdoor blijft het rijnummer constant tussen twee resetpulsen. Bij het in fig. 5 weergegeven systeem wordt dit gedaan door 15 steeds een andere presetwaarde te gebruiken afhankelijk van het aantal deelpulsen na de resetpuls. Indien er tijdens de meting een resetpuls komt, moet er één bij de positie worden opgeteld, omdat de verwerkingseenheid alles één positie heeft verhoogd.

20 Bij bet verlaten van het selectiegedeelte i.c. het schouwstation, is bekend welke voorwerpen er zijn geselecteerd. Deze voorwerpen kunnen bijvoorbeeld door een microprocessor worden geteld of er kan bijvoorbeeld een klep worden aangestuurd om het voorwerp te 25 verwijderen.

Op deze wijze is uiteraard een groot aantal wijzigingen en varianten mogelijk binnen het raam van de uitvindingsgedachte.

.8800365

Claims (8)

1. Werkwijze voor het sorteren van voorwerpen welke een schouwstation passeren en het vervolgens uit de transportbaan verwijderen van deze uitgesorteerde voorwerpen, waarbij de positie van de te verwijderen 5 voorwerpen met behulp van een aanwijshulp wordt bepaald tijdens de beweging daarvan langs het schouwstation, welke positie met de transportbaan meebeweegt, terwijl ter plaatse van een uitwerpstation een signaal wordt gegenereerd, teneinde het voorwerp uit de baan te verwijlt) deren, met het kenmerk, dat de middelen voor het bepalen van de positie bestaan uit de aanwijshulp en ten minste twee vaste punten ter weerszijden van het schouwstation, welke aanwijshulp en vaste punten zijn uitgerust met een ultrasone zender respectievelijk ontvanger of omgekeerd, 15 of met een gecombineerde zender-ontvanger.

2. Werkwijze voor het sorteren van voorwerpen welke langs een vaste baan het schouwstation passeren en het vervolgens uit de transportbaan verwijderen van de uitgesorteerde voorwerpen, waarbij de positie van 20 de te verwijderen voorwerpen met behulp van een aanwijshulp wordt bepaald tijdens de beweging daarvan langs het schouwstation, welke positie met de transportbaan meebeweegt, terwijl ter plaatse van een uitwerpstation een signaal wordt gegenereerd teneinde het voorwerp 25 uit de baan te verwijderen, met het kenmerk, dat voor het bepalen van de juiste positie de dwarsricbting telkens wordt bepaald met behulp van een boven elke baan aangebracht detectiemiddels zoals een foto-elektrische cel, en in langsrichting door èèn enkele ultrasone zender 30 en ontvanger, dan wel omgekeerd.

3. Werkwijze volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat gebruik wordt gemaakt van de combinatie van een foto-elektrische cel en één zender en twee ontvangers respectievelijk omgekeerd,. .8800365 f « 12

4. Werkwijze volgens conclusie 2 of 3, met het kenmerk, dat tussen de in transportrichting gezien opvolgende rijen telkens een "dode zone" is aangebracht.

5. Werkwijze volgens een of meer van de voorgaande 5 conclusies, met het kenmerk, dat gebruik wordt gemaakt van een aanwijshulp welke nog één of meer selectiemedia zoals bijvoorbeeld schakelaars en/of drukknoppen bevat.

6. Werkwijze volgens een van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de ultrasone afstandsmetingen 10 meerdere keren worden uitgevoerd.

7. Werkwijze volgens conclusie 5 of 6, met het kenmerk, dat de informatie afkomstig van de selectiemedia gecodeerd wordt in de ultrasone afstandsmetingen, zoals bijvoorbeeld door het aantal metingen, of de tussentijd 15 of de frequentie van de metingen te variëren.

8. Inrichting voor het uitvoeren van de werkwijze volgens een of meer van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat gebruik wordt gemaakt van een met een batterij uitgeruste aanwijshulp i.c. aanwijsstok. . 880 0365 .........................jA