WO2002085547A2 - Beleuchtungseinrichtung für eine farbsortiermaschine - Google Patents

Beleuchtungseinrichtung für eine farbsortiermaschine Download PDF

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WO2002085547A2
WO2002085547A2 PCT/EP2002/004262 EP0204262W WO02085547A2 WO 2002085547 A2 WO2002085547 A2 WO 2002085547A2 EP 0204262 W EP0204262 W EP 0204262W WO 02085547 A2 WO02085547 A2 WO 02085547A2
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WO
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leds
lighting device
light
product
color
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PCT/EP2002/004262
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Inventor
Jos Peter Mallant
Gerhard Hultsch
Original Assignee
Elexso Vision Technology Gmbh
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Publication date
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Classifications

    • 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
    • B07C5/00—Sorting according to a characteristic or feature of the articles or material being sorted, e.g. by control effected by devices which detect or measure such characteristic or feature; Sorting by manually actuated devices, e.g. switches
    • B07C5/34—Sorting according to other particular properties
    • B07C5/342—Sorting according to other particular properties according to optical properties, e.g. colour

Definitions

  • the invention relates to a lighting device for a color sorting machine, in which particulate product is moved in an isolated form by a light band and is ejected from the product stream by an ejector under certain conditions.
  • sorting machines for dry, granular products such as coffee beans, peanuts or almonds
  • Sort throwers by good or bad values.
  • An example of such a sorting machine is the machine manufactured and sold by the applicant under the name ELEXSO TR-4.
  • the granular product is poured into an inlet funnel and vibrated into four packs parallel sorting troughs in which it falls down and. is accelerated to a speed of up to 5 m / sec.
  • the sorting troughs are at an angle, the inclination being selected such that the product is moved along the sorting troughs in almost free fall and falls past a viewing camera, on which the brightness or color values are determined and compared with predetermined good or bad values ,
  • the signal obtained in this way is classified and can control air ejectors, which are also referred to as ejectors, if necessary after a variable delay time, in order to convey certain color-deviating grains from the product stream into a separate outlet.
  • the video cameras used today usually contain 3 CCD lines with a pixel size of 14 x 14 ⁇ m. They read out 1024 pixels per line, whereby a prism is connected between the camera lens and the three CCD lines, which splits the incident light into the three colors red-green-blue (R-G-B).
  • the prism and the CCD lines are arranged so that each line receives only one of the three colors, R or G or B.
  • the pixels of a line are numbered from beginning to end in ascending order.
  • the image of each same point from an object that the camera is to record must lie on the pixels with the same number in each CCD line. This means that the image of the pixel 1.1 must lie on the pixels 1 of the three CCD lines, while the image of the pixel 10.1 on the pixels 10 of the three lines.
  • Another sorting machine is the subject of EP-A-0 146 299. Instead of cameras, light-emitting diodes are used there to illuminate the sorting area. The signal processing takes place via an optoelectronic converter.
  • a color sorting machine is already known from DE-PS 36 14 400, which has a sorting optic in which the product to be sorted is transported through a central channel. The channel in the area of an observation head is transparent. Several light transmitters are arranged around the channel in the form of lamps, which shine through the transparent channel. A photocell arrangement is installed next to each lamp as a product signal receiver. A background plate lies diametrically opposite the photocell arrangement on the other side of the channel, which is chosen according to the color of the product to be sorted.
  • one transmitter always illuminates the front of the product and a second transmitter illuminates the background plate.
  • the product signal and the background signal are recorded by the photocell arrangement and compared with one another. If the product signal corresponds to the background signal, the product has met the requirements. However, if the signals differ from one another, an ejector is actuated, which ejects the corresponding product from the product stream.
  • a disadvantage of the known device and the method used is that the background plate must always be physically adapted to the product color, so that a large number of background plates with different colors must be kept in stock for each product. Replacing the background plates not only requires time, but also experience in choosing the right color.
  • a residual light receiver is arranged on the side of the channel opposite a transmitter in the beam path of the transmitter and receives only light emitted by the transmitter, but no light reflected by the product.
  • a slit optic is located between the transmitter and the channel, which illuminates the channel like a strip perpendicular to its axis.
  • red, green and blue light is generated from white light with the aid of RGB filters, which light is directed onto the area of the sorting channel in which the observation head is located.
  • the light reflected by the product is collected by detectors or color cameras and evaluated together with background light in the sense that a control signal for an ejector is generated in the event of a preset signal deviation, which then ejects the product identified as defective from the particle stream.
  • a disadvantage of this known lighting device is that the color filters and detectors to be used are relatively expensive, because three CCD chips are used in a color or RGB camera, while a black-and-white camera only uses one CCD chip requires. Color cameras are now 6 to 9 times more expensive than black and white cameras.
  • a lighting device with the features of claim 1 is used to achieve this object.
  • Advantageous embodiments of the invention are the subject of the dependent claims.
  • Figure 1 is a schematic side view of a color sorting machine
  • FIG. 2 shows a schematic illustration of the camera arrangement and the lighting device in the color sorting machine according to FIG. 1;
  • FIG. 3 shows a detail from the lower right part of FIG. 2;
  • FIG. 4 shows an enlarged detail from FIG. 3.
  • Figure 1 shows a schematic representation of a color sorting machine 10, at the upper end of a hopper 12 for the
  • the product 13 to be sorted for example coffee beans, peanuts, etc.
  • the channel slide 16 is arranged at an angle of approximately 60 ° and has a number of parallel channels in which the product 13 occasionally falls down under the influence of gravity.
  • 4 to 30 channels are arranged parallel to one another, so that 4 to 30 or more individual products 13 can fall through an observation zone 20 at the same time.
  • the observation zone 20 there is a light strip of rectangular cross section with a height of 1 to 3 mm and a width of 15 to 30 mm, through which the product 13 falls.
  • the product 13 passes through the light band 6, light is reflected and captured by detectors and compared to a threshold. If the signal comparison exceeds a preset threshold value, this is an indication that there is a color-defective product 13 that is to be ejected from the isolated product stream.
  • an ejector 18 is driven which, for example by opening a solenoid valve, generates a compressed air jet which ejects the product 13, which is recognized as having a different color, from the product stream, so that it cannot get into a channel 17 for "good” product, but rather into a committee channel 19 falls.
  • FIG. 1 also shows detectors 22 and 22 'and lighting devices 24, 24' for generating the light band 6, 6 ', which will be discussed in more detail below.
  • FIG. 2 shows a schematically enlarged detail from FIG. 1, the same parts being provided with the same reference symbols.
  • two mirrors 25, 25 ' can be seen which deflect the light reflected by the product (not shown) from the observation zone 20 to the cameras 21 and 21'.
  • CCD cameras known to the person skilled in the art are expediently suitable as cameras.
  • FIG. 3 shows an even more enlarged detail from FIGS. 1 and 2, it being possible to see how a product 13 falls through the observation zone 20 and thereby penetrates the light band 6, 6 '. It is pointed out that FIG. 3 shows only one side of the lighting device, since the other side is constructed identically or symmetrically to it.
  • the light band 6 for the observation light is generated by a first light source 30 and directed by an optic 10 onto the observation zone.
  • a second light source 30 ′ lies below the first light source 30 and also produces a narrow light band 6 'with the aid of optics 10'.
  • the two light strips 6 and 6 ′ intersect one another in the lighting zone 20 at a small angle of a few degrees.
  • An infrared detector 32 is arranged between the two light sources 30 and 30 ', which is able to record IR light reflected by the product 13.
  • the mirror 25 ' is arranged, which deflects the visible light to the camera 21' upwards, while transmitting IR light to the IR detector 32.
  • the mirror 25 ' is arranged at 45 ° to the beam of the reflected light 60 and must also be transparent to IR light while visible light is being reflected.
  • Such mirrors are generally known.
  • Figure 4 shows details of the light sources 30 and 30 'of Figure 3, which is used to generate the light bands 6, 6'.
  • the light strips 6 and 6 ' have a height h of 1 to 3 mm and a width of 15 to 30 mm, which is measured perpendicular to the plane of the drawing.
  • Optics 10, 10 ' are connected downstream of the light sources 30, 30' for better focusing and focusing of the light onto the observation zone 20.
  • each light source 30, 30 has a light wedge 1 made of glass or plexiglass, which in one embodiment has a length L of 70 to 120 mm, preferably 90 mm, a height H of 10 to 30 mm, preferably Has 20 mm at its inlet end 8 and a height h of 1 to 3 mm, preferably 2 mm at its outlet end 7.
  • the width B of the light wedge 1 is measured perpendicular to the plane of the drawing and is 15 to 30 mm, preferably 20 mm.
  • the light wedge 1 is held by a holder, not shown, on or in the housing of the light source 30, 30 '.
  • a number of light-emitting diodes 2, which are seated on a carrier 3, are coupled to its inlet end 8.
  • the carrier 3 is expediently a circuit board, which is controlled by a control device 5 in a controlled manner with electrical via at least one line 4. electrical power is supplied.
  • a row of red LEDs, a row of blue LEDs, a row of green LEDs and a row of infrared LEDs are mounted on the carrier .3. from top to bottom.
  • the LEDs 2 for the colors red 5 (R), blue (B), green (G) and infrared (IR) are controlled sequentially or simultaneously depending on the application.
  • All LEDs 2 are also expediently arranged in the sense of a packing that is as dense as possible in order to keep the height H at the entry end 8 as low as possible.
  • the LEDs 2 are expediently controlled in the sequence R, B, G, IR, R, B, etc., so that the light band 6 emitted by the light source 30, 30 'always comes in the colors red, blue, green , infrared, etc. alternates.
  • the light wedge 1 By using the light wedge 1 according to the invention, it is possible to work with simple LEDs and without the use of filters, since the light from the inlet end 8 is reduced by the light wedge 1 to the height h at the outlet end 7, regardless of whether the light generating LEDs in more
  • LEDs 20 are arranged in the middle or closer to the edge of the light wedge 1. Since LEDs can also be easily controlled in terms of their intensity, it is possible to adjust the color characteristics of the light strip 6 in such a way that the greatest possible optical contrast is produced between the good and the defective product.
  • the reflected color intensities are related to each other and compared with a pre-roped threshold value. If the intensity of the background light does not differ from the intensity of the reflected light, or differs only within predefined limits, then the cameras generate

Landscapes

  • Sorting Of Articles (AREA)
  • Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Beleuchtungseinrichtung für eine Farbsortiermaschine, bei der teilchenförmiges Produkt in vereinzelter Form durch eine Lichtband (6) bewegt und unter bestimmten Bedingungen von einem Ejektor aus dem Produktstrom ausgesondert wird. Sie zeichnet sich dadurch aus, dass das Lichtband (6) von einem Farbkeil (1) erzeugt wird, an dessen schmalerem Austrittsende (7) das Lichtband (6) ausgegeben wird, während an dessen breiterem Eintrittsende (8) eine Anzahl von LEDs (2) annähernd monochromes Licht einspeisen.

Description

BELEUCHTÜNGSEINRICHTUNG FÜR EINE FARBSORTIERMASCHINE
Beschreibung
Die Erfindung betrifft eine Beleuchtungseinrichtung für eine Farbsortiermaschine, bei der teilchenförmiges Produkt in vereinzelter Form durch ein Lichtband bewegt und unter bestimmten Bedingungen von einem Ejektor aus dem Produktstrom ausgesondert wird.
In Verbindung mit Sortiermaschinen für trockene, kömige Produkte wie beispielsweise Kaffeebohnen, Erdnüsse oder Mandeln ist es bereits bekannt, die Produkte mit Hilfe einer Rutsche zu verein- * zeln und in Abhängigkeit von ihren Farbwerten durch ein oder mehrere optische Einrichtungen und mit diesen gekoppelte Aus- werfer nach Gut- oder Schlechtwerten zu sortieren. Ein Beispiel für eine derartige Sortiermaschine ist die von der Anmelderin unter der Bezeichnung ELEXSO TR-4 hergestellte und vertriebene Maschine. Bei der ELEXSO TR-4 wird das körnige Produkt in einen Einlauftrichter geschüttet und von einem Vibrator zu vier pa- rallelen Sortierrinnen transportiert, in denen es nach unten fällt und. dabei auf eine Geschwindigkeit von bis zu 5 m/sec beschleunigt wird. Die Sortierrinnen stehen schräg, wobei die Schrägstellung so gewählt ist, daß das Produkt in nahezu freiem Fall entlang der Sortierrinnen bewegt wird und dabei an einer Betrachtungskamera vorbei fällt, an der die Helligkeits- bzw. Farbwerte ermittelt und mit vorgegebenen Gut- oder Schlechtwerten verglichen werden. Das so gewonnene Signal wird klassifiziert und kann Luftauswerfer, die auch als Ejektorem bezeichnet werden, gegebenenfalls nach variabler Verzögerungszeit ansteuern, um bestimmte farblich abweichende Körner aus dem Produktstrom in einen separaten Auslaß zu fördern.
Zweckmäßigerweise werden dabei zwei Videokameras verwendet, die auf einer gemeinsamen Achse sitzen und von gegenüberliegenden Seiten auf den Produktstrom gerichtet sind. Idealerweise sehen dabei beide Kameras den gleichen Bereich, indem sie auf das gleiche Blickfeld ausgerichtet werden. Die heutzutage verwendeten Videokameras enthalten üblicherweise 3 CCD-Zeilen mit einer Pixelgröße von 14 x 14 μm. Sie lesen je Zeile 1024 Pixel aus, wobei zwischen Kameraobjektiv und den drei CCD-Zeilen ein Prisma geschaltet ist, das das einfallende Licht in die drei Farben Rot-Grün-Blau (R-G-B) aufspaltet. Das Prisma und die CCD-Zeilen sind so angeordnet, daß jede Zeile nur eine der drei Farben, R oder G oder B empfängt. Die Pixel einer Zeile sind von Anfang bis Ende in aufsteigender Reihenfolge numeriert. Das Bild jedes selben Punktes von einem Gegenstand, den die Kamera aufnehmen soll, muß in jeder CCD-Zeile auf den Pixeln mit der gleichen Nummer liegen. Das heißt, das Bild des Bildpunktes 1,1 muß je- weils auf den Pixeln 1 der drei CCD-Zeilen liegen, während das Bild des Bildpunktes 10,1 auf den Pixeln 10 der drei Zeilen liegen soll.
Eine andere Sortiermaschine ist Gegenstand der EP-A-0 146 299. Anstelle von Kameras werden dort Leuchtdioden eingesetzt, die den Sortierbereich beleuchten. Die Signalverarbeitung erfolgt über einen optoelektronischen Wandler. Aus der DE-PS 36 14 400 ist bereits eine Farbsortiermaschine bekannt, die eine Sortieroptik aufweist, bei der das zu sortierende Produkt durch einen zentralen Kanal transportiert wird. Dabei ist der Kanal im Bereich eines Beobachtungskopfs durch- sichtig. Um den Kanal sind mehrere Lichtsender in Form von Lampen angeordnet, die den durchsichtigen Kanal durchstrahlen. Neben jeder Lampe ist eine Fotozellenanordnung als Produktsignalempfänger montiert. Eine Hintergrundplatte liegt der Fotozellenanordnung diametral gegenüber an der anderen Seite des Kanals, die entsprechend der Farbe des zu sortierenden Produkts gewählt wird. Im Betrieb beleuchtet immer ein Sender die Vorderseite des Produkts und ein zweiter Sender die Hintergrundplatte. Das Produktsignal und das Hintergrundsignal werden von der Fotozellenanordnung aufgenommen und miteinander verglichen. Entspricht das Produktsignal dem Hintergrundsignal, so hat das Produkt die Anforderungen erfüllt. Weichen die Signale jedoch voneinander ab, so wird ein Auswerfer angesteuert, der das entsprechende Produkt aus dem Produktstrom ausstößt. Ein Nachteil der bekannten Vorrichtung und des dabei verwendeten Verfahrens besteht darin, daß die Hintergrundplatte stets physisch der Produktfärbe angepaßt werden muß, so daß für jedes Produkt eine große Anzahl von Hintergrundplatten mit verschiedenen Farben vorrätig zu halten ist. Das Austauschen der Hintergrundplatten erfordert darüber hinaus nicht nur Zeitaufwand, sondern auch Erfahrung in der Auswahl der richtigen Farbe.
Aus der US-PS 4,863,041 ist es zwar bekannt, die Hintergrundfarbe für eine vergleichbare Farbsortiermaschine dynamisch zu verändern, indem für den Hintergrund eine Lichtquelle gewählt wird, deren Wellenlänge durch eine elektronische Dimmer-Schaltung verändert werden kann. Dies enthebt den Benutzer zwar von der Notwendigkeit eines physischen Austausches von Hintergrundplatten, es besteht aber weiterhin die Schwierigkeit, Gegenstände auszusortieren, die den vom Sender ausgesendeten Lichtstrahl nicht vollständig abdecken. Dadurch ist die Signalausbeute nur sehr gering und kleine Farbabweichungen lassen sich nur schwer erkennen. Aus der EP-A-0 602 176 ist eine Sortieroptik für eine Farbsortiermaschine bekannt, mit der insbesondere Agrarprodukte wie Kaffeebohnen, Erdnüsse, Erbsen, etc. in der erwähnten Weise sortiert werden. Bei dieser Vorrichtung ist ein Restlichtempfän- ger an der einem Sender gegenüberliegenden Seite des Kanals im Strahlengang des Senders angeordnet und empfängt nur von dem Sender ausgesandtes Licht, hingegen kein vom Produkt reflektiertes Licht. Zwischen dem Sender und dem Kanal liegt eine Spaltoptik, die den Kanal streifenartig senkrecht zu seiner Achse beleuchtet.
Bei allen erwähnten Farbsortiermaschinen wird aus weißem Licht mit Hilfe von RGB-Filtern rotes, grünes und blaues Licht erzeugt, das über eine Optik auf den Bereich des Sortierkanals gerichtet wird, in dem sich der Beobachtungskopf befindet. Das von dem Produkt reflektierte Licht wird von Detektoren oder Farbkameras aufgefangen und zusammen mit Hintergrund-Licht in dem Sinne ausgewertet, daß bei einer voreingestellten Signal- abweichung ein Ansteuerungssignal für einen Ejektor erzeugt wird, der daraufhin das als fehlerhaft erkannte Produkt aus dem Teilchenstrom ausstößt.
Ein Nachteil dieser bekannten Beleuchtungseinrichtung besteht darin, daß die zu verwendenden Farbfilter und Detektoren ver- haltnismäßig teuer sind, denn in einer Färb- oder RGB-Kamera kommen drei CCD-Chips zum Einsatz, während eine Schwarz-Weiß- Kamera nur einen CCD-Chip erfordert. Farb-Kameras sind daher heutzutage 6 bis 9 mal teurer als Schwarz-Weiß-Kameras .
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine einfachere Beleuchtungseinrichtung für eine Farbsortiermaschine zu schaffen, bei der teilchenförmiges Produkt in vereinzelter Form durch ein Lichtband bewegt und unter bestimmten Bedingungen von einem Ejektor aus dem Produktstrom ausgesondert wird.
Zur Lösung dieser Aufgabe dient eine Beleuchtungseinrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche .
Die Erfindung wird nun anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert; es zeigen:
Figur 1 eine schematische Seitenansicht einer Farbsortiermaschine;
Figur 2 eine schematische Darstellung der Kameraanordnung und der Beleuchtungseinrichtung bei der Farbsortiermaschine nach Figur 1;
Figur 3 einen Ausschnitt aus dem rechten unteren Teil von Fi- gur 2; und
Figur 4 einen vergrößerten Ausschnitt aus Figur 3.
Figur 1 zeigt in schematischer Darstellung eine Farbsortier- maschine 10, an deren oberem Ende ein Aufgabetrichter 12 für die
Aufgabe des zu sortierenden Produkts 13 angeordnet ist. Das zu sortierende Produkt 13, beispielsweise Kaffeebohnen, Erdnüsse etc . , fällt aus dem Aufgabetrichter 12 auf die Förderbahn 14 eines horizontal angeordneten Vibrationsförderers, von dem es zu einer Kanalrutsche 16 gefördert wird. Die Kanalrutsche 16 ist unter einem Winkel von etwa 60° angeordnet und weist eine Anzahl paralleler Kanäle auf, in denen das Produkt 13 vereinzelt unter dem Einfluss der Schwerkraft nach unten fällt . In der Praxis sind 4 bis 30 Kanäle parallel zueinander angeordnet, so dass gleichzeitig 4 bis 30 oder mehr vereinzelte Produkte 13 durch eine Beobachtungszone 20 fallen können.
In der Beobachtungszone 20 befindet sich im Betrieb ein Lichtband von rechteckigem Querschnitt mit einer Höhe von 1 bis 3 mm und einer Breite von 15 bis 30 mm, durch das das Produkt 13 hindurchfällt. Beim Durchtritt des Produkts 13 durch das Lichtband 6 wird Licht reflektiert und von Detektoren aufgefangen und mit einem Schwellwert verglichen. Wenn der Signalvergleich einen voreingestellten Schwellenwert überschreitet, so ist dies ein Anzeichen dafür, dass farblich fehlerhaftes Produkt 13 vorliegt, das aus dem vereinzelten Produktstrom ausgestoßen werden soll . Es wird darauf hin ein Ejektor 18 angesteuert, der beispielsweise durch Öffnung eines Magnetventils einen Druckluftstrahl erzeugt, welcher das als farblich abweichend erkannte Produkt 13 aus dem Produktstrom ausstößt, so daß es nicht in einen Kanal 17 für "gutes" Produkt gelangen kann, sondern in einen Ausschuß- kanal 19 fällt.
In Figur 1 sind außerdem noch zwei Kameras 21 und 21' erkennbar, von denen eine an der Vorderseite und die andere an der Rückseite der Kanalrutsche 16 angeordnet ist, um die Vorder- und Rückseite des Produkts 13 optisch erfassen zu können.
Figur 1 zeigt ferner Detektoren 22 und 22' sowie Beleuchtungs- einrichtungen 24, 24' zur Erzeugung des Lichtbandes 6, 6', auf die noch näher eingegangen werden wird.
Figur 2 zeigt einen schematisch vergrößerten Ausschnitt aus Figur 1, wobei gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen sind. Zusätzlich zu Figur 1 erkennt man dabei zwei Spiegel 25, 25', die das vom nicht dargestellten Produkt aus der Beobach- tungszone 20 reflektierte Licht zu den Kameras 21 und 21' umlenken. Als Kameras kommen zweckmäßigerweise CCD-Kameras in Frage, die dem Fachmann bekannt sind.
Figur 3 zeigt einen noch stärker vergrößerten Ausschnitt aus den Figuren 1 und 2, wobei man erkennt, wie ein Produkt 13 durch die Beobachtungszone 20 fällt und dabei das Lichtband 6, 6' durchsetzt. Es wird darauf hingewiesen, dass Figur 3 nur eine Seite der Beleuchtungseinrichtung zeigt, da die andere Seite identisch bzw. symmetrisch dazu aufgebaut ist. Das Lichtband 6 für das Beobachtungslicht wird von einer ersten Lichtquelle 30 erzeugt und von einer Optik 10 auf die Beobachtungszone gerichtet. Eine zweite Lichtquelle 30' liegt unterhalb der ersten Lichtquelle 30 und erzeugt ebenfalls ein schmales Lichtband 6' mit Hilfe einer Optik 10' . Die beiden Lichtbänder 6 und- 6' schneiden einander in der Beleuchtungszone 20 unter einem kleinen Winkel von wenigen Graden. Zwischen den beiden Lichtquellen 30 und 30' ist ein Infrarot-Detektor 32 angeordnet, der vom Produkt 13 reflektiertes IR-Licht aufzunehmen vermag. Im Strahlengang des reflektierten Lichts 60 ist der Spiegel 25' angeordnet, der das sichtbare Licht zur Kamera 21' nach oben umlenkt, während er IR-Licht zum IR-Detektor 32 durchlässt. Zu diesem Zweck ist der Spiegel 25' unter 45° zum Strahl des reflektierten Lichts 60 angeordnet und muss außerdem für IR-Licht durchlässig sein, während sichtbares Licht reflektiert wird. Derartige Spiegel sind aber allgemein bekann .
Figur 4 zeigt Einzelheiten der Lichtquellen 30 und 30' von Figur 3, die zur Erzeugung der Lichtbänder 6, 6' dient. Wie bereits erwähnt, haben die Lichtbänder 6 und 6' eine Höhe h von 1 bis 3 mm und eine Breite von 15 bis 30 mm, die senkrecht zur Zeichenebene gemessen wird. Den Lichtquellen 30, 30' nach- geschaltet sind Optiken 10, 10' zur besseren Bündelung und Fo- kussierung des Lichtes auf die Beobachtungszone 20.
Wesentlich für die Erfindung ist nun, dass jede Lichtquelle 30, 30' einen Lichtkeil 1 aus Glas oder Plexiglas aufweist, der in einer Ausführungsform eine Länge L von 70 bis 120 mm, vorzugsweise 90 mm, eine Höhe H von 10 bis 30 mm, vorzugsweise 20 mm an seinem Eintrittsende 8 und eine Höhe h von 1 bis 3 mm, vorzugsweise 2 mm an seinem Austrittsende 7 besitzt. Die Breite B des Lichtkeils 1 wird senkrecht zur Zeichenebene gemessen und be- trägt 15 bis 30 mm, vorzugsweise 20 mm.
Der Lichtkeil 1 wird von einer nicht dargestellten Halterung am oder im Gehäuse der Lichtquelle 30, 30' gehalten. Dabei ist an sein Eintrittsende 8 eine Anzahl von Licht emittierenden Dioden 2 gekoppelt, die auf einem Träger 3 sitzen. Der Träger 3 ist zweckmäßigerweise eine Platine, die über mindestens eine Leitung 4 von einem Steuerungsgerät 5 in gesteuerter Weise mit elek- trischem Strom versorgt wird. In der dargestellten Ausführungs- form sind auf dem Träger .3.von oben nach unten eine Reihe roter LEDs, eine Reihe blauer LEDs, eine Reihe grüner LEDs und eine Reihe infraroter LEDs montiert . Die LEDs 2 für die Farben rot 5 (R) , blau (B) , grün (G) und Infrarot (IR) werden je nach Anwendungsfall nacheinander oder gleichzeitig getaktet angesteuert. Alle LEDs 2 sind auch zweckmäßigerweise im Sinne einer möglichst dichten Packung angeordnet, um die Höhe H am Eintrittsende 8 möglichst gering zu halten. Zweckmäßigerweise erfolgt die An- 10 Steuerung der LEDs 2 in der Reihenfolge R, B, G, IR, R, B usw. , so dass das von der Lichtquelle 30, 30' abgegebene Lichtband 6 immer wieder in den Farben rot, blau, grün, infrarot usw. abwechselt .
15 Durch die Verwendung des erfindungsgemäßen Lichtkeils 1 ist es möglich, mit einfachem LEDs und ohne die Verwendung von Filtern zu arbeiten, da das Licht vom Eintrittsende 8 durch den Lichtkeil 1 auf die Höhe h am Austrittsende 7 reduziert wird, und zwar unabhängig davon, ob die das Licht erzeugenden LEDs mehr in
20 der Mitte oder näher zum Rand des Lichtkeils 1 angeordnet sind. Da LEDs außerdem leicht in ihrer Intensität gesteuert werden können, ist es möglich, die Farbcharakteristik des Lichtbandes 6 so abzustimmen, dass ein größtmöglicher optischer Kontrast zwischen dem guten und dem fehlerhaften Produkt entsteht. Dazu
25 werden die reflektierten Färbintensitäten zueienander in Bezug gebracht und mit einem voreingetseilten Schwellwert verglichen. Wenn sich nämlich die Intensität des Hintergrundlichts nicht oder nur innerhalb vorgegebener Grenzen von der Intensität des reflektierten Lichts unterscheidet, dann erzeugen die Kameras
30 21, 21' kein Ansteuerungssignal für den Ejektor 18 und das als •"gut" klassifizierte Produkt 13 kann ohne Ablenkung in den Kanal 17 fallen. Wenn sich hingegen die Intensitäten von Hintergrundlicht und reflektiertem Licht über einen vorgegebenen Schwellenwert hinaus unterscheiden, dann erfolgt eine Ansteuerung des
35 Ejektors 18 und das Produkt 13 wird in den Ausschusskanal 19 .abgelenkt .

Claims

Patentansprüche
1. Beleuchtungseinrichtung für eine Farbsortiermaschine, bei der teilchenförmiges Produkt in vereinzelter Form durch ein Lichtband (6) bewegt und unter bestimmten Bedingungen von einem Ejektor (18) aus dem Produktstrom ausgesondert wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Lichtband (6) von einem Farbkeil (1) erzeugt wird, an dessen schmalerem Austrittsende (7) das Lichtband (6) ausgegeben wird, während an dessen breiterem Eintrittsende (8) eine Anzahl von LEDs (2) annähernd monochromes Licht einspeisen.
2. Beleύchtungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die LEDs (2) auf einem Träger (3) montiert sind, der über mindestens eine Leitung (4) von einem Steuerungsgerät (5) mit elektrischem Strom versorgt wird.
3. Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die LEDs (2) eine Anzahl roter (R) , blauer (B) , grüner (G) und infraroter (IR) LEDs (2) aufweisen.
4. Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 3 , dadurch gekennzeichnet, dass nur rote (R) LEDs (2) vorgesehen sind.
5. Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 3 , dadurch gekennzeichnet, dass nur blaue (B) LEDs (2) vorgesehen sind.
6. Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 3 , dadurch gekennzeichnet, dass nur grüne (G) LEDs (2) vorgesehen sind.
7. Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 3 , dadurch gekennzeichnet, dass nur infrarote (IR) LEDs (2) vorgesehen sind.
8. Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 3 , dadurch gekennzeichnet, dass jegliche Kombination von zwei .oder mehreren verschiedenen LEDs (2) vorgesehen ist.
9. Beleuchtungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass alle LEDs (2) in ihrer Helligkeit regelbar sind.
10. Beleuchtungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass alle LEDs (2) jeder Art (R, B, G oder IR) gleichzeitig oder nacheinander ansteuerbar sind.
11. Beleuchtungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die LEDs (2) auf dem Träger (3) als n x m Matrix angeordnet sind.
12. Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass n = 4 und m = 4 ist.
13. Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Matrix von einer Reihe von vier roten (R) LEDs, einer Reihe von vier blauen (B) LEDs, einer Reihe von vier grünen (G) LEDs und einer Reihe von vier infraroten (IR) LEDs gebildet ist.
14. Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 11, 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die LEDs (2) im Sinne einer dichtesten Zylinderpackung angeordnet sind.
PCT/EP2002/004262 2001-04-20 2002-04-17 Beleuchtungseinrichtung für eine farbsortiermaschine WO2002085547A2 (de)

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