DD282284A5 - Vorrichtung zum optoelektronischen Erfassen und zur rechentechnischenAuswertung von Querschnittsabmessungen, Querschnittsformen undQuerschnittspositionen von Produkten - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum optoelektronischen Erfassen und zur rechentechnischen Auswertung von Querschnittsabmessungen, Querschnittsflaecheninhalten, Querschnittsumfaengen, Querschnittsformen, Querschnittspositionen und dem Reflexionsverhalten von Produkten, insbesondere lichtundurchlaessiger, translatorisch bewegter, konvexer Koerper fuer verschiedenste Untersuchungs-, Pruef- und Sortierprozesse in der Industrie und Landwirtschaft. Die Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dasz eine grosze Anzahl Strahlungsquellen und eine grosze Anzahl Strahlungssensoren, in einer den Pruefkoerper umschreibenden, passageartigen Form, derart angeordnet sind, dasz der Pruefkoerper, unabhaengig von seiner Position, in einer groszen Richtungsanzahl, ohne zusaetzliche optische und mechanische Baugruppen und mit einer programmtechnischen Ansteuerung der Strahlungsquellen und der Strahlungssensoren, abtastbar und rechentechnisch auswertbar ist.{optoelektronisch; Querschnittsabmessungen; Querschnittsflaecheninhalt; Querschnittsumfang; Querschnittsform; Querschnittsposition; Reflektionsverhalten; Abtastebenen; Passage}

Description

Hierzu 2 Seiten Zeichnungen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung dient zur schnellen und umfassenden Informationsgewinnung über Querschnitte und das Reflektionsverhalten von Produkten, insbesondere lichtundurchlässiger, translatorisch bewegter, konvexer Körper, uie Informationen können für verschiedenste Untersuchungs-, Prüf- 'ind Sortierprozesse in der Industrie und Landwirtschaft verwendet werden.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Zur Bestimmung von Körperabmessungen sind in der Technik Vorrichtungen bekannt, wie z. B. die in der DD 2008637, der DE-OS 2920804 oder in der DE-OS 2620240 vorgestellten Lösungen. Diese Lösungen verwenden quasiparalleles Licht zur Bestrahlung der Prüfkörper und erfassen Verdunkelungen mit Hilfe von zellenförmigen Lichtmessern oder zellenförmigen fotoelektronischen Wandlern.

Weiterhin sind technische Vorrichtungen zur bildlichen Darstellung von Seitenansichten der Prüfkörper mit Hilfe verschiedener Kameraarten bekannt (Spiess, E.; Heusser, J.: Kartoffeln sortieren-Vergleichstest von Flachsiebsortiermaschinen; FAT-Berichte (19851271 S. 1-16).

Beide Prinzipien haben den Nachteil, daß für eine direkte Bestimmung bestimmter Körperabmessungen eine Positionierung der Prüfkörper notwendig ist. Dies ist bei Verarbeitungsanlagen mit zusätzlichen mechanischen Aufwendungen für die Positionierung der Prüfkörper und negativen Auswirkungen auf Durchsatzleistung verbunden.

Zum fotoelektrischen Erfassen äußerer optischer Merkmale (z. B. Farbe, Beschädigung) sind ebenfalls eine Reihe von technischen Lösungen bekannt. Ein Beispiel ist ein Tomatenfarbsortierer (Chamberlin, D.W.: Electro-op'^;c field tomato ASAE-Paper No. 76-1533), welcher das von der Produktoberfläche reflektierte Licht auswertet.

Der Nachteil dieser Anlage ist, daß nur eine Körperansicht fotoelektrisch abgetastet wird. Zur Erfassung mehrerer Körperansichten wären Positionierungsprozesse erforderlich, die ähnliche Auswirkungen wie bei den vorgestellten Lösungen zur Erfassung von Körperabmessungen hätten.

Vorteilhaft sind technische Lösungen mit einer Mehrfachnutzung der fotoelektrischen Abtasteinrichtung, ζ. B. die Sortiereinrichtung für Tomaten (Beckmann, J.W. von: Electronic size and color grader for tomatoes Trans. ASAE.-St. Joseph, Mich.21 [1978] 1,S.25-30) oder dier Sortiereinrichtung DD 239958.

Diese Vorrichtungen erfassen sowohl das Reflexionsverhalten der Prüfkörperoberfläche, als auch bestimmte Körperabmessungen mit derselben fotoelektrischen Abtasteinrichtung. Nachteilig ist jedoch auch hier, daß ohne eine Positionierung des Prüfkörpers nur eine Körperansicht erfaßt werden kann. Das Erfassen von nur einer Körperansicht führt relativ häufig zu Fehlentscheidungen im Verarbeitungsprozeß.

Technische Lösungen, die es ermöglichen einen Prüfkörpei von mehreren Seiten zu erfassen, werden z. B. in der DE-OS 3219389 und in der DE-OS 2729576 vorgestellt. Die Sende- und Empfangseinrichtungen werden in solchen Fällen um den Prüfkörper herum bewegt und arbeiten entweder nur mit parallelem oder nur mit zentrischem Licht, wodurch einige Erfassungsgrößen nur indirekt ermittelt werden können. Weiterhin erfordern diese Lösungen, gegenüber den Erfassungseinrichtungen mit einer geringen Abtastebenenanzahl, einen mechanischen und optischen Mehraufwand, woraus die schon erwähnten Nachteile folgen.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist eine frei programmierbare Vorrichtung zur effektiven und umfassenden Informaticnsgewinnung über Querschnitte und zum Erfassen des Reflektionsverhaltens von Produkten, insbesondere lichtundurchlässsiger, translatorisch bewegter, konvexer Körper. Die Vorrichtung soll mit minimalem technischen Aufwand und mit einer hohen Genauigkeit eine optoelektronische und schnelle Abtastung, unabhängig von der Position des Prüfkörpers, ermöglichen.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu schaffen, welche mit den gleichen Strahlungssensoren und mit rechentechnischer Auswertung der Abtastinformationen, ohne Positionierung des Prüfkörpers und von vielen Körperansichton aus, Ouerschnittsabmessungen, Querschnittsflächeninhalte, Querschnittsumfänge, Querschnittsformen, üuerschnittspositionen und das Reflektionsverhalten von Produkten bestimmt.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die optoelektronische Abtasteinrichtung aus einer Sende- ur"J Empfangseinrichtung besteht, die durch verschiedene Abtastalgorithmen gesteuert werden kann. Die Sende- und Empfangseinrichtung besteht aus einer vorzugsweise großen Anzahl Strahlungsquellen und einer vorzugsweise großen Anzahl Suahlungssensoren, die in einer den Prüfkörper umschreibenden, passagenartigen Form angeordnet sind. Die maximal mögliche Anzahl der elektronisch verstellbaren Abtastebenen entspricht der größten Strahlungsquellen- bzw. Strahlungssensorenanzahl. Die Genauigkeit der Abtasteinrichtung verhält sich direkt proportional zur Anzahl der punktförmigen Strahlungsquellen und zur Anzahl der Strahlungssensoren. Die Strahlungsquellen und die Strahlungssensoren sind in einer Ebene, bei sehr großen Anzahlen oder konstruktiven Erfordernissen auch in mehreren Ebenen oder spiralförmig angeordnet. Die Vorrichtung erlaubt es, dio Querschnittsinformationen und das Reflektionsverhalten eines Prüfkörpers bei.η Passieren der Abtasteinrichtung unabhängig von der Position des Prüfkörpers zu bestimmen. Die Querschnittsinformatione.i werden aus den Unterbrechungen der parallelen oder zentrischen Strahlengänge zwischen Sende- und Empfangsteil ermittelt und können hinsichtlich der Querschnittsabmessungen, der Querschnittsflächeninhalte, der Querschnittsumfänge, der Querschnittsformen und der Querschnittspositionen rechentechnisch ausgewertet werden. Die rechentechnische Auswertung des erfaßten Reflektionsverhaltens kann z. B. hinsichtlich Farbe und Beschädigungen erfolgen.

Ausführungsbeispiel

Fig. 1: Darstellung der Abtastvorrichtung mit senkrechter Anordnung zur Bewegungsrichtung des Prüfkörpers Fig. 2: Sendetei! Fig. 3: Empfangsteil

Zum Erfassen von Körperquerschnittsinformationen und dem Reflektionsverhalten von Körperoberflächen ist eine Vorrichtung nach Firj.1 geeignet.

Die Vorrichtung besteht aus Sendeteil 1 und Empfangsteil 2, welche zusammen eine Passage, senkrecht zur Oeweoungsrichtung 4 des Prüfkörpers 5 bilden. Sende- und Empfangsteil sind an eine elektronische Steuer- und Auswerteeinheit 3 angeschlossen. Das Sendeteil 1 wird charakterisiert durch 64 gleichmäßig, lückenbehaftet, kreisförmig und in einer Ebene angeordnete Infrarot-Fotodioden 6 Fig. 2. Das Empfangsteil 2 wird charakterisiert durch eine zum Sendeteil äquivalente Anordnung von entsprechenden Infrarot-Fototransistoren 7 Fig.3. Somit sind 64 Abtastebenen mit einer Stufung von 5,625 Grad möglich.

Eine mögliche Variation des Ausführungsbeispiels ist hinsichtlich des verwendeten Spektralbereiches durch Typenaustausch der Fotodioden und Fototransistoren gegeben.

Claims (2)

1. Vorrichtung zum optoelektronischen Erfassen und zur rechentechnischen Auswertung von Querschnittsabmessungen, Querschnittsflächeninhalten, Querschnittsumfängen, Querschnittsformen, Querschnittspositionen und dem Reflektionsverhalten von Produkten, insbesondere lichtundurchlässiger, translatoripjh bewegter, konvexer Körper, setzt sich acis einer optoeläktronischen Abtasteinrichtung (1, 2) und einer elektronischen Steuer- und Auswerteinrichtung (3) zusammen und ist gekennzeichnet dadurch, daß eine große Anzahl Strahlungsquellen (6) und eine große Anzahl Strahlungssensoren (7), in einer den Prüfkörper umschreibenden, passageartigen Form, derart angeordnet sind, daß der Prüfkörper (5), unabhängig von seiner Position, in einer großen Richtungsanzahl, ohne zusätzliche optische und mechanische Baugruppen und mit einer programmtechnischen Ansteuerung der Strahlungsquellen und der Strahlungssensoren, abtastbar und rechentechnisch auswertbar ist.

2. Vorrichtung nach 1, ist gekennzeichnet dadurch, daß zentrische oder quasiparallele Abtaststrahlengänge erzeugbar sind.