DE3312983C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Sortiergerät nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.

Es sind Sortier- und Fördereinrichtungen bekannt, welche die zu prüfenden Teile nach Schwingfördertechnik mit Hilfe eines Vibrators über Gleitbahnen bewegen, um sie an einer bestimmten Stelle zur Montage oder Weiter­ verarbeitung in einer bestimmten Ausrichtung abgreifen können.

Damit diese Teile nur in einer bestimmten Orien­ tierung ankommen, werden an der Gleitbahn sogenannte Schikanen angebracht, welche bewirken, daß Teile, die falsch orientiert sind, in die Fördereinrichtung zurück­ fallen und von dort mit den übrigen Teilen wiederholt über die Schikanen bewergt werden.

Die Gestaltung dieser Prüfschikanen ist je nach Art der zu prüfenden Teile relativ aufwendig und muß immer in Anspassung an bestimmte Teile durch Ausprobieren, Prüfen und Korrigieren ermittelt werden. Bei Maßänderung an den zuzuführenden Teilen ist dabei meist eine Änderung an den Schikanen erforderlich. Außerdem kann mit einem Förderer immer nur ein bestimmtes Teil zugeführt werden. Die ausgearbeiteten Schikanen können zudem nicht sicher­ stellen, daß grundsätzlich andere Teile oder Abfall, welcher sich im Prü fgut befindet, doch an den Ausgang der Prüfeinrichtung gelangen. Die DE-OS 31 00 392 betrifft eine Vorrichtung zum Identifizieren von Werkstücken mit den Merkmalen einer schrittmotorgesteuerten Fördereinrichtung, eines opto-elek­ tronischen Abtastsystems und einem rechnergestützten Flächenberechnungs- und Auswertesystem zur Identifizierung der durchlaufenden Werkstücke. Dabei werden in einem ersten Arbeitsgang, dem sogenannten Lernprozeß, die auf­ tretenden Werkstückarten einzeln über das Abtastsystem geschoben, wobei das Bildauswertungssystem zunächst über speziell vorgegebene Radien die Fläche des Werkstückes berechnet und anschließend abspeichert. Beim zweiten Ar­ beitsgang können dann die verschiedenen Werkstücke unabhängig voneinander über das Abtastsystem gefördert werden, wobei das Bildauswertungssystem über die Flächenberechnung die Identifizierung vornimmt. Nachteilig ist bei die­ ser Lösung, daß die zu prüfenden Teile in einen Rahmen gespannt und dann in vom Schrittmotor festgelegten Schritten am Erkennungssystem vorbeibewegt werden müssen und dabei, wie oben beschrieben, geprüft werden. Weiterhin ist die Fördergeschwindigkeit und damit auch die Prüfgeschwindigkeit durch die feste Anbindung an den Schrittmotor konstant.

Die beiden Druckschriften DE 26 55 426 und DE 21 65 317 befassen sich mit dem Sortieren von Teilen nach spezifischen Erkennungsmerkmalen, wobei diese Einrichtungen darauf angewiesen sind, daß keine anderen als die vorgesehenen Teile zu handhaben sind. Bei allen bekannten Lösungen des Standes der Tech­ nik ist weiterhin nachteilig, daß sie besondere Halterungen, Führungen oder ähnliche, die Vielseitigkeit des Gerätes einschränkende Mittel benutzen müssen, da im Detail auch andere Aufgabenstellungen zu lösen waren.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Sortiervorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zu schaffen, die aus Schüttgut Teile sowohl nach Position als auch nach Kontur und Sorte ordnet.

Diese Aufgabe wird entsprechend dem kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 gelöst.

Das Sortiergerät gemäß der vorliegenden Erfindung bietet die Möglichkeit, die erwähnten Nachteile durch den Einsatz elektrischer Prüfmittel zu über­ winden. Die ankommenden Teile werden dabei mit Hilfe einer Glasplatte durch die Vibrationen des Fördersystems an einer elektrischen Sensorzeile, vor­ zugsweise an einem elektrooptischen Zeilensensor, vorbeibewegt. Die Bereiche der Zeile, welche durch das zu prüfende Teil abgedeckt werden und somit am optischen Sensor als dunkel erscheinen, werden Zeile für Zeile entsprechend dem Bewegungsablauf in einem bestimmten Takt in einen elektronischen Spei­ cher eingeschrieben. Diese Informationen werden mit einer vorher mit Hilfe eines Musterteils eingeschriebenen Information verglichen. Wenn die Abwei­ chungen innerhalb einer bestimmten Toleranz liegen, so wird das Teil als gut identifiziert und weiterverarbeitet. Liegen die Abweichungen außerhalb der Toleranz, so wird das Teil durch einen Abweiser in den Förderer zurückge­ kippt.

Durch diese Anordnung ist es möglich, die Prüfeinrichtung sehr schnell auf die Verarbeitung bestimmter Teile zu programmieren; außerdem können mit ein und demselben Gerät verschiedene Teile in einer gewünschten Reihen­ folge zugeführt werden. Zudem besteht die Gewähr, daß Abfallstücke oder Fremdbestandteile nicht über die Prüf­ einrichtung gelangen.

Die Zeichnungen stellen ein bevorzugtes Aus­ führungsbeispiel dar.

Fig. 1 ist das Schaltschema des Komparators,

Fig. 2 zeigt in Teildraufsicht den Sensorbereich des Geräts,

Fig. 3 ist eine entsprechende Teilseitenansicht,

Fig. 4 dient der Erläuterung des Prüfvorgangs, und

Fig. 5 zeigt in Frontansicht einen Steuer- und Anzeigeteil.

Fig. 1 zeigt das elektronische Schema des Sortier­ geräts.

Der Mikroprozessor CPU 1 bildet zusammen mit einem Festwertspeicher (ROM) 2 und einem Randomspeicher (RAM) 3 ein Computersystem. Der Zeilensensor 4 wird durch ein Taktsignal C angesteuert. Die Bildpunkte werden nach diesem Takt entsprechend ihrer Helligkeit über Verstärker auf das Exklusiv-NOR-Tor 5 übertragen. Durch dieses Tor wird bei jeder Veränderung von hell auf dunkel oder umgekehrt ein Taktsignal auf den Eingang C des astabilen Multivibrators 6 übertragen, so daß durch diesen Multivibrator 6 bei jedem Helligkeitswechsel ein Taktsignal über dessen Ausgang Q auf den Eingang C des Zählers 7 übertragen wird. Der Zähler 7 ist mit dem Steuerbus 8 des Computersystems verbunden. Der ebenfalls durch das Taktsignal C angesteuerte Zähler 9 ist mit dem Datenbus 10 des Computersystems verbunden. Der Aus­ gang Q des Zählers 9 ist mit dem Reset des Bildsensors 4 sowie mit einem Eingang der CPU 1 verbunden. Sobald der Ausgang Q des Zählers 9 den Reset-Vorgang der Sensor­ zeile 4 beendet hat, werden am Ausgang der Sensorzeile die Bildpunkte in Reihenfolge übertragen. Sobald eine Änderung von hell nach dunkel oder umgekehrt auftritt, wird der Multivibrator 6 angesteuert; dessen Ausgang Q steuert den Zähler 7 um einen Schritt weiter und signa­ lisiert außerdem an die CPU 1, daß eine Änderung aufge­ treten ist. Die CPU 1 gibt jetzt den Datenbus 10 und den Steuerbus 8 frei, so daß der Zählerstand des Zählers 9 auf eine am Zähler 7 eingestellte Adresse des Speichers 3 (RAM) eingelesen werden kann. Durch die Verbindung des Ausgangs der Sensorzeile mit dem Zähler 9 wird zudem noch über den Datenbus 10 eine Information übertragen, die anzeigt, ob die Änderung von hell nach dunkel oder umge­ kehrt erfolgte.

Jede am Ausgang des Zeilensensors auftretende Ände­ rung wird in gleicher Weise in das RAM 3 durch den oben beschriebenen direkten Speicherzugriff (DMA) übertragen. Dieses Vorgehen hat den Vorteil, daß die Speicherung der Daten sehr schnell erfolgen kann und somit ein rasches Prüfverfahren möglich wird.

Sobald am Ausgang Q des Zählers 9 ein Signal auf­ tritt, wird der Zeilensensor auf Null gestellt, und das Einlesen der nächsten vom Teil abgetasteten Zeile beginnt. Da der Ausgang Q des Zählers 9 auch mit der CPU 1 verbun­ den ist, erhält diese jetzt die Information, daß sie mit der Auswertung der eben eingeschriebenen Bildzeile begin­ nen kann. Je nachdem, ob es sich um einen Programmiervor­ gang handelt, wird die eingelesene Zeile in einen bestimm­ ten Speicherbereich eingelesen, um später zum Prüfen mit einer anderen Zeile verglichen oder bei einem Prüfvorgang mit einer bereits eingelesenen Zeile verglichen zu werden. Falls die beim Vergleich festgestellten Abweichungen in­ nerhalb einer vorher ausgewählten Toleranz liegen, wird die geprüfte Zeile als richtig erkannt. Falls alle vor­ her eingespeicherten Zeilen am Prüfling entsprechend der angegebenen Toleranz in der vorliegenden Reihenfolge auf­ treten, gilt das geprüfte Teil als gut und wird entspre­ chend weiterbehandelt. Im anderen Falle wird das Teil als schlecht identifiziert und zurückgewiesen.

Mit dem Display 11 können Informationen wie Stück­ zahl, Toleranz etc. ausgegeben werden. Die Ausgänge M und VIB dienen zur Ansteuerung des Schrittmotors 22 oder des Vibratorförderers, so daß diese beiden Betätigungsele­ mente vom elektronischen Teil in gewünschter Weise beein­ flußbar sind. Durch den Decoder 12, der sowohl mit dem Datenbus 10 als auch mit der LED-Zeile 13 verbunden ist, können über den Schalter 14 die gewünschten Funktionszu­ stände ausgewählt werden.

Die Leuchtdiode 13 ist dabei nur beispielsweise für eine Zeile von 16 Leuchtdioden eingezeichnet. Über die Eingänge 15 können Informationen von außen, wie z. B. die Auswahl bestimmter Bestandteile oder Funktionen, an die elektronische Steuereinheit übertragen werden.

Fig. 2 zeigt den Mechanischen Teil des Sortierge­ räts in Draufsicht. Er umfaßt den Fördertopf 16, den Schwenkarm 17, den Träger 18 sowie die Glasplatte 19 und das Abweisblech 20. Die Glasplatte 19 und das Abweisblech 20 sind mit dem Schwenkarm 17 fest verbunden. Der Schwenk­ arm 17 kann durch den Exzenter 21 des Schrittmotors 22 in variable Winkelpositionen gebracht werden. Unter dem Abweisblech 20 befindet sich der Bildsensor 4 mit der Bildzeile 23. Im Abweisblech 20 ist die Aussparung 24 angebracht, durch die die Bildzeile 23 von oben optisch frei wird. Am inneren Rand des Fördertopfes ist eine schraubenförmige Bahn 25 angebracht, von der die zu prü­ fenden Teile auf die Glasplatte 19 befördert werden. Von der Glasplatte 19 können die Teile weiter auf den Aus­ lauf 26 kommen. Die Bahn 25 sowie die Glasplatte 19 und der Auslauf 26 sind so geneigt, daß sie vom Zentrum des Fördertopfes nach außen ein Gefälle haben und die Teile somit immer zum äußeren Rand gleiten.

Fig. 3 zeigt das Gerät in Teilseitenansicht, wo­ bei erkennbar wird, daß die Bahn 25 eine Steigung aufweist und die Glasplatte 19 ein Gefälle, so daß die Geschwindig­ keit der bewegten Teile auf der Glasplatte 19 gegenüber der Förderbahn 25 zunimmt. Der Drehpunkt 27 des Schwenkarms 17 befindet sich dabei vom Sensor aus gesehen in entgegenge­ setzter Richtung zur Bewegungsrichtung der beförderten Teile.

Fig. 4 zeigt in Teildraufsicht das Sortiergerät mit zu prüfenden Teilen im Prüfablauf. Bei dem vorhergegan­ genen Programmierablauf wurde der mechanische Teil durch die elektronische Steuereinrichtung in eine Lage, wie in Fig. 2 dargestellt, gebracht. Das zum Programmieren be­ stimmte Teil wurde wie beim Prüfen über die Sensorzeile be­ wegt. Die dabei ermittelten Informationen wurden gespeichert. Beim Prüfvorgang wird entsprechend diesen vorher gespeicher­ ten Informationen der Schwenkarm 17 durch den Schrittmotor 22 soweit ausgeschwenkt, daß zwischen der Kante 28, der Glasplatte 19 und dem Träger 18 nur soviel Raum bleibt, wie für das zu prüfende Teil benötigt wird. Die Winkellage des Schwenkarms 17 kann dabei durch die Sensorzeile 23 kontrolliert werden, weil diese durch die Kante 29 der Aussparung 24 des mit dem Schwenkarm verbundenen Abweisbleches 20 rela­ tiv zur Winkellage des Schwenkarms 17 abgedunkelt wird. Die ankommenden Teile wandern nun von der Bahn 25 auf die Glasplatte 19, wobei beim Übergang nebeneinander liegende Teile über die Kante 28 der Glasplatte 19 in Pfeilrichtung 30 abgewiesen werden.

Das am äußeren Rand des Fördertopfs bewegte Teil gelangt nach Pfeilrichtung 31 zur Prüfung über den offenen Teil der Sensorzeile. Durch die spezielle Anordnung des Drehpunkts 27 wird der Abstand der Kante 28 zum Träger 18 bei Anpassung an alle möglichen Teilbreiten am Übergang relativ schmal im Vergleich zum Sensorbereich, so daß die Abweisung nebeneinander liegender Teile sicher erfolgt.

Wenn das zu prüfende Teil entsprechend den abge­ lesenen Zeilen innerhalb der vorgegebenen Toleranz dem vorher eingegebenen Teil entspricht, so wird das zu prü­ fende Teil über die Glasplatte 19 auf den Auslauf 26 wei­ tergeleitet. Wahlweise kann die Fördereinrichtung auch un­ mittelbar nach der Prüfung angehalten werden, um das ge­ prüfte Teil zu entnehmen. Falls das Teil nicht dem ein­ programmierten Muster entspricht, kann der Schwenkarm 17 durch den Motor 22 so bewegt werden, daß die Kante 28 unter den Träger 18 kommt und das Teil somit durch die Kante 28 und den Winkel 32 des Abweisblechs 20 in den Fördertopf zurückgekippt wird.

Falls es sich bei den zu prüfenden Teilen z. B. um Schrauben handelt, können Teilbereiche, wie der Anschnitt des Gewindes, bei der Prüfung unterdrückt werden, damit hier auftretende Unregelmäßigkeiten, welche für die Funk­ tion der Schraube ohne Bedeutung sind, bei der Prüfung nicht herangezogen werden. Desgleichen kann durch entsprechen­ de Programmierung festgelegt werden, daß Löcher und Durchbrüche im Teil, welche für die Funktion ohne Bedeu­ tung sind, bei der Prüfung nicht herangezogen werden.

Wenn die Prüfung sehr genau erfolgen muß, so kann über die Steuereinheit VIB des elektronischen Teils die Fördereinrichtung während der Prüfung auf eine lang­ samere Betriebsart geschaltet werden.

Fig. 5 zeigt ein Ausführungsbeispiel für ein Schaltpult. Die gewählte Funktion wird durch eine Leucht­ diodenzeile angezeigt. Die Bezeichnung "Ausführung" bedeu­ tet Ausführung der Programmierung, Löschung oder Prüfung wie gewählt. Die Bezeichnung "Start/Stop" ermöglicht ein Anhalten des Systems. Die Funktion "Löschen" ermöglicht das Freimachen von Speicherplätzen; die Funktion "Program­ mieren" das Einlesen neuer Vergleichsinformationen. Durch die Funktion "Stückzahlzähler bzw. Reihenzähler 0" kann die Reihenfolge auszulesender Teile eingestellt werden. Durch die Funktion "Prüfen" kann das zu prüfende Teil aus­ gewählt werden. Durch die Funktion "Speicherzahl" kann für das Programmieren die Speicherzahl begrenzt werden. Die Funktion "Toleranz" gestattet die Einstellung der gewünsch­ ten Toleranzgrenzen. Die Funktionen "Prüfende 1, Prüfanfang 2, Prüfende 3, Prüfanfang 4 und prüfende 5" bezeichnen je­ weils eine Zeile in Bewegungsrichtung, bei der die Prü­ fung unterbrochen bzw. wieder aufgenommen wird. Durch die Funktion "Anzahl" kann die Anzahl der zu prüfenden Teile festgelegt werden. Durch die Funktion "Kontur" kann einge­ stellt werden, daß nur die äußere Begrenzung des Teils ge­ prüft wird und Löcher sowie Durchbrüche in der Prüfung nicht berücksichtigt werden. Durch die Funktion "Schritt/ Stop" wird ausgewählt, ob ein Teil nach der Prüfung auf den Auslauf weiterbewegt wird oder am Ende der Zeile stoppt.

Die Taste RESET stellt die oberste Funktion ein.

Die Taste NEXT schaltet die Funktionsauswahl einen Schritt weiter.

Die Taste AUSF. führt die eingestellte Funktion aus.

Das oben beschriebene Gerät stellt ein Ausführungs­ beispiel der Erfindung dar. Abwandlungen, z. B. in Anpas­ sung an zu prüfende Teile, sind möglich, etwa in der Form, daß nicht eine allgemeine, sondern eine spezielle Licht­ quelle verwendet wird, und/oder daß der Sensor neben oder über dem zu prüfenden Teil angebracht wird.

Claims (5)

1. Sortiergerät für mechanische Bauteile bestehend aus einer Fördereinrichtung zum Transport der Bauteile, einer im Transportk­ reis befindlichen opto-elektronischen Abtastanordnung zum Abtasten des Fördergutes sowie einer der Abtastanordnung zugeordneten Rech­ nerauswertung, die im Vergleich mit einem zuvor ermittelten oder eingeschriebenen Muster das Bauteil identifiziert, sowie einer Se­ lektionsanordnung, dadurch gekennzeichnet, daß die Fördereinrichtung als Schwingfördertopf (16) ausgebildet ist, dem ein rechnergestütz­ tes Bildauswertungssystem in Form eines Komparators mit einem als Abtastanordnung ausgebildeten Zeilensensor (4) zugeordnet ist, der­ art, daß der Zeilensensor (4) des Bildabtastsystems und die Förder­ geschwindigkeit des Schwingfördertopfes (16) voneinander abhängig über einen internen Rechnertakt (C) gesteuert werden und jede am Ausgang des Zeilensensors (4) auftretende Signaländerung innerhalb eines direkten Speicherzugriffs (DMA) in einen Speicher RAM (3) eingeschrieben wird.
2. 2. Sortiergerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils einem Speicherplatz des Speichers RAM (3) eine den betref­ fenden Bildpunkt der Sensorzeile zugeordnete Zahl gemeinsam mit ei­ nem lnformationssignal bezüglich der Helligkeitsänderung sowie ein Belegt-Signal zugeordnet sind.
3. 3. Sortiergerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fördereinrichtung mittels eines von dem Zeilensensor (4) abge­ leiteten Schaltkommandos von einem schnelleren Förderbetrieb in ei­ nen langsameren Förderbetrieb umschaltbar ist.
4. 4. Sortiergerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Schwingfördertopf (16) ein durch einen Schrittmotor betätigbarer Schwenkarm (17) mit einem in die Förderstrecke ragenden Abweiser (20) zugeordnet ist zum Begrenzen der Förderstreckenbreite auf die für den Durchlaß nur eines Bauteils erforderliche Breite.
5. 5. Sortiergerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Steuer- und Anzeigeteil mit Sichtanzeige der jeweils einge­ stellten Funktion und einer Ziffernanzeige der jeweils zugehörigen Ergebnisse vorgesehen ist.