DE69113003T2 - Vorrichtung zum Zählen von aufgestapelten Gegenständen, wie z.B. Briefen. - Google Patents

Description

Vorrichtung zum Zählen einer Anzahl flacher Objekte wie bei- spielsweise Briefe, die einen Stapel bilden A. HINTERGRUND DER ERFINDUNG 1. Gebiet der Erfindung
• Die Erfindung liegt auf dem Gebiet des Zählens von Objekten. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf eine Vorrichtung zum Zählen von im wesentlichen flachen Objekten wie beispielsweise Briefe, die einen Stapel bilden, umfassend:
• - eine Stapelbasis, die mit einem flachen Abschnitt versehen ist, aus dem mindestens eine streifenförmige Oeffung ausgeschnitten ist, die sich Uber die gesamte Lände der Stapelbasis erstreckt, wobei jedes der Objekte in dieser Stapelbasis derart positioniert werden kann, dass eine Objektseite im wesentlichen gegen diesen flachen Abschnitt anliegt,
• - Beleuchtungsmittel, um mittels eines Strahls den Stapel in dieser Oeffnung zu beleuchten,
• - Auffangmittel zum Auffangen eines Reflexionssignals vom Stapel über die gesamte Länge in dieser Oeffnung,
• - Analysemittel, um das Reflexionssignals zu analysieren und daraus die Anzahl Objekte im Stapel abzuleiten,
• - Anzeigemittel zum Anzeigen der von den Analysemitteln abgeleiteten Anzahl.
2. Stand der Technik
• Poststückabsender haben die Möglichkeit, grosse Mengen Poststücke in grossen Stössen bei der Post aufzugeben. Normalerweise werden für solche Poststösse spezielle Tarife angewendet. Beim Aufgeben sollte der Ablieferer die Anzahl und die Gewichtsklasse der abgegebenen Poststösse angeben. Da das Durchführen von Zählungen sehr arbeitsintensiv ist, sind die angegebenen Mengen und Gewichtsklassen bis jetzt nur durch Zufallsüberprüfungen kontrolliert worden. Eine intensivere Ueberprüfung wird jedoch als notwendig erachtet.
• Poststösse können im allgemeinen in zwei Gruppen aufgeteilt werden, das heisst in eine erste Gruppe, die aus Poststücken besteht, welche im wesentlichen das gleiche Gewicht und die gleichen Dimensionen aufweisen, und in eine zweite Gruppe, die aus Poststücken besteht, welche ein unterschiedliches Gewicht und/oder unterschiedliche Dimensionen aufweisen. Poststösse der ersten Gruppe können, was die Menge betrifft, im allgemeinen ziemlich einfach und mit ausreichender Genauigkeit durch Wägen quantifiziert werden. Das Bestimmen der Anzahl Poststücke eines Stosses der zweiten Gruppe kann mit ausreichender Genauigkeit nur durch Zählen durchgeführt werden. Ein solches Zählen ist bis jetzt von Hand durchgeführt worden und ist demzufolge sehr zeitaufwendig. Es besteht somit Bedarf für eine neue Vorrichtung, mit der ein solches Zählen unter Beibehaltung eines ausreichenden Genauigkeitsgrades viel einfacher und schneller durchgeführt werden kann. Derartige Poststösse werden normalerweise in ziemlich geordneten gebündelten Stapeln abgeliefert. Die Briefe der zweiten Gruppe unterscheiden sich, was die Dimensionen betreffen, ziemlich stark, sind jedoch im allgemeinen recht flache Objekte, die mindestens eine gerade Seite aufweisen. Solche Briefe können in einem Stapel so geordnet werden, dass diese geraden Seiten aller Briefe in einer im wesentlichen flachen Ebene liegen. Im weiteren weisen solche Briefe an dieser geraden Seite keinen rechteckigen Querschnitt auf sondern ein Querschnitt, der sich normalerweise zu einem Punkt verjüngt, so dass der Stapel auf der Seite dieser flachen Ebene einen im wesentlichen gezahnten oder gerippten Querschnitt aufweist, wobei jede Rippe oder Zahnung einen Brief darstellt. Wenn ein solcher Stapel dann auf der Seite dieser flachen Ebene beleuchtet wird, wird ein alternierendes Muster von hellen und dunklen Strichen sichtbar. Durch Zählen beispielsweise der Anzahl Lichtstriche in diesem Muster kann die Anzahl Briefe im Stapel ermittelt werden. Ein derartiges Zählprinzip zum Zählen der Anzahl Objekte in einem Stapel von normalerweise einheitlichen blattförmigen Objekten ist per se bekannt, zum Beispiel aus den unter C. (siehe unten) erwähnten Referenzen [1], [2], [3] und [4]. Insbesondere Referenz [1] zeigt Problemlösungen für Fälle, bei denen hohe Geschwindigkeit und grosse Zuverlässigkeit erforderlich sind und bei denen schwierige Materialien beteiligt sind wie beispielsweise Papier, Glas und Metalle mit kristallinen oder granularen Randeigenschaften. In solchen Fällen sind entweder komplizierte Massnahmen erforderlich, um die Bandbreite des bei der Anwendung verwendeten Sensors zu maximieren, oder es müssen spezielle Anordnungen von Lichtquelle, Linsenelemente und Sensor verwendet werden. Da die in den erwähnten Publikationen beschriebenen Anwendungen ziemlich spezifisch sind, hat die Ausrüstung, mit der die Zähltechnik durchgeführt werden kann, auch wenn sie kommerziell realisierbar wäre, den Nachteil, dass sie für das oben beschriebene Zählproblem trotzdem erst nach den notwendigen Anpassungen und intensiven Tests verwendet werden kann.
B. ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
• Die Erfindung erfüllt die oben erwähnten Anforderungen. Zu diesem Zweck liefert sie eine neuartige Vorrichtung zum Zählen einer Anzahl im wesentlichen flacher Objekte wie beispielsweise Briefe, die einen Stapel bilden, bei der vom Zählprinzip Gebrauch gemacht wird, das aus der oben zitierten Technologie bekannt ist. Eine Vorrichtung nach der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Beleuchtungsmittel und die Auffangmittel zusammen von per se bekannten Strichcodeabtastmitteln gebildet sind. Ziel der Erfindung ist, eine eine solche Vorrichtung in einer bevorzugten Ausführung zu liefern, welche die oben erwähnten Nachteile nicht aufweist. In der Praxis hat sich in der Tat erwiesen, dass das oben erwähnte strichförmige Muster, das bei Beleuchtung des Briefstapels auf der Seite dieser Ebene sichtbar wird, als Strichcode behandelt werden kann, der gegenwärtig in allen möglichen Formen verwendet wird, zum Beispiel zum Identifizieren von Verkaufsartikeln, und für den jetzt alle möglichen Arten von Scannern im Handel erhältlich sind, um solche Codes lesen zu können.
• Insbesondere wenn ein Scanner mit einem festen Abtaststrahl verwendet wird, bietet die Erfindung eine einfache und billige Vorrichtung, mit der die Anzahl Objekte im Stapel schnell und mit wenig Arbeitsaufwand gezählt werden kann.
C. REFERENZEN
• [1] US-A-3 813 523 (MOHAN et al.);
• [2] US-A-3 964 041 (HINDS);
• [3] US-A-3 835 306 (BILLS et al.);
• [4] US-A-3 422 274 (COHAN);
• [5] Solid State Scan Modules, Specifications Part No. 1188 DQ, Symbol Technologies Inc. 1987;
• [6] LP 1500 Series Hand-held contact-scanning wands, Specifications Part No. 887 GA, Symbol Technologies Inc. 1987;
• [7] F30 Fixed Position Bar Code Reader, DATALOGICS S.p.A., Bologna, Italy, Febr. 1989, (BC-041 81100019).
D. KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
• Die Erfindung wird anhand einer Beschreibung einer beispielhaften Ausführung detaillierter erläutert, wobei auf eine Zeichnung verwiesen wird, in der:
• Figur 1 ein skizzenhaftes Diagramm einer Vorrichtung nach der Erfindung zeigt;
• Figur 2 eine Ansicht einer bevorzugten Ausführung der Vorrichtung nach der Erfindung zeigt.
E. BESCHREIBUNG EINER BEISPIELHAFTEN AUSFÜHRUNG
• Das Prinzip der Erfindung kann auf irgendeine Art im wesentlichen flacher Objekte angewendet werden, die in einem Stapel derart positioniert werden können, dass mindestens einige ihrer Objektränder eine gemeinsame, im wesentlichen flache Seite des Stapels bilden. Bequemlichkeitshalber ist jedoch die Beschreibung weiter unten auf Briefe beschränkt, die das gewöhnliche, im wesentlichen rechteckige Aussehen haben, die jedoch in den Dimensionen wie beispielsweise in der Dicke variieren können. Um die Zeichnung nicht unnötig zu verkomplizieren, sind die Briefe in den Figuren in der Tat mit einheitlichen Dimensionen dargestellt.
• Figur 1 zeigt ein skizzenhaftes Diagramm einer Vorrichtung zum Zählen einer Anzahl Briefe im gestapelten Zustand. In dieser Figur ist ein Teil eines Stapels 1 von Briefen 2 im Querschnitt dargestellt. Der Stapel umfasst N Briefe beginnend mit einem vordersten Brief 2' bis und mit dem hintersten Brief 2''. In der gestapelten Position bilden alle N Briefe 2 mit einem ihrer Briefränder 3 eine im wesentlichen flache Seitenebene 4 (gestrichelte Linie) des Stapels, und zwar über die gesamte Länge des Stapels, das heisst beginnend beim vordersten Brief 2' bis und mit dem hintersten Brief 2''. Ein Scanner 5 tastet den Stapel 1 in der Seitenebene 4 mittels eines Abtaststrahls 6, zum Beispiel Laserlicht, mindestens über die gesamte Länge ab und empfängt von diesem ein Reflexionssignal 7. Dieses Reflexionssignal wird im allgemeinen in der Lichtintensität fluktuieren, wobei die Maxima die Folge starker Reflexion an den Briefrändern 3 im wesentlichen in der Seitenebene 4 sind, während die Minima durch Absorbierung und breite seitliche Streuung im Raum zwischen den aufeinanderfolgenden Briefrändern 3 verursacht werden. Der Scanner 5 wandelt das Reflexionssignal 7 in ein entsprechendes elektrisches Signal um, das dann einem Signalprozessor 8 zugeführt wird. Der Signalprozessor 8 verarbeitet das Reflexionssignal in eine Form, die sich für eine spätere Analyse eignet, zum Beispiel in eine digitale Form, und führt es einem Analysator 9 zu. Dieser Analysator bestimmt, zum Beispiel durch Zählen der Anzahl Maxima im verarbeiteten Reflexionssignal, die Anzahl N Briefe im Stapel 1. Diese Zahl N wird dann an eine Zahlenanzeige 10 übertragen, um die Zahl N visuell darzustellen.
• Im Prinzip kann irgendein Auffangmittel mit einer assoziierten Lichtquelle, das ein Reflexionssignal von der Seitenebene 4 des Stapels empfängt, das dann verarbeitet und analysiert wird, anstelle dieses Scanners 5 (mit dem assoziierten Signalprozessor 8) gewählt werden. Das Auffangmittel kann eine Videokamera sein, die beispielsweise ein Bild der gesamten Seitenebene 4 des Stapels 1 aufnimmt, von dem ein Teil von einem assoziierten Videosignalprozessor abgetrennt und derart verarbeitet wird, dass es mit dem oben erwähnten verarbeiteten Reflexionssignal vergleichbar ist. Dies wäre jedoch eine teure Ausführung der Erfindung.
• Insbesondere hat sich experimentell herausgestellt, dass eine Seitenebene 4 eines Stapels, in dem die Briefe wie oben beschrieben positioniert sind, als ein Strichcodemuster angesehen werden kann, das mit der herkömmlichen handelsüblichen Scannerausrüstung abgetastet werden kann. Eine solche Scannerausrüstung umfasst in der Tat die Funktionen des Scanners 5 und des Prozessors 8 zusammengenommen, oder verkörpert durch einen abtastenden Teil und einen verarbeitenden Teil. Ein vom abtastenden Teil abgetasteter Strichcode wird vom verarbeitenden Teil normalerweise als digitales Signal zur Weiterverarbeitung abgegeben. Die Anzahl beispielsweise von Lichtstrichen in einem Muster kann deshalb einfach gezählt werden, indem all die 'Null'/'Eins'-Injunktionen oder all die 'Eins'/'Null'-Injunktionen im digitalen Signal gezählt werden. Ein Mikroprozessor kann für diesen Zweck leicht programmiert werden. Es gibt zwei Arten von Scannergeräten, die im Handel erhältlich sind; das eine besitzt einen beweglichen Abtaststrahl und das andere besitzt einen festen Abtaststrahl. Ein Scanner mit einem beweglichen Abtaststrahl ist zum Beispiel aus der unter C. erwähnten Referenz [5] bekannt. Dieser bekannte Scanner weist eine horizontale Strahlschwenkung von 90º auf, mit der theoretisch ein Briefstapel mit einer Länge bis zu 20 cm abgetastet werden könnte, indem bei einer festen Position, zum Beispiel bei einer Distanz von 10 cm, begonnen wird. Es hat sich jedoch erwiesen, dass nur Stapel, die aus ungefähr 20 Briefen bestehen, mit ausreichender Genauigkeit gezählt werden können. Dies ist die Folge der Tatsache, dass das Signal gegen die Seite hin, vom Mittelpunkt der Strahlschwenkung aus gesehen, an den Briefrändern immer mehr zerstreut wird, so dass es immer schwieriger wird, im empfangenen Reflexionssignal die Maxima von den Minima zu unterscheiden. Diese Einschränkung kann eliminiert werden, indem ein Scanner verwendet wird, der einen festen Abtaststrahl aufweist, und der während dem Abtasten eine relative Bewegung entlang der Seitenebene 4 des Stapels 1 durchführt. Diese Ausführung wird weiter unten mit Verweis auf Figur 2 detaillierter erklärt. Scanner mit einem festen Abtaststrahl sind bekannt, zum Beispiel aus den Referenzen [6] und [7].
• Figur 2 zeigt eine Ansicht einer Vorrichtung nach einer bevorzugten Ausführung. Eine Stapelbasis 20 zum Aufnehmen eines Stapels 21 von Briefen 22 besteht aus zwei Tragplatten 23 und 24, die auf beiden Seiten von zwei vertikalen Stützen 25 und 26 gehalten werden. Die Stapelplatten 23 und 24 weisen in bezug zueinander eine im wesentlichen rechtwinklige Position auf und lassen in Aufwärtsrichtung nach oben einen Zwischenraum frei, der einen rechtwinkligen Querschnitt aufweist, um den Stapel 21 aufzunehmen. Im Stapel 21 ist jeder Brief 22 so stark als möglich in Uebereinstimmung mit einem solchen rechtwinkligen Querschnitt angeordnet, so dass dabei die Ränder der Briefe die Tragplatten 23 und 24 berühren. In der Abwärtsrichtung lassen die Tragplatten einen schmalen Streifen 27 frei, zumindest in der Ebene einer der Tragplatten, in diesem Fall in der Tragplatte 23, durch den ein Bruchteil der Briefränder der Briefe 22 im Stapel 21 sichtbar ist. Die Stützen 25 und 26 halten ebenfalls eine Führungsstange 28, die derart befestigt ist, dass sie parallel zum schmalen Streifen 27 und zur Stapelbasis 20 verläuft. Auf diese Führungsstange 28 ist ein Halter 29 montiert, der in einer sonst festen räumlichen Ausrichtung entlang der Führungsstange bewegbar ist. Ein schreibfederartiger Scanner 30 ist derart eingebaut, dass er im Halter 29 in seiner Längsrichtung verstellbar ist. Der Scanner weist einen Abtastkopf 31 auf, der in einem festen Abstand von den Rändern der im Streifen 27 sichtbaren Briefe 22 eingestellt wird. Der Scanner 30 weist ein flexibles Verbindungskabel 32 auf, das für die Stromversorgung sowie die Signalübertragung zu einem kleinen Gehäuse 33 bestimmt ist, in dem sich ein Mikroprozessor (nicht gezeigt) befindet sowie eine visuelle Zahlenanzeige 34, die wie abgebildet beispielsweise drei Zahlen aufweist. Das kleine Gehäuse 33 kann weiter mit einem Rückstellknopf 35 versehen sein, mit dem die Anzeige auf Null gestellt werden kann. Das Signalverbindungskabel 32 weist mindestens eine derartige Länge auf, die es ermöglicht, dass der Halter 29 mit dem Scanner 30 über die gesamte Länge der Führungsstange zwischen den beiden Stützen 25 und 26 verschoben werden kann. Ein in der Stapelbasis 21 plazierter Stapel kann auf beiden Seiten mittels verschiebbaren Haltern (nicht gezeigt) gehalten werden.
• Die Vorrichtung wird wie folgt benützt. Ein Stapel 21 von Briefen 22 wird zum Beispiel von Hand in der Stapelbasis 20 plaziert, wie dies in Figur 2 dargestellt ist. Der Stapel wird, falls nötig, ein wenig von Hand geschüttelt, um zu gewährleisten, dass die Ränder der Briefe 22 auf der Seite, auf der sich der Scanner 30 befindet, so gut wie möglich gegen die Tragseite 23 anliegen. Der Halter 29 mit dem Scanner 30 wird in eine Startposition gebracht, falls diese nicht schon eingenommen worden ist. Eine Startposition für den Abtaster ist irgendeine Position, in der sich der Scanner 30 entweder zwischen der Ebene der Stütze 25 und dem vordersten Brief 22' im Stapel oder zwischen dem letzten Brief 22'' im Stapel und der Ebene der Stütze 26 befindet. Der Halter 29 wird dann von einer Startposition entlang der Führungsstange 28 verschoben, und zwar von einer Seite des Stapels her, am Stapel vorbei bis zu einer Endposition auf der anderen Seite des Stapels, wobei der Scanner 30 bei diesem Vorgang während der Verschiebung die Briefränder des Stapels im Streifen 27 abtastet und ein Reflexionssignal empfängt und dieses in ein digitales Signal verarbeitet, das dann über das Verbindungskabel 32 an den Mikroprozessor im kleinen Gehäuse 33 geleitet wird. Der Mikroprozessor ist derart programmiert, dass zum Beispiel alle 'Null'/Eins'-Injunktionen gezählt werden und diese Zahl dann durch die Anzeige 34 angezeigt wird, wonach diese Zahl vom Bedienungspersonal abgelesen werden kann. Der gezählte Stapel kann dann durch einen neuen Stapel ersetzt werden, der wiederum auf die beschriebene Weise abgetastet wird. Der Mikroprozessor kann ausserdem derart programmiert sein dass, wenn die Anzeige 34 nicht mit dem Ruckstellknopf 35 zurückgestellt wird, wenn ein bereits gezählter Stapel durch einen neuen noch zu zählenden Stapel ersetzt wird, die Zahl der gezählten Briefe im neuen Stapel zur Zahl der bis zu diesem Zeitpunkt in einem oder in mehreren aufeinanderfolgenden bereits gezählten Stapeln addiert wird. Dies hat den Vorteil, dass die Anzahl Briefe bei Stapeln, die zu gross sind um in einem Durchgang gelesen werden zu können, auf einfache Weise bestimmt werden kann. Es ist offensichtlich, dass das Verschieben des Halters 29 entlang der Führungsstange 28 ebenfalls mit Hilfe von per se bekannten elektromechanischen Hilfsmitteln durchgeführt werden kann.

Claims (3)

1. Vorrichtung zum Zählen einer Anzal im wesentlichen flacher Objekte (2;22) wie beispielsweise Briefe, die einen Stapel (1;21) bilden, umfassend:

- eine Stapelbasis (20), die mit einem flachen Abschnitt (4;23) versehen ist, aus dem eine mindestens streifenförmige Oeffnung (27) ausgeschnitten ist, die sich über die gesamte Länge der Stapelbasis erstreckt, wobei jedes der Objekte in dieser Stapelbasis derart positioniert werden kann, dass eine Seite des Objekts im wesentlichen gegen diesen flachen Abschnitt anliegt,

- Beleuchtungsmittel, um mittels eines Strahls (6) den Stapel in dieser Oeffnung zu beleuchten,

- Auffangmittel (5,8;30) zum Auffangen eines Reflexionssignals (7) vom Stapel über die gesamte Länge in dieser Oeffnung,

- Analysemittel (9;33), um das Reflexionssignal zu analysieren und daraus die Anzahl Objekte im Stapel abzuleiten,

- Anzeigemittel (10;34) zum Anzeigen der von den Analysemitteln abgeleiteten Zahl,

dadurch gekennzeichnet, dass die Beleuchtungsmittel und die Auffangmittel zusammen durch per se bekannte Strichcodeabtastmittel gebildet sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Abtastmittel aus einem Scanner bestehen, der einen festen Abtaststrahl aufweist, und dass Führungsmittel (28) vorgesehen sind, entlang welcher der Scanner von einer vorbestimmten Position aus entlang dem Stapel in dieser Oeffnung geführt werden kann.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Abtastmittel aus einem Scanner bestehen, der einen schwenkenden Abtaststrahl aufweist, der in einem vorbestimmten Abstand von dieser Oeffnung positioniert ist.