DE19944818A1 - Scan-Station - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Scan-Station zur automatisierten Erfassung von auf Gegenständen beliebig angebrachten, maschinenlesbaren optischen Kennzeichnungen, mit einer waggerechten Aufnahmeplatte und Scannerköpfen, die räumlich verteilt um die Aufnahmeplattform angebracht und auf die Aufnahmeplattform gerichtet sind. DOLLAR A Diese Aufnahmeplattform ist als ebener Drehteller aus glasklarem Material ausgebildet, der in seiner Ebene drehbar gelagert und mit einem motorischen Drehantrieb versehen ist, wobei jeweils mindestens ein Scannerkopf von oben und von unten in Richtung der Drehachse des Drehtellers sowie mindestens ein Scannerkopf seitlich quer dazu angebracht ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Scan-Station zur automatisierten Erfassung von auf Gegenständen beliebig angebrachten, maschinenlesbaren optischen Kennzeichnungen, mit einer waagerechten Aufnahmeplattform und Scanner­ köpfen, die räumlich verteilt um die Aufnahmeplattform angebracht und auf die Aufnahmeplattform gerichtet sind.

In nahezu allen Bereich moderner, rechnergestützter Logistik werden die betreffenden Gegenstände, wie etwa Transportgüter jeglicher Art, mit maschinenlesbaren optischen Kennzeichnungen versehen. Diese sind größ­ tenteils in Form von sogenannten Barcodes (Strichcodes) oder auch in soge­ nannter Klarschrift von außen sichtbar auf den Objekten angebracht. Sie enthalten beispielsweise produktspezifische Angaben, wie Artikelnummer, Verkaufspreis, Verfallsdatum, Sicherheitshinweise und dergleichen oder Ver­ sandangaben jeglicher Art. Entsprechend breit sind die Anwendungsberei­ che, die von der Verwaltung von Artikelstammdaten im Einzelhandel, bei­ spielsweise bei der Lagerhaltung von Medikamenten in Apotheken, bis hin zur Versandkostenermittlung und Transportsteuerung in Güterverteilungsan­ lagen reichen.

Zum Einlesen der in den Kennzeichnungen enthaltenen Datensätzen in elek­ tronische Datenverarbeitungsanlagen finden Scan-Stationen Anwendung, die berührungsfrei arbeitende, in der Regel optisch, akustisch oder elektrisch arbeitende Leseköpfe, sogenannte Scannerköpfe, aufweisen. Im Gegensatz zu manuellen Scan-Stationen, bei denen manuell geführte Scannerköpfe von einer Bedienungsperson auf die Kennzeichnung gerichtet werden - oder - der entsprechende Gegenstand manuell mit der Markierung vor einen Scanner­ kopf bewegt wird, wie dies beispielsweise an Registrierkassen im Einzelhan­ delsbereich seit langem bekannt ist, bezieht sich die erfindungsgemäße Scan-Station auf die automatisierte Datenerfassung. Dies bedingt, daß die maschinenlesbaren optischen Kennzeichnungen ohne manuelle Hilfe im logi­ stischen Fluß von der Scan-Station selbsttätig aufgefunden, identifiziert und erfaßt, d. h. eingescannt werden.

Eine nach dem Stand der Technik bekannte Ausführungsform einer automati­ sierten Scan-Station weist eine waagerechte Aufnahmeplattform auf, die durch das Transportband eines Endlosförderers gebildet wird. Durch Scannerköpfe, die auf den Raumbereich oberhalb des Förderbandes gerichtet sind, werden die Kennzeichnungen dort befindlicher Gegenstände automatisch identifiziert und eingescannt. Eine ähnliche Scan-Station geht aus der DE 43 18 341 A1 hervor. Darin werden die Gegenstände ebenfalls mittels einer Transporteinrichtung an einer Mehrzahl von Scannerköpfen vorbeibewegt, die räumlich verteilt so angeordnet sind, daß diese beispielsweise gleichzeitig von vier Seiten auf die von der Transporteinrichtung beförderten Gegenstände gerichtet sind.

Die vorgenannten Scan-Stationen sind derartig konzipiert, daß sie die Identi­ fizierung von Kennzeichnungen auf Gegenständen ermöglichen, die in eine Richtung mittels einer Transportvorrichtung über eine waagerechte Aufnah­ meplattform bewegt werden. Diese Geräte liefern auch befriedigende Erfolgsquoten, sofern die betreffenden Gegenstände so günstig auf der Auf­ nahmeplattform des Förderers liegen, daß die darauf angebrachten Barcodes von den senkrecht zur Förderrichtung stehenden Scannerköpfen registriert werden. Ein Nachteil dieses Verfahrens wird jedoch bereits in der DE 43 18 341 A1 angesprochen: Sobald ein Gegenstand ungünstig in Bezug auf die Scannerköpfe liegt, d. h., daß beispielsweise kein Barcode in den Sichtbereich der Scannerköpfe kommt, wird der entsprechende Gegenstand ausgesondert und erneut durch die Scan-Station transportiert. Durch die dabei erfolgende, zufällige Positionierung in einer anderen Lage soll dabei erreicht werden, daß alle Gegenstände im statistischen Mittel zumindest einmal eine zur Erfassung günstige Lage erhalten. Nachteilig daran ist jedoch zum einen, daß unter Umständen mehrere Durchläufe mit entsprechendem Zeitaufwand erforderlich sind und zum anderen fehlende oder fehlerhafte Kennzeichnungen nicht erkennbar sind und vergebliche Identifizierungsversuche theoretisch beliebig oft wiederholt werden.

Durch die Verwendung einer großen Anzahl von Scannerköpfen, die unter unterschiedlichen Raumwinkeln auf die transportierten Gegenstände gerich­ tet werden, läßt sich die Fehlerquote zwar verringern. Dies ist jedoch mit einem erheblichen apparativen Aufwand verbunden.

Aus der vorangehend erläuterten Problematik ergibt sich die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabenstellung, eine Scan-Station zur Verfügung zu stellen, welche mit relativ wenigen Scannerköpfen eine höhere Identifikati­ onssicherheit hat. Insbesondere soll die Fehlerquote bei der Erfassung so gering sein, daß fehlerhafte Kennzeichnungen als solche identifizierbar sind.

Zur Lösung dieser Aufgabenstellung schlägt die Erfindung vor, daß die Auf­ nahmeplattform als ebener Drehteller aus glasklarem Material ausgebildet ist, der in seiner Ebene drehbar gelagert und mit einem motorischen Drehantrieb versehen ist, wobei jeweils mindestens ein Scannerkopf von oben und von unten in Richtung der Drehachse des Drehtellers sowie mindestens ein Scannerkopf seitlich quer dazu angebracht ist.

Bei der erfindungsgemäßen Scan-Station wird ein dreidimensionaler Gegen­ stand, bei dem sich die maschinenlesbare Kennzeichnung auf einer beliebi­ gen, vorher nicht bekannten Seitenfläche befindet, auf dem erfindungsge­ mäßen Drehteller plaziert. Damit liegt er im Sichtbereich der Scannerköpfe, die in unterschiedlichen Raumrichtungen auf die Aufnahmeplattform gerich­ tet sind. Das Besondere an der erfindungsgemäßen Anordnung ist, daß durch die in Richtung der Drehachse des Drehtellers, d. h. senkrecht zur Aufnahmeplattform oberhalb und unterhalb des Drehtellers angeordneten Scannerköpfe gleichzeitig die Ober- und Unterseite des Gegenstands abge­ scannt werden können. Die freie Sicht zur Unterseite des Gegenstands wird dadurch gewährleistet, daß der Drehteller aus glasklarem Material besteht, also für den Lesestrahl der Scannerköpfe transparent ist. Dadurch, daß der Drehteller in seiner Ebene motorisch angetrieben drehbar ist, lassen sich bei einer vollständigen Drehung bereits mit einem einzigen, quer zur Drehachse seitlich oberhalb der Aufnahmeform in Höhe des Gegenstands angeordnetem Scannerkopf sämtliche Seitenflächen auf eventuell dort angebrachte Markie­ rungen abscannen.

Der besondere Vorteil der erfindungsgemäßen Scan-Station liegt somit darin, daß mit einem relativ geringen apparativen Aufwand, unter Verwendung von im einfachsten Fall lediglich drei Scannerköpfen - oben, unten, seitlich - be­ liebige auf dem Drehteller befindliche Gegenstände von allen Seiten mit nahezu größtmöglicher Sicherheit abgescannt werden können. Dadurch ist es möglich, jeden Gegenstand mit beliebiger Anordnung eines Barcodes auf einer Seitenfläche in einem einzigen Durchlauf durch die Scan-Station auto­ matisiert datenmäßig zu erfassen. Dabei ist die Zeitersparnis gegenüber bekannten Verfahren, die im statistischen Mittel mehrere Durchläufe benöti­ gen, natürlich signifikant geringer. Durch die hohe Identifikationssicherheit kann weiterhin mit einem einzigen Durchgang durch die Scan-Station festge­ stellt werden, ob der Gegenstand keine oder eine fehlerhafte Kennzeichnung aufweist. Damit lassen sich solche, nicht identifizierbaren Gegenstände problemlos automatisch aus dem Transportfluß entfernen.

Die erfindungsgemäße Scan-Station kann grundsätzlich in allen möglichen Anwendungsbereichen von der vollautomatischen Lagerhaltung bis hin zur Warenverteilung eingesetzt werden. Zur Eingliederung in den Transportfluß ist lediglich eine Handhabungs- bzw. Transportvorrichtung erforderlich, die eine Plazierung der Gegenstände auf dem Drehteller ermöglicht. Durch ihren kompakten Aufbau und den hohen Sicherheitsstandard ist die erfindungsge­ mäße Scan-Station besonders gut geeignet zur Integration in vollautomati­ sche Kompakt-Lagersysteme, beispielsweise für Apotheken. Sowohl die Zeit­ ersparnis als auch die Identifikationssicherheit ist in diesem sensiblen Bereich nämlich von ausschlaggebender Bedeutung.

Eine zweckmäßige Weiterbildung der Erfindung sieht vor, daß der Drehteller durch eine kreisrunde Platte gebildet wird, die an ihrem Umfang gehaltert und gelagert ist. Durch diese Konstruktion bekommt der unterhalb des Dreh­ tellers angebrachte Scannerkopf, der in Richtung der Drehachse gerichtet ist, in jedem Falle freie Sicht auf die Unterseite eines auf dem Drehteller befind­ lichen Objektes.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, daß der Drehan­ trieb den Drehteller jeweils um einem vorgebbaren Winkel verstellt. Dies läßt sich beispielsweise dadurch realisieren, daß der motorische Antrieb den Drehteller rechnergesteuert in einem Schritt um jeweils 90° verdreht. Bereits mit einem einzigen seitlich angeordneten Scannerkopf lassen sich somit mit nur vier Drehschritten sämtliche Seitenflächen erfassen. Selbstverständlich sind ggf. kleinere oder größere Winkelschritte vorgebbar, beispielsweise um Fehlpositionierungen von Gegenständen auf dem Drehteller auszugleichen.

Eine besonders vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, daß quer zur Drehachse des Drehtellers zwei Scannerköpfe gegenüberliegend ange­ bracht sind. Dadurch wird erreicht, daß mit einer Vierteldrehung des Drehtel­ ler sämtliche vier Seitenansichten eines darauf befindlichen Gegenstands im Sichtbereich der Scannerköpfe liegen. Dies bedeutet eine weitere Beschleu­ nigung des Scanvorgangs, ohne die Identifikationssicherheit zu beeinträchti­ gen.

Eine zweckmäßige Weiterbildung der Erfindung sieht vor, daß der Drehteller mit einer Wägeeinrichtung verbunden ist. Diese kann beispielsweise vorse­ hen, daß der Drehteller als Ganzes auf den Kraftaufnehmern einer vorzugs­ weise elektronischen Waage gelagert ist oder mit integrierten Kraftaufneh­ mern zur Erfassung der Gewichtskraft eines aufliegenden Gegenstands ver­ sehen ist. Dadurch ist gleichzeitig während des Scanvorgangs die Masse des Gegenstands erfaßbar und kann zusammen mit den abgescannten Daten abgelegt und verarbeitet werden.

Vorzugsweise weist die erfindungsgemäße Scan-Station berührungslos mes­ sende Koordinatenmeßköpfe auf. Diese sind beispielsweise als Ultraschall- Meßköpfe, CCD-Sensoren oder dergleichen ausgestaltet und ebenfalls auf die Aufnahmefläche des Drehtellers ausgerichtet. Damit ist eine gleichzeitige Erfassung der äußeren Abmessungen eines auf dem Drehteller liegenden Gegenstands problemlos möglich. Der Koordinatenerfassung kommt es dabei ebenfalls zugute, daß mit wenigen Meßköpfen aufgrund der Funktion des Drehtellers sämtliche Abmessungen eines Gegenstands erfaßbar sind. Durch die gleichartige Messung beim Scanvorgang wird abermals Zeit eingespart.

Zur Integration der erfindungsgemäßen Scan-Station in eine vollautomatische Lager- oder Transporteinrichtung sollte sich der Drehteller im Zugriffsbereich eines Handhabungsroboters befinden. Dieser kann beispielsweise einen Mehrachsen-Manipulatorarm, Endlosförderer oder dergleichen aufweisen. Damit ist die erfindungsgemäße Scan-Station besonders gut dafür geeignet, in eine vollautomatische Warenlageranlage integriert zu werden.

Ein Ausführungsbeispiel gemäß Scan-Station ist im folgenden anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen hierzu:

Fig. 1 eine Ansicht von oben auf eine erfin­ dungsgemäße Scan-Station;

Fig. 2 eine Seitenansicht der Scan-Station gemäß Fig. 1.

In Fig. 1 ist eine erfindungsgemäße Scan-Station schematisch in einer Ansicht von oben dargestellt und als Ganzes mit dem Bezugszeichen 1 ver­ sehen. Darin erkennt man deutlich den als kreisrunde Glasplatte ausgebilde­ ten, waagerechten Drehteller 2. Dieser bildet die erfindungsgemäße Auf­ nahmeplattform und ist hierzu auf einer Tragplatte 3 an seinem Außenrand drehbar gelagert. Überdies ist er mit einem motorischen Drehantrieb, vor­ zugsweise einem rechnergesteuerten Schrittschaltmotor, versehen, was jedoch in der Zeichnung nicht explizit dargestellt ist.

Seitlich neben der Drehachse sind zwei Scannerköpfe 4 und 5 angebracht, bevorzugt Laser-Scannerköpfe zum Lesen von Barcodes. Die beiden Scanner­ köpfe 4 und 5 stehen sich gegenüber und sind beide auf den Raumbereich oberhalb des Drehtellers 2 gerichtet.

Ein weiterer Scannerkopf 6 befindet sich oberhalb des Drehtellers 2 und ist senkrecht nach unten gerichtet. Dessen Scanbereich deckt ebenfalls die Oberfläche des Drehtellers 2 ab.

Unterhalb des Drehtellers 2 befindet sich ein weiterer Scannerkopf 7, der in dieser Darstellung von dem oberen Scannerkopf 6 abgedeckt wird. Dies ist mit dem in Klammern gesetzten Bezugszeichen 7 angedeutet.

Fig. 2 zeigt eine Vorderansicht der Scan-Station gemäß Fig. 1, wobei die identischen Bezugszeichen Verwendung finden. Daraus geht besonders deutlich die Anordnung der Scannerköpfe 6 und 7 oberhalb und unterhalb des Drehtellers 2 hervor. Die gegenüberliegenden Scannerköpfe 4 und 5 ste­ hen quer zur strichpunktiert eingezeichneten Drehachse des Drehtellers 2 und sind zur Horizontalen leicht geneigt.

Die Funktionsweise der erfindungsgemäßen Scan-Station 1 läßt sich wie folgt kurz zusammenfassen: Nachdem ein beliebiger Gegenstand mittels eines nicht dargestellten Handhabungsmittels auf dem Drehteller 2 abgesetzt wird, werden zunächst im ersten Schritt mittels der Scannerköpfe 6 und 7 die Ober- und Unterseite des Scannerkopfes abgescannt. Zugleich werden mittels der seitlichen Scannerköpfe 4 und 5 zwei gegenüberliegende Seiten­ ansichten erfaßt. Für den Fall, daß in diesem ersten Schritt von den Scan­ nerköpfen noch kein Barcode oder eine sonstige maschinenlesbare Kenn­ zeichnung aufgefunden und identifiziert worden ist, wird der Drehteller mit­ tels seines motorischen Antriebs rechnergesteuert um 90° gedreht. Damit stehen die beiden bislang noch nicht untersuchten Seitenflächen des Gegen­ stands im Blickfeld der Scannerköpfe 4 und 5. Sollte dort ein Barcode oder dergleichen angebracht sein, wird er dabei sicher von dem Scannerkopf 4 oder 5 registriert.

Sollte nach der Drehbewegung des Drehtellers 2 immer noch kein Barcode von den Scannerköpfen 4, 5, 6 und 7 erkannt worden sein, kann mit an Sicherheit grenzender Wahrscheinlichkeit davon ausgegangen werden, daß entweder keine Kennzeichnung vorhanden ist oder diese beschädigt und nicht mehr lesbar ist. Der Gegenstand kann dann automatisch aus dem Transportfluß ausgesondert werden.

Die erfindungsgemäße Scan-Station 1 eignet sich insbesondere zum Einsatz in vollautomatischen Warenlagern im Apothekenbereich, da dort eine Viel­ zahl unterschiedlichster Arzneimittelpackungen sicher identifiziert und einge­ lagert werden muß. Die Anwendung ist jedoch keinesfalls auf diesen Bereich beschränkt, sondern kann universell erfolgen.

Claims (11)

1. Scan-Station zur automatisierten Erfassung von auf Gegenständen angebrachten, maschinenlesbaren optischen Kennzeichnun­ gen, mit einer waagerechten Aufnahmeplattform und Scannerköpfen, die räumlich verteilt um die Aufnahmeplattform angebracht sind und auf die Aufnahmeplattform gerichtet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahmeplattform als ebener Drehteller (2) aus glasklarem Material ausgebildet ist, der in seiner Ebene drehbar gelagert und mit einem motori­ schen Drehantrieb versehen ist, wobei jeweils mindestens ein Scannerkopf (6, 7) von oben und von unten in Richtung der Drehachse des Drehtellers (2) sowie mindestens ein Scannerkopf (4, 5) seitlich quer dazu angebracht ist.

2. Scan-Station nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehteller (2) durch eine kreisrunde Platte gebildet wird, die an ihrem Umfang gehaltert und gelagert ist.

3. Scan-Station nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehantrieb den Drehteller (2) jeweils um einen vorgebbaren Winkel verstellt.

4. Scan-Station nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß quer zur Drehachse des Drehtellers (2) zwei Scannerköpfe (4, 5) ange­ bracht sind.

5. Scan-Station nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehteller (2) mit einer Wägeeinrichtung verbunden ist.

6. Scan-Station nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Scannerköpfe (4, 5, 6, 7) als Barcode-Laserscanner ausgebildet sind.

7. Scan-Station nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Scan-Station (1) berührungslos messende Koordinatenmeßköpfe aufweist.

8. Scan-Station nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Koordinatenmeßköpfe optische Meßmittel aufweisen.

9. Scan-Station nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Koordinatenmeßköpfe akustische Meßmittel aufweisen.

10. Scan-Station nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Drehteller (2) im Zugriffsbereich eines Handhabungsroboters befindet.

11. Scan-Station nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie in einer automatisierten Warenlageranlage angeordnet ist.