DE2310412A1

DE2310412A1 - Verfahren und vorrichtung zum lesen von codes

Info

Publication number: DE2310412A1
Application number: DE19732310412
Authority: DE
Inventors: Juergen Erdmann; Otto Schmid; Walter Von Stein; Arthur Walter
Original assignee: Erwin Sick GmbH Optik Elektronik
Current assignee: Erwin Sick GmbH Optik Elektronik
Priority date: 1973-03-02
Filing date: 1973-03-02
Publication date: 1974-09-12
Also published as: DE2310412C3; DE2310412B2

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Lesen von Codes Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Lesen von Codes, der im Oberbegriff von Anspruch 1 bezeichneten Gattung,beim Auftreten einer Relativbewegung zwischen dem Code und einem Codeleser. Diese Relativbewegung ergibt sich z. B.
dann, wenn Körper, die mit dem Code gekennzeichnet sind, wie Kartons, Pakete, Briefe, von einem Fördermittel unter einem Codeleser entlang bewegt werden. Die Relativbewegung kann aber auch dadurch zustandekommen, daß der Codeleser gegen-Uber dem Code bewegt wird, z. B. dann, wenn es sich um sperrige GUter handelt, oder durch eine Uberlagerung der Bewegungen von Code und Codeleser.
Bei einem bekannten Leseverfahren wurde eine Lese optik verwendet, die in der Lage ist, Codeelemente, z. B. dicke und dUnne Codebalken,nach ihrer Breite zu unterscheiden. Soll bei verschiedenen oder sich ändernden Relativgeschwindigkeiten gelesen werden können, so läßt sich das nur mit einer umfangreichen, kostspieligen Optik erreichen. Endet sich gelegentlich die Codeart oder die Codebalkenbreite, so muß der teure Lesekopf der Optik durch einen anderen ausgetauscht werden.
Erwünscht ist daher ein Leseverfahren, bei dem der Leser nur ein einziges Abtastelement benötigt, z. B. eine fotoelektrische Zelle, wobei die Breite des Codeelementes Uber die Zeit gemessen wird. Man kann dann mit Hilfe elektronischer Zeitglieder die unterschiedlichen Breiten der Codeelemente erkennen. Hier ergeben sich jedoch Schwierigkeiten, wenn die Relativgeschwindigkeit sich ändert, wie es bei Fördersystemen im allgemeinen der Fall ist.
Durch die vorliegende Erfindung soll ein Leseverfahren geschaffen werden, das einerseits mit einem einfachen Codeleser auskommt, der lediglich die Breite der Codeelemente über die Zeit mißt, aber auch bei verschiedenen oder sich ändernden Relativgeschwindigkeiten einwandfrei arbeitet.
Diese Aufgabe wird gemäß Anspruch 1 gelöst.
Unabhängig von der Größe der Relativgeschwindigkeit wird beim Durchlauf eines Codeelements einer bestimmten Breite vom Relativgeschwindigkeits-Meßfühler immer ein Geschwindigkeitssignal einer bestimmten Größe abgegeben, so daß man durch Summieren dieses Signals feststellen kann, ob es sich z. B. um einen schmalen oder einen breiten Codebalken handelt.
Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung ist darin zu sehen, daß ... (Kennzeichen von Anspruch 2). Hiernach entfällt auf einen Codebalken einer bestimmten Breite immer eine bestimmte Anzahl von Taktimpulsen, gleichgUltig wie groß die Relativgeschwindigkeit ist. Die Taktimpulse Je Codebalken werden gezählt. Ein Diskriminator entscheidet dann durch Vergleich mit vorgegebenen Grenzwerten, ob es sich um einen schmalen oder breiteren Codebalken handelt.
Eine andere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung ist darin zu sehen, daß ... (Kennzeichen von Anspruch 3). Hier wird während des Durchlaufs eines Codebalkens eine geschwindigkeitsproportionale Gleichspannung abgegeben, die dann in einem Integrator integriert wird, wobei wiederum ein Diskriminator entscheidet, ob der Integralwert einem schmalen oder breiten Balken zuzuordnen ist.
Das Leseverfahren nach der Erfindung dürfte hauptsächlich zum Lesen von Balkencodes mit Balken von nur zwei verschiedenen Breiten angewendet werden, so daß man für die Balkenbreiten nur zwei verschiedene Ausgangssignale benötigt, die den Ziffern L und 0 des Binärcodes entsprechen.Prinzipiell läßt sich die Erfindung aber auch auf Codes mit mehr als zwei unterschiedlichen Balkenbreiten anwenden, wobei dann mehr als zwei verschiedene Balkenbreitensignale abgegeben werden.
Durch vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung nach den Ansprüchen 6 bis 10 wird außerdem darür gesorgt, daß nur während des Durchlaufs eines Codes gelesen wird, die Lesevorrichtung aber im übrigen unwirksam gemacht wird. Zu diesem Zweck werden besondere Signale gewonnen, die den Wortanfang und das Wortende bedeuten, wobei unter "Wort" jeweils ein vollständiger aus mehreren Elementen bestehender Code verstanden werden soll.
In vorteilhafter Weiterbildung gemäß Anspruch 11 können Taktmarken, die zur Erzeugung der Taktsignale dienen, in verschiedener Weise angebracht werden, jedoch immer so, daß sich zwischen den Taktmarken gleiche Abstände befinden und die Taktmarken entweder mit dem Code gemeinsam oder mit einer hierzu proportionalen Geschwindigkeit oder Drehzahl bewegt werden.
Die Taktmarken und die Codeelemente werden im allgemeinen optisch abgelesen werden. Die Erfindung soll jedoch auch andere Ableseverfahren einschließen, z. B. elektrische Ablesung mit Hilfe von Bürsten oder dergleichen, wenn die Codeelemente und Taktmarken elektrisch leitfähig sind, der eine rein mechanische Ablesung mit Hilfe von Fühlern, wenn die Codeelemente oder Taktmarken erhaben ausgebildet sind.
In Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 14 kann ein Tacho-Gleichstromgenerator verwendet werden, der eine zur Relativgeschwindigkeit streng proportionale Gleichspannung erzeugt, die dann zur Bildung von Codebreitenmaßen integriert wird.
In Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 15 kann an Stelle eines Tachogleichstromgenerators eine Vorrichtung zur berUhrungslosen Messung einer Relativgeschwindigkeit verwendet werden.
In beiden Fällen können die der Relativgeschwindigkeit proportionalen Ausgangsgleichspannungen durch eine Vorrichtung nach Anspruch 16 ausgewertet werden.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand der Zeichnung beschrieben: Figur 1 ist eine Prinzipdarstellung und Prinzipschaltung einer mit einem Taktgeber arbeitenden Vorrichtung zur Lesung eines Balkencodes.
Figur 2 ist eine Darstellung der in der Schaltung auftretenden Signale.
Figur 3 zeigt im einzelnen die Schaltung einer Vorrichtung nach Figur 1.
Figur 4 ist eine Prinzipdarstellung und Schaltung einer mit einem Tacho-Generator arbeitenden Vorrichtung zur Lesung von Balkencodes.
Figur 5 ist eine Darstellung der in dieser Vorrichtung aurtretenden Signale.
Figur 1 zeigt den prinzipiellen Aufbau einer Leseanordnung, die unter Anwendung von Taktsignalen arbeitet. Auf einem Förderband 1, das um eine Walze 3 umläuft, wird eine Packung 5 gefördert, die einen Balkenccde 7 trägt. Dieser Code ist aus dicken und dünnen Codebalken aufgebaut. Es sind nur Balken zweier verschiedener Breiten vorgesehen.
Ein optisch-elektronischer Code leser 9 tastet den Balkencode in Leserichtung, d. h. längs einer gedachten Geraden 10, ab und gibt während des Durchlaufs jedes Codebalkens ein elektrisches Codesignal in eine Leitung 12 ab.
An der Stirnseite der Walze 3 sind unter gleichen Winkelabständen Taktmarken 14 angebracht, die von einem optisch-elektronischen Taktgeber 16 längs einer gedachten Kreislinie abgetastet werden. Der Taktgeber 16 gibt beim Durchlauf jedes Taktsignals einen Taktimpuls ab, der über eine Leitung 18 einem Digitalzähler 20 zugeführt wird. Dem Digitalzähler wird außerdem vom Codeleser 19 über eine Leitung 22 ein Steuersignal zugeführt, das bewirkt, daß der Digitalzähler nur so lange zählt, wie ein Codebalken abgetastet wird. Der Digitalzähler ermittelt somit die Summe der Taktimpulse, die während des Durchlaurs jedes Codebalkens auftritt und rührt über eine Leitung 24 eine Information über diese Summe einem Balkenbreiten-Diskriminatcr 26 zu. Dieser unterscheidet nun nach der Anzahl der summierten Taktimpulse, ob es sich um einen dünnen oder einen dicken Codebalken handelt. Z. B. gibt er beim Auftreten der Summe 2 oder 3 ein Ausgangssignal über eine Leitung 28 und beim Auftreten der Summen 5 bis 9 üLer eine Leitung 30.
Ferner ist ein Wortlängen-Diskriminator 32 vorgesehen, der vom Codeleser über die Leitung 12 gespeist wird sowie vom Digitalzähler über eine Leitung 34. Er gibt über Leitungen 36 und 38 Ausgangssignale für einen Wortanfang bzw. ein Wortende ab, d. h. Anfang und Ende eines Codes. Außerdem ist durch eine Querverbindung durch Leitung 40 dafür gesorgt, daß der Balkenbreiten-Diskriminator 26 nur nach einem echten Wortanfang in Tätigkeit tritt.
Figur 2 zeigt die bei einem Lesevorgang auftretenden Signale.
In Zeile 1 ist das vom Codeleser 9 abgegebene Code signal C dargestellt, nämlich kürzere oder längere Impulse, Je nach der Balkenbreite. Zeile 2 zeigt die vom Taktgeber 16 abgegebenen Taktsignale T, nämlich eine Reihe kurzer aufeinanderfolgender Impulse, wobei dafür gesorgt ist, daß auf jedes Codesignal mehrere Taktimpulse entfallen.(Es sind also wesentlich mehr Taktmarken 14 vorgesehen als in Figur 1 dargestellt ist.) Durch einen markanten Breiten-Unterschied der Codebalken ist ferner dafür gesorgt, daß ein markanter Unterschied in der Zahl der Taktimpulse je Codesignal auftritt. Die Anordnung ist so getroffen, daß ein Ausgangssignal für einen schmalen Codebalken immer dann gegeben wird, wenn während des Durchlaufs eines Codebalkens zwei oder drei Taktimpulse auftreten und ein Ausgangssignal für einen breiten Codebalken dann, wenn fünf bis neun Taktimpulse auftreten. Hierdurch wird einerseits Breitenschwankungen der Codebalken Rechnung getragen und außerdem eine sichere Unterscheidung dadurch gewährleistet, daß beim Auftreten von vier Takten Je Codebalken überhaupt kein Signal ausgegeben wird.
Man sieht, daß eine Schwankung der Relativgeschwindigkeit zwischen Balkencode und Codeleser ohne Einfluß bleibt, da sich im gleichen Maße auch die Relativgeschwindigkeit der Taktmarken 14 gegenüber dem Taktgeber 16 ändert. Unabhängig von der Relativgeschwindigkeit entfällt immer die gleiche Anzahl von Takten auf einen Codebalken. Es ist auch unerheblich, an welscher Stelle innerhalb der Folge von Taktimpulsen ein Codesignal beginnt.
Der Längenunterschied der beiden verschiedenen Codesignale und der Abstand zwischen den Codesignalen sind so gewählt, daß sie sich leicht digital-elektronisch auflösen lassen.
Durch später zu beschreibende Schaltungsteile werden die in den Zeilen drei und vier wiedergegebenen Signale BA und BE für den Balkenanfang und das Balkenende erzeugt. Die Takte werden jeweils zwischen dem Auftreten der Signale BA und BE summiert.
Zeile 5 zeigt ein Wortlängensignal WL, das von einem Schaltungsteil vom Beginn des ersten Balkens eines Codes an abgegeben wird und andauert, bis der Zähler nach dem Auftreten des letzten Balkens eine so große Anzahl von Takten gezählt hat, daß der ganze Code durchgelaufen sein muß.
Hieraus werden die in den Zeilen 6 und 7 wiedergegebenen Signale WA und WE für Wortanfang und Wortende hergeleitet.
Zeilen 8 und 9 zeigen schließlich die Signale, die Uber Leitungen 28 bzw. 30 für einen dünnen bzw. dicken Balken abgegeben werden. Sie treten jeweils am Ende des zugehörigen Codeimpulses nach Zeile 1 auf.
Figur 3 zeigt eine Schaltung, die dem Blockschaltbild nach Figur 1 entspricht.
Vom Taktgeber 16 wird das Taktsignal T dem Digitalzähler 20 zugeführt, der aus vier Flip-Flops aufgebaut ist, d. h. bistabilen Kippgliedern mit Speicherverhalten, die mit Z1 bis Z4 bezeichnet sind. Jedes Flip-Flop hat eine Grundstellung, die durch den schraffierten Abschnitt im rechten Feld unten gekennzeichnet ist. In dieser Grundstellung hat der unten rechts gezeichnete Ausgang den Zustand L. Das rechte Feld hat ganz rechts oben einen statischen Eingang.Die statischen Eingänge aller Flip-Flops sind mit einer gemeinsamen Leitung 42 verbunden.Außerdem hat jedes der beiden Felder einen vorbereitenden Eingang, kenntlich gemacht durch das Kästchen 44 (nur bei Z1 angedeutet; alle Flip-Flops sind jedoch in gleicher Weise geschaltet).
Durch eine Leitung 46 wird das Ausgangssignal des rechten Feldes als vorbereitendes Signal dem linken Feld zugeführt. Durch eine Leitung 48 wird das Ausgangssignal des linken Feldes als vorbereitendes Eingangssignal dem rechten Feld zugeführt.
Außerdem ist ein auf beide Felder wirkender dynamischer Eingang 50 vorgesehen, der durch eine vollschwarze Pfeilspitze dargestellt ist. (Sollte die Pfeilspitze innen weiß erscheinen, so ist dies nur auf das Kopie- oder Druckverfahren zurückzuführen). Dieser dynamische Eingang 50 übt seine Wirkung beim Übergang des Eingangssignals von L auf 0 aus, also an der Hinterflanke jedes Taktimpulses T.
Das Codesignal C des Codelesers 9 wird über eine Leitung 22' dem einen Feld eines monostabilen Kippgliedes BA zugeführt.
Hierdurch gibt es aus seinem linken Feld ein kurzes Signal ab, das ebenfalls mit BA bezeichnet ist und den Balkenanfang bedeutet. Dieses Signal wird auf Leitung 42 gegeben und stellt damit zu Beginn jedes Zählvorganges den ganzen Zähler auf Null.
Wird nun vom Taktgeber 16 ein Taktimpuls T Uter die Leitung 18 dem Flip-Flop Z1 zugeführt, so schaltet dieses um und gibt ein stetiges Signal Z1 ab, das zunächst nur die Wirkung hat, daß jetzt das rechte Feld des Flip-FlopsZ1 ein vorbereitendes Eingangssignal erhält, während es auf das Flip-Flop Z2 noch nicht einwirkt, denn dessen dynamischer Eingang 50 wird ja erst beim Aufhören des Signals Z1 wirksam.
Das nächste Taktsignal schaltet das Flip-Flop Z1 wieder nach rechts um. Hierbei wird auch das Flip-Flop Z2 umgeschaltet und zwar nach links und so fort. Der Digitalspeicher 20 kann durch seine vier Flip-Flops in sechzehn verschiedene Zustände gebracht werden, also abgesehen vom Zustand Null fünfzehn Taktimpulse zählen.
Das Codesignal C wird außerdem einem Negator 52 zugeführt.
Dessen negiertes Ausgangssignal C wird einem monostabilen Kippglied BE zugeführt, das somit ein Signal für das Balkenende, also das Ende jedes Codeimpulses gibt. Dieses Signal ist ebenfalls mit BE bezeichnet.
Der Wortlängendiskriminator 32 ist aufgebaut aus einem UND-Glied 54, das von den linken Feldern der vier Flip-Flops Z1 bis Z4 angesteuert wird und seinerseits den rechten, der Grundstellung entsprechenden Eingang eines Flip-Flops WL ansteuert. Ferner gehören zum Wortlängendiskriminator zwei monostabile Kippglieder WA und WE, die durch die Ausgangssignale der beiden Felder des Flip-Flops WL angesteuert werden.Vcm Codeleser 9 wird zu Beginn eines Wortes,nämlich zu Beginn des ersten Codeimpulses,dem Flip-Flop WL das Signal C über Leitung 12 zugeführt>so daß sein linkes Feld ein stetiges Ausgangssignal WL an das monostabile Kippglied WA gibt. Dieses gibt ein kurzes Ausgangssignal WA für den Wortanfang ab und kehrt dann wieder in seinen durch den Pfeil gekennzeichneten Ruhezustand zurück. Ein Signal für das Wortende wird dadurch gewonnen, daß das UlD-Glied 54 ein Ausgangssignal gibt, sobald fünfzehn Takte gezählt sind. Hierdurch wird das Flip-Flop WL auf sein rechtes Feld umgeschaltet, so daß es nun mit einem Ausgangssignal X das monostabile Kippglied WE ansteuert, das ein kurzes Ausgangssignal WE für das Wortende gibt. Damit liegt das Wortendesignal fünfzehn Takte nach dem Beginn des letzten Ccdeimpülses, da Ja zu Beginn jedes Codeimpulses der Zähler vom Kippglied BA her auf Null gestellt wird.
Der Balkenbreitendiskriminator 26 ist hauptsächlich aus drei UND-Gliedern 56, 58 und 60 sowie zwei ODER-Gliedern 62 und 64 aufgebaut. Allen UND-Gliedern wird vom Flip-Flop WL her das Signal WL zugeführt, denn es sollen Ja nicht irgendwelche Takte ausgewählt werden, sondern nur solche, die nach einem Wortanfang auftreten. Ferner wird allen drei UND-Gliedern vom monostabilen Kippglied BE her im Moment eines Balkenendes, also am Ende eines Codeimpulses,das kurze Signal BE zugeführt. In diesem Augenblick soll festgestellt werden, wieviel Takte auf einen Codebalken entfallen sind und dementsprechend ein Ausgangssignal für einen dünnen oder dicken Balken gegeben werden.

Dies geschieht durch die dargestellte Schaltung der UND- und ODER-Glieder, so wie es die folgende Wahrheitstabelle veranschaulicht: Wahrheitstabelle

Takt-

Z4 Z3 Z2 Z1 Anzahl Zustand

o 0 0 0 0 4 keine Aussage

o O O L 1

00L02-j

56 ' O O L L 3 J dünner Balken

O L O 0 4 keine Aussage

0 L 5

L 0 O L 6

o L L L 7 dicker Balken

. | Looo8 Balken

L O O o! L 9

L O L 0 10

L O L L 11

L L O 0 12 keine Aussage

L L O L 13

L L L 0 14

L L L L 15

Beim Auftreten von zwei oder drei Takten Je Codeimpuls wird ein Ausgangssignal über Leitung 28 für einen dünnen Codebalken abgegeben, während beim Auftreten von fünf bis neun Takten je Codeimpuls ein Ausgangssignal über Leitung 30 für einen dicken Codebalken abgegeben wird.

Das UND-Glied 56 gibt immer dann ein Ausgangssignal ab, wenn beim Auftreten der Signale WL und BE das Signal Z2 auftritt und wenn die Signale Z3 und Z4 beide nicht auftreten. Diese Bedingung ist nur für die Taktanzahlen 2 und 3 erfüllt.
Entsprechendes gilt für die Taktanzahlen 5 bis 9, was man durch Vergleich der Wahrheitstabelle mit den übrigen UND- und ODER-Gliedern ermitteln kann. In der Wahrheitstabelle ist durch Kästchen mit Bezugszeichen angedeutet, welche der UND- und ODER-Glieder bei bestimmten ZuständenCodebalkensignale geben.
Bei null Takten wird schon deshalb kein Ausgangssignal abgegeben, weil dann das Codesignal C und damit das Signal WL fehlt. Bei einem Takt reicht das Signal Z1 zur Betätigung keines der UND-Glieder aus. Bei vier Takten je Codeimpuls tritt vom Zähler her nur das Signal Z3 auf, was zur Betätigung keines der W{D-Glieder ausreicht. Bei zehn bis fünfzehn Takten Je Codeimpuls tritt immer das Signal Z4 auf, also könnte ein Ausgangssignal nur vom UND-Glied 60 abgegeben werden. Dies ist aber nicht möglich, weil bei diesen Zuständen nicht gleichzeitig die Signale Z2 und Z3 null sind.
Die Zustände keine Aussage" dienen der Sicherheit der Zeichenerkennung. Wird kein einziger Takt gezählt, so darr selbstverständlich kein Balkenbreitensignal abgegeben werden. Wird nur ein Takt Je Codeimpuls gezählt, so soll kein Balkenbreitensignal abgegeben werden, damit man nicht durch kleine Druckkleckse, Farbspritzer und dergleichen ein Fehlsignal erhält. Zwischen den Aussagen dünner Codebalken" und "dicker Codebalken" liefert sicherheitshalber der Zustand mit vier Takten keine Aussage, damit man bei Breitenschwankungen der Codebalken keine Fehlanzeigen erhält. Die Zählerzustände von zehn bis fünfzehn dienen nicht mehr zur Anzeige von Codebalkenbreiten, sondern lediglich zur Ermittlung des Wortendes, nämlich fünfzehn Takte nach dem Anfang des letzten Codeimpulses.
Zweckmäßigerweise werden die Codes so gedruckt, daß die breiten Balken etwa die dreifache Breite der dünnen haben. Die Drucktoleranzen werden so festgelegt, daß der am breitesten ausrallende dünne Codebalken und der am dünnsten ausfallende breite Codebalken immer noch um eine Taktbreite auseinander liegen.
Dadurch, daß Wortanfang und Wortende vom Balkencode selbst abgelesen werden, erübrigt sich das Aufbringen besonderer Codes für Wortanrang und Wortende, und die Lage des Codes am Code träger in Richtung der Transportbewegung wird unbedeutend. Dies wäre nicht der Fall, wenn z. B. eine Kante des Codeträgers eine Information für die Wortlänge darstellen würde.
Figur 4 zeigt eine weitere Ausrührungsform der Erfindung, bei der nicht ein Taktsignal erzeugt und summiert wird wie bei der oben beschriebenen Ausführungsform, sondern von einem Tacho-Gleichstromgenerator (Generator) 70 eine Gleichspannung erzeugt wird, die dann zur Zeitmessung in einem Integrator I1 integriert wird, wobei das Signal C des Codelesers 9 den Integrator steuert, so daß er nur während der Durchlaufzeit eines Codebalkens integriert. Betrachtet man die vom Generator 70 über Leitung al abgegebene Spannung U als Eingangsspannung Ue der Integratorschaltung, so ergibt sich für deren Ausgangsspannung a Hierin bedeuten R und C einen Widerstand und einen Kondensator einer integrierenden Verstärkerschaltung, wie sie z. B. dargestellt und beschrieben ist in Davis-Weed "Grundlagen der Elektronik, 2. deutsche Auflage (1964), Berliner Union Stuttgart, Seiten 516 und 517. T ist die Durchlaufzeit eines Codebalkens, über die integriert wird.
Die Ausgangsspannung Ua ist der Codebalkenbreite streng proportional, unabhängig davon, welche Relativgeschwindigkeit zwischen Code und Codeleser herrscht , auch dann, wenn sich die Geschwindigkeit während der Abtastung eines Codebalkens ändert. Der Generator 70 sitzt auf einer Welle 72 der Walze 3, die mit dem Förderband 1 ohne Schlupf umläuft. Damit ist die Ausgangsspannung U des Generators 70 streng proportional der Geschwindigkeit des Förderbandes und damit eines einen Code tragenden Körpers 5, der von dem Förderband ohne Schlupf gefördert wird.
Figur 5 zeigt die hier auftretenden Spannungen und Signale.
In Zeile 1 ist wiederum das Codesignal C des Codelesers 9 dargestellt. Zeile 2 zeigt die Ausgangs spannung U a des Integrators I1, der, durch das Codesignal C gesteuert, nur während der Durchlaufdauer eines Codebalkens integriert. Man sieht, daß die Ausgangsspannungen a während der Dauer der in Zeile 1 dargestellten Codebreitensignale linear ansteigen und beim Ende des Codebreitensignals steil abfallen Das Ausgangssignal Ua des Integrators I1 wird drei Komparatoren K1, K2 und K3 zugeführt, die auf verschieden hohe Ansprechschwellen eingestellt sind,wie es Zeile 2 in Figur 5 zeigt. Die Ansprechsschwelle von K1 liegt so hoch, daß der Komparator nicht mehr auf kleine Verunreinigungen, Spritzpartikelchen und ähnliches anspricht, sondern erst auf Codebalken von einer bestimmten Mindestbreite. Die Ansprechschwelle des Komparators K2 stellt die Selektionsgrenze zwischen dünnen und dicken Codebalken dar. Wird diese Schwelle über schritten, so liegt ein Zeichen vor, das breiter ist als ein dünner Codebalken. Die Ansprechschwelle des dritten Komparators K3 grenzt dicke Codebalken von längeren Aufdrucken ab.
Die Ausgänge der Komparatoren K1 und K2 sind mit den Eingängen von UND-Gliedern 74 und 76 verbunden. Die Ausgänge des Komparators K3 und des UND-Glieds 76 sind über je einen Negator 78 bzw. 80 mit je einem Eingang der UND-Glieder 76 bzw. 74 verbunden, wie es Figur 4 im einzelnen zeigt.
Wie in Zeile 3 in Figur 5 dargestellt, liefert der Komparator K1 bei dem Auftreten jedes der Codebalken einen Ausgangsimpuls, der beginnt, wenn die Schwelle K1 überschritten ist und mit dem Ausgangssignal des Integrators I1 endet. Der Komparator K2 (Zeile 4) liefert nur beim Auftreten eines dicken Codebalkens ein Ausgangssignal, das erst mit dem Überschreiten der Schwelle K2 beginnt. Der Komparator K3 (Zeile 5) liefert im vorliegenden Falle kein Ausgangssignal, da kein Signal, das breiter ist als ein breiter Codebalken, auftritt.
Durch die soweit beschriebene Schaltung wird durch Ausgangssignale der UND-Glieder 74 und 76 und des Komparators K3 folgende Information gegeben: 1. Beim Überschreiten keiner der Schaltschwellen wird kein Signal gegeben.
2. Beim Überschreiten der Schaltschwelle nur von K1 wird vom UND-Glied 74 ein Signal für einen dünnen Codebalken gegeben.
3. Beim Überschreiten der Schaltschwellen von K1 und K2, jedoch nicht von K3, wird vom UND-Glied 76 ein Signal für einen dicken Codebalken, jedoch vom UND-Glied 74 kein Signal gegeben.
4. Beim Überschreiten der Schaltschwellen von K1, K2 und K3 wird weder ein Signal für einen dünnen noch für einen dicken Codebalken gegeben, sondern vom Komparator K3 ein Signal für das Wortende.
Die Ausgänge der UND-Glieder 74 und 76 sind mit je einem vorbereitenden Eingang Je eines monostabilen Kippgliedes Q1 bzw. Q2 verbunden. Dagegen ist der Codeleser C über eine Leitung 82 mit Je einem dynamischen Eingang dieser Kippglieder verbunden, wobei die Auslösung jeweils an der Hinterflanke jedes Impulses C erfolgt. Die Ausgangsleitungen der Kippglieder Q1 und Q2 sind wieder mit 28 und 3o bezeichnet und erhalten Je einen Impuls beim Auftreten eines dünnen bzw. dicken Codebalkens. (Vgl. Zeilen 6 und 7 in Figur 5) Es muß verhindert werden, daß beim Umschalten der Kippglieder Q1 und Q2, also an der Hinterflanke des Impulses C,auch das Ausgangssignal des Integrators I1 null wird, weil dann von Q1 oder Q2 kein Ausgangssignal gegeben werden könnte. Daher wird der Integrator mit einem Zeitglied ausgestattet, das sein Ausgangssignal noch eine kurze Zeit nach Aufhören des Impulses C aufrechterhält. Entsprechendes gilt für den unten zu beschreibenden Integrator I2.
Wichtig für die Auswertung des abgelesenen Codes ist eine Information über Wortanfang und Wortende. Diese Information wird dem Ausgang - eines Flip-Flops oder bistabilen Kippgliedes WL entnommen, das wie folgt gesteuert wird: Ein Integrator I2 integriert ebenfalls die Ausgangsspannung des Generators 70 auf, jedoch jeweils nach Ende eines Impulses C des Codelesers (Zeile 8). Zu diesem Zweck wird der Integrator I2 über einen Negator 84 vom Codeleser 9 gesteuert. Das Ausgangssignal des Integrators I2 wird über einen Komparator K4 einem ODER-Glied 86 zugeführt, dessen Ausgang mit dem einen Feld des Flip-Flops VL verbunden ist. Die Ansprechschwelle des Komparators K4 liegt so hoch, daß ein Ausgangssignal nur beim Überschreiten des höchstmöglichen Abstandes zwischen zwei Codebalken gegeben wird (Zeile 8). Ein weiterer Eingang des ODER-Gliedes 86 ist mit dem Ausgang des Komparators K3 verbunden.
Schließlich wird das andere Feld des Flip-Flops WL über ein ODER-Glied 88 angesteuert, dessen beide Eingänge mit den Leitungen 28 bzw. 3o verbunden sind.
Figur 5 zeigt in Zeile lo das Signal des Flip-Flons WL, das selbst ebenfalls mit iL bezeichnet ist. Beim Auftreten eines Impulses in den Leitungen 28 und Do, d. h. am Ende eines kurzen oder langen Codeimpulses C,entsprechend einem dünnen oder dicken Balken, wird der Flip-Flop auf das rechte Feld umgeschaltet,und und sein Ausgangssignal WL beginnt. Wird die Schwelle K3 überschritten, so wird das Flip-Flop WL über das ODER-Glied 86 auf sein linkes Feld umgeschaltet, so daß das Signal WL endet. Außerdem wird für das Enden des Signals WL auch noch durch den Integrator I2 gesorgt. Überschreitet dessen Ausgangssignal nach dem Ende des letzten Codebalkens die Schwelle des Komparators K4, so spricht dieser an, und führt von diesem Zeitpunkt an dem ODER-Glied 86 ein Signal zu, so daß das Flip-Flop WL auf sein linkes Feld umgeschaltet wird, sofern dies nicht schon vom Komparator K3 her geschehen ist.
Der Unterschied zwischen den Aussagen der Komparatoren K3 und K4 liegt in folgendem: K3 spricht an, wenn ein übermäßig breiter Balken, also eine übermäßig breite dunkle Stelle auftritt.
K4 spricht dagegen bei einem übermäßig langen Zwischenraum, also einer übermäßig breiten hellen Stelle an.
Wünscht man zwischen mehr als zwei verschiedenen Codebalkenbreiten zu unterscheiden, so läßt sich dies durch die Einführung einer größeren Anzahl von Komparatoren erreichen.
Will man vermeiden, daß fälschlich Ausgangssignale fiir einen dünnen oder dicken Codebalken durch die Kante eines Körpers oder durch andere dicht aufeinanderfolgende Aufdrucke oder Verunreinigungen erzeugt werden, so läßt sich dies dadurch erreichen, daß zunächst eine gewisse Anzahl von Codeimpulsen gespeichert und gezählt wird und erst nach dem Auftreten einer bestimmten Mindestanzahl, von z. B. 12 Codeimpulsen, das Flip"Flop WL auf den Beginn des Wortlängensignals geschaltet wird, daß der Speicherinhalt erst dann gelesen und Ausgangssignale für dünne und dicke Codebalken mit einer gewissen Verzögerung gegeben werden. Dies gilt auch für das erstgenannte Ausführungsbeispiel.
Statt Informationen für Wortanfang und Wortende in der beschriebenen Weise zu bilden, kann ein besonderer Meßwertfühler vorgesehen sein, der auf besondere Signale anspricht.
Dies können Vorder- und Hinterkante eines Körpers sein, auf dem der Code angebracht ist oder besondere Marken, die quer zur Leserichtung gegenüber dem eigentlichen Balkencode versetzt sein können, so daß sie nicht den Codeleser beeinflussen und umgekehrt nicht die Codesignale den Meßwertfühler für die Marken für Wortanfang und Wortende beeinflussen.
Wie Figur 6 zeigt, kann an Stelle des Tachogleichstromgenerators 70 (Fig. 4) eine Vorrichtung 9o bekannter Art verwendet werden, die geeignet ist, die Fortbewegungsgeschwindigkeit des Körpers 5 berührungslos zu messen. Berücksichtigt werden von dieser Vorrichtung entweder Oberflächenunregelmäßigkeiten des Körpers 5 oder durchlaufende Kanten des Körpers oder sprunghafte Helligkeitsunterschiede von Aufdrucken, Aufklebern oder dergleichen.
Es wird ein durch die Unregelmäßigkeiten bedingtes optisches Muster auf eine mit Rasterstrichen versehene Blende geworfen, das durch die Blende gelangende Licht in einen Fotoempfänger gelenkt und dessen Ausgangssignal zur Erzeugung der geschwindigkeitsproportionalen Gleichspannung ausgewertet. Vorrichtungen dieser Art sind bekannt aus "Instrument and Control Systems", 1966, Seiten 99 bis 102, und DT-AS 1 523 218. Eine Verbesserung derartiger Vorrichtungen wurde von der Anmelderin in der deutschen Patentanmeldung P 21 40 129.6 vorgeschlagen.
An eine Vorrichtung nach Figur 6 kann sich die Schaltung nach Figur 4 unverändert anschließen.

Claims

PATENTANSPRUCHE

1. Verfahren zum Lesen von Codes (Balkencodes), die in ihrer Leserichtung durch Zwischenräume voneinander getrennte Codeelemente mindestens zweier unterschiedlicher Ausdehnungen (Balkenbreiten) haben und wobei zwischen einem Codeträger und einem ein Code signal abgebenden Codeleser für eine Relativbewegung in Leserichtung gesorgt wird, dadurch g e k e n n z e i c h'-n e t, daß von einem Relativgeschwindigkeits-Meßfühler (16, 70, 90) ein der Relativgeschwindigkeit proportionales Signal (Geschwindigkeitssignal T, U) erzeugt und über die Durchlaufdauer (Codesignal-Dauer) jedes vom Codeleser (9) erkannten Codeelements summiert wird, daß die Summe mit vorgegebenen Grenzwerten verglichen und eines von mindestens zwei möglichen Ausgangssignalen (Balkenbreitensignale) erzeugt wird, Je nachdem zwischen welche der Grenzwerte die Summe fällt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c hn e t, daß das Geschwindigkeitssignal (T) eine Folge von Taktimpulsen aufweist, daß die Taktimpuls-Periodendauer der Relativgeschwindigkeit proportional; ist und daß zur Summenbildung die Zahl der Taktimpulse während der Durchlaufzeit jedes Codeelements gezählt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c hn e t, daß das Geschwindigkeitssignal eine elektrische Gleichspannung (U) ist, die der Relativgeschwindigkeit proportional ist, und daß die Gleichspannung zur Summenbildung während der Durchlaufzeit jedes Codeelements integriert wird.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß die Codeelemente zur sicheren Auswertung markant unterschiedliche Breiten haben.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß bei Auftreten des ersten Codesignals (C) ein Signal (WA, WL) erzeugt wird, das eine Information für den Wortanfang beinhaltet.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß die Codesignale (C) und die Geschwindigkeitssignale (T, U) jedes Wortes zunächst in Zwischenspeicher gegeben werden und daß erst nach dem Auftreten einer vorgegebenen Anzahl von Codesignalen unter Auslesen der Zwischenspeicher Ausgangssignale fur die Codebalkenbreite und den Wortanfang gegeben werden.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß alle Abstände zwischen je zwei Codeelementen kleiner sind als ein bestimmter Grenzwert, daß durch Zählen oder Integrieren der Ausgangssignale des Relativgeschwindigkeits-Meßfühlers (16, 70) zwischen den Codeelementen und nach dem letzten Codeelement festgestellt wird, wann der Grenzwert deutlich über schritten ist, und dann eine Information für das Wortende gegeben wird.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 - 4, dadurch g e -k e n n z e i c h n e t, daß die Informationen 'tWortanfang und "Wortende" von mindestens einem zusätzlichen Meßwertfühler gegeben werden, der auf die Überschreitung besonderer Merkmale anspricht, die an dem Informationsträger oder einem mit diesem versehenen Körper vorhanden sind.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch g e'k e n n z e i c hn e t, daß als Merkmale das vordere und hintere Ende des Körpers dienen.

10. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch g e k e n n z e i c hne t, daß als Merkmale Marken dienen, die am Körper oder dem Informationsträger angebracht sind.

11. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 4 bis 10, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t, daß an einem Körper (5), der mit dem Code (7) versehen ist oder an einem mit dem Körper gemeinsam bewegten Fördermittel (1) oder Rotationskörper (3) eine in Bewegungsrichtung verlaufende Reihe von Taktmarken (14) vorgesehen ist, die unter gleichen gegenseitigen Abständen angeordnet sind, daß der Relativgeschwindigkeits-Meßfühler eine Vorrichtung (Taktgeber 16) zur Wahrnehmung der Taktmarken und zur Abgabe des Geschwindigkeitssignals in Form von Taktimpulsen aurweist, und daß dem taktgeber ein Digitalzähler (20) und diesem ein Diskriminator (Balkenbreiten-Diskriminator 26) für die Balkenbreiten, entsprechend unterschiedlichen Summen von Taktimpulsen,nachgeschaltet ist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch g e k e n n z e i c hn e t, daß dem Codeleser (9) und dem Digitalzähler (20) ein weiterer Diskriminator (Wortlängen-Diskriminator 32) zur Feststellung des Wortendes,entsprechend einer Mindestsumme von Taktimpulsen ab Wortanrang,nachgeschaltet ist.

13. Vorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch g e k e n nz e i c h n e t, daß die Taktmarken (14) sich vom Untergrund durch Hell-Dunkel- oder Farbunterschiede abheben und daß der Relativgeschwindigkeits-Meßfühler (16) ein optischer Leser ist, der elektrische Taktimpulse (T) abgibt.

14. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 oder 3 bis 10, dadurch gek e n n z e i c hn e t, daß zur Erzeugung der geschwindigkeitspreportionalen Gleichspannung ein Tacho-Gleichstromgenerator (Generator 70) vorgesehen ist, der in Antriebsverbindung mit einem Rotationskörper (3) steht, der seinerseits in Antriebsverbindung steht - entweder mit einem Fördermittel (1) für mit Balkencodes (7) versehene Körper (5) - oder mit einer Vorrichtung zur gemeinsamen Verschiebung des Generators (70) und des Codelesers (9) gegenüber einem mit einem Balkencode versehenen Körper.

15. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 oder 3 bis lo, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß zur Erzeugung der geschwindigkeitsproportionalen Gleichspannung eine Vorrichtung zur berührungslosen Geschwindigkeitsmessung eines Gegenstandes mit natürlichen Oberflächenunregelmäßigkeiten dient, bei der ein durch die Oberflächenunregelmäßigkeiten bedingtes optisches Muster auf einer mit Rasterstrichen versehenen Blende erzeugt, das durch die Blende gelangende Licht in mindestens einen Fotoempfänger gelenkt und dessen Ausgangssignal zur Bildung der geschtrindigkeitsproportionalen Gleichspannung ausgewertet wird, und daß die Vorrichtung (9o) gegenUber dem Codeleser (9) unbeweglich und so angeordnet ist, daß sie mit Balkencodes (7) versehene Körper (5) abtastet, insbesondere längs einer Geraden außerhalb des Balkencodes.

16. Vorrichtung nach Anspruch 14 oder 15, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß der Ausgang des Generators (70) mit einem elektrischen Integrator (I1) verbunden ist, daß der Codeleser (9) während der Durchlaufdauer der Codebalken je ein Codesignal (C) erzeugt, daß das Codesignal dem Integrator (I1) zur Begrenzung seiner Integrationszeit zugeführt wird, derart, daß er nur während der Dauer des Codesignals arbeitet, und daß der Ausgang des Integrators mit einem Diskriminator (Balkenbreiten-Diskriminator K1 bis K3), zur Bildung der Balkenbreitensignale entsprechend den Größen der Integrale, verbunden ist.

17. Vorrichtung nach Anspruch 16 dadurch g e k e n n z e i c hn e t, daß der Balkenbreiten-Diskriminator weitere Ausgänge zur Bildung einer Wortanfangsinformation (über 88) und einer Wortendeinformation (über 86) hat.

18. Vorrichtung nach Anspruch 16 oder 17, dadurch g e k e n n - -z e i c h n e t, daß der Ausgang des Generators (70) mit einem weiteren elektrischen Integrator (I2) verbunden ist, der vom Codeleser (9) so gesteuert wird, daß er am Ende jedes Codesignals zu integrieren beginnt, und daß der Ausgang dieses Integrators mit einem weiteren Komparator (K4) zur Bildung einer Wortendeinformation verbunden ist.

L e e r s e i t e