DE69825456T2

DE69825456T2 - Verfahren und vorrichtung zum feststellen von unregelmässigkeiten in einem produkt

Info

Publication number: DE69825456T2
Application number: DE69825456T
Authority: DE
Inventors: Marc Ruymen
Original assignee: Individual
Current assignee: Best Nv Heverlee Be
Priority date: 1997-03-28
Filing date: 1998-03-25
Publication date: 2005-08-04
Anticipated expiration: 2018-03-26
Also published as: US6473168B1; ES2226116T3; EP1012582B1; BE1011076A3; DE69825456D1; WO1998044335A1; AU6815098A; EP1012582A1; ATE272835T1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Feststellung von Unregelmäßigkeiten in einem Produkt, in dem mindestens ein Lichtband, insbesondere bestehend aus einem oder mehreren Laserstrahlen, mittels eines bewegten Spiegels gegen dieses Produkt gerichtet ist, wobei sich das Produkt in eine bestimmte Richtung durch eine Erkennungszone bewegt, so dass das Lichtband, welches sich vorzugsweise quer zum Weg des Produkts bewegt, zumindest teilweise durch das Produkt gestreut und/oder reflektiert wird, wobei das gestreute Licht über den Spiegel reflektiert und zumindest teilweise durch mindestens einen Detektor erkannt wird und wobei der Lichtstrom des gestreuten Lichts sodann mit dem Lichtstrom des gestreuten Lichts von einem einwandfreien Teil des Produkts, der keine Unregelmäßigkeiten aufweist, verglichen wird, um Unregelmäßigkeiten in dem Produkt festzustellen.
Die Dokumente US-A-4 072 413, US-A-3 728 481, US-A-2 672 799, JP-A-55 129733 und EP-A-0 345 949 offenbaren unterschiedliche Gerätetypen, die ein Lichtband zur Erkennung oder Charakterisierung eines Produkts benützen. In der Vorrichtung von EP-A-0 345 949 wird ein beweglicher Spiegel dazu verwendet, das Lichtband auf das Produkt zu richten, doch dieser bewegliche Spiegel wird nicht dazu benützt, auch das Licht, das von dem betroffenen Teil des Produkts gestreut und/oder reflektiert wird, gegen einen Detektor hin zu reflektieren, da das gestreute Licht direkt zum Detektor wandert.
Mit „gestreutes Licht" ist in dieser Beschreibung einerseits das Licht gemeint, das auf der Oberfläche eines Produkts diffus gestreut wird, und anderseits das Licht, das vom Produkt abgegeben wird, weil es vom Lichtband zumindest teilweise durchdrungen wird, sich in diesem ausbreitet und dadurch das entsprechende Teil des Produkts aufleuchten lässt.
Gemäß dem Stand der Technik ist der Lichtstrom gestreuten Lichts, der auf diese Weise von mindestens einem Detektor erkannt wird, abhängig von der Position des Bandes. Das bedeutet, dass der Wert des mittels Detektors generierten Signals, der festlegt, ob ein Teil des Produkts als gut oder als Fremdkomponente oder als minderwertig eingestuft werden muss, von der Position des Lichtbands abhängig ist.
Um eine solche Abhängigkeit zu vermeiden, wird das von dem Detektor kommende Signal elektronisch modifiziert, z. B. indem es mit einem Faktor multipliziert wird, der von der Position des Lichtbands abhängig ist, so dass ein Signal gewonnen wird, das nicht von der Position des Lichtbands abhängig ist.
Diese Modifizierungen erfordern ein relativ komplexes elektronisches System, das die Kosten eines solchen Verfahrens beträchtlich anhebt. Wenn ein Produkt zudem aus Teilen besteht, die unverbunden sind, schaffen solche Korrekturen im allgemeinen keine gleichmäßige Präzision in Abhängigkeit von der Position des Lichtbands für Zwecke der Erkennung von Unregelmäßigkeiten im Produkt und der Charakterisierung desselben.
Das Ziel der Erfindung ist die Aufarbeitung dieses Problems, indem ein Verfahren vorgeschlagen wird, das dieser Nachteile entbehrt und das gewährleistet, dass die Unregelmäßigkeiten in einem Produkt mit gleichmäßiger Empfindlichkeit erkannt werden und das die Ausführung sehr guter Erkennungen oder Klassifizierungen in qualitativer sowie in quantitativer Hinsicht auf sehr wirtschaftliche Art und Weise ermöglicht.
Zu diesem Zweck ist das Verfahren der Erfindung wie in Anspruch 1 definiert.
Die Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung gemäß Anspruch 3.
Die Membran kann vorteilhafter Weise mit kleinen, beweglichen Platten am Rand der Öffnung versehen sein, wobei die Platten die Einstellung der Größe und/oder Form der Öffnung ermöglichen, auf eine Weise, dass der auf den Detektor fallende Lichtstrom unabhängig von der Position des Lichtbands ist.
Die Erfindung betrifft des weiteren einen Sortierapparat zur Trennung von Fremdkomponenten oder minderwertigen Teilen von guten Teilen eines Produkts, das aus Teilen besteht, die unverbunden miteinander sind, wobei der Sortierapparat mit der Vorrichtung gemäß Anspruch 3 versehen ist. Wenn das Produkt beispielsweise aus Erbsen besteht, kann der Sortierapparat minderwertige Erbsen, etwa überreife Erbsen, und Fremdobjekte, etwa kleine Steine, Stengel und Ähnliches, von jenen Erbsen trennen, die für den menschlichen Verzehr geeignet sind.
Andere Merkmale und Vorteile der Erfindung gehen aus der nachstehenden Beschreibung mehrerer bestimmter Ausführungsbeispiele des Verfahrens, der Vorrichtung und der Sortierapparats gemäß der Erfindung hervor. Diese Beschreibung erfolgt nur exemplarisch und ist in keiner Weise geeignet, den Geltungsbereich des beantragten Schutzes zu beschränken. Die nachstehenden Bezugszeichen beziehen sich auf die begleitenden Zeichnungen.
1 ist eine schematische Zeichnung, in der das Prinzip eines Erkennungssystems für einen konventionellen Sortierapparat dargestellt ist, wie er im Oberbegriff der Ansprüche 1 und 3 definiert ist.
2 ist ein Diagramm des Signals, das von einem Detektor eines Sortierapparats abgegeben wird.
3 ist eine schematische perspektivische Darstellung eines Sortierapparats mit einem Förderband gemäß der Erfindung.
4, 5 und 6 sind schematische Darstellungen von Lichtbändern, die von einem bewegten Spiegel reflektiert werden.
7 ist eine schematische Darstellung eines Beispiels einer in der Erfindung verwendeten Membran.
8 ist eine schematische Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels einer Membran eines Sortierapparats gemäß einem bestimmten Ausführungsbeispiel der Erfindung.
9 ist ein Diagramm des von einem Detektor abgegebenen Signals, wenn ein Lichtband auf Simulationsteile fällt.
10 ist eine schematische perspektivische Darstellung eines wichtigen Teils eines Erkennungssystems mit Simulationsteilen und einem Einstellelement.
11 ist eine schematische perspektivische Darstellung eines wichtigen Teils eines Erkennungssystems mit einem Einstellungselement, das in unterschiedlichen Position dargestellt ist.
In den unterschiedlichen Figuren beziehen sich die selben Bezugszeichen auf die gleichen oder gleichartige Teile.
Die Erfindung betrifft unter anderem Sortierapparate für Produkte, die aus losen Teilen sehr unterschiedlicher Art bestehen, wie beispielsweise Erbsen, Rosinen, Garnelen, getrocknete oder tiefgefrorene Lebensmittel, alle Arten von Erzen, Medikamenten in Tabletten- oder Kapselform usw.
1 stellt ein klassisches Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung dar, die in einem Sortierapparat montiert werden kann. Dieser Sortierapparat wird hauptsächlich zur Trennung minderwertiger Teile und Fremdobjekte von den guten Teilen eines Produkts verwendet. In einem solchen Sortierapparat wird ein aus losen Teilen bestehendes Produkt in einem breiten Strom durch die Erkennungszone der Vorrichtung geführt, um die Charakterisierung der losen Produktteile und damit die Unterscheidung zwischen den guten Teilen, die im wesentlichen keine Unregelmäßigkeiten aufweisen, und den minderwertigeren Teilen oder Fremdobjekten zu ermöglichen.
Die Vorrichtung ist mit zwei Lichtquellen 1' und 1'' versehen, die je ein intensives, fokussiertes Lichtband 2' bzw. 2'' generieren. Die beiden Lichtquellen 1 und 1'' generieren Licht unterschiedlicher Frequenz und werden durch einen selektiv halbreflektierenden Spiegel 3' (Kaltlichtspiegel) und einen gewöhnlichen Spiegel 3'' zu einem Band 2 von Laserstrahlen vereint. Dieses Lichtband 2 wird gegen einen bewegten, prismatischen Spiegel 4 reflektiert. Die Flächen 5 dieses Spiegels 4 sind reflektierend und sind im wesentlichen im selben Winkel zueinander angeordnet. Des weiteren rotiert dieser prismatische Spiegel 4 in einer im wesentlichen konstanten Geschwindigkeit um seine Mittelachse 6. Das auf eine solche Fläche 5 fallende Lichtband 2 ist auf das zu sortierende Produkt gerichtet.
Als Ergebnis der Rotation des Spiegels 4 bewegt sich das auf die Flächen 5 fallende Lichtband 2 quer über den Strom an Teilen 7 des Produkts. Dabei bewegt sich das Band 2 über die Breite des Teile-Stroms 7 jedes Mal in die selbe Richtung zwischen zwei Positionen 14 und 15, wie durch den Pfeil 2''' dargestellt. Die Häufigkeit dieser Bewegung ist neben anderen Dingen von der Rotationsgeschwindigkeit des Spiegels 4 abhängig und umfasst vorzugsweise zwischen 500 und 8.000 Bewegungen pro Sekunde.
Die Erkennungszone erstreckt sich zwischen den zwei Positionen 14 und 15 des Lichtbands 2, wo noch eine Messung des gestreuten Lichts durchgeführt wird.
Wenn das Lichtband 2 über eine der Flächen 5 auf ein Teil 7 des Produkts fällt, wird es von dem Teil 7 gestreut und/oder reflektiert. Wie von den Pfeilen 8 dargestellt, wird gestreutes Licht zumindest teilweise von der selben Fläche 5 aufgefangen und über die Fläche 5 ungefähr den selben Weg entlang wie das Lichtband 2 zu einem Strahlteiler 9 geführt, welcher das gestreute Licht 8''' in einem Winkel über das Linsensystem 10 zu einem sogenannten Strahlteiler 11 reflektiert. Der Strahlteiler 9 besitzt beispielsweise eine mittlere Öffnung, welche dem Lichtband 2 von den Lichtquellen 1' und 1'' den unbehinderten Durchgang ermöglicht.
Möglicherweise kann gestreutes Licht über eine Fläche 5 des Spiegels 4, die sich von der Fläche 5, auf die das Lichtband fällt, unterscheidet, zurück auf den Detektor reflektiert werden.
Der Strahlteiler 11 trennt das vom Produkt gestreute und den jeweiligen Lichtquellen 1 und 1'' entspringende Licht 8''' in zwei Lichtbänder 8' und 8'' unterschiedlicher Frequenz. Das Band 8' fällt dann auf einen Detektor 13, während das Band 8 über einen Spiegel 9' auf einen Detektor 12 fällt.
In dem vorgeschlagenen Ausführungsbeispiel der in 1 dargestellten Vorrichtung ist die Vorrichtung mit einem Hintergrund in Form einer Röhre 16 versehen, die sich im rechten Winkel zur Bewegungsrichtung des Produkts erstreckt, so dass das Lichtband 2 darauf fällt, wenn die Teile 7 des Produkts sich über die Röhre 16 zwischen dieser und dem Spiegel 4 bewegen. Diese Röhre 16 hat vorzugsweise die selben Eigenschaften wie ein gutes Teil 7, was die Streuung des Lichtbands 2 betrifft.
Wenn sich das Lichtband 2 über die Röhre 16 bewegt, wird von den Detektoren 12 und 13, auf die zumindest ein Teil 8''' des von der Röhre gestreuten Lichts fällt, ein Lichtsignal 17 generiert, wie in 2 dargestellt. Dieses Signal ist ein Maß des gestreuten Lichts. Die Y-Achse zeigt die Stärke dieses Signals als Funktion der Position des Lichtbands 2, wie auf der X-Achse dargestellt. Wenn sich ein Lichtband 2 von Position 14 zu Position 15 bewegt, entspricht dies der Distanz zwischen p₁ und p₂ in 2.
In 3 ist ein herkömmlicher Sortierapparat für Produkte dargestellt, die aus den Teilen 7 bestehen und untereinander nicht verbunden sind, wie beispielsweise Körnerprodukte, ausgerüstet mit einem Förderband 33, einer ein Abtransportsystem bildenden Druckluftvorrichtung 34 und der oben beschriebenen Vorrichtung 37 mit der Röhre 16. Mit Hilfe des Förderbands 33 werden die Teile 7 über diese Röhre 16 durch die Erkennungszone geführt. Das Förderband 33 erstreckt sich zu der Röhre 16 auf eine Weise, dass die Teile 7, welche vom Förderband 33 in Richtung der Erkennungszone und der Röhre 16 bewegt werden, mit einer ausreichend hohen Geschwindigkeit unterwegs sind, wenn sie das Förderband 33 verlassen, um sich hintereinander durch die Erkennungszone, über die Röhre 16 und an der Druckluftvorrichtung 34 vorbei zu bewegen.
In der Erkennungszone werden diese Teile 7 von der oben beschriebenen Vorrichtung 37 als minderwertige Teile oder Fremdobjekte oder als gute Teile erkannt. Wenn ein Teil 7 als Fremdobjekt oder minderwertiges Teil identifiziert wird, wird die Druckluftvorrichtung 34 aktiviert. Insbesondere wird ein Ventil 35 der Druckluftvorrichtung 34 geöffnet, wobei dieses Ventil in einer Position entsprechend dem Fremdobjekt oder minderwertigen Teil ist. Auf diese Art wird ein starker, gerichteter Luftstrom 36 geschaffen, der das Fremdobjekt oder das minderwertige Teil vom Produkt entfernt.
In aktuellen Sortierapparaten, wie in 3 dargestellt, hat das vom Detektor 12 oder 13 generierte Signal, dargestellt durch die Kurve 17 in 2, ein Maximum 18 für die Position, wo das Band 2 in einem Winkel von im wesentlichen 45° auf die Seite 5 fällt, und ein beträchtlich schwächeres Signal 19 wird empfangen, wenn das Band 2 in einer der Extrempositionen 14 oder 15 ist.
Im allgemeinen wird immer dann ein schwächeres Signal empfangen, wenn das Stück des Bands 2 zwischen dem prismatischen Spiegel 4 und der Röhre 16 im wesentlichen am kürzesten ist. Entsprechend wird ein durch die konvexe Kurve 17 dargestelltes Signal als Funktion der Position des Lichtbands 2 empfangen.
Auf dem neuesten Stand der Technik wird das auf diese Weise generierte Signal in eine Anzahl kleiner Intervalle 17' unterteilt, wobei das Signal eines bestimmten Intervalls 17' auf einen bestimmten Wert verstärkt wird, so dass ein Endsignal erreicht wird, das von der Position des Lichtbands 2 unabhängig ist, wenn letzteres auf die Röhre 16 fällt. Die Modifizierung dieses Signals erfolgt mittels geeigneter Elektronik, beispielsweise durch Multiplikation des Signals für ein bestimmtes Intervall 17' mit einem geeigneten Faktor.
Immer wenn das Lichtband 2 gegen ein minderwertiges Teil oder ein Fremdobjekt gerichtet ist, liegen die vom Detektor 12 oder 13 generierten Signale 17 über oder unter bestimmten Schwellwerten, und das minderwertige Teil oder Fremdobjekt wird aus dem Produktstrom ausgeschieden. Um einen Vergleich des Signals von einem solchen minderwertigen Teil oder Fremdobjekt mit den Schwellwerten und mit dem Signal für ein gutes Teil zu ermöglichen, muss das letztere Signal ebenfalls für das entsprechende Intervall 17' verstärkt werden.
Es ist für die Vorrichtung in 1 jedoch vorzuziehen, den Wert für ein bestimmtes Verhältnis der von den zwei Detektoren 12 und 13 generierten Signalwerte mit dem Verhältnis für ein gutes Teil zu vergleichen, um festzustellen, ob ein Teil 7 des Produkts eine Unregelmäßigkeit aufweist und es deshalb ein Fremdobjekt oder ein minderweriges Teil ist.
In bestimmten Fällen wird das von einem Detektor 12 oder 13 generierte Signal mit einem Referenzsignal verglichen, das eine dem gekurvten Signal 17 gemäß 2 ähnliche Form aufweist. Allerdings ist das Vergleichen eines Verhältnisses oder einer Kombination der Signale von unterschiedlichen Detektoren 12 und 13 mit bestimmten Schwellwerten eine hochkomplexe Aufgabe, was an der Kurvenform des Signals 17 bezüglich jedes der Detektoren 12 und 13 liegt.
Die oben beschriebenen Verfahren zur Kompensation der Kurvenform des Signals 17 ergeben jedoch keine gleichförmige Empfindlichkeit der Vorrichtung, wenn sie für ein Produkt verwendet wird, welches diskrete Teile enthält, d. h. untereinander lose Teile. Es ist beispielsweise möglich, dass ein Teil, das als minderwertiges Teil oder Fremdobjekt in einer Position entsprechend 14 oder 15 des Lichtbands 2 charakterisiert wird, trotzdem als gutes Teil charakterisiert wird, wenn es sich beispielsweise in der Mitte der Erkennungszone befindet, wo das Lichtband im wesentlichen vertikal auf die Röhre 16 fällt.
Die Kurvenform des Signals 17 geht unter anderem auf die Variation im Winkel zurück, in dem das Lichtband auf die Röhre 16 fällt, was bewirkt, dass das gestreute Licht maximale Intensität in einer entsprechend variierenden Richtung besitzt.
Zusätzlich variiert der Reflexionsanteil, der vom Einfallwinkel des Bands 8''' von gestreutem Licht auf eine Fläche 5 abhängig ist, in Entsprechung zu der Position des Lichtbands 2 und trägt zur Kurvenform des erwähnten Signals bei.
Aus der Rotation des Spiegels 4 und der entsprechenden Richtungsänderung der Fläche 5 ist der Bereich des Strahlteilers 9, welcher vom gestreuten Licht 8''' beleuchtet wird, nicht immer der selbe, wie in 4, 5 und 6 dargestellt.
Der Raumwinkel des Bandes gestreuten Lichts 8'', welches auf die Fläche 5 fällt, variiert ebenfalls entsprechend der Position der Fläche 5 und damit des Lichtbands 2. Der auf eine Fläche 5 fallende Raumwinkel ist am größten, wenn die Distanz zwischen dem Punkt, an dem das Band 2 auf den Spiegel fällt, und dem entsprechenden Punkt, an dem es auf die Röhre 16 fällt, am kleinsten ist.
In 4, 5 und 6 ist der Querschnitt des Bandes gestreuten Lichts 8''' in je unterschiedlichen Positionen schematisch gezeigt, dargestellt durch ein schattiertes Rechteck 30, 31, 32 und 30', 31' und 32', wie von den erwähnten Detektoren wahrgenommen.
Nach einem bevorzugten Ausführungsbeispiel des Verfahrens gemäß der Erfindung wird der Durchgang des gestreuten Lichts 8''' zum Detektor 12 oder 13 gemäß der Position des Lichtbands 2 angepasst, so dass das gestreute Licht immer von einem im wesentlichen gleich großen Raumwinkel kommt. Dies gewährleistet, dass der Lichtstrom 8''' des Lichts 8, das vom Teil 7 gestreut wird und auf den Detektor 12 oder 13 fällt, unabhängig von der Position des Teils 7 in der Erkennungszone ist, oder mit anderen Worten unabhängig von der Position des Lichtbands 2. Auf diese Weise wird eine im wesentlichen gleichmäßige Empfindlichkeit erreicht, wenn die Teile 7 des zu sortierenden Produkts qualifiziert werden.
Zu diesem Zweck ist die Vorrichtung gemäß der Erfindung mit einem verstellbaren Öffnungselement 20 versehen, insbesondere einer Membran 23, wie in 7 dargestellt. Diese Membran 23 hat eine Öffnung 22 mit einer zunehmenden Verengung in Richtung des Punktes, auf den, gesamthaft gesehen, der größte Strom gestreuten Lichts 8''' fällt. Diese Verengung 24 ist angeordnet in eine senkrecht zu der Ebene stehenden Richtung, in die sich das Lichtband 2 bewegt. Die Form und die Größe der Öffnung 22 in der Membran 23 sind deshalb so gewählt, dass immer dann, wenn das Lichtband 2 gegen das Produkt gerichtet ist, das vom Detektor 12 oder 13, auf den das gestreute Licht 8''' fällt, generierte Signal im wesentlichen unabhängig von der Position des Lichtbands 2 ist.
Zu diesem Zweck kann, wie in 7 dargestellt, die Membran asymmetrisch sein, so dass beispielsweise die von der Öffnung 22 gebildete Teilung an jedem Ende eine unterschiedliche Breite aufweist. Außerdem muss die Verengung 24 nicht unbedingt im mittleren Teil der Öffnung 22 sein.
In einem bestimmten Ausführungsbeispiel der Vorrichtung gemäß der Erfindung besitzt die Membran 23 Mittel zur Einstellung von Größe und Form der Öffnung 22, um den spezifischen Bedürfnissen oder Merkmalen der Vorrichtung oder des Sortierapparats zu entsprechen.
Eine solche Membran 23 ist in 8 dargestellt. Diese Membran 23 ist mit einer rechteckigen Öffnung 26 versehen, mit kleinen, beweglichen Platten 25 zu beiden Seiten der Öffnung 26. Diese Platten 25 sind rechteckig und erstrecken sich in ihrer Längsrichtung vertikal zum Rand der Öffnung 26. Durch Bewegung der Platten 25 im Verhältnis zueinander und zur Öffnung 26 kann die Öffnung 22 der Membran 23 angepasst werden.
Vorzugsweise sind die der Öffnung 22 gegenüberliegenden Enden der Platten 25 in gewissem Maße schräg, so dass nach Anpassung der Öffnung 22 dieselbe einen annähernd kontinuierlichen Rand aufweist.
Um die Öffnung 22 der Membran 23 anzupassen, werden die Simulationsteile 27 in der Erkennungszone untergebracht, wie in 10 dargestellt. Diese Simulationsteile 27 werden von kleinen Stäben gebildet, die vorzugsweise einen Querschnitt aufweisen, welcher im wesentlichen jenem der Teile 7 des zu sortierenden Produkts entspricht. Die Simulationsteile 27 werden mit der Längsachse im rechten Winkel zu der vom bewegten Band 2 gebildeten Ebene platziert. Der Lichtstrom des gestreuten Lichts von diesen Simulationsteilen, der auf den Detektor 12 oder 13 fällt, wird sodann angepasst, bis ein konstantes Signal 17 empfangen wird, indem die Öffnung 22 der Membran 23 mit Hilfe der beweglichen Platten 25 angepasst wird.
Vorzugsweise wird die Öffnung 22 der Membran 23 zuerst in eine Position gebracht, in der der Detektor 12 oder 13 den niedrigsten Wert hat.
In 9 ist eine Kurve des vom Detektor 12 oder 13 generierten Signals dargestellt, wenn das Lichtband 2 über die Simulationsteile 27 bewegt wird und wenn die Röhre 16 im wesentlichen kein Licht vom Lichtband 2 streut. Diese Kurve zeigt die unterschiedlichen Spitzen 28 in Entsprechung zu dem vom Detektor 12 oder 13 für die entsprechenden Simulationsteile 27 generierten Signal. Durch Anpassung der Öffnung 22 mit Hilfe der Platten 25 werden diese Spitzen auf einen konstanten Wert reduziert, wie durch die Linie 29 dargestellt. Auf diese Weise zeigt die Membran 23 eine Öffnung 22 mit einer Form, wie sie schematisch in 10 dargestellt ist.
In einem vereinfachten Verfahren zur Anpassung der Membran 23 wird ein Objekt, welches das Lichtband 2 streut, wie ein Teil 7 des Produkts, in unterschiedliche Positionen in der Erkennungszone gebracht oder durch die Erkennungszone bewegt, wobei die Öffnung 22 der Membran 23 so angepasst wird, dass das vom Detektor 12 oder 13 generierte Signal für jede Position dieses Objekts den selben Wert besitzt.
Im Sortierapparat gemäß der Erfindung kann das Anpassungselement 20, insbesondere eine Membran 23, zwischen der Erkennungszone und dem polygonalen Spiegel 4 montiert werden, wie in 10 dargestellt.
11 zeigt einige andere mögliche Positionen für dieses Anpassungselement 20, namentlich zwischen dem Spiegel 4 und dem Strahlteiler 9, oder zwischen dem Strahlteiler 9 und einem Linsensystem 10, oder vor dem Detektor 13. Dieses Anpassungselement 20 kann grundsätzlich überall dort positioniert werden, wo der auf den Detektor 12 oder 13 fallende Lichtstrom 8''' sich in Entsprechung zu der Position des Lichtbands 2 bewegt.
Die Erfindung ist natürlich nicht beschränkt auf die Ausführungsbeispiele des Verfahrens und den Sortierapparat gemäß der Erfindung wie oben beschrieben und in den begleitenden Zeichnungen dargestellt.
Der rotierende Spiegel 4 kann auch durch einen anderen bewegten Spiegel ersetzt werden, wie etwa einen rasch vibrierenden Spiegel.
Der Sortierapparat kann im Bedarfsfall auch mit mehreren Lichtbändern arbeiten, wobei die Lichtbänder vorzugsweise Laserstrahlen oder -bänder sind. Die Anzahl der Detektoren muss nicht notwendigerweise einen Bezug zu der Anzahl der Lichtbänder haben. Beispielsweise kann eine Frequenz gestreuten Lichts von mehreren Detektoren erfasst werden.
Unter „Licht" ist in dieser Beschreibung jede elektromagnetische Strahlung zu verstehen, vorzugsweise mit einer Wellenlänge zwischen 100 nm und 10.000 nm. In den meisten Fällen wird jedoch Licht mit einer Wellenlänge zwischen 400 und 1.200 nm verwendet.
In einigen Fällen besitzt die erwähnte Vorrichtung keine Röhre 16. Außer für Sortierapparate zum Sortieren beispielsweise von Pommes frites, Erbsen, Rosinen und anderen Granularprodukten kann die Vorrichtung gemäß der Erfindung zur Überwachung der Qualität von und/oder Unregelmäßigkeiten in einem Produkt oder Teilen von Produkten verwendet werden. Somit kann das Produkt beispielsweise auch aus einem kontinuierlichen Material bestehen, wie einer Stahlplatte, einem Kunststofffilm, einem Papierstreifen oder einem Gewebe, wobei die Vorrichtung relativ zur Oberfläche des Produkts bewegt wird, um Unregelmäßigkeiten darin zu entdecken.

Claims

Verfahren zur Feststellung von Unregelmäßigkeiten in einem Produkt, bei dem mindestens ein Lichtband (2), bestehend aus mindestens einem Laserstrahl oder einem Lichtstrahl, mittels eines bewegten Spiegels (4, 5) gegen das Produkt (7) gerichtet wird, wobei das Produkt (7) sich durch eine Erkennungszone so in eine bestimmte Richtung bewegt, dass das Band (2), das sich quer zur Bewegungsrichtung des Produkts (7) bewegt, von dem Produkt (7) zumindest teilweise gestreut und/oder reflektiert wird, wo das gestreute Licht über den Spiegel (4, 5) reflektiert und vom reflektierten Licht getrennt wird, wobei das gestreute Licht zumindest teilweise von mindestens einem Detektor (12, 13) erfasst wird, um Unregelmäßigkeiten in dem Produkt festzustellen, dadurch gekennzeichnet, dass die Menge des von einem Teil des Produkts gestreuten und vom Detektor (12, 13) erfassten Lichts als Funktion der Position des Lichtbands (2) quer zu der Bewegungsrichtung des Produkts festgestellt wird, und dies mittels eines einstellbaren Öffnungselements (20) mit einer Öffnung (22), die so angepasst ist, dass sie sich gegen den Punkt der Öffnung hin, auf den der größte Strom gestreuten Lichts (8''') fällt, zunehmend verengt, so dass die Menge des vom Detektor erfassten Lichts unabhängig von der Position des Teils Im Produktganzen in der Erkennungszone ist, oder mit anderen Worten unabhängig von der Position des Lichtbands (2) über das Produkt hinweg.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Menge des von einem Teil des Produkts gestreuten und vom Detektor (12, 13) erfassten Lichts (8''') gemäß der Position des Lichtbands (2) mit einem einstellbaren Öffnungselement (20) so festgestellt wird, dass das gestreute Licht (8''') immer von einem Raumwinkel der selben Größe kommt.
Vorrichtung zu Feststellung von Unregelmäßigkeiten in einem Produkt, das sich in eine bestimmte Richtung durch eine Erkennungszone bewegt, mit mindestens einem Detektor (12, 13) und Mitteln zum Generieren von mindestens einem Lichtband (2), das mittels eines bewegten Spiegels (4, 5) auf eine solche Weise gegen das Produkt (7) gerichtet ist, dass das Licht von dem Lichtband (2) von einem Teil des Produkts (7) gestreut und/oder reflektiert wird, wobei das von dem Produkt (7) gestreute Licht (8) über den Spiegel (4, 5) gestreut und von dem reflektierten Licht getrennt wird und wobei das gestreute Licht zumindest teilweise von dem Detektor (12, 13) erfasst wird, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Detektor (12, 13) und der Erkennungszone, durch die sich das Produkt (7) bewegen muss, ein einstellbares Öffnungselement (20) mit einer einstellbaren Membran (23) vorgesehen ist, die eine Öffnung aufweist, welche sich gegen den Punkt auf der Öffnung zu, auf den der größte Strom gestreuten Lichts (8''') fällt, verengt, um nur einen Teil des von einem bestimmten Teil des Produkts (7) gestreuten Lichts (8) durchzulassen, so dass die Menge von gestreutem Licht, das auf den Detektor (12, 13) fällt, unabhängig von der Position des Teils (7) in der Erkennungszone quer zu der Bewegungsrichtung des Produkts ist.
Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Membran (23) kleine, bewegliche Platten (25) am Rand der Öffnung (22, 26) aufweist, welche eine Anpassung der Größe und/oder der Form der Öffnung (22) erlauben, so dass der auf den Detektor (12, 13) fallende Lichtstrom (8''') unabhängig von der Position des Lichtbands (2) über dem Produkt ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnung (22) eine Verengung (24) in einer senkrecht auf der Ebene stehenden Richtung aufweist, zu der sich das Lichtband (2) parallel bewegt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der bewegliche Spiegel (4) eine Prismenform aufweist und mit Mitteln versehen ist, die ihn zu einer Rotation um seine Mittelachse (6) befähigen, wobei die Flächen (5) des Spiegels (4) reflektierend und vorzugsweise im selben Winkel zueinander angeordnet sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teil des von den Teilen (7) gestreuten Lichts (8) durch die einstellbare Öffnungsvorrichtung (20) geht und über den Spiegel (4) zu einem Strahlteiler (9) reflektiert wird, der bewirkt, dass das gestreute Licht (8''') zumindest teilweise auf den Detektor (12, 13) fällt und ihn vom Lichtband (2) und von jedem von den Produkten (7) reflektierten Lichtband trennt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das einstellbare Öffnungselement (20) zwischen der Erkennungszone und dem beweglichen Spiegel (4) montiert ist.
Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das einstellbare Öffnungselement (20) zwischen dem beweglichen Spiegel (4) und dem Strahlteiler (9) montiert ist.
Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Anpassungselement (20) zwischen dem Strahlteiler (9) und dem Detektor (12, 13) montiert ist.
Sortierapparat zum Erfassen und/oder Trennen von Frerndteilen oder minderwertigen Teilen von guten Teilen in einem Produkt, das aus Teilen besteht, die voneinander lose sind, dadurch gekennzeichnet, dass dieser mit der Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 10 ausgerüstet ist.