Die vorliegende Erfindung ist auf die Erkennung von Behältern ausgerichtet, während diese auf einem Förderband vorbeilaufen, und insbesondere auf eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Ignorieren eines Aneinanderschlagens oder Zitterns der Behälter auf dem Förderband.

Bei Systemen zur Behälterhandhabung und -abfüllung ist es wichtig, dass die Behälter exakt gezählt werden können, während sie entlang eines Transportförderbandes laufen. Es kommt jedoch oft zu einem Problem, wenn ein Halt oder Stau von Behältern auf dem Förderband auftritt. Unter diesen Umständen läuft ein Behältertransportförderband normalerweise weiter und bewirkt, dass die Behälter schwanken oder aneinanderschlagen. Das Schwanken der Behälter nach vorn und zurück kann eine fehlerhafte Zählung, beispielsweise eine Mehrfachzählung, eines einzelnen Behälters bewirken.

Eine Vorrichtung und ein Verfahren entsprechend der Oberbegriffe der Ansprüche 1 bzw. 10 sind aus US-A-5,003,563 bekannt. Sensoren des Streureflexionstyps, die bei unterschiedlichen Frequenzen arbeiten, sind mit um etwa 15º konvergierenden Achsen und mit dem Konvergenzpunkt hinter der Mittellinie des Behälters angeordnet. Ein einzelner Behälter soll durch beide Sensoren gleichzeitig erfasst werden.

Eine allgemeine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein weiteres Verfahren zur Erfassung von Behältern auf einem solchen Transportförderband bereitzustellen, bei welchem ein Schwanken und Aneinanderschlagen der Behälter ignoriert wird, wenn ein Stau und Stop auftritt. Ein anderes und spezielleres Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Erfassung von Behältern, wie beschrieben, bereitzustellen, das im praktischen Einsatzgebiet leicht für Behälter unterschiedlicher Größe, z. B. Durchmesser und Höhe, anpassbar ist. Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine elektro-optische Vorrichtung und ein Verfahren zur Erfassung von Behältern, wie beschrieben, bereitzustellen, die leicht für Behälter mit unterschiedlichen optischen Eigenschaften anpassbar sind.

Die Erfindung ist in den Ansprüchen 1 und 10 definiert. In der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die Sensoren an einem gemeinsamen Halter montiert, der eine Skala zur Messung des Trennabstandes zwischen den Sensoren aufweist. Gedruckte Maßzahlen in Einheiten des Behälterdurchmessers, vorzugsweise sowohl in englischen als auch in metrischen Einheiten, sind an dem Halter angrenzend an die Skala befestigt. Einer der Sensoren ist an dem Halter angrenzend an einen Bezugspunkt "Null" auf der Maßzahlenskala montiert und der andere Sensor kann an dem Halter angrenzend an die Skala einstellbar positioniert werden. Der Halter nimmt in der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung die Form eines Gehäuses an, das die Sensoren umgibt und ein längliches Fenster parallel zu dem Förderband aufweist, durch welches die Behälter auf dem Förderband den Sensoren gegenüber exponiert sind.

Die Erfindung wird zusammen mit ihren zusätzlichen Aufgaben, Merkmalen und Vorteilen am besten aus der folgenden Beschreibung, den anhängenden Ansprüchen und den begleitenden Zeichnungen verständlich werden, in welchen:

Fig. 1 ein Aufriss einer Behältererkennungsvorrichtung entsprechend einer derzeit bevorzugten Ausführungsform der Erfindung von der Seite ist;

Fig. 2 eine Aufsicht der Vorrichtung aus Fig. 1 in vergrößertem Maßstab von oben ist;

Fig. 3 ein in der Richtung 3 in Fig. 1 genommener, seitlicher Aufriss der Vorrichtung aus Fig. 1 ist, wobei ein Behälter schemenhaft gezeigt ist; und

Fig. 4 ein elektrisches Blockschema der Behältererkennungsvorrichtung aus den Fig. 1-3 ist.

Die Zeichnungen stellen eine Vorrichtung 10 entsprechend einer derzeit bevorzugten Ausführungsform der Erfindung zur Erkennung von Behältern 12, die auf einem Behältertransportförderband 14 laufen, dar. Das Förderband 14 beinhaltet ein Endlosband 16, das durch eine Halterung 18 getragen wird und von einem Motor (nicht gezeigt) angetrieben wird, um Behälter 12 in einer linearen Richtung durch eine Erfassungsstation zu transportieren, an welcher die Vorrichtung 10 montiert ist. Die Vorrichtung 10 weist ein rechteckiges Gehäuse 20 auf, das anpassbar an einem L- förmigen Träger 22 montiert ist, und zwar mittels einer Schraube 24, die sich durch einen länglichen Schlitz 26 (Fig. 2) in dem horizontalen Schenkel des Trägers 22 nach oben erstreckt. Der vertikale Schenkel des Trägers 22 ist anpassbar an der Halterung 18 des Förderbandes montiert, und zwar mittels zweier Schrauben 26, die sich durch eine schlitzförmige Öffnung in dem Träger 22 erstrecken. Somit ist der Träger 22 in Bezug auf die Ebene des Förderbandes 16 mit Hilfe der Schrauben 26 vertikal anpassbar und das Gehäuse 20 ist in Bezug auf das Förderband 16 mit Hilfe der Schraube 24 horizontal anpassbar.

Zwei optische Annäherungssensoren 28, 30 sind einstellbar in dem Gehäuse 20 montiert. Die Sensoren 28, 30 umfassen in der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung Sensoren des Streureflexionstyps, welche diffuses Licht in Richtung der Behälter 12 abstrahlen, während die Behälter auf dem Förderband 16 vorbeilaufen, und die Nähe eines Behälters, wenn sich der Behälter gegenüber dem Sensor befindet, durch Reflexion des Lichts von der benachbarten Oberfläche des Behälters zurück zu dem Sensor erkennen. Die Sensoren 28, 30 sind derart ausgerichtet, dass ihre jeweiligen Strahlen parallel zueinander und in rechten Winkeln zu der Längsrichtung der Bewegung des Förderbandes 16 laufen. Bei runden Behältern 12, wie sie beispielshalber in den Zeichnungen dargestellt sind, wird das von jedem Sensor ausgesandte Licht nur zu dem Sensor zurückreflektiert, wenn sich der Behälter im Wesentlichen direkt gegenüber dem Sensor befindet, da bei jeder anderen Position des Behälters das ausgesandte Licht entweder den Behälter vollständig verfehlen wird oder durch die gebogene Oberfläche des Behälters von dem Sensor weg reflektiert wird. Die Sensoren 28, 30 umfassen in der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung den Sensor des Typs PZ101, der von der amerikanischen Keyence Corporation, Fair Lawn, New Jersey vermarktet wird.

Die vordere Wand 32 des Gehäuses 20, d. h. die Gehäusewand, die dem Bewegungsweg der Behälter 12 benachbart ist, weist einen länglichen Schlitz oder ein Fenster 34 auf, durch welches Licht von den Sensoren 28, 30 in Richtung der Behälter 12 abgestrahlt wird und Licht von den Behältern 12 zurück zu den Sensoren reflektiert wird. Jeder Sensor 28, 30 ist einstellbar in dem Gehäuse 20 positionierbar und wird mit Hilfe einer zugehörigen Schraube 36, 38 an einer feststehenden, angepassten Position gehalten. Die obere Wand 40 (Fig. 2) des Gehäuses 20 weist ebenfalls ein längliches Fenster 42 auf, durch welches die Sensoren 28, 30 betrachtet werden können. Zwei Skalen 44, 46 sind an der oberen Wand 40 entlang gegenüberliegender paralleler Ränder des Fensters 42 befestigt. Jede Skala 44, 46 weist zugehörige gedruckte Maßzahlen in Einheiten des Behälterdurchmessers in englischen bzw. metrischen Einheiten auf. Jeder Sensor 28, 30 weist außerdem einen durch das Fenster 42 zugänglichen zugehörigen Mechanismus 48, 50 für Einstellungen der Sensorempfindlichkeit durch einen Bediener auf. Die Ausgänge der Sensoren 28, 30 sind in dem Gehäuse 20 mit dem Setz- bzw. dem Rücksetzeingang eines D-Latch oder Flipflops 52 (Fig. 4) verbunden. Der Q-Ausgang des Flipflops 52 ist über einen Ansteuertransistor 54 und eine LED 56 mit einem Verbinder 58 (Fig. 1, 3 und 4) verbunden, von welchem aus die Ausgabe der Erkennungsschaltung für eine externe Überwachungs- und Anzeigeschaltung zur Verfügung steht. Die LED 56 ist zur Beobachtung während des Einstellens und des Betriebs an der Wand 40 des Gehäuses 20 angeordnet (Fig. 2).

Während des Einstellens wird der Träger 22 zuerst mit Hilfe der Schrauben 26 in solcher Weise angepasst, dass das Sensorfenster 34 und die Sensoren 28, 30 gegenüber dem mittleren Teil der Behälterkörper 12 liegen, wenn die Behälter durch das Förderband 14 an der Vorrichtung 10 vorbei transportiert werden. Die horizontale Position des Gehäuses 20 wird dann mit Hilfe der Schraube 24 derart angepasst, dass das Gehäuse etwa ein bis zwei Zoll von der nominellen Stellung der Behälter 12 auf dem Förderband 14 entfernt ist.

Mit einem Testbehälter 12 direkt gegenüber jedem Sensor 28, 30 wird dann mit Hilfe der Elemente 48, 50 die Sensorempfindlichkeit angepasst, und zwar in der Mitte zwischen der Minimaleinstellung, die erforderlich ist, um bei jedem Behälter auszulösen und dem Minimum, das erforderlich ist, um ohne einen gegenüber dem Sensor befindlichen Behälter auszulösen.

Die Sensoren 28, 30 werden auch seitlich in Bezug aufeinander angepasst, und zwar derart, dass die Sensoren in Längsrichtung der Behälterbewegung in einer solchen Entfernung voneinander beabstandet sind, dass die zwei Sensoren einen einzelnen Behälter nicht gleichzeitig erfassen. Andererseits müssen die Sensoren ausreichend nah beieinander vorgesehen sein, damit ein gegebener Behälter durch beide Sensoren nacheinander erkannt wird, bevor der nächste Behälter durch einen der Sensoren erkannt wird. In der Praxis wird ein Abstand von etwa der Hälfte des vorgegebenen Durchmessers des jeweiligen Behälters 12 bevorzugt. Dies wird entsprechend der bevorzugten Aspekte der Erfindung dadurch erreicht, dass einer der Sensoren 28 an einer feststehenden Position am Bezugspunkt "Null" jeder Skala 44, 46 angeordnet wird (die an der Position "Null" zueinander ausgerichtet sind, wie in Fig. 2 gezeigt ist), und dann der andere Sensor 30 in Bezug auf die Skalen 44, 46 entsprechend dem vorgegebenen Durchmesser der Behälter 12, die auf dem Förderband 14 transportiert werden sollen, anpassbar positioniert wird. Die Skalen 44, 46 und die zugehörigen gedruckten Maßzahlen sind in Einheiten des Behälterdurchmessers und in der halben Größe der tatsächlichen Skala vorgesehen, so dass durch die Positionierung des Sensors 30 neben der zugehörigen Maßzahl auf der Skala 44 oder 46 die Sensoren automatisch in einem Abstand angeordnet werden, der etwa der Hälfte des Behälterdurchmessers gleichkommt. Beispielsweise beträgt an der Position des Sensors 30, die in Fig. 2 für Behälter 12 von 2 Zoll Durchmesser dargestellt ist, der tatsächliche Abstand zwischen den Sensoren 28, 30 etwa 1 Zoll.

Wenn die Behälter 12 dann mittels des Förderbandes 14 an der Vorrichtung 10 vorbei transportiert werden, liefern die Sensoren 28, 30 zugehörige Ausgangssignale an den Flipflop 52. Beispielsweise wird der Flipflop 52 (Fig. 4), wenn die Behälter 12 in der Richtung 60 (Fig. 2) transportiert werden, zuerst durch einen Ausgangsimpuls von dem feststehenden Sensor 28 gesetzt, so dass der Transistor 54 angeschaltet wird und die LED 56 leuchtet. Wenn der Behälter dann an dem anpassbaren Sensor 30 vorbeiläuft, setzt ein Ausgangsimpuls von dem Sensor 30 den Flipflop 52 zurück und bringt dadurch die LED 56 zum Erlöschen. Man beachte jedoch, dass ein Aneinanderschlagen von Behältern 12 entweder zwischen den Sensoren 28, 30 oder nach dem Durchgang an dem Sensor 30 den Flipflop 52 nicht zurücksetzen und keine fehlerhafte Behälterzählung bewirken wird. Das bedeutet, dass, sobald der Behälter 12 den Flipflop 52 durch den Durchgang an dem Sensor 28 gesetzt hat, ein erneuter Durchgang in der entgegengesetzten Richtung auf Grund eines Schwankens den Zustand des Flipflops 52 nicht ändern wird. In gleicher Weise wird, sobald der Behälter den Sensor 30 passiert hat, ein erneuter Durchgang in der entgegengesetzten Richtung auf Grund eines Aneinanderschlagens oder dergleichen den Flipflop 52 nicht zurücksetzen. Auf diese Weise liefert die Vorrichtung 10 eine exakte Erfassung von Behältern, während ein Aneinanderschlagen der Behälter auf Grund eines Schwankens während eines Staus und Halts des Behältertransports ignoriert wird. Die Vorrichtung 10 kann auch zur schwankungsfreien Erfassung von Behältern, die in der entgegengesetzten Richtung laufen, angewandt werden.