專利名稱：觸發光柵和用于測定容器位置的方法
技術領域：
本發明涉及一種觸發光柵和用于測定容器位置的方法。
背景技術：
為了制造和/或填充產品到容器中，這些容器通常是在輸送器上被輸送到一連續產品流水線中的獨立加工站，例如輸送帶。為了確定在輸送器上的容器的存在和/或位置，可以使用，例如，觸發遮光板。當一目標通過該遮光板，一觸發信號產生，藉此信號激活一后續的處理步驟和/或該檢測出的容器的一有目的的前進。同樣地可觸發一檢驗過程或可確定一容器是否正在以一恰當的姿態，具體地為豎直的姿態被輸送。例如，從EP0801289A2所知的是一種水平的光簾，在其中設置有單獨的遮光板，這些遮光板在輸送方向上一個接在另一個的后面，以便一容器相繼地通過這些單獨的遮光板。該遮光板借助光導來形成，所述光導由一公共的光源提供，并由接收器單元分配。該遮光板在各種類型容器的開口區域的高度處檢測，以便可靠地區分一個在另一個的后面移動的容器。然而，這種布置的不利之處是其限于指定的測量高度及隨后指定的測量任務和指定的容器類型。從DE4305559A1所知的是一種垂直的光簾，其中在一輸送帶的一側設置有一類似按行排列的的光發射器，在輸送帶的相對側設置有對應的接收器。此外在輸送方向上設置有單獨的遮光板，其設置為一個接在另一個的后面，以便測定輸送帶和站立于該輸送帶上的容器的輸送速度。通過光發射器的反復開啟，一通過該光簾的容器按列被掃描，以便創建該容器的在一給定運輸速度下的一外形輪廓柵格。隨此涉及一種粗略分辨的成象方法，每一被遮蔽的遮光板段產生賦予該容器的像點。通過把這些像點與“學習過的”圖像作比較，可以根據容器的輪廓區分不同的容器類型。這種方法的不利之處在于，必須判定一較大數量的像點，結果是該方法的速度受到限制。此外，容器必須是以彼此最小間距來掃描，由此機械的性能額外地受到限制。此外，從安全技術，例如從DE10329881A1和DE102005030829B4所知，垂直或傾斜豎立的光柵，例如，其為了檢測或區分目標，比如區分輸送帶上的汽車車身和/或人。為此，光簾朝一輸送帶的輸送方向橫向地展開，在多個遮光板的水平上光源通常同時一個接在另一個上方地操作，以及如果在一個或多個遮光板水平中發生不許可的光衰減水平時，生成一控制信號，例如，以便出于安全理由切斷生產系統。由于在這種生產過程的情況下相對慢的輸送速度和監視的目標或人的相對大的尺寸，多個遮光板水平可容易地一個接在另一個上方的設置并共同評估。另一方面，在充填系統中，不同形狀和大小的容器的位置必須在相對高的輸送速度下可靠地識別出來，以便可以為隨后的生產步驟產生適當的控制信號。為了監視按類型分類的生產，例如，可設置有高度可調節的遮光板，其調整到適合各自的容器類型。當產品有改變時，隨后需要調整機構，由此導致操作和保養的額外的人工消耗。進一步的缺點是操作失誤的風險、由于調整機構的機械遲滯作用和機械磨損帶來的唯一受限的再現性。
相反，在未分類的產品加工情況下，通常在不同的高度的多個觸發遮光板被合并起來。由于單獨的遮光板模塊的相對大的尺寸以及然后必要的獨立控制器的合并，如此方式下當監視一未分級的生產線時一定有限制。例如，遮光板模塊不能以具有容器的頸部區域中的所需要的垂直分辨率地一個接在一個上方設置，這在用于檢測位置時是特別重要的，以便用充分的可靠性和柔性測定不同類型容器的位置。
發明內容
因此，有必要存在一種具有可靠性和柔性的觸發光柵和對應的用于記錄容器位置的方法，在不同的測量任務和容器類型方面，其超過目前的工藝水平。該設定的任務用如權利要求所述的觸發光柵來解決。這相應地包括沿輸送路徑設置的在不同高度水平的多個遮光板，其具有可彼此單獨啟動的光源并收納在一公共的外殼內。如此，可設置有一緊湊的具有特別高的垂直分辨率等級的光柵。此外，單獨啟動光源的能力允許選定不同的垂直遮光板區域，以便解決指定的測量任務。例如，可根據進來的類型的容器的形狀和尺寸，有目的地測量一容器的頸部區域，以便確定生產流程中的一容器位置。容器的一側壁區域同樣地可有目的地測量，以便測定該容器的最大直徑。來自不同高度水平的測量信號同樣地可同時記錄和彼此比較，例如，以便區分該容器的不恰當的傾斜姿態和恰當的豎直姿態。此外設置有一根據遮光板的輸出信號產生控制信號的觸發單元。隨后具體地可以產生分配到獨立容器的控制信號。因此，例如，可對容器類型采用一隨后的檢查，該容器可有目的地向前和/或該容器可為一隨后的生產步驟而測量，并可測定其在生產流水線中的位置。遮光板包括測量光束，其優選地彼此平行地對準。這些光束優選地相對指定的輸送機構的輸送方向橫向行走。根據光源的單獨啟動的能力，只有某些光源需要運作，以及只有某些各自運作的遮光板的各自的關聯的輸出信號需要被評估，所述的某些光源和輸出信號用于一指定的測量任務，例如，用于在生產流水線中測定位置。如此，相比已知結構的觸發光柵，其中所有遮光板水平同時啟動且他們的每一輸出信號都被評估，可更快的進行測量數據處理。隨后在一具體的測量任務方面可以實現單獨的遮光板的理想的聯合。例如，在光柵中的一個區域，其中只需要一低垂直分辨率水平，可以僅每隔一秒啟動或每隔第三個光源啟動。觸發單元優選地針對選擇性的處理獨立輸出信號而構成，以便具體的只處理那些其光源被啟動的遮光板的輸出信號。如此，用于觸發信號的輸出所需要的處理時間可適于各自的測量任務，具體地，該處理時間被最小化。具體地，通過群組地啟動觸發光柵的不同高度區域的遮光板并群組地讀出和/或處理他們的輸出信號，還可以同時解決多個測量任務。用于一測量任務的所需的遮光板的數量和他們的分辨率因此可以最大可能的柔性來采用，而無需機械調整。在根據本發明的觸發單元的一特別有利的實施例中，選定的多個遮光板的輸出信號可以一起在測量周期內周期性地評估，每一個持續最長一毫秒，具體地以便分配至少一個獨立控制信號到每一獨立的容器中。一控制信號，例如，以適合的觸發沿的形式，可以隨后在觸發光柵的衰減或中斷的一個毫秒內輸出。這允許觸發光柵的一足夠高的響應速度，即使在充填系統中慣用的容器的輸送速度下。作為分配到獨立的容器的控制信號理解為，其是允許隨后的與生產流水線有關的生產步驟或檢查步驟和/或有目的向前或容器排出的一控制信號。所述控制信號可以包括與容器的位置和/或尺寸有關的特征信息，和/或與生產流水線有關的關于容器的恰當或不恰當的對準的特征信息。所述控制信號為，具體來說，一生產單元或輸送單元的開關信號或觸發信號，用于處理、檢查和/或容器的填充。所述控制信號可以輸出為一數字信號和經由一具有實時能力的總線，其中所述控制信號可以在一毫秒內傳送到各自的目的地址用于啟動一動作。遮光板的每一輸出信號可以轉換為邏輯地可用的測量信號。一邏輯地可判定的信號可理解為，例如，作為輸出信號與閾值對比后的一狀態信號或類似信號，其表明是否已經超過在遮光板的區域內的一可容許的光衰減等級。觸發單元優選地制成以判定和/或邏輯合并選定的遮光板組合的輸出信號，或以產生至少兩個分配到單個容器的控制信號。如此可以合并單個測量內的不同的測量。例如，以第一遮光板組合可作出第一測量，與此同時以第二測量遮光板組合可作出第二測量。可以對遮光板組合的結果相互獨立地判定和/或相互對比。這使成為可能的是，例如，通過合并測量結果，執行一真實性檢查或獲得附加信息。例如，通過比較容器底部區域和容器頸部區域的光衰減等級，可以確定一容器是否處于豎直姿態、或正以傾倒或傾斜的姿態輸送。同樣地可以同時確定，該容器的位置，尤其是關于容器的主軸線，以及可以同時確定一特征的容器尺寸，例如，最大直徑。通過構成啟動的遮光板的組合，可對單獨的測量任務以任何形式進行合并。根據需要解決的測量任務，還可以對單獨遮光板組合的分辨能力有目的地進行適配。此外，為了一個或多個測量任務，觸發光柵的所有遮光板能被一起使用，觸發光柵的所有遮光板水平可以分配進多個組合或只有選定的觸發光柵的遮光板可以一適當的方式進行組合。由此，為一指定的測量任務所需的遮光板數目，以及接下來觸發光柵的響應時間，均被最小化。根據本發明的觸發光柵的一具體的有益的實施例中，相鄰光源之間的距離最大為IOmm,特別地為最大5mm。因此，尤其在關鍵的容器分段，比如再加工食品罐的頸部區域，例如，還可借助充足的局部分辯率來測量。通過一公共外殼內的多個遮光板的合并，這尤其成為可能。該公共外殼允許一特別密集的單獨遮光板水平的交錯。在所有情況下，光源的光中心軸之間限定了最大距離。例如，適合的光源為LED。觸發光柵優選地包括至少一個反射體，以背向公共外殼翻轉由光源發射的測量光束。如此，有效組件，比如光源以及分配的光線接收器，均可以緊湊的收納在一公共外殼內。這減少布線以及相關的插頭連接的開銷。此外，因為光束翻轉，在輸送段區域內測量光束可以被引導通過測量區域兩次。如此，當以低的光束衰減通過容器時，觸發光柵的測量靈敏度和/或驅動可靠性可以得到改善。然而，還可以想象得到的是，一種布置，其中光源收納在第一公共外殼內，以及分派的光線接收器收納在第二公共外殼內。在這種情況下，還可以把光源和光線接收器設置在輸送路徑的不同側，因此測量光束僅通過輸送路徑的范圍內的測量區域一次。在分派遮光板中，如果輸出信號中的至少一個對應光衰減的至少5%，特別地為至少25%，觸發單元優選地可被制成以產生一控制信號。這允許透明媒介的檢測。因為測量光束從空氣進入容器腔壁和從容器腔壁進入空氣的每一次界面轉換，通常帶來測量光束若干百分比的衰減，透明容器的測量可以具有高等級的可靠性，特別的當多個遮光板水平組合在一起的時候。優選地光源設置為在容器的輸送方向偏移。例如，通過讓每隔一個光源在橫向上偏移，使垂直方向上的測量分辯率提高。還可以由此想象，該光源設置為，僅在一為此而設置的高度區域內，彼此之間相對偏移。根據本發明目的，進一步是以一種如權利要求所述的用于容器定位和/或核對其在輸送路徑上的準直的方法來解決。通過單獨遮光板的選擇性的啟動和關聯的輸出信號的判定，可解決不同的測量任務，和/或通過在輸送路徑的規定的高度區域測定光衰減等級，可把指定的測量任務適配給不同的容器類型。具有至少一個對比值的測定的光衰減等級對t匕，允許控制信號的產生，以便根據該對比有目的地控制單獨的容器。在分類和未分類的輸送的情況下，均允許了柔性的產品控制。尤其是，不再需要為切換測量任務和/或切換容器類型，而作出不同的遮光板水平的機械調整，以產生觸發信號。優選地依靠一輸送容器類型來給定高度區域。例如，用于測定容器位置、用于測定直徑和/或用于核對一正確的輸送朝向(特別是分類輸送的情況)的測量范圍，可適應各自的容器類型，以及激勵一觸發信號所需要的時間可以最小化。然而，還可以同時測量多個高度區域，特別是在未分類的情況下，以及可從各自的高度區域的輸出信號衍生出一自動檢測功能。例如，可通過多個遮光板組合的輸出信號的對比和同步測量來識別一容器。優選地比較和/或邏輯處理在至少兩個高度區域的光衰減水平的值，以便測定一容器類型和/或區分一正確的輸送朝向和不正確的輸送朝向。同樣地可通過不同的高度區域的輸出值的對比，執行真實性檢查。一正確的輸送朝向為，例如，一容器豎直的情況。不正確的輸送朝向可為，例如，一傾倒或一傾斜豎立的容器姿態。遮光板的中斷和釋放的時間點優選地在至少兩個高度區域內測量并共同計算，以便測定容器的一參考點、一參考面和/或主軸線的位置。即使是在傾斜豎立的容器區域測量的情況下，這仍允許容器的對稱軸等等的定位。例如，可插入隨時間偏移的測量結果以改善在傾斜豎立的容器壁的情況下的中心觸發的精確度。根據本發明的方法的一特別有益的改進中，多個輸出信號按組群指向多個高度區域來判定，以通過在不同的高度區域的光衰減水平測定以下容器參數的至少兩個高度、產品流水線中的位置、特征輪廓、外圍直徑以及豎直的/傾倒的輸送姿態。多個測量任務和/或復雜的測量任務可隨后在單個測量周期內解決。通過各自的高度區域的遮光板有目的的啟動，測量信號可為各自的測量任務而優化，可以在特別短的時間內判定測量信號，并且可在一特別短的時間內激勵關聯的觸發信號。此外可優選地根據對應輸送路徑有特征的已測量的位移增量，產生控制信號，特別地對應測定一容器位置和/或一容器直徑。這允許一特別的迅速的并且柔性的容器典型參數的測定。
以下結合附圖對本發明的優選實施例進行描述
圖1為根據本發明的觸發光柵的第一實施例的剖面圖；圖2為圖1的觸發光柵的遮光板的俯視圖3為通過圖1的觸發光柵的縱截面圖；圖4為根據本發明的觸發光柵的第二實施例的縱截面圖；以及圖5為根據本發明的觸發光柵的第三實施例的剖面圖。
具體實施例方式如圖1所示，根據本發明的觸發光柵的第一實施例1，包括用于獲取容器2的位置P和/或核對他們在輸送路徑3上的準直的多個遮光板5. 1-5. 10，其相對于輸送路徑3設置在不同的高度水平H，而每一遮光板包括光源7. 1-7. 10。這些光源形成遮光板5. 1-5. 10的各自的光發射器并收納在一公共外殼9中。光源7. 1-7. 10可獨立啟動并連接到一觸發單元11，其基于遮光板5. 1-5. 10的輸出信號A1-A10，用于產生觸發信號TS，以及在下文中所稱的控制信號。容器2的一連續流在輸送路徑3上移動，例如沿著輸送方向3’的一輸送帶或轉動輸送器，在圖1的例子中，是進入到圖紙平面內的方向。光源7. 1-7. 10實質上相應地相對輸送方向3’為橫向，具體地為正交對齊。在第一實施例1的情況下，遮光板5. 1-5. 10根據反射原理運作。一反射體13相應地設置在光源7. 1-7. 10的相對面，以便反射由光源7. 1-7. 10背對外殼9的方向發射的測量光束15. 1-15. 10,結果這些光束通過輸送路徑3上方地一測量區域兩次。這在圖2中借助最頂端的與遮光板5. 10關聯的測量光束15. 10以示意圖來表明。如圖2和圖3所示，分配給光源7. 1-7. 10的光線接收器17. 1-17. 10設置在外殼9內。這些接收器同樣地連接到觸發單元11，因此任意選定的輸出信號Al-AlO可在公共的測量周期內被傳送到觸發單元11。在圖1描述的例子中，在對第一容器類型2.1的分類處理的情況下，只有下部的光源7. 1-7. 6啟動并只有光線接收器17. 1-17. 6的輸出信號被觸發單元11讀出和評估。相反，上部光源7. 7-7. 10和關聯的光線接收器17. 7-17. 10位于需要測定記錄的第一容器類型2.1的容器2上方的測量區域。隨后預計從上部遮光板5. 7-5. 10沒有可用的信號部分來記錄容器類型2.1。只有下部光源7. 1-7. 6因此優選地有選擇性的啟動。然而，這并不排除更多光源的可選的啟動。在第二容器類型2. 2的分類處理的情況下，例如，如短虛線所示，只有光源7.1、7. 5,7. 8和7. 10啟動并只有關聯的光線接收器17.1、17. 5、17. 8和17. 10被讀出。在未分類處理的情況下，例如，所有遮光板5. 1-5. 10可運作。根據本發明的觸發光柵I的優點在于，事實上，啟動和非啟動的或讀出的遮光板5. 1-5. 10的其他聯合，根據需要也是合適的，其具有相對高的測量分辯率等級，而無需機械調整。用于讀出和判定所有為判定任務所需的輸出信號Al-AlO的測量周期，例如，為O. 2到2ms。特別有利是不超過Ims的范圍。在此整個周期持續時間內，一方面獨立容器2的位置P還可以通過充分精確的絕對變化量測定或在充填系統中慣用的的輸送速度下相對于輸送路徑3測定。另一方面，光線接收器17. 1-17. 10的一足夠數量的輸出信號Al-AlO還可以一起在所述周期持續時間內被讀出和判定。例如，在優選的周期持續時間內，不同的測量任務可通過啟動選定的遮光板5. 1-5. 10并行地執行。一指定的測量任務可同樣地在最可能大的精確度下完成，尤其是通過特別高的測量分辯率。單獨的遮光板5. 1-5. 10可以，例如，相繼地讀出，然后在觸發光柵I的整個周期持續時間內，例如，高至128個遮光板5. 1-5. 10可以一起讀出和判定。在不超過Ims的整個周期持續時間內，優選地可輸出一適當的觸發信號TS，例如，以適當的觸發沿的形式。如此，一隨后的生產步驟，比如，一向前移動、進一步處理或各自的容器2的檢查，可以獨立地控制。獨立啟動的遮光板5. 1-5. 10的輸出信號A1-A10，可以被選定、一起計算和/或任何方式的邏輯合并。因此，其有可能有目的地從觸發光柵I的特別合適的高度區域Hl到H3導出一觸發功能。可以想象的是，例如，一所謂的測量信號序列，意思是一旦存在單個遮光板的測量光束的中斷，就產生觸發信號TS，所述遮光板屬于為一指定的測量任務而構成的遮光板群組，例如，用于測量一下部高度區域Hl的遮光板5.1或5. 2。—進一步合適的信號鏈路為所謂的環路，其中一遮光板群組的所有測量光束，例如，最低高度區域Hl的遮光板5.1和5. 2，必須中斷以便激勵一觸發信號TS。如此，錯誤觸發的可能性可以減少。這樣的環路可同樣地用作減少來自目標的干擾，例如，可從容器2伸出的目標。然后，例如，在垂直方向上的測量區域大于最大干擾目標的一遮光板群組5. 1-5.4的所有測量光束15. 1-15.4內必須有一中斷，例如，所述干擾目標可以是一預料會伸出來的標簽。如此，彈簧瓶蓋或吸管可同樣地被檢測和/或被免于觸發。為避免錯誤的觸發，需要中斷的一指定最小數量的測量光束15. 1-15. 4也將會規定在一規定的遮光板5. 1-5. 4群組內，例如用于指示的高度區域Hl和H2。隨后光線接收器17. 1-17. 10的輸出信號Al-AlO的處理優選地包括一邏輯組合，以便減少錯誤觸發的風險和/或完成指定的測量任務。例如，這還可以是具有非對稱剖面的容器的旋轉位置的測定記錄。這樣的一個例子可以是容器中的一單邊提手開口(圖中未顯示)，其與由對稱剖面構成的容器區域相比，會在一定的遮光板水平引起有特征的光衰減。來自觸發光柵I的不同的高度區域H1-H3的至少兩個觸發信號的產生，也可以作為獨立光線接收器17. 1-17. 10的輸出信號Al-AlO的一邏輯組合的替換或補充。例如，如果可對觸發光柵I的一定的遮光板5. 1-5. 10永久性地指派一測量任務，和/或多個獨立觸發信號TS的并行處理比多個必要的輸出信號Al-AlO轉入單個觸發信號TS更快，這是有利的。通常，然而，對單獨的遮光板5. 1-5. 10的選擇性的使用，也就是關聯的光源7. 1-7. 10的選擇性的啟動，和/或由關聯的光線接收器17. 1-17. 10提供的輸出信號Al-AlO的選擇性的讀出，允許對容器2的位置P、尺寸和/或方向的特別通用的測定。同樣地，觸發光柵I的不同的高度區域H1-H3可用于不同的測量任務。單獨的遮光板5. 1-5. 10的輸出信號Al-AlO的邏輯組合的一進一步的可能性在圖3中指出。由圖示可見，容器2處于一傾倒，不恰當的輸送朝向LI。在這種情況下，例如，借助于包括下部遮光板5.1和5. 2的第一群組,可從關聯的輸出信號Al和A2推導出第一公共判定結果，以及，借助于位于上方的遮光板5. 3-5. 6,可從關聯的輸出信號A3A6推導出第二判定結果，其可與第一判定結果一起計算或比較。例如，如果一相關的光衰減等級建立于第一判定結果而非第二判定結果，可斷定一傾倒的容器2。相反，在豎直姿態下輸送的容器2處于一恰當的朝向L2的情況下，第一和第二判定結果均必須確定一相關的光衰減等級。在未分類輸送的情況下，如圖1所示，借助于兩個不同尺寸的容器2.1和容器2. 2，例如，所有遮光板5. 1-5. 10可同時啟動且其每一個可單獨判定。例如，由于在遮光板5. 6的上方沒有相關的衰減等級的測定記錄，第一類型容器2.1可被識別，但這樣的一個衰減等級被遮光板5. 6測定記錄了。與生產流水線有關的容器位置P，例如，是基于僅剛好被遮蔽的最頂端遮光板5. 6而測定記錄。為了在運行的生產流水線中測定一容器的位置P，此外可方便地把光線接收器17. 1-17. 10的測量出來的輸出信號Al-AlO中的至少一個與輸送路徑3的位移增量信號做比較，或計算該輸出信號與該位移增量信號。例如，可以在一延遲后提供觸發信號TS，以便把觸發時間點與容器主軸線2’的位置同步。例如，這將允許建立一根據容器主軸線2’的排出功能。這在未分類輸送的情況下特別有用。遮光板5. 1-5. 10優選地相對輸送方向3’及處于恰當的容器朝向L2的容器2的主軸線2’正交對齊。然而，根據本發明的觸發光柵1，并不局限于這樣的直角對齊。在第一實施例以反射布置的情況下，如在圖2中所示，從光束路徑在反射前與反射后的對比，光源7. 1-7. 10和光線接收器17. 1-17. 10的并排布置，必然地導致輕微傾斜的測量光束15. 1-15. 10。因此在圖3和圖4中均通過在光源和接收器之間的一水平的連接線標明了不間斷的測量光束。被遮光板5. 1-5. 10覆蓋的測量區域優選地具有100mm-500mm的垂直延伸。這允許記錄測定最普遍的多種容器類型。從200mm到400mm高的測量區域為尤其有利的。在測量光束15. 1-15. 10的光軸之間測量的所有情況下,相鄰的遮光板5. 1-5. 10之間的距離優選地不超過IOmm,特別地不超過5mm。所描述的遮光板5. 1-5. 10的數目僅作為例子。原則上，可以有選擇性啟動的任何數量的遮光板均可合并成根據本發明的觸發光柵。特別可行的是，根據要求，觸發光柵可具有至少16個或至少32個可有選擇性地啟動的光源。為了改善在不同的測量區域和/或容器類型方面的柔性，具有至少64個、特別地至少128個可有選擇性地啟動的光源或遮光板的按行布置排列是特別合適的。圖4顯示了根據本發明的觸發光柵的第二實施例21，其中光源27. 1-27. 20設置為，從輸送方向3’的方向看彼此偏離。這樣可以比較有利，例如，當關聯的遮光板的垂直分辨力應該小于獨立光源27. 1-27. 20的垂直尺寸時。與第一實施例一樣，光線接收器28. 1-28. 20被分配對應充當發射器的光源。圖5顯示的是根據本發明的觸發光柵的第三實施例31，其中光源7. 1-7. 10和光線接收器37. 1-37. 10設置為彼此相對的位于輸送段3的不同的一側。原則上，如根據反射原理的第一實施例1 一樣，該實施例31可實現同樣的優點。然而在第三實施例中，關聯的測量光束35. 1-35. 10經由容器2的光衰減小于，例如，第一實施例1。相應地第一實施例1更適合具有低水平光衰減的透明的容器2。此外，可以實現一特別緊湊的結構。為了明晰，在圖2至圖5沒有描繪觸發單元11。通過所描述的實施例1、21和31，還有對他們施用的以任何技術上方便的方式的合并，實現了以下超過現有技術水平的改進。不必要根據需要測定的各自的容器尺寸而對單獨的遮光板進行機械調整。作為替代，根據本發明的觸發光柵的剛性附著物是可行的。這改善了觸發光柵的機械穩定性和改善了單獨測量的再現性。對不同容器類型之間的生產改動可以更快并更彈性地執行。在經歷容器類型的反復轉換后，仍給予單獨測量的再現性。由于不同容器類型的轉換帶來的機械磨損可以避免。一公共外殼內的多個光源的總成所帶來的配線工作量可以最小化。其空間要求比機械的高度調節所需的要小得多。輸送器上方區域內的布線可同樣地最小化，由此用于保護布線不被玻璃割斷的手段可得到精簡或避免。通過使用傳統領域的總線接口，比如，CANopen，可以實現多種診斷功能和由軟件控制的學習模式。一具有實時能力和最多Ims傳送時間的總線特別合適。由于單獨的遮光板的輸出信號或測量結果的邏輯組合的變化的可能性，借助提高了的觸發可靠性和對錯誤觸發的保護，可檢測檢測容器特性的最寬范圍，還有局部的污穢，及諸如此類。在一公共外殼內的光源和光線接收器的總成簡化了清潔和對衛生要求的符合。根據本發明的觸發光柵的加工方法，以第一實施例1舉例來描述，用于一分類的產品流水線容器類型2.1的豎立容器2持續不斷的通過輸送路徑3上的觸發光柵I。遮光板5.1至5. 4及5. 6有選擇性地啟動。關聯的光線接收器17. 1-17. 4和17. 6的輸出信號被有選擇性地讀出并合并成如下的組合，用于在觸發單元11的判定。下部的遮光板5.1和5. 2構成第一組合。中部遮光板5. 3和5. 4構成第二組合。遮光板5. 7-5. 10位于容器2的上方區域，因此不需要用作容器2的測量。在容器臺肩區域內的遮光板5. 5在該例子中同樣地不需要并因此不啟動。下部的遮光板5.1和5. 2提供輸出信號Al和A2,以測定容器2存在于輸送路徑3上，而不管其在輸送路徑3上的方向。換句話說，容器2在下部的遮光板5.1和5. 2的區域內引起一相關的光衰減等級，而無論其是豎直姿態L2、傾斜的豎立姿態L3或傾倒姿態LI。隨后可使用遮光板5.1和5. 2的輸出信號Al和A2中的至少一個來確定容器2在輸送路徑3上的存在。然而，優選地，輸出信號Al和A2作共同判定，例如，要求遮光板5.1和5. 2均必須記錄有位于一規定閾值以上的光衰減等級。中部遮光板5. 3和5. 4的輸出信號A3和A4可以,例如,用于容器直徑的測量。此外這些輸出信號可邏輯地與下部遮光板5.1和5. 2的輸出信號Al和A2合并，以便確定輸送路徑3上的容器2的朝向。例如，通過比較和/或合并第一遮光板組合的輸出信號Al、A2和第二遮光板組合的輸出信號A3、A4，可以區分容器2是否正在輸送路徑3上以恰當的朝向L2輸送。隨后可以與單獨的遮光板組合進行相互比較、共同計算和/或以任何方式的邏輯合并，也可以與已經判定的遮光板組合的測量結果進行相互比較、共同計算和/或以任何方式的邏輯合并。覆蓋一上部高度區域H3的位于最頂端的啟動的遮光板5. 6，其特別適宜用于測定容器2的作為一絕對值的或相對于產品流水線(意思是輸送方向3’的容器2位置)的位置P。例如，測量出遮光板中斷和接下來測量光束15. 6釋放的時間點。上部遮光板5. 6的輸出信號還可以與其他的輸出信號A1-A4計算或比較，和/或其可邏輯地與其他的遮光板組合的測量結果合并。所描述的逐個組合的判定可優選地通過恰當的軟件等級的控制命令來適應改變的生產條件，如此帶來了無需機械調整的、對應觸發光柵I的任何高度區域H1-H3的應用的多種可能性。在連貫的多個測量周期內容器2通過期間，觸發光柵I持續運作，在每個測量周期，光源7. 1-7. 10有選擇性地啟動并且關聯的輸出信號Al-AlO得到判定。在每一測量周期內，做出是否輸出一觸發信號TS的決定，觸發信號TS指定于各自的容器2。例如，如果遮光板5. 1-5. 10中的至少一個超過光衰減等級的閾值，則輸出一觸發信號TS。根據構成觸發信號TS輸出依據的測量任務類型，例如，在產品流水線中測定容器2的位置或核對容器2在輸送路徑3上的一恰當朝向L2，可激勵觸發信號TS以用于切換不同的生產步驟。例如，觸發信號TS可以是一開關信號，用于在確定輸送路徑3上的容器2處于不恰當的朝向L1、L3時把其從產品流水線排出。同樣地觸發信號TS可以是用于啟動檢查或在獲知容器2在產品流水線中的位置后啟動隨后的生產步驟的一開關信號。遮光板5. 1-5. 10的輸出信號Al-AlO中的至少一個可同樣地與輸送路徑3的位移增量編碼器的一輸出信號合并。如此，觸發信號TS可被激勵用于時間延遲的動作。換句話說，不僅可以確定容器2的當前位置，還可以提前確定容器2在通過輸送路徑3的一限定分段后的一未來位置。在輸送方向3’中的尺寸可同樣地指定于單獨的遮光板5. 1-5. 10的遮暗持續時間，例如，為了測定容器2的直徑。據此，特別有益的是，對應每一容器2，分開測量在至少兩個高度區域Hl到H3內的遮光板5. 1-5. 10的中斷和釋放的多個時間點，并把該多個時間點相互比較和/或共同計算。例如，在容器2的頸部區域內，可以并行執行兩個這樣的測量。如果比較遮光板的中斷和釋放，測定記錄有瞬時位移，將可以推斷存在一傾斜豎立的頸部區域或一相對容器2的底部區域傾斜豎立的容器本體。例如，根據制造公差和常規觸發光柵的情況，這傾斜可發生于塑料容器，其可妨礙容器主軸線2’的正確定位。相反，根據本發明，容器主軸線2’，或其他合適的參考點或參考面，例如，容器底部的區域，其位置和/或朝向，即使在傾斜豎立的容器或容器分段的情況，仍可在容器2上測定。換句話說，一具有意圖的中心觸發，意思是相對于容器2的一對稱軸,可由此方式糾正。在類別發生改變的情況，意思是容器尺寸、容器形狀或容器透明度的改變，可通過對觸發光柵I改編程序來有選擇性地啟動和讀出遮光板5. 1-5. 10。例如，如果從小的容器類型2.1改變到更大的容器類型2. 2，可通過有選擇性地啟動關聯的光源7. 7-7. 10并讀出關聯的光線接收器17. 7-17. 10的輸出信號A7-A10，啟動在觸發光柵I的上部區域的額外的遮光板5. 7-5. 10。用于輸出信號的判定的計算規則和/或涉及單獨輸出信號或按群組判定的輸出信號的邏輯組合，在此可以任何方式采用。當容器類別改變時，對觸發光柵1、21、31的機械調整隨后成為多余。在未分類的產品流水線的情況，根據本發明的觸發光柵1、21、31的單獨測量區域可有選擇性地或聯合地判定，以便識別或測量容器類型2. 1,2. 2和/或此外獨立地激勵各自的容器類型2.1、2. 2的適當的觸發信號TS。所描述的實施例1、21、31的技術特征可以任何技術上方便的方式相互結合。
權利要求
1.一種用于測定容器位置和/或核對容器在輸送路徑(3)上的準直的觸發光柵，尤其是在容器的實質上豎直輸送的情況下，其具有 -相對于輸送路徑設置的在不同高度水平(H)的多個遮光板(5. 1-5. 10)，其中這些遮光板包括可彼此單獨啟動并收納在一公共的外殼(9)內的光源(7. 1-7. 10);以及 -一觸發單兀(11)，其用于根據遮光板的輸出信號(Al-AlO)產生控制信號(TS)。
2.根據權利要求1所述的觸發光柵，其中觸發單元(11)為選擇性地處理單獨的輸出信號(Al-AlO)而構成，尤其地以便只處理遮光板光源(7. 1-7. 10)被啟動了的遮光板(5. 1-5. 10)的輸出信號。
3.根據權利要求1或權利要求2所述的觸發光柵，其中觸發單元(11)構成為定期地在測量周期內判定選定的遮光板(5. 1-5. 10)的輸出信號(A1-A10)，每一測量周期具有Ims的最長持續時間，特別地以便把至少一個控制信號(TS)指向到每一單獨容器(2)。
4.根據前述的權利要求中的至少一個所述的觸發光柵，其中觸發單元(11)構成為判定和/或邏輯合并選定的群組的遮光板(7. 1-7. 10)的輸出信號(A1-A10)，或為產生至少兩個指向到單個容器(2)的控制信號(TS)。
5.根據前述的權利要求中至少一個所述的觸發光柵，相鄰光源(7.1-7. 10)之間的距離最大為IOmm,特別地最大為5mm。
6.根據前述的權利要求中至少一個所述的觸發光柵，其具有至少一個反射體(13)，借助所述反射體(13)，由光源(7. 1-7. 10)發射的測量光束(15. 1-15. 10)可朝外殼(9)的方向偏轉。
7.根據前述的權利要求中至少一個所述的觸發光柵，其中觸發單元(11)構成為，如果輸出信號(Al-AlO)中的至少一個對應指向遮光板(5. 1-5. 10)的一至少5%的光衰減，特別地為至少25%，則產生一控制信號(TS)。
8.根據前述的權利要求中至少一個所述的觸發光柵，其中光源(27.1-27. 20)設置為，在往容器(2)的輸送方向(3’ )偏離。
9.一種用于測定容器(2)的位置(P)和/或核對容器(2)在一輸送路徑(3)上的準直的方法，其使用根據前述的權利要求中的至少一個所述的觸發光柵(1、21、31)，并具有以下步驟 A)輸送，特別地為通過觸發光柵的容器的豎直的輸送； B)單獨遮光板(7.1-7. 10)的選擇性的啟動和輸出信號(Al-AlO)的判定，以便測定在輸送路徑的至少一規定高度區域(H1-H3)內測定光衰減等級； C)測定的光衰減等級的對比，至少有一個對比值，以及根據該對比產生指向單獨容器的控制信號(TS);
10.根據權利要求9所述的方法，其中高度區域(H1-H3)為根據一輸送的容器類型(2.1、2. 2)的尺寸和/或形狀來規定。
11.根據權利要求9或權利要求10所述的方法，其中對至少兩個高度區域(H1-H3)內的光衰減等級的值進行比較和/或彼此進行邏輯處理，以便識別一容器類型(2. 1,2. 2)和/或區分容器(2)的一正確的輸送朝向(L2)和不正確的輸送朝向(L1、L3)。
12.根據權利要求9或權利要求10所述的方法，其中遮光板(5.1-5. 10)的中斷和釋放的時間點在至少兩個高度區域(H1-H3)內測量并共同計算，以便測定容器(2)的一參考點、一參考面和/或主軸線的位置(P)。
13.根據權利要求10-12中的至少一個所述的方法，其中輸出信號(Al-AlO)按組群指向高度區域(H1-H3)來判定，以通過在不同的高度區域的光衰減水平測定以下容器(2)的參數的至少兩個高度、在產品流水線中的位置(P)、特征輪廓、外圍直徑以及豎直的/傾倒的輸送朝向(L2、LI)。
14.根據權利要求10-13中其中一項所述的方法，其中，此外控制信號(TS)根據已測量的有特征地對應輸送路徑(3)的位移增量來產生，尤其是對應測定一容器位置(P)和/或一容器直徑的位移增量。
全文摘要
本發明所描述的是一觸發光柵和用于測定容器位置和/或核對容器在一輸送路徑上的準直的方法。由于事實為，相對于輸送路徑設置的在不同高度水平的多個遮光板，其具有可彼此單獨啟動的光源并設置有一公共的外殼，以及一觸發單元用于根據遮光板的輸出信號而產生控制信號，通過對觸發光柵改編程序可測定不同的容器類型，而無需對該觸發光柵作機械調整。
文檔編號G01B11/00GK103033850SQ20121037990
公開日2013年4月10日 申請日期2012年9月29日 優先權日2011年9月29日
發明者S·皮阿納, T·伽特, B·旦金格, H·舍費爾 申請人:克朗斯股份公司