专利名称：触发光栅和用于测定容器位置的方法
技术领域：
本发明涉及一种触发光栅和用于测定容器位置的方法。
背景技术：
为了制造和/或填充产品到容器中，这些容器通常是在输送器上被输送到一连续产品流水线中的独立加工站，例如输送带。为了确定在输送器上的容器的存在和/或位置，可以使用，例如，触发遮光板。当一目标通过该遮光板，一触发信号产生，藉此信号激活一后续的处理步骤和/或该检测出的容器的一有目的的前进。同样地可触发一检验过程或可确定一容器是否正在以一恰当的姿态，具体地为竖直的姿态被输送。例如，从EP0801289A2所知的是一种水平的光帘，在其中设置有单独的遮光板，这些遮光板在输送方向上一个接在另一个的后面，以便一容器相继地通过这些单独的遮光板。该遮光板借助光导来形成，所述光导由一公共的光源提供，并由接收器单元分配。该遮光板在各种类型容器的开口区域的高度处检测，以便可靠地区分一个在另一个的后面移动的容器。然而，这种布置的不利之处是其限于指定的测量高度及随后指定的测量任务和指定的容器类型。从DE4305559A1所知的是一种垂直的光帘，其中在一输送带的一侧设置有一类似按行排列的的光发射器，在输送带的相对侧设置有对应的接收器。此外在输送方向上设置有单独的遮光板，其设置为一个接在另一个的后面，以便测定输送带和站立于该输送带上的容器的输送速度。通过光发射器的反复开启，一通过该光帘的容器按列被扫描，以便创建该容器的在一给定运输速度下的一外形轮廓栅格。随此涉及一种粗略分辨的成象方法，每一被遮蔽的遮光板段产生赋予该容器的像点。通过把这些像点与“学习过的”图像作比较，可以根据容器的轮廓区分不同的容器类型。这种方法的不利之处在于，必须判定一较大数量的像点，结果是该方法的速度受到限制。此外，容器必须是以彼此最小间距来扫描，由此机械的性能额外地受到限制。此外，从安全技术，例如从DE10329881A1和DE102005030829B4所知，垂直或倾斜竖立的光栅，例如，其为了检测或区分目标，比如区分输送带上的汽车车身和/或人。为此，光帘朝一输送带的输送方向横向地展开，在多个遮光板的水平上光源通常同时一个接在另一个上方地操作，以及如果在一个或多个遮光板水平中发生不许可的光衰减水平时，生成一控制信号，例如，以便出于安全理由切断生产系统。由于在这种生产过程的情况下相对慢的输送速度和监视的目标或人的相对大的尺寸，多个遮光板水平可容易地一个接在另一个上方的设置并共同评估。另一方面，在充填系统中，不同形状和大小的容器的位置必须在相对高的输送速度下可靠地识别出来，以便可以为随后的生产步骤产生适当的控制信号。为了监视按类型分类的生产，例如，可设置有高度可调节的遮光板，其调整到适合各自的容器类型。当产品有改变时，随后需要调整机构，由此导致操作和保养的额外的人工消耗。进一步的缺点是操作失误的风险、由于调整机构的机械迟滞作用和机械磨损带来的唯一受限的再现性。
相反，在未分类的产品加工情况下，通常在不同的高度的多个触发遮光板被合并起来。由于单独的遮光板模块的相对大的尺寸以及然后必要的独立控制器的合并，如此方式下当监视一未分级的生产线时一定有限制。例如，遮光板模块不能以具有容器的颈部区域中的所需要的垂直分辨率地一个接在一个上方设置，这在用于检测位置时是特别重要的，以便用充分的可靠性和柔性测定不同类型容器的位置。
发明内容
因此，有必要存在一种具有可靠性和柔性的触发光栅和对应的用于记录容器位置的方法，在不同的测量任务和容器类型方面，其超过目前的工艺水平。该设定的任务用如权利要求所述的触发光栅来解决。这相应地包括沿输送路径设置的在不同高度水平的多个遮光板，其具有可彼此单独启动的光源并收纳在一公共的外壳内。如此，可设置有一紧凑的具有特别高的垂直分辨率等级的光栅。此外，单独启动光源的能力允许选定不同的垂直遮光板区域，以便解决指定的测量任务。例如，可根据进来的类型的容器的形状和尺寸，有目的地测量一容器的颈部区域，以便确定生产流程中的一容器位置。容器的一侧壁区域同样地可有目的地测量，以便测定该容器的最大直径。来自不同高度水平的测量信号同样地可同时记录和彼此比较，例如，以便区分该容器的不恰当的倾斜姿态和恰当的竖直姿态。此外设置有一根据遮光板的输出信号产生控制信号的触发单元。随后具体地可以产生分配到独立容器的控制信号。因此，例如，可对容器类型采用一随后的检查，该容器可有目的地向前和/或该容器可为一随后的生产步骤而测量，并可测定其在生产流水线中的位置。遮光板包括测量光束，其优选地彼此平行地对准。这些光束优选地相对指定的输送机构的输送方向横向行走。根据光源的单独启动的能力，只有某些光源需要运作，以及只有某些各自运作的遮光板的各自的关联的输出信号需要被评估，所述的某些光源和输出信号用于一指定的测量任务，例如，用于在生产流水线中测定位置。如此，相比已知结构的触发光栅，其中所有遮光板水平同时启动且他们的每一输出信号都被评估，可更快的进行测量数据处理。随后在一具体的测量任务方面可以实现单独的遮光板的理想的联合。例如，在光栅中的一个区域，其中只需要一低垂直分辨率水平，可以仅每隔一秒启动或每隔第三个光源启动。触发单元优选地针对选择性的处理独立输出信号而构成，以便具体的只处理那些其光源被启动的遮光板的输出信号。如此，用于触发信号的输出所需要的处理时间可适于各自的测量任务，具体地，该处理时间被最小化。具体地，通过群组地启动触发光栅的不同高度区域的遮光板并群组地读出和/或处理他们的输出信号，还可以同时解决多个测量任务。用于一测量任务的所需的遮光板的数量和他们的分辨率因此可以最大可能的柔性来采用，而无需机械调整。在根据本发明的触发单元的一特别有利的实施例中，选定的多个遮光板的输出信号可以一起在测量周期内周期性地评估，每一个持续最长一毫秒，具体地以便分配至少一个独立控制信号到每一独立的容器中。一控制信号，例如，以适合的触发沿的形式，可以随后在触发光栅的衰减或中断的一个毫秒内输出。这允许触发光栅的一足够高的响应速度，即使在充填系统中惯用的容器的输送速度下。作为分配到独立的容器的控制信号理解为，其是允许随后的与生产流水线有关的生产步骤或检查步骤和/或有目的向前或容器排出的一控制信号。所述控制信号可以包括与容器的位置和/或尺寸有关的特征信息，和/或与生产流水线有关的关于容器的恰当或不恰当的对准的特征信息。所述控制信号为，具体来说，一生产单元或输送单元的开关信号或触发信号，用于处理、检查和/或容器的填充。所述控制信号可以输出为一数字信号和经由一具有实时能力的总线，其中所述控制信号可以在一毫秒内传送到各自的目的地址用于启动一动作。遮光板的每一输出信号可以转换为逻辑地可用的测量信号。一逻辑地可判定的信号可理解为，例如，作为输出信号与阈值对比后的一状态信号或类似信号，其表明是否已经超过在遮光板的区域内的一可容许的光衰减等级。触发单元优选地制成以判定和/或逻辑合并选定的遮光板组合的输出信号，或以产生至少两个分配到单个容器的控制信号。如此可以合并单个测量内的不同的测量。例如，以第一遮光板组合可作出第一测量，与此同时以第二测量遮光板组合可作出第二测量。可以对遮光板组合的结果相互独立地判定和/或相互对比。这使成为可能的是，例如，通过合并测量结果，执行一真实性检查或获得附加信息。例如，通过比较容器底部区域和容器颈部区域的光衰减等级，可以确定一容器是否处于竖直姿态、或正以倾倒或倾斜的姿态输送。同样地可以同时确定，该容器的位置，尤其是关于容器的主轴线，以及可以同时确定一特征的容器尺寸，例如，最大直径。通过构成启动的遮光板的组合，可对单独的测量任务以任何形式进行合并。根据需要解决的测量任务，还可以对单独遮光板组合的分辨能力有目的地进行适配。此外，为了一个或多个测量任务，触发光栅的所有遮光板能被一起使用，触发光栅的所有遮光板水平可以分配进多个组合或只有选定的触发光栅的遮光板可以一适当的方式进行组合。由此，为一指定的测量任务所需的遮光板数目，以及接下来触发光栅的响应时间，均被最小化。根据本发明的触发光栅的一具体的有益的实施例中，相邻光源之间的距离最大为IOmm,特别地为最大5mm。因此，尤其在关键的容器分段，比如再加工食品罐的颈部区域，例如，还可借助充足的局部分辩率来测量。通过一公共外壳内的多个遮光板的合并，这尤其成为可能。该公共外壳允许一特别密集的单独遮光板水平的交错。在所有情况下，光源的光中心轴之间限定了最大距离。例如，适合的光源为LED。触发光栅优选地包括至少一个反射体，以背向公共外壳翻转由光源发射的测量光束。如此，有效组件，比如光源以及分配的光线接收器，均可以紧凑的收纳在一公共外壳内。这减少布线以及相关的插头连接的开销。此外，因为光束翻转，在输送段区域内测量光束可以被引导通过测量区域两次。如此，当以低的光束衰减通过容器时，触发光栅的测量灵敏度和/或驱动可靠性可以得到改善。然而，还可以想象得到的是，一种布置，其中光源收纳在第一公共外壳内，以及分派的光线接收器收纳在第二公共外壳内。在这种情况下，还可以把光源和光线接收器设置在输送路径的不同侧，因此测量光束仅通过输送路径的范围内的测量区域一次。在分派遮光板中，如果输出信号中的至少一个对应光衰减的至少5%，特别地为至少25%，触发单元优选地可被制成以产生一控制信号。这允许透明媒介的检测。因为测量光束从空气进入容器腔壁和从容器腔壁进入空气的每一次界面转换，通常带来测量光束若干百分比的衰减，透明容器的测量可以具有高等级的可靠性，特别的当多个遮光板水平组合在一起的时候。优选地光源设置为在容器的输送方向偏移。例如，通过让每隔一个光源在横向上偏移，使垂直方向上的测量分辩率提高。还可以由此想象，该光源设置为，仅在一为此而设置的高度区域内，彼此之间相对偏移。根据本发明目的，进一步是以一种如权利要求所述的用于容器定位和/或核对其在输送路径上的准直的方法来解决。通过单独遮光板的选择性的启动和关联的输出信号的判定，可解决不同的测量任务，和/或通过在输送路径的规定的高度区域测定光衰减等级，可把指定的测量任务适配给不同的容器类型。具有至少一个对比值的测定的光衰减等级对t匕，允许控制信号的产生，以便根据该对比有目的地控制单独的容器。在分类和未分类的输送的情况下，均允许了柔性的产品控制。尤其是，不再需要为切换测量任务和/或切换容器类型，而作出不同的遮光板水平的机械调整，以产生触发信号。优选地依靠一输送容器类型来给定高度区域。例如，用于测定容器位置、用于测定直径和/或用于核对一正确的输送朝向(特别是分类输送的情况)的测量范围，可适应各自的容器类型，以及激励一触发信号所需要的时间可以最小化。然而，还可以同时测量多个高度区域，特别是在未分类的情况下，以及可从各自的高度区域的输出信号衍生出一自动检测功能。例如，可通过多个遮光板组合的输出信号的对比和同步测量来识别一容器。优选地比较和/或逻辑处理在至少两个高度区域的光衰减水平的值，以便测定一容器类型和/或区分一正确的输送朝向和不正确的输送朝向。同样地可通过不同的高度区域的输出值的对比，执行真实性检查。一正确的输送朝向为，例如，一容器竖直的情况。不正确的输送朝向可为，例如，一倾倒或一倾斜竖立的容器姿态。遮光板的中断和释放的时间点优选地在至少两个高度区域内测量并共同计算，以便测定容器的一参考点、一参考面和/或主轴线的位置。即使是在倾斜竖立的容器区域测量的情况下，这仍允许容器的对称轴等等的定位。例如，可插入随时间偏移的测量结果以改善在倾斜竖立的容器壁的情况下的中心触发的精确度。根据本发明的方法的一特别有益的改进中，多个输出信号按组群指向多个高度区域来判定，以通过在不同的高度区域的光衰减水平测定以下容器参数的至少两个高度、产品流水线中的位置、特征轮廓、外围直径以及竖直的/倾倒的输送姿态。多个测量任务和/或复杂的测量任务可随后在单个测量周期内解决。通过各自的高度区域的遮光板有目的的启动，测量信号可为各自的测量任务而优化，可以在特别短的时间内判定测量信号，并且可在一特别短的时间内激励关联的触发信号。此外可优选地根据对应输送路径有特征的已测量的位移增量，产生控制信号，特别地对应测定一容器位置和/或一容器直径。这允许一特别的迅速的并且柔性的容器典型参数的测定。
以下结合附图对本发明的优选实施例进行描述
图1为根据本发明的触发光栅的第一实施例的剖面图；图2为图1的触发光栅的遮光板的俯视图3为通过图1的触发光栅的纵截面图；图4为根据本发明的触发光栅的第二实施例的纵截面图；以及图5为根据本发明的触发光栅的第三实施例的剖面图。
具体实施例方式如图1所示，根据本发明的触发光栅的第一实施例1，包括用于获取容器2的位置P和/或核对他们在输送路径3上的准直的多个遮光板5. 1-5. 10，其相对于输送路径3设置在不同的高度水平H，而每一遮光板包括光源7. 1-7. 10。这些光源形成遮光板5. 1-5. 10的各自的光发射器并收纳在一公共外壳9中。光源7. 1-7. 10可独立启动并连接到一触发单元11，其基于遮光板5. 1-5. 10的输出信号A1-A10，用于产生触发信号TS，以及在下文中所称的控制信号。容器2的一连续流在输送路径3上移动，例如沿着输送方向3’的一输送带或转动输送器，在图1的例子中，是进入到图纸平面内的方向。光源7. 1-7. 10实质上相应地相对输送方向3’为横向，具体地为正交对齐。在第一实施例1的情况下，遮光板5. 1-5. 10根据反射原理运作。一反射体13相应地设置在光源7. 1-7. 10的相对面，以便反射由光源7. 1-7. 10背对外壳9的方向发射的测量光束15. 1-15. 10,结果这些光束通过输送路径3上方地一测量区域两次。这在图2中借助最顶端的与遮光板5. 10关联的测量光束15. 10以示意图来表明。如图2和图3所示，分配给光源7. 1-7. 10的光线接收器17. 1-17. 10设置在外壳9内。这些接收器同样地连接到触发单元11，因此任意选定的输出信号Al-AlO可在公共的测量周期内被传送到触发单元11。在图1描述的例子中，在对第一容器类型2.1的分类处理的情况下，只有下部的光源7. 1-7. 6启动并只有光线接收器17. 1-17. 6的输出信号被触发单元11读出和评估。相反，上部光源7. 7-7. 10和关联的光线接收器17. 7-17. 10位于需要测定记录的第一容器类型2.1的容器2上方的测量区域。随后预计从上部遮光板5. 7-5. 10没有可用的信号部分来记录容器类型2.1。只有下部光源7. 1-7. 6因此优选地有选择性的启动。然而，这并不排除更多光源的可选的启动。在第二容器类型2. 2的分类处理的情况下，例如，如短虚线所示，只有光源7.1、7. 5,7. 8和7. 10启动并只有关联的光线接收器17.1、17. 5、17. 8和17. 10被读出。在未分类处理的情况下，例如，所有遮光板5. 1-5. 10可运作。根据本发明的触发光栅I的优点在于，事实上，启动和非启动的或读出的遮光板5. 1-5. 10的其他联合，根据需要也是合适的，其具有相对高的测量分辩率等级，而无需机械调整。用于读出和判定所有为判定任务所需的输出信号Al-AlO的测量周期，例如，为O. 2到2ms。特别有利是不超过Ims的范围。在此整个周期持续时间内，一方面独立容器2的位置P还可以通过充分精确的绝对变化量测定或在充填系统中惯用的的输送速度下相对于输送路径3测定。另一方面，光线接收器17. 1-17. 10的一足够数量的输出信号Al-AlO还可以一起在所述周期持续时间内被读出和判定。例如，在优选的周期持续时间内，不同的测量任务可通过启动选定的遮光板5. 1-5. 10并行地执行。一指定的测量任务可同样地在最可能大的精确度下完成，尤其是通过特别高的测量分辩率。单独的遮光板5. 1-5. 10可以，例如，相继地读出，然后在触发光栅I的整个周期持续时间内，例如，高至128个遮光板5. 1-5. 10可以一起读出和判定。在不超过Ims的整个周期持续时间内，优选地可输出一适当的触发信号TS，例如，以适当的触发沿的形式。如此，一随后的生产步骤，比如，一向前移动、进一步处理或各自的容器2的检查，可以独立地控制。独立启动的遮光板5. 1-5. 10的输出信号A1-A10，可以被选定、一起计算和/或任何方式的逻辑合并。因此，其有可能有目的地从触发光栅I的特别合适的高度区域Hl到H3导出一触发功能。可以想象的是，例如，一所谓的测量信号序列，意思是一旦存在单个遮光板的测量光束的中断，就产生触发信号TS，所述遮光板属于为一指定的测量任务而构成的遮光板群组，例如，用于测量一下部高度区域Hl的遮光板5.1或5. 2。—进一步合适的信号链路为所谓的环路，其中一遮光板群组的所有测量光束，例如，最低高度区域Hl的遮光板5.1和5. 2，必须中断以便激励一触发信号TS。如此，错误触发的可能性可以减少。这样的环路可同样地用作减少来自目标的干扰，例如，可从容器2伸出的目标。然后，例如，在垂直方向上的测量区域大于最大干扰目标的一遮光板群组5. 1-5.4的所有测量光束15. 1-15.4内必须有一中断，例如，所述干扰目标可以是一预料会伸出来的标签。如此，弹簧瓶盖或吸管可同样地被检测和/或被免于触发。为避免错误的触发，需要中断的一指定最小数量的测量光束15. 1-15. 4也将会规定在一规定的遮光板5. 1-5. 4群组内，例如用于指示的高度区域Hl和H2。随后光线接收器17. 1-17. 10的输出信号Al-AlO的处理优选地包括一逻辑组合，以便减少错误触发的风险和/或完成指定的测量任务。例如，这还可以是具有非对称剖面的容器的旋转位置的测定记录。这样的一个例子可以是容器中的一单边提手开口(图中未显示)，其与由对称剖面构成的容器区域相比，会在一定的遮光板水平引起有特征的光衰减。来自触发光栅I的不同的高度区域H1-H3的至少两个触发信号的产生，也可以作为独立光线接收器17. 1-17. 10的输出信号Al-AlO的一逻辑组合的替换或补充。例如，如果可对触发光栅I的一定的遮光板5. 1-5. 10永久性地指派一测量任务，和/或多个独立触发信号TS的并行处理比多个必要的输出信号Al-AlO转入单个触发信号TS更快，这是有利的。通常，然而，对单独的遮光板5. 1-5. 10的选择性的使用，也就是关联的光源7. 1-7. 10的选择性的启动，和/或由关联的光线接收器17. 1-17. 10提供的输出信号Al-AlO的选择性的读出，允许对容器2的位置P、尺寸和/或方向的特别通用的测定。同样地，触发光栅I的不同的高度区域H1-H3可用于不同的测量任务。单独的遮光板5. 1-5. 10的输出信号Al-AlO的逻辑组合的一进一步的可能性在图3中指出。由图示可见，容器2处于一倾倒，不恰当的输送朝向LI。在这种情况下，例如，借助于包括下部遮光板5.1和5. 2的第一群组,可从关联的输出信号Al和A2推导出第一公共判定结果，以及，借助于位于上方的遮光板5. 3-5. 6,可从关联的输出信号A3A6推导出第二判定结果，其可与第一判定结果一起计算或比较。例如，如果一相关的光衰减等级建立于第一判定结果而非第二判定结果，可断定一倾倒的容器2。相反，在竖直姿态下输送的容器2处于一恰当的朝向L2的情况下，第一和第二判定结果均必须确定一相关的光衰减等级。在未分类输送的情况下，如图1所示，借助于两个不同尺寸的容器2.1和容器2. 2，例如，所有遮光板5. 1-5. 10可同时启动且其每一个可单独判定。例如，由于在遮光板5. 6的上方没有相关的衰减等级的测定记录，第一类型容器2.1可被识别，但这样的一个衰减等级被遮光板5. 6测定记录了。与生产流水线有关的容器位置P，例如，是基于仅刚好被遮蔽的最顶端遮光板5. 6而测定记录。为了在运行的生产流水线中测定一容器的位置P，此外可方便地把光线接收器17. 1-17. 10的测量出来的输出信号Al-AlO中的至少一个与输送路径3的位移增量信号做比较，或计算该输出信号与该位移增量信号。例如，可以在一延迟后提供触发信号TS，以便把触发时间点与容器主轴线2’的位置同步。例如，这将允许建立一根据容器主轴线2’的排出功能。这在未分类输送的情况下特别有用。遮光板5. 1-5. 10优选地相对输送方向3’及处于恰当的容器朝向L2的容器2的主轴线2’正交对齐。然而，根据本发明的触发光栅1，并不局限于这样的直角对齐。在第一实施例以反射布置的情况下，如在图2中所示，从光束路径在反射前与反射后的对比，光源7. 1-7. 10和光线接收器17. 1-17. 10的并排布置，必然地导致轻微倾斜的测量光束15. 1-15. 10。因此在图3和图4中均通过在光源和接收器之间的一水平的连接线标明了不间断的测量光束。被遮光板5. 1-5. 10覆盖的测量区域优选地具有100mm-500mm的垂直延伸。这允许记录测定最普遍的多种容器类型。从200mm到400mm高的测量区域为尤其有利的。在测量光束15. 1-15. 10的光轴之间测量的所有情况下,相邻的遮光板5. 1-5. 10之间的距离优选地不超过IOmm,特别地不超过5mm。所描述的遮光板5. 1-5. 10的数目仅作为例子。原则上，可以有选择性启动的任何数量的遮光板均可合并成根据本发明的触发光栅。特别可行的是，根据要求，触发光栅可具有至少16个或至少32个可有选择性地启动的光源。为了改善在不同的测量区域和/或容器类型方面的柔性，具有至少64个、特别地至少128个可有选择性地启动的光源或遮光板的按行布置排列是特别合适的。图4显示了根据本发明的触发光栅的第二实施例21，其中光源27. 1-27. 20设置为，从输送方向3’的方向看彼此偏离。这样可以比较有利，例如，当关联的遮光板的垂直分辨力应该小于独立光源27. 1-27. 20的垂直尺寸时。与第一实施例一样，光线接收器28. 1-28. 20被分配对应充当发射器的光源。图5显示的是根据本发明的触发光栅的第三实施例31，其中光源7. 1-7. 10和光线接收器37. 1-37. 10设置为彼此相对的位于输送段3的不同的一侧。原则上，如根据反射原理的第一实施例1 一样，该实施例31可实现同样的优点。然而在第三实施例中，关联的测量光束35. 1-35. 10经由容器2的光衰减小于，例如，第一实施例1。相应地第一实施例1更适合具有低水平光衰减的透明的容器2。此外，可以实现一特别紧凑的结构。为了明晰，在图2至图5没有描绘触发单元11。通过所描述的实施例1、21和31，还有对他们施用的以任何技术上方便的方式的合并，实现了以下超过现有技术水平的改进。不必要根据需要测定的各自的容器尺寸而对单独的遮光板进行机械调整。作为替代，根据本发明的触发光栅的刚性附着物是可行的。这改善了触发光栅的机械稳定性和改善了单独测量的再现性。对不同容器类型之间的生产改动可以更快并更弹性地执行。在经历容器类型的反复转换后，仍给予单独测量的再现性。由于不同容器类型的转换带来的机械磨损可以避免。一公共外壳内的多个光源的总成所带来的配线工作量可以最小化。其空间要求比机械的高度调节所需的要小得多。输送器上方区域内的布线可同样地最小化，由此用于保护布线不被玻璃割断的手段可得到精简或避免。通过使用传统领域的总线接口，比如，CANopen，可以实现多种诊断功能和由软件控制的学习模式。一具有实时能力和最多Ims传送时间的总线特别合适。由于单独的遮光板的输出信号或测量结果的逻辑组合的变化的可能性，借助提高了的触发可靠性和对错误触发的保护，可检测检测容器特性的最宽范围，还有局部的污秽，及诸如此类。在一公共外壳内的光源和光线接收器的总成简化了清洁和对卫生要求的符合。根据本发明的触发光栅的加工方法，以第一实施例1举例来描述，用于一分类的产品流水线容器类型2.1的竖立容器2持续不断的通过输送路径3上的触发光栅I。遮光板5.1至5. 4及5. 6有选择性地启动。关联的光线接收器17. 1-17. 4和17. 6的输出信号被有选择性地读出并合并成如下的组合，用于在触发单元11的判定。下部的遮光板5.1和5. 2构成第一组合。中部遮光板5. 3和5. 4构成第二组合。遮光板5. 7-5. 10位于容器2的上方区域，因此不需要用作容器2的测量。在容器台肩区域内的遮光板5. 5在该例子中同样地不需要并因此不启动。下部的遮光板5.1和5. 2提供输出信号Al和A2,以测定容器2存在于输送路径3上，而不管其在输送路径3上的方向。换句话说，容器2在下部的遮光板5.1和5. 2的区域内引起一相关的光衰减等级，而无论其是竖直姿态L2、倾斜的竖立姿态L3或倾倒姿态LI。随后可使用遮光板5.1和5. 2的输出信号Al和A2中的至少一个来确定容器2在输送路径3上的存在。然而，优选地，输出信号Al和A2作共同判定，例如，要求遮光板5.1和5. 2均必须记录有位于一规定阈值以上的光衰减等级。中部遮光板5. 3和5. 4的输出信号A3和A4可以,例如,用于容器直径的测量。此外这些输出信号可逻辑地与下部遮光板5.1和5. 2的输出信号Al和A2合并，以便确定输送路径3上的容器2的朝向。例如，通过比较和/或合并第一遮光板组合的输出信号Al、A2和第二遮光板组合的输出信号A3、A4，可以区分容器2是否正在输送路径3上以恰当的朝向L2输送。随后可以与单独的遮光板组合进行相互比较、共同计算和/或以任何方式的逻辑合并，也可以与已经判定的遮光板组合的测量结果进行相互比较、共同计算和/或以任何方式的逻辑合并。覆盖一上部高度区域H3的位于最顶端的启动的遮光板5. 6，其特别适宜用于测定容器2的作为一绝对值的或相对于产品流水线(意思是输送方向3’的容器2位置)的位置P。例如，测量出遮光板中断和接下来测量光束15. 6释放的时间点。上部遮光板5. 6的输出信号还可以与其他的输出信号A1-A4计算或比较，和/或其可逻辑地与其他的遮光板组合的测量结果合并。所描述的逐个组合的判定可优选地通过恰当的软件等级的控制命令来适应改变的生产条件，如此带来了无需机械调整的、对应触发光栅I的任何高度区域H1-H3的应用的多种可能性。在连贯的多个测量周期内容器2通过期间，触发光栅I持续运作，在每个测量周期，光源7. 1-7. 10有选择性地启动并且关联的输出信号Al-AlO得到判定。在每一测量周期内，做出是否输出一触发信号TS的决定，触发信号TS指定于各自的容器2。例如，如果遮光板5. 1-5. 10中的至少一个超过光衰减等级的阈值，则输出一触发信号TS。根据构成触发信号TS输出依据的测量任务类型，例如，在产品流水线中测定容器2的位置或核对容器2在输送路径3上的一恰当朝向L2，可激励触发信号TS以用于切换不同的生产步骤。例如，触发信号TS可以是一开关信号，用于在确定输送路径3上的容器2处于不恰当的朝向L1、L3时把其从产品流水线排出。同样地触发信号TS可以是用于启动检查或在获知容器2在产品流水线中的位置后启动随后的生产步骤的一开关信号。遮光板5. 1-5. 10的输出信号Al-AlO中的至少一个可同样地与输送路径3的位移增量编码器的一输出信号合并。如此，触发信号TS可被激励用于时间延迟的动作。换句话说，不仅可以确定容器2的当前位置，还可以提前确定容器2在通过输送路径3的一限定分段后的一未来位置。在输送方向3’中的尺寸可同样地指定于单独的遮光板5. 1-5. 10的遮暗持续时间，例如，为了测定容器2的直径。据此，特别有益的是，对应每一容器2，分开测量在至少两个高度区域Hl到H3内的遮光板5. 1-5. 10的中断和释放的多个时间点，并把该多个时间点相互比较和/或共同计算。例如，在容器2的颈部区域内，可以并行执行两个这样的测量。如果比较遮光板的中断和释放，测定记录有瞬时位移，将可以推断存在一倾斜竖立的颈部区域或一相对容器2的底部区域倾斜竖立的容器本体。例如，根据制造公差和常规触发光栅的情况，这倾斜可发生于塑料容器，其可妨碍容器主轴线2’的正确定位。相反，根据本发明，容器主轴线2’，或其他合适的参考点或参考面，例如，容器底部的区域，其位置和/或朝向，即使在倾斜竖立的容器或容器分段的情况，仍可在容器2上测定。换句话说，一具有意图的中心触发，意思是相对于容器2的一对称轴,可由此方式纠正。在类别发生改变的情况，意思是容器尺寸、容器形状或容器透明度的改变，可通过对触发光栅I改编程序来有选择性地启动和读出遮光板5. 1-5. 10。例如，如果从小的容器类型2.1改变到更大的容器类型2. 2，可通过有选择性地启动关联的光源7. 7-7. 10并读出关联的光线接收器17. 7-17. 10的输出信号A7-A10，启动在触发光栅I的上部区域的额外的遮光板5. 7-5. 10。用于输出信号的判定的计算规则和/或涉及单独输出信号或按群组判定的输出信号的逻辑组合，在此可以任何方式采用。当容器类别改变时，对触发光栅1、21、31的机械调整随后成为多余。在未分类的产品流水线的情况，根据本发明的触发光栅1、21、31的单独测量区域可有选择性地或联合地判定，以便识别或测量容器类型2. 1,2. 2和/或此外独立地激励各自的容器类型2.1、2. 2的适当的触发信号TS。所描述的实施例1、21、31的技术特征可以任何技术上方便的方式相互结合。
权利要求
1.一种用于测定容器位置和/或核对容器在输送路径(3)上的准直的触发光栅，尤其是在容器的实质上竖直输送的情况下，其具有 -相对于输送路径设置的在不同高度水平(H)的多个遮光板(5. 1-5. 10)，其中这些遮光板包括可彼此单独启动并收纳在一公共的外壳(9)内的光源(7. 1-7. 10);以及 -一触发单兀(11)，其用于根据遮光板的输出信号(Al-AlO)产生控制信号(TS)。
2.根据权利要求1所述的触发光栅，其中触发单元(11)为选择性地处理单独的输出信号(Al-AlO)而构成，尤其地以便只处理遮光板光源(7. 1-7. 10)被启动了的遮光板(5. 1-5. 10)的输出信号。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的触发光栅，其中触发单元(11)构成为定期地在测量周期内判定选定的遮光板(5. 1-5. 10)的输出信号(A1-A10)，每一测量周期具有Ims的最长持续时间，特别地以便把至少一个控制信号(TS)指向到每一单独容器(2)。
4.根据前述的权利要求中的至少一个所述的触发光栅，其中触发单元(11)构成为判定和/或逻辑合并选定的群组的遮光板(7. 1-7. 10)的输出信号(A1-A10)，或为产生至少两个指向到单个容器(2)的控制信号(TS)。
5.根据前述的权利要求中至少一个所述的触发光栅，相邻光源(7.1-7. 10)之间的距离最大为IOmm,特别地最大为5mm。
6.根据前述的权利要求中至少一个所述的触发光栅，其具有至少一个反射体(13)，借助所述反射体(13)，由光源(7. 1-7. 10)发射的测量光束(15. 1-15. 10)可朝外壳(9)的方向偏转。
7.根据前述的权利要求中至少一个所述的触发光栅，其中触发单元(11)构成为，如果输出信号(Al-AlO)中的至少一个对应指向遮光板(5. 1-5. 10)的一至少5%的光衰减，特别地为至少25%，则产生一控制信号(TS)。
8.根据前述的权利要求中至少一个所述的触发光栅，其中光源(27.1-27. 20)设置为，在往容器(2)的输送方向(3’ )偏离。
9.一种用于测定容器(2)的位置(P)和/或核对容器(2)在一输送路径(3)上的准直的方法，其使用根据前述的权利要求中的至少一个所述的触发光栅(1、21、31)，并具有以下步骤 A)输送，特别地为通过触发光栅的容器的竖直的输送； B)单独遮光板(7.1-7. 10)的选择性的启动和输出信号(Al-AlO)的判定，以便测定在输送路径的至少一规定高度区域(H1-H3)内测定光衰减等级； C)测定的光衰减等级的对比，至少有一个对比值，以及根据该对比产生指向单独容器的控制信号(TS);
10.根据权利要求9所述的方法，其中高度区域(H1-H3)为根据一输送的容器类型(2.1、2. 2)的尺寸和/或形状来规定。
11.根据权利要求9或权利要求10所述的方法，其中对至少两个高度区域(H1-H3)内的光衰减等级的值进行比较和/或彼此进行逻辑处理，以便识别一容器类型(2. 1,2. 2)和/或区分容器(2)的一正确的输送朝向(L2)和不正确的输送朝向(L1、L3)。
12.根据权利要求9或权利要求10所述的方法，其中遮光板(5.1-5. 10)的中断和释放的时间点在至少两个高度区域(H1-H3)内测量并共同计算，以便测定容器(2)的一参考点、一参考面和/或主轴线的位置(P)。
13.根据权利要求10-12中的至少一个所述的方法，其中输出信号(Al-AlO)按组群指向高度区域(H1-H3)来判定，以通过在不同的高度区域的光衰减水平测定以下容器(2)的参数的至少两个高度、在产品流水线中的位置(P)、特征轮廓、外围直径以及竖直的/倾倒的输送朝向(L2、LI)。
14.根据权利要求10-13中其中一项所述的方法，其中，此外控制信号(TS)根据已测量的有特征地对应输送路径(3)的位移增量来产生，尤其是对应测定一容器位置(P)和/或一容器直径的位移增量。
全文摘要
本发明所描述的是一触发光栅和用于测定容器位置和/或核对容器在一输送路径上的准直的方法。由于事实为，相对于输送路径设置的在不同高度水平的多个遮光板，其具有可彼此单独启动的光源并设置有一公共的外壳，以及一触发单元用于根据遮光板的输出信号而产生控制信号，通过对触发光栅改编程序可测定不同的容器类型，而无需对该触发光栅作机械调整。
文档编号G01B11/00GK103033850SQ20121037990
公开日2013年4月10日 申请日期2012年9月29日 优先权日2011年9月29日
发明者S·皮阿纳, T·伽特, B·旦金格, H·舍费尔 申请人:克朗斯股份公司