专利名称：对产品称重的方法、称重系统及装载装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及对产品称重的方法，借助该方法，沿着测量传送线传送产品并确定所述产品的实际重量值。
背景技术：
这样的现有方法被用于核对销售的产品的重量。如果产品重量偏离对该产品类型指定的目标重量超过同样指定的允差值，则在称重过程之后通过诸如推送器、风嘴或偏转器这样的排除装置分离出相应的产品。为此过程，通常必须把要检查的产品的相应产品类型的目标重量和相应允差手动输入到称重系统中。以此方式，具有排除装置的动态检查称重器可以在合法的商业中确保那些不满足法律(如，在欧洲成品包装条例(Finished Packaging Regulations)-食品)规定允差的产品进入流通。
在制药领域，称重器通过重量计算来确保包装的完整性。药片或药品说明书等等不会缺失。在其他领域，重量允差由用户定义。重量允差的输入通常在仪器上直接做出，从而可能定义相对大量的不同产品，例如200种不同的产品。可以通过接口(外部产品重设)或二进制信号进行重设，但标准做法是让操作人员手动对称重器进行重设，这会导致操纵或误调整，且这在实践中几乎总是与在称重器上传送的相应产品没有直接而清楚的联系。
发明内容
因此，本发明基于对上述类型方法根据其操作程序进行优化的技术问题。
根据本发明，通过向产品提供无线电收发器并与无线电收发器执行数据交换，可以使用上述类型的方法解决此问题。
无线电收发器是在RFID技术(射频识别技术)框架内使用的数据存储媒体，它可以允许无接触数据交换。这意味着可以使用RFID写入装置写入数据而不接触无线电收发器，然后可以使用RFID读取器从无线电收发器中再次读出数据。无线电收发器的能量源以及与RFID通信装置的数据交换是通过使用磁场或电磁场来处理的。因此不存在外部可见的电子元件或触点。无线电收发器由大表面线圈和天线组成。对RFID系统的操作，通信装置首先在其天线中产生高频磁场。这具有以下效应无线电收发器的线圈受到激励，且产生的电压被它用来提供电源，从而不需要电池。这称为“电感耦合”原理。然而，RFID技术框架内的数据交换也可以在电容耦合的基础上执行。通过如上所述在无线电收发器的线圈中产生的AC电压，可以得到时钟频率，然后将其用作微处理器的内部时钟。
数据传输自身通过磁场的接通和关闭进行。因此，通过本发明的方法，可以读出位于无线电收发器上的数据或将新的数据写入无线电收发器。在两种应用情形下，可以降低后续分拣过程中的差错频率。因此，执行称重过程的称重系统可以从被传送的产品的无线电收发器中读出信息，如产品类型、目标重量和/或测量允差。基于该信息，可以最优地设置后续测量的基本条件。因此，具体要求的测量允差可以产生例如具体的测量时间或具体的单独测量的次数，而通过平均来从这些值确定最终结果。来自无线电收发器的上述信息的读取使得有可能以更高的信息值和更低的差错概率获得相应产品的实际重量值。这使得有可能降低在后续的分拣步骤中错误分拣的产品的比率。但是将信息写入产品的无线电收发器也允许改进分拣过程的差错控制。以此方式，可以在测量过程之后将测量的实际重量值存储在无线电收发器中，然后可以使用RFID读取器再次检查经排除装置分拣出的产品。这使得有可能通过比较存储在无线电收发器中的实际重量值与目标重量值来找出可能因分拣装置故障而被错误地分拣出的产品，并将它们重新纳入用于销售的产品。相反，可以根据其目标重量再次核对预定销售的产品，尤其是通过接收到产品的零售商，且可以追溯地分拣出高于或低于目标重量的任何产品。这使得有可能在相当程度上降低产品重量分拣方面的差错率。
根据本发明，已证明在确定实际重量值之前从无线电收发器中读出识别产品的产品类型的产品信息，并将该信息用于确定实际重量是有利的。然后可以从读出的产品信息中确定用于确定实际重量的称重模式。这意味着测量程序，包括测量允差和测量期间的传送速度、重量确定之前的测量次数和测量频率等，可以由称重系统基于读出的产品信息自动地设置。
以此方式，如上所述，可以降低后续的分拣过程中的差错频率，因为消除了作为差错源的对这些参数的手动设置。该实施例还使得有可能向测量传送线无序地供给各种产品类型，因为称重模式的必要改变现已通过从无线电收发器中读出的产品信息自动地设置。这消除了上游的高成本分拣步骤。
在适合的实施例中，在确定实际重量值之前以光学方式读出识别产品的产品类型并附加在产品上的条形码。该信息优选可用，除了识别产品类型并从无线电收发器中读出的产品信息。这允许核对分别从不同的读取器系统获得的数据的相应的正确性，并发现对相应产品的可能的贴错标签或错误包装。
此外，有利的是在确定实际重量值之后对其进行分析，并在分析期间执行数据交换。这意味着在分析期间可以将数据写入无线电收发器、可以从无线电收发器中读出数据或可以执行这两个过程。特别有利的是将分析期间确定的实际重量值写入无线电收发器。这允许在进行分拣之后再次检查对超重或重量不足的产品的分拣的正确性。这使得有可能减少产品的排除部分，且使得有可能让产品的接收者，如零售商，不费很大精力，即简单地使用RFID读取器来核对接收到的产品的实际重量值。
将通过来自无线电收发器的读数确定的目标重量值用于分析也是有利的。该目标重量值可以从无线电收发器中直接读出，或可以通过如产品信息这样的不同信息的读数，及经由存储在称重系统中的分配表与目标重量值所具的后续关联来确定。
在分析中，然后用所确定的实际重量值与目标重量值比较，并在偏差值可接受的情况下，将控制信号发送给分拣装置，然后分拣装置排除相应的产品。如果实际重量值和目标重量值两者都被存储在无线电收发器中，则也可能稍后在分拣装置处执行分析。在此情况下，不需要称重系统和分拣装置之间的数据连接，且分拣过程可以与称重过程完全分离。因此分拣装置只需要RFID读取器和分析器，分析器基于存储在无线电收发器中的数据决定排除产品的需要。
在有利实施例中，测量传送线上游的装置发送数据到测量传送线，在测量传送线上将所发送的数据写入无线电收发器。以此方式，与产品相关的所有数据都可以经由称重系统的RFID写入装置写入无线电收发器。这消除了具有RFID写入装置的上游装置的昂贵配置的需要。
在有利实施例中，在确定实际重量之前用多个单独的产品装载产品，并将识别装载的信息写入无线电收发器。该条信息可以在确定实际重量之前或在确定实际重量之后写入无线电收发器。较佳地，装载由装载装置的选择的装载单元执行，并将与选择的装载单元关联的识别信息写入无线电收发器。该识别信息可以由装载装置直接写入无线电收发器，或可以首先从装载装置发送到称重系统，然后由称重系统的RFID通信装置写入无线电收发器。装载装置可以是例如具有用于灌装产品包装袋的各种灌装头的灌装站。在通过选择的装载单元用单独的产品装载产品之后，将识别装载单元的识别号写入无线电收发器。
如果在后续对产品称重期间，确定了偏离目标重量值的实际重量值，则称重系统发送控制信号给相应的装载装置。控制信号在装载过程中用相应的识别号通过装载装置实现对装入产品的单独产品的数量的适当修正。在此过程中，称重系统可以从无线电收发器中读出识别关联的装载单元的识别号，或由装载装置以进入的产品的顺序将识别信息发送给称重系统。在称重系统从无线电收发器中读出装载单元的识别信息的情况下，不再需要在装载装置和称重系统之间保持产品的顺序。这允许制造过程中最大的灵活性。
适合用于解决基于本发明的问题并具有用于确定位于其上的产品的实际重量值的称重装置的称重系统，其特征在于，包括用于与连接到产品的无线电收发器进行无接触数据交换的RFID通信装置，该RFID通信装置与称重装置连接以用于数据传输。
在有利实施例中，称重系统示出在称重过程之前向称重装置供给产品的进料装置和/或用于在称重过程之后从称重装置上移除产品的卸料装置。这允许称重系统的高效操作，因为对连续供给的产品进行重量确定可以带来高吞吐量。
有利地，称重装置示出在纵向上循环以用于传输产品的称重传送带，这允许在产品的运动中测量产品的实际重量。有利地，进料装置和卸料装置中的每个还示出在纵向上循环的传送器。因此，要称重的产品从进料传送器移动到称重传送带，并移动到卸料传送带上，而不会引起脉冲的改变。
这允许用称重装置的最大吞吐量处理连续的产品流。
在有利实施例中，RFID通信装置示出用于从无线电收发器中读出识别产品的产品类型的产品信息的RFID读取器。以此方式，可以确定要用于称重过程的称重模式。以此方式，称重装置自动地设置测量参数，如测量允差、测量期间的传送带速度，及进行平均之前的测量次数或测量频率。因此不需要手工输入这些参数。
有利地，将RFID读取器配置在进料装置或卸料装置上，且可以将RFID读取器发送的产品信息保存在称重装置上。然后可以将保存的信息用于统计目的。因此，例如，可以确定特定产品的重量分布，从而允许灌装过程及重量确定过程得到改进的测量。
称重系统的有利实施例示出条形码读取器，条形码读取器配置在进料装置上并用于光学读取识别产品的产品类型的产品信息，且可以用光学方式附加到产品上。如上关于本发明的方法所示，该信息提供对从无线电收发器中读出的信息进行附加的核对的可能性以及核对产品是否具有正确包装的可能性。条形码读取器可以由能够识别条形码标识的光学相机替代。该相机还允许确定是否正确地灌装了透明包装或是否有例如小片从包装中伸出。此外，称重系统还可以装备有用于确定产品体积的体积测量装置。使用各种读取或测量系统，可能特别好地检测出贴错标签或错误包装。此外，称重系统还可以示出用于分拣出包含金属的产品的金属探测器。
这使得能够遵守食品的适用准则，这样的准则要求没有金属污染物进入商业流通。然后还可以将金属内容的出现记录在无线电收发器上。此外，称重系统较佳地示出X射线装置或X射线设备以便检测产品中的污染物。这些测量结果较佳地记录在无线电收发器上，这使得有可能将对结果的分析及可能的对分拣的决定改到晚些时候进行。
在有利实施例中，RFID通信装置示出配置在卸料装置上用于将确定的产品实际重量值写入相应产品的无线电收发器的RFID写入装置。以此方式，在测量之后立即进行排除的情况下，可以再次检查排除的正确性。分拣过程也可以独立于测量序列在以后的日子进行。
有利地，称重系统示出用于接收从上游装置发送的数据的接口，且RFID通信装置示出用于将接收的数据写入无线电收发器的RFID写入装置。例如，上游的装载装置可以将识别装载的信息发送给称重系统，在称重系统上由称重系统的RFID通信装置将该信息和称重系统确定的产品实际重量一起写入无线电收发器。
称重系统更加有利的是示出用于将无线电收发器附加到产品的贴标器。迅速地，在称重过程之后进行贴标签。以此方式，可以在贴标签之前或之后将测量的实际重量值保存在无线电收发器中。这允许以经济的方式处理无线电收发器，因为例如只有具有偏离目标重量的实际重量值的产品才会贴标签，以便提供控制后选项。
适合用于解决基于本发明的问题的装载装置，用于用多个单独的产品装载产品，其特征在于，具有与连接到产品的无线电收发器进行无接触数据传输的RFID通信装置。通过使用这样的装载装置，可以存储对后续的称重过程有用的特定产品的数据，如识别产品的产品类型的产品信息，使得可以在称重过程中使用最优的测量设置从而示出具有高精确度和正确性的测量结果。这在很大程度上允许防止后续执行的分拣过程中的错误排除。
在下文中，参考附图对本发明进行说明，附图中对于本发明的所有关键细节做出明确引用。在附图中图1示出根据本发明的具有配置在进料传送带上的RFID读取器的称重系统的第一实施例；图2示出根据本发明的具有配置在进料传送带上的RFID读取器及配置在卸料传送带上的另一RFID通信装置的称重系统的另一实施例；及图3示出根据本发明的具有示出RFID写入装置的装载装置的称重系统的配置。
具体实施例方式
示意性地在图1中表示的称重系统的实施例示出了具有立在地板上的可调高度支撑脚1的基本框架2，在其上进料传送带3、充当测量传送线(measurement line)的称重传送带4及卸料传送带5以水平对齐的方式连续地排列。三个传送带3、4和5被导向至同一方向并分别在两个水平间距的辊子上以相同的速度循环，其中的每个辊子，即辊子6、7和8分别由电动机9、10和11驱动。控制这些电动机，使得可以对所有三个传送带3、4和5保证相同的传送带速度设置。
充当测量传送线的称重传送带4支撑在称重单元12上，而称重单元12固定在基本框架2上。相对于进料传送带3处的传输方向，在入口侧将要称重的产品13逐个装上充当测量传送线的称重传送带4。充当测量传送线的称重传送带4将已装上的产品13传输至其相对于传输方向的出口侧，在那里将产品传输至附加了分拣装置14的卸料传送带5，仅示意性地表示例如形式为推送器或风嘴的分拣装置，通过分拣装置可以排除具有不正确重量的产品13。在进料传送带3处，有RFID读取器15，用于对存储在无线电收发器中的数据进行无接触读取。在本发明称重系统的这个实施例中，具有示出为无线电收发器16的RFID标签的产品13到达称重系统。RFID读取器15捕获已存储在无线电收发器16上的产品数据。然后读取器将该数据转发给称重系统的终端中的计算机。使用产品数据，计算机可以关联产品13与存储的产品数据库中的产品类型或产品。然后称重系统自动地调整到该产品数据。在称重传送带4上，称重系统确定产品13的重量。在称重传送带4之后仍然可以分拣出该产品。为实现此效果，例如推送器、风嘴或偏转器等将重量不足或超重的产品传输到收集容器。
图2示出根据本发明的称重系统的另一实施例。该实施例还示出了进料传送带3、称重传送带4和卸料传送带5。要称重的产品在箭头方向上移动通过称重系统。如在图1所示实施例中那样，有配置在进料传送带3上的RFID读取器15。同样在此配置中，RFID读取器15捕获已存储在所提供的产品13的无线电收发器16中的产品数据。计算机关联该产品与存储的产品数据库中的产品类型或产品，且称重系统自动地调节到该产品数据。在称重传送带上确定产品13的重量之后，作为写入装置实现并配置在卸料传送带5上的RFID通信装置21写入重量数据，且情况可能是将很多信息写入产品13的无线电收发器16。
现在有若干条数据记录在无线电收发器16中，即产品数据和由称重系统添加的特定信息，包括产品13的测量的实际重量。如上述实施例中那样，可以在称重传送带4之后分拣出产品。这可以在RFID写入过程之前或之后进行。此外，称重系统也可以示出金属探测器，该探测器较佳地配置在进料传送带3处或其上。金属探测器检查包装的产品13中是否有金属成分。然后，特别是在称重之后的卸料传送带5上，推送器或风嘴可以将识别为包含金属的产品13排除到收集容器中。该选项对食品来说尤其重要，因为适用准则要求不能有金属污染物进入商业流通中。但是也可以设计称重系统，使得对金属内容进行检验，但暂时不排除相应的产品。在此情况下，作为写入装置实现的RFID通信装置21也可以保存该信息。
此外，在图2所示的实施例中，除了金属探测器，条形码扫描器和/或体积测量装置可以配置在进料传送带上。如果条形码出现在产品13上，则条形码扫描器读取相应的数据。然后体积测量装置测量产品的体积，随之金属探测器检查产品13的金属内容。将所有相应的数据转发给称重系统的计算机，随之计算机比较RFID读取器、条形码扫描器、体积测量装置和金属探测器的数据以便检测错误标签。带有例如错误条形码但是具有正确RFID标签的产品可以在此被排除。如果系统不排除包含金属的产品、不正确的或未正确编程的无线电收发器、不正确的条形码或不正确的体积，则RFID通信装置21也可以存储相应的数据。
此外，在图2所示的称重系统的实施例中，除了金属探测器，也可以有配置在进料传送带3上的相机或X射线装置，条形码扫描器和体积测量装置。然后相机在条形码扫描器之后检查产品13。此外，它可以检测是否正确灌装了透明包装，或是否有小片从包装中延伸出。
相机还可以完全替代条形码扫描器的功能，因为它也可以捕获符合EAN的条形码数据。作为相机的替代或补充，X射线装置可以使用X射线检查产品。它检查产品的质量来寻找污染物。如果产品不匹配预设的质量，则X射线装置向称重终端报告结果。随后，称重系统的计算机可以比较RFID读取器、条形码扫描器、相机、体积测量装置和金属探测器的数据，以便检测错误标签。然后可以排除这些产品或在这未发生的情况下，可以将相应的信息写入产品13的无线电收发器16。
在根据本发明的称重系统的另一实施例中，图2所示的RFID通信装置21作为RFID读/写装置实现。在进料传送带上没有RFID通信装置。产品到达称重系统时已装备有RFID标签。然后必须在称重系统的终端上手动设置产品数据或产品类型数据，原因是由于在进料传送带3上缺少RFID读取器而不能自动读入这些数据。在称重过程之后，RFID写入装置/读取器21从无线电收发器读取产品数据。以此方式，系统可以收集有关产品数据和吞吐量的统计数据。该功能还可以在RFID通信装置21仅作为RFID读取器实现时执行。同时，作为RFID读取器/写入装置实现的RFID通信装置21将实际重量值，且可能是其他很多信息写入无线电收发器16。如果RFID标签在移动通过称重装置时并不包含数据，则组合的写入装置/读取器21还将称重系统的计算机中预设的产品数据写入无线电收发器16。如称重系统的上述实施例中那样，称重系统的该实施例也可以在进料传送带3上包括金属探测器和/或体积测量装置。此外，也可以在进料传送带上提供条形码扫描器，如果在产品上有条形码，则称重系统可以使用该条形码扫描器来执行自动产品切换。扫描器将条形码的编号转发给称重器终端的计算机。基于该编号，计算机然后可以关联产品13与存储的产品数据库中的产品类型或产品。
在产品13上缺少条形码的情况下，用户必须在称重器上手动设置产品数据。如上述实施例中那样，可以在进料传送带3上附加地提供X射线装置。此外，RFID通信装置21可以作为具有写入/读取功能的RFID贴标器实现。在此情况下，传送到称重系统的产品13不必具有RFID标签。在产品13到达卸料传送带时，RFID贴标器再将带有无线电收发器16的RFID标签打印到产品上。同时，该装置将称重系统中预设的产品数据、实际重量数据及可能的其他很多信息写入标签的无线电收发器16。
图3示出根据本发明的称重系统的另一实施例。除了也在上述实施例中提供的进料传送带3、称重传送带4和卸料传送带5之外，该实施例还示出了灌装部分的独立传送带17。RFID写入装置15配置在该传送带17上。在其之后，由灌装站19将产品内容灌装到产品包装18中，产品包装18被传送并带有RFID标签。灌装站19示出多个灌装头20，灌装头与用于标识的连续的灌装头编号关联。RFID写入装置15将用于灌装产品包装18的灌装编号写入无线电收发器。该装置与灌装站同步。RFID写入装置15也将该数据记录传递到称重终端上。在称重传送带4上确定产品13的实际重量。如果产品13过重或过轻，则终端通过灌装头测试选项向灌装站19报告该数据。然后灌装站19调整相应的灌装头20的灌装量(灌装头特定的趋势调整)。在卸料传送带5上仍然可以通过分拣装置排除超重或重量不足的产品。在另一实施例中，也可以省略灌装站处的RFID写入装置15。由于灌装头特定的数据也被转发到称重终端，因此可以在晚些时候使用配置在称重系统上的RFID写入装置将该数据写入无线电收发器。
权利要求
1.一种对产品(13)称重的方法，借助所述方法，沿着测量传送线(4)传送产品并确定所述产品的实际重量值，其特征在于，所述产品具有无线电收发器(16)，且用所述无线电收发器执行数据交换。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在确定实际重量值之前，从无线电收发器读取识别产品(13)的产品类型的产品信息，并将该信息用于确定实际重量值。
3.如上述权利要求1到2中的任何一个所述的方法，其特征在于，在确定实际重量值之前，以光学方式读取附加到产品(13)并识别产品的产品类型的条形码。
4.如上述权利要求1到3中的任何一个所述的方法，其特征在于，在确定实际重量值之后，分析该值并在分析期间执行数据交换。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，在所述分析期间将所述确定的实际重量值写入无线电收发器(16)。
6.如权利要求4或5所述的方法，其特征在于，在所述分析期间使用通过来自无线电收发器(16)的读数确定的目标重量值。
7.如上述权利要求1到6中的任何一个所述的方法，其特征在于，测量传送线(4)上游的装置将数据发送到所述测量传送线，随之将发送的数据写入所述无线电收发器(16)。
8.如上述权利要求1到7中的任何一个所述的方法，其特征在于，在确定实际重量之前，用多个单独的产品装载所述产品(13)，且将识别所述装载的信息写入所述无线电收发器(16)。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述装载由装载装置(19)的选择的装载单元(20)执行，且将与所述选择的装载单元关联的识别信息写入所述无线电收发器(16)。
10.一种具有用于确定位于其上的产品的实际重量值的称重装置(4)的称重系统，其特征在于，RFID通信装置(15、21)与连接到所述产品的无线电收发器(16)进行无接触数据交换，所述RFID通信装置与所述称重装置连接以用于传输所述数据。
11.如权利要求10所述的称重系统，其特征在于，用于在称重过程之前将所述产品传送到所述称重装置(4)的进料装置(3)和/或用于在所述称重过程之后从所述称重装置上移除所述产品的卸料装置(5)。
12.如权利要求10或11所述的称重系统，其特征在于，所述称重装置(4)示出在纵向上循环以用于传输所述产品的称重传送带(4)。
13.如权利要求10到12中的任何一个所述的称重系统，其特征在于，所述RFID通信装置(15、21)示出用于从所述无线电收发器读出识别所述产品的产品类型的产品信息的RFID读取器(15，21)。
14.如权利要求13所述的称重系统，其特征在于，所述RFID读取器(15，21)配置在所述进料装置(3)或所述卸料装置(5)上，且由所述RFID读取器发送的所述产品信息能够被存储在所述称重装置中。
15.如权利要求11到14中的任何一个所述的称重系统，其特征在于，配置在所述进料装置处并用于以光学方式读出产品信息的条形码读取器，所述产品信息识别所述产品(13)的产品类型，且可以用光学方式附加到所述产品上。
16.如权利要求11到15中的任何一个所述的称重系统，其特征在于，所述RFID通信装置(15，21)示出配置在所述卸料装置(5)处的RFID写入装置，所述RFID写入装置用于将确定的所述产品(13)的实际重量值写入相应产品的所述无线电收发器(16)。
17.如权利要求10到16中的任何一个所述的称重系统，其特征在于，所述称重系统示出用于接收由上游装置发送的数据的接口，且所述RFID通信装置(15、21)示出用于将接收到的数据写入所述无线电收发器的RFID写入装置。
18.如权利要求10到17中的任何一个所述的称重系统，其特征在于，包括用于将无线电收发器(16)附加到所述产品(13)的贴标器。
19.一种用多个单独的产品装载产品(13)的装载装置，其特征在于，包括用于与连接到所述产品的无线电收发器(16)进行无接触数据交换的RFID通信装置(15)。
全文摘要
本发明涉及对产品称重的方法，借助该方法，沿着测量传送线传送产品并确定所述产品的实际重量值。根据本发明，所述产品具有无线电收发器，且用所述无线电收发器执行数据交换。
文档编号H05K13/04GK101019009SQ200580023365
公开日2007年8月15日 申请日期2005年4月21日 优先权日2004年5月14日
发明者尼古劳斯·格奥尔吉齐斯 申请人:梅特勒-托莱多加文斯有限公司