互相辨别物品的两端的方法和设备的制作方法

专利名称：互相辨别物品的两端的方法和设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及对用于处理物品的方法和设备的改进，所述物品具有 纵向的延伸部和互相不同的两端，例如并特别地为管状针织物品，例 ^口长袜或头豆蜂未。
本发明尤其涉及新的方法和新的设备，用于检测、也就是互相区 分或辨别相同物品的相互具有不同形状的两端，例如，所述物品特别 但是不排他地，为短袜或长袜或其他管状针织物品。
背景技术：
在长袜和短袜的制造中，从物品的针织直至脚尖的缝制，日益采 用自动生产方法已成为一种趋势。
在向着自动化的趋势中，最关键的方面之一表现为在自动检测管 状物品的两端中哪一端是带端、哪一端是脚尖中所遇到的困难，所述 管状物品例如为脚尖开口的短袜，所述短袜传送自圆形针织机并随机 放置在容器中，这种检测旨在允许物品随后在缝纫机中的自动处理。
通常，这些操作由手工进行操作者从例如为篮子的容器中捡起 单个半成物品，其中来自针织机的所述半成物品随机放置着，其脚尖 还开口着，也就是说还没有缝制或连接。操作者然后将该半成物品插 入到传送管中，该传送管定向在正确方向上，也即下游机器所需的位 置，该下游的机器将自动缝制或连接脚尖。
已经有旨在解决自动检测、也即辨别半成针织物品的弹性带端和 脚尖的尝试。例如，US-A-5040475描述了一种复杂机器，该机器从物 品随机放置的篮子中捡起单个管状物品。通过使物品附随特定的处理 路径，检测装置首先检测管状物品沿着进给路径的定向，辨别该物品 是否定向为脚尖或弹性带端沿着所述路径面态之后，该管状物品在中间站中进行处理，并从一个方向或相反的方 向上传送出来，以作为进入所述站的定向的功能。
JP-A-7468502和JP-A-1272801描述了用于处理诸如长袜或短#木 的管状物品以使它们合适地定向的其他装置。
US-A-6719577描述了对来自容器的单个管状物品纵向定向的设 备，所述管状物品随机地放置在该容器中。
EP-A-1221502描述了一种设备，其中来自容器(单个短袜或其他 管状物品随机地放置在该容器中)的单个短袜或其他管状物品被捡起 并定向，从而通过特别的气动路径和使用检测系统使其一端总是引导 端，该检测系统能够通过织物的不同伸展特性区分物品的弹性带端和 脚尖。
US-A-5769286描述了用于纵向伸展短袜或其他管状针织物品的 伸展设备。
EP-A-178143描述了另外一种通过区分弹性带端和脚尖来检测管 状纺织物品的方向的系统。
US-A-5511501描述了一种复杂机器，该机器从随机放置有单个管 状物品的容器中捡起物品并将它们中的每一个分散放置在较小尺寸的 各自的容器中。随后，每个物品从较小尺寸的各自的容器中捡起并插 入特定的气动路径中，管状物品在该路径中得以定向，从而总是以相 同的定向从气动路径中传送。
US-A-5884822描述了从容器中捡起单个管状物品的另 一种设备 和方法。
US-A-5992712描述了另外一种捡起并合适地定向单个管状针织 物品的设备。
定向管状物品的相同问题可以在将长袜或短袜进给到定位机中发 现。例如，在生产女用长袜中，存在在脚尖已经缝制的情形下将每个 单个长袜插到定位板上的问题，为此，所述单个长袜必须从其随机放 置着的容器中捡起以插入到该板上。
现在已知的用于自动地互相区分诸如管状针织物品的物品的第一
8端和第二端的方法和设备特别地不可靠且价格昂贵。

发明内容
本发明实施例的目的在于提供允许检测，也即自动地互相辨别物 品的两端的方法和设备，该物品具有互相不同形状的端部。根据特别 的方面，本发明的目的在于提供允许短袜或长袜的脚尖或弹性带端被 辨别和检测的方法和设备。
尽管在本发明的说明中经常提及检测尚未缝制的短袜的脚尖的需 要，必须理解，本发明的教导也可以应用在已经缝制了的物品需要检 测定向的时候，例如在其上进行在生产和/或包装周期中所需的进一步 的操作，例如在放置到安置板上、供给到包装机器等之前正确地定位 该物品。
基本上，在本发明的实施例中提供用于互相辨别的方法，也即用
于互相辨别狭长物品的第一端和第二端的方法，该方法包括步骤生 成曲线，该曲线近似于一个所述端的轮廓；处理所述曲线，以确定该
曲线是否近似于所述第一端或所述第二端的轮廓。
基本上，根据本发明的该方面，提供通过近似于所述物品的两端 中的一个的真实轮廓的曲线的点的生成，所述一个端部也即呈现给阅 读传感器的那个端部。基于该近似曲线的构造，该设备能够检测该端 是否是两端中的第一端或第二端，该两端以互相基本上不同的轮廓为 特征，例如典型地为短袜的脚尖和弹性带端。
根据本发明实施例的 一 方面，该近似曲线的点每个以在参考系统 中的两个坐标为特征，有利地，该参考系统可以是笛卡尔参考系统， 尽管也可以采用其他参考系统，最好是二维的，因为该物品通常将具 有平坦的构造。
在实际中，在可能的实施例中，该方法提供物品和光电池阵列互 相的移动，所述光电池阵列例如沿着直线排列，以使物品的端逐渐挡 住光电池的光束。基于物品和光电池的相对位置和光电池的光束被逐 渐挡住所产生的电信号，位于近似于物品端部轮廓的轮廓上的多个点被确定。由于两端的轮廓互相不同，由点近似重构的轮廓的趋势也将 互相不同。通过处理近似于这些轮廓的曲线可以互相辨别两端。
根据可能的实施例，该方法提供步骤根据预定布置设置多个光 电池；沿着相对运动的方向相互移动所述光电池布置和所述物品，从 而所述物品的一个端在相对运动过程中挡住所述光电池的光束；确定 属于挡住所述光束的所述物品的端部的轮廓的多个点的坐标，该步骤 是基于所述物品在相互运动过程中关于所述光电池的相对位置和光 电池的布置。
优选地，在本发明的实施例中，在所述相对运动过程中光电池每 次被所述物品挡住，物品和光电池之间的相对位置得以检测，该挡住 的光电池的位置和光电池与物品之间沿着所述相对运动方向的相互位 置限定属于所述轮廓的点的坐标。
近似于挡住光电池的物品的端部的轮廓的曲线可以通过插入属于 所述端部的轮廓的点生成，例如用线性分段插入。
更复杂的处理也可能获得高次的插值多项式，尽管这不是绝对必 需的。通过线性分段的近似通常就足够精确，该线性分段将确定物品 端部轮廓的不同点连接在一起。因此，在本说明书和随后的权利要求 书中，曲线也通常倾向于为虚线，例如从直线部的顺序中获得，该直 线连接确定物品端部轮廓的不同点。
在根据本发明的方法的可能的实施例中，由光电池读取的近似于 该物品端部轮廓的曲线被处理，以确定其倾斜的趋势，所述物品的第 一端和第二端作为所述倾斜的趋势的函数而被检测和辨别开。这可以
例如通过计算曲线的导数而进行，所述曲线是通过确定端部轮廓的点 而获得的。该导数也可以通过点计算，从而通过近似于、甚至粗略地 近似于导数的趋势的虚线构造。
在特别简单的实施例中，尽管在许多例子中精度足够，确定导数 的最大和最小值并计算偏差。基于导数的最大和最小值以及阈值之间 的比较，物品的两端得以检测，也即相互辨别开。这可能要归功于这 样的事实，例如在短袜的例子中，脚尖具有高变化曲率的趋势，从而
10沿着代表端部的轮廓的延伸部取值的导数互相之间有很大的不同，相 反，带端的更大部分则通常具有更大或更小的直线性，从而其导数具 有平坦的趋势。
根据另一方面，本发明涉及用于相互辨别、也即区分物品的第一 端和第二端的设备，包括用于确定属于所述物品的端部的轮廓的多个
点的传感器装置以及控制和处理单元，该单元作为所述点的坐标的函 数，检测所述点是否属于所述第一端或所述笫二端。
在实际中，所述控制和处理单元可被编程，从而生成近似于所述 端部的轮廓的曲线，该曲线作为由所述传感器确定的所述点的函数。
根据本发明的优选实施例，所述传感器包括光电池布置，并且还 提供有处理元件，以沿着相对运动的方向相互移动所述物品和所述光 电池布置， 一 系统用于检测所述物品和所述光电池之间的相互位置。 在物品和光电池相对运动过程中，随着物品沿着所述相对运动的方向 每次相对于光电池占据的位置，所述控制和处理单元可被编程用于确 定与被所述物品挡住的光电池的位置相关的多个点。
所述光电池布置可以有不同的类型。优选地，它们将根据光电池 直线串设置。该光电池串最好根据正交于所述相对运动的方向的直线 设置。在这种方式下，通过相对于彼此平移物品和光电池阵列简单地 获得在笛卡尔坐标系统中的 一 系列点。
有利地，所述控制和处理单元可被编程，从而在所述相对运动过 程中每次光电池被所述物品挡住，物品和光电池之间的相对位置得以 检测，该挡住的光电池的位置与光电池和物品之间沿着所述相对运动 方向的相互位置形成属于所述轮廓的点的坐标。
利要求书中指出，并将在下面参考本发明非限定的可能的实施例更加 具体地描述。


本发明将通过下面的说明和附图而更好地得以理解，所述附图表示了本发明可实现的非限制的实施例。其中 图l表示设备的前视图； 图2表示根据图1的II-II所作的视图3A-3D示意性地表示像长袜或短;沐的物品运动的顺序，该物品 以脚尖面向光学读数系统；
图4表示物品的脚尖的轮廓及其导数的图5A-5B示意性地表示物品的运动顺序，该物品以其带端面向光 学读数系统；
图6表示物品的带端的轮廓及其导数的图7示意性地表示互相辨别物品的笫一端和笫二端的不同的处理 方法，该方法基于由设备的传感器观测的近似于物品端部的轮廓的弯 曲趋势；
图8和9表示根据本发明的方法的另外一个实施例；和 图10A和10B表示本发明改进的实施例。
具体实施例方式
图1和2非常示意性地表示根据本发明的设备。数字1指示物品 M的支撑面，该物品在所举的例子中为具有将要缝制的脚尖P和弹性 带端B的短袜。
在可以由传送器等构建的支撑面1上，设置有可动元件3，例如 压具，该压具提供有提升和下降运动fv和根据双箭头fo的平移运动。 该压具3通过活塞-缸致动器5而在双箭头fv方向上运动，该致动器 5又由在导轨(未示出)上滑动的滑块7运送。滑块7沿着导轨在fo 方向上的运动通过带9得以控制，该带9环绕着两个滑轮11、 13而被 驱动，其中的第二个滑轮通过马达15而机动化。数字17指示编码器 或其他角度传感器，以允许检测马达15的运动，进而检测滑块7在双 箭头fo方向上的运动。除了与马达15相连的编码器之外，任何其他 装置也可以用于检测滑块7或甚至直接是压具3的运动。该检测装置 (在本例中为编码器17)连接到以数字19指示的可编程控制单元，
12所述可编程控制单元例如与监控器20或其他用户界面交互作用。该控 制单元19可以提供有键盘和其他外设和单元，典型地为可用于控制设 备的可编程控制设备。
数字21指示光电池系统，该系统包括光电发射体的线性阵列和光 电接收体的线性阵列，这两个阵列互相平行并相对。在图中数字23 指示第一所述阵列，例如光电发射体阵列，而数字25指示相对的阵列， 例如光电接收体阵列。从下面对两个运行循环的描述中可以显而易见 的是，该设置使得物品M的一端或另一端面向检测或阅读设备21传 送，以所述端挡住光电池的光束，从而检测挡住光电池的所述端是带 端B或是脚尖P。
由于物品M的两端P、 B通常具有互相不同的轮廓，通过将物品 M的一端逐渐进给到阅读系统21的光电池的线性阵列下，可以使用 下面的数据阅读和检测所述端轮廓的形式在光电池空间中的位置； 每个光电池的信号；压具3沿着运动方向fo的位置，进而物品沿着根 据箭头F的进给方向的位置。
图3A-3D和4表示物品M的脚尖P的检测。这些图表示了脚尖P 相对于于光电池21阵列的四个相对位置，在这些图中指示为Xl-X8。 在本例中表示了八个发射体-接收体对，但是需要理解也可以使用不 同数目的光电池。该数目由成本和足够的检测精度的需要而规定。在 图3A的位置，没有光电池被物品的脚尖P挡住。在图3B中光电池 X4被挡住，而在图3C的位置中，光电池X3-X6的位置被挡住。在图 3D中光电池X2-X7的位置被挡住。
光电池X1-X8的位置在图4中再生成的笛卡尔图表的横坐标轴中 代表相应的数值，而由与马达15相连的编码器17确定的物品M的位 置代表纵坐标。通过在图表X、 Y(图4)上再生成，在横坐标中，坐 标对应于被挡住的光电池，该坐标适用于每个离散的Y值(物品的位 置)，从而获得一组点Pl-P6，并进行插值，近似地提供物品端部的轮 廓PF。更具体地，点P4由横坐标轴(X)上的坐标和坐标Y0限定， 该横坐标轴上的坐标由光电池X4的位置(被挡住的第一个)(图3B)限定。没有必要知道坐标Y0在纵坐标轴上的绝对值，因为起作用的 是轮廓随后的点在所述轴上的坐标位置。当物品M前进时，光电池 X3、 X5的位置在纵坐标值Yl处被挡住，接着是光电池X6 (图3C) 在纵坐标Y2处，最后光电池X7在纵坐标Y3处(图3D)。这样获得 了轮廓PF的点。纵坐标YO的值可以取为零值，并且随后的纵坐标在 压具3所进行的相对运动、进而是物品M所进行的相对运动的基础上 确定。
同样的情况发生在由光电池阵列所读的端是带端的情形下。这种 情况示意性地表示在图5A和5B中，并且图6表示通过合适地插入这 样决定的由坐标X、 Y标识的点而获得的曲线PF。图中的点再次以 Pl-P6指示。
可以看到，图4和6中的图表PF在两个例子中具有很大的形状 差异。特别地，可以看到，图4中的插值曲线相对于图6中的曲线具 有更大变化的斜度。在产生插值曲线之后，导数可以通过任何合适的 准则计算。导数的趋势(对于这两个例子在图4和6中再次再生成并 以D指示)代表曲线斜度的变化，进而指示由光电池检测到的轮廓 PF更大或更小的曲率。
例如通过与阈值比较的简单准则，该导数可以用于检测也即区分 脚尖和带端。事实上，这例如可能只需简单地确定导数的最大值和最 小值并计算差值。该差值可以与实验确定的门限进行比较。如果该差 值超过阈值，表示弯曲的轮廓并随后识别为脚尖，相反，如果差值没 有超过门限，表示平坦的轮廓并随后识别为带端。
根据实验的方法，依据导数的最大值和最小值之间的差值各自是 显著地在物品轮廓的带端B和脚尖P的该门限之下和之上，很容易识 别阈值。
图7示意性地表示本发明的不同的实施例。基本上，在本例中的 设备与参考图1和2所描述的保持基本相同。方法也保持基本相同， 属于物品端部的轮廓的点Pl-Pn由例如由光电池23、 25构建的传感 器阅读。相反地，表示属于近似曲线的点的数据的处理方法有改变。图7A表示笛卡尔参考系统，其横坐标和纵坐标各自以X和Y表 示。Pl-P5指示属于物品M的端部轮廓的点。在本例中示出了五个点， 但是必须理解，点的数目可以根据系统的构造和物品的形状而改变(这 里如在前面的实施例中)。
在本实施例中，点P1-P5所在的曲线相对于坐标X-Y是倾斜的。 这意味着该物品倾斜着而不在直的位置上抵达光电池23、 25。该实施 例包括处理检测到的数据的预备步骤，以纠正该偏差。基本上，点 Pl-P5所在的曲线在旋转了角度a的参考系统X'-Y'中再生成，横坐标 的直线X'或多或少地与物品的轴线正交，随后通过曲线的端点Pl、 P5。 (a)和(b)指示了点P5的横坐标和纵坐标与点Pl的横坐标和 纵坐标之间的差值，因此
a = arctan(b/a)
将点Pl-P5的坐标从系统X-Y转换到系统X'-Y'的等式为 X' = Xcos(-a) - Ysin(画a) Y' = Xsin(國a) + Ycos(-a)
图7B表示通过点Pl-P5的插值在参考系统X'-Y'中获得的曲线， 其中的坐标已经放置在各自水平和竖向的位置上。可以理解，这个纠 正物品的端部轮廓的近似曲线(及随后的属于轮廓的点的插值曲线) 的倾斜的预备操作也可以在参考图3至6所述的实施例中作为预备步 骤进行。
一旦曲线在参考系统X'-Y'中在生成，点Pl-P5的纵坐标的最大 值和最小值之间的差值可以确定，该差值在图7B中用AY'表示。由 于物品M的两端(脚尖P和带端B)以不同曲率度的轮廓辨别，关于 这两端的纵坐标的差值AY'将显著不同。图7B以虚线再生成近似于 物品带端B的曲线，且AC指示比较值，该比较值基于对足够数量的 物品的端部形状的分析而实验确定。该设备可以编程，从而所有物品 的端部，在AY'〉AC时归入"脚尖"，在AY'^ AC时归入"带端"。
图8A和8B描述了辨别脚尖和带端的改进过程或方法，其防止例 如由于光电池被物品侧部而不是端部轮廓(带端或脚尖)挡住时的辨
15别误差，如果物品相对于运动方向以特别高的倾斜度放置的话。
在图8A和8B中，B表示物品M的带端，FO、 F1…FN表示数目 等于N+1的光电池，而X、 Y或X'、 Y'表示笛卡尔参考轴，属于挡住 光电池的物品M的端部(脚尖或带端)的轮廓的点关于所述参考轴的 纵坐标得以确定(系统X、 Y通过各自平行于光电池的队列和光电池 与物品之间的相对运动的轴线而构建，而系统X'、 Y'是旋转对应于倾 斜角度的角度的系统，该倾斜角度为连接所述的需要辨别的轮廓的第 一点和最后一点的线相对于轴线X所成的角度，该旋转根据前面所述 的实施例的旋转准则)。
图8A和8B表示物品M(例如短蜂末)从带端的侧边在光电池前面 以轻微倾斜于箭头F表示的相对运动方向的方向通过。运动量(H)， 也即物品相对于光电池的相对运动量事先确定，且物品向前运动所述 量，不管在该运动末尾被有效挡住的光电池的数量。该数量H最好刚 好足以允许倾斜物品(图中角度为p)的带端B的轮廓通过，以防止 大量光电池在倾斜物品情形下挡住物品的侧边。该数量(H)在物品 类型的基础上通过实验确定。
如同通过观察图8A可以容易地理解的，为了不扭曲分析，不是 所有被光电池挡住的轮廓的点都必须考虑，而是建议摒弃两个端点， 如标示为F8的挡住光电池的点将引起扭曲的信号。
为摒弃轮廓的第一点和最后的点，可以采用下面所述的算法。为 理解下面的内容，必须指出的是在开始检测操作之前，计算中涉及 的变量设置为零并从O到N排序(光电池的数目等于N+l)，在某种 意义上，第一光电池指派为PLC或其他可编程控制单元的输入为0， 且相应的纵坐标为Y0;第二光电池指派的输入为1，且纵坐标为Yl， 这样直至最后的输入为N，且纵坐标为YN。而且，各自地，4皮光电 池挡住的轮廓的第二点表示为nl，第二最后点为n2。
这在陈述中，检测算法以下面的步骤展开
变量的指派
161) 在过程的开始，所有变量Yj和所有指示器(pointer) j和z 被重置，其中j是相对于光电池的点数或计数(从0到N)，而z是要 求算法的正确执行的标志，该标志可以取两个可选的值0或1;
2) 在重置变量的值之后，光电池和物品M之间的相对运动开 始。必须考虑到，物品和光电池之间的距离事先不知道，从而该运动 持续进行，直至物品的轮廓挡住第一光电池；
3) 在第一信号处(第一光电池被物品挡住)，获得位置Yj (如 同根据上述的〗=0)。该值认为是相对运动的"零"值，，在某种意义上 来说，运动的最后值设置在该点上。由于H是物品和光电池之间挡住 开始和相对运动停止时刻之间的最大行程，随后
4) 使物品进给的马达停止处的位置确定为等于Yj + H的和
5) 在从Y0到Y0+N的运动过程中，轮廓的挡住位置(纵坐标 Yi)获得并存储。也即，在相对运动等于行程H的过程中，对应于光 电池的每个单个挡住信号的相对运动的值被收集；
6) 运动在位置Y + H处停止。
近似于轮廓的多边形的确定
多边形是在考虑排除挡住的第一点和最后一点后的坐标点Yj上 确定的。参考图8A，必须考虑的多边形的端点是点nl和n2 (第二和 倒数第二 )。摒弃nl之前的点和n2之后的点的过程如下
7 )阅读由指示器j指示的纵坐标Yj
如果Yj二0且z二0，跳到步骤8
如果Yj〉0且z二0，跳到步骤9
如果Yj二O且z二l，跳到步骤9
如果YjX)且z二l，跳到步骤8
8) j" + l且回到步骤7
9 ) 如果z = 0， nl = j + 1， z = z + 1,跳到步骤8 如果z = 1， n2 = j — 1，跳到步骤10
在该迭代的最后，点nl和n2被确定，随后，近似于纟皮光电池挡住的轮廓的多边形通过nl、 n2全体的点和中间的点给出。接着的步 骤中对多边形进行分析。点nl和n2在系统X、 Y中的坐标各自表示 为Xnl、 Ynl，和Xn2、 Yn2。
10 ) A = arctan((Yn2 - Ynl)/( Xn2 - Xnl))
11) 旋转坐标(等式已经通过参考前面所述的例子而提供)
12) 寻找坐标Y的最大值和最小值
13) 比较值集以指派轮廓的类型如果纵坐标Y'的最大值和最小 值之间的差值大于预定的值，该挡住的轮廓属于脚尖，否则属于带端。
从所述的算法和图8中可以理解，通过摒弃由在光电池前面的物 品的轮廓的通过确定的第一点和最后一点，防止了将例如在图8的例 子中识别的端部理解为脚尖，而实际上它是带端。由于物品的轴线和 运动方向之间的倾斜，该误差可能源于属于物品侧边的点n3被光电池
F8挡住。
在前面所述的实施例中，假定物品M的脚尖P总是前沿基本平 坦地放置，也即具有图中所示的弓形的轮廓。然而，这不总是这样， 特别是根据物品如何处理和变平，其可以靠在一侧边上放置，从而脚 尖P不具有弓形的轮廓，例如如图2所示，而是阶梯状的轮廓，如图 9所示，具有近似直线的区域。
这可能在理解上引起困难，也即不正确的检测的危险，因为在 这种情形下，脚尖和带端都将具有直线的轮廓部，尽管具有不同的长 度，如果物品M和光电池之间的相互运动的量H小于长度L的话。 另一方面，在倾斜的物品(图8中角度p)的情形下，为防止过多的 光电池被物品的侧边而不是端部轮廓挡住，数量H必须受到限制。
在脚尖如图9所示地放置的情形下，为避免在辨别脚尖和带端 时的错误，不同于釆用上述的辨别准则，而是基于轮廓的点关于参考 系统X'、 Y'的最大高度和最小高度之间的差值，脚尖与带端通过对挡 住轮廓的光电池的数目进行计数而辨别出，因为在脚尖无疑比在带端 涉及更少的光电池。根据本发明的方法的改进的实施例，因此，在物 品和光电池之间进行程度H的运动之后，在第一位置，被物品的轮廓挡住的光电池的总数得以确定。如果该总数低于给定的最小数，那么 在光电池前通过的端部是脚尖。如果挡住的光电池数大于所述给定的 最小值，那么所述的辨别过程在不同坐标的基础上进行。
综上所述，更有效的系统包括旋转轮廓坐标进而比较Ymax和 设定值的准则，以及考虑挡住轮廓的光电池的数目的准则。
在上述实施例中，只有物品的一端引起与光电池或其他传感器相 互作用，以辨识所述端是物品的第一端或第二端。 一旦所述端辨识为 第一端(例如脚尖)，那么另外的端假定为第二端(例如带端)。然而 进行该方法的途径不是仅有的可能的选择。事实上，例如，为获得该 方法更高程度的准确性和再现性，或者也为了降低错误理解检测到的 数据的危险，在根据本发明的方法的改进的实施例中，物品的两端和 相同的物品通过相同的或两个不同的传感器装置而受到检测。
在一个可能的实施例中，如下面参考图IOA和IOB所述，该设 备包括单一的线性光电池阵列21。在实施例中，如上所述，所述光电 池包括设置在两侧上的光电发射体23和光电接收体25,使得制造物 品M通过两侧之间的中间位置。然而，在不同的实施例中(这同样可 以应用于上面公开的实施例中)，光电池可以包括设置在例如反射表面 或传送器相同侧上的光电发射体，物品M放置在该反射表面或传送器 上。
设置有两个处理元件5A和5B，每个在光电池布置21的每一侧 上。在实施例中，元件5A、 5B在竖向方向上根据双箭头fv可移动并 悬撑在示意性地表示为8的支撑结构上。在实施例中，这两个处理元 件5A、 5B各自包括环形带6A、 6B,所述带夹带在辊子(在所示的例 子中每个处理元件中有三个辊子)周围。每个三辊子组中的至少一个 辊子是机动化的，而其他的可以是不工作的。所述机动化的辊子引起 各自的带6A、 6B根据双箭头fo运动。
具有第一端(例如脚尖端P)和第二端(例如带端B)的制造物 品M在处理元件5A、 5B下面运动。如同在先前的例子中，物品M 的方位是随机的，也即预先不知道哪端是脚尖、哪端是带端。在所示的例子中，带端B在图的左手侧，而脚尖P在右手侧。
一旦物品M方丈置在两个元件5A、 5B中的一个或另一个下面， 所述元件下降(箭头fv)，使得至少一个处理元件接触物品M并将物 品压在支撑面l上，例如压在垂直于图运动的传送器上。使一个或两 个带6A、 6B在相同方向上运动，例如将物品推向左手侧。在该运动 过程中，物品的其中一端通过表面l和发射体23之间，也即挡住发射 体-接收体对23、 25。在所示的例子中，在图IOA所示的位置，带端 B正好挡住光电池。 一旦这个情况发生，在其中一个上述公开的模式 的基础上，设备能够确定正好在发射体23和接收体25之间通过的端 是否是第一或第二端。带6A、 6B的运动可以倒转或持续(依赖于物 品的起始位置)，使得第二端也通过光电池21。釆用其中一个上面公 开的方法，该设备确定第二端是否是带端或脚尖端。
如果这两个阅读是一致的(也即如果第一阅读确定首先检测的 端例如为带端，如同在所示的例子中，且第二个为脚尖端)，那么物品 M的定向得以合适地确定。然而，如果阅读不一致(例如如果两端都 阅读为脚尖端或两端都为带端)，那么控制单元认为该阅读是失败的并 摒弃该物品。在这种情形下，该物品可以例如重新送到篮子或其他容 器中，并再次被从中捡起以待随后的检测过程。
例如如果物品没有在表面1上合适地伸展，那么可能引起误差 (双脚尖检测或双带端检测)。
如果两端都阅读，那么系统可以将误差几率减小到实际上可以 忽略的值，即使在采用可靠性稍微较差的算法各自辨别脚尖和带端部 时。这样，采用相当简单的算法就可以实现可靠的系统。
需要理解，附图只表示纯粹作为本发明实施例而提供的例子， 在不脱离本发明概念的范围的情形下，本发明在形式和布置上可以改
附图阅读权利要求书，而不在于限制权利要求书表示的保护范围。
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权利要求
1、用于互相辨别狭长物品的第一端和第二端的方法，所述第一端和所述第二端具有互相不同的轮廓，该方法包括步骤-生成至少一个曲线，该曲线近似于至少一个所述端的轮廓；-处理所述曲线，以确定该曲线是否近似于所述第一端或所述第二端的轮廓。
2、 根据权利要求1所述的方法，包括步骤相对于彼此移动物品 和光电池阵列；以物品的端部逐渐挡住光电池的光束；基于物品和光 电池的相对位置和通过逐渐挡住光电池的光束而产生的电信号，确定 多个存在于轮廓上的点，该轮廓近似于物品端部的轮廓。
3、 根据权利要求1或2所述的方法，包括步骤 -根据预定布置设置多个光电池；- 沿着相对运动的方向相对于彼此移动所述光电池布置和所述 物品，从而所述物品的一个端在相对运动过程中挡住所述光电池的光束；-确定属于挡住所述光束的所述物品的端的轮廓的多个点的坐标，基于所述物品在相互运动过程中关于所述光电池的相对位置， 和光电池的布置。
4、 根据权利要求2或3所述的方法，其中在所述相对运动过程 中光电池每次被所述物品挡住，物品和光电池之间的相对位置得以检 测，该挡住的光电池的位置以及光电池和物品之间沿着所述相对运动 方向的相互位置限定属于所述轮廓的点的坐标。
5、 根据权利要求2、 3或4所述的方法，还包括通过插入属于所 述端的轮廓的至少一些所述点以生成所述近似于物品所述端的轮廓的 曲线的步骤。
6、 根据权利要求5所述的方法，其中所述点用线性分段插入。
7、 根据权利要求5或6所述的方法，其中在所述轮廓上辨识的至 少两个端点被摒弃。
8、 根据一个或多个在前权利要求所述的方法，其中所述曲线被 处理用于确定其倾斜的趋势，所述物品的第一端和第二端作为所述倾 斜的趋势的函数而相互辨别开。
9、 根据一个或多个在前权利要求所述的方法，其中所述曲线在 坐标系统中再生成，所述曲线的端点位于该坐标系统的轴线上。
10、 根据一个或多个在前权利要求所述的方法，其中所述曲线 的坐标的最大值和最小值之间的差值在参考系统中确定，所述差值形 成用于辨别所述第一端和第二端的参数。
11、 根据权利要求IO所述的方法，其中所述差值与预定的值比 较；所述端根据所述差值是否大于或小于所述预定的值而辨别。
12、 根据权利要求10或11所述的方法，包括步骤-在笫 一参考系统中确定所述曲线相互间隔开的两个点的坐标； -确定连接所述两个点的直接连线；-将该直接连线作为第二参考系统的一个坐标，该第二参考系统 相对于所述第一参考系统旋转；-在所述第二参考系统中确定所述差值。
13、 根据权利要求12所述的方法，其中所述第一和第二参考系 统是笛卡尔参考系统，并且其中所述差值表现为沿着正交于所述直接 连线的参考轴线，所述曲线的点的坐标的最大值和最小值之间的差。
14、 根据权利要求1-9中的一个或多个所述的方法，其中计算 所述曲线的导数。
15、 根据权利要求14所述的方法，其中确定所述导数的最大和 最小值。
16、 根据权利要求15所述的方法，其中确定所述导数的最大和 最小值之间的差值，并且所述第一和第二端基于所述差值与阈值的比 较而爭岸别。
17、 根据一个或多个在前权利要求所述的方法，其中所述物品 沿着路径移动，并以其一端挡住设置在固定位置上的光电池的光束。
18、 根据一个或多个在前权利要求所述的方法，其中所述物品相对于所述光电池前进预定的程度，而不考虑挡住的光电池的数目。
19、 根据一个或多个在前权利要求所述的方法，还包括步骤在 物品在笫一个光电池挡住后进行预定的运动(H)之后，确定被物品 挡住的光电池的总数；并将所述总数与预定的最小数目比较，从所述 比较中获得第一信息，以辨别物品的所述笫一端和所述第二端。
20、 根据一个或多个在前权利要求所述的方法，其中所述物品是 长袜或短袜。
21、 根据权利要求20所述的方法，其中所述第一端是弹性带端， 所述第二端是所述短袜的脚尖。
22、 根据一个或多个在前权利要求所述的方法，其中检测制造 物品的两端并生成近似于所述两端的轮廓的两个曲线；并且其中所述 曲线都被处理以确定它们是否近似于所述第一或所述第二端的轮廓。
23、 用于相互辨别物品的第一端和第二端的设备，包括用于确定 属于所述物品的至少一端的轮廓的多个点的传感器装置，和控制和处 理单元，该单元作为所述点的坐标的函数而检测所述点是否属于所述第一端或所述第二端。
24、 根据权利要求23所述的设备，其中所述控制和处理单元编程 用于生成近似于所述端的轮廓的曲线，该曲线作为由所述传感器确定 的所述点的函数。
25、 根据权利要求23或24所述的设备，其中所述传感器包括光 电池布置，并且其中处理元件被提供用以沿着相对运动的方向相对于 彼此移动所述物品和所述光电池布置， 一 系统被提供用于检测所述物 品和所述光电池之间的相互位置。
26、 根据权利要求25所述的设备，其中在物品和光电池相对运 动过程中，随着物品随着时间沿着所述相对运动的方向相对于光电池 占据的位置，所述控制和处理单元编程用于确定与被所述物品挡住的 光电池的位置相关的所述多个点。
27、 根据权利要求25或26所述的设备，其中所述光电池布置包 括光电池直线串。
28、 根据权利要求27所述的设备，其中所述光电池串根据正交于 所述相对运动的方向的直线设置。
29、 根据权利要求25 - 28中的一个或多个所述的设备，其中所述 控制和处理单元得以编程，从而在所述相对运动过程中每次光电池被 所述物品挡住，物品和光电池之间的相对位置得以检测，该挡住的光 电池的位置以及光电池和物品之间沿着所述相对运动方向的相互位置 限定属于所述轮廓的点的坐标。
30、 根据权利要求23 - 29中的一个或多个所述的设备，其中所述 控制和处理单元通过插入至少一些属于所述轮廓的所述点编程用于近 似物品的所述端的轮廓。
31、 根据权利要求30所述的设备，其中所述控制和处理单元编程 用于通过线性分段插入所述点。
32、 根据权利要求30或31所述的设备，其中所述控制和处理单 元编程用于摒弃所述点中的第一点和最后一点。
33、 根据权利要求23 - 32中的一个或多个所述的设备，其中所述 控制和处理单元编程用于确定曲线的倾斜趋势，该曲线通过由所述传 感器确定的所述点而生成，所述物品的第一端和第二端作为所述趋势 的函^t而相互辨别开。
34、 根据权利要求23-3中的一个或多个所述的设备，其中所述 控制和处理单元编程用于确定通过所述曲线的两个端点的直线，并在 参考系统中再生成所述点的坐标，该参考系统的坐标平行于所述直线。
35、 根据权利要求23 - 34中的一个或多个所述的设备，其中所述 控制和处理单元编程用于确定在参考系统中所述曲线的坐标的最大值 和最小值之间的差值，并在所述差值的基础上辨别第一端和第二端。
36、 根据权利要求35所述的设备，其中所述控制和处理单元编程 用于将所述差值与预定值作比较；并根据所述差值是否大于或小于所 述预定的值而辨别该端。
37、 根据权利要求35或36所述的设备，其中所述控制和处理单 元编程用于执行如下步骤-在第 一参考系统中确定所述曲线相互间隔开的两个点的坐标； -确定连接所述两个点的直接连线；-将该直接连线作为第二参考系统的一个坐标，该第二参考系统 相对于所述第 一 参考系统旋转；-在所述第二参考系统中确定所述差值。
38、 根据权利要求37所述的设备，其中所述笫一和第二参考系统 是笛卡尔参考系统，并且其中所述差值表现为沿着正交于所述直接连 线的参考轴线，所述曲线的点的坐标的最大值和最小值之间的差。
39、 根据权利要求33或34所述的设备，其中所述控制和处理单 元编程用于计算所述曲线的导数。
40、 根据权利要求39所述的设备，其中所述控制和处理单元编程 用于确定所述导数的最大和最小值。
41、 根据权利要求40所述的设备，其中所述控制和处理单元编程 用于确定所述导数的最大和最小值之间的差值，并且核对与阈值的差 值。
42、 根据权利要求23-41中的一个或多个所述的设备，其中所述 控制和处理单元编程用于在所述物品相对于所述光电池进行始于第一 光电池挡住位置的预定程度的相对运动之后，基于被物品挡住的光电 池的总数，执行第一端和第二端之间的第一辨别。
43、 根据权利要求23 - 42中的一个或多个所述的设备，其中所述 传感器设置在固定位置上，且处理元件引起物品沿着运动方向朝向所 述传感器的位移。
44、 根据权利要求23 - 42中的一个或多个所述的设备，包括处理 元件，用于相对于所述传感器移动所述物品，使得所述物品的两端都 在所述传感器的前面通过。
全文摘要
本发明方法包括步骤生成曲线(PF)，该曲线近似于物品的一端(P)的轮廓；处理所述曲线以确定该曲线是否近似于所述第一端或所述第二端的轮廓。
文档编号D05B23/00GK101448994SQ200780018336
公开日2009年6月3日 申请日期2007年5月3日 优先权日2006年5月19日
发明者A·马尼, N·格拉西 申请人:金莱迪公司