DE10113641B4

DE10113641B4 - Optoelektronische Vorrichtung

Info

Publication number: DE10113641B4
Application number: DE2001113641
Authority: DE
Inventors: Jörg Wörner
Original assignee: Leuze Electronic GmbH and Co KG
Current assignee: Leuze Electronic GmbH and Co KG
Priority date: 2001-03-21
Filing date: 2001-03-21
Publication date: 2005-05-19
Anticipated expiration: 2021-03-22
Also published as: DE10113641A1

Abstract

Optoelektronische Vorrichtung zur Erfassung von Marken innerhalb eines Lesebereichs mit wenigstens einem Sendelichtstrahlen emittierenden Sender und wenigstens einem Empfangslichtstrahlen empfangenden Empfänger, wobei die Sendelichtstrahlen auf die Marken geführt sind und die von den Marken zurückreflektierten Empfangslichtstrahlen auf den Empfänger geführt sind, dessen Empfangssignale zur Erfassung der Marken einer Auswerteeinheit zugeführt sind, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel zur Distanzmessung vorgesehen sind, mittels derer das Eindringen eines Objektes in einen Überwachungsbereich (U) erfassbar ist, und dass in Abhängigkeit der Anwesenheit eines Objektes im Überwachungsbereich (U) die Erfassung von Marken innerhalb des Lesebereiches (L) aktiviert ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine optoelektronische Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Bekannte Vorrichtungen dieser Art dienen zur Erfassung von Marken mit definierten Kontrastmustern. Insbesondere werden derartige optoelektronische Vorrichtungen zur Detektion von Barcodes eingesetzt.
Dabei werden die Marken innerhalb eines vorgegebenen Lesebereichs erfasst. Die Vorrichtung weist hierzu einen Sendelichtstrahlen emittierenden Sender und einen Empfangslichtstrahlen empfangenden Empfänger auf. Zudem ist eine Ablenkeinheit vorgesehen, über welche die Sendelichtstrahlen geführt sind. Beispielsweise ist die Ablenkeinheit von einem rotierenden Polygonspiegelrad gebildet, welches eine vorgegebene Anzahl von Spiegelflächen aufweist, an welchem die Sendelichtstrahlen reflektiert werden. Entsprechend der Anzahl und der Ausbildung der Spiegelflächen werden die Sendelichtstrahlen periodisch innerhalb eines vorgegebenen Winkelbereichs abgelenkt und in einer Ebene geführt. Die so von den Sendelichtstrahlen periodisch überstrichene Teilebene bildet den Lesebereich der Vorrichtung.
Liegt eine Marke innerhalb des Lesebereichs in einem vorgegebenen Abstandsbereich, dem sogenannten Tiefenschärfebereich, so ist die Marke mittels der Vorrichtung erfassbar.
Zur Erfassung des Kontrastmusters einer Marke werden die Sendelichtstrahlen über diese Marke geführt. Die an der Marke reflektierten und zum Empfänger geführten Empfangslichtstrahlen weisen eine dem Kontrastmuster der Marke entsprechende Amplitudenmodulation auf. Die Erfassung der Marke erfolgt in einer an den Empfänger angeschlossenen Auswerteeinheit dadurch, dass die Amplitudenmodulation des am Ausgang des Empfängers anstehenden Empfangssignals, welches durch die auf den Empfänger auftreffenden Empfangslichtstrahlen generiert wird, ausgewertet wird.
Ein typisches Einsatzgebiet derartiger optoelektronischer Vorrichtungen ist das Gebiet der Förder- und Automatisierungstechnik. Dort werden Objekte auf Förderstrecken transportiert, wobei auf die Oberflächen der Objekte Marken, insbesondere Barcodes, aufgebracht sind. Die Marken dienen insbesondere zur Identifikation der einzelnen Objekte.
Mittels der optoelektronischen Vorrichtung, die im Bereich der Förderstrecke montiert ist, werden die Marken auf den einzelnen Objekten erfasst.
Zusätzlich muss eine Zuordnung der erfassten Marken zu dem jeweiligen Objekt erfolgen.
Hierzu können optische Sensoren, insbesondere Lichtschranken, vorgesehen sein, mittels derer eine Triggerung der Erfassung der Marken erfolgt. Im einfachsten Fall ist eine einzelne Lichtschranke an der Förderstrecke in Förderrichtung unmittelbar vor der optoelektronischen Vorrichtung montiert.
Dabei wird durch ein auf der Förderstrecke transportiertes Objekt der Strahlengang der Lichtschranke unterbrochen. Dadurch wird in der Lichtschranke ein Triggersignal an die optoelektronische Vorrichtung weitergegeben, anhand dessen die darauf folgende Erfassung dieser Marke dem mit der Lichtschranke erfassten Objekt zugeordnet wird.
Mittels dieser Triggerung können die Marken, die in der optoelektronischen Vorrichtung erfasst werden, mit großer Sicherheit den Objekten, auf welchen diese Marken angeordnet sind, zugeordnet werden.
Ein weiterer Vorteil dieser Anordnung besteht darin, dass die optoelektronische Vorrichtung, insbesondere deren Sender, ausgeschaltet bleiben kann, solange mit der Lichtschranke kein Objekt erfasst wird. Erst wenn das Objekt in den Strahlengang der Lichtschranke eintritt, wird durch das Triggersignal der Lichtschranke die optoelektronische Vorrichtung, insbesondere deren Sender eingeschaltet, damit dann die auf diesem Objekt angeordnete Marke erfasst werden kann. Vorzugsweise nach einem vorgegebenen Zeitintervall wird die optoelektronische Vorrichtung beziehungsweise deren Sender wieder ausgeschaltet.
Durch den Intervallbetrieb der optoelektronischen Vorrichtung wird insbesondere die Lebensdauer des Senders dieser Vorrichtung erheblich erhöht. Dies wirkt sich insbesondere vorteilhaft bei Vorrichtungen aus, welche einen als Laser ausgebildeten Sender aufweisen.
Nachteilig bei derartigen Anordnungen ist der hohe konstruktive Aufwand. Insbesondere bedeutet der Einsatz von zusätzlichen Sensoren, insbesondere Lichtschranken, einen erheblichen Aufwand, der zur Triggerung der optoelektronischen Vorrichtung vorgenommen werden muss.
Prinzipiell kann zur Triggerung der optoelektronischen Vorrichtung an der Förderstrecke eine Trigger-Marke angeordnet sein. Die Trigger-Marke und die optoelektronische Vorrichtung sind so beidseits der Förderstrecke angeordnet, dass die Trigger-Marke von den Sendelichtstrahlen abgetastet wird, solange in diesem Bereich kein Objekt auf der Förderstrecke liegt.
Tritt ein Objekt in diesen Bereich ein, wird die Trigger-Marke von dem Objekt verdeckt, so dass es von den Sendelichtstrahlen der Vorrichtung nicht mehr erfasst wird. Dadurch wird in der Vorrichtung intern ein Triggersignal ausgelöst, so dass mit der Vorrichtung die Erfassung der Marke auf dem Objekt erfolgen kann. Zudem ist durch das Triggersignal eine eindeutige Zuordnung der Marke zu dem Objekt gewährleistet.
Nachteilig hierbei ist, dass die Trigger-Marke in großem Abstand zur optoelektronischen Vorrichtung angeordnet ist. Dementsprechend muss die Trigger-Marke eine erhebliche Größe aufweisen, um von der Vorrichtung erfasst werden zu können. Zudem muss die Vorrichtung exakt relativ zur Trigger-Marke ausgerichtet werden, damit diese sicher erfasst werden kann.
Derartige großflächige Trigger-Marken stellen somit Sonderanfertigungen dar, deren Herstellung kostenintensiv ist. Weiterhin ist deren Montage und Justage unerwünscht zeit- und damit kostenaufwendig.

Eine gattungsgemäße optoelektronische Vorrichtung und ein Verfahren zu deren Steuerung ist aus der DE 196 81 436 T1 bekannt. Gemäß diesem Verfahren werden in einem ersten Verfahrensschritt mit einem geeigneten Sensor Informationen über den ort und die relative Bewegung eines Objektes erfasst. Mit einer Codescanvorrichtung wird zudem ein auf diesem Objekt angeordneter Code abgescannt. Die dabei erfassten Scandaten werden zur Dekodierung des Codes verarbeitet. Diese Scandatenverarbeitung wird zur Optimierung des Leserergebnisses basierend auf den Informationen über den Ort und die Geschwindigkeit des Objekts angepasst. Diese Anpassung kann derart erfolgen, dass bestimmte Bereiche des Scanmusters bei der Codeerfassung ausgewählt werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine möglichst einfache und kostengünstige Triggerung für eine optoelektronische Vorrichtung der eingangs genannten Art bereitzustellen, anhand derer eine Zuordnung von Marken zu vorgegebenen Objekten möglich ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe sind die Merkmale des Anspruchs 1 vorgesehen. Vorteilhafte Ausführungsformen und zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.

Die erfindungsgemäße optoelektronische Vorrichtung weist zur Erfassung von Marken innerhalb eines Lesebereichs wenigstens einen Sendelichtstrahlen emittierenden Sender und wenigstens einen Empfangslichtstrahlen empfangenden Empfänger auf. Die Sendelichtstrahlen sind dabei auf die Marken geführt. Die von den Marken zurückreflektierten Empfangslichtstrahlen sind auf den Empfänger geführt. Dessen Empfangssignale sind zur Erfassung der Marken einer Auswerteeinheit zugeführt. Weiterhin sind Mittel zur Distanzmessung vorgesehen, mittels derer das Eindringen eines Objektes in einen Überwachungsbereich erfassbar ist. In Abhängigkeit der Anwesenheit eines Objektes im Überwachungsbereich ist die Erfassung von Marken innerhalb des Lesebereiches aktiviert.

Der Grundgedanke der Erfindung besteht somit darin, in der optoelektronischen Vorrichtung intern ein Triggersignal zu erzeugen, anhand dessen eine eindeutige Zuordnung einer Marke zu einem Objekt ermöglicht wird. Dabei sind zur Generierung des Triggersignals keine externen Einheiten notwendig.

Insbesondere ist eine genaue Zuordnung von Marken auf Objekten möglich, die auf einer Förderstrecke transportiert werden.

Erfindungsgemäß weist die optoelektronische Vorrichtung Mittel zur Distanzmessung auf, die zur Generierung des Triggersignals dienen. Dabei wird anhand der Mittel zur Distanzmessung ein vorgegebener Überwachungsbereich erfasst. Dringt ein Objekt in den Überwachungsbereich ein, wird ein Triggersignal generiert, das heißt es erfolgt eine Erfassung von Marken in einem Lesebereich. Besonders vorteilhaft sind die Mittel zur Distanzmessung von einem Distanzsensor gebildet, dessen Sendeelement vom Sender und dessen Empfangselement vom Empfänger der optoelektronischen Vorrichtung gebildet ist. Die Mittel zur Distanzmessung erfordern somit keine zusätzlichen Bauelemente.

Der Lesebereich und der Überwachungsbereich sind dabei derart gewählt, dass eine im Lesebereich erfasste Marke eindeutig dem im Überwachungsbereich angeordneten Objekt zugeordnet werden kann.

Im einfachsten Fall sind der Überwachungsbereich und der Lesebereich identisch. Vorzugsweise kann die Vorrichtung eine Ablenkeinheit aufweisen, mittels derer die Sendelichtstrahlen innerhalb einer Ebene einen vorgegebenen Winkelbereich periodisch überstreichen. Dieser Winkelbereich bildet dann zugleich den Lesebereich und den Überwachungsbereich.

In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung bildet der Überwachungsbereich nur einen Teilbereich des Lesebereichs.

In diesem Fall kann der Sender der Vorrichtung zur Erhöhung seiner Lebensdauer während vorgegebener Zeitintervalle ausgeschaltet sein, solange kein Objekt im Überwachungsbereich angeordnet ist. Dabei ist der Sender vorzugsweise nur dann eingeschaltet, wenn die Sendelichtstrahlen innerhalb des Überwachungsbereichs geführt sind.

Eine weitere Erhöhung der Lebensdauer kann dadurch erzielt werden, wenn der Sender alternierend während erster vorgegebener Abtastperioden abgeschaltet und während zweiter vorgegebener Abtastperioden eingeschaltet ist, solange kein Objekt im Überwachungsbereich registriert wird.

Die Erfindung wird im nachstehenden anhand der Zeichnungen erläutert. Es zeigen:
1: Schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen optoelektronischen Vorrichtung.
2 – 4: Unterschiedliche Anordnungen der optoelektronischen Vorrichtung gemäß 1 an einer Förderstrecke.
1 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer optoelektronischen Vorrichtung 1 zum Erfassen von Marken innerhalb eines Lesebereichs L.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die Marken von Barcodes 2 gebildet, welche eine Folge von hellen und dunklen Linienelementen aufweisen.
Vorzugsweise bestehen die Linienelemente aus einer Folge von schwarzen und weißen Linienelementen.
Die Barcodes 2 werden innerhalb des Lesebereichs L von der optoelektronischen Vorrichtung 1 periodisch abgetastet.
Hierzu weist die optoelektronische Vorrichtung 1 einen Sendelichtstrahlen 3 emittierenden Sender 4 und einen Empfangslichtstrahlen 5 empfangenden Empfänger 6 auf.
Der Sender 4 und der Empfänger 6 sind wie die übrigen elektrischen und optischen Komponenten der optoelektronischen Vorrichtung 1 in einem gemeinsamen Gehäuse 7 integriert.
Der Sender 4 ist vorzugsweise von einer Laserdiode gebildet, der Empfänger 6 besteht aus einer Fotodiode oder dergleichen.
Zur Strahlformung der Sendelichtstrahlen 3 ist dem Sender 4 eine Sendeoptik 8 nachgeordnet. Dem Empfänger 6 ist eine Empfangsoptik 9 vorgeordnet, mittels derer die Empfangslichtstrahlen 5 auf den Empfänger 6 fokussiert werden. Zur Verstärkung der am Ausgang des Empfängers 6 anstehenden Empfangssignale kann diesem ein nicht dargestellter Verstärker nachgeordnet sein.
Der Sender 4 und der Empfänger 6 sind an eine Auswerteeinheit 10 angeschlossen. Die Auswerteeinheit 10 ist von einem Mikrocontroller oder dergleichen gebildet.
Zur Erfassung der Barcodes 2 werden die Sendelichtstrahlen 3 periodisch innerhalb des Lesebereichs L geführt. Hierzu ist eine Ablenkeinheit vorgesehen, über welche sowohl die Sendelichtstrahlen 3 als auch die Empfangslichtstrahlen 5 geführt sind.
Die Ablenkeinheit ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel von einem motorisch getriebenen, rotierenden Polygonspiegelrad 11 gebildet. Das Polygonspiegelrad 11 weist mehrere identische Spiegelflächen 12 auf, wobei im vorliegenden Beispiel zehn derartiger Spiegelflächen 12 vorgesehen sind.
Die Sende- 3 und Empfangslichtstrahlen 5 werden jeweils über dieselbe Spiegelfläche 12 des Polygonspiegelrads 11 geführt. Dabei verlaufen die Strahlachsen der auf das Polygonspiegelrad 11 auftreffenden Sendelichtstrahlen 3 und die am Polygonspiegelrad 11 reflektierten Empfangslichtstrahlen 5 koaxial zueinander. Die koaxiale Strahlführung der Sende- 3 und Empfangslichtstrahlen 5 in diesem Bereich wird beispielsweise mittels eines Umlenkspiegels 13, der wie in 1 dargestellt die Sendelichtstrahlen 3 ablenkt, erreicht. Die Empfangslichtstrahlen 5, die am Polygonspiegelrad 11 reflektiert werden, werden am Umlenkspiegel 13 vorbei zum Empfänger 6 geführt.
Der Sender 4, der Empfänger 6 und das Polygonspiegelrad 11 sind in einer gemeinsamen Ebene angeordnet, wobei die Spiegelflächen 12 vertikal zu dieser Ebene angeordnet sind. Die Sende- 3 und Empfangslichtstrahlen 5 sind damit ebenfalls in dieser Ebene geführt. Die Drehachse des Polygonspiegelrads 11 verläuft senkrecht zu dieser Ebene.
Durch die Drehbewegung des Polygonspiegelrads 11 werden die Sendelichtstrahlen 3 periodisch innerhalb eines Winkelbereichs abgelenkt, welcher den Lesebereich L bildet. Die Größe des Winkelbereichs ist durch die Anzahl der Spiegelflächen 12 des Polygonspiegelrads 11 vorgegeben.
Die an den Spiegelflächen 12 des Polygonspiegelrads 11 reflektierten Sendelichtstrahlen 3 durchsetzen ein Austrittsfenster 14 in der Frontwand des Gehäuses 7. Die Abmessungen des Austrittsfensters 14 sind an die Größe des Winkelbereichs, der von den Sendelichtstrahlen 3 überstrichen wird, angepasst.
Mit den Sendelichtstrahlen 3 wird ein im Lesebereich L angeordneter Barcode 2 periodisch abgetastet. Die am Barcode 2 reflektierten Empfangslichtstrahlen 5 weisen entsprechend dem Muster der Linienelemente des Barcodes 2 eine Amplitudenmodulation auf. Dementsprechend weisen auch die Empfangssignale am Ausgang des Empfängers 6 anstehenden, durch die Empfangslichtstrahlen 5 generierten Empfangssignale eine entsprechende Amplitudenmodulation auf. Diese Amplitudenmodulation der Empfangssignale wird in der Auswerteeinheit 10 zur Dekodierung des jeweiligen Barcodes 2 ausgewertet.
Die optoelektronische Vorrichtung 1 weist zur Detektion von Objekten innerhalb eines Überwachungsbereich U Mittel zur Distanzmessung auf. Die Mittel zur Distanzmessung sind von einem Distanzsensor gebildet, der ein Sendeelement und ein Empfangselement aufweist. Die Distanzmessung kann nach dem Lichtlaufzeitverfahren erfolgen. Im vorliegenden Fall erfolgt die Distanzmessung nach dem Phasenmessprinzip. Hierzu emittiert das Sendeelement Sendelichtimpulse mit einem symmetrischen Puls-Pausen-Verhältnis. Das Puls-Pausen-Verhältnis wird dabei über eine in der Auswerteeinheit 10 integrierte Steuereinheit vorgegeben. Aus der Laufzeitdifferenz eines Sendelichtimpulses und des zugehörigen, von einem Objekt auf das Empfangselement zurückreflektierten Empfangslichtimpulses wird in der Auswerteeinheit 10 die Objektdistanz berechnet.
Prinzipiell kann die optoelektronische Vorrichtung 1 neben dem Sender 4 und dem Empfänger 6 ein separates Sendeelement und ein separates Empfangselement aufweisen. Im vorliegenden Fall ist das Sendeelement vom Sender 4 gebildet. Ebenso ist das Empfangselement vom Empfänger 6 gebildet. Die Pulsfrequenz der vom Sendeelement emittierten die Sendelichtstrahlen 3 bildenden Sendelichtimpulse ist dabei erheblich größer als die Frequenz der Amplitudenmodulationen der die Empfangslichtstrahlen 5 bildenden Empfangslichtimpulse, welche durch die Kontrastmuster der zu erfassenden Marken hervorgeru fen sind. Dadurch ist gewährleistet, dass die Distanzmessung und die Erfassung der Marken voneinander unbeeinflusst sind.
Da die Sendelichtimpulse von den Sendelichtstrahlen 3 gebildet sind, werden diese über das Polygonspiegelrad 11 geführt und verlaufen in derselben Ebene in welcher der Lesebereich L liegt. Der von den Sendelichtimpulsen überstrichene Überwachungsbereich U kann prinzipiell identisch mit dem Lesebereich L sein. Im vorliegenden Fall bildet der Überwachungsbereich U wie in 1 dargestellt einen Ausschnitt des Lesebereichs L.
Die Erfassung der Marken innerhalb des Lesebereichs L wird in Abhängigkeit davon aktiviert, ob ein Objekt in den Überwachungsbereich U eindringt oder nicht.
Hierzu wird der Überwachungsbereich U periodisch mit den Sendelichtimpulsen abgetastet. Solange sich kein Objekt innerhalb des Überwachungsbereichs U befindet, ist die Erfassung der Marken deaktiviert, das heißt in der Auswerteeinheit 10 ist die Auswertung zum Lesen der Marken deaktiviert.
Sobald ein Objekt in den Überwachungsbereich U eindringt, wird in der Auswerteeinheit 10 ein Triggersignal generiert. Durch dieses Triggersignal wird die Erfassung der Marken aktiviert, das heißt innerhalb des Lesebereichs L angeordnete Marken werden mit den Sendelichtstrahlen 3 erfasst und anhand der durch das Kontrastmuster einer Marke den Empfangslichtstrahlen 5 aufgeprägten Amplitudenmodulation erfolgt in der Auswerteeinheit 10 die Dekodierung der jeweiligen Marke.
Sollen während einer Abtastperiode der von der Ablenkeinheit ausgeführten Ablenkbewegung sowohl Marken innerhalb des Lesebereichs L erfasst als auch Distanzen von Objekten innerhalb des Überwachungsbereichs U bestimmt werden, ist der Sender 4 während der gesamten Abtastperiode aktiviert. Die Grenzen des innerhalb des Lesebereichs L liegenden Überwachungsbereichs U sind in der Auswerteeinheit 10 abgespeichert. Anhand dieser abgespeicherten Abmessungen des Überwachungsbereichs U ist gewährleistet, dass die Distanzbestimmung von Objekten nur innerhalb des Überwachungsbereichs U erfolgt.
Besonders vorteilhaft ist der Sender 4 solange kein Objekt in den Überwachungsbereich U eindringt nur dann aktiviert, wenn die Sendelichtstrahlen 3 den Überwachungsbereich U überstreichen. Dadurch wird die Lebensdauer des Senders 4 erhöht. Dieser Effekt kann dadurch auch gesteigert werden, wenn bei fehlendem Triggersignal nicht während jeder Abtastperiode der Sender 4 aktiviert wird. Vorteilhaft wird der Sender 4 alternierend während einer ersten Anzahl von Abtastperioden dauernd ausgeschaltet und während einer zweiten Anzahl von Abtastperioden nur innerhalb des Überwachungsbereichs U eingeschaltet, um die Distanzen von Objekten zu erfassen.
Das Triggersignal wird deaktiviert, sobald das Objekt den Überwachungsbereich U wieder verläßt. Alternativ kann die Deaktivierung auch erst dann erfolgen, wenn das Objekt den Lesebereich L wieder verläßt. Mit der Deaktivierung des Triggersignals wird die Erfassung der Marken wieder deaktiviert.
Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung können Marken definierten Objekten eindeutig zugeordnet werden.
Ein Beispiel hierfür ist die Erkennung von Marken auf Objekten, die auf einer Förderstrecke 15 transportiert werden. Verschiedene Ausführungsformen einer derartigen Anordnung sind in den 2 – 4 dargestellt.
Die Förderstrecke 15 weist ein Förderband oder dergleichen mit einer ebenen Auflagefläche auf. Auf der Auflagefläche liegen Objekte bildende Pakete 16 auf, die mit einer Fördergeschwindigkeit v in Längsrichtung der Förderstrecke 15 bewegt werden.
Auf jedem Paket 16 ist als Marke ein Barcode 2 zu dessen Identifizierung aufgebracht. Mit der optoelektronischen Vorrichtung 1 werden die Barcodes 2 auf den einzelnen Paketen 16 erfasst. Dabei ist die optoelektronische Vorrichtung 1 in jeder der Anordnungen gemäß den 2 – 4 derart orientiert, dass die Leseebene senkrecht zu den Längsachsen der Linienelemente der Barcodes 2 auf den einzelnen Objekten verläuft.
Mit der erfindungsgemäßen optoelektronischen Vorrichtung 1 ist zudem gewährleistet, dass die erfassten Barcodes 2 jeweils eindeutig den Paketen 16, auf welchen die Barcodes 2 angebracht sind, zugeordnet werden können. Diese Zuordnung ist insbesondere auch dann gegeben, wenn eine Vielzahl von Paketen 16 dicht hintereinander auf der Förderstrecke 15 transportiert wird.
2 zeigt eine erste Anordnung mit einer Förderstrecke 15 und einer an dieser seitlich montierten optoelektronischen Vorrichtung 1. An den auf der Förderstrecke 15 transportierten Paketen 16 ist jeweils einer Seitenfläche in einer bestimmten Höhe der zu erfassende Barcode 2 angebracht. Die Vorrichtung 1 ist so montiert, dass deren Sendelichtstrahlen 3 die Seitenfläche der Pakete 16 mit den Barcodes 2 abtasten. Dabei verläuft die Ebene, in welcher der Lesebereich L und der Überwachungsbereich U liegen, parallel zur Auflagefläche in horizontaler Richtung.
Der Überwachungsbereich U bildet wie in 2 dargestellt nur einen kleinen Teilbereich des Lesebereichs L. Dabei ist der Überwachungsbereich U zu großen Distanzen hin durch einen Maximal-Distanzwert d_max und zu kleinen Distanzen hin durch einen Minimal-Distanzwert d_min begrenzt. Diese Werte sind so dimensioniert, dass der Überwachungsbereich U nur einen schmalen Bereich der Förderstrecke 15 umfasst, welchen die Pakete 16 beim Transport auf der Förderstrecke 15 passieren müssen. Insbesondere sind die Werte für d_max und d_min so gewählt, dass nahezu die gesamte Breite der Förderstrecke 15 von der optoelektronischen Vorrichtung 1 erfasst wird. Die Werte für d_max und d_min sind vorteilhaft in der Auswerteeinheit 10 als Parameterwerte abgespeichert.
Solange sich kein Objekt im Überwachungsbereich U befindet, ist der Sender 4 nur dann aktiviert, wenn die Sendelichtstrahlen 3 innerhalb des Überwachungsbereichs U geführt sind. Dringt ein Objekt in den Überwachungsbereich U ein, so wird das Triggersignal aktiviert. Dann überstreichen die Sendelichtstrahlen 3 den Lesebereich L zur Erfassung der Marke.
Sobald das Objekt den Überwachungsbereich U verlässt, wird das Triggersignal wieder deaktiviert. Dann wird mit den Sendelichtstrahlen 3 wieder der Überwachungsbereich U überstrichen, bis das nächste Objekt in den Überwachungsbereich U eindringt.
Die Breite des Überwachungsbereichs U ist an die Ausdehnung der Objekte in Förderrichtung angepasst. Besonders vorteilhaft ist die Breite des Überwachungsbereichs U geringer als die Ausdehnungen der Objekte. Damit können auch dicht hintereinander auf der Förderstrecke 15 liegende Objekte einzeln mit der Vorrichtung 1 erfasst und die Barcodes 2 den Objekten, auf welchen diese angeordnet sind, sicher zugeordnet werden.
3 zeigt eine zweite Anordnung mit einer Förderstrecke 15 und einer an dieser angebrachten optoelektronischen Vorrichtung 1. Die Anordnung entspricht im Wesentlichen der Anordnung gemäß 2. Im Unterschied zur Anordnung gemäß 2 ist bei der Anordnung gemäß 3 die optoelektronische Vorrichtung 1 derart orientiert, dass der Überwachungsbereich U und der Lesebereich L in einer vertikalen Ebene liegen. Analog zu dem Ausführungsbeispiel gemäß 2 ist auch in diesem Fall der Überwachungsbereich U durch einen Maximal-Distanzwert d_max und einen Minimal-Distanzwert d_min begrenzt, so dass der Überwachungsbereich U auf die Breite der Förderstrecke 15 begrenzt ist. Der Winkelbereich, über welchen sich der Überwachungsbereich U erstreckt, ist so gewählt, dass der Bereich oberhalb der Förderstrecke 15 erfasst wird. Der Lesebereich L umfasst einen größeren Winkelbereich als der Überwachungsbereich U, wobei die Größe des Lesebereichs L so gewählt ist, dass die Barcodes 2 an den Seiten der Pakete 16 sicher erfasst werden. Die Auswertung in der optoelektronischen Vorrichtung 1 erfolgt analog zum Ausführungsbeispiel gemäß 2.
Da der Überwachungsbereich U senkrecht zur Förderrichtung der Objekte auf der Förderstrecke 15 orientiert ist, können auch dicht hintereinander auf der Förderstrecke 15 liegende Objekte sicher unterschieden werden. Entsprechend ist auch bei diesem Ausführungsbeispiel eine eindeutige Zuordnung der Barcodes 2 zu den jeweiligen Objekten gewährleistet.
Eine eindeutige Zuordnung der Marken zu den Objekten, auf welchen diese Marken angeordnet sind, ist insbesondere auch dann gewährleistet, wenn beispielsweise aufgrund eines Defekts oder einer Verschmutzung eine Marke nicht lesbar ist.
Wird ein Objekt innerhalb des Überwachungsbereichs U detektiert, wird in jedem Fall das Triggersignal aktiviert. Erfolgt im darauf folgenden Lesebetrieb keine Erfassung einer Marke, so wird dies als Fehllesung für dieses Objekt in der optoelektronischen Vorrichtung 1 registriert. Danach wird das Triggersignal deaktiviert, sobald das Objekt den Überwachungsbereich U verlässt.
Anschließend wird von neuem der Überwachungsbereich U abgetastet. Wird dann von neuem ein Objekt detektiert, wird das Triggersignal von neuem aktiviert und die darauf erfasste Marke diesem Objekt korrekt zugeordnet.
4 zeigt eine dritte Anordnung mit einer Förderstrecke 15 und einer an dieser angeordneten optoelektronischen Vorrichtung 1. Analog zum Ausführungsbeispiel gemäß 3 ist die Ebene, in welcher der Überwachungsbereich U und der Lesebereich L liegen, senkrecht zur Auflagefläche der Förderstrecke 15 orientiert. Im Unterschied zum Ausführungsbeispiel gemäß 3 ist die optoelektronische Vorrichtung 1 oberhalb der Förderstrecke 15 montiert. Der Überwachungsbereich U ist so dimensioniert, dass die Sendelichtstrahlen 3 auf die Auflagefläche gerichtet sind, welche den Überwachungsbereich U begrenzen. Zu kleinen Distanzen hin ist der Überwachungsbereich U durch den Minimal-Distanzwert d_min begrenzt, der wiederum als Parameterwert in der Auswerteeinheit 10 abgespeichert ist. Der Wert für d_min ist vorzugsweise an die maximale Höhe eines Objektes angepasst. Der Lesebereich L und der Überwachungsbereich U erstrecken sich nahezu über denselben Winkelbereich.
Die Auswertung in der optoelektronischen Vorrichtung 1 erfolgt analog zu dem Ausführungsbeispiel gemäß 3, wobei im vorliegenden Fall Barcodes 2 auf den Oberseiten der Pakete 16 erfasst werden. Auch bei dieser Ausführungsform ist eine sichere Zuordnung der Marken zu den Objekten gewährleistet.

1: Optoelektronische Vorrichtung
2: Barcode
3: Sendelichtstrahlen
4: Sender
5: Empfangslichtstrahlen
6: Empfänger
7: Gehäuse
8: Sendeoptik
9: Empfangsoptik
10: Auswerteeinheit
11: Polygonspiegelrad
12: Spiegelflächen
13: Umlenkspiegel
14: Austrittsfenster
15: Förderstrecke
16: Paket
d_min: Minimal-Distanzwert
d_max: Maximal-Distanzwert
L: Lesebereich
U: Überwachungsbereich
v: Fördergeschwindigkeit

Claims

Optoelektronische Vorrichtung zur Erfassung von Marken innerhalb eines Lesebereichs mit wenigstens einem Sendelichtstrahlen emittierenden Sender und wenigstens einem Empfangslichtstrahlen empfangenden Empfänger, wobei die Sendelichtstrahlen auf die Marken geführt sind und die von den Marken zurückreflektierten Empfangslichtstrahlen auf den Empfänger geführt sind, dessen Empfangssignale zur Erfassung der Marken einer Auswerteeinheit zugeführt sind, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel zur Distanzmessung vorgesehen sind, mittels derer das Eindringen eines Objektes in einen Überwachungsbereich (U) erfassbar ist, und dass in Abhängigkeit der Anwesenheit eines Objektes im Überwachungsbereich (U) die Erfassung von Marken innerhalb des Lesebereiches (L) aktiviert ist.
Optoelektronische Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zur Distanzmessung von einem nach dem Laufzeitverfahren oder nach dem Phasenmessverfahren arbeitenden Distanzsensor gebildet sind.
Optoelektronische Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Distanzsensor ein Sendelichtimpulse emittierendes Sendeelement und ein Empfangslichtimpulse empfangendes Empfangselement aufweist.
Optoelektronische Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Sendeelement von dem Sender (4) gebildet ist, und dass das Empfangselement von dem Empfänger (6) gebildet ist.
Optoelektronische Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 – 4, dadurch gekennzeichnet, dass diese eine Ablenkeinheit aufweist, mittels derer die Sendelichtstrahlen (3) periodisch innerhalb des Lesebereichs (L) geführt sind.
Optoelektronische Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der Ablenkeinheit die Sendelichtimpulse des Sendeelements periodisch innerhalb des Überwachungsbereichs (U) geführt sind.
Optoelektronische Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Lesebereich (L) und der Überwachungsbereich (U) in derselben Ebene liegen.
Optoelektronische Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Lesebereich (L) und der Überwachungsbereich (U) identisch sind.
Optoelektronische Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Überwachungsbereich (U) über einen vorgegebenen Teil des Lesebereichs (L) erstreckt.
Optoelektronische Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass bei Aktivierung der Erfassung von Marken der Sender (4) dauernd eingeschaltet ist.
Optoelektronische Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass bei Nichtaktivierung der Erfassung von Marken der Sender (4) innerhalb vorgegebener Zeitintervalle ausgeschaltet ist.
Optoelektronische Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb einer Abtastperiode der von der Ablenkeinheit durchgeführten Ablenkbewegung der Sender (4) und/oder das Sendeelement nur dann eingeschaltet ist bzw. sind, wenn die Sendelichtstrahlen (3) den Überwachungsbereich (U) überstreichen.
Optoelektronische Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Sender (4) alternierend während erster vorgegebener Abtastperioden abgeschaltet und während zweiter vorgegebener Abtastperioden eingeschaltet ist.
Optoelektronische Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 – 3, dadurch gekennzeichnet, dass diese an einer Förderstrecke (15) montiert ist, auf deren Auflagefläche die Objekte transportiert werden.
Optoelektronische Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Marken von auf den Objekten aufgebrachten Barcodes (2) gebildet sind.
Optoelektronische Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass diese seitlich an der Förderstrecke (15) montiert ist.
Optoelektronische Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Ebene, in welcher der Lesebereich (L) und der Überwachungsbereich (U) verläuft, parallel oder senkrecht zu der in einer horizontalen Ebene verlaufenden Auflagefläche der Förderstrecke (15) orientiert ist.
Optoelektronische Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass diese oberhalb der Förderstrecke (15) montiert ist, so dass die Sendelichtstrahlen (3) auf die Auflagefläche der Förderstrecke (15) ausgerichtet sind.