專利名稱：互相辨別物品的兩端的方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及對用于處理物品的方法和設(shè)備的改進(jìn)，所述物品具有 縱向的延伸部和互相不同的兩端，例如并特別地為管狀針織物品，例 ^口長襪或頭豆蜂未。
本發(fā)明尤其涉及新的方法和新的設(shè)備，用于檢測、也就是互相區(qū) 分或辨別相同物品的相互具有不同形狀的兩端，例如，所述物品特別 但是不排他地，為短襪或長襪或其他管狀針織物品。
背景技術(shù)：
在長襪和短襪的制造中，從物品的針織直至腳尖的縫制，日益采 用自動生產(chǎn)方法已成為一種趨勢。
在向著自動化的趨勢中，最關(guān)鍵的方面之一表現(xiàn)為在自動檢測管 狀物品的兩端中哪一端是帶端、哪一端是腳尖中所遇到的困難，所述 管狀物品例如為腳尖開口的短襪，所述短襪傳送自圓形針織機(jī)并隨機(jī) 放置在容器中，這種檢測旨在允許物品隨后在縫紉機(jī)中的自動處理。
通常，這些操作由手工進(jìn)行操作者從例如為籃子的容器中撿起 單個半成物品，其中來自針織機(jī)的所述半成物品隨機(jī)放置著，其腳尖 還開口著，也就是說還沒有縫制或連接。操作者然后將該半成物品插 入到傳送管中，該傳送管定向在正確方向上，也即下游機(jī)器所需的位 置，該下游的機(jī)器將自動縫制或連接腳尖。
已經(jīng)有旨在解決自動檢測、也即辨別半成針織物品的彈性帶端和 腳尖的嘗試。例如，US-A-5040475描述了一種復(fù)雜機(jī)器，該機(jī)器從物 品隨機(jī)放置的籃子中撿起單個管狀物品。通過使物品附隨特定的處理 路徑，檢測裝置首先檢測管狀物品沿著進(jìn)給路徑的定向，辨別該物品 是否定向為腳尖或彈性帶端沿著所述路徑面態(tài)之后，該管狀物品在中間站中進(jìn)行處理，并從一個方向或相反的方 向上傳送出來，以作為進(jìn)入所述站的定向的功能。
JP-A-7468502和JP-A-1272801描述了用于處理諸如長襪或短#木 的管狀物品以使它們合適地定向的其他裝置。
US-A-6719577描述了對來自容器的單個管狀物品縱向定向的設(shè) 備，所述管狀物品隨機(jī)地放置在該容器中。
EP-A-1221502描述了一種設(shè)備，其中來自容器(單個短襪或其他 管狀物品隨機(jī)地放置在該容器中)的單個短襪或其他管狀物品被撿起 并定向，從而通過特別的氣動路徑和使用檢測系統(tǒng)使其一端總是引導(dǎo) 端，該檢測系統(tǒng)能夠通過織物的不同伸展特性區(qū)分物品的彈性帶端和 腳尖。
US-A-5769286描述了用于縱向伸展短襪或其他管狀針織物品的 伸展設(shè)備。
EP-A-178143描述了另外一種通過區(qū)分彈性帶端和腳尖來檢測管 狀紡織物品的方向的系統(tǒng)。
US-A-5511501描述了一種復(fù)雜機(jī)器，該機(jī)器從隨機(jī)放置有單個管 狀物品的容器中撿起物品并將它們中的每一個分散放置在較小尺寸的 各自的容器中。隨后，每個物品從較小尺寸的各自的容器中撿起并插 入特定的氣動路徑中，管狀物品在該路徑中得以定向，從而總是以相 同的定向從氣動路徑中傳送。
US-A-5884822描述了從容器中撿起單個管狀物品的另 一種設(shè)備 和方法。
US-A-5992712描述了另外一種撿起并合適地定向單個管狀針織 物品的設(shè)備。
定向管狀物品的相同問題可以在將長襪或短襪進(jìn)給到定位機(jī)中發(fā) 現(xiàn)。例如，在生產(chǎn)女用長襪中，存在在腳尖已經(jīng)縫制的情形下將每個 單個長襪插到定位板上的問題，為此，所述單個長襪必須從其隨機(jī)放 置著的容器中撿起以插入到該板上。
現(xiàn)在已知的用于自動地互相區(qū)分諸如管狀針織物品的物品的第一
8端和第二端的方法和設(shè)備特別地不可靠且價格昂貴。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明實施例的目的在于提供允許檢測，也即自動地互相辨別物 品的兩端的方法和設(shè)備，該物品具有互相不同形狀的端部。根據(jù)特別 的方面，本發(fā)明的目的在于提供允許短襪或長襪的腳尖或彈性帶端被 辨別和檢測的方法和設(shè)備。
盡管在本發(fā)明的說明中經(jīng)常提及檢測尚未縫制的短襪的腳尖的需 要，必須理解，本發(fā)明的教導(dǎo)也可以應(yīng)用在已經(jīng)縫制了的物品需要檢 測定向的時候，例如在其上進(jìn)行在生產(chǎn)和/或包裝周期中所需的進(jìn)一步 的操作，例如在放置到安置板上、供給到包裝機(jī)器等之前正確地定位 該物品。
基本上，在本發(fā)明的實施例中提供用于互相辨別的方法，也即用
于互相辨別狹長物品的第一端和第二端的方法，該方法包括步驟生 成曲線，該曲線近似于一個所述端的輪廓；處理所述曲線，以確定該
曲線是否近似于所述第一端或所述第二端的輪廓。
基本上，根據(jù)本發(fā)明的該方面，提供通過近似于所述物品的兩端 中的一個的真實輪廓的曲線的點(diǎn)的生成，所述一個端部也即呈現(xiàn)給閱 讀傳感器的那個端部?；谠摻魄€的構(gòu)造，該設(shè)備能夠檢測該端 是否是兩端中的第一端或第二端，該兩端以互相基本上不同的輪廓為 特征，例如典型地為短襪的腳尖和彈性帶端。
根據(jù)本發(fā)明實施例的 一 方面，該近似曲線的點(diǎn)每個以在參考系統(tǒng) 中的兩個坐標(biāo)為特征，有利地，該參考系統(tǒng)可以是笛卡爾參考系統(tǒng)， 盡管也可以采用其他參考系統(tǒng)，最好是二維的，因為該物品通常將具 有平坦的構(gòu)造。
在實際中，在可能的實施例中，該方法提供物品和光電池陣列互 相的移動，所述光電池陣列例如沿著直線排列，以使物品的端逐漸擋 住光電池的光束?；谖锲泛凸怆姵氐南鄬ξ恢煤凸怆姵氐墓馐恢?漸擋住所產(chǎn)生的電信號，位于近似于物品端部輪廓的輪廓上的多個點(diǎn)被確定。由于兩端的輪廓互相不同，由點(diǎn)近似重構(gòu)的輪廓的趨勢也將 互相不同。通過處理近似于這些輪廓的曲線可以互相辨別兩端。
根據(jù)可能的實施例，該方法提供步驟根據(jù)預(yù)定布置設(shè)置多個光 電池；沿著相對運(yùn)動的方向相互移動所述光電池布置和所述物品，從 而所述物品的一個端在相對運(yùn)動過程中擋住所述光電池的光束；確定 屬于擋住所述光束的所述物品的端部的輪廓的多個點(diǎn)的坐標(biāo)，該步驟 是基于所述物品在相互運(yùn)動過程中關(guān)于所述光電池的相對位置和光 電池的布置。
優(yōu)選地，在本發(fā)明的實施例中，在所述相對運(yùn)動過程中光電池每 次被所述物品擋住，物品和光電池之間的相對位置得以檢測，該擋住 的光電池的位置和光電池與物品之間沿著所述相對運(yùn)動方向的相互位 置限定屬于所述輪廓的點(diǎn)的坐標(biāo)。
近似于擋住光電池的物品的端部的輪廓的曲線可以通過插入屬于 所述端部的輪廓的點(diǎn)生成，例如用線性分段插入。
更復(fù)雜的處理也可能獲得高次的插值多項式，盡管這不是絕對必 需的。通過線性分段的近似通常就足夠精確，該線性分段將確定物品 端部輪廓的不同點(diǎn)連接在一起。因此，在本說明書和隨后的權(quán)利要求 書中，曲線也通常傾向于為虛線，例如從直線部的順序中獲得，該直 線連接確定物品端部輪廓的不同點(diǎn)。
在根據(jù)本發(fā)明的方法的可能的實施例中，由光電池讀取的近似于 該物品端部輪廓的曲線被處理，以確定其傾斜的趨勢，所述物品的第 一端和第二端作為所述傾斜的趨勢的函數(shù)而被檢測和辨別開。這可以
例如通過計算曲線的導(dǎo)數(shù)而進(jìn)行，所述曲線是通過確定端部輪廓的點(diǎn) 而獲得的。該導(dǎo)數(shù)也可以通過點(diǎn)計算，從而通過近似于、甚至粗略地 近似于導(dǎo)數(shù)的趨勢的虛線構(gòu)造。
在特別簡單的實施例中，盡管在許多例子中精度足夠，確定導(dǎo)數(shù) 的最大和最小值并計算偏差。基于導(dǎo)數(shù)的最大和最小值以及閾值之間 的比較，物品的兩端得以檢測，也即相互辨別開。這可能要?dú)w功于這 樣的事實，例如在短襪的例子中，腳尖具有高變化曲率的趨勢，從而
10沿著代表端部的輪廓的延伸部取值的導(dǎo)數(shù)互相之間有很大的不同，相 反，帶端的更大部分則通常具有更大或更小的直線性，從而其導(dǎo)數(shù)具 有平坦的趨勢。
根據(jù)另一方面，本發(fā)明涉及用于相互辨別、也即區(qū)分物品的第一 端和第二端的設(shè)備，包括用于確定屬于所述物品的端部的輪廓的多個
點(diǎn)的傳感器裝置以及控制和處理單元，該單元作為所述點(diǎn)的坐標(biāo)的函 數(shù)，檢測所述點(diǎn)是否屬于所述第一端或所述笫二端。
在實際中，所述控制和處理單元可被編程，從而生成近似于所述 端部的輪廓的曲線，該曲線作為由所述傳感器確定的所述點(diǎn)的函數(shù)。
根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例，所述傳感器包括光電池布置，并且還 提供有處理元件，以沿著相對運(yùn)動的方向相互移動所述物品和所述光 電池布置， 一 系統(tǒng)用于檢測所述物品和所述光電池之間的相互位置。 在物品和光電池相對運(yùn)動過程中，隨著物品沿著所述相對運(yùn)動的方向 每次相對于光電池占據(jù)的位置，所述控制和處理單元可被編程用于確 定與被所述物品擋住的光電池的位置相關(guān)的多個點(diǎn)。
所述光電池布置可以有不同的類型。優(yōu)選地，它們將根據(jù)光電池 直線串設(shè)置。該光電池串最好根據(jù)正交于所述相對運(yùn)動的方向的直線 設(shè)置。在這種方式下，通過相對于彼此平移物品和光電池陣列簡單地 獲得在笛卡爾坐標(biāo)系統(tǒng)中的 一 系列點(diǎn)。
有利地，所述控制和處理單元可被編程，從而在所述相對運(yùn)動過 程中每次光電池被所述物品擋住，物品和光電池之間的相對位置得以 檢測，該擋住的光電池的位置與光電池和物品之間沿著所述相對運(yùn)動 方向的相互位置形成屬于所述輪廓的點(diǎn)的坐標(biāo)。
利要求書中指出，并將在下面參考本發(fā)明非限定的可能的實施例更加 具體地描述。


本發(fā)明將通過下面的說明和附圖而更好地得以理解，所述附圖表示了本發(fā)明可實現(xiàn)的非限制的實施例。其中 圖l表示設(shè)備的前視圖； 圖2表示根據(jù)圖1的II-II所作的視圖3A-3D示意性地表示像長襪或短;沐的物品運(yùn)動的順序，該物品 以腳尖面向光學(xué)讀數(shù)系統(tǒng)；
圖4表示物品的腳尖的輪廓及其導(dǎo)數(shù)的圖5A-5B示意性地表示物品的運(yùn)動順序，該物品以其帶端面向光 學(xué)讀數(shù)系統(tǒng)；
圖6表示物品的帶端的輪廓及其導(dǎo)數(shù)的圖7示意性地表示互相辨別物品的笫一端和笫二端的不同的處理 方法，該方法基于由設(shè)備的傳感器觀測的近似于物品端部的輪廓的彎 曲趨勢；
圖8和9表示根據(jù)本發(fā)明的方法的另外一個實施例；和 圖10A和10B表示本發(fā)明改進(jìn)的實施例。
具體實施例方式
圖1和2非常示意性地表示根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備。數(shù)字1指示物品 M的支撐面，該物品在所舉的例子中為具有將要縫制的腳尖P和彈性 帶端B的短襪。
在可以由傳送器等構(gòu)建的支撐面1上，設(shè)置有可動元件3，例如 壓具，該壓具提供有提升和下降運(yùn)動fv和根據(jù)雙箭頭fo的平移運(yùn)動。 該壓具3通過活塞-缸致動器5而在雙箭頭fv方向上運(yùn)動，該致動器 5又由在導(dǎo)軌(未示出)上滑動的滑塊7運(yùn)送?；瑝K7沿著導(dǎo)軌在fo 方向上的運(yùn)動通過帶9得以控制，該帶9環(huán)繞著兩個滑輪11、 13而被 驅(qū)動，其中的第二個滑輪通過馬達(dá)15而機(jī)動化。數(shù)字17指示編碼器 或其他角度傳感器，以允許檢測馬達(dá)15的運(yùn)動，進(jìn)而檢測滑塊7在雙 箭頭fo方向上的運(yùn)動。除了與馬達(dá)15相連的編碼器之外，任何其他 裝置也可以用于檢測滑塊7或甚至直接是壓具3的運(yùn)動。該檢測裝置 (在本例中為編碼器17)連接到以數(shù)字19指示的可編程控制單元，
12所述可編程控制單元例如與監(jiān)控器20或其他用戶界面交互作用。該控 制單元19可以提供有鍵盤和其他外設(shè)和單元，典型地為可用于控制設(shè) 備的可編程控制設(shè)備。
數(shù)字21指示光電池系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括光電發(fā)射體的線性陣列和光 電接收體的線性陣列，這兩個陣列互相平行并相對。在圖中數(shù)字23 指示第一所述陣列，例如光電發(fā)射體陣列，而數(shù)字25指示相對的陣列， 例如光電接收體陣列。從下面對兩個運(yùn)行循環(huán)的描述中可以顯而易見 的是，該設(shè)置使得物品M的一端或另一端面向檢測或閱讀設(shè)備21傳 送，以所述端擋住光電池的光束，從而檢測擋住光電池的所述端是帶 端B或是腳尖P。
由于物品M的兩端P、 B通常具有互相不同的輪廓，通過將物品 M的一端逐漸進(jìn)給到閱讀系統(tǒng)21的光電池的線性陣列下，可以使用 下面的數(shù)據(jù)閱讀和檢測所述端輪廓的形式在光電池空間中的位置； 每個光電池的信號；壓具3沿著運(yùn)動方向fo的位置，進(jìn)而物品沿著根 據(jù)箭頭F的進(jìn)給方向的位置。
圖3A-3D和4表示物品M的腳尖P的檢測。這些圖表示了腳尖P 相對于于光電池21陣列的四個相對位置，在這些圖中指示為Xl-X8。 在本例中表示了八個發(fā)射體-接收體對，但是需要理解也可以使用不 同數(shù)目的光電池。該數(shù)目由成本和足夠的檢測精度的需要而規(guī)定。在 圖3A的位置，沒有光電池被物品的腳尖P擋住。在圖3B中光電池 X4被擋住，而在圖3C的位置中，光電池X3-X6的位置被擋住。在圖 3D中光電池X2-X7的位置被擋住。
光電池X1-X8的位置在圖4中再生成的笛卡爾圖表的橫坐標(biāo)軸中 代表相應(yīng)的數(shù)值，而由與馬達(dá)15相連的編碼器17確定的物品M的位 置代表縱坐標(biāo)。通過在圖表X、 Y(圖4)上再生成，在橫坐標(biāo)中，坐 標(biāo)對應(yīng)于被擋住的光電池，該坐標(biāo)適用于每個離散的Y值(物品的位 置)，從而獲得一組點(diǎn)Pl-P6，并進(jìn)行插值，近似地提供物品端部的輪 廓PF。更具體地，點(diǎn)P4由橫坐標(biāo)軸(X)上的坐標(biāo)和坐標(biāo)Y0限定， 該橫坐標(biāo)軸上的坐標(biāo)由光電池X4的位置(被擋住的第一個)(圖3B)限定。沒有必要知道坐標(biāo)Y0在縱坐標(biāo)軸上的絕對值，因為起作用的 是輪廓隨后的點(diǎn)在所述軸上的坐標(biāo)位置。當(dāng)物品M前進(jìn)時，光電池 X3、 X5的位置在縱坐標(biāo)值Yl處被擋住，接著是光電池X6 (圖3C) 在縱坐標(biāo)Y2處，最后光電池X7在縱坐標(biāo)Y3處(圖3D)。這樣獲得 了輪廓PF的點(diǎn)?？v坐標(biāo)YO的值可以取為零值，并且隨后的縱坐標(biāo)在 壓具3所進(jìn)行的相對運(yùn)動、進(jìn)而是物品M所進(jìn)行的相對運(yùn)動的基礎(chǔ)上 確定。
同樣的情況發(fā)生在由光電池陣列所讀的端是帶端的情形下。這種 情況示意性地表示在圖5A和5B中，并且圖6表示通過合適地插入這 樣決定的由坐標(biāo)X、 Y標(biāo)識的點(diǎn)而獲得的曲線PF。圖中的點(diǎn)再次以 Pl-P6指示。
可以看到，圖4和6中的圖表PF在兩個例子中具有很大的形狀 差異。特別地，可以看到，圖4中的插值曲線相對于圖6中的曲線具 有更大變化的斜度。在產(chǎn)生插值曲線之后，導(dǎo)數(shù)可以通過任何合適的 準(zhǔn)則計算。導(dǎo)數(shù)的趨勢(對于這兩個例子在圖4和6中再次再生成并 以D指示)代表曲線斜度的變化，進(jìn)而指示由光電池檢測到的輪廓 PF更大或更小的曲率。
例如通過與閾值比較的簡單準(zhǔn)則，該導(dǎo)數(shù)可以用于檢測也即區(qū)分 腳尖和帶端。事實上，這例如可能只需簡單地確定導(dǎo)數(shù)的最大值和最 小值并計算差值。該差值可以與實驗確定的門限進(jìn)行比較。如果該差 值超過閾值，表示彎曲的輪廓并隨后識別為腳尖，相反，如果差值沒 有超過門限，表示平坦的輪廓并隨后識別為帶端。
根據(jù)實驗的方法，依據(jù)導(dǎo)數(shù)的最大值和最小值之間的差值各自是 顯著地在物品輪廓的帶端B和腳尖P的該門限之下和之上，很容易識 別閾值。
圖7示意性地表示本發(fā)明的不同的實施例?；旧?，在本例中的 設(shè)備與參考圖1和2所描述的保持基本相同。方法也保持基本相同， 屬于物品端部的輪廓的點(diǎn)Pl-Pn由例如由光電池23、 25構(gòu)建的傳感 器閱讀。相反地，表示屬于近似曲線的點(diǎn)的數(shù)據(jù)的處理方法有改變。圖7A表示笛卡爾參考系統(tǒng)，其橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)各自以X和Y表 示。Pl-P5指示屬于物品M的端部輪廓的點(diǎn)。在本例中示出了五個點(diǎn)， 但是必須理解，點(diǎn)的數(shù)目可以根據(jù)系統(tǒng)的構(gòu)造和物品的形狀而改變(這 里如在前面的實施例中)。
在本實施例中，點(diǎn)P1-P5所在的曲線相對于坐標(biāo)X-Y是傾斜的。 這意味著該物品傾斜著而不在直的位置上抵達(dá)光電池23、 25。該實施 例包括處理檢測到的數(shù)據(jù)的預(yù)備步驟，以糾正該偏差。基本上，點(diǎn) Pl-P5所在的曲線在旋轉(zhuǎn)了角度a的參考系統(tǒng)X'-Y'中再生成，橫坐標(biāo) 的直線X'或多或少地與物品的軸線正交，隨后通過曲線的端點(diǎn)Pl、 P5。 (a)和(b)指示了點(diǎn)P5的橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)與點(diǎn)Pl的橫坐標(biāo)和 縱坐標(biāo)之間的差值，因此
a = arctan(b/a)
將點(diǎn)Pl-P5的坐標(biāo)從系統(tǒng)X-Y轉(zhuǎn)換到系統(tǒng)X'-Y'的等式為 X' = Xcos(-a) - Ysin(畫a) Y' = Xsin(國a) + Ycos(-a)
圖7B表示通過點(diǎn)Pl-P5的插值在參考系統(tǒng)X'-Y'中獲得的曲線， 其中的坐標(biāo)已經(jīng)放置在各自水平和豎向的位置上?？梢岳斫猓@個糾 正物品的端部輪廓的近似曲線(及隨后的屬于輪廓的點(diǎn)的插值曲線) 的傾斜的預(yù)備操作也可以在參考圖3至6所述的實施例中作為預(yù)備步 驟進(jìn)行。
一旦曲線在參考系統(tǒng)X'-Y'中在生成，點(diǎn)Pl-P5的縱坐標(biāo)的最大 值和最小值之間的差值可以確定，該差值在圖7B中用AY'表示。由 于物品M的兩端(腳尖P和帶端B)以不同曲率度的輪廓辨別，關(guān)于 這兩端的縱坐標(biāo)的差值A(chǔ)Y'將顯著不同。圖7B以虛線再生成近似于 物品帶端B的曲線，且AC指示比較值，該比較值基于對足夠數(shù)量的 物品的端部形狀的分析而實驗確定。該設(shè)備可以編程，從而所有物品 的端部，在AY'〉A(chǔ)C時歸入"腳尖"，在AY'^ AC時歸入"帶端"。
圖8A和8B描述了辨別腳尖和帶端的改進(jìn)過程或方法，其防止例 如由于光電池被物品側(cè)部而不是端部輪廓(帶端或腳尖)擋住時的辨
15別誤差，如果物品相對于運(yùn)動方向以特別高的傾斜度放置的話。
在圖8A和8B中，B表示物品M的帶端，F(xiàn)O、 F1…FN表示數(shù)目 等于N+1的光電池，而X、 Y或X'、 Y'表示笛卡爾參考軸，屬于擋住 光電池的物品M的端部(腳尖或帶端)的輪廓的點(diǎn)關(guān)于所述參考軸的 縱坐標(biāo)得以確定(系統(tǒng)X、 Y通過各自平行于光電池的隊列和光電池 與物品之間的相對運(yùn)動的軸線而構(gòu)建，而系統(tǒng)X'、 Y'是旋轉(zhuǎn)對應(yīng)于傾 斜角度的角度的系統(tǒng)，該傾斜角度為連接所述的需要辨別的輪廓的第 一點(diǎn)和最后一點(diǎn)的線相對于軸線X所成的角度，該旋轉(zhuǎn)根據(jù)前面所述 的實施例的旋轉(zhuǎn)準(zhǔn)則)。
圖8A和8B表示物品M(例如短蜂末)從帶端的側(cè)邊在光電池前面 以輕微傾斜于箭頭F表示的相對運(yùn)動方向的方向通過。運(yùn)動量(H)， 也即物品相對于光電池的相對運(yùn)動量事先確定，且物品向前運(yùn)動所述 量，不管在該運(yùn)動末尾被有效擋住的光電池的數(shù)量。該數(shù)量H最好剛 好足以允許傾斜物品(圖中角度為p)的帶端B的輪廓通過，以防止 大量光電池在傾斜物品情形下?lián)踝∥锲返膫?cè)邊。該數(shù)量(H)在物品 類型的基礎(chǔ)上通過實驗確定。
如同通過觀察圖8A可以容易地理解的，為了不扭曲分析，不是 所有被光電池?fù)踝〉妮喞狞c(diǎn)都必須考慮，而是建議摒棄兩個端點(diǎn)， 如標(biāo)示為F8的擋住光電池的點(diǎn)將引起扭曲的信號。
為摒棄輪廓的第一點(diǎn)和最后的點(diǎn)，可以采用下面所述的算法。為 理解下面的內(nèi)容，必須指出的是在開始檢測操作之前，計算中涉及 的變量設(shè)置為零并從O到N排序(光電池的數(shù)目等于N+l)，在某種 意義上，第一光電池指派為PLC或其他可編程控制單元的輸入為0， 且相應(yīng)的縱坐標(biāo)為Y0;第二光電池指派的輸入為1，且縱坐標(biāo)為Yl， 這樣直至最后的輸入為N，且縱坐標(biāo)為YN。而且，各自地，4皮光電 池?fù)踝〉妮喞牡诙c(diǎn)表示為nl，第二最后點(diǎn)為n2。
這在陳述中，檢測算法以下面的步驟展開
變量的指派
161) 在過程的開始，所有變量Yj和所有指示器(pointer) j和z 被重置，其中j是相對于光電池的點(diǎn)數(shù)或計數(shù)(從0到N)，而z是要 求算法的正確執(zhí)行的標(biāo)志，該標(biāo)志可以取兩個可選的值0或1;
2) 在重置變量的值之后，光電池和物品M之間的相對運(yùn)動開 始。必須考慮到，物品和光電池之間的距離事先不知道，從而該運(yùn)動 持續(xù)進(jìn)行，直至物品的輪廓擋住第一光電池；
3) 在第一信號處(第一光電池被物品擋住)，獲得位置Yj (如 同根據(jù)上述的〗=0)。該值認(rèn)為是相對運(yùn)動的"零"值，，在某種意義上 來說，運(yùn)動的最后值設(shè)置在該點(diǎn)上。由于H是物品和光電池之間擋住 開始和相對運(yùn)動停止時刻之間的最大行程，隨后
4) 使物品進(jìn)給的馬達(dá)停止處的位置確定為等于Yj + H的和
5) 在從Y0到Y(jié)0+N的運(yùn)動過程中，輪廓的擋住位置(縱坐標(biāo) Yi)獲得并存儲。也即，在相對運(yùn)動等于行程H的過程中，對應(yīng)于光 電池的每個單個擋住信號的相對運(yùn)動的值被收集；
6) 運(yùn)動在位置Y + H處停止。
近似于輪廓的多邊形的確定
多邊形是在考慮排除擋住的第一點(diǎn)和最后一點(diǎn)后的坐標(biāo)點(diǎn)Yj上 確定的。參考圖8A，必須考慮的多邊形的端點(diǎn)是點(diǎn)nl和n2 (第二和 倒數(shù)第二 )。摒棄nl之前的點(diǎn)和n2之后的點(diǎn)的過程如下
7 )閱讀由指示器j指示的縱坐標(biāo)Yj
如果Yj二0且z二0，跳到步驟8
如果Yj〉0且z二0，跳到步驟9
如果Yj二O且z二l，跳到步驟9
如果YjX)且z二l，跳到步驟8
8) j" + l且回到步驟7
9 ) 如果z = 0， nl = j + 1， z = z + 1,跳到步驟8 如果z = 1， n2 = j — 1，跳到步驟10
在該迭代的最后，點(diǎn)nl和n2被確定，隨后，近似于纟皮光電池?fù)踝〉妮喞亩噙呅瓮ㄟ^nl、 n2全體的點(diǎn)和中間的點(diǎn)給出。接著的步 驟中對多邊形進(jìn)行分析。點(diǎn)nl和n2在系統(tǒng)X、 Y中的坐標(biāo)各自表示 為Xnl、 Ynl，和Xn2、 Yn2。
10 ) A = arctan((Yn2 - Ynl)/( Xn2 - Xnl))
11) 旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)(等式已經(jīng)通過參考前面所述的例子而提供)
12) 尋找坐標(biāo)Y的最大值和最小值
13) 比較值集以指派輪廓的類型如果縱坐標(biāo)Y'的最大值和最小 值之間的差值大于預(yù)定的值，該擋住的輪廓屬于腳尖，否則屬于帶端。
從所述的算法和圖8中可以理解，通過摒棄由在光電池前面的物 品的輪廓的通過確定的第一點(diǎn)和最后一點(diǎn)，防止了將例如在圖8的例 子中識別的端部理解為腳尖，而實際上它是帶端。由于物品的軸線和 運(yùn)動方向之間的傾斜，該誤差可能源于屬于物品側(cè)邊的點(diǎn)n3被光電池
F8擋住。
在前面所述的實施例中，假定物品M的腳尖P總是前沿基本平 坦地放置，也即具有圖中所示的弓形的輪廓。然而，這不總是這樣， 特別是根據(jù)物品如何處理和變平，其可以靠在一側(cè)邊上放置，從而腳 尖P不具有弓形的輪廓，例如如圖2所示，而是階梯狀的輪廓，如圖 9所示，具有近似直線的區(qū)域。
這可能在理解上引起困難，也即不正確的檢測的危險，因為在 這種情形下，腳尖和帶端都將具有直線的輪廓部，盡管具有不同的長 度，如果物品M和光電池之間的相互運(yùn)動的量H小于長度L的話。 另一方面，在傾斜的物品(圖8中角度p)的情形下，為防止過多的 光電池被物品的側(cè)邊而不是端部輪廓擋住，數(shù)量H必須受到限制。
在腳尖如圖9所示地放置的情形下，為避免在辨別腳尖和帶端 時的錯誤，不同于釆用上述的辨別準(zhǔn)則，而是基于輪廓的點(diǎn)關(guān)于參考 系統(tǒng)X'、 Y'的最大高度和最小高度之間的差值，腳尖與帶端通過對擋 住輪廓的光電池的數(shù)目進(jìn)行計數(shù)而辨別出，因為在腳尖無疑比在帶端 涉及更少的光電池。根據(jù)本發(fā)明的方法的改進(jìn)的實施例，因此，在物 品和光電池之間進(jìn)行程度H的運(yùn)動之后，在第一位置，被物品的輪廓擋住的光電池的總數(shù)得以確定。如果該總數(shù)低于給定的最小數(shù)，那么 在光電池前通過的端部是腳尖。如果擋住的光電池數(shù)大于所述給定的 最小值，那么所述的辨別過程在不同坐標(biāo)的基礎(chǔ)上進(jìn)行。
綜上所述，更有效的系統(tǒng)包括旋轉(zhuǎn)輪廓坐標(biāo)進(jìn)而比較Ymax和 設(shè)定值的準(zhǔn)則，以及考慮擋住輪廓的光電池的數(shù)目的準(zhǔn)則。
在上述實施例中，只有物品的一端引起與光電池或其他傳感器相 互作用，以辨識所述端是物品的第一端或第二端。 一旦所述端辨識為 第一端(例如腳尖)，那么另外的端假定為第二端(例如帶端)。然而 進(jìn)行該方法的途徑不是僅有的可能的選擇。事實上，例如，為獲得該 方法更高程度的準(zhǔn)確性和再現(xiàn)性，或者也為了降低錯誤理解檢測到的 數(shù)據(jù)的危險，在根據(jù)本發(fā)明的方法的改進(jìn)的實施例中，物品的兩端和 相同的物品通過相同的或兩個不同的傳感器裝置而受到檢測。
在一個可能的實施例中，如下面參考圖IOA和IOB所述，該設(shè) 備包括單一的線性光電池陣列21。在實施例中，如上所述，所述光電 池包括設(shè)置在兩側(cè)上的光電發(fā)射體23和光電接收體25,使得制造物 品M通過兩側(cè)之間的中間位置。然而，在不同的實施例中(這同樣可 以應(yīng)用于上面公開的實施例中)，光電池可以包括設(shè)置在例如反射表面 或傳送器相同側(cè)上的光電發(fā)射體，物品M放置在該反射表面或傳送器 上。
設(shè)置有兩個處理元件5A和5B，每個在光電池布置21的每一側(cè) 上。在實施例中，元件5A、 5B在豎向方向上根據(jù)雙箭頭fv可移動并 懸撐在示意性地表示為8的支撐結(jié)構(gòu)上。在實施例中，這兩個處理元 件5A、 5B各自包括環(huán)形帶6A、 6B,所述帶夾帶在輥子(在所示的例 子中每個處理元件中有三個輥子)周圍。每個三輥子組中的至少一個 輥子是機(jī)動化的，而其他的可以是不工作的。所述機(jī)動化的輥子引起 各自的帶6A、 6B根據(jù)雙箭頭fo運(yùn)動。
具有第一端(例如腳尖端P)和第二端(例如帶端B)的制造物 品M在處理元件5A、 5B下面運(yùn)動。如同在先前的例子中，物品M 的方位是隨機(jī)的，也即預(yù)先不知道哪端是腳尖、哪端是帶端。在所示的例子中，帶端B在圖的左手側(cè)，而腳尖P在右手側(cè)。
一旦物品M方丈置在兩個元件5A、 5B中的一個或另一個下面， 所述元件下降(箭頭fv)，使得至少一個處理元件接觸物品M并將物 品壓在支撐面l上，例如壓在垂直于圖運(yùn)動的傳送器上。使一個或兩 個帶6A、 6B在相同方向上運(yùn)動，例如將物品推向左手側(cè)。在該運(yùn)動 過程中，物品的其中一端通過表面l和發(fā)射體23之間，也即擋住發(fā)射 體-接收體對23、 25。在所示的例子中，在圖IOA所示的位置，帶端 B正好擋住光電池。 一旦這個情況發(fā)生，在其中一個上述公開的模式 的基礎(chǔ)上，設(shè)備能夠確定正好在發(fā)射體23和接收體25之間通過的端 是否是第一或第二端。帶6A、 6B的運(yùn)動可以倒轉(zhuǎn)或持續(xù)(依賴于物 品的起始位置)，使得第二端也通過光電池21。釆用其中一個上面公 開的方法，該設(shè)備確定第二端是否是帶端或腳尖端。
如果這兩個閱讀是一致的(也即如果第一閱讀確定首先檢測的 端例如為帶端，如同在所示的例子中，且第二個為腳尖端)，那么物品 M的定向得以合適地確定。然而，如果閱讀不一致(例如如果兩端都 閱讀為腳尖端或兩端都為帶端)，那么控制單元認(rèn)為該閱讀是失敗的并 摒棄該物品。在這種情形下，該物品可以例如重新送到籃子或其他容 器中，并再次被從中撿起以待隨后的檢測過程。
例如如果物品沒有在表面1上合適地伸展，那么可能引起誤差 (雙腳尖檢測或雙帶端檢測)。
如果兩端都閱讀，那么系統(tǒng)可以將誤差幾率減小到實際上可以 忽略的值，即使在采用可靠性稍微較差的算法各自辨別腳尖和帶端部 時。這樣，采用相當(dāng)簡單的算法就可以實現(xiàn)可靠的系統(tǒng)。
需要理解，附圖只表示純粹作為本發(fā)明實施例而提供的例子， 在不脫離本發(fā)明概念的范圍的情形下，本發(fā)明在形式和布置上可以改
附圖閱讀權(quán)利要求書，而不在于限制權(quán)利要求書表示的保護(hù)范圍。
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權(quán)利要求
1、用于互相辨別狹長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輪廓，該方法包括步驟-生成至少一個曲線，該曲線近似于至少一個所述端的輪廓；-處理所述曲線，以確定該曲線是否近似于所述第一端或所述第二端的輪廓。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，包括步驟相對于彼此移動物品 和光電池陣列；以物品的端部逐漸擋住光電池的光束；基于物品和光 電池的相對位置和通過逐漸擋住光電池的光束而產(chǎn)生的電信號，確定 多個存在于輪廓上的點(diǎn)，該輪廓近似于物品端部的輪廓。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，包括步驟 -根據(jù)預(yù)定布置設(shè)置多個光電池；- 沿著相對運(yùn)動的方向相對于彼此移動所述光電池布置和所述 物品，從而所述物品的一個端在相對運(yùn)動過程中擋住所述光電池的光束；-確定屬于擋住所述光束的所述物品的端的輪廓的多個點(diǎn)的坐標(biāo)，基于所述物品在相互運(yùn)動過程中關(guān)于所述光電池的相對位置， 和光電池的布置。
4、 根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的方法，其中在所述相對運(yùn)動過程 中光電池每次被所述物品擋住，物品和光電池之間的相對位置得以檢 測，該擋住的光電池的位置以及光電池和物品之間沿著所述相對運(yùn)動 方向的相互位置限定屬于所述輪廓的點(diǎn)的坐標(biāo)。
5、 根據(jù)權(quán)利要求2、 3或4所述的方法，還包括通過插入屬于所 述端的輪廓的至少一些所述點(diǎn)以生成所述近似于物品所述端的輪廓的 曲線的步驟。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中所述點(diǎn)用線性分段插入。
7、 根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的方法，其中在所述輪廓上辨識的至 少兩個端點(diǎn)被摒棄。
8、 根據(jù)一個或多個在前權(quán)利要求所述的方法，其中所述曲線被 處理用于確定其傾斜的趨勢，所述物品的第一端和第二端作為所述傾 斜的趨勢的函數(shù)而相互辨別開。
9、 根據(jù)一個或多個在前權(quán)利要求所述的方法，其中所述曲線在 坐標(biāo)系統(tǒng)中再生成，所述曲線的端點(diǎn)位于該坐標(biāo)系統(tǒng)的軸線上。
10、 根據(jù)一個或多個在前權(quán)利要求所述的方法，其中所述曲線 的坐標(biāo)的最大值和最小值之間的差值在參考系統(tǒng)中確定，所述差值形 成用于辨別所述第一端和第二端的參數(shù)。
11、 根據(jù)權(quán)利要求IO所述的方法，其中所述差值與預(yù)定的值比 較；所述端根據(jù)所述差值是否大于或小于所述預(yù)定的值而辨別。
12、 根據(jù)權(quán)利要求10或11所述的方法，包括步驟-在笫 一參考系統(tǒng)中確定所述曲線相互間隔開的兩個點(diǎn)的坐標(biāo)； -確定連接所述兩個點(diǎn)的直接連線；-將該直接連線作為第二參考系統(tǒng)的一個坐標(biāo)，該第二參考系統(tǒng) 相對于所述第一參考系統(tǒng)旋轉(zhuǎn)；-在所述第二參考系統(tǒng)中確定所述差值。
13、 根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中所述第一和第二參考系 統(tǒng)是笛卡爾參考系統(tǒng)，并且其中所述差值表現(xiàn)為沿著正交于所述直接 連線的參考軸線，所述曲線的點(diǎn)的坐標(biāo)的最大值和最小值之間的差。
14、 根據(jù)權(quán)利要求1-9中的一個或多個所述的方法，其中計算 所述曲線的導(dǎo)數(shù)。
15、 根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中確定所述導(dǎo)數(shù)的最大和 最小值。
16、 根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中確定所述導(dǎo)數(shù)的最大和 最小值之間的差值，并且所述第一和第二端基于所述差值與閾值的比 較而爭岸別。
17、 根據(jù)一個或多個在前權(quán)利要求所述的方法，其中所述物品 沿著路徑移動，并以其一端擋住設(shè)置在固定位置上的光電池的光束。
18、 根據(jù)一個或多個在前權(quán)利要求所述的方法，其中所述物品相對于所述光電池前進(jìn)預(yù)定的程度，而不考慮擋住的光電池的數(shù)目。
19、 根據(jù)一個或多個在前權(quán)利要求所述的方法，還包括步驟在 物品在笫一個光電池?fù)踝『筮M(jìn)行預(yù)定的運(yùn)動(H)之后，確定被物品 擋住的光電池的總數(shù)；并將所述總數(shù)與預(yù)定的最小數(shù)目比較，從所述 比較中獲得第一信息，以辨別物品的所述笫一端和所述第二端。
20、 根據(jù)一個或多個在前權(quán)利要求所述的方法，其中所述物品是 長襪或短襪。
21、 根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，其中所述第一端是彈性帶端， 所述第二端是所述短襪的腳尖。
22、 根據(jù)一個或多個在前權(quán)利要求所述的方法，其中檢測制造 物品的兩端并生成近似于所述兩端的輪廓的兩個曲線；并且其中所述 曲線都被處理以確定它們是否近似于所述第一或所述第二端的輪廓。
23、 用于相互辨別物品的第一端和第二端的設(shè)備，包括用于確定 屬于所述物品的至少一端的輪廓的多個點(diǎn)的傳感器裝置，和控制和處 理單元，該單元作為所述點(diǎn)的坐標(biāo)的函數(shù)而檢測所述點(diǎn)是否屬于所述第一端或所述第二端。
24、 根據(jù)權(quán)利要求23所述的設(shè)備，其中所述控制和處理單元編程 用于生成近似于所述端的輪廓的曲線，該曲線作為由所述傳感器確定 的所述點(diǎn)的函數(shù)。
25、 根據(jù)權(quán)利要求23或24所述的設(shè)備，其中所述傳感器包括光 電池布置，并且其中處理元件被提供用以沿著相對運(yùn)動的方向相對于 彼此移動所述物品和所述光電池布置， 一 系統(tǒng)被提供用于檢測所述物 品和所述光電池之間的相互位置。
26、 根據(jù)權(quán)利要求25所述的設(shè)備，其中在物品和光電池相對運(yùn) 動過程中，隨著物品隨著時間沿著所述相對運(yùn)動的方向相對于光電池 占據(jù)的位置，所述控制和處理單元編程用于確定與被所述物品擋住的 光電池的位置相關(guān)的所述多個點(diǎn)。
27、 根據(jù)權(quán)利要求25或26所述的設(shè)備，其中所述光電池布置包 括光電池直線串。
28、 根據(jù)權(quán)利要求27所述的設(shè)備，其中所述光電池串根據(jù)正交于 所述相對運(yùn)動的方向的直線設(shè)置。
29、 根據(jù)權(quán)利要求25 - 28中的一個或多個所述的設(shè)備，其中所述 控制和處理單元得以編程，從而在所述相對運(yùn)動過程中每次光電池被 所述物品擋住，物品和光電池之間的相對位置得以檢測，該擋住的光 電池的位置以及光電池和物品之間沿著所述相對運(yùn)動方向的相互位置 限定屬于所述輪廓的點(diǎn)的坐標(biāo)。
30、 根據(jù)權(quán)利要求23 - 29中的一個或多個所述的設(shè)備，其中所述 控制和處理單元通過插入至少一些屬于所述輪廓的所述點(diǎn)編程用于近 似物品的所述端的輪廓。
31、 根據(jù)權(quán)利要求30所述的設(shè)備，其中所述控制和處理單元編程 用于通過線性分段插入所述點(diǎn)。
32、 根據(jù)權(quán)利要求30或31所述的設(shè)備，其中所述控制和處理單 元編程用于摒棄所述點(diǎn)中的第一點(diǎn)和最后一點(diǎn)。
33、 根據(jù)權(quán)利要求23 - 32中的一個或多個所述的設(shè)備，其中所述 控制和處理單元編程用于確定曲線的傾斜趨勢，該曲線通過由所述傳 感器確定的所述點(diǎn)而生成，所述物品的第一端和第二端作為所述趨勢 的函^t而相互辨別開。
34、 根據(jù)權(quán)利要求23-3中的一個或多個所述的設(shè)備，其中所述 控制和處理單元編程用于確定通過所述曲線的兩個端點(diǎn)的直線，并在 參考系統(tǒng)中再生成所述點(diǎn)的坐標(biāo)，該參考系統(tǒng)的坐標(biāo)平行于所述直線。
35、 根據(jù)權(quán)利要求23 - 34中的一個或多個所述的設(shè)備，其中所述 控制和處理單元編程用于確定在參考系統(tǒng)中所述曲線的坐標(biāo)的最大值 和最小值之間的差值，并在所述差值的基礎(chǔ)上辨別第一端和第二端。
36、 根據(jù)權(quán)利要求35所述的設(shè)備，其中所述控制和處理單元編程 用于將所述差值與預(yù)定值作比較；并根據(jù)所述差值是否大于或小于所 述預(yù)定的值而辨別該端。
37、 根據(jù)權(quán)利要求35或36所述的設(shè)備，其中所述控制和處理單 元編程用于執(zhí)行如下步驟-在第 一參考系統(tǒng)中確定所述曲線相互間隔開的兩個點(diǎn)的坐標(biāo)； -確定連接所述兩個點(diǎn)的直接連線；-將該直接連線作為第二參考系統(tǒng)的一個坐標(biāo)，該第二參考系統(tǒng) 相對于所述第 一 參考系統(tǒng)旋轉(zhuǎn)；-在所述第二參考系統(tǒng)中確定所述差值。
38、 根據(jù)權(quán)利要求37所述的設(shè)備，其中所述笫一和第二參考系統(tǒng) 是笛卡爾參考系統(tǒng)，并且其中所述差值表現(xiàn)為沿著正交于所述直接連 線的參考軸線，所述曲線的點(diǎn)的坐標(biāo)的最大值和最小值之間的差。
39、 根據(jù)權(quán)利要求33或34所述的設(shè)備，其中所述控制和處理單 元編程用于計算所述曲線的導(dǎo)數(shù)。
40、 根據(jù)權(quán)利要求39所述的設(shè)備，其中所述控制和處理單元編程 用于確定所述導(dǎo)數(shù)的最大和最小值。
41、 根據(jù)權(quán)利要求40所述的設(shè)備，其中所述控制和處理單元編程 用于確定所述導(dǎo)數(shù)的最大和最小值之間的差值，并且核對與閾值的差 值。
42、 根據(jù)權(quán)利要求23-41中的一個或多個所述的設(shè)備，其中所述 控制和處理單元編程用于在所述物品相對于所述光電池進(jìn)行始于第一 光電池?fù)踝∥恢玫念A(yù)定程度的相對運(yùn)動之后，基于被物品擋住的光電 池的總數(shù)，執(zhí)行第一端和第二端之間的第一辨別。
43、 根據(jù)權(quán)利要求23 - 42中的一個或多個所述的設(shè)備，其中所述 傳感器設(shè)置在固定位置上，且處理元件引起物品沿著運(yùn)動方向朝向所 述傳感器的位移。
44、 根據(jù)權(quán)利要求23 - 42中的一個或多個所述的設(shè)備，包括處理 元件，用于相對于所述傳感器移動所述物品，使得所述物品的兩端都 在所述傳感器的前面通過。
全文摘要
本發(fā)明方法包括步驟生成曲線(PF)，該曲線近似于物品的一端(P)的輪廓；處理所述曲線以確定該曲線是否近似于所述第一端或所述第二端的輪廓。
文檔編號D05B23/00GK101448994SQ200780018336
公開日2009年6月3日 申請日期2007年5月3日 優(yōu)先權(quán)日2006年5月19日
發(fā)明者A·馬尼, N·格拉西 申請人:金萊迪公司