BR112018075019B1 - Sistema, equipamento e método para descascar de forma autônoma uma noz - Google Patents

Abstract

Sistema para descascar de forma autônoma uma noz para a remoção do nucelo (29) de uma copra de coco. O Sistema compreende uma unidade de suporte, um apoio cônico vazado (8); um sistema fotométrico de identificação da semicopra (30) para definir o perfil externo da semi-copra (30); uma unidade de movimentação de uma ferramenta de desbastamento (2), compreendendo um porta ferramenta (36); e um processador (50), uma memória (51), um dispositivo controlador (12) e um I/O (52). O desbaste da copra é realizado através das etapas de: acionar a câmera ótica (11) e uma respectiva retro iluminação (15), com a dita noz interposta entre a dita câmera ótica (11) e a dita retro iluminação (15), a dita noz estando em rotação, de modo a delimitar o perfil externo da noz e armazenar, através de um sistema de coordenadas, a posição de cada ponto do perfil externo da noz em uma memória (51); e comandar os meios de movimentação de um porta ferramenta (36) de modo que a ponta desbastadora (38) retire faixas sucessivas e adjacentes da superfície externa da noz.

Description

[001] A presente invenção se refere a um sistema, a um equipamento e a um respectivo método para promover a separação entre camadas de um coco sem a necessidade de uma intervenção direta do operador no referido equipamento.

[002] Mais em particular, a presente invenção é relacionada à indústria do agronegócio, no setor de cultivo, extração e o processamento de nozes, e em particular à remoção da membrana, ou nucelo do coco, maximizando o aproveitamento do endosperma e do próprio nucelo intencional mente removido.

Estado da Arte

[003] Como é de amplo conhecimento na arte, a remoção da camada externa de uma fruta, notadamente do coco, é um processo predominantemente manual, laborioso e sujeito a relevantes perdas do endosperma, o que impacta no resultado econômico do processo. Além disto, e como um processo manual, o trabalhador manipula tanto o coco quanto um elemento de corte (geralmente uma faca) durante a remoção, pelo que não raros são os eventos em que a faca escapa da fruta, assim ferindo o trabalhador.

[004] Mais em particular, e tal como ilustrado nas figuras 1 e 2, as quais ilustram cocos parcialmente seccionados de modo a mostrar as diversas camadas que constituem um coco. Assim, o pericarpo (20) compreende, dentro da morfologia do fruto, a soma das três camadas mais externas, quais sejam o epicarpo (21), o mesocarpo (22) e o endocarpo (23), também conhecido como endocarpo lenhoso. Já o endosperma (24) é formado pelas camadas internas, quais o endosperma sólido (26), o endosperma líquido (25). Em particular, o dito endosperma líquido é popularmente conhecido como "água de coco". Ademais, o no interior do endosperma sólido (26) é ainda localizado o embrião (27), que é a semente da fruta que, quando germinada, dará nascimento à nova planta.

[005] Por fim, e entre o pericarpo (20) e o endosperma (24) é ainda formada uma camada ou a membrana denominada de nucelo (29), ou pelos termos britânicos "testa" ou "seed coat". Na prática, a dita membrana (29) se mostra como uma fina pele ou revestimento de cor marrom e que envolve o endosperma sólido (26). Assim, e por ser esta camada extremamente sutil, praticamente um filme, a sua remoção tem sido feita de forma exclusivamente manual, usualmente através de raspagem e, eventualmente, mesmo por processos de limpeza como com o uso de água e sabão.

[006] Já no tocante ao processamento convencional do coco, as etapas preliminares incluem a remoção do endosperma líquido (25) e a remoção mecânica das camadas que compõem o pericarpo (20). Posteriormente, a estrutura resultante (endosperma sólido 26 envolvido pelo nucelo 29) é submetida a um processamento manual para a remoção do nucelo (29), estando o endosperma sólido inteiro, dividido em duas metades, cada qual com conformação aproximadamente hemisférica, as quais serão processadas separadamente, uma por vez, ou eventualmente em pedaços menores.

[007] Alguns mecanismos tendem a simplificar este trabalho, mas normalmente não passam de meras extensões mecânicas das rotinas que ainda são essencialmente manuais. O pericarpo (20) pode ser removido por meio do corte da referida fruta em partes menores e com o uso de facas ou, ainda com o emprego de desbastadores, por atrito, em operações totalmente manuais. Há de se ressaltar que o pericarpo do coco é mecanicamente resistente e difícil de ser removido sem o emprego de ferramentas. Já o nucelo, na forma de uma camada fina e mecanicamente delicada, define a transição entre o pericarpo e o endosperma, e desta forma envolve uma mudança repentina de densidade, o que dificulta os processos automatizados para a sua remoção. O cultivo comercial do coco, no entanto, atribui valor agregado não somente ao endosperma em si, mas também ao nucelo que foi retirado, de forma que se faz necessária a perfeita separação com um mínimo de perdas. Em relação ao pericarpo, a indústria também destina usos específicos para todas as camadas, após a respectiva remoção.

[008] O estado da arte ensina alguns dispositivos destinados a promover a remoção da parte mais rígida do coco (pericarpo) da estrutura nuclear do coco, ou seja, o descascamento do coco. Em particular, o documento US1475459 se refere a um dispositivo para fixar a metade de um coco em torno de seu eixo e, enquanto este é colocado para girar, mecanismos de desgaste laterais fazem a remoção de pericarpo. Já os documentos US4708056 e CN104013076 descrevem dispositivos baseados em rolamentos com pontas penetrantes e paralelos para o descascamento do coco. Por fim, os documentos CN203618730 e CN203814540 ilustram mecanismos de descascamento a partir de meios de fixação segura do coco para o posterior descascamento do coco.

[009] Ademais, o documento GB 1393265 cita alguns procedimentos conhecidos para a remoção do nucelo, aderido sobre o endocarpo sólido, após a remoção do pericarpo. Em particular, as copras são depositadas no interior de barris para uma remoção mecânica do nucelo devido ao contato entre as paredes do barril e a superfície externa da copra.

[0010] Em todas as soluções detectadas na arte, a remoção do nucelo se mostra ineficiente, quer seja em termos de qualidade da polpa resultante, quer seja em relação a quantidade excessiva do endosperma sólido que é removido juntamente com o nucelo; além de que as formas de atuação desconsideram os aspectos do controle da operação e a segurança da operação, questões que precisam ser resolvidas de forma simples e prática.

Objetivos da Invenção

[0011] Constitui um primeiro objetivo da presente invenção um sistema automático e apto a identificar e remover o nucelo de uma semi-copra pré processada, no qual os processos de identificação e de remoção do nucelo estejam livres de uma atuação humana direta.

[0012] Constitui um segundo objetivo da presente invenção um sistema de identificação da conformação da semi-copra, ou hemisfério, permitindo assim determinar corretamente a posição do nucelo sobre a semi-copra, de modo a permitir a intervenção de uma ferramenta de corte ou desbaste para a remoção controlada do nucelo.

[0013] Constituem objetivos complementares da presente invenção um equipamento apto à identificação e a remoção controlada do nucelo, bem como um método para a dita remoção, de forma automatizada.

Síntese da Invenção

[0014] Estes e outros objetivos são alcançados a partir de um sistema para descascar de forma autônoma uma noz, em particular para a remoção do nucelo de uma copra de coco, em particular de uma semi-copra proveniente de um coco após as etapas de remoção do pericarpo, remoção do endosperma líquido e corte radial da copra em dois hemisférios aproximadamente semelhantes, compreendendo: uma unidade de suporte para a semicopra, compreendendo um apoio cônico vazado apto a receber a semi-copra de forma imóvel em relação ao dito apoio cônico vazado, dita semi-copra estando apto a girar ao redor do seu eixo em conjunto com o apoio cônico vazado; um sistema fotométrico de identificação da conformação da semi-copra, compreendendo uma câmera ótica e uma retro iluminação, dita câmera ótica estando alinhada e radialmente oposta em relação à dita retro iluminação de modo a interceptar a semi-copra, dito sistema estando apto a definir o perfil externo da semi-copra; uma unidade de movimentação de uma ferramenta de desbastamento, compreendendo um porta ferramenta apto a fixar e movimentar uma ponta desbastadora, acionada por um motor da ferramenta, por uma plano que intercepta a semi-copra; e um processador, disposto em uma caixa de proteção a qual compreende ainda um painel de controle, uma memória, um dispositivo controlador e um I/O e apto a: acionar a câmera ótica e a retro iluminação, com a semi-copra em rotação, de modo a delimitar o perfil externo da semi-copra e armazenar, através de um sistema de coordenadas, a posição de cada ponto do perfil externo da semi-copra na memória; e comandar os meios de movimentação do porta ferramenta de modo que a ponta desbastadora retire faixas sucessivas e adjacentes da superfície externa da semi-copra, as quais contém o nucelo.

[0015] Em particular, os ditos meios de movimentação do porta ferramenta compreendem um par de braços ortogonalmente dispostos entre eles, cada qual compreendendo um respectivo patim que desliza pelo comprimento do respectivo braço por ação de um respectivo motor, e sendo que o patim horizontal suporta o braço vertical, enquanto que o patim vertical suporta o porta ferramenta.

[0016] Ademais, comandar os meios de movimentação do porta ferramenta compreende posicionar a ponta desbastadora em contato com a superfície da semi-copra, com a semi-copra em giro, de modo a retirar uma faixa de material da copra, faixa esta contendo o nucelo e um resíduo do endosperma sólido, a partir da remoção de uma espessura controlada da superfície da semi-copra. Ainda, a espessura controlada da faixa de material da copra que é retirada, é definida pelo processador e função do perfil externo da semi-copra e da espessura do nucelo previamente conhecida.

[0017] O objeto da presente invenção compreende ainda um equipamento para descascar de forma autônoma uma noz, compreendendo uma estrutura de suporte apta a fixar e a sustentar: uma caixa de proteção a qual compreende, operacionalmente interconectados, um processador, uma memória, um dispositivo controlador e painel de controle, além de um I/O destinado à interconexão, para envio e recebimento de dados, energia, e outros, dos dispositivos da caixa de proteção com exterior; uma unidade de suporte para a semi-copra, compreendendo um apoio cônico vazado de conformação em oca, ou parcialmente oca, e dotado de uma abertura superior que interliga o ambiente externo superior a uma bomba de vácuo, hermeticamente disposta abaixo do apoio cônico vazado, e sendo que dito conjunto apoio cônico vazado e bomba de vácuo esta apto a girar sob a ação de um motor de rotação; um sistema fotométrico de identificação da conformação da semi-copra, compreendendo uma câmera ótica e uma retro iluminação, dita câmera ótica estando suportada, alinhada e radialmente oposta em relação à dita retro iluminação de modo a interceptar a semi-copra; e uma unidade de movimentação de uma ferramenta de desbasta mento, compreendendo um porta ferramenta apto a fixar e movimentar uma ponta desbastadora, acionada por um motor da ferramenta, por uma plano que intercepta a semi-copra. Além disto, a unidade de suporte da semi-copra e a unidade de movimentação de uma ferramenta de desbastamento estão fixadas em um braço em L de modo a vincular, em posição relativa, a dita unidade de suporte para a semi-copra com a dita unidade de movimentação de uma ferramenta de desbastamento.

[0018] Mais em particular, a dita ferramenta de desbastamento compreende um motor da ferramenta e uma manopla, mecanicamente interligados em rotação por meio de um cabo de transmissão, dita manopla suportando uma ponta desbastadora e sendo suportada por um porta ferramenta. Já a dita unidade de movimentação de uma ferramenta de desbastamento compreende um braço horizontal e um braço vertical ortogonalmente dispostos e interligados a partir de um patim horizontal, sendo que o dito patim horizontal é rigidamente conectado na extremidade superior do braço vertical, e ligado, de forma deslizante, no braço horizontal, e sendo que o patim vertical é ligado, de forma deslizante, em relação ao braço vertical, dito patim vertical recebe e suporta um motor de inclinação, disposto transversalmente em relação ao corpo do dito patim vertical, o qual acopla, na extremidade projetante do seu eixo de saída o dito porta ferramenta para a ferramenta de desbastamento. Ademais, o dito patim horizontal é acoplado a um fuso do braço horizontal, dito fuso sendo acionado, em giro, por um motor horizontal; e sendo que o dito patim vertical é acoplado a um fuso do braço vertical, dito fuso sendo acionado, em giro, por um motor vertical.

[0019] Por fim, o objeto da presente invenção compreende ainda um método para descascar de forma autônoma uma noz, compreendendo as etapas de: acionar a câmera ótica e uma respectiva retro iluminação, com a dita noz interposta entre a dita câmera ótica e a dita retro iluminação, a dita noz estando em rotação, de modo a delimitar o perfil externo da noz e armazenar, através de um sistema de coordenadas, a posição de cada ponto do perfil externo da noz em uma memória; e comandar os meios de movimentação de um porta ferramenta de modo que a ponta desbastadora retire faixas sucessivas e adjacentes da superfície externa da noz.

[0020] Mais em particular, a etapa de acionar a câmera ótica compreende realizar uma série de fotografias, cada qual vinculada a uma posição angular da noz, e identificar por meio de contraste o perfil externo da noz por meio de coordenadas espaciais, ditas coordenadas sendo armazenadas em uma memória. Já a etapa de comandar os meios de movimentação compreende recuperar as coordenadas armazenadas na memória e comandar o posicionamento do porta ferramenta de modo que a ponta desbastadora retire uma faixa de espessura pré definida da superfície externa da noz.

Breve Descrição dos Desenhos

[0021] O objeto da presente invenção será melhor compreendido à luz da descrição detalhada que segue, de uma sua forma preferencial de realização não limitativa, a qual é feita em relação as figuras ilustrativas e não limitativas em anexo, trazidas a título meramente exemplificativo, nas quais: - a figura 1 é uma vista esquemática de um coco parcialmente seccionado ilustrando as diversas camadas que o compõem; - a figura 2 é uma vista ilustrativa de um coco parcialmente cortado, no qual é destacada a presença do nucelo; - a figura 3 é uma vista esquemática e em perspectiva das partes componentes do dispositivo para a separação controlada do nucelo, de acordo com a presente invenção; - a figura 4 é uma vista esquemática do sistema de fixação da metade hemisférica de uma copra, por meio de um apoio cônico; - a figura 5 ilustra o mapeamento de pontos no arco externo da superfície de uma copra de acordo com uma primeira forma preferencial de realização para a presente invenção; - a figura 6 ilustra o mapeamento de pontos no arco externo da superfície de uma copra de acordo com uma segunda forma preferencial de realização para a presente invenção; - a figura 7 é uma vista em perspectiva da estrutura do fresadora de suporte e movimentação relativa entre a semi-copra e a ferramenta de desbaste da testa; - a figura 8 é uma vista esquemática e em elevação superior ilustrando o posicionamento relativo entre a câmera e o sistema de retro iluminação; e - a figura 9 é um diagrama ilustrando a estrutura de processamento lógico do equipamento da presente invenção.

Descrição Detalhada das Formas Preferenciais de Realização da Invenção

[0022] Para os efeitos da presente descrição, por "semi-copra" (30) se entende cada uma das duas metades hemisféricas da estrutura central do coco (composta por endosperma sólido revestido pelo nucelo), as quais são obtidas a partir do corte radial de um coco após a remoção do pericarpo, através de qualquer dos métodos supra descritos.

[0023] A figura 3 ilustra um equipamento (1) destinado a identificar e a remover o nucelo de uma semi-copra (30) previamente processada. Em particular, dito equipamento é composto por uma caixa de potência (18) destinada a encerrar todo o circuito de alimentação elétrica do dito equipamento, por exemplo incluindo disjuntores, sistemas e dispositivos de proteção contra sobrecarga e similares. O equipamento (1) compreende ainda uma caixa de proteção (13) na qual são instalados os diversos dispositivos e circuitos de controle e comando dos dispositivos do equipamento, os quais serão detalhadamente descritos mais adiante, bem como um painel de controle (17), disposto na superfície frontal da caixa de proteção (13) e destinado a permitir a inserção de comandos, via um teclado (17c(17a)), bem como a visualização de informações de funcionamento através do visor (17b). A energia necessária para o funcionamento dos dispositivos eletrônicos encerrados na caixa de proteção (13) é fornecida pela caixa de potência (18) através de um cabeamento não ilustrado por questão de simplificação das imagens. De qualquer forma, a alimentação elétrica tanto da caixa de proteção (13) quanto dos demais dispositivos que compõem o equipamento (1) é uma questão convencional e da competência de qualquer técnico no setor de máquinas.

[0024] O equipamento (1) compreende ainda uma fresadora (31) o qual é basicamente composto por uma unidade de movimentação de uma ferramenta de desbastamento (2) ou de corte, bem como de uma unidade de suporte para a semi-copra (30) a ser operada, bem como o sistema fotométrico de identificação da conformação da semi-copra (30). Obviamente, a fresadora (31) é suportada por uma respectiva estrutura de suporte (não ilustrada), a qual pode se materializar na forma de um equipamento autônomo, ou como parte integrante de uma linha de produção, a qual envolve, por exemplo, desde a remoção de todo o pericarpo (20) até o processamento final do endosperma sólido (25), ou polpa, na forma, por exemplo, de coco ralado. Em qualquer dos casos, a dita estrutura de suporte pode abarcar tanto a fresadora (31) quanto a caixa de proteção (13) com o painel de controle (17) e a caixa de potência (18), sendo tal escolha uma mera questão de projeto não relacionada com as funcionalidades e o funcionamento do equipamento (1), de acordo com a presente invenção.

[0025] No tocante a unidade de movimentação de uma ferramenta de desbastamento (2) ou de corte, melhor ilustrada na figura 8, a mesma compreende um braço horizontal (32), um braço vertical (33) interligados a partir de um patim horizontal (34). O referido patim horizontal (34) interconecta os ditos braços de modo a permitir movimentos relativos entre estes. Especificamente, o patim horizontal (34) é rigidamente conectado na extremidade superior do braço vertical (33), enquanto que está conectado, de forma deslizante, no braço horizontal (32). Para tanto, em uma das extremidades do braço horizontal (32) é previsto um motor horizontal (3) o qual, atuando no patim horizontal (34), promove o seu deslocamento por todo o comprimento do braço horizontal (32). De forma conhecida, a dita atuação do motor horizontal (3) sobre o patim horizontal (34) pode se materializar a partir de um fuso (329 no qual o patim horizontal (34) esteja engrenado, ou alternativa mente a partir de um mecanismo de movimentação por correia dentada (não ilustrada). Assim, acionando o motor horizontal (3) em um dos sentidos de rotação, o fuso (349 gira causando o deslocamento do patim horizontal (34) por sobre o braço horizontal (32).

[0026] De forma análoga, o braço vertical (33) recebe um motor vertical (4) disposto na sua extremidade superior, um patim vertical (35), apto a deslizar por todo o comprimento do dito braço vertical (33), bem como um respectivo fuso (339, o qual é movimentado em rotação pelo motor vertical (4) de modo a causar o deslizamento, de forma controlada, do patim vertical (35).

[0027] Devida à necessidade de operar os motores (3, 4) de forma a controlar a rotação, fica claro aos técnicos do setor que por "motor" há de se entender um motor propriamente dito, devidamente acoplado a um mecanismo redutor, ou a motores que permitam um controle apurado da sua rotação, tal como o são os motores de passo, e similares.

[0028] Por fim, o referido patim vertical (35) recebe e suporta um motor de inclinação (7), disposto transversalmente em relação ao corpo do patim vertical (35), e que acopla, na extremidade projetante do seu eixo de saída (não ilustrado) um porta ferramenta (36) apto a receber e suportar uma ferramenta de desbastamento (2). Mais em particular, a dita ferramenta de desbastamento (2) compreende uma manopla (37), a qual é fixada no porta ferramenta (36), dita apresentando um mandril, ou similar, apto a receber uma ponta desbastadora (38). A rotação da dita ponta desbastadora (38) é gerada pelo motor da ferramenta (5), o qual, de modo a reduzir o peso suportado pelo patim vertical (35), é disposto na estrutura de suporte do equipamento (1), transmitindo a rotação para a manopla (37) e a ponta desbastadora (38) através de um cabo de transmissão (6). Alternativa mente, e em função da robustez mecânica da unidade de movimentação da ferramenta de desbastamento (2), bem como do peso específico do dito motor da ferramenta (5), é possível que o motor da ferramenta (5) e a manopla (37) façam parte de uma única peça, esta sustentada pelo porta ferramenta (36).

[0029] Assim sendo, e como resultado da estrutura ora proposta, a manopla (37), e em particular a ponta desbastadora (38), pode realizar movimentações nas direções determinadas pelos respectivos braços (32, 33), que seja nos sentidos ascendente ou descendente, quer seja em uma direção lateral, de acordo com o acionamento dos respectivos motores (4, 3). Além disto, a dita manopla (37) pode rotacionar em um plano paralelo ao determinado pelos braços (32, 33) por ação do motor de inclinação (7).

[0030] Como dito, o equipamento (1) compreende ainda uma unidade de suporte para a semi-copra (30), a qual pode ser melhor ilustrada a partir das figuras 3 e 4. Especificamente, a dita unidade compreende um apoio cônico vazado (8), confeccionado preferencialmente de material maleável, e hermeticamente disposto sobre o corpo de uma bomba de vácuo (9) (vide a figura 3). Dito conjunto é suportado, com giro livre, por um braço em L (39) pertencente ou fixado na dita estrutura de suporte (não ilustrada) do equipamento (1). Além disto, o dito braço em L (39) suporta ainda o braço horizontal (32), fixado no dito braço em L (39) a partir de suas extremidades, de modo a vincular, em posição, a dita unidade de suporte para a semi-copra (30) com a dita unidade de movimentação de uma ferramenta de desbastamento (2).

[0031] Ademais, o conjunto formado por apoio cônico vazado (8) e bomba de vácuo (9) é ainda acoplado a um motor de rotação (10), cuja carcaça é fixada na base do braço em L (39) e que sustenta, via seu eixo motor, o referido conjunto (8, 9). Desta forma, o acionamento do motor de rotação (10) causa uma rotação do apoio cônico vazado (8) e, portanto, da semi-copra (30) sobre este presa. Mais em particular, o dito apoio cônico vazado (8) é uma estrutura oca, ou parcialmente oca, e dotada de uma abertura superior (40), em comunicação fluídica com a bomba de vácuo (9). Desta forma, ao ser acionada, a bomba de vácuo (9) gera uma baixa pressão que é transmitida para o volume interno da semi-copra (30), via abertura superior (40), quando a semi-copra (30) está disposta de movo a envolver parcialmente o apoio cônico vazado (8), ou seja, depositada sobre o apoio cônico vazado (8) com a sua boca para baixo (vide a figura 4). Assim, a baixa pressão gerada no volume interno da semi-copra (30) faz com que esta se vincule temporariamente (ou seja, enquanto a bomba de vácuo (9) estiver em operação) com o apoio cônico vazado (8). Como decorrência, qualquer movimento de rotação, promovido pelo motor de rotação (10), é transferido diretamente para a semi-copra (30).

[0032] Por fim, o dito equipamento (1) compreende ainda um sistema fotométrico, destinado a definir a conformação e o tamanho da semi-copra (30). Mais em particular, o dito sistema fotométrico compreende (vide as figuras 9 e 8), uma câmera ótica (11) e uma retro iluminação (15), a dita câmera ótica (11) estando alinhada e radialmente oposta em relação à dita retro iluminação (15) de modo a interceptar a semi-copra (30). Para tanto, é prevista uma estrutura (não ilustrada) destinada a suportar tanto a câmera ótica (11) quanto a retro iluminação (15), a qual não apresenta nenhuma característica particular, sendo portanto da alçada de qualquer técnico na arte.

[0033] Foi surpreendentemente descoberto, e constitui parte integrante da presente invenção, o fato de que tal disposição da semi-copra (30) em relação à câmera ótica (11) e a retro iluminação (15) incrementa substancialmente a definição do contorno ou perfil da semi-copra (30), assim permitindo uma grande precisão na etapa automatizada de remoção do nucelo (29) existente sobre o endosperma sólido (25).

[0034] Ademais, o equipamento (1) ainda prevê um para-lamas (14), sustentado pela estrutura de suporte, destinado ao recolhimento do nucelo removido, de modo a redirecionado para uma eventual estação de tratamento e reaproveitamento deste. Mais em particular, e em uma forma preferencial de realização da invenção, o dita para-lamas (14) é móvel entre uma posição elevada e de recolhimento das sobras do desbaste, e uma posição recolhida, ou abaixada, de modo a não interferir no procedimento de alimentação e descarga das semi-copras (30). Para tanto, é previsto um motor de descarga (16) (vide em particular a figura 3), responsável pela elevação e o abaixamento do dito para-lamas (14), o qual atua em um trilho ou calha do para-lamas (14).

[0035] Como previamente informado, a caixa de proteção (13) encerra toda a estrutura circuitai lógica de comando do equipamento (1). Mais especificamente, a dita caixa de proteção (13) compreende um processador (50) e uma memória (51), além dos já citados dispositivo controlador (12) e painel de controle (17). Além disto, o I/O (52) é responsável pelo recebimento dos dados funcionais e pelo envio dos comandos de atuação dos diversos motores do equipamento (1) e pelo controle do dito sistema fotométrico, entre outros.

[0036] Mais especificamente, o processador (50) executa as rotinas previamente armazenadas na memória (51), as quais serão descritas mais adiante, armazenando os dados recebidos nesta. O painel de controle (17), o qual compreende um teclado (17c) para a inserção de instruções e comandos bem como um visor (17b) para a visualização de informações de funcionamento, atua como a interface do usuário assim permitindo o acompanhamento das operações, como informativo de eventuais falhas no sistema, e etc.

[0037] Já o dispositivo controlador (12) atua como uma interface específica para o sistema fotométrico, ou seja, enviado os comandos necessários para a atuação da câmera ótica (11), recebendo os dados relativos às imagens coletadas pela mesma câmera ótica (11), bem como ativando a retro iluminação (15) durante a captura das imagens.

[0038] Além disto, o I/O (52) é conectado à caixa de potência (18) de modo a comandar o acionamento de um ou mais dentre os diversos motores e acionadores que fazem parte do equipamento (1), nos momentos necessários, ou seja, sob comando do processador (50).

[0039] Em funcionamento, o equipamento (1) é inicialmente ligado, e operador comanda o início do procedimento no equipamento, tanto por meio de um comando local no painel (17) quanto de um sistema informatizado conectado por meio de meio eletrônico cabeados ou sem fio, síncronos ou assíncronos, como por exemplo, mas não somente, RS232, RS-422, RS-485, USB, Bluetooth®, ZigBee®, a família de protocolos IEEE802.1, IEEE 802.3, etc.

[0040] Como primeira operação certifica-se que o equipamento se encontre fechado, garantindo que o operador humano não esteja nas imediações de corte / desbaste e longe de qualquer perigo que possa ser oferecido. A qualquer momento durante toda a execução da tarefa, ao ato de abertura do equipamento, a operação será imediatamente suspensa, garantido a segurança do operador, operação e equipamento. Em uma das formas preferencias de realização o equipamento manterá memorizado o estado antes da abertura do painel permitindo que ao seu fechamento o sistema retome a operação exatamente do ponto de interrupção, evitando perda adicional de tempo de operação. Sistemas de inicialização ainda incluem, mas não somente, a integração com sistemas de ERP, CRM, PCP, etc.

[0041] Em seguida, uma semi-copra (30) é alimentada, ou seja, posicionada na unidade de suporte para a semi-copra, especificamente sobre o apoio cônico vazado (8). Além disto, a bomba de vácuo (9) é então ativada de modo a fixar a semi-copra (30) sobre o apoio cônico vazado (8). Detectada ou informada ao sistema tal condição, o processador (50) ativa o dispositivo controlador (12) de modo a dar início a captura do perfil externo da semi-copra (30). Em particular, tal procedimento ocorre mediante a ativação da retro iluminação (15), a ativação da câmera ótica (11) e, concomitantemente, a ativação do motor de rotação (10), de modo a que este realize um giro de 2π radianos na semi-copra, de modo a mapear toda a superfície da semi-copra (30). Em particular, e em uma primeira forma preferencial de realização, exemplificada por meio da figura 5, são armazenados simplesmente valores para pontos bidimencionalmente sob a forma do par de coordenadas polares (0n, rn) onde θn é o ângulo formado entre a base da medição e o arco em questão e rn é a distância da origem das medições. Adiciona-se ainda uma terceira coordenada cpn (não mostrado) que representa o ângulo de rotação da referida semi-copra (30) com relação à origem do sistema, ou seja, coordenada esta que revela a rotação da semi-copra (30) em relação a sua posição inicial. Desta forma, a memória (51) armazena um conjunto de pontos, no espaço, os quais indicam a conformação do perfil externo da semi-copra (30). Note-se que o corte ou desbaste (etapa posterior) será feito com relação a esse ponto e sua extensão será definida pelo comprimento da ponta desbastadora (38), a qual poderá ter diversas dimensões.

[0042] Assim sendo, e finalizada a etapa de mapeamento da semi-copra (30), o processador (50) recupera os dados relativos aos pontos que definem o perfil externo da semi-copra (30), passando então a calcular uma trajetória para a ferramenta de desbastamento (2), de modo que a mesma percorra toda a superfície da semi-copra (30) enquanto o motor de rotação (10) procede a um giro controlado da mesma. Mais especificamente, e em função da prévia determinação do perfil superficial da semi-copra (30), o processador (50) posiciona o porta ferramenta (36) de modo que a ponta desbastadora (38) assuma a primeira posição de desbasta do nucelo (29). Em seguida, o motor da ferramenta (5) é acionado, fazendo com que a ponta desbastadora (38) gire, enquanto o motor de rotação (10) leva o apoio cônico vazado (8) a realizar um giro completo. Após tal etapa, a ponta desbastadora (38) é reposicionada de modo a proceder ao desbaste de uma nova faixa (por exemplo, adjacente e acima da faixa retirada do nucelo), de modo a retirar uma nova faixa do nucelo.

[0043] Como fica claro a qualquer técnico na arte, o posicionamento do porta ferramenta (36) durante cada etapa de retirada da camada de nucelo (29) da semi-copra (30) presume que o sistema trabalhe com dois valores previamente conhecidos, quais a espessura do nucelo (29) e o comprimento da ponta desbastadora (38). Em relação ao comprimento da ponta desbastadora (38), tal valor é informado ao processador (50), via o teclado (17c), ou através de sistema integrado, antes de se iniciar o processamento da semi-copra (30). Já a espessura da camada de nucelo (29) é um parâmetro previamente informado ao sistema, posto que tal espessura não apresenta grandes variações de coco para coco, de fato sendo da ordem de alguns milímetros.

[0044] Já em relação a dita ponta desbastadora (38), obviamente que quanto maior o seu comprimento, mais largas serão as faixas de material removido. E como decorrência, a operação total resulta com menor tempo, porém com maiores perdas em relação ao endosperma sólido. Já o emprego de uma ponta desbastadora (38) de menor comprimento permite uma sensível redução na perda de material (endosperma sólido 25), porém leva a necessidade de um aumento na quantidade de camadas a serem removidas, assim incrementando o tempo total de processamento de uma semi-copra (30).

[0045] Por fim, há de se ressaltar que o posicionamento do porta ferramenta (36) é realizado através da atuação do processador (50) concomitantemente nos motores (3, 4 e 7), de modo a posicionar, e manter posicionada, a ponta desbastadora (38) durante todo o giro do apoio cônico vazado (8), e portanto da semi-copra (30). Alternativa mente, e como uma variante da presente invenção, ao invés do sistema manter a o apoio cônico vazado (8) fixo em relação a unidade de movimentação de uma ferramenta de desbastamento (2), a dita ferramenta de desbastamento (2) pode ser mantida fixa e toda a movimentação espacial transferida para um suporte apropriado do apoio cônico vazado (8), sem qualquer mudança no resultado final.

[0046] Finalmente, a presente invenção compreende ainda um método para o desbaste automático do nucelo (29) da superfície externa do endosperma sólido (25). Assim, tal método compreende basicamente determinar o perfil externo da semi-copra (30) a partir do mapeamento espacial da mesma e, em seguida, direcionar uma ferramenta de desbastamento (2) de modo a remover camadas adjacentes de material em função do perfil externo previamente definido.

[0047] Em especial, a presente invenção compreende ainda um método para descascar de forma autônoma uma noz, compreendendo as etapas de: acionar a câmera ótica (11) e uma respectiva retro iluminação (15), com a dita noz interposta entre a dita câmera ótica (11) e a dita retro iluminação (15), a dita noz estando em rotação, de modo a delimitar o perfil externo da noz e armazenar, através de um sistema de coordenadas, a posição de cada ponto do perfil externo da noz em uma memória (51); e comandar os meios de movimentação de um porta ferramenta (36) de modo que a ponta desbastadora (38) retire faixas sucessivas e adjacentes da superfície externa da noz.

[0048] Mais em particular, a dita etapa de acionar a câmera ótica (11) e uma respectiva retro iluminação (15) compreende realizar uma série de fotografias, cada qual vinculada a uma posição angular da noz, e identificar por meio de contraste (por exemplo através de uma ferramenta lógica de identificação de imagens previamente armazenada na memória (51) e gerenciada pelo processador (50), o perfil externo da noz por meio de coordenadas espaciais, ditas coordenadas sendo armazenadas em uma memória (51).

[0049] Em complementação, a etapa de comandar os meios de movimentação de um porta ferramenta (36) compreende o processador (50) recuperar as coordenadas armazenadas na memória (51) e comandar o posicionamento do porta ferramenta (36), através dos motores (3, 4, e 7) de modo que a ponta desbastadora (38) retire uma faixa de espessura pré definida da superfície externa da noz.

[0050] Como resultado, o sistema proposto se mostra altamente eficiente e versátil, inclusive permitindo que seja previamente adotado um compromisso entre velocidade de operação e quantidade de endosperma sólido (25) removido (ou seja, perdas). Ademais, o sistema é totalmente automatizado e autônomo, desta forma podendo ser inserido em uma linha de produção previamente existente ou operado de forma individualizada. Por seu turno, a atuação de pessoas é limitada a etapa de configuração dos parâmetros operacionais, ou seja, não é prevista nenhuma atuação humana durante a etapa crítica de desbaste da semi-copra (30).

Claims (12)

1. Sistema para descascar de forma autônoma uma noz, em particular para a remoção do nucelo (29) de uma copra de coco, em particular de uma semi-copra (30) proveniente de um coco após as etapas de remoção do pericarpo (20), remoção do endosperma líquido (26) e corte radial da copra em dois hemisférios semelhantes, caracterizado pelo fato de compreender: - uma unidade de suporte para a semi-copra (30), compreendendo um apoio cônico vazado (8) apto a receber a semi-copra (30) de forma imóvel em relação ao dito apoio cônico vazado (8), dita semi-copra (30) estando apto a girar ao redor do seu eixo em conjunto com o apoio cônico vazado (8); - um sistema fotométrico de identificação da conformação da semi-copra (30), compreendendo uma câmera ótica (11) e uma retro iluminação (15), dita câmera ótica (11) estando alinhada e radialmente oposta em relação à dita retro iluminação (15) de modo a interceptar a semi-copra (30), dito sistema estando apto a definir o perfil externo da semi-copra (30); - uma unidade de movimentação de uma ferramenta de desbastamento (2), compreendendo um porta ferramenta (36) apto a fixar e movimentar uma ponta desbastadora (38), acionada por um motor da ferramenta (5), por uma plano que intercepta a semi-copra (30); e - um processador (50), disposto em uma caixa de proteção (13) a qual compreende ainda um painel de controle (17), uma memória (51), um dispositivo controlador (12) e um I/O (52) e apto a: - acionar a câmera ótica (11) e a retro iluminação (15), com a semi-copra (30) em rotação, de modo a delimitar o perfil externo da semi-copra (30) e armazenar, através de um sistema de coordenadas, a posição de cada ponto do perfil externo da semi-copra (30) na memória (51); e - comandar os meios de movimentação do porta ferramenta (36) de modo que a ponta desbastadora (38) retire faixas sucessivas e adjacentes da superfície externa da semi-copra (30), as quais contém o nucelo.

2. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que os ditos meios de movimentação do porta ferramenta (36) compreendem um par de braços (32, 33) ortogonalmente dispostos entre eles, cada qual compreendendo um respectivo patim (34, 35) que desliza pelo comprimento do respectivo braço por ação de um respectivo motor (3, 4), e sendo que o patim horizontal (34) suporta o braço vertical (33), enquanto que o patim vertical (35) suporta o porta ferramenta (36).

3. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que comandar os meios de movimentação do porta ferramenta (36) compreende posicionar a ponta desbastadora (38) em contato com a superfície da semi-copra (30), com a semicopra (30) em giro, de modo a retirar uma faixa de material da copra, faixa esta contendo o nucelo (29) e um resíduo do endosperma sólido (25), a partir da remoção de uma espessura controlada da superfície da semi-copra (30).

4. Sistema, de acordo com a reivindicação 1 ou 3, caracterizado pelo fato de que a espessura controlada da faixa de material da copra que é retirada, é definida pelo processador (50) em função do perfil externo da semi-copra (30) e da espessura do nucelo (29) previamente conhecida.

5. Equipamento para descascar de forma autônoma uma noz, em particular para a remoção do nucelo (29) de uma copra de coco, em particular de uma semi-copra (30) proveniente de um coco após as etapas de remoção do pericarpo (20), remoção do endosperma líquido (26) e corte radial da copra em dois hemisférios semelhantes, caracterizado pelo fato de compreender uma estrutura de suporte apta a fixar e a sustentar: - uma caixa de proteção (13) a qual compreende, operacionalmente interconectados, um processador (50), uma memória (51), um dispositivo controlador (12) e painel de controle (17), além de um I/O (52) destinado à interconexão, para envio e recebimento de dados, energia, e outros, dos dispositivos da caixa de proteção (13) com exterior; - uma unidade de suporte para a semi-copra (30), compreendendo um apoio cônico vazado (8) de conformação em oca, ou parcialmente oca, e dotado de uma abertura superior (40) que interliga o ambiente externo superior a uma bomba de vácuo (9), hermeticamente disposta abaixo do apoio cônico vazado (8), e sendo que dito conjunto apoio cônico vazado (8) e bomba de vácuo (9) está apto a girar sob a ação de um motor de rotação (10); - um sistema fotométrico de identificação da conformação da semi-copra (30), compreendendo uma câmera ótica (11) e uma retro iluminação (15), dita câmera ótica (11) estando suportada, alinhada e radialmente oposta em relação à dita retro iluminação (15) de modo a interceptar a semi-copra (30); e - uma unidade de movimentação de uma ferramenta de desbastamento (2), compreendendo um porta ferramenta (36) apto a fixar e movimentar uma ponta desbastadora (38), acionada por um motor da ferramenta (5), por uma plano que intercepta a semi-copra (30).

6. Equipamento, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que a dita unidade de suporte da semi-copra (30) e a unidade de movimentação de uma ferramenta de desbastamento (2) estão fixadas em um braço em L (39) de modo a vincular, em posição relativa, a dita unidade de suporte para a semi-copra (30) com a dita unidade de movimentação de uma ferramenta de desbastamento (2).

7. Equipamento, de acordo com as reivindicações 5 ou 6, caracterizado pelo fato de que a dita ferramenta de desbastamento (2) compreende um motor da ferramenta (5) e uma manopla (37), mecanicamente interligados em rotação por meio de um cabo de transmissão (6), dita manopla (37) suportando uma ponta desbastadora (38) e sendo suportada por um porta ferramenta (36).

8. Equipamento, de acordo com as reivindicações 5 ou 7, caracterizado pelo fato de que a dita unidade de movimentação de uma ferramenta de desbastamento (2) compreende um braço horizontal (32) e um braço vertical (33) ortogonalmente dispostos e interligados a partir de um patim horizontal (34), sendo que o dito patim horizontal (34) é rigidamente conectado na extremidade superior do braço vertical (33), e ligado, de forma deslizante, no braço horizontal (32), e sendo que o patim vertical (35) é ligado, de forma deslizante, em relação ao braço vertical (33), dito patim vertical (35) recebe e suporta um motor de inclinação (7), disposto transversalmente em relação ao corpo do dito patim vertical (35), o qual acopla, na extremidade projetante do seu eixo de saída o dito porta ferramenta (36) para a ferramenta de desbastamento (2).

9. Equipamento, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que o dito patim horizontal (34) é acoplado a um fuso (32’) do braço horizontal (32), dito fuso (32’) sendo acionado, em giro, por um motor horizontal (3); e sendo que o dito patim vertical (35) é acoplado a um fuso (33’) do braço vertical (33), dito fuso (33’) sendo acionado, em giro, por um motor vertical (4).

10. Método para descascar de forma autônoma uma noz, caracterizado pelo fato de compreender as etapas de: - acionar a câmera ótica (11) e uma respectiva retro iluminação (15), com a dita noz interposta entre a dita câmera ótica (11) e a dita retro iluminação (15), a dita noz estando em rotação, de modo a delimitar o perfil externo da noz e armazenar, através de um sistema de coordenadas, a posição de cada ponto do perfil externo da noz em uma memória (51); e - comandar os meios de movimentação de um porta ferramenta (36) de modo que a ponta desbastadora (38) retire faixas sucessivas e adjacentes da superfície externa da noz.

11. Método, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que a etapa de acionar a câmera ótica (11) e uma respectiva retro iluminação (15) compreende realizar uma série de fotografias, cada qual vinculada a uma posição angular da noz, e identificar por meio de contraste o perfil externo da noz por meio de coordenadas espaciais, ditas coordenadas sendo armazenadas em uma memória (51).

12. Método, de acordo com a reivindicação 10 ou 11, caracterizado pelo fato de que a etapa de comandar os meios de movimentação de um porta ferramenta (36) compreende recuperar as coordenadas armazenadas na memória e comandar o posicionamento do porta ferramenta (36) de modo que a ponta desbastadora (38) retire uma faixa de espessura pré definida da superfície externa da noz.

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