CN102272006A - 用于罐装金枪鱼以及类似物的机器和方法 - Google Patents
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Abstract
一种用于罐装金枪鱼以及类似食品的机器,包括:传送带进料器(3);多个配量室,其与进料器(3)对准并且形成在转子(1)中,转子(1)在垂直于进给方向的平面内能旋转;成形口部(4),其将进料器(3)连接到配量室;刀片(5),其将引入到配量室中的产品与大块进给产品(T)分离以获得产品饼;成形装置,其适于使饼成形为希望的形状;以及转移装置,其设置在通过转子(1)的部分旋转能到达的第二工位处,以将成形的饼转移到罐头盒中,罐头盒由第二转子(2)携载。连接口部(4)具有大体恒定形状的横截面,并且当配量室仍然与进料器(3)对准时,由沿着转子(1)的臂径向移动的成形器在配量室中执行成形。
Description
本发明涉及用于罐装金枪鱼以及类似物的机器,并且具体地涉及意图在罐装过程中对金枪鱼的损坏最小并且获得大体恒定重量的罐头的机器和方法。
在下文中,将特别参考金枪鱼的罐装,然而应该清楚的是,所说的内容也适用于具有相似特性的其它食品的罐装,如其它类型的鱼、肉等等。
已知罐装金枪鱼时的主要困难是获得具有恒定重量的罐头以避免生产浪费、以及在罐头被打开时呈现给消费者品相良好的产品,因为这在很大程度上决定了产品价值。由于金枪鱼的固有性质故不容易克服这些困难,金枪鱼是从一批到一批甚至从腰肉到腰肉在致密度、密度以及形状上显示出很大不同的食品。
此外,显然,制造者设法从原材料获得最大数量的成品,因此必须处理原材料以尽可能多地避免破碎以及液体损失,破碎以及液体损失导致待罐装的原材料重量减少。清楚地,上述全部都必须通过保证足够生产率的一种机器来实现,因为太慢的机器和方法导致过高的成本所致。
因此,罐装过程的主要阶段是从大块送入产品分离出具有合适重量的金枪鱼饼,所述金枪鱼饼的重量既不太低而冒罐头重量不足的危险,又不能太高而减少原材料的产量;以及使其成形为适合于引入到罐头盒中的一种形状,典型地是一种圆柱体形状。在下文中,将特别参考罐装在常规圆形罐头盒中的罐装,然而清楚的是,所说的内容也适用于在具有诸如椭圆形、带有圆角的矩形以及类似形状的其它形状的罐头盒中罐装、以及在罐子或其它容器中的罐装。
依据上述主要阶段的顺序,现有技术的机器和方法基本上可以被分成两类,即,首先配量并且然后成形、或反之。在实践中,在第一类型的机器中,产品在被送入配量室时成形并且从大块产品上切下的饼已经具有适合于罐装的形状,而在第二类型的机器中,具有适当重量并且大体四边形形状的饼从大块产品上切下并且随后成形以引入到罐头盒中。
第一类型的机器的最近示例可以在WO 2004/103820中找到,其中披露了用于同时获得两个常规圆形罐头的一种机器,所述机器包括具有矩形入口以及双筒形出口的成形口部,所述成形口部被竖直刀横穿,所述竖直刀垂直于进给方向往复运动以将金枪鱼腰部分成两部分。所述口部将传送带金枪鱼进料器连接到在转子中形成的两个配量室,所述转子在垂直于所述进料器的平面中旋转以将这两个配量室带到第二工位,在所述第二工位处圆形饼被转移到罐头盒中。这种类型的机器具有若干个缺点,这些缺点是由从口部的矩形入口部分移到无拐角的出口部分所需的对金枪鱼的大推力引起的。
第一缺点是损坏了金枪鱼的外表面,金枪鱼的外表面沿着口部的内壁以高摩擦力刮擦以适应截面形状的较大变化;这种摩擦还引起了金枪鱼的外周纤维的压缩,这因此导致了在离开口部时具有不均匀的密度。这种压缩还引起了包括液体损失和破碎的金枪鱼“压榨”的另外缺点,这不但减少了原材料的产量,而且还可能通过机器间隙渗漏而使机械装置被污染和堵塞。
由这种摩擦引起的另一个缺点是以下事实,即在前进时金枪鱼的中心纤维相对于外周纤维更为畅通,由此在切割后所获得的饼倾向于是凸形的。这可在罐装之后的步骤中引起问题,因为较高的罐头中心部分会接触罐头盖并且因此在消毒过程中燃烧,或它可能不被控制液体(油或其它)充分地覆盖。
最后,应该指出的是,这种罐装方法对金枪鱼的已有高固有变化性更敏感,因为传送带对金枪鱼的推动必须被连续调整、并且受大块进给产品的流动和受进料中可能的不规则物或暂停的影响。尽管存在称重传感器,但这也影响了确定饼重量的精度,上述称重传感器根据金枪鱼施加在底部插塞上的推力来控制传送带的操作,所述插塞封闭配量室。
第二类型机器的最常见示例在过去三十年中实际上保持未变并且在US 4116600中说明:金枪鱼由定位在传送带进料器端部处的刀以近似量切割,然后被撞击装置垂直地推入到带有半圆形凹型底部的计量凹室(metering pocket)中,在所述计量凹室处第二把刀封闭所述凹室并且限定精确量。这个计量凹室由两个相邻的外周凹室构成,这两个外周凹室形成在两个旋转转台中,在这两个转台之间设置了第三把刀,所述第三把刀将因此形成的金枪鱼饼分成两个饼,并且然后每个转台独立地朝第二工位旋转,在将饼移动到第三工位之前,在所述第二工位处通过带有凹型半圆形接触表面的相应的径向柱塞完成成形,在所述第三工位处进行向罐头盒中的转移。
尽管这种类型的机器不使金枪鱼经受如在第一类型机器中的成形口部的大摩擦力,但是它也具有不同种类的多个缺点。
首先,产品配量是通过借助于垂直撞击装置填充计量凹室而实现的,所述垂直撞击装置必须以尽可能均匀的压力压缩金枪鱼,以获得恒定的密度以及因此恒定的饼重量。然而,如以上所讨论的,金枪鱼的固有性质以及形状的不规则、进料以及流动使得难以实现恒定的重量,特别是因为不存在为进料器提供反馈的称重传感器或其它系统。另一方面,增加撞击装置撞击力以减少这种不规则性的影响导致了对金枪鱼的“压榨”,这增加了产品的损坏以及更低的产量。
其次,尽管金枪鱼未被强制通过成形口部,然而它在获得最终形状之前经受沿着不同表面的三次切割以及两次移位:通过垂直于传送带的撞击装置刮擦而进入计量凹室的第一次移位,以及在转台中抵靠着第一与第二工位之间的机器壳体的内表面刮擦的第二次移位。这还暗示了各种摩擦以及伴随有随后的液体损失以及破碎的风险,除此之外还有机器的一定程度的复杂性,所述机器还由于执行这种罐装方法所需的若干种运动而具有低生产率。此外,转台的转速不能太高,以防止在旋转过程中离心力增加转台与壳体的摩擦力。
在专利公开文献US 5887413和WO 2008/109084中披露的对这种机器的后续改进分别涉及借助于可调端板改变饼厚度的可能性、以及由于相对的顶出柱塞(knock-out plunger)而总是具有面向罐头盖的最后切割表面的可能性,然而它们没有克服任何上述缺点。
相同的缺点,甚至更大程度的缺点,出现在EP 1448445中披露的机器中,所述机器执行一种类似的罐装方法,但是它提供了通过推动金枪鱼抵靠固定刀片而在计量凹室中分割饼、并且通过在成形之前推动饼抵靠第二固定刀片而在第二腔室中进行后续的次级分割。显然,更高数目的移位和固定刀片的使用增加了产品的摩擦、损失以及损坏。
因此,本发明的目的是提供克服上述缺点的罐装机器和方法。这个目的是借助于一种方法并且借助于执行所述方法的一种相应的机器实现的,所述方法提供了首先配量、并且然后无需中间移位而在相同的第一工位使饼成形,所述机器具有总体上类似于在WO 2004/103820中披露的结构的一种结构,但是不具有成形口部,而具有在所述第一工位处起作用的径向成形构件。
根据本发明的机器和方法的第一重要优点是:由于摩擦和移位被最小化、同时重量控制是通过如在WO 2004/103820中的压力传感器(称重传感器或类似元件)的反馈来实现的事实,从而获得具有特佳质量外观和恒定重量的金枪鱼饼的优点。
本方法和相应的机器的第二大优点是:由于方法的简化和允许以更高速度操作的机器,实现了比现有技术的机器高得多的高生产率。
所述方法和相应机器的另一个显著优点源于以下事实:它们所依据的一般概念可以被适当地应用于根据需要具有不同生产率水平的多种机器中,并且与此同时总是保持基本结构的简化。
参考附图,从本发明实施方式的以下详述中,本领域普通技术人员将清楚根据本发明的机器和方法的这些和其它优点和特性,在附图中:
图1是示意性地示出根据本发明的机器的基本构件的主视立体图;
图2是类似于前一图的局部放大视图,其更好地示出所述机器的一些细节;
图3是将进料器连接到配量室上的口部的主视立体图,上述口部带有用于纵向分割被进给的大块金枪鱼的切割装置;
图4是无顶壁情况下的图3的口部的俯视平面图;
图5是处于配量阶段与成形阶段之间的位置的主转子的主视立体图,为清楚起见移除了一部分;
图6是在将金枪鱼进给到配量室的初始步骤中,图1的机器的侧面局部剖视图;
图7是类似于图6的视图,示出分离金枪鱼饼的步骤;
图8是类似于图6的视图,示出准备使金枪鱼饼成形的步骤;
图9是类似于图6的视图,示出使金枪鱼饼成形的步骤;
图10是类似于图6的视图,示出准备将成形的饼朝转移到罐头盒中的工位移位的步骤;
图11是在对应于图10的步骤中的主转子的主视立体图,为清楚起见移除了一部分。
参见图1和图2,可见根据本发明的一种机器具有与在WO 2004/103820中说明的机器相似的总体结构,因为它包括主转子1和次级转子2,主转子1和次级转子2部分重叠并且在垂直于传送带进料器3的平面内旋转,传送带进料器3进给大块金枪鱼T。所述进料器3通常包括底带3a、两个较短的侧带3b以及更短的顶带3c,这些带协作将大块金枪鱼T输送到口部4,这在图2中更清楚地可见,在图2中为清楚起见已移除右侧带3b。
该口部4将进料器3的出口连接到三个配量室,所述三个配量室形成在主转子1中并且与所述出口对准。底部刀片5在口部4的出口与转子1之间沿竖直方向往复运动,以在三个配量室中形成分离于大块金枪鱼T的三个金枪鱼饼,如将对其进一步更好解释的。
应该指出的是,尽管这些图示出了适用于同时罐装三个金枪鱼饼的示例性实施方式,但根据本发明的机器和方法可应用于在每个周期中生产不同数量(一个、两个、四个或更多)的罐头的生产中,三个被认为是在机器的复杂性与生产率之间的最佳折中方案。实际上,对于本领域普通技术人员清楚的是,以上例示的构件,即转子1和2、进料器3、口部4以及刀片5的尺寸可以容易地适配于在每个机器周期中待生产的不同数量的罐头,也可以适配于不同形状的罐头。
如前面所提到的,本发明机器的第一新颖方面是由在图3和图4中详细图示的连接口部4给出。该口部4具有形状大体恒定的截面,例如分成三个基本上等面积的分开的正方形截面的矩形形状,从而不对穿过其中的大块金枪鱼执行任何显著的成形步骤,以防止在本说明书的背景技术部分中提到的问题,如沿着周边的摩擦。
这在图4的俯视平面图中特别清楚,其示出对应于金枪鱼通过截面的阴影线区域对于口部4的大部分长度如何保持不变而直到接近出口为止,在所述接近出口处,一对被提供有与进料器3的运动同步的竖直往复运动的刻刀6设置在一对楔形分流器7之前,以便将大块金枪鱼沿纵向分成三部分,并将两个外部部分引导到两个外部配量室。
然而,应该注意的是,口部4的横截面面积可以在入口横截面与出口横截面之间略微减小,所述减小适于实现对产品略微预压缩,这种略微预压缩用于补偿进料器3进料中可能的不规则性。例如,口部4的横截面可以在入口横截面处具有矩形形状、或更一般地为四边形形状,以及在出口横截面处具有带有斜角的矩形形状,这也有利于将金枪鱼引入到所述配量室中。
现在参见图5,在此更详细地图示了主转子1的结构,在将金枪鱼饼移到将它们转移到罐头盒中的后续工位之前,所述转子在同一工位处按顺序实现了对这些金枪鱼饼的配量和成形。
转子1基本上是十字形的,在十字的四个相同臂1b的每一个中并排形成一组三个的成形室1a,所述转子如箭头所示地顺时针旋转。以下将参考第一配量和成形工位在转子1的下部位置即“6点钟”位置的设置、以及第二饼转移工位在其后的左侧位置即“9点钟”位置的设置来说明所述机器的结构和操作,但上述仅是这两个工位的若干种可能设置中的一种。
实际上,清楚的是,所说的内容也适用于定位在其它位置的两个工位,这两个工位甚至是不连续的、但显然第一工位必须沿转子1的旋转方向位于第二工位之前。因此,在下文中,将总体上参考这些构件相对于径向而言的内部/外部或近侧/远侧位置,因为上述两个工位可以定位在转子1的任何位置处。
在所述第一工位处,三个配量室在三个成形室1a的远端处由前插塞8、平坦的内部挡板9以及外部挡板10限定,前插塞8作为这些室的背部并且阻止大块金枪鱼T前进,外部挡板10具有与金枪鱼接触的内平坦表面、以及成形为与臂1b的末端11的内侧成形表面相配合的外表面,所述臂1b的末端11的内侧成形表面作为成形室1a的远端。
更确切地说,末端11的所述内侧表面优选地具有中心轮廓11b以及两个大体半圆形的侧部轮廓11a,所述中心轮廓略微向内偏移并且因此沿着比半圆短的圆弧延伸,所述半圆的其余部分形成在径向隔板12中,这些径向隔板12分隔开三个成形室1a。这种沿径向的位置偏移允许减小这些配量室之间沿圆周方向的距离,因此减少由刀6切割并且由分流器7引导的金枪鱼的侧面部分朝这些侧面的配量室所需的横向移位,因此导致对产品的损坏最小化。
前插塞8连接到饼配量控制系统13,饼配量控制系统13包括压力传感器,优选为称重传感器,如从WO 2004/103820已知的,所述压力传感器的输出信号用于进料器3的反馈控制,但是不会发生通过将金枪鱼进给通过成形口部而引起的问题。控制系统13还可以包括动态秤(未示出)或其它控制系统,所述动态秤或其它控制系统适于检测离开机器的罐头的重量,并且适于将离开机器的罐头的重量与被所述压力传感器检测到的值进行比较以执行对所述传感器的动态反馈调整。
插塞8和挡板9、10按照图5中各箭头所指示的,在静止位置与工作位置之间借助于未示出的相应致动器纵向移动,在所述工作位置时它们限定了配量室的侧面。清楚的是,为了结构简化,插塞8和挡板9、10形成为呈横跨径向隔板12进入成形室1a的形状的单一本体,但是还有可能的是为每个成形室提供独立本体,然而这将需要多个致动器。在任何情况下,为了上述控制系统13有效操作,总是优选设置有连接到压力传感器的单一插塞8。此外,所述插塞8的工作位置优选地是通过控制系统13在2-3mm范围内可调整的,以便实现调整饼重量的进一步可能性。
如图7所示,为了使由刀片5执行切割所获得的具有大体平行六面体形状的金枪鱼饼T’形成圆柱体形状,称为“成形器”的具有半圆形状的外表面的移动构件14,以在每个成形室1a中可沿径向滑动到配量室内部的方式设置。
考虑到插塞8的位置调整范围,成形器14的纵向厚度必须与配量室的最大可能深度对应,因此在成形器14的径向运动与插塞8的工作位置之间大体存在干涉。此外,考虑到中心轮廓11b的偏移位置,中心成形器14的径向长度必须相应地减小(或者如果中心轮廓11b向外偏移,则反之增大)。
在图5中由相应箭头指示的成形器14的径向往复运动是借助于总体设置在转子1的轮毂15处的致动器执行的,在此处也接收整个转子1的旋转运动。这些致动器未被图示出,是因为它们可以用本领域普通技术人员所熟知的不同方式来制造。最后,为了给转子1提供更大的结构刚度,臂1b优选地通过接合末端11的连杆16互相连接。
从以下参照图6至图10给出的以下说明中易于理解根据本发明的罐装机器的简单和有效操作以及相应的罐装方法,在这些图中,为了清楚以垂直截面描绘出在虚线框之内的区域。
在图6的初始位置中,大块金枪鱼T通过连接口部4前进,直到它抵靠插塞8停止,所述插塞8与挡板9和10一起限定了配量室,并且由控制系统13通过压力传感器检测到的金枪鱼对插塞8的压力使进料器3停止。
如图7所示,在接下来的分离金枪鱼饼的步骤中,刀片5上升以切割大块金枪鱼T,并且封闭配量室的前面,在这些配量室中留下了平行六面体形状的饼T’。之后,如图8所示,插塞8和外部挡板10向后移动以避免干涉成形器14的径向运动,并且排成一行以形成成形室的背部,而内部挡板9向后移动得更远,停止在转子1的外部。
如图9所示,在这个位置,可以执行金枪鱼饼T’的成形阶段,其中这些饼被成形器14的径向运动推动而抵靠末端11的成形内表面,所述成形内表面使饼的外部半部成形,同时成形器14的外表面使饼的内部半部成形。如图10所示,此时,金枪鱼饼T″已经呈现圆柱形的圆形形状,并且通过成形器14牢牢地保持抵靠末端11,同时插塞8和外部挡板10进一步向后移动,以与转子1外侧的内部挡板9对齐。
这也是在图11的立体图中所图示的位置,从图11可以清楚这三个圆形饼T″如何可以经过顺时针90度的旋转而到达第二工位,在所述第二工位处它们将通过未示出的已知装置——典型地是柱塞——被转移到由次级转子2(未示出)携载的三个罐头盒B中。因为在饼T″已经成形并且由成形器14保持的情况下进行从第一工位到第二工位的移位,所以清楚的是,它可以快速地执行,而不损坏产品。
最后,在将这些饼转移到罐头盒中之后,成形器14返回到在成形室1a近端处的静止位置,以经过其它两个“12点钟”和“3点钟”位置,这两个位置仅是通过工位。显然地,因为所有四个臂1b都是相同的,所以转子1的每次完整旋转都对应四个罐装周期、并且因此对应12个罐头的生产,证明了本发明的机器的高生产率。
清楚的是,以上说明并例示的根据本发明的机器和方法的实施方式只是易于有不同修改的示例。特别地,除了以上已经提到的各种可能变化之外,从大块金枪鱼T上分离金枪鱼饼T’和将大块金枪鱼T分成多个部分,可以通过尽管在技术上等同、但各自不同于刀片5和刀6的切割装置(例如,旋转刀片)实现。
相似地,将罐头盒B送到第二工位的进料器可以不同于次级转子2(例如,轨道引导),并且可以将罐头盒B带到转子1的相对于图1、2和11中图示一侧的相对侧。以此方式,饼T″的与刀片5相接触的最光滑的侧面在转移时将位于罐头盒B的顶侧。
最后,显然,转子1可以具有不同数量的臂1b,只要它们沿着转子1周边等距间隔即可。
Claims (15)
1.用于罐装金枪鱼以及类似食品的机器,包括:
传送带进料器(3);
至少一个配量室,所述至少一个配量室与所述进料器(3)对齐,并且形成在转子(1)中,所述转子(1)在垂直于进给方向的平面内能旋转;
口部(4),所述口部(4)将所述进料器(3)连接到所述至少一个配量室;
切割装置(5),所述切割装置(5)适于将引入到所述至少一个配量室中的产品与大块进给产品(T)分离,以获得产品饼(T’);
成形装置,所述成形装置适于使所述饼成形为希望的形状(T″);以及
转移装置,所述转移装置设置在通过所述转子(1)的部分旋转能到达的第二工位处,并且适于将所述成形的饼(T″)从所述至少一个配量室转移到罐头盒(B)中,所述罐头盒(B)由罐头盒进料器携载,
其特征在于,
所述口部(4)具有形状大体恒定的横截面,所述至少一个配量室借助于挡板(9,10)被限定在对应的至少一个成形室(1a)中,所述挡板(9,10)适于用平坦表面界定所述至少一个成形室的径向端部,所述成形装置由所述至少一个成形室(1a)的成形径向末端(11)和至少一个相对的成形构件(14)构成,所述成形构件(14)在静止位置与工作位置之间能径向移动,在所述工作位置处所述产品被推抵在所述成形径向末端(11)上,以及
所述挡板(9,10)在静止位置与工作位置之间能移动,在所述工作位置处所述挡板(9,10)占据所述至少一个成形室(1a)的端部,并且用于能移动的所述挡板(9,10)和所述至少一个成形构件(14)的驱动装置适于将所述挡板(9,10)从所述至少一个成形室移离,并且适于当所述至少一个成形室仍然与所述进料器(3)对准时接着执行所述至少一个成形构件(14)的所述径向移动。
2.根据权利要求1所述的机器,其特征在于,所述机器进一步包括插塞(8),所述插塞(8)在静止位置与工作位置之间纵向移动,在所述工作位置处所述插塞(8)作为所述至少一个配量室的背部,所述插塞(8)连接到控制系统(13),所述控制系统(13)包括压力传感器,所述压力传感器的输出信号用于待罐装的产品的进料器(3)的反馈控制。
3.根据前一权利要求所述的机器,其特征在于,所述压力传感器是称重传感器。
4.根据权利要求2或3所述的机器,其特征在于,所述机器进一步包括秤,所述秤设置在所述第二工位的下游以检测离开机器的罐头(B)的重量,并且所述秤的输出信号用于调整所述压力传感器的反馈控制。
5.根据权利要求2至4中任一项所述的机器,其特征在于,所述机器进一步包括用于调整能移动的所述插塞(8)的工作位置的装置。
6.根据上述权利要求中任一项所述的机器,其特征在于,所述口部(4)的横截面面积在入口横截面与出口横截面之间以适于实现对所述产品略微预压缩的程度减小。
7.根据上述权利要求中任一项所述的机器,其特征在于,所述口部(4)的横截面具有在入口横截面处的四边形形状以及在出口横截面处的带有斜角的四边形形状。
8.根据上述权利要求中任一项所述的机器,其特征在于,所述机器包括:
多个配量室,所述多个配量室并排形成在所述转子(1)中;
一个或多个竖直切割装置(6),所述一个或多个竖直切割装置(6)穿过所述口部(4),以将大块进给产品(T)纵向分割成与所述配量室一样多的部分;以及
楔形分流器(7),所述楔形分流器(7)设置在每个所述切割装置(6)的下游,并且适于朝所述相应的配量室引导产品的一部分。
9.根据前一权利要求以及权利要求2至5中任一项所述的机器,其特征在于,所有的能移动的所述插塞(8)接合以形成单一的插塞(8),并且连接到单一的压力传感器。
10.根据权利要求8或9所述的机器,其特征在于,所述机器包括至少三个配量室,并且每个所述室在径向方向上相对于相邻室略微地偏移。
11.根据上述权利要求中任一项所述的机器,其特征在于,用于罐头盒(B)的进料器是第二转子(2),所述第二转子(2)在平行于所述第一转子(1)的旋转平面的平面内能旋转,并且与所述第一转子(1)部分地重叠。
12.借助于根据上述权利要求中任一项所述的机器罐装金枪鱼以及类似食品的方法,其特征在于,所述方法包括以下步骤:
a)在第一工位处借助于进料器(3)和连接口部(4)将产品进给到配量室,所述连接口部(4)不适于执行对穿过其中的大块产品(T)的任何显著成形;
b)将被引入到所述配量室中的产品与大块进给产品(T)分离,以获得产品饼(T’);
c)使所述产品饼(T’)成形为希望的形状;
d)将所述成形的饼(T″)移动到第二工位;
e)将所述成形的饼(T″)转移到罐头盒(B)中。
13.根据前一权利要求所述的方法,其特征在于,所述产品进给步骤a)还包括:在通过所述连接口部(4)的过程中,在将所述大块进给产品(T)引入到多个配量室之前将所述大块进给产品(T)纵向分割成多个部分。
14.根据权利要求12或13所述的方法,其特征在于,所述产品进给步骤a)还包括:在通过所述连接口部(4)的过程中,略微地预压缩所述产品。
15.根据权利要求12至14中任一项所述的方法,其特征在于,所述方法进一步包括另外的步骤f):称重含有所述成形的饼(T″)的罐头盒(B),以及接下来的另外步骤g):根据所述称重的结果反馈控制步骤b)。
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