CN110023050A - 用于校准分割装置的方法 - Google Patents

Abstract

校准系统(100)包括用于承载工作产品(104)的传送系统(102)，工作产品(104)布置在沿着传送器延伸的多个通道中以待被修剪和/或切割成部分(P)。扫描仪(110)扫描工作产品，并且由一个或多个切割器组成的切割器系统(120)布置成阵列或一系列切割器组件，用于将工作产品切割成具有所需尺寸或其它物理参数的端件(P)。处理器/计算机(150)使用扫描程序或分割程序确定如何将工作产品分成一个或多个端件产品组。然后，使用分割软件的处理器/计算机用作控制器，以根据所选择的最终产品/件(P)控制切割器系统(120)分割工件(104)。

Description

用于校准分割装置的方法

技术领域

本发明涉及使用高速分割机(portioning machine)处理诸如食品的工件，更具体地，涉及这种分割机的校准。

背景技术

包括食品在内的工件根据客户需求由加工者分割或切成小块。此外，多余的脂肪、骨头和其它外来或不需要的材料通常从食品中修剪除去。通常非常希望将食品分割成和/或修剪成均匀的尺寸，例如，用于要在餐馆供应的牛排或在冷冻晚餐或鸡肉汉堡中使用的鸡肉片。

现在，使用高速分割机进行大部分工件，特别是食品的分割/修剪。这些机器使用各种扫描技术来确定食品在移动的传送器上前进时的尺寸和形状。借助于计算机分析所述信息，以确定如何最有效地将食品分成最佳尺寸。例如，顾客可能需要两种不同重量尺寸的鸡胸肉部分，但没有脂肪或有限量的可接受脂肪。鸡胸肉在进料传送带上移动时被扫描，并通过使用计算机确定如何最好地将鸡胸肉分成顾客所需的重量且没有或有限量的脂肪，以最有效地使用鸡胸肉。

在食品从进给转移到切割传送器后，工件的分割和/或修剪可以通过各种切割装置进行，所述切割装置包括高速液体喷射切割器(液体可以包括例如水或液氮)或旋转式或往复式刀片。在许多高速分割系统中，沿传送器的长度定位若干高速水射流切割机，以实现分割/切割工件的高产量。一旦发生分割/修剪，所得到的部分从切割传送器卸载并放置在带走传送器上以进行进一步处理，或者可能放置在储存箱中。

为了使用诸如高速水射流切割器的切割装置进行精确的分割或修剪，需要校准分割系统。在这方面，需要在扫描仪正在观察的内容与水射流切割器的放置或移动之间存在对应关系。这样食品就能准确地分成合适的尺寸或重量，并且还使得从食品中精确地修剪掉脂肪，并且从食品中精确地切除骨头或其它外来的或不期望的材料。

有必要在水射流切割器的横向或交叉带行进方向以及水射流的纵向或下行带行进方向上校准水射流切割器。目前，所述校准通过使用模拟食品(例如，由形成的三维形状)进行。这些Play-Doh形状放置在传送带上并在通过扫描站时进行扫描，然后由水射流切割器切割。在典型的校准过程中，分割器被编程为将模拟的工作产品切成相同重量的两半，左半部和右半部。切割发生后，将两个半部称重。如果两个半部的重量不同，则计算机操作的控制器程序记录两个重量之间的差异并“调整”水射流切割器相对于扫描仪基准的交叉带位置或偏移。对于所使用的每个水射流切割器，该过程重复几次。

图1A、1B和1C示出了当模拟工件WP承载在沿箭头所示的下游方向上的传送带CB上的三个切割。在图1A中，切割器离左侧太远，而在图1B中，切割器距离右侧太远。在图1C中，切割器相对于工件WP正确定位。在图1A和1B的情况下，分割器控制系统调节被校准的水射流切割器相对于扫描仪基准的位置或偏移。

此后，还校准水射流切割器相对于扫描仪在下行带方向上的位置。这可以通过对分割器进行编程以将测试工作产品切成前半部和后半部两半来实现。以这种方式切割测试产品后，将两个半部称重，如果它们的重量存在差异，则分割器控制系统“调整”水射流切割器与扫描仪上的基准点或线之间的距离或延迟。与水射流切割机横向位置的校准过程一样，水射流切割器相对于扫描仪的下行带位置的校准通常每个切割器执行多达十次。

图2A、2B和2C示出了当模拟工件WP承载在沿箭头所示的方向上的传送带CB上时工件的三个切割。在图2A中，工件的切割过早发生，而在图2B中，工件的切割发生得太晚。在图2C中，工件的切割在正确的时间发生，以便将工件分成两个相等尺寸的后半部和前半部。在图2A和2B的情况下，分割器控制系统调节被校准的水射流切割器和在扫描仪处对准的基准点之间的距离或延迟。

可以理解的是，如果使用八个水射流切割器，并且对于每个切割器，进行十次切割以在横向或交叉带方向上校准切割器，并且进行十次额外的切割以沿下行带方向校准水射流切割器，总共切割并称重160个测试件。通常，校准切割装置可能花费至少三个小时。这是一个大量的停机时间，特别是如果每周至少进行一次校准或者如果必须在更换或修理传送器、水射流切割机或分割装置的其它部件之后进行校准。

因此，期望开发一种校准方法，其不仅准确，而且比当前使用的校准过程更快。本公开旨在解决该特定需求。

发明内容

提供该发明内容是为了以简化的形式介绍一些概念，这些概念将在下面的具体实施方式中进一步描述。本发明内容不旨在标识所要求保护的主题的关键特征，也不旨在用于帮助确定所要求保护的主题的范围。

一种校准处理系统的方法，所述处理系统具有用于扫描在传送器上承载的工件的扫描仪和配置为相对于传送器移动的致动器，所述方法包括：

在传送器上加载至少一个模拟工件的目标；

在目标由传送器运输时，扫描目标以在传送器上定位目标并确定目标的物理参数；

在目标由传送器运输时，以致动器相对于目标的位置或移动路径来标记目标；

从传送器上取下标记的目标；

将标记的目标重新加载在传送器上；

重新扫描标记的目标，以定位致动器相对于目标的位置或移动路径；和

计算致动器在横向于传送器的横向行进路径的方向上相对于扫描仪的位置的位置，并基于致动器的相对于目标的定位的位置或移动路径，校准致动器在沿着传送器行进路径的长度的方向上相对于扫描仪的位置。

依照本公开的另一个方案，所述致动器选自切割器、水射流切割器、喷射仪、打印头、冲压头、钻头、穿孔头、钉头、装订头和激光器。

依照本公开的另一个方案，所述目标的标记选自由如下内容组成的组中的步骤来执行：切割目标、在目标中切割形状、刺穿目标、向目标应用记号(indicia)、在目标上形成记号、向目标应用涂料、向目标应用设计、在目标中形成孔；在目标中钻孔、刺穿目标、和在目标中燃烧出形状。

依照本公开的另一个方案，所述目标由以下材料中的一个或多个组成：泡沫塑料、泡沫热塑性塑料、泡沫橡胶、泡沫合成橡胶、聚乳酸、有机食品基材料、橡胶、合成橡胶、纸、纸板和瓦楞纸板。

一种校准处分割系统的方法，所述分割系统具有用于扫描承载在传送器上的工件的扫描仪和配置为相对于传送器行进路径横向移动并沿着传送器行进路径的长度移动的切割器，所述方法包括：

在传送带上加载至少一个模拟工件的目标；

在目标由传送器运输时，扫描目标以在传送器上定位目标并确定目标的物理参数；

当目标由传送器运输时，通过用至少一个切割器以特定切割图案切割目标；

从传送器上去除切割目标；

在传送器上重新加载切割目标；

重新扫描切割目标以分析切割图案相对于目标的位置；和

基于切割图案的位置，校准所述至少一个切割器在横向于传送器的行进方向的方向上相对于扫描仪位置的位置，并基于所分析的目标上的切割图案的位置，校准所述至少一个切割器在沿着传送器的行进的长度方向上相对于扫描仪的位置。

根据本发明的另一个方案，多个目标沿着所述传送器的长度和/或横跨所述传送器的宽度间隔开。在横跨所述传送器的宽度上定位的目标的位置可以对应于横跨所述传送器的一个或多个位置，工件在上述位置由所述传送器承载。

依照本公开的另一个方案，所述特定切割图案包括由所述至少一个切割器在目标中切割的形状，并且其中所述形状选自圆形、椭圆形、三角形、正方形、星形和多面体。此外，从所述工件切割的形状以特定图案布置在所述目标上和/或从所述目标切割的形状沿着所述传送器的行进方向布置。

依照本公开的另一个方案，从所述工件切割的形状平行于所述传送器的一侧布置。

依照本公开的另一个方案，在将所述目标重新加载到所述传送器上之前，从所述目标去除在所述目标中切割的形状。

依照本公开的另一个方案，利用所述至少一个切割器切割目标包括在所述目标中切割预选形状，并且在将所述目标重新加载在所述传送器上之前，从所述目标中去除在所述目标中切割的形状。

依照本公开的另一个方案，所述分割系统包括多个切割器，并且每个切割器在目标上切割出独特的形状。所述独特的形状可以在多个目标中切割出。

依照本公开的另一个方案，分割系统配置为在重新扫描目标时辨认出由扫描仪最初扫描的每个特定目标然后由所述至少一个切割器切割。此外，所述分割系统辨认出在最初由所述扫描仪扫描时由所述分割系统确定的目标的一个或多个物理参数。由所述分割系统辨认出的目标的一个或多个物理参数选自由目标长度、宽度、纵横比、厚度、厚度分布、轮廓、外轮廓、外周边尺寸和/或外周边形状组成的组。

依照本公开的另一个方案，所述物理参数包括位于目标上的记号或切入目标的图案的特征。所述记号可以包括应用于目标的识别码。此外，所述识别码包括在制造时应用于目标的序列号、在执行校准方法时应用于目标的识别码、条形码、1D条形码、2D条形码、3D条形码、QR码和/或RFID标签。

依照本公开的另一个方案，切入目标的图案包括由所述至少一个切割器中的每一个切割器切割到目标中的独特图案。所述独特图案选自由以下组成的组：在目标中至少两次使用相同图案的特定切割器；至少一个切割器在每个切割中在目标中切割不同的独特图案；切入目标的相同图案的不同的排列或组合和切入目标的不同图案的不同的排列或组合。

依照本公开的另一个方案，校准方法还包括：在重新扫描目标时分析目标的物理参数，以使重新扫描的目标与对应的原始扫描目标匹配。校准方法还包括：可以执行在目标的原始扫描期间确定的目标的物理参数到在目标的重新扫描期间确定的目标的物理参数的转换，以协助分析切割图案相对于目标的位置。

依照本公开的另一个方案，校准至少一个切割器包括在目标中切割所述特定图案期间确定所述至少一个切割器的位置，以及在相对于与扫描仪相关的参考位置切割期间存储所述至少一个切割器的确定位置。确定所述至少一个切割器的位置是基于确定在目标中切割的特定图案的物理属性的位置。所述物理属性可以包括切割图案的质心。

依照本公开的另一个方案，所述至少一个切割器的位置在横跨所述传送器的宽度的多个位置处被校准。在横跨传送器的宽度的这些位置可以对应于传送器承载工件的位置。

依照本公开的另一个方案，对于所述至少一个切割器的位置，建立在横向于所述传送器的移动方向的方向上相对于所述扫描仪的位置的基准。对于所述至少一个切割器的位置，建立在沿着所述传送器的移动方向的方向上相对于所述扫描仪的位置的基准。

附图说明

通过参考以下详细描述并结合附图，本发明的前述方案和许多附带优点将变得更容易理解，其中：

图1A、1B和1C示出了在现有用于校准分割机的过程中切割模拟工件，其中模拟件被横向分开；

图2A、2B和2C示出了在使用现有方法校准分割机期间在模拟工件中进行的切割，其中工件被分成前半部和后半部；

图3示出了利用本公开的校准系统和方法的分割系统；

图4是图3的分割系统的载体系统的示意图；

图5是图4的放大的局部视图；

图6是从图5的后侧截取的放大的局部视图；

图7是图4的一部分的正视图，其局部地示出剖视图；

图8是图5的剖视图；

图9是在扫描期间施加到工件上的光条纹或激光线的示意图；

图10是X射线扫描仪的示意图；

图11是本发明的一种校准方法的流程图；

图12是本发明的校准目标的示意图；

图13是类似于图12的视图，示出了由图3所示系统的切割器在目标中切割的校准孔；

图14A-14F示意性地示出了校准目标在校准过程中可以移动或扭曲的方式；

图15是表示校准切割器相对于交叉带方向上的对准的结果的表格；

图16是表示沿下行带校准切割器的结果的表格；

图17是说明用于校准图3的系统的切割器的一个可能的基准位置的示意图；和

图18是本公开的另一校准过程的流程图。

具体实施方式

以下结合附图阐述的描述旨在作为所公开的主题的各种实施例的描述，而不旨在表示仅有的实施例，其中相同的附图标记表示相同的元件。本公开中描述的每个实施例仅作为示例或说明提供，并且不应被解释为比其它实施例优选或有利。本文提供的说明性实施例不旨在穷举或将本公开限制于所公开的精确形式。类似地，本文描述的任何步骤可以与其它步骤或步骤的组合互换，以便实现相同或基本相似的结果。

在以下描述中，阐述了许多具体细节以便提供对本公开的示例性实施例的透彻理解。然而，对于本领域技术人员显而易见的是，可以在没有一些或所有具体细节的情况下实践本公开的许多实施例。在一些情况下，没有详细描述公知的处理步骤，以免不必要地模糊本公开的各个方案。此外，应当理解，本公开的实施例可以采用本文描述的特征的任何组合。

本申请可包括对“方向”的指代，例如“向前”、“向后”、“前”、“后”、“在前”、“在后”、“向上”、“向下”、“在......之上”、“在......之下”“顶部”、“底部”、“右手”、“左手”、“内”、“外”、“延伸”、“前进”、“缩回”、“近侧”和“远侧”。本申请中的这些参考文献和其它类似参考文献仅用于帮助描述和理解本公开，并且不旨在将本发明限制于这些方向。

本申请可以包括修饰语，例如词语“一般”、“接近”、“大约”或“基本上”。这些术语旨在用作修饰语以指示所讨论的“尺寸”、“形状”、“温度”、“时间”或其它物理参数不必是精确的，而是可以变化，只要可以执行所需的功能即可。例如，在短语“基本为圆形”中，只要可以执行所讨论的结构的所需功能，形状就不必是精确的圆形。

在以下描述和附图中，相应的系统，组件，装置和单元可以由相同的部件编号标识，但具有alpha后缀。不重复对这些系统组件，装置和单元的相同或相似的部件/组件的描述，以避免本申请中的冗余。

在本申请和权利要求中，对提及的“食物”、“食品”、“食品片”和“食品条”可互换使用，并且意味着包括所有方式的食品。这些食物可包括例如肉、鱼、家禽、水果、蔬菜、坚果或其它类型的食物。而且，本系统、装置和方法涉及生食食品，以及部分和/或完全加工或烹饪的食品。

此外，本申请中公开并在本权利要求中限定的系统，装置和方法，虽然特别适用于食品或食品条，但也可以在食品领域外使用。因此，本申请和权利要求引用了“工作产品”和“工件”，这些术语彼此同义。应理解，对工作产品和工件的提及还包括食物、食品、食品片和食品条。

本公开的系统、装置和方法包括扫描包括食品的工件，以确定工件的包括工件的尺寸和/或形状的物理参数。除了其它参数之外，这样的尺寸和/或形状参数可以包括工件长度、宽度、纵横比、厚度、厚度分布(profile)、轮廓、外轮廓、外周边、外周边构造、外周边尺寸、外周边形状和/或重量。关于包括食品的工件的长度、宽度、长度/宽度纵横比和厚度的物理参数，这样的物理参数可以包括这些参数的最大值、均值、平均值和/或中值。关于工件的厚度分布，这种分布可以沿着工件的长度、横跨工件的宽度，以及横跨/沿着工件的宽度和长度两者。

如上所述，可以被确定、测量、分析等的工件的另一个参数是工件的轮廓。术语轮廓可以指工件的轮廓、形状和/或形式，无论是在工件的基部或底部，还是沿着工件厚度的任何高度。参数术语“外轮廓”可以指工件沿其最外边界或边缘的轮廓、形状、形式等。

被称为工件“周边”的参数指的是围绕工件的边界或距离。因此，术语外周边、外周边构造、外周边尺寸和外周边形状属于工件的最外边界或边缘的围绕距离、构造、尺寸和形状。

上述列举的尺寸和/或形状参数不是限制性的或包含全部的。通过本系统，装置和方法可以确定、监测、测量等其它尺寸和/或形状参数。此外，上面讨论的具体尺寸和/或形状参数的定义或解释不意味着是限制性的或包含全部的。

整体系统

图3示意性地示出了用于切割和卸载适于实施本公开的实施例的部分的系统100。系统100包括呈传送系统102形式的且用于承载待被修剪和/或切割成部分P的工作产品104的移动支撑表面，其中工作产品104可布置在沿着传送系统延伸的多个通道或料堆中。工作产品104可以是沿着传送系统间隔开的食品，例如肉、家禽或鱼。其它类型的工作产品可包括沿传送系统间隔开的由例如织物、橡胶、纸板、塑料、木材或其它类型的材料构成的物品。

在本公开的扫描方案中，系统100包括用于扫描工作产品104的扫描仪110。在本公开的切割/修剪/分割方案中，系统100包括由一个或多个切割器组件/单元/设备122组成的切割器系统120，其中，切割器组件/单元/设备122可以布置成阵列或一系列的切割器组件且用于将工作产品104切割/修剪/分割成具有所需尺寸或其它物理参数的端件P。切割器组件122由动力载体系统124承载，以使切割器组件相对于传送系统纵向和横向移动。

传送系统102、扫描仪110和切割系统120耦合到处理器或计算机150并由其控制。如图3所示，处理器/计算机150包括输入设备152(键盘、鼠标、触摸板等)和输出设备154(监控器、打印机)。计算机150还包括CPU156和至少一个存储器单元158。不是使用单个处理器或计算机，而是传送器系统、扫描仪和切割系统中的一个或多个可以使用其自己的处理器或计算机。而且，处理器/计算机可以连接到网络159，网络159将系统100连接到工件104的处理的其它方面，例如部分P的下游处理。

通常，扫描仪110扫描工作产品104以产生代表工作产品104的扫描信息，并将扫描信息发送到处理器/计算机150。处理器/计算机使用扫描程序分析扫描数据以确定工作产品在传送系统上的位置，并生成扫描的工作产品的长度、宽度、面积和/或体积分布。处理器/计算机150还可以生成扫描的工作产品的厚度分布。然后，处理器/计算机150可以对工作产品进行建模，以确定如何将工作产品分割、修剪和/或切割成由包括例如形状、面积、重量和/或厚度的特定物理标准组成的端件P。在这方面，处理器/计算机150考虑到可以在切割系统120切割工作产品之前或之后，或者通过未示出的切片机改变工作产品的厚度。处理器/计算机150使用扫描程序或分割程序确定如何将工作产品分成一个或多个端件产品组。然后，使用分配软件的处理器/计算机用作控制器，以根据所选择的终端产品/端件P来控制切割器系统120对工件104进行分割。

传送系统

具体参考图3和4，传送系统102包括在下层支撑件或床164的上方滑动的移动带160。带160由框架结构(未示出)承载的驱动辊以标准方式驱动。驱动辊又由驱动电机166同样以标准方式按选定的速度驱动。驱动电机166可以由可变速电机组成，从而当工作产品104被承载经过扫描仪110和切割系统120时，根据需要调节带160的速度。

编码器162集成到传送系统102中，例如，在驱动电机166处，从而在对应于传送带160的向前移动，在固定距离间隔处产生电脉冲。该信息通过线路发送到处理器/计算机150，使得当工作产品或部分沿着系统100行进时，可以确定和监控特定工作产品104或从工作产品切割而来的部分P的位置。该信息可用于定位切割器组件122，以及用于其它目的。

扫描

更详细地描述前述系统100和对应的方法，传送器102将工作产品104运送到扫描系统110下方。扫描系统可以是包括视频摄像机112的各种不同类型，从而观察由一个或多个光源照射的工作产品104。来自光源114的光横跨传送系统102的移动传送带160延伸，以限定锐利的阴影或光条纹线116，且横向光束的前方区域是暗的。参见图9。当传送带160没有承载工作产品104时，阴影线/光条纹116形成横跨传送带的直线。然而，当工作产品104横穿阴影线/光条纹时，工作产品的上部的、不规则的表面产生不规则的阴影线/光条纹，如由关于工作产品和阴影线向下倾斜的摄像机112所看到的。摄像机检测阴影线/光条纹116从如果传送带160上没有工作产品时其所占据的位置的位移。该位移表示工作产品沿阴影线/光条纹的厚度。工作产品的长度由带行进工作产品产生的阴影线/光条的距离决定。在这方面，集成到传送系统中的编码器162对应于传送带160的向前移动在固定距离间隔产生脉冲。

代替摄像机，扫描站可以改为利用X射线设备130来确定工作产品的物理特性，包括其形状、质量和重量，参见图10。通常，当X射线穿过物体时，X射线与X射线穿过的材料的总质量成正比地衰减。因此，在X射线检测器(例如检测器131)处接收的X射线通过诸如工作产品104的物体之后，其强度与物体的密度成反比。例如，穿过密度比鸡肉或鱼肉的密度相对高的鸡骨或鱼骨的X射线将比仅通过鸡肉或者鱼肉的X射线衰减更多。因此，X射线适合于检查工件以检测具有特定密度或X射线修改特性的不期望材料的存在。在美国专利No.5,585,605中可以找到X射线在加工工件中的性质和用途的总体描述，上述专利通过引用并入本文。

参考图10，X射线扫描系统130包括用于朝向工件104发射X射线183的X射线源132。X射线探测器阵列131位于传送带160的上游附近和下方，用于接收在工件处于X射线133的范围内时穿过工件104的X射线133。阵列131中的每个X射线检测器生成对应于撞击在X射线检测器131上的X射线的强度的信号。由X射线探测器阵列生成的信号被传输到处理器150。处理器处理这些信号以确定工件104中存在的任何不期望的材料的存在和位置。

如上所述，系统100可包括编码器162形式的位置传感器，当工件104相对于X射线系统130在传送器上移动时，该位置传感器产生指示工件104的沿着传送器102的长度的位置的信号。工件的沿着传送器102的长度和宽度的位置可以通过X射线系统确定。X射线系统还可以提供关于工件的其它信息，包括与工件的尺寸和/或形状有关的物理参数(例如长度、宽度、纵横比、厚度、厚度分布、轮廓、外轮廓构造、周边、外周边构造、外周边尺寸和/或形状、和/或重量)以及工件物理参数的其它特征。关于工件104的外周边构造，X射线检测器系统可以基于X-Y坐标系或其它坐标系确定沿着工件的外周边的位置。

继续具体参考图10，X射线探测器阵列131包括位于多个光电二极管135a-135n上方的一层闪烁体材料134。X射线源132位于传送带160上方足够的距离处，使得从X射线源132发射的X射线133完全包围X射线探测器阵列131的宽度。X射线133穿过工件104，穿过传送带160，然后撞击在该层闪烁体材料134上。由于光电二极管135a-135n仅响应可见光，因此闪烁体材料134用于将撞击在其上的X射线能量转换成与接收的X射线的强度成正比的可见光闪光。光电二极管135产生具有与从闪烁体材料66接收的光的强度成正比的幅度的电信号。这些电信号被中继到处理器150。

光电二极管135可以横跨传送带160的宽度布置成一条线，用于检测穿过工件104的“切片”的X射线。当然，可以使用其它的光电二极管布局。例如，光电二极管可以以若干行定位成网格方形，以增加X射线检测器130的扫描区域。

由扫描设备测量/收集的数据和信息被输送到处理器/计算机150，处理器/计算机150记录和/或注释工作产品104在传送带上的位置、以及与关于整个工作产品的工作产品的长度、宽度和厚度相关的数据。利用该信息，在扫描系统软件下操作的处理器可以开发工作产品的面积分布以及体积分布。知道了工作产品的密度，处理器还可以确定工作产品或其一部分或多部分的重量。

尽管前面的描述讨论了使用视频摄像机和光源以及使用X射线进行扫描，但也可以使用其它三维扫描技术。例如，这种附加技术可以通过超声波或莫尔条纹方法。另外，可以采用电磁成像技术。因此，本发明不限于使用视频或X射线方法，而是包括其它三维扫描技术。

载体系统

载体系统124在图3-8中示出为由沿着传送系统102间隔开的多个载体组件/单元/设备126组成。载体组件126适于承载切割器系统120并使其相对于传送系统102移动。

基本形式的载体组件126包括横跨传送系统102延伸的台架(gantry)170，台架170用于支撑和引导托架172用于横向于传送带的移动方向移动。托架172由部分地包括动力系统174和相关的传动系176的驱动系统提供动力。第二、纵向支撑结构或梁178在大致与传送带160的移动方向相对准的方向上从托架172向外悬臂。第二纵向托架180适于通过部分地包括动力系统174的驱动系统而沿梁结构178移动，以通过使用传动系176为纵向托架180提供动力。切割器组件122安装在托架180上，以在当切割器组件在由传送系统承载的下层工作产品104上操作时，沿传送带160的纵向地移动或相对于传送带160纵向地移动。

台架170由支撑结构190组成，该支撑结构在带上方间隔的高度跨越传送带160横向地横跨。支撑结构190可以由中空的矩形结构组成，但是也可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下以其它方式和形状形成。支撑结构190的端部由细长的直立支架192和194支撑。如图4所示，支架192固定到支撑结构190的相邻端部以向下延伸，以相对于传送系统102进行安装。多个硬件构件196延伸穿过形成在支架192的下部的、偏移部中的间隙孔(未示出)，以将支架连接到传送系统或连接到传送系统的框架结构。支架194从支撑结构的相反端向下延伸，用于相对于传送系统或其框架附接。在这方面，硬件构件198延伸穿过设置在支架194的下端的间隙孔，以将支架附接到传送器或框架。以这种方式，支撑结构190相对于传送系统或其框架牢固地且固定地安装。

台架170还包括用于沿着支撑结构190引导横向托架172的轨道，该轨道由附接到支撑结构的面向托架的面上的上导轨200和下导轨202组成。如图7所示，上导轨200沿支撑结构的上角延伸，而下导轨202沿支撑结构的下角延伸。还如图所示，上导轨的上表面和下导轨的下表面是冠状的，以与托架172的辊204的凹形外周边接合。这样，托架172在沿着支撑结构前后行进的同时被保持在轨道上。

如图4-7所示，托架172包括基本上平面的、大致矩形的床部206，床部206具有加强的外周边，用于增强结构的完整性。托架辊204通过短轴214附接到床206的角，短轴214接合在形成在从托架床206的四个角中的每一个的横向延伸的凸台(boss)216中的通孔内。在辊204和短轴214之间使用抗摩轴承(未示出)，以增强托架172沿支撑结构190的自由滚动。

托架172由动力系统174提供动力以沿着支撑结构190前后移动。在这方面，同步带220绕位于动力系统174的驱动轴组件223的下端的从动带轮222延伸，并且还绕通过上和下支架耳228和230安装在托架192的上端的惰轮组件226的惰轮224延伸。这样，带220绕支撑结构190形成环，紧沿着结构的侧壁延伸。惰轮224适于通过使用抗摩轴承(未示出)绕惰轮组件226的中心轴232自由旋转，其中轴的上端和下端由支架耳228和230保持。

带220连接到托架床206的背侧。如图6中最清楚地示出的，弹簧加载的夹紧结构240将带220连接到托架床206，使得如果托架沿着支撑结构卡住或锁定、如果托架172处于“失控(runaway)”状态或者如果动力系统174发生故障而倾向于使托架超出支撑结构190，则带220可相对于托架172滑动或移动。这样，可以避免或至少最小化对切割器设备122的潜在损坏。

夹紧结构240包括安装到托架床206的背面的基底或背块242。安装到背块242的面板244抵靠带220的齿形表面被弹性地夹紧。面板224的与带220交接的表面是脊状的，以匹配带220的轮廓。通常，将面板244夹紧到块242的夹紧力将带220牢固地夹紧到夹紧结构。然而，如果带220中的张力延伸一定水平，则带220能够相对于夹紧结构滑动。

参照图4，动力系统174包括伺服电机260，伺服电机260可编程以根据需要控制托架172沿支撑结构190前后移动。伺服电机260定位在基本上与可能与在工作产品104上进行的工作/处理相关联的湿气或其它污染物绝缘的位置。中空驱动轴(未示出)向下延伸穿过驱动轴组件223。从动带轮222附接到中空驱动轴的下端，并且驱动带轮262附接到中空驱动轴的上端。驱动带轮262通过带264连接到由伺服电机260提供动力的输出驱动带轮(不可见)。应当理解，通过前述结构，伺服电机260远离托架172定位，驱动力通过轻质同步带220施加到托架172。未示出的编码器可以与伺服电机260或相关传动系176的其它部件相关联，以使得托架172的位置以及由托架172承载的切割器组件122能够为系统100和处理器150所知。

通过上述构造，动力系统174能够使托架172沿支撑结构190的移动进行快速地加速和减速。尽管动力系统174理想地使用伺服电机，但是在不脱离本发明的精神或范围的情况下，可以采用其它类型的电动、液压或空气电机。这种电机是标准的商品。

接下来，具体参见图4-8，纵向支撑结构或梁178从托架172横向悬臂以由托架承载。梁178由大致垂直于托架床206的相邻面的竖直侧壁290组成。并非大致垂直于托架床206的相对侧壁292在远离托架床206的方向上朝向侧壁290逐渐变细。同样，梁178的顶壁和/或底壁294和296朝向梁的自由端逐渐变细，从而协同地形成大致锥形的形状。可以理解，这增强了梁的结构完整性，同时相对于平行管状结构减小了其重量。

如图8所示，在一种形式中，梁178可以是中空构造，由两个通道形构件298和300组成。通道构件300比通道构件298浅，并且嵌套在通道形构件298内，使得通道构件300的凸缘与通道形构件298的凸缘的自由端边缘重叠，如图8所示。多个间隔件302设置在梁构件178内并沿其长度定位以抵靠通道构件298和300的侧壁290和292。两个通道构件的凸缘附接在一起，并且间隔件302通过包括通过焊件的任何方便的工具附接到通道构件。应当理解，通过前述构造，梁178不仅重量轻，而且具有足够的结构完整性，以承载相当大的重量而不会弯曲。梁178可以通过包括硬件紧固件、焊件等的任何适当的技术紧固到托架床206。

参见图5、7和8，用于托架180的细长轨道310安装在梁侧壁290上并在梁侧壁290上纵向延伸。轨道310包括成形的、与侧壁290间隔开以限定用于引导纵向托架180的上和下导轨的上和下边缘部312和314。轨道310通过多个硬件构件316附接到梁侧壁290，并且延伸穿过形成在轨道中的间隙孔并延伸穿过在轨道的背侧处固定地安装到侧壁290的间隔件317，以接合梁178。同样为了使轨道310的重量最小化，在轨道中形成切出的椭圆形开口318。

纵向托架180适于沿轨道310行进。在这方面，托架180包括基本上平面的矩形床部320和一对上辊322和一对可比较的下辊323，其具有凹形的外周部，尺寸设置为与对应的冠状轨道上和下导轨边缘部312和314紧密接合。上辊和下辊322，323安装在从托架床320横向延伸的短轴324上。理想地但未示出的是，在短轴324和辊之间使用抗摩轴承，以增强托架180沿轨道310的自由移动。

托架180通过为同步带330提供动力的动力系统174沿轨道310前后移动。为此，惰轮332通过成形的、固定地附接到梁结构178的支架334安装在支撑梁结构178的远侧自由端上。枢轴335延伸穿过安装在带轮322内的抗摩轴承(未示出)的中心，并且所述轴的端部由支架334的上耳和下耳保持。

带330的端部附接到托架180的床320。这种附接可以以多种方式进行，包括使用类似于上述关于将带220附接到上述托架172的系统的系统。而且，带330部分地绕定向带轮338和340延伸，定向带轮338和340抗摩擦地安装在托架床206上以沿着支撑结构190并沿着纵向支撑结构178引导该带。

由驱动轴组件223的下端承载的驱动带轮350的旋转引起带330的移动，这进而引起托架180沿着轨道310移动。在这方面，动力系统174包括伺服电机360，伺服电机360通过向下延伸穿过驱动轴组件223的驱动轴362与驱动带轮350驱动连接。从动带轮364附接到驱动轴362的上端，该带轮通过同步带366连接到由电机360提供动力的驱动带轮(不可见)。驱动轴362设置在在带轮222和262之间延伸的中空驱动轴D内。未示出的编码器可以与伺服电机360或相关传动系174的其它部件相关联，以使得托架180的位置以及由托架180承载的切割器组件122的位置能够为系统100和处理器150所知。

与电机260一样，可以使用其它类型的公知的和商业上可获得的旋转致动器来代替伺服电机360。而且，如上所述，动力系统170不仅远离横向托架172而且远离纵向托架180。结果是，动力系统174的质量不由两个托架中的任何一个承载；相反，动力系统定位在静止位置，且驱动力通过轻质同步带330从动力系统174传递到托架180。结果是，承载系统124(托架172、支撑梁178和托架180)的移动部的总质量保持最小。这允许两个托架的极高速度且精确的移动，且加速度超过八个重力。

切割系统

以高压液体喷嘴组件368的形式描绘的切割器设备122形式的作业工具安装在纵向托架180上以随其移动。喷嘴组件发射沿名义上横向于传送带160的平面的向下切割线布置的高压水的非常聚焦的流。喷嘴组件368包括主体部370，主体部370通过一对竖直间隔开的支架372和374固定到托架床320。喷嘴组件包括朝向传送带160向下指向的下出口。配合件376附接到喷嘴主体370的上端，用于将喷嘴主体370连接到高压流体入口线378。由作业工具122实现的类型的高压液体喷嘴是众所周知的商品。

校准系统/程序

如上所述，为了利用切割设备或单元122进行精确的分割或修剪，需要校准分割系统100。在这方面，需要在扫描系统110观察的内容与切割器单元122的位置和/或移动之间存在对应关系，以便将工作产品104精确地分割成所需的尺寸或重量、和/或从食品中将脂肪或其它不希望的成分精确地修剪掉、或者从食品中精确地切除骨头或其它外来的或不需要的材料。在这方面，需要在行进的横向或交叉带方向以及纵向或下行带方向上校准切割单元122。而且，切割器单元的这种校准须尽可能快但也要精确地进行。

图11示意性地描绘了用于快速但精确地校准分割系统100的一种方法400。方法400开始于步骤402，在步骤402，专用目标404沿与带160的纵向行进方向相对对准的方位(即，“下行带”方向)加载到传送器102上。目标404由传送器102承载经过扫描站110，其中在步骤406扫描目标404。在扫描站，确定与目标404的物理属性有关的数据，例如，目标的形状和大小，包括其长度、宽度、外轮廓等。此外，捕获关于目标的质心(centroid)的数据，以及目标相对于传送器102的位置和方位。在步骤408，由处理器150存储该信息。

此后，在步骤410，每个切割单元122通过在目标上的特定位置而在目标402中切割具有如处理器150预编程的指定尺寸的图案或形状。图12和13示出了圆孔412形式的切割形状的一个示例。

接下来，在步骤414将切割目标从传送器去除，然后在步骤416从孔412去除切割部分或形状。此后，在步骤418，将去除了切割形状的目标404重新加载到传送器102上，并且目标在相对下行带的方向上再次对准。接下来，在步骤420重新扫描重新加载的目标404。此时，系统100能够确定目标现在是否处于与最初扫描时不同的方位，并且如果是，则在步骤422执行变换过程，使得目标404虚拟地重新定向到当目标被最初扫描时其相对于传送器102的位置。于是，扫描仪110能够确定或测量在目标404中切割的每个孔112的位置和大小以及每个孔相对于彼此的位置。

然后，在步骤424，系统100确定孔412的位置是否在横向于传送器102的方向上以及相对于传送器纵向的方向上位于目标上的预期位置。该比较是基于比较在目标中切割的孔412或其它形状/图案的质心而进行的。孔与预期位置的偏差表示切割器单元122从其预期位置相对于与扫描仪相关联的基准的偏差。在步骤426，这些与预期位置的偏差存储在存储器158中。

如步骤428所示，前述过程总共重复十次，从而累积足够的数据以确定每个切割单元122的测量位置的公差以及切割器的测量位置的标准偏差。处理器150平均切割器的所有位置偏差，并根据需要计算应用于每个切割器的校正位置或地点。切割器的平均测量位置提供数据以调整或校正每个切割器的位置。

计算切割器的测量位置的公差以提供对数据集的置信度的一些度量。计算结果的统计数据可以在每次测试后实时更新，但切割器位置的实际更新可能要到操作员指令才能实现。这允许操作员通过限制测试的数量来更多地控制正在运行的测试的数量，这是因为机器系统100已经很好地校准并且不太可能随着更多测试而改变其值，或者因为系统有不太可能通过进一步校准来纠正的明显机械问题。

切割器位置差异的标准偏差提供了系统100中固有的切割器位置变化的指示。作为示例，高标准偏差可以指示带160被拉伸、扭结或以其它方式损坏或磨损，或者指示切割器驱动机构未对准、磨损或损坏。可以对指示校准失败的标准偏差值设定限度，指示系统需要一些机械校正。

在步骤430，分析来自所有十个目标的数据，并且如果发现一个或多个孔的位置在横向方向上偏离预期位置，则系统100能够在横向方向上“重置”可应用的切割器122的位置。如果需要，相同的过程可以在相对于传送器102在纵向方向上发生。如果一个或多个孔412的“下行带”位置不在预期位置，则“调整”切割设备122的位置，以反映切割器相对于与扫描仪相关联的基准的实际位置。实际上，在切割器位置的“重置”期间发生的是：调整每个切割器的相对于相对于扫描仪的基准位置或相对于系统100的其它位置的标称或“零点”位置。切割器122的“零点”位置的示例在下面阐述。

下面更详细地讨论前述过程的一些步骤和其它方面。

目标

目标404在图12和13中示出为大致矩形形状，且具有厚度“T”。取决于例如在目标中进行的切割的数量和在目标中进行的切割的尺寸的各种因素，目标404可以有许多选定的形状和尺寸。优选地，目标由通常用作高速分割机的部件的相机和激光器类型容易看到的材料组成。而且，由于要在目标中制作切割或切口，因此希望目标的成分使得其可以通过水射流或其它类型的切割器容易地切割。此外，目标材料应该是使得目标被传送带106牢固地抓住，以便在切割时不会移动或滑动。

此外，如果目标由食品级材料构成、为无毒成分并且与在校准后经历完全卫生程序的分割机兼容使用，则是有利的。在这方面，合适的目标材料可包括由开孔聚氨酯或类似材料组成的记忆泡沫。这种泡沫材料满足上述要求，并且价格低廉且是可回收的。因此，由记忆泡沫组成的目标可在使用后回收。

用于目标的其它合适材料包括泡沫热塑性塑料、泡沫橡胶、泡沫合成橡胶、聚乳酸、其它有机食品基材料、橡胶、合成橡胶、纸、纸板和瓦楞纸板或类似材料。

期望目标404具有一定的厚度，使得在目标中切割的孔或其它形状具有三维构造，当切割目标被重新扫描以表征每个切割孔或其它切割形状以及切割孔或其它形状之间的空间关系时，上述三维构造可以由扫描仪110容易且准确地检测到。

目标的加载

目标404可以加载到传送带160上以沿着带的长度间隔开目标，使得目标沿着一个整个的带的长度延伸。以这种方式，本公开中的校准系统和方法400可以能够检测带160是否在沿着其长度的特定位置处被拉伸、扭结或以其它方式损坏。这可以通过切割单元122的确定的交叉带位置在特定的带位置处显著不同于在所使用的其它九个目标的带上的位置来指示。对于特定目标404相对于正在使用的其它九个目标，切割器122的下行带位置可能发生类似的异常。

应当理解，如果目标404的尺寸和形状相同但是以可变角度放置在带160上，但是孔或其它形状在平行的、下行带方向上在目标中切割，因此在重新扫描时能够识别每个目标将是必要的。这可以通过许多方法来实现。例如，每个目标可以预先编号，然后扫描仪110简单地读取目标的编号。机器操作员可以在目标上的标准位置应用这样的数字。作为替代方案，每个目标在制造时可具有唯一的序列号，其中序列号可由扫描仪110读取。其它替代方案包括使用条形码(无论是标准1D条形码、2D条形码还是3D条形码)或QR码。此外，将采用RFID标签。

另外，如下面更全面地讨论的，系统100可以被编程为通过相对于目标的周边或其它特征定位孔或其它切割图案来识别每个目标。在目标的初始扫描和切割期间确定该信息。当重新扫描目标时，系统能够识别在目标中形成的孔或其它切割的图案与目标的外周边或其它形状参数之间的唯一关系。

如下面还更全面地讨论的，系统100能够执行最初扫描时目标的位置与重新扫描时目标的后续位置之间的变换。系统能够表征变换目标的每个孔以及在目标中形成的这些孔或其它切口之间的空间关系。因此，当重新加载到传送器上时，不需要以与最初加载到传送器上相同的顺序将目标重新加载到传送器上，并且目标不需要重新定位到非常接近目标相对于输送带的原始位置或角方位。

初始扫描

在目标中切割孔或其它形状之前，当扫描仪110首先扫描目标404时，扫描仪必须能够清楚地看到目标的整体轮廓。通过该信息，系统100能够建立目标的方位(例如，相对于传送器的纵向方向的方位)，并且还能够确定目标的整体尺寸。此外，目标在传送器160上的位置是以高精度已知的。如上所述，当目标在传送带上行进时通过带驱动编码器162跟踪目标的位置。跟踪目标的位置直到至少目标到达切割单元122的时间。

目标的切割

如图12和13所示，在目标404中切割出圆孔412a-412f形式的形状，且每个孔由切割单元122中的一个切割。优选地，对于在校准过程中被切割的多个目标中的每一个，由特定切割单元122制作相同的切割形状位置和尺寸。对于每个切割单元，所制作的切割的形状和尺寸不必相同，但如果需要也可以是相同的。这将允许使用单个孔或其它类型或形状的切口来校准每个切割单元122的交叉带位置和下行带位置。

替代地，可以使用单独的目标来校准切割单元的交叉带位置与切割单元的下行带位置。在这种情况下，作为一个示例，切割单元122可以被编程为在目标404中切割狭窄狭缝，从而建立切割单元相对于与扫描单元相关联的交叉带基准的位置以及相对于例如与扫描单元相关联的下行带基准的位置。狭缝清楚地表明切割单元的交叉带或下行带位置是否正在被校准。

如上所述，在本校准过程中，必须识别由特定切割单元122在目标中切割的特定孔(或其它形状)。这样做的一种方法是对每个切割器进行编程以切割不同尺寸的孔，从而能够方便且精确地识别哪个切割器切割哪个孔。尽管如此，由切割器切割的所有孔也可具有相同的尺寸，在这种情况下，会需要其它技术来识别哪个切割器在目标中切割特定孔。

作为替代方案，切割器122中的一个或多个可被编程以为每个目标切割一个或多个额外的孔。由于来自相同切割器的孔将顺流而下地对准，因此当最初切割目标时，这样的额外的孔可以充当基准(fudicial)以清楚地识别目标相对于带的方位。

作为另一替代方案，可以对一个或多个切割器进行编程以为每个目标切割一个或多个额外的孔，所述额外的孔可以用于在被切割的目标的序列中识别目标。例如，在第一目标中，第一切割器可以编程为制作两个切割。此后，在第二目标中，可以使用第二切割器制作两个切割，等等。以这种方式，可以容易地确定目标被切割的顺序。

尽管图12和13示出了在目标404中形成的切割为圆孔412a-412f，但是可以在目标中切割其它形状，例如正方形、三角形、星形等。唯一的要求是成形切割具有可测量和可预测的尺寸，以便为成形切割提供易于确定的质心。

第二次扫描

如上所述，在切割目标404之后，将目标从带160上去除，并且从目标上去除切割件，留下圆孔412a-412f。然后再次扫描目标404，使得扫描仪110可以表征每个孔412a-412f以及孔之中/之间的空间关系。

处理器150从第一和第二扫描步骤接收第一和第二数据集，并将来自从目标切割的图案的第二数据集与表面上对应的第一数据集进行比较。该比较是为了验证由光学扫描仪重新扫描的切割目标404对应于先前由扫描仪扫描的相同的切割目标404。

如上所述，如果在比较第一和第二数据集时，在与目标的大小/形状参数有关的这些数据集之间存在足够的变化，则可以执行第一数据集到第二数据集的变换。该变换可以包括目标的方向变换、目标的旋转变换、目标尺寸的缩放或目标的剪切变形中的一个或多个。这些变换在图14A-14F中示出，如下面更全面地讨论的。

由扫描仪比较的目标的物理参数可以对应于目标的外周边构造。在这方面，第一和第二数据集可以涉及沿着目标的外周边的位置。更具体地，第一和第二数据集可以对应于与沿着目标的外周边的位置相对应的坐标。然而，在扫描过程期间可以确定目标的其它物理参数。这些参数可包括各种尺寸和形状参数，更具体地，目标长度、目标宽度、纵横比、厚度、厚度分布、轮廓、外轮廓、外周边尺寸和/或外周边形状。

可能的是，处理器150确定被重新扫描的目标与预期的先前扫描的目标不是相同的目标。于是处理器确定下一个重新扫描的目标是否是与由光学扫描仪最初扫描的目标相同的目标。在这种情况下，没有与来自重新扫描的数据集相对应的数据集，因为所讨论的目标没有重新加载到传送带上，或者以不同的顺序重新加载。这样，处理器将查看来自原始扫描的下一个数据集，以确定对应的目标是否与所讨论的目标的数据集匹配。如果一个目标未被替换，则来自网格扫描的下一个数据集应与所讨论的重新扫描目标的数据匹配。此后，系统100前进到下一个到达光学扫描仪以进行重新扫描的目标，并随后搜索该目标的原始扫描数据。如果目标仅在传送器上简单地不按顺序地重新加载但是都存在，则处理器150可以简单地循环通过来自原始扫描的所有数据以定位正确的目标404。

可以使用各种分析方法来执行处理器对第一和第二数据集的比较。一种这样的方法是均方根误差分析，其中可以比较第一和第二数据集的值。可以使用的第二种分析方法是第一和第二数据集的数据值的标准偏差。可以预设阈值或基准标准偏差，使得低于设定值的偏差将指示来自第一和第二数据组的数据足够类似，扫描仪扫描的对应目标是相同的。可以使用的第三种分析方法是第一和第二数据集的数据值的最小二乘回归分析。可以使用其它分析方法。

转换

第二次光学扫描的结果被发送到处理器。处理器分析存储的来自未切割目标的第一次扫描的数据，首先确认重新扫描的目标与先前在内存中扫描或比较的目标相同。一旦确认了该相同性，那么如果在重新扫描步骤期间目标的方位或相对位置有任何足够的变化，或者有目标形状的任何显著变形，则来自初始扫描的适用信息或数据被处理器变换(也称为“转换”)到由第二次扫描产生的对应数据上。这种变换可以包括以下中的一个或多个：目标在X和/或Y方向上的移动；目标的旋转；目标尺寸的缩放；和目标的剪切变形，如下面更充分讨论的。

光学扫描仪能够将目标定位在带上，从而确定目标在转移回到带上以用于第二次扫描之后是否相对于带在X和/或Y方向上移位。扫描仪还能够确定目标是否相对于初始扫描期间目标在带上的方位进行了旋转，或者目标是否已经相对于其在初始扫描中在带上的构造有长度或宽度的增加或减少或者形状的变形(如果目标404具有足够的结构完整性，则这些后来的变化或变形不应成为问题)。

如上所述，扫描仪可以辨别目标的外部构造，确定与目标的尺寸和/或形状相关的参数(例如，长度、宽度、纵横比、厚度、厚度分布、(二维和三维)轮廓、外轮廓构造；目标的周边、外周边构造、外周边尺寸和/或形状和/或重量)。这些参数中的一些仅在目标具有三维形状时才适用。

关于目标的外周边构造，扫描仪可以以X/Y坐标系或其它坐标系确定沿着目标的外周边的离散位置。处理器可以使用后一信息来确定/验证被扫描的目标是否与预期的目标相同。例如，处理器可以将识别通过扫描确定的沿目标的外周边的坐标的数据与先前在初始扫描中获得的对应数据进行比较。如果数据集在固定阈值水平内匹配，则提供所扫描的目标与预期目标相同的确认。

切割形状几何形状

软件将确定在目标中切割的每个形状上的位置，该位置是该特定形状的位点(locus)。这可以是形状的质心，但位点可以是一些其它定义的点，例如形状的最上行带、最下行带或交叉带位置。

当切割器在目标中切割形状时，将使用质心(或切割形状的其它指定点)来确定切割器的相对于扫描仪的位置的位置。扫描仪的这种位置可以是激光线116的位置。基于先前存储在计算机中的值，由扫描仪确定的下行带切割器位置可以与切割器相对于激光线基准的预期位置进行比较。

作为示例，从由切割器切割的圆的质心距目标的最前方位置的距离可以是24mm，软件指示切割器在距目标的前端26mm的距离处切割圆。然后可以确定切割器的实际位置距其预期位置2mm。

通过扫描切割目标而生成的信息直接捕获在由处理器150正在使用的校准软件中。因此，操作者不需要物理地输入通过扫描目标而生成的数据。因此，通过使用目前公开的方法，使用光分离切割器122进行的系统100的整个交叉带和下行带校准可以由最低限度培训的操作员在短短十分钟内完成。

系统分析

所公开的校准过程的简易性和简洁性可以允许校准过程用于比通过使用上面在本申请的“背景技术”部分中讨论的预先存在的校准技术更完全地表征系统100的操作。例如，可以利用更多的目标来收集关于下行带和交叉带校准测量的变化的统计上地的重要数据，并且可以在带上的更多位置获得数据。不是沿着带的长度均等地间隔十个目标，而是可以在横跨带的5个、10个或更多个位置沿着带将目标的数量增加到20个或甚至30个目标。

高速工业食品加工设备中的电机问题的诊断对于食品加工的经济性运行是至关重要的。本校准程序可以提供信息，以使机器能够调整到最佳的下行带和交叉带校准设定。此外，本校准方法还可以帮助查明系统100的现有机械问题或难题。作为示例，数据可以指示单个切割器相对于所有其它切割器以更高的标准偏差切割，指示该单个切割器的可以被进一步诊断和校正的一些问题。

替代方法

图18中示出了本公开的替代方法500。在所示的替代方案中，在步骤501中，建立虚拟切割图案，其中目标404平行于带160的边缘布置，并且在具有预定尺寸的目标中切割孔412或其它形状，其中每个尺寸的和/或形状标识出特定切割器。这些孔或其它形状的质心平行于虚拟目标的边缘。

在步骤502，实际目标沿基本下行带方向加载，但不需要精确地下行带定向。在步骤506扫描目标，并且如图18所示执行过程的其它步骤。这些步骤对应于图11中所示的步骤，但是由500序列号标识。因此，为简洁起见，不再重复对这些步骤的描述。

在方法500中，系统软件确定目标404相对于精确下行带方向的方位。利用该信息，处理器150形成转换，使得当在目标404中切割孔412时，由于已经发生的转换，这些孔平行于目标的边缘。换句话说，处理器150的软件校正目标404相对于精确下行带方向的角度。

所有十个目标404可以通过在横跨并下行带中代表性地间隔它们而被切割。在孔412或其它形状的切割已经发生之后，如在先前程序400中那样，在步骤514处将目标404从传送器102去除，并且在步骤516将切割的部分从目标本身去除。此后，在步骤518，不考虑目标的顺序再次以在下行并横跨带的代表性间隔将目标地重新加载到传送器上。这十个目标都与单个保存的图像进行比较，其中该图像显示在所有目标中的切割应该是什么样。这是可能的，因为孔412全部被切割成平行于目标404的边缘，因此，理想地，每个目标404应该被相同地切割。因此，不需要将原始扫描目标与相同的重新扫描目标匹配。相反，所有重新扫描的目标应与原始切割虚拟目标匹配。这样，将每个目标与虚拟目标进行比较。关于各个切割器的与其预期位置相比的实际交叉带和下行带位置的信息可用于调整这些切割器的位置，如分割系统100所知。虽然这种方法可能不如本文所述的其它方法准确，但这种方法非常简单，并且可能比其它方法更容易和更快地实施。

另一个替代方法

作为另一个替代方法，由切割器120在目标404中切割的孔412针对每个切割器120和每个目标404可以具有不同尺寸和/或形状。这样，可以通过系统软件为十个目标404中的每一个唯一地标识出切割器120，因为在每个目标中，孔的形状和/或尺寸是唯一的。系统100能够容易地将十个目标中的每一个的重新扫描数据与原始扫描数据匹配，而不必在重新扫描过程期间使目标保持相同的序列。

这些孔不仅可以具有不同的形状和/或尺寸，而且可以位于目标上的不同位置，这也有助于软件辨认出已经重新扫描的每个唯一目标并使该目标与来自目标的原始扫描的正确扫描数据相匹配。尽管不是必需的，但是在目标中切割的唯一尺寸和/或形状的孔可以平行于目标边缘或平行于带边缘对准。如上所述，为了保持与带边缘的平行度，系统基于目标的边缘和带的边缘之间的角度来执行转换。这样，即使目标没有布置为精确地平行于带的边缘(不完全在沿下行带方向)，孔也可以平行于目标的边缘对准。

此外，可以利用在目标中形成的孔的形状和/或尺寸的不同组合、或者在目标中形成的孔的形状和/或尺寸的不同图案的不同组合来标识每个目标以及每个切割器并监控校准过程的其它特征，包括例如在形状被切割的交叉带方向上的通道或位置。可以在重新扫描过程期间确定切割目标的这些特征，以提供不仅用于校准切割器120而且还用于分析分割系统的包括操作参数的特征的信息。例如，如上所述，前述校准过程的结果还可以指示传送带是否可能损坏或者特定切割器是否可能不对准或者需要调整或维修。

基准(datum)

如上所述，在校准期间，基于与扫描仪相关联的基准校准切割器的交叉带位置。同样，切割器的下行带位置也基于与扫描仪相关的基准。为此目的可以使用各种基准。

用于切割器的下行带位置的一个方便的基准是激光线或光条纹线116的位置，如图9所示。在这方面，还参见图17，图17示意性地描绘了激光线116以及其由距离“X”表示的任何所示切割器的下行带位置。该距离也称为下行带“延迟”。不是利用光条纹/激光线116，而是可以采用另一个基准，例如沿着传送器102的固定位置。

还可以关于切割器相对于扫描仪的交叉带位置建立基准。如图17所示，基于激光线116在远离带的“操作者侧”600的方向上的“硬停止”位置来校准切割器的交叉带位置。该点在图17中标识为点1。该点不必是相对于扫描仪的实际物理位置，而是可以是扫描软件中的虚拟点，与扫描仪没有实际的物理对应关系。

然而，图17中标识的点2确实具有物理相关性。点2是切割器在远离操作者侧600的方向上的“硬停止”。这是切割器可以在远离操作员位置600的方向上横跨传送器行进的最远位置。这被定义为切割器的“0”位置。带分离点1和点2的横向方向上的距离被标识为尺寸“Y”。如上所述，用于使托架172横跨带160移动的伺服电机260包括编码器，使得系统100总是基于编码器读数知道切割器120在交叉带方向上的位置。

通过确定如图17所示的“Y”尺寸，在交叉带方向上校准切割器120。对于不同的切割器，这个尺寸将是不同的。在这方面，图15是表的形式，其包含针对六个切割器中的每一个的十个校准测量的结果，以确定“Y”尺寸，并因此确定切割器的硬停止位置“2”的交叉带位置。如图15所示，“Y”尺寸从2号切割器的31.32mm到5号切割器的39.89mm不等。除了测量尺寸“Y”的标准偏差，尺寸“Y”的测量公差也在图15中给出。如上所述，该信息由处理器150分析，并且每个切割器的横向偏移尺寸“Y”用于建立切割器相对于扫描仪光或激光线1的“1”端点的“0”位置。

图16是包含针对六个切割器中的每一个的十个校准测量结果以确定“X”尺寸的表。如上所述，“X”尺寸或距离是切割器120相对于扫描仪110的激光线116的“下行带”延迟。如图16所示，1号切割器的“X”是1561.19mm，它是最靠近激光线116的切割器。对于较远离扫描仪110的每个后续切割器单元120，“X”距离将逐渐增加。6号切割器是位于最远处的切割器，与激光线116的距离为4261.73mm。测量距离“X”的标准偏差以及距离“X”的测量公差如图16所示。如上所述，该信息由处理器150分析，并且每个切割器的下行带延迟用于在“X”方向上建立切割器的“0”位置。

虽然已经说明和描述了说明性实施例，但是应当理解，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以在其中进行各种改变。例如，本公开的分割系统可以应用于如下的几乎任何处理系统：使用扫描仪来控制或定位或监控被配置成对在传送器上承载的工件起作用的致动器的位置。在这方面，致动器可以是各种各样的装置，包括切割器、喷水推进切割器、注射针、打印头、喷头、冲压头、钻头、穿孔头、钉头、装订头和激光器，以提供一些示例。

作为另一个示例，不是切割模拟工件的目标，而是可以通过各种技术指定或标记目标，所述技术包括将标记应用于目标、在目标上形成标记、向目标应用涂料、应用设计到目标、在目标上形成孔、在目标上钻孔、刺穿目标、将形状燃烧到目标中以及将形状冲压入目标。

此外，不是物理地标记目标，而是可以用位置和构造或形状虚拟地标记目标，其中虚拟标记保留在处理系统的存储器中。此后，当重新扫描目标时，从计算机存储器中检索出目标上的虚拟标记的位置，并且如本文所述继续校准过程。

Claims (37)

1.一种校准处理系统的方法，所述处理系统具有用于扫描承载在传送器上的工件的扫描仪和配置为相对于所述传送器移动的致动器，所述方法包括：

(a)在所述传送器上加载至少一个模拟工件的目标；

(b)在所述目标由所述传送器运输时，扫描所述目标以在所述传送器上定位所述目标并确定所述目标的物理参数；

(c)在所述目标由所述传送器运输时，以所述致动器相对于所述目标的位置或移动路径来标记所述目标；

(d)从所述传送器上取下标记的所述目标；

(e)将标记的所述目标重新加载在所述传送器上；

(f)重新扫描标记的所述目标，以定位所述致动器相对于所述目标的位置或移动路径；和

(g)校准所述致动器在所述传送器的横向方向上相对于所述扫描仪的位置的位置，并基于所述致动器的相对于所述目标的定位的所述位置或移动路径，校准所述致动器在沿着所述传送器的长度的方向上相对于所述扫描仪的位置。

2.根据权利要求1所述的校准方法，其中，所述致动器选自由注射针、打印头、喷头、冲压头、钻头、穿孔头、钉头、装订头和激光器组成的组。

3.根据权利要求1或2所述的校准方法，其中，所述目标的标记由选自由如下组成的组中的步骤来执行：刺穿所述目标、向所述目标应用记号；在所述目标上形成记号、向所述目标应用涂料、向所述目标应用设计、在所述目标中形成孔；在所述目标中钻孔、刺穿所述目标、和在所述目标中燃烧出形状。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的校准方法，其中，所述目标由泡沫塑料、泡沫热塑性塑料、泡沫橡胶、泡沫合成橡胶、聚乳酸、有机食品基材料、橡胶、合成橡胶、纸、纸板和瓦楞纸板组成。

5.根据权利要求1或4所述的校准方法，其中：

所述致动器包括配置成相对于所述传送器横向移动并沿着所述传送器的长度移动的至少一个切割器，并且

所述方法包括：

(a)当所述目标由所述传送器运输时，通过用所述至少一个切割器以特定切割图案切割所述目标来标记所述目标；

(b)重新扫描切割的所述目标包括分析所述切割图案相对于所述目标的位置；和

(c)基于所述切割图案的位置，校准所述至少一个切割器在横向于所述传送器的方向上相对于所述扫描仪的位置的位置，并基于分析的所述目标上的所述切割图案的位置，校准所述至少一个切割器在沿着所述传送器的长度方向上相对于所述扫描仪的位置。

6.根据权利要求5所述的校准方法，其中，多个目标沿着所述传送器的长度间隔开。

7.根据权利要求6所述的校准方法，其中，沿着所述传送器的长度间隔开的所述多个目标也横跨所述传送器的宽度间隔开。

8.根据权利要求5所述的校准方法，其中，多个目标横跨所述传送器的宽度间隔开。

9.根据权利要求5至8中任一项所述的校准方法，其中，所述多个目标在横跨所述传送器的宽度对应于横跨所述传送器的一个或多个位置进行定位，工件在所述一个或多个位置中被承载在所述传送器上。

10.根据权利要求5至9中任一项所述的校准方法，其中，所述特定切割图案包括由所述至少一个切割器在所述目标中切割的形状。

11.根据权利要求10所述的校准方法，其中，所述形状选自由圆形、椭圆形、三角形、正方形、星形和多面体组成的组。

12.根据权利要求10或11所述的校准方法，其中，从所述工件切割的形状以特定图案布置在所述目标上。

13.根据权利要求10至12中任一项所述的校准方法，其中，从所述目标切割的形状沿着所述传送器的行进方向布置。

14.根据权利要求10至12中任一项所述的校准方法，其中，从所述工件切割的形状平行于所述传送器的一侧布置。

15.根据权利要求10至14中任一项所述的校准方法，其中，在将所述目标重新加载到所述传送器上之前，从所述目标去除在所述目标中切割的形状。

16.根据权利要求5至15中任一项所述的校准方法，其中，利用所述至少一个切割器切割所述目标包括在所述目标中切割预选的形状。

17.根据权利要求5至14和16中任一项所述的校准方法，其中，在将所述目标重新加载在所述传送器上之前，从所述目标中去除在所述目标中切割的形状。

18.根据权利要求5至17中任一项所述的校准方法，其中，分割系统包括多个切割器，并且每个所述切割器在所述目标上切割出独特的形状。

19.根据权利要求18所述的校准方法，其中，每个所述切割器在多个目标中切割出独特的形状。

20.根据权利要求19所述的校准方法，其中，每个所述切割器在所述多个目标的每一个中切割出独特的形状。

21.根据权利要求5至20中任一项所述的校准方法，还包括配置分割系统以在重新扫描所述目标时辨认出由所述扫描仪最初扫描的每个特定目标然后由所述至少一个切割器切割。

22.根据权利要求21所述的校准方法，其中，所述分割系统辨认出在最初由所述扫描仪扫描时由所述分割系统确定的所述目标的一个或多个物理参数。

23.根据权利要求22所述的校准方法，其中，由所述分割系统辨认出的所述目标的一个或多个物理参数选自由目标长度、宽度、纵横比、厚度、厚度分布、轮廓、外轮廓、外周边尺寸和/或外周边形状组成的组。

24.根据权利要求22所述的校准方法，其中，所述物理参数包括位于所述目标上的记号或切入所述目标的图案的特征。

25.根据权利要求24所述的校准方法，其中，所述记号包括应用于所述目标的识别码。

26.根据权利要求25所述的校准方法，其中，所述识别码包括在制造时应用于所述目标的序列号、在执行所述校准方法时应用于所述目标的识别码、条形码、1D条形码、2D条形码、3D条形码、QR码和RFID标签。

27.根据权利要求24所述的校准方法，其中，切入所述目标的图案的特征包括由所述至少一个切割器中的每一个切割到所述目标中的独特图案。

28.根据权利要求27所述的校准方法，其中，所述独特图案选自由以下组成的组：在所述目标中至少两次切割相同图案的特定切割器；所述至少一个切割器在每个目标切割中在所述目标中切割不同的独特图案；切入所述目标的相同图案的不同的排列或组合和切入所述目标的不同图案的不同的排列或组合。

29.根据权利要求22至27中任一项所述的校准方法，还包括：在重新扫描所述目标时分析所述目标的物理参数，以使重新扫描的所述目标与对应的原始扫描的目标相匹配。

30.根据权利要求22至29中任一项所述的校准方法，还包括：执行在所述目标的原始扫描期间确定的所述目标的物理参数到在所述目标的重新扫描期间确定的所述目标的物理参数的转换，以协助分析所述切割图案相对于所述目标的位置。

31.根据权利要求5至30中任一项所述的校准方法，其中，校准所述至少一个切割器包括在所述目标中切割所述特定图案期间确定所述至少一个切割器的位置，以及在相对于与所述扫描仪相关的参考位置的切割期间存储所述至少一个切割器的确定的位置。

32.根据权利要求31所述的校准方法，其中，确定所述至少一个切割器的位置基于确定在所述目标中切割的特定图案的物理属性的位置。

33.根据权利要求32所述的校准方法，其中，所述物理属性是切割图案的质心。

34.根据权利要求5至33中任一项所述的校准方法，其中，所述至少一个切割器的位置在横跨所述传送器的宽度的多个位置处被校准。

35.根据权利要求34所述的校准方法，其中，横跨所述传送器的宽度的所述多个位置对应于所述传送器承载工件的位置。

36.根据权利要求5至35中任一项所述的校准方法，还包括：对于所述至少一个切割器的位置，建立在横向于所述传送器的移动方向的方向上相对于所述扫描仪的位置的基准。

37.根据权利要求5至36中任一项所述的校准方法，还包括：对于所述至少一个切割器的位置，建立在沿着所述传送器的移动方向的方向上相对于所述扫描仪的位置的基准。