CN112601458A - 用于处理屠体部分的方法和系统 - Google Patents

Abstract

公开了一种用于处理屠体部分的方法。该方法包括：在控制单元处确定切割的屠体部分的目标重量；使用检测单元检测屠体部分，以确定所述屠体部分的质量分布，并且将所述质量分布提供给控制单元；使用控制单元基于目标重量和质量分布计算屠体部分的切割计划；使用机械夹具以便夹持屠体部分并且将所述屠体部分布置成执行所述切割计划；以及根据切割计划使用切割单元切割屠体部分，以便根据目标重量生产切割的屠体部分。同时公开了一种用于处理屠体部分的对应的系统。

Description

用于处理屠体部分的方法和系统

技术领域

本发明是针对处理屠体部分(特别是鸡胸)的方法，以及用于处理所述屠体部分的系统。

背景技术

为了更好地履行特定的订单要求，通常通过切割或裁剪来处理屠体部分(诸如鸡胸)。特别地，通常执行切割和裁剪使得切割的屠体部分满足重量要求。例如，在本领域中的一个特定要求是，切割的屠体部分具有对应于单份餐的重量。处理还可以包括裁剪屠体部分以去除异物(诸如脂肪和骨头块)。在其他具体情况下，可将屠体部分切割至适合于履行成批的屠体部分的订单的一部分的尺寸，例如，重量为750克的成批的鸡胸。

为了降低劳动力成本、提高可以被切割部分的准确性、减少因边料造成的产品浪费、使因产品过大而造成的赠品最小化，并且提高处理速度，已经开发了许多用于处理屠体部分的自动化系统。通常，将屠体部分裁剪成所需重量的最有效方法将包括对该屠体部分进行独特的切割，而适应这些独特的切割计划的常见方法是提供复杂的机器人手臂，以用于沿着任何期望的切割线进行切割。可以在WO 2015/198062 A1中找到用于裁剪屠体部分的已知系统的一个实施例。在该系统中，使用带有喷射水流的复杂机器人切割手臂来裁剪屠体部分，以便去除异物。然而，这种机器人手臂非常地昂贵，因此阻止了这些用于处理屠体部分的更有效方法得到广泛采用。因此，本发明的目的是提供一种改进的用于处理屠体部分的方法，该方法不包括昂贵和复杂的机器人切割手臂，同时保持与用于单个屠体部分的定制切割计划相关联的益处。

发明内容

根据本发明的第一方面，提供了一种处理屠体部分的方法，包括：在控制单元处确定切割的屠体部分的目标重量；使用检测单元检测屠体部分，以确定所述屠体部分的质量分布，并且将所述质量分布提供给控制单元；使用控制单元基于目标重量和质量分布计算屠体部分的切割计划；使用机械夹具，以便夹持屠体部分并且将所述屠体部分布置成执行所述切割计划；以及根据切割计划使用切割单元切割屠体部分，以便根据目标重量生产切割的屠体部分。已经认识到的是，通过使用机械夹具夹持所述屠体部分并且将该屠体部分相对于切割单元布置成执行切割计划，可以使屠体部分的处理更具有成本效益。使用这种的机械夹具在切割前来布置屠体部分，允许通过相对简单的切割单元来执行更复杂的切割计划。

虽然本方法是针对于屠体部分的处理，但可以将该方法应用于其它类型的食品部分，诸如鱼部分和肉部分也是可以想到的。

所述目标重量可以是单个值，例如160克，或者可以是一个范围，例如150克至160克。在一些简单的情况下，每个切割的屠体部分的目标重量可以是对于每个屠体部分来说固定的单个值。然而，在大多数情况下，有许多因素会影响目标重量的确定，下文将对这些因素进行描述。然而，应该注意的是，目标重量的确定可以在计算切割计划之前的任何阶段进行，并且实际上在一些实施方案中，检测数据(例如质量分布)可以是用于确定目标重量的因素之一。类似地，在确定目标重量之前，机械夹具可能已经接收了屠体部分。

在此阶段还应该注意的是，所述机械夹具和切割单元通常将由控制单元控制以执行上述任务。

常见的屠体部分订单类型是成批的屠体部分，其中每个批次都具有目标重量。例如，购买成批的具有设定的重量、有包装的鸡胸肉是常见的。为了有效地适应批次重量要求，优选地，该方法包括形成成批的屠体部分，并且基于目标批次重量和当前未完成批次的重量来确定目标重量。通常目标批次重量将是与特定订单相关联的重量。例如，订单可以是1000批次的鸡胸肉，每个批次的重量为750克，在这种情况下，目标批次重量可能是750克。同样，批次重量的任何公差可以通过目标批次重量来适应，所述目标批次重量是一个重量范围(例如740克至760克)。当前未完成批次的重量可以是当前正在准备的批次的重量。如果尚未将任何部分分派给一个批次，则当前未完成批次的重量可以是0克，或者可以是小于目标批次重量的一些非零值。例如，如果某批次的当前未完成重量为590克，并且目标批次重量为750克，则用于完成该批次的目标重量可以被确定为160克。在这种情况下，该方法包括在检测屠体部分和计算实现所述目标重量所需的切割计划之前，将目标重量计算为完成该批次所需的重量。

一些订单可能要求成批的屠体部分中的特定数量的屠体部分。例如，一个订单可以是1000个批次，每个批次具有总重量为750克的4块鸡胸部分。因此，优选地，基于在所述批次中屠体部分的目标数量和所述当前未完成批次中屠体部分的数量来确定目标重量。这里应该注意的是，屠体部分的目标数量同样可以是范围，例如三块到五块屠体部分。通过在目标重量的确定中包括屠体部分的目标数量，可以防止生产出无法由进入的屠体部分完成的未完成批次的屠体部分。

优选地，基于所述屠体部分的重量和/或基于位于所述屠体部分上游的一个或多个屠体部分的重量来确定所述目标重量。在目标重量的确定中包括进入的屠体部分的重量例如可以防止使用非常大的屠体部分来生产小的切割的屠体部分，这会导致生产出大量低价值的边料屠体。将上游屠体部分的重量包括在确定中还允许系统对进入的屠体部分的重量变化敏感，并且更有效地使用进入的屠体部分。例如，该方法可以考虑上游屠体部分相对小，因此提高正在讨论中的屠体部分的目标重量，使得进入的较小屠体部分可以容纳到特定的批次中。

上述内容集中于单个屠体部分的单个目标重量的确定。然而，应领会的是，将对每个随后接收的屠体部分重复该方法。例如，该方法可以包括确定随后切割的屠体部分的目标重量，至少基于目标批次重量和当前未完成批次的更新重量来确定所述新目标重量，并且可选地基于所述批次中的屠体部分的目标数量和所述当前未完成批次中的屠体部分的更新数量来确定所述新目标重量，并且还进一步可选地基于随后屠体部分的重量和/或位于所述随后屠体部分上游的一个或多个屠体部分的重量来确定所述新目标重量。例如，可以通过将先前的目标重量添加到先前的当前未完成批次的重量中来确定当前未完成批次的更新重量。替代地，可以对未完成批次进行称重以更新当前未完成批次的重量。在又一个替代中，可以在切割后并且被包含在该批次中之前对每个切割的屠体部分进行称重，以确认屠体部分的精确重量，并且保持批次的运行总重量。

在一些实施方案中，基于目标最小边料重量、目标最大边料重量和目标边料重量中的一个确定目标重量。边料是屠体部分的一部分，通常是划分的屠体部分中较小的部分，该部分用于副产品，诸如鸡块或加工食品。边料的价值通常低于切割的屠体部分的作为切割计划的一部分所形成的其他部分。因此，通常期望确保边料不超过目标最大重量。在另一方面，在一些情况下，低于一定重量的边料材料将具有更为有限的用途，这进一步降低了其价值或者要求完全地剔除边料。因此，一些实施方案包括目标最小边料重量，以获得能够被用于优选的边料产品的边料，尽管在边料不能被使用的情况下(例如，当边料中存在骨头碎片时)可以忽略该目标最小边料重量。在一些具体情况下，可以期望获得具有特定重量的边料，并且这可以作为确定所述目标重量的因素。例如，边料可用作鸡块，如果所述鸡块可以成批的一同出售，并且每块具有相似的重量，则所述鸡块具有较高的价值。通过在确定目标重量时考虑边料的价值，可以使从屠体部分提取的总价值最大化，从而提高成本效益。

虽然控制单元可以简单地对不同类型的订单进行优先排序，例如，将切割的屠体部分的订单优先于由边料制成的鸡块订单，但在一些实施方案中，还向所述控制单元提供价值数据，所述价值数据可以包括与切割的屠体部分和不同尺寸的边料相关联的价值。随后，也可以基于价值数据确定目标重量。例如，切割的屠体部分的一批订单可以具有每公斤屠体4英镑的价值，而使用边料的鸡块订单可以具有每公斤2英镑的价值，使用边料的加工食品订单可以具有每公斤屠体1英镑的价值。目标重量的确定可以将这些价值考虑在内，以便从进入的屠体部分中提取最大的价值。

有多种方法可以检测屠体部分。在一些实施方案中，检测单元包括称重单元，并且检测屠体部分包括通过称重单元对所述屠体部分进行称重。在一个非常简单的实施方案中，通过称重单元确定的重量可以与鸡胸部分的典型模型结合使用，来估计屠体部分的质量分布。然而，在大多数情况下，重量将与成像装置结合使用，这将在下文中讨论。

该方法可以包括检测单元，所述检测单元包括成像单元，并且检测屠体部分包括通过成像单元对所述屠体部分进行成像，以便确定所述屠体部分的体积分布。在一些简化的情况下，该体积分布可以与被处理的屠体部分的类型的平均质量密度结合使用，以建立质量分布。然而，优选地这样的实施方案将与如上文所述的称重单元相组合。

特别地，如上文所述的称重单元和成像单元的组合，将允许更精确的质量分布被建立，从而提高切割计划的准确性。

在又一个优选的实施方案中，检测单元包括扫描单元，诸如超声波单元或X射线单元，并且检测屠体部分包括通过扫描单元扫描所述屠体部分。也即是，优选地提供了能够直接地测量屠体部分的质量分布的扫描单元。例如，如上文所述，可以使用X射线单元来生成代表所述屠体部分的质量分布图。这种扫描单元通常将进一步提高质量分布的准确性，因此允许计算出更精确的切割计划。例如，这种扫描单元通常将适应贯穿整个屠体部分的质量密度变化，随后可以在切割计划中考虑这些变化。

如从上文显而易见的是，所述检测单元可以包括收集检测数据的相应集合的多个独立的单元，并且实际上称重、成像和扫描单元可以相互结合使用。所述检测单元还可包括用于收集其他类型的检测数据的其他装置，诸如用于检测血点的相机。

对于屠体部分，特别是诸如鸡胸，通常优选的是，根据特定类型的屠体部分的解剖而定制切割计划。例如，对于鸡胸，优选的是在鸡胸较厚的端部并且靠近鸡胸的面向内的表面处形成边料，使得外部外观得以保持。因此，优选地，检测屠体部分包括识别所述屠体部分的预定解剖区域，并且基于质量分布和预定的解剖区域计算切割计划。例如，计算切割计划可以包括在预定的解剖区域内识别能生产满足目标重量的切割的屠体部分的切割线。在这种情况下，使用鸡胸肉为例，所述预定的解剖区域可以是位于鸡胸肉较厚的端部并且靠近鸡胸肉的面向内的一侧处的区域。在此应领会的是，切割线是指穿过屠体部分而限定的二维区域，其将屠体部分划分成两部分。该区域可以是平面的，也可以具有更复杂的形状。

确保切割计划保持外部外观(特别是在鸡胸中)的另一种手段包括检测屠体部分，以便识别屠体部分的主轴线，其中计算切割计划包括计算相对于主轴线的切割线。例如，所述切割计划可以要求切割线相对于所述主轴线具有预定的角度范围。特别地，计算相对于主轴线的切割线包括计算相对于主轴线大体上限定一个锐角的切割线。

在一个替代实施方案中，计算相对于主轴线的切割线包括计算大体上限定一个平行于主轴线的平面的切割线。例如，这可用于从鸡胸的面向内的表面裁剪恒定的厚度。这代表了在实现高价值的边料产品的同时减少屠体部分重量的一种方法。例如，这种切割布置可以保持鸡胸面向外的外观，并且获得例如可以用于边料产品(诸如炸肉排)的边料。

在一些优选的实施方案中，该方法还包括检测屠体部分，以便识别屠体部分内的异物(诸如骨头碎片)的存在和位置，并且进一步基于异物的位置计算切割计划。也即是，可以要求所述切割计划将异物包含在边料中，以便确保切割的屠体部分没有异物。此外，可以基于异物的存在而确定目标重量。例如，控制单元可以旨在使边料的尺寸最小化，使得将带有异物的边料作为废料被剔除，同时使损失的价值最小化。相反，如果产生了相当大的边料，则需要进一步处理边料以去除异物并且挽救边料的可用部分，或者剔除较大的边料并且损失可用屠体边料的增加价值，这两者的成本效益均较低。

通常，使用机械夹具以便将所述屠体部分布置成执行切割计划将包括相对于切割单元移动屠体部分。例如，所述机械夹具可以将屠体部分传送至切割单元，并将所述屠体部分放置在期望位置或按要求将屠体部分定向，使得所述切割单元可以执行切割计划。

在一些实施方案中，该方法还包括使用传送单元将屠体部分传送至机械夹具，并且优选地还包括使用机械夹具将屠体部分抬离所述传送单元。抬起屠体部分，特别是在切割期间，可以防止切割单元损坏所述传送单元。替代地，将所述屠体部分布置成执行切割计划可以包括在所述传送单元上移动屠体部分或使屠体部分重新定向，并且随后使用所述传送单元将屠体部分传送至切割单元。在这些实施方案中，机械夹具可以将屠体部分放置成使得，当屠体部分到达切割单元时，所述屠体部分处于允许执行切割计划的位置。

优选地，该方法包括在所述屠体部分被机械夹具夹持时切割屠体部分。由于机械夹具在切割期间抑制了屠体部分的移动，因此这可以增加执行切割计划的准确性。

在许多实施方案中，为了使与切割单元相关联的成本最小化，切割单元被配置为沿着预定的切割方向切割，并且布置屠体部分包括相对于所述预定的切割方向布置所述屠体部分，使得切割单元能够根据切割计划切割所述屠体部分。

优选地，所述机械夹具还被用作切割的屠体部分的分拣和传送的一部分。例如，优选地，该方法包括使用机械夹具在拾取位置处夹持屠体部分，并且将切割的屠体部分存放在与拾取位置分开的存放位置处。特别地，在该方法包括形成成批的屠体部分的情况下，优选地，存放位置是用于成批的屠体部分的包装。也即是，机械夹具可以起到将切割的屠体部分成批地布置在相应的包装中的附加功能。由于不需要单独的机械人手臂来分拣和包装成批的屠体部分，因此这可以进一步降低实施该方法的系统的成本。例如，所述机械夹具可以拾起屠体部分并且在执行切割计划期间保持屠体部分。因此，可以使边料与保持在机械夹具中的切割的屠体部分分离。随后，所述机械夹具可以将切割的屠体部分直接转移到用于成批的屠体部分的包装中。

在一些实施方案中，机械夹具包括称重单元，并且该方法还包括在执行切割计划后用机械夹具对切割的屠体部分进行称重。此实施方案允许机械夹具来确认切割计划以可接受的精确度执行。当与上述使用机械夹具成批形成相结合时，此实施方案是特别优选的，因为其允许控制单元以高准确性推断进行中的批次的重量。

当切割单元是低成本的切割单元时，该方法可以以最具成本效益的方式实施，并且优选地，所述切割单元包括切割刀，并且还优选地，所述刀被配置为在单个切割平面内切割。同样，在此机械夹具与相对简单的切割单元结合使用，机械夹具负责移动和定向屠体部分，并且使切割单元能够执行切割计划。

虽然本发明的上述方面被设计为利用机械夹具来布置屠体部分，使得不需要复杂的切割设备，但还应领会的是，上述讨论的各种优选特征引入了它们自身的优点，使得可以期望在没有机械夹具的替代情况下实施该方法。例如，比较方法可以包括在没有机械夹具干预的情况下计算切割计划并且执行切割计划。尽管如此，可以在执行切割计划之后使用机械夹具，例如，用于成批地布置切割的屠体部分，如上所述。

上文已就针对单个订单确定目标重量的情况的系统进行了描述，即，该系统一次处理切割的屠体部分的单个订单。然而，通常所述系统将具有旨在要同时履行的多个订单。这可以是同一类型的多个订单，或多个不同类型的多个订单，或两者的混合。例如，可以有成批的重量为300克的两块鸡胸肉的订单，并且可以有正在进行的两个批次，其中一个是正在进行中的重量为160克的订单，且一个是正在进行中的重量为155克的订单。可替代地，或者另外地，所述系统可以具有两种类型的订单，例如，成批的重量为300克的两块鸡胸肉的订单，以及重量为150克的单个鸡胸肉的订单。在像这样的情况下，确保将屠体部分分派给能够提取最高价值的订单是期望的。因此，优选地，该方法包括确定多个目标重量，每个目标重量与待被履行的相应的订单相关联，并且还包括在所述多个目标重量中选择一个与被检测的屠体部分最佳对应的目标重量，其中基于所选择的目标重量和被检测的屠体部分的质量分布来计算切割计划。在此，该系统通过确定相应的目标重量根据每个订单有效地模拟屠体部分的分派和处理。该系统可以根据每个订单估计通过处理屠体部分将获得的总价值，并且可以选择最高价值的订单作为将履行的订单。替代地，该系统可以简单地选择具有最低赠品的订单，即，预期的切割的屠体部分的重量最小量地超过对应的订单所要求的重量。

其他因素可能会影响为所述屠体部分选择的目标重量。优选地，基于以下信息中的一个或多个来从多个目标重量中选择与被检测的屠体部分最佳对应的一个目标重量：估计的边料重量、异物的存在和/或位置、位于所述屠体部分上游的一个或多个屠体部分的重量、一个或多个待被履行的订单的预测更新的批次重量(即，与目标批次重量相比)、以及一个或多个待被履行的订单的一个批次中的屠体部分的预测更新的数量(即与已完成的批次中的部分的目标数量相比)。可能影响决定的其他因素包括待被履行的每种类型的订单的总数，以及自最后一个屠体部分分派到每种订单类型以来的时间。例如，如果有1000个成批的重量为300克的两块鸡胸肉的订单和100个重量为150克的单个鸡胸肉的订单，系统可以倾向于选择两块鸡胸肉的批次，因为有更多的这种订单需要被履行。替代地，如果例如最后5份，屠体部分被分派给重量为150克的单个鸡胸肉的订单，则系统可以开始倾向于开始对两块鸡胸肉的批次进行称重，以解决这个偏差。

根据本发明的第二方面，提供了一种系统，该系统包括：控制单元，所述控制单元适于确定切割的屠体部分的目标重量，并且基于目标重量和所述屠体部分的质量分布计算屠体部分的切割计划；检测单元，所述检测单元适于检测屠体部分以确定所述屠体部分的质量分布，并且将所述质量分布提供给控制单元；机械夹具，所述机械夹具适于夹持屠体部分并且将所述屠体部分布置成执行切割计划；以及切割单元，所述切割单元适于根据切割计划切割屠体部分，以便根据切割的屠体部分的目标重量生产切割的屠体部分。

应领会的是，上文描述的本发明的第一方面的所有优选特征同样地适用于本发明的第二方面。

根据本发明的第三方面，提供了一种包括计算机可执行指令的计算机可读介质，当由计算机执行该计算机可执行指令时，使计算机执行以下步骤：确定切割的屠体部分的目标重量；基于目标重量和接收到的屠体部分的质量分布计算屠体部分的切割计划；指示机械夹具去夹持屠体部分并且将所述屠体部分布置成执行切割计划；指示切割单元根据切割计划切割屠体部分，以便根据目标重量生产切割的屠体部分。同样，本发明的这个方面对应于以下指令：所述指令将由控制单元执行以便实现本发明的第一方面的方法。上文讨论的任何优选特征同样地适用于本发明的这个方面。

附图说明

现在将参照附图描述本发明，其中：

图1示意性地示出了根据本发明的一个实施方案的用于处理屠体的系统；

图2A和图2B示出了适合于在图1的系统中使用的机械夹具；

图3A至图3C示出了适合于在图1的系统中使用的切割单元；

图4是流程图，该流程图示出了由图1的系统所实施的方法；

图5A和图5B示意性地示出了根据本发明的一个实施方案的用于处理屠体的系统，所述用于处理屠体的系统处在处理过程中的两个不同阶段；以及

图6示出了适合于在图5A和图5B的系统中使用的切割单元。

具体实施方式

现在将参照图1至图4描述本发明的第一实施方案。

图1示意性地示出了一种用于实施本发明的方法的系统。系统1包括一系列的传送机20，所述传送机20将未切割的屠体部分10(在此情况下是鸡胸肉)传送通过屠体处理系统的检测单元100、机械夹具200和切割单元300，这将在下文更详细地描述。

传送机连接(未示出)到控制系统50，该控制系统50操作系统的所有元件。如图4所示，执行所述方法的第一步骤是在步骤S100中将订单数据输入到控制单元50中。在最简单的情况下，所述订单数据可以简单地包括切割的屠体部分的固定目标重量；然而，更常见地，订单数据包括多个元素。例如，该订单数据可以包括针对不同类型的最终产品的订单，例如，单个鸡胸肉订单、成批的具有指定重量和指定数量的鸡胸肉订单、以及边料订单。与单个鸡胸肉相关联的订单数据可以包括目标重量范围，例如，最小切割的屠体部分重量和/或最大切割的屠体部分重量，以及目标最小边料重量和/或目标最大边料重量。批次订单可以包括每个批次的目标重量和/或要包含在每个批次中的切割的屠体部分的数量或范围。批次订单的一个实施例可以是700克的四块胸肉，其中单个部分的重量不超过200克或不小于150克。订单数据还可以包括关于使用边料来履行的订单的数据。例如，高价值的边料产品，诸如鸡块，可能需要目标最小边料重量或目标重量。虽然过大的边料可以被裁剪以满足目标边料重量，但这种附加的处理将降低边料的成本效益，并且降低从屠体部分提取的总价值，因此也可以包括最大边料重量。订单数据还可以包括低价值的边料订单的数据，诸如加工食品订单，所述加工食品订单使用不适合于更高价值的订单的边料。

进入屠体处理系统1的屠体部分10首先由传送机20传送至检测单元100。在此实施方案中的检测单元包括X射线单元，并且可以附加地包括称重单元和/或相机或其他成像单元。检测单元100的元件在步骤S200中收集检测数据，在这种情况下，所述数据至少包括通过X射线单元生成的质量分布，所述质量分布能够直接地绘制鸡胸肉的质量图。所述检测数据还可以包括异物的细节(诸如骨头碎片或血点)，从而提供关于异物的存在、位置、尺寸和形状的数据。所述检测数据还可以包括通过比X射线单元更精确的装置所测量的重量，以及关于传送机20上的屠体部分10在的登记位置的数据。

在步骤S300中，检测单元100将检测数据传递给控制单元50。随后，在步骤S400中，控制单元可以使用检测数据和订单数据来确定屠体部分的目标重量。例如，订单数据可以包括700克的四块鸡胸肉的订单，其中单个部分的重量不超过200克或不小于150克的订单，并且还可以包括鸡块的订单，每块鸡块的重量在15克至20克之间的订单。如果确定屠体部分10具有212克的重量，则所述控制系统可以识别具有17克边料的195克目标重量，使得切割的屠体部分的两个元素均可以用于履行高价值的订单。

在确定目标重量之后，在步骤S500中，控制单元使用目标重量和质量分布确定切割计划。在此实施方案中，切割单元沿着与传送机成固定角度的平面进行切割，这将在下文更详细地描述。然而，所述机械夹具能够在切割之前布置屠体部分，因此控制单元能够评估沿着屠体部分可能布置的用于切割屠体部分的切割平面的不同位置的数目。控制单元识别能满足目标重量标准的要进行切割的位置。

屠体部分10被传送至机械夹具200，所述机械夹具200在图2A和图2B中更详细地示出。机械夹具200包括主支撑柱202和布置在柱202的相对侧的两个活塞203。在柱202的下端布置了一对包括相对的爪元件201a、201b的夹持爪，在关闭位置，爪元件201a、201b之间限定了一个细长的V形通道。每个爪元件201a、201b在其上端、靠近支撑柱处被铰接，使得爪的下端是可移动的，以打开和关闭V形通道。夹具在柱202的上端处连接到运输单元(未示出)。所述运输单元能够使整个夹具200围绕柱的中心轴线旋转，从而赋予机械夹具360°的旋转。所述运输单元还能够提升和降低所述机械夹具，并且能够实现夹具的平移运动。因此，控制系统50能够布置夹具，使得V形通道的长度与屠体部分10的主轴线对齐。随后，夹具能够降低到位，并且关闭爪201a、201b以夹持和收集屠体部分。随后，夹具能够进一步移动和旋转以改变屠体部分相对于传送机表面的位置和朝向，从而实现图4的步骤S600。

然后，传送机20将布置好的屠体部分10传送至图3A至图3C中示出的切割单元300。切割单元300包括支撑框架301。旋转切割单元通过支撑框架301保持在传送机20上方。旋转切割单元包括电机302和旋转切割刀303。电机将旋转切割刀303保持在相对传送机的横向尺寸成固定的45°角处。传送机20包括沿传送机的长度方向延伸的槽21，旋转切割刀303延伸入所述槽21中。该槽从而防止刀损坏传送机，同时允许刀完全地切割穿过屠体部分。图3C示出了在步骤S700中被切割单元300切割的处理中的屠体部分10。所述屠体部分已被布置成使得，当传送机20使鸡胸10移动经过静止的切割刀时，刀以45°的角度切割到鸡胸的较厚端中。以45°的角度切割到鸡胸的较厚端中，使得鸡胸的面向内部侧相比于鸡胸的面向外部侧更多地包含在边料中。这种切割布置确保了当检测胸的面向外的表面时，切割的鸡胸肉看起来大体上是完整的。

一旦进行切割，则更新订单数据以反映一个切割的屠体部分已经被生产，并且切割的屠体部分11和边料12被传送至下游以进行进一步处理(例如包装)。在随后的屠体部分被检测时，从步骤S200开始重复该方法。尽管图4表明新的屠体部分的检测仅发生在步骤S800之后，但在实践中，该方法将连续地操作，并且通常将在第一个屠体部分被处理的同时检测新的屠体部分。

现在将参照图4至图6描述第二实施方案。

图5A示意性地示出了用于实施本发明的方法的另一个系统。系统1包括一系列的传送机20，传送机20将未切割的屠体部分10(同样是鸡胸肉)传送经过屠体处理系统的检测单元100和集成的夹持和切割单元250，这将在下文更详细地描述。最终传送机20被示出为保持有托盘15，通过所述屠体处理系统将在该托盘15中形成成批的屠体部分。

所述系统同样包括控制单元50，在步骤S100中，订单数据被输入至所述控制单元中。在此实施方案中，系统1形成成批的切割的屠体部分，因此订单数据例如包括以下订单：总重量为300克的两块切割的鸡胸肉，并且其中每块肉的重量不小于125克且不大于175克。如上文所描述的，所述订单数据还包括关于要履行的边料产品的数据。

进入屠体处理系统1的屠体部分10首先通过传送机20传送至检测单元100。所述检测单元包括X射线单元、称重单元和相机。在步骤S200中，检测单元100的元件收集检测数据，在此情况下，所述检测数据包括通过X射线单元生成的质量分布、来自称重单元的重量和来自相机的图像数据。

在步骤S300中，检测单元100将检测数据传递给控制单元50。随后，在步骤S400中，控制单元可以使用检测数据和订单数据来确定屠体部分的目标重量。在这种情况下，所述检测数据包括指示骨头块13包含在当前屠体部分10中的数据和屠体部分重量为184克的指示。在步骤S400中，所述控制单元辨别骨头块的存在。由于包括骨头块13的任何边料要么是废料，要么需要进一步处理以回收可用的屠体，因此所述控制单元被配置为使边料的尺寸最小化以减少浪费的屠体的量。因此，控制单元50确定170克至175克的目标重量，留下9克至14克的边料，以便使用于履行订单的屠体的量最大化。

在确定了目标重量后，在步骤S500中，控制单元50利用目标重量、质量分布、以及异物的位置确定切割计划。在此实施方案中，切割单元同样沿着平面以固定的角度进行切割，因此控制单元50基于质量分布识别要进行切割的位置，该位置即满足目标重量标准并且将骨头块13包括在边料部分12中。

然后，将屠体部分10传送至集成的夹持和切割单元250，所述夹持和切割单元250在图6中被更详细地示出。集成的夹持和切割单元250包括主支撑柱252和布置在柱252的相对侧的两个活塞253。在柱252的下端布置了一对包括相对的爪元件251a、251b的夹持爪，在关闭位置，爪元件251a、251b之间限定了一个细长的V形通道，所述细长的V形通道在通道的前端处且在爪元件251a、251b底部边缘处具有斜切边缘，如以下将描述的。每个爪元件251a、251b在其上端、靠近支撑柱处被铰接，使得爪的下端是可移动的，以打开和关闭V形通道。夹具在柱252的上端处连接到运输单元(未示出)。所述运输单元能够使整个夹持和切割单元250围绕柱252的中心轴线旋转，从而赋予机械夹具360°的旋转。所述运输单元还能够提升和降低所述机械夹具。最后，所述运输单元能够使机械夹具沿着轨道在拾取位置(图5A中示出)和分配位置(图5B中示出)之间移动。所述拾取位置是收集待切割的屠体部分的位置。所述分配位置将在下文更详细地描述。

夹持和切割单元250还包括切割单元350。所述切割单元包括从支撑柱252延伸到致动器352的支撑构件351。所述致动器作用于切割刀353，所述切割刀353与由爪251a、251b限定的V形通道的长轴线呈45°角布置。在延伸位置，切割刀353在斜切边缘处沿爪251a、251b的边缘延伸。致动器352以闸刀式的运动操作切割刀353，沿所述斜切边缘提升和降低刀。刀353的运动使被保持在爪251a、251b中的任何屠体部分的前端以45°角接受切割，从而产生了屠体部分的边料。

首先，在步骤S600中使用上文所述的夹持和切割单元250夹持屠体部分和布置屠体部分，将屠体部分抬离传送机，之后切割刀353的闸刀式运动根据切割计划通过切割屠体部分而实现步骤S700。包含骨头块13的边料落入下方的传送机20。如果夹持和切割单元250包括能够测量重量的爪元件251a、251b的联接器，则随后夹具可以确定切割的屠体部分的精确重量，并且将该信息提供给控制单元。

如图5B所示，随后夹持和切割单元250通过运输单元移动至单独的传送机20，该传送机上布置有托盘15。在图5B中，托盘15被示出为位于屠体部分进入所述系统的传送机的下游；然而，这仅仅是为了清楚起见。通常，托盘15将被布置在平行的传送机线上，从而允许边料沿着下游的传送机行进以供进一步处理。夹持和切割单元250将切割的屠体部分11存放在托盘15中并且更新订单数据，以反映正在处理的批次具有一个重量为170克至175克的切割的屠体部分11。如果在切割后进行了称重，则被用于更新订单数据的这个重量可能是更精确的。

随后，该方法返回到步骤S200以用于随后的屠体部分。现在，所述控制单元将使用检测数据并且基于更新的订单数据确定随后的切割的屠体部分的目标重量，该更新的订单数据反映出需要的重量为125克至130克的切割的屠体部分。

在图5A和图5B的实施方案的另一个版本中，可以在检测单元100和夹持单元250之间包括缓冲区，该缓冲区允许控制单元在多个进入的屠体部分上收集检测数据。例如，如果这种系统处于如上文所描述的操作状态(即，具有成批的总重量为300克的两块鸡胸肉，并且其中每块肉的重量不小于125克且不大于175克的订单)，则控制单元可以利用此缓冲区来更好地履行订单。例如，所述控制单元可以辨别重量为184克的第一屠体部分和重量为200克的第二屠体部分。在此基础上，控制单元可以确定第一屠体部分应当被切割至例如140克，以减小需要在重量为200克的第二屠体部分上形成的边料尺寸，并确保两个边料均可以用于高价值的边料产品，而不需要明显的进一步处理。

Claims (32)

1.一种用于处理屠体部分的方法，所述方法包括：

在控制单元处确定切割的屠体部分的目标重量；

使用检测单元检测屠体部分，以确定所述屠体部分的质量分布，并且将所述质量分布提供给控制单元；

使用控制单元基于目标重量和质量分布计算屠体部分的切割计划；

使用机械夹具，以便夹持屠体部分并且将所述屠体部分布置成执行所述切割计划；以及

根据切割计划使用切割单元切割屠体部分，以便根据目标重量生产切割的屠体部分。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述方法包括形成成批的屠体部分，并且其中基于目标批次重量和当前未完成批次的重量来确定所述目标重量。

3.根据权利要求2所述的方法，其中基于在所述批次中的屠体部分的目标数量和在所述当前未完成批次中的屠体部分的数量来确定所述目标重量。

4.根据权利要求2或3所述的方法，其中基于所述屠体部分的重量和/或基于位于所述屠体部分上游的一个或多个屠体部分的重量来确定所述目标重量。

5.根据权利要求2至4中任一项所述的方法，还包括在控制单元处确定随后切割的屠体部分的新目标重量，所述新目标重量至少基于目标批次重量和当前未完成批次的更新重量来确定、并且可选地基于在所述批次中的屠体部分的目标数量和在所述当前未完成批次中的屠体部分的更新数量来确定，并且还进一步可选地基于随后屠体部分的重量和/或位于所述随后屠体部分上游的一个或多个屠体部分的重量来确定。

6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中基于目标最小边料重量、目标最大边料重量和目标边料重量中的一个或多个确定所述目标重量。

7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中基于最小和/或最大切割的屠体部分重量确定所述目标重量。

8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述检测单元包括称重单元，并且检测屠体部分包括通过称重单元对所述屠体部分进行称重。

9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述检测单元包括成像单元，并且检测屠体部分包括通过成像单元对所述屠体部分进行成像，以便确定所述屠体部分的体积分布。

10.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述检测单元包括扫描单元，并且检测屠体部分包括通过扫描单元扫描所述屠体部分，其中所述扫描单元优选地是超声波单元或X射线单元。

11.根据前述权利要求中任一项所述的方法，还包括检测屠体部分以便识别所述屠体部分的预定的解剖区域，并且基于质量分布和预定的解剖区域计算切割计划。

12.根据权利要求11所述的方法，其中计算切割计划包括在预定的解剖区域内识别生产满足目标重量的切割的屠体部分的切割线。

13.根据前述权利要求中任一项所述的方法，还包括检测屠体部分，以便识别屠体部分的主轴线，并且其中计算切割计划包括计算相对于主轴线的切割线。

14.根据权利要求13所述的方法，其中计算相对于主轴线的切割线包括计算相对于主轴线限定一个大体上锐角的切割线。

15.根据权利要求13所述的方法，其中计算相对于主轴线的切割线包括计算大体上限定平行于主轴线的平面的切割线。

16.根据前述权利要求中任一项所述的方法，还包括检测屠体部分，以便识别屠体部分内异物的存在和位置，并且其中进一步基于异物的位置计算切割计划，并且可选地基于异物的存在确定目标重量。

17.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中将所述屠体部分布置成执行切割计划包括相对切割单元移动所述屠体部分。

18.根据前述权利要求中任一项所述的方法，还包括使用传送单元将屠体部分传送至机械夹具。

19.根据权利要求18所述的方法，其中夹持屠体部分包括将屠体部分抬离所述传送单元。

20.根据权利要求18或19所述的方法，其中将所述屠体部分布置成执行切割计划包括在所述传送单元上移动屠体部分，并且其中，随后使用所述传送单元以将屠体部分传送至切割单元。

21.根据权利要求1至19中任一项所述的方法，包括在所述屠体部分被机械夹具夹持时切割屠体部分。

22.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中机械夹具包括称重单元，并且所述方法还包括在执行切割计划后用机械夹具对切割的屠体部分进行称重。

23.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中切割单元被配置为沿着预定的切割方向切割，并且其中夹持所述屠体部分包括将所述屠体部分相对于预定的切割方向布置成使得切割单元能够根据切割计划切割所述屠体部分。

24.根据前述权利要求中任一项所述的方法，包括使用机械夹具在拾取位置处夹持屠体部分，并且所述方法还包括使用机械夹具将切割的屠体部分存放在与拾取位置分开的存放位置。

25.根据权利要求24所述的方法，其中所述方法包括形成成批的屠体部分，并且其中所述存放位置是用于该批次屠体部分的包装。

26.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中切割单元包括切割刀，其中所述刀优选地被配置为在单个切割平面内切割。

27.根据前述权利要求中任一项所述的方法，包括确定多个目标重量，每个目标重量与相应的待被履行的订单相关联，并且所述方法还包括在所述多个目标重量中选择一个与被检测的屠体部分最佳对应的目标重量，其中基于所选择的目标重量和被检测的屠体部分的质量分布来计算切割计划。

28.根据权利要求27所述的方法，其中基于以下信息中的一个或多个来从多个目标重量中选择与被检测的屠体部分最佳对应的一个目标重量：估计的边料重量、异物的存在和/或位置、位于所述屠体部分上游的一个或多个屠体部分的重量、一个或多个待被履行的订单的预测更新的批次重量、一个或多个待被履行的订单的批次中的屠体部分的预测更新的数量、以及每种订单的总数量。

29.一种用于处理屠体部分的系统，所述系统包括：

控制单元，所述控制单元适于确定切割的屠体部分的目标重量，并且基于目标重量和所述屠体部分的质量分布计算屠体部分的切割计划；

检测单元，所述检测单元适于检测屠体部分以确定所述屠体部分的质量分布，并且将所述质量分布提供给控制单元；

机械夹具，所述机械夹具适于夹持屠体部分并且将所述屠体部分布置成执行切割计划；以及

切割单元，所述切割单元适于根据切割计划切割屠体部分，以便根据切割的屠体部分的目标重量生产切割的屠体部分。

30.根据权利要求29所述的用于处理屠体部分的系统，所述系统适于执行根据权利要求1至28中任一项所述的方法。

31.一种包括计算机可执行指令的计算机可读介质，当计算机执行该计算机可执行指令时，使计算机执行以下步骤：

确定切割的屠体部分的目标重量；

基于目标重量和接收到的屠体部分的质量分布计算屠体部分的切割计划；

指示机械夹具夹持屠体部分并且将所述屠体部分布置成执行切割计划；

指示切割单元根据切割计划切割屠体部分，以便根据目标重量生产切割的屠体部分。

32.根据权利要求31所述的计算机可读介质，其中所述指令使计算机执行根据权利要求1至28中任一项所述的方法。

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