DE10136809A1

DE10136809A1 - Verfahren zum Zerteilen von Produktlaiben sowie Vorrichtung zu seiner Durchführung

Info

Publication number: DE10136809A1
Application number: DE2001136809
Authority: DE
Inventors: Manfred O Schindler
Original assignee: Schindler & Wagner & Co GmbH
Current assignee: Schindler & Wagner & Co GmbH
Priority date: 2001-07-27
Filing date: 2001-07-27
Publication date: 2003-02-13

Abstract

Es wird vorgeschlagen, zur Ausmessung der Kontur einer Begrenzungsfläche (58) eines Produktlaibes (14) eine Messanordnung zu verwenden, die einen Projektionskopf (50) sowie eine Linealplatte (52) umfaßt. Diese erzeugen zusammen auf der Laibbegrenzungsfläche (58) eine Meßlinie (68), die bei Idealform des Produktlaibes exakt transversal zur Laibungsrichtung verläuft und eine vorgegebene Lage hat. Änderungen in der Querschnittsform führen zu Abweichungen der auf der betrachteten Begrenzungsfläche (58) erzeugten Meßlinie (68), die in entsprechende Änderungen der Querschnittskontur rückgerechnet werden können. Die so berechneten Querschnittsfehler werden dazu verwendet, einen Zustellförderer (12) für den Produktlaib (14) so zu steuern, daß die vom Laib abgeschnittenen Scheiben konstantes Gewicht haben.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Zerteilen eines Produktlaibes gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Ein derartiges Verfahren ist in der DE 198 20 058 A1 beschrieben. Im einzelnen werden verschiedene Alternativen zur Bestimmung der Querschnittsfläche des Produktlaibes angegeben. Hierunter befinden sich auch optische Verfahren, nämlich die Ausmessung der Fläche einer abgeschnittenen Scheibe und das Abtasten der Laiboberfläche unter Verwendung einer Vielzahl optischer Abstandssensoren. Hiervon ist die erste Alternative gut geeignet, wenn sich die Querschnittsfläche des Produktlaibes in Laiblängsrichtung nicht zu rasch ändert, so daß man aus der Geometrie einer schon abgeschnittenen Scheibe auf die Geometrie des folgenden Abschnittes des Produktlaibes rückschließen kann. Die zweite der angesprochenen Alternativen hat den Vorteil, daß man die Querschnittsfläche des Produktlaibes schon vor dem Abschneiden der einzelnen Scheiben bzw. Portionsstücke vermessen kann und die Steuerung des Zustellen des Produktlaibes gegen das Schneidmesser in Abhängigkeit von der Ist-Querschnittsfläche durchführen kann. Optische Abstandssensoren sind aber verhältnismäßig teuer, so daß die gesamte Meßanordnung kostspielig wird, wenn man die Begrenzungsfläche des Produktlaibes mit hoher Auflösung messen will.

Durch die vorliegende Erfindung soll ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 so weitergebildet werden, daß man ein Ausmessen der Kontur einer Begrenzungsfläche des Produktlaibes mit hoher Auflösung unter Verwendung einer optisch und mechanisch einfachen Meßanordnung durchführen kann.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren macht man davon Gebrauch, daß man dann, wenn man ein Muster vorgegebener Geometrie auf eine Fläche projiziert, dort ein Helligkeitsmuster erhält, welches verglichen mit einem Helligkeitsmuster, das auf einer Referenzfläche vorgegebener Geometrie erhalten wird, Abweichungen aufweist. Diese Abweichungen können auf einfache Weise unter Berücksichtigung der Projektionsgeometrie in die Randkontur einer Querschnittsfläche umgerechnet werden.

Die für diese Rechnung benötigten Daten bezüglich des Ist-Helligkeitsmusters und des Referenz-Helligkeitsmusters lassen sich auf einfache Weise mit einer Kamera gewinnen, und die Auswertung des Ist-Helligkeitsmusters kann unter Verwendung bekannter Methoden und Programme der Bildauswertung erfolgen.

Das erfindungsgemäße Verfahren läßt sich somit mit mechanisch einfachen Hilfsmitteln durchführen, in der Praxis einer Projektionseinrichtung für das Meßmuster und einer Kamera, welche das Ist-Helligkeitsmuster auf der Begrenzungsfläche des Produktlaibes (Messung) bzw. des Referenzlaibes (Eichung) aufnimmt. Die Meßanordnung umfaßt somit keine mechanisch bewegten Teile und sehr einfach und preisgünstig realisierbaren Aufbau. Das Auswerten des Ist-Helligkeitsmusters kann z. B. unter Verwendung eines PC mit Schnittstellenkarte für eine Kamera erfolgen, der in geeigneter Weise programmiert ist, um das Referenz- Helligkeitsmuster und das Ist-Helligkeitsmuster zu speichern (ggf. für eine Mehrzahl von in Laiblängsrichtung aufeinanderfolgenden Meßebenen, sofern der Referenzlaib nicht in Laiblängsrichtung konstanten Querschnitt hat) und die Meßlinie(n) auszuwerten.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in Unteransprüchen angegeben.

Die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 2 hat den Vorteil, daß durch das Ist-Helligkeitsmuster das Bild, welches die Kamera von der auszumessenden Begrenzungsfläche des Produktlaibes erzeugt, nur lokal modifiziert wird, nicht aber zum Teil ganz abgeschattet ist. Dies ist von Vorteil, wenn man weitere Informationen aus dem Bild des Produktlaibes zur Steuerung der Zustelleinrichtung verwenden will. So kann man z. B. bei Schinkenseiten aus der Farbe der Oberfläche schließen, ob der betrachtete Unterbereich des Produktlaibes mehr oder weniger Fett enthält, was die lokale Dichte des Produktlaibes beeinflussen kann.

Auch bei dem Verfahren nach Anspruch 3 bleibt das Bild der auszumessenden Begrenzungsfläche des Produktlaibes weitgehend erhalten.

Die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 4 hat den Vorteil, daß man zur Erzeugung des Meßmusters nur sehr einfache und einfach mit guter Genauigkeit herstellbare mechanische Elemente benötigt.

Die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 5 hat den Vorteil, daß man einen ganzen Bereich der auszumessenden Begrenzungsfläche oder die ganze Begrenzungsfläche des Produktlaibes in einem Arbeitsschritt ausmessen kann.

Dabei ist es bei dem Verfahren gemäß Anspruch 6 möglich, trotz schräger Projektion des Meßmusters auf den Produktlaib auf der auszumessenden Begrenzungsfläche des Produktlaibes im wesentlichen äquidistant Meßlinien zu erzeugen, auch für einen stärker schrägen Einfallswinkel, wie er im Hinblick auf starke Lageänderung der Linien im Ist-Helligkeitsmuster in Abhängigkeit von Lageänderungen der Begrenzungsfläche hin zu deren Haupterstreckungsfläche senkrechter Richtung von Vorteil ist.

Die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 7 erlaubt auf sehr einfache Weise auch die Herstellung linienförmiger Helligkeitsmuster unter Verwendung nur kleiner Lichtmengen. Dies ist einerseits im Hinblick auf den Energieverbrauch der Meßanordnung, andererseits im Hinblick auf das Vermeiden einer unerwünschten Erwärmung des Produktlaibes von Vorteil. Einrichtungen, welche in einer Ebene bewegte Lichtstrahlen erzeugen, sind auf dem Markt recht preiswert erhältlich, da sie z. B. auch in Scannern von Barcode-Lesern verwendet werden.

Bei dem Verfahren gemäß Anspruch 8 wird als Meßlinie, die zum Visualisieren des Höhenprofiles einer Begrenzungsfläche des Produktlaibes verwendet wird, die Kante eines Schattens verwendet, den eine Linealplatte wirft, oder auch das Bild einer Linie, welche die Stoßstelle zwischen unterschiedlich eingefärbten Filterabschnitten bildet. Derartige Linealplatten und Zweifarbfilter lassen sich sehr einfach auch in großen Abmessungen preiswert herstellen. Auch ihre Montage und Justage ist sehr einfach.

Bei dem Verfahren gemäß Anspruch 9 werden die Änderungen im Helligkeitsmuster auf der Produktoberfläche, welche durch Höhenschwankungen der auszumessenden Begrenzungsfläche bedingt sind, nicht durch den Beobachtungswinkel verkürzt. Man hat somit eine hohe Empfindlichkeit der Höhenausmessung der Begrenzungsfläche.

Verwendet man zur Beobachtung des Ist-Helligkeitsmusters auf der auszumessenden Begrenzungsfläche des Produktlaibes eine gemäß Anspruch 10 orientierte Kamera, so braucht man bei dem in der Kamera erzeugten Bild des Ist-Helligkeitsmusters keine oder nur geringe zusätzliche Rechenarbeit auszuführen, um die Beobachtungsgeometrie zu kompensieren. Auch ist eine anschauliche leicht direkt von einem Beobachter zu interpretierende Darstellung des Profiles der Begrenzungsfläche gegeben.

Die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 11 hat den Vorteil, daß die Beobachtungsgeometrie und die Projektionsgeometrie auf einfache Weise gemeinsam hergestellt werden, da ein Kamera und Projektionskopf umfassender Meßkopf als Ganzes in die Schneidmaschine eingesetzt wird, z. B. an einem vorgegebenen Befestigungspunkt, der Passflächen aufweist, angebracht wird. Damit hat man auch nach dem bei Lebensmittel-Schneidmaschinen durchzuführenden regelmäßigen gründlichen Reinigungen, für welche die offenliegenden Maschinenteile regelmäßig abgebaut werden müssen, wieder dieselben Meßbedingungen.

Nachstehend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen:
Fig. 1 eine schematische seitliche Ansicht einer Schneidmaschine für Produktlaibe mit einer integrierten Meßanordnung zur Messung der Ist-Querschnittsfläche des Produktlaibes in der Nachbarschaft einer Schneidscheibe, wobei der Produktlaib und zwei Bandförderer der Schneidmaschine schräg von oben gesehen wiedergegeben sind;
Fig. 2 eine schematische Darstellung eines Referenzlaibes, der durch ein schräges Parallellichtbündel unter Verwendung einer Linealplatte beleuchtet wird;
Fig. 3 bis 5 ähnliche Ansichten wie Fig. 2, bei welchen jedoch Produktlaibe mit Abweichungen aufweisender oberer Begrenzungsfläche unter Verwendung der Linealplatte beleuchtet werden;
Fig. 6 eine schematische perspektivische Ansicht eines Produktlaibes, welcher auf einem Zustellförderer gegen eine umlaufende Schneidscheibe bewegt wird, sowie einer Meßanordnung zur Querschnittsermittlung; und
Fig. 7 eine schematische Darstellung einer abgewandelten Meßanordnung zum Ausmessen der Kontur einer oberen Begrenzungsfläche eines Produktlaibes.
Fig. 1 zeigt schematisch die wichtigsten Baugruppen einer Schneidmaschine, mit welcher lange Produktlaibe (Käselaibe, Würste, Schinkenseiten und dergleichen) in Scheiben oder Portionsstücke zerlegt werden. Die Schneidmaschine umfaßt einen Schneidkopf 10, einen Zustellförderer 12, auf welchem ein Produktlaib 14 gegen den Schneidkopf zugestellt wird, sowie einen Austragförderer 16, auf welchem vom Schneidkopf 10 erzeugte Stapel von Produktscheiben oder vom Schneidkopf 10 abgetrennte Portionsstücke von der Schneidmaschine weg zu einer nachfolgenden Wiegestation und Verpackungsstation gefördert werden.
Der Schneidkopf 10 umfaßt ein Schneidmesser 18 mit spiraliger Schneidkante 20, welches auf einer Messerwelle 22 sitzt. Die Messerwelle 22 ist über ein Lager 24 in Lagerplatte 26 gelagert, die fest mit einem nur schematisch angedeuteten Hauptrahmen 28 der Schneidmaschine verbunden ist. Die Messerwelle 22 wird durch einen elektrischen Antriebsmotor 30 unter Zwischenschaltung eines in der Zeichnung nicht wiedergegebenen Riemengetriebes mit hoher Drehzahl (größenordnungsmäßig 1000-3000 U/min) angetrieben.
Ferner umfaßt der Schneidkopf 10 ein leistenförmiges Gegenmesser 32, welches vom Hauptrahmen 28 getragen ist. Die in Fig. 1 links gelegene Stirnfläche des Gegenmessers 30 ist der durch die Schneidkante 20 vorgegebenen Schneidebene S des Schneidkopfes 10 eng benachbart, wie für zusammenarbeitende Schneiden bei derartigen Maschinen erforderlich.
Der Zustellförderer 12 umfaßt zwei Umlenkrollen 34, 36, über ein welche ein Förderband 38 läuft. Das obere Trum des Förderbandes 38 ist durch eine Führungsplatte 40 in vertikaler Richtung abgestützt. Die stromabseitige Umlenkrolle 34 ist dem Gegenmesser 32 benachbart und wird durch einen elektrischen Antriebsmotor 42 angetrieben. Die Bewegung des Förderbandes 38 wird unter Verwendung eines Winkelgebers 44 gemessen, der mit dem Antriebsmotor 42 gekoppelt ist.
Der Austragförderer 16 weist neben einer stromaufseitigen Umlenkrolle 46 eine in der Zeichnung nicht wiedergegebene stromabseitige Umlenkrolle auf. Über diese Umlenkrollen läuft ein Förderband 48. Für eine der Umlenkrollen des Austragförderers 16 ist ein in der Zeichnung nicht wiedergegebener Antriebsmotor vorgesehen.
Unter den Produktlaiben, wie sie auf den hier betrachteten Schneidmaschinen verarbeitet werden, befinden sich auch solche, bei denen sich die Querschnittsfläche in Laiblängsrichtung ändert. Um trotz einer solchen Querschnittsänderung schon beim Zusammenstellung der Scheibenstapel bzw. beim Abschneiden der einzelnen Portionsstücke zu gewährleisten, daß diese das gewünschte Gesamtgewicht haben, ist bei der in Fig. 1 gezeigten Schneidmaschine zusätzlich eine Meßanordnung vorgesehen, welche die Ist-Querschnittsfläche des Produktlaibes ausmißt.
Diese Meßeinrichtung umfaßt einen Projektionskopf 50, der in Förderrichtung der Produktlaibe gesehen hinter dem Schneidmesser 18 angeordnet ist, eine Linealplatte 52, die kurz hinter dem Schneidmesser 18 zwischen dem letzteren und dem Projektionskopf 50 angeordnet ist, und eine Kamera 54, die stromauf des Schneidmesser 18 angeordnet ist.
Die Linealplatte 52 ist hier als an der Lagerplatte 26 angebracht wiedergegeben. Ihre untere Kante erstreckt sich in einer Richtung, die parallel ist zu einer Zustellebene Z, in welcher die Unterseite des Produktlaibes 14 gegen den Schneidkopf 10 bewegt wird, und senkrecht zur Laib-Zustellrichtung. Die Zustellebene Z ist beim hier betrachteten Ausführungsbeispiel vorgegeben durch das obere Trum des Förderbandes 38, welches durch die Führungsplatte 40 abgestützt ist.
Der Projektionskopf 50 erzeugt einen Parallel-Lichtvorhang 56, der in zur Zeichenebene von Fig. 1 senkrechter Richtung im wesentlichen homogen ist. Die Erstreckung des Lichtvorhanges und der Linealplatte in zur Zeichenebene von Fig. 1 senkrechter Richtung ist so groß, daß Lichtvorhang und Linealplatte die Breite aller mit der betrachteten Schneidmaschine zu schneidenden Produktlaibe überdecken können.
Wie aus Fig. 1 ersichtlich, sind die Lage der unteren Kante der Linealplatte 52 und der Anstellwinkel des Projektionskopfes 50 und damit des Lichtvorhanges 56 so gewählt, daß die von der Unterkante der Linealplatte 52 auf der oberen Begrenzungsfläche 58 des Produktlaibes 14 dann, wenn der Produktlaib 14 eine vorgegebene Idealform (hier Stange mit rechteckigem Querschnitt) hat, in der Schneidebene S liegt.
Die Richtung des Lichtvorhanges 56 ist in der Zeichnung bei P angegeben. Diese Richtung wird kurz als Projektionsrichtung bezeichnet.
Die Kamera 54 ist vor dem Schneidkopf 10 in solcher Höhe und unter solcher Neigung angeordnet, daß die Achse ihres Objektives (Beobachtungsrichtung) bezogen auf die Schneidebene S symmetrisch zur Richtung des Lichtvorhanges 56 verläuft.
Eine Steuereinheit 60 besorgt die Ansteuerung und Energieversorgung der Antriebsmotoren 30 und 42 sowie des Projektionskopfes 50. Als Eingangssignale erhält die Steuereinheit 60 die von der Kamera 54 erzeugten Bilder des der Schneidebene S unmittelbar benachbarten Endabschnittes des Produktlaibes 14 sowie das Ausgangssignal des Winkelgebers 44, welches ein Maß für die Relativstellung zwischen Produktlaib 14 und Schneidebene S ist.
Die durch den Projektionskopf 50, die Linealplatte 52, die Kamera 54 und eine Auswerteschaltung 62 der Steuereinheit 60 gebildete Meßanordnung erlaubt es, Abweichungen des Produktlaibes 14 von der Idealgeometrie zu erkennen und diese Abweichungen bei der Steuerung des Vorschubes des Produktlaibes 14 so zu berücksichtigen, daß die abgeschnittenen Scheiben trotz Abweichungen in der Querschnittsfläche konstantes Gewicht haben.
Das Prinzip der Messung der Querschnittsfläche soll nun unter Bezugnahme auf die Fig. 2 bis 5 erläutert werden:
Fig. 2 zeigt das Produktlaibende aus Sicht der Kamera. Auf der oberen Begrenzungsfläche 58 des Produktlaibes sieht man einen abgeschatteten dunklen Oberflächenbereich 64 sowie einen beleuchteten hellen Oberflächenbereich 66, welche durch eine Linie 68 voneinander getrennt sind, die durch die Unterkante der Linealplatte 52 erzeugt wird. Die Linie 68 läuft exakt transversal zur Längsrichtung des Produktlaibes.
In Fig. 2 ist bei 70 schematisch das Bild des geschilderten Oberflächenbereiches des Produktlaibes 14 angedeutet, welches von der Kamera 54 ermittelt und an die Auswerteschaltung 62 überstellt wird.
Fig. 3 zeigt die gleichen Verhältnisse, wobei jedoch nun ein Abschnitt des Produktlaibes 14 an der Meßstelle liegt, der verminderte Höhe aufweist. Die Ist-Form des Produktlaibes ist durch ausgezogene Linien wiedergegeben. Die Verhältnisse bei Idealgeometrie des Produktlaibes sind zum Vergleich durch gestrichelte Linien eingetragen. Man erkennt, daß die Linie 68 im Kamerabild 70 nach unten gewandert ist, wobei das Ausmaß des Nachuntenwanderns nach dem Strahlensatz direkt in die Verkleinerung der Höhe des Produktlaibes umgerechnet werden kann. Es versteht sich, daß ein Produktlaibabschnitt, welcher höher ist als es der Idealgeometrie des Produktlaibes entspricht, zu einem Auswandern der Linie 68 im Kamerabild nach oben führt.
Fig. 4 zeigt die Verhältnisse für den Fall, daß die obere Begrenzungsfläche 58 des Produktlaibes 14 nicht parallel zur unteren Begrenzungsfläche verläuft. Man erkennt, daß die Schrägstellung der oberen Begrenzungsfläche 58 zu einer entsprechenden Verkippung der Linie 68 im Bild 70 führt. Aus der Verkippung der Linie 68 im Bild 70 kann wieder unter Berücksichtigung der einfachen Abbildungsgeometrie die Schrägstellung der Begrenzungsfläche 58 zurückgerechnet werden.
Fig. 5 zeigt die Verhältnisse in der oberen Begrenzungsfläche eines Produktlaibabschnittes, der eine rinnenförmige obere Vertiefung 72 aufweist. Die Kontur und Tiefe der Vertiefung 72 läßt sich wieder aus der Linie 68 ermitteln, welche im Kamerabild 70 zwischen dem dunklen Bereich 64 und dem hellen Bereich 66 liegt.
Die in der Praxis vorkommenden Unregelmäßigkeiten in der Produktlaibgeometrie lassen sich in einfacher Näherung als Überlagerung der oben geschilderten Oberflächenunregelmäßigkeiten bewerkstelligen. Bei genauerer Betrachtung müßte die Rückrechnung von der Linie 68 auf die Randkontur der Querschnittsfläche berücksichtigen, daß die Oberflächenunregelmäßigkeiten der Begrenzungsfläche 58 nicht in Laiblängsrichtung konstant sind. Dies läßt sich mit erhöhtem Rechenaufwand bewerkstelligen (Berücksichtigung des schon ermittelten Teiles der Begrenzungsfläche), ist aber für viele praktische Fälle nicht notwendig, da die Profiländerungen bei Schinkenseiten, Käselaiben und dgl. in Laiblängsrichtung oft sanft sind.
Bei dem oben beschriebenen Verfahren wurde die Abweichung der Lage, Orientierung und Form einer Schattenlinie zur Ausmessung der Kontur der Begrenzungsfläche 58 verwendet. Es versteht sich, daß man zum gleichen Zwecke auch Linien verwenden kann, die Trennlinien zwischen anderen unterschiedlich beleuchteten Oberflächenabschnitten sind.
So kann man anstelle der Linealplatte 52 auch einen halbdurchlässigen Spiegel verwenden, so daß der Oberflächenbereich 64 nicht völlig ohne Meßlicht ist sondern nur eine geringere Meßlichtmenge erhält.
Nochmals wahlweise kann man anstelle der Linealplatte 52 ein Filter gleicher Geometrie verwenden, so daß der Oberflächenbereich 64 gefärbt ist, der Oberflächenbereich 66 mit Weißlicht beleuchtet ist.
In weiterer Abwandlung kann man im Projektionskopf 50 ein Doppelfilter vorsehen, das in seinen beiden längs einer geraden Linie zusammenstoßenden Hälften unterschiedlich gefärbt ist, so daß man auf der oberen Begrenzungsfläche 58 zwei unterschiedlich gefärbte Oberflächenbereiche 64, 66 hat. In allen diesen Fällen bleibt die Linie 68 als solche erhalten und gestattet die Beobachtung der Kontur der Begrenzungsfläche 58.
In weiterer Abwandlung kann man als Meßlinie aus die Spur eines Lichtstrahles verwenden, der in transversaler Richtung über die obere Begrenzungsfläche 58 bewegt wird. Eine entsprechende Meßanordnung ist in Fig. 6 wiedergegeben. Teile der Schneidmaschine und der Meßanordnung, die unter Bezugnahme auf die Fig. 1 bis 5 schon erläutert wurden, sind wieder mit denselben Bezugszeichen versehen. Diese Teile brauchen nachstehend nicht nochmals im einzelnen beschrieben zu werden.
Bei der in Fig. 6 gezeigte Meßanordnung wird ein Laser 74 verwendet, der einen schräg nach unten zur Begrenzungsfläche 58 gerichteten Lichtstrahl 76 erzeugt. Im Weg des Lichtstrahles ist ein Prisma 78 angeordnet, welches durch einen elektrischen Antriebsmotor 80 um eine senkrecht auf der Achse des Lichtstrahles 76 stehende Achse gedreht wird. Durch das umlaufende Prisma 78 wird der Lichtstrahl 76 abgelenkt und man erhält auf der Begrenzungsfläche 58 einen hellen Strich 82.
Einheiten, welche einen derartigen ebenen Lichtfächer erzeugen, sind als Baugruppen in Barcode-Scannern bekannt, wobei man anstelle eines Ablenkprismas auch Ablenkspiegel bzw. Spiegeltrommeln verwenden kann.
Bei der Meßanordnung nach Fig. 6 ist die Kamera 54 ebenfalls in dem vor der Schneidebene S liegenden Halbraum angeordnet, vorzugsweise senkrecht über derjenigen Stelle, bei welcher der Strich 82 bei Idealgeometrie des Produktlaibes erzeugt wird.
Wie ebenfalls aus Fig. 6 ersichtlich, sind die optischen und mechanischen Teile der Anordnung zur Messung der Querschnittskontur des Produktlaibes in Förderrichtung beabstandet vor der Schneidebene S angeordnet. Dies ist im Hinblick darauf von Vorteil, Verunreinigungen, die beim Schneiden zwangsläufig entstehen, von der Meßanordnung fernzuhalten. In der schon eingangs erwähnten DE 98 20 058 A1 ist beschrieben, wie man die Meßergebnisse einer Meßanordnung, die (auch eine größere Strecke) von der Schneidebene S beabstandet ist, unter Zwischenschaltung eines Speichers, der durch den Winkelgeber 44 adressiert wird, dazu verwendet, das Gewicht der jeweils abgeschnittenen Scheiben im wesentlichen konstant zu halten. Diesbezüglich wird explizit auf die DE 198 20 058 A1 verwiesen.
Bei den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen wurde der Produktlaib 14 kontinuierlich mit der Zustellung zum Schneidkopf 10 unter Vorbeibewegen an der Meßanordnung ausgemessen. Alternativ kann man auch den gesamten Produktlaib durch eine einzige räumlich ausgedehnte Messung vermessen, wie nunmehr unter Bezugnahme auf Fig. 7 beschrieben wird. Teile der Meßanordnung, die oben schon beschrieben wurden, sind wieder mit denselben Bezugszeichen versehen.
Bei der Meßanordnung nach Fig. 7 ist im Inneren des Projektionskopfes 50 eine transparente Vorlage 84 mit einem Meßmuster angeordnet, welches in Fig. 7 getrennt herausgezeichnet ist. Die Vorlage 84 umfaßt eine Vielzahl in Längsrichtung aufeinanderfolgender linienhafter Inhomogenitäten oder Striche 86 (geritzte Linien, erhabene Linien, aufgedruckte Farblinien). Die Größe der Vorlage 84 ist so bemessen, daß der vom Projektionskopf 50 erzeugte Lichtvorhang 56 sich über die gesamte Länge des Produktlaibes 14 erstreckt.
Der Lichtvorhang 56 wird wieder unter schrägem Winkel gegen den Produktlaib gerichtet. Um trotz dieser Projektionsgeometrie auf der oberen Begrenzungsfläche 58 äquidistante Linien 68 zu erhalten, sind die Striche 86 auf dem Vorlage 84 nicht äquidistant sondern in einer Art und Weise angeordnet, daß die Strichanordnung die Projektionsgeometrie kompensiert, wie schematisch in der Zeichnung angedeutet.
Über der oberen Begrenzungsfläche 58 ist wieder die Kamera 54 angeordnet. Diese erfaßt gleichzeitig alle Meßlinien 88, die jeweils ein Bild eines der Striche 86 sind.
Durch Auswerten der Abweichung der Lage und Geometrie der einzelnen Linien 88, die man bei einem betrachteten Produktlaib erhält von denjenigen Linien, die man bei einem Referenz-Laib erhält, kann man die Oberflächenkontur der Begrenzungsfläche 58 ermitteln.
Hierzu enthält die Auswerteschaltung 62 zwei eingangsseitige Bildspeicher 90, 92, welche über einen Umschalter 94 wahlweise mit dem Ausgang der Kamera 54 verbindbar sind. Der Umschalter 94 wird zum Ausmessen eines Referenz- Laibes in eine in Fig. 7 rechtsgelegene gestrichelte Eichstellung bewegt, zum Ausmessen der unregelmäßigen zu schneidenden Produktlaibe in eine linke Arbeitsstellung.
Eine Recheneinheit 96, die in der Praxis durch einen frei programmierbaren Rechner und ein entsprechendes Arbeitsprogramm für diesen gebildet sein kann, ist mit den beiden Bildern beaufschlagt, welche in dem Bildspeicher 90, 92 enthalten sind. Im Prinzip wie oben beschrieben berechnet die Recheneinheit 96 aus den Deckungsfehlern in den beiden Bildern die Querschnittskontur des Produktlaibes an den verschiedenen in Produktlängsrichtung aufeinanderfolgenden Stellen, welche den Linien 68 entsprechen. Dabei hat sich für die Praxis als ausreichend herausgestellt, wenn man den Abstand der Linien 68 zu etwa 0,5 cm wählt.
Aus den ermittelten Querschnittskonturen kann die Recheneinheit 96 dann die Querschnittsfläche berechnen und für jeden longitudinalen Abschnitt des Produktlaibes in einem Querschnittsflächenspeicher 98 ablegen. Dieser wird zum Einlesen von der Recheneinheit 96 angesteuert, zum Auslesen in Abhängigkeit vom Ausgangssignal des Winkelgebers 44, welches durch eine Adressierschaltung 100 in geeigneter Weise modifiziert wurde (bei inkrementalem Winkelgeber Aufaddierung der Zählimpulse, im übrigen Digitalisierung und Skalierung des Ausgangssignales).
Das am Ausgang des Querschnittsflächenspeichers 98 bereitstehende Signal wird in einer Vorschub-Steuerschaltung dazu verwendet, den Vorschub des Zustellförderers 12 so einzustellen, daß das Produkt aus Vorschubgeschwindigkeit und Querschnittsfläche eine Konstante ist.
Betrachtet man die Projektionsgeometrie und die Beobachtungsgeometrie bei dem oben beschriebenen Verfahren, so ist klar, daß man gegebener Abweichung zwischen Ist-Geometrie und Soll-Geometrie die größte Lageänderung in den Meßlinien 68, 82, 88 dann erhält, wenn die Beobachtungsrichtung im wesentlichen senkrecht auf der Projektionsrichtung steht. Da elektronische Kameras mit einem CCD-Bildwandler mittlerweile eine sehr hohe Auflösung haben und auch Kameraoptiken hoher Auflösung für CCD-Bildwandler zu nicht zu hohen Kosten erhältlich sind, lassen sich Kameras, die auch kleine Lageänderungen in einer Linie 68 zuverlässig ermitteln könnten, zu kleinen Kosten realisieren.
Dies macht es möglich, auch solche Meßanordnungen praktisch einzusetzen, bei denen der Winkel zwischen Projektionsrichtung P und Beobachtungsrichtung B deutlich unter 90° liegt. Eine Anordnung, bei welcher Kamera und Projektionskopf einander benachbart sind und zu einer Einheit verbunden sind, ist im Hinblick auf den von der Meßanordnung in der Schneidmaschine benötigten Platz und im Hinblick auf ein einfaches gemeinsames Ein- und Ausbauen der optischen Teile der Meßanordnung von Vorteil. Ein solches Ein- und Ausbauen ist im Hinblick auf die in der Regel tägliche eingehende Reinigung von Schneidmaschinen von Vorteil. Die Vereinigung von Kamera und Projektionskopf zu einer Einheit schafft auch bleibende reproduzierbare Meßbedingungen.
In Fig. 7 ist eine dem Projektionskopf 50 benachbarte Kamera 54 gestrichelt eingezeichnet.
Mit den oben beschriebenen Meßanordnungen ist es aus der Länge der Meßlinie(n) auch möglich, Schwankungen in der lichten Breite eines Produktlaibes zu erfassen. Da gerade bei den nicht industriell gefertigten Produktlaiben wie Schinkenseiten die Höhe der Seitenflächen deutlich kleiner ist als die Breite der oberen Begrenzungsfläche, reicht es oft aus, nur die lichte Breite des Produktlaibes bei der Vorschubregelung zu berücksichtigen und Hinterschneidungen in den Seitenflächen unberücksichtigt zu lassen.
Wo eine Konturierung der Seitenflächen so stark ist, daß sie mit berücksichtigt werden muß, kann man für die Seitenflächen gleiche Meßanordnungen vorsehen, wie sie obenstehend für die obere Begrenzungsfläche 58 beschrieben wurden. Die Berechnung der Querschnittsflächen erfolgt dann unter Berücksichtigung der oberen und der seitlichen Begrenzungslinien.
Die Berücksichtigung einer Profilierung der Unterseite eines Produktlaibes ist in sehr vielen Fällen nicht nötig, da das Produkt in der Regel etwas nachgiebig ist und sich unter seinem eigenen Gewicht an das ebene abgestützte Arbeitstrum des Zustellförderers 12 anpaßt.
Will man für harte auf der Unterseite konturierte Produkte auch die untere Begrenzungsfläche ausmessen, kann man einen etwas größeren Abstand zwischen dem Abgabeende des Zustellförderers 12 und dem Gegenmesser 32 vorsehen oder zwei in Förderrichtung beabstandete kurze Zustellförderer verwenden und bei dem dann zugänglichen Abschnitt der Laibunterseite eine weitere Meßanordnung vorsehen, wie sie oben beschrieben wurde.
Werden mehrere Meßanordnungen zum Ausmessen verschiedener Begrenzungsflächen verwendet, so werden diese bevorzugt an unterschiedlichen in Laiblängsrichtung beabstandeten Stellen des Produktlaibes eingesetzt, um eine gegenseitige Beeinflussung der Messungen auszuschließen. Das Berücksichtigen der unterschiedlichen Stellungen der Meßanordnungen kann rechnerisch ähnlich erfolgen wie in der DE 198 20 058 A1 für die Berücksichtigung des Abstandes zwischen Schneidebene und Meßanordnung beschrieben.
Alternativ kann man die verschiedenen Meßanordnungen mit Licht unterschiedlicher Farbe betreiben.
Bei den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen befand sich die Querschnitts-Meßanordnung in der Schneidmaschine. Die Meßanordnung kann aber auch außerhalb der Schneidmaschine angeordnet sein. Wie dann die offline gewonnenen Oberflächendaten zur Steuerung des Laibvorschubes verwendet werden können, ist in der DE 198 20 058 A1 beschrieben, auf die diesbezüglich wieder explizit verwiesen wird.
Bei Verwendung eines externen Meßplatzes kann man verschiedene Begrenzungsflächen eines Produktlaibes auch mit einer einzigen Meßanordnung ausmessen, indem man den Produktlaib nacheinander in unterschiedlicher Orientierung (Drehen um seine Längsachse) mit der Meßanordnung ausmißt.

Claims

1. Verfahren zum Zerteilen eines Produktlaibes (14) in einer Schneidmaschine, welche ein bewegtes Schneidelement (18) und eine Einrichtung (12) zum Zustellen des Produktlaibes (14) gegen das Schneidelement (18) aufweist, bei welchem die Querschnittsfläche des Produktlaibes in einer Mehrzahl in Längsrichtung beabstandeter transversaler Meßebenen optisch gemessen wird und die Steuerung der Geschwindigkeit, mit welcher der Produktlaib (14) durch die Zustelleinrichtung (12) gegen das Schneidelement (18) bewegt wird, in Abhängigkeit von der gemessenen Größe der Querschnittsfläche erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß auf den Produktlaib (14) ein Lichtmuster (64 bis 68; 82; 88) vorgegebener Geometrie projeziert wird, welches mindestens eine Meßlinie (68; 82; 88) vorgegebener Geometrie umfaßt und daß das so auf dem zu messenden Produktlaib (14) erhaltene Helligkeitsmuster unter von der Projektionsrichtung (P) verschiedener Beobachtungsrichtung (B) mit einem Referenz-Helligkeitsmuster verglichen wird, welches unter Verwendung des gleichen Lichtmusters und der gleichen Projektionsbedingungen und Beobachtungsbedingungen von einem Referenzlaib bekannter Querschnittsgeometrie erhalten wurde.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Lichtmuster mindestens zwei Bereiche unterschiedlicher Farbe und/oder unterschiedlicher Intensität aufweist.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Lichtmuster mindestens eine Schattenstrich (88) oder einen Lichtstrich (82) aufweist.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Schattenstrich (88) dadurch erhalten wird, daß man eine lineare optische Inhomogenität (86) auf den Produktlaib (14) projeziert, die aus nachstehender Gruppe ausgewählt ist: ein dünner Stab, ein Draht, eingeritzte oder erhabene oder aufgedruckte Linien auf einem transparenten Substrat.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Lichtmuster verwendet wird, welches eine Mehrzahl von in Produktlängsrichtung beabstandeten Meßlinien (88) aufweist.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßlinien (88) durch Projizieren einer Vorlage (84) unter schrägem Winkel zur Längsachse des Produktlaibes (14) erzeugt werden, wobei die Vorlage (84) Linien (86) aufweist, die derart nicht äquidistant angeordnet sind, daß das auf einem Referenz-Laib erzeugte Bild der Vorlage äquidistante Meßlinien (88) enthält.

7. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßlinie (68) durch Bewegen eines Lichtstrahles (76) in zur Längsrichtung des Produktlaibes (14) transversaler Richtung erzeugt wird.

8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßlinie (68) durch flächiges Beleuchten einer Linealplatte (52) oder Filterplatte erzeugt wird.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß zum Beobachten des auf dem Produktlaib (14) erzeugten Helligkeitsmusters eine Kamera (54) verwendet wird, deren Optik eine senkrecht auf der Projektionsrichtung (P) stehende Achse (B) aufweist.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß zum Aufnehmen des auf dem Produktlaib (14) erzeugten Helligkeitsmusters eine Kamera (14) verwendet wird, deren Optik eine senkrecht auf der Längsrichtung des Produktlaibes (14) stehende Achse hat.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß zur Beobachtung des auf dem Produktlaib (14) erzeugten Helligkeitsmusters eine Kamera (54) verwendet wird, die starr mit einem Projektionskopf (50) verbunden ist, welcher das Lichtmuster erzeugt.