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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Aufschneiden von Produkten, insbesondere Lebensmittelprodukten.
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Im Stand der Technik sind verschiedenartige Lebensmittel-Schneidvorrichtungen bekannt. Es werden beispielsweise so genannte Hochleistungs-Slicer eingesetzt, um Lebensmittelprodukte, wie z. B. Fleisch, Wurst oder Käse, mit hoher Schnittgeschwindigkeit aufzuschneiden. In dem Bemühen, die Schnittleistung zu erhöhen, können derartige Vorrichtungen eine Produktzuführung aufweisen, die dazu ausgebildet ist, mehrere Produktlaibe oder Produktriegel – im Folgenden: Produkte – nebeneinander entlang einer Produktzuführrichtung einer Schneidebene zuzuführen, in welcher sich wenigstens ein Schneidmesser bewegt. Bei dem Schneidmesser kann es sich z. B. um ein planetarisch umlaufendes Kreismesser oder um ein rotierendes Sichelmesser handeln. Auf diese Weise ist es möglich, eine einzige Schneidvorrichtung – mit entsprechend großem Messer – zum gleichzeitigen Schneiden mehrerer Produkte zu nutzen.
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Das gemeinsame Zuführen der Produkte kann dadurch erfolgen, dass jedem Produkt ein eigener Produktgreifer zugeordnet wird, welcher am hinteren Ende des Produkts angreift, um das Produkt vorwärts zu schieben. Um hierbei Unterschiede im Gewichts- oder Querschnittsverlauf der Produkte auszugleichen und die Dicke der abgetrennten Produktscheiben für die zugeführten Produkte unabhängig voneinander während des Aufschneidens verändern zu können, um so ein vorgegebenes Gewicht von einzelnen Produktscheiben oder das Gewicht von Portionen aus mehreren Scheiben individuell erreichen zu können, können die Produktgreifer an einer gemeinsamen Zuführeinheit befestigt und unabhängig voneinander relativ zu der Zuführeinheit in der Produktzuführrichtung ausfahrbar und entgegen der Produktzuführrichtung einfahrbar sein.
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Beim Bestücken der Produktzuführung mit neu aufzuschneidenden Produkten kann im Allgemeinen nicht gewährleistet werden, dass alle nebeneinander befindlichen Produkte exakt die gleiche Länge aufweisen. Da die Produktgreifer unabhängig voneinander relativ zu der Zuführeinheit bewegbar sind, kann ein Längenunterschied der Produkte durch eine geeignete Verstellung der Produktgreifer relativ zueinander kompensiert werden. Hierzu muss jedoch der Längenunterschied im Voraus bekannt sein, was üblicherweise nicht der Fall ist. Es kann daher eine Produktsuchfahrt durchgeführt werden, um die Positionen der hinteren Enden der Produkte zu ermitteln. Gängigerweise wird die Zuführeinheit im Rahmen der Produktsuchfahrt mit vollständig eingefahrenen Produktgreifern entlang der Produktzuführrichtung auf die Produkte zu bewegt, bis der dem längsten Produkt zugehörige Produktgreifer an dessen hinterem Ende anstößt. Da das längste Produkt hierbei beträchtlich gestaucht werden kann, wird die Zuführeinheit anschließend um eine bestimmte Strecke zurückbewegt, damit sich das längste Produkt wieder entspannen kann. Ausgehend von dieser Position der Zuführeinheit werden nun bei stillstehender Zuführeinheit die einzelnen Produktgreifer auf die Produkte zu bewegt. Die Produktgreifer suchen auf diese Weise also einzeln nach dem jeweiligen Produktende und stellen bei einem Kontakt mit diesem einen Eingriff her, beispielsweise durch Schließen entsprechender Greifkrallen.
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Problematisch ist hierbei, dass aufgrund des erforderlichen Zurückbewegens der Zuführeinheit nicht der komplette Fahrbereich der Produktgreifer zur Kompensation der Produktlängendifferenz genutzt werden kann. Insbesondere ist zu berücksichtigen, dass der dem längsten Produkt zugehörige Produktgreifer ebenfalls einen entsprechenden ”Suchweg” benötigt. Weiterhin kostet das Zurückbewegen der Zuführeinheit Zeit, was der Effektivität der Schneidvorrichtung abträglich ist.
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Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, bei einem Verfahren zum Aufschneiden von Lebensmittelprodukten wie oben beschrieben die Produktsuchfahrt effektiver zu gestalten.
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Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1.
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Erfindungsgemäß wird während der Produktsuchfahrt für jeden Produktgreifer bei einem Kontakt mit dem hinteren Ende des zugehörigen Produkts die aktuelle Position des Produktgreifers als Produktendposition bestimmt. Auf diese Weise ist es möglich, in einer einzigen Produktsuchfahrt der Zuführeinheit die Produktendpositionen aller Produkte zu bestimmen und somit die Voraussetzung für eine anschließende korrekte Positionierung der Produktgreifer relativ zueinander zu schaffen. Insbesondere kann eine zeitraubende Entspannungsfahrt der Zuführeinheit mit anschließenden Suchfahrten der einzelnen Produktgreifer entfallen. Beim Bestücken der Produktzuführung mit neu aufzuschneidenden Produkten kann daher eine deutliche Zeiteinsparung erzielt werden.
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Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen, der Beschreibung sowie den beigefügten Zeichnungen angegeben.
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Vorzugsweise werden die Produktgreifer vor der Produktsuchfahrt zumindest teilweise, insbesondere bis zu einer maximalen Endposition, ausgefahren. Die Produktsuchfahrt der Zuführeinheit kann somit nach einem Kontakt eines der Produktgreifer mit dem zugehörigen Produkt fortgesetzt werden. Aufgrund der Einfahrbewegung des Produktgreifers wird eine unkontrollierte Stauchung des Produkts vermieden.
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Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird die Zuführeinheit während der Produktsuchfahrt kontinuierlich in der Produktzuführrichtung bewegt, insbesondere mit konstanter Geschwindigkeit. Mit anderen Worten erfolgt die Bewegung der Zuführeinheit während der Produktsuchfahrt unterbrechungsfrei, um ein schnelles Ineingriffbringen aller Produktgreifer mit den jeweiligen Produkten zu erzielen.
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Bevorzugt werden die Produktgreifer während der Produktsuchfahrt bis zu einem Kontakt mit den hinteren Enden der Produkte relativ zu der Zuführeinheit nicht bewegt. Insbesondere können alle Produktgreifer bis zu einem Kontakt mit den hinteren Enden der Produkte in der maximalen Endposition stillstehen, um so den maximalen Fahrbereich zur Kompensation der Produktlängendifferenz zu nutzen. Es können dann Produkte gleichzeitig aufgeschnitten werden, deren Länge sich höchstens um den maximalen Fahrbereich der Produktgreifer unterscheidet.
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Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung wird für jeden Produktgreifer nach dem Kontakt mit dem hinteren Ende des Produktes eine Einfahrbewegung gestartet, deren Geschwindigkeit betragsmäßig mindestens so hoch ist wie die Geschwindigkeit der Zuführeinheit während der weiteren Produktsuchfahrt. Auf diese Weise wird eine Stauchung der Produkte sicher vermieden.
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Vor der Produktsuchfahrt können jeweilige elektrische Antriebe der Produktgreifer in einen lagegeregelten Zustand versetzt werden. In diesem Zustand ist beispielsweise der den Antrieben zugeführte elektrische Strom im Wesentlichen konstant. Zum Erkennen eines Kontakts eines Produktgreifers mit dem hinteren Ende des zugehörigen Produkts kann eine elektrische Betriebsgröße eines Antriebs des Produktgreifers, insbesondere der dem Antrieb zugeführte elektrische Strom, überwacht werden. Ein Anstoßen des Produktgreifers am hinteren Ende des Produkts kann somit auf einfache und kostengünstige Weise über eine Änderung der elektrischen Betriebsgröße detektiert werden.
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Insbesondere kann ein Kontakt des Produktgreifers mit dem hinteren Ende des zugehörigen Produkts erkannt werden, wenn der einem Antrieb des Produktgreifers zugeführte elektrische Strom einen vor der Produktsuchfahrt ermittelten Durchschnittswert übersteigt, vorzugsweise um einen vorgegebenen Schwellwert. Ein Anstoßen des Produktgreifers am Produkt führt aufgrund der Lageregelung nämlich unweigerlich zu einem Stromanstieg. Diese Vorgehensweise zeichnet sich insbesondere durch ihre einfache Durchführbarkeit aus. Sollte es die Anwendung erfordern, so können jedoch auch separate Erfassungseinrichtungen, wie z. B. Berührungssensoren, zum Erkennen eines Kontakts eines Produktgreifers mit dem hinteren Ende des zugehörigen Produkts an den Produktgreifern vorgesehen sein.
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Nach der Produktsuchfahrt können die Produktgreifer relativ zueinander entsprechend den bestimmten Produktendpositionen positioniert werden. Das heißt die einzelnen Produktgreifer werden so weit ausgefahren, dass ihre relativen Positionsunterschiede den Längenunterschieden der Produkte entsprechen.
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Die Zuführeinheit kann vor dem Positionieren der Produktgreifer entgegen der Produktzuführrichtung von den Produkten weg bewegt werden, um zu einem Ausgangspunkt für eine abschließende Eingriffsfahrt zu gelangen.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung erfolgt das Positionieren der Produktgreifer ausgehend von dem dem längsten Produkt zugeordneten Produktgreifer, wobei insbesondere dieser Produktgreifer vollständig eingefahren wird. Auf diese Weise kann der maximale Fahrbereich zur Kompensation der Produktlängendifferenz genutzt werden.
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Nach dem Positionieren der Produktgreifer können alle Produktgreifer gleichzeitig in Eingriff mit den hinteren Enden der Produkte gebracht werden. D. h. die Zuführeinheit wird in üblicher Weise auf die Produkte zu bewegt, wobei aufgrund der vorangegangenen Positionierung alle Produktgreifer gleichzeitig auf die jeweiligen hinteren Enden der Produkte auftreffen.
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Vorzugsweise werden nach dem Positionieren der Produktgreifer alle Produktgreifer gleichzeitig in Eingriff mit den hinteren Enden der Produkte gebracht, indem z. B. entsprechende gesteuerte Greifkrallen für alle Produktgreifer gleichzeitig geschlossen werden. Dies ist deshalb problemlos möglich, da die Produktgreifer derart unterschiedlich weit ausgefahren sind, dass die bestehenden Produktlängendifferenzen ausgeglichen sind.
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Die vorderen Enden der Produkte können zumindest während der Produktsuchfahrt an einem Anschlag abgestützt werden. Dadurch ist gewährleistet, dass ein Unterschied in der Position der hinteren Enden der Produkte den zugrundeliegenden Unterschied in der Produktlänge wiedergibt. Zudem wird ein unerwünschtes Verschieben der Produkte bei einem Kontakt des hinteren Produktendes mit dem zugehörigen Produktgreifer vermieden.
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Das Bestimmen der Positionen der Produktgreifer als Produktendpositionen kann jeweils das Bestimmen der Position der Zuführeinheit relativ zu der Schneidebene oder zu einem mit der Schneidebene in Zusammenhang stehenden Bezugspunkt umfassen. Sofern sich die Produktgreifer während der Produktsuchfahrt in einer definierten Position relativ zu der Zuführeinheit befinden, sind durch derartige Positionsbestimmungen der Produktzuführung auch die Positionen der Produktgreifer bestimmt.
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Die Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung zum Aufschneiden von Produkten, insbesondere Lebensmittelprodukten, mit einer Produktzuführung, um mehrere Produkte nebeneinander entlang einer Produktzuführrichtung einer Schneidebene zuzuführen, in welcher sich ein Schneidmesser, insbesondere rotierend und/oder umlaufend, bewegt, wobei die Produktzuführung eine gemeinsame Zuführeinheit umfasst, an welcher jeweilige Produktgreifer für einen Eingriff mit den hinteren Enden der Produkte befestigt sind, wobei die Produktgreifer unabhängig voneinander relativ zu der Zuführeinheit in der Produktzuführrichtung ausfahrbar und entgegen der Produktzuführrichtung einfahrbar sind, wobei eine Steuereinrichtung vorgesehen ist, welche dazu ausgebildet ist, zum Ineingriffbringen der Produktgreifer mit den hinteren Enden der Produkte die Zuführeinheit in einer Produktsuchfahrt entlang der Produktzuführrichtung auf die Produkte zuzubewegen und während der Produktsuchfahrt für jeden Produktgreifer bei einem Kontakt mit dem hinteren Ende des zugehörigen Produkts die aktuelle Position des Produktgreifers als Produktendposition zu bestimmen. Bei der Steuereinrichtung kann es sich um ein separates, den Produktgreifern oder der Zuführeinheit zugeordnetes Gerät handeln. Alternativ kann die Steuereinrichtung auch in eine übergeordnete Steuereinrichtung der Schneidvorrichtung, insbesondere eines Hochleistungs-Slicers, integriert sein.
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Vorzugsweise wirkt die Steuereinrichtung mit einer Erfassungseinrichtung zusammen, welche dazu ausgebildet ist, jeweils einen Kontakt eines der Produktgreifer mit dem hinteren Ende des zugehörigen Produkts zu erfassen. Bei der Erfassungseinrichtung kann es sich insbesondere um einen Berührungs- oder Näherungssensor oder um eine optische Einrichtung handeln.
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Die Erfindung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beispielhaft beschrieben.
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1 ist eine Draufsicht auf eine Produktzuführung einer erfindungsgemäßen Schneidvorrichtung in einer ersten Phase einer Produktsuchfahrt.
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2 zeigt die Produktzuführung gemäß 1 in einer zweiten Phase der Produktsuchfahrt.
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3 zeigt die Produktzuführung gemäß 1 in einer dritten Phase der Produktsuchfahrt.
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4 zeigt die Produktzuführung gemäß 1 in einer vierten Phase der Produktsuchfahrt.
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5 zeigt die Produktzuführung gemäß 1 in einer fünften Phase der Produktsuchfahrt.
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6 ist ein Diagramm, das den Stromanstieg der elektrischen Antriebe von Produktgreifern der Produktzuführung gemäß 1 bei einem Kontakt mit den hinteren Enden der Produkte veranschaulicht.
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In 1 ist eine Schneidvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung vereinfacht dargestellt. Die Schneidvorrichtung umfasst eine Produktzuführung 11 mit einer Zuführeinheit 13 und zwei nebeneinander angeordneten Produktgreifermodulen 15. Die Produktgreifermodule 15 umfassen jeweils eine Produktgreiferbasis 17 und einen Produktgreifer 21, wobei der Produktgreifer 21 mittels eines an der Produktgreiferbasis 17 vorgesehenen elektrischen Antriebs 19 relativ zu der Produktgreiferbasis 17 in einer Produktzuführrichtung Z ausfahrbar und entgegen der Produktzuführrichtung Z einfahrbar ist. Jeder der Produktgreifer 21 ist mit einem Satz von gesteuerten Greifkrallen 22 versehen, welche mit einem hinteren Ende 30 eines auf einer nicht dargestellten Produktauflage der Produktzuführung 11 aufliegenden Produkts 20a, 20b in Eingriff gebracht werden kann. Die in Form eines quer zu der Produktzuführrichtung Z ausgerichteten Haltearms ausgebildete Zuführeinheit 13 kann mittels eines nicht dargestellten eigenen Antriebs ebenfalls in der Produktzuführrichtung Z und entgegen der Produktzuführrichtung Z bewegt werden, wobei sie die Produktgreifermodule 15 mitnimmt.
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Wenn die Greifkrallen 22 der Produktgreifer 21 die hinteren Enden 30 der Produkte 20a, 20b festhalten, kann durch Bewegen der Zuführeinheit 13 in der Produktzuführrichtung Z ein gleichzeitiges Zuführen beider Produkte 20a, 20b in Richtung einer Schneidebene S erfolgen, in welcher sich ein nicht dargestelltes Schneidmesser bewegt. Das Schneidmesser schneidet mit konstanter Schneidfrequenz durch die beiden nebeneinander befindlichen Produkte 20a, 20b hindurch, wobei die Dicke der von den Produkten 20a, 20b abgetrennten Produktscheiben durch Ein- und Ausfahrbewegungen der Produktgreifer 21 während des Zuführens für jedes Produkt 20a, 20b separat verändert werden kann.
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Je nach Anwendung können auch drei oder mehr Produktgreifermodule 15 nebeneinander an der Zuführeinheit 13 angebracht sein.
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Um die Produktgreifer 21 bei einem Beschicken der Produktzuführung 11 mit neuen aufzuschneidenden Produkten 20a, 20b in einen Eingriff mit den hinteren Enden 30 der Produkte 20a, 20b zu bringen, veranlasst eine nicht dargestellte elektronische Steuereinrichtung der Produktzuführung 11 eine vor dem eigentlichen Aufschneidevorgang erfolgende Produktsuchfahrt. Zum Durchführen der Produktsuchfahrt werden die Produkte 20a, 20b auf die Produktauflage der Produktzuführung 11 gelegt und die vorderen Enden 29 der Produkte 20a, 20b werden an einem Anschlag 23 abgestützt. Der Anschlag 23 ist verschiebbar oder verschwenkbar, damit er später vor dem Beginn des Aufschneidevorgangs aus dem Zuführungspfad für die Produkte 20a, 20b entfernt werden kann. Weiterhin werden beide Produktgreifer 21 vor der Produktsuchfahrt bis zu einer maximalen Endposition ausgefahren, wie in 1 dargestellt ist. Die elektrischen Antriebe 19 der Produktgreifer 21 werden hierzu in einen lagegeregelten Zustand versetzt.
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Die Produktsuchfahrt wird nun gestartet, indem die Zuführeinheit 13 mittels ihres separaten Antriebs in einer einzelnen kontinuierlichen Bewegung mit den vollständig ausgefahrenen Produktgreifern 21 entlang der Produktzuführrichtung Z auf die Produkte 20a, 20b zu bewegt wird.
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Wie in den Figuren erkennbar ist, ist das im Bild linke Produkt 20a langer als das rechte Produkt 20b. Daher trifft gemäß 2 der linke Produktgreifer 21 während der Produktsuchfahrt zuerst auf das hintere Ende 30 des Produkts 20a auf. Sobald dieser Kontakt des Produktgreifers 21 mit dem hinteren Ende 30 des längeren Produkts 20a erkannt wird, wird die aktuelle Position der Zuführeinheit 13 relativ zu einem gehäusefesten Bezugspunkt als aktuelle Produktendposition bestimmt und in einem Speicher der Steuereinrichtung zwischengespeichert.
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Gleichzeitig wird für den linken Produktgreifer 21 eine Einfahrbewegung gestartet, deren Geschwindigkeit betragsmäßig exakt so hoch ist wie die konstante Geschwindigkeit der Zuführeinheit 13 während der weiteren Produktsuchfahrt. Dies ist in 3 durch einen Pfeil dargestellt.
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Sobald, wie in 4 dargestellt, auch der rechte Produktgreifer 21 das hintere Ende 30 des kürzeren Produkts 20b berührt, wird die aktuelle Position der Zuführeinheit 13 wiederum als Produktendposition bestimmt und gespeichert. Gleichzeitig wird auch für den rechten Produktgreifer 21 eine Einfahrbewegung gestartet, deren Geschwindigkeit betragsmäßig exakt so hoch ist wie die konstante Geschwindigkeit der Zuführeinheit 13 während der weiteren Produktsuchfahrt. Die Bewegung der Zuführeinheit 13 auf die Produkte zu wird nun unter Beibehaltung der Einfahrbewegungen für die beiden Produktgreifer 21 gemäß 5 fortgeführt, bis der linke Produktgreifer 21 vollständig eingefahren ist.
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Prinzipiell können nun die Greifkrallen 22 geschlossen werden, um so beide Produktgreifer 21 in Eingriff mit den Produkten 20a, 20b zu bringen. Sollte es aufgrund der Anwendung jedoch gewünscht sein, so kann die Zuführeinheit 13 auch in einem weiteren Verfahrensschritt wieder zurück, d. h. von den Produkten 20a, 20b weg, bewegt werden. In einer zurückgezogenen Ruhestellung der Zuführeinheit 13 kann dann die Positionierung der Produktgreifer 21 relativ zueinander gemäß den Differenzen der gespeicherten Produktendpositionen vorgenommen werden, wobei in einer anschließenden separaten Eingriffsfahrt die Zuführeinheit 13 wieder auf die Produkte 20a, 20b zubewegt wird. Da sich die Positionen der Produktgreifer 21 relativ zueinander nun um die Produktlängendifferenz unterscheiden, ist keine weitere Produktsuchfahrt der Produktgreifer 21 mehr erforderlich. Das Schließen der Greifkrallen 22 kann vielmehr unmittelbar und gleichzeitig erfolgen, sobald die Anordnung aus den Produktgreifern 21 insgesamt die Produkte 20a, 20b erreicht hat. Dies kann beispielsweise über den Antrieb der Zuführeinheit 13 festgestellt werden.
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Um jeweils einen Kontakt eines Produktgreifers 21 mit dem hinteren Ende 30 des zugehörigen Produkts 20a, 20b zu erfassen, können prinzipiell geeignete Berührungssensoren am Produktgreifer 21 vorgesehen sein. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel werden derartige Sensoren jedoch dadurch eingespart, dass der den Antrieben 19 zugeführte elektrische Strom während der Produktsuchfahrt überwacht wird. Da sich die Antriebe 19 während der Produktsuchfahrt in einem lagegeregelten Zustand befinden, ist die Größe des elektrischen Stroms während der Produktsuchfahrt im Wesentlichen konstant. Ein zeitlicher Verlauf des Stroms ist im oberen Teil von 6 für den linken Produktgreifer 21 und im unteren Teil von 6 für den rechten Produktgreifer 21 dargestellt. Sobald die Produktgreifer 21 an den Produkten 20a, 20b anstoßen, steigt der Strom relativ steil an, was in 6 bei den Positionen 35 erkennbar ist. Das weitgehend konstante Grundniveau 37 des Stroms, das auch als ”Stillstandsstrom” bezeichnet wird, kann vor der Produktsuchfahrt oder in einer Anfangsphase der Produktsuchfahrt in Form eines zeitlichen Durchschnittswerts ermittelt werden. Sobald der Strom diesen Durchschnittswert um einen vorgegebenen Schwellwert übersteigt, wird davon ausgegangen, dass ein Kontakt des Produktgreifers 21 mit dem hinteren Ende 30 des zugehörigen Produkts 20a, 20b stattgefunden hat.
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Durch das Ermitteln der Produktendpositionen mittels des Stromanstiegs der Antriebe 19 in Verbindung mit einer kontinuierlichen Produktsuchfahrt kann der Gesamtproduktdurchsatz der Schneidvorrichtung auf einfache Weise gesteigert werden.
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Bezugszeichenliste
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- 11
- Produktzuführung
- 13
- Zuführeinheit
- 15
- Produktgreifermodul
- 17
- Produktgreiferbasis
- 19
- elektrischer Antrieb
- 20a, 20b
- Produkt
- 21
- Produktgreifer
- 22
- Greifkralle
- 23
- Anschlag
- 29
- vorderes Ende
- 30
- hinteres Ende
- 35
- Anstiegsposition
- 37
- Grundniveau
- S
- Schneidebene
- Z
- Produktzuführrichtung
