DE102016102034A1

DE102016102034A1 - Aufschneiden von Lebensmittelprodukten

Info

Publication number: DE102016102034A1
Application number: DE102016102034.6A
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: Textor Maschinenbau GmbH
Current assignee: Textor Maschinenbau GmbH
Priority date: 2016-02-05
Filing date: 2016-02-05
Publication date: 2017-08-10
Also published as: EP3386691A1; WO2017133972A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Aufschneiden von Lebensmittelprodukten mittels einer Aufschneidevorrichtung, die einen Arbeitsbereich mit einem Schneidbereich und einem Transportbereich umfasst, bei dem aufzuschneidende Produkte dem Schneidbereich einspurig oder mehrspurig zugeführt und am Ende des Schneidbereichs mittels eines sich in einer Schneidebene, insbesondere rotierend und/oder umlaufend, bewegenden Schneidmessers aufgeschnitten werden, die aufzuschneidenden Produkte an zumindest einer Abtaststelle mit genau einem berührungslos arbeitenden, im Arbeitsbereich angeordneten Kompaktsensor abgetastet werden, und der Betrieb der Aufschneidevorrichtung in Abhängigkeit von der äußeren Kontur der Produkte gesteuert wird, wobei ein Teil der Produktkontur mittels des Kompaktsensors erfasst und ein nicht mittels des Kompaktsensors erfassbarer Teil der Produktkontur vorgegeben wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Aufschneiden von Lebensmittelprodukten mittels einer Aufschneidevorrichtung, die einen Arbeitsbereich mit einem Schneidbereich und einem Transportbereich umfasst, bei dem aufzuschneidende Produkte dem Schneidbereich einspurig oder mehrspurig zugeführt und am Ende des Schneidbereichs mittels eines sich in einer Schneidebene, insbesondere rotierend und/oder umlaufend, bewegenden Schneidmessers aufgeschnitten werden.
Derartige Aufschneidevorrichtungen, die auch einfach als Slicer bezeichnet werden, sind grundsätzlich bekannt. Beispielsweise mit planetenartig umlaufenden und zusätzlich rotierenden Kreismessern oder mit lediglich rotierenden Sichelmessern, die im Betrieb Drehzahlen von mehreren 100 bis einige 1000 Umdrehungen pro Minute aufweisen, werden bei konstanter Schneidfrequenz von den Lebensmittelprodukten Scheiben abgetrennt. In der Praxis ist es in vielen Anwendungen wünschenswert, dass entweder die einzelnen Scheiben oder aus einer Mehrzahl von Scheiben gebildete Portionen ein vorgegebenes Gewicht aufweisen. Da die Schneidfrequenz konstant ist, wird vorzugsweise auf das Gewicht der einzelnen Scheiben dadurch Einfluss genommen, dass die Dicke der Scheiben variiert wird. Dies erfolgt durch eine entsprechende Steuerung der Produktzufuhr: je weiter das Produkt zwischen zwei aufeinanderfolgenden Schnitten des Messers über die Schneidebene hinaus vorgeschoben wird, desto größer ist die Dicke der anschließend abgetrennten Produktscheibe. Dabei ist die Scheibendicke nur ein Parameter, der das Gewicht der betreffenden Scheibe bestimmt. Das Scheibengewicht ist durch das Scheibenvolumen und durch die durchschnittliche Dichte der Scheibe bestimmt, wobei sich das Scheibenvolumen aus der Scheibendicke und der Außenflächenkontur der Scheibe ergibt. Aus dem vor dem Aufschneiden mittels einer Waage bestimmten Gesamtgewicht des Produktes und aus dem durch die Außenflächenkontur des gesamten Produktes bestimmten Gesamtvolumen des Produktes kann dessen durchschnittliche Dichte bestimmt werden.
Wenn gewichtskonstante Produktscheiben oder Portionen von Produktscheiben erhalten werden sollen, sind hierfür also Kenntnisse über die äußere Kontur der aufzuschneidenden Produkte erforderlich. Die Kontur wird auch als Profil bezeichnet.
Die vorstehend erläuterten Zusammenhänge sowie sogenannte Produktscanner, die zum Erfassen der äußeren Kontur von aufzuschneidenden Lebensmittelprodukten dienen, sind dem Fachmann grundsätzlich bekannt. Rein beispielhaft wird hierzu auf DE 196 04 254 A , WO 2000/062983 A , EP 2 644 337 A sowie DE 10 2009 036 682 A verwiesen.
In der Praxis handelt es sich bei den Produktscannern in der Regel um separate Maschinen, die jeweils als Bestandteil einer gesamten Produktionslinie dem Slicer vorgelagert sind. Die Produkte durchlaufen dabei ein tunnelartiges Scan-Gehäuse, in welchem die äußere Produktkontur durch Abtasten erfasst wird. Die für die Abtastung verwendeten elektrischen und elektronischen bzw. optoelektronischen Einrichtungen sind dabei innerhalb des Scan-Gehäuses vergleichsweise offen und ungeschützt angeordnet. Dies ist möglich, da aufgrund des umgebenden Scan-Gehäuses auch Laserstrahlung einer höheren Schutzklasse zum Einsatz kommen kann. Zudem ist es nicht erforderlich, das Innere des Scan-Gehäuses einer Hochdruck- bzw. Dampfstrahlreinigung zu unterziehen, weshalb die elektrischen bzw. elektronischen Geräte keinen besonders hohen Anforderungen an die Schutzart bzw. Schutzklasse genügen müssen.
Nachteilig an den bislang in der Praxis eingesetzten Produktscannern sind die hohen Zusatzkosten sowie der erhöhte Platzbedarf, da ein als separate Maschine ausgebildeter Produktscanner vergleichsweise viel Platz benötigt und insbesondere die Länge einer Produktionsanlage deutlich vergrößert.
Je nach Produkt ist zudem eine längere Transport- und Handhabungsstrecke zwischen einem separaten, stromaufwärtigen Produktscanner und dem Schneidbereich ungünstig, da das Produkt auf seinem Weg zum Schneidbereich ungewollt hinsichtlich seiner äußeren Abmessungen, d.h. seiner Außenkontur, verändert werden kann. Dies kann z.B. durch mechanische Beeinflussung erfolgen oder dadurch, dass Temperatureinflüsse Wirkung zeigen.
Des Weiteren ist beim Betrieb von Aufschneidevorrichtungen von Nachteil, dass es entweder überhaupt nicht oder nur mit vergleichsweise hohem technischen Aufwand möglich ist, eine nicht nur hinsichtlich der Schneidresultate, sondern auch hinsichtlich der Bearbeitungszeit innerhalb des Slicers optimale Handhabung der aufzuschneidenden Produkte zu erreichen. Generell wünschenswert sind auf individuelle, von Produkt zu Produkt variierende Parameter gezielt abgestimmte Funktionsabläufe innerhalb des Slicers, um im Slicer sowohl den Transport einschließlich der Produktzufuhr als auch das eigentliche Aufschneiden der Produkte so effizient wie möglichst zu gestalten und hierdurch – mit vertretbarem Aufwand – optimale Schneidergebnisse und einen hohen Produktdurchsatz zu erreichen.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine einfache, zuverlässige, kostengünstige und Platz sparende Möglichkeit zu schaffen, die äußere Kontur oder andere für den Betrieb der Aufschneidevorrichtung optional verwendbare oder zwingend erforderliche Parameter von aufzuschneidenden Lebensmittelprodukten zu bestimmen.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt jeweils durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung ist vorgesehen, dass die aufzuschneidenden Produkte an zumindest einer Abtaststelle mit genau einem berührungslos arbeitenden, im Arbeitsbereich angeordneten Kompaktsensor abgetastet werden, wobei der Betrieb der Aufschneidevorrichtung in Abhängigkeit von der äußeren Kontur der Produkte gesteuert wird, und wobei ein Teil der Produktkontur mittels des Kompaktsensors erfasst und ein nicht mittels des Kompaktsensors erfassbarer Teil der Produktkontur vorgegeben wird.
Dieses erfindungsgemäße Verfahren beruht zum einen darauf, dass die Abtastung der aufzuschneidenden Produkte innerhalb der Aufschneidevorrichtung erfolgt, und zwar mittels eines Kompaktsensors. Auf dieses Konzept und die damit verbundenen Vorteile wird nachstehend näher eingegangen. Zum anderen beruht die Erfindung darauf, dass genau ein derartiger Kompaktsensor eingesetzt wird, um die aufzuschneidenden Produkte abzutasten. Der Aufwand für die Produktabtastung wird hierdurch auf ein Minimum reduziert.
Es wurde gefunden, dass insbesondere solche Produkte, die zumindest teilweise eine geometrisch vergleichsweise einfache Querschnittsform besitzen, für eine ausreichend genaue Bestimmung ihrer äußeren Kontur nicht von allen Seiten abgetastet zu werden brauchen. Es genügt, wenn nur ein Teil der Produktkontur erfasst wird und die verbleibende "Lücke" auf andere Weise geschlossen wird.
Ist zum Beispiel bekannt, dass ein jeweiliges Produkt, z.B. Salami, einen kreisförmigen Querschnitt besitzt, dann genügt es, mittels des einzigen Kompaktsensors einen Kreisbogen der äußeren Kontur zu bestimmen und daraus den Kreisradius und somit die Querschnittsfläche zu berechnen. Der nicht erfassbare, gewissermaßen "im Schatten liegende" Teil der Produktkontur wird hierfür nicht benötigt.
Bei anderen Produkten beispielsweise, die zwar eine unregelmäßige Oberseite aufweisen, bei denen man aber davon ausgehen kann, dass sich darunter ein im Wesentlichen quaderförmiger oder einen anderen bekannten Querschnitt aufweisender "Produktsockel" findet, wie es z.B. bei Leberkäse der Fall sein kann, lässt sich die gesamte Produktkontur durch Erfassen der Kontur der Produktoberseite mittels des Kompaktsensors und ergänzend durch Anwenden des erwähnten Wissens um die Grundform des betreffenden Produkttyps bestimmen.
Allgemein kann also vorgesehen sein, dass der nicht erfassbare Teil der Produktkontur anhand eines bekannten oder angenommenen Produktquerschnitts vorgegeben wird. Alternativ kann der nicht erfassbare Teil der Produktkontur über in wie auch immer gearteter Weise vorab ermittelte Parameter vorgegeben werden.
Generell kann die Vorgabe eines nicht erfassbaren Teils der Produktkontur durch Berechnen bzw. durch Extrapolieren erfolgen.
Des Weiteren kann gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung vorgesehen sein, dass durch die Abtastung – insbesondere für jedes einzelne Produkt – zumindest ein Produktparameter bestimmt und der Betrieb zumindest einer Funktionseinheit der Aufschneidevorrichtung in Abhängigkeit von dem Produktparameter durchgeführt wird. Bei dem Produktparameter kann es sich beispielsweise um die Produktlänge oder um den Produktanfang handeln. Auf diesen Aspekt wird nachstehend näher eingegangen.
Wenn es der Produkttyp gestattet, einen nicht mittels des Kompaktsensors erfassbaren Teil der Produktkontur vorzugeben, dann kann eine dem Schneidmesser nachgeordnete Waage, die dazu dient, nach dem Aufschneiden das Scheibengewicht bzw. das Portionsgewicht zu ermitteln, entfallen. Ein einziger Kompaktsensor kann folglich eine solche Portionswaage ersetzen. Eine derartige Waage ist in der Praxis Bestandteil eines Regelkreises und dazu vorgesehen, der Produktzufuhr eine Rückmeldung über das tatsächliche Portionsgewicht zu geben, damit die Produktzufuhr entsprechend angesteuert und auf ein vorgegebenes Sollgewicht hinwirken kann. Insbesondere bei geometrisch einfachen Produkten, deren äußere Kontur gemäß der vorstehend beschriebenen Vorgehensweise mittels nur eines einzigen Kompaktsensors hinreichend genau bestimmbar ist, kann ein einziger Kompaktsensor eine dem Schneidmesser nachgeordnete Waage überflüssig machen. Alternativ kann die Konturbestimmung mittels des einzigen Kompaktsensors in den erwähnten Regelkreis mit einbezogen werden, um auf diese Weise die Genauigkeit des gewichtsgenauen Aufschneidens weiter zu verbessern.
Wenn keine derartige Waage eingesetzt wird, kann für die Berechnung des Scheiben- bzw. Portionsgewichts auf das jeweils aufzuschneidende Produkt bezogene Dichte-Werte auf andere Weise zurückgegriffen werden, und zwar unabhängig davon, ob genau ein Kompaktsensor oder mehrere Kompaktsensoren als "Waagen-Ersatz" zum Einsatz kommen. Beispielsweise können für die jeweilige Produktsorte hinterlegte Tabellenwerte für die Produktdichte benutzt werden oder es kann jeweils ein Dichtewert des zuvor aufgeschnittenen Produkts verwendet werden, wenn die erzeugten Scheiben bzw. Portionen der Produkte zwar gewogen, diese Gewichtswerte aber nicht z.B. im Rahmen eines Regelkreises zur Ansteuerung der Produktzufuhr eingesetzt werden.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist vorgesehen, dass die aufzuschneidenden Produkte an zumindest einer Abtaststelle mit wenigstens einem berührungslos arbeitenden, im Arbeitsbereich angeordneten Kompaktsensor abgetastet werden, wobei durch die Abtastung zumindest ein Produktparameter bestimmt und der Betrieb zumindest einer Funktionseinheit der Aufschneidevorrichtung in Abhängigkeit von dem Produktparameter durchgeführt wird.
Hiermit eröffnet die Erfindung ein neues Feld für die Gewinnung von Produktinformationen innerhalb der Aufschneidevorrichtung, die dazu dienen können, die Funktionsabläufe bei der Handhabung der Produkte insbesondere hinsichtlich der Optimierung der Schneidresultate sowie der Erhöhung der Arbeitsgeschwindigkeit zu verbessern.
Dieses Konzept ist von der Anzahl der in der Aufschneidevorrichtung eingesetzten Kompaktsensoren grundsätzlich unabhängig. Für manche Anwendungen genügt ein einziger Kompaktsensor. Dies ist beispielsweise dann der Fall, wenn die Produktlänge, der Produktanfang oder das Produktende bestimmt werden sollen. Andere Anwendungen hingegen können an einer Abtaststelle mehrere Kompaktsensoren einsetzen, z.B. um die Produktkontur vollständig oder um zumindest einen größeren Teil der Produktkontur bestimmen zu können. Dies kann insbesondere dann der Fall sein, wenn die Produkte eine stark unregelmäßig geformte Oberfläche aufweisen. Unregelmäßig geformte Produkte beispielsweise, deren Querschnittsfläche außerdem an einem vorderen Produktabschnitt noch zu klein ist, um verwertbare Produktscheiben zu ergeben, also gewissermaßen Produkte mit einer unregelmäßig geformten "Nase", erfordern eine sogenannte Anschnittsteuerung, die festlegt, welche der ersten abgetrennten Produktscheiben entsorgt werden müssen, d.h. ab welcher abgetrennten Produktscheibe eine Verwertung z.B. durch Portionsbildung erfolgen kann. Ohne Informationen über die individuelle Kontur an der "Produktnase" kann z.B. nur eine bestimmte Scheibenanzahl fest vorgegeben werden, ab welcher abgetrennte Produktscheiben verwertet werden. Diese relativ ungenaue Vorgehensweise kann optimiert werden, wenn die äußere Kontur der Produkte zumindest an dem besagten vorderen Produktabschnitt bekannt ist. Je näher sich dieser vordere Produktabschnitt bei der Erfassung seiner Kontur am Schneidmesser befindet, desto geringer sind Ungenauigkeiten aufgrund von Einflüssen auf das Produkt während des Transportes bzw. der Handhabung im Slicer. Stark unregelmäßig geformte Produkte benötigen für eine Konturerfassung gegebenenfalls mehr als einen Kompaktsensor an einer die "Produktnase" erfassenden Abtaststelle.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird mit dem wenigstens einen Kompaktsensor eine dem Schneidmesser nachgeordnete Waage unterstützt. Insbesondere lässt sich auf diese Weise die Standardabweichung der Portionsgewichte von einem Sollgewicht minimieren. Beispielsweise kann der wenigstens eine Kompaktsensor eine Anfangsscheibendicke festlegen, die in Abhängigkeit von der mittels des wenigstens einen Kompaktsensors ermittelten Produktkontur zumindest am vorderen Produktabschnitt bestimmt wird. Bislang wurde in der Praxis die Anfangsscheibendicke fest vorgegeben. Die Erfindung ermöglicht somit durch den wenigstens einen im Arbeitsbereich des Slicers angeordneten Kompaktsensor eine variable, auf individuelle Produktmerkmale abgestimmte Anschnittsteuerung.
Allgemein kann bei diesem Aspekt der Erfindung in einer vorteilhaften Weiterbildung vorgesehen sein, dass unabhängig von dem Produktparameter vorgegebene oder vorgebbare Steuer- und/oder Regeldaten und/oder -signale für die Funktionseinheit mittels des Produktparameters verändert, korrigiert und/oder ergänzt werden, insbesondere im Rahmen eines Steuer- und/oder Regelkreises.
Ein Beispiel für dieses Konzept ist die vorstehend erwähnte Unterstützung eines eine dem Schneidmesser nachgeordnete Waage beinhaltenden Regelkreises, der Daten zur Ansteuerung der Produktzufuhr auch ohne Einbeziehung von mittels des wenigstens einen Kompaktsensors bestimmten Produktparametern vorgeben kann, der aber mit Hilfe des wenigstens einen Kompaktsensors optimiert werden kann.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung kann als ein Produktparameter der Produktanfang bestimmt werden. Insbesondere die Produktzufuhr kann in Abhängigkeit von der Position des Produktanfangs in der Produktzufuhr gesteuert werden. Folglich kann der wenigstens eine Kompaktsensor einen ansonsten erforderlichen Produktanfangssensor, z.B. eine Lichtschranke, ersetzen.
Insbesondere erfolgt die Bestimmung des Produktanfangs und somit die Bestimmung der Lage bzw. Position des Produktes innerhalb der Produktzufuhr, solange sich ein Produkthalter der Produktzufuhr noch auf dem Rückweg in eine Ausgangsposition befindet.
Alternativ oder zusätzlich kann mittels des wenigstens einen Kompaktsensors das Produktende bestimmt werden. Der Produkthalter braucht dann nur soweit zurückbewegt zu werden, wie es die Länge des jeweils aufzuschneidenden Produktes erfordert.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel kann als ein Produktparameter die Produktlänge bestimmt werden, wobei insbesondere die Produktzufuhr in Abhängigkeit von der Produktlänge gesteuert wird. Mit der Produktlänge ist nicht nur die Lage des Produktendes bekannt, wenn die Lage des Produktanfangs bekannt ist, und umgekehrt, sondern die Produktlänge kann beispielsweise im Rahmen einer "Vorerkennung" für eine Planung des Betriebsablaufs genutzt werden. So kann beispielsweise aus der Produktlänge vorab zumindest ein ungefährer Wert für die Anzahl der zu erwartenden Produktscheiben bzw. Portionen abgeschätzt werden.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung kann vorgesehen sein, dass in Abhängigkeit von der Produktlänge eine Ausgangsposition eines Produkthalters der Produktzufuhr bestimmt wird.
Des Weiteren kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass als ein Produktparameter die Produktlänge bestimmt und eine Transfereinrichtung, mittels welcher die Produkte an die Produktzufuhr übergeben werden, in Abhängigkeit von der Produktlänge gesteuert wird. Hierbei kann insbesondere auch der Umstand ausgenutzt werden, dass zumindest dann, wenn der Produkttyp bekannt ist, aus der Produktlänge auch auf zumindest das ungefähre Produktgewicht geschlossen werden kann.
Ein mögliches Zusammenspiel mit einer dem Schneidmesser nachgeordneten Waage wurde vorstehend bereits erläutert. Allgemein kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass als ein Produktparameter die Produktkontur zumindest eines vorderen Abschnitts des Produkts bestimmt und bei einer Steuerung der Produktzufuhr in Abhängigkeit von nach dem Aufschneiden ermittelten Scheiben- oder Portionsgewichten berücksichtigt wird.
Das erfindungsgemäße Konzept dieses Aspekts der Erfindung, nämlich die Bestimmung zumindest eines Produktparameters durch Abtasten mit zumindest einem Kompaktsensor und die Durchführung des Betriebs zumindest einer Funktionseinheit der Aufschneidevorrichtung in Abhängigkeit von diesem Produktparameter, kann mit dem anderen Erfindungsaspekt kombiniert werden. Vorzugsweise kann also vorgesehen sein, dass ein Teil der Produktkontur mittels des Kompaktsensors erfasst und ein nicht mittels des Kompaktsensors erfassbarer Teil der Produktkontur vorgegeben wird.
Generell sind alle Weiterbildungen aller hierin beschriebenen Erfindungsaspekte untereinander kombinierbar.
Insbesondere können ein oder mehrere Kompaktsensoren im Slicer multifunktional eingesetzt werden und sowohl zur Produktkonturerfassung, insbesondere mit dem Ziel eines gewichtsgenauen Aufschneidens, als auch zur Bestimmung eines oder mehrerer Produktparameter zur Steuerung des Betriebs einer oder mehrerer Funktionseinheiten des Slicers verwendet werden. Ein Kompaktsensor kann z.B. der Steuereinheit des Slicers den Produktanfang und einen Wert für die Anfangsscheibendicke melden sowie das Produkt über dessen gesamte Länge abtasten, um die Produktkontur zu bestimmen, damit diese von der Steuereinheit bzw. der Produktzufuhr des Slicers zur Gewinnung gewichtsgenauer Portionen verwendet werden kann.
Alternativ oder wiederum zusätzlich, d.h. zur Erhöhung der Multifunktionalität des Kompaktsensors, kann dieser auch dazu eingesetzt werden, wenigstens eine Kontur zu erfassen, die zu einer Funktionseinheit des Slicers gehört, um beispielsweise zu prüfen, ob ein Produktgreifer bzw. Produkthalter korrekt ausgerichtet ist, ob sich ein im Normalbetrieb abzuwerfendes Produktreststück noch am Produktgreifer bzw. Produkthalter befindet, oder ob jeweils erforderliche Seitenanschläge für die Produkte überhaupt angebaut bzw. ob vorhandene Seitenanschläge jeweils auf die richtige Position eingestellt sind.
Ein oder mehrere Kompaktsensoren können derart vielfältige Aufgaben erfüllen und damit Komponenten einsparen, da erfindungsgemäß der wenigstens eine Kompaktsensor im Slicer angeordnet und dort praktisch frei positioniert werden kann.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Aufschneiden von Lebensmittelprodukten, insbesondere einen Hochleistungs-Slicer, mit einem Arbeitsbereich, der einen Schneidbereich sowie einen Transportbereich mit einer Produktzufuhr umfasst, wobei die Produktzufuhr aufzuschneidende Produkte dem Schneidbereich einspurig oder mehrspurig zuführt und am Ende des Schneidbereichs sich in einer Schneidebene ein Schneidmesser, insbesondere rotierend und/oder umlaufend, bewegt, mit einer berührungslos arbeitenden Abtasteinrichtung, die zur Abtastung der aufzuschneidenden Produkte an zumindest einer Abtaststelle genau einen oder mehrere im Arbeitsbereich angeordnete Kompaktsensoren umfasst, und mit einer Steuereinrichtung zum Steuern des Betriebs der Aufschneidevorrichtung. Erfindungsgemäß ist die Aufschneidevorrichtung zur Durchführung eines der hierin beschriebenen Aufschneideverfahren ausgebildet.
Vorteilhafte Ausgestaltungen einer erfindungsgemäßen Aufschneidevorrichtung sind nachstehend angegeben. Diese Weiterbildungen können auch Weiterbildungen der hierin beschriebenen Aufschneideverfahren darstellen. Umgekehrt können alle Weiterbildungen der hierin beschriebenen Aufschneideverfahren vorrichtungsmäßig umgesetzt werden und somit die erfindungsgemäße Aufschneidevorrichtung weiterbilden.
Vorzugsweise werden die Produkte mittels des wenigstens einen Kompaktsensors im Bereich der Produktzufuhr abgetastet.
Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Produkte mittels des wenigstens einen Kompaktsensors im Bereich eines vorderen Produktanschlags der Produktzufuhr abgetastet werden, insbesondere in Zufuhrrichtung in einem Abstand von etwa 5 bis 20 mm von einer Anschlagebene des Produktanschlags.
Des Weiteren kann vorgesehen sein, dass die Produkte mittels des wenigstens einen Kompaktsensors in Zufuhrrichtung in einem Abstand von etwa 30 bis 400 mm von der Schneidebene abgetastet werden.
Vorzugsweise werden die Produkte mittels des wenigstens einen Kompaktsensors in einem der Produktzufuhr vorgelagerten Bereich des Transportbereiches abgetastet.
Des Weiteren kann vorgesehen sein, dass die Produkte mittels des wenigstens einen Kompaktsensors im Bereich einer Transfereinrichtung abgetastet werden, mittels welcher die Produkte an die Produktzufuhr übergeben werden.
Insbesondere werden die Produkte mittels des wenigstens einen Kompaktsensors in Transportrichtung gesehen vor einer verschwenkbaren Produktauflage der Transfereinrichtung abgetastet.
Es kann erfindungsgemäß des Weiteren vorgesehen sein, dass die Produkte mittels des wenigstens einen Kompaktsensors in einem Produkteintrittsbereich der Vorrichtung abgetastet werden, insbesondere in einer, unmittelbar vor einer oder unmittelbar hinter einer durch einen Tragrahmen oder ein Gestell der Vorrichtung definierten Eintrittsebene.
Bevorzugt werden unter Verwendung von erfassten Produktkonturen Steuerdaten berechnet, und es wird unter Verwendung der Steuerdaten die Aufschneidevorrichtung, insbesondere die Produktzufuhr, betrieben, und zwar insbesondere zur Gewinnung gewichtskonstanter Produktscheiben oder Portionen von Produktscheiben.
Die Erfindung bedeutet eine fundamentale Abkehr von der bisherigen Vorgehensweise, die darin besteht, für die Konturerfassung große und teure Produktscanner in Form von separaten Maschinen einzusetzen und der Aufschneidevorrichtung vorzulagern. Die Erfindung macht sich die Erkenntnis zunutze, dass eine Konturerfassung mit kompakten Sensoren möglich ist, die im Arbeitsbereich der Aufschneidevorrichtung selbst, also innerhalb des Slicers, angeordnet werden können. Damit wird das im Stand der Technik vorherrschende Vorurteil überwunden, wonach eine berührungslose Konturerfassung von aufzuschneidenden Lebensmittelprodukten nicht unter den Bedingungen möglich ist, die im Transportbereich und im Schneidbereich eines Hochgeschwindigkeits-Lebensmittelslicers gegeben sind, also unter Bedingungen, die sich insbesondere durch das Vorhandensein von Schmutz, Wärme und Feuchtigkeit auszeichnen. Dies liegt daran, dass im Bereich eines Lebensmittelslicers Schneidreste sowie Schneidstaub und Schneidmehl vorhanden sein können und alle Komponenten eines Lebensmittelslicers regelmäßig einer Reinigung mit Wasser bzw. Dampf unter hohem Druck und bei hohen Temperaturen unterzogen werden müssen. Zudem spielt eine Rolle, dass im Falle der Verwendung von Laserstrahlung zur Konturerfassung darauf geachtet werden muss, dass Sicherheitsbestimmungen eingehalten werden und insbesondere die Augensicherheit für das Bedienpersonal gewährleistet ist.
Es wurde überraschend gefunden, dass im Vergleich zu den Abmessungen eines typischen Lebensmittelslicers sehr kleine, kompakte Sensoren bereitgestellt werden können, die eine zuverlässige Konturerfassung mit ausreichend hoher Genauigkeit ermöglichen und gleichzeitig robust genug ausgeführt und angeordnet werden können, um gegen die für elektrische bzw. optoelektronische Geräte widrigen Bedingungen innerhalb des Arbeitsbereiches eines Lebensmittelslicers bestehen zu können.
Mögliche Ausgestaltungen der erfindungsgemäß eingesetzten Kompaktsensoren sowie vorteilhafte Eigenschaften dieser Kompaktsensoren sind nachstehend erläutert sowie in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Ein solcher Kompaktsensor kann in einem gemeinsamen Gehäuse als Lichtquelle einen Laser zur Aussendung von Laserstrahlung in einer Abtastebene sowie eine Kamera umfassen, die das Bild einer Linie aufnehmen kann, welche durch die ausgesandte Strahlung in der Abtastebene auf einem abzutastenden Produkt erzeugt wird. Derartige Sensoren können ein integriertes Elektroniksystem ohne die Notwendigkeit für einen zusätzlichen Controller aufweisen. Ferner können derartige Sensoren gegenüber Fremdlicht bzw. Streulicht unempfindlich sein. Es sind darüber hinaus sehr hohe Auflösungen im Bereich von einigen Hundertstel Millimeter sowie sehr hohe Daten- bzw. Signalausgaberaten bis zu 6 kHz möglich. Die Sensoren können mit einem integrierten Gigabit-LAN-Port versehen sein.
Derartige Kompaktsensoren bilden folglich quasi autarke Einheiten, die lediglich an eine Stromversorgung sowie eine Datenerfassung angeschlossen werden müssen.
In einer möglichen Ausgestaltung besitzt ein solcher Kompaktsensor eine Breite von etwa 300 mm, eine maximale Höhe von etwa 100 mm sowie eine Dicke von etwa 40 mm. Derartige Sensoren sind beispielsweise von der Firma wenglorMEL GmbH erhältlich.
Das Gehäuse dieser Sensoren kann derart verbessert werden, dass die Sensoren hohen Geräteschutzklassen genügen und gegenüber Staub sowie einer Reinigung mit Wasser und Dampf unter hohem Druck und bei hohen Temperaturen absolut unempfindlich sind.
Ein weiterer Vorteil derartiger Sensoren ist, dass sie mit Laserstrahlung einer niedrigen Schutzklasse betrieben werden können und somit für das menschliche Auge ungefährlich sind.
Derartige Kompaktsensoren können folglich frei und offen im Arbeitsbereich eines Lebensmittelslicers an jeder beliebigen Stelle positioniert werden. Aufgrund ihrer geringen Baugröße benötigen die Kompaktsensoren wenig Platz und können somit in Abhängigkeit von den jeweiligen baulichen Gegebenheiten des Slicers sowie von der abzutastenden Kontur der Produkte variabel platziert werden. Mehrere Kompaktsensoren können unabhängig voneinander im Slicer angeordnet werden. Die Erfassungsdaten mehrerer Sensoren können im Rahmen der Datenauswertung rechnerisch zusammengefasst werden.
Erfindungsgemäß arbeiten die Kompaktsensoren bevorzugt nach dem sogenannten Lichtschnittverfahren, um eine Kontur oder ein Profil zu erfassen. Dieses Messprinzip ist dem Fachmann grundsätzlich bekannt. Hierzu wird auch auf die eingangs genannte Patentliteratur zum Stand der Technik verwiesen. Grundsätzlich können erfindungsgemäß aber auch andere Abtastprinzipien wie beispielsweise Lichtlaufzeitmessungen zum Einsatz kommen. Bei Verwendung des Lichtschnittverfahrens kann die Erzeugung der durchgehenden oder auch unterbrochenen Linien auf den abzutastenden Produkten grundsätzlich auf beliebige Art und Weise erfolgen. So kann beispielsweise mittels eines Linienlasers und gegebenenfalls unter Verwendung einer geeigneten Optik, wie beispielsweise einer Zylinderlinse, eine Lichtlinie ausgesendet werden. Alternativ kann ein einzelner Laserstrahl periodisch innerhalb eines Abtastwinkelbereiches mit hoher Abtastrate abgelenkt werden.
Bevorzugt ist der Kompaktsensor in einem eigenen abgeschlossenen Sensorgehäuse angeordnet, wobei der Kompaktsensor innerhalb des Arbeitsbereiches der Aufschneidevorrichtung einen Abtastbereich für die Produkte definiert, der außerhalb des Sensorgehäuses gelegen ist. Während gemäß der bisherigen Praxis – wie vorstehend bereits erwähnt – die Produkte durch das Scannergehäuse hindurchlaufen müssen, ist erfindungsgemäß sozusagen vorgesehen, dass sich der Scanner nach den Produkten und der Art und Weise ihrer Handhabung im Slicer und insbesondere ihres Transportweges durch den Slicer zu richten hat. Aufgrund der Kompaktheit und der generellen Unempfindlichkeit der erfindungsgemäßen Sensoren ist eine solche Integration in den Slicer problemlos möglich.
Das Sensorgehäuse kann derart ausgebildet sein, dass es einer nationalen oder internationalen, normierten Schutzklasse genügt, gemäß welcher Staubdichtigkeit, vollständiger Schutz gegen Berührung sowie Schutz gegen Wasser bei Hochdruck-/Dampfstrahlreinigung gegeben sind, insbesondere der Schutzklasse IP6K9K oder IP69 nach DIN 40 050 Teil 9 bzw. DIN EN 60529, oder einer gleichwertigen Schutzklasse.
Insbesondere kann ein gekapselter Kompaktsensor oder ein Kompaktsensor mit einem gekapselten Sensorgehäuse vorgesehen sein.
Bevorzugt umfasst der Kompaktsensor einen Sender zur Aussendung von Abtaststrahlung in einen Abtastbereich und einen Empfänger zum Empfang von Strahlung aus dem Abtastbereich, wobei der Sender und der Empfänger in einem gemeinsamen Sensorgehäuse des Kompaktsensors angeordnet sind. Dabei stellt insbesondere der Abtastbereich jenes Raumvolumen dar, in welchem sich der Sendebereich des Senders und der Empfangsbereich des Empfängers überlappen.
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass der Kompaktsensor Laserstrahlung aussendet und derart ausgebildet ist, dass er einer nationalen oder internationalen, normierten Laserschutzklasse genügt, gemäß welcher die Laserstrahlung für das menschliche Auge ungefährlich ist, insbesondere der Laserschutzklasse 1 oder 2 nach DIN EN 60825-1, oder einer gleichwertigen Laserschutzklasse.
Insbesondere ist der Kompaktsensor zur Aussendung von Abtaststrahlung in einer Abtastebene ausgebildet. Diese Abtaststrahlung erzeugt auf einem abzutastenden Produkt eine Linie, die mittels eines Empfängers erfasst und hinsichtlich ihres Verlaufes zur Bestimmung der Produktkontur in der Abtastebene ausgewertet werden kann, wobei die optische Achse des Empfängers gegenüber der Abtastebene geneigt ist, d.h. der Empfänger "blickt" unter einem Winkel zur Abtastebene auf die auf der Produktoberfläche erzeugte Linie.
Bevorzugt ist vorgesehen, dass eine Abtastebene des Kompaktsensors zumindest im Wesentlichen senkrecht oder unter einem Winkel von mehr als etwa 45° zu einer Bewegungsrichtung der Produkte durch die Abtastebene verläuft.
Vorzugsweise ist der Kompaktsensor als Laserscanner ausgebildet. Als Scanner werden hier sowohl solche Sensoren bezeichnet, bei denen eine durchgehende oder unterbrochene Linie ausgesendet wird, als auch Sensoren, bei denen ein punktförmiger Laserstrahl ausgesendet und periodisch abgelenkt wird.
Bevorzugt arbeitet der Kompaktsensor nach dem Lichtschnittverfahren. Wie bereits erwähnt, ist ein derartiges Abtastprinzip zur Kontur- bzw. Profilerkennung grundsätzlich bekannt.
Vorzugsweise ist der Kompaktsensor dazu ausgebildet, mittels einer Lichtquelle, insbesondere einer Laserquelle, auf einem abzutastenden Produkt eine durchgehende oder unterbrochene Linie zu erzeugen und mittels einer Kamera ein die Linie enthaltendes Bild aufzunehmen. Als Kamera kann beispielsweise eine Fotodiode oder eine CCD-Einrichtung dienen.
Vorzugsweise ist der Kompaktsensor an einem Tragrahmen oder Gestell der Aufschneidevorrichtung abgestützt oder gehalten, von welchem auch der Schneidbereich und der Transportbereich der Aufschneidevorrichtung getragen sind. Insbesondere aufgrund seines vergleichsweise geringen Gewichts kann der erfindungsgemäße Kompaktsensor auf grundsätzlich beliebige Art und Weise im Arbeitsbereich positioniert werden. Vergleichsweise leichte und filigrane Halterungen oder Aufhängungen für den Kompaktsensor können zum Einsatz kommen. Der Kompaktsensor kann zum Beispiel auch an bereits vorhandenen Komponenten der Aufschneidevorrichtung befestigt werden.
Der Kompaktsensor kann im oder am Schneidbereich angeordnet sein. Es ist auch möglich, den Kompaktsensor im Bereich der Produktzufuhr anzuordnen. Insbesondere kann der Kompaktsensor im Bereich eines vorderen Produktanschlags der Produktzufuhr angeordnet sein. Ein möglicher Abstand des Kompaktsensors von einer vorderen Anschlagebene des Produktanschlags beträgt beispielsweise etwa 5 bis 20 mm. In einem möglichen Ausführungsbeispiel befindet sich der Kompaktsensor – in Zufuhrrichtung der Produkte gesehen – in einem Abstand von etwa 30 bis 400 mm von der Schneidebene.
Ein besonderer Vorteil der Anordnung eines oder mehrerer Kompaktsensoren im Bereich der Produktzufuhr, z.B. im Bereich des erwähnten vorderen Produktanschlags, besteht darin, dass die Produkte während des eigentlichen Produktvorschubs im Schneidbetrieb abgetastet werden können, also in einem Zustand, in welchen sie bereits mit dem Produkthalter zusammenwirken und insbesondere bereits am hinteren Produktende gegriffen worden sind. Der Greifvorgang kann in der Praxis die Lage oder Orientierung eines Produktes gegenüber seiner vorherigen Lage bzw. Orientierung verändern. Eine vor dem Greifen erfolgte Abtastung liefert also möglicherweise Daten bezüglich einer beim Aufschneiden überhaupt nicht mehr vorhandenen Lage bzw. Orientierung der Produkte und ist folglich mit einer Ungenauigkeit behaftet. Ein solcher Fehler kann von vornherein vermieden werden, wenn bei bereits gegriffenem Produkt abgetastet wird, d.h. die Erfindung ermöglicht es, ein schlagwortartig als "Scanlage = Schneidlage" zu bezeichnendes Konzept zu verwirklichen.
Wenn von der Positionierung oder Orientierung des Kompaktsensors die Rede ist, dann ist darunter insbesondere auch die Lage bzw. Orientierung einer Abtastebene des Sensors zu verstehen.
Alternativ zu den vorgenannten Möglichkeiten kann der Kompaktsensor in einem der Produktzufuhr vorgelagerten Bereich des Transportbereiches angeordnet sein.
Der Kompaktsensor kann beispielsweise im Bereich einer Transfereinrichtung angeordnet sein, mittels welcher die Produkte an die Produktzufuhr übergeben werden. Die Transfereinrichtung kann eine verschwenkbare Produktauflage aufweisen, wobei der Kompaktsensor – in Transportrichtung der Produkte gesehen – vor der verschwenkbaren Produktauflage angeordnet ist.
In einer Ausführungsform kann der Kompaktsensor im Bereich eines Übergangs zwischen zwei Fördereinrichtungen einer Transportstrecke des Transportbereiches angeordnet sein. Wenn der Kompaktsensor unterhalb der Transportstrecke angeordnet ist, kann beispielsweise ein Zwischenraum zwischen zwei aufeinanderfolgenden Bandförderern zur Abtastung der Produkte von unten genutzt werden.
Des Weiteren kann vorgesehen sein, dass der Kompaktsensor in einem Produkteintrittsbereich der Vorrichtung angeordnet ist, insbesondere in einer, unmittelbar vor einer oder unmittelbar hinter einer durch einen Tragrahmen oder ein Gestell der Vorrichtung definierten Eintrittsebene.
Da der Kompaktsensor in der Aufschneidevorrichtung aufgrund seiner geringen Größe grundsätzlich frei platzierbar ist, kann gemäß einer Ausführungsform dafür gesorgt werden, dass der Kompaktsensor außerhalb eines Verschmutzungsbereiches des Arbeitsbereiches angeordnet ist. Eine Reinigung der Aufschneidevorrichtung wird hierdurch nicht unnötig erschwert. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass der Kompaktsensor beabstandet zum Produkt und/oder zur Produktzufuhr angeordnet ist.
Ferner kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass im Arbeitsbereich unterschiedliche Abtastpositionen für den Kompaktsensor vorgegeben sind. Damit ist zum einen gemeint, dass die Konturerfassung der Produkte in der Aufschneidevorrichtung grundsätzlich an unterschiedlichen Abtaststellen erfolgen kann. Vorstehend sind Beispiele für verschiedene Abtaststellen genannt worden. Insbesondere kann zum anderen aber auch vorgesehen sein, dass die unterschiedlichen Abtastpositionen zu einer gemeinsamen Abtaststelle gehören. Dies bedeutet, dass bei einer Veränderung der Abtastposition des Kompaktsensors nicht die Abtaststelle geändert wird, an welcher die Konturerfassung an den Produkten innerhalb der Aufschneidevorrichtung erfolgt, sondern dass lediglich an der Abtaststelle die Position des Kompaktsensors verändert werden kann. Beispielsweise kann der Kompaktsensor etwas weiter nach vorne oder etwas weiter nach hinten – in Bewegungsrichtung der Produkte gesehen – versetzt werden. Alternativ oder zusätzlich kann die Winkelposition des Kompaktsensors um die Bewegungsrichtung herum verändert werden. Auf diese Weise kann zum Beispiel insbesondere in Abhängigkeit von dem Typ bzw. der Beschaffenheit der jeweiligen Produkte die Konturerfassung optimiert werden, indem durch eine andere Positionierung des Kompaktsensors die geometrischen Verhältnisse der Abtastung optimiert werden. Auch kann hierdurch die erfindungsgemäße Abtasteinrichtung flexibel auf Umrüstungen oder Nachrüstungen der Aufschneidevorrichtung reagieren, die dessen baulichen Gegebenheiten verändern.
Auch in Fällen, in denen die Aufschneidevorrichtung selbst nicht oder nur unwesentlich umgerüstet oder verändert wird und zumindest im Wesentlichen nur ein Wechsel der Produktart oder des Produkttyps erfolgt, kann auf eine solche Veränderung schnell und zuverlässig durch eine produktabhängige Anpassung bzw. Verstellung bzw. einen produktabhängigen Umbau des Kompaktsensors reagiert werden.
Die unterschiedlichen Abtastpositionen sind insbesondere derart eindeutig vorgegeben, dass der Kompaktsensor nur in einer einzigen Lage und Orientierung platziert werden kann. Hierdurch sind bei einer Neupositionierung des Kompaktsensors keine Justier- oder Einlernvorgänge erforderlich.
Insbesondere kann vorgesehen sein, dass der Kompaktsensor zwischen den Abtastpositionen verstellbar und/oder umbaubar ist. Der Kompaktsensor kann beispielsweise verschwenkt oder verschoben werden, wobei hierzu beispielsweise Zwangsführungen und Endanschläge vorgesehen sein können, um eine vorteilhafte Eindeutigkeit der Positionierung des Kompaktsensors herzustellen.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass durch einen oder mehrere Kompaktsensoren gleichzeitig mehrere parallele Produktspuren der Aufschneidevorrichtung abgedeckt sind. Es ist somit nicht notwendig, bei einem mehrspurigen Betrieb der Aufschneidevorrichtung für jedes Produkt einen separaten Kompaktsensor vorzusehen. Die Anzahl der Kompaktsensoren kann also kleiner sein als die Anzahl der Spuren, wobei es möglich, aber nicht zwingend ist, dass alle Spuren von einem einzigen Kompaktsensor erfasst werden. Es wurde gefunden, dass ein ausreichend großer Abtastbereich des Kompaktsensors bereitgestellt werden kann, ohne Beeinträchtigungen insbesondere hinsichtlich der Positionierbarkeit des Kompaktsensors innerhalb der Aufschneidevorrichtung hinnehmen zu müssen. Der Spurbezug kann dann z.B. durch Ausfiltern des jeweils gewünschten Signals in einer zugeordneten Steuereinrichtung erfolgen.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass an einer Abtaststelle mehrere Kompaktsensoren zur gemeinsamen Konturerfassung angeordnet sind. Es können also an einer Abtaststelle mehrere Kompaktsensoren angeordnet sein, die bei der Konturerfassung zusammenwirken. In Abhängigkeit von der äußeren Gestalt der aufzuschneidenden Produkte kann ein einziger Kompaktsensor pro Abtaststelle ausreichend sein, um die Produktkontur mit für die jeweilige Erfindung ausreichender Genauigkeit zu erfassen. In anderen Anwendungen kann es vorteilhaft sein, pro Abtaststelle mehrere Kompaktsensoren einzusetzen. Diese können in Umfangsrichtung um die Bewegungs- bzw. Transportrichtung der Produkte herum verteilt angeordnet werden. So können beispielsweise zwei Kompaktsensoren vorgesehen sein, die das Produkt jeweils schräg von oben abtasten. Alternativ kann oberhalb der Produkte ein einziger Kompaktsensor vorgesehen sein, der von zwei von schräg unten abtastenden Kompaktsensoren, die unterhalb der Produkte angeordnet sind, unterstützt wird.
Wenn die Kompaktsensoren mit Abtastebenen arbeiten, ist es erfindungsgemäß möglich, aber nicht zwingend erforderlich, dass alle Abtastebenen der Kompaktsensoren in einer einzigen gemeinsamen Ebene liegen. Vielmehr ist es möglich, dass die Abtastebenen in Transportrichtung der Produkte geringfügig gegeneinander versetzt sind. Hierdurch wird die Einrichtung einer Abtaststelle erheblich vereinfacht, da keine aufwendigen Justierungen der Kompaktsensoren relativ zueinander erforderlich sind. Es wurde im Zusammenhang mit nach dem Lichtschnittverfahren arbeitenden Kompaktsensoren gefunden, dass ein Abstand der Abtastlinien auf einem Produkt von nur wenigen Millimetern noch eine zuverlässige Erfassung und Auswertung der Abtastlinien durch den zugehörigen Kompaktsensor ermöglicht. Mit anderen Worten wurde gefunden, dass sich die Kompaktsensoren gegenseitig nicht stören.
Das vorgenannte Beispiel ist eine Möglichkeit für ein allgemeines bevorzugtes Konzept der Erfindung, wonach an einer Abtaststelle die Abtastung der Produkte durch zumindest zwei Kompaktsensoren räumlich versetzt erfolgen kann. Alternativ oder zusätzlich zu einem räumlichen Versatz ist es möglich, eine zeitlich versetzte Abtastung durchzuführen, indem die Kompaktsensoren nicht gleichzeitig, sondern abwechselnd aktiv sind. So kann beispielsweise durch einen gepulsten Betrieb bei nach dem Lichtschnittverfahren arbeitenden Kompaktsensoren verhindert werden, dass die Kamera des einen Sensors durch die von dem anderen Sensor auf dem Produkt erzeugte Abtastlinie gestört wird.
Des Weiteren kann vorgesehen sein, dass an einer Abtaststelle die Abtastung durch zwei zueinander entgegengesetzt orientierte Kompaktsensoren erfolgt. Auf diese Weise lässt sich eine Stelle oder ein Bereich auf der Außenseite eines Produktes aus unterschiedlichen Richtungen erfassen. Bei stark unregelmäßig geformten Produkten ist dies besonders vorteilhaft, da nicht zu erfassende Bereiche beispielsweise aufgrund von Hinterschneidungen oder Vertiefungen verhindert werden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass die Abtasteinrichtung zur Durchführung einer oder mehrerer Zusatzaufgaben ausgebildet ist. Dies kann durch Erfassen zumindest einer Kontur mittels des Kompaktsensors erfolgen, die zu wenigstens einer Funktionseinheit der Vorrichtung gehört. Hierbei kann der Kompaktsensor zumindest zeitweise dazu benutzt werden, eine Funktionseinheit der Vorrichtung abzutasten. Wenn der Kompaktsensor im Bereich der Produktzufuhr angeordnet ist, kann zum Beispiel ein während des Vorschubs eines Produkts am hinteren Produktende angreifender Produktgreifer oder eine anders geartete Produkthalterung abgetastet werden, wenn diese die Abtaststelle des Kompaktsensors während des Produktvorschubs passiert. Hierdurch kann beispielsweise geprüft werden, ob der Produktgreifer bzw. Produkthalter korrekt ausgerichtet ist oder ob sich ein im Normalbetrieb abzuwerfendes Produktreststück noch am Produktgreifer bzw. Produkthalter befindet, wenn dieser zur Vorbereitung des Aufschneidens eines nachfolgenden Produkts in eine Ausgangsstellung zurückbewegt wird und dabei die Abtaststelle erneut passiert. Auch könnte z.B. mittels eines Kompaktsensors geprüft werden, ob zu jeweils am Slicer eingestellten Produktparametern passende Seitenanschläge überhaupt angebaut bzw. ob vorhandene Seitenanschläge jeweils auf die richtige Position eingestellt sind.
Allgemein kann folglich der Kompaktsensor aufgrund des Umstands, dass er innerhalb der Aufschneidevorrichtung angeordnet ist, zusätzlich dazu benutzt werden, eine ordnungsgemäße Konfiguration sowie einen ordnungsgemäßen Funktionsablauf einer oder mehrerer Funktionseinheiten der Aufschneidevorrichtung zu überwachen.
Wie eingangs bereits erwähnt, dient die Konturerfassung mittels eines oder mehrerer Kompaktsensoren innerhalb der Aufschneidevorrichtung insbesondere dazu, gewichtskonstante Produktscheiben oder Portionen von Produktscheiben zu gewinnen.
Vor diesem Hintergrund kann eine Steuereinrichtung vorgesehen sein, die dazu ausgebildet ist, unter Verwendung von erfassten Produktkonturen Steuerdaten zu berechnen und unter Verwendung der Steuerdaten die Vorrichtung, insbesondere die Produktzufuhr, zu betreiben.
Was das erfindungsgemäße Verfahren anbetrifft, so ermöglicht es der Einsatz eines oder mehrerer Kompaktsensoren innerhalb der Aufschneidevorrichtung, die Konturerfassung an ohnehin ablaufende Vorgänge bei der Handhabung der Produkte innerhalb der Aufschneidevorrichtung anzupassen. So kann beispielsweise eine mögliche Aufschneidevorrichtung derart betrieben werden, dass ein an die Produktzufuhr übergebenes Produkt dadurch sicher mit einem am hinteren Produktende angreifenden Produktgreifer gegriffen wird, dass das Produkt mittels des Produktgreifers gegen einen vorübergehend im Vorschubweg befindlichen Produktanschlag gedrückt wird. Anschließend wird das Produkt mittels des nunmehr in bestimmungsgemäßer Weise korrekt greifenden Produktgreifers um eine bestimmte, vergleichsweise kurze Strecke zurückgezogen, woraufhin der Produktanschlag wegbewegt wird, um den Vorschubweg zur Schneidebene freizugeben. Daraufhin wird das Produkt mittels des Produktgreifers zur Schneidebene hin und dann durch die Schneidebene hindurch bewegt. Problematisch in diesem Zusammenhang kann sein, dass sich das gegen den Produktanschlag gedrückte Produkt während des Greifvorgangs verformt, beim anschließenden Zurückziehen sich aber nicht wieder vollständig entspannt. In Abhängigkeit von dem jeweiligen Produkttyp kann folglich eine plastische Verformung erfolgen und es so zu einer bleibenden Deformation kommen, wodurch sich die äußere Produktkontur während des Greifens verändert. Dies kann zu Fehlern bei der Ansteuerung des Produktvorschubs führen, wenn die Steuerung aufgrund eines vorgelagerten Scanprozesses von einer äußeren Produktkontur ausgeht, die nach dem Greifvorgang aufgrund einer nicht-elastischen Verformung des vorderen Produktbereiches überhaupt nicht mehr vorhanden ist.
In einem solchen Fall kann die Erfindung Fehler vermeiden, indem die Produktkontur jeweils erst dann und insbesondere erst kurz vor dem Aufschneiden erfasst wird, nachdem sich das zuvor aufgrund eines Greifvorgangs in der Produktzufuhr komprimierte Produkt wieder entspannt hat, wobei es ohne Nachteil ist, wenn sich das Produkt nur teilweise entspannt und eine Restdeformation verbleibt. So ist es beispielsweise erfindungsgemäß möglich, einen oder mehrere Kompaktsensoren im Bereich des erwähnten Produktanschlags anzuordnen. Die Konturerfassung kann folglich mit bzw. kurz nach dem Start der eigentlichen Produktzufuhr und somit des eigentlichen Aufschneidebetriebs erfolgen. Das Abtasten des Produkts beginnt folglich insbesondere erst dann, wenn das Produkt mittels des Produkthalters zur Schneidebene hin vorgeschoben wird.
Es wurde gefunden, dass es in vielen Anwendungen für eine ausreichende Genauigkeit nicht erforderlich ist, mit dem Aufschneiden eines Produktes erst dann zu beginnen, nachdem das Produkt vollständig abgetastet worden ist. Es ist also möglich, dass ein mittlerer und/oder hinterer Abschnitt des Produktes erst dann abgetastet wird, wenn das Aufschneiden des Produktes bereits begonnen hat.
Ein solcher Einsatz der erfindungsgemäßen Abtasteinrichtung führt auch nicht zu einer Beeinträchtigung der Arbeitsgeschwindigkeit der Aufschneidevorrichtung. Es wurde gefunden, dass die Qualität und insbesondere die Genauigkeit der Konturerfassung nicht beeinträchtigt wird, wenn das Produkt während des Abtastvorgangs in zwei Abtastphasen mit unterschiedlichen Vorschubgeschwindigkeiten abgetastet wird, wie es der Fall ist, wenn das Produkt nach einem Greifvorgang zunächst während einer Schnellvorschubphase zur Schneidebene hin und anschließend in einer Schneidvorschubphase bei relativ langsamerer Vorschubgeschwindigkeit durch die Schneidebene hindurch bewegt wird. Es wird dann ein vorderer Produktabschnitt bei relativ höherer Vorschubgeschwindigkeit und anschließend der verbleibende Produktabschnitt bei relativ langsamerer Vorschubgeschwindigkeit mittels des Kompaktsensors abgetastet. Auch hier kann die Konturerfassung folglich mit bzw. kurz nach dem Start der eigentlichen Produktzufuhr und somit des eigentlichen Aufschneidebetriebs erfolgen.
Wie eingangs bereits erwähnt, kann gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung vorgesehen sein, dass unter Verwendung von erfassten Produktkonturen Steuerdaten berechnet werden und unter Verwendung der Steuerdaten die Aufschneidevorrichtung, insbesondere die Produktzufuhr, betrieben wird, und zwar insbesondere zu dem Zweck, gewichtskonstante Produktscheiben oder Portionen von Produktscheiben zu gewinnen.
Ein mögliches Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens zeichnet sich dadurch aus, dass mittels der Abtasteinrichtung eine oder mehrere Zusatzaufgaben durchgeführt werden. Hierzu kann vorgesehen sein, dass mittels des Kompaktsensors zumindest eine zu wenigstens einer Funktionseinheit der Vorrichtung gehörende Kontur erfasst wird.
Die Erfindung wird im Folgenden beispielhaft unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben. Es zeigen:
1 in einer schematischen Seitenansicht einen erfindungsgemäßen Lebensmittelslicer,
2 zwei Ansichten eines erfindungsgemäß eingesetzten Kompaktsensors, und
3 bis 5 jeweils schematisch eine mögliche Anordnung eines erfindungsgemäß eingesetzten Kompaktsensors.
Gemäß 1 besitzt ein erfindungsgemäßer Lebensmittelslicer 10 in an sich bekannter Weise als tragende Struktur ein rahmenartiges Gestell 35 mit einer Mehrzahl von tragenden Stützen und Streben. Der zum größten Teil innerhalb dieses Tragrahmens 35 gelegene Arbeitsbereich des Slicers 10 umfasst einen vorderen Schneidbereich 11 sowie einen Transportbereich 13 mit einer Produktzufuhr 15.
Der Schneidbereich 11 umfasst einen am Rahmengestell 35 getragenen Schneidkopf 22, in welchem sich insbesondere ein nicht dargestellter Antrieb für ein hier als Kreismesser ausgebildetes Schneidmesser 21 angeordnet ist. Die von dem Schneidmesser 21 definierte Schneidebene 19 ist etwa um 45° zur Vertikalen geneigt. Mit einer gestrichelten Linie ist die Drehachse 20 des Schneidmessers 21 angedeutet. Während des Betriebs rotiert das Schneidmesser 21 um die eigene Drehachse 20 und läuft zudem um eine durch eine strichpunktierte Linie angedeutete Antriebsachse 24 um, bezüglich welcher das Schneidmesser 21 exzentrisch angeordnet ist und somit planetarisch umläuft.
Die Produktauflage umfasst eine senkrecht zur Schneidebene 19 verlaufende und somit ebenfalls um 45° zur Vertikalen geneigte Auflageebene, entlang welcher aufzuschneidende Lebensmittelprodukte 17 mit Hilfe eines am hinteren Produktende angreifenden Produkthalters 49 der Schneidebene 19 zugeführt werden.
Vor dem Schneidbereich 11 unterhalb des Messerkopfes 22 ist ein bewegbarer Produktanschlag 16 vorgesehen. Wie im Einleitungsteil erläutert, wird bei einem Greifvorgang das jeweilige Produkt 17 mittels des Produkthalters 49 gegen den Produktanschlag 16 gedrückt, um ein zuverlässiges Ergreifen des Produkts 17 sicherzustellen. Wenn daraufhin der eigentliche Produktvorschub zur Schneidebene 19 hin beginnt, wird der Produktanschlag 16 aus dem Bewegungsweg des Produkts 17 herausbewegt, um den Weg zur Schneidebene 19 freizugeben.
In der Darstellung der 1 liegt das Produkt 17 auf einer verschwenkbaren Produktauflage 39 der Produktzufuhr 15 auf. Die Produktauflage 39 gehört zu einer Transfereinrichtung 37, auf die nachstehend noch näher eingegangen wird. Die Produktauflage 39 kann z.B. als frei laufendes Endlosband ausgebildet sein oder eine Gleitfläche für die Produkte 17 aufweisen.
Im hochgeschwenkten Zustand gemäß 1 bildet die verschwenkbare Produktauflage 39 zusammen mit einem vorderen Förderer 61, bei dem es sich beispielsweise um ein Förderband oder um eine passive Gleitauflage handeln kann, eine Produktauflage, auf welcher das Produkt 17 während des Vorschubs aufliegt.
An den vorderen Förderer 61 schließt sich eine Schneidkante 63 an, mit der das Schneidmesser 21 beim Abtrennen von Scheiben 53 von den Produkten 17 zusammenwirkt. Auf einem Portionierband 65 werden aus den abgetrennten Scheiben 53 Portionen 55 gebildet, die anschließend an ein weiteres Förderband 67 übergeben und dann einer Weiterverarbeitung zugeführt werden, bei der die Portionen 55 insbesondere gewogen werden. Eine Waage 81 ist in den Förderer 67 integriert, kann aber auch an einer anderen Stelle im Anschluss an das Schneidmesser 21 angeordnet und/oder als separate, nicht in einen Förderer integrierte Einheit vorgesehen sein.
Eine zentrale Steuereinrichtung 51 ist in 1 schematisch dargestellt, die unter anderem mit dem Schneidkopf 22 und dem Produkthalter 49 der Produktzufuhr 15 verbunden ist. Außerdem kommuniziert die Steuereinrichtung 51 mit den übrigen Funktionseinheiten des Slicers 10, insbesondere mit einer nachstehend näher erläuterten Abtasteinrichtung, die in diesem Ausführungsbeispiel genau einen oberhalb der Produkte 17 positionierten Kompaktsensor 23 umfasst, für den zur Veranschaulichung fünf unterschiedliche Abtaststellen A, B, C, D und E innerhalb des Slicers 10 angedeutet sind. Alternativ können an einer Abtaststelle innerhalb des Slicers 10 auch mehrere in Umfangsrichtung verteilt angeordnete, zusammenwirkende Kompaktsensoren 23 vorgesehen sein.
Der Slicer 10 kann grundsätzlich für einen einspurigen Betrieb oder für ein mehrspuriges Transportieren, Zuführen und Aufschneiden von Lebensmittelprodukten 17 ausgebildet sein. Für jede Spur besitzt dann die Produktzufuhr 15 eine verschwenkbare Produktauflage 39 sowie einen Produkthalter 49. Insbesondere kann der Slicer 10 für einen vollständig spurindividuellen Betrieb ausgebildet sein, bei welchem die Spuren vollständig unabhängig voneinander betrieben werden können und sich das gemeinsame Schneidmesser 21 teilen.
Die aufzuschneidenden Produkte 17 werden manuell oder automatisch in einem Beladebereich 69 auf eine weitere Fördereinrichtung 44 gegeben, die zu dem Transportbereich 13 des Slicers 10 gezählt werden kann und die aufgeladenen Produkte 17 durch einen hinteren Produkteintrittsbereich 45, der eine Eintrittsebene 47 definiert, weiteren Fördereinrichtungen 41, 43 des Transportbereichs 13 zuführt. Die von den Fördereinrichtungen 41, 43, 44, bei denen es sich insbesondere um Endlosbandförderer handeln kann, gebildete Transportstrecke steigt von hinten nach vorne leicht an, damit sich die Produkte 17 vor der Transfereinrichtung 37 bereits in einer bestimmten Höhe innerhalb des Slicers 10 befinden und damit im Beladebereich 69 die Beladehöhe vergleichsweise niedrig ist, wodurch insbesondere eine manuelle Beladung erleichtert wird.
Um zumindest weitgehend gewichtskonstante Portionen 55 zu erzielen, erfolgt der Produktvorschub in der Produktzufuhr 15 unter anderem auf der Basis der Querschnittsflächen der Produkte 17, die aus der äußeren Produktkontur berechnet werden können. Zur Erfassung der Produktkontur ist die bereits erwähnte berührungslos arbeitende Abtasteinrichtung vorgesehen, die an zumindest einer Abtaststelle innerhalb des Slicers 10 einen oder mehrere Kompaktsensoren 23 umfasst.
Eine mögliche Abtaststelle A befindet sich unmittelbar vor dem Produktanschlag 16 in der zur Vertikalen geneigten und somit senkrecht zur Schneidebene 19 verlaufenden Produktzufuhr 15. Der Kompaktsensor 23 ist folglich derart angeordnet, dass seine Abtastebene 33 parallel zur Schneidebene 19 und somit senkrecht zur Produktlängserstreckung und somit senkrecht zur Produktvorschubrichtung verläuft. Wenn mehrere Kompaktsensoren 23 vorgesehen sind, dann können diese derart angeordnet sein, dass ihre Abtastebenen 33 in einer gemeinsamen Ebene liegen. Alternativ können die Abtastebenen 33 der Kompaktsensoren 23 gegeneinander versetzt sein.
Ein einzelner Kompaktsensor 23 ist derart klein, dass er im Vergleich zu den Abmessungen des Slicers 10 als quasi punktförmig betrachtet werden kann. Der Slicer 10 besitzt beispielsweise eine Länge von etwa 2,70 m ohne den Beladebereich 69, also bis zur Eintrittsebene 47, eine Höhe von etwa 2,50 m bis zu den oberen Streben des Tragrahmens 35, sowie ein Breite von etwa 1 m. Dies bedeutet, dass selbst bei einer vergleichsweise kompakten Bauweise des Slicers, in welchem eine Vielzahl von Funktionseinheiten auf vergleichsweise engem Raum integriert sind, nach wie vor genügend Platz für eine optimale Positionierung eines oder mehrerer Kompaktsensoren 23 vorhanden ist. Wie im Einleitungsteil erwähnt, können die Kompaktsensoren 23 folglich weitgehend frei positioniert und aufgrund ihres geringen Gewichts mit geringem mechanischem Aufwand direkt an vorhandenen Funktionseinheiten des Slicers 10 oder über Halterungen an diesen Funktionseinheiten oder am Tragrahmen 35 befestigt werden. Darüber hinaus genügen für die Kompaktsensoren 23 jeweils eine Stromversorgung sowie eine Signalleitung für eine Übertragung der erfassten Konturdaten an die zentrale Steuereinrichtung 51. Prinzipiell sind eine drahtlose Datenübertragung und ein Batterie- bzw. Akkubetrieb der Kompaktsensoren 23 möglich, was deren Integration in den Slicer 10 weiter vereinfacht.
Eine weitere mögliche Abtaststelle B befindet sich vor der Transfereinrichtung 37, die bei heruntergeschwenkter Produktauflage 39, was in 1 durch gestrichelte Linien angedeutet ist, die Produkte 17 von der vorderen Fördereinrichtung 41 der die Produkte 17 über das "Heck" des Slicers 10 zuführenden Transporteinrichtung übernimmt. Die Abtastebene 33 des Kompaktsensors 23 liegt im Bereich des Übergangs zwischen der Fördereinrichtung 41 und der heruntergeschwenkten Produktauflage 39. Folglich können die Produkte 17 abgetastet werden, während sie an die Transfereinrichtung 37 übergeben werden.
Eine alternative Abtaststelle C befindet sich im Bereich des Übergangs zwischen den beiden aufeinander folgenden Fördereinrichtungen 41, 43 der Transporteinrichtung.
Eine weitere Möglichkeit zur Positionierung eines oder mehrerer Kompaktsensoren 23 zeigt die Abtaststelle D. Die Abtastebene 33 des hier einzigen Kompaktsensors 23 befindet sich unmittelbar hinter der Eintrittsebene 47 des Slicers 10 und wiederum im Übergangsbereich zweier Fördereinrichtungen 43, 44. Die Abtaststelle E zeigt noch eine weitere Positionierungsmöglichkeit. Der Kompaktsensor 23 ist unmittelbar vor dem Produkteintrittsbereich 45 angeordnet. Insbesondere dann, wenn mehrere Kompaktsensoren 23 an dieser Abtaststelle E angeordnet werden sollen, kann die Förderstrecke unterbrochen sein und z.B. zwei aufeinanderfolgende Förderer umfassen, um eine Abtastung der Produkte 17 von unten bzw. von schräg unten zu ermöglichen bzw. zu verbessern.
In 1 ist der Kompaktsensor 23 an den Abtaststellen A, B, C, D bzw. E jeweils lediglich schematisch dargestellt. Die vergrößerte Darstellung innerhalb der 1 zeigt links eine Seitenansicht und rechts eine demgegenüber um 90° gedrehte Stirnansicht eines möglichen erfindungsgemäßen Kompaktsensors 23, um zu veranschaulichen, wie ein gemäß dieser Ausführungsform ausgestalteter Kompaktsensor 23 im Slicer 10 orientiert sein kann.
In diesem Zusammenhang wird auch auf die 2 verwiesen. Der Kompaktsensor 23 umfasst ein abgeschlossenes Sensorgehäuse 25, in welchem jeweils eine Laserquelle 29 als Sender sowie eine Kamera 31 als Empfänger angeordnet sind.
Die Laserquelle 29 sendet Abtaststrahlung in einer Abtastebene 33 aus, die im Slicer 10 – wie bereits erwähnt – senkrecht zur Längserstreckung und somit senkrecht zur jeweiligen Bewegungsrichtung der Produkte 17 verläuft.
In einer durch die jeweilige Ausgestaltung des Kompaktsensors 23 vorgegebenen Entfernung von dem Sensorgehäuse 25 schneidet ein kegelförmiger Erfassungsbereich 59 der Kamera 31 mit einer optischen Achse 57, die geneigt zur Abtastebene 33 verläuft, die V-förmige Abtastebene 33. Dieser Überlappungsbereich bildet den Abtastbereich des Kompaktsensors 25.
Wie eingangs bereits erwähnt, kann gemäß einem möglichen Ausführungsbeispiel der Kompaktsensor 23 eine Breite b von etwa 300 mm, eine kleinere Höhe h von etwa 60 mm, eine größere Höhe H von etwa 80 mm sowie eine Dicke d von etwa 40 mm aufweisen.
Der erwähnte Abtastbereich beginnt in diesem Ausführungsbeispiel etwa in einem entlang der Abtastebene 33 gemessenen Abstand von dem Gehäuse 25 des Kompaktsensors 23 von etwa 300 mm. Der Abtastbereich endet etwa nach weiteren 700 mm und somit erst in einer Entfernung von etwa 1 m von dem Sensorgehäuse 25. Die Breite des Arbeitsbereichs beträgt am Anfang, also in einer Entfernung von etwa 300 mm, ungefähr 280 mm und am Ende, also in einer Entfernung von etwa 1.000 mm, ungefähr 830 mm. Die mittlere räumliche Auflösung beträgt innerhalb des Abtastbereichs – je nach Richtung – zwischen 45 und 200 µm. Die Laserquelle kann mit einem roten Laser (Wellenlänge 660 nm) oder mit einem blauen Laser (Wellenlänge 405 nm) betrieben werden.
Ein einziger an einer der Abtaststellen A, B, C, D und E angeordneter Kompaktsensor 23 kann beispielsweise ausschließlich dazu dienen, die äußere Kontur der Produkte 17 zu ermitteln, damit auf der Basis dieser Produktdaten die Produktzufuhr 15 derart angesteuert werden kann, dass gewichtsgenaue Portionen 55 erhalten werden. Wie im Einleitungsteil erläutert, kann ein einziger Kompaktsensor 23 ausreichen, wenn hinreichend bekannte bzw. geometrisch einfache Produkte 17 aufgeschnitten werden.
Hierzu wird beispielhaft auf die schematischen Darstellungen in 3 und 4 verwiesen. Von einem Produkt 17 mit kreisförmigem Querschnitt braucht lediglich bekannt zu sein, dass der Produktquerschnitt entlang des Produkts 17 überall kreisförmig ist. Aus einer mittels des Kompaktsensors 23 erfassbaren Teilkontur 73 kann der Radius des kreisförmigen Querschnitts bestimmt und somit die Querschnittsfläche an der jeweiligen Abtaststelle berechnet werden. Ändert sich die Größe des Querschnitts, aber nicht dessen Form, d.h. ist der Querschnitt des Produkts 17 z.B. überall kreisförmig, variiert aber möglicherweise entlang der Längserstreckung des Produktes 17, ist dies unkritisch, da an jeder Abtaststelle längs des Produktes 17 aus der erfassbaren Teilkontur 73 die Querschnittsfläche an dieser Abtaststelle berechnet werden kann. Für die Genauigkeit der Konturerfassung und somit der Ansteuerung der Produktzufuhr 15 ist es somit unschädlich, dass mittels des einzigen Kompaktsensors 23 die gewissermaßen "im Schatten liegende" Teilkontur 75, die in 3 durch eine gestrichelte Linie angedeutet ist, nicht erfasst werden kann.
Entsprechend ist es bei der in 4 dargestellten Anwendung unschädlich, dass die wiederum gestrichelt dargestellte Teilkontur 75 des Produkts 17 mittels des einzigen Kompaktsensors 23 nicht erfasst werden kann, wenn die Querschnittsform des nicht erfassbaren "Sockels" des Produkts 17 bekannt ist. Selbst wenn nur bekannt ist, dass dieser Sockel quaderförmig ist, dessen Größe aber nicht bekannt ist, kann bei Auswertung der die Produktauflage 83 mit berücksichtigenden Kontur auf die Höhe des Sockels geschlossen werden. Die Breite des Sockels kann aus der Unterbrechung der mittels der Lichtquelle 29 (2) auch auf der Produktauflage 83 erzeugten Abtastlichtlinie zwischen dem erfassbaren Teil 73 der Produktkontur und dem auf der Produktauflage 83 erfassbaren Teil der Abtastlichtlinie bestimmt werden.
Alternativ oder zusätzlich zu einer Produktkonturerfassung zur Erzielung gewichtsgenauer Portionen 55 kann entweder ein einziger im Slicer 10 an einer Abtaststelle angeordneter Kompaktsensor 23 oder können mehrere an einer Abtaststelle angeordnete Kompaktsensoren 23 eine oder mehrere Zusatzaufgaben erfüllen oder Zusatzfunktionen übernehmen, wie sie ebenfalls vorstehend bereits erwähnt worden sind. Einige Beispiele zeigt 5. Ein Kompaktsensor 23 kann z.B. dazu verwendet werden, den Produktanfang 79 zu bestimmen. Alternativ oder zusätzlich ist es möglich, dass der Kompaktsensor 23 die Kontur eines vorderen Produktabschnitts 77 bestimmt, um zu ermitteln, ab wann die Querschnittsfläche des Produkts 17 eine Größe besitzt, die zu verwertbaren Produktscheiben 53 führt. Rein beispielhaft ist in 5 durch eine strichpunktierte Linie eine solche Querschnittsfläche 71 eingezeichnet. Aufgrund einer solchen "Vorerkennung" ist der Steuereinrichtung 51 bekannt, dass alle bis zum Erreichen dieser Querschnittsfläche 71 abgetrennten Produktscheiben nicht verwertet werden können und in an sich bekannter Weise ausgesondert werden müssen, indem beispielsweise das Portionierband 65 entgegen der normalen Förderrichtung betrieben wird, um diesen unverwertbaren Produktanschnitt nach hinten abzuwerfen.
Eine solche Anschnittsteuerung des Slicers 10 kann folglich durch eine mit Hilfe eines oder mehrerer im Slicer 10 angeordneter Kompaktsensoren 23 durchgeführte, individuelle Produktkonturerfassung optimiert werden, da nicht mehr auf fest eingestellte Werte zurückgegriffen zu werden braucht. Des Weiteren kann durch Bestimmen der Produktkontur am vorderen Produktabschnitt 77 die Dicke der ersten verwertbaren Produktscheibe 53 vorgegeben werden, um einen der Individualität des jeweiligen Produkts 17 gerecht werdenden Anfangswert für die Produktzufuhr 15 zur Verfügung zu stellen. Auf fest eingestellte Werte braucht dann auch in diesem Fall nicht mehr zurückgegriffen zu werden.
Wie ebenfalls bereits im Einleitungsteil erwähnt, kann selbst die mit einem einzigen Kompaktsensor 23 ermittelte Produktkontur eine Ansteuerung der Produktzufuhr 15 ermöglichen, die ohne Zuhilfenahme einer dem Schneidmesser 21 nachgeordneten Waage gewichtsgenaue Portionen 55 mit ausreichender Genauigkeit liefert. Alternativ zu einem solchen Ersatz einer Waage kann die durch Abtasten gewonnene Produktkontur dazu verwendet werden, einen eine nachgeordnete Waage 81 beinhaltenden Regelkreis zu unterstützen, wodurch dieser in der Lage ist, wesentlich schneller Portionen 55 mit einem innerhalb einer vorgegebenen Toleranz liegenden Portionsgewicht zu erzielen.
Des Weiteren kann ein einziger Kompaktsensor 23 dazu dienen, den Produktanfang, das Produktende und/oder die Produktlänge zu ermitteln, um diese Informationen für einen optimierten und insbesondere unnötige Totzeiten vermeidenden Betrieb der Produktzufuhr 15 zu verwenden.
Generell können folglich erfindungsgemäß ein oder mehrere innerhalb des Slicers 10 angeordnete Kompaktsensoren 23 vielfältige Aufgaben übernehmen und bestimmte Arbeitsabläufe des Slicers 10 optimierend beeinflussen. Dabei können die Kompaktsensoren 23 oder kann zumindest einer der Kompaktsensoren 23 entweder ausschließlich zu diesem Zweck vorgesehen sein oder eine oder mehrere dieser Aufgaben zusätzlich zu einer Konturerfassung wahrnehmen, die zur Gewinnung von gewichtskonstanten Produktscheiben bzw. Portionen von Produktscheiben dient.
Nachstehend werden mögliche, nicht dargestellte Relativanordnungen mehrerer Kompaktsensoren an einer Abtaststelle beschrieben.
Gemäß einer Variante sind zwei Kompaktsensoren 23 oberhalb der Produkte 17 angeordnet, die jeweils etwa unter 45° von schräg oben das Produkt 17 abtasten.
Die Abtastebenen 33 verlaufen jeweils senkrecht zur Bewegungsrichtung des Produkts 17. Die Abtastebenen 33 überlappen sich, so dass die Oberseite des Produkts 17 gleichzeitig aus unterschiedlichen Richtungen beleuchtet und zudem die Seitenflanken des Produkts 17 zumindest im Wesentlichen vollständig erfasst werden können.
Bei einer alternativen Anordnung ist etwa mittig oberhalb eines Produkts 17 ein Kompaktsensor 23 angeordnet. Zwei weitere Kompaktsensoren 23 befinden sich auf beiden Seiten unterhalb des Produkts 17 und erfassen die Produktkontur jeweils von schräg unten.
Gemäß einer weiteren möglichen Anordnung sind zwei in Bewegungsrichtung der Produkte 17 hintereinander angeordnete Kompaktsensoren 23 vorgesehen, die einander entgegengesetzt orientiert sind. Eine solche Anordnung ermöglicht es, solche Bereiche von insbesondere stark unregelmäßig geformte Oberflächen aufweisenden Produkten 17 auch an solchen Oberflächenbereichen zu erfassen, die mittels eines einzigen Sensors 23 nicht einsehbar wären. Mehrere derartige Doppelanordnungen von Kompaktsensoren 23 können in Umfangsrichtung um das Produkt 17 herum verteilt angeordnet werden.
Bezugszeichenliste

10: Aufschneidevorrichtung, Slicer
11: Schneidbereich
13: Transportbereich
15: Produktzufuhr
16: Produktanschlag
17: Produkt
19: Schneidebene
20: Drehachse
21: Schneidmesser
22: Schneidkopf
23: Kompaktsensor
24: Antriebsachse
25: Sensorgehäuse
29: Sender, Lichtquelle, Laser
31: Empfänger, Kamera
33: Abtastebene
35: Tragrahmen oder Gestell
37: Transfereinrichtung
39: Produktauflage
41: Fördereinrichtung
43: Fördereinrichtung
44: Fördereinrichtung
45: Produkteintrittsbereich
47: Eintrittsebene
49: Produkthalter
51: Steuereinrichtung
53: Produktscheibe
55: Portion
57: optische Achse
59: Erfassungsbereich
61: Förderer
63: Schneidkante
65: Portionierband
67: Förderband
69: Beladebereich
71: Querschnittsfläche
73: erfassbarer Teil der Produktkontur
75: nicht erfassbarer Teil der Produktkontur
77: vorderer Produktabschnitt
79: Produktanfang
81: Waage
83: Produktauflage
A, B, C, D, E: Abtaststelle

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 19604254 A [0004]
WO 2000/062983 A [0004]
EP 2644337 A [0004]
DE 102009036682 A [0004]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

DIN 40 050 Teil 9 [0060]
DIN EN 60529 [0060]
DIN EN 60825-1 [0063]

Claims

Verfahren zum Aufschneiden von Lebensmittelprodukten mittels einer Aufschneidevorrichtung (10), die einen Arbeitsbereich mit einem Schneidbereich (11) und einem Transportbereich (13) umfasst, bei dem – aufzuschneidende Produkte (17) dem Schneidbereich (11) einspurig oder mehrspurig zugeführt und am Ende des Schneidbereichs (11) mittels eines sich in einer Schneidebene (19), insbesondere rotierend und/oder umlaufend, bewegenden Schneidmessers (21) aufgeschnitten werden, – die aufzuschneidenden Produkte (17) an zumindest einer Abtaststelle (A, B, C, D, E) mit genau einem berührungslos arbeitenden, im Arbeitsbereich (11, 13) angeordneten Kompaktsensor (23) abgetastet werden, und – der Betrieb der Aufschneidevorrichtung (10) in Abhängigkeit von der äußeren Kontur der Produkte (17) gesteuert wird, wobei ein Teil (73) der Produktkontur mittels des Kompaktsensors (23) erfasst und ein nicht mittels des Kompaktsensors (23) erfassbarer Teil (75) der Produktkontur vorgegeben wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der nicht erfassbare Teil (75) der Produktkontur anhand eines bekannten oder angenommenen Produktquerschnitts vorgegeben wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der nicht erfassbare Teil (75) der Produktkontur aus einem bekannten oder angenommenen Produktquerschnitt und dem erfassbaren Teil (73) der Produktkontur berechnet wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils durch die Abtastung zumindest ein Produktparameter bestimmt und der Betrieb zumindest einer Funktionseinheit der Aufschneidevorrichtung (10) in Abhängigkeit von dem Produktparameter durchgeführt wird.
Verfahren zum Aufschneiden von Lebensmittelprodukten mittels einer Aufschneidevorrichtung (10), die einen Arbeitsbereich mit einem Schneidbereich (11) und einem Transportbereich (13) umfasst, bei dem – aufzuschneidende Produkte (17) dem Schneidbereich (11) einspurig oder mehrspurig zugeführt und am Ende des Schneidbereichs (11) mittels eines sich in einer Schneidebene (19), insbesondere rotierend und/oder umlaufend, bewegenden Schneidmessers (21) aufgeschnitten werden, und – die aufzuschneidenden Produkte (17) an zumindest einer Abtaststelle (A, B, C, D, E) mit wenigstens einem berührungslos arbeitenden, im Arbeitsbereich (11, 13) angeordneten Kompaktsensor (23) abgetastet werden, wobei durch die Abtastung zumindest ein Produktparameter bestimmt und der Betrieb zumindest einer Funktionseinheit der Aufschneidevorrichtung (10) in Abhängigkeit von dem Produktparameter durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass unabhängig von dem Produktparameter vorgegebene oder vorgebbare Steuer- und/oder Regeldaten und/oder -signale für die Funktionseinheit mittels des Produktparameters verändert, korrigiert und/oder ergänzt werden, insbesondere im Rahmen eines Steuer- und/oder Regelkreises.
Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass als ein Produktparameter der Produktanfang (79) bestimmt wird, wobei insbesondere die Produktzufuhr (15) in Abhängigkeit von der Position des Produktanfangs (79) in der Produktzufuhr (15) gesteuert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass als ein Produktparameter die Produktlänge bestimmt wird, wobei insbesondere die Produktzufuhr (15) in Abhängigkeit von der Produktlänge gesteuert wird.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass in Abhängigkeit von der Produktlänge eine Ausgangsposition eines Produkthalters der Produktzufuhr (15) bestimmt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass als ein Produktparameter die Produktlänge bestimmt und eine Transfereinrichtung (37), mittels welcher die Produkte (17) an die Produktzufuhr (15) übergeben werden, in Abhängigkeit von der Produktlänge gesteuert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass als ein Produktparameter eine vordere Produktkontur (77) bestimmt wird, wobei insbesondere eine Anschnittsteuerung in Abhängigkeit von der vorderen Produktkontur (77) durchgeführt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass als ein Produktparameter die Produktkontur zumindest eines vorderen Abschnitts (77) des Produkts (17) bestimmt und bei einer Steuerung der Produktzufuhr (15) in Abhängigkeit von nach dem Aufschneiden ermittelten Scheiben- oder Portionsgewichten berücksichtigt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Betrieb der Aufschneidevorrichtung (10) in Abhängigkeit von der äußeren Kontur der Produkte (17) gesteuert wird, wobei jeweils ein Teil (73) der Produktkontur mittels des Kompaktsensors (23) erfasst und ein nicht mittels des Kompaktsensors (23) erfassbarer Teil (75) der Produktkontur vorgegeben wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Produkte (17) mittels des Kompaktsensors (23) im Bereich der Produktzufuhr (15) abgetastet werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Produkte (17) mittels des Kompaktsensors (23) im Bereich eines vorderen Produktanschlags (16) der Produktzufuhr (15) abgetastet werden, insbesondere in Zufuhrrichtung in einem Abstand von etwa 5 bis 20mm von einer Anschlagebene des Produktanschlags (16).
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Produkte (17) mittels des Kompaktsensors (23) in Zufuhrrichtung in einem Abstand von etwa 30 bis 400mm von der Schneidebene (19) abgetastet werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Produkte (17) mittels des Kompaktsensors (23) in einem der Produktzufuhr (15) vorgelagerten Bereich des Transportbereiches (13) abgetastet werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Produkte (17) mittels des Kompaktsensors (23) im Bereich einer Transfereinrichtung (37) abgetastet werden, mittels welcher die Produkte (17) an die Produktzufuhr (15) übergeben werden.
Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Produkte (17) mittels des Kompaktsensors (23) in Transportrichtung gesehen vor einer verschwenkbaren Produktauflage (39) der Transfereinrichtung (37) abgetastet werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Produkte (17) mittels des Kompaktsensors (23) in einem Produkteintrittsbereich (45) der Vorrichtung abgetastet werden, insbesondere in einer, unmittelbar vor einer oder unmittelbar hinter einer durch einen Tragrahmen oder ein Gestell (35) der Vorrichtung definierten Eintrittsebene (47).
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kompaktsensor (23) in einem eigenen abgeschlossenen Sensorgehäuse (25) angeordnet ist und innerhalb des Arbeitsbereiches (11, 13) einen Abtastbereich für die Produkte (17) definiert, der außerhalb des Sensorgehäuses (25) gelegen ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kompaktsensor (23) als Laserscanner ausgebildet ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kompaktsensor (23) nach dem Lichtschnittverfahren arbeitet.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass unter Verwendung von erfassten Produktkonturen Steuerdaten berechnet werden und unter Verwendung der Steuerdaten die Vorrichtung, insbesondere die Produktzufuhr (15), betrieben wird, insbesondere zur Gewinnung gewichtskonstanter Produktscheiben (53) oder Portionen (55) von Produktscheiben (53).
Vorrichtung (10) zum Aufschneiden von Lebensmittelprodukten, insbesondere Hochleistungs-Slicer, mit – einem Arbeitsbereich, der einen Schneidbereich (11) sowie einen Transportbereich (13) mit einer Produktzufuhr (15) umfasst, wobei die Produktzufuhr (15) aufzuschneidende Produkte (17) dem Schneidbereich (11) einspurig oder mehrspurig zuführt und am Ende des Schneidbereichs (11) sich in einer Schneidebene (19) ein Schneidmesser (21), insbesondere rotierend und/oder umlaufend, bewegt, – einer berührungslos arbeitenden Abtasteinrichtung, die zur Abtastung der aufzuschneidenden Produkte (17) an zumindest einer Abtaststelle (A, B, C, D, E) genau einen oder mehrere im Arbeitsbereich (11, 13) angeordnete Kompaktsensoren (23) umfasst, und – einer Steuereinrichtung (51) zum Steuern des Betriebs der Aufschneidevorrichtung (10), wobei die Aufschneidevorrichtung (10) zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche ausgebildet ist.