DE2213813C3

DE2213813C3 - Device for the automatic control of further processing of baked goods

Info

Publication number: DE2213813C3
Application number: DE19722213813
Authority: DE
Inventors: Bernhard Dipl.-Ing. 3001 Schulenburg Heimbrecht
Original assignee: Bahlsen, Werner, 3000 Hannover
Filing date: 1972-03-22
Publication date: 1977-01-27

Description

P)₃S besondere Problem in der Backwarenindustrie ist dabeidie Abtastung, da die einzelnen Gebäckstücke im Backvorgang nicht genau gleiche Konturen und Ab-P) ₃ S A particular problem in the bakery industry is scanning, as the individual baked goods do not have exactly the same contours and dimensions in the baking process.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur selbsttätigen Steuerung von Weiterbearbeitungsvorgängen von Gebäckstücken mittels einer Gebäckverarbeilungsmaschine in Abhängigkeit von der Lage der Gebäckstücke auf einem kontinuierlich angetriebenen Transportband. Eine derartige Einrichtung ist bekannt (DT-AS 11 04 465).The invention relates to a device for the automatic control of further processing operations of pastries by means of a pastry processing machine depending on the location of the Biscuits on a continuously driven conveyor belt. Such a device is known (DT-AS 11 04 465).

In der Backwarenindustrie tritt häufig das Problem ^XÄe Ware mit Fotogen abzutasten und das Signal einem Regler zuzuführen, der den An- ? Steuert Bei ζ B. ovalen Artikeln kann aber e.ne seitliche Verschiebung bereits große Längsver-SXnSn vortäuschen. Große Schwierigkeiten entsteht brider Abtastung von stark strukturierten Artikeln Außerdem kann die Fotozelle leicht verschmutzen Die Nachteile der punktförm.gen Abtastung bestehen auch bei den bekannten pneumatischen Abtastern. Weiterhin sind kapazitive Taster bekannt. Da d.e BackwarenFeuchtigkeit enthalten, bewirken diese zwischen Twet Kondensatorplatten eine Kapazitätsänderung d.e 7u Messung ausgenutzt werden kann. Der kapazitive Fühler aste' übe' eine bestimmte Fläche ab und vermeidet daher die Fehler der Konturen-Abtastung Um Sch ein ausreichendes Signal zu erzeugen muß sich Η«· rahler dicht über der Ware befinden. Dadurch besteh^ GeSr. daß sich Ware unter dem Fühler verklemmt und damit eine Produktionsstörung verursacht wird Alle genannten Verfahren sind empfindlich gegenüber Abstandsveränderungen, es wird dadurch e.ne Verschiebung vorgetäuscht, oder die Regelung setztIn the bakery industry there is often the problem of scanning goods with photogen and to feed the signal to a controller that controls the? Controls For ζ B. oval articles, however, e.ne Lateral shift already large lengthways SXnSn to pretend. Great difficulties arise when scanning heavily structured articles In addition, the photocell can easily become dirty. The disadvantages of punctiform scanning exist also with the known pneumatic scanners. Capacitive buttons are also known. Because the baked goods moisture contain, these cause a change in capacitance between Twet capacitor plates 7u measurement can be exploited. The capacitive sensor 'exercises' a certain area and avoids hence the error of the contour scanning In order to generate a sufficient signal Sch must be Η «· rahler close to the goods. This means that ^ GeSr. that goods get jammed under the sensor and thus cause a production disruption will All of the procedures mentioned are sensitive to changes in distance, which means that e.ne Faked postponement, or the scheme continues

^S¹O IT aus der DT-AS 11 04 465 eine Einrichtung zur selbsttätigen Steuerung von Weiterbearbe.tungsvor-Sngen an Gebäckstücken mittels einer Gebackverar-Hngsmaschine in Abhängigkeit von der mittels eines Fühlers erfaßten Lage der Gebäckstucke auf einem kontinuierlich angetriebenen TransportbandI bekannt bei der ein einfacher Impulsgeber zum Abtasten der Gebäck- bzw. Teigstücke verwendet wird. Hierbei wird SiS festgestellt, ob ein Gebäckstück vorhanden ist odef nicht! worauf die Bearbeitungsmasch.ne em- bzw.^ S ¹ O IT from the DT-AS 11 04 465 a device for the automatic control of Weiterbearbe.tungsvor-Sngen on pastries by means of a Gebackverar-Hngsmaschine depending on the position of the pastries on a continuously driven conveyor belt detected by a sensor a simple pulse generator is used to scan the pastry or dough pieces. Here, SiS determines whether a piece of pastry is present or not! whereupon the processing machine em- resp.

^{60 aU}S^Cabe^tedeT^irvor.ie_genden Erfindung ist es daher, eine zuverlässige und genaue Abtastung zu erreichen, bei der auch zufällige kleine Lageabwe.chungen der einzelnen Gebäckstücke erfaßt und die Bearbeitung maschine entsprechend korrigiert werden kann, so daß die genannten Nachteile vermieden werden. ^{60 aU} S ^C abe ^te deT ^ir _{vor.ie g} enden invention is therefore to achieve a reliable and precise scanning, in which even small random positional deviations of the individual baked goods can be detected and the processing machine can be corrected accordingly so that the mentioned disadvantages can be avoided.

Diese Aufgabe wird mit einer Einrichtung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst,This task is carried out with a facility of the initially introduced mentioned type solved according to the invention by

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daß bei Verwendung zweier gleicher kapazitiver Fühler mit gemeinsamer Gegenelektrode die Fühler in Meßrichtung hintereinander angeordnet und in einer Wechselstrombrückenschaltung gegeneinander geschaltet sind und daß das verstärkte und gleichgerichtete Brückensignal als Istwertsignal für einen Regelkreis des Antriebs der Gebäckverarbeitungsmaschini; vorgesehen ist.that when using two identical capacitive sensors with a common counter electrode, the sensors in Measuring direction arranged one behind the other and in one AC bridge circuit are connected against each other and that the amplified and rectified Bridge signal as actual value signal for a control loop of the drive of the pastry processing machine; intended is.

Dabei wird nur die Ausgangsspannung im Nulldurchgang oder in dessen Nähe für die Regelung herangezogen. Mit Hilfe eines Filters kann die Fühlerunsymmetrie ausgeschaltet werden, so daß eine hohe Empfindlichkeit möglich ist.Only the output voltage at the zero crossing or in its vicinity is used for the regulation. With the help of a filter, the sensor asymmetry can be eliminated, so that a high level of sensitivity is possible.

Zwar ist es prinzipiell bekannt (Elektronik 1959. Nr. 3, S. 75; Feinwerktechnik 1960, S. 251). kapazitive Fühler mit gemeinsamer Gegenelektrode in einer Wechselstrombrücke gegeneinander zu schalten und das Ausgangssignal zu versiärken und gleichzurichten, jedoch handelt es sich dabei um Schaltungen für kapazitive Längen-Feinmeßeinrichtungen.It is known in principle (Electronics 1959. No. 3, p. 75; Feinwerktechnik 1960, p. 251). capacitive To switch sensors with a common counter electrode in an alternating current bridge against each other and to amplify and rectify the output signal, however, these are circuits for capacitive length precision measuring devices.

Vorteilhaft ist die Verwendung eines metallischen Transportbandes, weil dann dieses als Gegenelektrode fungieren kann und auf eine separate Gegenelektrode verzichtet werden kann.The use of a metallic conveyor belt is advantageous because it then acts as a counter electrode can function and a separate counter electrode can be dispensed with.

Vorteilhafterweise erstrecken sich die Fühler quer zur Meßrichtung über mehr als ein Gebäckstück, gegebenenfalls über eine ganze Gebäckreihe oder über so viele Glieder der Gebäckreihe, daß von der L?ge dieser Glieder ein ausreichend genauer Rückschluß auf die Lage der ganzen Reihe gezogen werden kann.Advantageously, the sensors extend transversely to the measuring direction over more than one piece of pastry, if necessary over an entire row of baked goods or over so many links in the row of baked goods that it depends on the length of these Links a sufficiently precise conclusion can be drawn about the position of the whole series.

Ferner ist es zweckmäßig, dem Regelkreis ein Hochpaßfilter vorzuschalten.It is also useful to connect a high-pass filter upstream of the control loop.

Bei einer selbsttätigen Steuerung der Gebäckverarbeitungsmaschine mit einem Motor, der die Maschine quer zur Tiansportrichtung der Gebäckstücke verstellt, ist es vorteilhaft, das Brückensignal der beiden in Transportrichtung nebeneinander angeordneten kapazitiven Fühler einem analogen Regler mit Sollwert »Null« zuzuführen. Statt dessen kann auch ein 3-Punkt-Regler mit vorzugsweise zum Nullpunkt symmetrisehen Schaltpunkten verwendet werden.With an automatic control of the pastry processing machine with a motor that drives the machine adjusted transversely to the direction of the biscuits, it is advantageous to use the bridge signal of the two capacitive Feed the sensor to an analog controller with a setpoint value of »zero«. A 3-point controller can also be used instead can be used with switching points that are preferably symmetrical to the zero point.

Bei einer selbsttätigen Steuerung der Gebäckverarbeitungsmaschine mit einem Motor, der die Maschine in Transportrichtung der Gebäckstücke verstellt, ist es vorteilhaft, wenn das verstärkte und gleichgerichtete Brückensignal der beiden kapazitiven Fühler einer Impulsformerstufe zugeführt wird, die im Nulldurchgang der Spannung einen Impuls abgibt, wobei die Impulse einem Abtastgleichlaufregler zugeführt werden, der den Antrieb steuert.With an automatic control of the pastry processing machine with a motor that drives the machine Adjusted in the direction of transport of the biscuits, it is advantageous if the reinforced and rectified The bridge signal of the two capacitive sensors is fed to a pulse shaper stage that crosses zero emits a pulse of the voltage, the pulses being fed to a scanning synchronization controller, the controls the drive.

Die Vorteile der Erfindung sind: Unempfindlichkeit gegenüber Abstandsänderungen und gegenüber Unregelmäßigkeiten der Konturen, Unempfindlichkeit gegen Verschmutzung. Außerdem ist es möglich, auch sehr flache oder sehr unregelmäßige Ware abzutasten.The advantages of the invention are: Insensitivity to changes in distance and to irregularities the contours, insensitivity to pollution. Besides, it's possible too to scan very flat or very irregular goods.

Die Erfindung wird im folgenden näher unter Bezugnahme auf die Zeichnung erläutert, die ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel veranschaulicht. Es zeigt F i g. 1 eine Aufsicht auf die Fühleranordnung, F i g. 2 ein Blockschaltbild der Regelanordnung und F i g. 3 Signalverläufe.The invention is explained in more detail below with reference to the drawing, which shows an advantageous Embodiment illustrated. It shows F i g. 1 a plan view of the sensor arrangement, F i g. 2 shows a block diagram of the control arrangement and FIG. 3 waveforms.

F i g. 1 zeigt eine Fühleranordnung von oben. Mit Fühlerflächen 1,2 wird eine Ware 12, die sich auf einem Transportband 13 in der angedeuteten Richtung bewegt, abgetastet. Die Gegenelektrode wird durch das metallene Transportband 13 gebildet. Die Fühlerflächen Γ, 2' stellen einen weiteren Fühler dar, dessen Meßrichtung quer zur Transportrichtung verläuft. Die 813F i g. 1 shows a sensor arrangement from above. With sensor surfaces 1.2 is a product 12 that is on a Conveyor belt 13 moved in the direction indicated, scanned. The counter electrode is metallic conveyor belt 13 is formed. The sensor surfaces Γ, 2 'represent another sensor, its Measurement direction runs transversely to the transport direction. The 813

Fuhlerflächen überstreichen zwei Objekte gleichzeitig. Der Fühlerabstand ist kleiner als die Länge und dei Abstand der abzutastenden Objekte.Sensor surfaces sweep over two objects at the same time. The sensor distance is smaller than the length and dei Distance between the objects to be scanned.

In F i g. 2 ist eine Schaltungsanordnung für eine Gleichlaufsteuerung dargestellt. Die Brückenschaltung wird aus den beiden Fühlerkondensatoren 1,2 und zwei Widerständen 3, 4 gebildet. Die Brückenspeisung erfolgt über eine Wechselstromquelle 5. Die Brückenspannung wird über einen Differenzverstärker 6 verstärkt und in einem Gleichrichter 7, vorzugsweise einem Phasengleichrichter, gleichgerichtet. Die gleichgerichtete Spannung wird über eine Impulsformerstufe 8 einem Regler 9 zugeführt, der einen Antrieb 11 für die Gebäckverarbeitungsmaschine steuert. 10 ist der Sollwerteingang des Reglers 9. In F i g. 3 ist mit 14 der Signalverlauf am Ausgang des Gleichrichters 7 und mit 17 der Signalverlauf am Ausgang der Impulsformerstufe 8 bezeichnet, wenn die Ware relativ zu den Fühlern bewegt wird. Befinden sich die Fühlerflächen 1, 2 symmetrich über der Ware (F i g. 1), so ist die Brücke abgeglichen, und die Ausgangsspannung des Gleichrichters ist Null (Kurve i4, Punkt 15). Das gleiche gilt, wenn sich die Fühlerflächen 12 symmetrisch zwischen der Ware befinden (Kurve 14, Punkt 16). Dazwischen ist die Spannung am Gleichrichter 7 positiv oder negativ, je nachdem ob die Fühlerfläche 1 oder 2 sich über der Ware befindet. Die beiden Null-Durchgänge der Spannung unterscheiden sich jedoch in der Richtung der Spannungsänderung. Die Schaltung 8, vorzugsweise eine Triggerschaltung mit Hysterese, liefert immer dann Impulse 17, wenn die Spannung 14 einen NuII-dufchgang mit negativen Werten hat. Damit erscheint am Ausgang der Impulsformerstufe 8 immer genau dann ein Impuls, wenn sich die Symmetrielinien von Fühler und Ware decken. Es ist offensichtlich, daß die Brückenschaltung dann immer abgeglichen ist, gleichgültig wie groß der Abstand zur Ware ist. Dadurch, daß die ganze Fläche der Ware zum Ausgangssignal beiträgt, werden Konturen-Unregelmäßigkeiten gemittelt. Überstreichen die Fühlerflächen mehrere Objekte, wird sogar die zufällige Verschiebung eines Teiles mit den andeien gemittelt und damit die Regelabweichung reduziert.In Fig. 2 shows a circuit arrangement for a synchronization control. The bridge circuit becomes from the two sensor capacitors 1, 2 and 2 Resistors 3, 4 formed. The bridge is powered by an alternating current source 5. The bridge voltage is amplified via a differential amplifier 6 and preferably in a rectifier 7 a phase rectifier, rectified. The rectified voltage is generated via a pulse shaper 8 is fed to a controller 9 which controls a drive 11 for the pastry processing machine. 10 is the Setpoint input of the controller 9. In F i g. 3 is with 14 the signal curve at the output of the rectifier 7 and with 17 denotes the signal curve at the output of the pulse shaper stage 8 when the goods are relative to the sensors is moved. If the sensor surfaces 1, 2 are symmetrically above the goods (Fig. 1), the bridge is balanced, and the output voltage of the rectifier is zero (curve i4, point 15). The same is true when the sensor surfaces 12 are located symmetrically between the goods (curve 14, point 16). In between is that Voltage at the rectifier 7 positive or negative, depending on whether the sensor surface 1 or 2 is above the Goods are located. However, the two zero crossings of the voltage differ in the direction of the Voltage change. The circuit 8, preferably a trigger circuit with hysteresis, always delivers then pulses 17 when the voltage 14 has passed a zero with negative values. This means that the output of the pulse shaper stage 8 always appears exactly then an impulse when the lines of symmetry of the feeler and the goods coincide. It is obvious that the Bridge circuit is then always balanced, regardless of how large the distance to the goods is. As a result of that the entire surface of the goods contributes to the output signal, contour irregularities are averaged. If the sensor surfaces sweep over several objects, even the accidental displacement of a part is also included the others and thus the system deviation is reduced.

Die Impulse der Impulsformerstufe 8 werden einem Abtastgleichlaufregler 9 zugeführt und mit den Sollwertimpulsen am Eingang 10 verglichen. Dadurch wird der Antrieb 11 für die Verstellung der Gebäckverarbeitungsmaschine in Transportrichtung der Gebäckstücke in bekannter Weise schneller odzr langsamer geregelt, bis Übereinstimmung zwischen den beiden Impulsen herrscht, d. h. Maschine und Ware synchron laufen.The pulses of the pulse shaper stage 8 are fed to a scanning synchronization controller 9 and compared with the setpoint pulses at the input 10. As a result, the drive 11 for the adjustment of the pastry processing machine in the transport direction of the pastry is regulated faster or slower in a known manner until there is agreement between the two pulses, ie the machine and goods run synchronously.

Eine ganz ähnliche Anordnung dient der Nachlaufregelung. Dazu werden Fühler Γ, 2' in F i g. 1 benutzt. Sie erzeugen in der Schaltungsanordnung nach F i g. 2 hinter dem Gleichrichter 7 das Signal Null, wenn ihre Symmetrielinie mit der Symmetrielinie der Ware übereinstimmt. Dies ist offenbar unabhängig davon, ob sich die Ware in der angedeuteten Richtung bewegt oder nicht. Die gleichgerichtete Spannung am Ausgang des Gleichrichters 7 wird nun direkt einem Proportionalregler 9 zugeführt, der den Antrieb U für die Verstellung der Gebäckverarbeitungsmaschine quer zur Transportrichtung der Gebäckstücke steuert, der mit den Fühlern 1', 2' gekoppelt ist. Weichen die Symmetrielinien des Fühlers und der Ware voneinander ab, so wird die Brücke verstimmt und am Gleichrichter 7 erscheint ein Ausgangssignal, das den Antrieb über den Regler 9 eingeschaltet läßt, bis das Ausgangssignal NullA very similar arrangement is used for the follow-up control. For this purpose, sensors Γ, 2 'in FIG. 1 used. They generate in the circuit arrangement according to FIG. 2 after the rectifier 7, the signal zero when its line of symmetry coincides with the line of symmetry of the goods. This is apparently independent of whether the goods are moving in the direction indicated or not. The rectified voltage at the output of the rectifier 7 is now fed directly to a proportional controller 9 which controls the drive U for adjusting the pastry processing machine transversely to the transport direction of the pastry, which is coupled to the sensors 1 ', 2'. If the lines of symmetry of the sensor and the goods deviate from one another, the bridge is detuned and an output signal appears at the rectifier 7 , which leaves the drive switched on via the controller 9 until the output signal is zero

ist und die Symmetrielinien zur Deckung kommen. Voraussetzung ist dabei, daß am Regler 9 als Sollwert Null eingegeben wird. Bei einer seitlichen Verschiebung auf dem Transportband folgt die Gebäckverarbeitungsmaschine der Ware.is and the lines of symmetry are congruent. The prerequisite is that on the controller 9 as a setpoint Zero is entered. If there is a lateral shift on the conveyor belt, the pastry processing machine follows the goods.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Patent claims:

1, device for the automatic control of further processing of pastries by means of a pastry processing machine depending on the position of the pastries a continuously driven conveyor belt, characterized in that when used two identical capacitive sensors (1, 2) with a common counter electrode (13) the sensors (1, 2) arranged one behind the other in the measuring direction and against one another in an alternating current bridge circuit (1, 2, 3, 4) are switched and that the amplified and rectified bridge signal as an actual value signal is provided for a control circuit (9) of the drive (U) of the pastry processing machine.

2. Device according to claim 1, characterized in that when using a metallic Conveyor belt this is provided as a counter electrode (13) zo.

3. Device according to claim 1 or 2, characterized in that the two sensors (1, 2) extend transversely to the measuring direction over more than one piece of biscuit (12). * 5

4. Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the control loop (9) is a High-pass filter is connected upstream.

5. Device according to one of claims 1 to 3, for the automatic control of the pastry processing machine with a motor which adjusts the machine transversely to the transport direction of the pastries, characterized in that the amplified and rectified bridge signal of the two capacitive sensors arranged side by side in the transport direction (V , 2 ') is fed to an analog controller (9) with a setpoint value of “zero”.

6. Device according to one of claims 1 to 3, for the automatic control of the pastry processing machine with a motor that moves the machine across the direction of transport of the biscuits, characterized in that the amplified and rectified bridge signal is a 3-point controller (9) is supplied with switching points symmetrical to the zero point.

7. Device according to one of claims 1 to for the automatic control of the pastry processing machine with a motor that moves the machine in the direction of transport of the biscuits, characterized in that the amplified and rectified bridge signal of the two capacitive Sensor (1, 2) is fed to a pulse generator stage (8) which, when the voltage crosses zero, has a Emits pulse and that the pulses are fed to a scanning synchronization controller (9) which controls the drive (11) are.

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