DE2619530C3

DE2619530C3 - Vorrichtung zum Abschneiden der Kopfteile von Karotten

Info

Publication number: DE2619530C3
Application number: DE2619530A
Authority: DE
Inventors: Peter William Loose; Martyn Ridley Tamkin
Original assignee: Gardenia Ltd
Current assignee: Gardenia Ltd
Priority date: 1975-04-29
Filing date: 1976-04-29
Publication date: 1981-01-08
Also published as: CA1031228A; BE841215A; AU1349276A; US4031821A; DE2619530B2; JPS51136876A; FR2309160A1; DE2619530A1; FR2309160B1; JPS5626B2; GB1491156A

Description

Die Frfindung betrifft eine Vorrichtung zum Abschneiden der Kopfteile von Karotten mit einem Förderer zum Transportieren der Karotten in wahlloser Ausrichtung entweder mit dem Kopfteil oder der Spitze nach vorn /u einer Schneidstation und mit einer die Ausrichtung jeder Karotte abtastenden Einrichtung, durch die die Schneidstation dergestalt gesteuert wird, daß der Kopfteil der Karotte entfernt wird.

Es ist verständlicherweise äußerst vorteilhaft, wenn beim Konservieren oder Verpacken von Karotten deren Kopfteile entfernt werden können, ohne daß dazu menschliche Arbeit notwendig ist. Versuche, dieses /u automatisieren, haben verschiedene mechaniche Mani pulationen mit sich gebracht, mit Hilfe derer die Karotten in gleicher Ausrichtung auf einen Förderer gelegt werden. Ein solcher Förderer bewegt die Karotten art einer Schrteidstation vorbei, die einen vorbestimmten Betrag, der in etwa dem Kopfteil jeder Karotte entspricht, entfernt.

Ein solches mechanisches System besitzt vielerlei Nachteile. Abgesehen von der Unzuverlässigkeit, die sich aus der Abnutzung der beweglichen Teile ergibt, taucht dabei immer dann ein Problem auf, wenn die

Verjüngung, d. h. die Querschnittsverkleinerung vom Kopfteil in Richtung der Spitze einer Karotte nicht ausgeprägt ist, da die Empfindlichkeit mechanischer Abtasteinrichtungen erheblich beschränkt ist Weiterhin stellt die Sicherstellung einer korrekten Ausrichtung jeder Karotte einen unrationellen, unbrauchbaren Schritt dar, da dafür unwirtschaftlich viel Anstrengungen und Raumbedarf erforderlich sind.

Es ist auch bereits versucht worden, Karotten in zufälliger Ausrichtung entweder mit dem Kopfteil oder mit der Spitze nach vorn auf dem Förderer anzuordnen und die Schneidstation in Abhängigkeit von der mechanisch abgetasteten Verjüngung der Karotten zu betätigen. Eine solche Maschine ist aber auch unzuverlässig und ist großen Abnutzungen unterworfen.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Zuverlässigkeit und Ausbildung einer Vorrichtung zum Abschneiden der Kopfteile von Karotten zu verbessern.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die Einrichtung zum Abtasten der Ausrichtung jeder Karotte lichtempfindliche Einrichtungen, eine Lichtquelle zum Projezieren eines Bildes der Karotte auf die lichtempfindlichen Einrichtungen, eine mit den lichtempfindlichen Einrichtungen verbundene Schaltung zur Anzeige der vorderen und hinteren Kante jeder Karotte, eine mit den lichtempfindlichen Einrichtungen verbundene Schaltung zum Erzeugen eines elektrischen Ausgangssignals, das für die Größe des Gebietes der lichtempfindlichen Einrichtungen bestimmend ist, das durch das Bild der Karotte bedeckt ist, und eine Schaltung zur Bestimmung der Änderungsrichtung des genannten elektrischen Ausgangssignals beim Vorbeibewegen der Karotte an den lichtempfindlichen Einrichtungen durch den Förderer umfaßt und daß in Abhängigkeit von der Anzeige einer vorderen oder einer hinteren Kante einer Karotte und in Abhängigkeit davor, ob bei aufeinanderfolgenden Änderungsrichtun gen des Ausgangssignals dieses größer oder kleiner wird, die Schneidstation dergestalt gesteuert wird, daß entweder der vordere Teil der angezeigten Karotte oder deren hinterer Teil abgetrennt wird.

Da bei dieser Vorrichtung die vordere und die hintere Kante jeder Karotte auf dem Förderer angezeigt wird und das Ausgangssignal, das die Größe des abgetasteten Gebietes angibt, sich fortlaufend ^lri seiner Richtung ändert und somit bei aufeinanderfolgenden Abtastungen anteigen kann, ob das von dem Bild der Karotte bedeckte Gebiet größer oder kleiner wird, kann auf einfache Weise bestimm« werden, ob der Kopfteil oder die Spitze der Karotte vorne oder hinten liegt, so daß die Schneidvorrichtung die Karotte entweder im vorderen Bereich oder im hinteren Bereich so abtrennen kann, daß der Kopfteil entfernt wird. Diese Schaltung ist dabei wesentlich empfindlicher und zuverlässiger als die bekannten mechanischen Vorrichtungen.

Obgleich die Größe des Gebietes der lichtempfindlichen Einrichtungen, das durch ein Bild bedeckt wird, in Analogtechnik analysiert werden kann, ist es jedoch vorteilhaft im Hinblick auf die Genauigkeit, sich der Digitaltechnik zu bedienen. In einer bevorzugten Ausbildungsform der Erfindung wird dieses dadurch erreicht, daß die lichtempfindlichen Einrichtungen aus einer Vielzahl von gesonderten fotoempfindlichen Elementen bestehen, wobei die Größe des dem Licht ausgesetzten Gebietes der lichtempfindlichen Einrichtungen durch die Anzah? der erregten fotoempfindlichen Elemente gegeben ist.

Eine weitere vorteilhafte Ausbildung sieht vor. <iaß das BiIu aus einem Schatten besteht und eine Abtaststeuerschaltung vorgesehen ist, durch die Ausgänge der fotoempfindlichen Elemente wiederholt reihenfolgemäßig geprüft werden, wobei die Anzahl der erregten Elemente bei jeder Abtastung, die bei einem vorbestimmten Ende beginnt und beim Erreichen eines nicht erregten Elementes endet, in einen Zähler eingegeben wird, der die Menge der fotoempfindlichen Elemente angibt, die nicht durch das Objekt beschattet sind. Die fotoempfindlichen Elemente sind dabei zweckmäßigerweise in Form einer ladungsgekoppelten Vorrichtung realisiert, die gemäß dieser Ausbildung dergestalt abgetastet wird, daß die Anzahl der Elemente, die durch ein Bild einer Karotte bedeckt werden, in dem Zähler angezeigt werden.

Die Ausrichtung bzw. die Verjüngungsrichtung der Karotte, d. h. die Richtung, in der der Durchmesser der Karotte abnimmt oder zunimmt, kann dann in einer vorteilhaften Ausbildung dadurch L~itimmt werden, daß die Schaltung .*ur Bestimmung der AnJerungsrichtung des das Aus_t,mgssignal angebenden Zählergebnisses des Zählers einen weiteren Zähler umfaßt, durch den die Zählergebnisse, die durch die ersten, dritten und die

1=) verbietenden ungeradzahligen Abtastungen erzeugt werden, addiert und von dem Ergebnis die Zählergebnisse subtrahiert werden, die durch die geradzahligen Abtastungen erzeugt werden. Der erstgenannte Zähler zählt somit immer aufeinanderfolgend in zwei Richtungen. so daß. da er d,e beleuchteten fotoempfindlichen Elemente zählt und das Zählergebnis der ungeradzahligen Abtastungen von dem Ergebnis geradzahligen Abtastungen subtrahiert, das Endergebnis nach Subtraktion angibt, ob die be'euchteten fotoempfindlichen

J5 Elemente bei dufeinancierfolgenden Abtastungen zunehmen oder abnehmen. Je nachdem, ob sie zunehmen oder ob sie abnehmen, bestimmt sich dann die Ausrichtung bzw. Verjüngungsausrichtung. d. ti. das endgültige Zählergebnis gibt an. ob der Kopfteil oder die Spitze einer Karotte vorne liegt.

eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung sieht vor, daß eine Schaltung vorgescher im. die es gestattet, daß zur Anzeige, ob die Karotten mit dem Kopf ode·· der Spitze nach vorn ausgerichtet sind, die in einem vorbestimmten Abstand von jedem Ende jeder Karotte befindlichen Teile nicht beachtet werden. Dieses bedeutet praktisch, daß eine Abtastung erst ausgewertet wird, wenn die Rundung am Kopfteil einer Karotte die lichtempfindlichen Einrichtungen bereits passiert hat. Dies ist zweckmäßig, da im Bereich dieser Rundung eine Verjüngung der Karotte vorhanden ist, die der Verjüngung, d. h. der Durchmesseränderung, die in Pichung der Spitze der Karotte vorhanden ist. entgegengesetzt verläuft.

Ein bedeutende· Nachteil mechanischer Abtastmechanismen besteht auch noch darin, daß diese nicht zwischen dem Körper einer Karotte und dem grünen Karottenkraut unterscheiden können. Dieser Nachteil wird dadurch überwunden, daß eine Schaltung voigesehen ist, die ein Signal für den Beginn einer Karotte nur erzeugt, wenn vorher ein Punkt unmittelbar oüerhalb des Förderers einen Schatten auf die lichtempfindlichen Einrichtungen wirft. Das bedeutet, daß der Beginn einer Karotte nur angezeigt wird, wenn zuerst ein Punkt unmittelbar über dem Förderer durch den Körper einer Karotte besetzt ist. Da das Karottenkraut in der Mitte der Kopfteile der Karotte wächst, kann Licht unterhalb des Karottenkrautes Dassieren. so daß dieses

Schatten unmittelbar über dem Niveau des Fördefers wirft.

Eine andere Weiterbildung sieht vor, daß ein Taktgeber mit der Geschwindigkeit des Förderers dergestalt synchronisiert ist, daß Impulse erzeugt werden, die den Weitertransport der Karotten durch den Förderer und den Zeitpunkt der Betätigung der Schneidvorrichtung bestimmen. Auf diese Weise ist es möglich, die Karotten nicht unmittelbar an der Schneidstatiofi sondern im Abstand davon abzutasten. |₀ Die der Geschwindigkeit des Förderers und somit dem Weitertransport der Karotten proportionalen Impulse können dann genau bestimmen, wann die Karotte die Schneidstation erreicht hat.

Eine Weilerbildung davon besteht darin, daß zwei Speichereinrichtungen zur Aufzeichnung der Zeit vorgesehen sind, zu der die vordere und hintere Kante

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passiert, und daß die Impulse von dem Taktgeber zusammen mit dem aufgezeichneten Zeitwert die Betätigung der Schneidvorrichtung bestimmen. Hierbei wird also zusätzlich der Zeitpunkt gespeichert, an dem die vordere und die hintere Kan¹ die lichtempfindlichen Einrichtungen passieren. Je nachdem, ob die Karotte mit ihrem Kopf oder mit ihrer Spitze nach vorn ausgerichtet ist, bestimmt dann der gespeicherte Wert für die vordere oder für die hintere Kante die Betätigung der Schneidvorrichtung in der Weise, daß auch tatsächlich der Kopfteil und nicht die Spitze der Karotte abgetrennt wird.

Damit der Abstand der lichtempfindlichen Einrichtung von der Schneidstation noch größer sein kann, ist vorgesehen, daß der Abschnitt des Förderers zwischen den lichtempfindlichen Ein' < htungen und der Schneidstation mehrere Karotten aufnehmen kann, wobei eine Mehrzahl von jeweils zwei ^oeichereinrichtungen vorgesehen ist deren jeweils zwe: dazu dienen, die Zeit aufzuzeichnen, zu der eine vordere und eine hintere Kante einer Karotte die lichtempfindlichen Einrichtungen passiert. Bei dieser Ausbildung findet somit eine exakte Steuerung der Schneidvorrichtune statt auch wenn sich zwischen den lichtempfindlichen Einrichtungen und der Schneidstation mehrere Karotten befinden.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen in einem Ausführungsbeispiel näher beschrieben. In den Zeichnungen zeigt

F i g. 1 eine Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Entfernen der Kopfteile von Karotten,

F i g. 2 einen Schnitt entlang der Linie Y- Y in F i g. 1, wobei die trich'erartigen Führungen weggelassen worden sind und eine auf dem Förderer befindliche Karotte gezeigt ist

F ig. 3 ein schematisches Blockdiagramm einer Einrichtung zum Bestimmen der Ausrichtung einer Karotte auf einem Förderer und zum Betätigen von Schneidmessern in der Schneidstation und

Fig. 4 ein schematisches Biockdiagramm einer Schaltung zum Synchronisieren eines Taktgebers mit der Bewegungsgeschwindigkeit des Förderers.

Die in F i g. 1 gezeigte Vorrichtung zum Entfernen der Kopfteile von Karotten umfaßt zwei Förderer 1, Γ, deren jeder aus dem Rand eines horizontalen Rades gebildet ist wobei die beiden Räder konzentrisch und um die gleiche Achse drehbar sind. Jeder der Förderer 1, Γ läuft unter einem zugeordneten Aufgabetrichter 2,2'" ö5 entlang, durch den Karotten auf den Förderer gegeben werden. Der Rand des Rades, das jeweils einen Förderer bildet besitzt jeweils eine Einbuchtung in Form eines

30

35

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60 flachen V, um so zu verhindern, daß die Karotten aufgrund von Zentrifugalkräften von dem Förderer heruntergeschleudert werden.

Die auf dein Fördere? befindlichen Karotten passie* ren eine Abtasteinrichtung, die aus einer Lichtquelle 3 und einer Lichtabtasteirifichlung 4 besteht, die die Position der vorderen und hinteren Kante jeder Karotte Und die Richtung, in die die Karotte zeigt, bestimmt.

Nach Verlassen der Abtasteinrichtung passiert jede Karotte eine Schneidstätiön, die ebenfalls in Fig.2 gezeigt ist. Die Schneidstation umfaßt ein erstes Paar Schneidmesser 6 und 8 und, umfangmäßig gegenüber diesen versetzt, ein zweites Paar von Schneidmessern 7 und 9. Von diesen Messern sind lediglich die Schneidmesser 6 und 8 in F i g. 2 sichtbar. Zwischen den beiden Paaren der Schneidmesser ist ein Schaufelelement 10 angeordnet, das um eine direkt über der Mitte dss Förderers liegende Achse 11 vsrEchwenk^¹^¹* *^c^ nnH mittels einer Druckluft-Betätigungseinrichtung 14 über den Weg des Förderers bewegt wird. Die Druckluft-Betätigungseinrichtung 14 umfaßt dabei einen doppelt wirkenden Kolben 15, der innerhalb eines Zylinders 16 angeordnet ist. Dabei wird Druckluft alternativ den beiden Seiten des doppelt wirkenden Kolbens mittels eines schematisch dargestellten Magnetventils züge führt, durch das Zufuhr und Auslaß der Druckluft zu der Drucklis'*-Betätigungseinrichtung 14 jedes Mal vertauscht wird, wenn ein elektrisches Signal von der Abtasteinrichtung erhallten wird. Das Schaufelglied 10 hat somit zwei stabile Lagen, die auf beiden Seiten des Förderers liegen, wobei in jeder der Lagen das Schaufelglied zwischen einem Messer von jedem der zwei Paare von Schneidmessern liegt Wenn das Magnetventil 17 gespeist wird, bewegt sich das Schaufelglied IO quer zu dem Förderer bis in eine ähnliche Lage auf der anderen Seite des Förderers. Dabei bewegt das Schnufelglied jede Karotte 18 (s. F i g. 2) auf ein Schneidmesser eines der zwei Paar Schneidmesser hinzu, so· daß der Kopfteil der Karotte abgeschnitten wird. Falls die Karotte mit der Spitze zuerst zugeführt wird, betätigt die Abtasteinrichtung das Schaufelglied 10 zu dem Zeitpunkt wenn der Abtrennpunkt mit dem Schneidmesser 6 ausgerichtet ist Falls auf der anderen Seite die Karotte mit ihrem Kopfteil nach vorne erscheint wird das Schaufelglied betätigt wenn der Abtrennpunkt mit dem Schneidmesser 7 ausgerichtet ist In jedem Fall wird die Karotte vom Förderer zwischen den beiden Paaren der Schneidmesser herunterbewegt und fällt in eine trichterförmige Führung 12, die zu einer Verpac' ,mgsstation führt Die Kopfteile fallen auf den anderen Seiten der Schneidmesser in trichterförmige Führungen 13, die zu einer Aufgabevorrichtung für AbFallmaterial führen. Wenn die nächste Karotte mit der Schneidstation ausgerichtet ist Hegt das Schaufelglied zwischen den Schneidmessern 6 und 7 und wird so betätigt daß die Karotte in Richtung auf das eine oder andere der Schneidmesser 8 und 9 in zu der beschriebenen Weise analoger Weise bewegt wird. Auf diese Weise werden beide Bewegungen des Schaufelgliedes zum Schneiden verwendet so daß es nicht nötig ist, das Schaufelglied zwischen den einzelnen Bewegungen in eine Ausgangsposition zurückzuführen.

Alternativ dazu kann jedes Schneidmesser auch sein eigenes Schaufeiglied besitzen, so daß die relative Lage der Schneidmesser geändert werden kann, so daß statt der Karottenkörper die Kopfteile den Förderer zwischen den Schneidmessern verlassen.

Eine ähnliche Schneidstatiofi ist an dem Förderer 1' Vorgesehen. Da diese im wesentlichen identisch mit der beschriebenen ist, braucht ihre Beschreibung nicht noch einmal wiederholt zu Werden,

Im folgenden wird nun Bezug genommen auf die F i g, 3 und 4, anhand derer beschrieben wird, auf welche Weisss dqs Magnetventil 17 durch die Abtasteinrichtung zur Abtastung der Lage lind Orientierung der Karotten auf dem Förderer gesteuert wird.

Das Licht von der Lichtquelle 3 fälit auf eine ladungsgekoppelte Vorrichtung 30 ,die aus einer Anordnung von 256 fotoempfindlichen Elementen besteht. Ladungsgekoppelte Vorrichtungen sind als solche bekannt und entsprechen in etwa einem Schieberegister mit parallelem Eingang und serienförmigem Ausgang. Durch geeignetes Modifizieren der Potentiale der Anordnung kann man die elektrischen Ladungen von einer Lage zu der nächsten transferieren und auf diese Weise dafür sorgen, daß die Ausgänge aller 256 Elemente in zeitlicher Reihenfolge an einer einzigen Ausgangsleitung 32 erscheinen. Ein Haupt-Taktgeber 34, der in der nachfolgend beschriebenen Weise mit der Umdrehungsgeschwindigkeit des Förderers 1 synchronisiert ist, erzeugt eine Reihe von Impulsen, die die Reihenfolge der Ereignisse innerhalb der logischen Schaltung steuern. Die Impulse werden einer Abtast-Steuerschaltung 36 zugeführt, die nach Erhalt jedes Taktimpulses eine Abtastung der lichtempfindlichen Elemente der ladungsgekoppelten Vorrichtung JO beginnt. Wenn eine Karotte das Licht zwischen der Lichtquelle 3 und der ladungsgekoppelten Vorrichtung 30 unterbricht so wird auf einige der Elemente kein Licht fallen, während andere beleuchtet bleiben. Dieses wird durch die Form und Größe des Abschnittes der Karotte bestimmt, der in einer Linie zwischen der ladungsgekoppelten Vorrichtung und der Lichtquelle liegt Mit jedem Taktimpuls von dem Taktgeber 34 erscheint infolgedessen eine Ausgang in der Leitung 32, der als Video-Ausgang bezeichnet wird und der 256 Bits enthält, die im Idealfall sich auf einem oder dem anderen vnn 7wpi Pporpln befinden *"HS dsdycb hpctimmt wirr!

ob das entsprechende lichtempfindliche Element in der ladungsgekoppelten Vorrichtung 30 beleuchtet oder abgeschattet ist

Es ist ersichtlich, daß der Video-Ausgang der gleiche ist, wie man ihn durch Abtasten eines Schlitzes mittels einer üblichen Abtaströhre oder einer konventionellen Anordnung von Fotodioden oder Transistoren erhalten würde, die reihenfolgemäßig beispielsweise durch ein Schieberegister abgetastet werden. Während eine ladungsgekoppelte Vorrichtung bevorzugt wird, sei auch darauf hingewiesen, daß solche anderen Abtasteinrichtungen statt dessen verwendet werden können.

Der Video-Ausgang wird einer Schaltung 38 zugeführt die einen Schwarzpegelhalter und geeignete Formungskreise enthält Der Schwarzpegelhalter ist eine Schaltung, die als solche vom Fernsehen und anderen Anwendungen her bekannt ist und die Wirkung hat daß sie den Schwarzpegel für Veränderungen der Hintergrundbeleuchtung und für Änderungen der Intensität der Lichtquelle 3 kompensiert Die Formungskreise formen den analogen Video-Ausgang in einen digitalen Zweipegelausgang um, der zum Steuern des Restes der Schaltung geeignet ist die digital arbeitet

Während jeder durch den Taktgeber 34 gesteuerten Abtastung zählt ein Zähler 40 die Anzahl der fotoempfindlichen Elemente, die durch eine Karotte beschattet werden. Die vordere Kante einer Karotte wird als der Punkt angesehen, an dem zum ersten Mal die untersten 32 fotoempfindlichen Elemente der ladungsgekoppelten Vorrichtung 30 beschattet werden. Der Zähler 40 beginnt mit Beginn jeder Abtastung zu zählen und zählt alle beschatteten Elemente, jeder Bit Von der Schaltung 38, der einem beleuchteten Element entspricht, stellt den Zähler 40 zurück, der dann mit dem nächsten beschatteten Element wieder zu zählen beginnt. Wenn ein Zählefgebnis von 32 am Ende einer Abtastung erreicht wird, so zeigt dieses an. daß eine Karotte vorhanden ist. Diese Bedingungen wird durch den Pegel in einer Ausgangsleitung 42 des Zählers 40 angezeigt. Es wird angenommen, daß eine logische 1 in dieser Leitung der Anwesenheit einer Karotte und eine logische 0 dem NichtVorhandensein einer Karotte entspricht. Ein Speicher 44, der ebenfalls mit dem Taktgeber 34 verbunden ist und der beispielsweise aus einem j-K-Fiip-Fiop besteht, registriert den logischen Status des Signals in der Leitung 42 nach vorhergehendem Taktimpuls, so daß zu jeder Zeit das Signal in einer Ausgangsleitung 46 des Speichers 44 dem Status in der Leitung 42 bei der vorhergehenden Abtastung durch die ladungsgekoppelte Vorrichtung 30 entspricht. Per Definition wird der Beginn einer Karotte dadurch angezeigt, daß zum ersten Mal die Gegenwart einer Karotte angezeigt wird, d. h., wenn eine logische 1 in der Leitung 42 und eine logische 0 in der Leitung 46 auftaucht Die Signale in den Leitungen 42 und 46 werden einem UND-Gatter 48 zugeführt, wobei das Signal in der Leitung 46 vor seiner Zuführung invertiert wird. Diese Invertierung ist in der üblichen Weise durch einen kleineren Kreis an dem Eingang dargestellt, mit dem die Leitung 46 verbunden ist. Das UND-Gatter 48 erzeugt auf diese Weise einen Ausgang beim Beginn jeder Karotte, und dieses Signal wird zukünftig als Beginn-einer-Karotte (BEK)-Signal bezeichnet. Das BEK-Signal wird jedoch nur als gültig angesehen, wenn der Körper der Karotte während vier aufeinanderfolgender Abtastungen weiterhin angezeigt wird. Ähnlich wird das Ende einer Karotte durch eine logische 1 in der Ipitiinor 4fi und eine logische 0 in der Leitung 42 angezeigt Diese Bedingung wird angezeigt durch ein UND-Gatter 50 mit einem invertierenden Eingang, der mit der Leitung 42 verbunden ist, und wodurch ein Ende einer Karotte (EEK)-Signal erzeugt wird. Zur Vermeidung von Fehlern, die durch mißgeformte Karotten verursacht werden können, wird das EEK-Signal nur als gültig behandelt falls bei den nächsten vier Abtastungen keine Karotte angezeigt wird. Zusammenfassend kann gesagt werden, daß die Elemente Zähler 40, Speicher 44, UND-Gatter 48 und UND-Gatter 50 Signale erzeugen können, wenn der Beginn und das Ende einer Karotte angezeigt werden. Bis jetzt kann aber noch nicht erkannt werden, ob beim Beginn die Karotte mit ihrem Kopfteil oder ihrer Spitze vorne liegt

Die Richtung, in die die Karotte weist wird durch die beiden Zähler 52 und 54 bestimmt Das Prinzip, das der Berechnung der Richtung der Verjüngung der Karotte zugrunde liegt besteht darin, die Anzahl der beleuchteten fotoempfindlichen Elemente der ladungsgekoppelten Vorrichtung 30 während jeder Abtastung zu zählen. Falls die Anzahl der beleuchteten Elemente zunimmt liegt die Karotte mit ihrem Kopfteil vorne, während die Karotte mit ihrer Spitze vorne liegt wenn die Anzahl der Elemente ständig abnimmt. Der Zähler 52 wird durch den Zähler 54 so gesteuert, daß er beider ersten Abtastung- aufwärts· zählt bei der zweiten Abtastung abwärts, bei der dritten Abtastung wieder aufwärts usw.

bis zu einer geraden Anzahl von Abtastungen, die von der Länge der Karotte abhängt. Wenn die Karotte mit ihrem Kopf vorne liegt, überschreitet die Anzahl der beleuchteten Elemente bei der zweiten Abtastung die der ersten Abtastung, so daß das Zählergebnis am Ende der beiden Abtastungen negativ ist. Das gleiche gilt für die dritte und vierte Abtastung, so daß unter der Voraussetzung einer geraden Anzahl von Abtastungen das Zählergebnis des Zählers 52 negativ wird, falls die Karotte mit dem Kopfteil zuerst erscheint, während durch ein ähnliches Argument festgestellt wird, daß das Zählergebnis positiv ist, falls die Karotte mit ihrer Spitze zuerst erscheint. Die Steuerung des Zählers 52 erfolgt durch den Zähler 54. Der letztere Zähler 54 ist mit dem Taktgeber 34 verbunden und zählt diese Impulse beginnend mit dem Auftreten eines BEK-Signals am Ausgang des UND-Gatters 48. Nachdem ein vorgegebenes Zählergebnis erreicht worden ist, wobei

U(t»*»U.J UUIlIbI gVUIIIJ UVI · VIJVIIIVUUMg VIVI llUIVdl·

durch den Förderer um einen die Dimensionen der abgerundeten Kante des Kopfteils der Karotte überschreitenden Betrages entspricht, triggert der Zähler 54 den Zähler 52, so daß dieser mit dem Zählen der beleuchteten Elemente beginnt. Mit dem nächsten Signal «on dem Taktgeber 34 steuert der Zähler 54 den Zähler 52 derart, daß er bei der nächsten Abtastung abwärts zählt. Am Ende einer Karotte stoppt der Zähler 54 ein weiteres Zählen des Zählers 52 und stellt infolgedessen sich selbst und den Zähler 52 zurück. Der Aufwärts-Abwärts-Zähler 52 enthält ein Schieberegister mit zwei Ausgangsleitungen, die bei der viertletzten Abtastung einen Ausgang anzeigen, der repräsentativ ist für die Verjüngungsrichtung. Falls das Zählergebnis am Ende der Verjüngungsberechnung positiv ist, so ist in einer der Leitungen eine logische 1 und in der anderen eine logische 0 vorhanden, während bei einem positiven Ergebnis die beiden Zustände vertauscht sind. Infolgedessen geben die Signale in den beiden Leitungen von dem Schieberegister, das in dem Aufwärts-Abwärts-Zähler 52 enthalten ist, an, ob eine Karotte mit ihrem Ende oder mit ihrem Kopfteil zuerst erscheint. Der Zweck des Schieberegisizrs in dem Zähler ist es. daß die Auswirkungen auf das Zählergebnis durch die letzten drei Abtastungen unberücksichtigt bleiben können.

Es wird aus der vorausgehenden Beschreibung klar, daß, wenn eine Karotte die ladungsgekoppelte Vorrichtung 30 passiert, das erste Signal, das erscheint, das BEK-Signal am Ausgang des UND-Gatters 48 ist. Dann erscheinen die entsprechenden Signale in den Ausgangsleitungen des Zählers 52, um die Richtung anzuzeigen, in welche eine Karotte weist und es erscheint gegebenenfalls ein EEK-Signal am Ausgang des UND-Gatters 50. Falls die Karotte mit ihrem Kopfteil nach vorne zeigt, muß das Magnetventil, das die Bewegung des Schaufelgliedes 10 steuert, betätigt werden, wenn der Kopfteil mit den Schneidmessern 7 und 9 ausgerichtet ist Falls andererseits die Karotte mit ihrer Spitze nach vorne zeigt, ist es notwendig, daß das Magnetventil 17 betätigt wird, wenn das hintere Ende der Karotte mit den Schneidmessern 6 und 8 ausgerichtet ist Somit ist bekannt, ob ein BEK-Signal notwendig ist, bis die Richtung der Verjüngung bestimmt ist. Es ist somit notwendig, eine Aufzeichnung des Zeitpunktes des BEK-Signales aufrecht zu erhalten, falls dieses evtl. benötigt wird.

Es wird hier erwähnt daß aufgrund einer Vielzahl von Gründen es nicht praktisch ist, die fotoempfindliche Einrichtung unmittelbar an die Schneidstation angrenzend anzuordnen. Es ist somit möglich, zwischen der Schneidstation und der lichtempfindlichen Einrichtung mehr als eine Karotte anzuordnen, und in der Praxis befinden sich hier in typischer Weise drei Karotten. Nach dem Abtasten und vor dem Schneiden muß eine Aufzeichnung des Zeitpunktes der Betätigung des Schaufelgliedes 10 im Hinblick auf jede dieser Karotten erhalten bleiben, und aus diesem Grunde können mehr als ein Registerpaar zum Speichern dieser Information notwendig sein. In der in Fig.3 beschriebenen Anordnung sind drei parallele Registerpaare 56,58; 56', 58'; 56", 58" benutzt, um die Zeitpunkte des Auftretens von EEK- und BEK-Signalen im Hinblick auf jede Karotte zu speichern. Eine Schaltmatrix 60, die aus einer Anordnung von logischen Gattern besteht, verbindet die Ausgänge der UND-Gatter 48 und 50 und d:e Leitungen von dem Zähler 52 reihenfolgemäßig mit den Registerpaaren 56 und 58 für die EEK und BEK-Signa-

Io iws*\ltAi s4!a Cj^l-ifi I(mi ίt*tv GI\ er* oniTAnPrlnot lei /"Io R na

das zuerst erreichbare leere Paar von Registern auswählt. Unter der Annahme, daß die Schaltmatrix 60 die Register 56 und 58 benutzt, wird, wenn das BEK-Signal auftritt, dieses in das Register 56 eingegeben, das mit BEK-Register 1 bezeichnet ist. Dieses Register kann beispielsweise ein Vorwahlzähler oder alternativ dazu ein Schieberegister sein. Das Register 56 ist so ausgelegt, daß. wenn das BEK-Signal dem Kopfteil einer Karotte entspricht, dann zu der Zeit, in der ein Signal am Ausgang des Registers erscheint, was evtl.

dem Vollwerden des Zahlers oder einem Verschieben zur letzten Stufe des Schieberegisters entspricht, der Punkt auf der Karotte, der für das Entstehen des BEK-Signals zuständig war, mit den Schneidmessern 7 und 9 ausgerichtet ist. In gleicher Weise sind div EEK-Register 58 so ausgelegt daß die Punkte, die ein EEK-Signal verursachen, mit den Schneidmessern 6 und 8 ausgerichtet sind, wenn ein Ausgang an diesen Registern erscheint. Die Wirkung der Signale an den Ausgängen des Aufwärts-Abwärts-Zählers 52 ist es, das eine oder andere der Register EEK1 und BEK 1 unwirksam zu machen, wie beispielsweise durch Zurückstellen des Zählers oder Löschen des Schieberegisters, sobald festgestellt worden ist in welche Richtung die Karotte zeigt Wenn die Karotte mit dem Kopfteil voran ausgerichtet ist, wird das EEK-Register gelöscht, und wenn der Zähler anzeigt, daß das Ende der Karotte nach vorn weist, wird das BEK-Register gelöscht Die Ausgänge aller Register werden dann parallelgeschaltet, um das Magnetventil 17 zu betätigen, von dem angenommen wird, daß es von Natur aus in der Lage ist, durch die Signale betätigt zu werden, oder alternativ mit einer Zwischenschaltung angepaßt werden kann.

Es ist bisher angenommen worden, daß eine vorbestimmte Anzahl von Impulsen von dem Taktgeber 34 einer vorbestimmten Verschiebung einer Karotte relativ zur Schneidstation entspricht Damit dies zutrifft muß der Taktgeber 34 mit der Rotation der Förderräder synchronisiert werden. Die Schaltung, mit der dieses erreicht wird, ist in F i g. 4 gezeigt Mit dem Fördererrad sind vier Arme 70 verbunden, die so angeordnet sind, daß sie den Lichtweg zwischen einer Lichtquelle 72 und einem Fotodetektor 74 unterbrechen. Der Fotodetektor 74 erzeugt einen einzigen Impuls während jeder

es 90°-Drehung des Rades. Das Signal von dem Fotodetektor 74 wird einer Diskriminatorschaitung 60 zugeführt die ebenfalls einen Eingang von einer spannungsgesteuerten Oszillatorschaltung 64 über eine

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Teilerschallung 62, die in fMg.4 nur mit Teilei bezeichnet ist, erhält. Wenn die spannungsgesteuerte Oszillatorschaltung 64 mit der Rotation der Räder synchronisiert ist, so wird eine vorbestimmte Anzahl von Impulsen während jeder 90°-Drehung auftreten. Die Diskriminatorschaltung 60 zeigt jede Abweichung zwischen der tatsächlich erhaltenen Impulsanzahl und der richtigen Anzahl von Impulsen an und steuert die spannungsgesteuerte Oszillatorschaltung auf solche Weise, daß sämtliche Fehler reduziert werden. Durch diese Rückkopplung wird die Frequenz am Ausgang der spanriüngsgesteuerten Oszillätörschältung 64 proportional mit der Winkelgeschwindigkeit der Räder 1 und Γ gemacht Dieses zeigt nicht direkt die Bewegungsgeschwindigkeit der Karotten auf beiden Rädern relativ zu

den jeweiligen Schneidstationen an, da ebenfalls die unterschiedlichen Radien in beiden Fällen berücksichtigt werden müssen. Aus diesem Grunde wird das Signal von der Oszillatorschaltung 64 in zwei getrennten Teilerschaltungen 66 und 68 getrennt, die so gewählt sind, daß das Verhältnis der Ausgangsfrequenzen dieser beiden Teiler das gleiche ist wie das Verhältnis der beiden Radien der Räder 1 und Γ. Die Ausgänge der beiden Teilerschaltungen 66 und 68 dienen ala Haupttaktsignale für die Schaltung, die mit den Förderern 1 und 1' verbunden ist.

Es Versteht sich, daß jede beliebige andere Art von Wellenkodierern benutzt werden kann, um die vier Arme 70 und die zugehörige Elektro^Optik zu ersetzen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

1 Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Abschneiden der Kopfteile von Karotten mit einem Förderer zum Transportieren der Karotten in wahlloser Ausrichtung entweder mit dem Kopfteil oder der Spitze nach vorn zu einer Schneidstation und mit einer die Ausrichtung jeder Karotte abtastenden Einrichtung, durch die die Schneidstation dergestalt gesteuert wird, daß der Kopfteil der Karotte entfernt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Abtasten der Ausrichtung jeder Karotte lichtempfindliche Einrichtungen (Lichtabtasteinrichtung 4, ladungsgekoppelte Vorrichtung 30), eine Lichtquelle (3) zum Projizieren eines Bildes der Karotte auf die lichtempfindlichen Einrichtungen (ladungsgekoppelte Vorrichtung 30), eine mit den lichtempfindlichen Einrichtungen verbundene Schaltung (Zähler 40, Speicher 44. UND-Gatter 48 und 50) zur Anzeige der vorderen und hinteren Kante jeder Karotte, eine mit den lichtempfindlichen Einrichtungen (iadungsgekoppelte Vorrichtung 30) verbundene Schaltung (Zähler 52) zum Erzeugen eines elektrischen Ausgangssignals, das für die Größe des Gebietes der lichtempfindlichen Einrichtungen bestimmend ist, das durch das Bild der Karotte bedeckt ist, und eine Schaltung (Zähler 54) zur Bestimmung der Änderungsrichtung des genannten elektrischen Ausgangssignals beim Vorbeibewegen der Karotte an den lichtempfindlichen Einrichtungen (ladungsgekoppelte Vo. richtung 30) durch den Förderer (1) umfaßt und daß in Abhängigkeit von der Anzeige einer vorderen oder einer hinteren Kante einer Karotte und in Abhängig!«·'·? davon, ob bei auleinanderfolgenden Änderungsrichtungen des '5 Ausgangssignals dieses größer oder kleiner ist, die Schneidstation (Schneidmesser 6—9) dergestalt gesteuert wird, daß entweder der vordere Teil der angezeigten Karotte oder deren hinterer Teil abgetrennt wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch I. dadurch gekennzeichnet, daß die lichtempfindlichen Einrichtung; (ladungsgekoppelte Vorrichtung 30) aus einer Vielzahl von gesonderten fotoempfindlichen Elementen bestehen, wobei die Größe des dem Licht ⁴^ ausgesetzten Gebietes der lichtempfindlichen Ein richtungen durch die Λη/ahl der erregten fotoemp findlichen Elemente gegeben ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2. dadurch gekenn zeichnet, daß das Bild aus einem Schatten besteht Vt und eine Abtaststeuerschaltung (36) vorgesehen ist. durch die Ausgänge der fotoempfindlichen Elemente wiederholt reihenfolgemäßig überprüft werden, wobei die Anzahl der erregten Elemente bei jeder Abtastung, die bei einem vorbestimmten Lnde beginnt und beim Erreichen eines nicht erregten Elementes endet, in einen Zähler (52) eingegeben wird, der die Menge der fotoempfindlichen Elemente angibt, die nicht durch die Karotte beschattet sind

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekenn ^h0 zeichnet, daß die Schaltung zur Bestimmung der Änderungsrichtung des das Ausgangssignal angebenden Zählerergebnisses des Zählers (52) einen weiteren Zähler (54) umfaßt, durch den die Zählergebnisse, die durch die ersten, dritten und die verbleibenden ungeradzahligen Abtastungen erzeugt Werden, addiert und von dem Ergebnis die Zählergebnisse subtrahiert werden, die durch die geradzahligen Abtastungen erzeugt werden.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet daß eine Schaltung (Schaltmatrix 60) vorgesehen ist, die es gestattet, daß zur Anzeige, ob die Karotte mit dem Kopf oder der Spitze nach vorn ausgerichtet ist, die in einem vorbestimmten Abstand von jedem Ende der Karotte befindlichen Teile nicht beachtet werden.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2—5, dadurch gekennzeichnet, daß eine Schaltung (UND-Gatter 48) vorgesehen ist, die ein Signal für den Beginn einer Karotte nur erzeugt, wenn vorher ein Punkt unmittelbar oberhalb des Förderers einen Schatten auf die lichtempfindlichen Einrichtungen (ladungsgekoppelte Vorrichtung 30) wirft

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 —6, dadurch gekennzeichnet, daß ein Taktgeber (34) mit der Geschwindigkeit des Förderers dergestalt synchronisiert ist, daß Impulse erzeugt werden, die den Weitertransport der Karotten durch den Forderer (i) und den Zeitpunkt der Betätigung der Schneidvorrichtung bestimmen.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet daß zwei Speichereinrichtungen (Register 56, 58) zur Aufzeichnung der Zeit vorgesehen sind, zu der die vordere und hintere Kanu dieser Karotte die lichtempfinaiichen Einrichtungen (ladungsgekoppelte Vorrichtung 30) passiert, und daß die Impulse von dem Taktgeber (34) zusammen mit dem aufgezeichneter. Zeitwert den Zeitpunkt der Betätigung der Schneidvorrichtung bestimmen.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8. dadurch gekennzeichnet, daß der Abschnitt des Förderers zwischen

"den lichtempfindlichen Einrichtungen und üc· Schneidstation mehrere Karotten aufnehmen kann, wobei eine Mehrzahl von jeweils zwei Speichereinrichtungen (Register 56,58; 56', 58'; etc.) vorgesehen ist. deren jeweils zwei dazu dienen, die Zeit aufzuzeichnen, zu der eint vordtf <; und eine hintere Kante einer Karotte die lichtempfindlichen Einrichtungen (ladungsgekoppelte Vorrichtung 30) passiert.