DE3714199A1 - Method for cutting correct weights of products of a solid consistency - Google Patents

Method for cutting correct weights of products of a solid consistency

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Abstract

The domain of the invention is the fully automatic cutting of correct weights of products of a solid consistency and variable cross-section (for example foodstuffs such as sausage, cheese, meat, fish, etc.). To date, the weight of slices which have already been cut off has been determined and an attempt has been made to determine the necessary thickness of the next slice to be cut on the basis of this. The high degree of inaccuracy and the slow processing speed are disadvantageous. In the case of the invention, the product is made to stand out so clearly against its background by the use of additional radiation sources that the relevant cutting surface can be unequivocally detected by sensors. As the desired weight and the specific weight are known, the cutting depth can be simply determined by means of an electronic evaluation unit. An electronic control unit generates an electrical signal which triggers a positioning device. When the correct cutting depth has been set, a cutting device cuts a slice of the desired weight off the product. Figure 1 shows the mechanical layout of the light source 7, the cutting knife 1, the camera 4 and the product 8. <IMAGE>

Description

Beschreibungdescription

Es handelt sich bei der Erfindung um ein Verfahren zum gewichtsgenauen vollautomatischen Schneiden von Produkten fester Konsistenz mit sich änderndem Querschnitt (z. B.: Lebensmittel wie Wurst, Käse, Fleisch, Fisch usw.) ohne Wäge­ einrichtung.The invention is a method for weight-accurate, fully automatic cutting of products firm consistency with changing cross-section (e.g .: Food such as sausage, cheese, meat, fish, etc.) without a weighing machine Facility.

An das Produkt 8 sind dabei keine besonderen Ansprüche zu stellen. Es ist insbesondere nicht an eine vorgegebene Form gebunden (Quader, Zylinder o. ä.).There are no special requirements for product 8 . In particular, it is not tied to a given shape (cuboid, cylinder or the like).

Grundlage für den im folgenden beschriebenen Prozeß sind bekannte Allesschneider, die sich heute bereits vielfach im industriellen Einsatz befinden. Entscheidend ist dabei, daß parallele Schnitte ausgeführt werden.The basis for the process described below are well-known slicer, which is already widely used today are in industrial use. The key is that parallel cuts are made.

Ausgehend von einem bisher konstanten Vorschub des Pro­ duktes ergeben sich durch den sich ändernden Querschnitt des Produktes ungleiche Portionen nach dem Schneiden.Based on a constant feed of the Pro products result from the changing cross-section of the product uneven portions after cutting.

Das neue Verfahren liefert geschnittene Ware, die unabhängig von der sich ändernden Schnittfläche ein nahezu konstantes Gewicht aufweist, ohne das dazu in den laufenden Prozeß manuell einzugreifen ist.The new process delivers cut goods that are independent of the changing cutting surface an almost constant one Has weight without doing this in the ongoing process to intervene manually.

Es wird vorausgesetzt, daß das spezifische Gewicht des Produktes im wesentlichen bekannt ist. In Abhängigkeit von dem gewünschten absoluten Gewicht der abgetrennten Scheiben oder Stücke sowie der vorhandenen Schnittfläche 11 wird eine erforderliche Schnittiefe 2 realisiert.It is assumed that the specific weight of the product is essentially known. Depending on the desired absolute weight of the cut-off slices or pieces and the existing cutting surface 11 , a required depth of cut 2 is realized.

Bekannte LösungsversucheKnown solutions

Zur Zeit existieren bereits vollautomatische Schneide­ maschinen, die ein gewichtsgenaues Schneiden durch den Einsatz einer Wägeeinrichtung anstreben. Dieses Prinzip weist jedoch erhebliche Nachteile auf.Fully automatic cutting edges already exist machines that allow precise weight cutting through the Aim to use a weighing device. This principle however, has significant disadvantages.

Da die abgeschnittene Ware erst im weiteren Prozeß gewogen werden kann, sind nur spekulative Rückschlüsse auf die not­ wendige neue Schnittiefe möglich. Des weiteren ergeben sich wesentliche Totzeiten zwischen den Schnitten.Because the cut goods only weighed in the further process can only be speculative conclusions about the need agile new depth of cut possible. Furthermore result there are significant dead times between cuts.

Wird auf solche Verzögerungen verzichtet und kontinuier­ lich weitergeschnitten bevor eine direkte Rückmeldung von einer Wägeeinrichtung erfolgte, sind größere Ungenauig­ keiten hinsichtlich des Sollgewichtes nicht zu verhindern. Such delays are avoided and continuous cut before direct feedback from a weighing device, are larger inaccurate not to prevent the target weight.  

Lösung der ProblemstellungSolution to the problem

Die Schnittfläche 11 ist umittelbar vor dem Schneiden zu ermitteln.The cut surface 11 is to be determined directly before cutting.

Aus den bekannten Größen (Absolutgewicht der abzutrennenden Portionen, spezifisches Gewicht und dem resultierenden Volumen) ist die Schnittiefe 2 zu bestimmen und durch eine mechanische Vorrichtung einzustellen.The depth of cut 2 is to be determined from the known quantities (absolute weight of the portions to be separated, specific weight and the resulting volume) and adjusted by a mechanical device.

Das Verfahren minimiert die Fehlermöglichkeiten, so daß von einer geringsten möglichen Abweichung vom Sollgewicht aus­ zugehen ist.The method minimizes the possibility of errors, so that the smallest possible deviation from the target weight is coming.

Ferner sind keine zusätzlichen Wartezeiten einzukalku­ lieren, da nach dem Bestimmen der Schnittfläche und einer einfachen Rechenoperation die Schnittiefe 2 direkt ein­ gestellt werden kann.Furthermore, no additional waiting times have to be taken into account, since after determining the cutting area and a simple arithmetic operation, the depth of cut 2 can be set directly.

AusführungsbeispielEmbodiment

Grundsätzlich sind verschiedene Verfahren denkbar, die zur Ermittelung der Schnittfläche 11 herangezogen werden können.In principle, various methods are conceivable that can be used to determine the cutting surface 11 .

So ließen sich beispielsweise unterschiedliche Varianten von mechanischen, elektrischen oder elektromagnetischen Wellen verwerten (Licht, Ultraschall, Wärmestrahlung etc.). Wesentliche Voraussetzung ist, daß sich die zu bestimmende Schnittfläche 11 in irgendeiner auswertbaren Form deut­ lich von der Umgebung abhebt.For example, different variants of mechanical, electrical or electromagnetic waves (light, ultrasound, heat radiation, etc.) could be used. An essential requirement is that the cut surface 11 to be determined stands out clearly from the surroundings in any evaluable form.

Daher sind zusätzliche Quellen sowie die verwendeten Sen­ soren aufeinander abzustimmen.Therefore, additional sources as well as the sen used coordinating with each other.

Im folgenden wird die Erfindung am Beispiel der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsform erläutert.In the following the invention using the example of the Drawing illustrated embodiment explained.

Fig. 1 zeigt schematisch eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Fig. 1 shows schematically an apparatus for performing the method according to the invention.

Fig. 2 zeigt eine Ansicht der Schnittfläche des Produktes wie sie ein Sensor erfassen würde. Fig. 2 shows a view of the cut surface of the product as it would detect a sensor.

Es wird vom Einsatz zusätzlicher Lichtquellen (z. B.: Halo­ gen-Strahler) 7 und einer Kamera 4 zur Auswertung aus­ gegangen. Das Schnittgut 8 wird so ausgeleuchtet, daß sich an einer matten Scheibe 3, an die das Schnittgut 8 herangeführt wird, die Schnittfläche 6 u. 11 insgesamt deutlich abzeichnet.It is assumed that additional light sources (for example: halogen lamps) 7 and a camera 4 are used for evaluation. The clippings 8 are illuminated in such a way that the cut surface 6 u. On a matt disc 3 , to which the clippings 8 are brought. 11 clearly shows overall.

Hinter der Scheibe 2 befindet sich eine Kamera 4, die die beleuchtete Szene erfaßt. Das ausgangsseitige Videosignal wird an eine Auswert- und Steuerelektronik 5 weitergeleitet. Hier werden die Synchronsignale abgetrennt und sind für weitere Steuerzwecke in den folgenden Schaltungen verfügbar. Behind the pane 2 there is a camera 4 which captures the illuminated scene. The video signal on the output side is forwarded to evaluation and control electronics 5 . The synchronization signals are separated here and are available for further control purposes in the following circuits.

Die Luminanzinformation wird mittels eines Komparators digitalisiert, so daß eine eindeutige Aussage über die Schwarz/Weiß-Relation des Bildinhaltes möglich ist. Der Schwarzanteil entspricht dabei der Schnittfläche 11, während der Weißanteil für das beleuchtete Umfeld 10 repräsentativ ist.The luminance information is digitized by means of a comparator so that a clear statement about the black / white relation of the image content is possible. The black component corresponds to the cut surface 11 , while the white component is representative of the illuminated environment 10 .

Das digitalisierte Videosignal wird an einen Zähler weitergeleitet. Der Zähler erhält durch eine logische Verknüpfung nur während den sichtbaren Schwarzzeiten innerhalb eines Vollbildes einen hochfrequenten Takt.The digitized video signal is sent to a counter forwarded. The counter receives a logical Linking only during the visible black periods a high-frequency clock within a full screen.

Dadurch wird erreicht, daß der Zählwert proportional der aktuellen Schnittfläche ist. Durch dieses Verfahren er­ geben sich mit geringem Aufwand kurze Meßzeiten zur exakten Bestimmung der Schnittfläche. Es sind durchaus andere Meßverfahren möglich.This ensures that the count is proportional to the current cutting surface is. Through this procedure he give themselves short measuring times with little effort exact determination of the cutting surface. It is quite other measuring methods possible.

Eine zentrale Mikrocomputer-Einheit wertet aufgrund ge­ eigneter Software den Zählwert aus. Mit den vorgegebenen Daten (spezifisches Gewicht, absolutes Abschneidegewicht) und dem Zählwert, wird die erforderliche Schnittiefe er­ rechnet.A central microcomputer unit evaluates based on ge own software the counter value. With the given Data (specific weight, absolute cut-off weight) and the count value, the required depth of cut is er calculates.

Dieser Wert läßt sich an einen Digital/Analog-Konverter ausgeben. Der Analogwert wird in einen Regelverstärker ein­ gespeist, der eine Vorschubeinheit 9 steuert. Der Vorschub wird hier mittels einer Hydraulik ausgeführt.This value can be output to a digital / analog converter. The analog value is fed into a control amplifier which controls a feed unit 9 . The feed is carried out here by means of a hydraulic system.

Damit kann das Schnittgut 8 oder wahlweise das Schneide­ messer 1 für den auszuführenden Parallelschnitt positioniert werden. Nachdem die gewünschte Position erreicht ist, lößt die Auswert- und Steuerelektronik den Schneidevorgang aus und mißt anschließend erneut die Schnittfläche des nachgeführten Schnittgutes 8.Thus, the clippings 8 or optionally the cutting knife 1 can be positioned for the parallel cut to be carried out. After the desired position has been reached, the evaluation and control electronics trigger the cutting process and then measure the cutting surface of the material to be cut 8 again .

Erzielbare VorteileAchievable advantages

Bei der industriellen Bearbeitung von Lebensmitteln be­ steht der konkrete Bedarf, bei Schneidevorgängen Portionen gleichen Gewichts zu erhalten. Die abgetrennten Scheiben sollten genau einem vorher definierten Sollgewicht ent­ sprechen.In the industrial processing of food be there is a specific need, in the case of cutting portions to get the same weight. The severed slices should exactly correspond to a previously defined target weight speak.

Dadurch wird ein möglichst geringer "Verschnitt" gewähr­ leistet und die maximal mögliche Ausbeute (Anzahl der ab­ getrennten Scheiben) sichergestellt.This ensures the lowest possible "waste" and the maximum possible yield (number of separate panes).

Mit dem vorgestellten Verfahren lassen sich die gewünschten Resultate mit einem vertretbaren Aufwand erreichen.With the presented method the desired ones can be Achieve results with reasonable effort.

Weiterhin ist hier auch erheblich, daß der gesamte Prozeß durch das Meßverfahren und die variabele Positionierung des Messers oder des Schnittgutes nicht nennenswert verzögert wird.It is also significant that the entire process through the measuring method and the variable positioning of the Knife or the clippings not significantly delayed becomes.

Claims (11)

1. Verfahren zum gewichtsgenauene vollautomatischen Schneiden von Produkten fester Konsistenz mit sich änderndem Querschnitt (z. B.: Lebensmittel wie Wurtst, Käse, Fleisch, Fisch usw.),
mit einem Tisch zur Auflage des Produktes,
mit einer Schneideeinrichtung,
mit einer Auswert- und Steuerelektronik,
mit einer Positioniereinrichtung für das Produkt oder für die Schneideeinrichtung,
mit einer Strahlungseinrichtung zur Verdeutlichung der Schnittfläche,
mit Sensoren zur Erfassung der Schnittfläche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schnittfläche von einem Sensor erfaßt wird, der ein Signal abgibt, das an eine Auswert- und Steuer­ elektronik weitergeleitet wird. Der Elektronik ist vorher das spezifische Gewicht des Produktes sowie das Sollgewicht durch Eingaben mitzuteilen. Aus diesen Werten und der erfaßten Schnittfläche ermittelt die Auswertelektronik die erforderliche Schnittiefe des Produktes. Die Steuerelektronik erzeugt ausgehend von der Schnittiefe ein Signal mit dem der berechnete Vorschub des Produktes oder der Schneideeinrichtung einzustellen ist. 1. Method for the fully automatic cutting of products of firm consistency with changing cross-section (e.g. foods such as sausages, cheese, meat, fish etc.),
with a table to support the product,
with a cutting device,
with evaluation and control electronics,
with a positioning device for the product or for the cutting device,
with a radiation device to clarify the cut surface,
with sensors for detecting the cut surface, characterized in that the cut surface is detected by a sensor which emits a signal which is passed on to an evaluation and control electronics. The electronics must first be informed of the specific weight of the product and the target weight by making entries. The evaluation electronics determine the required cutting depth of the product from these values and the detected cutting surface. Starting from the depth of cut, the control electronics generate a signal with which the calculated feed of the product or the cutting device can be set. 2. Verfahren zum gewichtsgenauen vollautomatischen Schneiden nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schnittfläche durch den Einsatz zusätzlicher Strahlungsquellen (Sender von Wellen oder Schwingungen, z. B.: Licht, Ultraschall) derart deutlich erfaßbar gemacht wird, daß die relevante Fläche mit Sensoren, die eine für die ent­ sprechende Wellenlänge hohe Empfindlichkeit aufweisen exakt und schnell zu bestimmen ist.2. Method for weight-accurate fully automatic Cutting according to claim 1, characterized in that the cut surface by the use of additional radiation sources (transmitters from Waves or vibrations, e.g. E.g. light, ultrasound) is made so clearly understandable that the relevant area with sensors, one for the ent speaking wavelength have high sensitivity can be determined precisely and quickly. 3. Verfahren zum gewichtsgenauen vollautomatischen Schneiden von Produkten fester Konsistenz mit sich änderndem Querschnitt (z. B.: Lebensmittel wie Wurst, Käse, Fleisch, Fisch usw.), nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schnittfläche mit Licht angestrahlt wird.3. Method for weight-accurate fully automatic Cutting products with a firm consistency changing cross-section (e.g. food such as sausage, Cheese, meat, fish etc.), according to claim 2, characterized in that the cut surface with Light is illuminated. 4. Verfahren zum gewichtsgenauen vollautomatischen Schneiden von Produkten fester Konsistenz mit sich änderndem Querschnitt (z. B.: Lebensmittel wie Wurst, Käse, Fleisch, Fisch usw.), nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Umgebung der Schnitt­ fläche mit Licht angestrahlt wird.4. Method for weight-accurate fully automatic Cutting products with a firm consistency changing cross-section (e.g. food such as sausage, Cheese, meat, fish etc.), according to claim 2, characterized in that the environment of the cut surface is illuminated with light. 5. Verfahren zum gewichtsgenauen vollautomatischen Schneiden von Produkten fester Konsistenz mit sich änderndem Querschnitt (z. B.: Lebensmittel wie Wurst, Käse, Fleisch, Fisch usw.), nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schnittfläche mit Schallwellen angestrahlt wird.5. Method for weight-accurate fully automatic Cutting products with a firm consistency changing cross-section (e.g. food such as sausage, Cheese, meat, fish etc.), according to claim 2, characterized in that the cut surface with Sound waves are illuminated. 6. Verfahren zum gewichtsgenauen vollautomatischen Schneiden von Produkten fester Konsistenz mit sich änderndem Querschnitt (z. B.: Lebensmittel wie Wurst, Käse, Fleisch, Fisch usw.), nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Umgebung der Schnitt­ fläche mit Schallwellen angestrahlt wird.6. Method for weight-accurate fully automatic Cutting products with a firm consistency changing cross-section (e.g. food such as sausage, Cheese, meat, fish etc.), according to claim 2, characterized in that the environment of the cut surface is illuminated with sound waves. 7. Verfahren zum gewichtsgenauen vollautomatischen Schneiden von Produkten fester Konsistenz mit sich änderndem Querschnitt (z. B.: Lebensmittel wie Wurst, Käse, Fleisch, Fisch usw.), nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schnittfläche mit Wärmestrahlung angestrahlt wird. 7. Method for weight-accurate fully automatic Cutting products with a firm consistency changing cross-section (e.g. food such as sausage, Cheese, meat, fish etc.), according to claim 2, characterized in that the cut surface with Heat radiation is illuminated.   8. Verfahren zum gewichtsgenauen vollautomatischen Schneiden von Produkten fester Konsistenz mit sich änderndem Querschnitt (z. B.: Lebensmittel wie Wurst, Käse, Fleisch, Fisch usw.), nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Umgebung der Schnitt­ fläche mit Wärmestrahlung angestrahlt wird.8. Method for weight-accurate fully automatic Cutting products with a firm consistency changing cross-section (e.g. food such as sausage, Cheese, meat, fish etc.), according to claim 2, characterized in that the environment of the cut surface is illuminated with heat radiation. 9. Verfahren zum gewichtsgenauen vollautomatischen Schneiden von Produkten fester Konsistenz mit sich änderndem Querschnitt (z. B.: Lebensmittel wie Wurst, Käse, Fleisch, Fisch usw.), nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Sensor eine Kamera verwendet wird.9. Method for weight-accurate fully automatic Cutting products with a firm consistency changing cross-section (e.g. food such as sausage, Cheese, meat, fish etc.), according to claim 2, characterized in that a camera as a sensor is used. 10. Verfahren zum gewichtsgenauen vollautomatischen Schneiden von Produkten fester Konsistenz mit sich änderndem Querschnitt (z. B.: Lebensmittel wie Wurst, Käse, Fleisch, Fisch usw.), nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß druckempfindliche Sen­ soren verwendet werden.10. Method for weight-accurate fully automatic Cutting products with a firm consistency changing cross-section (e.g. food such as sausage, Cheese, meat, fish etc.), according to claim 2, characterized in that pressure sensitive Sen sensors are used. 11. Verfahren zum gewichtsgenauen vollautomatischen Schneiden von Produkten fester Konsistenz mit sich änderndem Querschnitt (z. B.: Lebensmittel wie Wurst, Käse, Fleisch, Fisch usw.), nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß wärmeempfindliche Sen­ soren verwendet werden.11. Method for weight-accurate fully automatic Cutting products with a firm consistency changing cross-section (e.g. food such as sausage, Cheese, meat, fish etc.), according to claim 2, characterized in that heat-sensitive Sen sensors are used.
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