KR20190039527A - 조합된 엑스레이 및 광학적 스캐닝을 이용한 절단/분할 - Google Patents

조합된 엑스레이 및 광학적 스캐닝을 이용한 절단/분할 Download PDF

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존 빈 테크놀로지스 코포레이션
노르디셔 마시넨바우 루드. 바더 게엠베하 운트 코. 카게
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Abstract

컨베이어 시스템(12) 상에서 운반되는 동안, 식품 아이템들로부터 원하지 않는 성분들을 절단해서 제거하기 위하여 및/또는 식품 아이템들을 분할하기 위하여, 식품 아이템들을 포함하는 워크피스들(WP)을 처리하기 위한 처리 시스템(10) 및 상응하는 방법(158)이 제공된다. 엑스레이 스캐닝 스테이션(14)은 뼈, 지방, 또는 연골과 같이, 식품 아이템들의 임의의 원하지 않는 성분들의 위치뿐만 아니라 식품 아이템들의 사이즈 및/또는 형상 파라미터들을 알아내기 위하여 업스트림 컨베이어 섹션(20) 상에 배치된다. 그 이후에, 식품 아이템들은 다운스트림 컨베이어(20)에게로 이송되고, 여기에는 식품 아이템들의 사이즈 및/또는 형상 파라미터들을 알아내기 위하여 광학적 스캐너(102)가 배치된다. 광학적 스캐너에 의해 스캔된 식품 아이템이 엑스레이 스캐너에 의해 이전에 스캔된 것과 동일하다는 것을 확인하기 위하여, 엑스레이 및 광학적 스캐닝의 결과들이 프로세서(18)에 전송된다. 필요한 경우, 이러한 동일성이 확인되면, 엑스레이 스캐너로부터의 데이터는 광학적 스캐너로부터의 데이터로 변환되거나 전환된다. 이러한 변환은 X 및/또는 Y 방향으로의 식품 아이템들의 시프팅, 식품 아이템의 회전, 식품 아이템의 사이즈의 스케일링, 및 식품 아이템의 전단 왜곡 중의 하나 이상을 포함할 수 있다. 다음으로, 식품 아이템 내의 원하지 않는 물질의 위치가 엑스레이 스캐닝 데이터로부터 광학적 스캐닝 데이터 상에 맵핑된다. 그 이후에, 원하지 않는 물질은 커터(들)(28)에 의해 제거된다.식품 아이템은 또한(또는 대안적으로) 커터(들)(28)에 의해 분할될 수 있다.

Description

조합된 엑스레이 및 광학적 스캐닝을 이용한 절단/분할
본 발명은 엑스레이 및 광학적 스캐닝을 함께 이용해서 절단/분할하는 것에 관한 것이다.
고기(meat), 가금류(poultry), 생선(fish), 및 다른 식품들의 처리는 뼈(bones), 연골(cartilage), 지방(fat), 금속, 유리, 플라스틱 등과 같이 식품들에서 원하지 않는 물질 또는 성분 또는 결함(defect)(집합적으로 또는 개별적으로 "물질들")의 위치찾기 및 제거뿐만 아니라 원하는 사이즈, 무게, 형상으로의 식품들의 분할을 포함한다. 과거에, 이러한 처리들은 손으로 수행되었었는데, 이것은 노동 집약적인 시도였다. 더욱 최근에는 시스템들 및 방법들은 자동화된 분할 기계(portioning machine)들을 이용해서 식품들을 분할하도록 개발되었다. 식품들로부터 원하지 않는 물질들의 위치찾기 및 제거를 자동화하기 위한 시도들이 또한 있었다. 초기의 시스템들은 식품 내에서 원하지 않는 물질들의 위치를 검출하기 위해, 광학적 스캐너들, 소나(sonar) 스캐너들, 및 침(needle)과 같은 기계적 장치들의 이용을 포함했었다. 일단 위치가 찾아지면, 뼈 또는 다른 원하지 않는 물질들/결함들은, 예를 들어, 고압력 워터젯 커터(high pressure waterjet cutter)들을 이용해서 식품들로부터 잘라질 수 있다.
후속 개발들은 특히 식품의 내부에서 원하지 않는 물질들의 위치를 찾아내기 위하여 엑스레이 스캐너의 이용을 포함했다. 엑스레이 스캐너로부터의 정보는 하나 이상의 칼이든, 워터젯 커터이든, 또는 다른 타입의 커터이든, 절단 장치(들)의 절단 경로를 제어하기 위해 이용된다. 식품은 전형적으로 엑스레이 스캐너를 지나서 컨베이어 상에서 운송된다. 스캐너로부터의 정보는 식품 내의 원하지 않는 물질의 위치를 결정하기 위해 분석된다. 이 정보는 다운스트림 커터(들)의 동작을 제어하기 위해 이용된다.
성공적인 엑스레이 스캐닝은 고무 및/또는 플라스틱으로 이루어진 컨베이어 벨트들과 같이 엑스레이가 투과할 수 있는 컨베이어 벨트 상에서 식품이 운반될 것을 요한다. 하지만, 이러한 컨베이어 벨트들은 워터젯 커터(들)를 이용한 절단/기존의 처리 동안 식품을 운반하기 위해 적절하지 않다. 오히려, 워터젯 절단을 위해, 격자(grid) 또는 "개방(open)" 구조(construction)의 강인한(robust) 금속 벨트는, 예를 들어 워크피스(workpiece)를 관통하는 절단 후에, 워터젯이 벨트를 통과해서 아래로 지나갈 수 있게 할 뿐만 아니라 고압력 워터젯의 충격을 견딜 필요가 있다. 그래서, 식품은 엑스레이 스캐너와 연계된 초기의 고무 또는 플라스틱 벨트로부터 절단을 위한 금속의 격자 타입 벨트로 이송된다(transferred). 이러한 이송 프로세스 동안, 벨트들의 속력(speed)의 차이, 벨트들의 오정렬, 식품들에 대한 벨트들의 "그립(grip)"의 차이 등과 같이 다양한 원인들로 인하여, 식품은 벨트에 대하여 시프트(shift)할 수 있을 뿐만 아니라, 형상이 뒤틀리거나 변화될 수 있다. 결과적으로, 컨베이어 상에서 식품의 위치, 및/또는 엑스레이 스캐너에 의해 검출된 식품의 구성은 다운스트림 워터젯 또는 사용중인 다른 커터(들)에 도달하는 식품과 일치하지 않을 수 있다. 이것은 식품의 절단 및/또는 분할의 부정확성을 낳는다.
상술한 문제점을 처리하기 위한 노력으로서, 제1 평평한 엑스레이 투과가능 벨트(flat X ray permeable belt)와 연계된 엑스레이 스캐너 및 금속의 개방 격자 벨트 위에 위치한 제2 광학적 스캐너를 이용하는 시스템이 개발되었다. 초기의 엑스레이 벨트 위에 및 금속의 개방 격자 컷팅 벨트(open grid cutting belt) 위에 있는 동안 내내 식품 아이템들의 위치를 추적하기 위한 추적 메커니즘이 이용된다. 광학적으로 스캔된 식품이 엑스레이 시스템에 의해 이전에 스캔되었된 것과 동일한 식품이라는 것을 시스템이 확인할 수 있도록 하기 위하여, 제2 개방 격자 벨트 위의 식품 아이템의 추정된 위치를 결정하기 위해 추적 위치 데이터가 이용된다고 한다. 컴퓨터 프로세서는 뼈, 연골, 지방 등의 위치에 관한 엑스레이 이미지 데이터를 비전 시스템(vision system)에 의해 생성된 제2 이미지 데이터 상으로 맵핑한다.
본 발명은 제1 엑스레이 투과가능 벨트 위에 배치된 엑스레이 스캐너 및 다운스트림의 금속 개방 격자 타입 벨트(downstream metallic, open grid type belt) 위에 배치된 제2 광학적 스캐너를 이용해서 식품들로부터 원하지 않는 물질의 위치를 찾아내어 제거하기 위한 향상된 시스템들 및 방법들을 지향한다. 이러한 향상된 시스템들 및 방법들은 또한 식품들을 원하는 사이즈, 형상, 무게 등으로 분할하기 위해 이용될 수 있다.
본 내용은 후술하는 상세한 설명에서 더 기술되는 개념들 중에서 선택된 것을 단순화된 형태로 소개하기 위해 제공된다. 이러한 내용은 청구항에서 청구된 주제(subject matter)의 핵심 특징을 특정하도록 의도된 것이 아니며, 청구항에서 청구된 주제의 범위를 결정하는 데에 도움이 되도록 의도된 것도 아니다.
워크피스들이 컨베이어 시스템 상에서 운반되고 있는 동안, 워크피스들로부터 원하지 않는 성분(undesirable component)들을 절단해서 제거하기 위해서 및/또는 워크피스들을 분할하기 위해서, 식품 아이템(food item) 형태의 워크피스들을 포함하여, 워크피스들을 처리하기 위한 시스템이 제공된다. 식품 아이템 형태의 워크피스의 맥락에서, 컨베이어 시스템은 식품 아이템들을 운송하기 위한 업스트림 컨베이어 섹션을 포함한다. 식품 아이템들의 사이즈 및/또는 형상 파라미터들을 포함하는 식품 아이템들의 물리적 파라미터들을 알아내기 위하여 식품 아이템들을 스캔하기 위해 엑스레이 스캐너가 업스트림 컨베이어 섹션에 배치된다. 하나의 이러한 형상 및/또는 사이즈 파라미터는 식품 아이템의 외부 둘레 구성(outer perimeter configuration)이다. 엑스레이 스캐너는 또한 식품 아이템들로부터 제거될 원하지 않는 성분들의 위치(들)를 알아낸다. 식품 아이템들의 알아낸 물리적 파라미터들은 제1 데이터 세트에 의해서 표현되고, 이것은 식품 아이템들의 사이즈 및/또는 형상 파라미터(들) 및 식품 아이템들의 원하지 않는 성분들의 위치(들)에 상응한다.
엑스레이 스캐너에서부터, 컨베이어 시스템의 다운스트림 컨베이어 섹션은 식품 아이템들을 더 운반하기 위하여 업스트림 컨베이어 섹션으로부터 식품 아이템들을 받는다. 다운스트림 컨베이어 섹션 상의 식품 아이템들의 위치뿐만 아니라 식품 아이템들의 사이즈 및/또는 형상 파라미터들을 포함하는 식품 아이템들의 물리적 파라미터들을 알아내기 위하여 식품 아이템들을 스캔하기 위해 광학적 스캐너가 다운스트림 컨베이어 섹션에 배치된다. 엑스레이 스캐너와 마찬가지로, 광학적 스캐너에 의해 알아낸 사이즈 및/또는 형상 파라미터들은 식품 아이템들의 외부 둘레 구성의 형태일 수 있다. 또한, 광학적 스캐닝으로부터의 식품 아이템의 알아낸 물리적 파라미터들의 적어도 일부는 제2 데이터 세트에 의해 표현된다.
시스템은 또한 식품 아이템을 절단하기 위하여 및/또는 원하지 않는 식품 아이템 성분을 제거하기 위하여 식품 아이템을 분할하기 위한 커터(들)를 포함한다.
시스템을 제어하기 위한 프로세서가 제공된다. 이와 관련하여, 프로세서는 제1 및 제2 데이터 세트들을 수신하도록 구성되고, 광학적 스캐너로부터의 제2 데이터 세트를 엑스레이 스캐너로부터의 표면적으로는(ostensible) 상응하는 제1 데이터 세트와 비교한다. 이러한 비교를 위한 하나의 목적은 광학적 스캐너에 의해 스캔된 식품 아이템이 엑스레이 스캐너에 의해 이전에 스캔된 동일한 식품 아이템에 해당하는지를 확인하는 것이다.
프로세서는 또한 대응 또는 매치(match)를 알아내기 위하여 제1 및 제2 데이터 세트들의 상응하는 부분들을 비교한다. 만일 사이즈/형상 파라미터들과 관계된 제1 및 제2 데이터 세트들 사이에 충분한 차이(sufficient variation)가 존재한다면, 제1 데이터 세트의 제2 데이터 세트로의 변환(translation)이 선택적으로(optionally) 수행될 수 있다. 이러한 변환들은: 식품 아이템의 방향적 변환(directional translation), 식품 아이템의 회전적 변환(rotational translation), 식품 아이템의 사이즈 스케일링(scaling the size), 및 식품 아이템의 전단 왜곡(shear distortion) 중의 하나 이상을 포함한다.
프로세서는 또한 식품 아이템의 원하지 않는 성분들의 위치를 찾아내고, 및/또는 원하는 방식으로 식품 아이템을 어떻게 분할할지 결정한다. 그 이후에, 프로세서는, 식품 아이템 데이터가 변환되었는지 변환되지 않았는지 간에, 원하지 않는 식품 아이템 성분들을 제거하기 위하여 및/또는 식품 아이템을 분할하기 위하여 식품 아이템을 절단하도록 커터(들)를 제어한다.
상술한 바와 같이, 엑스레이 스캐너뿐만 아니라 광학적 스캐너에 의해 알아낸 물리적 파라미터는 식품 아이템의 외부 둘레 구성을 포함할 수 있다. 이와 관련하여, 제1 및 제2 데이터 세트들은 식품 아이템의 외부 둘레를 따라서 있는 위치들에 상응할 수 있다. 더욱 구체적으로는, 제1 및 제2 데이터 세트들은 식품 아이템들의 외부 둘레 부분을 따라서 있는 위치들에 상응하는 좌표들에 해당할 수 있다.
또한, 상술한 바와 같이, 엑스레이 스캐너 및/또는 광학적 스캐너에 의해 알아낸 물리적 파라미터들은 식품 아이템들의 사이즈 및/또는 형상 파라미터들을 포함하고, 더욱 구체적으로는 식품 아이템들의 외부 둘레 구성들을 포함한다. 엑스레이 스캐너 및/또는 광학적 스캐너에 의해 알아낸 추가적인 사이즈 및/또는 형상 파라미터들은 식품 아이템 길이, 폭, 종횡비(aspect ratio), 두께, 두께 프로파일(thickness profile), 윤곽, 외부 윤곽, 외부 둘레 사이즈, 외부 둘레 형상 및/또는 무게를 포함할 수 있다.
본 발명의 추가적 관점으로서, 만일 광학적 스캐너에 의해 스캔된 식품 아이템이 엑스레이 스캐너에 의해 이전에 스캔된 식품 아이템과 동일한 식품 아이템이 아니라고 프로세서가 결정하면, 프로세서는 엑스레이 스캐너에 의해 스캔된 후속(subsequent) 식품 아이템이 광학적 스캐너에 의해 스캔된 것과 동일한 식품 아이템인지 여부를 결정하도록 작동가능하다(operable). 이와 관련하여, 엑스레이 스캐너에 의해 스캔된 식품 아이템은 광학적 스캐너에 도달하기 전에 컨베이어 시스템으로부터 제거되었을 수 있다. 그래서, 제거된 식품 아이템의 제1 데이터 세트에 대하여 상응하는 제2 데이터 세트가 존재하지 않을 것이다. 광학적 스캐너에 의해 알아낸 다음(next) 데이터 세트는 컨베이어 시스템으로부터 제거된 식품 아이템에 후속하는 식품 아이템을 위한 것일 것이다. 그래서, 프로세서가 광학적 스캐너에 의해 알아낸 데이터 세트를 제거된 식품 아이템의 데이터 세트와 비교할 때, 매치(match)가 발생하지 않을 것이다. 하지만, 식품 아이템이 컨베이어 시스템으로부터 제거된 다음의 식품 아이템과 관련된 비교에 있어서, 제1 및 제2 데이터 세트들의 매치가 발생할 것이다. 이러한 방식으로, 본 시스템은 컨베이어 시스템으로부터 제거된 식품 아이템이 광학적 스캐너에 절대로 도달하지 않을 것이라고 판단할 것이다.
프로세서에 의한 제1 및 제2 데이터 세트들의 비교는 다양한 분석 방법론을 이용해서 수행될 수 있다. 하나의 이러한 방법론은 평균 제곱근 오차 분석(Root Mean Square error analysis)이고, 여기서 제1 및 제2 데이터 세트들의 값들이 비교될 수 있다. 이용될 수 있는 제2 분석 방법론은 제1 및 제2 데이터 세트들의 선택된 데이터값들의 표준편차들을 비교하는 것이다. 제1 및 제2 데이터 세트들로부터의 데이터가 충분히 유사해서 엑스레이 스캐너와 광학적 스캐너에 의해 스캔된 상응하는 식품 아이템들이 동일하다는 것을 설정된 값 아래의 편차들이 나타내도록 임계치(threshold) 또는 기준(benchmark) 표준편차가 미리 설정될(preset) 수 있다. 이용될 수 있는 제3 분석 방법론은 제1 및 제2 데이터 세트들의 최소제곱회귀 분석(least squares regression analysis)이다. 다른 분석 방법론들이 이용될 수 있다.
상술한 시스템은 엑스레이 스캐너에서부터 광학적 스캐너까지 컨베이어 시스템을 따라서 식품 아이템들의 위치가 모니터링될 것을 필요로 하지 않는다는 점이 이해될 것이다.
하지만, 컨베이어 시스템을 따라서 식품 아이템의 이동의 위치가 모니터링되지 않는다고 하더라도, 식품 아이템이 업스트림 컨베이어 섹션을 떠날 때 프로세서가 제1 데이터 세트를 수신하면, 다운스트림 컨베이어 섹션의 속력 및 다운스트림 컨베이어 섹션을 따라서 있는 광학적 스캐너의 위치를 기초로 하여 엑스레이 스캔된 식품 아이템이 광학적 스캐너에 도달할 시점(point in time)의 근사치(approximation)가 만들어질 수 있다.
본 발명의 추가적 관점으로서, 다운스트림 컨베이어는 컨베이어 벨트를 채용할 수 있다. 이러한 경우에, 프로세서는 제1 데이터 세트를 수신할 때 광학적 스캐너에 대한 컨베이어 벨트의 위치에 주목할(note) 수 있고, 이로써 식품이 광학적 스캐너에 도달할 때에 대한 근사치(approximation)를 제공할 수 있다. 하지만, 상술한 바와 같이, 프로세서에 의한 이러한 모니터링은 본 발명의 시스템 하에서 요구되지 않는다.
본 발명의 추가적 관점 하에서, 이송 컨베이어 섹션이 업스트림 컨베이어 섹션과 다운스트림 컨베이어 섹션 사이에 배치될 수 있다. 이러한 이송 컨베이어는 제1 컨베이어 섹션과 제2 컨베이어 섹션 사이에서 상이한 높이들을 수용하기 위해 이용될 수 있다. 게다가, 이송 컨베이어는 업스트림 컨베이어로부터 식품을 받은 후 식품의 소규모 왜곡(little distortion)을 가지고 다운스트림 컨베이어에 식품을 전달하기 위하여 각각의 단부(end)에서 샤프 노우즈(sharp nose)들을 가질 수 있다. 이러한 방식으로, 업스트림 컨베이어 섹션 및 다운스트림 컨베이어 섹션의 인접한 단부들은 전형적인 상대적으로 큰 반지름의 노우즈들을 가질 수 있다.
본 발명의 추가적 관점 하에서, 식품 아이템들의 사이즈 및/또는 형상 파라미터들을 포함하는 식품 아이템들의 물리적 파라미터들을 알아내기 위하여 업스트림 컨베이어 섹션 상의 식품 아이템들을 스캔하기 위한 제2 광학적 스캐너가 업스트림 컨베이어 섹션에 배치된다. 선택적으로, 제2 스캐너는 또한 식품 아이템들로부터 제거될 원하지 않는 성분들의 위치(들)를 알아내기 위하여 식품 아이템들을 스캔할 수 있다. 제2 광학적 스캐너에 의해 알아낸 물리적 파라미터들은 식품 아이템들의 사이즈 및/또는 형상 및 선택적으로(optionally) 식품 아이템들의 원하지 않는 성분들의 위치(들)와 관련이 있는 파라미터들에 상응하는 제3 데이터 세트에 의해 표현된다.
하나의 옵션(option)으로서, 제1, 제2 및 제3 데이터 세트들은 제1 광학적 스캐너로부터의 제2 데이터 세트를 제2 광학적 스캐너로부터의 제3 데이터 세트와 비교하는 프로세서에 전송된다. 제2 및 제3 데이터 세트들 사이에 충분한 차이가 존재한다면, 제3 데이터 세트의 제2 데이터 세트로의 변환(translation)이 선택적으로 수행될 수 있다. 이러한 변환들은: 식품 아이템의 방향적 변환(directional translation), 식품 아이템의 회전적 변환(rotational translation), 식품 아이템의 사이즈 스케일링(scaling the size), 및 식품 아이템의 전단 왜곡(shear distortion) 중의 하나 이상을 포함한다. 대안으로서, 엑스레이 스캐너 및 제2 광학적 스캐너로부터의 출력은 엑스레이 스캐너 및 제2 광학적 스캐너와 연계된 제2 데이터 프로세서에 전송될 수 있고, 이러한 제2 데이터 프로세서는 제1 및 제3 데이터 세트들을 생성해서, 제1 광학적 스캐너의 데이터 세트와 함께 이러한 데이터 세트들을 처리하기 위해 이러한 데이터 세트들을 시스템 프로세서에 전송할 수 있다.
엑스레이 스캐너 및 제2 광학적 스캐너에 의해 알아낸 데이터를 이용해서, 프로세서는 식품 아이템 내에서 원하지 않는 성분들의 위치를 알아낸다. 그 이후에, 프로세서는 원하지 않는 식품 아이템 성분들을 제거하기 위하여 식품 아이템들을 절단하도록 커터 또는 복수의 커터들을 제어한다.
워크피스들이 컨베이어 시스템 상에서 운반되고 있는 동안, 워크피스들로부터 원하지 않는 성분들을 절단해서 제거하기 위하여 및/또는 워크피스들을 분할하기 위하여, 식품 아이템(food item) 형태의 워크피스들을 포함하여, 워크피스들을 처리하기 위한 방법이 제공된다. 식품 아이템 형태의 워크피스의 맥락에서, 방법은 업스트림 컨베이어 섹션 상에서 식품 아이템들을 운반하는 단계를 포함한다. 식품 아이템들의 사이즈 및/또는 형상 파라미터들을 포함하는 식품 아이템들의 물리적 파라미터들을 알아내기 위하여, 식품 아이템들은 업스트림 컨베이어 섹션 상에 있는 동안 엑스레이 스캐너로 스캔된다. 하나의 이러한 형상 및/또는 사이즈 파라미터는 식품 아이템의 외부 둘레 구성이다. 식품 아이템들로부터 제거될 원하지 않는 성분들의 위치(들) 또한 엑스레이 스캐너로 알아내어 진다. 식품 아이템들의 알아낸 물리적 파라미터들은 제1 데이터 세트에 의해서 표현되고, 이것은 식품 아이템들의 사이즈 및/또는 형상 파라미터(들) 및 식품 아이템들의 원하지 않는 성분들의 위치(들)에 상응한다.
엑스레이 스캐너에서부터, 식품 아이템들은 추가 운반(further conveyance)을 위하여 다운스트림 컨베이어 섹션으로 이송된다. 다운스트림 컨베이어 섹션 상의 식품 아이템들의 위치뿐만 아니라 식품 아이템들의 사이즈 및/또는 형상 파라미터들을 포함하는 식품 아이템들의 물리적 파라미터들을 알아내기 위하여 다운스트림 컨베이어 섹션에 배치된 광학적 스캐너에 의해 식품 아이템들이 스캔된다. 엑스레이 스캐너와 마찬가지로, 광학적 스캐너에 의해 알아낸 사이즈 및/또는 형상 파라미터들은 식품 아이템들의 외부 둘레 구성의 형태일 수 있다. 또한, 광학적 스캐닝으로부터의 식품 아이템의 알아낸 물리적 파라미터들의 적어도 일부는 제2 데이터 세트에 의해 표현된다.
식품 아이템들은 원하지 않는 식품 아이템 성분을 제거하기 위하여 및/또는 식품 아이템들을 분할하기 위하여 커터 또는 복수의 커터들에 의해 다음에 절단된다.
프로세서는 시스템을 제어한다. 이와 관련하여, 프로세서는 제1 및 제2 데이터 세트들을 수신하고, 광학적 스캐너로부터의 제2 데이터 세트를 엑스레이 스캐너로부터의 표면적으로는(ostensible) 상응하는 제1 데이터 세트와 비교한다. 이러한 비교를 위한 하나의 목적은 광학적 스캐너에 의해 스캔된 식품 아이템이 엑스레이 스캐너에 의해 이전에 스캔된 동일한 식품 아이템인지를 확인하는 것이다.
프로세서는 또한 대응 또는 매치(match)를 알아내기 위하여 사이즈 및/또는 형상 파라미터들과 관계된 제1 및 제2 데이터 세트들의 상응하는 부분들을 비교한다. 만일 제1 및 제2 데이터 세트들 사이에 충분한 차이가 존재한다면, 제1 데이터 세트가 제2 데이터 세트로 변환될 수 있다. 이러한 변환들은: 식품 아이템의 방향적 변환, 식품 아이템의 회전적 변환, 식품 아이템의 사이즈 스케일링, 및 식품 아이템의 전단 왜곡 중의 하나 이상을 포함한다.
프로세서에 의해 식품 아이템 상의 원하지 않는 성분들의 위치가 찾아내어 지고, 및/또는 원하는 방식으로 식품 아이템을 어떻게 분할할지에 대한 결정이 이루어진다. 그 이후에, 식품 아이템이 변환되었든지 또는 변환되지 않았든지, 원하지 않는 식품 아이템 성분들을 제거하기 위하여 및/또는 식품 아이템을 분할하기 위하여 식품 아이템을 절단하도록 프로세서에 의해 커터(들)가 작동되고 제어된다.
상술한 바와 같이, 엑스레이 스캐너뿐만 아니라 광학적 스캐너는 식품 아이템들의 외부 둘레 구성을 포함할 수 있는 식품 아이템들의 물리적 파라미터를 알아낸다. 이와 관련하여, 엑스레이 스캐너 및 광학적 스캐너에 의해 생성된 제1 및 제2 데이터 세트들은 식품 아이템의 외부 둘레를 따라서 있는 위치들에 상응할 수 있다. 더욱 구체적으로는, 제1 및 제2 데이터 세트들은 식품 아이템들의 외부 둘레 부분을 따라서 있는 위치들에 상응하는 좌표들에 해당할 수 있다.
또한, 상술한 바와 같이, 엑스레이 스캐너 및/또는 광학적 스캐너에 의해 알아낸 물리적 파라미터들은 식품 아이템들의 사이즈 및/또는 형상 파라미터들을 포함하고, 더욱 구체적으로는 식품 아이템들의 외부 둘레 구성들을 포함한다. 엑스레이 스캐너 및/또는 광학적 스캐너에 의해 알아낸 추가적인 사이즈 및/또는 형상 파라미터들은 식품 아이템 길이, 폭, 종횡비, 두께, 두께 프로파일, 윤곽, 외부 윤곽, 외부 둘레 사이즈, 외부 둘레 형상, 부피 및/또는 무게를 포함할 수 있다.
본 발명의 추가적 관점으로서, 만일 광학적 스캐너에 의해 스캔된 식품 아이템이 엑스레이 스캐너에 의해 이전에 스캔된 식품 아이템과 동일한 식품 아이템이 아니라고 프로세서가 결정하면, 프로세서는 엑스레이 스캐너에 의해 스캔된 후속(subsequent) 식품 아이템이 광학적 스캐너에 의해 스캔된 것과 동일한 식품 아이템인지 여부를 결정한다. 이와 관련하여, 엑스레이 스캐너에 의해 스캔된 식품 아이템은 광학적 스캐너에 도달하기 전에 컨베이어 시스템으로부터 제거되었을 수 있다. 그래서, 제거된 식품 아이템의 제1 데이터 세트에 대해 상응하는 제2 데이터 세트가 존재하지 않을 것이다. 광학적 스캐너에 의해 알아낸 다음(next) 데이터 세트는 컨베이어 시스템으로부터 제거된 식품 아이템에 후속하는 식품 아이템을 위한 것일 것이다. 이와 관련하여, 광학적 스캐너에 의해 알아낸 데이터 세트가 제거된 식품 아이템의 데이터 세트와 프로세서에 의해 비교될 때, 매치(match)가 발생하지 않을 것이다. 하지만, 식품 아이템이 컨베이어 시스템으로부터 제거된 후의 다음 식품 아이템과 관련된 비교에 있어서, 제1 및 제2 데이터 세트들의 매치가 발생할 것이다(단지 하나의 식품 아이템만이 제거되었다고 가정함). 이러한 방식으로, 본 시스템은 식품 아이템이 컨베이어 시스템으로부터 제거되었고 광학적 스캐너에 절대로 도달하지 않을 것이라고 판단한다.
프로세서는 제1 및 제2 데이터 세트들을 비교하기 위하여 다양한 분석 방법론들을 이용할 수 있다. 하나의 이러한 방법론은 평균 제곱근 오차 분석이고, 여기서 제1 및 제2 데이터 세트들의 값들이 비교될 수 있다. 이용될 수 있는 제2 분석 방법론은 제1 및 제2 데이터 세트들의 데이터값들의 표준편차의 비교이다. 제1 및 제2 데이터 세트들로부터의 데이터가 충분히 유사해서 엑스레이 스캐너와 광학적 스캐너에 의해 스캔된 상응하는 식품 아이템들이 동일하다는 것을 설정된 값 아래의 편차들이 나타내도록 임계치 또는 기준 표준편차가 미리 설정될 수 있다. 이용될 수 있는 제3 분석 방법론은 제1 및 제2 데이터 세트들의 최소제곱회귀 분석이다. 다른 분석 방법론들이 이용될 수 있다.
상술한 방법 하에서, 엑스레이 스캐너에서부터 광학적 스캐너까지 컨베이어 시스템을 따라서 식품 아이템들의 위치가 모니터링되거나 추적되지 않는다는 점이 이해될 것이다.
하지만, 컨베이어 시스템을 따라서 식품 아이템들의 이동의 위치들이 모니터링되지 않는다고 하더라도, 식품 아이템들이 업스트림 컨베이어 섹션을 떠날 때 프로세서가 제1 데이터 세트들을 수신하면, 다운스트림 컨베이어 섹션의 속력 및 다운스트림 컨베이어 섹션을 따라서 있는 광학적 스캐너의 위치를 기초로 하여 엑스레이 스캔된 식품 아이템들이 광학적 스캐너에 도달할 시점(point in time)의 근사치가 계산될(approximated) 수 있다.
본 발명의 추가적 관점으로서, 다운스트림 컨베이어는 컨베이어 벨트를 채용할 수 있다. 이러한 경우에, 제1 데이터 세트를 수신할 때 프로세서는 광학적 스캐너에 대한 컨베이어 벨트의 위치에 주목할 수 있고, 이로써 식품이 광학적 스캐너에 도달할 때에 대한 근사치(approximation)를 제공할 수 있다. 하지만, 상술한 바와 같이, 프로세서에 의한 이러한 모니터링은 본 발명의 방법 하에서 요구되지 않는다.
본 발명의 추가적 관점 하에서, 업스트림 컨베이어 섹션과 다운스트림 컨베이어 섹션 사이에 배치된 이송 컨베이어 섹션을 이용해서, 식품이 업스트림 컨베이어 섹션으로부터 다운스트림 컨베이어 섹션으로 이송된다. 이러한 이송 컨베이어는 제1 컨베이어 섹션과 제2 컨베이어 섹션 사이에서 상이한 높이들을 수용한다. 게다가, 각각의 단부(end)에서 샤프 노우즈(sharp nose)들을 가지는 이송 컨베이어는 업스트림 컨베이어로부터 식품을 받고, 이후 식품의 소규모 왜곡을 가지고 다운스트림 컨베이어에 식품을 전달한다. 이러한 방식으로, 업스트림 컨베이어 섹션 및 다운스트림 컨베이어 섹션의 인접한 단부들은 전형적인 상대적으로 큰 반지름의 노우즈들로 구성될 수 있다.
본 발명의 추가적 관점 하에서, 식품 아이템들의 사이즈 및/또는 형상 파라미터들을 포함하는 식품 아이템들의 물리적 파라미터들뿐만 아니라, 선택적으로(optionally) 식품 아이템들로부터 제거될 원하지 않는 성분들의 위치를 알아내기 위하여 업스트림 컨베이어 섹션 상에 배치된 제2 광학적 스캐너로 식품이 스캔된다. 엑스레이 스캐너와 제2 광학적 스캐너는 양쪽 모두 업스트림 컨베이어 섹션에 배치되기 때문에, "매칭(matching)" 프로세스를 이용할 필요 없이, 엑스레이 대상 데이터는 제2 스캐너의 스캔 데이터 상으로 직접적으로 중첩될 수 있다. 게다가, 제1 광학적 스캐너에 의해 스캔된 식품 아이템이 제2 광학적 스캐너에 의해 스캔된 식품 아이템과 상응하는지를 판단하고 확인하기 위하여, 제1 광학적 스캐너로부터의 제2 데이터 세트가 제2 광학적 스캐너로부터의 제3 데이터 세트와 비교된다.
제2 광학적 스캐너를 이용함으로써, 엑스레이 스캐너는 업스트림 및 다운스트림 컨베이어들 사이의 워크피스들을 매칭(matching)하는 데에 사용하기 위한 워크피스들의 외부 윤곽을 생성할 필요가 없다는 점이 이해될 것이다. 오히려, 엑스레이 스캐닝 데이터는 단지 워크피스들로부터 제거될 원하지 않는 물질들의 위치를 찾아내어 원하지 않는 물질들의 제거를 위해 커터 장치의 절단 경로들을 결정하기 위해서 필요하다. 게다가, 두 개의 광학적 스캐너들의 이미징 프로세스는 유사하기 때문에, 엑스레이 스캐닝 데이터를 이용해서 워크피스들의 외부 윤곽을 생성하는 결과로 얻어지는 데이터 매치에 비하여, 두 개의 광학적 스캐너들로부터의 데이터 간의 잠재적으로 더 우수한 매치가 발생할 것이다.
상술한 관점들 및 본 발명의 수반되는 이점들 중의 많은 것들은 첨부도면들과 함께 고려될 때 이하의 상세한 설명을 참조하여 더 잘 이해될 것이기 때문에 더욱 즉각적으로 이해될 것이다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따라서 워크 프로덕트들을 처리하기 위한 장치 및 방법의 개략적 표현이다;
도 2는 도 1에 도시된 시스템의 부분회화도(fragmentary pictorial view)이다;
도 3은 본 시스템 및 방법을 가지고 이용될 수 있는 엑스레이 스캐너의 개략도이다;
도 4는 본 발명의 시스템 및 방법을 가지고 이용될 수 있는 다른 엑스레이 스캐너의 개략도이다;
도 5는 본 발명의 장치 및 방법을 가지고 이용될 수 있는 컨베이어의 일부의 부분도(fragmentary view)이다;
도 6a 내지 6f는 워크 프로덕트들이 제1 컨베이어 벨트에서부터 제2 컨베이어 벨트로 이송될 때 움직이거나 왜곡될 수 있는 방식을 개략적으로 도시한다;
도 7은 도 1 및 2에 상응하는 워크 프로덕트 처리 방법의 흐름도이다;
도 8은 본 발명에 따라서 워크 프로덕트들을 처리하기 위한 장치 및 방법의 제2 실시예의 개략적 표현이다;
도 9는 도 8에 도시된 방법에 상응하는 흐름도이다; 그리고
도 10은 본 발명에 따라서 워크 프로덕트들을 처리하기 위한 장치 및 방법의 제3 실시예의 개략적 표현이다.
첨부도면들과 관련하여 이하에서 제시된 설명은 본 명세서에서 공개된 주제(subject matter)의 다양한 실시예들의 설명으로서 의도되며, 실시예들만을 나타내려고 의도된 것이 아니고, 첨부도면들에서 동일한 참조번호는 동일한 엘리먼트를 가리킨다. 본 명세서에서 설명된 각각의 실시예는 단지 예시 또는 실례로서 제공되는 것이며, 다른 실시예들에 비하여 바람직하거나 유익한 것으로 여겨지지 않아야 한다. 본 명세서에서 기술되는 예시적인 실시예들은 한정열거적인 것으로 의도되지 않으며, 본 발명을 공개된 엄밀한 형태로 제한하는 것으로 의도되지 않는다. 유사하게, 본 명세서에서 기술되는 임의의 단계들은 동일하거나 실질적으로 유사한 결과를 달성하기 위하여 다른 단계들 또는 단계들의 조합들과 상호 교환가능할 수 있다.
이하의 설명에서, 본 발명의 예시적인 실시예들의 완전한 이해를 제공하기 위하여 많은 특정한 세부사항들이 제시된다. 하지만, 본 발명의 다수의 실시예들이 특정한 세부사항들의 일부 또는 전부 없이도 실시될 수 있다는 점이 통상의 기술자에게 명백할 것이다. 몇몇 예들에서, 잘 알려진 처리 단계들은 본 발명의 다양한 관점들을 불필요하게 모호하게 하지 않기 위하여 자세히 기술되지 않았다. 게다가, 본 발명의 실시예들은 본 명세서에서 기술된 특징들의 임의의 조합을 채용할 수 있다는 점이 이해될 것이다.
본 출원은 "앞으로 향하는(forward)", "뒤로 향하는(rearward)", "앞(front)", "뒤(back)", "앞에(ahead)", "뒤에(behind)", "위로 향하는(upward)", "아래로 향하는(downward)", "위(above)", "아래(below)", "꼭대기(top)", "바닥(bottom)", "오른쪽(right hand)", "왼쪽(left hand)", "안에(in)", "밖에(out)", "연장된(extended)", "전진한(advanced)", "수축된(retracted)", "근위(proximal)" 및 "원위(distal)"와 같은 "방향들"에 대한 언급들을 포함할 수 있다. 본 출원에서 이러한 언급들 및 다른 유사한 언급들은 단지 본 발명의 설명 및 이해를 돕는데 도움이 되기 위한 것이며, 본 발명을 이러한 방향들로 제한하려고 의도된 것이 아니다.
본 출원은 "대체로(generally)", "근사적으로(approximately)", "약(about)", 또는 "실질적으로(substantially)"와 같은 수식어들을 포함할 수 있다. 이러한 용어들은 논의가 되고 있는 "치수", "형상", "온도", "시간" 또는 다른 물리적 파라미터가 정확할 필요는 없지만 실시되기 위해 요구되는 기능이 수행될 수 있는 한 달라질 수 있다는 것을 나타내기 위하여 수식어로서 기능하는 것으로 의도된다. 예를 들어, "형상이 대체로 원형인(generally circular in shape)"이라는 문구에서, 논의가 되고 있는 구조물의 요구되는 기능이 수행될 수 있는 한 형상은 정확히 원형일 필요가 없다.
이하의 설명에서, 본 발명의 다양한 실시예들이 기술된다. 이하의 설명에서 및 첨부도면들에서, 상응하는 시스템들 어셈블리들, 장치, 및 유닛(unit)들은 알파벳 첨자(alpha suffix)를 가지고 동일한 부품 번호에 의해 식별될 수 있다. 동일 또는 유사한 이러한 시스템들, 어셈블리들, 장치, 및 유닛들의 부품들/구성요소들의 설명은 본 출원의 리던던시(redundancy)를 피하기 위하여 반복되지 않는다.
본 출원 및 청구항들에서, "음식물(food)", "식품(food product)들", "식품 피스들(food pieces)", 및 "식품 아이템들(food items)"에 대한 언급은 상호교환가능하게 사용되고, 모든 종류의 음식물들을 포함하는 것으로 의도된다. 이러한 음식물들은 고기, 생선, 가금류, 과일들, 채소들, 견과류들, 또는 다른 타입의 음식물들을 포함할 수 있다. 또한, 본 시스템들 및 방법들은 부분적으로 및/또는 완전히 처리되거나 조리된 식품들뿐만 아니라 미가공 식품(raw food product)들도 대상으로 한다.
게다가, 식품들 또는 식품 아이템들에 대해 구체적으로 적용가능하더라도, 본 출원에서 공개되고 본 청구항들에서 정의된 시스템, 장치 및 방법들은 음식물 영역(food area)의 밖에서도 이용될 수 있다. 따라서, 본 출원 및 청구항들은 "워크 프로덕트들(work products)" 및 "워크피스들(workpieces)"을 언급하는데, 이 용어들은 서로 동의어이다. 워크 프로덕트들 및 워크피스들에 대한 언급은 또한 음식물, 식품들, 식품 피스들, 및 식품 아이템들을 포함하는 것으로 이해된다.
워크피스의 사이즈 및/또는 형상을 포함하는 워크피스의 물리적 파라미터들을 알아내기 위하여, 본 발명의 시스템 및 방법은 식품 아이템들을 포함하는 워크피스들의 스캐닝을 포함한다. 이러한 사이즈 및/또는 형상 파라미터들은 다른 파라미터들 중에서도 워크피스의 길이, 폭, 종횡비, 두께, 두께 프로파일, 윤곽, 외부 윤곽, 외부 둘레, 외부 둘레 구성, 외부 둘레 사이즈, 외부 둘레 형상, 부피 및/또는 무게를 포함할 수 있다. 식품 아이템들을 포함하는 워크피스들의 길이, 폭, 길이/폭 종횡비, 및 두께의 물리적 파라미터들과 관련하여, 이러한 물리적 파라미터들은 이러한 파라미터들의 최대값(maximum value), 평균값(average value), 평균값(mean value), 및/또는 중간값(medium value)을 포함할 수 있다. 워크피스의 두께 프로파일과 관련하여, 이러한 프로파일은 워크피스의 폭을 가로질러 워크피스의 길이를 따라서 있을 수 있을 뿐만 아니라 워크피스의 폭 및 길이 양쪽 모두를 가로질러/따라서 있을 수 있다.
상술한 바와 같이, 알아내어 지고, 측정되고, 분석 등이 될 수 있는 워크피스의 추가적 파라미터는 워크피스의 윤곽(contour)이다. 윤곽이라는 용어는, 워크피스의 베이스(base) 또는 바닥(bottom)에서 또는 워크피스의 두께를 따라서 임의의 높이에서, 워크피스의 아웃라인(outline), 형상, 및/또는 형태를 지칭할 수 있다. "외부 윤곽(outer contour)"이라는 파라미터 용어는 워크피스의 가장 바깥쪽의 경계(boundary) 또는 엣지(edge)를 따라서 있는 워크피스의 아웃라인, 형상, 형태 등을 지칭할 수 있다.
워크피스의 "둘레(perimeter)"라고 지칭되는 파라미터는 워크피스 주위의 경계 또는 거리를 지칭한다. 그래서, 외부 둘레, 외부 둘레 구성, 외부 둘레 사이즈, 및 외부 둘레 형상이라는 용어들은 워크피스의 가장 바깥쪽의 경계 또는 엣지의 둘레 길이(distance around), 구성, 사이즈, 및 형상과 관련이 있다.
상술한 열거된 사이즈 및/또는 형상 파라미터들은 제한 또는 한정열거를 의도하는 것이 아니다. 본 시스템 및 방법에 의해, 다른 사이즈 및/또는 형상 파라미터들이 알아내어 지고, 모니터링되고, 측정 등이 될 수 있다. 게다가, 상술한 앞의 특정한 사이즈 및/또는 형상 파라미터들의 정의들 또는 설명들은 제한 또는 한정열거를 의도하는 것이 아니다.
스캐닝 스테이션에서 방출된 엑스레이들을 통과시키지 않는(impervious) 컨베이어 벨트(16) 상에서 수송되고 있는 동안 엑스레이 스캐닝 스테이션(X-ray scanning station)(14)을 지나서 식품들과 같은 워크 프로덕트들(WP)을 운송하기 위한 제1 또는 업스트림 컨베이어(upstream conveyor)(12)를 포함하는 것으로서 처리 시스템(processing system)(10)의 제1 실시예가 도 1 및 도 2에서 도시된다. 워크 프로덕트들의 사이즈 및/또는 형상과 관련된 워크 프로덕트들(WP)의 물리적 파라미터들을 알아내기 위하여, 워크 프로덕트들(WP)이 스캐닝 스테이션(14)에서 검사된다(inspected). 이러한 파라미터들은, 예를 들어, 길이, 폭, 종횡비, 두께, 두께 프로파일, 윤곽, 외부 윤곽 구성, 둘레, 외부 둘레 구성, 외부 둘레 사이즈 및 형상, 부피 및/또는 무게뿐만 아니라 워크 프로덕트들이 뼈, 지방, 연골, 금속, 유리, 플라스틱 등과 같은 임의의 원하지 않는 물질들을 포함하고 있는지 여부 및 워크 프로덕트들 내에서 원하지 않는 물질들의 위치를 포함할 수 있다. 스테이션(14)에서 일어나는 스캐닝의 결과들은 프로세서(18)에 전송된다. 워크 프로덕트가 스테이션(14)에서 스캔된 후에, 그것은 제1 컨베이어(16)의 다운스트림에 위치한 제2 또는 다운스트림 컨베이어(downstream conveyor)(20)에게로 이송된다. 제2 컨베이어(20)는 격자 또는 개방 구조의 벨트(22)를 포함한다. 엑스레이 스캐닝 스테이션(14)에서 워크 프로덕트들(WP)을 스캔하는 논의에서 앞서 식별된 바와 같이, 예를 들어, 워크 프로덕트의 사이즈 및/또는 형상과 관련된 물리적 파라미터들을 포함하여, 워크 프로덕트의 물리적 파라미터들을 알아내기 위하여, 광학적 스캐닝 스테이션(optical scanning station)(24)이 컨베이어(20)를 따라서 위치해 있다.
스테이션(24)에서 일어나는 광학적 스캐닝의 결과들은 프로세서(18)에 전송된다. 프로세서(18)는 스테이션(24)에서 스캔된 워크 프로덕트가 스테이션(14)에서 이전에 스캔된 워크 프로덕트와 동일하다는 것을 우선 확인해 주기(confirm) 위하여 엑스레이 스캐닝 스테이션(14) 및 광학적 스캐닝 스테이션(24)으로부터의 데이터를 분석한다. 일단 이러한 동일성(identity)이 확인되면, 제1 컨베이어에서부터 제2 컨베이어로의 이송 동안 워크 프로덕트의 임의의 충분한 움직임 또는 시프팅(shifting) 또는 워크 프로덕트의 형상의 임의의 상당한 왜곡(significant distortion)이 있었던 경우에, 엑스레이 스캐너로부터의 적용가능한 정보 또는 데이터는 광학적 스캐너에 의해 생성된 상응하는 데이터로 프로세서에 의해 변환된다(translated)("전환된다(transformed)"라고도 지칭됨). 이러한 변환은, 이하에서 더욱 완전하게 논의되는 바와 같이: X 및/또는 Y 방향으로의 워크 프로덕트의 시프팅; 워크 프로덕트의 회전; 워크 프로덕트의 사이즈의 스케일링; 및 워크 프로덕트의 전단 왜곡; 중의 하나 이상을 포함할 수 있다.
그 이후에, 워크 프로덕트 내의 원하지 않는 물질의 위치는 엑스레이 스테이션(14)에서 스캔된 워크 프로덕트로부터 광학적 스캐너(24)에 의해 스캔된 것과 같은 워크 프로덕트 상으로 확정되고(맵핑되고), 이후에 변환된다. 원하지 않는 물질은 프로세서(18)로부터의 인스트럭션(instruction)들 하에서 동작하는 컨트롤러(26)에 의해 제어되는 하나 이상의 커터들을 이용하여 컷팅 스테이션(cutting station)(28)에서 워크 프로덕트로부터 제거된다. 워크 프로덕트는 또한(또는 이와 달리) 컷팅 스테이션(28)에서 분할될 수 있다. 그 이후에, 픽업 스테이션(pickup station)(30)에서, 워크 프로덕트(WP) 및/또는 워크 프로덕트로부터 제거된 물질은 픽업되고(picked up), 도시되지 않은 테이크어웨이 컨베이어(takeaway conveyor), 스토리지 빈(storage bin), 또는 다른 위치로 이송된다.
도 1에서 개략적으로 도시된 바와 같이, 처리 시스템(10)의 상술한 구성요소들/관점들을 더욱 상세하게 설명하자면, 프로세서(18)는 이하에서 더욱 상세하게 설명되는 바와 같이, 스캐닝 스테이션들(14 및 24)로부터 및 시스템(10)의 다른 데이터 소스들로부터 신호들 및 정보를 수신하기 위한 인터페이스(40)를 포함한다. 처리 시스템(10)에 관한 정보를 저장하기 위한 메모리 유닛(42)이 제공된다. 조작자(operator)가 프로세서(18)와 통신할 수 있도록 하기 위하여 키보드 또는 다른 입력장치(44)가 제공된다. 또한, 처리 시스템(10)의 기능을 포함하여 프로세서로부터의 정보를 조작자에게 보내기 위하여 디스플레이 또는 다른 출력장치(46)가 제공된다. 프로세서(18)는 또한 컨트롤러(26)를 포함하고, 이것은 컨베이어들(16 및 20), 엑스레이 스캐닝 스테이션(14), 광학적 스캐닝 스테이션(24), 커터 스테이션(28), 및 픽업 스테이션(30)을 포함하여, 시스템(10)의 동작을 제어하기 위한 프로그래밍가능한 논리 컨트롤러(programmable logic controller) 또는 다른 타입의 컨트롤러의 형태일 수 있다. 프로세서(18)는 네트워크(48)에 연결될 수 있다. 또한, 로컬 프로세서(18)를 채용하는 대신, 네트워크 컴퓨팅 시스템이 이러한 목적을 위해 이용될 수 있다.
도 1 및 2를 구체적으로 참조하면, 상술한 바와 같이, 컨베이어(12)는 구동 롤러(drive roller)(50) 및 아이들러 롤러(idler roller)(52) 위로 트레인된(trained) 엑스레이 투과가능 무한 벨트(X ray permeable endless belt)(16)를 포함한다. 구동 롤러(50)는 종래의 방식으로 전력을 공급받을 수 있다. 인코더(encoder)(54)는 컨베이어(12)의 길이를 따라서 벨트(16)의 위치 또는 포지션(position)을 모니터하기 위하여 구동 롤러(50)와 연계되어 있을 수 있다. 컨베이어(12)는 레그(leg)들(56)에 의해서 또는 기저 프레임 하우징(underlying framed housing)(58)에 의해서 또는 다른 적절한 구조물에 의해서 지지될 수 있다.
상술한 바와 같이, 컨베이어 벨트(16)는 고무, 플라스틱, 또는 양쪽 모두의 조합과 같이 엑스레이들이 투과가능한(permeable) 물질로 만들어진다. 이러한 구조로 인하여, 엑스레이들은 컨베이어 벨트(16)의 상부 진행(upper run) 아래에 위치한 검출기(detector)(62)에 부딪치기(impinge) 위하여 컨베이어 벨트를 쉽게 관통한다.
시스템(10)은 연속적으로 또는 간헐적으로 워크 프로덕트들(WP)을 움직이기 위한 컨베이어(12)의 사용에 한정되지 않는다. 이와 관련하여, 컨베이어(12)는 워크피스들(WP)을 운송하기 위한 이동 플랫폼(moving platform)들 또는 다른 운반 메커니즘들로 교체될 수 있다. 이러한 대안적인 실시예들에서, 엑스레이 스캐닝 스테이션(14)은 엑스레이들이 도 1 및 2에서 도시된 것과 같이 수직이 아니라 수평 방향으로 워크 프로덕트(WP)에 향하도록 배열될 수 있다.
엑스레이 스캐닝 스테이션(14)에서, 엑스레이 스캐너 시스템(60)은 뼈, 지방, 금속, 플라스틱, 유리와 같은 임의의 원하지 않는 물질이 워크 프로덕트 내에 있는지 여부를 결정하기 위하여 식품들을 포함한 워크 프로덕트들(WP)을 검사하기 위해 이용된다. 엑스레이 시스템(60)은 도 1에서 개략적으로 도시되지만, 도 2는 엑스레이 시스템을 포함하는 하우징(61)을 도시한다.
일반적으로, 엑스레이들은 엑스레이들이 통과하는 물질의 총 질량(total mass)에 비례하여 이들이 물체(object)를 통과함에 따라 감쇠된다. 그러므로, 이들이 워크 프로덕트(WP)와 같은 물체를 통과한 후에, 검출기(62)와 같은 엑스레이 검출기에서 수신된 엑스레이들의 세기(intensity)는 물체의 밀도에 반비례한다. 예를 들어, 닭살 또는 생선살보다 상대적으로 더 높은 밀도를 가지는 닭뼈 또는 생선뼈를 통과하는 엑스레이들은 닭 또는 생선의 고기만을 통과하는 엑스레이들보다 더 감쇠될 것이다. 그래서, 엑스레이들은 특정한 밀도 또는 엑스레이 변경 특성을 갖는 원하지 않는 물질을 검출하기 위하여 워크피스들을 검사하기에 적합하다. 워크피스들을 처리함에 있어 엑스레이들의 성질 및 사용에 대한 일반적인 설명은 본 명세서의 이 부분에서 참조에 의해 통합되는 미국특허 제5,585,605호에서 찾을 수 있다.
도 3을 참조하면, 엑스레이 스캐닝 시스템(60)은 워크피스(WP)를 향하여 엑스레이들(64)을 방출하기 위한 엑스레이 소스(63)를 포함한다. 엑스레이 검출기들(62)의 어레이는 워크피스가 엑스레이들(64)의 범위 내에 있을 때 워크피스(WP)를 통과한 엑스레이들(64)을 수신하기 위해 컨베이어 벨트(16)의 상부 진행(upper run)에 인접하게 상부 진행(upper run) 아래에 위치한다. 어레이(62) 내의 엑스레이 검출기들 각각은 엑스레이 검출기에 부딪치는 엑스레이들의 세기에 상응하는 신호를 생성한다. 엑스레이 검출기 어레이에 의해 생성된 신호들은 프로세서(18)에 전송된다. 프로세서는 워크피스(WP) 내에 있는 임의의 원하지 않는 물질의 위치 및 존재를 결정하기 위하여 이러한 신호들을 처리한다.
시스템(10)은 워크피스가 엑스레이 스테이션(14)에 대하여 컨베이어 상에서 이동될 때 컨베이어(12)의 길이를 따라서 있는 워크피스(WP)의 위치를 나타내는 신호를 생성하는 인코더(54) 형태의 위치 센서(position sensor)를 포함할 수 있다. 컨베이어(12)의 길이 및 폭을 따라서 있는 워크피스의 위치는 엑스레이 시스템에 의해 확인될 수 있다. 상술한 바와 같이, 엑스레이 시스템은 또한, 예를 들어, 길이, 폭, 종횡비, 두께, 두께 프로파일, 윤곽, 외부 윤곽 구성, 둘레, 외부 둘레 구성, 외부 둘레 사이즈 및/또는 형상, 부피 및/또는 무게를 포함하는 워크피스의 사이즈 및/또는 형상과 관련된 물리적 파라미터들뿐만 아니라 워크피스의 물리적 파라미터들의 다른 관점들을 포함하여, 워크피스에 대한 다른 정보를 제공할 수 있다. 워크피스(WP)의 외부 둘레 구성과 관련하여, 엑스레이 검출기 시스템은 X-Y 좌표계 또는 다른 좌표계를 기초로 하여 워크피스의 외부 둘레를 따라서 위치들을 결정할 수 있다.
도 3을 계속 구체적으로 참조하면, 엑스레이 검출기 어레이(62)는 복수의 포토다이오드(photodiode)들(68a-68n) 위에 위치한 신틸레이터 물질(scintillator material)(66)의 층을 포함한다. 엑스레이 소스(63)는 엑스레이 소스(63)로부터 방출된 엑스레이들(64)이 엑스레이 검출기 어레이(62)의 폭을 완전하게 덮어 싸도록 컨베이어 벨트(16) 위에서 충분한 거리에 위치해 있다. 엑스레이들(64)은 워크피스(WP)를 통과하고, 컨베이어 벨트(16)를 통과하고, 신틸레이터 물질(66)의 층에 부딪친다. 포토다이오드들(68a-68n)은 가시광선에만 반응하기 때문에, 신틸레이터 물질(66)은 그에 부딪치는 엑스레이 에너지를 수신된 엑스레이들의 강도에 비례하는 가시광선 섬광(visible light flash)들로 변환하는 데에 이용된다. 포토다이오드들(68)은 신틸레이터 물질(66)로부터 수신된 빛의 세기에 비례하는 진폭을 갖는 전기신호들을 생성한다. 이 전기신호들은 프로세서(18)에 전달된다.
포토다이오드들(68)은 워크피스(WP)의 "슬라이스(slice)"를 통과하는 엑스레이들을 검출하기 위해 컨베이어(16)의 폭을 가로질러 일렬로(in a line) 배열될 수 있다. 물론 이와 다른 포토다이오드 레이아웃이 가능하다. 예를 들어, 포토다이오드들은 도 1 내지 도 3에서 도시된 바와 같이 엑스레이 검출기(60)의 스캐닝 영역을 증가시키기 위하여 격자 정사각형(grid square)이 되도록 여러 줄로 배치될 수 있다.
엑스레이 스캐너 시스템(60)의 다른 실시예들이 이용될 수 있는데, 이들은 또한 워크피스 내에서 원하지 않는 물질의 존재를 결정하기 위하여 워크피스(WP)를 통과한 엑스레이들의 세기(또는 감쇠)를 검출할 수 있다. 예를 들어, 도 4를 참조하면, 엑스레이 검출기 시스템(60')의 대안적인 실시예는 형광투시기 스크린(fluoroscope screen)(70) 및 비디오 카메라(72)를 포함한다. 엑스레이들(64)이 형광투시기 스크린(70)에 부딪칠 때, 스크린은 부딪치는 엑스레이들의 감쇠에 비례하여 섬광(light flash)들을 생성하도록 활성화된다. 이후, 섬광들은 비디오 카메라(72)에 의해 기록되거나, 형광투시기 스크린(70)에 의해 생성된 "픽처(picture)"를 캡처할 수 있는 다른 장치에 의해 기록된다. 이후, 비디오 카메라(72)에 의해 캡처된 이미지는 프로세서(18)에 전송되고, 형광투시기 스크린(70)에 의해 생성된 빛의 세기와 관련된 디지털값들로 변환된다.
이와 달리, 다이렉트 평면 패널 엑스레이 이미징 기술(direct flat panel X ray imaging technology) 또는 직접 방사선촬영(direct radiography)이 이용될 수 있다. 예를 들어, 아모퍼스 셀레니움 검출기(amorphous selenium detector)들의 어레이가 부딪치는 엑스레이들의 세기를 직접 검출하고 그 세기를 프로세서(18)에 전송하기 위하여 엑스레이 검출기로서 이용될 수 있다.
일단 워크 프로덕트(WP)가 스캐닝 스테이션(14) 옆을 지나갔다면, 워크 프로덕트는 제1 또는 업스트림 컨베이어(12)의 단부까지 이동하고, 이후 제2 또는 다운스트림 컨베이어(20)에게로 이송된다. 상술한 바와 같이, 워크 프로덕트들(WP)이 최소한의 "붕괴(disruption)"를 가지고 컨베이어(12)에서부터 컨베이어(20)로 이송될 수 있도록 제2 컨베이어(20)의 입력 단부는 컨베이어(12)의 출력 단부에 인접하게 위치한다. 이것은 워크피스(WP)의 이송 중에 컨베이어들(12 및 20) 상의 다른 워크피스들에 대하여 길이방향으로(longitudinally)뿐만 아니라 컨베이어(20) 상에서 좌우로(side to side) 그것의 형상 및 위치를 실질적으로 보유한다는 것을 의미한다.
도 1, 2, 및 5를 참조하면, 컨베이어(20)의 벨트(22)는 격자 또는 개방 형태로 구성된 금속 구조로 이루어져서, 커터 스테이션(28)에 있는 워터젯(들)이 벨트를 통과하여 아래로, 컨베이어(20) 아래에 배치된 도시되지 않은 수집탱크(collection tank) 또는 다른 리셉터클(receptacle)까지 자유로이 지나가도록 한다. 벨트(22)에 상응하는 컨베이어 벨트들의 다양한 구조들은 본 명세서의 이 부분에서 참조에 의해 통합되는 미국특허 제6854590호에서 기술된다.
컨베이어(20)는 도 1에서 도시된 바와 같이 레그들(80)에 의해 지지되거나, 도 2에서 도시된 바와 같이 하우징 구조물(81)에 의해 지지될 수 있다. 벨트(22)는 컨베이어의 대향 단부들(opposite ends)에서 아이들러 스프로킷(idler sprocket)들(84)뿐만 아니라 구동 스프로킷(drive sprocket)들(82) 둘레로 트레인된다(trained). 스프로킷들(82 및 84)의 티쓰(teeth)(86 및 87)는 도 5에 도시된 개방 위브 컨베이어 벨트(open weave conveyor belt)(22)의 사이드 마진(side margin)들을 따라서 연장된 체인들(90)의 링크들(88)과 맞물린다. 벨트(22)는 성형된(formed) 평평한 와이어 링크(flat wire link)들(92)로 이루어진다. 벨트 링크들(92)은 링크들(92) 내에 형성된 정렬된 홀(aligned hole)들을 통과하여 맞물리는 금속 크로스 로드(metal cross rod)들(94)에 의해 연결된다. 벨트(22)는 체인(chain)들(90) 없이 형성될 수 있고, 이러한 경우에 스프로킷들(82 및 84)은 도 2에 도시된 바와 같은 벨트(22)의 가장 바깥쪽의 부분들과 맞물리도록 설계될 수 있다.
물론, 벨트(22)는 가능한 구조들의 단지 실례인 도 2 및 도 4와 함께 많은 다른 타입의 구조로 이루어질 수 있다. 인코더(96)는 스프로킷(82)에 결합된 구동 샤프트(drive shaft)(도시되지 않음) 또는 구동 스프로킷(82)의 회전에 상응하는 고정 간격(fixed interval)들로 신호들 또는 펄스들을 생성하기 위하여 컨베이어(20)와 함께 활용될 수 있다. 이것은 컨베이어(20) 상에서 이동하는 워크피스들의 위치들이 알려질 수 있게 한다.
상술한 바와 같이, 광학적 스캐닝 스테이션(24)은 컨베이어(20)를 따라서 배치된다. 스테이션(24)에 있는 광학적 스캐닝은 하나 이상의 광원들(104)에 의하여 조명되는 워크피스(WP)를 보기 위하여 하우징(100) 내에 배치된 스캐너(102)와 함께 포함하는 다양한 기법들을 이용해서 수행될 수 있다.
광원들(104)로부터의 빛은 어두운 횡방향 빔(transverse beam)의 전방 영역과 함께 샤프 쉐도우(sharp shadow) 또는 빛 줄무늬 라인(light stripe line)을 정의하도록 움직이는 컨베이어(20)를 가로질러 연장된다. 컨베이어에 의해서 아무런 워크피스도 운송되고 있지 않은 경우에, 쉐도우 라인(shadow line)/빛 줄무늬(light stripe)는 벨트를 가로질러 직선을 형성한다. 하지만, 워크피스가 쉐도우 라인/빛 줄무늬를 가로질러 지나가는 경우에, 워크피스의 상부의 불규칙한 표면은 워크피스 및 쉐도우 라인/빛 줄무늬 상에 아래로 겨냥된 비디오 카메라에서 볼 때 불규칙한 쉐도우 라인/빛 줄무늬를 생성한다. 비디오 카메라는 워크피스(WP)가 컨베이어(20) 상에 존재하지 않았다면 점유할 위치로부터의 쉐도우 라인/빛 줄무늬의 변위(displacement)를 검출한다. 이러한 변위는 쉐도우 라인/빛 줄무늬를 따라 워크피스의 두께를 나타낸다.
워크피스의 길이는 쉐도우 라인들이 워크피스에 의해 생성된 때의 길이에 의해 결정된다. 이와 관련하여, 컨베이어(20)의 구조물 안으로 통합된 인코더(96)는 컨베이어의 전진 운동(forward movement)에 상응하는 고정된 시간 간격들로 펄스들을 생성한다.
광학적 스캐너(102)는 벨트(22) 상에서 워크피스(WP)의 위치를 찾아낼 수 있고, 그래서 워크피스가 벨트(22) 상으로의 이송 후에 벨트(16)에 대해 X 및/또는 Y 방향들로 시프팅되었는지(shifted) 여부를 알아낼 수 있다. 스캐너(102)는 또한 워크피스(WP)가 벨트(16) 상에서 워크피스의 지향(orientation)에 대하여 회전되었는지 여부 또는 워크피스가 길이 또는 폭에 있어서 증가 또는 감소되었는지 여부 또는 이와 달리 벨트(16) 상에서 그 구성(configuration)에 대하여 형상에 있어서 왜곡되었는지 여부를 결정할 수 있다. 워크피스의 외부 구성은 스캐너(102)에 의해 인식될 수 있고(discernable), 이것은 워크피스(WP)의 사이즈 및/또는 형상과 관련된 파라미터들(예를 들어, 워크피스의 길이, 폭, 종횡비, 두께, 두께 프로파일, 윤곽(2차원적 및 3차원적 양쪽 모두), 외부 윤곽 구성; 둘레, 외부 둘레 구성, 외부 둘레 사이즈 및/또는 형상, 부피 및/또는 무게)을 알아낸다. 워크피스의 외부 둘레 구성과 관련하여, 스캐너는 X-Y 좌표계 또는 다른 좌표계의 관점에서 워크피스의 외부 둘레를 따라 개별(discrete) 위치들을 결정할 수 있다. 이러한 후자의 정보는 광학적 스캐닝 스테이션(24)에서 스캔된 워크피스가 엑스레이 스캐닝 스테이션(14)에서 이전에 스캔된 것과 동일한 워크피스라는 것을 결정하기/확인하기 위하여 프로세서에 의해 이용될 수 있다. 예를 들어, 프로세서는 스캐닝 스테이션(24)에 의해 결정된 것과 같은 워크피스의 외부 둘레에 따른 좌표들을 식별시키는 데이터를 엑스레이 스캐닝 스테이션(14)에서 이전에 획득된 상응하는 데이터와 비교할 수 있다. 데이터 세트들이 고정된 임계치 레벨 내에서 매치된다면(match), 광학적 스테이션(24)에서 스캔된 워크피스가 엑스레이 스캐닝 스테이션(14)에서 이전에 스캔된 워크피스와 동일하다는 컨펌(confirmation)이 제공된다.
하지만, 예를 들어, 제거된 워크피스가 광학적 스캐닝 스테이션(24)에 도달하기 전에 워크피스가 컨베이어(12)로부터 또는 컨베이어(20)로부터 제거되었다면, 엑스레이 스캐닝 데이터는 제거된 워크피스에 상응할 것이기 때문에, 광학적 스테이션(24)에서 스캔된 다음 워크피스는 엑스레이 스캐닝 스테이션(14)으로부터의 스캐닝 데이터에 상응하지 않을 것이다. 그래서, 프로세서(18)는 스캐닝 스테이션들(14 및 24)로부터의 워크피스들의 둘레 좌표 데이터 세트들 간의 매치가 존재하지 않는다고 결정할 것이다. 그래서, 광학적 스캐너(102)는 엑스레이 스캐닝 스테이션(14)에서 스캔되어 프로세서(18)에 전송된 워크피스의 스캐닝 데이터와 다음 워크피스가 매치하는지 여부를 결정하기 위하여 스캐닝 스테이션(24) 아래에서 지나가는 다음 워크피스를 스캔할 것이다. 프로세서는 제거된 워크피스의 엑스레이 스캐닝이 발생한 바로 직후에 엑스레이 스캐닝 스테이션에서 스캔되었던 워크피스와 광학적 스테이션(24)에서 스캔된 워크피스가 상응하는지 여부를 결정할 것이다. 프로세서(18)는 엑스레이 스캐닝 스테이션(14)으로부터의 옳은(correct) 스캐닝 데이터를 광학적 스캐닝 스테이션(24)으로부터의 동일한 워크피스의 스캐닝 데이터와 매치시킬 것이다. 물론, 이것은 스캐너(14)에 의해 위치가 찾아진 워크피스(WP) 내의 뼈 또는 다른 원하지 않는 물질의 위치가 광학적 스캐너(24)에 의해 스캔된 워크피스와 일치하기 위해서 필수적인데, 왜냐하면 이러한 정보는 워크피스로부터 뼈 또는 다른 원하지 않는 물질을 잘라내도록 컷팅 스테이션(28)에서 커터들의 동작을 제어하기 위하여 컨트롤러(26)에 의해 이용되기 때문이다.
프로세서는 유한한 횟수로 "매칭(matching)" 프로세스를 거칠 것이다. 체크되어야 하는 엑스레이 스캐닝으로부터의 데이터 세트들의 수를 결정하는 하나의 예는 다음과 같이 결정될 수 있다. 스캐너들 간의 거리를, 프로덕트(product)의 길이 + 프로덕트 갭(product gap) + 안전 치수 인자(dimensional factor of safety)의 합으로 나눈다. 예를 들어, 엑스레이 및 광학적 스캐너들 사이에 9 피트(feet)의 개방이 존재하고, 워크피스들이 약 450 mm 길이 프로덕트이면, 체크될 큐(queue)에 있는 데이터 세트들의 최대 수는 9*12/(17.7+2+2) = 4.9로 계산되어서, 5번의 매칭(matching) 시도들이 이루어진다. 광학적 스캐너로부터의 데이터 세트는 메모리 유닛(42)에 저장된 엑스레이 스캐너로부터의 5개의 데이터 세트들과 비교될 것이다. 더 긴 길이의 프로덕트들에 대하여, 메모리 큐 내의 데이터 세트들의 수는 더 짧은 워크 프로덕트들에 대한 것보다 더 작다. 또한, 만일 스캐너들 간의 거리가 충분히 짧다면, 단지 하나의 매칭 비교가 수행된다. 또한, 벨트 속력의 차이들 또는 변화들이 가능한 비교들의 수를 변화시킬 수 있다는 점이 이해될 것이다. 더 빠른 벨트 속력에 있어서, 프로덕트들 간의 더 큰 갭 및/또는 더 큰 안전 마진(safety margin)이 존재할 필요가 있을 수 있고, 필요한 계산들을 하기 위해 시간이 덜 필요할 것이다.
만일 아무런 매치가 일어나지 않으면, "노 컷(no cut)" 에러 또는 "노 매치 파운드(no match found)" 에러 메시지가 생성된다. 시스템은 광학적 스캐너에 도착하는 다음 워크피스로 진행하고, 새로운 워크피스에 대한 검색이 시작된다.
만일 예를 들어 엑스레이 스캐닝 이후에 하지만 광학적 스캐닝 전에 하나의 워크피스가 컨베이어(12)로부터 제거된다면, 매치가 발생하기 전에 단지 2개의 매칭 시도들이 필요해야 한다. 하지만, 혹시라도 시스템(10)이 워크피스의 엑스레이 이미지를 인식하는데에 실패할 정도로 워크피스(WP)가 벨트(16)에서부터 벨트(22)로의 이송에서 왜곡된다면, 미리 정해진 매칭 시도들 후에 워크피스는 절단 및/또는 트리밍(trimmed)/분할되지(portioned) 않고 벨트(22) 아래로 진행할 것이다. 앞에서 언급된 에러 메시지가 생성되고, 절단되지 않은 워크피스는 시스템(10)에 의해 식별되거나 마킹될 수 있고, 재작업(re-working) 또는 다른 처분(disposition)을 위한 특정 위치로 제거될 수 있다.
워크피스를 절단 또는 트리밍하지 않는 것에 대한 대안으로서, 시스템은 워크피스를 절단/트리밍하기 위하여 마지막으로 최선으로 이용가능한 매치(last best available match)를 이용할 수 있다. 이와 관련하여, 워크피스의 차선의(suboptimal) 절단/트림(trim)이 일어날 수 있는데, 이것은 그럼에도 불구하고 가치가 있거나 유용할 수 있다. 하지만, 만일 차선의 절단들/트림들이 수율(yield)을 떨어뜨리도록 초래한다면, 이러한 절단들/트림들은 회피될 수 있다.
엑스레이 스캐닝 스테이션(14)에서부터 광학적 스캐닝 스테이션(24)까지 워크피스(WP)의 위치를 연속적으로 추적하기 위한 아무런 시도가 존재하지 않는다는 점이 이해될 것이다. 오히려, 상술한 방법론들은 엑스레이 스캐닝 스테이션(14)에서 스캔된 워크피스를 광학적 스테이션(24)에서 스캔된 동일한 워크피스와 매칭시키는 데에 이용된다. 또한, 상술한 설명은 하나 이상의 특정 시점들에서 제1 및/또는 제2 컨베이어 상에서 워크피스의 위치를 찾아내기 위해 본 발명의 시스템이 이용될 수 있다는 것을 나타내지만, 워크피스의 특정한 위치가 지속적으로 추적되지는 않는다. 게다가, 본 시스템(10)에서, 컨베이어(12)를 따라서 임의의 특정한 시간에 워크피스의 위치를 찾아내는 것은 필수적이지 않다.
스캐닝 스테이션들(14 및 24)로부터의 스캐닝 데이터는 워크피스가 컨베이어 벨트(16)에서부터 컨베이어 벨트(22)까지 정확하게 이송되었는지 여부를 결정하기 위하여 및 이송 프로세스(transfer process) 동안 워크피스에서 어느 정도의 물리적 왜곡(distortion) 또는 움직임(movement)이 발생했는지를 결정하기 위하여 이용될 수 있다. 이러한 왜곡 또는 움직임은 컨베이어들의 중심선(center line) 또는 다른 기준선(datum line)에 대하여 좌우로(side to side) 워크피스의 시프팅을 포함할 수 있다. 워크피스는 또한 컨베이어(16) 상의 워크피스의 위치에 대하여 컨베이어의 길이를 따라서 길이방향으로(longitudinally) 시프트되었을 수 있다.
워크피스의 시프팅이 X 및/또는 Y 방향(들)에서 일어나면, 프로세서(18)는 워크피스들의 형상들 또는 아웃라인(outline)들의 매치를 향상시키기 위하여 워크피스의 엑스레이 이미지 및 엑스레이 이미징으로부터의 기본 데이터(underlying data)를 워크피스의 광학적으로 스캔된 이미지로 변환 또는 조작하도록 기능한다. 이러한 변환은 도 6a에서 개략적으로 도시되는데, 여기서 엑스레이 스테이션(14)에서 스캔된 워크피스는 파선으로 도시되고, 광학적 스캐닝 스테이션(24)에서 스캔된 워크피스는 실선으로 도시된다. 프로세서(18)는 파선 이미지를 도 6a에서 실선으로 도시된 광학적 이미지 상으로 변환한다.
컨베이어 벨트(16)에서부터 컨베이어 벨트(22)로의 워크피스의 이송은 또한 도 6b에서 도시된 바와 같이 워크피스의 회전을 낳을 수 있는데, 여기서 엑스레이 스캐닝 스테이션(14)에 의해 스캔된 것과 같은 워크피스는 파선으로 도시되고, 광학적 스캐닝 스테이션(24)에 의해 스캔된 것과 같은 워크피스는 실선으로 도시된다. 커터 스테이션(28)에서의 커터(들)가 워크피스(WP)로부터 뼈 또는 다른 물질을 정확하게 절단할 수 있도록 하기 위하여, 엑스레이 스캐너로부터의 아웃라인 또는 형상 데이터는 광학적 스캐너(24)로부터의 이미지 데이터 상으로 전환된다.
벨트(16)에서부터 벨트(22)로의 워크피스의 이송 동안 일어날 수 있는 왜곡의 추가적 타입은 워크피스가 (벨트(22)를 가로질러서) Y 방향으로 및/또는 (벨트(22)를 따라서) X 방향으로 스케일(길이)에 있어서 증가 또는 감소될 수 있다는 점이다. 도 6c는 워크피스가 Y 방향으로 스케일에 있어서 증가되었다는 것을 보이며, 도 6d는 워크피스가 X 방향으로 스케일에 있어서 증가되었다는 것을 보인다. 물론, 특히 스케일이 Y 방향으로 증가된다면 워크피스들은 X 방향으로 스케일이 감소될 수 있고, 역으로 특히 스케일이 X 방향으로 증가된다면 워크피스는 Y 방향으로 스케일이 감소될 수 있다. 그럼에도 불구하고, 엑스레이 스캐너(14)로부터의 스캐닝 데이터는 X 및 Y 스케일의 관점에서 광학적 스캐너(102)에 의해 스캔된 것과 같은 워크피스로 전환된다.
컨베이어 벨트(16)에서부터 컨베이어 벨트(22)로의 워크피스의 이송 동안 일어날 수 있는 왜곡의 다른 형태는 도 6e에서 도시된 바와 같은 X 방향으로 전단(shear)에 있어서 왜곡이다. 전단 왜곡에서, 워크피스는 도 6e에서 도시된 바와 같이 워크피스의 폭을 가로질러 X 방향으로 계속해서 왜곡(distort) 또는 시프트(shift)할 수 있다. 물론, 전단 왜곡은 도 6e에서 도시된 것과 같이 미러 이미지(mirror image)로서 일어날 수 있다. 또한, 전단 왜곡은 워크피스를 가로질러 계속해서(progressively) 선형으로 일어나는 것으로 도시되지만, 전단 왜곡은 또한 워크피스를 가로질러 비선형일 수 있다. 왜곡의 다른 타입에서와 같이, 전단 왜곡은 컨베이어들의 속도의 차이 또는 2개의 컨베이어들의 불완전한 정렬과 같이 다양한 원인들에 기인할 수 있다. 결과적으로, 컨베이어 벨트를 가로지르는 방향으로, 워크피스는 컨베이어 벨트의 이동의 방향에 대하여 뒤로(rearwardly) 또는 앞으로(forwardly) 계속해서 시프트되었을 수 있다.
도 6e는 전단 왜곡으로 인한 제2 컨베이어 벨트(22) 상에서 워크피스의 앞으로 향하는(forward) (오른쪽 방향으로) 시프팅을 도시한다. 상술한 바와 같이, 물론 전단 왜곡은 컨베이어 벨트를 가로질러 가는 워크피스의 공칭 위치(nominal position)에 대하여 워크피스가 뒤로 연장되도록 반대 방향으로(왼쪽 방향으로) 일어날 수 있을 것이다.
도 6f는 전단 왜곡이 Y 방향으로 일어날 수 있다는 것을 도시하는데, 여기서 워크피스는 워크피스의 길이를 따라 벨트에 대하여 측방향으로(laterally) 시프트한다. 도 6f는 Y 방향으로의 (페이지를 따라서 위로의) 워크피스의 전단 왜곡을 도시한다. 도 6f에서 도시된 것과는 반대 방향으로 전단 왜곡이 일어날 수 있다는 점이 이해될 것이다.
전단 왜곡의 방향에 상관없이, 엑스레이 스캐닝으로부터의 데이터는 광학적 스캐닝 스테이션에서 스캔된 것과 같은 워크피스 상으로 전환된다. 워크피스들의 움직임 및/또는 왜곡을 정정하기 위하여 필요한 전환(transformation)들이 일어났었다면, 광학적 스캐닝으로부터의 워크피스의 형상, 사이즈, 및 아웃라인은 광학적 스테이션에 의해 스캔된 것과 같은 워크피스의 위치, 지향, 및/또는 형상에 더 잘 매칭되었다(matched). 그 이후에, 엑스레이 스캐닝으로부터의 다른 데이터는 워크피스로부터 잘라질 뼈 또는 다른 물질들 또는 결함들의 위치를 포함하여, 전환된 워크피스(transformed workpiece) 상으로 맵핑될 수 있다. 이러한 맵핑(mapping)은 잘 알려진 기법들에 의하여 수행될 수 있다.
컨베이어(16)에서부터 컨베이어(22)로의 이송 동안 워크피스에 일어났을 수 있는 왜곡 및/또는 시프팅을 정정 또는 조정하기 위한 상술한 전환 단계 또는 단계들 없이, 엑스레이 스캐닝 동안 위치가 찾아진 것과 같은 뼈 또는 다른 원하지 않는 물질의 위치의 광학적으로 스캔된 것과 같은 워크피스로의 맵핑은 워크피스 내에서 뼈, 결함들, 또는 다른 원하지 않는 물질의 위치(들)에 대한 부정확한 정보를 낳을 수 있다는 점이 이해될 것이다. 그래서, 워크피스로부터 뼈 또는 다른 원하지 않는 물질을 잘라내기 위한 시도들은 성공적이지 못한 것으로 판명될 수 있다. 또한, 워크피스는 원하는 방식으로 정확하게 분할되지 않을 수 있다.
광학적 스캐닝 스테이션(24)에서 광학적으로 스캔된 워크피스가 엑스레이 스캐닝 스테이션(14)에서 이전에 스캔되었던 동일한 워크피스라는 것을 확인하기 위하여 상술한 "매칭(matching)" 분석에서와 같이, 상술한 전환들을 수행하기 위하여 프로세서(18)에 의해 분석된 데이터 세트들은 워크피스의 외부 둘레를 따라서 있는 좌표 위치들로 이루어질 수 있다. 이와 관련하여, 프로세서(18)는 엑스레이 스캐닝 스테이션(24)에서 결정된 것과 같은 워크피스의 외부 둘레를 따라서 있는 좌표 위치들로 이루어진 데이터를 광학적 스캐닝 스테이션(44)에서 결정된 것과 같은 워크피스의 외부 둘레를 따라서 있는 동일한 위치들의 상응하는 좌표들과 비교할 수 있다. 데이터 세트들의 이러한 비교는 컨베이어 벨트(22)로의 수송시 워크피스가, 예를 들어, X-Y 변환, Z축 둘레의 회전에서 왜곡 또는 시프트되었는지 여부를 결정하기 위해 이용될 수 있다. 데이터 세트들의 미스매치(mismatch)는 X-Y 스캐닝 데이터의 적절한 정정 전환(correcting transformation)이 광학적 스캐너(102)에 의해 스캔된 것과 같은 워크피스에 적용될 수 있도록 발생한 왜곡의 타입(들) 및 그러한 왜곡의 범위를 나타낼 것이다.
일단 워크피스가 광학적 스캐닝 스테이션(24)을 지나갔다면, 그것은 컷팅 스테이션(28) 상으로 이동한다. 상술한 바와 같이, 워크피스로부터 제거될 뼈 또는 다른 물질의 위치가 워크피스에 대하여 정확하게 결정되어서 커터 스테이션(28)에서 잘라내질 수 있도록 엑스레이 스캐닝 스테이션 및 광학적 스캐닝 스테이션으로부터의 정보가 결합된다.
워크피스로부터 뼈 및 다른 원하지 않는 물질을 제거하기 위하여뿐만 아니라 원하는 대로 워크피스를 절단 또는 분할하기 위하여 다양한 타입의 절단 장치들이 컷팅 스테이션(28)에서 이용될 수 있다. 사용될 수 있는 하나의 타입의 커터는 본 명세서의 이 부분에서 참조에 의해 통합되는 미국특허 제4875254호, 제5365186호, 및 제5868056호에서 공개된 고압력 워터젯들을 채용한다. 이용될 수 있는 다른 타입의 절단 장치들은 띠톱(band saw)들, 왕복톱(reciprocating saw)들, 원형톱(circular saw)들, 길로틴 나이프들(guillotine knives) 및 레이저들을 포함한다. 만일 워크피스들이 분할될 것이면, 이들은 이러한 동일한 절단 장치들을 이용해서 원하는 포션(portion) 사이즈들, 포션 무게들, 포션 형상들, 포션 두께들, 최대 지방 함량(maximum fat content), 또는 다른 파라미터들로 절단될 수 있다.
도 2는 본 발명과 관련하여 이용될 수 있는 하나의 특정한 컷팅 장치(cutting apparatus)(120)를 도시한다. 기본 형태의 장치(120)는 컨베이어의 움직임의 방향에 대해 횡방향으로(transversely) 움직임을 위해 제1 캐리지(carriage)(124)를 지지하고 가이드하기 위한 컨베이어(20)를 가로질러 연장하는 지지 구조물(122)을 포함한다. 캐리지(124)는 부분적으로는 기동 시스템(motive system)(128) 및 구동 트레인(drive train)(130)을 포함하는 구동 시스템(126)에 의해 전력을 공급받는다. 제2, 길이방향 지지 구조물(132)은 컨베이어(20)의 움직임의 방향과 대체로 정렬된 방향으로 캐리지(124)로부터 밖을 향하여(outwardly) 캔틸레버된다(cantilevered). 제2 길이방향 캐리지(134)는 구동 시스템(126)에 의해 길이방향 지지 구조물(132)을 따라 이동하도록 적용된다. 이와 관련하여, 제2 기동 시스템(135)은 구동 트레인(130)을 통해 길이방향 캐리지(134)에 전력을 공급한다.
고속 워터젯 노즐 어셈블리(high speed waterjet nozzle assembly)(136)는 함께 움직이기 위하여 길이방향 캐리지(134)에 설치되는데, 노즐은 컨베이어(20)에 의해 운반되는 밑에 있는(underlying) 워크피스(WP)를 수술한다(절단한다). 노즐 어셈블리(136)는 캐리지(134)에 고정되는 바디 부분(body portion)(138)을 포함한다. 노즐 어셈블리(136)는 또한 컨베이어 벨트(22)를 향하여 아래 방향으로 겨냥된 하부 배출구 팁(lower outlet tip)(140)을 포함한다. 노즐 어셈블리(136) 타입의 고압력 액체 노즐 어셈블리들은 상용 물품들이다. 고압력의 물이, 선행기술에서 잘 알려진 방식으로, 도시되지 않았지만 공급 라인들에 의해 노즐 어셈블리(136)에 공급된다.
동작시, 워크피스들(WP)이 컨베이어(20)를 따라 운송될 때, 노즐 어셈블리(136)는 구동 시스템(126)에 의해 전력을 공급받는 캐리지들(124 및 134)에 의해 선택된 이동 경로들을 따라서 이동된다. 캐리지(124)는 노즐 어셈블리(136)를 횡방향으로 이동시키고, 캐리지(134)는 컨베이어(20)의 이동의 방향에 대하여 길이방향으로 노즐 어셈블리를 이동시킨다. 이것은 프로세서(18)에 의해 기동 시스템들(128 및 135)의 서보 모터(servo motor)들의 동작 안으로 프로그래밍된 루트(route)들을 따라서 노즐 어셈블리가 신속하게 이동할 수 있게 한다.
일단 워크피스(WP)로부터의 뼈 또는 다른 원하지 않는 물질이 절단되었거나 또는 이와 달리 제거되었다면, 또는 워크피스가 분할되었다면, 처리된 워크피스(들)는 픽업 스테이션(30)에서 컨베이어(20)로부터 제거될 수 있다. 스테이션(30)에서, 하나 이상의 픽업장치(pickup device)들(150)은 테이크어웨이 컨베이어(도시되지 않음) 또는 다른 위치 상의 배치를 위해 컨베이어(20)로부터 포션들을 제거/워크피스들을 절단하도록 컨트롤러(26)에 의해 제어된다.
픽업장치(150)는 컨트롤러(26)에 의해 자동으로 동작될 수 있다. 이와 관련하여, 컨트롤러(26)는 컨베이어(20) 상의 워크피스(WP)의 위치를 추적하고, 컨베이어로부터 워크피스를 자동으로 제거하기 위하여 픽업장치(150)의 동작을 제어하는 데에 이러한 알려진 위치를 이용한다. 픽업장치(150)는 컨베이어 벨트(22)로부터 워크피스를 들어올려서 컨베이어(22)의 움직임의 방향에 대하여 측방향으로(laterally) 또는 길이방향으로(longitudinally) 워크피스를 테이크어웨이 컨베이어 또는 다른 위치로 운송하기 위해 워크피스(WP)와 단단한 부착(secure attachment)을 할 수 있는 착탈가능한 부분(attachable portion)(152)을 포함할 수 있다. 착탈가능한 부분(152)은 분할된/트림된 워크피스(WP)를 파지하기(grasp) 위하여 석션 동작(suction action) 또는 다른 방법론을 이용할 수 있다. 본 발명과 결합하여 이용하기에 적합한 픽업장치들은 본 명세서의 이 부분에서 참조에 의해 통합되는 미국특허 제6826989호에서 공개된다.
분할된 워크피스들(WP)은 픽업장치들(150)을 이용하는 것 외에도 다른 방법들에 의해 컨베이어(20)로부터 제거될 수 있다고 이해되어야 한다. 예를 들어, 벨트(22)로부터 워크피스들을 푸쉬(push) 또는 스윕(sweep)하기 위해 아암(도시되지 않음)이 이용될 수 있고, 또는 컨베이어로부터 워크피스들을 푸쉬 또는 스윕하기 위해 동력 램(powered ram)이 채용될 수 있다. 추가적 대안으로서, 워크피스들은 컨베이어의 단부로부터 다른 컨베이어에게로, 컨테이너 등 안으로 단순히 떨어지도록 될 수 있다. 그래서, 본 발명은 절단 및/또는 분할된 후에 워크피스들의 처분을 제한하도록 의도되지 않는다.
본 발명의 처리 시스템(10)을 이용하는 하나의 방법(158)이 도 7에서 개략적으로 도시된다. 프로세스는 단계 160에서 시작하고, 워크피스들은 단계 162에서 평평한(flat) 벨트 컨베이어(16) 상으로 적재된다(loaded). 그 이후에, 워크피스들은 단계 164에서 스캐닝 스테이션(14)에 있는 엑스레이 검출기 시스템(60)을 이용해서 스캔된다. 다음으로, 단계 166에서, 워크피스의 스캐닝으로부터의 데이터가 단계 168에서 표현된 프로세서(18)에 전송된다.
그 이후에, 단계 170에서, 워크피스는 단계 170에서 엑스레이 스캐닝 컨베이어(12)로부터 분할 컨베이어(portioning conveyor)(20)에게로 이송된다. 다음으로, 단계 172에서, 워크피스는 광학적 스캐너(102)를 이용하여 광학적 스캐닝 스테이션(24)에서 광학적으로 스캔된다. 게다가, 단계 174에서, 광학적 스캐닝 스테이션(24)에서 생성된 데이터가 프로세서(18)에 전송된다. 데이터의 이러한 전송은 또한 단계 168에 의해 표현된다.
그 이후에, 단계 176에서, 프로세서(18)는 광학적으로 스캔된 워크 프로덕트(WP)가 엑스레이 스캐너에 의해 이전에 스캔되었던 것과 동일한지 여부를 결정하기 위하여 광학적 스캔 데이터를 이전에 수신된 엑스레이 스캔 데이터와 비교한다. 상술한 바와 같이, 비교되는 데이터는 워크피스의 외부 둘레를 따라서 있는 좌표 위치들로 이루어질 수 있다.
광학적 스캐너에 의해 스캔된 식품 아이템이 엑스레이 스캐너에 의해 이전에 스캔된 동일한 식품 아이템에 상응하는지 확인하기 위하여 엑스레이 스캐너(60)로부터의 제1 데이터 세트를 광학적 스캐너(102)로부터의 제2 데이터 세트와 비교하기 위해 다양한 방법들 및 기법들이 이용될 수 있다. 예를 들어, 2개의 데이터 세트들 간의 RMS(Root Mean Square) 에러가 계산될 수 있고, 이러한 에러값은 엑스레이 스캐너에 의해 스캔된 식품 아이템이 광학적 스캐너에 의해 스캔된 식품 아이템과 동일한지 확인하기 위해 이전에 설정된 최대 RMS와 비교된다. 이와 관련하여, RMS 에러는 워크피스의 외부 둘레를 따라서 있는 각각의 상응하는 좌표 위치들에 대해 계산된다. 본질적으로, 좌표들의 각각의 위치에서 차이는 X 및 Y 좌표값들에서 차이의 제곱들의 합의 제곱근으로서 계산된다. 그 이후에, 이 거리들의 제곱값들이 합해지고, 이 합은 상응하는 좌표 쌍들의 수에 의해 나눠진다. 마지막으로, 몫의 제곱근이 RMS 에러로서 취해진다. 계산된 RMS 에러는 광학적 스캐너 및 엑스레이 스캐너에 의해 동일한 워크피스가 스캔되었다는 결론을 내릴 수 있는 허용가능한(allowable) 미리 설정된 최대 RMS 에러와 비교된다.
이용될 수 있는 다른 분석 방법론은 워크피스를 따라서 있는 각각의 위치의 X 및 Y 좌표값들에서의 차이를 결정하고, X-Y 좌표값들에서 수락가능한(acceptable) 변화량 또는 차이를 정의하는 표준편차를 선택하는 것에 의해 이루어진다. 이러한 기법에서, 워크피스의 둘레를 따라서 있는 다양한 좌표 위치들의 각각에서 표준편차의 관점에서 신뢰 수준이 정의될 수 있다. X-Y 좌표 간의 허용가능한 표준편차의 레벨 또는 수락가능한 신뢰 수준은 미리 설정된다.
다른 회귀 분석 기법들, 예를 들어 최소제곱회귀 분석이 또한 이용될 수 있다.
만일 광학적 스캔으로부터의 워크피스가 이전 엑스레이 스캔의 것과 매치한다고 결정되면, 단계 178에서, 프로세서는 제2 컨베이어(20)에 이송될 때 워크피스의 움직임 또는 왜곡으로 인하여 엑스레이 스캐닝 결과들로부터 광학적 스캐닝 결과들로 물리적 파라미터 데이터를 전환할 필요가 있는지 여부를 결정하는 것을 진행한다. 상술한 바와 같이, 이러한 왜곡은 워크피스의 X 및/또는 Y 변환, Z축 둘레로 워크피스의 회전, X 및/또는 Y 방향으로의 워크피스의 스케일에 있어서 변화, 및 X 및/또는 Y 방향으로의 전단 왜곡을 포함할 수 있다. 만일 워크피스(WP)에서 충분한 시프팅 또는 왜곡이 발생했다면, 프로세서(18)에 의해 필수 전환(requisite transformation)들이 수행된다. 그 결과, 예를 들어, 엑스레이 스캐너(60)에 의해 스캔된 것 및 광학적 스캐너(102)에 의해 광학적으로 스캔된 것과 같은 워크피스의 외부 둘레 및 사이즈 및 형상을 포함하는 구성 간에 밀접한 매치(close match)가 달성된다.
다른 한 편으로, 만일 광학적 스캔으로부터의 워크피스(WP)가 이전 엑스레이 스캔의 것과 매치하지 않는다고 결정되면, 단계 177에서 프로세서는 컨베이어 벨트 상의 다음 워크피스가 광학적 스캔으로부터의 워크피스와 동일한지 여부를 결정하기 위하여 광학적으로 스캔된 데이터를 엑스레이 스캐닝으로부터 수신된 다음 데이터 세트와 비교한다. 이러한 상황에서, 만일 단일한 워크피스가 광학적 스캐닝 스테이션(24)으로부터 업스트림에 있는 위치에서 제1 컨베이어(12) 또는 제2 컨베이어(20)로부터 제거되었다면, 컨베이어들을 따라 이동하는 다음 워크피스가 광학적으로 스캔된 워크피스에 상응할 것이다. 하지만, 만일 둘 이상의 워크피스(WP)가 광학적 스캐닝 스테이션(24)으로부터 업스트림에 있는 컨베이어들로부터 제거되었다면, 프로세서(18)는 광학적으로 스캔된 워크피스와 엑스레이 스캐닝 스테이션(14)에서 스캔된 상응하는 워크피스 사이에 매치가 일어날 때까지 비교 분석을 계속한다. 일단 엑스레이 스캐닝 및 광학적 스캐닝으로부터의 데이터 세트들에서 매치가 달성되었으면, 상술한 바와 같은 임의의 전환들을 수행할 필요가 있는지 여부를 결정하기 위하여 프로세스는 단계 178로 이동한다.
다음으로, 단계 180에서, 상술한 바와 같이 필요한 전환들이 적용된 후에, 엑스레이 스캐닝에 의해 결정된 것과 같은 뼈 또는 다른 원하지 않는 물질의 위치가 광학적 스캐닝으로부터 결정된 것과 같은 워크 프로덕트의 구성 상으로 맵핑된다. 그러므로, 단계 182에서, 워터젯 또는 다른 타입의 커터를 위한 절단 경로가 프로세서(18)에 의해 생성된다. 다음으로, 단계 184에서, 워크피스는 뼈 또는 다른 원하지 않는 물질을 제거하기 위하여 및/또는 워크피스를 원하는 사이즈들, 무게들, 형상들 등으로 분할하기 위하여 절단된다. 그리고, 마지막으로, 단계 186에서, 뼈 또는 다른 원하지 않는 특징들을 제거하여 처리되었거나 원하는 물리적 파라미터들에 따라 분할된 워크 프로덕트는, 예를 들어, 테이크어웨이 컨베이어, 수집통(collection bin) 등에 오프로드된다(offloaded).
도 8 및 도 9는 본 발명에 따른 대안적인 시스템(10') 및 방법을 도시한다. 도 1 내지 도 6에서와 동일한 시스템(10')의 구성요소들 및 부품들과 도 7에서와 동일한 방법 208의 단계들은 동일한 부품 번호들을 가지고 식별되며, 이들의 설명은 여기서 반복되지 않을 것이다. 오히려, 이하의 설명은 도 1 내지 도 7에 도시된 것과 비교하여 도 8 및 도 9에 도시된 바와 같은 시스템(10') 및 방법에서의 변화들 또는 차이들에 중점을 둘 것이다. 그럼에도 불구하고, 시스템(10')의 적용가능한 구성요소들 및 부품들이 도 4의 실시예에 적용된다고 이해되어야 한다. 동일한 것이 방법 208에 적용될 수 있는 도 7의 단계들에 적용된다.
도 8을 참조하면, 광학적 스캐닝 스테이션(200)은 제1 컨베이어 벨트(16) 상에 있는 동안 워크피스들(WP)을 스캔하기 위하여 광학적 스캐너(202)를 이용하도록 제1 컨베이어(12) 위에 배치된다. 광학적 스캐닝 스테이션(200)은 제1 엑스레이 스캐닝 스테이션(14)의 다운스트림에 있는 것으로 도시되지만, 광학적 스캐닝 스테이션(200)은 대신 엑스레이 스캐닝 스테이션의 업스트림에 위치해 있을 수 있다. 엑스레이 스캐닝 스테이션(14)에 대한 광학적 스캐닝 스테이션(200)의 위치에 상관없이, 광학적 스캐너(202)는 벨트(22) 위로 워크피스(WP)를 스캔하는 것 및 워크피스의 물리적 파라미터들을 알아내는 것과 관련하여 상술한 스캐너(102)와 실질적으로 동일한 방식으로 동작할 수 있을 것이다. 하지만, CCD(changed coupled devices) 및 적외선 카메라(infrared camera)들을 포함하여, 다른 타입들의 광학적 스캐너들이 이용될 수 있을 것이다. 사용된 카메라의 타입들에 상관없이, 워크피스의 광학적 이미지가 생성된다.
시스템(10') 대 시스템(10)에 있어서 하나의 차이는 엑스레이 스캐너(60)와 동일한 벨트(16)에 위치한 광학적 스캐너(200)에 있어서, 벨트(16)의 속력의 함수인 엑스레이 스캐너와 카메라로부터의 이미지 정보가 생성된 때 사이의 시간 차이를 단지 기초로 하는 대신에, "매칭(matching)" 프로세스를 이용해야 할 필요 없이 워크피스에 대해 광학적으로 스캔된 데이터 상으로 엑스레이 물체(object) 데이터를 직접적으로 중첩시키는(superimpose) 것이 가능하다는 점이다.
또한, 엑스레이 스캐너로부터의 워크피스의 외부 윤곽이 2개의 컨베이어들(12 및 20) 사이의 워크피스들과 매치할 필요가 없다는 점이 이해될 것이다. 엑스레이 스캐닝은 단지 커터 장치(120)의 절단 경로들을 결정하기 위해 이용될 필요가 있다. 게다가, 절단 경로들의 결정은, 엑스레이 스캐너에 의해 식별가능(discernible)하지 않거나 적어도 정밀하게 식별가능하지 않을 수 있지만, 광학적 스캐너(202)에 보이는 워크피스들의 적어도 결함들 또는 다른 관점들과 관련하여 광학적 스캐너(202)로부터 획득된 데이터로부터 증강될(augmented) 수 있다. 이러한 결함들은, 예를 들어,핏자국(blood spot)들, 색상변화들, 찢어진 곳(tear)들, 상처(cut)들, 고기/살 구조에 대한 다른 손상, 껍질 잔여물(skin remnant)들, 다른 기형들(deformities), 및 워크피스들 상의 다른 원하지 않는 특징들 또는 결함들을 포함할 수 있다.
엑스레이 데이터를 광학적 스캔-생성 데이터 상으로 중첩시키는 것은 워크피스의 윤곽 아웃라인을 "생성하는 것(creating)" 및 워크피스 내에서 원하지 않는 물질 또는 결함들(예컨대, 뼈)의 위치들을 결정하는 것 전에 일어날 수 있다. 스캐너(202)로부터의 데이터는 프로세서(18)에 전송되고, 프로세서는 컨베이어 벨트(16) 상에서 운송되고 있는 워크피스의 윤곽 아웃라인을 생성할 수 있을 뿐만 아니라 워크피스 내에 있는 결함들의 위치를 밝힐 수 있다. 이후, 이러한 데이터는 상술한 것과 동일한 방식으로 시스템(10')에 의해 이용되는데, 엑스레이 스캔으로부터의 데이터는 벨트(22) 상에서 광학적으로 스캔된 워크피스가 벨트(16) 상에서 (엑스레이에 의해) 이전에 스캔된 워크피스와 동일하다는 것을 확인해 주기 위해 시스템(10)에 의해 이용된다. 이 데이터는 또한 컨베이어(16)에서부터 컨베이어(22)로의 이송 동안 워크피스의 움직임 또는 왜곡으로 인하여 필요한 임의의 전환들을 수행하기 위해 이용된다. 게다가, 이 정보는 컷팅 장치(120)가 결함들을 제거하기 위해 워크피스를 분할 및/또는 절단하도록 제어될 수 있게 하기 위하여 결함들의 위치를 스캐너(102)에 의해 스캔된 것과 같은 컨베이어(22) 상의 워크피스 구성 상으로 맵핑하는 데에 이용된다. 상술한 것 외에, 도 8에 도시된 처리장치(10')는 도 1 내지 도 6에 도시된 처리 장치(10)와 동일하다. 2개의 광학적 스캐닝 또는 이미저(imager)들(202 및 102)의 이미징 프로세스는 유사하기 때문에, 엑스레이 스캐닝 스테이션(14)과 광학적 스캐닝 스테이션(24)으로부터의 데이터를 이용할 때 2개의 광학적 시스템들로부터의 데이터 간의 더 나은 매치가 일어날 수 있다.
도 9는 도 8에서 도시된 처리 시스템(10')을 이용하는 하나의 방법(208)을 도시한다. 명백한 바와 같이,도 9에서 도시된 방법(208)의 단계들은 대부분 도 7에서 도시된 프로세스(158)에 대한 단계들과 동일하거나 매우 유사하다. 하지만, 도 9에서, 프로세스(208)는, 예를 들어, 엑스레이 스캐닝 단계(166) 후에 제1 컨베이어(12) 상에 있는 동안 워크 프로덕트(WP)의 스캐닝을 포함하는 광학적 스캐닝 단계(210)를 포함한다. 이와 달리, 광학적 스캐닝 단계(210)는 엑스레이 스캐닝 단계(166) 전에 일어날 수 있다.
도 9에서 도시된 바와 같이, 광학적 스캐닝 단계(210)로부터의 데이터는 단계 212에서 프로세서(18)에 전송된다. 단계 214에서, 프로세서는 엑스레이 스캔으로부터의 데이터를 제1 광학적 스캔으로부터의 데이터 상으로 직접 중첩시킨다. 그 이후에, 프로세서는 프로세스(158)와 비교하여 상술한 바와 같이, 예를 들어 윤곽 아웃라인을 따라 X/Y 좌표들의 형태로, 워크피스의 윤곽 아웃라인을 생성하고 이러한 윤곽 아웃라인을 나타낸다. 프로세서(18)는 또한 워크피스(WP) 내에 있는 결함들(예컨대, 뼈)의 위치를 식별하기 위하여 엑스레이 스캔 및 제1 광학적 스캔으로부터의 데이터를 분석한다.
프로세서(158)로부터의 다른 변형으로서, 프로세스(208)에서 단계(176')에서 프로세서는 광학적 스캐너(102)에 보이는 워크피스가 광학적 스캐너(202)에 보이는 워크피스와 동일한지를 확인하기 위하여 스캐너(102)로부터의 광학적 스캔 데이터를 스캐너(202)로부터의 광학적 스캔 데이터와 비교한다. 다른 변형례 또는 변경으로서, 단계(178')에서 광학적 스캐너(102)로부터의 데이터와 광학적 스캐너(202)로부터의 데이터 간에 필요한 전환들이 일어난다. 상술한 차이들 외에, 도 9에 도시된 방법(208)은 상술한 도 7에 도시된 방법(158)과 본질적으로 동일하거나 매우 유사하다.
도 10은 본 발명에 따른 대안적인 시스템(10") 및 방법을 도시한다. 도 1 내지 도 6 및 도 8에서와 동일한 시스템(10")의 구성요소들 및 부품들은 동일한 부품 번호들을 가지고 식별되며, 이들의 설명은 여기서 반복되지 않을 것이다. 오히려, 이하의 설명은 도 1 내지 도 9에 도시된 것과 비교하여 도 10에 도시된 바와 같은 시스템(10")에서의 변화들 또는 차이들에 중점을 둘 것이다.
도 10을 참조하면, 워크 프로덕트에 대한 최소한의 왜곡을 가지고 컨베이어(12)로부터 컨베이어(20)로의 워크 프로덕트(WP)의 이송을 용이하게 하기 위하여 이송 컨베이어(250)가 제1 또는 업스트림 컨베이어(12)와 제2 또는 다운스트림 컨베이어(20) 사이에 삽입된다. 이송 컨베이어(250)는 컨베이어 프레임 구조물(260) 상에 설치된 엔드 롤러(end roller)들(254 및 256) 위에 트레인된(trained) 컨베이어 벨트(252)를 포함한다. 도 10에 도시된 바와 같이, 프레임 구조물은 컨베이어들(12 및 20) 사이에서 컨베이어(250)를 지지하는 레그들(262)을 포함한다. 벨트(252)는 이송 컨베이어(250)의 길이를 따라 중앙으로 위치해 있는 구동 롤러(264)에 의해 전력을 공급받는다. 벨트(252)와 구동 롤러(264) 간의 임의의 미끄러짐(slippage)을 피하기 위하여 구동 롤러(264) 상에서 벨트(252)의 감쌈(wrap)을 증가시키기 위해 아이들러 롤러들(266)이 이용된다.
도 10에서 도시된 바와 같이, 엔드 롤러들(254 및 256)의 외부 지름은 상대적으로 작아서, 벨트(252)의 단부들이 벨트(16) 및 벨트(22)의 상응하는 단부들에 가까이(closely) 배치될 수 있게 한다. 그래서, 벨트(16)와 벨트(252) 사이의 갭은 상당히 작고, 벨트(252)와 벨트(22)사이의 갭에 대해서도 같다. 결과적으로, 워크 프로덕트(WP)는 벨트(16)에서부터 벨트(252)로 이송될 수 있고, 이후에 매우 작은 시프팅, 움직임, 또는 왜곡을 가지고 벨트(252)에서부터 벨트(22)로 이송될 수 있다. 이상적으로, 벨트들(16, 252, 및 22)의 속력은 동일하고, 이것은 또한 벨트(16)로부터 벨트(252)로 그리고 벨트(22)로 워크 프로덕트의 정확한 이용을 용이하게 한다.
컨베이어들(12 및 20)의 엘리베이션(elevation)이 동일하지 않다면, 컨베이어들의 높이들 또는 엘리베이션들의 차이들을 적응시키기 위하여 이송 컨베이어(250)가 이용될 수 있다고 이해될 수 있다. 이와 관련하여, 엔드 롤러(end roller)들(254 및 256)은 인접한 롤러들(50) 및 스프로킷(84)의 엘리베이션들에 부합시키기 위하여 상이한 엘리베이션들에 있을 수 있다.
게다가, 벨트(252)는 다양한 타입의 물질들로 구성되어 있을 수 있고, 워크 프로덕트들(WP)의 밑면(underside)과의 양호한 "그립(grip)"을 달성하기 위하여 질감을 살린 운반 표면(textured conveying surface)을 갖는 것을 포함해서 다양한 구조들로 이루어질 수 있다. 하나의 이러한 벨트 구조는 본 명세서의 이 부분에서 참조에 의해 통합된 미국특허 제8,683,903호에서 공개된다. 미국특허 제8,683,903호는 "평평한(flat)" 구조의 벨트를 공개하고, 여기서 벨트의 꼭대기 표면은 벨트에 대하여 워크 프로덕트의 임의의 뒤로의 슬라이딩(rearward sliding)을 막는 것을 돕기 위하여 워크 프로덕트의 밑면에 대해 밀어붙이게 맞물림 엣지(abutment edge)들을 정의하도록 윤곽이 이루어진다(contoured).
상술한 바와 같이, 본 발명의 처리 시스템들은 컨베이어들을 따라서, 이 경우에는 컨베이어들(12, 250, 및 20)을 따라서 워크 프로덕트들(WP)의 이동을 연속적으로 추적하지 않는다. 이러한 연속적인 추적은 시스템(10")에 있어서 가능하지 않을 수 있다. 예를 들어, 중간의(intermediate) 컨베이어(250)가 제조 동작 동안 멈추게 된다면, 워크 프로덕트들(WP)의 엑스레이 이미지들이 여전히 생성되어서 광학적 스테이션(24)에 보내질 수 있지만, 워크 프로덕트들(WP)은 컨베이어(250)의 멈춤(stoppage)으로 인하여 광학적 스테이션에 절대로 도달하지 않을 것이다. 그래서, 시스템(10")은 워크 프로덕트들을 연속적으로 추적할 수 없고, 시스템은 워크 프로덕트들이 광학적 스캐너(24)에 도달하지 않을 것이라는 점을 절대로 알지 못할 것이다. 대신, 시스템(10")은 다음 워크 프로덕트가 광학적 스테이션(24)에 도달할 때까지 단지 기다릴 것이다.
예시적인 실시예들이 도시되고 기술되었지만, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양한 변형들이 만들어질 수 있다는 점이 이해될 것이다. 예를 들어, 처리 시스템(10)은 수정된 방법으로 이용될 수 있는데, 여기서 프로세서(18)는 벨트(16)에서부터 벨트(22)로의 워크피스(WP)의 이송이 일어날 때에 대하여 경고를 받는다(alerted). 벨트(22)의 속도를 알기 때문에, 프로세서(18)는 어떤 특정한 워크피스(WP)가 스캐닝 스테이션(24)에서 후속적으로(subsequently) 스캔되는지를 알아낼 수 있다. 이 정보는 상술한 프로세스에 부가하여 또는 대신하여 이용될 수 있는데, 여기서 광학적 스캐닝 스테이션(24)에서의 워크피스가 엑스레이 스캐닝 스테이션(14)에서 이전에 스캔된 워크피스에 상응하는지를 확인하기 위하여 스캐닝 스테이션(24)으로부터의 광학적 스캔 데이터가 엑스레이 스테이션(14)으로부터의 엑스레이 스캐닝 데이터와 비교된다. 처리 시스템(10)은 이러한 추가적인 데이터 없이 잘 동작할 수 있다; 하지만, 이러한 데이터는 상술한 시스템들(10 및 10') 및 방법들(158 및 208)을 이용하여 획득된 결과들을 확인해 주는(confirming) 기능을 제공할 수 있다.
또한, 컨베이어들(12 및 20)은 상술한 것과 다르게 구성될 수 있다. 예를 들어, 컨베이어(12)를 위한 단일한 구동 롤러(50) 및 컨베이어(20)를 위한 단일한 스프로킷(84) 및 이러한 2개의 컨베이어들의 인터섹션(intersection)을 채용하는 것이 아니라, 벨트들 간의 갭의 사이즈를 감소시키도록 컨베이어 벨트들(16 및 22)의 인접한 단부들을 더 가깝게 함께 배치하기 위하여 다른 구성들이 이용될 수 있다. 예를 들어, 2개의 롤러들(상부 롤러 및 하부 롤러)이 단일한 롤러(50) 대신에 이용될 수 있다. 마찬가지로, 2개의 스프로킷들이 단일한 스프로킷(84) 대신에 이용될 수 있을 것이다. 이것은 컨베이어들(12 및 20)로부터 이송될 때 워크피스의 더 적은 왜곡 및/또는 움직임을 용이하게 하도록 컨베이어들을 분리시키는 갭이 감소될 수 있도록 하기 위하여 컨베이어들(12 및 20)의 인접한 단부들을 "스퀘어업(square up)"할 것이다.
게다가, 처리 시스템(10)에서, 개별적인 제1 또는 업스트림 컨베이어(12), 제2 또는 다운스트림 컨베이어(20), 및 이송 컨베이어(250)는 단순히 개별적인 컨베이어들로서가 아니라 컨베이어 시스템의 일부로서 고려될 수 있을 것이다. 이러한 컨베이어 시스템은 프로세서(18)에 의해 제어되고 조정된다(coordinated).
게다가, 엑스레이와 광학적 스캐너들 간의, 그리고 프로세서(18)를 포함하여 본 시스템 및 방법 간의/사이의 데이터 전송 및 다른 통신이 케이블들 또는 다른 하드웨어를 통하는 것으로 도면들에서 도시되지만, 이러한 데이터/통신은 대신 블루투스 또는 다른 프로토콜을 이용해서 무선으로 전송될 수 있다. 게다가, 본 발명의 시스템 및 방법들에서 다양한 데이터 포맷들이 이용될 수 있다. 하나의 예시적인 데이터 포맷은 XML이다. 데이터 포맷의 다른 예는 JSON(Java Script Object Notation)이다.
게다가, 본 발명의 시스템 및 방법은 식품 아이템들 및 다른 워크피스들로부터 원하지 않는 물질 및 성분들을 찾아내고 제거하기 위해서뿐만 아니라 워크피스들을 트리밍(trimming) 또는 분할하기 위해 이용될 수 있지만, 본 시스템 및 방법은 이러한 기능들 또는 다른 것들 중의 하나를 위해서만 이용될 수 있고, 두 기능들 양쪽 모두를 위해 이용될 필요가 없다.
배타적인 속성 또는 특권이 청구되는 본 발명의 실시예들은 이하의 특허청구범위에서 정의된다.

Claims (21)

  1. 식품 아이템(food item)들이 컨베이어 시스템 상에서 운반되고 있는 동안, 식품 아이템들로부터 원하지 않는 성분(undesirable component)들을 절단해서 제거하기 위하여 및/또는 식품 아이템들을 분할하기 위하여 식품 아이템들을 처리하기 위한 시스템(10)으로서,
    식품 아이템들을 운반하기 위한 업스트림 컨베이어 섹션(upstream conveyor section)(12)을 포함하는 컨베이어 시스템;
    식품 아이템들로부터 제거될 상기 원하지 않는 성분들의 위치 및 식품 아이템들의 사이즈 및/또는 형상을 포함하는 식품 아이템들의 물리적 파라미터(physical parameter)들을 알아내기 위하여 상기 업스트림 컨베이어 섹션 상의 식품 아이템들을 스캔하기 위한, 상기 업스트림 컨베이어 섹션(12)에 배치된 엑스레이 스캐너(X-ray scanner)(60) ― 알아낸 물리적 파라미터들은 식품 아이템들의 상기 원하지 않는 성분들의 위치 및 식품 아이템들의 형상 및/또는 사이즈에 상응하는 제1 데이터 세트에 의해 표현됨 ―;
    상기 컨베이어 시스템은, 상기 업스트림 컨베이어 섹션에 의해 이전에 운반된(previously conveyed) 식품 아이템들을 받기 위하여 및 식품 아이템들을 더 운반하기 위하여, 상기 업스트림 컨베이어 섹션(12)의 다운스트림에 배치된 다운스트림 컨베이어 섹션(downstream conveyor section)(20)을 포함함;
    상기 다운스트림 컨베이어 섹션(20) 상의 식품 아이템들의 위치 및 상기 다운스트림 컨베이어 섹션(20) 상의 식품 아이템들의 형상 및/또는 사이즈로 이루어진 식품 아이템들의 물리적 파라미터들을 알아내기 위하여 상기 다운스트림 컨베이어 섹션(20) 상의 식품 아이템들을 스캔하기 위한, 상기 다운스트림 컨베이어 섹션(20)에 있는 광학적 스캐너(optical scanner)(102) ― 알아낸 물리적 파라미터들 중의 적어도 일부는 식품 아이템들의 형상 및/또는 사이즈에 상응하는 제2 데이터 세트에 의해 표현됨 ―; 및
    원하지 않는 식품 아이템 성분들을 제거하도록 식품 아이템을 절단하기 위한 및/또는 식품 아이템을 분할하기 위한 하나 이상의 커터(cutter)(120);
    를 포함하고,
    프로세서(18)를 포함하되, 상기 프로세서(18)는,
    상기 제1 데이터 세트 및 상기 제2 데이터 세트를 수신하는 것;
    상기 광학적 스캐너에 의해 스캔된 식품 아이템이 상기 엑스레이 스캐너에 의해 이전에 스캔된(previously scanned) 동일한 식품 아이템에 해당하는지를 확인하기 위하여, 상기 광학적 스캐너(102)로부터의 상기 제2 데이터 세트의 적용가능한 부분(applicable portion)들을 상기 엑스레이 스캐너(60)로부터의 제1 데이터 세트의 적용가능한 부분들과 비교하는 것; 및
    상기 제1 데이터 세트의 적어도 부분들을 상응하는 제2 데이터 세트와 비교하고, 만일 상기 제1 데이터 세트와 상기 제2 데이터 세트 사이에 충분한 차이가 존재한다면, 상기 제1 데이터 세트의 상기 제2 데이터 세트로의 변환(translation)들을 선택적으로(optionally) 수행하는 것 ― 상기 변환들은:
    (ⅰ) 식품 아이템의 방향적 변환(directional translation);
    (ⅱ) 식품 아이템의 회전적 변환(rotational translation);
    (ⅲ) 식품 아이템의 사이즈 스케일링(scaling the size);
    (ⅳ) 식품 아이템의 전단 왜곡(shear distortion);
    중의 하나 이상을 포함함―;
    식품 아이템 상의 상기 원하지 않는 성분들의 위치를 찾아내는 것(locating) 및/또는 식품 아이템을 어떻게 분할할지 결정하는 것; 및
    상기 원하지 않는 성분들을 제거하기 위하여 식품 아이템을 절단하도록 및/또는 식품 아이템을 분할하도록 상기 커터(120)를 제어하는 것;
    을 수행하도록 구성된 것을 특징으로 하는 시스템.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 데이터 세트는 상기 업스트림 컨베이어 섹션(12) 상의 식품 아이템의 외부 둘레 구성(outer perimeter configuration)에 상응하고,
    상기 제2 데이터 세트는 상기 다운스트림 컨베이어 섹션(20) 상의 식품 아이템의 외부 둘레 구성에 상응하는 것을 특징으로 하는 시스템.
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 제1 데이터 세트는 상기 업스트림 컨베이어 섹션(12) 상의 식품 아이템의 외부 둘레를 따라서 있는 위치들에 상응하고,
    상기 제2 데이터 세트는 상기 다운스트림 컨베이어 섹션(20) 상의 식품 아이템의 외부 둘레를 따라서 있는 위치들에 상응하는 것을 특징으로 하는 시스템.
  4. 청구항 1 내지 청구항 3 중의 어느 하나의 청구항에 있어서,
    상기 제1 데이터 세트는 상기 업스트림 컨베이어 섹션(12) 상의 식품 아이템의 외부 둘레를 따라서 있는 위치들에 상응하는 좌표들을 포함하고,
    상기 제2 데이터 세트는 상기 다운스트림 컨베이어 섹션(20) 상의 식품 아이템의 외부 둘레를 따라서 있는 좌표들을 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.
  5. 청구항 1 내지 청구항 4 중의 어느 하나의 청구항에 있어서,
    상기 엑스레이 스캐너(60) 및/또는 광학적 스캐너(102)에 의해 알아낸 추가적인 선택적인(optional) 물리적 파라미터들은 식품 아이템 길이(food item length), 폭(width), 종횡비(aspect ratio), 두께(thickness), 두께 프로파일(thickness profile), 윤곽(contour), 외부 윤곽(outer contour); 외부 둘레(outer perimeter), 외부 둘레 구성(outer perimeter configuration); 둘레 사이즈(perimeter size) 및/또는 형상(shape) 및 무게(weight) 중의 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.
  6. 청구항 1 내지 청구항 5 중의 어느 하나의 청구항에 있어서,
    만일 상기 광학적 스캐너(102)에 의해 스캔된 식품 아이템이 상기 엑스레이 스캐너(60)에 의해 이전에 스캔된 식품 아이템과 동일한 식품 아이템이 아니라고 상기 프로세서가 결정하면, 상기 프로세서는 상기 엑스레이 스캐너(60)에 의해 스캔된 후속(subsequent) 식품 아이템이 상기 광학적 스캐너(102)에 의해 스캔된 것과 동일한 식품 아이템인지 여부를 결정하는 것을 특징으로 하는 시스템.
  7. 청구항 1 내지 청구항 6 중의 어느 하나의 청구항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 제1 데이터 세트 및 상기 제2 데이터 세트의 데이터값들의 평균 제곱근 오차 분석(root mean square error analysis); 상기 제1 데이터 세트 및 상기 제2 데이터 세트의 데이터값들의 표준편차 분석(standard deviation analysis); 상기 제1 데이터 세트 및 상기 제2 데이터 세트의 데이터값들의 최소제곱회귀 분석(least squares regression analysis);으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 분석 방법론을 이용해서, 상기 광학적 스캐너에 의해 스캔된 식품 아이템이 상기 엑스레이 스캐너에 의해 이전에 스캔된 동일한 식품 아이템에 해당하는지를 확인하기 위하여, 상기 엑스레이 스캐너(60)로부터의 제1 데이터 세트를 상기 광학적 스캐너(102)로부터의 제2 데이터 세트와 비교하는 것을 특징으로 하는 시스템.
  8. 청구항 1 내지 청구항 7 중의 어느 하나의 청구항에 있어서,
    상기 엑스레이 스캐너에서부터 상기 광학적 스캐너까지 상기 컨베이어 시스템을 따라서 있는 식품 아이템의 위치는 모니터링되지 않는 것을 특징으로 하는 시스템.
  9. 청구항 1 내지 청구항 8 중의 어느 하나의 청구항에 있어서,
    상기 업스트림 컨베이어 섹션(12)을 따라서 있는 식품 아이템의 이동의 위치는 모니터링되지 않고,
    상기 프로세서(18)는 식품 아이템이 상기 업스트림 컨베이어 섹션(12)을 떠날 때 상기 제1 데이터 세트를 수신하는 것을 특징으로 하는 시스템.
  10. 청구항 1 내지 청구항 9 중의 어느 하나의 청구항에 있어서,
    상기 다운스트림 컨베이어 섹션(20)은 이를 따라서 연장되는 컨베이어 벨트(22)를 포함하고,
    상기 프로세서(18)는 상기 제1 데이터 세트의 수신시에 상기 다운스트림 컨베이어 섹션(20)에 대한(relative to) 컨베이어 벨트(22)의 위치를 알게 되는 것을 특징으로 하는 시스템.
  11. 청구항 1 내지 청구항 10 중의 어느 하나의 청구항에 있어서,
    상기 컨베이어 시스템은 상기 업스트림 컨베이어 섹션(12)과 상기 다운스트림 컨베이어 섹션(20) 사이에 배치된 이송 컨베이어 섹션(transfer conveyor section)(250)을 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.
  12. 식품 아이템들이 컨베이어 시스템 상에서 운반되고 있는 동안, 식품 아이템들로부터 원하지 않는 성분들을 절단해서 제거하기 위하여 및/또는 식품 아이템들을 분할하기 위하여 식품 아이템들을 처리하기 위한 방법으로서,
    상기 컨베이어 시스템의 업스트림 컨베이어 섹션(12) 상에서 식품 아이템들을 운반하는 단계;
    식품 아이템들로부터 제거될 식품 아이템들의 상기 원하지 않는 성분들의 위치 및 식품 아이템들의 사이즈 및/또는 형상을 포함하는 식품 아이템들의 물리적 파라미터(physical parameter)들을 알아내기 위하여 엑스레이 스캐너(60)로 제1 컨베이어 섹션(12) 상의 식품 아이템들을 스캔하는 단계 ― 엑스레이 스캐닝에 의해 알아낸 물리적 파라미터들은 식품 아이템들의 원하지 않는 성분들의 위치 및 식품 아이템들의 사이즈 및/또는 형상에 상응하는 제1 데이터 세트로 배열됨 ―;
    식품 아이템들을 더 운반하기 위하여 상기 업스트림 컨베이어 섹션(12)의 다운스트림에 배치된 상기 컨베이어 시스템의 다운스트림 컨베이어 섹션(20)으로 식품 아이템들을 이송하는 단계; 및
    제2 컨베이어 섹션(20) 상의 식품 아이템들의 위치 및 제2 컨베이어 섹션(20) 상의 식품 아이템들의 사이즈 및/또는 형상으로 이루어진 식품 아이템들의 물리적 파라미터들을 알아내기 위하여 광학적 스캐너(102)로 제2 컨베이어 섹션(20) 상의 식품 아이템들을 스캔하는 단계 ― 상기 광학적 스캐너에 의해 알아낸 물리적 파라미터들은 제2 컨베이어 상의 식품 아이템들의 형상 및/또는 사이즈 및 식품 아이템들의 외부 둘레 구성에 상응하는 제2 데이터 세트로 배열됨 ―;
    를 포함하고,
    프로세서(18)를 이용하는 단계로서,
    상기 제1 데이터 세트 및 상기 제2 데이터 세트를 수신하는 것;
    상기 광학적 스캐너에 의해 스캔된 식품 아이템이 상기 엑스레이 스캐너에 의해 이전에 스캔된 동일한 식품 아이템에 해당하는지를 확인하기 위하여, 상기 광학적 스캐너(102)로부터의 적용가능한 제2 데이터 세트의 부분들을 상기 엑스레이 스캐너(60)로부터의 적용가능한 제1 데이터 세트와 비교하는 것; 및
    상기 제1 데이터 세트의 적어도 부분들을 상응하는 제2 데이터 세트와 비교하고, 만일 상기 제1 데이터 세트와 상기 제2 데이터 세트 사이에 충분한 차이가 존재한다면, 상기 제1 데이터 세트의 상기 제2 데이터 세트로의 변환(translation)들을 선택적으로(optionally) 수행하는 것 ― 상기 변환들은:
    (ⅰ) 식품 아이템들의 방향적 시프팅(directional shifting);
    (ⅱ) 식품 아이템들 회전적 움직임(rotational movement);
    (ⅲ) 식품 아이템들의 사이즈 스케일링;
    (ⅳ) 식품 아이템들의 전단 왜곡;
    중의 하나 이상을 포함함―;
    변환된 식품 아이템들 상의 상기 원하지 않는 성분들의 위치를 찾아내는 것 및/또는 변환된 식품 아이템들을 어떻게 분할할지 결정하는 것;
    을 위해 프로세서(18)를 이용하는 단계; 및
    변환된 식품 아이템들 상의 상기 원하지 않는 성분들의 결정된 위치를 이용해서 상기 원하지 않는 성분들을 제거하기 위하여 식품 아이템을 절단하는 단계, 및/또는 변환된 식품 아이템들을 어떻게 분할할지에 대한 결정을 이용해서 식품 아이템들을 분할하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 프로세서는, 상기 제1 데이터 세트를 상기 제2 데이터 세트와 비교하되, 상기 제1 컨베이어 섹션(12) 상의 식품 아이템들의 외부 둘레 구성에 상응하는 제1 데이터 세트로부터의 데이터를 제2 컨베이어 섹션(20) 상의 식품 아이템들의 외부 둘레 구성에 상응하는 제2 데이터 세트로부터의 데이터와 비교하는 것을 특징으로 하는 방법.
  14. 청구항 12 또는 청구항 13에 있어서,
    상기 프로세서는, 상기 제1 컨베이어 섹션(12) 상의 식품 아이템들의 외부 둘레를 따라서 있는 위치들에 상응하는 제1 데이터 세트로부터의 데이터를 상기 제2 컨베이어 섹션(20) 상의 식품 아이템들의 외부 둘레를 따라서 있는 위치들에 상응하는 제2 데이터 세트로부터의 데이터와 비교하는 것을 특징으로 하는 방법.
  15. 청구항 12 내지 청구항 14 중의 어느 하나의 청구항에 있어서,
    상기 프로세서는, 상기 제1 데이터 세트를 상기 제2 데이터 세트와 비교하되, 상기 제1 컨베이어 섹션(12) 상의 식품 아이템들의 외부 둘레를 따라서 위치해 있는 좌표들에 상응하는 제1 데이터 세트로부터의 데이터를 상기 제2 컨베이어 섹션(20) 상의 식품 아이템들의 외부 둘레를 따라서 위치해 있는 좌표들에 상응하는 제2 데이터 세트로부터의 데이터와 비교하는 것을 특징으로 하는 방법.
  16. 청구항 12 내지 청구항 15 중의 어느 하나의 청구항에 있어서,
    식품 아이템 길이, 폭, 종횡비, 두께, 두께 프로파일, 윤곽, 외부 윤곽, 외부 둘레, 외부 둘레 구성, 둘레 사이즈, 부피, 및/또는 형상 및 무게 중의 적어도 하나를 포함하는 추가적인 물리적 파라미터들을 알아내기 위하여 엑스레이 스캐너 및/또는 광학적 스캐너에 의해 식품 아이템들을 스캔하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  17. 청구항 12 내지 청구항 16 중의 어느 하나의 청구항에 있어서,
    만일 상기 광학적 스캐너(102)에 의해 스캔된 식품 아이템이 상기 엑스레이 스캐너(60)에 의해 이전에 스캔된 식품 아이템과 동일한 식품 아이템이 아니라고 상기 프로세서가 결정하면, 상기 프로세서는 상기 엑스레이 스캐너(60)에 의해 스캔된 후속(subsequent) 식품 아이템이 상기 광학적 스캐너(102)에 의해 스캔된 것과 동일한 식품 아이템인지 여부를 결정하는 것을 특징으로 하는 방법.
  18. 청구항 12 내지 청구항 17 중의 어느 하나의 청구항에 있어서,
    상기 프로세서는:
    상기 제1 데이터 세트 및 상기 제2 데이터 세트의 데이터값들의 평균 제곱근 오차 분석; 상기 제1 데이터 세트 및 상기 제2 데이터 세트의 데이터값들의 표준편차 분석; 상기 제1 데이터 세트 및 상기 제2 데이터 세트의 데이터값들의 최소제곱회귀 분석;으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 분석 방법론을 이용해서, 상기 광학적 스캐너에 의해 스캔된 식품 아이템이 상기 엑스레이 스캐너에 의해 이전에 스캔된 동일한 식품 아이템에 해당하는지를 확인하기 위하여, 상기 엑스레이 스캐너(60)로부터의 제1 데이터 세트를 상기 광학적 스캐너(102)로부터의 제2 데이터 세트와 비교하는 것을 특징으로 하는 방법.
  19. 청구항 12 내지 청구항 18 중의 어느 하나의 청구항에 있어서,
    상기 엑스레이 스캐너에서부터 상기 광학적 스캐너까지 상기 컨베이어 시스템을 따라서 있는 식품 아이템의 위치를 모니터링하지 않는 것을 특징으로 하는 방법.
  20. 청구항 12 내지 청구항 19 중의 어느 하나의 청구항에 있어서,
    상기 업스트림 컨베이어 섹션(12)과 상기 다운스트림 컨베이어 섹션(20) 사이에 배치된 이송 컨베이어 섹션(250) 상에서 식품 아이템들을 운반하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  21. 식품 아이템들이 컨베이어 시스템 상에서 운반되고 있는 동안, 식품 아이템들로부터 원하지 않는 성분들을 절단해서 제거하기 위하여 및/또는 식품 아이템들을 분할하기 위하여 식품 아이템들을 처리하기 위한 시스템(10')으로서,
    (a) 식품 아이템들을 운반하기 위한 업스트림 컨베이어 섹션(12)을 포함하는 컨베이어 시스템;
    (b) 식품 아이템들로부터 제거될 상기 원하지 않는 성분들의 위치를 포함하는 식품 아이템들의 물리적 파라미터들을 알아내기 위하여 상기 업스트림 컨베이어 섹션(12) 상의 식품 아이템들을 스캔하기 위한, 상기 업스트림 컨베이어 섹션에 배치된 엑스레이 스캐너(60) ― 알아낸 물리적 파라미터들은 식품 아이템들의 상기 원하지 않는 성분들의 위치 및 식품 아이템들에 상응하는 제1 데이터 세트에 의해 표현됨 ―;
    (c) 상기 컨베이어 시스템은, 상기 업스트림 컨베이어 섹션(12)에 의해 이전에 운반된 식품 아이템들을 받기 위하여 및 식품 아이템들을 더 운반하기 위하여, 상기 업스트림 컨베이어 섹션(12)의 다운스트림에 배치된 다운스트림 컨베이어 섹션(20)을 포함함;
    (d) 상기 다운스트림 컨베이어 섹션(20) 상의 식품 아이템들의 위치 및 상기 다운스트림 컨베이어 섹션(20) 상의 식품 아이템들의 사이즈 및/또는 형상 파라미터들을 포함하는 식품 아이템들의 물리적 파라미터들을 알아내기 위하여 상기 다운스트림 컨베이어 섹션(20) 상의 식품 아이템들을 스캔하기 위한, 상기 다운스트림 컨베이어 섹션(20)에 배치된 제1 광학적 스캐너(102) ― 알아낸 물리적 파라미터들 중의 적어도 일부는 식품 아이템들의 사이즈 및/또는 형상에 상응하는 제2 데이터 세트에 의해 표현됨 ―;
    (e) 식품 아이템들의 사이즈 및/또는 형상 파라미터들 및 선택적으로(optionally) 식품 아이템들로부터 제거될 원하지 않는 성분들의 위치를 포함하는 식품 아이템들의 물리적 파라미터들을 알아내기 위하여 상기 업스트림 컨베이어 섹션(12) 상의 식품 아이템들을 스캔하기 위한, 상기 업스트림 컨베이어 섹션(12)에 배치된 제2 광학적 스캐너(202) ― 알아낸 물리적 파라미터들은 식품 아이템들의 사이즈 및/또는 형상 및 선택적으로(optionally) 식품 아이템들의 원하지 않는 성분들의 위치에 상응하는 제3 데이터 세트에 의해 표현됨 ―;
    (f) 원하지 않는 식품 아이템 성분들을 제거하기 위하여 식품 아이템을 절단하기 위한 및/또는 식품 아이템을 분할하기 위한 하나 이상의 커터(120);
    를 포함하고,
    프로세서(18)를 포함하되, 상기 프로세서(18)는,
    상기 제1 데이터 세트, 상기 제2 데이터 세트, 및 상기 제3 데이터 세트를 수신하는 것;
    상기 제1 광학적 스캐너에 의해 스캔된 식품 아이템이 상기 제2 광학적 스캐너에 의해 이전에 스캔된 동일한 식품 아이템에 해당하는지를 확인하기 위하여, 상기 제1 광학적 스캐너(102)로부터의 상기 제2 데이터 세트의 적용가능한 부분들을 상기 제2 광학적 스캐너(202)로부터의 상기 제3 데이터 세트의 적용가능한 부분들과 비교하는 것; 및
    상기 제3 데이터 세트의 적어도 부분들을 상응하는 제2 데이터 세트와 비교하고, 만일 상기 제3 데이터 세트와 상기 제2 데이터 세트 사이에 충분한 차이가 존재한다면, 상기 제3 데이터 세트의 상기 제2 데이터 세트로의 변환(translation)들을 선택적으로(optionally) 수행하는 것 ― 상기 변환들은:
    (ⅰ) 식품 아이템의 방향적 변환(directional translation);
    (ⅱ) 식품 아이템의 회전적 변환(rotational translation);
    (ⅲ) 식품 아이템의 사이즈 스케일링(scaling the size);
    (ⅳ) 식품 아이템의 전단 왜곡(shear distortion);
    중의 하나 이상을 포함함―;
    식품 아이템 상의 상기 원하지 않는 성분들의 위치를 찾아내는 것 및/또는 식품 아이템을 어떻게 분할할지 결정하는 것; 및
    상기 원하지 않는 성분들을 제거하기 위하여 식품 아이템을 절단하도록 및/또는 식품 아이템을 분할하도록 상기 하나 이상의 커터(120)를 제어하는 것;
    을 수행하도록 구성된 것을 특징으로 하는 시스템.
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