NL1027623C2

NL1027623C2 - Werkwijze en inrichting voor het inschatten van een specifieke positie bepaald door een bot in een karkasdeel van groot vee.

Info

Publication number: NL1027623C2
Application number: NL1027623A
Authority: NL
Inventors: Lambertus Maria Aarts
Original assignee: Townsend Engineering B V
Priority date: 2004-11-30
Filing date: 2004-11-30
Publication date: 2006-05-31
Also published as: WO2006059906A3; WO2006059906A2

Description

...

Werkwijze en inrichting voor het inschatten van een specifieke positie bepaald door een bot in een karkasdeel van groot vee

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het inschatten van een specifieke 5 positie bepaald door een karkasdeel van groot vee omvattende de bewerkingsstap op basis van het vaststellen van een eerste referentiepositie bepaald door het karkasdeel. De uitvinding heeft tevens betrekking op een inrichting voor het inschatten van een specifieke positie bepaald een karkasdeel van groot vee.

10 Het verwerken van slachtdieren vindt, ondermeer vanwege de werklast en de zware arbeidsomstandigheden, voor een belangrijk deel plaats op ten minste gedeeltelijk gemechaniseerde wijze. Daarbij wordt een karkas gewoonlijk opgedeeld in segmenten, zoals bijvoorbeeld karkashelften die vervolgens verder kunnen worden opgedeeld in vooreind, middenstuk en achtereind. De aldus verkregen segmenten worden daarna 15 veelal verder opgedeeld respectievelijk uitgesneden. De dimensies van de te bewerken karkasdelen variëren hetgeen de automatische verwerking van de karkasdelen bemoeilijkt. De automatische aansturing van een bewerkingsorgaan zoals een mes heeft ondermeer als nadelen dat dit tot beschadiging van vlees en/of botmateriaal kan leiden en dat er slechts een beperkt rendement kan worden bereikt. Zo kan bijvoorbeeld een eis 20 dat er slechts zeer geringe hoeveelheden botmateriaal in het ontbeende vlees is toegestaan ertoe leiden dat er na bij ontbenen relatief veel vlees achterblijft op de botten. Ook bij het van elkaar scheiden van op elkaar aansluitende spierweefseldelen kunnen verliezen optreden wanneer de scheiding niet exact op het scheidingsvlak (bijvoorbeeld daar waar de weefsels van elkaar worden gescheiden door één of 25 meerdere vliezen).

De onderhavige uitvinding heeft daarom tot doel het verschaffen van een werkwijze en een inrichting ten gevolge waarvan op geautomatiseerde wijze karkasdelen kunnen worden bewerkt met een verhoogd rendement en/of een verminderde kans op 30 beschadiging van vlees en/of botmateriaal.

De uitvinding verschaft daartoe een werkwijze voor het inschatten van een specifieke positie bepaald door een karkasdeel van groot vee omvattende de bewerkingsstappen: A) het vaststellen van een specifieke eerste referentiepositie bepaald door het 1 02762.1 ' « *·· .

*! 2 karkasdeel, B) het vaststellen van een specifieke tweede referentiepositie bepaald door het karkasdeel, C) het op basis van de twee referentieposities die zijn vastgesteld met bewerkingsstappen A) en B) aan de hand van een gegevensverzameling inschatten van een specifieke derde, nog niet vastgestelde, referentiepositie, D) het vaststellen van de 5 derde referentiepositie, en E) het op basis van de vastgestelde derde referentiepositie aanpassen van de gegevensverzameling. Op basis van twee bekende specifieke referentieposities die bijvoorbeeld kunnen worden bepaald door een enkel bot, of door meerdere samenhangende botdelen, kan een inschatting worden gemaakt van de locatie van een derde referentiepositie die eveneens kan worden bepaald door een bot maar ook 10 kan worden bepaald door andere componenten van het karkasdeel zoals spierweefseldelen. Zo kan de derde referentiepositie worden bepaald door een bot waarvan ten minste een eerste of tweede referentiepositie is vastgesteld maar het kan ook een bot zijn anders dan waarvoor de eerste of tweede referentiepositie is vastgesteld maar dat samenhangt met een bot waarvoor een referentiepositie is vastgesteld. Aldus 15 wordt het mogelijk een positie in te schatten die van de buitenzijde van het karkasdeel is afgeschermd (bijvoorbeeld door vlees, kraakbeen, vliezen of ander materiaal), hetgeen het mogelijk maakt in een opvolgende bewerking rekening te houden met de ingeschatte derde referentiepositie. Het moge duidelijk zijn dat het wenselijk is dat de inschatting van de derde referentiepositie zo nauwkeurig mogelijk plaatsvindt om zo de 20 nauwkeurigheid van een opvolgende bewerking te optimaliseren. Met de onderhavige uitvinding wordt het mogelijk om de nauwkeurigheid van het inschatten van de derde referentiepositie substantieel te vergroten vanwege de terugkoppeling (“feed back”) van het resultaat dat volgt uit de vergelijking van de ingeschatte en de vastgestelde derde referentiepositie. Aldus ontstaat er een “zelflerende” systematiek ten gevolge waarvan 25 het na het meerdere malen doorlopen van de bewerkingsstappen A) - E) mogelijk wordt nauwkeurig de derde referentiepositie in te schatten. Aldus kan er bijvoorbeeld bij verwerking van een bepaalde partij karkasdelen na verwerking van enkele karkasdelen een correctie worden uitgevoerd ten opzichte van de in het systeem bekende gemiddelde karakteristieken van karkasdelen; het systeem “leert” dat een specifiek partij gemiddeld 30 een van het gemiddelde afwijkende karakteristiek heeft, hetgeen tot een vergrote nauwkeurigheid leidt bij verwerking van opvolgende karkasdelen behorende tot de zelfde partij. Opgemerkt wordt dat het karkasdeel ook een geheel karkas kan zijn.

1027623 ' * > » 3

Met groot vee wordt gedoeld op runderen, varkens, schapen, geiten maar eventueel ook andere grotere of kleinere zoogdieren respectievelijk gevogelte die in grotere hoeveelheden worden verwerkt. De verhoogde nauwkeurigheid bij het inschatten van de derde referentiepositie maakt het mogelijk het karkasdeel nauwkeuriger te bewerken 5 hetgeen zowel de kwantiteit als de kwaliteit van de resterende slachtproducten (ondermeer uitgebeend vlees) ten goede kan komen met als gevolg verhoogde opbrengsten. De teruggekoppelde gegevens van de waargenomen derde referentiepositie kunnen op uiteenlopende statistische wijzen worden verwerkt, enkele praktische voorbeelden hiervan zijn kwadratische regressie analyse en lineair programmeren.

10

Ten minste één van de eerste twee referentieposities kan mechanisch wordt vastgesteld door het op, bijvoorbeeld maar niet noodzakelijk een bot, laten aangrijpen van een referentieorgaan zoals bijvoorbeeld een klem, bek, mes, en/of pen. Als alternatief kan ook contactloos een referentiepositie worden bepaald, bijvoorbeeld visueel of door 15 middel van een door het karkasdeel voerende straling. Anderzijds is het ook mogelijk dat een aangrijpend referentieorgaan tevens een andere functie vervult zoals bijvoorbeeld fixeren, zagen of snijden. Dit is in het bijzonder voordelig bij bepaling van de derde referentiepositie, daar deze gewoonlijk moeilijk toegankelijk is zonder de toestand van het karkasdeel te beïnvloeden.

20

Een nog grotere nauwkeurigheid bij de inschatting van de derde referentiepositie kan worden verkregen indien deze volgens bewerkingsstap D) wordt ingeschat onder gebruikmaking van aanvullende gegevens naast de eerste en tweede referentiepositie.

Zo kan voor het uitvoeren van de bewerkingsstap D) ten minste één met het karkasdeel 25 samenhangende maat (bijvoorbeeld lengte, breedte of dikte, gewicht) wordt genomen welke maat fungeert als aanvullend gegeven. Ook is het mogelijk dat voor het uitvoeren van de bewerkingsstap D) ten minste één met het karkasdeel samenhangend referentiegegeven wordt ingevoerd, bijvoorbeeld karkasdeel afhankelijke informatie met betrekking tot ras, leeftijd, sekse, fokgegevens, gedrag, producent, geografische 30 herkomst, vetpercentage en zo voorts. Dergelijke variabele kunnen in meerdere of mindere mate invloed hebben op de bouw van een slachtdier en kunnen aldus leiden tot een vergroting van de nauwkeurigheid waarmee de derde referentiepositie kan worden ingeschat.

1027623 « ' t 4

Het is mogelijk dat de eerste twee referentieposities worden bepaald door een zelfde bot, maar zij kunnen ook worden bepaald door verschillende van het karkasdeel deel uitmakende botten. In het tweede geval dient er uiteraard wel een samenhang te bestaan tussen de onderlinge positionering van deze botten, bijvoorbeeld doordat deze op elkaar 5 aansluiten onder tussenkomst van gewrichten of kraakbeenverbindingen. Van een bot dat mogelijk de derde referentiepositie bepaalt kan reeds eerder ten minste één van de eerste twee referentieposities zijn vastgesteld maar het is eveneens mogelijk van een bot t dat de derde referentiepositie niet eerder een referentiepositie is bepaald. Anderzijds is het uiteraard ook mogelijk dat de derde referentiepositie wordt bepaald door een 10 aansluiting van verschillende spierweefsel; op een dergelijk scheidingsvlak (veelal voorzien van één of meerdere vliezen) kan het gewenst zijn een snede te maken. Hoe nauwkeuriger zulke spierweefsels van elkaar worden gescheiden hoe hoger de opbrengst.

15 De onderhavige uitvinding heeft tevens betrekking op een inrichting voor het inschatten van een specifieke derde referentiepositie in een karkasdeel van groot vee omvattende: middelen voor het vaststellen van een specifieke eerste en een specifieke tweede referentiepositie die worden bepaald door het karkasdeel, een op de referentie bepalende middelen aansluitende gegevensverwerkende eenheid, eveneens op de 20 gegevensverwerkende eenheid aansluitende middelen voor het geautomatiseerd bewerken van het karkasdeel, welke bewerkingsmiddelen ten minste gedeeltelijk worden aangestuurd door de gegevensverwerkende eenheid, en op de gegevensverwerkende eenheid aansluitende middelen voor het vaststellen van een specifieke derde referentiepositie. Met behulp van een dergelijke inrichting kunnen de 25 voordelen worden gerealiseerd zoals voorgaand reeds beschreven naar aanleiding van de werkwijze volgens de onderhavige uitvinding. De eerste en/of tweede referentiepositie kunnen worden bepaald met behulp van contactloze of mechanisch aangrijpende sensoren (bijvoorbeeld in de vorm van een klem waarmee een bot wordt aangegrepen). Met bijvoorbeeld een snijorgaan kan vervolgens een bewerking worden 30 uitgevoerd waarbij bij het waarnemen van een specifieke weerstand of specifieke bewegingsverandering van het snijorgaan een tot dan toe slechts bij benadering bekende derde referentiepositie exact wordt vastgesteld. Deze vastgestelde derde referentiepositie wordt vergeleken met de ingeschatte derde reférentiepositie en er vindt een terugkoppeling plaats van de gevonden resultaten om zo mogelijk met een nog 1027623 5 r .

C 1« grotere betrouwbaarheid bij een opvolgende bewerking hernieuwd een derde referentiepositie in te kunnen schatten. Anderzijds is het ook mogelijk een bewerking uit te voeren (bijvoorbeeld snijden of zagen) waarbij rekening wordt gehouden met de ingeschatte derde referentiepositie. Na het uitvoeren van de bewerking kan dan met een 5 afzonderlijke taster (eventueel de taster waarmee de eerste en of tweede referentiepositie ook als is vastgesteld) de derde referentie worden vastgesteld omdat deze ten gevolge van de bewerking beter toegankelijk is geworden. De vastgestelde derde referentiepositie wordt vervolgens teruggekoppeld naar de gegevensverwerkende eenheid (bijvoorbeeld in de vorm van een computer).

10

In een voorkeursvariant sluit de gegevensverwerkende eenheid aan op aandrijfmiddelen ter verplaatsing van de middelen voor het vaststellen van een derde referentie positie. Zo kan de verplaatsing van het snijorgaan (en dus ten minste een deel van de bewerking van het karkasdeel) worden geautomatiseerd.

15

Ook kunnen gunstige resultaten worden bereikt bij het inschatten van de derde referentiepositie indien de inrichting is voorzien van meetmiddelen (bijvoorbeeld met behulp van “vision”) voor het vaststellen van een lengtemaat en/of het gewicht van het karkasdeel, welke meetmiddelen aansluiten op de gegevensverwerkende eenheid. Ook 20 is het mogelijk dat de inrichting is voorzien van op de gegevens verwerkende middelen aansluitende invoermiddelen voor invoer van karkasdeel afhankelijke gegevens (bijvoorbeeld batch afhankelijke gegevens van de producent, leeftijd van de slachtdieren, gemiddelde fysieke eigenschappen, ras, geslacht en zo voorts). Ook is het mogelijk extra gegevens te verzamelen door een koppeling aan te brengen met 25 productiemiddelen die eerdere bewerkingen hebben uitgevoerd op het karkas of de karkasdelen.

De middelen voor het geautomatiseerd bewerken van het karkasdeel omvatten bij voorkeur snijmiddelen, zoals een langgerekt mes of een roteerbaar cirkelvormig mes.

30 Ook is het doelmatig indien de middelen voor het geautomatiseerd bewerken van het karkasdeel zijn geïntegreerd met de op de gegevensverwerkende eenheid aansluitende middelen voor het vaststellen van een specifieke derde referentiepositie.

1 0 2 7 R 2 3 6

De onderhavige uitvinding zal verder worden verduidelijkt aan de hand van de in navolgende figuren weergegeven niet-limitatieve uitvoeringsvoorbeelden. Hierin toont: figuur 1 een schematische weergave van de inrichting overeenkomstig de onderhavige uitvinding, 5 figuren 2A en 2B opengewerkte aanzichten op twee hammen welke worden bewerkt overeenkomstig de onderhavige uitvinding, figuur 3 een dwarsdoorsnede door een karkas van een varken, en figuur 4een aanzicht op een schouderdeel van een varkenskarkas dat schematisch wordt bewerkt overeenkomstig de onderhavige uitvinding.

10

Figuur 1 toont een schematisch weergegeven inrichting 1 met een klem met aanslag 2 die aangrijpt op een bot 3 van een ham 4. De positie van de klem met aanslag 2 (de eerste referentie positie) wordt door schematisch weergegeven bedieningsmiddelen 5 bepaald en de positie waarin de klem met aanslag 2 zich bevindt wordt door een 15 signaalleiding 6 naar een centrale besturingseenheid 7 gezonden. Een mes 8 is in de ham 4 gestoken zodanig dat dit aanligt tegen een specifieke tweede referentiepositie (zie hiervoor in meer detail ook navolgend figuur 2A). De positie van het mes 8 wordt door schematisch weergegeven bedieningsmiddelen 9 van het mes 8 bepaald en de positie waarin het mes 8 zich bevindt wordt door een signaalleiding 10 naar een centrale 20 besturingseenheid 7 gezonden. Op basis van de informatie aangaande de klem 2 en het mes 8 wordt nu, onder tussenkomst van een signaalleiding 11 een roteerbare zaag 13 (of roteerbaar mes) verplaatst door bijbehorende bedieningsmiddelen 14. Voor een zo goed mogelijke bediening van de zaag 13 is er door de centrale besturingseenheid 7 een inschatting gemaakt van de ligging van ten minste één locatie van een zich in de ham 4 25 bevindend botdeel dat (nog) niet uitwendig toegankelijk is. Na het met de zaag 13 uitvoeren van één of meerdere bewerkingen kan met een taster 15, welke verplaatsbaar is ten gevolge van schematisch weergegeven bedieningsmiddelen 16 de derde referentiepositie worden vastgesteld. Zowel de verplaatsing van de taster 15 als de terugkoppeling van de vastgestelde derde referentiepositie naar de centrale 30 besturingseenheid 7 vindt plaats onder tussenkomst van een signaalleiding 17.

In figuren 2A en 2B is een ham 20 in opengewerkte toestand weergegeven. Figuur 2A toont de ham 20 in een aanzicht van binnenzijde en figuur 2B toont de ham 20 in een aanzicht van buitenzijde. Op een uitstekend bot (“tibia” 21) grijpt een eerste 1027R23 7 referentiepositie vastleggende klem met aanslag 22 aan. Vervolgens wordt een mes 23 in de ham 20 gestoken totdat deze wordt tegengehouden door het samenstel van twee samenhangende botten (de verbinding tussen “tibia” 21 en “fibula” 24). Aldus is ook de tweede referentiepositie bepaald. Op basis van de eerste en tweede referentiepositie kan 5 nu een inschatting wordt gemaakt van de positie van een specifieke opening (de ingeschatte derde referentiepositie) in een bot 25 (“schaambeen” 25) welke voor verdere fixatie van de ham 20 dient te worden aangegrepen door een haakvormige taster 26. De haakvormige taster 26 kan door de inschatting van de positie ervan nu automatisch in de gewenste aangrijppositie worden gebracht. Na daadwerkelijke aangrijping van de 10 opening in het bot 25 door de taster 26 is de derde referentiepositie exact vastgesteld en zal de positie ervan worden teruggekoppeld naar een, in deze figuur niet getoond, besturingssysteem.

Figuur 3 toont een half varkens karkas 30 in een overlangse doorsnede. Het halve 15 karkas 30 wordt veelal opgedeeld in drie segmenten, de ham 31, het middenstuk 32 en het vooreind 33. Het halve karkas 30 of de delen 31, 32 33 waaruit de karkashelft 30 is opgebouwd lenen zich uitstekend op te worden verwerkt met de werkwijze volgens de onderhavige uitvinding.

20 De figuur 4 ten slotte toont bevleesde varkensschouder 40. Door middel van een aangrijporgaan 41 op het uiteinde van een schenkel 42 (ook wel aangeduid als “ulna” 42 of onderarm 42) kan een eerste referentiepositie worden bepaald en vanwege de besturingsmiddelen 43 van het aangrijporgaan 41 doorgegeven aan een besturingseenheid 44. Een tweede referentiepositie wordt vastgesteld door middel van 25 een tasterpen 45 met een inspringend deel van de schouder 40 in aanraking te brengen. De besturingsmiddelen 46 van de tasterpen 45 geven vervolgens ook deze tweede referentiepositie door aan de besturingseenheid 44. De besturingseenheid 44 zal op basis van de aldus verkregen informatie onder tussenkomst van een besturingssysteem 47 een mes 48 aansturen waarmee verschillende spierweefseldelen 49,50 van elkaar 30 worden gesepareerd.

1 0 2 7 fi ? 3

Claims

1. Werkwijze voor het inschatten van een specifieke positie bepaald door een karkasdeel van groot vee omvattende de bewerkingsstappen:

2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk dat ten minste één van de eerste twee referentieposities mechanisch wordt vastgesteld door het op een bot laten aangrijpen van een referentieorgaan. 20

3. Werkwijze volgens conclusie 2, met het kenmerk dat het op het bot aangrijpende referentieorgaan tevens een bewerking op het karkasdeel uitvoert.

4. Werkwijze volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk dat de 25 derde referentiepositie volgens bewerkingsstap D) wordt ingeschat onder gebruikmaking van aanvullende gegevens naast de eerste en tweede referentiepositie.

5. Werkwijze volgens conclusie 4, met het kenmerk dat voor het uitvoeren van de bewerkingsstap D) ten minste één met het karkasdeel samenhangende maat wordt 30 genomen welke maat fungeert als aanvullend gegeven.

5 A) het vaststellen van een specifieke eerste referentiepositie bepaald door het karkasdeel, B) het vaststellen van een specifieke tweede referentiepositie bepaald door het karkasdeel, C) het op basis van de twee referentieposities die zijn vastgesteld met 10 bewerkingsstappen A) en B) aan de hand van een gegevensverzameling inschatten van een specifieke derde, nog niet bepaalde, referentiepositie bepaald door het karkasdeel, D) het vaststellen van de derde referentiepositie, en E) het op basis van de vergelijking van de ingeschatte en de vastgestelde derde 15 referentiepositie aanpassen van de gegevensverzameling.

6. Werkwijze volgens conclusie 4 of 5, met het kenmerk dat voor het uitvoeren van de bewerkingsstap D) ten minste één met het karkasdeel samenhangend referentiegegeven wordt ingevoerd. 1027623

7. Werkwijze volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk dat de eerste twee referentieposities worden bepaald door een zelfde bot.

8. Werkwijze volgens een der conclusies 1-6, met het kenmerk dat eerste twee referentieposities worden bepaald door verschillende van het karkasdeel deel uitmakende botten.

9. Werkwijze volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk dat de 10 derde referentiepositie wordt bepaald door een bot.

10. Werkwijze volgens een der conclusies 1-8, met het kenmerk dat de derde referentiepositie wordt bepaald door een aansluiting van verschillende spierweefsels.

11. Inrichting voor het inschatten van een specifieke derde referentiepositie die wordt bepaald door een bot in een karkasdeel van groot vee omvattende: - middelen voor het vaststellen van een specifieke eerste en een specifieke tweede referentiepositie die worden bepaald door het karkasdeel, - een op de referentie bepalende middelen aansluitende gegevensverwerkende eenheid, 20. eveneens op de gegevensverwerkende eenheid aansluitende middelen voor het geautomatiseerd bewerken van het karkasdeel, welke bewerkingsmiddelen ten minste gedeeltelijk worden aangestuurd door de gegevensverwerkende eenheid, en - op de gegevensverwerkende eenheid aansluitende middelen voor het vaststellen van een specifieke derde referentiepositie. 25

12. Inrichting volgens conclusie 11, met het kenmerk dat de gegevensverwerkende eenheid aansluit op aandrijfmiddelen ter verplaatsing van de middelen voor het vaststellen van een van de referentieposities.

13. Inrichting volgens conclusie 11 of 12, met het kenmerk dat de inrichting is voorzien van meetmiddelen voor het bepalen van een lengtemaat van het karkasdeel, welke meetmiddelen aansluiten op de gegevensverwerkende eenheid. 1027623

14. Inrichting volgens een der conclusies 11-13, met het kenmerk dat de inrichting is voorzien van meetmiddelen voor het bepalen van het gewicht van het karkasdeel, welke meetmiddelen aansluiten op de gegevensverwerkende eenheid.

15. Inrichting volgens een der conclusies 11-14, met het kenmerk dat de inrichting is voorzien van op de gegevens verwerkende middelen aansluitende invoermiddelen voor invoer van karkasdeel afhankelijke gegevens.

16. Inrichting volgens een der conclusies 11-15, met het kenmerk dat de 10 middelen voor het geautomatiseerd bewerken van het karkasdeel snijmiddelen omvatten.

17. Inrichting volgens een der conclusies 11-16, met het kenmerk dat de middelen voor het geautomatiseerd bewerken van het karkasdeel zijn geïntegreerd met 15 de op de gegevensverwerkende eenheid aansluitende middelen voor het vaststellen van een specifieke derde referentiepositie. 1027623