RU2573362C1 - Device for fish beheading - Google Patents
Device for fish beheading Download PDFInfo
- Publication number
- RU2573362C1 RU2573362C1 RU2014148051/13A RU2014148051A RU2573362C1 RU 2573362 C1 RU2573362 C1 RU 2573362C1 RU 2014148051/13 A RU2014148051/13 A RU 2014148051/13A RU 2014148051 A RU2014148051 A RU 2014148051A RU 2573362 C1 RU2573362 C1 RU 2573362C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- fish
- control system
- rotor
- cutting
- conveyor
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Processing Of Meat And Fish (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к рыбной промышленности, а более конкретно к области технологического оборудования для обезглавливания рыбы, и может найти применение на береговых рыбообрабатывающих предприятиях и судах промыслового флота.The invention relates to the fishing industry, and more particularly to the field of technological equipment for decapitation of fish, and may find application in coastal fish processing enterprises and fishing fleet vessels.
Обезглавливание рыбы является самостоятельной технологической операцией разделывания. Общим требованием для всех видов обезглавливания является уменьшение отходов мяса.Decapitation of fish is an independent technological operation of cutting. A common requirement for all types of decapitation is the reduction of meat waste.
При обезглавливании рыбы предусматриваются три следующих вида реза: прямой, клиновидный и фигурный. Вид реза определяется видом и формой тела рыбы, видом вырабатываемого продукта. При прямом резе плоскость резания перпендикулярна или наклонена под определенным углом к оси тела рыбы. При клиновидном резе имеются две плоскости резания, расположенные под углом друг к другу и к оси тела рыбы. При фигурном (U-образном) резе плоскость резания повторяет очертания жаберной крышки. Фигурный рез является наиболее экономичным, так как на обезглавленной тушке остаются участки мяса, грудные плавники с костями оснований, а в некоторых случаях - брюшные плавники и плечевые кости.When decapitating fish, the following three types of cut are provided: straight, wedge-shaped and curly. The type of cut is determined by the type and shape of the body of the fish, the type of product produced. With a direct cut, the cutting plane is perpendicular or inclined at a certain angle to the axis of the body of the fish. With a wedge-shaped cut, there are two cutting planes located at an angle to each other and to the axis of the body of the fish. With a curly (U-shaped) cut, the cutting plane repeats the outline of the gill cover. Figured cut is the most economical, since on the decapitated carcass there are areas of meat, pectoral fins with base bones, and in some cases, abdominal fins and humerus.
Основной проблемой реализации технологической операции обезглавливания рыбы является точная настройка рабочего органа на экономичный рез головы. С целью максимальной экономии ценного рыбного сырья форма рабочего органа должна соответствовать очертаниям жаберной крышки. Форма жаберной щели может быть приближенно описана дугой окружности. Вместе с тем обрабатываемая рыба различных размерных диапазонов отличается морфометрическими параметрами и формой жаберной крышки. Таким образом, форма рабочего органа должна изменяться при обработке различных партий рыбы вследствие различной формы жаберных крышек.The main problem of the implementation of the technological operation of decapitation of fish is the precise adjustment of the working body for an economical cut of the head. In order to maximize the saving of valuable fish raw materials, the shape of the working body should correspond to the shape of the gill cover. The shape of the gill slit can be approximately described by an arc of a circle. At the same time, the processed fish of various size ranges differs in morphometric parameters and the shape of the gill cover. Thus, the shape of the working body must change when processing different lots of fish due to the different shapes of the gill covers.
Известно устройство для обезглавливания рыбы (RU №1126199, МПК A22C 25/14, опубл. 23.11.1984), состоящее из транспортирующего органа с поперечно размещенными лотками для перемещения рыбы на боку, пары приводных дисковых ножей, симметрично установленных под углом один относительно другого, подвижного ощупывающего механизма, соединенного с дисковыми ножами. Для обеспечения точной ориентации положения дисковых ножей относительно плоскости симметрии рыбы дисковые ножи закреплены с возможностью поворота, а ощупывающий механизм содержит подпружиненные планки, которые связаны с ножами посредством осей.A device for decapitating fish is known (RU No. 1126199, IPC
К недостатку устройства следует отнести значительные потери сырья при выполнении клиновидного реза головы. Конструкция дисковых ножей допускает резание по прямой линии, в то время как жаберная щель рыбы имеет криволинейную форму. При этом в отходы поступает ценное мясо приголовка рыбы. Также недостатком устройства является применение контактного измерительного органа. Это существенно снижает точность настройки режущих инструментов вследствие различной консистенции сырья, так как механический щуп неизбежно продавливает ткань рыбы. Механизм настройки имеет сложную кинематику, что приводит к низкой производительности устройства. Указанные обстоятельства существенно ухудшают эксплуатационные характеристики устройства и не позволяют обеспечить экономичное отрезание головы рыбы.The disadvantage of the device should include significant losses of raw materials when performing a wedge-shaped cut of the head. The design of circular knives allows cutting in a straight line, while the gill slit of the fish has a curved shape. At the same time, valuable meat from fish heads comes into the waste. Another disadvantage of the device is the use of a contact measuring body. This significantly reduces the accuracy of the cutting tools due to the different consistency of the raw materials, since a mechanical probe inevitably pushes fish tissue. The tuning mechanism has complex kinematics, which leads to poor device performance. These circumstances significantly degrade the performance of the device and do not allow for economical cutting of the fish head.
Известно устройство для отрезания голов у крупных рыб (RU №2076606, МПК6 A22C 25/14, опубл. 10.04.1997), включающее горизонтальный стол с прорезью, гильотинный нож, установленный в вертикальных направляющих с возможностью перемещения вдоль них. Гильотинный нож имеет режущую грань, изогнутую под углом 90-120°. Стол оснащен роликами для подачи рыбы и захватом с держателями рыбы.A device for cutting heads in large fish (RU No. 2076606, IPC 6
Основными недостатками данного устройства являются отсутствие транспортирующего органа и обмеряющего приспособления, а также выполнение обезглавливания рыбы клиновидным резом. Для работы устройства необходимо присутствие оператора, который вручную подводит тушку рыбы под режущий инструмент. В связи с чем имеется опасность травмирования рук оператора. Поскольку оператор вынужден вручную укладывать рыбу на линию резания и приводить в действие пневмоцилиндр, производительность устройства является низкой и определяется физическими возможностями человека. В устройстве отсутствует приспособление для автоматического измерения параметров сырья, в связи с чем невозможна настройка гильотинного ножа. Клиновидный рез головы рыбы приводит к значительным потерям мяса приголовка и невысокому выходу готовой продукции. Вследствие вышеизложенных обстоятельств устройство имеет низкие эксплуатационные показатели по производительности, ресурсосбережению и технике безопасности.The main disadvantages of this device are the lack of a transporting organ and measuring devices, as well as the decapitation of fish with a wedge-shaped cut. For the operation of the device requires the presence of an operator who manually brings the carcass of the fish under the cutting tool. In this connection, there is a danger of injury to the operator’s hands. Since the operator is forced to manually lay the fish on the cutting line and actuate the pneumatic cylinder, the productivity of the device is low and is determined by the physical capabilities of the person. The device lacks a device for automatically measuring the parameters of raw materials, and therefore it is not possible to adjust the guillotine knife. A wedge-shaped cut of the fish head leads to significant losses in meat of the head and a low yield of finished products. Due to the above circumstances, the device has low performance in terms of productivity, resource saving and safety.
Известно устройство для обезглавливания рыбы (CN 202445051, МПК A22C 25/14, опубл. 26.09.2012), включающее транспортирующий орган, выполненный в виде двухленточного конвейера, дисковый нож и два электродвигателя. Первый электродвигатель соединен с дисковым ножом, второй - с приводным валом конвейера. Рыба укладывается оператором в желоба ленты конвейера и перемещается в них к дисковому ножу.A device for decapitating fish is known (CN 202445051, IPC
Недостатками устройства являются выполнение прямого реза головы рыбы, отсутствие обмеряющего приспособления и приспособления для настройки рабочего органа. Положение дискового ножа относительно плоскости движения рыбы не регулируется. Прямой рез головы приводит к существенным потерям мяса на приголовке рыбы, в связи с чем выход продукции является низким. Вследствие этого существенно ограничена экономичность устройства, поскольку значительное количество ценного мяса поступает в отходы, а также требуются существенные затраты ручного труда для предварительного выставления рыбы на линию резания.The disadvantages of the device are the performance of a direct cut of the fish head, the lack of measuring devices and devices for adjusting the working body. The position of the circular knife relative to the plane of movement of the fish is not regulated. A direct cut of the head leads to significant loss of meat on the fish head, and therefore the yield is low. As a result, the cost-effectiveness of the device is significantly limited, since a significant amount of valuable meat goes to waste, and significant manual labor is required for pre-placing the fish on the cutting line.
Наиболее близким техническим решением является устройство для отрезания головы рыбы (RU №599785, МКИ2 A22C 25/14, опубл. 30.03.1978), включающее подающий конвейер, содержащий поперечно расположенные лотки, приспособление для перемещения рыбы, выполненное в виде упорной планки, соединенной с шаговым электроприводом, режущий орган, выполненный в виде пары дисковых ножей, обмеряющее приспособление, выполненное в виде пары механических датчиков для измерения толщины тушки, систему управления, связанную с режущим органом и выполненную в виде вычислительного блока, преобразователя, коммутатора. Приспособление осуществляет обезглавливание рыбы прямым резом с автоматической настройкой положения тушки относительно линии резания.The closest technical solution is a device for cutting the head of fish (RU No. 599785, MKI 2
Недостатками устройства являются использование косвенного метода для измерения длины головы рыбы, применение механических контактных щупов для измерения толщины рыбы, а также выполнение обезглавливания прямым резом. Длина головы рыбы косвенно рассчитывается по измеренной толщине рыбы, что приводит к систематической погрешности, поскольку зависимость между указанными морфометрическими параметрами имеет статистический характер. Механический щуп продавливает ткань рыбы, вследствие чего в процесс измерения вносятся дополнительные погрешности. Выполнение прямого реза головы дисковыми ножами приводит к значительным потерям ценного мяса на приголовке. Таким образом, устройство не обеспечивает ресурсосберегающее обезглавливание рыбы.The disadvantages of the device are the use of an indirect method for measuring the length of the fish’s head, the use of mechanical contact probes to measure the thickness of the fish, and decapitation with a direct cut. The length of the fish head is indirectly calculated from the measured thickness of the fish, which leads to a systematic error, since the relationship between the indicated morphometric parameters is statistical in nature. A mechanical probe presses through the fish tissue, as a result of which additional errors are introduced into the measurement process. Performing a direct cut of the head with circular knives leads to significant losses of valuable meat on the head. Thus, the device does not provide resource-saving decapitation of fish.
Изобретение решает задачу повышения автоматизации операции обезглавливания рыбы и экономии мяса рыбы при осуществлении этой операции за счет использования видеоизображения тушки рыбы для точного измерения длины головы и очертания жаберной крышки рыбы, оснащения устройства набором режущих органов и автоматического выбора наиболее оптимального размера режущего органа и его установку в рабочую позицию, выбора в качестве режущих органов фигурных гильотинных ножей, а также более точного выставления тушки рыбы на линию резания.The invention solves the problem of improving the automation of the operation of decapitating fish and saving fish meat during this operation by using a video image of a fish carcass to accurately measure the length of the head and shape of the gill cover of the fish, equip the device with a set of cutting organs and automatically select the most optimal size of the cutting organ and install it in working position, choosing curly guillotine knives as cutting organs, as well as more accurately setting the fish carcass on the cutting line.
Для достижения необходимого технического результата устройство, включающее подающий конвейер, содержащий поперечно расположенные лотки, приспособление для перемещения рыбы, выполненное в виде упорной планки, снабженной приводом, режущий орган, обмеряющее приспособление, систему управления, снабжено набором режущих органов, которые подпружинены и закреплены в пазах ротора. Ротор установлен над подающим конвейером с возможностью поворота и снабжен для этого шаговым двигателем, который связан с системой управления. Режущие органы выполнены в виде фигурных гильотинных ножей, различающихся размерами, а их профили соответствуют очертаниям жаберных крышек рыб. Кроме того, ротор снабжен связанным с пневматическим распределителем и системой управления пневматическим цилиндром, шток которого использован в качестве толкателя при опускании выбранного подпружиненного фигурного гильотинного ножа для отрезания головы рыбы. В качестве обмеряющего приспособления использована видеокамера, установленная перед ротором с ножами, связанная с системой управления и снабженная источником света. Подающий конвейер дополнительно снабжен связанными с системой управления двумя парами оптических датчиков и отражателей, расположенных оппозитно по обе стороны конвейера, причем первая пара расположена под видеокамерой, а вторая - перед упорной планкой.To achieve the desired technical result, a device including a feed conveyor containing transverse trays, a device for moving fish, made in the form of an abutment plate equipped with a drive, a cutting organ, a measuring device, a control system, is equipped with a set of cutting organs that are spring-loaded and fixed in grooves rotor. The rotor is mounted above the feed conveyor with the possibility of rotation and is equipped for this with a stepper motor, which is connected to the control system. The cutting organs are made in the form of curly guillotine knives of different sizes, and their profiles correspond to the outlines of the gill covers of fish. In addition, the rotor is equipped with a pneumatic cylinder connected to the pneumatic distributor and the control system, the rod of which is used as a pusher when lowering the selected spring-loaded figured guillotine knife to cut off the fish head. As a measuring device, a video camera installed in front of the rotor with knives, connected to the control system and equipped with a light source, was used. The feed conveyor is additionally equipped with two pairs of optical sensors and reflectors connected to the control system and located opposite on both sides of the conveyor, the first pair being located under the video camera and the second in front of the stop bar.
Наличие ротора, в пазах которого закреплены сменные фигурные гильотинные ножи различного профиля, соответствующего очертаниям жаберной крышки рыбы, позволяет выполнять экономичный рез головы рыбы практически без потерь ценного мяса приголовка. На основе исследований морфометрических параметров промысловых видов рыб профиль фигурных гильотинных ножей выбирается таким образом, чтобы он соответствовал очертанию жаберной крышки рыбы. Автоматический выбор соответствующего фигурного гильотинного ножа для ввода его в действие осуществляется путем вращения ротора шаговым двигателем по команде системы управления.The presence of a rotor, in the grooves of which are attached removable curly guillotine knives of various profiles, corresponding to the outlines of the gill cover of the fish, allows for economical cutting of the fish head with almost no loss of valuable head meat. Based on studies of the morphometric parameters of commercial fish species, the profile of curly guillotine knives is chosen in such a way that it matches the outline of the gill cover of the fish. Automatic selection of the corresponding curly guillotine knife for putting it into action is carried out by rotating the rotor with a stepper motor at the command of the control system.
Рыба основных промысловых видов характеризуется тем, что жаберная щель выделяется значительно меньшей интенсивностью излучения отраженного света на фоне приголовной части. Этот признак позволяет определить очертания жаберной крышки и границу головы для расчета координат цилиндрической поверхности экономичного реза.Fish of the main commercial species is characterized by the fact that the gill slit is distinguished by a significantly lower intensity of reflected light emission against the background of the head part. This feature allows you to determine the shape of the gill cover and the border of the head to calculate the coordinates of the cylindrical surface of an economical cut.
Формально получение видеоизображения заключается в определении функциональной зависимости интенсивности излучения от координат точек изображения:Formally, obtaining a video image consists in determining the functional dependence of the radiation intensity on the coordinates of the image points:
Видеоизображение приголовной части тела рыбы представляется в цифровой форме путем дискретизации значений интенсивности излучения (яркости) в каждой точке фотоизображения. Дискретизация ведется в пространстве по геометрическим координатам и по значению интенсивности излучения. Результатом дискретизации по полю изображения является дискретное изображение - функция g (m, n), значения которой совпадают со значениями f (x, y) в точках:The video image of the head part of the body of the fish is represented in digital form by discretizing the values of the radiation intensity (brightness) at each point of the photo image. The discretization is carried out in space by geometric coordinates and by the value of the radiation intensity. The result of sampling by the image field is a discrete image - the function g (m, n), the values of which coincide with the values of f (x, y) at the points:
где m=0, 1, 2, …, M-1; n=0, 1, 2, …, N-1.where m = 0, 1, 2, ..., M-1; n = 0, 1, 2, ..., N-1.
В связи с тем, что на этапе формирования видеоизображения приголовной части вносятся аппаратные шумы, применяется пороговая фильтрация шумов. При этом последовательно анализируется цифровое представление яркости всех элементов изображения f (x, y), и если яркость элемента анализируемой группы из N×N элементов превышает среднюю яркость группыDue to the fact that at the stage of forming the video image of the head part, hardware noises are introduced, threshold noise filtering is applied. In this case, the digital representation of the brightness of all image elements f (x, y) is sequentially analyzed, and if the brightness of the element of the analyzed group of N × N elements exceeds the average brightness of the group
на заданное пороговое значение, то его яркость заменяется на среднюю яркость группы G. Обычно N принимается равным 3 или 5.a predetermined threshold value, then its brightness is replaced by the average brightness of the group G. Usually, N is taken to be 3 or 5.
Выделение контуров головы и жаберной крышки основано на дифференциальном алгоритме. Контур жаберной щели и контур головы рыбы соответствуют максимумам нормы градиента функции изображения f (x, y). Поиск градиента связан с определением производных функции f (x, y). Границы могут быть определены численным методом поиска максимума функции при помощи оператора Робертса.The selection of the contours of the head and gill cover is based on a differential algorithm. The contour of the gill slit and the contour of the fish head correspond to the maxima of the norm of the gradient of the image function f (x, y). The search for the gradient is connected with the determination of the derivatives of the function f (x, y). The boundaries can be determined numerically by finding the maximum of the function using the Roberts operator.
В результате выполнения процедуры выделения контуров в соответствии с выражениями (1)-(3) определяются значения совокупности параметров приголовной части рыбы, представленных в таблице 1.As a result of the procedure for isolating the contours in accordance with expressions (1) - (3), the values of the set of parameters of the near-head part of the fish are determined, which are presented in table 1.
Для получения контрастного изображения и уверенного распознавания морфометрических параметров рыбы требуется освещение поля зрения видеокамеры. В качестве источника света применяется светодиодная лампа на основе полупроводниковых светодиодов белого свечения. Это позволяет исключить из осветительной системы конденсор за счет достаточного потока излучения, направляемого в рабочую зону видеокамеры. Выбор приборов указанного типа для эффективного освещения рабочей зоны обусловлен следующими причинами:To obtain a contrast image and confident recognition of the morphometric parameters of the fish, lighting of the field of view of the video camera is required. An LED lamp based on white semiconductor LEDs is used as a light source. This allows you to exclude the condenser from the lighting system due to the sufficient flow of radiation directed to the working area of the camera. The choice of devices of this type for efficient lighting of the working area is due to the following reasons:
- полезный световой поток по отношению к общему световому потоку существенно выше, чем у люминесцентных и газоразрядных ламп. В связи с этим возможно снижение общего светового потока по сравнению с люминесцентными или газоразрядными лампами при той же освещенности рабочей зоны;- the useful luminous flux in relation to the total luminous flux is significantly higher than that of fluorescent and gas-discharge lamps. In this regard, it is possible to reduce the total luminous flux compared with fluorescent or discharge lamps with the same illumination of the working area;
- низкий уровень излучения в ультрафиолетовом диапазоне;- low radiation in the ultraviolet range;
- широкая номенклатура сверхъярких светодиодов белого свечения с цветовой температурой 3000 K - 10000 K. Вследствие этого имеется выбор до 8 градаций оттенков белого цвета;- A wide range of super-bright white LEDs with a color temperature of 3000 K - 10000 K. As a result, there is a choice of up to 8 gradations of white shades;
- возможность подбора вторичной оптики с оптимальными светотехническими характеристиками вследствие компактности светодиодов;- the ability to select secondary optics with optimal lighting performance due to the compactness of the LEDs;
- значительный срок службы и высокая виброустойчивость;- significant service life and high vibration resistance;
- высокая электробезопасность, обусловленная тем, что питание светодиодов осуществляется от низковольтных источников постоянного напряжения через микросхемы коммутаторов, имеющих встроенную защиту от короткого замыкания;- high electrical safety, due to the fact that the LEDs are powered from low-voltage sources of constant voltage through microchips of switches that have built-in protection against short circuit;
- высокая устойчивость к холоду и влаге;- high resistance to cold and moisture;
- стабильность параметров в процессе работы;- stability of parameters during operation;
- возможность управления параметрами в процессе работы;- the ability to control parameters in the process;
- возможность осуществления модуляции в схеме включения источника.- the possibility of modulation in the source switching circuit.
Наличие оптических датчиков и отражателей позволяет получать информацию о текущем положении тушки рыбы на подающем конвейере. В основу работы оптического датчика положен принцип перекрытия светового луча тушкой рыбы. Излучение датчика формируется его передающей частью и проецируется на уголковый отражатель. В результате отражения луч света попадает в фотоприемную часть оптического датчика. При прохождении тушки между оптическим датчиком и уголковым отражателем луч света перекрывается рыбой, в результате чего формируется соответствующий сигнал наличия тушки рыбы для системы управления.The presence of optical sensors and reflectors allows you to obtain information about the current position of the carcasses of fish on the feed conveyor. The optical sensor is based on the principle of overlapping a light beam with a fish carcass. The radiation from the sensor is generated by its transmitting part and is projected onto the corner reflector. As a result of reflection, a ray of light enters the photodetector of the optical sensor. When the carcass passes between the optical sensor and the corner reflector, the light beam is blocked by the fish, as a result of which a corresponding signal of the presence of the carcass of the fish for the control system is formed.
Наличие системы управления, выполненной, например, в виде микроЭВМ, позволяет рассчитать длину головы рыбы и очертания жаберной крышки по видеоизображению тушки, а также сформировать управляющие воздействия для упорной планки, пневматического распределителя и шагового двигателя. Программа ЭВМ позволяет на основании полученной видеоинформации о голове рыбы осуществлять в процессе обработки каждой тушки автоматическое совмещение жаберной щели и линии резания фигурного гильотинного ножа, а также управлять положением режущих инструментов, подбирая тем самым оптимальную форму резания.The presence of a control system, made, for example, in the form of a microcomputer, allows you to calculate the length of the fish’s head and the shape of the gill cover from the video image of the carcass, as well as generate control actions for the thrust bar, pneumatic distributor and stepper motor. The computer program allows, on the basis of the received video information about the fish’s head, to automatically combine the gill slit and the cutting line of a curly guillotine knife during the processing of each carcass, as well as to control the position of the cutting tools, thereby choosing the optimal cutting form.
Как показывают промышленные исследования устройства, для выполнения экономичного реза в качестве режущего инструмента наиболее подходит фигурный нож гильотинного типа. Для резания продуктов с мягкой консистенцией наиболее подходящим является пневматический привод режущего инструмента, выполненный в виде пневматического цилиндра. Пневматический привод характеризуется большим быстродействием, высокими показателями по мощности, усилию и массе. Пневматический привод может работать во влажной, запыленной и загрязненной средах, длительное время выдерживает перегрузки. Перемещение сжатого воздуха в полости двигателя и элементах пневматического привода позволяет отводить избыточную теплоту, что обеспечивает работу привода в условиях повышенной температуры.As industrial studies of the device show, a curly guillotine-type knife is most suitable for performing an economical cut as a cutting tool. For cutting products with a soft consistency, the pneumatic drive of the cutting tool, made in the form of a pneumatic cylinder, is most suitable. The pneumatic drive is characterized by high speed, high rates of power, effort and weight. The pneumatic drive can operate in humid, dusty and contaminated environments, and can withstand overloads for a long time. The movement of compressed air in the engine cavity and the elements of the pneumatic drive allows you to remove excess heat, which ensures the operation of the drive at elevated temperatures.
Режим работы привода ротора с набором фигурных гильотинных ножей характеризуется как режим поворота или порционирования исполнительного вала. Таким образом, цель состоит в обеспечении строгой пропорциональности между суммарным углом поворота и числом поданных импульсов, то есть в исключении накапливаемой ошибки. При этом закон движения во времени и фазовая траектория движения произвольны. Внутри интервала движения не устанавливается определенного соответствия между мгновенным положением исполнительного вала и номером или моментом подачи каждого управляющего импульса. Динамическая ошибка лимитируется только условиями сохранения устойчивости движения. Подобным требованиям отвечает разомкнутый электропривод на основе шагового двигателя.The operating mode of the rotor drive with a set of curly guillotine knives is characterized as a mode of rotation or portioning of the drive shaft. Thus, the goal is to ensure strict proportionality between the total angle of rotation and the number of pulses applied, that is, to eliminate the accumulated error. Moreover, the law of motion in time and the phase trajectory of motion are arbitrary. Inside the motion interval, a certain correspondence is not established between the instantaneous position of the actuator shaft and the number or moment of supply of each control pulse. Dynamic error is limited only by the conditions for maintaining motion stability. An open drive based on a stepper motor meets similar requirements.
Разомкнутый шаговый электропривод обеспечивает устойчивое движение и сохранение полученной информации. Статическая и динамическая ошибки такого привода ограничены максимальными значениями, обусловленными ценою шага и числом тактов коммутации двигателя, и не превышают их во всем диапазоне нормальной работы.An open stepper electric drive provides stable movement and storage of received information. The static and dynamic errors of such a drive are limited by the maximum values due to the step price and the number of switching cycles of the motor, and do not exceed them in the entire range of normal operation.
Разомкнутый шаговый электропривод непосредственно реагирует на импульсные команды, причем информационная характеристика сигнала определяется только частотой и числом импульсных посылок. Изменения в определенных пределах амплитуды и формы импульса не нарушают нормальной работы. Скорость вращения и суммарный угол поворота вала двигателя пропорциональны соответственно частоте и числу поданных импульсов. При отсутствии сигнала коммутация фаз прекращается, поле в рабочем зазоре двигателя останавливается, а шаговый двигатель развивает значительный статический момент (синхронизирующий момент). Это позволяет приводу фиксировать конечные координаты любых перемещений. Таким образом, дискретный разомкнутый привод с шаговым двигателем является синхронно-импульсным следящим приводом, сочетающим в себе возможности глубокого частотного регулирования скорости с возможностями числового задания пути и надежной фиксации конечных координат.An open stepper drive responds directly to impulse commands, and the information characteristic of the signal is determined only by the frequency and number of impulse transmissions. Changes in certain limits of the amplitude and shape of the pulse do not interfere with normal operation. The rotation speed and the total angle of rotation of the motor shaft are proportional to the frequency and number of pulses applied, respectively. In the absence of a signal, the phase switching stops, the field in the working gap of the motor stops, and the stepper motor develops a significant static moment (synchronizing moment). This allows the drive to fix the final coordinates of any movements. Thus, a discrete open drive with a stepper motor is a synchronous-pulse servo drive that combines the capabilities of deep frequency regulation of speed with the possibilities of numerical setting of the path and reliable fixation of the final coordinates.
Преимущества разомкнутого шагового электропривода следующие:The advantages of an open stepper drive are as follows:
- повышение надежности устройства, обусловленное уменьшением количества элементов системы, поскольку отсутствуют датчик обратной связи, усилитель датчика, электронные узлы индикатирования рассогласования, тахогенератор;- improving the reliability of the device due to the decrease in the number of system elements, since there is no feedback sensor, sensor amplifier, electronic components for indicating the mismatch, tachogenerator;
- удешевление устройства, обусловленное уменьшением количества элементов;- cheaper device due to a decrease in the number of elements;
- упрощение синтеза систем автоматического управления, характеризующееся уменьшением количества связей между узлами;- simplification of the synthesis of automatic control systems, characterized by a decrease in the number of connections between nodes;
- увеличение точности дискретного перемещения, обусловленное фиксацией ротора шагового двигателя при его остановке.- increasing the accuracy of discrete movement due to the fixation of the rotor of the stepper motor when it is stopped.
На фиг. 1 представлена схема предлагаемого устройства для обезглавливания рыбы, вид со стороны пневматического цилиндра;In FIG. 1 shows a diagram of the proposed device for decapitating fish, view from the side of the pneumatic cylinder;
На фиг. 2 - то же, вид со стороны шагового двигателя;In FIG. 2 is the same view from the side of the stepper motor;
На фиг. 3 представлен предлагаемый набор режущих органов для установки в пазах ротора.In FIG. 3 shows the proposed set of cutting bodies for installation in the grooves of the rotor.
На чертежах приняты следующие обозначения:In the drawings, the following notation:
1 - ротор;1 - rotor;
2 - фигурный гильотинный нож;2 - figured guillotine knife;
3 - возвратная пружина;3 - return spring;
4 - подающий конвейер;4 - feed conveyor;
5 - поперечно расположенный лоток;5 - transverse tray;
6 - шаговый двигатель;6 - stepper motor;
7 - пневматический цилиндр;7 - pneumatic cylinder;
8 - пневматический распределитель;8 - pneumatic distributor;
9 - упорная планка;9 - a persistent level;
10 - привод упорной планки;10 - drive persistent strips;
11 - привод подающего конвейера;11 - drive conveyor belt;
12, 13 - оптический датчик;12, 13 - optical sensor;
14, 15 - отражатель;14, 15 - reflector;
16 - видеокамера;16 - video camera;
17 - источник света;17 - a light source;
18 - направляющая;18 - guide;
19 - лоток отвода голов рыбы;19 - a tray for removing fish heads;
20 - система управления;20 - control system;
21 - кронштейн;21 - an arm;
22, 23 - луч света;22, 23 - a ray of light;
24 - опорная стойка;24 - support stand;
25 - шток пневматического цилиндра.25 - the rod of the pneumatic cylinder.
В предлагаемом техническом решении экономия мяса рыбы достигается за счет выполнения фигурного реза головы рыбы гильотинным ножом, профиль которого в наибольшей мере соответствует очертанию жаберной крышки. Резание выполняется по жаберной щели рыбы. Система управления обеспечивает автоматическое совмещение жаберной щели рыбы с линией резания фигурного гильотинного ножа. Точное измерение длины головы и очертаний жаберной крышки рыбы выполняется путем получения видеоизображения тушки рыбы, находящейся в лотках подающего конвейера, а также распознавания образа рыбы в системе управления. На основе полученных данных о координатах жаберной щели рыбы по команде системы управления тушка рыбы автоматически выставляется упорной планкой на линию резания. Кроме того, автоматический выбор и ввод в действие режущего органа из набора фигурных гильотинных ножей осуществляется путем вращения ротора шаговым двигателем по команде системы управления. При вращении ротора требуемый фигурный гильотинный нож, профиль которого в наибольшей мере соответствует очертаниям жаберной крышки обрабатываемой рыбы, одновременно устанавливается над головой рыбы и подводится под шток пневматического цилиндра для приведения в действие. Наличие пневматического цилиндра позволяет обеспечить необходимые усилия резания для выполнения экономичного обезглавливания рыбы. Пневматический распределитель позволяет обеспечить работу пневматического цилиндра по командам системы управления. Наличие оптических датчиков с отражателями позволяет контролировать положение тушки рыбы на подающем конвейере и формировать команды системой управления.In the proposed technical solution, the saving of fish meat is achieved by performing a curly cut of the fish head with a guillotine knife, the profile of which most closely matches the shape of the gill cover. Cutting is performed along the gill slit of the fish. The control system provides automatic alignment of the gill slit of the fish with the cutting line of a curly guillotine knife. An accurate measurement of the length of the head and the shape of the gill cover of the fish is carried out by obtaining a video image of the fish carcass located in the trays of the feed conveyor, as well as recognizing the image of the fish in the control system. Based on the obtained data on the coordinates of the gill slit of the fish, the carcass of the fish is automatically set by the stop bar to the cutting line at the command of the control system. In addition, the automatic selection and commissioning of the cutting body from a set of curly guillotine knives is carried out by rotating the rotor with a stepper motor at the command of the control system. When the rotor rotates, the required curly guillotine knife, the profile of which most closely matches the outline of the gill cover of the fish being processed, is simultaneously mounted above the fish’s head and brought under the rod of the pneumatic cylinder for actuation. The presence of a pneumatic cylinder allows you to provide the necessary cutting forces to perform economical decapitation of fish. The pneumatic distributor allows the pneumatic cylinder to operate according to the control system commands. The presence of optical sensors with reflectors allows you to control the position of the carcasses of fish on the feed conveyor and form commands by the control system.
Предлагаемое устройство для обезглавливания рыбы содержит ротор 1. В пазах ротора 1 закреплены фигурные гильотинные ножи 2. Профили фигурных гильотинных ножей 2 в наборе соответствуют очертаниям жаберной крышки рыб и отличаются размерами. На штоках фигурных гильотинных ножей 2 закреплены возвратные пружины 3. Ротор 1 установлен с возможностью поворота над подающим конвейером 4 по сигналу от системы управления 20 для выставления в рабочую позицию фигурного гильотинного ножа 2 наиболее оптимального размера для очередной тушки рыбы. На подающем конвейере 4 закреплены поперечно расположенные лотки 5, шаговый двигатель 6, пневматический цилиндр 7, пневматический распределитель 8, упорная планка 9, привод упорной планки 10, привод подающего конвейера 11, оптические датчики 12 и 13, отражатели 14 и 15, видеокамера 16, источник света 17, направляющая 18, лоток 19 для отвода голов рыбы, система управления 20. Привод подающего конвейера 11 соединен с системой управления 20. Шаговый двигатель 6 соединен с верхней частью ротора 1 и системой управления 20. Пневматический цилиндр 7 соединен с пневматическим распределителем 8. Пневматический распределитель 8 соединен с системой управления 20. Шток 25 пневматического цилиндра 7 в рабочей позиции расположен над выбранным системой управления 20 фигурным гильотинным ножом 2, который находится над очередной тушкой рыбы. Конструкция пневматического цилиндра предусматривает самовозврат штока 25 в исходное положение при выходе сжатого воздуха из рабочей полости. Привод упорной планки 10 соединен с упорной планкой 9 и системой управления 20. Видеокамера 16 связана с системой управления 20. Оптические датчики 12 и 13 связаны с системой управления 20. Видеокамера 16 и источник света 17 установлены на кронштейне 21 над поперечно расположенными лотками 5 таким образом, чтобы тушка рыбы была освещена и находилась в поле зрения видеокамеры 16. Оптические датчики 12, 13 и отражатели 14, 15 расположены оппозитно по сторонам подающего конвейера 4 таким образом, что лучи света 22, 23 перекрываются тушкой рыбы при ее перемещении в поперечно расположенном лотке 5. Подающий конвейер 4 установлен на опорной стойке 24. В пневматический распределитель 8 осуществляется подача сжатого воздуха из магистрали под давлением 8 атм.The proposed device for decapitating fish contains a
Работа устройства для обезглавливания рыбы осуществляется следующим образом.The operation of the device for decapitating fish is as follows.
Рыбу в положении на боку укладывают головой в сторону направляющей 18 в поперечно расположенные лотки 5 подающего конвейера 4. Система управления 20 подает команду запуска на привод подающего конвейера 11, после чего подающий конвейер 4 приводится в движение и, двигаясь с постоянной скоростью, перемещает тушку рыбы в поперечно расположенном лотке 5 в поле зрения видеокамеры 16. Тушка по мере движения упирается рылом в направляющую 18 и выравнивается. Источник света 17 освещает поле зрения видеокамеры 16 и создает необходимые условия для получения качественного видеоизображения. Тушка рыбы перемещается между оптическим датчиком 12 и отражателем 13, пересекая луч света 22. При пересечении луча света 22 оптический датчик 12 формирует сигнал наличия тушки для системы управления 20. Система управления 20 при получении сигнала от оптического датчика 12 дает команду видеокамере 16, которая формирует видеоизображение тушки рыбы и передает его в систему управления 20. Система управления 20 обрабатывает полученное видеоизображение, рассчитывая длину головы рыбы и координаты жаберной щели. Далее тушка рыбы проходит между оптическим датчиком 14 и отражателем 15, пересекая луч света 23. При пересечении луча света 23 оптический датчик 14 формирует сигнал наличия тушки для системы управления 20. Система управления 20 при получении сигнала от оптического датчика 14 дает команду приводу упорной планки 10, который перемещает упорную планку 9 в сторону тушки рыбы. Упорная планка 9 упирается в рыло рыбы и выставляет тушку на линию резания. После выставления тушки рыбы привод упорной планки 10 возвращает упорную планку 9 в исходное положение. Одновременно система управления 20 подает команду на шаговый двигатель 6, который вращает ротор 1 с набором фигурных гильотинных ножей 2. За счет вращения ротора 1 шаговым двигателем 6 под шток 25 пневматического цилиндра 7 подводится фигурный гильотинный нож 2, размерный профиль которого в наибольшей мере соответствует очертанию тушки рыбы. После выставления фигурного гильотинного ножа 2 в рабочую позицию - над линией резания, система управления 20 подает команду на пневматический распределитель 8, который подает сжатый воздух в рабочую полость пневматического цилиндра 7. Шток 25 пневматического цилиндра 7 под давлением сжатого воздуха опускается вниз, входит в соприкосновение с фигурным гильотинным ножом 2 и перемещает его вниз. Фигурный гильотинный нож 2 в момент прохождения под ним тушки рыбы опускается вниз и отрезает голову по жаберной щели. Отрезанная голова падает в лоток 19 отвода голов рыбы, а обезглавленная тушка перемещается далее в поперечно расположенном лотке 5 подающего конвейера 4. После отрезания головы рыбы система управления 20 подает команду на пневматический распределитель 8, в результате чего он прекращает подачу сжатого воздуха в рабочую полость пневматического цилиндра 7, а рабочая полость пневматического цилиндра 7 сообщается с атмосферой. Сжатый воздух выходит из рабочей полости пневматического цилиндра 7 в атмосферу, в результате чего шток 25 пневматического цилиндра 7 поднимается вверх. Возвратная пружина 3 поднимает фигурный гильотинный нож 2 вверх в исходное положение. Далее цикл повторяется для следующей тушки рыбы. В случае если тушка рыбы уложена в поперечно расположенный лоток 5 неправильно, после получения видеоизображения тушки рыбы видеокамерой 16 и распознавания образа рыбы система управления 20 формирует звуковой сигнал для оператора, а команды на привод упорной планки 9, шаговый двигатель 6 и пневматический распределитель 7 системой управления не выдаются. Вследствие этого тушка рыбы, уложенная неправильно в поперечно расположенный лоток 5, не обрабатывается. При длительном отсутствии тушек рыбы на подающем конвейере 4 система управления 20 подает на привод подающего конвейера 11 команду для останова подающего конвейера 4.The fish in the side position is laid with their head towards the
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014148051/13A RU2573362C1 (en) | 2014-11-27 | 2014-11-27 | Device for fish beheading |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014148051/13A RU2573362C1 (en) | 2014-11-27 | 2014-11-27 | Device for fish beheading |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2573362C1 true RU2573362C1 (en) | 2016-01-20 |
Family
ID=55087168
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2014148051/13A RU2573362C1 (en) | 2014-11-27 | 2014-11-27 | Device for fish beheading |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2573362C1 (en) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU599785A1 (en) * | 1975-10-16 | 1978-03-30 | Дальневосточный Ордена Трудового Красного Знамени Политехнический Институт Им.В.В.Куйбышева | Fish-beheading arrangement |
| RU60312U1 (en) * | 2006-08-08 | 2007-01-27 | Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Калининградский государственный технический университет" | UNIVERSAL FISHING MACHINE MANAGEMENT SYSTEM |
| RU2320177C1 (en) * | 2006-10-23 | 2008-03-27 | Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Калининградский государственный технический университет" | Fish decapitating apparatus |
-
2014
- 2014-11-27 RU RU2014148051/13A patent/RU2573362C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU599785A1 (en) * | 1975-10-16 | 1978-03-30 | Дальневосточный Ордена Трудового Красного Знамени Политехнический Институт Им.В.В.Куйбышева | Fish-beheading arrangement |
| RU60312U1 (en) * | 2006-08-08 | 2007-01-27 | Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Калининградский государственный технический университет" | UNIVERSAL FISHING MACHINE MANAGEMENT SYSTEM |
| RU2320177C1 (en) * | 2006-10-23 | 2008-03-27 | Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Калининградский государственный технический университет" | Fish decapitating apparatus |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2552060C2 (en) | Method and device for deboning legs with bones | |
| US9888696B2 (en) | Automated product profiling apparatus and product slicing system using the same | |
| AU738848B2 (en) | Apparatus and method for removing ribs | |
| EP1178878B1 (en) | Automated product profiling apparatus | |
| JP4623960B2 (en) | Slicing method and apparatus | |
| US20070204735A1 (en) | Three axis portioning method | |
| US20050199111A1 (en) | Automated product profiling apparatus and product slicing system using same | |
| DK3162216T3 (en) | SHOULDER CUTTING DEVICE AND SHOULD CUTTING PROCEDURE | |
| EP3405316B1 (en) | A method for calibrating a portioning system | |
| DK160903C (en) | Method for locating unwanted occurrences in a piece of fish meat by illumination | |
| GB2405081A (en) | Apparatus and method for portioning using automatic workpiece conveyance speed control | |
| US4970757A (en) | Automated excision of undesirable material and production of starting material for restructured meat | |
| US10667530B2 (en) | Automated process for determining amount of meat remaining on animal carcass | |
| RU2573362C1 (en) | Device for fish beheading | |
| US5256102A (en) | Automated excision of undesirable material and production of starting material for restructured meat | |
| US4194267A (en) | Handling pork loins | |
| US7207880B2 (en) | Contour following loin puller apparatus | |
| RU2638536C1 (en) | Device for fish fillets slicing | |
| US20060068692A1 (en) | Rib lifter | |
| US5215496A (en) | Automated excision of undesirable material and production of starting material for restructured meat | |
| CN214924769U (en) | Automatic trimming and cutting equipment for artificial turf | |
| CN212971493U (en) | Tuna device of removing head | |
| US10875208B1 (en) | Portioning strips from a block work product | |
| DK169375B1 (en) | Method and plant for cutting mid-split pig carcasses | |
| RU100881U1 (en) | Fish decapitation machine |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20171128 |