ES2337589T3 - Metodo y aparato para cortar en porciones productos alimenticios o articulos similares. - Google Patents
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Abstract
Método para cortar artículos (100; 100A, 100B), tales como productos alimenticios, en porciones (101) de tamaño predeterminado, comprendiendo dicho método las etapas siguientes - colocar los artículos sobre medios transportadores (1; 1A, 1B, 1C); - transportar, sobre los medios transportadores, los artículos hacia medios (2) de medición y, desde los medios de medición, hacia medios (3) de corte; - medir por lo menos una característica de cada artículo con los medios de medición; - seccionar los artículos con los medios de corte; - controlar y regular por lo menos un parámetro del proceso de corte con el fin de lograr porciones predeterminadas del producto basándose en la característica medida del artículo; caracterizado porque dichos artículos se colocan de forma consecutiva y esencialmente en apoyo uno contra otro sobre dichos medios transportadores, y con lo cual la etapa de control comprende la detección de límites de los artículos para determinar el punto de transición entre artículos consecutivos sobre los medios transportadores basándose en dicha por lo menos una característica medida del artículo, y con lo cual la detección de límites de artículos incluye recibir conjuntos de datos de artículos sucesivos de dicha por lo menos una característica medida del artículo, y analizar los datos recibidos para identificar los límites entre los artículos en apoyo consecutivo.
Description
Método y aparato para cortar en porciones
productos alimenticios o artículos similares.
La presente invención se refiere a un método
para cortar en porciones artículos, tales como productos
alimenticios, comprendiendo dicho método las etapas de colocar los
artículos en medios transportadores, transportar dichos artículos a
medios de escaneado y desde dichos medios de escaneado a medios de
corte en los medios transportadores, detectar por lo menos una
característica de cada artículo con dichos medios de escaneado,
seccionar los productos utilizando dichos medios de corte, y
controlar y regular por lo menos un parámetro del proceso de corte
con el fin de lograr porciones predeterminadas basándose en dicha
característica detectada del artículo. La invención se refiere
además a un aparato para realizar dicho método.
A partir del documento US nº 4.557.019 se
conocen un método y una máquina para cortar en porciones. El método
y la máquina descritos en dicho documento se refieren al escaneado
de artículos entrantes y al corte subsiguiente de los artículos en
porciones.
En el modelo de utilidad danés nº DK 96 00164
U3, se describe un aparato para cortar en porciones productos
alimenticios, que comprende una unidad de corte giratoria para
seccionar los sucesivos productos, mutuamente separados, que son
guiados a través de la unidad de corte, respectivamente, por un
primer y un segundo transportadores. Junto al primer transportador
se dispone un sistema de visión para detectar la geometría de los
artículos. La forma de los productos se registra en un sistema de
control que controla la máquina para cortar en porciones los
productos a un peso, longitud o tamaño predeterminados, basándose en
la forma de los productos, y que controla la velocidad de
transporte del primer transportador.
Con el fin de garantizar un corte uniforme de
los productos en tipos o tamaños predeterminados de porciones, es
importante que los productos no se muevan en el transportador,
especialmente en la dirección de transporte, una vez que la forma
del artículo ha sido registrada por el sistema de visión. Esto
provocaría que el corte subsiguiente resultase impreciso. En
relación con el aparato de acuerdo con el documento DK 96 00164 U3,
se describe un soporte para retener los productos durante el
corte.
Los artículos son guiados en un transportador y
se miden en un sistema de visión. Basándose en la forma registrada
del artículo, la densidad media del artículo y la velocidad del
transportador, se controla la velocidad de corte de la unidad de
corte, de manera que las porciones o rodajas resultan uniformes o de
un tamaño predeterminado, siempre que, entre el sistema de visión y
la unidad de corte, y particularmente durante el corte, no se
produzca ningún movimiento relativo entre los artículos y el
transportador.
En particular, para algunos productos
alimenticios, la manipulación del artículo en el transportador
resulta problemática, por ejemplo, si de la forma del artículo y/o
la textura, resulta que el artículo puede rodar fácilmente o
moverse de otra manera en el transportador, particularmente cuando
rueda o se mueve durante el corte. Esto da como resultado un corte
impreciso de la porción. Con el fin de solventar este inconveniente,
se ha sugerido utilizar medios de sujeción que actúan por encima
del producto los cuales presionan suavemente el producto contra la
superficie del transportador a medida que el mismo es cortado, de
manera que el producto no se mueve durante el corte. No obstante,
estos medios de sujeción pueden provocar que el producto se
desfigure ligeramente en comparación con la forma escaneada del
producto en la que se basa la acción de corte, dando como resultado
nuevamente un corte impreciso de la porción.
A este tipo de aparato se le hace referencia
generalmente como cortador de porciones, el cual es una máquina que
corta artículos más grandes en artículos más pequeños, denominados
porciones. Los productos más populares que se cortan de esta manera
son carne, aves y pescado. Las porciones son de un tamaño, longitud,
volumen o peso predeterminados.
El proceso se explicará, en adelante, de acuerdo
con el corte en porciones de un peso de magnitud predeterminada, ya
que es el proceso más complejo.
Los artículos a cortar se colocan en un
transportador que, a su vez, lleva los artículos a un dispositivo
de medición, un dispositivo de corte y finalmente saca las porciones
de la máquina.
El dispositivo de medición es normalmente un
dispositivo de visión o escaneado por ordenador y una unidad de
control que, basándose en la velocidad conocida del transportador,
calcula la forma de los artículos. La forma se calculará como una
curva que expresa el volumen acumulado (eje Y) según la distancia
(eje X) desde el primer extremo del artículo. La densidad (es
decir, la relación del peso con respecto al volumen) del producto
tiene que ser conocida. Si no, el artículo se debe pesar antes del
escaneado. A continuación, la curva de la forma puede convertirse
en una curva de peso y la unidad de control puede calcular las
posiciones de corte, hallando las distancias correspondientes desde
del primer extremo del artículo hasta llegar al peso de las
porciones.
El dispositivo de corte es con frecuencia una
cuchilla giratoria controlada para realizar cortes en las posiciones
calculadas. Esta cuchilla puede ser o bien de un tipo que actúa por
encima de la cinta transportadora o bien de tipo espada, lo cual
significa que el transportador tiene que dividirse en dos
transportadores colocados extremo con extremo para dejar que la
espada pase a través del intersticio entre los transportadores.
Otros dispositivos de corte podrían ser una sierra de cinta, una
sierra de disco, etc., o también pueden usarse una cuchilla
batiente, corte por ultrasonidos, corte por chorro de agua o corte
por láser, así como también otras cuchillas con diferentes formas
dependiendo de la tarea particular.
Para obtener esta curva individual para cada
artículo a cortar, es necesario dejar un espacio en cada extremo de
los artículos cuando los mismos se alimentan a la máquina.
Este espacio provoca dos inconvenientes
principales. En primer lugar, la eficacia de la máquina se reduce
ya que el transporte de los espacios entre los artículos a través de
la máquina consume tiempo, y en segundo lugar, los artículos pueden
moverse mientras están siendo cortados, especialmente cuando se
cortan cerca del extremo posterior del artículo, ya que el artículo
puede inclinarse fácilmente cuando es corto, dando como resultado
un corte impreciso.
A partir del documento US nº 6.407.818 se conoce
un cortador de porciones esencialmente tal como se ha descrito
anteriormente, que controla la máquina con el fin de compensar un
movimiento predeterminado del artículo en el transportador,
juntando los artículos después de escanearlos, por ejemplo, como en
el documento US nº 6.407.818, mediante el uso de un transportador
de movimiento más lento después del escaneado. No obstante, esto
reduce tanto la capacidad como la velocidad.
Con estos antecedentes, el objetivo de la
presente invención es proporcionar un método y un aparato del tipo
mencionado inicialmente, en los que se evita el movimiento entre los
artículos y el transportador, durante y después del escaneado y
durante el corte, con el fin de lograr una partición más precisa de
los productos durante el corte. Otro objetivo de la presente
invención puede ser proporcionar un método y un aparato en los que
pueda optimizarse la capacidad del aparato.
Estos objetivos se logran con un método del tipo
mencionado inicialmente y un aparato que lleva a cabo dicho método,
en los que dichos productos se colocan de manera consecutiva y
esencialmente en apoyo uno contra otro en dichos medios
transportadores.
Las desventajas mencionadas anteriormente se
pueden superar con esta invención, en la que los artículos se
posicionan en apoyo uno contra otro.
La invención es ventajosa en relación con la
capacidad ya que los artículos a cortar pueden llenar completamente
el transportador. Por lo tanto, la eficacia de la máquina no puede
ser mayor con respecto a una velocidad de transporte dada.
Otra de las ventajas de un método y aparato de
acuerdo con la invención es que los artículos a cortar no se pueden
mover cuando el artículo subsiguiente a cortar está sosteniendo el
extremo posterior de los mismos. Para evitar que el artículo se
incline en la dirección de avance, ya se sabe que se puede dejar que
las porciones cortadas permanezcan juntas sin acelerar la velocidad
del transportador hasta que las mismas estén a una distancia
segura. Esto significa que las porciones cortadas sostienen la parte
no cortada del artículo a cortar, evitando que éste se incline en
la dirección de avance.
Según la invención, el método y el aparato están
relacionados con la capacidad de hallar el límite del artículo
entre artículos consecutivos a cortar cuando los mismos se colocan
en el transportador en apoyo uno contra otro, sin ningún
intersticio entre ellos. Por consiguiente, en la forma de
realización preferida de la presente invención, los medios de
control comprenden la detección de límites de artículo entre
artículos, basándose en por lo menos una característica medida del
artículo. Por lo tanto, el escaneado de artículos a cortar puede
realizarse sin tener que hacer que los artículos se separen entre
sí, por contraposición a los planteamientos de escaneado conocidos
en la técnica anterior.
En una forma de realización de la invención,
puede añadirse una segunda función de escaneado de visión por
ordenador, o bien añadiendo un segundo sistema de visión por
ordenador o bien añadiendo la función en el sistema de escaneado ya
descrito. La función consiste en hallar por lo menos un rasgo
característico longitudinalmente según los artículos a cortar, e
identificar un cambio significativo en este por lo menos un rasgo.
De este modo, la presente invención puede llevarse a cabo en una
máquina cortadora de porciones existente, con el fin de mejorar
su
rendimiento.
rendimiento.
Dependiendo del tipo de medios de medición y del
tipo de artículos, la detección de límites de artículos puede
adaptarse de manera que se ajuste a los requisitos concretos. Por
consiguiente, la detección de límites de artículos puede detectar
la transición entre dos artículos adyacentes, en apoyo, en el
transportador, realizando el procesado de datos correspondiente de
características predeterminadas del artículo medidas por el sistema
de escaneado u otros medios de medición adecuados.
En la forma de realización preferida de la
presente invención, la detección de límites de artículos incluye
las etapas de recibir conjuntos de datos de artículos sucesivos de
dicha por lo menos una característica medida del artículo, calcular
el sumatorio de diferencias entre dos conjuntos de datos sucesivos,
que es la suma de las diferencias entre un primer conjunto de datos
y un segundo conjunto de datos, e identificar el sumatorio de
diferencias calculado que supere un umbral predeterminado,
representando el sumatorio de diferencias identificado una
ubicación de un punto de transición entre dos artículos. Por lo
tanto, puede llevarse a cabo una detección eficaz de los límites de
los artículos con el fin de planificar el corte subsiguiente de los
artículos. De acuerdo con esta detección de límites de los
artículos, un cambio repentino en una característica de los
artículos, por ejemplo, la altura de los artículos, la textura de
la superficie, etc., es indicativo de que un nuevo artículo está
pasando a través de los medios de medición.
El cálculo de estos conjuntos de datos puede
comprender identificar el sumatorio de diferencias entre dos
conjuntos de datos, que comprenden, por ejemplo, datos de distancia
de uno o más sensores en los medios de medición, el cual se obtiene
mediante
\Sigma\Delta = |\Delta1|
+ |\Delta2| + |\Delta3| + . . . +
|\Deltan|,
en la que \Sigma\Delta es el
sumatorio de diferencias, \Delta1 es la diferencia entre unos
primeros datos de distancia y unos segundos datos de distancia
sucesivos del primer sensor en los medios de medición, y "n"
es el número de
sensores.
De acuerdo con una forma de realización de la
presente invención, la detección de límites de artículos calcula el
sumatorio de diferencias entre dos conjuntos de datos, que
comprenden, por ejemplo, datos de distancia de varios sensores en
los medios de escaneado, el cual se obtiene mediante
\Sigma\Delta =
|\Delta1/a| + |\Delta2/a| + |\Delta3/a| + .. +
|\Deltan/a|,
en la que \Sigma\Delta es el
sumatorio de diferencias, \Delta1 es la diferencia entre unos
primeros datos de distancia y unos segundos datos de distancia
sucesivos de un primer sensor en los medios de medición, "n"
es el número de sensores y "a" es la longitud entre la
ubicación del primer conjunto de datos de distancia y la ubicación
del segundo conjunto de datos de distancia. Por lo tanto, puede
proporcionarse una detección precisa de límites de artículos en el
punto de transición entre dos artículos consecutivos, la cual es
relativamente independiente de variaciones dimensionales a lo largo
del
producto.
En una forma de realización de la presente
invención, cada uno de los artículos está desplazado mutuamente con
respecto a la dirección longitudinal de los productos en apoyo. Esto
facilita el cálculo de un sumatorio de diferencias elevado en el
punto de transición entre los artículos en el transportador.
En una forma de realización alternativa de la
presente invención, cada uno de los artículos está alineado
mutuamente con la dirección longitudinal de los productos en
apoyo.
Los medios transportadores pueden ser un
transportador con forma de V. En particular, para artículos con
forma irregular, esto evita el movimiento relativo de los artículos
sobre los medios transportadores.
Los medios de medición son un dispositivo de
escaneado, preferentemente, un escáner anular, en el que dicha por
lo menos una característica medida del artículo para utilizarse en
la detección de límites del artículo puede ser la altura de los
artículos. Un escáner anular es un escáner que mide la forma de un
producto utilizando varios sensores de distancia dispuestos de
manera que rodean el producto y miden sustancialmente de manera
perpendicular a la dirección del transportador. Los sensores pueden
ser fijos u oscilar alrededor del producto. La ventaja de esto es
la provisión de un conjunto de datos del contorno del producto de
360 grados completos, con cobertura total de tipos de productos
tanto flácidos como firmes. Por otra parte, un escáner anular es
ventajoso para la detección de límites de artículos, debido a que,
mediante este tipo de escaneado, pueden detectarse depresiones u
otros contornos cóncavos del artículo, ya que se reduce el riesgo de
ensombrecer los haces de luz entre la fuente de luz y los sensores.
No obstante, se prevé que puedan utilizarse otros sistemas de
medición, y los medios de medición pueden incluir detectar la
textura y/o el color de la superficie e identificar cambios de los
mismos, además de o como alternativa a las mediciones dimensionales.
Por ejemplo, puede utilizarse un escáner denominado plano.
En el escáner denominado plano, por lo menos una
fuente de luz está dispuesta para emitir por lo menos una línea que
cruza el transportador y los artículos en ángulo, y la luz reflejada
es detectada por medios sensores dispuestos en ángulo, típicamente
un ángulo de aproximadamente 30º, entre los haces de luz emitido y
reflejado. Este es un escaneado simple del artículo para determinar
el contorno externo de los artículos, pero para algunos artículos,
en particular si los artículos son de forma irregular, los contornos
de la superficie de un artículo ensombrecen partes de la línea lo
cual da como resultado una proyección falsa en la cámara. Esto puede
evitarse con un escáner anular, en el que varias fuentes de luz
emiten, cada una de ellas, un haz estrecho hacia el artículo dese
el cual se refleja el haz y el mismo es registrado por un sensor
dispuesto adyacente a la fuente de luz. Las fuentes y los sensores
asociados están dispuestos en una configuración anular, por ejemplo,
con 24 fuentes de luz que tienen 24 sensores entre ellas. La luz
puede ser luz IR, luz visible, luz UV o luz de láser.
El método y el aparato de acuerdo con la
invención pueden incluir además el pesaje de los artículos antes de
la medición. Por lo tanto, se permite que los medios de control
compensen las diferencias en la densidad. A los medios de escaneado
y/o a los medios de control se les puede proporcionar, por
anticipado, información referente a por lo menos una ubicación
aproximada de puntos de transición. Además, el pesaje se proporciona
de manera conveniente con el fin de proporcionar información a los
medios de control con respecto a la densidad de un artículo.
\newpage
En otra forma de realización de la presente
invención, puede insertarse entre los artículos un marcador de
transiciones. Dicho marcador de transiciones puede proporcionar la
información única o información adicional referente al punto de
transición a marcar y puede facilitar, por lo tanto, la detección de
límites de artículos. En este caso, la determinación del punto de
transición se realiza a través de los medios de escaneado de una
manera convencional, o por otros medios de detección adaptados para
detectar el marcador de transiciones.
En las reivindicaciones adjuntas se dan a
conocer otras formas de realización de la presente invención.
A continuación se describirán el método y el
aparato de acuerdo con la invención, en relación con algunas formas
de realización preferidas, haciendo referencia a los dibujos
esquemáticos en los que
La Fig. 1 es una vista en perspectiva de un
cortador de porciones que constituye una forma de realización de la
invención;
las Figs. 2A, 2B son vistas esquemáticas en
perspectiva de artículos que están siendo escaneados por medios de
medición en tiempos t_{1} y t_{2}, respectivamente, para la
detección de límites de artículos;
la Fig. 3 es una vista esquemática de la
invención, en la que los artículos se alinean en un transportador
con forma de V;
la Fig. 4 es una vista superior esquemática de
artículos que tienen diferentes texturas superficiales;
la Fig. 5 es una vista esquemática de la
invención, en la que los artículos están desplazados relativamente
de forma lateral en un transportador con forma de V; y
la Fig. 6 es un diagrama que muestra los datos
medidos para la detección de límites de artículos.
La Fig. 1 muestra un cortador de porciones para
llevar a cabo el método de acuerdo con la presente invención, en el
cual los artículos 100 se colocan de manera consecutiva y en apoyo
uno contra otro en medios transportadores 1, en este caso, un
primer transportador 1A, que transporta los artículos 100 a lo largo
de la dirección de transporte indicada con una flecha sólida y que
comprende, preferentemente, medios de pesaje (no representados),
para realizar una estimación de la densidad de los artículos 100.
Los artículos 100 son transportados por los medios transportadores
1 hacia medios 2 de medición, en la forma de realización mostrada un
escáner anular, en el cual se detectan características del artículo
100, que en las formas de realización mostradas en las Figs. 2A,
2B, 3 y 5 implican datos de distancia de varios sensores 22 de
distancia, colocados en un anillo alrededor de los medios
transportadores 1, en un plano de medición para detectar la
distancia entre la superficie del artículo y el sensor. Los
artículos 100 se transportan a través del plano de medición, en la
forma de realización mostrada, sobre una separación relativamente
pequeña entre el primer y un segundo transportadores 1A, 1B, con el
fin de permitir un escaneado del contorno de 360º por parte del
escáner anular. Los artículos 100 se transportan a continuación
hacia delante a medios 3 de corte, en la forma de realización
mostrada, una unidad de corte del tipo de espada giratoria, cuyo
corte se controla por medios 4 de control y regulación, que se
describen con más detalle posteriormente, basándose en dichas
características detectadas provenientes de los medios 2 de
escaneado, los datos de posición para el escaneado del artículo
sobre los transportadores y la densidad del artículo. Los artículos
se cortan por consiguiente en porciones 101 de un peso, longitud o
tamaño predeterminados. El corte se posibilita al proporcionar una
separación, respectivamente, entre el segundo transportador 1B, y
un tercer transportador 1C.
En la Fig. 1, se indica el método de acuerdo con
la invención, que comprende la colocación de productos 100 de
manera consecutiva y en apoyo uno contra otro en los medios
transportadores 1. Consecuentemente, los artículos 100 se sustentan
y fijan entre sí durante el transporte en los medios transportadores
1, y durante el corte por los medios 3 de corte. Los artículos 100,
preferentemente productos alimenticios como pescado, aves, productos
cárnicos de cerdo o vacuno, pueden ser partes
pre-cortadas y/o pre-desolladas, o
pueden ser partes completas, y, como tales, pueden ser de
diferentes tamaños, formas y densidades, y pueden contener grasa,
hueso, carne y/o ligamentos. Además, los artículos 100 pueden ser
de consistencia variable, flácidos, delicados, firmes, duros,
blandos, gruesos, delgados o combinaciones de los mismos. Cuando los
artículos 100 se colocan en apoyo uno contra otro, proporcionan
soporte y fijación mutuos en mayor o menor medida, dependiendo del
tipo de carne, la forma pre-cortada y el tamaño y
la forma de las superficies extremas de apoyo de dos productos
colocados de manera consecutiva y en apoyo en los medios
transportadores 1.
Los medios de colocación (no representados)
pueden ser simplemente otro transportador en comunicación con dicho
primer transportador, por ejemplo, proveniente de un dispositivo de
pre-corte en la línea de producción, o puede
realizarse mediante alimentación manual o cualquier otro dispositivo
de colocación convencional. La manera en la que los artículos se
colocan en el transportador influye en el modo más eficaz en el que
la detección de límites de artículos determina el punto de
transición entre los artículos consecutivos.
Los medios transportadores pueden ser cualquier
tipo de medios transportadores convencionales, con frecuencia
varios transportadores en serie, y preferentemente que se comunican
con otros transportadores en una línea de producción desde la
entrada del primer transportador 1A pasando por el segundo
transportador 1B al extremo de salida del tercer transportador 1C,
como se muestra en la Fig. 1. Los transportadores convencionales
pueden comprender, por ejemplo, transportadores unidireccionales,
transportadores dirigidos linealmente (véanse las figs. 1, 2A y 2B)
y transportadores con forma de V (tal como se muestra en las Figs. 3
y 5). De manera ventajosa, pueden proporcionarse medios de pesaje
antes del primer transportador 1A con el fin de establecer datos
referentes a la densidad del artículo para su uso por parte de
dichos medios 4 de control y regulación.
El cortador de porciones se hace funcionar bajo
el control de unos medios 4 de control y regulación, con frecuencia
un circuito o procesador de control, y los medios 2 de escaneado
suministran datos a los medios 4 de control y regulación para los
medios 3 de corte, habitualmente datos referentes al contorno del
artículo 100 a cortar, que, en la forma de realización mostrada,
son datos de distancia de un escáner anular. En una forma de
realización ventajosa de la invención, los medios de escaneado
también suministran datos referentes a los puntos de transición
entre artículos en apoyo. Los medios de corte en esta forma de
realización son una cuchilla del tipo espada giratoria, pero pueden
ser otros medios de corte convencionales.
En la Fig. 1, el escáner anular 2 produce
conjuntos de datos referentes al contorno de dicho producto mediante
una detección de la distancia de cada uno de los sensores a cada
uno de sus puntos correspondientes en la superficie del artículo,
por correlación de una distancia de calibración a un punto de
referencia. Dichos conjuntos de datos pueden comprender, haciendo
referencia a la Fig. 2A, por ejemplo, un primer conjunto de datos
de distancia d1_{1}, d1_{2}, d1_{3}, ..., d1_{n}, adquiridos
de n sensores 22a, 22b, ..., 22n en una posición del artículo 100
que está siendo escaneado en el tiempo t_{1}, y, haciendo
referencia a la Fig. 2B, un segundo conjunto de datos de distancia
d2_{1}, d2_{2}, d2_{3}, .., d2_{n}, adquiridos de los
mismos sensores en una segunda posición del artículo 100 que está
siendo escaneado en el tiempo t_{2}. Como puede observarse a
partir de las Figs. 2A y 2B, la superficie extrema frontal 102A de
cada artículo 100A puede pre-cortarse,
ventajosamente, de manera perpendicular a la dirección de transporte
(indicada por flechas), y puede ser de un área de sección
transversal mayor que la superficie extrema posterior 103A de cada
artículo, mejorando por lo tanto el efecto de soporte de los
artículos en apoyo que facilita una determinación precisa del punto
de transición entre dos artículos 100.
En una forma de realización ventajosa de la
presente invención, pueden determinarse puntos de transición entre
artículos proporcionando conjuntos de datos de artículos sucesivos a
partir de dicha por lo menos una característica detectada del
artículo proveniente de los medios de escaneado, calculando el
sumatorio de diferencias entre dos conjuntos de datos sucesivos,
que es la suma de las diferencias entre un primer conjunto de datos
y un segundo conjunto de datos, y determinando la ubicación de un
punto de transición entre dos artículos, que se sitúa en el lugar
en el que uno de los sumatorios de diferencias calculados supera un
umbral predeterminado. En la fig. 6 se muestra la correlación entre
el sumatorio de diferencias y los datos de posición de
escaneado.
El cortador de porciones obtiene de manera
ventajosa el sumatorio de diferencias entre dos conjuntos de datos,
que comprende datos de distancia de varios sensores en los medios de
escaneado, mediante la siguiente fórmula
\Sigma\Delta =
|\Delta1/a| + |\Delta2/a| + |\Delta3/a| +.. +
|\Deltan/a|,
en la que \Sigma\Delta es el
sumatorio de diferencias, \Delta1 es la diferencia entre unos
primeros datos de distancia y unos segundos datos de distancia
sucesivos de un primer sensor en los medios de escaneado, "n"
es el número de sensores en los medios de escaneado, y "a" es
la longitud entre la ubicación del primer conjunto de datos de
distancia y la ubicación del segundo conjunto de datos de
distancia.
\Sigma\Delta (que no es necesariamente una
medida de diferencias en el área de sección trasversal) se utiliza
en la determinación del punto de transición entre dos artículos 100,
ya que \Sigma\Delta a lo largo de cada artículo 100 es menor
que \Sigma\Delta en el punto de transición. Al haber obtenido
información referente a las características del artículo, como el
tipo de producto cárnico, tipo de corte, consistencia del artículo
y similares, puede establecerse un umbral T para \Sigma\Delta y
el mismo se puede fijar en el cortador de porciones de acuerdo con
la presente invención (véase fig. 6). La medición del primer
artículo en la hilera continua empieza en la indicación S en la
fig. 6. Cuando \Sigma\Delta supera el umbral T, el punto de
transición se determina en relación con esa posición del
transportador, en la cual se halló el \Sigma\Delta más grande a
menos de una distancia predeterminada de la ubicación en la que el
\Sigma\Delta superó el umbral T (véase fig. 6). Estos puntos
superiores B indican los límites de los artículos en el flujo
continuo de artículos estrechamente juntados sobre el
transportador.
Si los artículos se pesan antes de la medición,
las ubicaciones aproximadas de los puntos de transición se conocen
y entonces no hay necesidad de conocer el umbral T con el fin de
determinar el límite entre dos artículos en apoyo en el
transportador.
En las Figs. 1, 2A, 2B y 3, los artículos se han
colocado de manera consecutiva y en apoyo uno contra otro, y se han
alineado mutuamente con la dirección longitudinal de los artículos
en apoyo, es decir, puestos en una línea recta. De manera
alternativa, si la disposición del transportador lo permite, los
artículos, opcionalmente, pueden no estar alineados mutuamente con
la dirección longitudinal de los artículos en apoyo. En la fig. 5
se muestra un ejemplo de esta disposición de los artículos en el
transportador. Este planteamiento proporciona un cálculo de un
\Sigma\Delta particularmente elevado.
Si los artículos 100 se
pre-cortan esencialmente perpendiculares a la
dirección de transporte con superficies extremas 102 de
esencialmente la misma forma y tamaño, esto proporciona un buen
soporte para los artículos adyacentes 100 durante el corte en la
unidad 3 de corte, aunque el límite del artículo puede ser menos
visible para el sistema de detección de límites de artículos. Si
cada una de las dos superficies extremas del artículo se corta a
aproximadamente el mismo tamaño y forma que las superficies extremas
de los artículos en apoyo, esto da como resultado que los datos
escaneados para los dos artículos contengan aproximadamente el mismo
conjunto de datos de distancia. En este caso, la determinación del
punto de transición puede facilitarse colocando los artículos 100 ó
bien no alineados mutuamente o bien con por lo menos una de las
superficies extremas en ángulo con la normal a la dirección de
transporte, por ejemplo, como se muestra en la fig. 5.
Cuando se escanean artículos flexibles, que o
bien se han pre-cortado perpendiculares a la
dirección de transporte o bien se han colocado con la superficie
extrema perpendicular a la dirección de transporte, y los artículos
tienen un área y forma relativamente uniformes de la sección
transversal de la superficie extrema, una colocación de dichos
artículos o por lo menos una superficie extrema de cada uno de
dichos artículos en ángulo con la normal a la dirección de
transporte facilita de manera ventajosa la determinación del punto
de transición proporcionando un \Sigma\Delta relativamente
elevado en el punto de transición.
En los casos en los que los artículos tienen una
sección transversal de forma regular y, en términos de tamaño,
uniforme, tal como, por ejemplo, una sección transversal circular,
triangular o rectangular, de tamaño fijo, y cada artículo tiene una
superficie extrema obtenida al pre-cortar dicho
artículo, en perpendicular al eje longitudinal del artículo, la
colocación dichos artículos en los medios transportadores con una
superficie extrema de los mismos en ángulo con la normal de la
dirección de transporte facilita la determinación del punto de
transición, ya que este planteamiento de colocación conduce a un
cálculo de un \Sigma\Delta lo más alto posible.
Pueden utilizarse, de manera alternativa o
adicional, marcadores de transiciones con el fin de proporcionar a
los medios de escaneado datos referentes a los límites de los
artículos, pudiendo ser dichos marcadores de transiciones, por
ejemplo, una lámina delgada o un disco especialmente formado,
utilizado como marcador insertado entre dos artículos, en los que
el marcador se mantiene en su lugar por el apoyo de dos productos.
La colocación del marcador puede realizarse, por ejemplo, de manera
automática o manual, y al mismo tiempo que los artículos se colocan
sobre los medios transportadores o posteriormente.
La invención puede ilustrarse mediante lo
siguiente:
- \bullet
- La velocidad de escaneado es 50 Hz.
- \bullet
- La velocidad del transportador es 150 mm/segundo
- \bullet
- Esto proporciona 3 mm entre los escaneados
- \bullet
- La altura del artículo en una distancia dada, desde el borde lateral del transportador es, por ejemplo, 20 mm
- \bullet
- En el siguiente escaneado, 3 mm más a lo largo del artículo, en la misma distancia del borde lateral del transportador, la altura es 22 mm
- \bullet
- Esto da un valor de cambio C (velocidad de cambio): C = |(22-20)/3| = 0,67
A continuación, se establecen y miden varias de
estas líneas paralelas entre sí y paralelas al transportador a
diferentes distancias del borde lateral del transportador.
El desplazamiento total puede hallarse sumando
los valores de cambio en estas líneas:
\SigmaC =
C_{1} + C_{2} + C_{3} + ... +
C_{n}
El valor de \SigmaC, que indica el límite
entre artículos consecutivos, se halla fácilmente de forma
experimental y puede memorizarse en la máquina junto con otros
valores característicos para un tipo específico de artículo.
Pueden utilizarse otros rasgos característicos
en lugar de las alturas o además de las alturas.
Otros rasgos de este tipo pueden ser, por
ejemplo, el color de los artículos a cortar, los factores de
reflexión de la luz, o una combinación de estos dos y otros (véase
la fig. 4).
La altura también puede utilizarse de diferentes
maneras. Anteriormente se utilizó el cambio relativo (véanse las
figs. 3, 5 y 6). El mismo puede ser con o sin signo. Se ha observado
que el cambio absoluto verdadero y el cambio relativo con respecto
a la distancia de la línea de escaneado presentan un buen
rendimiento.
En el ejemplo anterior, los cálculos de
detección de límites se explican con referencia a datos de escaneado
provenientes de un dispositivo de escaneado plano. No obstante, en
la mayoría de las aplicaciones, se prevé que se prefiera un escáner
anular. Un escáner anular es un escáner que mide la forma de un
producto utilizando varios sensores de distancia dispuestos de
manera que rodean el producto y miden sustancialmente de manera
perpendicular a la dirección del transportador. Los sensores pueden
estar fijos u oscilar alrededor del producto. Las mediciones de un
dispositivo de este tipo pueden utilizarse de la misma manera que la
descrita anteriormente. Las "mediciones de altura" en relación
con un escáner anular son la distancia de la superficie del artículo
a los sensores.
En relación con un dispositivo de escaneado
plano, pueden identificarse y utilizarse varias líneas de manera
análoga a las mediciones en un escáner anular, de manera que el
límite puede detectarse de la misma manera en un escáner
"plano" que en un escáner anular.
En una forma de realización de la invención, a
un cortador de porciones existente se le puede añadir una segunda
función de escaneado de visión por ordenador, o bien añadiendo un
segundo sistema de visión por ordenador o bien añadiendo la función
en el sistema de escaneado ya presente; la función consiste en
hallar por lo menos un rasgo característico longitudinalmente según
los artículos a cortar, e identificar un cambio significativo en
este por lo menos un rasgo. El mismo puede ser la medición de la
altura de los artículos en varias líneas longitudinales. Cuando se
produce un cambio significativo, esto indica el límite entre
artículos consecutivos, lo cual significa el final de un artículo y
el inicio del siguiente. Esto puede llevarse a la práctica hallando
el cambio relativo en la altura de una línea escaneada a otra en
varias líneas, y sumando estos números relativos (véase la fig.
6).
Cuando se hace referencia a un sensor en esta
descripción, se pretende significar cualquier tipo de sensor. El
sensor puede ser cualquier dispositivo capaz de detectar una
característica de una superficie, en particular un punto iluminado,
una línea u otro tipo de formas en la superficie del artículo que se
está escaneando.
La invención se ha descrito anteriormente
haciendo referencia a algunas formas de realización preferidas. No
obstante, se entiende que pueden llevarse a cabo muchas variaciones
y formas de realización equivalentes de la invención sin desviarse
con respecto al alcance de las reivindicaciones adjuntas. Por
ejemplo, varios escáneres planos pueden disponerse en una formación
de anillo, formando un escáner anular.
Claims (28)
1. Método para cortar artículos (100; 100A,
100B), tales como productos alimenticios, en porciones (101) de
tamaño predeterminado, comprendiendo dicho método las etapas
siguientes
- -
- colocar los artículos sobre medios transportadores (1; 1A, 1B, 1C);
- -
- transportar, sobre los medios transportadores, los artículos hacia medios (2) de medición y, desde los medios de medición, hacia medios (3) de corte;
- -
- medir por lo menos una característica de cada artículo con los medios de medición;
- -
- seccionar los artículos con los medios de corte;
- -
- controlar y regular por lo menos un parámetro del proceso de corte con el fin de lograr porciones predeterminadas del producto basándose en la característica medida del artículo;
caracterizado porque
dichos artículos se colocan de forma consecutiva
y esencialmente en apoyo uno contra otro sobre dichos medios
transportadores, y
con lo cual la etapa de control comprende la
detección de límites de los artículos para determinar el punto de
transición entre artículos consecutivos sobre los medios
transportadores basándose en dicha por lo menos una característica
medida del artículo, y
con lo cual la detección de límites de artículos
incluye recibir conjuntos de datos de artículos sucesivos de dicha
por lo menos una característica medida del artículo, y analizar los
datos recibidos para identificar los límites entre los artículos en
apoyo consecutivo.
2. Método según la reivindicación 1, por el que
la detección de límites de artículos incluye
- -
- recibir conjuntos de datos de artículos sucesivos de dicha por lo menos una característica medida del artículo,
- -
- calcular el sumatorio de diferencias entre dos conjuntos de datos sucesivos, que es la suma de las diferencias entre un primer conjunto de datos y un segundo conjunto de datos, e
- -
- identificar el sumatorio de diferencias calculado que supera un umbral predeterminado, representando dicho sumatorio de diferencias identificado una ubicación de un punto de transición entre dos artículos.
3. Método según la reivindicación 1 ó 2, por el
que los conjuntos de datos de artículos son conjuntos de datos
medidos prácticamente a través del artículo transversalmente a la
dirección de transporte.
4. Método según la reivindicación 3, por el que
los conjuntos de datos de artículos medidos prácticamente a través
del artículo transversalmente a la dirección de transporte se
organizan en listas que representan características de artículos
prácticamente en dirección longitudinal a la dirección de
transporte.
5. Método según la reivindicación 4, por el que
los sumatorios de diferencias entre dos conjuntos de datos, que
comprenden datos de una o más listas, se obtienen mediante
\Sigma\Delta = |\Delta1|
+ |\Delta2| + |\Delta3| + . . . +
|\Deltan|,
en la que \Sigma\Delta es el
sumatorio de diferencias, \Delta1 es la diferencia entre unos
primeros datos y unos segundos datos sucesivos de la primera lista,
y "n" es el número de
listas.
6. Método según la reivindicación 4, por el que
los sumatorios de diferencias entre dos conjuntos de datos, que
comprenden datos de una o más listas, se obtienen mediante
\Sigma\Delta =
|\Delta1/a| + |\Delta2/a| + |\Delta3/a| + ... +
|\Deltan/a|,
en la que \Sigma\Delta es el
sumatorio de diferencias, \Delta1 es la diferencia entre unos
primeros datos y unos segundos datos sucesivos de la primera lista,
"n" es el número de listas y "a" es la longitud entre la
ubicación del primer conjunto de datos y la ubicación del segundo
conjunto de
datos.
\newpage
7. Método según la reivindicación 5 ó 6, por el
que los conjuntos de datos son distancias en relación con un punto
de referencia, midiéndose dichas distancias por medio de uno o más
sensores ubicados en posiciones fijas.
8. Método según la reivindicación 5 ó 6, por el
que los conjuntos de datos son colores medidos por medio de uno o
más sensores.
9. Método según la reivindicación 5 ó 6, por el
que los conjuntos de datos son texturas medidas por medio de uno o
más sensores.
10. Método según la reivindicación 5 ó 6, por el
que dicha por lo menos una característica medida del artículo es la
altura de los artículos.
11. Método según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, por el que los medios (2) de medición
son un dispositivo de escaneado, preferentemente un escáner
anular.
12. Método según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, por el que los medios (2) de medición
incluyen un dispositivo de escaneado, en el que por lo menos una
fuente de luz está dispuesta para emitir por lo menos una línea de
luz hacia el artículo, y la luz reflejada es detectada por medios
sensores dispuestos en ángulo entre el haz emitido y el haz de luz
reflejada.
13. Método según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, por el que los artículos se alinean con
la dirección longitudinal de los artículos en apoyo.
14. Método según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 12, por el que los artículos se desplazan
mutuamente con respecto a la dirección longitudinal de los
artículos en apoyo.
15. Método según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, por el que se inserta un marcador de
transiciones entre artículos.
16. Aparato para cortar en porciones artículos
(100; 100A, 100B), tales como productos alimenticios, comprendiendo
dicho aparato medios transportadores (1; 1A) para transportar
artículos colocados sobre dichos medios transportadores hacia
medios (2) de medición para detectar por lo menos una característica
del producto, y hacia delante a medios (3) de corte para seccionar
los artículos en porciones (101), medios (4) de control para
controlar y regular por lo menos un parámetro del proceso de corte
con el fin de lograr porciones predeterminadas de los artículos
basándose en las características medidas de los mismos,
caracterizado porque
dichos artículos se colocan de forma consecutiva
y esencialmente en apoyo uno contra otro sobre dichos medios
transportadores, y
en el que los medios de control incluyen medios
de detección de límites de artículos para determinar el punto de
transición entre dos artículos basándose en dicha por lo menos una
característica medida de los artículos, y
en el que dichos medios de detección de límites
de artículos están adaptados para recibir conjuntos de datos de
artículos sucesivos de dicha por lo menos una característica medida
de los artículos, y analizar los datos recibidos para identificar
los límites entre los artículos en apoyo consecutivo.
17. Aparato según la reivindicación 16, en el
que dichos medios de control incluyen dichos medios de detección de
límites de artículos, en el que
- -
- se proporcionan conjuntos de datos de productos sucesivos a partir de dicha por lo menos una característica medida de los artículos,
- -
- los sumatorios de diferencias entre dos conjuntos de datos sucesivos se calcula de manera que son la suma de las diferencias entre un primer conjunto de datos y un segundo conjunto de datos, y
- -
- se ubica por lo menos un punto de transición entre dos artículos identificando los sumatorios de diferencias calculados que superan un umbral predeterminado.
18. Aparato según la reivindicación 16 ó 17, en
el que los conjuntos de datos de artículos son conjuntos de datos
medidos prácticamente a través del artículo transversalmente a la
dirección de transporte.
19. Aparato según la reivindicación 18, en el
que los conjuntos de datos de artículos medidos prácticamente a
través del artículo transversalmente a la dirección de transporte
están organizados en listas que representan características de
artículos prácticamente en dirección longitudinal a la dirección de
transporte.
\newpage
20. Aparato según la reivindicación 19, en el
que a los medios de control se les proporciona el sumatorio de
diferencias entre dos conjuntos de datos, que comprenden datos de
una o más listas, obteniéndose dicho sumatorio de diferencias
mediante
\Sigma\Delta = |\Delta1|
+ |\Delta2| + |\Delta3| + . . . +
|\Deltan|,
en la que \Sigma\Delta es el
sumatorio de diferencias, \Delta1 es la diferencia entre unos
primeros datos y unos datos de distancia sucesivos de una primera
lista, y "n" es el número de
listas.
21. Aparato según la reivindicación 19, en el
que a los medios de control se les proporciona el sumatorio de
diferencias entre dos conjuntos de datos, que comprenden datos de
una o más listas, obteniéndose dicho sumatorio de diferencias
mediante
\Sigma\Delta =
|\Delta1/a| + |\Delta2/a| + |\Delta3/a| + ... +
|\Deltan/a|,
en la que \Sigma\Delta es el
sumatorio de diferencias, \Delta1 es la diferencia entre unos
primeros datos y unos segundos datos sucesivos de una primera
lista, "n" es el número de sensores y "a" es la longitud
entre la ubicación del primer conjunto de datos y la ubicación del
segundo conjunto de
datos.
22. Aparato según la reivindicación 20 ó 21, en
el que los medios (2) de medición para detectar por lo menos una
característica del producto comprenden uno o más sensores ubicados
en posiciones fijas para proporcionar conjuntos de datos que
representan distancias en relación con un punto de referencia.
23. Aparato según la reivindicación 20 ó 21, en
el que los medios (2) de medición para detectar por lo menos una
característica del producto comprenden uno o más sensores para
detectar el color de la superficie.
24. Aparato según la reivindicación 20 ó 21, en
el que los medios (2) de medición para detectar por lo menos una
característica del producto comprenden uno o más sensores para
detectar la textura.
25. Aparato según la reivindicación 20 ó 21, en
el que dicha por lo menos una característica medida del artículo es
la altura de los artículos.
26. Aparato según cualquiera de las
reivindicaciones 16 a 25, en el que los medios de medición son un
dispositivo de escaneado, tal como un escáner anular.
27. Aparato según cualquiera de las
reivindicaciones 16 a 26, en el que los medios de medición incluyen
un dispositivo de escaneado, en el que por lo menos una fuente de
luz está dispuesta para emitir por lo menos una línea de luz hacia
el artículo, y la luz reflejada es detectada por medios sensores
dispuestos en ángulo entre el haz emitido y el haz de luz
reflejada.
28. Aparato según cualquiera de las
reivindicaciones 16 a 27, en el que el aparato incluye medios para
insertar un marcador de transiciones entre los artículos.
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