Ausrichten von Lebensmittelprodukten

Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zum Ausrichten von Lebensmittelprodukten.

Bei der Handhabung von Lebensmittelprodukten besteht generell das Problem, dass die Produkte, wenn sie einem System zugeführt werden, das einen bestimmten Arbeitsprozess durchführen soll, nicht so ausgerichtet - d.h. positioniert und orientiert - sind, dass dieses System fehlerfrei arbeitet. Die Produkte können beispielsweise verdreht und /oder seitlich verschoben sein. Es ist daher erforderlich, Maßnahmen zu treffen, um die Produkte entsprechend den Anforderungen des jeweiligen Systems auszurichten.

Ein Beispiel, bei dem sich dieses Problem grundsätzlich stellt, ist eine Verarbeitungslinie, die als vorgelagertes System einen Hochgeschwindig- keitsslicer und als nachgeschaltetes System eine Verpackungsmaschine umfasst. Mit dem Slicer werden Lebensmittelprodukte mit hoher Geschwindigkeit aufgeschnitten, wobei Portionen gebildet werden, die jeweils aus einer Mehrzahl von Produktscheiben bestehen und beispielsweise in Form eines Stapels oder einer Schindelung vorliegen können. Diese Porti- onen werden mit Fördereinrichtungen, die dem Slicer nachgeordnet sind, einer Verpackungsmaschine zugeführt. Die Förderstrecke zwischen Slicer und Verpackungsmaschine kann in hohem Maße komplex aufgebaut sein und beispielsweise verschiedene Wäge-, Sortier-, Einlege- und Gruppiereinrichtungen umfassen, wobei die Praxis auch fordert, dass von mehre- ren Slicern kommende Produktströme zusammengeführt werden, um

Portionen aus verschiedenen Lebensmittelprodukten zusammenzustellen und diese Zusammenstellungen anschließend zu verpacken. Aufgrund der vielfältigen Einflüsse auf die Portionen bei ihrer Erzeugung und ihrem Transport kann nicht immer sichergestellt werden, dass die Portionen, wenn sie die Verpackungsmaschine oder eine andere Einrichtung, bei der es auf eine genaue Positionierung und Orientierung der Portionen ankommt, erreichen, die jeweils erforderliche Ausrichtung aufweisen.

Maßnahmen zur Ausrichtung von Produkten und auch von Portionen aus mittels eines Slicers erzeugten Produktscheiben sind grundsätzlich bekannt. Portionen, die eine ausreichende Eigenstabilität aufweisen, z.B. Stapel aus Käsescheiben, können beispielsweise dadurch ausgerichtet werden, dass sie gegen einen Anschlag oder zwischen zwei vertikal angeordneten Bändern hindurchgefördert werden, wodurch die Portion korrekt ausgerichtet wird. Bei weniger stabilen Portionen ist eine derartige Art und Weise der Ausrichtung allerdings nicht möglich. Es ist auch bekannt, in die Förderstrecke für die Produkte eine Ausrichtstrecke zu integrieren, die ein geteiltes Förderband aufweist, wobei die Produkte gleichzeitig auf zwei parallel verlaufenden, unabhängig voneinander antreibbaren Teilbändern aufliegen. Indem die beiden Teilbänder mit einer von Null verschiedenen Relativgeschwindigkeit angetrieben werden, lässt sich eine Drehung der Produkte erzielen. Bei dieser Maßnahme kommt es zwangsläufig zu einer Relativbewegung zwischen den Produkten und der von den Teilbändern gebildeten Produktauflage, da sich die Teilbänder, auf denen das Produkt aufliegt, mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten unter dem Produkt bewegen. Der hierdurch zwangsläufig auftretende Schlupf zwischen Produkt und Produktauflage ist für bestimmte Produktsorten problematisch und dieses Ausrichtprinzip ist daher in vielen Fällen nicht anwendbar. Hinzu kommt, dass sich die Auswirkung des Schlupfes aufgrund der un- terschiedlichen Beschaffenheit bzw. Konsistenz der Produkte schlecht

vorhersagen lässt. Eine gezielte Ausrichtung der Produkte, beispielsweise eine Drehung der Produkte um einen vorgegebenen Winkel, lässt sich daher in vielen Fällen nicht mit der gewünschten Genauigkeit realisieren. Häufig ist daher bei derartigen Systemen eine Nachregelung erforderlich, die einen höheren Aufwand und damit höhere Kosten mit sich bringt.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Möglichkeit zum Ausrichten von Lebensmittelprodukten zu schaffen, die einfach ist und zuverlässig funktioniert und insbesondere möglichst unabhängig von der Produktbeschaf- fenheit bzw. -konsistenz ist, wobei insbesondere außerdem die bei der

Ausrichtung auf die Produkte einwirkenden Kräfte möglichst gering gehalten werden sollen.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die Merkmale des unabhängigen Verfahrensanspruchs sowie des unabhängigen Vorrichtungsanspruchs.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren gelangen auf einem Eingangsförderer in einer Förderrichtung einlaufende Lebensmittelprodukte zu einer Ausrichtstation, an der die Produkte ausgerichtet und von der die ausge- richteten Produkte zu einem Ausgangsförderer gelangen, wobei eine Fehlausrichtung der Produkte bezüglich einer Sollausrichtung detektiert wird und die Ausrichtung der Produkte in Abhängigkeit von der Fehlausrichtung erfolgt. Die Ausrichtung der Produkte erfolgt dadurch, dass die Produkte auf einer Produktauflage der Ausrichtstation aufliegen und die Pro- duktauflage zur Durchführung von Ausrichtbewegungen angesteuert wird, wobei die Ausrichtung der Produkte ohne Relativbewegung zwischen den Produkten und der Produktauflage auskommt.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind wenigstens ein Eingangsför- derer, zumindest ein Ausgangsförderer, wenigstens eine zwischen dem

Eingangsförderer und dem Ausgangsförderer angeordnete Ausrichtstation und zumindest ein Detektionsmittel vorgesehen, mit dem eine Fehlausrichtung der Produkte bezüglich einer Sollausrichtung detektierbar ist, wobei die Ausrichtstation eine Produktauflage für die Produkte aufweist, die zur Durchführung von Ausrichtbewegungen in Abhängigkeit von der Fehlausrichtung ansteuerbar ist, um die Produkte entsprechend der Sollausrichtung auszurichten. Die Produktauflage ist derart ausgebildet, dass bei der Durchführung der Ausrichtbewegungen die Produktauflage unter Beibehaltung der Relativlage zwischen Produktauflage und Produkten be- wegbar ist.

Durch die Erfindung wird bei der Ausrichtung der Produkte eine Relativbewegung zwischen Produkt und Produktauflage vermieden. Hierdurch ist die erfindungsgemäße Produktausrichtung unabhängig von der Produkt- konsistenz und -beschaffenheit. Außerdem lässt sich mit relativ geringem Aufwand eine hohe Genauigkeit bei der Ausrichtung erzielen. Die gewünschte Sollausrichtung der Produkte kann somit zuverlässig auf der Basis einer detektierten Fehlausrichtung sowie der daraus abgeleiteten Ansteuerung der Produktauflage erreicht werden. Auf eine Nachregelung kann zumindest in den meisten Fällen verzichtet werden. Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist, dass störende Beschleunigungen der Produkte während der Ausrichtung vermieden werden. Insbesondere ist es nicht erforderlich, das Produkt zwischenzeitlich anzuhalten und erneut zu beschleunigen. Mit der Erfindung lässt sich folglich eine besonders scho- nende Handhabung der Produkte bei deren Ausrichtung realisieren.

In einem möglichen Ausführungsbeispiel der Erfindung kann die Produktauflage als Ganzes bewegt werden, um die zur Herstellung der Sollausrichtung erforderlichen Ausrichtbewegungen durchzuführen. Dabei ist es möglich, dass die Produktauflage so ausgebildet ist, dass sie sowohl ge-

dreht als auch seitlich verschoben werden kann. Hierdurch können Orientierung und Positionierung der Produkte korrigiert werden. Eine Ausrichtbewegung der Produktauflage kann somit aus einer Drehung und einer Translation zusammengesetzt werden. Hierdurch kann dem Produkt jede gewünschte Orientierung und Position bezüglich des nachgeschalteten Ausgangsförderers und damit der weiteren nachgeordneten Einrichtungen verliehen werden.

Die Ausrichtstation umfasst insbesondere einen Endlosbandförderer, des- sen oberes Trum die Produktauflage bildet. Der Endlosbandförderer kann insbesondere zur Durchführung der Ausrichtbewegungen als Ganzes bewegt werden, und zwar zusätzlich zu seiner eigentlichen Transportfunktion, die durch das umlaufende Endlosband gegeben ist. Hierbei können die Produkte folglich durch entsprechendes Bewegen dieses Korrekturbandes ausgerichtet werden, während sie innerhalb des Gesamtprozesses weitergefördert werden. Ein zum Zwecke des Ausrichtens erfolgendes Anhalten der Produkte und damit unnötige Produktbeschleunigungen werden hierdurch vermieden. Durch den Verzicht auf Produktstopps kommt es durch die Ausrichtung der Produkte auch nicht zu störenden Leistungsreduzie- rungen des Gesamtsystems.

Weitere Ausführungsformen der Erfindung sind auch in den abhängigen Ansprüchen, der Beschreibung sowie der Zeichnung angegeben.

Die Erfindung wird im Folgenden beispielhaft unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Ausrichtvorrichtung, und

Fig. 2 eine weitere Darstellung der Ausrichtvorrichtung von

Fig. 1.

In den Fig. 1 und 2 ist ein Teil eines Gesamtsystems zur Verarbeitung von Lebensmittelprodukten dargestellt. Die gezeigte Vorrichtung umfasst einen als Endlosbandförderer ausgebildeten Eingangsförderer 13 sowie einen Ausgangsförderer 19, der ebenfalls ein Endlosförderband umfasst. Die generell durch einen Pfeil 15 angedeutete Förderrichtung der Vorrichtung ist durch die Förderrichtungen 39, 41 der Endlosbänder 13, 19 bestimmt, die in diesem Ausführungsbeispiel zusammenfallen. Dies ist jedoch nicht zwingend. Grundsätzlich können die Förderrichtungen 39, 41 der Endlosbandförderer 13, 19 auch einen von Null verschiedenen Winkel miteinander einschließen.

Das ausgangsseitige Ende des Eingangsförderers 13 und das eingangssei- tige Ende des Ausgangsförderers 19 sind in Förderrichtung 15 mit Abstand voneinander angeordnet. Diese Lücke wird überbrückt durch einen weiteren Endlosbandförderer 25, der hier - wie auch der Eingangsförderer 13 - in Form eines so genannten Messerkantenbandes vorgesehen ist, das eine sich - in Transportrichtung 37 des Förderers 25 - verjüngende Keilform besitzt. Das Förderband 25 ist mit eingangsseitigem und ausgangs- seitigem überlapp zum Eingangsförderer 13 bzw. Ausgangsförderer 19 angeordnet. Durch diese Anordnung ist ein störungsarmer übergang zwischen den einzelnen Förderern gewährleistet.

Der zwischengeschaltete Förderer 25 dient als Korrekturband und ist Bestandteil einer Ausrichtstation 17, die dazu dient, auf dem Eingangsförderer 13 einlaufende Produkte 11 so auszurichten, dass sie bei übergabe auf den nachgeordneten Ausgangsförderer 19 eine jeweils gewünschte Orien- tierung und Position bezüglich des Ausgangsförderers 19 bzw. dessen

Förderrichtung 41 besitzen, um an ein nicht dargestelltes, dem Ausgangsförderer 19 nachgeordnetes System, beispielsweise eine Verpackungsmaschine, in korrekter Orientierung und Positionierung übergeben werden zu können.

Bei den Produkten 11 handelt es sich beispielsweise um Portionen aus einer Mehrzahl von Lebensmittelscheiben, die von einem nicht dargestellten, dem Eingangsförderer 13 vorgelagerten Hochgeschwindigkeitsslicer erzeugt werden. Grundsätzlich ist die erfindungsgemäße Ausrichtstation 17 aber dazu in der Lage, beliebige Lebensmittelprodukte in der jeweils gewünschten Weise auszurichten, d.h. den Produkten die für ein nachgeordnetes System erforderliche Orientierung und Position zu verleihen.

Die Ausrichtstation 17 umfasst in dem hier erläuterten Ausführungsbei- spiel außerdem zwei Antriebe 33, 35 (Fig. 2), die dazu dienen, den Endlosbandförderer 25 zur Durchführung von Ausrichtbewegungen 34, 36 als Ganzes relativ zum Eingangsförderer 13 und zum Ausgangsförderer 19 zu bewegen. Der eine Antrieb 33 sorgt für eine Drehung 34 des Förderers 25 um eine Achse 23. Die Achse 23 verläuft senkrecht zu der Auflagefläche 22, die von dem oberen Trum des Endlosbandes, also von der Produktauflage 21 des Förderers 25, gebildet wird.

Der andere Antrieb 35 dient dazu, das Endlosband 25 als Ganzes zu verschieben, wobei diese Verschiebung 36 senkrecht zur Förderrichtung 15, also senkrecht zu den Förderrichtungen 39, 41 des Eingangsförderers 13 und des Ausgangsförderers 19, verläuft.

Der Drehantrieb 33 und der Linearantrieb 35 sind mit einer zentralen Steuer- und/oder Regeleinrichtung 31 verbunden, die in Fig. 2 schema- tisch dargestellt ist. Die Einrichtung 31 umfasst eine Bildverarbeitungs-

einrichtung 29, die mit einem Kamerasystem 27 verbunden ist. Das Kamerasystem 27 ist oberhalb des Eingangsförderers 13 angeordnet. Das Blickfeld der Kamera 27 ist in Fig. 1 durch gestrichelte Linien angedeutet. Das Kamerasystem 27 bzw. die Bildverarbeitungseinrichtung 29 ist mit einer geeigneten Bildverarbeitungssoftware ausgestattet, mit der das System in der Lage ist, die Orientierung und die Position jedes einzelnen unter der Kamera 27 hindurch laufenden Produktes 1 1 relativ zu einem Bezug zu detektieren. Als Bezug kann beispielsweise eine Seitenkante des Endlosbandes 13 oder eine geeignete Markierung auf dem Endlosband 13 dienen. Die von der Kamera 27 für jedes einzelne Produkt 11 gelieferten Bilddaten können mittels der Bildverarbeitungseinrichtung 29 daraufhin untersucht werden, ob eine Fehlausrichtung des betreffenden Produktes 11 bezüglich einer Sollausrichtung vorliegt oder nicht. Die tatsächliche Position und Orientierung der Produkte 11 relativ zu der Sollausrichtung, also zu der Sollposition und der Sollorientierung, kann auf diese Weise folglich praktisch in Echtzeit ermittelt werden.

Die Sollorientierung ist z.B. eine Ausrichtung der Längsachse von zumindest im Wesentlichen rechteckigen Produkten 11 parallel zur Förderrich- tung 39 des Eingangsförderers 13, während als Sollposition z.B. eine Anordnung der Produkte 1 1 in der Mitte - quer zur Förderrichtung 39 betrachtet - des Eingangsförderers 13 vorgegeben ist. Die Sollausrichtung kann auch bezüglich des Ausgangsförderers 19 festgelegt werden, da die Relativanordnung von Ausgangsförderer 19 und Eingangsförderer 13 be- kannt ist. In den meisten oder zumindest in vielen praktischen Fällen ist ohnehin vorgesehen, dass der Eingangsförderer 13 und der Ausgangsförderer 19 - entsprechend dem Beispiel der Fig. 1 und 2 - mit zusammenfallenden Mittellängsachsen angeordnet sind.

Auf der Basis des von der Bildverarbeitungseinrichtung 29 gelieferten Resultates werden von der Einrichtung 31 die Antriebe 33, 35 der Produktauflage 21 derart angesteuert, dass die resultierenden Ausrichtbewegungen 34, 36 der Produktauflage 21 die Fehlausrichtung des betreffenden Produktes 1 1 korrigieren. Eine Drehung 34 des Korrekturbandes 25 ändert die Orientierung und eine Verschiebung 36 die Position der Produkte 11 bezüglich des Ausgangsförderers 19.

Da jeweils zum Zeitpunkt der Erfassung eines Produktes 1 1 durch das Kamerasystem 27 alle relevanten Parameter, insbesondere also die Bandgeschwindigkeit des Eingangsförderers 13, die Entfernung - in Förderrichtung 15 gesehen - des Produktes 11 zur Ausrichtstation 17, die Position des Produktes 11 auf dem Eingangsförderer 13 in Querrichtung, die mittels der Antriebe 33, 35 erzielbaren Verstellwege des Korrekturbandes 25 und die Bandgeschwindigkeit des Korrekturbandes 25, bekannt sind, ist der Steuer- und/ oder Regeleinrichtung auch bekannt, mit welcher zeitlichen Verzögerung das Produkt 11 nach seiner Erfassung durch die Kamera 27 auf die Produktauflage 21 der Ausrichtstation 17 gelangt. Folglich sind die Voraussetzungen dafür gegeben, dass die Einrichtung 31 die jeweils erforderlichen Ausrichtbewegungen 34, 36 für jedes Produkt 11 stets zum richtigen Zeitpunkt initiieren kann.

Da erfindungsgemäß bei der Ausrichtung der Produkte 1 1 mittels der als Ganzes bewegbaren Produktauflage 21 jedweder Schlupf zwischen den Produkten 11 und der Auflagefläche 22 der Produktauflage 21 vermieden wird, sind unkalkulierbare Abweichungen von der aufgrund der bekannten Parameter vorhersagbaren Ausrichtung der Produkte 11 nach Ab- schluss des Ausrichtvorgangs praktisch ausgeschlossen. Eine wie auch immer geartete Nachregelung ist daher prinzipiell nicht erforderlich.

Dennoch ist es abweichend von dem in den Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiel im Rahmen der Erfindung möglich, ein weiteres Kamerasystem oberhalb der Ausrichtstation 17 vorzusehen, mit welchem das Resultat eines ersten Ausrichtvorgangs, der auf der Basis der Daten des ersten, oberhalb des Eingangsförderers 13 angeordneten Kamerasystems 27 durchgeführt wurde, überprüft werden kann. Falls weiterhin eine Fehlausrichtung eines bereits auf der Produktauflage 21 befindlichen Produktes 11 vorhanden ist, kann ein weiterer Ausrichtvorgang durch erneute Ansteuerung der Antriebe 33, 35 durchgeführt werden, solange sich das während des Ausrichtens mittels des Endlosbandes 25 geförderte Produkt 11 noch auf der Produktauflage 21 befindet. Durch eine derartige "Feinausrichtung" kann erforderlichenfalls die Genauigkeit der Produktausrichtung weiter verbessert werden.

In einer weiteren alternativen Ausgestaltung der Erfindung kann das zur Erfassung einer Fehlausrichtung der Produkte 11 vorgesehene Kamerasystem 27 ausschließlich oberhalb der Ausrichtstation 17 angeordnet sein, so dass die Detektion einer Fehlausrichtung der Produkte 11 nicht bei noch auf dem Eingangsförderer 13, sondern bereits auf der Produkt- aufläge 21 befindlichen Produkten 11 erfolgt. Die für eine Korrektur dieser Fehlausrichtung zur Verfügung stehende Zeit ist hierbei gegenüber einer frühzeitigeren Fehlausrichtungserfassung zwangsläufig verkürzt. In Abhängigkeit von der in Förderrichtung 15 vorhandenen Förderlänge des Endlosbandförderers 25 kann diese Variante im Rahmen von Anwendun- gen, bei denen hierdurch eine Leistungsreduzierung entweder tatsächlich nicht auftritt oder ohne weiteres tolerierbar ist, gleichwohl eine interessante Lösung darstellen.

Bezugszeichenliste

11 Lebensmittelprodukt, Portion aus Lebensmittelscheiben

13 Eingangsförderer 15 Förderrichtung

17 Ausrichtstation

19 Ausgangsförderer

21 Produktauflage

22 Auflage fläche 23 Drehachse

25 Endlosbandförderer

27 Bildaufnahmeeinrichtung, Kamerasystem

29 Bildverarbeitungseinrichtung

31 Steuer- und/oder Regeleinrichtung 33 Drehantrieb

34 Drehbewegung

35 Linearantrieb

36 Verschiebung

37 Transportbewegung 39 Förderrichtung des Eingangsförderers

41 Förderrichtung des Ausgangsförderers