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Title:
SLICING METHOD AND DEVICE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2003/004228
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a method for slicing food products having an irregular inner structure such as sausages or ham, wherein the products (11) are cut into slices (S) and especially offset portions or stacked portions are formed and transported away from the slicing area (31). During said slicing process, information on the contour and structure of the slices of products is obtained by means of an opto-electronic detector device in a series of successive detection steps (E) by illuminating the slicing area, whereupon the illuminated rays reflected from the cutting surfaces (13).of the slices of product which are to be respectively separated and from the edge area (15) of said slices are detected and evaluated. Said illumination is carried out in at least one and preferably in all of the detection steps (E) in several directionally independent components (k) which are different from each other at least with respect to an illumination parameter. The invention also relates to a slicing device which is especially suitable for carrying out the inventive slicing method.

Inventors:
WEBER GUENTHER (DE)
Application Number:
PCT/EP2002/004058
Publication Date:
January 16, 2003
Filing Date:
April 11, 2002
Export Citation:
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Assignee:
WEBER MASCHB GMBH & CO KG (DE)
WEBER GUENTHER (DE)
International Classes:
B26D5/00; B26D3/28; B26D5/32; B26D5/36; B26D7/30; G01B11/24; G01N21/95; (IPC1-7): B26D7/30
Domestic Patent References:
WO1995021375A11995-08-10
Foreign References:
DE19906021A12000-08-17
GB2187281A1987-09-03
US4908703A1990-03-13
EP1046478A12000-10-25
SE341919B1972-01-17
JPH0929693A1997-02-04
Attorney, Agent or Firm:
MANITZ, FINSTERWALD & PARTNER GBR (München, DE)
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Claims:
Ansprüche
1. Verfahren zum Aufschneiden von Lebensmittelprodukten mit un gleichmäßiger Innenstruktur, wie z. B. Wurst oder Schinken, bei dem die Produkte (11) in Scheiben (S) geschnitten und insbesondere geschindelte Portionen oder Stapelportionen gebildet und aus dem Aufschneidebereich (31) abtransportiert werden, und bei dem wäh rend des Aufschneidens mittels einer optoelektronischen Erfas sungseinrichtung in aufeinanderfolgenden Erfassungsvorgängen (E) Informationen über die Kontur und die Struktur der Produktschei ben (S) gewonnen werden, indem der Aufschneidebereich (31) ausge leuchtet und von den Schnittflächen (13) der jeweils vom Produkt (11) abzutrennenden Scheiben (S) und aus dem Randbereich (15) der Scheiben (S) reflektierte Ausleuchtstrahlung nachgewiesen und ausgewertet wird, dadurch gekennzeichnet, dass in wenigstens einem und bevorzugt in jedem Erfassungsvor gang (E) die Ausleuchtung in mehreren richtungsunabhängigen Komponenten (K) durchgeführt wird, die sich zumindest hinsichtlich eines Ausleuchtparameters voneinander unterscheiden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einige Ausleuchtkomponenten (K) gleichzeitig durchgeführt werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einige Ausleuchtkomponenten (K) zeitlich nachein ander durchgeführt werden.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich zumindest einige Ausleuchtkomponenten (K) hinsichtlich der Wellenlänge (X) der verwendeten Strahlung voneinander unter scheiden.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wellenlängen (X) in Abhängigkeit von den verschiedenen Produktanteilen (1 la, 1 lb), insbesondere Fettanteil einerseits und Mageranteil andererseits, und/oder davon, ob die Scheibenstruktur oder die Scheibenkontur erfasst werden soll, gewählt werden.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich zumindest einige Ausleuchtkomponenten (K) hinsichtlich der Intensität (I) der verwendeten Strahlung und/oder hinsichtlich der im jeweils ausgeleuchteten Bereich erzeugten Beleuchtungsstär ke voneinander unterscheiden.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich zumindest einige Ausleuchtkomponenten (K) hinsichtlich der Polarisationseigenschaften (P) der verwendeten Strahlung von einander unterscheiden.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der oder jeder Erfassungsvorgang (E) genau eine Produktschei be (S) umfasst.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der oder jeder Erfassungsvorgang (E) mehrere und insbesonde re zwei oder drei unmittelbar aufeinanderfolgende Produktscheiben (S) umfasst.
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an einer oder verschiedenen Produktscheiben (S) gewonnene Teilinformationen zu einer Gesamtinformation über sowohl Kontur als auch Struktur der Produktscheiben (S) zusammengesetzt wer den.
11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an einer Produktscheibe (S) Informationen über deren Struktur und an einer anderen Produktscheibe (S) Informationen über deren Kontur gewonnen werden.
12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Informationen über die verschiedenen Produktanteile (1 la, 11b), insbesondere Fettanteil einerseits und Mageranteil anderer seits, an verschiedenen Produktscheiben (S) gewonnen werden.
13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere und insbesondere alle Ausleuchtkomponenten (K) aus einer einzigen Richtung (R) und insbesondere mittels einer einzigen Strahlungsquelle durchgeführt werden.
14. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausleuchtkomponenten (K) aus verschiedenen Richtungen (R) und insbesondere mittels mehrerer räumlich voneinander ge trennter Strahlungsquellen (17,19, 21) durchgeführt werden.
15. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erzeugung des Kontrastes zwischen der Schnittfläche (13) und deren Randbereich (15) in letzterem eine höhere Beleuchtungs stärke als auf der Schnittfläche (13) erzeugt wird.
16. Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, dadurch gekennzeichnet, dass in wenigstens einem und bevorzugt in jedem Erfassungsvor gang (E) die Ausleuchtung ausschließlich aus dem vor dem Auf schneidebereich (31) gelegenen Halbraum in mehreren Ausleucht komponenten (K) aus verschiedenen Richtungen durchgeführt wird.
17. Verfahren nach Anspruch 16 mit den Merkmalen zumindest eines der Ansprüche 2 bis 15.
18. Vorrichtung zum Aufschneiden von Lebensmittelprodukten mit ungleichmäßiger Innenstruktur, wie z. B. Wurst oder Schinken, mit der die Produkte (11) in Scheiben (S) geschnitten und insbesondere geschindelte Portionen oder Stapelportionen gebildet und aus dem Aufschneidebereich (31) abtransportiert werden, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden An sprüche, mit einer wenigstens eine Strahlungsquelle (17,19, 21) umfas senden Beleuchtungseinrichtung zum Ausleuchten des Auf schneidebereiches (31), einer Nachweiseinrichtung (23) für von den Schnittflächen (13) der jeweils vom Produkt (11) abzutrennenden Scheiben (S) und aus dem Randbereich (15) der Scheiben (S) reflektierte Ausleuchtstrahlung, und einer Auswerteeinrichtung (25) zum Auswerten der nachge wiesenen Strahlung, dadurch gekennzeichnet, dass die Beleuchtungseinrichtung zur Erzeugung eines für die Er fassung der Kontur und Struktur der Produktscheiben (S) ausrei chenden Kontrastes zwischen der Schnittfläche (13) und deren Randbereich (15) einerseits und zwischen verschiedenen Produkt anteilen (l la, 11b) auf der Schnittfläche (13) andererseits derart betreibbar ist, dass in wenigstens einem und bevorzugt in jedem Er fassungsvorgang (E) die Ausleuchtung in mehreren richtungsunab hängigen Komponenten (K) durchführbar ist, die sich zumindest hinsichtlich eines Ausleuchtparameters voneinander unterscheiden.
19. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass mit der Beleuchtungseinrichtung zumindest einige Ausleucht komponenten (K) gleichzeitig durchführbar sind.
20. Vorrichtung nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, dass mit der Beleuchtungseinrichtung zumindest einige Ausleucht komponenten (K) zeitlich nacheinander durchführbar sind.
21. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Beleuchtungseinrichtung zur Aussendung von Strahlung verschiedener Wellenlängen (X) ausgebildet ist.
22. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Beleuchtungseinrichtung zur Aussendung von Strahlung verschiedener Intensitäten (I) ausgebildet ist.
23. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Beleuchtungseinrichtung zur Aussendung von Strahlung verschiedener Polarisationseigenschaften (P) ausgebildet ist.
24. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Beleuchtungseinrichtung genau eine Strahlungsquelle um fasst.
25. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Beleuchtungseinrichtung mehrere räumlich voneinander getrennte Strahlungsquellen (17,19, 21) umfasst.
26. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine oder jede Strahlungsquelle (17,19) im vor dem Aufschneidebereich (31) gelegenen Halbraum angeordnet ist.
27. Vorrichtung nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Strahlungsquelle (17) unterhalb der Produkt auflagefläche (27) angeordnet und insbesondere von langgestreckter, quer zur Produktförderrichtung (T) verlaufender Form ist.
28. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass die Beleuchtungseinrichtung einen zumindest teilweise im Auf schneidebereich (31) angeordneten, im Betrieb das Produkt (11) teil weise oder vollständig umgebenden Leuchtrahmen oder Leuchttun nel (21) umfasst.
29. Vorrichtung nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, dass die Beleuchtungseinrichtung zusätzlich zu dem Leuchtrahmen oder Leuchttunnel (21) wenigstens eine im vor dem Aufschneidebe reich (31) gelegenen Halbraum angeordnete Strahlungsquelle (17, 19) umfasst.
30. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 29, dadurch gekennzeichnet, dass die Strahlungsquelle (17,19, 21) zur Veränderung der Be leuchtungsrichtung bewegbar ist.
31. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 30, dadurch gekennzeichnet, dass die Nachweiseinrichtung (23) zumindest einen Sensor umfasst, der mehreren und insbesondere allen Ausleuchtkomponenten (K) zugeordnet ist.
32. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 31, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Sensor der Nachweiseinrichtung (23) zum gleichzeitigen Nachweis von Strahlung verschiedener Wellenlängen (X) ausgebildet und insbesondere in Form einer Farbkamera vorge sehen ist.
33. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 32, dadurch gekennzeichnet, dass die Nachweiseinrichtung (23) mehrere Einzelsensoren umfasst, die verschiedenen Ausleuchtkomponenten (K) zugeordnet sind.
34. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 33, dadurch gekennzeichnet, dass Einzelsensoren der Nachweiseinrichtung (23) jeweils in Form einer mit einer Filtereinrichtungen versehenen Schwarz/Weiß Kamera vorgesehen sind.
35. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 34, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Sensor der Nachweiseinrichtung (23) entspre chend einer zeitlichen Abfolge von Ausleuchtkomponenten (K) wie derholt auslesbar ist.
36. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 35, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Einzelsensoren der Nachweiseinrichtung (23) entspre chend einer zeitlichen Abfolge von Ausleuchtkomponenten (K) zeit lich nacheinander auslesbar sind.
37. Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Beleuchtungseinrichtung ausschließlich im vor dem Auf schneidebereich (31) gelegenen Halbraum angeordnete Strahlungs quellen umfasst, mit denen die Ausleuchtung in mehreren Aus leuchtkomponenten (K) aus verschiedenen Richtungen durchführ bar ist.
38. Vorrichtung nach Anspruch 37 mit den Merkmalen zumindest eines der Ansprüche 19 bis 36.
Description:
Aufschneideverfahren und-Vorrichtung Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Aufschneiden von Lebensmittel- produkten mit ungleichmäßiger Innenstruktur, wie z. B. Wurst oder Schin- ken, bei dem die Produkte in Scheiben geschnitten und insbesondere geschindelte Portionen oder Stapelportionen gebildet und aus dem Auf- schneidebereich abtransportiert werden, und bei dem während des Auf- schneidens mittels einer optoelektronischen Erfassungseinrichtung in aufeinanderfolgenden Erfassungsvorgängen Informationen über die Kon- tur und die Struktur der Produktscheiben gewonnen werden, indem der Aufschneidebereich ausgeleuchtet und von den Schnittflächen der jeweils vom Produkt abzutrennenden Scheiben und aus dem Randbereich der Scheiben reflektierte Ausleuchtstrahlung nachgewiesen und ausgewertet wird.

Die Erfindung betrifft außerdem eine Vorrichtung zum Aufschneiden von Lebensmittelprodukten mit ungleichmäßiger Innenstruktur, wie z. B.

Wurst oder Schinken, mit der die Produkte in Scheiben geschnitten und insbesondere geschindelte Portionen oder Stapelportionen gebildet und aus dem Aufschneidebereich abtransportiert werden, mit einer wenigstens eine Strahlungsquelle umfassenden Beleuchtungseinrichtung zum Aus- leuchten des Aufschneidebereiches, einer Nachweiseinrichtung für von den Schnittflächen der jeweils vom Produkt abzutrennenden Scheiben und aus dem Randbereich der Scheiben reflektierte Ausleuchtstrahlung, und einer Auswerteeinrichtung zum Auswerten der nachgewiesenen Strahlung.

In der Praxis wird meist gefordert, dass die beim Aufschneiden von Le- bensmittelprodukten erzeugten Scheiben oder die aus den Scheiben gebil- deten Portionen zumindest innerhalb bestimmter Toleranzgrenzen ein konstantes vorgegebenes Gewicht aufweisen. Das Gewicht kann durch Verändern der Scheibendicke an der Schneidemaschine eingestellt wer- den, wobei es jedoch zu nicht mehr tolerierbaren Abweichungen insbe- sondere dann kommen kann, wenn-wie es in der Praxis meistens der Fall ist-die Produkte eine über die Produktlänge ungleichmäßige Innenstruk- tur mit Produktanteilen unterschiedlicher Dichte und/oder eine über die Produktlänge variierende Querschnittsform aufweisen. Diese Üngleichmä- ßigkeiten können prinzipiell durch Verändern der Scheibendicke während des Aufschneidens korrigiert werden. Hierzu benötigt man Informationen über die Kontur und über die Struktur des Produktes bzw. der Produkt- scheiben.

Aus der DE 199 06 021 Al ist es bekannt, mit Hilfe eines flächig entlang der Längsrichtung des Produktes angeordneten Beleuchtungskörpers die Umgebung der Produktstirnfläche auszuleuchten und mittels einer opti- schen Erkennungseinrichtung die Kontur der Stirnfläche aufgrund-des Kontrastes zwischen der Stirnfläche und deren Umgebung zu erfassen.

Die DE 199 06 021 Al beschreibt auch die Anordnung einer Zusatzbe- leuchtung vor der Stirnfläche, um deren Struktur bestimmen zu können.

Bei dieser bekannten Anordnung darf die Stirnfläche des Produktes nicht zu stark beleuchtet werden, da ansonsten der mittels der Umgebungsbe- leuchtung erzielte Kontrast wieder so weit reduziert wird, dass eine Kon- turbestimmung mittels der optischen Erkennungseinrichtung nicht mehr

mit ausreichender Genauigkeit möglich ist. Obwohl die bekannte Anord- nung in vielen Anwendungsfällen gute Ergebnisse liefert, können Proble- me insbesondere dann entstehen, wenn zur Bestimmung der Scheiben- struktur eine starke Aufhellung der Schnittflächen erforderlich ist, um einen ausreichend hohen Kontrast zwischen verschiedenen Produktantei- len zu erzeugen.

Aufgabe der Erfindung ist es, diese bekannte Lösung zu verbessern und ein Verfahren sowie eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die es ermöglichen, für beliebige aufzuschneidende Produkte sowohl die Kontur als auch die Struktur der jeweils abzutrennenden Produktscheiben mit möglichst hoher Genauigkeit während des Auf- schneidevorgangs zu bestimmen.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt zum einen durch die Merkmale des Verfahrensanspruchs 1 und insbesondere dadurch, dass in wenigstens einem und bevorzugt in jedem Erfassungsvorgang die Ausleuchtung in mehreren richtungsunabhängigen Komponenten durchgeführt wird, die sich zumindest hinsichtlich eines Ausleuchtparameters voneinander unterscheiden.

Die Lösung der der Erfindung zugrundeliegenden Aufgabe erfolgt außer- dem durch die Merkmale des Vorrichtungsanspruchs 18 und insbesonde- re dadurch, dass die Beleuchtungseinrichtung zur Erzeugung eines für die Erfassung der Kontur und Struktur der Produktscheiben ausreichenden Kontrastes zwischen der Schnittfläche und deren Randbereich einerseits und zwischen verschiedenen Produktanteilen auf der Schnittfläche ande- rerseits derart betreibbar ist, dass in wenigstens einem und bevorzugt in

jedem Erfassungsvorgang die Ausleuchtung in mehreren richtungsunab- hängigen Komponenten durchführbar ist, die sich zumindest hinsichtlich eines Ausleuchtparameters voneinander unterscheiden.

Erfindungsgemäß umfasst die Ausleuchtung mehrere richtungsunabhän- gige Komponenten. Die Ausleuchtkomponenten können sich beispielswei- se hinsichtlich der verwendeten Wellenlänge oder des verwendeten Wellen- längenbereiches und/oder hinsichtlich der Intensität der verwendeten Strahlung bzw. der im jeweils ausgeleuchteten Bereich erzeugten Beleuch- tungsstärke voneinander unterscheiden. Alternativ oder zusätzlich kann ein Unterschied in den Polarisationseigenschaften der verwendeten Strah- lung bestehen. Des weiteren können die Ausleuchtkomponenten gleichzei- tig oder zeitlich nacheinander durchgeführt werden, d. h. der oder ein unterscheidender Ausleuchtparameter ist hier der Zeitpunkt, an dem die Ausleuchtkomponenten jeweils durchgeführt werden.

Ferner können die Ausleuchtkomponenten entweder aus einer einzigen Richtung und insbesondere mittels einer einzigen Strahlungsquelle oder aus verschiedenen Richtungen und insbesondere mittels mehrerer räum- lich voneinander getrennter Strahlungsquellen durchgeführt werden.

Durch die erfindungsgemäße Aufteilung der Ausleuchtung auf mehrere richtungsunabhängige Komponenten können diese individuell eingestellt und gezielt auf den jeweiligen Anwendungsfall abgestimmt werden, um insgesamt einen für die Kontur-und Strukturerfassung der Produktschei- ben ausreichenden Kontrast zwischen der Schnittfläche und deren Rand- bereich einerseits und zwischen verschiedenen Produktanteilen auf der Schnittfläche andererseits zu erzeugen.

Bei Verwendung verschiedener Wellenlängen beispielsweise kann mit Strahlung einer Wellenlänge die Schnittfläche so weit aufgehellt werden, dass sie sich in einer zur Konturerfassung ausreichenden Weise von der dunkleren Umgebung abhebt. Für diese Konturerfassung kann die Strah- lungsintensität ohne Rücksicht auf die Strukturerfassung grundsätzlich beliebig groß gewählt werden, da für die Strukturerfassung Strahlung mit einer anderen Wellenlänge verwendet wird, die wiederum gezielt auf die Produktanteile abgestimmt werden kann.

Des weiteren kann erfindungsgemäß die zur Strukturerfassung erfolgende Ausleuchtung der Schnittfläche wiederum in einzelne Ausleuchtkompo- nenten aufgeteilt werden. Diese Komponenten können z. B. ebenfalls ver- schiedene Wellenlängen aufweisen, die jeweils gezielt auf einen Produkt- anteil abgestimmt sind, um einen besonders guten Kontrast zwischen den Produktanteilen zu erzeugen, so dass die Produktanteile beim Nachweis bzw. bei der Auswertung der aus dem Aufschneidebereich reflektierten Strahlung voneinander unterschieden werden.

So kann beispielsweise zur Unterscheidung zwischen Fettanteilen und Mageranteilen rotes Licht für den Mageranteil und blaues Licht für den Fettanteil verwendet werden, während z. B. gelbes Licht für die zur Erfas- sung der Scheibenkontur vorgesehene Ausleuchtkomponente eingesetzt wird.

Bei der gleichzeitigen Durchführung einiger oder aller Ausleuchtkompo- nenten erfolgen die Konturerfassung und die Strukturerfassung an der-

selben Produktscheibe. Vorzugsweise wird beim Aufschneiden des Produk- tes an jeder Scheibe ein Erfassungsvorgang durchgeführt.

Im Fall von gleichzeitig durchgeführten Ausleuchtkomponenten, die sich z. B. hinsichtlich der Wellenlänge und/oder hinsichtlich der Intensität der verwendeten Strahlung bzw. der im Aufschneidebereich erzeugten Be- leuchtungsstärke voneinander unterscheiden, kann der Nachweis der reflektierten Strahlung mittels eines einzigen Sensors erfolgen, der die verschiedenen Wellenlängen trennen kann und beispielsweise in Form einer Farbkamera vorgesehen ist. Die Nachweiseinrichtung kann auch mehrere Einzelsensoren umfassen, die jeweils für den Nachweis von Strahlung einer bestimmten Wellenlänge bzw. eines bestimmten Wellen- längenbereiches vorgesehen sind. Als derartige Einzelsensoren können z. B. mit geeigneten Filtereinrichtungen versehene Schwarz/Weiß-Kameras vorgesehen werden.

Alternativ können einige oder alle Komponenten der Ausleuchtung zeitlich nacheinander durchgeführt werden. Hierbei kann z. B. eine einzige Strah- lungsquelle verwendet werden, die in der Lage ist, die Strahlung für die einzelnen Ausleuchtkomponenten in sehr kurzen Zeitabständen zu emit- tieren. Beispielsweise kann eine gepulste Strahlungsquelle eingesetzt werden, mit welcher der Aufschneidebereich nacheinander mit Strahlung verschiedener Wellenlängen und/oder Intensitäten beaufschlagt werden kann.

Für den Nachweis der aus dem Aufschneidebereich reflektierten Strahlung kann dabei z. B. ein einziger Sensor eingesetzt werden, der entsprechend der zeitlichen Abfolge der Ausleuchtkomponenten betrieben und insbe-

sondere mit der durch die Strahlungsquelle vorgegebenen Wiederholungs- rate ausgelesen werden kann. Bei einer derartigen Synchronisation zwi- schen Ausleuchtung und Strahlungsnachweis, d. h. zwischen Sender und Empfänger, können während eines Erfassungsvorgangs mehrere jeweils einer Ausleuchtkomponente zugeordnete Aufnahmen gemacht werden.

Die aus den Einzelaufnahmen gewonnenen Teilinformationen können anschließend ausgewertet und zu einer Gesamtinformation über sowohl Kontur als auch Struktur der Produktscheiben zusammengesetzt werden.

Anstelle eines einzigen Sensors können zum Nachweis der reflektierten Strahlung auch mehrere Einzelsensoren eingesetzt werden, die entspre- chend der zeitlichen Abfolge der Ausleuchtkomponenten nacheinander ausgelesen werden.

Wenn die einzelnen Ausleuchtkomponenten eines Erfassungsvorgangs zeitlich nacheinander durchgeführt werden, dann kann dies in einer Variante der Erfindung für jeden Erfassungsvorgang an einer einzigen Produktscheibe erfolgen, d. h. Kontur-und Strukturerfassung erfolgen jeweils an einer einzigen Prodüktscheibe. Für das Aussenden der den einzelnen Ausleuchtkomponenten zugeordneten Strahlung und für deren Nachweis steht hierbei vergleichsweise wenig Zeit zur Verfügung, so dass insbesondere bei Hochleistungsschneidemaschinen für eine relativ schnel- le Bildverarbeitung oder zumindest für eine schnell Speicherung der mit der Nachweiseinrichtung aufgenommenen Bilddaten gesorgt werden muss.

Alternativ kann jeder Erfassungsvorgang mehrere Produktscheiben um- fassen. Die einzelnen Ausleuchtkomponenten werden hierbei zeitlich

nacheinander durchgeführt und dabei auf verschiedene und insbesondere auf unmittelbar aufeinanderfolgende Produktscheiben verteilt. So können beispielsweise an einer Produktscheibe Informationen über deren Struktur und an einer anderen Produktscheibe Informationen über deren Kontur gewonnen werden.

Die Erfassung der Scheibenstruktur kann dabei wiederum auf mehrere aufeinanderfolgende Scheiben aufgeteilt werden. Wenn mit Ausleucht- strahlung verschiedener Wellenlängen gearbeitet wird, dann kann z. B. in einer ersten Ausleuchtkomponente zur Konturerfassung mit gelbem Licht für einen ausreichenden Kontrast zwischen der Schnittfläche und dem Randbereich gesorgt werden, während an der nächsten Scheibe mit rotem Licht der Mageranteil und an der übernächsten Scheibe mit blauem Licht der Fettanteil des Produkts hervorgehoben wird. Die an den drei Produkt- scheiben gewonnenen Teilinformationen werden bei der Auswertung zu einer Gesamtinformation zusammengesetzt. Dabei wird für jede an einer der Scheiben gewonnene Teilinformation angenommen, dass diese auch für die beiden anderen Scheiben gegeben, d. h. über die dem jeweiligen Erfassungsvorgang zugeordneten Scheiben konstant ist. Die einzelnen eines Erfassungsvorgangs werden insofern wie eine einzige Scheibe betrachtet.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorge- sehen, dass zur Erzeugung des Kontrastes zwischen der Schnittfläche und deren Randbereich in letzterem eine höhere Beleuchtungsstärke als auf der Schnittfläche erzeugt wird.

Bei dieser auch als inverse Ausleuchtung bezeichneten Beleuchtung des Aufschneidebereiches erscheint die Schnittfläche gegenüber dem Randbe- reich als eine dunkle Fläche. Bei der Aufhellung der Schnittfläche zur Erzeugung eines ausreichenden Kontrastes zwischen den verschiedenen Produktanteilen kann die Strahlungsintensität ohne Rücksicht auf die für die Beleuchtung des Randbereiches vorgesehene Ausleuchtkomponente grundsätzlich beliebig groß gewählt werden, wenn sich die Ausleuchtkom- ponenten hinsichtlich eines Ausleuchtparameters voneinander unterschei- den, so dass beim Nachweis bzw. bei der Auswertung der insgesamt aus dem Aufschneidebereich reflektierten Strahlung zwischen den einzelnen Ausleuchtkomponenten unterschieden werden kann.

Vorzugsweise wird bei der Ausleuchtung mit Strahlung im für das menschliche Auge sichtbaren Wellenlängenbereich gearbeitet. Grundsätz- lich können einige oder alle Ausleuchtkomponenten alternativ auch mit nicht sichtbarer Strahlung durchgeführt werden.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfasst vorzugsweise zur Ausleuch- tung des Randbereiches der Produktscheiben einen Leuchtrahmen oder Leuchttunnel, wie er beispielsweise in der eingangs erwähnten DE 199 06- 021 AI beschrieben ist.

Bevorzugt ist zusätzlich zu dem Leuchtrahmen oder Leuchttunnel wenigs- tens eine im vor dem Aufschneidebereich gelegenen Halbraum angeordne- te Strahlungsquelle vorgesehen. Diese Strahlungsquelle kann unterhalb der Produktauflage angeordnet sein und weist bevorzugt eine langge- streckte, quer zur Produktförderrichtung verlaufende Form auf.

Alternativ ist es erfindungsgemäß auch möglich, dass die Beleuchtungs- einrichtung ausschließlich Strahlungsquellen umfasst, die im vor dem Aufschneidebereich gelegenen Halbraum angeordnet sind. Dabei können mehrere räumlich voneinander getrennte Strahlungsquellen vorgesehen sein. Auch die Verwendung lediglich einer einzigen Strahlungsquelle ist möglich.

Weitere bevorzugte Ausführungsformen sowohl des erfindungsgemäßen Aufschneideverfahrens als auch der erfindungsgemäßen Aufschneidevor- richtung sind in den Ansprüchen, der Beschreibung sowie der Zeichnung angegeben.

Die Erfindung wird im folgenden beispielhaft unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben. Es zeigen : Fig. 1 eine schematische Seitenansicht einer Aufschneidevorrich- tung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung, Fig. 2 schematisch eine Frontansicht des Aufschneidebereiches der Vorrichtung von Fig. l, und Fig. 3 ein Diagramm zur Erläuterung erfindungsgemäßer Auf- schneideverfahren.

Die in Fig. 1 und 2 dargestellte erfindungsgemäße Vorrichtung umfasst eine Maschine zum Aufschneiden von Lebensmittelprodukten 11, von der lediglich schematisch ein Produktzufuhrbereich mit einer Produktauflage- fläche 27 sowie ein Schneidmesser 29 dargestellt sind, sowie eine optoe-

lektronische Erfassungseinrichtung 17,19, 21,23, 25 zur Ausleuchtung des Aufschneidebereiches 31 und zum Nachweis sowie zur Auswertung von aus dem Aufschneidebereich 31 reflektierter elektromagnetischer Strahlung.

Das Produkt 11, z. B. Wurst oder Schinken in Laibform, wird mittels einer Vorschubeinrichtung in einer Förderrichtung T in Richtung des Auf- schneidebereiches 31 vorgeschoben. Mittels des Schneidmessers 29 wer- den in schneller Folge Scheiben vom Produkt 11 abgetrennt, aus denen Portionen gebildet werden, die anschließend aus dem Aufschneidebereich 31 abtransportiert werden. Der Übersichtlichkeit halber sind die Einrich- tungen zur Portionsbildung und zum Abtransport der Portionen in Fig. 1 und 2 nicht dargestellt.

In Fig. 1 ist angedeutet, dass die Außenkontur des Produkts 11 über dessen Länge variiert, während Fig. 2 Produktanteile 1 la, 1 lb unter- schiedlicher Dichte zeigt-z. B. Fett einerseits und Magerfleisch anderer- seits-, die bei über die Produktlänge variierender Verteilung eine unre- gelmäßige Produktstruktur zur Folge haben.

Die optoelektronische Erfassungseinrichtung umfasst eine Beleuchtungs- einrichtung mit mehreren Strahlungsquellen 17,19, 21, eine Nachweis- einrichtung 23 z. B. in Form einer Farbkamera zum Nachweis der reflek- tierten Strahlung sowie eine zentrale Steuer-und Auswerteeinrichtung 25, die mit den Strahlungsquellen 17,19, 21 sowie mit der Nachweiseinrich- tung 23 verbunden ist und mit der die einzelnen Komponenten entspre- chend dem jeweiligen Erfassungsverfahren angesteuert bzw. ausgelesen sowie die aufgenommenen Bilder bzw. Bilddaten gespeichert, verarbeitet

und ausgewertet werden, um die Kontur und die Struktur des Produkts 11 während des Aufschneidens zu bestimmen. Mit den gewonnenen Kon- tur-und Strukturdaten können dann bestimmte Betriebsparameter der Aufschneidemaschine, z. B. die Scheibendicke, online während des Auf- schneidens beispielsweise durch Ansteuerung entsprechender Stellglieder verändert werden, um z. B. das Gewicht von aus den abgetrennten Schei- ben zu bildenden Scheibenportionen innerhalb vorgegebener Grenzen konstant zu halten. Auf Änderungen der Produktkontur und-struktur während des Aufschneidens kann folglich sofort reagiert werden.

Zwei Strahlungsquellen 17,19 sind frontseitig im vor dem Aufschneidebe- reich 31 gelegenen Halbraum angeordnet, wobei die eine Strahlungsquelle 17 unterhalb der Produktauflagefläche 27 in vergleichsweise geringem Abstand zur Schneidebene angeordnet ist. Die andere Strahlungsquelle 19 befindet sich oberhalb der Produktauflagefläche 27 in einem größeren Abstand zur Schneidebene.

Eine weitere Strahlungsquelle 21 ist als das Produkt 11 vollständig umge- bender Leuchtrahmen ausgebildet (vgl. insbesondere Fig. 2), der sich in Produktförderrichtung T bis kurz vor die Schneidebene erstreckt und einen Leuchttunnel für das aufzuschneidende Produkt 11 bildet. Mit dem Leuchtrahmen 21 wird das Produkt 11 von allen Seiten beleuchtet, wo- durch die Umgebung bzw. der Randbereich 15 der jeweils vom Produkt 11 abzutrennenden Scheibe, deren vordere Schnittfläche 13 in Fig. 2 darge- stellt ist, ausgeleuchtet wird.

Die Fig. 1 und 2 zeigen lediglich eine mögliche Ausgestaltung der Beleuch- tungseinrichtung. Die Anzahl der Strahlungsquellen und deren räumliche

Anordnung ist grundsätzlich beliebig. So kann beispielsweise auf den Leuchtrahmen 21 verzichtet und die Ausleuchtung des Aufschneideberei- ches 31 ausschließlich mittels frontseitig angeordneter Strahlungsquellen erfolgen. Dabei kann als einzige Strahlungsquelle die unterhalb der Aufla- gefläche 27 nahe der Schneidebene angeordnete Strahlungsquelle 17 vorgesehen sein, die z. B. als sich quer zur Produktförderrichtung T erstre- ckender Leuchtstab oder als Leuchtleiste ausgebildet ist.

In der bevorzugten Anordnung ist allerdings ein Leuchtrahmen oder -tunnel 21 in Verbindung mit einer oder mehreren frontseitigen Strah- lungsquellen 17,19 vorgesehen. Der Leuchtrahmen 21 ermöglicht eine sogenannte inverse Ausleuchtung des Aufschneidebereiches 31 bzw. der Umgebung 15 der abzutrennenden Produktscheiben, bei der sich-bezo- gen auf die beim Leuchtrahmen 21 verwendete Wellenlänge-die Schnitt- fläche 13 des Produktes 11 als relativ dunkle Fläche von dem helleren Randbereich 15 abhebt und zwischen der Schnittfläche 13 und dem Randbereich 15 ein vergleichsweise starker Kontrast erzeugt wird, der eine sichere Erfassung der Kontur des unregelmäßig geformten Produktes 11 mittels der Nachweiseinrichtung 23 ermöglicht.

Für die Strahlungsquellen 17,19, 21 können grundsätzlich beliebige Beleuchtungsvorrichtungen eingesetzt werden, die entweder sichtbares Licht oder im für das menschliche Auge unsichtbaren Wellenlängenbe- reich liegende Strahlung emittieren. Es kommen sowohl dauerhaft als auch gepulst betriebene Beleuchtungsvorrichtungen in Frage. Besonders bevorzugt ist der Einsatz von LEDs. Ferner können die Strahlungsquellen beweglich, z. B. verschwenkbar oder verfahrbar, ausgestaltet sein, um die Beleuchtungsrichtung verändern und dadurch optimal an die jeweiligen

Gegebenheiten anpassen zu können. Die Strahlungsquellen können je- weils als Ganzes bewegbar sein, oder einzelne Leuchtelemente, wie z. B.

LEDs, der Strahlungsquellen können unabhängig voneinander bewegt werden. Die Bewegung der Strahlungsquellen kann automatisch erfolgen.

So kann z. B. mittels einer Regeleinrichtung eine selbstanpassende Aus- leuchung realisiert werden, die in der Lage ist, auf sich verändernde Um- gebungsbedingungen zu reagieren.

Zur Unterscheidung verschiedener Ausleuchtwellenlängen können anstel- le einer Farbkamera auch mehrere Schwarz/Weiß-Kameras verwendet werden, die jeweils mit einer entsprechend angepassten Filtereinrichtung versehen sind.

Anhand von Fig. 3 werden im folgenden verschiedene Möglichkeiten zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Ausleuchtverfahrens erläutert, bei dem die vorstehend beschriebene Vorrichtung eingesetzt werden kann.

Beim Aufschneiden eines Produktes werden nacheinander eine Mehrzahl von einzelnen Erfassungsvorgängen durchgeführt. Jeder Erfassungsvor- gang Eij úrnfåsst wiederum mehrere Ausleuchtkomponenten, wobei im dargestellten Beispiel eine zum Zeitpunkt ti erfolgende Komponente Ki und eine zum Zeitpunkt tj erfolgende Komponente Kj vorgesehen sind.

Grundsätzlich können beliebig viele Ausleuchtkomponenten jeweils einen Erfassungsvorgang bilden.

In der Variante (a) werden die Ausleuchtkomponenten Ki, Kj an verschie- denen und vorzugsweise unmittelbar aufeinanderfolgenden Produktschei- ben Si, Sj durchgeführt, d. h. es gilt tj > ti. Möglich ist aber auch die Vari-

ante (b), in der die Komponenten Ki, Kj an derselben Produktscheibe Sij durchgeführt werden, d. h. der Erfassungsvorgang Eij umfasst nicht meh- rere Produktscheiben, sondern lediglich eine einzige Produktscheibe Sij.

Dabei können die Ausleuchtkomponenten Ki, Kj entweder zeitlich nach- einander (tj > ti) oder gleichzeitig durchgeführt werden, so dass ti = tj.

Die Ausleuchtkomponenten Ki, Kj unterscheiden sich voneinander zumin- dest hinsichtlich eines Ausleuchtparameters, und zwar beispielsweise hinsichtlich der Wellenlänge ,, der Intensität I und/oder der Polarisati- onseigenschaften der verwendeten Strahlung. Bei gleicher Intensität der Strahlungsquellen können sich die Ausleuchtkomponenten prinzipiell auch durch die im jeweils ausgeleuchteten Bereich erzeugte Beleuch- tungsstärke voneinander unterscheiden, die außer von der Strahlungsin- tensität auch von anderen Umständen abhängig sein kann.

Ferner können sich die Ausleuchtkomponenten Ki, Kj hinsichtlich der Richtung R unterscheiden, aus der die jeweils verwendete Ausleuchtstrah- lung den Aufschneidebereich beaufschlagt, wobei in Fig. 3 dieser Aus- leuchtparameter in Klammern gesetzt ist, da bei den bevorzugten Varian- ten des erfindungsgemäßen Verfahrens eine Unterscheidung der Aus- leuchtkomponenten Ki, Kj ausschließlich durch die Beleuchtungsrichtung R nicht vorgesehen ist, obwohl prinzipiell erfindungsgemäß die Beleuch- tungsrichtung der einzige unterscheidende Ausleuchtparameter sein kann.

Des weiteren ist es erfindungsgemäß möglich, dass sich die Ausleucht- komponenten Ki, Kj bei gleicher Wellenlänge X, gleicher Intensität I bzw. erzeugter Beleuchtungsstärke und gleichen Polarisationseigenschaften

ausschließlich durch den Zeitpunkt t ihrer Durchführung voneinander unterscheiden.

In eine besonders bevorzugten erfindungsgemäßen Variante umfasst jeder Erfassungsvorgang zwei unmittelbar aufeinanderfolgende Produktschei- ben, wobei an jeder Produktscheibe eine Ausleuchtkomponente durchge- führt wird und sich die Ausleuchtkomponenten ausschließlich hinsicht- lich der Intensität der verwendeten Strahlung bzw. der damit erzeugten Beleuchtungsstärke voneinander unterscheiden. Dabei erfolgt ausschließ- lich eine Frontalbeleuchtung mit einer oder mehreren frontseitig im vor dem Ausschneidebereich gelegenen Halbraum angeordneten Strahlungs- quellen. An der ersten Scheibe wird jeweils mit einer vergleichsweise hohen Strahlungsintensität bzw. Beleuchtungsstärke die Scheibenkontur bestimmt, während zur Erfassung der Produktstruktur die Beleuchtung der Schnittfläche an der zweiten Produktscheibe mit einer geringeren Intensität bzw. Beleuchtungsstärke erfolgt. Kontur und Struktur werden also an verschiedenen Produktscheiben ermittelt und jeweils über zwei aufeinanderfolgende Scheiben als konstant angenommen.

In einer Weiteren besonders bevorzugten Variante der Erfindung wird alternativ oder zusätzlich zu der vorstehend erläuterten Intensitäts-bzw.

Beleuchtungsstärkenvariation jeweils von Produktscheibe zu Produkt- scheibe die Wellenlänge der verwendeten Strahlung verändert. So kann beispielsweise derart mit verschiedenfarbigem Licht gearbeitet werden, dass an einer ersten Scheibe gelbes Licht zur Konturbestimmung und anschließend zur Strukturbestimmung zunächst an einer Scheibe blaues Licht für einen Produktanteil (beispielsweise Fett) und an der nächsten

Scheibe rotes Licht für einen anderen Produktanteil (beispielsweise Mager- fleisch) eingesetzt wird.

In einer weiteren bevorzugten erfindungsgemäßen Variante wird wiederum mit verschiedenen Wellenlängen gearbeitet, wobei jedoch in jedem Erfas- sungsvorgang alle Ausleuchtkomponenten gleichzeitig und damit an derselben Produktscheibe durchgeführt werden. Als Nachweiseinrichtung für die aus dem Aufschneidebereich reflektierte Strahlung dient beispiels- weise eine Farbkamera, oder es werden mehrere Einzelsensoren einge- setzt, z. B. jeweils mit einer Filtereinrichtung versehene Schwarz/Weiß- Kameras. In dieser Variante werden somit nicht wie bei den vorstehend erläuterten Beispielen für jeden Erfassungsvorgang mehrere Bilder an verschiedenen Scheiben aufgenommen, sondern jeder Erfassungsvorgang beinhaltet die Aufnahme eines einzigen Bildes an einer Produktscheibe.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Variante der Erfindung können in jedem Erfassungsvorgang an einer einzigen Scheibe mehrere Bilder aufge- nommen werden, wobei jedem Bild eine Ausleuchtkomponente zugeordnet ist und sich die Ausleuchtkomponenten durch einen oder mehrere Aus- leüchtparaineter, °insbesöndere durch die Wellenlänge und/oder durch die Intensität der verwendeten Strahlung bzw. der damit erzeugten Beleuch- tungsstärke, voneinander unterscheiden können. Im Vergleich zu der vorstehend erläuterten Variante wird hier mit einer höheren Bildfrequenz gearbeitet, da die zeitlich aufeinanderfolgenden Ausleuchtkomponenten an einer einzigen Scheibe durchgeführt werden. Insbesondere bei Hochleis- tungsschneidemaschinen muss die Nachweiseinrichtung zu einer beson- ders schnellen Aufnahme und Abspeicherung der Bilddaten in der Lage sein.

Die einzelnen Ausleuchtkomponenten können entweder mit einer einzigen Strahlungsquelle durchgeführt oder auf mehrere räumlich voneinander getrennte Strahlungsquellen verteilt werden. Zum Nachweis der reflektier- ten Strahlung können anstelle eines einzigen Sensors mehrere Einzelsen- soren vorgesehen sein, die jeweils einer Ausleuchtkomponente zugeordnet sind.

Wenn für jeden Erfassungsvorgang mehrere Bilder aufgenommen werden, die jeweils einer oder mehreren Ausleuchtkomponenten zugeordnet sind, werden die Einzelbilder mittels der Steuer-und Auswerteeinrichtung zu einem Gesamtbild zusammengesetzt, das Informationen sowohl über die Kontur als auch über die Struktur des jeweiligen, entweder eine oder mehrere Produktscheiben umfassenden Abschnitts des Produktes enthält.