DE102010021951A1

DE102010021951A1 - Scanning device for determining partial cross-sectional profiles of meat product that is cut by heavy-duty slicer, has detection device detecting images containing light lines, where scanning planes and lines are separated from each other

Info

Publication number: DE102010021951A1
Application number: DE102010021951A
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: Weber Maschinenbau GmbH Breidenbach
Current assignee: Weber Maschinenbau GmbH Breidenbach
Priority date: 2010-05-28
Filing date: 2010-05-28
Publication date: 2011-12-01

Abstract

The scanning device (17) has an illumination device i.e. line laser, for producing two light lines (61) in a scanning area (41) on a surface area of a food product (11). A detection device i.e. camera, detects images containing the light lines that are generated through a section of scanning planes. The light lines are defined by light sent by the illumination device. The scanning planes that are not coincided and the light lines are separated from each other, where the light lines are generated with missing products on a reference area. An independent claim is also included for a device for cutting a food product.

Description

Die Erfindung betrifft eine Abtasteinrichtung zum Bestimmen von zumindest teilweisen Querschnittsprofilen von aufzuschneidenden Lebensmittelprodukten nach dem Lichtschnittverfahren.The invention relates to a scanning device for determining at least partial cross-sectional profiles of food products to be cut up by the light-section method.

Die Erfindung betrifft außerdem eine Vorrichtung zum Aufschneiden von Lebensmittelprodukten, insbesondere einen Hochleistungsslicer, mit einer Produktzuführung, die dazu ausgebildet ist, wenigstens ein aufzuschneidendes Produkt einer Schneidebene zuzuführen, in der sich wenigstens ein Schneidmesser, insbesondere rotierend und/oder umlaufend, bewegt, und mit wenigstens einer erfindungsgemäßen Abtasteinrichtung.The invention also relates to a device for slicing food products, in particular a Hochleistungsslicer, with a product feed, which is adapted to supply at least one aufzuschneidendes product a cutting plane in which moves at least one cutting blade, in particular rotating and / or rotating, and with at least one scanning device according to the invention.

Abtasteinrichtungen der eingangs genannten Art sind grundsätzlich bekannt und dienen dazu, Querschnittsprofile von aufzuschneidenden Lebensmittelprodukten nach dem Lichtschnittverfahren zu bestimmen. Dabei kann die Abtasteinrichtung in eine Aufschneidevorrichtung integriert sein, wobei aber auch eine räumlich getrennte Anordnung der Abtasteinrichtung in Frage kommt. Die Abtasteinrichtung kann insbesondere als ein ”Stand-Alone”-Gerät betrieben werden. Die mit der Abtasteinrichtung ermittelten Profildaten können zu einem späteren Zeitpunkt bei der weiteren Verarbeitung des abgetasteten Produkts verwendet werden.Scanning devices of the type mentioned are basically known and serve to determine cross-sectional profiles of food products to be cut up by the light-section method. In this case, the scanning device may be integrated in a slicing device, but also a spatially separate arrangement of the scanning device comes into question. The scanning device can be operated in particular as a "stand-alone" device. The profile data obtained with the scanning device can be used at a later time in the further processing of the scanned product.

Eine Lichtquelle der Abtasteinrichtung umfasst insbesondere einen Laser, insbesondere einen Zeilen- oder Linienlaser. Um den sich aufweitenden, d. h. divergenten Laserstrahl zu erzeugen, kann die Lichtquelle außerdem geeignete optische Mittel z. B. in Form einer oder mehrerer Linsen und/oder Prismen umfassen, auf die hier nicht näher eingegangen werden soll, da die Erzeugung von Licht- bzw. Laserlinien an sich grundsätzlich bekannt ist. Erwähnt sei noch die Möglichkeit, eine Lichtlinie dadurch zu erzeugen, dass ein Lichtstrahl z. B. eines Lasers mittels einer bewegliche Ablenkeinheit, insbesondere eines Drehspiegels, ausreichend schnell abgelenkt wird, so dass der sich schnell bewegende Lichtpunkt oder -fleck als Linie wahrgenommen werden kann. Auch auf diese Weise erzeugtes Licht ist im Rahmen dieser Offenbarung als ein sich aufweitender Lichtstrahl anzusehen.A light source of the scanning device comprises in particular a laser, in particular a line or line laser. To the widening, d. H. To produce divergent laser beam, the light source can also be suitable optical means z. B. in the form of one or more lenses and / or prisms, which will not be discussed here in detail, since the generation of light or laser lines in principle is known. Mention should be the possibility of generating a light line characterized in that a light beam z. B. a laser by means of a movable deflection unit, in particular a rotating mirror, is deflected sufficiently quickly so that the fast moving light spot or spot can be perceived as a line. Also in this way generated light is to be regarded as an expanding light beam in the context of this disclosure.

Die Bestimmung der Querschnittsprofile kann in der Praxis dazu dienen, die jeweilige Querschnittsfläche des Produkts zu bestimmen. Hierauf wird nachstehend näher eingegangen. Dies ist jedoch nicht zwingend. Grundsätzlich können die mit der Abtasteinrichtung bestimmten Querschnittsprofile auch zu anderen Zwecken genutzt werden. Es ist ferner nicht zwingend, dass die Abtasteinrichtung eine ”Rundum”-Abtastung durchführt, d. h. ein 360°-Profil bestimmt. So ist es beispielsweise auch möglich, das Querschnittsprofil lediglich der Oberseite oder der Unterseite des Produkts zu bestimmen.The determination of the cross-sectional profiles can in practice serve to determine the respective cross-sectional area of the product. This will be discussed in more detail below. However, this is not mandatory. In principle, the cross-sectional profiles determined by the scanning device can also be used for other purposes. It is also not mandatory that the scanner perform an "all around" scan, i. H. a 360 ° profile is determined. For example, it is also possible to determine the cross-sectional profile of only the top or bottom of the product.

Wie nachstehend noch näher ausgeführt wird, sind Schneidevorrichtungen der eingangs genannten Art, die auch einfach als Slicer bezeichnet werden, grundsätzlich bekannt. Beispielsweise mit planetenartig umlaufenden und zusätzlich rotierenden Kreismessern oder mit lediglich rotierenden Sichelmessern, die Drehzahlen von mehreren 100 bis einige 1.000 Umdrehungen pro Minute aufweisen, werden bei konstanter Schneidfrequenz von Lebensmittelprodukten Scheiben abgetrennt. In der Praxis kommt es darauf an, dass entweder die einzelnen Scheiben oder aus einer Mehrzahl von Scheiben gebildete Portionen ein vorgegebenes Gewicht aufweisen. Vorzugsweise wird, da die Schneidfrequenz konstant ist, auf das Gewicht der einzelnen Scheiben dadurch Einfluss genommen, dass die Dicke der Scheiben variiert wird, und dies erfolgt durch eine entsprechende Steuerung der Produktzuführung: je weiter das Produkt zwischen zwei aufeinander folgenden Schnitten des Messers über die Schneidebene hinaus vorgeschoben wird, desto größer ist die Dicke der anschließend abgetrennten Produktscheibe. Die Scheibendicke ist nur ein Parameter, der das Gewicht der betreffenden Scheibe bestimmt. Das Scheibengewicht ist durch das Scheibenvolumen und die durchschnittliche Dichte der Scheibe bestimmt, wobei sich das Scheibenvolumen aus der Scheibendicke und der Außenflächenkontur der Scheibe ergibt. Wenn durch geeignete Mittel eine Erfassung auch der ”Innenkontur” möglich ist, beispielsweise eine Erfassung von Löchern in Lochkäse, dann kann diese Innenkontur bei der Bestimmung des Scheibenvolumens berücksichtigt werden.As will be explained in more detail below, cutting devices of the type mentioned in the introduction, which are also simply referred to as slicers, are known in principle. For example, with planetary rotating and additionally rotating circular blades or with only rotating sickle blades, the speeds of several 100 to several 1,000 revolutions per minute, are separated at a constant cutting frequency of food products slices. In practice, it is important that either the individual slices or portions formed from a plurality of slices have a predetermined weight. Preferably, since the cutting frequency is constant, the weight of the individual discs is influenced by varying the thickness of the discs, and this is done by appropriate control of the product delivery: the farther the product between two consecutive cuts of the blade over the Cutting edge is pushed out, the greater the thickness of the subsequently separated product disc. The slice thickness is just a parameter that determines the weight of the slice in question. The weight of the disk is determined by the disk volume and the average density of the disk, the disk volume being the disk thickness and the outer surface contour of the disk. If, by suitable means, a detection of the "inner contour" is possible, for example, a detection of holes in cheese, then this inner contour can be taken into account in the determination of the disc volume.

Aus der WO 99/06796 A1 ist eine Vorrichtung zum Aufschneiden eines Lebensmittelprodukts, z. B. eines Fleischprodukts, in einzelne Scheiben von vorgebbarem Gewicht bekannt (Seite 1, Abs. 2; Seite 16, Zeilen 1–6).From the WO 99/06796 A1 is a device for slicing a food product, e.g. As a meat product, in individual slices of predetermined weight known (page 1, paragraph 2, page 16, lines 1-6).

Dabei soll die Ausbeute des Produkts beim Aufschneiden maximiert und der Verlust bzw. Abfall minimiert werden (Seite 1, Zeilen 12–14).The aim is to maximize the yield of the product when slicing and to minimize the loss or waste (page 1, lines 12-14).

Das jeweilige Lebensmittelprodukt, das ein unregelmäßiges Oberflächenprofil aufweist, wird auf einem Transportband zur Gewichtsbestimmung über eine Wiegestation und zur Ermittlung seines Oberflächenprofils durch eine Abtasteinrichtung geführt, wobei in der Abtasteinrichtung in vorgebbaren Abstanden jeweils die Umfangskontur quer zur Transportrichtung erfasst wird. Die Signale der Abtasteinrichtung werden einer Mikroprozessor-Steuereinheit zugeführt, welche die Querschnittsfläche und die Querschnittskonturen an den vorgegebenen Intervallen berechnet und speichert (Seite 12, Zeilen 2–18).The respective food product, which has an irregular surface profile, is guided on a conveyor belt for determining weight via a weighing station and for determining its surface profile by a scanning device, wherein in each case the peripheral contour is detected transversely to the transport direction in the scanning device at predetermined intervals. The signals from the scanner are fed to a microprocessor controller which calculates and stores the cross-sectional area and cross-sectional contours at the predetermined intervals (page 12, lines 2-18).

Aus den gespeicherten Werten wird das Volumen berechnet und es wird durch Division des Gesamtgewichts durch das Volumen die Dichte des Lebensmittelprodukts bestimmt (Seite 15, Zeilen 25–32). The volume is calculated from the stored values and the density of the food product is determined by dividing the total weight by the volume (page 15, lines 25-32).

Volumen, Gewicht, Dichte und die dreidimensionale Umfangskontur des Lebensmittelprodukts werden in einem Speicher der Mikroprozessor-Steuereinheit gespeichert und können dann aus dem Mikroprozessor einer Verarbeitungsvorrichtung für das Lebensmittelprodukt zugeführt werden. So können beispielsweise die gespeicherten Daten für jedes Lebensmittel bzw. Fleischprodukt einer Aufschneidevorrichtung zugeführt werden, so dass das Fleischprodukt in Scheiben vorgegebenen Gewichts aufgeschnitten werden kann, wobei die Schneidevorrichtung aus den gespeicherten Daten die Dicke einer jeden Scheibe bestimmen kann, um Scheiben von vorgegebenem Gewicht zu erhalten (Seite 15, Zeile 33 bis Seite 16, Zeile 6).Volume, weight, density and the three-dimensional circumferential contour of the food product are stored in a memory of the microprocessor control unit and can then be supplied from the microprocessor to a processing device for the food product. For example, the stored data for each food or meat product may be fed to a slicer so that the meat product can be cut into slices of predetermined weight, which slicer can determine from the stored data the thickness of each slice to deliver slices of predetermined weight received (page 15, line 33 to page 16, line 6).

Die Abtasteinrichtung zur Bestimmung der Umfangskontur des jeweiligen Produkts besteht dabei vorzugsweise aus einem oder mehreren um das Produkt verschwenkbaren Ultraschall-Abtastköpfen. Alternativ wird die Verwendung von Laserscannern oder anderer geeigneter Scanner vorgeschlagen (Seite 17, Zeilen 10–13).The scanning device for determining the peripheral contour of the respective product preferably consists of one or more ultrasound scanning heads pivotable about the product. Alternatively, the use of laser scanners or other suitable scanners is suggested (page 17, lines 10-13).

Vergleichbare Vorrichtungen und Verfahren sind auch in WO 99/47885 A2 sowie DE 198 20 058 A1 beschrieben.Similar devices and methods are also in WO 99/47885 A2 such as DE 198 20 058 A1 described.

Aus der DE 196 04 254 A1 sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Gewinnung gewichtskonstanter Portionen oder Scheiben aus aufgeschnittenen Lebensmittelprodukten von unregelmäßiger Form bekannt, wobei ebenso wie im Falle der WO 99/06796 A1 die Gutausbeute beim Aufschneiden gesteigert werden soll (Seite 1, Zeilen 24 und 25).From the DE 196 04 254 A1 For example, a method and an apparatus for obtaining weight-constant portions or slices of cut-up food products of irregular shape are known, as well as in the case of WO 99/06796 A1 the yield from slicing should be increased (page 1, lines 24 and 25).

Dazu wird wiederum die Außenflächenkontur des jeweiligen Lebensmittelprodukts vor dem Aufschneiden ermittelt und aus der Außenflächenkontur unmittelbar die Masse eines von dieser Außenflächenkontur eingefassten Produktstücks errechnet. Durch entsprechende Veränderung des Vorschubs beim Aufschneiden kann die Scheibendicke in Abhängigkeit von der Außenkontur so eingestellt werden, dass die Scheibenmassen bzw. die Scheibengewichte einer Portion weniger stark differieren (Seite 1, Zeilen 40–42, Seite 1, Zeilen 67 bis Seite 2, Zeile 1).For this purpose, in turn, the outer surface contour of the respective food product is determined prior to slicing, and the mass of a product piece enclosed by this outer surface contour is calculated directly from the outer surface contour. By correspondingly changing the feed during slicing, the slice thickness can be set as a function of the outer contour so that the slice masses or the slice weights of one serving differ less (page 1, lines 40-42, page 1, lines 67 to page 2, line 1).

Zur Erfassung der gesamten Außenflächenkontur sind in einem Abtastgerät in diesem Falle mehrere Linienprojektions-Laser und mehrere zugeordnete Aufnahmeeinrichtungen in Form von Kameras, die unter einem definierten Winkel zum Laser angeordnet sind, vorgesehen (Seite 3, Zeilen 37–41; Seite 4, Zeilen 56–61). Hierdurch ist es möglich, die Außenfläche des Produktes durch Abtasten mehrerer Produktseiten, insbesondere der Oberseite und der Unterseite, zu bestimmen. Die jeweilige Kamera beobachtet dabei den Verlauf der projizierten Laserlinie und ein mit den Kameras verbundener Rechner berechnet aus den erhaltenen Signalen die Querschnittsfläche einer potentiellen Produktscheibe (Seite 3, Zeilen 49–54). Das Abtastgerät arbeitet folglich nach dem sogenannten Lichtschnittverfahren.In order to detect the entire outer surface contour, in this case a plurality of line projection lasers and a plurality of associated recording devices are provided in the form of cameras which are arranged at a defined angle to the laser (page 3, lines 37-41, page 4, lines 56) -61). This makes it possible to determine the outer surface of the product by scanning several product pages, in particular the top and bottom. The respective camera observes the course of the projected laser line, and a computer connected to the cameras calculates the cross-sectional area of a potential product slice from the received signals (page 3, lines 49-54). The scanning device thus operates according to the so-called light section method.

In Abhängigkeit von der Größe der jeweiligen Querschnittsfläche wird über das Steuersystem der Aufschneidevorrichtung die Scheibenstärke variiert.Depending on the size of the respective cross-sectional area, the disk thickness is varied via the control system of the slicing device.

Aus der EP 1 178 878 B1 , die auf die WO 00/62983 A1 zurückgeht, ist ein automatisches System zum Bearbeiten eines Produkts auf der Basis der Erfassung seines Oberflächenprofils mit einem Fließband bekannt, auf dem das Produkt der Reihe nach zwischen einem Abtastgerät und einer Produkt-Bearbeitungseinrichtung entlang geführt wird, wobei das Abtastgerät Zeilenlaser über und unter dem Produkt zum Ausleuchten des Oberflächenprofils des Produkts und Kameras zum Abbilden des von den Zeilen-Lasern ausgewiesenen Oberflächenprofils hat. Dabei ist jeder Zeilenlaser angepasst, das Oberflächenprofil des Produkts über eine Ebene quer zur Beförderungsrichtung des Produkts auszuleuchten, und es ist eine Steuereinrichtung mit den Kameras verbunden, um durch Erfassen und Verarbeiten mehrerer visueller Bilder, die von den Kameras entlang der Länge des Produkts während des Durchgangs des Produkts durch das Abtastgerät erfasst werden, das Volumen des Produkts zu bestimmen, wobei die Steuereinrichtung so angeordnet ist, dass sie die Verarbeitung dieser visuellen Bilder durchgeführt hat, bevor das Produkt in der Produkt-Bearbeitungseinrichtung bearbeitet wird und die Produkt-Bearbeitungseinrichtung ein Steuersystem hat, um ihre Bearbeitungsvorgänge an dem Produkt teilweise auf der Basis des Volumens des Produkts zu variieren.From the EP 1 178 878 B1 that on the WO 00/62983 A1 is an automatic system for processing a product based on the detection of its surface profile with a conveyor belt on which the product is passed in sequence between a scanning device and a product processing device, wherein the scanning device line laser above and below the product for illuminating the surface profile of the product and cameras for imaging the surface profile indicated by the line lasers. Each line laser is adapted to illuminate the surface profile of the product across a plane transverse to the direction of conveyance of the product, and a controller is connected to the cameras for detecting and processing a plurality of visual images taken by the cameras along the length of the product during the process Throughout the product are detected by the scanning device to determine the volume of the product, wherein the control means is arranged to have carried out the processing of these visual images before the product is processed in the product processing means and the product processing means a control system has to vary their machining operations on the product partly based on the volume of the product.

Dieses System unterscheidet sich von der Vorrichtung gemäß WO 99/06796 A1 dadurch, dass anstelle einer Abtastanordnung mit bewegten Sensoren, die zur Abstandsmessung ausgebildet sind, eine Abtastanordnung mit Linienprojektions- oder Zeilenlasern mit zugeordneten Kameras verwendet wird, wie sie zum gleichen Zweck aus der DE 196 04 254 A1 bekannt ist.This system differs from the device according to WO 99/06796 A1 in that, instead of a scanning arrangement with moving sensors, which are designed for distance measurement, a scanning arrangement with line projection or line lasers with associated cameras is used, as they for the same purpose from the DE 196 04 254 A1 is known.

Soweit die tatsächliche Vorgehensweise bei der Nutzung der ermittelten Kontur- oder Profildaten überhaupt erwähnt wird, ist den bekannten Vorrichtungen gemeinsam, dass aus den Kontur- oder Profildaten zunächst das Gesamtvolumen des Produktes und aus diesem – unter Verwendung des ebenfalls gemessenen Produktgesamtgewichts – die durchschnittliche Produktdichte berechnet wird.As far as the actual procedure in the use of the determined contour or profile data is mentioned at all, the known devices have in common that from the contour or profile data first the total volume of the product and from this - using the also measured total product weight - the average product density is calculated.

Der vorstehend erläuterte Gedanke, die gemessenen Querschnittsprofile unter anderem dazu zu verwenden, das Volumen des jeweils abgetasteten Produkts zu bestimmen, indem aus den Profildaten jeweils die entsprechende Querschnittsfläche des Produkts bestimmt wird, stellt nur eine Möglichkeit dar, die Profildaten zu nutzen. Die Bestimmung des Produktvolumens aus den Profildaten ist nicht zwingend. Hierzu wird beispielsweise auf die am 7. August 2009 eingereichte, noch nicht veröffentlichte deutsche Patentanmeldung 10 2009 036 682 der Anmelderin verwiesen, die eine technische Lehre beschreibt, wonach zwar aus den Profildaten die Querschnittsflächen bestimmt werden, die Querschnittsflächen jedoch nicht zur Volumenberechnung verwendet werden. Die Bestimmung von Querschnittsflächen aus den Profildaten ist für sich genommen ebenfalls nicht zwingend. So ist es beispielsweise möglich, die Produktdichte auf andere Art und Weise zu bestimmen oder einen vorgegebenen Wert für die Produktdichte zu verwenden. Die Profilinformationen können in diesem Fall ausschließlich dazu verwendet werden, während des Aufschneidevorgangs das Produkt in der jeweils gewünschten Art und Weise zuzuführen.The above-explained idea, among other things, of using the measured cross-sectional profiles to determine the volume of the respectively scanned product by respectively determining the corresponding cross-sectional area of the product from the profile data represents only one possibility of using the profile data. The determination of the product volume from the profile data is not mandatory. For example, see the not yet published on August 7, 2009 German patent application 10 2009 036 682 the applicant, which describes a technical teaching, according to which although the cross-sectional areas are determined from the profile data, but the cross-sectional areas are not used for volume calculation. The determination of cross-sectional areas from the profile data is also not mandatory per se. For example, it is possible to determine the product density in other ways or to use a given value for the product density. The profile information in this case can only be used to feed the product in the desired manner during the slicing process.

Anstelle des Begriffs ”Profil” wird auch der Begriff ”Kontur” verwendet. Im Rahmen der vorliegenden Offenbarung sollen diese Begriffe das gleiche bedeuten.Instead of the term "profile" also the term "contour" is used. In the context of the present disclosure, these terms are intended to mean the same thing.

Soweit aus dem Stand der Technik die tatsächliche Vorgehensweise bei der Erzeugung der Lichtlinie zu entnehmen ist, ist den bekannten Vorrichtungen gemeinsam, dass auch dann, wenn mehrere Lichtquellen eingesetzt werden, eine einzige Lichtlinie auf der Produktoberfläche erzeugt werden soll. Nach dem Stand der Technik zu entnehmenden technischen Lehren kommt es nämlich darauf an, die Lichtlinie über die gesamte Ausdehnung der jeweils abzutastenden Produktoberfläche mit ausreichender Intensität und Schärfe zu erzeugen, damit in den mittels der Nachweiseinrichtung aufgenommenen Bildern eine Auswertung des betreffenden Teils des Oberflächenprofils überhaupt oder zumindest mit einer hinreichenden Genauigkeit möglich ist. Handelt es sich bei dem abzutastenden Produkt beispielsweise um einen exakt quaderförmigen Gegenstand, der mit einer seiner Flachseiten der Lichtquelle zugewandt ist, so lässt sich eine den Anforderungen genügende Lichtlinie über die gesamte Breite der betreffenden Produktseite problemlos erzeugen.As far as can be inferred from the prior art, the actual procedure in the generation of the light line, is common to the known devices that even if multiple light sources are used, a single light line is to be generated on the product surface. In fact, according to the prior art technical teachings, it is important to generate the light line over the entire extent of the respective product surface to be scanned with sufficient intensity and sharpness so that an evaluation of the relevant part of the surface profile at all or in the images recorded by means of the detection device at least with a sufficient accuracy is possible. If the product to be scanned is, for example, an exactly parallelepiped-shaped object which faces the light source with one of its flat sides, then a light line satisfying the requirements can be generated without any problem over the entire width of the relevant product page.

Reale aufzuschneidende Lebensmittelprodukte sind allerdings nicht exakt quaderförmig, sondern weisen eine mehr oder weniger unregelmäßige Oberflächenkontur auf. Insbesondere besitzen die Produkte keine ausgeprägten Kanten, so dass – im Querschnitt betrachtet – abgerundete Randbereiche vorhanden sind. Wenn beispielsweise die Lichtquelle mittig unterhalb eines solchen abzutastenden Produkts angeordnet ist, dann kann zwar in einem mittleren Bereich der Produktunterseite eine mit ausreichender Genauigkeit auswertbare Lichtlinie erzeugt werden. In den abgerundeten Randbereichen dagegen genügt die Lichtlinie nicht mehr den erläuterten Anforderungen.However, real food products to be cut up are not exactly parallelepipedic, but have a more or less irregular surface contour. In particular, the products have no pronounced edges, so that - viewed in cross section - rounded edge areas are present. If, for example, the light source is arranged centrally below such a product to be scanned, then a light line which can be evaluated with sufficient accuracy can be generated in a central region of the product underside. In the rounded edge areas, however, the light line no longer meets the requirements explained.

Wie bereits vorstehend bei der Diskussion des Standes der Technik erwähnt, kann man sich in einer solchen Situation damit behelfen, mehrere Lichtquellen um das Produkt herum anzuordnen, die jeweils eine Lichtlinie auf dem Produkt erzeugen. Sind sowohl unterhalb, oberhalb als auch seitlich des Produkts Lichtquellen angeordnet, so kann auf diese Weise insgesamt eine einzige um das gesamte Produkt herumlaufende Lichtlinie auf der Produktoberfläche erzeugt werden, die mit einer geeigneten Anzahl von geeignet angeordneten Nachweiseinrichtungen ausgewertet werden kann, wobei z. B. jeder Lichtquelle eine eigene Nachweiseinrichtung zugeordnet ist. Die Lichtlinien werden sich hierbei in der Regel überlappen, was grundsätzlich unproblematisch ist, da eine solche Überlappung eine eher vorteilhafte Intensitätserhöhung mit sich bringt.As mentioned above in the discussion of the prior art, in such a situation one can manage to arrange several light sources around the product, each producing a line of light on the product. If light sources are arranged both below, above and also laterally of the product, a single light line running around the entire product on the product surface can be generated in this way, which can be evaluated with a suitable number of suitably arranged detection devices, wherein e.g. B. each light source is assigned its own detection device. As a rule, the lines of light will overlap, which is fundamentally unproblematic, since such an overlap entails a rather advantageous increase in intensity.

Diese Vorgehensweise, also der Einsatz einer Mehrzahl von in Umfangsrichtung um das abzutastende Produkt herum verteilt angeordneten Lichtquellen, ist aber insofern von Nachteil, als eine exakte Ausrichtung der Lichtquellen erforderlich ist, damit sichergestellt ist, dass sich die einzelnen Lichtlinien der Lichtquellen auch tatsächlich nur zu einer einzigen Lichtlinie auf der Produktoberfläche zusammenfügen.This approach, ie the use of a plurality of circumferentially distributed around the scanned product around arranged light sources, but is disadvantageous in that an exact alignment of the light sources is required to ensure that the individual light lines of the light sources actually only too put together a single line of light on the product surface.

Im Stand der Technik ist folglich ein relativ hoher Aufwand erforderlich, um die gewünschte einzige Lichtlinie auf der Produktoberfläche zu erzeugen.In the prior art, therefore, a relatively high effort is required to produce the desired single line of light on the product surface.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Abtasteinrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die es auf möglichst einfache Weise und mit möglichst geringem Aufwand gestattet, einen möglichst großen Teil der Produktoberfläche abzutasten.The object of the invention is therefore to provide a scanning device of the type mentioned, which allows it in the simplest possible way and with the least possible effort to scan the largest possible part of the product surface.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die Merkmale des Anspruchs 1.The solution of this object is achieved by the features of claim 1.

Erfindungsgemäß umfasst die Abtasteinrichtung wenigstens eine Beleuchtungseinrichtung zum Erzeugen von zumindest zwei Lichtlinien in einem Abtastbereich auf der Oberfläche eines Produktes, sowie wenigstens eine Nachweiseinrichtung zur Aufnahme von die Lichtlinien enthaltenden Bildern der Produktoberfläche, wobei die Lichtlinien jeweils durch einen Schnitt einer Abtastebene, die durch von der Beleuchtungseinrichtung ausgesandtes Licht definiert ist, mit der Oberfläche des Produktes entstehen, und wobei die Abtastebenen nicht zusammenfallen und/oder die Lichtlinien, die auf der Oberfläche des Produktes oder bei nicht vorhandenem Produkt auf einer Bezugsfläche entstehen würden, voneinander getrennt sind.According to the invention, the scanning device comprises at least one illumination device for generating at least two lines of light in a scanning region on the surface of a product, and at least one detection device for recording the light lines containing images of the product surface, wherein the light lines in each case by a section of a scanning plane by is defined with the surface of the product, and wherein the scanning planes do not coincide and / or the lines of light which would arise on the surface of the product or in the absence of product on a reference surface, are separated from each other.

Die Erfindung bedeutet somit eine Abkehr von dem Stand der Technik insofern, als nicht mehr danach gestrebt wird, auf der Produktlinie eine einzige Lichtlinie – gegebenenfalls unter Verwendung mehrerer Lichtquellen – zu erzeugen, sondern stattdessen gezielt mehrere Lichtlinien auf der Produktoberfläche erzeugt und mit der Nachweiseinrichtung erfasst werden. Ein Vorteil hierbei ist, dass der erhebliche Aufwand zum Ausrichten der einzelnen Lichtquellen relativ zueinander nicht mehr notwendig ist. Es ist lediglich erforderlich, Position und Ausrichtung der Beleuchtungseinrichtung und der Nachweiseinrichtung innerhalb der Abtasteinrichtung genau zu kennen, um eine Auswertung der mit der Nachweiseinrichtung aufgenommenen, die Lichtlinien enthaltenden Bildern zu ermöglichen. Dies ist allerdings bei dem Lichtschnittverfahren ohnehin erforderlich. Zumindest hinsichtlich Anordnung und Ausrichtung der für das Lichtschnittverfahren benötigten Komponenten bedeutet die Erfindung daher keinen Mehraufwand gegenüber dem Stand der Technik. Es ist lediglich die Auswertung der aufgenommenen Bilder anzupassen, da für jede Lichtlinie berücksichtigt werden muss, wo diese auf der Produktoberfläche erzeugt wird. Diese Auswertung ist aber im Hinblick auf zunehmend leistungsfähigere Rechner vollkommen unproblematisch.Thus, the invention implies a departure from the prior art in that it no longer aspires to produce a single line of light on the product line - possibly using multiple light sources - but instead instead selectively generates a plurality of lines of light on the product surface and detects it with the detection device become. An advantage here is that the considerable effort to align the individual light sources relative to each other is no longer necessary. It is only necessary to know exactly the position and orientation of the illumination device and the detection device within the scanning device in order to enable an evaluation of the images recorded with the detection device and containing the light lines. However, this is required anyway in the light-section method. Therefore, at least with regard to the arrangement and orientation of the components required for the light-section method, the invention does not entail any additional expenditure compared to the prior art. It is only necessary to adapt the evaluation of the recorded images, since it must be taken into account for each light line where it is generated on the product surface. However, this evaluation is completely unproblematic with regard to increasingly powerful computers.

Mehrere Lichtlinien auf der Produktoberfläche können so erzeugt werden, dass die Anordnung der Komponenten derart getroffen ist, dass die Abtastebenen nicht zusammenfallen. Anders ausgedrückt ist die Anordnung so getroffen, dass die Lichtlinien auf der Oberfläche des Produktes oder – bei nicht vorhandenem Produkt – auf einer Bezugsfläche voneinander getrennt sind. Die Bezugsfläche, die insbesondere zum Kalibrieren der Abtasteinrichtung eingesetzt werden kann, kann parallel oder senkrecht zu einer Fläche verlaufen, die durch eine Produktauflage definiert ist, auf welcher das Produkt während des Abtastens innerhalb der Abtasteinrichtung aufliegt. Es kann sich bei der Bezugsfläche auch um die Oberfläche eines Probekörpers handeln, der zum Kalibrieren der Abtasteinrichtung verwendet wird.Multiple light lines on the product surface can be created so that the arrangement of the components is such that the scan planes do not coincide. In other words, the arrangement is such that the lines of light are separated on the surface of the product or, if the product is not present, on a reference surface. The reference surface, which may be used in particular to calibrate the scanner, may be parallel or perpendicular to a surface defined by a product support on which the product rests during scanning within the scanner. The reference surface may also be the surface of a test specimen used to calibrate the scanner.

Zu erwähnen ist noch, dass unter ”voneinander getrennten” Lichtlinien im Sinne der Erfindung auch solche zu verstehen sind, die sich auf der Produktoberfläche kreuzen oder schneiden, d. h. einen oder mehrere gemeinsame Punkte auf der Produktoberfläche aufweisen.It should also be mentioned that "separate" light lines within the meaning of the invention also include those which intersect or intersect on the product surface, ie. H. have one or more common points on the product surface.

Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind auch in den abhängigen Ansprüchen, der Beschreibung sowie der Zeichnung angegeben.Preferred embodiments of the invention are also set forth in the dependent claims, the description and the drawings.

Vorzugsweise kann vorgesehen sein, dass eine Anordnung derart getroffen ist, dass die von der Nachweiseinrichtung aufgenommenen Bilder jeweils zumindest zwei Lichtlinien enthalten. Insbesondere ist die Erfindung zumindest in diesem Ausführungsbeispiel also nicht so zu verstehen, dass beispielsweise eine Lichtlinie auf der Produktoberseite und eine weitere Lichtlinie auf der Produktunterseite erzeugt wird, da derartige Lichtlinien naturgemäß von nicht zusammenfallenden Abtastebenen stammen bzw. voneinander getrennt sind. Vielmehr ist in diesem Ausführungsbeispiel vorgesehen, dass jedes Bild der betreffenden Nachweiseinrichtung wenigstens zwei Lichtlinien enthält. Dies schließt freilich nicht aus, dass zusätzlich solche Bilder aufgenommen werden, insbesondere von einer anderen Produktseite mit einer zusätzlichen Nachweiseinrichtung, die lediglich eine einzige Lichtlinie enthalten.It can preferably be provided that an arrangement is made such that the images recorded by the detection device each contain at least two lines of light. In particular, the invention is therefore at least in this embodiment so not to be understood that, for example, a light line on the product top and another line of light on the product bottom side is generated, since such lines of light originate from non-coincident scanning planes or are separated from each other. Rather, it is provided in this exemplary embodiment that each image of the relevant detection device contains at least two lines of light. Of course, this does not preclude the inclusion of such images, in particular of another product page with an additional detection device which contains only a single line of light.

Des Weiteren kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass die Lichtlinien jeweils derart bemessen sind, dass sie in einem von der Nachweiseinrichtung aufgenommenen Bild kürzer sind als die erwartete Ausdehnung des jeweiligen Produktes. Hierbei ist zu berücksichtigen, dass dem Fachmann die Abmessungen der mit einer erfindungsgemäßen Abtasteinrichtung abzutastenden Produkte grundsätzlich bekannt sind, auch wenn diese Abmessungen variieren. Die Lichtlinien sind bei diesem Ausführungsbeispiel folglich derart zu bemessen, dass eine einzige Lichtlinie nicht ausreichen würde, um einen ausreichend großen Bereich auf der Produktoberfläche in der gewünschten Weise abtasten zu können.Furthermore, it can be provided according to the invention that the light lines are each dimensioned such that they are shorter in an image recorded by the detection device than the expected extent of the respective product. It should be noted that the dimensions of the products to be scanned with a scanning device according to the invention are basically known to the person skilled in the art, even if these dimensions vary. The lines of light in this embodiment are therefore to be dimensioned such that a single line of light would not be sufficient to scan a sufficiently large area on the product surface in the desired manner.

Gemäß diesem Ausführungsbeispiel kann die erfindungsgemäße Abtasteinrichtung also derart konzipiert sein, dass auf einer Produktseite, beispielsweise der Oberseite des Produktes, eine Vielzahl von relativ kurzen, z. B. gewissermaßen ”kreuz und quer” verlaufenden Lichtlinien erzeugt werden, die gleichzeitig mittels der Nachweiseinrichtung erfasst und anschließend ausgewertet werden.According to this embodiment, the scanning device according to the invention can therefore be designed so that on a product side, for example, the top of the product, a plurality of relatively short, z. B. in a sense "criss-cross" running light lines are generated, which are detected simultaneously by means of the detection device and then evaluated.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass die Lichtlinien einander derart überlappen, dass zumindest eine Produktseite vollständig abgetastet wird, wenn das Produkt durch den Abtastbereich hindurch geführt wird. Hierdurch kann die betreffende Produktseite vollständig abgetastet werden. In diesem Zusammenhang ist zu erwähnen, dass eine lückenlose Abtastung einer oder aller Produktseiten nicht zwingend ist. Abtastungslücken können tolerierbar sein, wenn im Rahmen der jeweiligen Anwendung eine damit einhergehende Reduzierung der Genauigkeit der Oberflächenerfassung akzeptierbar ist.According to a further embodiment, it is provided that the lines of light overlap one another such that at least one product side is completely scanned when the product is guided through the scanning region. This allows the relevant product page to be completely scanned. In this context, it should be mentioned that a complete sampling of one or all product pages is not mandatory. Scanning gaps may be tolerable if, within the context of the particular application, a concomitant reduction in the accuracy of surface detection is acceptable.

Die Beleuchtungseinrichtung kann wenigstens eine Lichtquelle aufweisen, mit der zumindest zwei Lichtlinien erzeugbar sind. The illumination device can have at least one light source with which at least two light lines can be generated.

Im Ausbreitungsweg der Strahlung von der Lichtquelle zur Produktoberfläche können grundsätzlich Strahlungsbeeinflussungsmittel z. B. in Form von Spiegeln, Prismen etc. angeordnet sein. Es ist aber auch möglich, eine unbeeinflusste Strahlungsausbreitung zwischen Lichtquelle und Produktoberfläche vorzusehen.In the propagation path of the radiation from the light source to the product surface can basically radiation influencing z. B. in the form of mirrors, prisms, etc. may be arranged. But it is also possible to provide an uninfluenced radiation propagation between the light source and the product surface.

Die Beleuchtungseinrichtung kann eine Mehrzahl von Lichtquellen umfassen, mit denen jeweils eine einzige Lichtlinie erzeugbar ist.The illumination device may comprise a plurality of light sources, with each of which a single line of light can be generated.

Ferner ist es möglich, dass die Beleuchtungseinrichtung eine Mehrzahl von Lichtquellen umfasst, die um den Abtastbereich herum verteilt angeordnet sind. Auf diese Weise kann eine ”Rundumabtastung” erfolgen und somit die gesamte Produktoberfläche abgetastet werden.Furthermore, it is possible that the illumination device comprises a plurality of light sources which are arranged distributed around the scanning region. In this way, a "Rundumabtastung" done and thus the entire product surface are scanned.

Des Weiteren ist es möglich, dass jeder Lichtquelle der Beleuchtungseinrichtung eine Nachweiseinrichtung zugeordnet ist. In diesem Ausführungsbeispiel wird folglich mit paarweise angeordneten Lichtquellen und Nachweiseinrichtungen, beispielsweise Kameras, gearbeitet.Furthermore, it is possible that each light source of the illumination device is associated with a detection device. In this embodiment, therefore, paired light sources and detection devices, such as cameras, are used.

Es ist auch möglich, dass wenigstens einer Nachweiseinrichtung zumindest zwei Lichtlinien und/oder zwei Lichtquellen zugeordnet sind.It is also possible for at least one detection device to be assigned at least two light lines and / or two light sources.

Des Weiteren ist gemäß einem Ausführungsbeispiel vorgesehen, dass eine Auswerteeinrichtung vorgesehen ist, die dazu ausgebildet ist, aus den aufgenommenen Bildern eine Mehrzahl von Querschnittsflächen des Produktes zu bestimmen. Da die Positionierung und Ausrichtung sowohl der Beleuchtungseinrichtung als auch der Nachweiseinrichtung innerhalb der Abtasteinrichtung bekannt ist, ist folglich ebenfalls bekannt, wo sich die betreffende Lichtlinie auf der Produktoberfläche befindet. Aus den ermittelten Daten kann somit für jede beliebige Stelle des Produktes das Querschnittsprofil und somit die Querschnittsfläche bestimmt werden. Bevorzugt ist dabei vorgesehen, dass das Produkt in einer Produktzuführrichtung durch den Abtastbereich der Abtasteinrichtung hindurchgeführt wird, wobei solche Oberflächenprofile und somit Querschnittsflächen des Produktes bestimmt werden, die senkrecht zu dieser Produktzuführrichtung verlaufen. Dabei werden bevorzugt solche Querschnittsflächen des Produktes bestimmt, die konstante Abstände voneinander – in Produktzuführrichtung gesehen – aufweisen. Im Rahmen der Auswertung wird folglich gewissermaßen mit einer konstanten Schrittweite gearbeitet.Furthermore, it is provided according to an exemplary embodiment that an evaluation device is provided, which is designed to determine a plurality of cross-sectional areas of the product from the recorded images. Since the positioning and alignment of both the illumination device and the detection device within the scanning device is known, it is therefore also known where the relevant light line is located on the product surface. The cross-sectional profile and thus the cross-sectional area can thus be determined from the determined data for any desired point of the product. It is preferably provided that the product is passed through the scanning region of the scanning device in a product feed direction, whereby such surface profiles and thus cross-sectional areas of the product are determined which run perpendicular to this product feed direction. In this case, such cross-sectional areas of the product are preferably determined, the constant distances from each other - in the product feed direction - have. As part of the evaluation, therefore, to a certain extent, a constant step size is used.

In einem Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass in einer Produktzuführrichtung gesehen der Abtastbereich wesentlich kleiner ist als die Länge des Produktes.In one exemplary embodiment, it is provided that, viewed in a product feed direction, the scanning region is substantially smaller than the length of the product.

Die Erfindung ist nicht auf die Profilbestimmung an aufzuschneidenden Lebensmittelprodukten beschränkt, sondern umfasst die Bestimmung von Profilen und/oder Messung von Querschnittsflächen beliebiger Gegenstände.The invention is not limited to determining the profile of food products to be sliced, but includes the determination of profiles and / or measurement of cross-sectional areas of any objects.

Die Erfindung wird im Folgenden beispielhaft unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben. Es zeigen:The invention will now be described by way of example with reference to the drawings. Show it:

1 schematisch eine mögliche Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Aufschneidevorrichtung mit einer erfindungsgemäßen Abtasteinrichtung gemäß dem Stand der Technik, und 1 schematically a possible embodiment of a slicing device according to the invention with a scanning device according to the invention according to the prior art, and

2 schematisch eine Draufsicht auf ein Produkt, das mit einer erfindungsgemäßen Abtasteinrichtung abgetastet und auf dem eine Mehrzahl von Lichtlinien erzeugt wird. 2 schematically a plan view of a product which is scanned with a scanning device according to the invention and on which a plurality of light lines is generated.

In 1 ist schematisch eine mögliche Ausführungsform einer aus dem Stand der Technik bekannten, im Folgenden einfach als Slicer bezeichneten Aufschneidevorrichtung gezeigt, die eine Abtasteinrichtung 17 umfasst.In 1 schematically is a possible embodiment of a known from the prior art, hereinafter simply referred to as a slicer slicing device shown a scanning device 17 includes.

Der Slicer umfasst eine Produktzuführung 13, die hier in Form einer am hinteren Ende des aufzuschneidenden Produkts 11 eingreifenden Halte- oder Greifeinrichtung vorgesehen ist, welche mittels eines nicht dargestellten Antriebs in einer Produktzuführrichtung A bewegbar ist, um das Produkt 11 einer senkrecht zur Produktzuführrichtung A verlaufenden Schneidebene S zuzuführen. In dieser Schneidebene S bewegt sich ein Schneidmesser 15, bei dem es sich beispielsweise um ein planetarisch umlaufendes und rotierendes Kreismesser oder um ein lediglich eine Eigenrotation ausführendes Sichelmesser handeln kann. Die aufzuschneidenden Produkte 11 liegen auf einer Produktauflage 27 auf, die sich parallel zur Produktzuführrichtung A erstreckt. Zusätzlich zu dem Produkthalter 13 können weitere Antriebseinrichtungen für die Produkte 11 vorgesehen sein, die hier nicht dargestellt sind.The slicer includes a product feeder 13 here in the form of a product at the back of the product to be sliced 11 engaging holding or gripping device is provided, which is movable by means of a drive, not shown, in a Produktzuführrichtung A to the product 11 to supply a perpendicular to the product feed A extending cutting plane S. In this cutting plane S, a cutting blade moves 15 which may be, for example, a planetary revolving and rotating circular blade or a sickle blade which performs only a self-rotation. The products to be sliced 11 lie on a product pad 27 on, which extends parallel to the product feed A direction. In addition to the product holder 13 can provide more drive equipment for the products 11 be provided, which are not shown here.

In einem ausreichenden Abstand vor der Schneidebene S ist eine hier nur schematisch dargestellte Abtasteinrichtung 17 angeordnet, die im Folgenden auch einfach als Scanner bezeichnet wird. Der Scanner 17 dient dazu, in einer bezüglich der Schneidebene S feststehenden Abtastebene 29, die ebenfalls senkrecht zur Produktzuführrichtung A verläuft, eine Mehrzahl von Querschnittsflächen eines aufzuschneidenden, vor dem Aufschneiden durch den Scanner 17 laufenden Produkts 11 zu bestimmen. Mit gestrichelten Linien ist in 1 lediglich zur Veranschaulichung ein bereits abgetastetes Produkt dargestellt, an dem das Aufschneiden aber noch nicht begonnen hat.At a sufficient distance in front of the cutting plane S is a scanning device shown only schematically here 17 arranged hereinafter, which is also referred to simply as a scanner. The scanner 17 serves in a fixed with respect to the cutting plane S scanning plane 29 , which is also perpendicular to the product feed direction A, a plurality of cross-sectional areas of a cut, before cutting by the scanner 17 current product 11 to determine. With dashed lines is in 1 For illustrative purposes only, an already scanned product is shown, but the slicing has not yet begun.

Der Scanner 17 arbeitet nach dem Lichtschnittverfahren und ist hierzu mit einer oder mehreren Lichtquellen 23, beispielsweise so genannten Zeilenlasern, sowie einer oder mehreren Kameras 25 versehen. Im Ausbreitungsweg der Laserstrahlung zwischen Lichtquelle 23 und Produkt 11 kann zusätzlich eine optisch wirksame Einrichtung angeordnet sein, worauf aber hier nicht näher eingegangen zu werden braucht.The scanner 17 works according to the light-section method and is equipped with one or more light sources 23 , For example, so-called line lasers, and one or more cameras 25 Mistake. In the propagation path of the laser radiation between the light source 23 and product 11 In addition, an optically active device may be arranged, but what does not need to be discussed here in detail.

In 1 ist lediglich eine oberhalb des Produkts 11 angeordnete Abtasteinheit dargestellt. Der Scanner 17 kann alternativ oder zusätzlich eine unterhalb des Produkts 11 angeordnete Abtasteinheit aufweisen, wobei geeignete Mittel dafür vorgesehen sind, ein Abtasten der Unterseite des Produkts 11 zu ermöglichen, beispielsweise eine an der Abtastebene 29 vorgesehene Lücke 35 zwischen zwei aufeinander folgenden, die Produktauflage 27 zumindest im Bereich der Abtastebene 29 bildenden Endlosförderbändern.In 1 is just one above the product 11 arranged scanning unit shown. The scanner 17 may alternatively or additionally one below the product 11 arranged scanning unit, with suitable means are provided for scanning the underside of the product 11 to enable, for example, one at the scanning plane 29 provided gap 35 between two consecutive, the product edition 27 at least in the area of the scanning plane 29 forming endless conveyor belts.

Grundsätzlich kann der Scanner 17 eine beliebige Anzahl von in der Abtastebene 29 um das Produkt 11 herum angeordneten Abtasteinheiten aufweisen, um das Produkt 11 ”rundherum” abtasten und somit ”360° Profile” bzw. die jeweiligen Querschnittsflächen mit hoher Genauigkeit bestimmen zu können.Basically, the scanner can 17 any number of in the scan plane 29 around the product 11 arranged around the scanning units to the product 11 "All around" and thus be able to determine "360 ° profiles" or the respective cross-sectional areas with high accuracy.

Das grundsätzlich bekannte Lichtschnittverfahren beruht auf dem Prinzip, auf die jeweils zu untersuchende Oberfläche – hier die Oberfläche der aufzuschneidenden Produkte 11 – eine Lichtlinie zu projizieren und diese Lichtlinie mit einer geeigneten Nachweiseinrichtung zu detektieren. Aufgrund der bekannten geometrischen Verhältnisse kann durch Verarbeitung von mit der Nachweiseinrichtung aufgenommenen Bildern die Kontur oder das Profil der Oberfläche längs der Lichtlinie bestimmt werden. Ist die Oberflächenkontur in einer Ebene um den gesamten Gegenstand herum auf diese Weise bestimmt worden, kann mittels des Lichtschnittverfahrens beispielsweise die Querschnittsfläche des Gegenstands in dieser Ebene berechnet werden. Da Lichtschnittverfahren insbesondere aus dem eingangs bereits genannten Stand der Technik auch in Verbindung mit dem Aufschneiden von Lebensmittelprodukten bekannt sind, wird hierauf nicht näher eingegangen.The basically known light-section method is based on the principle of the respective surface to be examined - here the surface of the products to be sliced 11 To project a light line and to detect this light line with a suitable detection device. Due to the known geometrical conditions, the contour or the profile of the surface along the light line can be determined by processing images taken with the detection device. If the surface contour in a plane around the entire object has been determined in this way, the cross-sectional area of the object in this plane can be calculated by means of the light-section method, for example. Since light-section methods, in particular from the prior art already mentioned at the beginning, are also known in connection with the slicing of food products, this will not be discussed in detail.

Der Slicer umfasst außerdem eine Steuer- und Recheneinrichtung 19, die hier zwei Einheiten umfasst, von denen eine im Scanner 17 und die andere an einer anderen Stelle angeordnet ist, insbesondere in einer zum Betreiben des Slicers und insbesondere der Produktzuführung 13 vorgesehenen Steuerung. Diese beiden Einheiten können alternativ auch zu einer einzigen Einheit zusammengefasst sein. Im dargestellten Ausführungsbeispiel werden die unmittelbar am Produkt 11 gemessenen Querschnittsflächen F(x) der Slicer-Einheit 19 zugeführt, die außerdem das Gesamtgewicht Gges des Produkts 11 empfängt, das mittels einer Waage 21 gemessen wird. Die Waage 21 kann ein Bestandteil des Scanners 17, grundsätzlich aber auch an einer anderen Stelle des Slicers oder vor dem Slicer angeordnet sein.The slicer also includes a control and computing device 19 which here includes two units, one of which is in the scanner 17 and the other is arranged at a different location, in particular one for operating the slicer and in particular the product feeder 13 provided control. These two units can alternatively be combined into a single unit. In the illustrated embodiment, the directly on the product 11 measured cross-sectional areas F (x) of the slicer unit 19 which also adds the total weight Gges of the product 11 receives that by means of a balance 21 is measured. The Libra 21 can be a part of the scanner 17 , but in principle also be arranged at another point of the slicer or in front of the slicer.

Bei den gemessenen, an die Slicer-Einheit 19 übermittelten Querschnittsflächen F(x) handelt es sich um einen Satz von Querschnittsflächen, die aus in konstanten Abständen längs der Produktzuführrichtung A am Produkt 11 gemessenen Profilen oder Konturen berechnet werden. Dies kann beispielsweise dadurch erreicht werden, dass das Produkt 11 mit einer konstanten Geschwindigkeit durch den Scanner 17 bewegt und der Scanner 17 mit einer konstanten Aufnahmefrequenz betrieben wird. Der konstante Abstand zwischen zwei unmittelbar aufeinander folgenden gemessenen Querschnittsflächen F(x) beträgt beispielsweise 5 mm. Durch Verändern der Produktzuführgeschwindigkeit und/oder der Abtastfrequenz des Scanners 17 kann dieser konstante Abstand, der auch als Scan- oder Schrittweite bezeichnet wird, verändert werden, um auf diese Weise die Genauigkeit oder Auflösung zu ändern, mit welcher das Produkt 11 abgetastet und hinsichtlich seiner Außenflächenkontur bzw. seines Profils vermessen wird.At the measured, at the slicer unit 19 Transmitted cross-sectional areas F (x) are a set of cross-sectional areas extending at constant intervals along the product feed direction A on the product 11 measured profiles or contours. This can be achieved, for example, by the fact that the product 11 at a constant speed through the scanner 17 moved and the scanner 17 operated at a constant recording frequency. The constant distance between two directly successive measured cross-sectional areas F (x) is for example 5 mm. By changing the product feed rate and / or the scanning frequency of the scanner 17 For example, this constant distance, also referred to as the scan or step size, can be changed to change the accuracy or resolution with which the product 11 is scanned and measured in terms of its outer surface contour or its profile.

Die Steuer- und Recheneinheit 19 berechnet aus den Querschnittsflächen des Produkts 11 und dessen Gesamtgewicht Gges Steuerdaten C, um auf diese Weise beim Aufschneiden des Produkts 11 in der eingangs erläuterten Art und Weise die Scheibendicke und damit das Scheibengewicht in der jeweils gewünschten Weise zu variieren, insbesondere mit dem Ziel, gewichtskonstante Scheiben oder gewichtskonstante Scheibenportionen vom Produkt 11 abzutrennen.The control and computing unit 19 calculated from the cross-sectional areas of the product 11 and its total weight Gges control data C, so as to cut the product 11 in the manner explained above, to vary the pane thickness and thus the weight of the pane in the respectively desired manner, in particular with the aim of achieving weight-constant panes or weight-constant pane portions of the product 11 separate.

Die Berechnung der Steuerdaten C kann vollständig oder teilweise in einer der beiden Recheneinheiten 19 erfolgen, d. h. ganz oder teilweise entweder im Scanner 17 oder ganz oder teilweise am Slicer, d. h. z. B. in der Slicer-Steuerung. Dies steht im Belieben des Benutzers.The calculation of the control data C can be complete or partial in one of the two arithmetic units 19 take place, ie all or part of either the scanner 17 or in whole or in part on the slicer, ie eg in the slicer control. This is at the discretion of the user.

Die Art und Weise der Nutzung der Querschnittsflächen des Produkts und des Produktgesamtgewichts zum Bestimmen der Steuerdaten C, insbesondere zur Erstellung einer Gewichtstabelle, mit der dann beim Aufschneiden oder zum Erstellen eines Aufschneidplans gearbeitet werden kann, ist nicht Gegenstand der Erfindung, so dass hierauf nicht näher eingegangen wird.The manner of using the cross-sectional areas of the product and the total product weight for determining the control data C, in particular for creating a weight table, which can then be used when slicing or to create a slicing plan, is not the subject of the invention, so that no closer will be received.

2 betrifft eine mögliche Ausführungsform der Erfindung. Die erfindungsgemäße Abtasteinrichtung und der erfindungsgemäße Slicer können grundsätzlich dem entsprechen, was vorstehend in Verbindung mit 1 erläutert wurde. Alle dort beschriebenen möglichen Ausgestaltungen gelten somit auch für die Erfindung. 2 relates to a possible embodiment of the invention. The scanning device according to the invention and the slicer according to the invention can basically correspond to what has been mentioned above in connection with FIG 1 was explained. All possible embodiments described there are thus also valid for the invention.

2 zeigt schematisch eine Draufsicht auf ein aufzuschneidendes Produkt 11, das auf einer Produktauflage 27 aufliegt und in einer Produktzuführrichtung A mittels einer Produktzuführung 13 einer Schneidebene S zugeführt wird. 2 schematically shows a plan view of a product aufzuschneidendes 11 on a product pad 27 rests and in a Produktzuführrichtung A by means of a product feed 13 a cutting plane S is supplied.

Vor der Schneidebene S ist eine erfindungsgemäße Abtasteinrichtung 17 angeordnet, die zum Abtasten der Oberfläche des Produktes 11 dient und hierzu eine Beleuchtungseinrichtung und eine Nachweiseinrichtung umfasst, die nicht dargestellt sind. Wie im Einleitungsteil erwähnt, kann die Beleuchtungseinrichtung eine oder mehrere Lichtquellen umfassen. Die Nachweiseinrichtung kann eine oder mehrere Kameras umfassen. Die Anordnung kann so getroffen sein, dass eine oder mehrere Produktseiten abgetastet werden.Before the cutting plane S is a scanning device according to the invention 17 arranged for scanning the surface of the product 11 serves and for this purpose comprises a lighting device and a detection device, which are not shown. As mentioned in the introductory part, the lighting device may comprise one or more light sources. The detection device may comprise one or more cameras. The arrangement may be such that one or more product pages are scanned.

Erfindungsgemäß ist die Abtasteinrichtung 17 derart ausgebildet, dass zumindest auf einer Seite des Produktes – in 2 auf der Oberseite des Produktes 11 – eine Mehrzahl von Lichtlinien 61 erzeugt werden. Dies kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass oberhalb des Produktes 11 mehrere Linienlaser angeordnet sind, die jeweils eine der Lichtlinien 61 erzeugen, wobei außerdem eine einzige Kamera oberhalb des Produktes 11 angeordnet ist, in deren Blickfeld die gesamte Produktoberseite liegt und die somit gleichzeitig alle auf der Produktoberfläche erzeugten Lichtlinien 61 erfasst. Jedes von dieser Kamera aufgenommene Bild enthält somit alle Lichtlinien 61. Da Position und Ausrichtung jedes Linienlasers sowie der Kamera bekannt sind, ist außerdem bekannt, wo die Lichtlinie 61 auf dem Produkt 11 erzeugt wird, d. h. die Lage jeder Lichtlinie 61 in einem bezuglich der Abtasteinrichtung 17 festen Koordinatensystem ist bekannt.According to the invention, the scanning device 17 designed such that at least on one side of the product - in 2 on top of the product 11 - a plurality of light lines 61 be generated. This can be done, for example, that above the product 11 several line lasers are arranged, each one of the light lines 61 In addition, a single camera above the product 11 is arranged, in the field of view of the entire product top is located and thus simultaneously all the light lines generated on the product surface 61 detected. Each image taken by this camera thus contains all light lines 61 , Since the position and orientation of each line laser and the camera are known, it is also known where the light line 61 on the product 11 is generated, ie the location of each light line 61 in a related to the scanner 17 fixed coordinate system is known.

Die Erzeugung der Lichtlinien 61 erfolgt derart, dass auf dem Produkt 11 alle Lichtlinien 61 in einem Abtastbereich 41 der Abtasteinrichtung 17 liegen, der gewissermaßen eine Volumenscheibe definiert, die senkrecht zur Produktzuführrichtung A verläuft und eine in Produktzuführrichtung A gemessene Dicke aufweist, die wesentlich kleiner ist als die Längserstreckung des Produktes 11 in Produktzuführrichtung A, dabei aber wesentlich größer ist als die Dicke oder Stärke der auf dem Produkt 11 erzeugten Lichtlinien 61.The generation of the light lines 61 takes place in such a way that on the product 11 all light lines 61 in a scanning area 41 the scanner 17 lie, which defines to a certain extent a volume disc which is perpendicular to the product feed A and has a measured in the product feed A thickness, which is substantially smaller than the longitudinal extent of the product 11 in the product feed direction A, but much larger than the thickness or thickness of the product 11 generated light lines 61 ,

Wie in 2 angedeutet, können die Linienlaser der Abtasteinrichtung 17 derart angeordnet sein, dass die auf dem Produkt 11 erzeugten Lichtlinien 61 innerhalb des Abtastbereiches 41 ”kreuz und quer” liegen, wobei sich die Lichtlinien 61 auch kreuzen können. Die konkrete ”Positionierung” der Lichtlinien 61 auf dem Produkt ist im Rahmen der Erfindung grundsätzlich beliebig und kann auch einem bestimmten Muster folgen. Bevorzugt sind die Lichtlinien 61 – wie 2 zu entnehmen ist – jeweils so kurz, dass eine Lichtlinie 61 alleine auch bei Ausrichtung senkrecht zur Produktzuführrichtung A nicht die gesamte Produktbreite abdecken könnte. Eine bevorzugte Lichtlinienerzeugung erfolgt aber derart, dass sich – wie ebenfalls 2 zu entnehmen ist – die Lichtlinien 61 in einer Richtung senkrecht zur Produktzuführrichtung A gesehen, also bezüglich der Produktbreite, überlappen, um eine lückenlose Abtastung des Produktes 11 zu gewährleisten, wenn das Produkt 11 durch die Abtasteinrichtung 17 hindurch geführt wird.As in 2 indicated, the line lasers of the scanner 17 be arranged such that on the product 11 generated light lines 61 within the scanning range 41 "Criss-cross" lie, with the light lines 61 can also cross. The concrete "positioning" of the light lines 61 On the product is in the context of the invention in principle arbitrary and can also follow a specific pattern. The light lines are preferred 61 - as 2 can be seen - each so short that a line of light 61 even when aligned perpendicular to the product feed direction A could not cover the entire product width. A preferred light line generation, however, takes place in such a way that - as likewise 2 it can be seen - the light lines 61 seen in a direction perpendicular to the product feed direction A, so in terms of product width, overlap, to a complete sampling of the product 11 to ensure if the product 11 through the scanner 17 is guided through.

Generell hat die Erfindung den eingangs bereits erwähnten Vorteil, dass es nicht erforderlich ist, eine bestimmte Relativanordnung der Lichtlinien 61 auf dem Produkt 11 sicherzustellen, wie es insbesondere bei den aus dem Stand der Technik bekannten Vorrichtungen der Fall ist, die danach streben, eine einzige Lichtlinie auf dem Produkt zu erzeugen, was dann, wenn zur Bildung dieser Lichtlinie mehrere Lichtquellen eingesetzt werden, eine exakte Ausrichtung der einzelnen Lichtlinien und somit einen entsprechend hohen Aufwand erfordert. Ein weiterer genereller Vorteil der Erfindung besteht darin, dass es nicht notwendig ist, sich über die gesamte Produktbreite erstreckende Lichtlinien zu erzeugen, sondern dass vergleichsweise kurze Lichtlinien 61 ausreichen. Für derart kurze Lichtlinien 61 ist es mit relativ geringem Aufwand möglich, eine ausreichend hohe Schärfe und Intensität der Lichtlinien 61 über deren gesamte Länge sicherzustellen.In general, the invention has the advantage already mentioned at the outset that it is not necessary to have a specific relative arrangement of the light lines 61 on the product 11 to ensure, as is the case in particular with the devices known from the prior art, which strive to produce a single line of light on the product, which then, when a plurality of light sources are used to form this light line, an exact alignment of the individual light lines and thus requires a correspondingly high effort. Another general advantage of the invention is that it is not necessary to produce lines of light extending over the entire width of the product, but rather comparatively short lines of light 61 suffice. For such short lines of light 61 it is possible with relatively little effort, a sufficiently high sharpness and intensity of the light lines 61 over its entire length.

Schlagwortartig ausgedrückt wird durch die Erfindung gewissermaßen der Aufwand ”von der Hardware in die Software verlagert”, was aber – wie eingangs bereits erwähnt – angesichts der Leistungsfähigkeit vorhandener Rechner auch unter Kostengesichtspunkten völlig unproblematisch ist. Insgesamt wird damit durch die Erfindung gegenüber dem Stand der Technik ein Vorteil erzielt.Expressed in a catchphrase, the invention effectively transfers the effort "from the hardware to the software", which, however, as already mentioned, is completely unproblematic in view of the performance of existing computers, even from a cost point of view. Overall, an advantage is thus achieved by the invention over the prior art.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1111: Produktproduct
1313: Produktzuführungproduct feed
1515: Schneidmessercutting blade
1717: Abtasteinrichtungscanning
1919: Steuer- und Recheneinrichtung, AuswerteeinrichtungControl and computing device, evaluation
2121: WaageLibra
2323: Lichtquelle, LinienlaserLight source, line laser
2525: Nachweiseinrichtung, KameraDetection device, camera
27 27: Produktauflageproduct support
2929: Abtastebenescan
3535: Lückegap
4141: Abtastbereichscanning
6161: Lichtlinielight line
AA: Produktzuführrichtungproduct feed
CC: Steuerdatencontrol data
F(x)F (x): gemessene Querschnittsflächenmeasured cross-sectional areas
Ggesgges: ProduktgesamtgewichtProduct total weight
SS: Schneidebenecutting plane

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

WO 99/06796 A1 [0007, 0014, 0019]
WO 99/47885 A2 [0013]
DE 19820058 A1 [0013]
DE 19604254 A1 [0014, 0019]
EP 1178878 B1 [0018]
WO 00/62983 A1 [0018]
DE 102009036682 [0021]

Claims

Scanning device for determining at least partial cross-sectional profiles of food products to be sliced ( 11 ) according to the light-section method, with at least one illumination device ( 23 ) for generating at least two lines of light ( 61 ) in a scanning area ( 41 ) on the surface of a product ( 11 ), and at least one detection device ( 25 ) for receiving the light lines ( 61 ) containing images of the product surface, wherein the light lines ( 61 ) each by a section of a scanning plane, which by the illumination device ( 23 ) emitted light is defined with the surface of the product ( 11 ) and the scan planes do not coincide and / or the light lines ( 61 ) on the surface of the product ( 11 ) or if there is no product ( 11 ) would arise on a reference surface, are separated from each other.

Scanning device according to claim 1, characterized in that an arrangement is made such that the from the detection device ( 25 ) recorded images in each case at least two light lines ( 61 ) contain.

Scanning device according to claim 1 or 2, characterized in that the light lines ( 61 ) are each dimensioned such that they are in one of the detection device ( 25 ) is shorter than the expected expansion of the product ( 11 ) are.

Scanning device according to one of the preceding claims, characterized in that the light lines ( 61 ) overlap each other such that at least one upper product side and / or one lower product side is completely scanned when the product ( 11 ) through the scanning area ( 41 ) is passed.

Scanning device according to one of the preceding claims, characterized in that the illumination device ( 23 ) comprises at least one light source with which at least two lines of light ( 61 ) are producible.

Scanning device according to one of the preceding claims, characterized in that the illumination device ( 23 ) comprises a plurality of light sources, each with a single line of light ( 61 ) is producible.

Scanning device according to one of the preceding claims, characterized in that the illumination device ( 23 ) comprises a plurality of light sources surrounding the scanning region ( 41 ) are distributed around.

Scanning device according to one of the preceding claims, characterized in that each light source of the illumination device ( 23 ) a detection device ( 25 ) assigned.

Scanning device according to one of the preceding claims, characterized in that at least one detection device ( 25 ) at least two lines of light ( 61 ) and / or two light sources are assigned.

Scanning device according to one of the preceding claims, characterized in that an evaluation device ( 19 ) is provided, which is adapted from the recorded images a plurality of cross-sectional areas of the product ( 11 ) To determine.

Scanning device according to one of the preceding claims, characterized in that viewed in a product feed direction A the scanning region ( 41 ) is much smaller than the length of the product ( 11 ).

Device for slicing food products ( 11 ), in particular high-performance slicers, with a product feed ( 13 ) which is adapted to at least one product to be sliced ( 11 ) to supply a cutting plane S in which at least one cutting blade ( 15 ), in particular rotating and / or rotating, and at least one scanning device ( 17 ) according to any one of the preceding claims.

Apparatus according to claim 12, characterized in that the product feed ( 13 ) is adapted to the product ( 11 ) through the scanning area ( 41 ) of the scanner ( 17 ), wherein preferably the scanning device ( 17 ) is arranged so far before - in the product feed direction A - the cutting plane S that before the start of the slicing of the product ( 11 ) the product ( 11 ) is completely scanned.