Die Erfindung betrifft eine Formatiervorrichtung für eine Vorrichtung zum Aufschneiden von Lebensmittelprodukten wie beispielsweise Wurst, Käse, Schinken und dergleichen, mit einer Produktzuführung, die ein aufzuschneidendes Produkt einer Schneidebene zuführt, in der sich ein Schneidmesser insbesondere umlaufend bewegt, sowie eine derartige Schneidvorrichtung mit einer Formatiervorrichtung.
Mit derartigen Schneidvorrichtungen, die auch als Slicer bezeichnet werden, können Lebensmittelprodukte unterschiedlicher Konsistenz mit hoher Schnittfolge aufgeschnitten werden. Die dabei erzeugten Produktscheiben werden - zusammengefasst in Portionen - mit Hilfe von der Schneidvorrichtung nachgeordneten Fördereinrichtungen direkt einer Verpackungsmaschine zugeführt, die verkaufsfertige Portionspackungen erzeugt. Der Präsentation von aufgeschnittenen Lebensmittelprodukten kommt im Verkauf eine immer größere Bedeutung zu. Daher ist man bestrebt, durch ein ausgefeiltes "Portionsdesign" immer komplexer werdende Anordnungen von Produktscheiben zu bilden, und zwar möglichst schon beim Aufschneiden, damit die bereits das gewünschte "Design" aufweisenden Portionen direkt der Verpackungsmaschine zugeführt werden können, ohne dass die Anordnung der Produktscheiben noch einmal geändert werden muss.
Es sind bereits dem Schneidmesser unmittelbar nachgeordnete Portionierbänder bekannt, die bewegt werden können, um aus den auf das Portionierband fallenden Produktscheiben Portionen zu bilden, deren Form von Stapeln aus mehr oder weniger exakt übereinander liegenden Produktscheiben abweicht. So können beispielsweise geschindelte Portionen erzeugt werden, indem das Portionierband während des Aufschneidevorgangs relativ langsam in Förderrichtung bewegt wird, bis die Portion komplett ist und das Portionierband beschleunigt, um die Portion abzutransportieren. Kompliziertere Produktgeometrien können bislang in der Praxis auf einfache Weise nicht gebildet werden, da eine entsprechende Programmierung der bewegbaren Portionierbänder extrem kompliziert und allenfalls von ausgewiesenen Spezialisten und dabei nur unter großem Zeitaufwand zu bewerkstelligen ist.
Aus
Aufgabe der Erfindung ist es, eine auch für fachliche Laien brauchbare Möglichkeit zu schaffen, aus Produktscheiben, die mit einer Schneidvorrichtung der eingangs genannten Art erzeugt werden, schnell und einfach eine beliebige Form aufweisende Portionen zu bilden.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt jeweils durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche 1, 12, 18 und 20.
Erfindungsgemäß wird durch die realistische Darstellung von Produktscheiben auch dem Laien ein anschauliches, intuitiv zu benutzendes Werkzeug für ein Portionsdesign an die Hand gegeben, bei dem der Benutzer das Ergebnis - nämlich die gewünschte Portionsform - schon im wahrsten Sinne des Wortes "vor Augen hat", bevor auch nur ein Messerschnitt ausgeführt wurde. Das erstellte Format, also die "virtuelle" Portion, wird erfindungsgemäß automatisch in eine entsprechende Ansteuerung des Ablagetisches umgesetzt. Eine abstrakt-mathematische Maschinenprogrammierung ist nicht erforderlich. Das Portionsdesign lässt sich hierdurch wesentlich beschleunigen und ist praktisch unanfällig für Fehler, da eine unerwünschte Portionsform schon auf der Anzeigeeinrichtung sofort als solche erkannt wird.
Mit "realistischer" Darstellung ist keinesfalls zwingend eine exakte fotorealistische Nachahmung echter Produktscheiben auf der Anzeigeeinrichtung gemeint. Obwohl dies erfindungsgemäß zwar möglich ist, kommt es doch lediglich darauf an, die Darstellung so zu wählen, dass der Benutzer auf der Anzeigeeinrichtung die "reale" Situation auf dem Ablagetisch möglichst wirklichkeitstreu "simulieren" kann.
Hierzu ist es bevorzugt, wenn die dargestellten Produktscheiben hinsichtlich ihrer Form den "echten" Produktscheiben entsprechen, bei aufzuschneidender Salami beispielsweise also kreisförmig sind. Was die Größe der dargestellten Produktscheiben anbetrifft, so ist es bevorzugt, wenn dem Benutzer auf geeignete Weise Informationen darüber zur Verfügung gestellt werden, wie viel Platz ein Format, das er gerade erstellt, auf dem "realen" Ablagetisch einnehmen und an welcher Stelle dieses Format auf dem Ablagetisch liegen wird. Hierzu kann beispielsweise auf der Anzeigeeinrichtung zusätzlich ein Formatierbereich dargestellt werden, der einem Ablagebereich auf dem Ablagetisch entspricht, in dem die Bildung von Portionen erfolgen soll. Der Formatierbereich kann auf dem Bildschirm z.B. mit einer insbesondere fotografischen Darstellung des Ablagetisches derart hinterlegt sein, dass Formatierbereich und Ablagebereich zumindest näherungsweise zusammenfallen.
Der Motorantrieb für den Ablagetisch kann grundsätzlich eine beliebige Anzahl von Antriebsmotoren umfassen. Bevorzugt ist für jede Verstellrichtung genau ein Motor vorgesehen.
Weitere bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen, der Beschreibung sowie der Zeichnung angegeben.
Bei der Anzeigeeinrichtung handelt es sich insbesondere um einen auch als Tastschirm oder Sensorbildschirm bezeichneten Touchscreen, der sich besonders einfach mit dem Finger oder einem Stift bedienen lässt.
Im Rahmen der erfindungsgemäßen Formatierfunktion erfolgt das Erstellen des gewünschten Formats vorzugsweise durch Verschieben der dargestellten Produktscheiben auf der Anzeigeeinrichtung. Hierfür kann eine so genannte Drag & Drop-Funktion vorgesehen sein.
Des Weiteren ist vorzugsweise vorgesehen, dass die Auswerteeinrichtung bei der Berechnung der Steuerbefehle sowohl Lagepositionen der Produktscheiben auf einer Ablagefläche als auch Stapelpositionen der Produktscheiben innerhalb von Stapeln aus einander zumindest teilweise überlappenden Produktscheiben berücksichtigt. Neben den Positionen in der Ablagefläche können folglich auch durch die Ablagereihenfolge bestimmte "Höhenpositionen" der Produktscheiben berücksichtigt werden. Formate können folglich auf der Anzeigeeinrichtung gewissermaßen dreidimensional erstellt und durch entsprechende Ansteuerung des Ablagetisches ebenso dreidimensional nachgebildet werden.
Des Weiteren kann eine Sortierfunktion vorgesehen sein, mit der innerhalb eines zumindest teilweise erstellten Formates die Stapelpositionen der Produktscheiben geändert werden können.
Mittels einer vorzugsweise vorgesehenen Ausrichtfunktion können außerdem in einem zumindest teilweise erstellten Format Produktscheiben untereinander und/oder relativ zu einer vorgegebenen Richtung oder Linie ausgerichtet werden.
Das insbesondere durch Verschieben erfolgende Positionieren der Produktscheiben beim Erstellen eines Formates kann durch ein Raster unterstützt werden, welches nur bestimmte Positionen zulässt, die beispielsweise 1 mm (bezogen auf den "realen" Ablagetisch) auseinander liegen.
Es kann des Weiteren eine - bezogen auf dieses vergleichsweise grobe "Freihand"-Raster - feine Positionierfunktion vorgesehen sein, mit der Produktscheiben in einem zumindest teilweise erstellten Format in einem vorgegebenen Feinraster von z.B. 1/ 10 mm verschoben werden können.
Ferner kann eine Markierfunktion vorgesehen sein, mit der in einem zumindest teilweise erstellten Format eine oder mehrere Produktscheiben ausgewählt werden können, um anschließend Gegenstand einer weiteren Funktion zu sein.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben, deren einzige Figur schematisch eine Schneidvorrichtung samt Formatiereinrichtung zeigt.
Die Schneidvorrichtung umfasst eine Produktzuführung 13, z.B. ein Endlosförderband, für aufzuschneidende Lebensmittelprodukte 11, die einer Schneidebene 15 zugeführt werden, in der ein nicht dargestelltes Schneidmesser beispielsweise planetarisch umläuft.
Die mittels des Schneidmessers von dem Produkt 11 abgetrennten Produktscheiben (nicht dargestellt) fallen auf einen Ablagetisch in Form eines Portionierbandes 17, das mehrere nebeneinander liegende, streifen- oder riemenförmige Endlosbänder 39 aufweist, die um eine vordere, mittels eines Motors 19 in beide Drehrichtungen antreibbare Welle 35 und um eine hintere, frei laufende Welle (nicht dargestellt) geführt sind. Diese Anordnung kann außerdem als Ganzes schlittenartig über eine Spindel 37 in Querrichtung bewegt werden, die mittels eines Motors 21 ebenfalls in beide Drehrichtungen angetrieben werden kann.
Der Motor 19 ermöglicht somit eine Bewegung der von den Endlosbändern 39 gebildeten, zumindest im Wesentlichen horizontal verlaufenden Ablagefläche 33 - und somit der aufliegenden Produktscheiben - in und entgegen der Förderrichtung F der Produkte 11, die im Folgenden auch als x-Richtung bezeichnet wird, wohingegen der Motor 21 eine Hin- und Herbewegung der Ablagefläche 33 in einer senkrecht zur x-Richtung und parallel zur Ablagefläche 33 verlaufenden y-Richtung (Querrichtung) gestattet.
Mittels einer Motorsteuerung 45 sind beide Motoren 19, 21 unabhängig voneinander ansteuerbar, wobei Geschwindigkeit und Beschleunigung der Ablagefläche 33 in beiden Richtungen x, y praktisch stufenlos gewählt und geändert werden können. Beide Motoren 19, 21 können insbesondere gleichzeitig betrieben werden, weshalb die Ablagefläche 33 - sozusagen wie ein Plotter - entlang praktisch beliebig geformter horizontaler Bahnkurven mit beliebigen Geschwindigkeits- bzw. Beschleunigungsprofilen verfahren werden kann. Bildlich gesprochen können so mit Produktscheiben beliebige Figuren auf die Ablagefläche 33 "gemalt" werden.
Die Motorsteuerung 45 ist Bestandteil bzw. kommuniziert mit einer zentralen Maschinensteuerung 47, die den Betrieb der Schneidvorrichtung als Ganzes steuert. Da die Anzahl von Produktscheiben, die pro Zeiteinheit auf die Ablagefläche 33 fallen, durch die auch als Schnittgeschwindigkeit bezeichnete Schneidleistung bestimmt ist, wird diese von der Motorsteuerung 45 bei der Ansteuerung der Motoren 19, 21 zum Bewegen der Ablagefläche 33 berücksichtigt.
Steuerbefehle für die Motorsteuerung 45 werden von einer rechnergestützten Auswerteeinrichtung 31 erzeugt, auf der ein Computerprogramm zur Formatbildung implementiert ist. Erfindungsgemäß ermöglicht dieses Formatdesign-Programm die realistische Darstellung von Produktscheiben 25 und die realistische Erstellung von mehrere Produktscheiben 25 umfassenden Formaten 29, die gewünschten Portionsformen entsprechen, auf einer Anzeigeeinrichtung 23, die z.B. als Touchscreen ausgebildet ist.
Sobald ein Format 29 erstellt ist, werden aus den relativen Positionen der dieses Format 29 bildenden Produktscheiben 25 die Steuerbefehle berechnet, die erforderlich sind, um die Motoren 19, 21 in Abhängigkeit von der Schneidleistung so anzusteuern, dass die auf das Portionierband 17 fallenden "realen" Produktscheiben eine Portion ergeben, die exakt dem zuvor erstellen Format 29 entspricht.
Die Produktscheiben 25 sind hinsichtlich ihrer Form und Größe, in der sie auf dem Touchscreen 23 dargestellt werden, auf das tatsächlich aufzuschneidende Produkt 11 und dessen Größenverhältnis zum Ablagetisch 17 abgestimmt. Auf dem Bildschirm 23 ist hierzu neben der Darstellung eines Produktscheibenvorrates 49 eine Darstellung 43 des Ablagetisches vorgesehen, wobei es sich z.B. um ein Foto des "echten" Ablagetisches 17 in Draufsicht handeln kann, das als Hintergrundbild 43 verwendet wird.
Ein Ablagebereich auf dem "realen" Ablagetisch 17, in welchem die Portionsbildung erfolgen soll, wird auf dem Bildschirm 23 durch einen der Darstellung 43 des Ablagetisches überlagerten Rahmen 41 dargestellt, der auch als Formatier- oder Fangbereich bezeichnet wird. Bei der Erstellung von Formaten 29 können die Produktscheiben 25 nur mit der Bedingung abgelegt werden, dass die Mittelpunkte der Produktscheiben 25 innerhalb des Formatierbereiches 41 liegen, wobei prinzipiell aber auch andere bzw. zusätzliche Randbedingungen denkbar sind.
Die Erstellung von Formaten 29 erfolgt auf denkbar einfache und auch von Laien intuitiv und schnell erlernbare Weise dadurch, dass der Benutzer 27 den Produktscheibenvorrat 49 mit dem Finger antippt, eine Produktscheibe 25 in den Formatierbereich 41 zieht (angedeutet durch einen auf dem Bildschirm 23 nicht dargestellten, hier nur zur Veranschaulichung dienenden Pfeil), die Produktscheibe 25 an der gewünschten Stelle im Formatierbereich 41 platziert und die Produktscheibe 25 anschließend loslässt (Drag & Drop-Funktion).
Dabei sind, wie in der Figur angedeutet, Stapelbildungen bzw. Überlappungen möglich. Die Formate 29 werden so dargestellt, wie eine entsprechende Portion auf dem "echten" Ablagetisch 17 - in Draufsicht - aussehen würde. Alternativ wäre prinzipiell auch eine perspektivische Darstellung schräg von oben möglich, wobei die Draufsicht allerdings die bevorzugte Variante darstellt.
Zusätzlich können auf dem Bildschirm 23 die Koordinaten jeder Produktscheibe 25 im Format 29 dargestellt werden, und zwar insbesondere als x-und y-Koordinaten in einem kartesischen Koordinatensystem, dessen Achsen den Verstellrichtungen x und y des Ablagetisches 17 entsprechen und dessen Mittelpunkt beispielsweise in der Mitte des Formatierbereiches 41 liegt. Die Koordinaten beziehen sich dabei auf einen charakteristische Punkt der Produktscheiben 25, insbesondere auf deren Mittelpunkt, d.h. eine genau in der Mitte des Formatierbereiches 41 liegende Produktscheibe 25 besitzt die Koordinaten x = y = 0.
Die Darstellung dieser Koordinaten auf dem Bildschirm 25 ermöglicht dem Benutzer eine zusätzliche Kontrolle des Formates 29 und eine exakte Korrektur der Positionen der das Format 29 bildenden Produktscheiben 25. Hierfür werden von dem auf dem Rechner 31 laufenden erfindungsgemäßen Formatdesign-Programm Zusatzfunktionen bereitgestellt, die der Benutzer durch Antippen entsprechender Funktionssymbole 51 auf dem Bildschirm 23 aufrufen kann.
Auf diese Funktionen wurde im Einleitungsteil bereits eingegangen. Zum Auswählen einer einzigen Produktscheibe 25, die z.B. im Format 29 relativ zu den anderen Produktscheiben 25 verschoben oder eine Position weiter nach oben oder unten im Stapel gebracht werden soll, braucht diese lediglich mit dem Finger angetippt zu werden, woraufhin z.B. ihr Rand in einer anderen Farbe dargestellt wird, um die ausgewählte Produktscheibe 25 hervorzuheben. Mehrere Produktscheiben 25, die z.B. gemeinsam verschoben oder untereinander bzw. horizontal oder vertikal ausgerichtet werden sollen, werden ausgewählt, indem zunächst ein Markier- oder Mehrfachselektionssymbol angetippt wird und anschließend die betreffenden Produktscheiben 25 im Format 29 nacheinander durch Antippen ausgewählt bzw. markiert werden. Bei markierter Produktscheibe 25 bzw. markierten Produktscheiben 25 kann die gewünschte Bearbeitungsfunktion dann durch Antippen des entsprechenden Funktionssymbols 51 ausgewählt werden.
Weitere Funktionssymbole 53 auf dem Bildschirm 23 dienen insbesondere zum Abspeichern erstellter Formate 29 bzw. zum Laden oder Importieren von bereits zuvor erstellten Formaten 29.
Ein fertiges Format 29 stellt somit eine Menge von Koordinatenpaaren (xi, yi) dar, wobei jedes Paar z.B. die Position des Mittelpunktes der betreffenden Produktscheibe 25 bezogen auf die Mitte des Formatierbereiches 41 bezeichnet. Zusätzlich kennt das Formatdesign-Programm die Stapelpositionen der einzelnen Produktscheiben 25, d.h. die Ablagereihenfolge, die erforderlich ist, um das dargestellte Format 29 identisch nachbilden zu können.
Aus den Koordinaten und Stapelpositionsinformationen berechnet das Programm Steuerbefehle für die Motoren 19, 21 des Ablagetisches 17, auf deren Basis während des Aufschneidens des entsprechenden Produktes 11 die Motorsteuerung 45 die Bewegung des Ablagetisches 17 in x- und y-Richtung koordiniert. Durch Kommunikation mit der zentralen Maschinensteuerung 47 geht in die Ansteuerung der Motoren 19, 21 die aktuelle Schnittgeschwindigkeit ein, so dass die Bewegung des Ablagetisches 17 auf den "Takt" der fallenden Produktscheiben abgestimmt werden kann.
Beginnend mit der untersten Produktscheibe 25 im "virtuell" auf dem Bildschirm 23 erstellten Formatstapel 29 fährt der Ablagetisch 17 nacheinander alle Positionen der den Formatstapel 29 bildenden Produktscheiben 25 so an, dass eine gerade mittels des Schneidmessers vom Produkt 11 abgetrennte Scheibe genau auf die Stelle auf der Ablagefläche 33 des Ablagetisches 33 fällt, die der Position der entsprechenden "virtuellen" Produktscheibe 25 auf dem "virtuellen" Ablagetisch 43 auf dem Bildschirm 23 entspricht.
Das am Bildschirm 23 ohne abstrakt-mathematische Programmierung, allein durch bildhafte Veranschaulichung, also gewissermaßen durch "grafisches Programmieren" erstellte Format 29 wird so durch auf die Schnittgeschwindigkeit abgestimmtes Bewegen des Ablagetisches 17 exakt nachgebildet, wobei das auf dem Rechner 31 laufende Formatdesign-Programm das "Bild" 29 der gewünschten Portion in eine für die Motorsteuerung 45 verständliche Sprache übersetzt, um auf diese Weise die Programmierung beliebiger, auch extrem komplexer Ablagebildern überhaupt erst bzw. auch für Laien möglich zu machen.
Prinzipiell könnte erfindungsgemäß die Portionsbildung durch vertikale Bewegungen des Ablagetisches 17 ergänzt werden, also durch ein Verstellen der Ablagefläche 33 in z-Richtung. Hierdurch ließe sich die Länge des Fallweges für die Produktscheiben variieren, womit zusätzliche Ablageeffekte erzielt werden könnten.
Ferner könnte der Formatierbereich 41 erweitert werden, und zwar nicht nur in y-, sondern auch in x-Richtung. Sofern die konstruktiven Voraussetzungen hierfür gegeben sind, wären z.B. auch solche Formate 29 denkbar, für deren Nachbildung bereits auf der Ablagefläche 33 liegenden Produktscheiben so weit nach hinten, also entgegen der Förderrichtung F, bewegt werden müssen, dass sie zumindest teilweise hinter die Schneidebene 15 gelangen. Bei relativ großen und gut auf der Ablagefläche 33 haftenden Produktscheiben ist dies vergleichsweise gut möglich, da diese bis zu einem gewissen Maß sogar vorübergehend vom Ablagetisch 17 herunterhängen können.
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