Brevet FR3002416A1 — publié le 20140829

Domaine de l'invention La présente invention se rapporte à un procédé pour éliminer le trognon d'un légume tel qu'une tête de salade adulte et une installation pour la mise en oeuvre de ce procédé. Etat de la techn:7 Selon l'état de la technique on épluche les salades en les faisant tourner avec leur trognon et en coupant les feuilles extérieures au trognon avec des couteaux circulaires placés sur la trajectoire des feuilles de la tête de salade. Ces couteaux s'approchent le plus près du trognon de sorte que la lame coupe tout autour du trognon jusqu'au décrochement total des feuilles. Il est reconnu que ce procédé convient pour des salades adultes dont le trognon a toujours la même forme et une longueur standard. A titre d'exemple, il s'agit des scaroles, des frisées, des bata- vias, laitues. Mais ce procédé utilisé aussi pour d'autres types de salades tels que les salades iceberg ou radicchio, convient mal, car il occasionne des pertes importantes en bon produit. En effet, ces salades ont des trognons qui peuvent varier en diamètre, en longueur et en forme d'une salade à l'autre. Or, en installant une telle tête de salade sur un dispositif rotatif pour couper les feuilles, il est impossible de positionner la lame puisqu'on ne connaît pas la forme de trognon. Il en résulte des imprécisions générant des défauts d'épluchage qui, dans certains cas, éliminent de bonnes feuilles propres à la consommation et d'un autre côté, laissent des morceaux de trognon accrochés aux feuilles qui sont alors écartées vers les déchets. Cela se traduit par des pertes importantes de rendement. Il peut également arriver que des morceaux de trognon qui n'ont peu être écartés, se retrouvent dans le produit conditionné entraînant des non-conformités et des réclamations. But de l'invention La présente invention a pour but de développer un procédé et une installation d'étrognage permettant de découper une tête de salade ou un légume de ce type avec une grande précision pour aug- menter le rendement de la découpe tout en conservant un excellent ni- veau de qualité et en évitant le rejet de feuilles ou parties de feuille bonnes à la consommation ou inversement la présence de morceaux de trognon dans les produits conditionnés. Exposé et avantages de l'invention A cet effet, l'invention a pour objet un procédé pour éli- miner le trognon d'un légume tel qu'une tête de salade adulte, procédé caractérisé en ce qu' - on détermine à vue sensiblement l'axe du trognon de la tête de lé- gume, - on coupe le légume en tronçons par des plans de coupe au moins sensiblement perpendiculaires à l'axe ainsi repéré, et - on détermine la position du trognon dans le tronçon, - on découpe le trognon suivant son axe repéré, on récupère le tronçon étrogné, et - on répète le cycle de détection de la présence d'un trognon et de dé- termination de la position du trognon pour les autres tronçons et en cas de trognon, on découpe celui-ci dans le tronçon. Le procédé selon l'invention qui va dans une direction opposée à toutes celles des procédés utilisés actuellement pour décou- per des salades ou légumes de ce type sans recueillir le trognon, permet de connaître de manière très précise dans chaque tête de légume la position du trognon en fonction de sa profondeur de pénétration en quelque sorte dans le légume. En effet, en tronçonnant la tête de légume en tranches, on peut distinguer les tronçons qui ont un morceau de trognon et le tronçon supérieur qui, en général, n'a pas de trognon. En outre, bien que le trognon soit toujours globalement de forme tronconique, c'est-à-dire une partie de grand diamètre à sa base et se terminant par une partie effilée, la découpe de la tête en plusieurs tronçons, permet d'avoir dans chaque tronçon un morceau de trognon qui peut être cerné au plus près par un moyen de découpe tel qu'un couteau fût-il circulaire, en forme de manchon Comme au niveau d'un tronçon, l'orientation du morceau de trognon est en général perpendiculaire à la surface de coupe et que ce morceau est assimilable à un tronçon cylindrique, il est facile d'adap- ter la découpe du morceau de tronçon, c'est-à-dire la section du cou- teau à la section du trognon ainsi repérée dans le tronçon en modifiant et en adaptant la section de la découpe. De façon générale, le procédé consiste à partir de la partie de la tête de légume où le tronçon existe nécessairement, c'est-à-dire le dessous de la tête de légume pour progresser vers le sommet. De façon avantageuse, on effectue les opérations de repérage de l'axe du trognon, de coupe du légume en tronçons, de détection du trognon dans les tronçons et de découpe des morceaux du trognon sur une tête de légume orientée de façon que son dessous avec l'amorce du trognon soit tourné vers le haut. Cette orientation choisie pour les différentes opérations précédant l'étrognage, permet d'avoir une orientation confortable de la tête de légume tant pour le repérage initial qui est de préférence effectué à vue par un opérateur, que pour la détection de la présence d'un mor- ceau de trognon dans un tronçon et la détection de la position de ce morceau de tronçon et éventuellement de la section du morceau de tronçon puisque l'équipement d'analyse est un équipement optique ou optoélectronique, visant de préférence le produit par le dessus. Enfin, pour la découpe du trognon qui suit le repérage, il est tout aussi avantageux que l'orientation des tronçons des- sus/dessous, soit conservée. Suivant une autre caractéristique avantageuse, on coupe la tête de légume en trois tronçons selon des plans sensiblement perpendiculaires à l'axe du trognon préalablement repéré sur le légume en- tier pour obtenir un tronçon inférieur, un tronçon intermédiaire et un tronçon supérieur, le tronçon inférieur ayant une face inférieure et une face supérieure, les tronçons intermédiaires ont une face inférieure et une face supérieure et le tronçon supérieur, une face inférieure, la détection du trognon dans chaque tronçon se faisant sur les tronçons orientés avec leur dessous ou leur face inférieure présenté(e) pour la détection et la localisation du trognon et sa découpe dans le tronçon. En effet, pour une tête de légume habituelle de forme plus ou moins sphérique, il est avantageux de limiter la découpe en trois tronçons, ce qui permet de cerner au plus près et de la manière la plus efficace sur le plan du travail, le morceau de trognon dans chaque tronçon. L'invention a également pour objet, une installation d'étrognage pour enlever le trognon de têtes de légumes destinées à être ensuite découpées telles que des têtes de salades, caractérisée en ce qu'elle comprend : - un dispositif de repérage de l'axe de la tête de légume à étrogner, - un dispositif de découpe en tronçons pour découper en tronçons la tête de légume orientée, - un dispositif de détection qui détecte la présence d'un morceau de trognon dans chaque tronçon, et définit la position du trognon ainsi détecté dans le tronçon, - un dispositif de découpe qui reçoit le tronçon positionné avec son trognon de façon à découper le morceau de trognon et récupérer le tronçon étrogné, ainsi qu'une unité centrale de commande gérant le fonctionnement de l'installation. Suivant une autre caractéristique, les tronçons sont positionnés sur un support auquel le dispositif de détection associe un repère de coordonnées dans lequel il définit la position du trognon par rapport au support dans le tronçon détecté, ce support passant dans le dispositif de découpe de trognon pour être positionné dans l'axe de l'outil de découpe. Suivant une autre caractéristique, le dispositif de découpe de trognon comporte un plateau muni d'un orifice occupé par un contre-couteau en forme de manchon creux et au-dessus de ce plateau qui reçoit le tronçon à étrogner, un couteau de forme circulaire ou effectuant un mouvement circulaire et descendant dans le tronçon à étrogner pour en enlever le trognon. Suivant une autre caractéristique, le couteau de découpe du morceau de trognon dans un tronçon est un couteau circulaire. Dessins La présente invention sera décrite ci-après à l'aide d'un mode de réalisation d'un procédé et d'une installation d'élimination des trognons de têtes de salades ou de légumes de ce type, représentés dans les dessins annexés dans lesquels : - la figure lA est une vue de côté schématique d'une tête de salade montrant les différents plans de coupe, - la figure 1B montre la tête de salade de la figure lA coupée en tron- çons, - la figure 2 est un schéma par blocs du procédé d'étrognage, - la figure 3 est le schéma d'une installation d'étrognage de têtes de légume, - la figure 4 dans ses parties 4A, 4B, 4C, montre les étapes de détec- tion de la position du trognon dans un tronçon de la tête de salade, - la figure 5 montre dans ses parties 5A-5C très schématiquement une machine d'élimination du trognon et les différentes étapes de fonctionnement. Descriptio:, . r-:o les de réalisation. e. L'invention a pour objet un procédé et une installation d'étrognage de têtes de salades ou de légumes de ce type, destinées à être préparées et conditionnées après avoir été découpées. Comme par définition, les têtes à préparer ont un trognon qu'il faut éliminer, on décrira tout d'abord la structure générale d'une tête et le repérage du trognon en vue de sa découpe avant la description du procédé et de l'installation d'étrognage. Les têtes de salades 1 et plus généralement les têtes de légumes en forme de boules avec un trognon ont une forme représentée avant et après découpe aux figures 1A, 1B. La figure lA est le dessin d'une tête de légume 1 (tête de salade) en position renversée dont on a figuré l'axe Z-Z du trognon TG1. La figure montre également les plans de coupe Pl, P2 qui sont au moins sensiblement perpendiculaires à cet axe Z-Z. On découpe la tête de légume 1 qui a une forme de boule de préférence, en trois tronçons Ti, T2, T3, à savoir et selon l'orientation naturelle, un tronçon inférieur Ti, un tronçon intermédiaire T2 et un tronçon supérieur T3. Habituelle- ment dans une tête de salade adulte 1, le tronçon inférieur T1 et le tronçon intermédiaire T2 ont un morceau de trognon TG1, TG2 alors qu'en général, le tronçon supérieur T3 n'a pas de trognon. En effet, pour faciliter les opérations de détection et d'étrognage, il est apparu qu'il était plus simple d'examiner la tête de légume en position renversée par rapport à son orientation naturelle pour voir l'amorce du trognon coupé ; il en est de même pour la recherche de la présence du trognon dans tel ou tel tronçon coupé, du fait de l'orientation des équipements réalisant la détection du trognon et l'étrognage. La figure 1B montre les trois tronçons T1-T3 découpés et les côtés ou faces qui seront détectées pour localiser la position du trognon. Le tronçon inférieur Ti est en position retournée et sa face inférieure (face A) laisse apparaître le trognon TG1. Le tronçon in- termédiaire T2 est aussi détecté en position retournée, c'est-à-dire que sa face inférieure C est tournée vers le haut. Il en est de même du tronçon supérieur T3 dont la face inférieure E est tournée vers le haut. Selon le procédé d'étrognage de l'invention, (figure 2), dans une première étape El, on détermine à vue l'orientation du tro- gnon TG1 dans la tête de légume en présentant la tête de légume en position retournée, c'est-à-dire que l'amorce du trognon sortant de la tête de légume est tournée vers le haut. Après ce repérage de l'axe Z-Z de la tête de légume qui est aussi celui du trognon, on découpe cette tête (E2) en plusieurs tronçons suivant des plans de coupe sensiblement perpendiculaires à cet axe. Par cette découpe de la tête retournée, on obtient un premier tronçon Ti (tronçon du dessous) d'où dépassent en général le trognon TG1, un ou plusieurs tronçons intermédiaires T2 et le dernier tronçon T3 qui est le tronçon du dessus de la tête. Ensuite, on place les différents tronçons T1-T3 en position renversée (E3) pour détecter par analyse d'image (E4), l'existence du trognon ou plus précisément d'un morceau du trognon dans chaque tronçon et la position de ce trognon dans un système de coordonnées. Le tronçon Tl-T3 ainsi détecté est transféré, associé à son système de coordonnées pour être étrogné, c'est-à-dire de façon que le trognon ainsi détecté, soit placé dans l'axe du dispositif d'étrognage, on découpe le trognon (E5), on récupère le tronçon (E6) étrogné et on évacue le morceau de trognon ainsi découpé. Cette succession d'opérations se fait de manière automatique en partant de la première opération (El) qui consiste à repérer à vue l'axe du trognon, la tête de légume étant en position renversée. L'installation d'étrognage mettant en oeuvre le procédé ci- dessus est représentée schématiquement à la figure 3. Cette installation 100 se compose d'un dispositif de repérage 10 de l'axe (Z-Z) de la tête de légume 1 à étrogner suivi d'un dispositif de découpe 11 de la tête de légume en tronçons Ti alimentant un dispositif de détection 12 qui détecte la présence du trognon TGi dans chaque tronçon Ti transféré et associe la position (xi, yi) du trognon TGi au tronçon, par exemple par l'intermédiaire d'un support 20 portant le tronçon. Le tronçon Ti ainsi détecté est conduit dans le dispositif d'étrognage 13 qui enlève le trognon TGi et récupère en sortie le tronçon étrogné (TEi). Le dispositif 10 utilise de préférence la détection visuelle de la tête de légume 1 et qui est aussi l'axe probable Z-Z du trognon et le positionnement de la tête dans un support de façon à conserver l'orientation de la tête ainsi repérée. Le support constitue le repère d'orientation. La tête 1 avec son support est transférée dans le disposi- tif de découpe 11 qui découpe la tête en plusieurs tronçons T1-T3. Les dispositifs 10 et 11 peuvent également être combinés en ce que l'opérateur examine la tête de légume 1 et en fonction de l'axe (Z-Z) qu'il aura ainsi détecté, il place la tête de légume dans une position précise dans un support du dispositif de découpe 11, de sorte que la tête de légume est directement orientée par rapport aux organes de découpe du dispo- sitif 11. Ces organes peuvent ainsi découper en tronçons suivant des plans Pl, P2 au moins sensiblement perpendiculaires à l'axe Z-Z ainsi défini par la mise en place de la tête de légume 1 dans le dispositif de découpe en tronçons 11. Ensuite, les tronçons T1-T3 sont transférés un à un dans le dispositif de détection 12. Le repérage du trognon TGi dans le tronçon Ti arrivant dans le dispositif de détection 12, se fait par rapport à un système de coordonnées qui peut être affecté à un support 20 transféré dans le dispositif de découpe 13 en conservant l'orientation du tronçon par rapport au support. Le support 20 avec le tronçon Ti est ensuite positionné dans le dispositif de découpe 13 de façon que l'axe Z-Z du tronçon coïncide avec l'axe Zc-Zc de l'outil de découpe. Le fonctionnement de l'installation d'étrognage 100 est géré par l'unité centrale de commande 14 qui gère la découpe dans le dispositif 11, la détection dans le dispositif 12 et le transfert précis des tronçons Ti dans le dispositif de découpe 13, l'opération de découpe du trognon et l'évacuation du tronçon étrogné. La détection de l'existence et de la position du trognon, se fait comme présenté schématiquement aux figures 4A-4C pour les trois tronçons T1-T3. Dans un premier temps (figure 4A), le tronçon inférieur Ti est conduit en position renversée dans un dispositif de détection qui constate l'existence d'un trognon TG1 dans ce tronçon inférieur Ti et détermine la position (xl, yl) du trognon TG1 dans un système d'axes de coordonnées (ox, oy) du dispositif de détection 12. Le tronçon Ti ainsi détecté auquel est associée la position (xl, yl) du trognon TG1 dans le système de coordonnées, est transféré au dispositif de découpe 13. De façon préférentielle, le tronçon Ti est installé en posi- tion fixe dans ou sur un support 20 qui passe dans le dispositif de dé- tection 11. Ce support 20 est combiné à un système d'axe de coordonnées (ox, oy) dans lequel est repérée la position (xl, yl) du trognon TG1 pour passer ensuite dans le dispositif de coupe 13 en conservant son orientation et sa position par rapport au support 20. Le support 20 peut être par exemple un bras de manipu- lateur auquel est associé un système de coordonnées permettant de définir la position (xl, yl) du trognon TG1 par rapport à ce bras de manipulateur de façon à conserver la position (xl, yl) lorsque le tronçon est transféré, par ce bras manipulateur, dans le dispositif de dé- coupe 13. La première opération décrite ci-dessus concerne la face A du tronçon Ti. La figure 4B montre la même opération de détection appliquée à la face inférieure C du tronçon intermédiaire T2. Pour ce tron- çon intermédiaire T2, on a détecté l'existence du trognon TG2 dans la face inférieure C et on a déterminé sa position (x2, y2) par rapport au système de coordonnées (ox, oy) du dispositif de détection 12. Le tronçon intermédiaire T3 est alors transféré dans le dispositif de découpe 13 dans la position appropriée avec son trognon aligné sur l'axe de dé- coupe. Le tronçon intermédiaire T2 est placé sur un support 20 auquel est associé un système de coordonnées (ox, oy) pour passer dans le dispositif de détection 12 et ensuite dans le dispositif de découpe 13. Le support 20 peut être le même que celui utilisé pour le premier tronçon ou un support différent. Il peut également s'agir comme déjà indiqué, d'un bras de manipulateur auquel est associé un système de coordonnées permettant de repérer la position (x2, y2) du trognon TG2. Le troisième tronçon T3 qui est le tronçon supérieur passe dans le dispositif de détection12 et il est positionné sur un sup- port 20 avec un système d'axe de coordonnées (ox, oy). Ce support 20 peut être le même que l'un des supports précédents ou un support différent. Il peut s'agir comme précédemment d'un bras de manipulateur auquel est associé un axe de coordonnées (ox, oy).S'agissant du tronçon supérieur T3, en général celui-ci n'a pas de trognon aussi le tronçon T3 n'est pas envoyé dans le dispositif de découpe de trognon 13 ou passe dans celui-ci sans subir de découpe. La description ci-dessus a été faite dans le cas de trois tronçons T1-T3 tenant compte de la structure de la tête de légume 1 et de la présence statistique d'un trognon nécessairement dans le tronçon inférieur Ti et dans le tronçon intermédiaire T2 mais en général absent du tronçon supérieur T3. Si le légume a une forme plus allongée, on peut le couper en plusieurs tronçons intermédiaires suivant la probabilité de rencontrer le trognon dans ses tronçons intermédiaires sans avoir de tronçon de trop grande épaisseur qui gênerait l'étrognage dans le dispositif de découpe 13. L'analyse du trognon dans le dispositif de détection 12 permet également de déterminer le cas échéant l'importance du trognon, c'est-à-dire très schématiquement son diamètre de façon à pou- voir adapter en cas de variations trop grandes entre les différents morceaux de trognon dans les tronçons, l'outil de découpe plus finement à la section du morceau de trognon rencontré dans chaque tronçon. Les figures 5A-5C montrent très schématiquement le dis- positif de découpe 13 et son fonctionnement. Le dispositif de découpe 13 du trognon ou plus précisément du morceau de trognon se compose très schématiquement d'un plateau 131 sur lequel arrive le support 20 portant le tronçon Ti, T2 qui, positionné par rapport à son support 20, est placé de façon que l'axe (Z-Z) du trognon TG1, TG2 se trouve dans l'axe (Zc, Zc) du disposi- tif de découpe 13. Le plateau 131 est muni d'un orifice 132 dans lequel est logé un contre-couteau 134. Au-dessus du plateau 131 se trouve le couteau 133 en forme de manchon cylindrique dont l'arête inférieure est coupante. Ce couteau 133 est actionné dans l'axe (Zc, Zc). Partant de la position relevée de la figure 5A, le couteau 133 est abaissé (figure 5B) pour découper le trognon TG1, TG2 par rapport au contre-couteau 134 et évacuer le trognon à travers le contre-couteau 134 (figure 5C). Puis lorsque le couteau 133 est relevé, le tron- çon étrogné TE1, TE2 est évacué pour la suite de son traitement (sa dé- coupe en petits morceaux et le conditionnement. Le couteau 133 est de préférence un couteau circulaire en forme de manchon de section adaptée à la dimension moyenne des tronçons à découper. Mais ce couteau 133 peut également avoir une section variable commandée en fonction du trognon repéré dans le tronçon à traiter. Les différentes opérations de détection (figures 4A-4C) de découpe (figures 5A-5C) sont de préférence commandées par l'unité centrale de commande 14 de l'installation. Enfin, bien que la description ci-dessus décrive des cou- teaux pour la découpe des tronçons et celle des trognons, d'autres moyens de découpe sont envisageables.35 NOMENCLATU DES ELEMENTS PFUNCIPA 1 tete. de 1..l:gume tète de s--tLide 10 dispositif d'orient-ilion de la tête 1 11 dispositif coupe de la tete eu tronçon 12 dispositif de repérage et de loutlisation du trognon dus tronçon 13 dispositif de d(-:coupc du trognon 4 unité centrale de commande de l'installation 100 installation d'etrognagc 1 3 1 p atéati 132 orifice 133 cou d'étrognage 134 contre-cou cati T1, '1'2, T3 tronçons TG1, TG2 trognons/ morceaux de trognon E1-E6 étapes du proL7édé l'étrognigy20 REVENDICATIONS1°) Procédé pour éliminer le trognon d'un légume tel qu'une tête de salade adulte, procédé caractérisé en ce qu' on détermine à vue (El) sensiblement l'axe (Z-Z) du trognon (TG) de la tête de légume, - on coupe (E2) le légume en tronçons (T1-T3) par des plans de coupe (P1-P2) au moins sensiblement perpendiculaires à l'axe (Z-Z) ainsi repéré, et - on détermine (E3, E4) la position (x 1, y 1) du trognon (TGi) dans le tronçon (Ti) - on découpe (E5) le trognon (TGi) suivant son axe repéré (Z-Z), on ré- cupère (E6) le tronçon étrogné (TEi), et - on répète le cycle de détection de la présence d'un trognon (TGi) et de détermination de la position du trognon pour les autres tronçons (Ti) et en cas de trognon, on découpe celui-ci dans le tronçon. 2°) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu' on effectue les opérations de repérage de l'axe (Z-Z) du trognon (T), de coupe du légume en tronçons, de détection du trognon dans les tronçons et de découpe du trognon sur une tête de légume orientée de façon que son dessous avec l'amorce du trognon (TGi) soit tourné vers le haut. 3°) Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce qu' on conserve l'orientation retournée de la tête (1) pour la coupe en tronçons (T1-T3) et celle des tronçons obtenus, pour la détection du trognon dans chaque tronçon et l'enlèvement du trognon des tronçons. 4°) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu' on coupe la tête de légume (1) en trois tronçons (T1-T3) selon des plans (P1, P2) sensiblement perpendiculaires à l'axe (Z-Z) du trognon préala- blement repéré sur le légume entier pour obtenir un tronçon inférieur(Ti), un tronçon intermédiaire (T2) et un tronçon supérieur (T3), le tronçon inférieur (Ti) ayant une face inférieure (A) et une face supérieure, les tronçons intermédiaires (T2) ont une face inférieure (C) et une face supérieure (D) et le tronçon supérieur (T3), une face inférieure (E), la détection du trognon (TG1, TG2) dans chaque tronçon (T1-T3) se faisant sur les tronçons orientés avec leur dessous ou leur face inférieure présenté(e) pour la détection et la localisation du trognon et sa découpe dans le tronçon. 5°) Installation d'étrognage pour enlever le trognon de têtes de légumes destinées à être ensuite découpées telles que des têtes de salades, caractérisée en ce qu'elle comprend : - un dispositif de repérage (10) de l'axe (Z-Z) de la tête de légume (1) à étrogner, - un dispositif de découpe en tronçons (11) pour découper la tête de légume orientée en tronçons (Ti), - un dispositif de détection (12) qui détecte la présence d'un trognon (TGi) dans chaque tronçon (Ti), et définit la position du trognon ainsi détecté dans le tronçon (Ti), - un dispositif de découpe (13) qui reçoit le tronçon positionné avec son trognon de façon à découper le trognon (TGi) et récupérer le tronçon (TEi) étrogné, ainsi qu'une unité centrale de commande (14) gérant le fonctionnement de l'installation. 6°) Installation selon la revendication 5, caractérisée en ce que les tronçons (Ti) sont positionnés sur un support (20) auquel le dispositif de détection (12) associe un repère de coordonnées dans lequel il définit la position du trognon (TGi) par rapport au support dans le tronçon (Ti) détecté, ce support passant dans le dispositif de découpe de trognon (13) pour être positionné dans l'axe de l'outil de découpe. 7°) Installation selon la revendication 5, caractérisée en ce quele dispositif de découpe. dc trognon (13) comportee un plateau (131) cctEi i d'un orifice (132) occupé par un contre-couteau 03=11 en forme de manchon creux et au-cici'.ssus de ce plateau ( 1 3 1) qui reçoit: le tronçon (Ti) à étrogner, un couteau (1331 de fonce circulaire on effecttc un mou- vement circulaire et dcseenclant dans le troncol (Ti1 t