(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
元の物体（２）の端面（５）の周囲を照らす工程と、
前記元の物体（２）の端面（５）を、認識装置（１１）によって、前記端面（５）の周囲とこの端面（５）との間の光のコントラストを用いて、光学式に認識する工程と、
スライスの予め設定された重量のために必要な、スライスの厚さを、前記元の物体（２）の比重量と前記光学的認識とから算出する工程と、
スライス状の物体（１）の切離を、前記算出された値によって制御する工程と、
を有する、元の物体（２）から複数のスライス状の物体（１）を順次切り離す方法において、
前記元の物体（２）をトンネル内でトンネルの長手方向に導くこと、及び、
前記元の物体（２）を、この元の物体（２）の長手方向に沿って平面的にトンネル内に設けられており、射出方向の異なる複数の照明器具を含む複数の照明器具（１０）によって、露出している表面を照らすこと、を特徴とする方法。
【請求項２】
前記複数の照明器具（１０）を脈動的に制御して間欠的に照明すること、及び、前記認識装置（１１）によって端面（５）を順次間欠的にトリガーして撮影すること、を特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記複数の照明器具（１０）を個々に自動的に調節する工程と、
前記複数の照明器具（１０）用の調節パラメーターを、周囲の所定の諸条件のために格納する工程と、
切り離すときの周囲の条件に従って前記調節パラメーターを読み取ること、及び、
読み取られた前記調節パラメーター及び切り離すときの周囲の条件に従って前記複数の照明器具（１０）を調節する工程と、
を有すること、を特徴とする請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
反射を除き、コントラストを高めるための前記複数の照明器具（１０）の調整を、前記認識装置（１１）によって制御すること、を特徴とする請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記端面（５）の周囲を照らすときに、前記端面（５）も照らし、前記認識装置（１１）は前記端面（５）の表面構造を評価し、スライスの予め設定された重量に必要なスライスの厚さを、前記端面（５）の表面構造も含めて、算出すること、を特徴とする請求項１乃至４のいずれか１に記載の方法。
【請求項６】
分離装置（４）と、元の物体（２）を前記分離装置（４）へ送る送り装置（３）と、前記元の物体（２）の端面の輪郭を測定するための光学式の認識装置（９，１１）と、前記端面（５）の露出した周囲を照らすための複数の照明器具（１０）と、を具備し、前記認識装置（９，１１）は、前記端面（５）の周囲とこの端面（５）との間のコントラストによって、前記端面（５）を測定し、前記元の物体（２）の送りは算出された端面（５）に従ってなされる、元の物体（２）から複数のスライス状の物体（１）を切り離すための装置において、
前記元の物体（２）は、前記分離装置（４）の所で終わっているトンネル内で案内され、前記複数の照明器具（１０）は、射出方向の異なる複数の照明器具を含み、前記トンネルに組み込まれており、前記元の物体（２）の長手方向に沿って平面的に設けられていること、を特徴とする装置。
【請求項７】
前記複数の照明器具（１０）は個々に調節可能であること、を特徴とする請求項６に記載の装置。
【請求項８】
前記複数の照明器具（１０）の放射方向は個々に整列可能であること、を特徴とする請求項７に記載の装置。
【請求項９】
前記複数の照明器具（１０）はモーターによって可動であり、これらの照明器具（１０）を調整するための制御装置が設けられていること、を特徴とする請求項７又は８に記載の装置。
【請求項１０】
前記制御装置は、切り離すときの周囲の条件に合わせるように、前記複数の照明器具（１０）のための調節工程を格納するためのメモリを有すること、を特徴とする請求項９に記載の装置。
【請求項１１】
前記制御装置は、認識された画像の反射及びコントラストを評価し、反射を最小限に減らすための及びコントラストを高めるように前記複数の照明器具（１０）を調節すること、を特徴とする請求項１０に記載の装置。
【請求項１２】
前記複数の照明器具（１０）は、脈動的に制御され、前記認識装置（１１）は、この脈動に対応するようにトリガーされて制御されること、を特徴とする請求項６乃至１１のいずれか１に記載の装置。
【請求項１３】
前記複数の照明器具（１０）の各々は、平滑な表面を形成していること、を特徴とする請求項６乃至１２のいずれか１に記載の装置。
【請求項１４】
前記トンネルは反射材料からなること、を特徴とする請求項６乃至１３のいずれか１に記載の装置。
【請求項１５】
前記トンネルは第１の領域（Ｉ）を有し、そこで、前記照明器具（１０）は、前記端面（５）に向かって減少される強度を有する拡散光線を射出し、前記第１の領域（Ｉ）は、前記端面（５）が位置される前記トンネルの前面と、トンネルの蓋部（１２）の真中の領域と、トンネルの側壁（１３）の前部及び中間部と、前記トンネルの底部とにより形成されていること、を特徴とする請求項６乃至１４のいずれか１に記載の装置。
【請求項１６】
前記トンネルは第２の領域（ＩＩ）を有し、そこで、前記照明器具（１０）は、前記端面（５）から後方に向けられた光線を射出し、前記第２の領域（ＩＩ）は、前記端面（５）の隣の、トンネルの蓋部（１２）の前部により、形成されていること、を特徴とする請求項１５に記載の装置。
【請求項１７】
前記トンネルは第３の領域（ＩＩＩ）を有し、そこで、前記照明器具（１０）は、前記端面（５）の方へ斜め前方に向けられた光線を射出し、前記第３の領域（ＩＩＩ）は、トンネルの蓋部（１２）の後方領域から形成されていること、を特徴とする請求項１５又は１６に記載の装置。
【請求項１８】
前記トンネルは第４の領域（ＩＶ）を有し、そこで、前記照明器具（１０）は、前記元の物体（２）へ真っ直ぐに向けられた光線を射出し、前記第４の領域（ＩＶ）は、トンネルの側壁（１３）の中間領域により形成されていること、を特徴とする請求項１５乃至１７のいずれか１に記載の装置。
【請求項１９】
トンネルの側壁（１３）には、元の物体が接触し、この側壁（１３）は可動であること、を特徴とする請求項１５乃至１８のいずれか１に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、元の物体から複数のスライス状の物体を切り離す方法及び装置に関する。詳しくは、元の物体の端面の周囲は隅なく照らされ、元の物体の、その時々の端面は、認識装置によって、端面の周囲とこの端面との間のコントラストを用いて、光学式に認識され、スライスの所定の重量のために必要な、スライスの厚さは、元の物体の比重量と端面とから算出され、及びスライス状の物体の切離は、かくして算出された値によって制御される。
【０００２】
【従来の技術】
チーズ、ハム、ソーセージ等のような多くの食品は、スライスした形で、事前包装されて市場に出る。比較的大きな割合が、定められた重量を有するいわゆる均等に包装された商品として、引き渡される。製品をスライスする際に、事前包装規則の許容限度基準値に基づいて、定められた重量を出来る限り正確に維持しなければならない。このことは、一続きの製品内での、或る一続きの製品から次の一続きの製品への、製品の横断面において、変化が大きければ大きいほど、益々上手く行かない。従って、製品の横断面を適時に検出する方法が用いられる。この方法は、横断面の変化がもたらされるときでも、製品の送りの適合を可能にする。
【０００３】
DE-PS 28 20 583 C2及びEP 246 668 A2には、既に切り離されたスライスの重量を秤で算出し、算出された全重量に応じて送りを調節する方法が記載されている。この方法は面倒であり、かつ長引くのである。何故ならば、どの秤も、釣合状態を達成するためには、一定の時間を要するからである。従って、迅速な計量は、例えば、固有振動工程、人口雑音の劣悪な濾過、及び計測工程と切断工程との間の不可避的な時間的ずれといった物理法則によって、上手く行かない。
【０００４】
更に、例えばUS-PS 4,557,019からは、切断工程前に製品の表面を走査することに基づいている方法が公知である。この公報では、例えば、三角測量方法を用いて、スライスされる元の物体の外被を、切断工程前に走査し、予め算出された体積又は算出された横断面に応じて、後で、切断過程中に送りを適合させる。しかし乍ら、製品の不恰好さの故に、カッターシャフトへの搬送の際に及びグリップクローによるピックアップの際に、特に、このことに関連する圧縮運動の故に、正確な位置決めができない。かくて、実際の横断面は、算出された横断面からずれている。撮像の数を限定することによって、製品の実際の形に応じて、表面が正確に検出されない影領域が生じる。更に、窪んだ状態及び激しい変形は、通常、体積の過大評価をもたらす。照明要素による製品の照射及び製品による走査装置の汚れが、この方法では比較的問題にならないにも拘わらず、実際の横断面は、十分な正確さで、測定されない。
【０００５】
DE-OS 38 08 790 A1には、切断工程中に切断面を検出する方法が記載されている。この方法では、切断面を照明器具で照らして、この切断面を、反射性能を活用しつつ、ＣＣＤカメラによって検出する。カメラ及び照明器具は正面に切断面の手前に設けられている。この方法が限界に突き当たるのは、落下の高さが、切断技術上の理由から、十分に大きく選択することができないときである。例えば、切断中に増加する、自らの高さの故に、または部分的に重なり合うようにして並べる特別な方法の故に、切断面の直前に来る分量の場合のように。更に、１分間につき最大限２０００の切断の非常に高い切断能力で作動する切断装置の場合に、問題が生じる。これらの高速度の場合、既に切り離されたスライスがなお落下し、他方、まだ切断前の次のスライス用の画像が既に撮影される。このことによって、撮影及び照明角度は非常に低くなければならず、妨げとなる撮影又は無制御な戻り反射なしに、隈なく照らすことはほとんど不可能である。更に、カメラ及び照明器具を、極めて激しい汚れのある領域に設けなければならない。
【０００６】
DE-PS 37 14 199 C2に記載された切断装置を用いて、照明要素を切断面の直ぐ後方で切断カッターの隣に設けたことによって、前記欠点を減じることができた。切断面の直接的な測定によって、実際の横断面を非常に正確に検出することができる。しかし乍ら、前記装置の場合に、種々の元の物体の場合の反射及び影の形成により、切断装置の追加要素、例えば保持アームによる影の形成の故に、画質の低下が生じる。
【０００７】
US-P 5,129,298には、暗視野照射を用いて元の物体の輪郭が隈なく照らされてなる切断装置が記載されている。隈ない照射のためには、元の物体の後方に、すりガラスを照らすための３つの照明要素が設けられていて、光線を斜め上から元の物体の縦方向に、上方の切断縁部へ導き、斜め側方から複数の側方縁部へ導く。しかし乍ら、反射及び影の形成によって、照明の質が損なわれることがある。更に、窪んだ状態及び製品の側面の凹みを認識することができない。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
従って、本発明の課題は、元の物体から複数のスライス状の物体を切り離す方法及び装置を提供することであった。この場合、前記の諸問題が回避される。この方法では、元の物体の端面の周囲を隅なく照らし、
元の物体のその時々の端面を、認識装置によって、端面の周囲とこの端面との間のコントラストを用いて、光学式に認識し、スライスの所定の重量のために必要な、スライスの厚さを、元の物体の比重量と端面とから算出し、及び、スライス状の物体の切離を、かくして算出された値によって制御するべきである。
【０００９】
上記装置は、分離装置と、元の物体を分離装置へ押しやるための送り装置と、元の物体の端面の輪郭を測定するための光学式の認識装置と、分離面の周囲を隅なく照らすための照明器具と、を具備すべきである。認識装置は、端面の周囲とこの端面との間のコントラストによって、端面を測定し、元の物体の送りは算出された端面に従ってなされる。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題は、請求項１に記載の方法によって、すなち、元の物体をトンネル内で導くこと、及び、元の物体を、この元の物体の縦方向に沿って平面的にトンネル内に設けられている多数の照明器具によって、隅なく照らすことによって、解決される。これに対応して、請求項６に記載の特徴部分に記載の装置は、元の物体の縦方向に沿って設けられた多数の照明器具を有する。このことによって、端面の周囲の均等なかつコントラストの強い照明が保証される。
【００１１】
妨げとなる反射及び影の形成が、トンネル内に照明器具を平面的に設置することによって、著しく減じることが、認められた。
【００１２】
取分けDE-PS 42 06 196 C2からは、切断装置と組合せての送り用トンネルの使用が公知である。しかし乍ら、従来の送り用トンネルは、安全上の理由から及び元の物体のより良好な案内のためにのみ、用いられる。
【００１３】
多数の照明要素がトンネルに設けられているとき、トンネルが、好ましくは、元の物体の切断縁部を良好に隈なく照らすためにも、適切であることが、認められた。
【００１４】
照明器具が、分離装置又は切断される面の、十分に隔たった前方で始まり、切断装置の際で終わることによって、元の物体は周囲に均等に隈なく照らされる。照明器具が、反射材料からなるトンネルに組み込まれていることによって、影の形成を減少し、コントラストを高めることができる。トンネルが、種々の光線を供給する最大限４つの領域を有すること、は好都合である。第１の領域では、切断される面に向かって減少される強度を有する拡散光線が発生する。第１の領域は、切断面の隣のトンネルの前面から、トンネルの蓋部の真中の領域から、側壁の前部及び中間部から、及びトンネルの底部から形成されている。
【００１５】
照明器具が例えばモーターによって可動であることによって、例えば照明器具の放射方向が個々に調節可能であることは好都合である。照明器具用のための調節工程を格納するためのメモリーを有する対応の制御装置によって、照明器具の調節を行なうことは好都合である。このことによって、周囲の種々の条件に適合するための調節工程を一度に調整し、常に、大きなコストなしに再度呼び出し、照明器具を、相応に、所定の周囲条件に適合するようにして調節することができる。
【００１６】
照明器具を脈動的に制御し、認識装置を相応にトリガーして制御することによって、製品に損傷を及ぼす熱の発生を回避し、撮影の鮮鋭度と、周囲光に対するＳＮ比とを好ましくは高める。
【００１７】
制御装置が認識装置の反射信号及びコントラスト情報を評価し、照明器具を、反射を最小限度にし、コントラストを高めるように、調整することによって、照明器具を作動中に再調整することは好都合である。
【００１８】
第２の領域で、切断される面から後方に向けられた光線が供給される。この第２の領域は、切断される面の隣の、蓋部の前部から形成されており、例えば製品用押え部材のような追加要素を隈なく照らすため、特にそのために用いられる。第３の領域で、切断される面の方へ斜め前方に向けられた光線が供給される。それ故に、切断縁部が隈なく照らされ、コントラストが高められる。第３の領域は、トンネルの蓋部の後方領域から形成されている。
【００１９】
第４の領域で、元の物体へ真っ直ぐに向けられた光線が供給される。この第４の領域は、少なくとも、自由な側壁の中間領域から形成されている。この領域は元の物体の側面を隈なく照らすために用いられる。
【００２０】
元の物体が接触している少なくともその側壁が、移動可能であることは、特に好都合である。次に、端面を最適に整列して、検出することができる。側壁の移動によって、照明状況も最適化することができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、添付した図面を参照して本発明を詳述する。図１は元の物体２から複数のスライス状の物体１を切り離す装置の略図を示している。この装置では、元の物体２は送り装置３上に横たえられており、この送り装置によって分離装置４に供給される。分離装置４は、図示した実施の形態では、偏心的に回転する円形のカッターである。切断面５の付近では、元の物体２が照明フレーム６の底壁上に支持される。元の物体２の前部の上側は、元の物体２の搬送方向Ｔに傾斜している押え部材７によって、案内される。照明フレーム６及び送り装置３は、搬送方向Ｔが水平方向に対しほぼ４５°の角度を形成しているように、傾斜されている。この結果、切り離されたスライス状の物体１は重力に基づいて下方に落下し、排出ベルト８を用いて、分離装置４から運び出される。排出ベルト８は水平方向の搬出ベルトである。元の物体２の切断面５はカメラ９によって検出される。カメラは切断面の右手前で切断面に対し比較的小さい角度をなして斜め方向に設けられている。撮影角度は、取分け、切断能力が非常に高い場合には、既に切り離されたスライスの落下の最中に既に、まだ切り離す前の次のスライスを撮影することができるように、比較的小さくなければならない。照明フレーム６には、元の物体２の切断縁部の方向に下方に光を放射する照明要素１０ａ，１０ｂ，１０ｃが取着されている。
【００２２】
図２は装置を正面図で示している。元の物体２、例えば、ソーセージ、ハム、チーズ等は照明フレーム６の中に横たえられており、照明フレーム６に取着されている照明要素１０ａ，１０ｂ，１０ｃによって、照らされる。分離装置4は、この実施の形態では、円形のカッターであって、このカッターは軸を中心として回転し、軸は偏心的に回転するように、支持されている。このことによって、複数のスライス状の物体１は周期的に連続して元の物体２から分離される。カメラ９は、低角度で、切断面５及び照明フレーム６の右側手前に設けられており、照明フレーム６の前面開口部全体を検出する。照明フレーム６は、切断工程中に元の物体が、これの長手方向に走行されるときに通るトンネルを形成している。このトンネルは、図１に認められるように、切断される面（物体の前面）から後方に延びており、後端は、物体の途中のところに位置している。カメラ９は切断面５及び照明フレーム６の前方領域（前面開口部）を直接検出する。カメラ９に接続された認識装置１１は切断面５と照明フレーム６の開口部との間の輪郭を評価し、元の物体２のその時々の（順次切り離すときの）端面を測定する。次に、元の物体２の、前もって定められた比重量と、検出された端面のデータとから、所定のスライス重量にとって必要なスライスの厚さが算出される。送り装置３は、スライスの相応の厚さが、次の切断の際に、元の物体２から切り離されるように、認識装置１１によって制御される。
【００２３】
前記撮像法の場合に、切断面は暗視野として検出される。すなわち、切断面５の周囲は明るく隈なく照らされ、切断面５は暗く見える。このためには、図３に示されるように、照明フレーム６は複数の領域Ｉ，ＩＩ，ＩＩＩ，ＩＶに区分されている。これらの領域には、調節可能な照明要素１０が組み込まれている。照明要素１０は個々の領域で異なって調節されている。照明フレーム６の、カメラによって直接検出された部分は、製品（物体２）の輪郭の背景を形成して、拡散してかつ弱く光らねばならない。従って、照明器具１０は、領域Ｉは、拡散光線を射出するように、すなわち、切断される面への放射強度が下げられていても、縁部が光っているように、整列されている。領域Ｉは照明フレーム６の前縁と、蓋部１２の中央の横方向ストリップと、照明フレーム６の、物体２が接触していない側の側壁１３の一部と、前方側縁と、元来の本体２が接触している側壁とからなる。
【００２４】
図２で矢印で示されているように区域Ａにある領域ＩＩから後方へ光を射出しているのは、例えば押え部材７のような現存の組込み部品が、元の物体２の、光が当てられた表面への、妨げとなる影を引き起こさないように、これらの組込み部品を照らすためである。組込み部品は、このような組込み部品に取り付けられた追加照明要素を有してもよい。領域ＩＩによって、元の物体２の表面も隅なく照らされる。その目的は、例えば、製品の表面の凹凸による、影の形成を避けるためである。領域ＩＩは照明フレーム６の蓋部１２の前方領域(図３で横方向に延びた前方のストリップ)にある。
【００２５】
物体２の搬送方向Ｔの後方の、蓋部１２の後方領域には、方向性光線を前方へ、元の物体２の縁部の方向に斜めに射出する領域ＩＩＩ(図３で横方向に延びた後方のストリップ)が設けられている。放射方向は、元の物体２への照射が出来る限り少ないように、斜めである。縁部への直接的な光の照射によって、元の物体２の輪郭が強調される。
【００２６】
照明フレーム６の、物体２から離れた側の側壁（図３で右側の側壁）１３には、照明フレームの内方へと、水平な矢印で示すように元の物体２に向かう直線状の光線を射出する領域ＩＶが設けられている。元の物体２が接触している他方の側壁は移動可能である。
【００２７】
領域Ｉ乃至ＩＶに組み込まれた照明器具は手動で又は自動的に調節可能である。それ故に、照明の諸条件を、元の物体２と、例えば追加の組込み要素及び製品用の特別な押え部材７のような所定の構造上の諸条件とに、適合させることができる。このためには、メモリを有する、図示しない制御装置が設けられていることができる。メモリーでは、種々の周囲条件のために定められるように、照明器具１０の調節がなされている。更に、制御装置は、個々の照明器具１０を、基本調節のためのみならず、切断工程中にも変化に適合させることができるように、構成されている。このためには、制御装置は、インターフェースによって、認識装置と照明器具１０のアクチュエーターとに接続されている。認識装置は邪魔な反射及びコントラストのぼやけを認識し、照明器具１０を再調整するための制御装置に、相応の情報を供給する。
【００２８】
認識装置１１は、認識された画像の画素位置に左右される、面の、又は面の縁部の、修正を行なうべきである。その目的は、観測角による歪み及びカメラ９の光学系の歪みを補償するためである。そのとき、横断面の正確な測定が可能である。この歪み補正は好ましくは適当なハードウェアによって実行されるべきである。それ故に、切断毎に、即座に画像評価と、送りの適合とがなされることができる。
【００２９】
図４は照明フレーム６を縦断面図で示している。種々の領域Ｉ，ＩＩ及びＩＩＩで異なっている光路からは、元の物体２がその縦方向に沿って平面的に光を当てられ、種々の輝度及び放射方向が調節可能であること、が明らかである。第１の区域Ａは切断面５から元の物体２の縦方向に搬送方向Ｔと逆方向に延びている。この区域Ａは僅かな放射強度を有する。この放射強度は、光が領域ＩＩで後方に向けられており、照明器具１０が、区域Ａで、僅かな強度を有する拡散光線を放出すること、特にこのことによって、引き起こされる。搬送方向Ｔと逆方向に見て、区域Ａの後方にある区域Ｂは、高い放射強度を有する。このためには、照明器具１０は、非常に明るい光を放出するように、領域Ｉで制御される。切断面５の縁部の領域にある第３の区域Ｃは、複数の照明器具１０を領域ＩＩＩで相応に制御することによって、同様に、高い強度で照射される。
【００３０】
熱の発生が起こっても無視できるほどであるように、個々の照明器具１０が脈動的に制御されることは、特別な利点である。このためには、カメラ９及び認識装置１１が、相応にトリガーされるか光が遮断されて、駆動されることは好ましい。それ故に、写真の良好な鮮鋭度と、周囲光に対する高いＳＮ比とが保証される。更に、適切な追加照明を端面５の前に設けることができる。このことによって、暗視野を、例えば、膏肉と筋肉とを区別するために、異なって評価することができ、あるいは、例えばチーズにあいている穴を検出して、重量の計算に含めることができる。
【００３１】
照明器具１０の放射強度の制御は、光の透過が制御可能である光透過性素子を、照明フレーム６の内面に設けることによっても、なされることができる。この素子は、例えば、制御マトリックスを有するＬＣＤディスプレーとして、デザインされていてもよい。素子の個々の領域は種々に制御可能である。しかし、多数の素子を設けることもできる。各素は所定の光透過性で調整される。
【図面の簡単な説明】
【図１】  複数のスライス状の物体を切り離す装置の、搬送方向に対し縦方向の断面で示した略図である。
【図２】  装置の正面図である。
【図３】  装置用の照明フレームの斜視図である。
【図４】  照明フレームの縦断面図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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