УСТРОЙСТВО И СПОСОБ ДЛЯ ОБРАБОТКИ ТУШ ЖИВОТНЫХ
DEVICE AND METHOD FOR PROCESSING ANIMAL CARCASSES

Настоящее изобретение относится к устройству для обработки туш животных, включающему: по меньшей мере два инструмента для разделки туш животных и роботизированную руку, которая перемещает инструмент для разделки. Изобретение также относится к способу обработки туш животных с использованием такого устройства. Туши животных понимаются в этом контексте как означающие более конкретно туши крупного рогатого скота, свиней и овец. Термин "туша" должен далее интерпретироваться в широком смысле как включающий части туши, например половины туш, которые могут или не могут быть полностью отделены одна от другой.
Туши животных обычно обрабатывают на убойных линиях, на которых туши (или части туш) для обработки проходят через некоторое количество постов. Посты обработки обслуживаются персоналом, выполняющим определенные операции, хотя существует тенденция к механизации или автоматизации операций разделки в максимально возможной степени. На убойной линии можно использовать одну или больше роботизированных рук, которые выполняют конкретные операции разделки автоматически. Применение роботизированной руки для обработки туш животных имеет преимущество в том, что таким образом становится возможной дальнейшая автоматизация операций разделки при использовании одной или нескольких стандартизированных роботизированных рук. Недостаток применения одной или нескольких роботизированных рук для обработки туш животных заключается в том, что роботизированные руки могут быть дорогостоящими в использовании и в том, что их возможности относительно ограничены.
Настоящее изобретение имеет своей целью применение роботизированной руки для более эффективной обработки туш животных, а также для дальнейшего повышения качества операций разделки, выполняемых с использованием роботизированной руки.
Настоящее изобретение предлагает для этой цели устройство для обработки туш животных, включающее: разделочный инструмент для выполнения операции разделки туш животных и роботизированную руку, перемещающую разделочный инструмент, причем устройство также включает по меньшей мере второй подобный разделочный инструмент, и эти первый и второй разделочные инструменты перемещает одна роботизированная рука. Снабжение роботизированной руки несколькими разделочными инструментами приводит, помимо прочего, к повышенной гибкости использования роботизированной руки, а также может снижать уязвимость от отказа устройства согласно настоящему изобретению. В зависимости от определенных условий, таким образом возможно, например, сначала выполнить ряд операций разделки, используя в каждом случае чистый разделочный инструмент, и впоследствии очистить все разделочные инструменты, перемещаемые роботизированной рукой за одну операцию очистки.
Устройство согласно настоящему изобретению также однако предусматривает вариант выполнения операции разделки, используя каждый раз чистый разделочный инструмент, но без приостановки операции разделки на время, требуемое для очистки разделочного инструмента; именно поэтому необходимость очистки больше не является частью критического пути операции разделки. Использование по меньшей мере двух подобных (или в дальнейшей форме даже по меньшей мере двух идентичных) разделочных инструментов, перемещаемых одной роботизированной рукой, при этом устройство также оснащено по меньшей мере одним передвижным очищающим инструментом, создает возможность очистки загрязненного разделочного инструмента во время выполнения (последующей) операции разделки вторым подобным разделочным инструментом. Кроме того, например возможно, в случае неисправности определенного разделочного инструмента, компенсировать это другим разделочным инструментом, перемещаемым той же роботизированной рукой, что и вышедший из строя разделочный инструмент, или выполнить дополнительную операцию другой роботизированной рукой. Еще одно преимущество заключается в том, что возможности относительно дорогостоящей роботизированной руки могут быть использованы лучше, и это очевидно дает выигрыш в себестоимости.
В одном варианте осуществления устройство включает подвижный очищающий инструмент для разделочного инструмента, причем очищающий инструмент перемещается так, как по меньшей мере разделочный инструмент перемещается в цикле обработки, очищающий инструмент движется вместе со разделочным инструментом по меньшей мере часть пути разделочного инструмента во время цикла обработки с целью очистить разделочный инструмент.Здесь необходимо отметить, что обработка туш является процессом, в котором, как очевидно, гигиена является очень важным фактором. Для того, чтобы не допустить перенос инфекции между тушами, желательно очищать разделочный инструмент с большой регулярностью, предпочтительно во время каждого цикла обработки.
Настоящее изобретение делает это возможным во время "обратного хода", который раньше являлся движением с единственной целью транспортировки разделочного инструмента обратно в желательное исходное положение, чтобы разделочный инструмент мог быть одновременно очищен. Тогда очистка разделочного инструмента больше не влияет, по меньшей мере отчасти, на "критический путь" цикла обработки; и именно поэтому очистка совпадает с перемещением разделочного инструмента, которое в любом случае необходимо.
Поэтому это приводит к повышению производительности, если сравнить устройство со разделочным инструментом, которое перемещается роботизированной рукой и которое помещают в стационарный очищающий инструмент для очистки; роботизированная рука тогда должна оставаться неподвижной для цели очистки разделочного инструмента, и весь процесс очистки, таким образом, увеличивает время цикла. Еще одно преимущество заключается в том, что более хорошая очистка становится возможной благодаря этому варианту осуществления устройства согласно настоящему изобретению, когда время цикла остается таким же, как и время цикла разделочного инструмента, который перемещает роботизированная рука и который помещают в стационарный очищающий инструмент для целей очистки. Конечно, также можно выбрать сочетание обоих преимуществ, ограничив время цикла только до ограниченной степени в сочетании с более интенсивной (т.е., более длительной) очисткой. В дополнение к такому ограничению времени цикла, время очистки разделочного инструмента также может быть продлено одновременно или независимо от вышеуказанного решения путем добавления к устройству согласно настоящему изобретению больше чем двух (по выбору также подобных) разделочных инструментов, перемещаемых той же роботизированной рукой. Если устройство настоящего изобретения включает, например, три идентичных разделочных инструмента, время очистки каждого разделочного инструмента может быть удвоено относительно устройства, включающего два идентичных разделочных инструмента.
В одном варианте осуществления по меньшей мере два подобных разделочных инструмента и очищающий инструмент перемещаются одной роботизированной рукой. Тогда также возможно, чтобы очищающий инструмент и по меньшей мере два разделочных инструмента перемещались относительно друг друга между по меньшей мере положением для очистки разделочного инструмента очищающим инструментом и положением, в котором разделочный инструмент, которому не создает препятствия очищающий инструмент, может выполнять операции разделки туши. Во время "рабочего хода" роботизированной руки разделочный инструмент тогда может выполнять операции без препятствий со стороны очищающего инструмента, и во время "обратного хода" роботизированной руки очищающий инструмент тогда может быть расположен близко к по меньшей мере одному разделочному инструменту, так что становится возможной эффективная очистка, и причем во время очистки по меньшей мере одного разделочного инструмента по меньшей мере еще один разделочный инструмент может выполнять операцию без препятствия со стороны очищающего инструмента.
Тогда возможен случай, когда по меньшей мере один разделочный инструмент при очистке не может быть использован во время обратного хода, поскольку он полностью или иначе покрыт очищающим инструментом, хотя эта необходимость не является недостатком. С учетом всего этого один разделочный инструмент не должен обычно выполнять операции разделки туши во время обратного хода, и есть возможность выполнения рабочего хода другим разделочным инструментом во время обратного хода одного разделочного инструмента. Также можно посредством взаимной перемещаемости очищающего инструмента и разделочного инструмента полностью (или в сущности полностью) закрывать разделочный инструмент во время очистки, чтобы предотвратить неконтролируемое распространение загрязнения. В этом отношении следует отметить, что очищающий инструмент желательно должен быть снабжен перемещаемым колпаком, кожухом или корпусом, выполненным так, чтобы он мог закрываться вокруг одного или нескольких разделочных инструментов для того, чтобы во время очистки разделочного инструмента не могло произойти загрязнения окружающей области. Этим, в частности, предотвращается распространение чистящей жидкости и/или продуктов разделки на окружающую область; эти продукты в конечном итоге будут собраны в колпаке, кожухе или корпусе и удалены из него контролируемым образом.
Альтернативно, также можно, чтобы очищающий инструмент был подвижно соединен с фиксированным объектом. Это означает, что очищающий инструмент не перемещается роботизированной рукой, хотя тогда все же возможно (как и в случае, когда очищающий инструмент перемещается роботизированной рукой), чтобы очищающий инструмент также перемещался роботизированной рукой по меньшей мере по части пути во время цикла обработки. В такой ситуации изобретение предлагает установку по меньшей мере двух разделочных инструментов на роботизированную руку. Отдельный привод для перемещения очищающего инструмента тогда становится ненужным.
Несколько разделочных инструментов на роботизированной руке включают по меньшей мере два подобных разделочных инструмента, которые, по выбору, также могут подходить для выполнения разных операций разделки. Еще один вариант заключается в том, что роботизированная рука имеет по меньшей мере два подобных разделочных инструмента с еще одним или больше другими разделочными инструментами. Преимущество установки по меньшей мере двух разделочных инструментов на одной роботизированной руке заключается, например, в том, что время очистки разделочного инструмента может быть таким образом значительно увеличено без увеличения времени цикла. Это происходит потому, что тогда разделочный инструмент может быть очищен не только во время обратного хода, но и можно очищать разделочный инструмент, не используемый во время хода обработки. Таким образом, становится возможным ограничить время простоя убойной линии вследствие неисправности или во время технического обслуживания. Когда по меньшей мере два подобных разделочных инструмента установлены на одной роботизированной руке для выполнения разных операций разделки, становится возможным выполнять разные операции разделки с помощью одной роботизированной руки. Разделочные инструменты могут, например, состоять из следующих разделочных инструментов (или из сочетаний следующих разделочных инструментов): пила, нож, секач, ножницы, штамп, грейфер, скоба и толкатель. Используя эти разделочные инструменты, становится возможным выполнять такие операции разделки, как: вскрытие грудной клетки, разделка туши, удаление ануса, отрезание ног, перерезание шеи, рубка лобковой кости, удаление пениса, вскрытие желудка, нутрование, удаление (жировых) частей, отделение сухожилий, удаление яичников и штампование частей туши.
Выше уже было сказано в отношении роботизированной руки, что для этой цели могут быть применены роботизированные руки, общедоступные на рынке. В зависимости от выполняемых операций, можно выбрать роботизированную руку, которая является по меньшей мере четырехосной или, для более сложных операций, шестиосной роботизированной рукой. Выходной вал роботизированной руки будет, как правило, перемещать по меньшей мере два разделочных инструмента и/или очищающий инструмент, хотя также возможен и другой вал, нежели выходной вал роботизированной руки, который будет перемещать по меньшей мере два разделочных инструмента и/или очищающий инструмент. В еще одном варианте также возможно, чтобы выходной вал роботизированной руки был снабжен дополнительным приводом. Взаимная перемещаемость разделочных инструментов и очищающего инструмента может быть реализована путем установки по меньшей мере двух разделочных инструментов или очищающего инструмента на такой дополнительный привод, или же один из нескольких доступных разделочных инструментов может быть переведен в рабочий режим.
Для хорошей работы очищающего инструмента его можно оборудовать подачей и сбросом жидкости. Очищающий инструмент, кроме того, может быть оснащен другими компонентами, например, такими как сопла, элементы механической щетки, и защитным колпаком.
Настоящее изобретение также предлагает способ обработки туш животных, включающий следующие этапы обработки: А) выполнение обработки по меньшей мере одной туши животных с использованием разделочного инструмента, работающего на роботизированной руке, и В) выполнение обработки с использованием второго разделочного инструмента, перемещаемого той же роботизированной рукой. Подобные операции разделки могут быть выполнены на тушах с использованием первого и второго разделочных инструментов, хотя также можно выполнять разные операции разделки на туше, используя первый и второй подобные разделочные инструменты. При использовании такого способа могут быть реализованы преимущества, указанные выше по отношению к устройству согласно настоящему изобретению.
В еще одном варианте очищающий инструмент и разделочные инструменты перемещаются относительно друг друга во время цикла обработки между положением для очистки одного или нескольких разделочных инструментов и рабочим положением, в котором разделочный инструмент может выполнять операцию на туше без помехи очищающего инструмента. Очищающий инструмент может быть перемещен сюда роботизированной рукой или иным приводом, чем роботизированная рука. Последовательные операции разделки могут быть, таким образом, выполнены отдельными подобными разделочными инструментами, причем по меньшей мере один разделочный инструмент всегда очищается очищающим инструментом во время операции разделки. Последовательные операции разделки могут быть подобными (или идентичными) операциями, но также могут отличаться одна от другой.
Настоящее изобретение далее будет объяснено на неограничительных примерах вариантов осуществления, представленных на чертежах. Где:
Фиг.1A - схема устройства для обработки туш свиней, снабженного роботизированной рукой с двумя пилящими инструментами и очищающим инструментом;
Фиг.1B - схема устройства для обработки туш свиней, снабженного роботизированной рукой с тремя пилящими инструментами и очищающим инструментом;
Фиг.2A-2C - три схематических вида трех разных рабочих положений устройства для обработки туш свиней, снабженного роботизированной рукой с двумя разделочными инструментами и очищающим инструментом, соединенным с возможностью перемещения с фиксированным объектом.
На Фиг.1A показана шестиосная роботизированная рука 1, которая соединена посредством линии управления 2 и линии электропитания 3 с внешним органом управления и внешним источником электропитания (не показан). Роботизированная рука 2 снабжена основанием 4, которое соединено с фиксированным объектом, и выходной вал 5 роботизированной руки 1 расположен на той стороне роботизированной руки 1, которая удалена от основания 4. Две идентичные пилы 21a, 21b и другие детали установлены на этом выходном валу 5. Первым разделочным инструментом здесь является первая пила 21a, которая установлена на роботизированной руке 1 и которая находится в рабочем режиме. Туша свиньи 7 подвешена за задние ноги 8 на направляющей 9, по которой туши свиней 7 могут перемещаться между разными постами обработки. Вторым разделочным инструментом здесь является вторая пила 21b, которая установлена на роботизированной руке 1 и которая в показанной ситуации не используется для обработки туши свиньи 7. В дополнение к двум пилам 21a, 21b роботизированная рука 1 также снабжена очищающим инструментом 10, который показан здесь как корпус 11, через который сопла 12 проходят внутрь. Вторая пила 21b расположена в корпусе 11 очищающего инструмента 10, чтобы очищать его в показанной ситуации. Это означает, что пока первая пила 21a используется для выполнения операции на каркасе свиньи 7, вторая пила может быть очищена.
Очищающая жидкость подается в сопла 12 по трубопроводам 13. С корпусом 11 очищающего инструмента 10 соединен сливной трубопровод 14, по которому может сливаться очищающая жидкость. После того, как первая пила 21a выполнит этап обработки, первая пила 21a может быть перемещена в очищающий инструмент 10 (посредством относительного перемещения первой пилы 21a и очищающего инструмента 10), и вторая пила 21b будет отведена от очищающего инструмента 10; для этой цели дополнительный привод 15 размещен на выходном валу 5 роботизированной руки 1. После того как первая пила 21а будет расположена в очищающем инструменте 10, начнется процесс очистки, хотя роботизированная рука 1 или по меньшей мере выходной вал 5 роботизированной руки 1 может быть одновременно перемещен в положение, где вторая пила 21b начинает обработку следующей туши свиньи 7 или начинает выполнять следующий этап обработки данной туши свиньи.
На Фиг.1B еще раз показано устройство 20 с Фиг.1A для обработки туш свиней, хотя теперь выходной вал 5 снабжен тремя идентичными пилами 21a, 21b, 21c для обработки туш свиней 7. Кроме того, желудок 22 туши свиньи 7 вскрывается пилой 21a в ситуации, показанной на Фиг.1B. Пила 21a обычно, хотя и не исключительно, является вращающейся дисковой пилой. Во время этого вскрытия желудка 22 туши свиньи 7 пила 21a перемещается точно по желательному пути движения роботизированной рукой 1. Вторая пила 21b и третья пила 21с расположены в корпусе 11 очищающего инструмента 10 для очистки. Здесь необходимо заметить, что по сравнению с устройством, показанным на Фиг.1A, время очистки второй пилы 21b (а также третьей пилы 21 с) удвоено.
На Фиг.2A показано устройство 30 для обработки туш свиней 7, имеющее роботизированную руку 1 с двумя идентичными разделочными инструментами 31, 31’ (в этом случае двумя схематически показанными резаками лобковой кости, из которых только один показан на Фиг.2A) и очищающее устройство 32, соединенное с возможностью перемещения с фиксированным объектом. Очищающее устройство 32 для этой цели проходит по направляющему стержню 33. Процесс очистки разделочных инструментов 31, 31’ дальше объяснен со ссылкой на Фиг.2B и 2C. На Фиг.2B первый разделочный инструмент 31 завершил операцию на туше 7, и этот первый разделочный инструмент 31 перемещается к очищающему инструменту 32 для введения в него, тогда как второй разделочный инструмент 31’ расположен снаружи очищающего инструмента 32. Здесь необходимо отметить, что альтернативно возможно выполнить очищающий инструмент 32 так, чтобы оба разделочных инструмента 31, 31’ могли быть одновременно введены в очищающий инструмент 32, чтобы они могли быть очищены во время обратного хода разделочных инструментов 31, 31’; это, конечно, расширяет варианты очистки разделочных инструментов 31, 31’ без увеличения времени цикла. После того как первый разделочный инструмент 31 введен в очищающий инструмент 32, может начаться очистка первого разделочного инструмента 31. Во время этой очистки очищающий инструмент 32 перемещается первым разделочным инструментом 31 по направляющему стержню 33 (влево на чертеже), так что оба разделочных инструмента 31, 31’ перемещаются обратно в положение рядом с местом, где первый разделочный инструмент 31 выходит из очищающего инструмента 32 (смотрите Фиг.2C) и может быть использован снова для выполнения последующей операции на туше свиньи 7. Во время обратного хода разделочных инструментов 31, 31’, перемещаемых роботизированной рукой 1, первый разделочный инструмент 31 также одновременно очищается. Очищающий инструмент 32 необязательно должен быть снабжен отдельным приводом. Необходимо только предусмотреть средство для перемещения очищающего инструмента 32 обратно из положения, показанного на Фиг.2C, в положение, где он был расположен на Фиг.2A. Это возможно, например, посредством помещения пружины, которая натягивается во время перемещения во время операции очистки (перемещение очищающего инструмента 32 по направляющему стержню 33 налево на чертеже), повышающее натяжение которой перемещает очищающий инструмент 32 обратно по направляющему стержню 33 (направляя его направо на чертеже).