устройство автоматизированного контроля упаковочных машин для колбасного производства

Формула изобретения

1. Устройство автоматизированного контроля упаковочных машин для колбасного производства, содержащих шприц-машину (F), цевку (1), тормозное устройство (2) для торможения кишечной оболочки и зажимную машину (V), отличающееся наличием камеры (6, 6', 6''), выдающей электрический видеосигнал, наличием аналитического устройства (7) для анализа видеосигнала и наличием выключающего устройства (8), управляемого аналитическим устройством для отключения шприц-машины (F).

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в нем для визуализации снятого с помощью камеры (6, 6', 6'') изображения дополнительно предусмотрен переносной индикаторный блок (10) с приемным устройством и передающее устройство (9) для передачи видеосигнала в приемное устройство.

3. Способ автоматизированного контроля упаковочных машин для колбасного производства, содержащих машину-шприц (F), цевку (1), тормозное устройство (2) для торможения кишечной оболочки, зажимную машину (V), характеризующийся следующими этапами:

a) в память системы инициализации записывают параметр инициализации,

b) с помощью камеры (6, 6', 6'') снимают один из участков упаковочной машины,

c) снятое камерой (6, 6', 6'') изображение оцифровывают,

d) оцифрованное изображение записывают в память изображений,

e) если память уже содержит параметр инициализации, то вместо него записывают параметр, отличный от параметра инициализации, и запускают новый рабочий цикл, начиная с этапа b).

е') в противном случае изображение, которое было записано на этапе d), сравнивают с изображением, записанным на этапе d) во время предыдущего рабочего цикла,

f) если при сравнении на этапе е') выявляют различие между указанными изображениями, то память изображений, занятую во время предыдущего рабочего цикла на этапе d), освобождают, и начинают новый рабочий цикл с этапа b),

f) в противном случае активируют выключающее устройство, выключающее машину-шприц (F), либо дополнительно или вместо отключения машины-шприца (F) выдают предупредительный сигнал и/или инициируют иное действие, например, отключают зажимную машину (V).

Описание изобретения к патенту

Изобретение касается устройства контроля автоматизированных упаковочных машин для колбасного производства. Эти машины предназначены для заполнения колбасным фаршем синтетической или натуральной оболочки и накладки зажимов на ее концы.

Упаковочные машины для колбасного производства в смысле изобретения состоят из следующих компонентов:

- машины-шприца, которая набивает фарш во входное отверстие цевки,

- устройства для торможения колбасной оболочки, которое находится у выходного отверстия цевки,

- машины для наложения зажимов на оболочку.

Упаковка с помощью этих машин обычно происходит так:

- Сначала пустую, закрытую с одной стороны оболочку большой длины надевают на выходной конец цевки шприца. Затем чаще всего оболочку гофрируют.

- После этого приводят в рабочее положение тормозное устройство. Это устройство создает силу трения, которая препятствует стягиванию оболочки с цевки шприца. Без силы трения оболочка стягивалась бы с цевки неравномерно, обеспечить равномерную набивку было бы трудно. Обычно тормозное устройство состоит из одного или нескольких эластичных колец, которые охватывают цевку. Когда оболочка находится на цевке, то благодаря эластичности материала колец она прижимается к поверхности цевки, вследствие чего при снятии возникает необходимая сила трения. В рабочем положении тормозное устройство находится у выходного конца цевки (ср. DE 199 53 695).

- Включают колбасный шприц. Фарш через цевку попадает в оболочку. Так как оболочка у выходного конца закрыта, она постепенно стягивается с цевки. Описанное выше тормозное устройство обеспечивает равномерность этого процесса.

- Заполненную оболочку подают к машине для наложения зажимов, которая закрывает оболочку по частям. Это может осуществляться, например, следующим образом. Машина с помощью вытеснителей пережимает колбасную оболочку, затем на пережатый участок накладывают зажимы. При прижимании к матрице зажимы деформируются и благодаря этому зажимают оболочку.

Изобретение, в частности, относится к автоматизированным упаковочным машинам для колбасного производства. Такие машины работают непрерывно, то есть рабочие операции скоординированы друг с другом так, что отдельные колбасы непрерывно пакуются в связку или в отдельные колбасные изделия.

При использовании этих машин постоянно возникает следующая проблема: чтобы своевременно отключить упаковочную машину, необходимо определить момент, когда достигнут конец оболочки. Кроме того, машину нужно немедленно выключать при непредусмотренных разрывах заполненной и снятой с цевки оболочки. Поручать какому-либо лицу постоянно следить за работой машины нерентабельно.

Поэтому к настоящему времени предложены различные способы автоматического контроля упаковки. Например, было предложено закрепить на конце оболочки пружинный зажим «крокодил», который бы переключал выключатель тогда, когда начинает двигаться конец оболочки. Кроме того, придуман качающийся рычаг, который прилегает к гофрированной оболочке. Как только оболочка снимается, он контактирует с металлической цевкой. Благодаря этому контакту замыкается электрическая цепь и выдается соответствующий сигнал. Однако эти нововведения лишь позволяют контролировать достижение конца оболочки, но не такие сбои, как разрыв. Сбои можно контролировать с помощью бегункового колеса, которое помещается у конца цевки. Это колесо прилегает к материалу оболочки и вращается постольку, поскольку оболочка сходит надлежащим образом. Если колесо останавливается, что определяется с помощью датчика, значит либо возникла неисправность, либо достигнут конец оболочки (ср. ЕР 0755188 В1).

Итак, известные решения либо не охватывают сбои, либо используют механические детали, которые требуют значительных затрат на обслуживание.

Задача изобретения заключается в том, чтобы обеспечить такой контроль, который без использования механических деталей позволил бы контролировать как сбои, так и достижение конца оболочки.

В изобретении эта задача решена благодаря отличительным признакам пункта 1.

При этом камера представляет собой любую систему сбора оптической информации. Информацию о двухмерном изображении эта система выдает в виде электрического сигнала изображения. При этом понятие «электронный» охватывает понятие «электрический».

Аналитическое устройство представляет собой вычислительное устройство, которое хранит изображения и осуществляет операции по сравнению изображений.

Выключающее устройство представляет собой электронное устройство, которое по сигналу аналитического устройства отключает машину-шприц.

Аналитическое устройство и/или выключающее устройство могут быть либо интегрированы с вышеуказанной камерой шприцом и т.п., либо выполнены в виде одного или двух отдельных компонентов.

Данное устройство может функционировать, например, в соответствии со следующим способом, осуществляемым аналитическим устройством.

Способ автоматического контроля упаковочных машин для колбасного производства, в состав которых входит:

- машина-шприц,

- цевка,

- тормозное устройство для торможения кишечной оболочки,

- зажимная машина.

Способ характеризуется следующими этапами:

a) В память системы инициализации записывают параметр инициализации.

b) С помощью камеры снимают один из участков упаковочной машины.

c) Снятое камерой изображение оцифровывают.

d) Оцифрованное изображение записывают в память изображений.

e) Если память уже содержит параметр инициализации, то вместо него записывают параметр, отличный от параметра инициализации, и запускают новый рабочий цикл, начиная с этапа b).

е') В противном случае изображение, которое было записано на этапе d), сравнивают с изображением, записанным на этапе d) во время предыдущего рабочего цикла.

f) Если при сравнении на этапе е') выявляют различие между указанными изображениями, то память изображений, занятую во время предыдущего рабочего цикла на этапе d), освобождают и начинают новый рабочий цикл с этапа b).

f') В противном случае активируют выключающее устройство, выключающее машину-шприц.

Дополнительно или вместо отключения шприца согласно этапу f) может быть выдан предупредительный сигнал и/или инициировано другое действие, например отключение машины для наложения зажимов.

Часть упаковочной машины, которую снимает камера на этапе b), можно выбрать по-разному.

Например, камера может снимать участок цевки с гофрированной оболочкой. В этом случае данная область выбирается так, чтобы при надлежащем функционировании из-за стягивания оболочка в ее пределах находилась в постоянном движении. При разрыве поступающий фарш уже не оказывает давления, под действием которого снимается оболочка. Перемещение оболочки прекращается, поэтому при сравнении согласно этапу е') различие между изображениями не устанавливается, осуществляется переход к шагу f) и шприц-машина отключается. Когда достигается конец оболочки, оболочка из той области, которая была выбрана при этой установке, исчезает. Следующие друг за другом изображения похожи друг на друга, поэтому снова осуществляется переход от пункта е') к пункту f'). В рамках инициализации можно также предусмотреть специальные шаги по съемке цевки без оболочки и сохранению этого изображения в качестве пустого изображения. Кроме того, перед активированием выключающего устройства согласно этапу f') может быть осуществлено сравнение пустого изображения с последним снятым изображением. Если это сравнение показывает, что отклонения отсутствуют, значит никакого разрыва нет, а лишь достигнут конец оболочки. Этот способ позволяет отличить разрыв от достижения конца оболочки, это может быть принято во внимание при активировании других действий.

Можно также снять участок с частью оболочки между цевкой и машиной для наложения зажимов («область пузырей»). Если машина работает надлежащим образом, то оболочка на этом участке через равномерные промежутки раздувается и образует пузыри одного и того же размера. Если два подряд снятых изображения не отличаются друг от друга, значит возник сбой, поэтому осуществляется переход от е') к f'). Описанный способ на этапе f) можно изменить таким образом, чтобы при отклонении осуществлялся переход к этапу f'), а при одинаковых подряд снятых изображениях - назад к этапу b). В этом случае съемку на этапе b) необходимо также связать с циклом машины, чтобы снимки делались тогда, когда машина находится в определенной фазе, например в момент наибольшего раздувания пузыря. Это позволяет также установить колебания размеров. Часто такие отклонения указывают на недостаточное качество производимой колбасы, например, из-за неправильной температуры фарша и т.п. При использовании данного способа не обязательно сравнивать именно следующие друг за другом снимки. Дополнительно или вместо этого последний снимок можно сравнивать с эталонным изображением. Эталонное изображение можно снять в рамках инициализации или задать его иным способом и сохранить в памяти.

Наконец, камеру можно направить на выход зажимной машины, где периодически выпадают или выкатываются упакованные колбасы («область колбас»). Если колбаса здесь не появляется, значит возник сбой или достигнут конец оболочки. Как и при съемках в области пузырей, чтобы контролировать качество колбас, снимки, которые выполняют на этом участке согласно этапу b), также можно синхронизировать с циклом машины. Это возможно благодаря тому, что при колебаниях качества изменяется также размер и/или форма колбас. Кроме того, можно измерять площадь, занимаемую на снимке колбасой. Это можно осуществить, например, следующим образом. Делаются цветные снимки, в аналитическом устройстве сохраняется информация о цвете оболочки. Затем этот блок определяет количество точек, которые имеют соответствующий цвет и располагаются рядом друг с другом в пределах определенной площади. Число точек в этом случае является мерой площади. Соответствующим образом можно контролировать длину (посредством установления самой длинной прямой линии в пределах определенной площади) и другие параметры формы. Цвет оболочки можно определять либо на этапе инициализации, либо непрерывно, дополнительно снимая оболочку на участке гофрирования или в области пузырей. При применении этих вариантов можно учитывать отклонения цвета и таким образом при необходимости определять колебания силы света, от которых зависит цвет точек изображения.

Можно снимать не только один из названных участков (участок гофрирования, образования пузырей и колбас), но и комбинировать их между собой. Для этого можно использовать несколько камер. С помощью одной камеры снимают два или несколько участков и анализируют с помощью аналитического устройства только соответствующие части изображения. В этом случае, в частности, можно комбинировать описанные выше простые и циклические способы, в результате увеличивается надежность контроля в целом.

Анализ данных сравнением неподвижных изображений не ограничивается. Можно снять фильмы (отображающие фактическое протекание процесса) и непрерывно сравнивать их с репрезентативным фильмом (фильмом, отображающим надлежащее протекание процесса), который снимается либо во время инициализации, либо во время правильно протекающего процесса. В этом случае при обработке данных также можно учитывать один, два или все три участка (гофрирования, образования пузырей и колбас) и работать с одной или несколькими камерами. Начало съемки фильма можно связать с циклом машины.

Наконец, можно также комбинировать друг с другом обработку фильмов и неподвижных изображений. Например, для контроля разрывов и достижения конца оболочки выбирается участок гофрирования, а для контроля качества - один или оба остальных участка.

Дополнительно предусмотрен переносной индикаторный блок с приемным устройством для визуализации снятых с помощью камеры изображений и передающее устройство для передачи видеосигнала в приемное устройство. Эти устройства можно использовать для того, чтобы при срабатывании определенного сигнала показать последний снимок или фильм оператору, который носит с собой индикаторный блок с приемным устройством.

Ниже с помощью чертежей более подробно раскрыты два примера реализации изобретения. На чертежах показано следующее:

Фиг.1: Схематичное представление упаковочной машины для колбасного производства с тремя камерами и отдельными участками изображения.

Фиг.2: То же самое, но с одной камерой и полным охватом участков изображения.

Упаковочная машина содержит машину-шприц F, к которой прикреплен один конец цевки 1. На другом конце цевки 1 находится тормозное устройство 2 для торможения кишечной оболочки. На участке цевки 1 перед тормозным устройством находится конец колбасной оболочки, который здесь схематично изображен в виде гофрированной оболочки 3. После цевки 1 за тормозным устройством 2 следует зажимная машина V. Выпуск находится с противоположной стороны машины - там, где обозначен выпадающий батон колбасы 5. Между цевкой 1 и машиной V оболочка образует пузырь 4.

Пунктиром обозначены участок гофрирования R, участок пузыря В и участок колбасы W. На каждый из этих участков направлена одна из камер: 6, 6' или 6''. Как видно из фиг.2, вместо трех камер можно установить единственную камеру 6 для съемки большой области, которая охватывает участки R, В и W.

Как показано на фиг.2, к камере 6 подключено аналитическое устройство 7. Отключающее устройство состоит из кабеля 8, а также интерфейсов в устройстве 7 и машине-шприце F (интерфейсы не показаны). Кроме того, аналитическое устройство 7 посредством кабеля соединено с передающим устройством 9, которое может передавать последнее снятое изображение или последние снятые изображения по радио в приемное устройство переносного индикаторного блока 10.