008911 - 1 - Область техники Настоящее изобретение

008911
Область техники
Настоящее изобретение относится к системе для переворачивания кусков мяса, имеющих неправильную геометрическую форму, причем система содержит захватные средства для захвата куска мяса и
вращательные средства для вращения захватных средств вокруг оси вращения.
Предшествующий уровень техники
Производственные линии для обработки продуктов, таких как куски мяса, зачастую требуют, чтобы
продукты прибывали расположенными и/или сориентированными определенным образом, таким образом позволяя продуктам проходить дальнейшую обработку автоматически или обрабатываться вручную
в эргономически оптимальном положении.
Часто желательно, чтобы продукт был перевернут таким образом, чтобы его нижняя сторона стала
его верхней стороной, если продукт транспортируется по последующей производственной линии, таким
образом обеспечивается осуществление последующей обработки оптимальным образом.
На производственных линиях в различных отраслях промышленности, в частности в пищевой промышленности, например на скотобойнях, может потребоваться переворачивание продуктов, имеющих
неправильную геометрическую форму.
При увеличивающейся автоматизации и повышенном внимании к эргономике на скотобойнях важно, чтобы куски мяса с туши прибывали на производственную линию в правильных ориентации и положении для обеспечения автоматической обработки с оптимальной производительностью или для обеспечения обработки вручную эргономически правильным способом.
Последующая обработка, например, может представлять собой автоматическое снятие шкуры, когда большой кусок мяса отрезается, и правильное расположение куска мяса относительно оборудования
для снятия шкуры является ключевым для правильной обработки. В настоящее время кусок мяса располагается вручную перед оборудованием для снятия шкуры.
Другая последующая обработка может представлять собой дальнейшую обработку куска мяса
вручную, и, следовательно, важно, чтобы сторона куска мяса, которую следует обработать, была обращена к оператору. В настоящее время кусок мяса переворачивается вручную, при необходимости.
Скотобойни налагают все возрастающие требования на правильное расположение кусков мяса относительно последовательной обработки на производственной линии, чтобы таким образом позволить
осуществить автоматическую последовательную обработку оптимальным образом или позволить осуществить последовательную ручную обработку эргономически оптимальным образом.
Краткое описание изобретения
Задачей настоящего изобретения является создание системы, которая удовлетворяет вышеприведенным требованиям.
Согласно первому объекту настоящего изобретения вышеуказанные и другие задачи осуществляются путем создания системы первичной переработки скота для переворачивания кусков мяса, имеющих
неправильную геометрическую форму, содержащей захватные средства для захвата куска мяса и вращательные средства для вращения захватных средств вокруг оси вращения. Когда захватные средства захватывают кусок мяса, этот кусок мяса также будет поворачиваться под действием поворотных средств.
Таким образом обеспечивается заданный поворот куска мяса. Как правило, поворотные средства будут
вращать захватные средства примерно на 180 или -180°. Таким образом кусок мяса будет перевернут, т.е.
сторона, которая обращена вниз при поставке куска мяса в систему, будет обращена вверх после осуществления вращения.
В данном контексте термин «кусок мяса» подразумевает часть туши, которую необходимо подвергнуть дальнейшим этапам обработки. Он может, например, представлять собой части, которые уже были
подвергнуты первичному разрезанию, например бедра, филейную часть, переднюю часть и т.д. Таким
образом, кусок мяса представляет собой относительно крупнокусковую часть туши, т.е. имеет неправильную геометрическую форму. Более того, следует понимать, что кусок мяса, как правило, не будет
запакован.
Система может также содержать средства для перемещения куска мяса в и/или из системы. Такие
средства могут, например, быть способны проталкивать и/или затягивать кусок мяса в и/или из системы.
Как вариант, они могут содержать один или более конвейеров или отделений конвейера, которые могут
образовывать часть системы или, как вариант, могут быть расположены снаружи системы.
В предпочтительном варианте воплощения изобретения средства для перемещения куска мяса в
и/или из системы объединены с захватными средствами. Они могут, например, иметь форму по меньшей
мере одного конвейера или отделения конвейера, образуя часть захватных средств и по меньшей мере
часть средств для перемещения куска мяса в и/или из системы.
В одном варианте воплощения изобретения захватные средства содержат по меньшей мере два конвейера или отделения конвейера, установленных на общую раму. В этом случае по меньшей мере один
из конвейеров может быть подвижен вдоль общей рамы и захватные средства могут быть расположены
таким образом, чтобы перемещение конвейера (конвейеров) вынуждало захватные средства захватывать
или освобождать кусок мяса. Эти два конвейера могут представлять собой ленточные конвейеры, и каждый из них может иметь узел привода для привода ленты. Эти узлы привода предпочтительно распола-1-
008911
гаются друг напротив друга таким образом, чтобы узел привода по меньшей мере одного из конвейеров
располагался на нижнем по потоку конце конвейера. В данном контексте термины «верхний по потоку
конец» и «нижний по потоку конец» следует понимать следующим образом. В ходе нормальной работы
транспортируемый кусок мяса будет сперва поставляться на верхний по потоку конец конвейера и будет
последовательно перемещаться по направлению к нижнему по потоку концу. Если точка расположена
«ниже по потоку» другой точки, то транспортируемый кусок мяса, следовательно, достигнет этой точки
позже в ходе нормальной работы.
В варианте воплощения изобретения, описанном выше, по меньшей мере один из конвейеров может
перемещаться вдоль общей рамы при помощи исполнительных механизмов таким образом, что конвейеры могут приближаться друг к другу и захватывать кусок мяса, расположенный между ними, и удерживать его в ходе вращения вокруг оси поворота. После поворота на 180 или -180° по меньшей мере один
из конвейеров вновь перемещается посредством исполнительных механизмов, таким образом перемещая
конвейеры друг от друга. Таким образом конвейеры больше не будут захватывать и удерживать кусок
мяса, и кусок мяса поэтому может быть перемещен дальше по производственной линии. В предпочтительном варианте воплощения нижний конвейер всегда снижается для того, чтобы располагаться на одном уровне с производственной линией, таким образом способствуя дальнейшей транспортировке по
производственной линии.
Система может дополнительно содержать средства управления для управления средствами перемещения для перемещения куска мяса в и/или из системы. Такие средства управления могут предпочтительно быть предназначены для старта и/или остановки средств перемещения, например, таким образом,
что средства перемещения начинают работу, когда нужно переместить кусок мяса в или из системы, и
средства для перемещения останавливаются, когда кусок мяса занял заданное положение в системе и
нужно перевернуть кусок мяса. В этом случае кусок мяса не будет перемещаться под действием средств
для перемещения в ходе переворачивания.
Система может дополнительно содержать средства определения положения прибывающего в систему куска мяса, и средства управления могут быть выполнены с возможностью управления средствами
для перемещения для перемещения куска мяса в и/или из системы, основываясь на сигнале, произведенном средствами определения. Средства определения могут содержать оптические средства определения,
такие как система технического зрения (СТЗ), способная определять точное положение куска мяса. В
этом случае, когда кусок мяса находится в заданном положении, система технического зрения может
произвести «стоп-сигнал» и передать этот сигнал к средствам перемещения. Средства перемещения, в
свою очередь, остановят движение куска мяса, который, соответственно, останется в заданном положении.
Средства определения могут как вариант или дополнительно содержать один или несколько фотоэлементов или подобных средств для определения присутствия особой части куска мяса в особом положении. Таким образом, средства определения могут содержать множество фотоэлементов, расположенных в ряд или в виде массива, образуя «стенку» или «экран» фотоэлементов, расположенный поперек
конвейера таким образом, что линия по меньшей мере одного из фотоэлементов прерывается, когда часть
куска мяса пересекает положение стенки/экрана. Средства определения могут даже содержать две такие
стенки или два экрана или более, расположенные в разных местоположениях вдоль конвейера, так что
средства определения способны определить различные положения куска мяса вдоль конвейера.
Средства определения могут быть предназначены для определения задней грани прибывающего
куска мяса. В этом случае средства определения могут предпочтительно содержать фотоэлемент или
массив фотоэлементов, расположенных поперек верхнего конца конвейера, так что средства определения
могут определить, когда кусок мяса пройдет через точки фотоэлемента (фотоэлементов).
Как вариант или дополнительно средства определения могут быть предназначены для определения
передней грани прибывающего куска мяса. Это очень похоже на то, что описано выше для определения
задней грани. Однако в этом случае средства определения могут предпочтительно содержать фотоэлемент или массив фотоэлементов, расположенных поперек нижнего конца конвейера, средства определения, таким образом, могут определить, когда передняя грань куска мяса прибудет в точку фотоэлемента
(фотоэлементов).
В одном варианте воплощения настоящего изобретения захватные средства могут вращаться вокруг
оси, которая, по меньшей мере, по существу, перпендикулярна направлению движения кусков мяса в
и/или из системы, предпочтительно, по существу, горизонтальной оси. Более того, из-за электропроводки
во вращательных средствах зачастую желательно иногда вращать захватные средства на угол в 180°, а
иногда на угол в -180°. Оказалось, что вращение захватных средств таким образом, что центр масс куска
мяса находится наиболее близко к грани, которая поворачивается вниз, чем к грани, которая поворачивается наверх, требует значительно меньших затрат энергии, чем при повороте захватных средств в противоположном направлении. Зная, в каком направлении следует повернуть следующий кусок мяса, следовательно, желательно расположить этот кусок мяса таким образом, чтобы его центр масс был ближе к
грани, которая вращается вниз. Это может быть достигнуто при помощи расположения фотоэлемента
или множества фотоэлементов поперек верхней грани и поперек нижней грани. Таким образом, будет
-2-
008911
возможно определить наличие куска мяса как можно ближе к любой из граней и, следовательно, будет
возможно управлять средствами перемещения таким образом, чтобы данный кусок мяса располагался
как можно ближе к грани, которая будет поворачиваться вниз, независимо от того, будет ли это верхняя
или нижняя грань.
Таким образом, средства определения могут быть приспособлены для определения, по меньшей мере, приблизительного положения центра масс прибывающего куска мяса, например, при помощи вышеописанных фотоэлементов или при помощи системы технического зрения.
Ось вращения может быть горизонтальной или, по существу, горизонтальной.
Система может дополнительно быть выполнена с возможностью пропускания прибывающего куска
мяса, который не требует переворачивания, через систему без переворачивания куска мяса, так как нижняя часть конвейера образует транспортировочную часть производственной линии.
Настоящее изобретение дополнительно относится к способу для переворачивания кусков мяса,
имеющих неправильную геометрическую форму, при помощи вышеописанной системы. Оно дополнительно относится к использованию системы, описанной выше, для переворачивания кусков мяса на скотобойне в ходе обработки туш скота. Изобретение дополнительно относится к системе транспортировки,
содержащей систему, описанную выше, причем подающий конвейер расположен выше по ходу движения относительно системы и выпускающий конвейер расположен ниже по ходу движения относительно
системы. Такая система транспортировки может предпочтительно образовывать часть производственной
линии.
Краткое описание чертежей
Настоящее изобретение теперь будет описано дополнительно со ссылкой на прилагаемые чертежи,
на которых
фиг. 1 - предпочтительная конструкция системы согласно настоящему изобретению и
фиг. 2-7 - поэтапный процесс переворачивания в предпочтительной конструкции системы.
Подробное описание чертежей
Фиг. 1 представляет систему в соответствии с настоящим изобретением, содержащую два конвейера 1 и 2, установленные на общую раму 3, и исполнительные механизмы 4 и 5 для движения конвейеров
1 и 2, соответственно, вдоль рамы 3, и узел привода 6 для конвейера 1, и узел привода 7 для конвейера 2.
Фиг. 1 дополнительно изображает горизонтальную ось вращения 8 для общей рамы 3, стрелки указывают
направления вращения как по часовой стрелке, так и против часовой стрелки. Общая рама 3 вместе с
конвейерами 1 и 2, следовательно, может вращаться как по часовой стрелке, так и против часовой стрелки вокруг оси вращения 8.
Фиг. 2 представляет кусок мяса 11, изображенный в виде свиного окорока с частью копыта позади,
который был доставлен по конвейеру 9 на производственную линию, таким образом, прибыл на конвейер
2, который был остановлен в соответствии с сигналом, полученным от средств 12 определения, так как
желательно перевернуть этот кусок мяса 11. Из фиг. 2 ясно, что конвейер 2 был остановлен, как только
кусок мяса 11 вошел на конвейер 2. Таким образом, в процессе, показанном на фиг. 2-7, система управляется в соответствии с положением задней грани куска мяса 11.
Фиг. 3 представляет два конвейера 1 и 2 после того, как они были перемещены вдоль рамы 3. Конвейер 2 был поднят, и конвейер 1 был опущен относительно положений конвейеров 1 и 2 на фиг. 2, таким
образом, два конвейера 1 и 2 захватывают и удерживают кусок мяса 11 для последующего переворота.
Фиг. 4 представляет систему, в которой кусок мяса 11 находится в процессе переворачивания, в
данном случае в направлении против часовой стрелки. Переворачивание осуществляется путем вращения общей рамы 3 вместе с конвейерами 1 и 2, установленными на нее, а также удерживаемым куском
мяса 11 вокруг оси вращения 8. Так как общая рама 3 вращается в направлении против часовой стрелки и
так как кусок мяса 11 был остановлен как можно ближе к задней грани конвейера 2, ясно, что вращение
осуществляется таким образом, что грань конвейера 2, которая расположена наиболее близко к центру
масс куска мяса 11, движется вниз, как описано выше, таким образом экономя энергию в ходе вращения.
Фиг. 5 показывает систему, в которой переворот завершен, и конвейер 1 теперь находится в нижнем
положении, а конвейер 2 находится в верхнем положении. Кусок мяса 11 был перевернут таким образом,
что сторона, которая была обращена вниз, когда кусок мяса 11 прибыл, теперь обращена наверх.
Фиг. 6 показывает систему, в которой конвейеры 1 и 2 были перемещены вдоль рамы 3 таким образом, что конвейер 1 выровнен с производственной линией и кусок мяса 11 больше не удерживается конвейерами 1 и 2. Путем последующего запуска конвейера 1 кусок мяса 11 может быть перемещен на конвейер 10 производственной линии. В ходе последующей транспортировки кусок мяса 11 будет транспортироваться так, что его сторона, которая была обращена наверх, когда кусок мяса 11 прибыл в переворачивающую систему, теперь обращена вниз.
Фиг. 7 изображает дальнейшую транспортировку перевернутого куска мяса 11 на конвейере 10. Эта
дальнейшая транспортировка значительно облегчается путем обеспечения того, что нижний конвейер 1
располагается на одном уровне с последующим конвейером 10.
-3-
008911
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
1. Система первичной переработки для переворачивания кусков мяса (11), имеющих неправильную
геометрическую форму, содержащая захватные средства (1, 2) для захвата куска мяса (11) и поворотные
средства для вращения захватных средств (1, 2) вокруг оси вращения (8).
2. Система по п.1, дополнительно содержащая средства для перемещения куска мяса (11) в и/или из
системы, при этом средства для перемещения куска мяса (11) в и/или из системы объединены с захватными средствами (1, 2).
3. Система по п.2, в которой захватные средства содержат по меньшей мере один конвейер (1, 2),
образующий по меньшей мере часть средств для перемещения куска мяса (11) в и/или из системы.
4. Система по п.3, в которой захватные средства содержат по меньшей мере два конвейера (1, 2), установленных на общую раму (3), при этом по меньшей мере один из конвейеров (1, 2) выполнен с возможностью перемещения вдоль общей рамы и захватные средства расположены таким образом, что
движение конвейера(ов) (1, 2) вынуждает захватные средства захватывать или освобождать кусок мяса
(11).
5. Система по п.4, в которой конвейер (конвейеры) (1, 2) расположен/расположены таким образом,
что движение вдоль общей рамы (3) вызывает изменение расстояния между двумя конвейерами (1, 2), и
при этом конвейер(ры) перемещается/перемещаются таким образом, что расстояние между конвейерами
(1, 2) может изменяться от минимального до максимального расстояния, и при этом нижний конвейер (1,
2) выровнен со смежной производственной линией, когда расстояние между конвейерами (1, 2) максимально.
6. Система по любому из пп.2-5, дополнительно содержащая средства управления для управления
средствами для перемещения куска мяса (11) в и/или из системы и средства для определения положения
прибывающего куска мяса (11) в системе, и при этом средства управления выполнены с возможностью
управления средствами для перемещения куска мяса (11) в и/или из системы на основании сигнала, произведенного средствами определения.
7. Система по любому из пп.1-6, дополнительно обеспечивающая проход прибывающего куска мяса
(11) через систему без его переворачивания (11).
8. Способ переворачивания кусков мяса, имеющих неправильную геометрическую форму, при котором захватывают кусок мяса при помощи захватных средств, переворачивают захватные средства и
кусок мяса вокруг оси вращения, таким образом обеспечивая переворот куска мяса, и освобождают захват куска мяса захватными средствами.
9. Способ по п.8, при котором дополнительно размещают кусок мяса в системе для переворачивания кусков мяса, имеющих неправильную геометрическую форму, и выдают перевернутый кусок мяса из
системы.
10. Способ по п.9, при котором для осуществления размещения и/или выдачи куска мяса используют захватные средства.
11. Способ по любому из пп.8-10, при котором захватные средства содержат по меньшей мере один
конвейер, установленный на общую раму, и при этом кусок мяса захватывают и/или освобождают посредством перемещения одного из конвейеров вдоль общей рамы.
12. Способ по п.11, при котором кусок мяса захватывают и/или освобождают путем изменения расстояния между двумя конвейерами.
13. Способ по п.11 или 12, при котором кусок мяса освобождают таким образом, что нижний конвейер, по существу, расположен, по меньшей мере, на уровне смежной производственной линии.
14. Способ по любому из пп.8-13, при котором дополнительно определяют положение прибывающего в систему куска мяса, производят соответствующий сигнал управления и управляют системой на
основе произведенного сигнала управления.
15. Способ по п.14, при котором при управлении останавливают прибывающий кусок мяса, когда
он находится в заданном положении.
16. Использование системы по любому из пп.1-7 для переворачивания кусков мяса, имеющих неправильную геометрическую форму, на скотобойне при обработке туш скота.
-4-
008911
Фиг. 1
Фиг. 2
Фиг. 3
Фиг. 4
-5-
008911
Фиг. 5
Фиг. 6
Фиг. 7
Евразийская патентная организация, ЕАПВ
Россия, 109012, Москва, Малый Черкасский пер., 2/6
-6-