DE19802271B4

DE19802271B4 - Automatisches Putzen und Schneiden von Salaten und ähnlichen Produkten

Info

Publication number: DE19802271B4
Application number: DE1998102271
Authority: DE
Inventors: Robert Massen
Original assignee: Individual
Current assignee: Baumer Inspection GmbH
Priority date: 1998-01-22
Filing date: 1998-01-22
Publication date: 2005-11-24
Anticipated expiration: 2018-01-23
Also published as: DE19802271A1

Abstract

Verfahren zum automatischen Putzen und Zuschneiden von Salatköpfen (10) und ähnlichen Produkten, bei welchem die einzelnen Salatköpfe (10) mittels eines Greifers (14) am Strunk (12) gefaßt, in Drehbewegungen versetzt und an einem oder mehreren Schneidmessern (28, 36) vorbeigeführt werden, welche zumindest einen der folgenden Schneidprozesse durchführen: a) Entfernen der äußeren, nicht zum Verzehr geeigneten Blätter und b) Zuschneiden der Inneren zum Verzehr geeigneten Blätter, dadurch gekennzeichnet, daß
a) mittels einem oder mehrerer bildgebender Sensoren (18) die Silhouette und/oder Farbe des Salatkopfes (10) bestimmt und mittels zugeordneter Signalauswertungselektronik daraus diejenigen Positionen des oder der Schneidmesser (28) bestimmt werden, welche für das Entfernen der äußeren Blätter erforderlich sind, daß die Schneidmesser motorisch in diese Schneidposition verstellt werden und daß nach dieser Verstellung durch die Schneidmesser die äußeren nicht zum Verzehr geeigneten Blätter abgeschnitten werden,
b) mittels einem oder mehrerer bildgebender Sensoren (18) die Silhouette und/oder das Auflichtbild des Salatkopfes...

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum automatischen Putzen und Zuschneiden von Salatköpfen und ähnlichen Produkten, bei welchem die einzelnen Salatköpfe mittels eines Greifers am Strunk gefaßt, in Drehbewegungen versetzt und an einem oder mehreren Schneidmessern vorbeigeführt werden, welche zumindest einen der folgenden Schneidprozesse durchführen: a) Entfernen der äußeren, nicht zum Verzehr geeigneten Blätter und b) Zuschneiden der Inneren zum Verzehr geeigneten Blätter. Ferner betrifft die Erfindung eine Anordnung zur Durchführung des Verfahrens.
Die Herstellung von verzehrbereiten Salaten nimmt in der Lebensmittelindustrie stark zu. Diese Salatpackungen bestehen aus zugeschnittenen und gewaschenen Salatstückchen, welche luftdicht verpackt sind und aus denen leicht ein Salatmenü erstellt werden kann.
Bei der Herstellung solcher Salate ist noch eine umfangreiche Handarbeit für das sog. Putzen (Entfernung der äußeren Blätter) und das Zuschneiden (Zerschneiden der zum Verzehr geeigneten inneren Blätter in kleine Stücke) erforderlich. Die Automatisierung dieser Arbeitsgänge bedeutet eine erhebliche Rationalisierung und Kostensenkung für die unter starkem Kostendruck stehenden Betriebe.

In der Patentschrift EP 0419 349 B1 mit der Bezeichnung „Salatschälvorrichtung" wird eine mechanische Lösung für das Putzen und Zuschneiden beschrieben. Hierbei wird der Salatkopf per Hand mit dem Strunk in den zangenförmigen Greifer einer automatischen Schneidmaschine eingelegt. Dieser Greifer wird in eine Drehbewegung und gleichzeitig in eine longitudinale Bewegung versetzt und der mit dem Kopf nach unten hängende, sich drehende Salatkopf an einer Reihe von feststehenden Scheibenmessern vorbeigeführt. Diese Messer sind so eingestellt, daß sie nacheinander zuerst die äußeren Blätter abschneiden (putzen) und dann die inneren Blätter in kleine Stückchen schneiden (zuschneiden). Die guten Blattstückchen werden von den äußeren Blättern und dem Strunk getrennt und an die weiteren Bearbeitungsprozesse (waschen, desinfizieren, trocknen, verpacken) weitergeleitet.

Dieses Verfahren bedeutet eine wesentliche Verbesserung gegenüber dem rein manuellen Zuschneiden. Allerdings ist die feste Einstellung der Messer von großem Nachteil. Die Salatköpfe schwanken stark in ihrer Größe und Form, auch innerhalb einer Lieferung. Die Messer müssen zwangsläufig so eingestellt werden, daß beim kleinsten Kopf noch die äußeren Blätter ausreichend weit abgeschnitten werden. Dies bedeutet, daß bei größeren Köpfen ein großer Verlust an verwertbarem Material entsteht, weil wesentlich zuviel eßbare Innenblätter abgeschnitten und ausgeschieden werden. Das gleiche Argument gilt auch für unterschiedlich lange Köpfe; auch hier müssen die Messer nach dem kürzesten Kopf eingestellt werden, was wiederum zu erheblichen Materialverlusten bei zu langen Salatköpfen führt.

Je nach Kundenkreis und nach Qualitätsstufe werden als „gute" Blätter lediglich die weißen inneren, zum Salatherzen gehörenden Blätter verwendet, während bei anderen Produktionen und Salatmischungen im Vergleich hierzu wesentlich mehr grüne, äußere Blätter mitverwendet werden. Auch die hierfür erforderlichen Umstellungen der Schneidmesser sind umständlich und kompliziert durchzuführen.

Schlußendlich ist wegen der Vielzahl der erforderlichen, fest eingestellten Messer der mechanische Aufwand und vor allem der Reinigungsaufwand eines solchen Automaten recht hoch.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein flexibles, sich automatisch an die individuelle Form des Salatkopfes anpassendes Verfahren zum automatischen Putzen und Zuschneiden von Salatköpfen und ähnlichen Produkten sowie eine Anordnung zur Durchführung dieses Verfahrens zu entwickeln, welche durch minimalen Materialverlust, schnellere Anpassungen an unterschiedliche Salatkopfformen und Salatqualitäten sowie durch geringen Reinigungsaufwand gekennzeichnet sind.

Diese Aufgabe wird durch die Anpruch 1 angegebenen Merkmale gelöst. Das Verfahrenzeichnet sich also dadurch aus, daß für das Entfernen der äußeren, nicht zum Verzehr geeigneten Blätter mittels einem oder mehrerer bildgebender Sensoren die Silhouette und/oder Farbe des Salatkopfes bestimmt und mittels zugeordneter Signalauswertungselektronik daraus diejenigen Positionen des oder der Schneidmesser bestimmt werden, welche für das Entfernen der äußeren Blätter erforderlich sind. Die Schneidmesser werden motorisch in diese Schneidposition verstellt und nach dieser Verstellung werden durch die Schneidmesser die äußeren nicht zum Verzehr geeigneten Blätter abgeschnitten. Für das Zuschneiden der Inneren zum Verzehr geeigneten Blätter werden mittels einem oder mehrerer bildgebender Sensoren die Silhouette und/oder das Auflichtbild des Salatkopfes bestimmt und mittels zugeordneter Signalauswertungselektronik daraus diejenigen Positionen des oder der Schneidmesser bestimmt, welche für das Zuschneiden der inneren Blätter ohne Anschneiden des nicht verzehrbaren Strunks erforderlich sind.

Die Aufgabe wird ferner durch eine Anordnung mit den Merkmalen nach Anspruch 12 gelöst.

In einer vorteilhaften Ausführungsform werden mittels eines oder mehrerer bildgebender Sensoren kontinuierlich während des Putzens Auflichtbilder des Salatkopfes erfaßt und mit Hilfe eines oder mehrerer motorisch verstellbarer Schneidmesser die äußeren Blätter am Salatkopf von außen nach innen durch sukzessives Nachstellen der Schneidmesser entfernt. Dieses Entfernen erfolgt solange, bis im Auflichtbild die Helligkeit und/oder Farbe der zum Verzehr geeigneten inneren Blätter ein vorgegebenes radiometrisches und/oder geometrisches Maß erreicht haben. Bei dem radiometrischen Maß, das eine Aussage über die vom Salatkopf reflektierte Strahlung erlaubt, kann es sich beispielsweise um den Strahlungsstrom, die Strahlungsintensität, die Strahlungsdichte oder die Strahlungsenergie handeln. Bei dem geometrischen Maß kann beispielsweise eine Mindestfläche vorgegeben werden, die eine bestimmte Helligkeit aufweisen muß.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform erfassen der oder die bildgebenden Sensoren mit Hilfe des Lichtschnittverfahrens die dreidimensionale Form des Salatkopfes. Beim Lichtschnittverfahren wird ein ebenes Lichtbündel auf das zu messende Objekt, in diesem Fall auf den Salatkopf projiziert. Diese Lichtebene schneidet den Salatkopf entlang einer Profillinie, deren Verlauf somit durch ein mehr oder weniger gekrümmtes Lichtband optisch markiert wird. Mit Hilfe des oder der bildgebenden Sensoren, die in einem festen Abstand von dem Linienprojektor montiert sind, wird nun die Profillinie aufgenommen. Unter Berücksichtigung der Geometrie der gesamten Anordnung wird dann aus der Form der Profillinie eine Höheninformation nach dem Triangulationsprinzip errechnet. Durch die Drehbewegung des Salatkopfes kann dann aus mehreren aufgenommenen Profillinien die dreidimensionale Form des Salatkopfes erfaßt werden.

Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachstehenden Beschreibung verschiedener Ausführungsformen mit Bezug auf die Zeichnung, dabei zeigt:
1, wie von einem Salatkopf, welcher von einem Greifer kopfüber am Strunk hängend geführt wird, mit Hilfe eines bildgebenden Sensors die Silhouette erfaßt wird;
2, wie ein motorisch verstellbares Drehmesser zur Entfernung der äußeren Blätter vom Rechner, welcher das Bild der Silhouette auswertet, in eine der Salatform angepaßten Schneidposition gebracht wird;
3, wie mit einem bildgebenden Farbsensor geprüft wird, ob bereits die inneren hellen Blätter des Salatherzens sichtbar sind und damit der Putzprozeß beendet werden kann;
4, wie ein Messerstapel durch Auswertung der Silhouette des Salatkopfes nach dem Putzen in eine für das Zuschneiden der inneren Blätter geeignete Position gebracht wird;
5 beispielhaft die Anordnung der bildgebenden Sensoren und der Schneidmesser für das Putzen und das Zuschneiden in einem Rundtakttischaufbau;
6, wie die Grobform des Salatkopfes durch eine einfache Anordnung von Lichtschranken bestimmt werden kann; und
7, wie in zwei bildhaften Aufnahmen des Salatkopfes jeweils im Stillstand und in Drehbewegung sich die Menge an äußeren Blättern in Form eines durch die Zentrifugalkraft bewirkten Aufblähens des Salatkopfes äußert.
1 zeigt einen Salatkopf 10, der am Strunk 12 von einem Greifer 14, der sich drehen kann, gefaßt ist. Eine Durchlichtquelle 16 beleuchtet den Salatkopf 10. Die Durchlichtquelle 16 besteht aus einer oder mehreren Lichtquellen vorzugsweise mit einer Wellenlänge im nahen Infrarot. Ein bildgebender Sensor 18 mit einer Abbildungsoptik 20 erfaßt die Silhouette des Salatkopfes gegen einen hellen Hintergrund 22. Wird die Durchlichtquelle 16 stroboskopisch betrieben, erhält man auch bei Bewegung des Salatkopfes scharfe Bilder. Der Sensor 18 kann aus einer Halbleiterkamera oder einem Feld von optischen Detektoren mit der jeweils erforderlichen Abbildungsoptik 20 bestehen. Durch vorgeschaltete optische Filter oder entsprechende Selektion des Halbleitermaterials besitzt der bildgebende Sensor eine im wesentlichen nur auf den Wellenlängenbereich der Durchlichtquelle 16 beschränkte Empfindlichkeit. So läßt sich der Einfluß von Fremdlicht auf die Bildgewinnung wirksam ausschalten.
2 zeigt wiederum den Salatkopf 10 mit Strunk 12, der vom Greifer 14 gehalten ist. Außerdem ist ein Schneidmesser 28 dargestellt, bei dem es sich beispielsweise um ein Scheibenmesser handelt. Um das Schneidmesser 28 in eine Schneidposition zu bringen, welche verläßlich die äußeren Blätter entfernt, aber dennoch nicht zu viele der guten inneren Blätter mit abschneidet, ist es erforderlich, sowohl die vertikale Schneidposition als auch die horizontale Schneidposition zu erkennen. Daher werden die Signale des bildgebenden Sensors 18 mit Hilfe einer Signalauswertungselektronik 24 einem Bildrechner so ausgewertet, daß die Position der Halseinschnürung am Übergang des Strunks 12 in die Salatblätter des Salatkopfes 10 sowohl in vertikaler als auch in horizontaler Richtung, bezogen auf eine Greiferposition 26, aus dem Bild einer Durchlichtsilhouette 30 ermittelt wird. Die so ermittelte Position wird an eine motorische Verstellung 32 des für das Putzen zuständigen Schneidmessers 28 weitergegeben.
Diese Schneidposition wird aus mehreren Silhouettenbildern des gleichen Salatkopfes 10 bei unterschiedlichen Drehwinkeln bestimmt. Durch statistische Auswertung wie Mittelwertbildung, Beseitigung von Ausreißern usw. werden Einflüsse nicht-rotationssymmetrischer Kopfformen vermindert, um eine geglättete Silhouettenform zu erhalten, welche repräsentativ für den individuellen Salatkopf ist. Diese statistische Auswertung wird nicht nur über verschiedene Aufnahmen des gleichen Salatkopfes angewendet, sondern auch über mehrere aufeinanderfolgende Salatköpfe. Dies kann z.B. in Form einer gleitenden Mittelwertbildung der Konturkoordinaten der Silhouetten geschehen. Bei eher gleichmäßigen Produkten kann zur Verringerung des Rechenaufwandes und zur Beschleunigung der Positionsbestimmung beispielsweise nur jeder 10te Salatkopf bildhaft ausgewertet werden und mit diesen Stichprobenwerten eine statistisch gemittelte Silhouette bestimmt werden, welche zur Positionierung der Schneidmesser benutzt wird. Ein solches Verfahren hat zwar den Nachteil, daß es die Schneidmesser nicht mehr individuell für jeden Salatkopf nachstellt aber den Vorteil, daß allmähliche Veränderungen in der zu verarbeitenden Charge noch erfaßt werden, bei einer erheblich reduzierten Anzahl von erforderlichen Bildauswertungen.
Die Steuerung der Putzmesser kann nicht nur aus bildhaften Informationen der Kopfsilhouette gewonnen werden, sondern auch aus Auflichtbildern mit Helligkeits- und Farbbildinformationen. In der Tat müssen solange die äußeren Blätter entfernt werden, bis die inneren, hellen, zum Verzehr geeigneten Blätter sichtbar werden. Eine dafür geeignete Anordnung zeigt 3 mit einem Salatkopf 10, der mit seinem Strunk 12 wiederum an einem drehbaren Greifer 14 befestigt ist. Ferner zeigt 3 einen bildgebenden Sensor 18 mit Abbildungsoptik 20, ein Schneidmesser 28 und einen Bildrechner mit Signalausweitungselektronik 24. Beleuchtungsquellen 34 beleuchten den Salatkopf 10 im Auflicht. Mit Hilfe des farbtüchtigen Bildsensors 18, z.B. einer Farbkamera, wird ein Bild der Oberfläche des Salatkopfes 10 in einer oder mehreren Drehpositionen erstellt und mit Verfahren der Farbbildbearbeitung wird mit dem Bildrechner bestimmt, ob ein ausreichender Weißrand des Salatkopfes vorliegt bzw. ob eine ausreichende Beseitigung der dunkelgrünen äußeren Blätter erreicht ist. Solche Farbbilderarbeitungsverfahren sind z.B. in der EP 0 425 595 B1 im Zusammenhang mit der optischen Sortierung von Pflanzen beschrieben.
Die oder das Schneidmesser 28 werden solange motorisiert nachgestellt, bis alle äußeren grünen Blätter soweit abgeschnitten sind, wie es von der zu produzierenden Qualität gefordert wird. Dieser Zustand wird durch die Farbklassifikation des erfaßten Auflichtbildes in die beiden Farbklassen „dunkelgrün" und „hellgelb" bestimmt. Wird ein vorgegebenes Verhältnis, das als Verhältnis der Anzahl von dunkelgrünen zu der Anzahl von hellgelben Bildpunkten des Salatkopfbildes angegeben ist, gemessen, so wird der Prozeß „Abschneiden der äußeren Blätter" beendet. Erst danach bewegt sich der Salatkopf in die nächste Bearbeitungsposition für das Zuschneiden der zum Verzehr geeigneten inneren Blätter.
Für den nachfolgenden Bearbeitungsschritt des Zuschneidens der inneren zum Verzehr geeigneten Blätter sind das oder die Schneidmesser, bei denen es sich z.B. um Drehmesser handelt, so zu positionieren, daß der Strunk nicht angeschnitten wird. Damit das oder die Drehmesser an den korrekten Positionen angreifen, wird in einer ähnlichen Weise, wie oben beschrieben, die Silhouette des nunmehr von den äußeren Blättern befreiten Salatkopfes mit einem oder mehreren bildgebenden Sensoren erfaßt und hieraus die Schneidposition für das oder die Messer ermittelt. 4 zeigt einen von den äußeren Salatblättern befreiten Salatkopf 10, der in bekannter Weise von einem Greifer 14 gehalten und der von einer Durchlichtquelle 16 beschienen wird. Ein Satz Messer 36 kann in vertikaler und horizontaler Richtung verschoben werden. Die Silhouette des Salatkopfes 10 wird mit einer Kamera 18 im Durchlicht erfaßt. Mit einem Bildrechner mit Signalauswerteelektronik 24 wird die Achse des Salatstrunks aus dem Bild 38 der Silhouette bestimmt. Daraus berechnet sich die maximale Eindringposition sowie die maximale vertikale Position für den Satz parallel auf einer Drehachse montierter Schneidmesser 36.
Die maximale Eindringposition wird aus der Gesamtfläche des Salatkopfes über eine empirisch ermittelte Funktion abgeleitet. Die Schneidmesser 36 dürfen nur soweit eindringen, daß sie den Strunk 12 nicht mit anschneiden. In der Bildaufnahme ist jedoch nur der obere Teil sichtbar. Es ist aber bekannt, daß sowohl die Länge des Strunks 12 (in vertikaler Richtung in 4 gemessen) als auch der Durchmesser des Strunks 12 im nicht-sichtbaren, von den hellen Blättern bedeckten Bereich mit der Gesamtgröße des Salatkopfes 10 korrelieren. Die Eindringposition des oberen Schneidmessers richtet sich demnach nach dem sichtbaren Strunkdurchmesser; an den tiefer gelegenen Schneidpositionen wird sie aus dem sichtbaren Durchmesser und der Gesamtkopfgröße über eine empirisch ermittelte Funktion bestimmt.
In 5 wird eine beispielhafte Anordnung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens erläutert. Die Salatköpfe 10 werden manuell in den Greifer eines Rundtaktsystems 40 eingehängt. Am Umfang sind die unterschiedlichen Bearbeitungspositionen angeordnet:
eine Station 42 zum Putzen, d.h. Abschneiden der äußeren Blätter mit einem bildgebenden Sensor 18a und einem von den Bildsignalen motorisch positionierten Schneidmesser 28a sowie mit einem Förderband 44, welches die abgeschnittenen äußeren Blätter abtransportiert;
eine Station 46 zum Zuschneiden der inneren Blätter mit einem bildgebenden Sensor 18b und einem von den Bildsignalen dieses Sensors 18b motorisch positionierten Schneidmesser 28b sowie mit einem Förderband 48 zum Abtransportieren der zugeschnittenen Salatstückchen und
eine Station 50 zum Abschneiden des Strunks mit einem Auswurf 52 und einem Förderband 54 zum Abtransportieren des Strunks.
Damit werden, im Gegensatz zu dem bekannten System nach EP 0 419 349 B1 , welches aus einer großen Anzahl von fest eingestellten Drehmessern besteht, lediglich zwei Drehmesser benötigt. Dies erleichtert die Reinigung und Wartung erheblich und vermindert die Kosten für die Vielzahl der sonst erforderlichen Drehantriebe.
Der Erfindungsgedanke läßt zahlreiche Variationen der Anordnungen und Anzahl von bildgebenden Sensoren und motorisch verstellbaren Schneidmessern zu, so daß, je nach verlangtem Durchsatz, unterschiedliche Ausbaustufen möglich sind. Im einfachsten Fall wird lediglich ein einziges Drehschneidmesser motorisch in die für das Putzen und das Zuschneiden erforderliche Position entsprechend der aus einer Durchlicht und/oder Auflichtaufnahme ermittelten Position gebracht. Ein solches System führt demnach alle Schnitte nacheinander durch und ist nicht sehr schnell. Dafür ist es einfach und preiswert und besteht nur aus wenigen, leicht zu wartenden und zu reinigenden Komponenten.
Im anderen Extremfall werden eine Reihe von Schneidmessern mit zugehörigen optischen Sensoren so entlang des Umfangs eines Rundtakttisches positioniert, daß in jeder Schneidposition nur ein Teil des gesamten Putz- und Schneidprozesses durchgeführt wird.
Eine weitere Ausprägung des Erfindungsgedanken ist es, den bildgebenden Sensor zur Erfassung der Silhouette des Salatkopfes aus einer Anordnung einzelner Lichtschranken zu bilden. Wie in 6 gezeigt, wird ein Salatkopf 10, der in bekannter Weise von einem Greifer 14 gehalten ist, in eine Anordnung 56 von Lichtschranken gebracht. Die Anordnung 56 von Lichtschranken besteht aus einer Anzahl beispielsweise in Matrixform angebrachter Lichtsender 56a und jeweils gegenüber liegenden Lichtempfängern 56b. Die ungefähre Kopfform des Salatkopfes 10 kann aus den Signalen derjenigen Lichtschranken ermittelt werden, welche durch den Salatkopf 10 unterbrochen werden.
Ebenso kann die Betrachtung des Auflichtes durch eine Anzahl getrennter Lichtempfänger, welche das von dem sich drehenden Salatkopf reflektierte Licht empfangen und auswerten, kostengünstig ausgelegt werden. Der Begriff „bildgebender Sensor" bedeutet damit nicht zwangsläufig einen Sensor mit einer hohen Anzahl von Bildpunkten, wie z.B. bei einer Videokamera. Die Bildauflösung, welche benötigt wird, richtet sich lediglich nach der gewünschten Positionierungsgenauigkeit der Schneidmesser. Gegenüber dem aktuellen Stand der Technik mit feststehenden Messern bedeutet auch bereits eine grobe Positionierung einen Fortschritt, insbesondere auch dann, wenn die Form des Salatkopfes stark schwankt.
7 zeigt eine Silhouette 10a eines Salatkopfes in Ruhe und eine Silhouette 10b des gleichen Salatkopfes, wenn er gedreht wird. Diese unterschiedlichen Silhouetten können von einem Bildrechner erfaßt werden. Da die äußeren Blätter sich beim Drehen infolge der Zentrifugalkräfte aufstellen, läßt sich die ungefähre Dicke der äußeren Blattschicht aus dem Unterschied der beiden Silhouetten bestimmen und damit direkt das Putzschneidmesser in die tiefstmögliche Position, bei welcher der Strunk noch nicht angeschnitten wird, bringen. Hierdurch wird der Putzvorgang beschleunigt.
Die bildhaften Informationen, welche aus der Silhouette und/oder dem Auflichtbild gewonnen werden, können nicht nur zur Positionierung der Schneidmesser sondern auch zur Qualitätskontrolle der zu verarbeitenden Salatköpfe verwendet werden. Salatköpfe ungenügender Größe oder schlechter Kopfform können aus dem Bild der Silhouette erkannt werden; Salatköpfe mit inneren Faulstellen können aus dem Auflichtfarbbild nach dem Putzen erkannt werden.
Salatköpfe schlechter Qualität können somit aus dem Verarbeitungsprozeß ausgeschieden werden. Aus den bildhaften Informationen kann auch bereits während der Produktion eine Vorhersage über die produzierte Menge an zum Verzehr geeigneten Salat erstellt werden, indem z.B. die Fläche des Salatkopfes nach Entfernen der äußeren Blätter als Maß für das Gewicht an produziertem Gut-Material verwendet wird. Diese Informationen werden zur Abrechnung mit dem Erzeuger verwendet, da der Abnahmepreis sich direkt nach dem Gewicht an erzeugbarem Gut-Material richtet.
Es ist für den Fachmann selbstverständlich, daß das beschriebene Verfahren nicht nur auf Salatköpfe beschränkt ist, sondern sich auch andere Gemüse- und Pflanzenformen mit einer ähnlichen Form und einem ähnlichen Aufbau sowie ähnliche Produkte bearbeiten lassen. Beispielhaft seien hier Chinakohl, Krautköpfe u. a. genannt. Durch eine andere Auslegung der Form der Schneidmesser lassen sich auch kompliziertere Formen bearbeiten, solange sich die Schneidposition aus dem Durchlicht- und/oder dem Auflichtbild des Produktes ermitteln läßt.
Auch die Umkehrung der Drehbewegung zum Abschneiden von Außenblättern oder Schalen ist möglich. Dies kann z.B. dadurch geschehen, daß beim Zuschneiden nicht das Produkt bewegt wird, sondern die Schneidmesser entlang der vom bildgebenden Sensor gelieferten Silhouettenbahn um das Produkt herum bewegt werden.
Auch eine Kombination der Raumbewegung des Salatkopfes und der Bewegung der Schneidmesser im Raum entlang von Raumpositionen, welche aus den Signalen der optischen Sensoren gewonnen werden, ist denkbar.

Claims

Verfahren zum automatischen Putzen und Zuschneiden von Salatköpfen (10) und ähnlichen Produkten, bei welchem die einzelnen Salatköpfe (10) mittels eines Greifers (14) am Strunk (12) gefaßt, in Drehbewegungen versetzt und an einem oder mehreren Schneidmessern (28, 36) vorbeigeführt werden, welche zumindest einen der folgenden Schneidprozesse durchführen: a) Entfernen der äußeren, nicht zum Verzehr geeigneten Blätter und b) Zuschneiden der Inneren zum Verzehr geeigneten Blätter, dadurch gekennzeichnet, daß a) mittels einem oder mehrerer bildgebender Sensoren (18) die Silhouette und/oder Farbe des Salatkopfes (10) bestimmt und mittels zugeordneter Signalauswertungselektronik daraus diejenigen Positionen des oder der Schneidmesser (28) bestimmt werden, welche für das Entfernen der äußeren Blätter erforderlich sind, daß die Schneidmesser motorisch in diese Schneidposition verstellt werden und daß nach dieser Verstellung durch die Schneidmesser die äußeren nicht zum Verzehr geeigneten Blätter abgeschnitten werden, b) mittels einem oder mehrerer bildgebender Sensoren (18) die Silhouette und/oder das Auflichtbild des Salatkopfes (10) bestimmt und mittels zugeordneter Signalauswertungselektronik daraus diejenigen Positionen des oder der Schneidmesser (36) bestimmt werden, welche für das Zuschneiden der inneren Blätter ohne Anschneiden des nicht verzehrbaren Strunks erforderlich sind.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mittels eines oder mehrerer bildgebender Sensoren (18) kontinuierlich während des Putzens Auflichtbilder des Salatkopfes erfaßt werden und mit Hilfe eines oder mehrerer motorisch verstellbarer Schneidmesser die äußeren Blätter am Salatkopf (10) von außen nach innen durch sukzessives Nachstellen der Schneidmesser (28) solange entfernt werden, bis im Auflichtbild die Helligkeit und/oder Farbe der zum Verzehr geeigneten inneren Blätter ein vorgegebenes radiometrisches und/oder geometrisches Maß erreicht haben.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der oder die bildgebenden Sensoren (18) für die Erfassung der Silhouette eine oder mehrere Halbleiterkameras sind und der Salatkopf (10) im Durchlicht betrachtet wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der oder die bildgebenden Sensoren (18) für die Erfassung der Oberfläche des Salatkopfes (10) eine oder mehrere Halbleiterkameras sind und der Salatkopf im Auflicht betrachtet wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der oder die bildgebenden Sensoren (18) mit Hilfe des Lichtschnittverfahrens die dreidimensionale Form des Salatkopfes (10) erfassen.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die angenäherte bildhafte Form der Silhouette des Salatkopfes (10) durch eine Anordnung von Lichtschranken (56), welche vom undurchsichtigen Salatkopf (10) unterbrochen werden, gebildet wird und daß die Form des Kopfes aus den Raumpositionen der unterbrochenen Lichtschranken (56) ermittelt wird.
Verfahren nach den Ansprüchen 1, 3, 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Silhouette des Salatkopfes (10) sowohl bei nicht-drehendem Kopf als auch bei sich drehendem Kopf ermittelt wird und daß aus der Vergrößerung der Silhouette infolge der durch die Fliehkräfte nach außen bewegten lockeren äußeren Blätter im Vergleich zur schmaleren Silhouette beim nicht drehenden Salatkopf (10) die Abschneideposition der äußeren Blätter bestimmt wird.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß aus der Vergrößerung der Silhouette bei sich drehendem Salatkopf (10) auf das Volumen der nicht zum Verzehr geeigneten Blätter geschlossen wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Bild der Silhouette und/oder das Auflichtbild des nicht bearbeiteten und/oder des geputzten Salatkopfes (10) nach Form- und Farbkriterien ausgewertet wird, aus welchen eine Qualitätsklasse für diesen Salatkopf (10) bestimmt wird.
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß Salatköpfe (10) mit ungenügender Qualität ausgeschieden werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß aus den während der Produktion gewonnenen Bildaufnahmen der Silhouette und der Farbe des geputzten Salatkopfes (10) eine Abschätzung für die Menge an produziertem Gut-Material abgeleitet wird.
Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 11, gekennzeichnet durch einen mechanischen Greifer (14) zum Greifen der Salatköpfe (10) am Strunk (12), eine Anordnung von bildgebenden optoelektronischen Sensoren (18), die ein Bild der Silhouette gegen einen Hintergrund (22) und/oder eine Oberfläche erstellt, eine Signalauswerteelektronik (24), eine erste Station (42), in der ein oder mehrere Schneidmesser (28a) zur Entfernung der äußeren, nicht zum Verzehr geeigneten Blätter auf motorisch positionierbaren Stellgliedern angebracht sind, wobei diese Stellglieder durch die Signalauswerteelektronik (24) der die Silhouette erfassenden Bildsensoren angesteuert werden, eine zweite Station (46), in der ein oder mehrere Schneidmesser (28b) zur Entfernung der inneren, zum Verzehr geeigneten Blätter auf motorisch positionierbaren Stellgliedern angebracht sind, wobei diese Stellglieder durch die Signalauswerteelektronik (24) der die Oberfläche erfassenden Bildsensoren angesteuert werden, und mechanische Transporteinrichtungen (44, 48, 54), die die nicht-verzehrbaren und die verzehrbaren Bestandteile des Salatkopfes (10) getrennt abtransportieren.
Anordnung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die bildgebenden Sensoren (18) Halbleiter-Matrix- oder Zeilen-Kameras sind.
Anordnung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Beleuchtung (16) zur Erkennung der Silhouette im nahen Infrarot-Bereich arbeitet.