ES2635518T3 - Procedimiento y dispositivo para la división en porciones de una pluralidad de barras de masa en porciones de masa individuales - Google Patents

Procedimiento y dispositivo para la división en porciones de una pluralidad de barras de masa en porciones de masa individuales Download PDF

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Abstract

Procedimiento para la división en porciones de una pluralidad de barras de masa (2) en porciones de masa individuales (3), con las siguientes etapas: - elaboración de las barras de masa (2a a 2e), - medición del volumen de las barras de masa (2a a 2e), - corte de las barras de masa (2a a 2e) en las porciones de masa (3a a 3e) en función del resultado de medición, - realizándose el corte de todas las barras de masa (2a a 2e) con un mismo dispositivo de corte (16) en el marco de las etapas de corte que se realizan individualmente en cada caso para las barras de masa (2a a 2e).

Description

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DESCRIPCION
Procedimiento y dispositivo para la division en porciones de una pluralidad de barras de masa en porciones de masa individuales
La invencion se refiere a un procedimiento y a un dispositivo para la division en porciones de una pluralidad de barras de masa en porciones de masa individuales.
Un procedimiento para la division en porciones de barra de masa para una barra de masa individual y un mecanismo que lo realiza con un dispositivo de transporte y un dispositivo de corte, en el que el volumen y/o la densidad de la barra de masa se determina para el control del dispositivo de corte se conocen por el documento WO 2006/030 454 A1 y DE 197 20 932 A1.
Es un objetivo de la presente invencion perfeccionar un procedimiento y un dispositivo para la division en porciones de una pluralidad de barras de masa en porciones de masa individuales de tal manera que se mejore la exactitud de la division en porciones.
Este objetivo se consigue segun la invencion mediante un procedimiento con las caracterlsticas indicadas en la reivindicacion 1 y mediante un dispositivo con las caracterlsticas indicadas en la reivindicacion 9.
Segun la invencion se detecto que mediante la medicion de volumen de las barras de masa es posible una determinacion de porcion exacta. Esto lleva a una disminucion ventajosa de tolerancias de division en porciones de modo que puede reducirse o evitarse completamente una adicion de volumen o de peso de seguridad que en el caso de los procedimientos de division en porciones era habitual. Debido a la division en porciones reproducible que puede suceder por ejemplo con una exactitud de ±2 % o ±1 % tambien se produce un resultado de horneado posterior estable. Puede procesarse en paralelo una pluralidad de barras de masa, por ejemplo dos, tres, cuatro, cinco, seis, ocho, diez o mas barras de masa. Estas barras de masa pueden medirse individualmente en cuanto a su volumen, de manera que cada una de las barras de masa puede dividirse en porciones de manera correspondiente individualmente. Una optimizacion de masa de barras individuales puede realizarse a traves de un dispositivo de corte que sigue al dispositivo de transporte. Una trayectoria del dispositivo de corte durante el procedimiento de division en porciones puede predeterminarse a traves de un control correspondiente y a traves de un software de control correspondiente con un recorrido optimizado entre las vlas de transporte para las barras de masa. A partir de la medicion de volumen se produce con elevada exactitud una determinacion de peso suficientemente precisa por regla general para la division en porciones, dado que por regla general con buena cercanla puede partirse de una densidad constante de las barras de masa. Con ello en la division en porciones de barra de masa de acuerdo con la invencion se mide con el volumen precisamente el parametro que es responsable de las oscilaciones de peso y de porcion, concretamente el volumen. No se requiere una seccion transversal constante de la barra de masa tal como a menudo sucede en el caso de mediciones de porcion que se basan en mediciones de densidad.
En el caso de procedimiento con medicion de densidad adicional de acuerdo con la reivindicacion 2 pueden realizarse porciones de peso exactas. La medicion de densidad puede suceder mediante una medicion de ultrasonido. Alternativamente puede realizarse una medicion de densidad tambien mediante una medicion de conductancia electrica y/o mediante un sistema de sensores capacitivos para la medicion de la barra de masa.
Una medicion de volumen optica de acuerdo con la reivindicacion 3 puede realizarse de manera muy exacta. A este respecto puede utilizarse una medicion por escaner optica en 3D, una medicion de corte optico, u otra tecnica de medicion de imagen conocida del procesamiento optico de imagenes. En esta medicion de volumen se utilizan longitudes de onda opticas, es decir longitudes de onda en la gama visible (380 nm a 780 nm).
Un desplazamiento de la porcion de masa seccionada mediante el dispositivo de corte de acuerdo con la reivindicacion 4 posibilita una separacion ventajosa para el siguiente procesamiento de las porciones de masa en la direccion de transporte.
Una regulacion posterior de un ancho de barra de masa de acuerdo con la reivindicacion 5 aumenta el rendimiento del procedimiento de division en porciones, dado que de este modo pude optimizarse el modo de funcionamiento del dispositivo de corte. Tambien puede mejorarse la exactitud de la division en porciones, por ejemplo en el corte de todas las barras de masa con un mismo dispositivo de corte, mediante la regulacion posterior del ancho de barra de masa.
Las ventajas de un dispositivo de division en porciones segun las reivindicaciones 6 a 9 se corresponden a las que ya se mencionaron anteriormente con referencia al procedimiento de division en porciones de acuerdo con la invencion. En el caso del dispositivo de division en porciones puede utilizarse de manera exacta un dispositivo de corte. Tambien pueden utilizarse dos o mas dispositivos de corte.
Un ejemplo de realizacion de la invencion se explica a continuacion con mas detalle mediante el dibujo. En este muestran:
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la figura 1
la figura 2
la figura 3 la figura 4 la figura 5
esquematicamente en una vista en planta desde arriba componentes principales de un dispositivo para la division en porciones de en total cinco barras de masa en porciones de masa individuales, mostrandose una cinta transportadora de un dispositivo de transporte unicamente por secciones; esquematicamente los componentes principales opticos de un dispositivo de medicion del dispositivo de division en porciones para la medicion del volumen de las barras de masa, estando representado unicamente uno de los dos sensores;
esquematicamente las relaciones de posicion durante la medicion de las cinco barras de masa representadas en la seccion transversal de nuevo con un sensor representado; una vista lateral de un dispositivo de corte del dispositivo de division en porciones para el corte de las barras de masa; y
una vista en planta desde arriba segun la direccion de vision V en la figura 4.
Un dispositivo de division en porciones 1 sirve para la division en porciones de una pluralidad de barras de masa 2, en el ejemplo de realization representado de cinco barras de masa 2, en porciones de masa individuales 3.
Para facilitar la explication de relaciones de posicion en el dibujo se inserta un sistema de coordinadas cartesiano xyz. La direccion x discurre en la figura 1 hacia la derecha y en paralelo a la direccion de avance de un dispositivo de transporte del dispositivo de division en porciones 1, del que en la figura 1 unicamente esta representado un segmento de una cinta transportadora 4. La direccion y discurre en la figura 1 hacia arriba, presentando un ramal superior de la cinta transportadora 4 que soporta las barras de masa 2 y las porciones de masa 3, un plano de transporte que esta extendido por el plano xy. La direccion z del sistema de coordenadas discurre en la figura 1 perpendicular al plano del dibujo hacia el observador. Las barras de masa 2 estan provistas en la figura 1 desde abajo hacia arriba con letras pequenas de 2a a 2e. Lo correspondiente se aplica para una asignacion de letras en el caso de las porciones de masa 3. Una velocidad de transporte de la cinta transportadora 4 se situa en el intervalo de 5 m/min a 10 m/min y asciende en particular a 8 m/min.
Para medir un volumen de las barras de masa 2a a 2e individuales sirve un dispositivo de medicion de volumen 5 con una fuente de luz de laser 6 y dos unidades de detector 7 CCD/PSD (dispositivo de carga acoplada/detector sensible a la posicion). La estructura del dispositivo de medicion de volumen 5 con exactamente una unidad de detector 7 CCD/PSD esta representada en la figura 2 esquematicamente. La segunda de las dos unidades de detector 7 esta dispuesta reflejada alrededor del plano central xz 8 en la figura 2.
A traves de una conexion de senales no representada al detalle las unidades de detector 7 estan conectadas con un dispositivo de control/regulacion 15 central del dispositivo de division en porciones 1.
La fuente de luz de laser 6 genera para la medicion de volumen con ayuda del procedimiento de corte optico una cortina de luz 9 de llneas que se extiende transversalmente a la direccion longitudinal de las barras de masa 2a a 2e en paralelo al plano yz. La cortina de luz 9 ilumina por lo tanto en un momento dado de manera exacta una rebanada de las barras de masa 2a a 2e en el punto xq de la cortina de luz 9.
La rebanada de barra de masa iluminada por la cortina de luz 9 se representa a traves de un objetivo 10 representado como lente en la figura 2 esquematicamente en un elemento de sensor 11 CCD/PSD de la unidad de detector 7 CCD/PSD.
La figura 3 aclara, que secciones de superficie de las barras de masa 2a a 2e que estan representadas en la figura 3 en la seccion transversal pueden registrarse por una de ambas unidades de detector 7. En cada caso una de las dos unidades de detector 7 es capaz de registrar opticamente un lado superior 12 y una pared lateral 13a de la barra de masa respectiva 2a a 2e dirigida a la unidad de detector 7. La otra de las dos unidades de detector 7 puede registrar ademas del lado superior 12 adicionalmente tambien el otro de las dos paredes laterales, es decir la pared lateral 13b, de las barras de masa 2a a 2e. A partir de los datos de medicion de las dos unidades de detector 7 puede registrarse por lo tanto exactamente el perfil de la rebanada de barra de masa explorado con la cortina de luz 9 en el punto x0 de las barras de masa 2a a 2e. Durante el transporte de las barras de masa 2a a 2e a lo largo de la direccion de transporte x el dispositivo de medicion de volumen 5 optico registra por tanto considerando la velocidad de transporte de la cinta transportadora 4 mediante integration el volumen de las barras de masa 2a a 2e que han pasado por el punto x0. Este volumen depende entre otros del ancho de las barras de masa 2 en la direccion y, es decir de la distancia ya entre dos cuchillas de corte longitudinal 14 adyacentes que cortan cooperando las barras de masa 2 respectivas de una banda de masa plana. Entre la posicion x de la cuchilla de corte longitudinal 14 y las barras de masa 2a a 2e representadas en la figura 1 que discurren distanciadas las unas al lado de las otras esta dispuesto otro dispositivo de separation de barras de masa que no esta representado en el dibujo. El volumen de las barras de masa 2 depende ademas tambien del perfil altura de las barras de masa 2, es decir de la funcion h(x, y) ab, representando h para la altura de la barra de masa respectiva 2 a por encima del nivel de la cinta transportadora 4 en el punto x, y.
En la direccion de transporte x del dispositivo de medicion de volumen 5 esta dispuesto un dispositivo de corte 16 para el corte de las barras de masa 2a a 2e en funcion del resultado de medicion del dispositivo de medicion de volumen 5 en las porciones de masa 3a a 3e. El dispositivo de corte 16 tiene un cabezal de corte 17 que puede
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moverse en tres grados de libertad que esta representado de manera mas intensa en el detalle en las figuras 4 y 5. El cabezal de corte 17 tiene un plato de sujecion 18, en el que esta fijado un filo 19 de una cuchilla de corte. El plato de sujecion 18 representa el extremo de una varilla de cabezal 20 central del cabezal de corte 17. La varilla de cabezal 20 esta articulada a traves de una articulacion de apoyo esferico en una placa de bastidor 21. La placa de bastidor 21 esta dispuesta guiada de manera que puede moverse accionada en una estructura de gula no representada al detalle en la region Ax indicada en la direccion y, y dentro de una region indicada en la figura 1 tambien en la direccion x. En la placa de bastidor 21 estan fijados tres servomotores 22 del cabezal de corte 17. Los arboles de accionamiento de los servomotores 22 estan unidos de manera solidaria con bielas 23, cuyos extremos de palanca estan unidos a traves de pares de varillas de traccion 24 con el plato de sujecion 18. A traves de los tres servomotores 22 y el accionamiento x e y de la estructura de guiado no representada es posible un movimiento der filo 19 en cinco grados de libertad independientes. En el grupo constructivo representado en las figuras 4 y 5 se trata, exceptuando la cuchilla de corte, de un robot que en la realizacion comparable se conoce bajo la denominacion Flex Picker o Delta Roboter entre otros de las empresas Kuka, Festo, Bosch y ABB.
El filo 19 es mas ancho que el ancho de una barra individual de las barras de masa 2 en la direccion y.
El dispositivo de corte 16 esta conectado por senales igualmente con el dispositivo de control/regulacion 15 central. Tambien un accionamiento de desplazamiento 25 representado en la figura 1 esquematicamente con el cual las cuchillas de corte longitudinal 14 pueden desplazarse para la determinacion de ancho de barra de masa unas con respecto a las otras y con respecto a la cinta transportadora 4 en la direccion y esta conectado por senales con el dispositivo de control/regulacion 15 central.
Una division en porciones de masa tiene lugar con el mecanismo de colocacion 1 de la siguiente manera: inicialmente se generan las barras de masa 2a a 2e de manera conocida. A este respecto se lamina una banda de masa y a traves de la cinta transportadora 4 se hace pasar por las cuchillas de corte longitudinal 14 de manera que tras la separacion mediante el dispositivo de separacion de barras de masa resultan las barras de masa 2a a 2e segun la figura 1. A continuacion con el dispositivo de medicion de volumen 5 se mide el volumen de las barras de masa durante el transporte en la direccion x. Por lo tanto las barras de masa 2a a 2e se cortan en funcion del resultado de medicion mediante el dispositivo de corte 16 en las porciones de masa 3a a 3e. En este caso la distancia x entre dos cortes que definen una porcion de masa 3 dependen del volumen, lo que lleva de nuevo a diferentes posiciones de corte x del dispositivo de corte 16 tal como se indica dentro de la region Ax en la figura 1. Despues de esta zona Ax las porciones de masa 3 se sincronizan unas con otras de manera que las porciones de masa 3a a 3e durante el siguiente transporte se presentan a modo de matriz y distanciadas entre si en columnas y filas.
En el corte de las barras de masa 2a a 2e el dispositivo de corte 16 se conduce a traves de los diferentes accionamientos, es decir el accionamiento y, el accionamiento x y los tres servomotores 22 de manera que todas las barras de masa 2a a 2e se cortan con cortes asignados individualmente a estas. Con un corte der filo 19 se corta en cada caso exactamente una de las barras de masa 2a a 2e. En la operacion de corte el dispositivo de corte 16 puede seguir a las barras de masa 2 dentro de la region Ax. El recorrido del dispositivo de corte 16 entre las barras de masa 2a a 2e entre los cortes individuales y tambien el orden de las etapas individuales se predeterminan optimizando el recorrido por el dispositivo de control/regulacion 15 central.
Tras el corte el dispositivo de corte 16 puede desplazar la porcion de masa 3 que acaba de cortarse a lo largo de un recorrido predeterminado dx con respecto a la barra de masa que ha quedado 2 (vease la figura 1) a lo largo de la direccion de transporte x. Para ello el filo 19 directamente tras el corte levanta solamente un recorrido reducido en la direccion z positiva de cinta transportadora 4 y despues, aun mientras que el filo 19 esta en contacto con la porcion de masa 3 que acaba de cortarse, se desplaza en direccion positiva x el recorrido determinado dx. A este respecto el filo 19 empuja la porcion de masa 3 a la posicion.
A traves del guiado x del dispositivo de corte 16 es posible un registro de la posicion x del dispositivo de corte 16. La posicion x se transmite a traves de una conexion de senales no representada al dispositivo de control/regulacion 15 central. En tanto que el dispositivo de control/regulacion 15 central en el caso de una barra de masa 2 determinada recibe el aviso de una posicion de corte x mediante el dispositivo de registro que esta situada en la region Ax fuera de un intervalo de tolerancia de corte mas estrecho y predeterminado, el dispositivo de control/regulacion 15 central a traves de un mando correspondiente del accionamiento de desplazamiento 25 modifica la distancia de las dos cuchillas de corte longitudinal 14 asignadas a esta barra de masa 2 de manera que en el curso posterior para la elaboration de las porciones de masa 3 predeterminadas en esta barra de masa 2 se requiere una distancia de corte x, a traves de la cual resulta un retorno del dispositivo de corte 16 en el intervalo de tolerancia x predeterminado dentro de la region Ax. En el caso de que, por ejemplo, las porciones de masa 3 se expandan demasiado en la direccion x, es decir los cortes en la direccion x tengan por lo tanto una distancia demasiado grande entre si mediante el mando del accionamiento de desplazamientos 25 se ensancha la barra de masa 2 respectiva de manera que a continuacion pueden dividirse en porciones las mismas porciones de masa 3 con cortes adyacentes mas cercanos en la direccion x. El sistema de corte por robot, tal como se describe en este caso segun el rendimiento que se necesite, puede formarse individualmente o uniendo varios dispositivos de corte 16 que tambien pueden estar realizados como los as! llamados robots articulados, individualmente o en union o tambien como combination
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de robots con diferente cinetica. Los cortes accionados por robot pueden utilizarse para el corte de las porciones o tambien para la incision (muescas) de las porciones (para la rotura posterior por ejemplo tras el proceso de horneado) para decoracion. La combination de corte, muescas y dado el caso cortes de decoration es posible.
Como alternativa o adicionalmente ademas del volumen puede realizarse tambien una densidad de las barras de masa 2a a 2e, por ejemplo a traves de una medicion de ultrasonido. Tambien la medicion de densidad puede integrarse en la division en porciones de masa de manera que por ejemplo no pueden generarse porciones de masa de volumen constante, sino porciones de masa de peso constante. Si no se realiza ninguna medicion de densidad simultanea y continua y se plantea para los calculos de las posiciones de corte la densidad de las barras de masa 2 que van a cortarse puede introducirse como constante en el control. Posteriormente en el control de la production, en particular en el cambio de lote o de clase se introducen correcciones necesarias de la densidad en este caso a traves de valores de correction +/-.
Como alternativa al procedimiento de corte explicado anteriormente el dispositivo de corte 16 puede estar realizado con una cuchilla de corte que discurre transversalmente a toda la cinta transportadora 4 de manera que todas las barras de masa 2a a 2e pueden cortarse con exactamente un corte de la cuchilla de corte. En este caso todas las barras de masa 2 en el marco una etapa de corte que se realiza conjuntamente se cortan con la exactamente una cuchilla de corte. La position x de este corte se efectua en este caso mediante una determination del volumen y/o de la densidad de todas las barras de masa con error cuadratico optimizado de manera que se alcanza un volumen predeterminado y/o un peso predeterminado de las porciones de masa 3 con la desviacion de errores minima para todas las cinco barras de masa 2a a 2e.
En una variante adicional del dispositivo de corte a las vlas de transporte de barra de masa individuales, a lo largo de las cuales las barras de masa 2a a 2e se transportan sobre la cinta transportadora 4 estan asignadas cuchillas de corte asignadas individualmente, en el caso del dispositivo de division en porciones 1 segun la figura 1 por lo tanto cinco cuchillas de corte, cortando en porciones de masa 3 cada una de estas cuchillas de corte individuales solamente la barra de masa 2 asignada a esta.
La cuchilla de corte con el filo 19 puede estar realizada como cuchilla de ultrasonidos. En un momento dado durante el corte de la barra de masa 2 el filo 19 puede vibrar por lo tanto con ultrasonidos. Esta vibration por ultrasonido puede activarse por ejemplo hacia el final de la operation de corte mediante la barra de masa 2 o tambien durante toda la operacion de corte. Puede prescindirse tambien de la vibracion por ultrasonido en funcion de la masa que va a dividirse en porciones.
Con el dispositivo de corte 16 son posibles por ejemplo 100 o mas operaciones de corte por minuto.
Mediante una configuration correspondiente del filo 19 en todas las variantes de procedimiento descritas anteriormente al sumergir el filo 19 en la barra de masa 2 antes de la separation real de la portion de masa 3 puede realizarse inicialmente una deformation del corte segmentos de la barra de masa 2 adyacentes al corte. Se produce una contraction de la masa antes de la separacion de la porcion de masa 3. Esto puede utilizarse para la formation de las porciones de masa 3, en particular para la formacion de masa rellena.
Con el dispositivo de division en porciones 1 pueden elaborarse mas de 20.000 porciones de masa 3 por hora.
En la variante con exactamente una cuchilla de corte con el dispositivo de division en porciones 1 puede dividirse en porciones tambien una banda de masa subdivida en barras de lo que por ejemplo puede utilizarse para la division en porciones de masa en la elaboration de baguettes o de pan.
Una masa a partir de la cual se producen las barras de masa 2, puede ser una masa para pan multigrano o tambien de una masa para chapata.

Claims (9)

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    REIVINDICACIONES
    1. Procedimiento para la division en porciones de una pluralidad de barras de masa (2) en porciones de masa individuales (3), con las siguientes etapas:
    - elaboration de las barras de masa (2a a 2e),
    - medicion del volumen de las barras de masa (2a a 2e),
    - corte de las barras de masa (2a a 2e) en las porciones de masa (3a a 3e) en funcion del resultado de medicion,
    - realizandose el corte de todas las barras de masa (2a a 2e) con un mismo dispositivo de corte (16) en el marco de las etapas de corte que se realizan individualmente en cada caso para las barras de masa (2a a 2e).
  2. 2. Procedimiento de acuerdo con la reivindicacion 1, caracterizado por que adicionalmente antes del corte se mide la densidad de las barras de masa (2a a 2e).
  3. 3. Procedimiento de acuerdo con las reivindicaciones 1 o 2, caracterizado por que la medicion de volumen se realiza de manera optica.
  4. 4. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado por que tras el corte el dispositivo de corte (16) desplaza la portion de masa cortada (3) a lo largo de un recorrido predeterminado (dx) a lo largo de la direction de transporte (x) con respecto a la barra de masa (2) que ha quedado.
  5. 5. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado por un registro de una position del dispositivo de corte (16) a lo largo de la direccion de transporte (x), predeterminandose en funcion de la posicion registrada un ancho de barra de masa (ya) de la barra de masa alimentada (2).
  6. 6. Dispositivo (1) para la division en porciones de una pluralidad de barras de masa (2) en porciones de masa individuales (3)
    - con un dispositivo de transporte (4) para las barras de masa (2a a 2e) elaboradas,
    - con un dispositivo de medicion (5) para la medicion del volumen de las barras de masa (2a a 2e),
    - con al menos un dispositivo de corte (16) para el corte de las barras de masa (2a a 2e) en las porciones de masa (3a a 3e) en funcion del resultado de medicion,
    - estando realizada una cuchilla de corte (19) del dispositivo de corte (16) y guiada de manera accionada de modo que todas las barras de masa (2a a 2e) pueden cortarse con cortes asignados individualmente a estas, pudiendo cortarse con un corte de la cuchilla de corte (19) exactamente una de las barras de masa (2a a 2e).
  7. 7. Dispositivo de acuerdo con la reivindicacion 6, caracterizado por un dispositivo de medicion para la medicion de la densidad de las barras de masa (2).
  8. 8. Dispositivo de acuerdo con las reivindicaciones 6 o 7, caracterizado por un dispositivo de medicion de volumen (5) optico.
  9. 9. Dispositivo de acuerdo con una de las reivindicaciones 6 a 8, caracterizado por un dispositivo de corte longitudinal (14) para el corte de las barras de masa (2) a partir de una banda de masa, pudiendo predeterminarse la distancia de dos cuchillas de corte longitudinal (14) del dispositivo de corte longitudinal a traves de un dispositivo de desplazamiento (25), y estando presente un dispositivo de registro para una posicion del dispositivo de corte (16) a lo largo de la direccion de transporte (x), estando conectado por senales el dispositivo de registro con el dispositivo de corte longitudinal y con un dispositivo de control/regulacion (15) de manera que en funcion de la posicion registrada del dispositivo de corte (16) se predetermina un ancho de barra de masa (ya) de la barra de masa transportada (2).
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