Diese Anmeldung beansprucht Priorität aus der Isländischen Anmeldung Nr. 6268 vom 13. Februar 2002.

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum automatischen Dosieren von Objekten zu Portionen mit einer Rückkopplungskorrektur.

In verschiedenen Branchen werden Grundobjekte in Losen verkauft, die verschiedene Beschränkungen einhalten müssen. Beispielsweise werden viele Lebensmittelobjekte, z.B. frische oder gefrorene Fischportionen, Hühnerportionen oder Fleischportionen, in vorverpackten Losen verkauft, die innerhalb einer bestimmten Toleranzspanne ein vorbestimmtes Gewicht und/oder eine vorbestimmte Anzahl von Stücken aufweisen. Die Toleranzspanne kann in einigen Branchen relativ eng sein.

In den Produktlieferverträgen zwischen Verkäufern und Käufern müssen ein Minimalgewicht und andere Anforderungen erfüllt werden. Es ist wichtig, dass keine der Zusammenstellungen ein Minimalgewicht unterschreitet, wobei allerdings das Überschreiten des Gewichts zu einem wirtschaftlichen Verlust für den Hersteller führt.

Das typische Verfahren, Portionen von Objekten zusammenzustellen, besteht darin, jedes Objekt zu wiegen, bevor die geeignete Portion ausgewählt wird, die dieses bestimmte Objekt ausmacht, wobei das Gewicht jeder Portion einfach die Summe aller Einzelobjekte in dieser Portion ist. Wenn alle Portionen weit von der abschließenden Gewichtsgrenze entfernt sind, ist es nicht wichtig, welche dieser Portionen für das Objekt gewählt wird. Wenn allerdings das Gewicht einer oder mehrerer Portionen nahe an der abschließenden Gewichtsgrenze liegt, ist es wichtig, welche Portion für dieses bestimmte Objekt ausgewählt wird.

GB A 2 115 630 beschreibt ein System zum Portionswiegen von Material, wobei eine automatische Rückkopplungskorrektur eingebracht wird, um die Wiegedifferenz zwischen kontinuierlichem Wiegen und stationärem Wiegen zu korrigieren. US A 3 945 448 beschreibt ein ähnliches System. Wie im Folgenden erörtert werden soll, liegt ein fundamentaler Unterschied zu diesen Systemen des Stands der Technik vor, die keine Auswahl von Objekten zulassen, die entsprechend ihrem ersten Gewicht einem bevorzugten Behälter zugeführt werden, noch eine korrigiertes Wiegen vorangehender Objekte zulassen, die bereits mehreren Behältern zugeführt wurden.

Das Problem der Verfahren des Stands der Technik ist die Ungenauigkeit im Gewicht jeder Portion, die zusammengestellt wird, was die Vorbedingung beim Auswählen eines geeigneten Objekts für eine Portion verändern kann, damit das Übergewicht dieser Portion minimiert wird. Wenn das Gewicht einer Portion auf der Summe aller Objekte in der Portion basiert, ist der Fehler im Gewicht der Gesamtportion die Summe der Gewichtsfehler jedes einzelnen Objekts. Dies kann mit der Auflösungsgenauigkeit der benutzten Wiegemittel in Zusammenhang stehen. Beispielsweise beträgt die Auflösungsgenauigkeit eines Wiegemittels 1 g. Das bedeutet, dass der Fehler beim Wiegen eines einzelnen Objekts bis zu 1 g beträgt. Wenn die Anzahl der Objekte in einer Portion 20 beträgt, ist der Maximalfehler die Anzahl der Objekte multipliziert mit der Auflösung (dem Auflösungsfehler) eines einzelnen Objekts, oder 20·2 g = 40 g. Durch Registrieren des Gewichts der Gesamtportion in einem einzigen Wiegeprozess wird dieser Fehler jedoch wesentlich reduziert, und würde in diesem Beispiel 1·1 g = 1 g betragen.

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung und ein Verfahren bereitzustellen, um diesen Fehler zu reduzieren, indem das Gewicht der Gesamtportion registriert wird, die zusammengestellt wird, anstatt die Summe der Gewichte aller einzelnen Objekte als Grundlage zu benutzen. Das Portionsgewicht kann deshalb dazu benutzt werden, die physikalischen Eigenschaften neu einzuschätzen, um sie für künftige Wiegedaten zu benutzen. Auf diese Weise wird der Fehler im Wiegeprozess dramatisch reduziert.

Gemäß dem ersten Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum automatischen Dosieren von Objekten zu Portionen, umfassend:

• – Transportieren eines zu wiegenden vorliegenden Objekts;
• – Wiegen des zu klassierenden vorliegenden Objekts und Senden von Ausgabesignalen, die die Wiegedaten darstellen;
• – Auswählen eines geeigneten Behälters für das gewogene Objekts, wobei eine Portion von wenigstens einem Objekt gebildet wird;
• – Lenken des Objekts zu dem Behälter;
• – periodisches Wiegen der Portion und Senden von Ausgabesignalen, die die Wiegedaten darstellen;
• – periodisches Vergleichen des Portionsgewichts mit dem summierten Objektgewicht in dem Behälter; und
• – Benutzen mehrerer solcher Vergleiche, um einen geeigneten Behälter für nachfolgende Objekte auszuwählen, und dadurch die Wiegegenauigkeit im Behälter zu erhöhen

Vorzugsweise umfasst das Vergleichen des Portionsgewichts mit dem summierten Objektgewicht ein Bestimmen der Differenz zwischen diesen. Wenn die Differenz eine vorbestimmte Grenze überschreitet, kann das Wiegen der Objekte korrigiert werden, mit dem Ziel, die später bestimmte Differenz zwischen dem Portionsgewicht und dem summierten Objektgewicht zu minimieren. Eine Differenz zwischen diesen kann auch anzeigen, ob ein bestimmtes Objekt in einen Behälter gelegt wurde, der nicht für dieses Objekt vorgesehen war. Das Auswählen eines geeigneten Behälters für das gewogene Objekt beruht auf einem statistischen Verfahren, ist jedoch hier nicht entscheidend. Das Auswählen eines geeigneten Behälters für das gewogene Objekt kann auch ein Erzeugen wenigstens einer Portion, bis eine obere Gewichtsgrenze unterhalb einer Zielgewichtsgrenze erreicht ist, und ein anschließendes Auswählen eines geeigneten Objekts umfassen, mit dem Ziel, das Übergewicht zu minimieren.

In einem anderen Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung zum automatischen Klassieren von Objekten zu Portionen, umfassend:

• – eine Transportvorrichtung zum Transportieren der Objekte;
• – eine erste Wiegeausrüstung zum Wiegen des zu klassierenden Objekts, während das Objekt auf der Transportvorrichtung transportiert wird, wobei die Wiegeausrüstung Ausgabesignale sendet, die die Wiegedaten darstellen;
• – Mittel zum Ermitteln eines geeigneten Behälters für das gewogene Objekt, wobei eine Portion von wenigstens einem Objekt gebildet wird;
• – eine zweite Wiegeausrüstung zum Wiegen eines Portionsgewichts der Objekte in wenigstens einem Behälter, wobei die Wiegeausrüstung Ausgabesignale sendet, die die Wiegedaten darstellen;
• – ein Computersystem, das dazu ausgelegt ist, die Ausgabesignale, die die Wiegedaten darstellen, zu benutzen, um das Portionsgewicht periodisch mit dem summierten Objektgewicht in dem Behälter zu vergleichen.

Vorzugsweise ist die erste Wiegeausrüstung eine dynamische Waage, und die zweite Wiegeausrüstung ist eine statische Waage. Die vorliegende Erfindung stellt auch ein Verfahren der Ansprüche 1 bis 6 bereit.

Die oben genannte sowie weitere Aufgaben und Vorteile der Erfindung gehen aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung unter Bezugnahme auf die begleitende Figur hervor.

1 zeigt eine Ausführungsform zum Dosieren von Objekten durch Benutzen des Portionsgewichts, um das tatsächliche Objektgewicht zu korrigieren. In dieser Ausführungsform werden die Objekte 9 auf einem Wiegemittel 10 gewogen, z.B. einer dynamischen Waage. Ein Wiegesignal wird einem Computersystem 6 zugeführt. Auf der Basis des Wiegens des jeweiligen Objekts, zuvor gewogener Objekte, sowie Information, die zu der akkumulierten Einwaage 12 in dem Behälter ermittelt wurde, sowie Wiegekriterien wie z.B. dem maximalen Übergewicht werden die Objekte entsprechend in einen Behälter gelenkt. Die Transportvorrichtung 1 mit Armvorrichtungen 3 ist geeigneten Behältern 4 zugeordnet. Die Auswahlentscheidung für den geeigneten Behälter 4 kann auf jedem beliebigen bekannten Verfahren beruhen, wie z.B. statistischen Verfahren. Dies ist jedoch nicht der entscheidende Teil der vorliegenden Erfindung. Das hier entscheidende Merkmal ist das Wiegemittel, das zum Wiegen der Portion in jedem der Behälter 4 benutzt wird. Dies reduziert den Fehler dramatisch, wobei die Auflösungsgenauigkeit des Wiegemittels normalerweise auf einem Auflösungsfehler beruht. Dies kann anhand des folgenden Beispiels weiter erläutert werden: Das Gewicht eines Objekts beträgt (22 ± 1) g, wobei aufgrund der Auflösungsgenauigkeit des Wiegemittels der Fehler 1 g beträgt. Wenn das Portionsgewicht aus 5 Stücken besteht, 22 g, 23 g, 19 g, 20 g und 25 g, beträgt das Gesamtgewicht (109 ± 5) g, wobei 5 g den Gesamtfehler darstellt. Entsprechend ist der Gesamtfehler der Gewichtsmessung die Summe des Fehlers für jedes einzelne Objekt. Wenn andererseits die gesamte Portion als solche gewogen wird, tritt ein solcher Mehrfachfehler in der Gewichtsmessung nicht auf, und der Fehler beträgt nur 1 g. Auch kann ein solches Wiegemittel für jeden Behälter eine statische Waage sein, die normalerweise genauer ist als eine dynamische Waage.

In der Ausführungsform aus 1 werden mehrere Objekte 9, 11 mit einem Transportband 1 in eine Richtung transportiert, die durch den Pfeil 2 angezeigt ist. Jedes Objekt wird gewogen, und die Information wird in einem Computersystem 6 gespeichert. Dieses Computersystem 6 empfängt auch regelmäßig Information zum Portionsgewicht 5, so dass das tatsächliche Portionsgewicht zu jedem Zeitpunkt bekannt ist, und vergleicht dieses Portionsgewicht mit dem Gesamtgewicht, das erzielt würde, wenn das Gewicht jedes einzelnen Objekts in dieser bestimmten Portion 4 summiert wird. Anhand der Portionsgewichte 5 und des Objektgewicht 7 überträgt das Computersystem das Objekt mit einem Lenkarm 3 in den geeigneten Behälter. Eine Differenz zwischen dem Portionsgewicht 5 und dem summierten Zielgewicht kann allerdings darauf beruhen, dass durch Summieren der einzelnen Objekte ein größerer Fehler aufgetreten ist. Dieser Fehler kann sich auch aus Fehlern beim Lenken der Objekte in den richtigen Behälter ergeben haben. Wenn ein solcher Fehler auftreten sollte, würde er sofort erkannt, und es könnten geeignete Maßnahmen getroffen werden. Wenn die Differenz klein ist, was auf Fehler der dynamischen Waage 10 zurückgehen könnte, könnte ein Korrekturvorgang der Waage durchgeführt werden, bis die Differenz zwischen dem Portionsgewicht 5 und dem summierten Gewicht aller einzelnen Objekte minimiert ist.

Falls keine Fehler auftreten, und falls alle Behälter leer sind, kann die Korrektur wie folgt durchgeführt werden:

Ein Objekt Nr. 1 wird auf der dynamischen Waage gewogen und weist den Wert w1 auf, und wird in Behälter 4 gelegt, wo die statische Waage das Objekt wiegt. Dieses Gewicht des Behälters (mit nur einem Objekt) wird mit dem Gewicht von der dynamischen Waage verglichen. Wenn die Differenz sehr klein ist, ist keine Korrektur der statischen Waage nötig. Ein Objekt Nr. 5 wird einige Zeit später mit der dynamischen Waage gewogen und weist den Wert w5 auf, und wird in denselben Behälter 4 gelegt. Das Computersystem vergleicht nun den Portionswert Portion = (w1 + w5) mit dem Summenwert Summe = w1 + w5. Wenn die Differenz Portion-Summe wieder innerhalb eines vorbestimmten Grenzbereichs liegt, erfolgt keine Korrektur der dynamischen Waage. Wenn andererseits die Differenz die vorbestimmte Grenze überschreitet, wird die dynamische Waage korrigiert. Dieser Prozess wird wieder und wieder wiederholt, wenn eine Korrektur nötig ist.

In einer anderen bevorzugten Ausführungsform kann das Dosieren darauf basieren, dass Portionen 4 bis zu einer bestimmten Grenze aufgefüllt werden, die unterhalb einer Zielgewichtsgrenze liegt. Wieder erfasst das Computersystem häufig das Portionsgewicht 5, und signalisiert, wenn das Portionsgewicht nahe an der Zielgewichtsgrenze liegt. Anschließend wird ein geeignetes Objekt, das auf der dynamischen Waage gewogen wurde, für diesen bestimmten Behälter ausgewählt, so dass das Übergewicht (das Gewicht, das das Zielgewicht überschreitet) minimiert wird.