[发明专利]输送带速度/位置的确定和校正

说明书

对相关申请的交叉引用

本申请要求于2012年4月13日提交的美国临时申请号61/624170的权益，其公开内容在此通过引用并入本文。

背景技术

包括食品在内的工件根据客户需要被加工装置切割或以其他方式分割成较小的部分。还有，多余的肥肉、骨头和其它无关的或不希望的材料通常从食品中剔除。通常希望的是，将工件分割和/或修整成均匀的尺寸，例如以便制成餐馆中提供的肉排或制成用于冷冻食品或鸡肉汉堡中的鸡肉片。目前工件特别是食品的分割/修整中的多数都是通过使用高速分割机器实施的。当食品在运动的输送器上前进时，这些机器使用各种扫描技术以确定食品的尺寸、重量和形状。在计算机辅助下分析该信息以便确定如何最高效地将食品分割成最佳尺寸。例如，客户可能想要两种不同重量尺寸、但是没有脂肪或有可接受的有限量脂肪的鸡胸肉部分。鸡胸肉在其在进给输送带上运动时被扫描，并且通过使用计算机确定如何最佳地将鸡胸肉分割和/或修整成客户希望的重量和客户可接受的脂肪含量水平，从而最高效地利用鸡胸肉。

前述类型的分割机器在本领域中是已知的。这种分割机器或其构件在之前的专利中公开，例如美国专利号4,962,568和5,868,056，其通过引用并入本文。通常，分割机器包括进给输送器，其具有在支撑结构上滑动的活动实心带。进给输送带被驱动马达以选定的速度驱动。驱动马达可以由变速马达构成，从而调整进给带的速度。工件首先由进给输送器运载经过扫描站，在此工件例如被光学扫描器扫描，以便确定选定的物理参数，例如其尺寸和形状，然后通常通过采用工件的假定密度来确定其重量。此外，可能的是，定位出在工件内或在其上的不连续点(包括空隙)、无关材料和不希望的材料，例如肉部分中的骨头或肥肉。

在扫描站处测量/收集到的数据和信息被传递至优选在分割设备上的计算机，该计算机记录工件在进给输送器上的位置以及工件的形状和其它参数。借助该信息，计算机确定如何在分割站处最佳地切割、分割和/或修整工件。一旦工件经过扫描，则其可以被转送至通常由金属网材料构成的切割输送器。分割可以通过各种类型的切割/分割装置实施。

切割装置依靠在扫描站处确定的工件在带上的位置得知由计算机确定的切割在何处进行。因而，重要的是，进给输送器和切割输送器8的速度被精确控制，并且理想地两个输送器均以相同的均匀速度运行。如果(多个)输送器的速度不同，那么工件相对于切割/分割装置的实际位置将不会对应于由计算机计算出的位置。

如上所述，根据扫描数据和产品具体情况计算得出切割路径以便进行希望的分割。扫描站和切割/分割站通常以大约3米的距离隔开。为了实现希望的切割效果，加工品在切割输送器上的运输须是相对于其预计位置极其精确的。加工品在输送器上的甚至1毫米(mm)的位置误差将造成不可接受的不精确的加工品切割。

切割带通常由安装在驱动轴上的链轮驱动。链轮齿接合带的链节或链的链节，所述链连接至所述带。带的驱动轴的角位置从监测驱动轴角位置的编码器提供的数字信号中知晓。如果带的链节节距在带各处总是恒定的，那么将驱动轴位置转换成带位置将是容易的。然而，因制造误差或随时间推移产生的磨损和损坏，带节距经常不是非常一致的。金属带链节通常在金属横杆上旋转。参见例如本文的图3中的链节30和横杆32。杆与链节中的孔之间的配合必须是松的，当发生磨损时，孔被延长以形成槽，并且带链节的节距改变。如果带的一些部分被损坏并且被更换为新的带，那么将会在系统中存在两种不同的带节距。在链节节距为14mm的一段3米带中的1mm位置误差可以由仅每链节4.7微米(一万八千分之一英寸)的磨损造成。作为参考，(比如自行车上的)辊链在更换之前大体上允许磨损至每链节125微米；所以在输送带上均匀的带节距的假设将造成工件在输送带上的假定位置方面非常大的误差。

克服这一问题的一种方法是使用抵靠带表面转动的、编码的摩擦辊测量带位置。在这一方面，参见美国专利号7,025,196，其通过引用并入本文。编码器信号要么直接用于切割器正时，要么其可以用作对驱动轴的反馈以使该驱动轴保持恒定的速度。这种方案具有明显的缺点，包括在没有过多的带张力和在带上存在污染物比如鸡肉、鸡肉脂肪和水的情况下维持摩擦辊和带之间的摩擦方面的困难。使带路径部分地包绕编码的摩擦辊将减小打滑的问题，但不会必然将其消除。

本发明试图满足精确和可靠地知晓工件在输送器上的位置的需要。

发明内容