Способ взвешивания и формирования пачки изделий
Владельцы патента RU 2786501:
КАБИНПЛАНТ А/С (DK)
Настоящее изобретение относится к способу и системе для взвешивания и формирования пачки изделий. Согласно настоящему изобретению необходимо определить количество изделий в весовой чашке многоголовочного взвешивающего устройства. Задан набор весовых распределений, включающий в себя первое весовое распределение и второе весовое распределение. Первое весовое распределение представляет весовое распределение первого целого числа изделий, а второе весовое распределение представляет весовое распределение второго целого числа изделий. Вес изделий в весовой чашке сравнивают с первым весовым распределением и вторым весовым распределением, соответственно, - количество изделий соответствует первому целому числу, когда вес находится внутри указанного первого весового распределения, и второму целому числу, когда вес находится внутри указанного второго весового распределения. Технический результат - взвешивание и формирование из единиц твердых пищевых продуктов пачек с конкретным количеством единиц и с конкретным весом. 2 н. и 11 з.п. ф-лы, 7 ил.
Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к способу и системе для взвешивания и формирования пачки изделий, в частности, взвешивания и формирования из единиц твердых пищевых продуктов пачек с конкретным количеством единиц и с конкретным весом.
Уровень техники
В таких отраслях, как пищевая промышленность, машины для взвешивания и сортировки были раскрыты в таких публикациях, как US 6,234,297, US 6,015,049, WO 98/49892, US 6,321,914, US 5,526,437, US 4,569,434, EP 0 593 126 и ЕР 0 900 601, все из которых включены в настоящую спецификацию посредством ссылки.
Промышленно упакованные пищевые продукты, такие как единицы домашней птицы, часто упаковывают в пакеты (пачки) приблизительно одинакового веса, независимо от количества единиц, входящих в пакет. Хотя отдельные твердые пищевые продукты, такие как куриные ножки, различаются по весу от единицы к единице, можно получить пакеты, имеющие приблизительно одинаковый вес, изменяя количество пищевых продуктов в пакетах.
Обычно для этой цели используют много головочные взвешивающие устройства. Примеры многоголовочных взвешивающих устройств раскрыты в таких публикациях, как ЕР 3112825, ЕР 2670669 и DK 201500149.
Многоголовочное взвешивающее устройство может состоять из приемной станции, где отдельные единицы пищевых продуктов случайным образом распределяют между несколькими взвешивающими системами (весовыми чашками).
Затем используют компьютер для расчета наиболее благоприятной комбинации весов для достижения заданного веса. Через ряд бункеров или емкостей благоприятные комбинации пищевых продуктов выгружают, например, в контейнер или на поднос так, что каждая пачка пищевых продуктов имеет приблизительно одинаковый вес. Однако при формировании пачки приблизительно одинакового веса количество пищевых продуктов может меняться от пачки к пачки.
Во многих ситуациях потребитель предпочитает получить предложение пакета, имеющего не только определенный вес или интервал веса, но и определенное количество единиц пищевых продуктов в этом пакете.
Раскрытие сущности изобретения
Вышеупомянутая цель и преимущества вместе с многочисленными другими целями и преимуществами, которые станут очевидными из раскрытия настоящего изобретения, согласно первому аспекту настоящего изобретения достигнуты посредством:
Способа взвешивания и формирования пачки изделий, таких как твердые пищевые продукты, причем указанный способ содержит следующее:
предоставление многоголовочного взвешивающего устройства, включающего в себя
подающую систему, имеющую вход для приема указанных изделий и множество выходов для выгрузки указанных изделий,
множество весовых чашек, причем каждая из указанных весовых чашек расположена под соответствующим выходом из указанного множества выходов с отверстием, обращенным к указанному соответствующему выходу, для приема порции указанных изделий,
указанный способ далее содержит следующее:
задание набора весовых распределений, включающего в себя первое весовое распределение и второе весовое распределение, причем указанное первое весовое распределение представляет весовое распределение первого целого числа изделий, а указанное второе весовое распределение представляет весовое распределение второго целого числа изделий,
предоставление указанных изделий и подача указанных изделий в указанные весовые чашки посредством указанной подающей системы таким образом, что каждая весовая чашка получает указанную порцию указанных изделий,
определение веса первой порции в соответствующей весовой чашке,
определение количества изделий, составляющих указанную первую порцию, посредством выполнения сравнения веса с указанным первым весовым распределением и указанным вторым весовым распределением, соответственно, причем количество изделий соответствует указанному первому целому числу, когда вес находится внутри указанного первого весового распределения, и указанному второму целому числу, когда вес находится внутри указанного второго весового распределения,
отбраковка указанной первой порции, если ее вес находится за пределами указанного набора весовых распределений,
выпуск указанной первой порции из указанной соответствующей весовой чашки для повторной обработки или для формирования пачки из указанной первой порции, когда вес находится внутри указанного набора весовых распределений, так что указанная пачка имеет количество и вес изделий в пределах заданных весовых и целочисленных интервалов.
Предполагается, что способ подходит для формирования пачки из широкого спектра твердых пищевых продуктов, включающего в себя изделия из мяса и птицы, такие как различные мясные вырезки и отрубы, продаваемые обычно в упаковках, содержащих две или более единиц, например, куриные грудки, стейки на косточке, куриные ножки, окорочки, куриные крылышки, вырезки, филейные части, рибай, отбивные и т.д. Однако объект изобретения не ограничивается мясными вырезками и отрубами, а может быть применен также к другим типам пищевых продуктов, присутствующим в целочисленном количестве.
Целое число изделий означает одно изделие, два изделия, три изделия или четыре изделия, и, например, до 10 изделий или более в зависимости от вида изделий, подлежащих комплектованию в пачку, и размера пачки, т.е. целое число изделий.
Задание набора весовых распределений может включать в себя определение того, сколько весовых распределений должно быть в наборе весовых распределений, а также задание каждого весового распределения в наборе весовых распределений.
Набор весовых распределений может включать в себя третье весовое распределение, четвертое весовое распределение и, например, до 10 весовых распределений или более, в зависимости от типа изделий, подлежащих комплектованию в пачку, и размера пачки.
Первое весовое распределение может быть для одного изделия, а второе весовое распределение может быть для двух изделий, т.е. в случае одной куриной ножки весовое распределение для одной куриной ножки задает, как вес куриных ножек распределен в совокупности куриных ножек.
Соответственно, в случае двух куриных ножек весовое распределение для двух куриных ножек задает, как общий вес двух куриных ножек распределен в совокупности пар куриных ножек. Общий вес означает вес сложенных вместе каждого из двух изделий.
Первое и второе весовое распределение различны.
Сравнение измеренного веса с весовым распределением может включать в себя сопоставление веса с одним из распределений из набора распределений, чтобы определить, какое распределение включает в себя данный вес.
Сравнение может быть проведено также с третьим и четвертым весовым распределением, а также последовательно по всем весовым распределениям в наборе весовых распределений, т.е. последовательно друг за другом.
Весовое распределение - это математическая функция, описывающая вероятность наступления различных возможных исходов в эксперименте (функция выдает вероятность в зависимости от веса).
Таким образом, данное весовое распределение отображает координатные пары веса и вероятности, где вес является абсциссой, а вероятность - ординатой.
Соответственно, каждое распределение pn(w) в наборе распределений является функцией веса w и задано целым числом n. Для данного содержимого в весовой чашке вес w является известным фактором, а целое число n - неизвестным, и оно может быть определено посредством заранее заданных распределений в наборе распределений.
Вес с вероятностью выше некоторого порога (например, ноль или 10%) для распределения означает, что целое число для этого распределения соответствует или равно количеству твердых пищевых продуктов в весовой чашке.
Каждое весовое распределение в наборе весовых распределений может быть кумулятивным распределением вероятности или некумулятивным распределением вероятности (функция плотности вероятности).
Весовое распределение может быть определено теоретически или эмпирически. Например, весовое распределение для одного изделия, такого как куриная ножка, может быть определено взвешиванием 1000 куриных ножек и подсчетом, сколько из них имеет вес ниже заданного. Кумулятивное распределение вероятности для эксперимента обычно имеет вес по оси абсцисс, а по оси ординат - количество изделий. Таким образом, для данной пары координат ордината показывает количество изделий, вес которых меньше веса абсциссы.
Распределение может быть нормализовано так, чтобы его сумма равнялась 1.
Некумулятивное распределение вероятности может быть найдено как производная от кумулятивного распределения вероятности.
Весовое распределение, представляющее вес, например, двух изделий, можно определить эмпирически, если взять 1000 наборов из двух изделий и взвесить каждый набор, после чего определить, как веса распределены в интервалах.
Альтернативно весовое распределение, представляющее вес, например, двух изделий, может быть определено или задано как произведение двукратного весового распределения одного изделия.
Весовое распределение может быть усечено так, что выше определенного веса точечная вероятность равна нулю, а ниже определенного веса точечная вероятность может быть также нулевой.
Распределение может быть равномерным, колоколообразным или усеченным колоколообразным распределением.
Сравнение между весом и весовым распределением может содержать определение точечной вероятности веса для первого весового распределения и второго весового распределения таким образом, чтобы можно было определить, какое распределение дает наибольшую вероятность для данного веса.
Некоторый вес находится внутри весового распределения, если точечная вероятность больше нуля или выше порогового значения, например, 10% или 20%.
Альтернативно данный вес считается находящимся внутри весового распределения, если данный вес выше минимального веса распределения и ниже максимального веса распределения.
Для усеченного распределения минимальный вес - это тот вес, для которого точечные вероятности всех весов меньше минимального веса, равны нулю.
Аналогично, максимальный вес - это вес, для которого точечные вероятности всех весов выше максимального веса, равны нулю.
Альтернативно данный вес считается находящимся в пределах распределения, если он отличается не более чем на одно стандартное отклонение от среднего веса. Вместо стандартного отклонения могут быть использованы другие отклонения, например, более чем на 50% от среднего (или другое пороговое значение, отличное от 50%, например, 40% или 60%).
Минимальный вес и максимальный вес могут быть заданы для распределения так, что некоторый вес, находящийся между минимальным и максимальным весом, считается принадлежащим распределению.
Данный вес считается находящимся вне распределения, если точечная вероятность равна нулю или если вес меньше минимального или больше максимального.
Между первым весовым распределением и вторым весовым распределением может быть перекрытие, т.е. для некоторого данного веса оба распределения дают вероятность больше нуля.
Альтернативно, если для каждого распределения заданы минимальный и максимальный вес, то перекрытие может быть результатом того, что максимальный вес первого распределения превышает минимальный вес второго распределения, которое далее имеет максимальный вес, превышающий максимальный вес первого распределения.
В случае перекрытия может оказаться невозможным определить, сколько единиц твердых пищевых продуктов присутствует в весовой чашке. В результате может быть принято решение, что содержимое весовой чашки должно быть повторно обработано.
Чтобы определить количество твердых пищевых продуктов в весовой чашке или необходимость отбраковки содержимого весовой чашки, может быть использована условная операция, такая как условный if-оператор.
Согласно второму аспекту настоящего изобретения вышеуказанные объекты и преимущества получены посредством:
Многоголовочного взвешивающего устройства для взвешивания и формирования пачки изделий, таких как твердые пищевые продукты, причем указанное многоголовочное взвешивающее устройство содержит следующее:
подающую систему, имеющую вход для приема указанных изделий и множество выходов для выгрузки указанных изделий,
множество весовых чашек, причем каждая из указанных весовых чашек расположена под соответствующим выходом из указанного множества выходов с отверстием, обращенным к указанному соответствующему выходу, для приема порции указанных изделий и каждая из указанных весовых чашек имеет вес для взвешивания указанной порции указанных изделий,
центральный контроллер, имеющий базу данных с набором весовых распределений, включающим в себя первое распределение и второе распределение, причем указанное первое весовое распределение представляет весовое распределение первого целого числа изделий, а указанное второе весовое распределение представляет весовое распределение второго целого числа изделий,
причем указанный центральный контроллер выполнен с возможностью определения количества изделий, составляющих указанную первую порцию, посредством сравнения веса и указанного первого весового распределения и указанного второго весового распределения, соответственно, причем количество изделий соответствует указанному первому целому числу, когда вес находится внутри указанного первого весового распределения, и указанному второму целому числу, когда вес находится внутри указанного второго весового распределения,
отбраковщик для отбраковки указанной первой порции, когда вес находится вне указанного набора весовых распределений,
выпускающий механизм для выпуска указанной первой порции из указанной соответствующей весовой чашки для повторной обработки или для формирования пачки из указанной первой порции, когда вес находится внутри указанного набора весовых распределений таким образом, что указанная пачка имеет количество изделий в пределах заданных весовых и целочисленных интервалов.
Согласно третьему аспекту настоящего изобретения вышеуказанные объекты и преимущества получены посредством:
Способа взвешивания и формирования пачки изделий, таких как твердые пищевые продукты, в пределах заданного интервала изделий и весов, причем указанный способ содержит следующее:
предоставление многоголовочного взвешивающего устройства, включающего в себя
подающую систему, имеющую вход для приема указанных изделий и множество выходов для выгрузки указанных изделий,
множество весовых чашек,
причем каждая из указанных весовых чашек расположена под соответствующим выходом из указанного множества выходов с отверстием, обращенным к указанному соответствующему выходу, для приема порции указанных изделий,
причем указанный способ далее содержит следующее:
предоставление указанных изделий и подача указанных изделий в указанные весовые чашки посредством указанной подающей системы таким образом, что каждая весовая чашка получает указанную порцию указанных изделий,
определение веса первой порции в соответствующей весовой чашке,
задание набора весовых распределений, включающего в себя первое распределение и второе распределение, причем каждое весовое распределение из указанного набора весовых распределений представляет весовое распределение целого числа изделий, например, одного изделия или двух изделий,
отбраковка указанной первой порции, если указанный вес находится за пределами указанного набора весовых распределений,
определение количества изделий, составляющих указанную первую порцию, сопоставлением указанного веса с количеством изделий посредством указанного набора весовых распределений, когда указанный вес попадает внутрь весового распределения,
выпуск указанной первой порции из указанной соответствующей весовой чашки для формирования пачки или для повторной обработки указанной первой порции, когда указанный вес попадает внутрь указанного набора весовых распределений.
Вес может попасть внутрь распределения, когда вероятность веса в этом распределении больше порогового значения, например, 0%, 10% или 20%.
Сопоставление веса с количеством изделий может включать в себя функцию определения вероятности принадлежности веса к распределению или просто определения того, находится ли вес внутри или вне весового распределения.
Все распределения могут быть использованы в этом сопоставлении, и количество твердых пищевых продуктов в весовой чашке соответствует тому номеру весового распределения, который дает вероятность веса больше нуля (или 10%, или 20%).
Вероятность может быть либо точечной, либо кумулятивной.
Вместо вероятности можно использовать сравнение с минимальным и максимальным значениями каждого распределения, чтобы определить, в какое распределение попадает вес.
Считается, что вес принадлежит к некоторому распределению, если это распределение дает более высокую вероятность этого веса, чем любое другое распределение.
Краткое описание чертежей
Вышеуказанные аспекты теперь будут более подробно объяснены ниже посредством примеров осуществлений изобретения со ссылкой на чертежи, на которых:
Фиг. 1 иллюстрирует систему формирования пачки пищевых продуктов, включающую в себя многоголовочное взвешивающее устройство.
Фиг. 2 иллюстрирует часть системы формирования пачки пищевых продуктов с дозирующим механизмом и контейнером для сбора пачки.
Фиг. 3 иллюстрирует часть системы формирования пачки пищевых продуктов с дозирующим механизмом в состоянии приема.
Фиг. 4 иллюстрирует части системы формирования пачки пищевых продуктов с дозирующим механизмом в состоянии отправки для повторной обработки или в состоянии отбраковки.
Фиг. 5 иллюстрирует набор весовых распределений, представляющих весовое распределение для 1, 2, 3 или 4 единиц твердых пищевых продуктов, соответственно.
Фиг. 6 иллюстрирует набор весовых распределений, представляющих весовое распределение для 1, 2, 3 или 4 единиц твердых пищевых продуктов, соответственно.
Фиг. 7 представляет блок-схему, иллюстрирующую технологический процесс в способе взвешивания и формирования пачки изделий.
Осуществление изобретения
Далее настоящее изобретение будет раскрыто более подробно со ссылкой на сопроводительные чертежи, на которых показаны представленные в качестве примера варианты осуществления изобретения. Изобретение может быть, однако, осуществлено в различных формах, и его не следует рассматривать как ограниченное вариантами, изложенными в настоящем документе. Скорее, эти варианты осуществления изобретения приведены для того, чтобы данное раскрытие было полным и исчерпывающим и полностью передавало объем изобретения специалистам в данной области. Одинаковые ссылочные номера относятся к одинаковым элементам во всем документе. Таким образом, одинаковые элементы не будут подробно раскрыты в связи с раскрытием каждой фигуры.
На фиг. 1 показан вид в аксонометрии системы формирования пачки пищевых продуктов согласно настоящему изобретению. Система формирования пачки пищевых продуктов содержит многоголовочное взвешивающее устройство (10), а управление работой системы формирования пачки пищевых продуктов осуществляют посредством управляющего блока (28).
Многоголовочное взвешивающее устройство (10) содержит приемную секцию (14) для приема твердых пищевых продуктов (не показаны) навалом, т.е. твердые пищевые продукты представляют собой большое количество отдельных пищевых продуктов, обычно мясных изделий, таких как курица, говядина, свинина, рыба и т.д.
Твердые пищевые продукты поступают из приемной секции (14) в один из лотков (16). Лотки (16) расположены по окружности вокруг приемной секции (14).
Каждый лоток (16) содержит транспортный шнек (18) для перемещения твердых пищевых продуктов наружу к затвору (20) на выходе лотка. Этот затвор открывает и закрывает выход соответствующего лотка и тем самым управляет потоком твердых пищевых продуктов из соответствующего лотка (16) в соответствующие весы (22), расположенные под выходом соответствующего лотка.
Каждые из весов (22) предназначены для определения веса твердых пищевых продуктов, попадающих в эти весы (22).
Далее происходит определение количества изделий, находящихся на соответствующих весах. Конкретные способы определения количества изделий, находящихся на соответствующих весах, раскрыты далее.
После определения веса и количества изделий, находящихся на соответствующих весах, происходит определение (с использованием управляющего блока (28)) того, содержимое каких весов должно быть объединено.
Содержимое этих весов, которое должно быть объединено в пачку, затем выпускают в желоб (24) и собирают в дозирующем механизме (26), выпускающем далее содержимое в контейнер (12) через принимающую заслонку (32).
Контейнер может иметь любую форму и может быть изготовлен из любого материала, совместимого с его функцией приема твердых пищевых продуктов на упаковочном транспортере. Контейнер может представлять собой примерно прямоугольный поднос, изготовленный из пластика или алюминия, пригодного для хранения пищевых продуктов, предназначенных для потребления человеком.
На фиг. 1 показано, как твердый пищевой продукт проходит из дозирующего механизма в контейнер, формируя пачку.
После заполнения контейнера требуемым содержимым управляющий блок последовательно дает команду упаковочному транспортеру (36) переместить и привести пустой контейнер в положение под дозирующим механизмом и закрыть принимающую заслонку до того, как будет выпущена новая порция твердых пищевых продуктов.
На фиг. 2 показан дозирующий механизм (26), содержащий несколько твердых пищевых продуктов (42).
Дозирующий механизм содержит принимающую заслонку (32) и отбраковывающую заслонку (34). Управление обеими заслонками осуществляют посредством управляющего блока (28).
Также показан пустой контейнер (12), расположенный на верхней части упаковочного транспортера (36).
Здесь в дозирующем механизме находятся две единицы твердых пищевых продуктов.
На фиг. 3 показан дозирующий механизм (26) после получения команды на открывание принимающей заслонки (32) от управляющего блока. В результате открывания твердые пищевые продукты выпускаются в пустой контейнер (12).
На фиг. 4 показан дозирующий механизм (26) после получения команды на открывание отбраковывающей заслонки (34) от управляющего блока. Открывание приводит к тому, что твердые пищевые продукты выпускаются в положение, отличное от положения пустого контейнера (12) на упаковочном транспортере (36).
Набор твердых пищевых продуктов, имеющий вес в пределах перекрытия между первым весовым распределением и вторым весовым распределением, может быть повторно обработан и через подающую систему (не показана) перемещен в приемную секцию (14) многоголовочного взвешивающего устройства (10).
Однако набор твердых пищевых продуктов, вес которых выходит за пределы всех распределений, может быть утилизирован и использован для других целей.
Фиг. 5: иллюстрирует набор весовых распределений для 1, 2, 3 или 4 единиц твердых пищевых продуктов, соответственно.
Эти весовые распределения являются некумулятивными распределениями вероятности. Вес w расположен вдоль оси абсцисс, а точечная вероятность р - вдоль оси ординат.
Так, первое весовое распределение (44) представляет некумулятивное распределение вероятности для одной единицы твердого пищевого продукта, такого как куриная ножка.
Каждое весовое распределение является равномерным распределением.
Например, первое распределение (44) является усеченным и имеет точечную вероятность 0 ниже минимального значения (min(w)=a) веса, что означает, что вероятность наблюдения результата с весом ниже минимального значения а веса равна 0:
Точечная вероятность также равна 0 выше максимального значения max(w)=b веса. Точечная вероятность постоянна между минимальным значением а веса и максимальным значением b веса.
Распределение для одной единицы твердого пищевого продукта может быть записано как unif(a;b). Удельные веса могут быть а=27 г и b=37 г.
Таким образом, предполагается, что единицы твердых пищевых продуктов, таких как куриные ножки, не имеют случаев/наблюдений, когда куриная ножка весит меньше минимального значения веса, а также случаев/наблюдений, когда куриная ножка весит больше максимального значения веса, а между минимальным и максимальным значениями веса вес куриных ножек распределен равномерно.
В примере фиг. 5 все распределения нормализованы, что означает, что высота распределений уменьшается вдоль оси абсцисс, а ширина распределений увеличивается вдоль оси абсцисс.
Нормализованная версия первого распределения может быть записана как:
Точечная вероятность веса w равна:
Для нормализованного распределения интеграл от минимального значения а веса до максимального значения b веса дает вероятность 1:
Второе распределение может быть найдено, если предположить, что две единицы твердого пищевого продукта с минимальным весом а могут оказаться в одной весовой чашке, что приведет к минимальному весу 2*а.
Аналогично, две единицы твердого пищевого продукта с максимальным весом b могут оказаться в одной и той же весовой чашке, в результате чего максимальный вес составит 2*b.
Также если предположить, что второе распределение является равномерным, то его можно записать в ненормализованной форме как:
р2=unif(2*a;2*b),
Аналогично, третье и четвертое распределения могут быть записаны как:
р3=unif(3*a;3*b)
р4=unif(4*a;4*b)
Между первым и вторым распределением существует промежуток, т.е. максимальное значение веса первого распределения меньше минимального значения веса второго распределения. Математически говоря, значения таковы, что b<2*а, и промежуток имеет ширину 2*а-b.
Аналогично, существует промежуток между вторым и третьим распределениями: 2*b<3*а.
Третье и четвертое распределения имеют перекрытие (46) (показано заштрихованной областью), т.е. максимальное значение веса третьего распределения больше минимального значения веса четвертого распределения: 3*b>4*а, это перекрытие имеет ширину 4*а-3*b.
Количество твердых пищевых продуктов в весовой чашке может быть определено посредством набора распределений.
В данном примере можно предположить, что в весовую чашку попадет от 1 до 4 единиц твердых пищевых продуктов. Весовая чашка выдает вес массы в весовой чашке, и необходимо определить, сколько единиц твердых пищевых продуктов находится в весовой чашке.
Условный if-оператор может быть использован, чтобы определить, является ли данный вес тем весом, который встречается в текущем распределении.
Так, если данный вес больше минимального значения веса для распределения и меньше максимального значения веса для распределения, то можно сделать вывод, что вес принадлежит этому распределению, причем, поскольку это распределение было задано для конкретного числа n твердых пищевых продуктов, можно сделать вывод, что количество твердых пищевых продуктов в весовой чашке соответствует этому конкретному числу.
Начиная с первого распределения, алгоритм может быть следующим:
if а<w<b then n=1
Если данный вес не попадает между минимальным значением веса и максимальным значением веса, то можно сделать вывод, что данный вес не принадлежит этому конкретному распределению, т.е. количество n твердых пищевых продуктов в весовой чашке все еще неизвестно.
В этом случае действия по алгоритму могут быть продолжены, и может быть проведено сравнение веса со вторым весовым распределением:
if 2*а<w<2*b then n=2
И так далее до четвертого распределения.
Если алгоритм возвращает уникальный результат, т.е. вес попадает в одно из распределений, с которым происходило сравнение, то количество твердых изделий в весовой чашке равно номеру этого весового распределения.
Если ни одно из сравнений не дало положительного результата, то может быть сделан вывод, что вес выходит за рамки распределения. Это может произойти, если содержимое весовой чашки представляет собой, например, половину куриной ножки. Тогда происходит отбраковка содержимого весовой чашки посредством отбраковывающей заслонки.
Если вес попадает в область перекрытия двух распределений, то два сравнения возвращают положительный результат. Например, если вес попадает в перекрытие между третьим и четвертым распределением, то невозможно определить, является ли содержимое весовой чашки тремя или четырьмя единицами твердых пищевых продуктов.
В таком случае содержимое весовой чашки может быть направлено на повторную обработку.
Фиг. 6: иллюстрирует другой набор возможных весовых распределений пачек, состоящих из 1, 2, 3 или 4 единиц твердых пищевых продуктов, соответственно.
Эти весовые распределения являются некумулятивными распределениями вероятности. Вес w расположен вдоль оси абсцисс, а точечная вероятность р - вдоль оси ординат.
Вместо равномерного распределения теперь предполагается, что распределения являются усеченными нормальными распределениями (или колоколообразными распределениями), т.е. точечная вероятность максимальна в центре каждого распределения и симметрично уменьшается при удалении от центра, хотя распределения необязательно должны быть симметричными относительно центра.
Существует промежуток между первым и вторым распределением и перекрытие между вторым и третьим распределениями, а также между третьим и четвертым распределениями.
Условный if-оператор, описанный в связи с фиг. 5, может быть использован для определения того, попадает ли вес в одно из распределений.
Альтернативно для определения попадания веса в одно из распределений может быть использована точечная вероятность. Например, при перекрытии двух распределений можно определить, какое распределение дает наибольшую точечную вероятность, и решить, что вес принадлежит этому распределению:
if p2(w)>p3(w) then n=2 (если p2(w)>p3(w), тогда n=2)
elseif p2(w)<p3(w) then n=3 (иначе если p2(w)<p3(w), тогда n=3)
В общем случае можно определить точечную вероятность веса для всех распределений, сравнить их между собой и решить, что вес принадлежит распределению с наибольшей точечной вероятностью.
Предполагается, что вместо усеченных нормальных распределений могут быть использованы неусеченные колоколообразные распределения. В этом случае все распределения могут перекрывать друг друга. Однако для каждого распределения могут быть заданы минимальные и максимальные значения, чтобы задать интервалы, с которыми можно сравнивать измеренные веса, по сути превращая неусеченные распределения в усеченные.
Фиг. 7 представляет собой блок-схему основных этапов способа по изобретению, включающую в себя возможный алгоритм для оценки пищевых продуктов в каждой пачке.
Предполагается, что вместо использования условного if-оператора может быть определена вероятность веса для каждого распределения. Количество единиц твердого пищевого продукта соответствует номеру распределения, возвращающего вероятность больше нуля; этот алгоритм предназначен для равномерных распределений без перекрытия.
Алгоритм начинается с подачи случайного и неизвестного количества твердых пищевых продуктов в весовую чашку.
Затем происходит определение веса массы в весовой чашке.
Для отслеживания распределений может быть использован счетчик, и алгоритм может быть запущен с первого распределения и, соответственно, установить счетчик на 1.
Для перебора распределений используют цикл while (повторяющийся условный if-оператор), выполняемый многократно на основе заданного булева условия, т.е. он работает до тех пор, пока счетчик не достигнет максимального значения N, что соответствует общему количеству распределений в наборе распределений.
Когда счетчик меньше максимального числа, алгоритм переходит на цикл while-loop, определяет вероятность принадлежности веса к первому распределению и решает, больше ли эта вероятность нуля.
Если вероятность больше нуля, то цикл while-loop завершается, и считается, что количество твердых пищевых продуктов в весовой чашке равно 1.
Если вероятность равна нулю, то счетчик увеличивается на 1, цикл while-loop продолжает определять вероятность принадлежности веса ко второму распределению и принимает решение, если вероятность больше нуля.
Если цикл while-loop проходит через все распределения без положительного определения количества изделий в весовой чашке, то может быть принято решение об отбраковке содержимого весовой чашки.
Ниже приведен список ссылочных позиций, используемых в подробном описании изобретения и на чертежах, упомянутых в подробном описании изобретения.
а Минимальное значение веса
b Максимальное значение веса
10 Многоголовочное взвешивающее устройство
12 Контейнер
14 Приемная секция
16 Лоток
18 Транспортировочный шнек
20 Затвор
22 Весы
24 Желоб
26 Дозирующий механизм
28 Управляющий блок
32 Принимающая заслонка
34 Отбраковывающая заслонка
36 Упаковочный транспортер
42 Твердый пищевой продукт
44 Первое весовое распределение
46 Перекрытие
1. Способ взвешивания и формирования пачки изделий, таких как твердые пищевые продукты, содержащий:
предоставление многоголовочного взвешивающего устройства, включающего в себя
подающую систему, имеющую вход для приема указанных изделий и множество выходов для выгрузки указанных изделий,
множество весовых чашек, причем каждая из указанных весовых чашек расположена под соответствующим выходом из указанного множества выходов с отверстием, обращенным к указанному соответствующему выходу, для приема порции указанных изделий,
причем указанный способ дополнительно содержит:
задание набора весовых распределений, включающего в себя первое весовое распределение и второе весовое распределение, причем указанное первое весовое распределение представляет весовое распределение первого целого числа изделий, а указанное второе весовое распределение представляет весовое распределение второго целого числа изделий,
предоставление указанных изделий и подача указанных изделий в указанные весовые чашки посредством указанной подающей системы таким образом, что каждая весовая чашка получает указанную порцию указанных изделий,
определение веса первой порции в соответствующей весовой чашке,
определение количества изделий, составляющих указанную первую порцию, посредством сравнения веса и указанного первого весового распределения и указанного второго весового распределения, соответственно, причем количество изделий соответствует указанному первому целому числу, когда вес находится внутри указанного первого весового распределения, и указанному второму целому числу, когда вес находится внутри указанного второго весового распределения,
отбраковку указанной первой порции, если ее вес находится за пределами указанного набора весовых распределений,
выпуск указанной первой порции из указанной соответствующей весовой чашки для повторной обработки или для формирования пачки из указанной первой порции, когда вес находится внутри указанного набора весовых распределений, так что указанная пачка имеет количество и вес изделий в пределах заданных весовых и целочисленных интервалов.
2. Способ по п. 1, содержащий направление указанной первой порции в подающую систему для повторной обработки, когда вес находится внутри перекрытия между указанным первым весовым распределением и указанным вторым весовым распределением.
3. Способ по любому из предыдущих пунктов, содержащий прием и формирование пачки указанной первой порции, когда вес находится внутри указанного первого весового распределения или указанного второго весового распределения и за пределами перекрытия между указанным первым весовым распределением и указанным вторым весовым распределением.
4. Способ по любому из предыдущих пунктов, в котором указанный набор весовых распределений содержит равномерное распределение.
5. Способ по п. 1, в котором указанное сравнение содержит условную операцию.
6. Способ по п. 5, в котором вес находится внутри первого весового распределения, когда этот вес выше минимального веса указанного первого весового распределения и ниже максимального веса указанного первого весового распределения.
7. Способ по п. 5, в котором вес находится вне указанного первого весового распределения, когда этот вес ниже минимального веса указанного распределения или выше максимального веса указанного первого весового распределения.
8. Способ по п. 1, в котором указанное сравнение содержит определение точечной вероятности веса для указанного первого весового распределения и указанного второго весового распределения.
9. Способ по п. 8, в котором вес находится внутри указанного первого весового распределения, когда указанная точечная вероятность веса выше порогового значения, например, 0.
10. Способ по п. 8, в котором вес находится вне указанного первого весового распределения, когда указанная точечная вероятность веса ниже порогового значения.
11. Многоголовочное взвешивающее устройство для взвешивания и формирования пачки изделий, таких как твердые пищевые продукты, содержащее:
подающую систему, имеющую вход для приема указанных изделий и множество выходов для выгрузки указанных изделий,
множество весовых чашек, причем каждая из указанных весовых чашек расположена под соответствующим выходом из указанного множества выходов с отверстием, обращенным к указанному соответствующему выходу, для приема порции указанных изделий и каждая из указанных весовых чашек имеет вес для взвешивания указанной порции указанных изделий,
центральный контроллер, имеющий базу данных с набором весовых распределений, включающим в себя первое распределение и второе распределение, причем указанное первое весовое распределение представляет весовое распределение первого целого числа изделий, а указанное второе весовое распределение представляет весовое распределение второго целого числа изделий,
причем указанный центральный контроллер выполнен с возможностью определения количества изделий, составляющих указанную первую порцию, посредством сравнения веса и указанного первого весового распределения и указанного второго весового распределения, соответственно, причем количество изделий соответствует указанному первому целому числу, когда вес находится внутри указанного первого весового распределения, и указанному второму целому числу, когда вес находится внутри указанного второго весового распределения,
отбраковщик для отбраковки указанной первой порции, когда вес находится вне указанного набора весовых распределений,
выпускающий механизм для выпуска указанной первой порции из указанной соответствующей весовой чашки для повторной обработки или для формирования пачки из указанной первой порции, когда вес находится внутри указанного набора весовых распределений таким образом, что указанная пачка имеет количество изделий в пределах заданных весовых и целочисленных интервалов.
12. Многоголовочное взвешивающее устройство по п. 11, содержащее устройство повторной обработки для направления указанной первой порции для повторной обработки в указанную подающую систему, когда вес находится внутри перекрытия между указанным первым весовым распределением и указанным вторым весовым распределением.
13. Многоголовочное взвешивающее устройство по п. 11 или 12, содержащее дозирующий механизм с принимающей заслонкой и отбраковывающей заслонкой.
