(57)【要約】【課題】食肉用家畜屠体のうで部位又はもも部位等骨付き肉の除骨処理において、従来人手で行なっていた筋入れ工程を自動化して自動化率を上げ、肉の歩留まりを向上させる。【解決手段】骨付き肉を懸架して第１の骨を脱骨する懸架吊部１〜３ＳＴと、該懸架吊部の下流に設けられ骨付き肉を載置して第２の骨を脱骨するコンベア部４〜６ＳＴから成り、該懸架吊部では、骨付き肉の露出した首部ｄを把持して懸架した状態で、第１の骨ｚ、ｊの長手方向に沿って筋入れ加工を行った後に（１〜２ＳＴ）、該第１の骨の周囲の肉を引き剥がすことで該第１の骨を脱骨し（３ＳＴ）、該コンベア部では、骨付き肉を、第２の骨ｋが近傍に存在する側の薄肉部ｍ１を上側にして載置した状態で、該第２の骨の上側表面を露出させた後に（４ＳＴ）、該第２の骨側面に沿って筋入れ加工を行い（５ＳＴ）、該第２の骨を引き剥がすことで（６ＳＴ）、該第２の骨を脱骨する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
腱を介して筋肉が連接され、第１の骨と肉表面近傍に位置する第２の骨を有する骨付き肉の自動脱骨装置において、
前記骨付き肉を懸架して第１の骨を脱骨する懸架吊部と、該懸架吊部の下流に設けられ前記骨付き肉を載置して第２の骨を脱骨するコンベア部から成り、
前記懸架吊部では、前記骨付き肉の露出した首部を把持して懸架した状態で、前記第１の骨の長手方向に沿って筋入れ加工を行った後に、前記第１の骨の周囲の肉を引き剥がすことで第１の骨を脱骨し、
前記コンベア部では、前記骨付き肉を、第２の骨が近傍に存在する側の薄肉部を上側にして載置した状態で、第２の骨の上側表面を露出させた後に、第２の骨側面に沿って筋入れ加工を行い、第２の骨を引き剥がすことで第２の骨を脱骨することを特徴とする骨付き肉の自動脱骨装置。
【請求項２】
前記懸架吊部は、前記骨付き肉を把持して懸架しタクト送りする搬送手段を有し、それぞれのタクト毎に少なくとも筋入れ加工と、前記筋入れ加工の後に第１の骨の周囲の肉の引き剥がしを行う手段を設けたことを特徴とする請求項１に記載の骨付き肉の自動脱骨装置。
【請求項３】
前記コンベア部は、前記骨付き肉を載置しながら脱骨する搬送コンベアから成り、該搬送コンベアに沿って、第２の骨の上側表面を露出させる露出手段と、第２の骨側面に沿って筋入れを行う第２の筋入れ手段と、第２の骨を引き剥がす第２の引き剥がし手段と、を設けたことを特徴とする請求項１又は２に記載の骨付き肉の自動脱骨装置。
【請求項４】
前記第２の筋入れ手段は、筋入れを行う切断刃と、第２の骨の上方からセンシング端子を下降させて該センシング端子が第２の骨に接触した際の下降量から筋入れ深さを演算する筋入れ深さ演算手段と、前記演算手段の演算結果に応じて前記切断刃を動かす切断刃駆動手段と、から構成され、第２の骨の個体差に対応した筋入れを行うことを特徴とする請求項３に記載の骨付き肉の自動脱骨装置。
【請求項５】
前記切断刃駆動装置に前記切断刃の上下方向の位置を検出する機構を設け、前記切断刃を上方から第２の骨に接触させることで、切断刃が前記センシング端子を兼ねることを特徴とする請求項４記載の骨付き肉の自動脱骨装置。
【請求項６】
前記露出手段は、
前記懸架吊部に設けられ第２の骨の上側表面に沿って前記薄肉部に筋を入れる筋入れ部と、前記コンベア部に設けられ該筋入れ部によって筋入れされた該薄肉部を剥がす剥がし部とから成り、
該筋入れ部では、前記骨付き肉を懸架し、該薄肉部に弾性変形可能なカッタを挿入し、該カッタを第２の骨表面に沿わせて筋入れを行い、該剥がし部で該筋入れ部で筋入れされた第２の骨表面の肉を剥がすことを特徴とする請求項３に記載の骨付き肉の自動脱骨装置。
【請求項７】
前記筋入れ部は、前記骨付き肉を把持して懸垂した状態での首部から下端までの長さを計測する長さ計測手段と、骨付き肉の長さに応じて予め前記弾性変形可能なカッタの動作軌跡を設定した複数のプログラムと、前記長さ計測手段の検出結果に基づいて該複数のプログラムの中から対応するプログラムを選出する手段と、該選出されたプログラムに従って該カッタを動作させる手段を備えることにより、第２の骨の大きさの個体差に対応して前記薄肉部を第２の骨から剥がすことを特徴とする請求項６に記載の骨付き肉の自動脱骨装置。
【請求項８】
前記第１の骨を引き剥がす手段は、骨付き肉の露出した首部を懸架した位置の下方に位置し押し広げられると内径寸法が弾性的に増大する孔を有する肉押し板と、該懸垂位置と肉押し板の間に配置された丸刃カッタと、該骨付き肉を把持懸架したまま引き上げる引き上げ手段と、該懸架した骨付き肉と該肉押し板を同期して回転させる回転手段とを備え、
前記引き上げ手段で骨付き肉を引き上げながら前記回転手段によって肉押し板と同期して回転させることで前記丸刃カッタでらせん状に骨付き肉をカットしながら、前記肉押し板で第１の骨の周囲の肉を引き剥がすことを特徴とする請求項２〜７のいずれかに記載の骨付き肉の自動脱骨装置。
【請求項９】
前記第２の骨は硬骨と軟骨より成り、前記搬送コンベアで第２の骨を引き剥がす際に軟骨上部を押さえる板状部材を有し、引き剥がしの際に軟骨が変形することを防止することを特徴とする請求項３〜８のいずれかに記載の骨付き肉の自動脱骨装置。
【請求項１０】
前記骨付き肉が、食肉屠体の背割り半截ブロックより頚椎、肩ロース部及びスペアリブを除去したうで部位の食肉ブロックであって、前記第１の骨が前腕骨及び上腕骨であり、前記第２の骨が肩甲骨であることを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載の骨付き肉の自動脱骨装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、食肉用家畜屠体のうで部位又はもも部位等の骨付き肉の自動脱骨装置に係り、従来の方式よりさらに自動化率を高めるとともに、筋入れラインを正確にして骨に残留する肉量を低減して肉の歩留まりを向上させた装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
本願発明者等は、先に食肉用家畜屠体のうで部位・かた肉ロース部の脱骨装置を提案している（特許文献１；再公表特許公報ＷＯ２００４／０６８９５３号）。この装置は、前処理として、かたロース部及びスペアリブの分割除去と、前腕骨の脱骨をした後、上腕骨と肩甲骨周りの筋入れを行い、このように最大限の前処理をした後、肩甲骨の引き剥がし（肩甲骨脱骨）と上腕骨の自動脱骨のみの必要最小限の脱骨処理を行うようにして、省スペースとコスト低減を図った中小処理工場向きの食肉脱骨装置である。
【０００３】
【特許文献１】再公表特許公報ＷＯ２００４／０６８９５３号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に開示された除骨機では、上腕骨と肩甲骨周りの筋入れを人手に頼っており、自動化率はそれほど高くない。上腕骨や肩甲骨の表面に沿って長手方向に切断する筋入れは、骨に沿ってかつ骨に刃を食い込ませないように切断刃を操作する必要があり、かつ骨の形状が曲がりやねじれがある複雑な３次元曲線をしているため、筋入れの奥行きを適正に保って肉を傷付けることなく骨の形状に沿って筋入れする作業を自動化することは従来困難であった。
【０００５】
本発明は、かかる従来技術の課題に鑑み、食肉用家畜屠体のうで部位、もも部位等の骨付き肉の除骨装置において、従来人手で行なっていた筋入れ工程を機械により自動化することにより除骨工程全体の自動化率を高めて作業能率を向上させ、かつ正確な筋入れラインを形成して骨に残留する肉量を減らし、肉の歩留まり向上を図ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
かかる目的を達成するため、本発明の自動食肉脱骨装置は、
腱を介して筋肉が連接され、第１の骨と肉表面近傍に位置する第２の骨を有する骨付き肉の自動脱骨装置において、
前記骨付き肉を懸架して第１の骨を脱骨する懸架吊部と、該懸架吊部の下流に設けられ前記骨付き肉を載置して第２の骨を脱骨するコンベア部から成り、
前記懸架吊部では、前記骨付き肉の露出した首部を把持して懸架した状態で、前記第１の骨の長手方向に沿って筋入れ加工を行った後に、前記第１の骨の周囲の肉を引き剥がすことで第１の骨を脱骨し、
前記コンベア部では、前記骨付き肉を、第２の骨が近傍に存在する側の薄肉部を上側にして載置した状態で、第２の骨の上側表面を露出させた後に、第２の骨側面に沿って筋入れ加工を行い、第２の骨を引き剥がすことで第２の骨を脱骨するように構成したものである。
【０００７】
本発明装置は、第１の骨を脱骨する懸架吊部と、該懸架吊部の下流側で骨付き肉（以下「ワーク」という。）を載置して第２の骨を脱骨するコンベア部とから構成される。該懸架吊部では、ワークを宙吊り状にした懸架状態で脱骨処理を行うことにより、重量物であるワークの取り扱いを容易にし、作業員の負荷を軽減するとともに、調理台上での作業をなくすことにより、調理台に付着したごみや細菌の混入を防止した衛生的な脱骨処理を行うことができる。
【０００８】
該懸架吊部では第１の骨の長手方向に沿った筋入れ加工を行なうが、この筋入れ加工は、懸垂状態のワークを固定し、固定したワークにカッタを動作させるか、又は固定したカッタに対してワークを動作させることにより行なう。これによって筋入れの自動化が可能になる。例えばカッタのより複雑な動作は、設定された動作軌跡を行わしめる多軸多関節アーム等の駆動機構を用いることにより可能となる。
この筋入れ工程の後でワークを宙吊り状態で第１の骨の周囲の肉を引き剥がすことで第１の骨の脱骨を行なう。
【０００９】
前記コンベア部では、肉表面近傍に位置する第２の骨の脱骨処理をコンベア上に載置して行う。第２の骨が近傍に存在する薄肉部をもつ該第２の骨からの肉分離は、懸架状態での引き剥がしよりコンベア上に載置した状態で行なうことにより、正確な筋入れと歩留まり率の高い肉分離を達成できる。
即ちワークを第２の骨が近傍に存在する側の薄肉部を上側にして載置した状態で、第２の骨の上側表面を露出させた後に、第２の骨側面に沿って筋入れ加工を行い、第２の骨を引き剥がすことで第２の骨を脱骨する。かかる工程を実施することにより、第２の骨の脱骨処理を自動化できる。またコンベア上で行なうことで、正確な筋入れラインを形成でき、肉の歩留まりを向上できる。
【００１０】
このように懸架吊部での宙吊り状態での脱骨処理とコンベア部のコンベア上での脱骨処理とを組み合わせることにより、従来困難であった筋入れ操作を容易にし、その自動化を可能とする。これによってワークの脱骨処理の自動化率を向上して、作業効率を向上できる。また骨に残存する肉を少なくした歩留まりの良い脱骨処理を実現できる。
【００１１】
本発明において、前記懸架吊部は、ワークを把持して懸架しタクト送りする搬送手段を有し、それぞれのタクト毎に少なくとも筋入れ加工と、前記筋入れ加工の後に第１の骨の周囲の肉の引き剥がしを行う手段を設けるようにすることができる。このようにワークをタクト送りし、各工程でワークを停止させることにより、各工程での処理を容易にすることができる。
【００１２】
本発明の前記コンベア部は、ワークを載置しながら脱骨する搬送コンベアから成り、該搬送コンベアに沿って、第２の骨の上側表面を露出させる露出手段と、第２の骨側面に沿って筋入れを行う第２の筋入れ手段と、第２の骨を引き剥がす第２の引き剥がし手段と、を設けることにより、第２の骨の前記脱骨処理が可能となる。
【００１３】
また前記第２の筋入れ手段は、筋入れを行う切断刃と、第２の骨の上方からセンシング端子を下降させて該センシング端子が第２の骨に接触した際の下降量から筋入れ深さを演算する筋入れ深さ演算手段と、前記演算手段の演算結果に応じて前記切断刃を動かす切断刃駆動手段と、から構成することができる。かかる構成によって、第２の骨の上面高さを検知し、該検出値から第２の骨の側面筋入れ深さを算定しているので、正確な筋入れ深さとすることができ、必要以上に筋入れ深さを深くして肉部を傷付けることがない。
また第２の骨の個体差に対応した筋入れ深さとすることができ、個体差のあるワークに対して常に筋入れ深さを正確に設定することができる。
【００１４】
さらに前記切断刃駆動装置に前記切断刃の上下方向の位置を検出する機構を設け、前記切断刃を上方から第２の骨に接触させることで、切断刃が前記センシング端子を兼ねるように構成すれば、該切断刃以外にセンシング端子を設ける必要がなくなり、装置構成が簡素化されるとともに、センシングと同時に筋入れを行なうことができる。
【００１５】
さらに第２の骨の上側表面を露出させる前記露出手段は、懸架吊部に設けられ第２の骨の上側表面に沿って薄肉部に筋を入れる筋入れ部と、コンベア部に設けられ該筋入れ部によって筋入れされた該薄肉部を剥がす剥がし部とから成り、該筋入れ部では、ワークを懸架し、該薄肉部に弾性変形可能なカッタを挿入し、該カッタを第２の骨表面に沿わせて筋入れを行い、該剥がし部で該筋入れ部で筋入れされた第２の骨表面の肉を剥がすように構成することができる。
【００１６】
かかる構成では、該薄肉部の筋入れを懸架吊部で宙吊り状態で行ない、ワークの自重の影響を排除した状態で行なうため、筋入れ作業を容易にすることができる。また該カッタの弾性により該カッタを第２の骨の表面の曲面に追従させることができ、該カッタを第２の骨の表面に密着して移動することができる。このため該薄肉部の肉分離を歩留まり良く行なうことができる。
【００１７】
さらに前記筋入れ部は、ワークを把持して懸垂した状態での首部から下端までの長さを計測する長さ計測手段と、骨付き肉の長さに応じて予め前記弾性変形可能なカッタの動作軌跡を設定した複数のプログラムと、前記長さ計測手段の検出結果に基づいて該複数のプログラムの中から対応するプログラムを選出する手段と、該選出されたプログラムに従って該カッタを動作させる手段を備えるようにしてもよい。
【００１８】
このように該長さ計測手段でワークの首部から下端までの長さを計測し、この計測結果に応じてワークの長さに合ったカッタの動作軌跡をもつプログラムを選定し、選定されたプログラムによって該カッタを動作させることにより、ワークの個体差に応じた筋入れ軌跡とすることができる。従ってワークの個体差に起因したカッタの動作軌跡の誤差を解消できる、異なる大きさのワークに対して常に正確な筋入れを行なうことができる。
【００１９】
前記第１の骨を引き剥がす手段は、ワークの露出した首部を懸架した位置の下方に位置し押し広げられると内径寸法が弾性的に増大する孔を有するミートセパレータと、該懸垂位置と該ミートセパレータの間に配置された丸刃カッタと、ワークを把持懸架したまま引き上げる引き上げ手段と、該懸架したワークと該ミートセパレータを同期して回転させる回転手段とを備え、該引き上げ手段でワークを引き上げながら該回転手段によって該ミートセパレータと同期して回転させることで該丸刃カッタでらせん状にワークをカットしながら、該ミートセパレータで第１の骨の周囲の肉を引き剥がすように構成することができる。
このようにワークを引き上げながら第１の骨の周囲をらせん状にカットするので、第１の骨の周囲に付着した肉、腱等の生体組織を容易に切断分離することができる。
【００２０】
また第２の骨は硬骨と軟骨とからなる場合に、コンベア部で第２の骨を引き剥がす際に軟骨上部を押さえる板状部材を設け、引き剥がしの際に軟骨が変形することを防止するようにするとよい。例えば第１の骨が肩甲骨である場合、肩甲骨の端部には肩甲軟骨が付いており、該肉分離の際に該板状部材により該肩甲軟骨及びその近傍を押さえることにより、肩甲軟骨の変形や曲がりを防止するようにするとよい。
【００２１】
また本発明が適用されるワークは、食肉用家畜屠体のうで部位又はもも部位等のように骨の周囲に肉が付いた骨付き肉であって、例えば食肉屠体の背割り半截ブロックより頚椎、肩ロース部及びスペアリブを除去したうで部位の食肉ブロックであって、第１の骨が前腕骨及び上腕骨であり、第２の骨が肩甲骨である場合である。この場合、懸架吊部で足首部を把持し懸垂した状態のワークに対して、前腕骨及び上腕骨の長手方向に沿って筋入れした後、前腕骨と上腕骨の関節部から上腕骨に亘って螺旋状にカットして前腕骨と上腕骨の脱骨処理を行う。次に前腕骨及び上腕骨を分離し肩甲骨のみ残ったワークをコンベア部でコンベア上に載置して肩甲骨を除去する。
【発明の効果】
【００２２】
以上のように本発明によれば、ワークを懸架して第１の骨を脱骨する懸架吊部と、該懸架吊部の下流に設けられワークを載置して第２の骨を脱骨するコンベア部から成り、該懸架吊部では、ワークの露出した首部を把持して懸架した状態で、第１の骨の長手方向に沿って筋入れ加工を行った後に、第１の骨の周囲の肉を引き剥がすことで第１の骨を脱骨し、該コンベア部では、ワークを、第２の骨が近傍に存在する側の薄肉部を上側にして載置した状態で、第２の骨の上側表面を露出させた後に、第２の骨側面に沿って筋入れ加工を行い、第２の骨を引き剥がすことで第２の骨を脱骨することにより、該懸架吊部では宙吊り状態で脱骨処理を行なうことにより、筋入れ処理の自動化を可能として、前処理を除き筋入れ以降の脱骨工程の完全自動化を達成できるとともに、筋入れラインを正確に形成できるので肉の歩留まりを向上できる。
【００２３】
これによって従来の自動脱骨装置と比べて自動化率を高めることができ、処理時間を短縮し、処理効率を向上できる。
またより複雑な宙吊り状態での引き剥がし処理では肉分離ができない薄肉部を有する第２の骨の脱骨処理では、コンベア部で載置した状態で脱骨処理を行なうことにより、筋入れを含む脱骨処理の自動化を可能し、かつ筋入れを正確に行ない、骨に残留する肉量を減らし、肉の歩留まりを向上させたものである。
【００２４】
以下、本発明を図に示した実施形態を用いて詳細に説明する。但し、この実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは特に特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではない。
図１〜図２５は、本発明を豚うで部位の脱骨処理に適用した第１実施形態に係る。
（実施形態１）
【００２５】
図１は第１実施形態の全体構成図、図２は豚枝肉から脱骨対象となる豚うで部位に加工するまでの工程を示す工程図、図３は該豚うで部位の前処理を示す説明図である。図１において、豚うで部位（以下「ワーク」という）ｗは、図３に示す前処理を施された後、前腕骨で形成される足首部ｄをクランプ装置１で把持懸垂され、クランプ装置１は、搬送路２上を第１ステーション１ＳＴから第３ステーション３ＳＴまでの各ステーションにタクト送りされる。ワークｗは、第１ステーション１ＳＴから第３ステーション３ＳＴまでの処理で前腕骨ｚ及び上腕骨ｊが分離され、豚うで肉ｍが肩甲骨ｋとともにローラコンベア３１６上に落とされ、ローラコンベア３１６から第４ステーション４ＳＴのベルトコンベア４０上に移送されて、第４ステーション４ＳＴから第６ステーション６ＳＴに連続的に配置されたベルトコンベア４０，５０及び６０上に載置された状態で第４ステーション４ＳＴから第６ステーション６ＳＴまでの各処理が施される。
【００２６】
図２に示すように、ワークｗは、豚屠体を左右に縦方向に背割り半截した豚枝肉ｅから第４肋骨と第５肋骨間を分離線ａで分割された豚かた部位ｃより頚椎ｂ、かたロースｌ及び肋骨ｒを含むスペアリブｓを取り除いた部位であり、足首部ｄを含む前腕骨ｚ、上腕骨ｊ及び肩甲骨ｋを有する。なお肩甲骨ｋの端部には肩甲軟骨ｎが付着している。
ワークｗをクランプ装置１に把持する前に、図３に示すように、前処理として前腕骨ｚの筋入れを行ない、クランプ装置１を把持させるための窪みを形成するとともに、後工程の脱骨処理を容易にする。この筋入れは、尺骨体側面を切り開く筋入れライン３と、肘頭周りを切り開いて肘頭をえぐり出す筋入れライン４と、尺骨体表面を切り開く筋入れライン５と、橈骨体表面を切り開く筋入れライン６とからなる。
【００２７】
人手による前処理工程は以上であり、この後の工程はすべて機械により自動化され、作業員の負荷を軽減するとともに、筋入れ作業を容易にすることができる。本実施形態は全部で６ステーションで構成されており、第１ステーション１ＳＴから第３ステーション３ＳＴまでは豚うで部位ｗをクランプ装置１に懸垂した状態で処理を行い、第４ステーション４ＳＴから第６ステーション６ＳＴまではベルトコンベア上で搬送しながら処理を行う。クランプ装置１は、搬送路２を形成するチェーンに固定された搬送用爪により、インダクションモータを用いて、第１〜第３ステーション間の各ステーションにタクト送りされる。
【００２８】
ワークｗの除骨工程において、大きさの異なるワークに対し安定した処理を行うためには、その個体差を測り適切な位置に筋入れを行なう必要がある。そこで第１ステーション１ＳＴにおいては、筋入れ動作を始める前に、ワークｗの全長を計測する。この計測方法を図４により説明する。図４に示すように、ワークｗを挟んで互いに対峙する投光側光電センサ１１ａと受光側光電センサ１１ｂを設け、ワークｗを懸垂したクランプ装置１をサーボモータを用いた昇降ユニット部１３（図５参照）により上昇させ、受光側光電センサ１１ｂが投光側光電センサ１１ａからの光信号を受け取った瞬間の上昇値を検知する。
【００２９】
図５は本実施形態の制御系を示すブロック線図である。図５において、コントローラ１００のワーク長検出手段１０１で、前記上昇値及びクランプ装置１の原点位置と光電センサ１１ａ、１１ｂの設置高さとの高低差から、ワークｗのクランプ装置１によるクランプ位置から最下部までの長さ（以下「ワーク長」という。）を演算するようにしている。この操作により、後述するようにワークｗの大きさの個体差に起因した筋入れ位置の誤差を解消し、正確な筋入れを行なうことができる。
【００３０】
次に前腕骨ｚの筋入れを行う。前記計測ステップ終了後、クランプ装置１を昇降ユニット１３により再び原点位置に下降し、後述する図１４に示すミートセパレータ３１０，３１０に類似した固定装置で両側から前腕骨ｚ付近のワークｗを挟み込み、ワークｗの左右の揺れを押さえる。その状態で、計測したワーク長に対応したクランプ装置１の引き上げを行なう。ワークｗを引き上げながら垂直方向に配置された図示しない丸刃カッタを用いて前腕骨ｚを両側面から骨面に沿いながら下方向に筋入れを行なう。即ち図４中の矢印１４で示す筋入れを行なう。以上の動作により、前腕骨部分の筋入れを行なう。
【００３１】
クランプ装置１の引き上げ量は、図５に示すように、ワーク長検出手段１０１で検出したワーク長に基づいてクランプ装置１を昇降させる昇降ユニット１３のサーボモータを制御して引き上げ量を決定する。
このように前記計測ステップで計測したワーク長に基づいてクランプ装置１の引き上げ量を調整しているので、ワーク長の個体差に起因した筋入れ位置の誤差を解消することができる。
【００３２】
次に肩甲骨ｋの表面に付着した薄肉部を肩甲骨表面から剥がす筋入れを行なう。前記固定装置でワークｗの揺れを防止した状態で、図１に示す６軸垂直多関節ロボットアーム１５の先端に取り付けられた薄板状のカッタツール１６を用いて肩甲骨表面の薄肉部ｍ１を引き剥がす筋入れを行なう。図６に示すように、該カッタツール１６は、厚さ１ｍｍの焼入れしたステンレス鋼からなり、弾性変形可能な性質を有するものである。カッタツール１６の刃先端を骨に突き当てるような角度で切り込んでも、骨に食い込む前に刃全体がしなるようになっているため、必要以上に骨に切り込むことがない。
【００３３】
かかる構成のカッタツール１６を図６に示す動作（１）から動作（２）のように前進させて薄肉部ｍ１に挿入し、肩甲骨ｋの表面に突き当てる。カッタツール１５を肩甲骨ｋの表面に当てさらに押し込むと、動作（３）に示すようにその柔軟性によりしなり、その結果肩甲骨ｋに食い込むことなく、骨と肉の間に切り込ませることができる。その後動作（４）に示すように肩甲骨kの表面に沿って薄肉部ｍ１を剥がすことができる。またカッタツール１６はその柔軟性により凹凸のある肩甲骨表面に密着して沿うことが可能となる。
これによって肩甲骨表面に残留する肉を減らし、歩留まりの良い安定した筋入れが可能になる。
【００３４】
図５において、コントローラ１００では、ワーク長に応じて設定された複数の切断動作プログラム１０２が記憶されており、使用プログラム選別手段１０３でワーク長の検出結果に応じて該検出結果に対応した切断動作プログラムを選出する。選出された切断動作プログラムによってロボットアーム１５に設けられたカッタツール駆動装置１７を駆動し、カッタツール１６を動作させる。
これによってカッタツール１６の動作軌跡を確実に描くことができ、ワークｗのワーク長の個体差に起因した動作軌跡のずれを解消できて、肩甲骨ｋに残留する肉量を減らし、歩留まりの良い安定した筋入れ動作を可能とする。
なおロボットアーム１５にサーボ系ゲイン可変機能を設けることにより、ロボットアーム１５の各軸におけるサーボ剛性（ゲイン）を弱め、反力を軽減することができる。これによってワークｗ及びカッタツール１６への過負荷を軽減させることができる。
【００３５】
次にワークｗを第２ステーション２ＳＴにタクト送りし、上腕骨ｊ表面への筋入れを行なう。この筋入れラインは、図１２の矢印２１で示すように、前腕骨ｚと上腕骨ｊの間のひじ関節下の筋を切る動作、及び上腕筋溝から三角筋粗面の筋入れ動作を行なうものである。またこの筋入れは、図１に示すように、６軸垂直多関節ロボットアーム２２にカッタツール２４を取り付けて行なうが、図５に示すように、使用プログラム選別手段１０３で第１ステーションで計測したワーク長に対応する切断動作プログラムを選出し、この選出された切断動作プログラムに従ってカッタツール２４の駆動装置２３を駆動する。    
【００３６】
使用するカッタツールとしては、例えば特開２００４−３２１０３２号公報に開示された、振動刃を用いたカッタガイド付きのカッタツールを用いることができる。このカッタツールは、カッタツールにカッタガイドをカッタツールと相対移動可能に併設し、該カッタガイドが骨に接触したことを検知し、この検知信号を受けてカッタツールを作動させ、カッタツールの刃先部を骨の表面に沿って移動させながら、骨の表面に付着している肉を切断するようにしているので、該骨が複雑な形状をしていても、切断中、該骨の位置を正確に検知できて、骨の表面形状に沿って肉を切断できる利点がある。
またこのカッタツールでは、該カッタガイドで肉に張力を付加しながら切断するので、切断性能が向上するとともに、該カッタガイドの存在により骨にカッタツールの刃先が食い込まない利点がある。
【００３７】
またこの筋入れステップには次のような構成の筋入れ装置を用いることができる。図７は該筋入れ装置の立面図、図８は同じく平面図、図９は該筋入れ装置のカッタツールの側面図である。図７〜図９において、６軸垂直多関節ロボットアーム２２の先端部２２ａにカッタツール２４を取り付け、カッタツール２４を動作させる。このカッタツールの場合でも検出されたワーク長に応じて、使用プログラム選別手段１０３で設定された切断動作プログラム１０２の中からワークｗに対応する切断動作プログラムを選出する。この選出された切断動作プログラムに従ってカッタツール駆動装置２３がカッタツール２４を動作させる。
【００３８】
カッタツール２４の構造は、基台２４２と、基台２４２に揺動可能に支持された揺動軸２４０と、揺動軸２４０に対してカッタ進行方向ｆに対して後退する方向にオフセットした位置に取り付けられたナイフ状のカッタ２４１とからなる。なおカッタ２４１は鋭角のＶ字形断面をなし、両面で切断機能をもつ。
カッタ２４１の切り込み角度ｇを決定する揺動軸２４０をカッタ２４１よりもロボットアーム２２側に位置させることにより、カッタツール２４を動作させる力を与えるポイントが実際に骨、肉等と接触するカッタ２４１よりもカッタ進行方向ｆ側に先行することにより、カッタ２４１が骨の表面に沿って移動しやすくなる。
【００３９】
またカッタ２４１の基台２４２は、スライド機構２４３によりカッタ進行方向ｆに対して直角方向にスライド可能に構成されている。即ちスライド機構２４３は、ロボットアーム２２の先端部２２ａに対してカッタ進行方向ｆと直交する方向に固定された長尺の基台２４４と、基台２４４上に基台２４４に沿って取り付けられたリニアガイドレール２４５と、リニアガイドレール２４５の上方に基台２４４に取り付けられたリニアガイドバー２４６とからなる。基台２４２は、リニアガイドレール２４５及びリニアガイドバー２４６に摺動自在に嵌合し、かつ基台２４２の両側のリニアガイドバー２４６の周囲にはコイルバネ２４７が装着されて、基台２４２がリニアガイドレール２４５及びリニアガイドバー２４６の中央に位置するように該コイルバネ２４７の弾性力が付勢されている。
【００４０】
これによってカッタ２４１は、カッタ進行方向ｆと直交する矢印ｏ方向に往復動可能であるとともに、カッタ２４１の切り込み角度ｇを揺動軸２４０を中心に可変となるように構成されている。これによって骨の太さ、長さのバラツキに対応して骨表面に当たるカッタ２４１の位置及び切り込み角度に柔軟性をもたせることができる。
【００４１】
前述のように筋入れカットする際のカッタツール２４の切断動作は、ワーク長によって複数の切断動作プログラムが用意されており、ワーク長に合った切断動作プログラムを選定することができるが、ワークｗの骨の長さ、太さ、関節位置などの個体差に基づく微小な誤差が生じることは免れない。この誤差を吸収するための微調整は、前述のスライド機構２４３によるカッタ２４１の位置調整と揺動軸２４０によるカッタ２４１の切り込み角度ｇの調整とからなる二自由度をもつカッタツール２４が行なう。
【００４２】
図１０でカッタツール２４の切断動作を説明する。カッタツール２４の切断動作は、ワーク長に合うように選定された切断動作プログラムによって動作する。該切断動作プログラムにおいては、カッタ２４１の初期位置がワークｗの骨Ｂの表面に当る位置に設定されているので、図１０に示すように、選定された切断動作プログラムによりカッタ２４１はまず骨Ｂに当る位置まで挿入される。
このとき該切断動作プログラムによる初期位置と実際の骨Ｂの位置との個体差による誤差は、カッタ２４１が骨の反力を受けて基台２４２がリニアガイドレール２４５上で左右どちらかに摺動して（図１０おいては矢印ｈ方向）その誤差を吸収する。
【００４３】
この初期位置から該切断動作プログラムに従ってロボットアーム先端部２２ａがカッタ進行方向ｆに移動すると、カッタ２４１は骨Ｂの表面に沿って移動しながら骨Ｂ表面の反力を受けて揺動軸２４０が回転し、カッタ２４１の切り込み角度が骨Ｂの表面に沿う方向となる角度ｇ１に調整される。
即ちカッタ２４１は、スライド機構２４３によってワークｗの個体差に起因した切断動作プログラムとワークｗの骨Ｂとの誤差を吸収して骨Ｂの表面に沿って進みながら、骨Ｂから受ける反力によりカッタ２４１よりロボットアーム先端部２２ａ側に近い位置にある揺動軸２４０を中心に骨Ｂの表面に沿う方向に従動回転することができる。
【００４４】
従ってカッタ２４１は骨Ｂに食い込むことなく、また骨Ｂの表面から離れることなく、骨Ｂの表面に沿って移動することができる。このため骨Ｂの表面に沿って骨Ｂの長手方向に向かう切断動作を円滑に行なうことができ、また骨Ｂと肉Ｍとの境界を正確に移動できるため、骨Ｂに付着した肉を歩留まり良く切断することができる。
【００４５】
なおこの上腕骨筋入れステップにおいては、図１１〜図１３に示すワーク押さえ機構２５が用いられる。図１１は該押さえ機構２５の後退時の立面図、図１２は該押さえ機構によるワーク押さえ時の立面図、図１３は該押さえ機構２５によるワーク押さえ時の平面図である。
押さえ機構２５は、押さえ棒取付けフレーム２５０が基台２５１に支軸２５２を中心として回動可能に取り付けられ、該フレーム２５０は基台２５１に取り付けられたエアシリンダ２５３によってクランプ装置１に懸垂されたワークｗに対して進退する方向に回動される。
【００４６】
該フレーム２５０には、肉押さえ棒２５４が取り付けられ、該肉押さえ棒２５４は、図１３に示すように、ワーク押さえ時においては、筋入れを受ける上腕骨ｊと同一高さでかつ筋入れ時筋入れカッタ２４１からワークｗに負荷される荷重を受ける側に水平方向に配置される。肉押さえ棒２５４にはワークｗの脂面ｉを押さえる脂面押さえ棒２５５が肉押さえ棒２５４と直交する方向に取り付けられている。
【００４７】
またこれら押さえ棒２５４，２５５の下方には肩甲骨ｋの薄肉部ｍ１の表面を押さえる肩甲骨上面押さえ棒２５６が脂面押さえ棒２５５と平行にフレーム２５０に取り付けられている。
上腕骨筋入れ時には、エアシリンダ２５３によってフレーム２５０が、図１２に示すように、ワーク押さえ位置に接近し、図１３に示すように、肉押さえ棒２５４がひじ頭ｚ１側からワークｗを押さえ、脂面押さえ棒２５５がワークｗの脂面ｉを押さえ、肩甲骨上面押さえ棒２５６が肩甲骨ｋの薄肉部ｍ１の表面を押さえるように位置される。
【００４８】
これによってワークｗの逃げ動作を完全に阻止した固定が可能であり、安定した筋入れ動作を行なうことができる。なお前述の特開２００４−３２１０３２号公報に開示されたカッタツールを用いる場合には、カッタツール２４のように外力を吸収する逃げ機構がないので、該カッタツールがワークｗに許容値以上の圧力を矢印ｐ方向に負荷したときに、エアシリンダ２５３にフレーム２５０を矢印ｑ方向に後退させる逃げ機構を付加しておくとよい。
【００４９】
次にワークｗをクランプ装置１で第３ステーション３ＳＴにタクト送りする。第３ステーション３ＳＴでは、ワークｗをミートセパレータとともに回転させ、ワークｗをクランプ装置１を昇降ユニットを用いて引き上げながら丸刃カッタを当てて前腕骨及び上腕骨の全周カット及び肉引き剥がしを行ない、そして肩甲骨が付いた状態のうで肉を排出する操作を行なう。この処理に使用する装置を図１４〜図１８に示す。図１４はこの装置の全体構成図であり、図１４において、昇降ユニット部３０にはサーボモータ３０１が設けられ、サーボモータ３０１の作動によってクランプ装置１を支持する昇降台３０２を昇降させるように構成されている。
【００５０】
また昇降台３０２の上面にはインダクションモータ３０３が設けられ、インダクションモータ３０３の作動によってクランプ装置１を昇降させながら回転可能にしている。クランプ装置１の下方には、ミートセパレータ部３１が設けられ、該ミートセパレータ部３１は、図１５に示すように、水平方向に向く挟持板３１０ａをもち該挟持板が互いに対面する側に挟持用凹溝３１１を有する一対のミートセパレータ３１０，３１０を備えている。該一対のミートセパレータ３１０，３１０は、回転軸３１２を介してインダクションモータ３１３に接続され、インダクションモータ３１３の作動により回転駆動される。インダクションモータ３０３と３１３とは同期回転機構を具備し、クランプ装置１とミートセパレータ３１０の回転を同期させることができる。
【００５１】
またミートセパレータ３１０，３１０は、リンク機構３１４を介してエアシリンダ３１５のシリンダロッドに接続されており、エアシリンダ３１５の作動によって矢印ｔ方向に開閉されるようになっている。ミートセパレータ３１０の内部にはローラコンベア３１６が設けられ、前腕骨及び上腕骨と分離されたうで肉ｍがローラコンベア３１６上に落下し、ミートセパレータ３１０が開くと、ローラコンベア３１６が連動して隣接された第４ステーション４ＳＴ側に傾いてうで肉ｍを第４ステーション４ＳＴのベルトコンベア４０に落下させるように構成されている。
【００５２】
図１５に示すように、ミートセパレータ３１０の挟持用凹溝３１１を有する水平な挟持板３１０ａの下面には、一対の肉剥がしプレート３１７ａ及び３１７ｂが回転軸３１８ａ，３１８ｂを中心に回動可能に取り付けられ、該プレートの端部３１９ａ，３１９ｂに一端が固定されたコイルバネ３２０ａ及び３２０ｂが接続されている。これによってプレート３１７ａ，３１７ｂは、通常は図示のように凹溝３１１の一部を遮蔽した互いに平行な位置に静止しているが、ワークｗの足首部が凹溝３１１に挿入されて該足首部で押し広げられると、該足首部を押圧するようにコイルバネ３２０ａ，３２０ｂの弾性力が付与される。
【００５３】
昇降ユニット部３０とミートセパレータ部３１との間には、クランプ装置１を挟んで両側に一対のカッタ部３３，３３が設けられている。カッタ部３３の詳細構造は、図１６及び図１７に示され、図１６及び１７において、丸刃カッタ３３０がクランプ装置１に懸垂されたワークｗに向けて水平に配置され、丸刃カッタ３３０の回転軸３３１が取り付けられた支持台３３２は、支軸３３３を介して固定台３３４に回動可能に取り付けられている。支持台３３２の一端に取り付けられたブラケット３３５は固定台３３４に取り付けられたエアシリンダ３３６のシリンダロッドに接続され、支持台３３２はエアシリンダ３３６の作動により支軸３３３を中心に矢印ｕ方向に回動される。
【００５４】
丸刃カッタ３３０の上面には、クランプ装置１に懸垂されたワークｗが配置される側に丸刃カッタ３３０の外形に合わせた形状のカッタガード３３７が併設され、該カッタガード３３７は支持台３３２上に設けられたエアシリンダ３３８に接続され、エアシリンダ３３８の作動によって丸刃カッタ３３０の半径方向に進退可能となっており、これによって丸刃カッタ３３０の刃先露出長さを可変とすることができる。また支持台３３２の上面には丸刃カッタ３３０の駆動モータ３３９が取り付けられている。なお一対のカッタ部３３のうち一方のカッタ部のカッタガード３３７は丸刃カッタ３３０に対して相対移動しない固定された構成としてもよい。
【００５５】
また補助クランプ装置３４がクランプ装置１に併設され、前腕骨ｚ及び前腕骨ｚと上腕骨ｊの関節部までの肉分離を終えた後で、補助クランプ装置３４で該関節部を把持し懸垂して、該関節部の脱臼を防止するためのものである。
かかる構成の第３ステーション３ＳＴにおいて、ワークｗをクランプ装置１で把持し懸垂した状態で該クランプ位置下方の足首部をミートセパレータ３１０の挟持用凹溝３１１で挟む。このとき挟持板３１０ａの下面に装着されたプレート３１７ａ及び３１７ｂが凹溝３１１に挿入された足首部に押されて後退するが、コイルバネ３１９ａ，３１９ｂの弾性力により足首部表面を押圧した状態に保持される。
【００５６】
その後クランプ装置１とミートセパレータ３１０を同期して回転させながらクランプ装置１を上昇させる。同時にエアシリンダ３３６を作動させて丸刃カッタ３３０をワークｗに接近させ、前腕骨ｚ及び上腕骨ｊの周囲に付着した腱、肉等の生体組織を切断する。クランプ装置１とミートセパレータ３１０を同期回転させた状態でクランプ装置１を上昇させ、丸刃カッタ３３０で切り込みをすると、ワークｗの骨の周囲を螺旋状にカットすることができる。このため、骨及び骨の関節部の周囲に付着した該生体組織を確実に切断でき、同時にミートセパレータ３１０の挟持板３１０ａに装着されたプレート３１７ａ，３１７ｂが骨の形状に追従し該骨を押圧した状態で保持されるので、骨の周囲に付着した生体組織を確実に剥がすことができる。
その結果第２ステーション２ＳＴで上腕骨ｊに対する１本のみの筋入れでも上腕骨ｊの脱骨を確実に行なうことができる。
【００５７】
またワークｗを引き上げながらカットするため、切り込み量が多くなると丸刃カッタ３３０にせん断力が働き、破損する可能性があるので、これを回避するためにカッタガード３３７を設けている。カッタガード３３７は該丸刃カッタの刃先露出長さｖを調整可能なため、丸刃カッタ３３０の切り込み量を規制することができる。これによって前腕骨ｚと上腕骨ｊの関節部の筋入れ、及び上腕骨ｊと肩甲骨ｋの関節部の筋入れやこの関節部の切断時など、大きな切断力を必要とするときはカッタガード３３７を後退させて切り込み量を増やすようにする。
このようにカッタガード３３７を設けたことにより、該丸刃カッタ３３０の破損を防止するとともに、骨の関節部など大きな切断力が必要な箇所でも円滑な筋入れが可能となる。
【００５８】
また一対のミートセパレータ３１０，３１０は、リンク機構３１４によって開閉可能に構成され、該ミートセパレータが開くと、該ミートセパレータによるワークｗの挟持位置下方に設けられたローラコンベア３１６が水平状態から第４ステーション４ＳＴ側を下方にして傾き、前腕骨ｚ及び上腕骨ｊと分離されローラコンベア３１６上に落下したうで肉ｍを、該ローラコンベア３１６がうで肉ｍの重量により従動回転することで隣接した第４ステーション４ＳＴのベルトコンベア４０に移送することができる。
【００５９】
またこのステップでも第１ステーションでのワーク長検出結果に基づいてクランプ装置１の引き上げ量及び任意の引き上げ位置に対応したカッタガード３３７の移動量を調整することができる。即ち、図５に示すように、ワーク長検出手段１０１からワーク長検出値を使用プログラム選別手段１０３に送り、ワーク長の値に応じてクランプ装置１の引き上げ量と丸刃カッタ３３０及びカッタガード３３７が前後するタイミングを決めた複数の設定プログラムの中から、ワーク長の検出値に対応したクランプ装置１の引き上げ量及び丸刃カッタ３３０及びカッタガード３３７が前後するタイミングをもつプログラムを選定する。
この選定されたプログラムにより昇降ユニット３０のサーボモータ３０１及びカッタ部３３のエアシリンダ３３８を駆動する。
【００６０】
かかる構成によって、この筋入れは、ワーク長を検出し、該ワーク長に応じたワークｗの引き上げ量と任意の引き上げ位置における丸刃カッタ３３０に対するカッタガード３３７の相対位置を設定しているので、らせん状の筋入れライン及び任意の引き上げ位置における丸刃カッタ３３０の切り込み量を該うで部位の個体差に対応したものとすることができる。従って、各ワークｗの個体差に合った正確な筋入れラインと切込み量を設定できる。従って、骨の残留する肉を減らし肉の歩留まりを向上できるとともに、丸刃カッタ３３０に余分なせん断力がかからない円滑な切断を行なうことができる。
【００６１】
またカット処理は、前腕骨ｚから前腕骨ｚと上腕骨ｊの関節部をカットする前半と、上腕骨ｊから上腕骨ｊと肩甲骨ｋの関節部までをカットする後半に分かれており、前半から後半に移る前に、図１８に示すように、補助クランプ装置３４で前腕骨ｚと上腕骨ｊの関節部下方を把持して該関節部の脱臼を防ぐようにしている。なお図１８中のｍ１は第１ステーション１ＳＴで肩甲骨ｋの表面から引き剥がした薄肉部である。
そして最後に丸刃カッタ３３０により上腕骨ｊと肩甲骨ｋの関節部を切断し、肩甲骨ｋが残ったうで肉ｍをローラコンベア３１６に落下させ、前述の機構によりうで肉ｍを第４ステーション４ＳＴのベルトコンベアに搬送する。
このように第３ステーション３ＳＴでは、前腕骨ｚ及び上腕骨ｊの周囲の筋入れと上腕骨ｊと肩甲骨ｋとの切断とを１つの操作で連続的に短時間で行なうことができる。
【００６２】
第４ステーション４ＳＴ以降では、肩甲骨ｋのみが残ったうで肉ｍに対し、第１ステーション１ＳＴで剥がした肩甲骨表面の薄肉部ｍ１を起こし、肩甲骨ｋの側面筋入れを行い、最後に肩甲骨ｋをうで肉ｍから引き剥がすという処理が必要となる。そこで本実施形態ではこの処理工程を第４ステーション４ＳＴから第６ステーション６ＳＴの３つのステップに分けて処理している。第４〜第６ステーションでは肩甲骨ｋの脱骨処理をコンベア上で行い、処理終了後次の工程へうで肉ｍを搬送する。
【００６３】
第３ステーション３ＳＴで処理された肩甲骨付きうで肉ｍは、図１９に示すように、第４ステーション４ＳＴのベルトコンベア４０上に落下され、矢印ｘ方向に搬送される。ベルトコンベア４０上に落下されたうで肉ｍは、落下位置及び落下する状態が異なっており、このままだとその後の処理に影響が出てくるので、ベルトコンベア４０上で位置決めを行なう必要がある。ただし薄肉部ｍ１が常に上面となるように落下させる。
そこでかたロース側の脂肪面ｉと、枝肉ｅからかた部位に分割された第４肋骨及び第５肋骨間の切断面とがＶ字形になっていることを利用して、コンベア４０の両側面からコンベア４０上でＶ字形に閉じる位置決めガイド４１，４１を設けている。
【００６４】
図１９に示すように、該位置決めガイド４１，４１は、ベルトコンベア４０の両側面に一端が支軸４１０を中心に矢印ｙ方向に回動可能に取り付けられ、ベルトコンベア４０の両側面に取り付けられエアシリンダ４１１，４１１によって回動される。位置決めガイド４１，４１はベルトコンベア４０上でＶ字形に閉じることにより、ベルトコンベア４０上を搬送されてきたうで肉ｍが位置決めガイド４１，４１に押付けられる。この動作により、うで肉ｍはコンベア４０の中心位置に位置決めされ、この後の処理を安定して行うことができる。
【００６５】
位置決め完了後、第４ステーション４ＳＴでは、図２０に示すように、ベルトコンベア４０上を搬送されるうで肉ｍの肩甲骨ｋの上面を押さえローラ４２で押さえながら、丸棒４３で肩甲骨上面の薄肉部ｍ１をめくる動作を行う。コンベア面の上方に配置された固定フレーム４３０に軸４３１を中心に上下方向に回動可能な可動フレーム４３２が取り付けられ、可動フレーム４３２には軸４２１でフレーム４２０が取り付けられている。フレーム４２０の一端はコイルバネ４２２を介して可動フレーム４３２に取り付けられ、フレーム４２０の他端に押さえローラ４２が取り付けられている。
【００６６】
また可動フレーム４３２の一端に丸棒４３が取り付けられ、可動フレーム４３２は固定フレーム４３０に取り付けられたエアシリンダ４３３によって軸４３１を中心に丸棒４３が取り付けられた端部が上下方向に回動する。このように押さえローラ４２及び丸棒４３はエアシリンダ４３３の作動により昇降するように構成されている。押さえローラ４２はコンベア面の上方で丸棒４３より搬送方向下流側で該搬送方向と直交する方向に水平に配置され、丸棒４３は、うで肉ｍ上面に当る部分がコンベア面の上方で該搬送方向と直交する方向に水平に配置されている。
【００６７】
かかる構成で、エアシリンダ４３３が作動して押さえローラ４２及び丸棒４３がコンベア面に下降し、押さえローラ４２は搬送されてきたうで肉ｍを押さえることにより、該押さえ部を支点に肩甲骨ｋをやや斜め上方に傾け、肩甲骨ｋ上面の薄肉部ｍ１をめくりやすくしている。押さえローラ４２はコイルバネ４２２の弾性力でうで肉ｍを押圧する方法に付勢されるとともに、うで肉ｍ側から過大な負荷が加わったときはコイルバネ４２２の弾性力に抗して上方に逃げる機能をもつ。
【００６８】
丸棒４３は押さえローラ４２の搬送方向上流側で肩甲骨上面の薄肉部ｍ１に接触して薄肉部ｍ１をめくる操作を行ない、これによって肩甲骨ｋの上側表面を露出させる。
このように押さえローラ４２は、コイルバネ４２２の弾性力で支持されているので、うで肉ｍに過大な負荷を加えて傷をつけるおそれがなく、うで肉ｍを適度な力で押圧して、丸棒４３によるめくり操作を容易にしている。
【００６９】
次にうで肉ｍはベルトコンベア４０から第５ステーション５ＳＴのベルトコンベア５０に搬送される。第５ステーション５ＳＴでは４軸水平多関節ロボットアームを用いて肩甲骨側面筋入れを行なう。まず第４ステーション４ＳＴで肩甲骨薄肉部ｍ１のめくり動作が完了した後、うで肉ｍの位置を再度前記Ｖ字形位置決めガイドで位置決めを行なう。
第５ステーション５ＳＴでは、次に図２１に示すように、コンベア５０を停止して、うで肉ｍの肩甲骨ｋを上側からニードル状の歯５２が付いた肩甲骨押さえ５１を降ろしてうで肉ｍを確実に固定した上で、肩甲骨側面筋入れ動作を行なう。
【００７０】
４軸水平多関節ロボットアーム５３の先端に取り付けたカッタツール５４は、図７〜図１０に示すカッタツールと同一の構成をもつ。即ちこのカッタツール５４に取り付けられたナイフ状カッタ５５は、カッタツール５４の進行方向に対して直角方向へスライド可能にかつ揺動可能に設られており、揺動中心をナイフ状カッタ５５よりも先行させることにより、骨に食い込みにくくしている。また該スライド部分により横方向への誤差も吸収可能である。これにより、肩甲骨側面筋入れ動作を行なう際、肩甲骨ｋの大きさのばらつきに対してもフレキシブルに対応できる。
【００７１】
まず４軸水平多関節ロボットアーム５３のＺ軸（昇降軸）のトルクを落とし、弱い力で肩甲骨上面にナイフ状カッタ５５の刃先を突き当てそのときの座標値を読み取る。この座標値から適切な筋入れ深さを演算装置５６で演算するようにしているので、うで肉ｍに対しても一定の筋入れ深さを保つようにしている。この筋入れラインは、図２２に示すように、肩甲骨ｋの側面に沿って先ずライン５７で示す筋入れを行ない、次にライン５８で示す筋入れを行なう。かかる筋入れラインにより肩甲骨ｋとうで肉ｍ間の膜を分離し、肩甲骨ｋとうで肉ｍとを接続する筋を切断することができる。
【００７２】
この場合前述の構成を有するカッタツール５４を用いることにより、引張りバネの力を利用し、うで肉ｍの個体差に起因した切断軌跡の多少の誤差を吸収しながら、正確な筋入れを行なうことができる。
この筋入れ動作を終了した後、肩甲骨押さえ５１を上昇させ、うで肉ｍを前記構成のＶ字形位置決めガイドで再度位置決めする。その後ベルトコンベア５０を再起動してうで肉ｍを第６ステーション６ＳＴへ搬送する。
【００７３】
第６ステーション６ＳＴではうで肉ｍからの肩甲骨ｋ及び肩甲軟骨ｎの剥ぎ取りを行なう。図２３〜図２５において、第６ステーション６ＳＴのベルトコンベア６０上に搬送されたうで肉ｍを、図示しない光電センサでうで肉ｍの先頭位置を検出すると、該検出信号に連動してベルトコンベア６０を停止させる構成となっている。べルトコンベア６０を停止させた後、うで肉ｍを固定するために肩甲骨ｋの部分を上側からスパイク状の歯をもつ肩甲骨押さえ６１を降ろし、肩甲骨裏側がＵ字カッタ６２０の方に向くように押さえてうで肉ｍを固定する。次に肩甲骨チャック６２が取り付けられた支持板６２３を降ろす。肩甲骨チャック６２の下端部に断面がＵ字状のカッタ６２０が取り付けられ、肩甲骨ｋのコンベア搬送方向下流側端から該Ｕ字カッタ６２０を肩甲骨ｋの裏側に挿入し、肩甲骨チャック６２を反搬送方向に移動させて肩甲骨裏面の筋入れを行なう。
【００７４】
チャックカッタ６２１は、一端が引張りバネ６２２に接続された基部６２４と一体に構成され、支軸６２５によって支持板６２３に上下方向に回動可能に取り付けられている。またチャックカッタ６２１は、引張りバネ６２２の弾性力で常に下向きの力を付勢されているので、チャックカッタ６２１とＵ字カッタ６２０との間に挿入された肩甲骨ｋを確実にチャックすることができる。
肩甲骨ｋをチャックした後、肩甲骨ｋをうで肉ｍから引き剥がす動作に入るが、その前に平板状の軟骨押さえ６３を降ろし、肩甲骨ｋの先端に付着する肩甲軟骨ｎ及びその周辺の肩甲骨を押さえる。これにより、肩甲軟骨ｎ及び及び肩甲軟骨ｎに付着するうで肉先端部分が反り上がってくるのを防止する。
【００７５】
そしてその状態でうで肉ｍをチャックしたまま、肉剥がし棒６４をエアシリンダ６４０により支軸６４１を中心に搬送方向上流側から搬送方向下流側に回転させ、うで肉ｍを搬送方向下流側に押しながら、図２５に示すように、コンベア搬送方向ｘに対し約８５°の角度まで前進させる。これによってうで肉ｍからの肩甲骨ｋ引き剥がしが開始され、その後肩甲骨チャック６２が肩甲骨ｋを掴んだまま反搬送方向に後退し、肩甲骨ｋを引き剥がしていく。このとき軟骨押さえ６３は肩甲骨から肉が剥がれ落ちるまで肩甲軟骨ｎ及びその周辺の肩甲骨を押さえ続けている。
【００７６】
肩甲骨下の肉がコンベア面に剥がれ落ちると、軟骨押さえ６３は上昇し、肩甲骨チャック６２には肩甲骨ｋと肩甲軟骨ｎのみが残る形となる。肩甲骨チャック６２が上昇して後退終点に来ると、肩甲骨チャック６２の上流側で該後退終点と同一水準に設けられた肩甲骨排出棒６５が搬送方向に突出する。そして図２４に示すように、矢印Ｃ方向から基部６２４を押す。これによって基部６２４と一体となったチャックカッタ６２１が支軸６２５を中心として上方に回動し、肩甲骨ｋを開放する。これによって肩甲骨ｋと肩甲軟骨ｎはコンベア面上に落とされる。
【００７７】
このように第６ステーション６ＳＴでは、うで肉ｍからの肩甲骨ｋの分離を人手を要さず機械により自動化することができるとともに、肩甲骨押さえ６１で、肩甲骨裏側がＵ字カッタ６２０の方に向くように押さえて、肩甲骨チャック６２のＵ字カッタ６２０を用いて肩甲骨裏側を切り込み、肩甲骨ｋの裏面筋入れを行なうことにより、肩甲骨裏側の骨膜にＵ字カッタ６２０で切り込むことが出来るので、肩甲骨ｋに残留する肉を少なくし肉の歩留まりを向上することができる。またＵ字カッタ６２０による肩甲骨ｋの分離時に軟骨押さえ板６３で肩甲骨ｋ及び肩甲軟骨ｎを押さえているので、肩甲軟骨ｎの反りを防止し、肩甲軟骨ｎが肩甲骨ｋと分離してうで肉ｍ側に残留するのを防止することができる。
【００７８】
以上のように、本実施形態では、第１ステーションから第３ステーションまでの前腕骨ｚ及び上腕骨ｊの脱骨工程では、ワークｗをクランプ装置１で懸垂したまま行なうことにより、ワーク自重の影響をなくし、取り扱いを容易にできるとともに、細菌類の付着を防止した衛生的な脱骨処理を行うことができる。
また懸架吊部での筋入れ作業は、ワークｗをクランプ装置１で懸垂してタクト送りし、各処理ステーションで固定装置により固定して行なうことにより自動化を可能としている。特に上腕骨ｊの長手方向に行なう筋入れや、肩甲骨ｋに付着した薄肉部ｍ１の筋入れなど、複雑な切断軌跡を要する筋入れは、多軸多関節アームに取り付けられ設定された動作軌跡プログラムにより動作するカッタツールを用いることにより、自動化を可能にしている。
【００７９】
また前腕骨ｚ及び上腕骨ｊの周回りの筋入れは、ワークｗをクランプ装置１で引き上げながら回転させることでらせん状にカットするため、関節部に強固に張り付いた腱等の生体組織も容易に切断分離できる。
また前記の筋入れは、ワーク長を検出し、該ワーク長に応じた切断動作軌跡としているので、ワークｗの個体差に起因した切断動作の誤差を解消できる。
第４ステーションから第６ステーションまでの肩甲骨の脱骨工程では、ワークをコンベア上に載置しながら行うことによって、複雑な形状を有する肩甲骨表面に沿う筋入れを正確に行なうことができるようになり、肩甲骨の脱骨処理を自動化可能にしている。
【００８０】
従って豚うで部位ｗの脱骨を前処理を除き、前腕骨、上腕骨及び肩甲骨の筋入れを含めてほぼ自動化することができ、従来の脱骨方法より作業能率を格段に向上することができるとともに、前腕骨、上腕骨及び肩甲骨の筋入れを正確に行なうことができ、骨に残留する肉を減らし、肉の歩留まりを向上させることが可能になった。
【産業上の利用可能性】
【００８１】
本発明によれば、食肉用家畜屠体のうで部位又はもも部位の除骨処理に際し、従来できなかった筋入れ工程を自動化して自動化率を高めることにより、作業時間の短縮と処理効率の向上を達成し、かつ筋入れラインを正確に行なって肉の歩留まりを向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００８２】
【図１】本発明の第１実施形態の全体構成図である。
【図２】豚枝肉から脱骨対象となる豚うで部位に加工するまでの工程を示す工程図である。
【図３】前記第１実施形態の豚うで部位の前処理を示す説明図である。
【図４】前記第１実施形態の豚もも部位の全長計測手段を示す説明図である。
【図５】前記第１実施形態の制御系のブロック線図である。
【図６】図６は前記第１実施形態において肩甲骨に付着した薄肉部を剥がすステップを示す説明図である。
【図７】前記第１実施形態の筋入れ装置の立面図である。
【図８】前記第１実施形態の筋入れ装置の平面図である。
【図９】前記筋入れ装置のカッタツールを示す側面図である。
【図１０】前記カッタツールによる筋入れ状況を示す説明図である。
【図１１】前記第１実施形態の第２ステーション（上腕骨筋入れステップ）における肉押さえ機構を示す立面図である。
【図１２】前記第１実施形態の第２ステーション（上腕骨筋入れステップ）における肉押さえ機構を示す立面図である。
【図１３】前記第１実施形態の第２ステーション（上腕骨筋入れステップ）における肉押さえ機構を示す平面図である。
【図１４】前記第１実施形態の第３ステーション（前腕骨・上腕骨分離ステップ）を示す立面図である。
【図１５】前記第１実施形態の第３ステーション（前腕骨・上腕骨分離ステップ）のミートセパレータ挟持板を示す平面図である。
【図１６】前記第１実施形態の第３ステーション（前腕骨・上腕骨分離ステップ）のカッタ部を示す立面図である。
【図１７】前記第１実施形態の第３ステーション（前腕骨・上腕骨分離ステップ）のカッタ部を示す平面図である。
【図１８】前記第１実施形態の第３ステーション（前腕骨・上腕骨分離ステップ）の補助クランプ装置の使用状況を示す説明図である。
【図１９】前記第１実施形態の第４ステーションのうで肉ｍの位置決め装置を示す平面図である。
【図２０】前記第１実施形態の第４ステーションの薄肉部めくりステップを示す立面図である。
【図２１】前記第１実施形態の第５ステーションの肩甲骨上面高さ計測ステップを示す説明図である。
【図２２】前記第１実施形態の第５ステーションの肩甲骨側面筋入れラインを示す説明図である。
【図２３】前記第１実施形態の第６ステーション（肩甲骨分離ステップ）の立面図である。
【図２４】図２３の一部拡大図である。
【図２５】前記第１実施形態の第６ステーションの平面図である。
【符号の説明】
【００８３】
１  クランプ装置
２  搬送路
１１ａ、１１ｂ  光電センサ（計測手段）
１４  前腕骨筋入れライン
１５，２２  ６軸多関節ロボットアーム
１６  板状カッタツール
１７，２３  カッタツール駆動装置
２４  カッタツール（上腕骨表面筋入れ装置）
３０  昇降ユニット（クランプ装置引き上げ手段）
４０，５０，６０  ベルトコンベア
４３  肉めくり丸棒（めくり部材）
５４  カッタツール（肩甲骨側面筋入れ装置）
５５  カッタ（センシング端子）
５６  演算装置
６２  肩甲骨チャック（チャッキング装置）
６３  軟骨押さえ板
６４  肉剥がし棒
１００  コントローラ
１０２  切断動作設定プログラム
１０３  使用プログラム選別手段
３０３，３１３  インダクションモータ（同期回転手段）
３１０  ミートセパレータ
３１１  挟持用凹溝
３３０  丸刃カッタ
６２０  Ｕ字カッタ
ｄ  足首部
ｚ  前腕骨
ｊ  上腕骨
ｋ  肩甲骨
ｍ  うで肉
ｍ１  肩甲骨表面薄肉部
ｎ  肩甲軟骨
ｗ  豚うで部位
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２２】
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