(57)【要約】【課題】従来の冷凍食品等の加工装置は、切断物の計測工程と切断工程が別工程であるため、装置が複雑化する。また曲線切断が困難な場合があった。さらにバンドソーを着脱自在とできない場合は、既存のバンドソーを使用することができない。【解決手段】本発明に係る冷凍食品等の加工装置は、冷凍食品等の切断加工物を挾持及び／又は回転可能に支持するクランプと、載置部と、切断機と位置調整部と搬送部とカメラの映像と、制御装置とで構成し、切断加工物の切断面積を、カメラの映像と、レーザー発光部の照射、並びに制御装置による演算処理で把握し、またクランプの高さ位置及び切断加工物の傾きを、切断加工物の切断面積を基準に制御可能とし、制御装置による演算処理による切断面積の処理と、クランプの高さ位置及び切断加工物の傾きを介して、切断加工物の重量を略均一に切断加工可能とする構成とした。【選択図】図３
2008173114.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
本体フレームに、次のように、各装置を設けた冷凍食品等の切断加工物を切断できる加工装置であって、
この本体フレームに、上下動及び前後動可能に設けた、切断加工物の挾持及び／又はこの切断加工物を、この本体フレームの仮想水平面を基準として、略１８０°〜略３６０°回転可能に支持するクランプと、このクランプに対峙する固定の載せ台と、このクランプ及び載せ台に架承された切断加工物の切断箇所を撮影する複数台のカメラ及び／又はレーザーと、また前記載せ台に対峙して設けた切断機と、前記クランプの上下動を司る位置調整部、及び前記クランプの前後動（仮想水平面に沿って水平移動）する搬送部及び／又は載せ台を構成する載置部と、前記カメラの映像と、レーザー発光部の照射で前記切断加工物の切断面積を演算処理する制御装置とを設け、
そして、前記複数台のカメラ及び／又はレーザーと、レーザー発光部の照射で前記切断加工物の切断面積を演算処理する制御装置の構成は、先ず、右側カメラで撮影した画像で、右（１）→右（２）→右（３）の工程を、また、左側カメラで撮影した画像で、左（１）→左（２）→左（３）の工程を辿り、この右（１）では、斜め方向からラインレーザーを冷凍食品等の切断加工物に照射し、右側カメラで冷凍食品等の切断加工物を斜めから撮影し、次に、右（２）では、右（１）で撮影した画像から二値化による画像処理でラインレーザーのみを抽出し、最後に、右（３）では、「遠近法キャリブレーション」により、切断加工物を正面から見た状態に変換し、そして、前記左（１）では、斜め方向からラインレーザーを冷凍食品等の切断加工物に照射し、左側カメラで冷凍食品等の切断加工物を斜めから撮影し、次に、左（２）では、左（１）で撮影した画像からラインレーザーのみを抽出し、最後に、左（３）では、「遠近法キャリブレーション」により、切断加工物を正面から見た状態に変換することを特徴とし、この特徴を利用した右（３）と左（３）の画像を合成し、切断加工物の幅、高さ、面積、座標等の情報を解析し、
この複数台のカメラ及び／又はレーザーと、レーザー発光部の照射で前記切断加工物の切断面積を演算処理する制御装置で得られたセンサーから得られた断面積・形状データを基に、指定された重量・長さに対する切身を切断するのに必要な、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の３次元座標をコンピューターにて計算・数値化を行い、この切断加工物の重量を略均一に切断加工可能とした冷凍食品等の加工装置。
【請求項２】
請求項１に記載の冷凍食品等の加工装置において、
前記載置部は、前記本体フレームを構成する前方フレームと、この前方フレームに内設された中子と、この中子に両端を差渡し設けるとともに、この中子の凹部に螺部が設けられる送りねじ軸と、この送りねじ軸に螺合されるヘッドと、このヘッドに磁着される前方フレームの上面に抱持して設けられた第１スライダーとでなり、この第１スライダーは、本体フレームに設けた第１回転機構を介して、前記送りねじ部が回転されることで、この前方フレームの上面を移動し、
前記位置調整部は、前記本体フレームを構成する後方フレームと、この後方フレームに内設された中子と、この中子に内設された送りねじ軸及びヘッドと、この後方フレーム上面で第２回転機構を介して移動可な第２スライダーと、この第２スライダーに設けた前記クランプと、この後方フレームの下面に設けたピストンロッドとからなり、この後方フレームが上下方向に移動し、
前記搬送部は、前記本体フレームに設けた外部材と、この外部材に内設された内部材と、この外部材に対し垂直方向に設けたシリンダーと、この内部材に内設された送りねじ軸と移動コマからなり、このシリンダーが長手方向に移動することを特徴とした冷凍食品等の加工装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の冷凍食品等の加工装置において、
前記載置部のヘッドと、前記第１スライダーとに、それぞれ磁石を設け、この磁石を介して、このヘッドと第１スライダーとを、一体化、又は離間可能とすることを特徴とした冷凍食品等の加工装置。
【請求項４】
請求項１又は請求項２に記載の冷凍食品等の加工装置において、
前記位置調整部のヘッドと、前記第２スライダーとに、それぞれ磁石を設け、この磁石を介して、この位置調整部と第２スライダーとを、一体化、又は離間可能とすることを特徴とした冷凍食品等の加工装置。
【請求項５】
請求項１又は請求項２に記載の冷凍食品等の加工装置において、
前記搬送部と、前記搬送部の前記移動コマ及び前記シリンダーに固定したＬ形金具にそれぞれ磁石を設け、この磁石を介して、この位移動コマとＬ形金具とを、一体化、又は離間可能とすることを特徴とした冷凍食品等の加工装置。
【請求項６】
請求項１又は請求項２に記載の冷凍食品等の加工装置において、
前記位置調整部を構成する第２スライダーに軸受けを介して回転軸を軸止し、この回転軸の自由端に設けた自在継手を介して挾持部を設け、この挾持部に挾持した切断加工物を、任意の傾斜角度に保持することを可能とし、様々な角度から切断加工物を切断することができることを特徴とした冷凍食品等の加工装置。
【請求項７】
請求項１又は請求項２に記載の冷凍食品等の加工装置において、
前記載せ台は、対の回転可能な傾斜バーと、この傾斜バーの回転を司る前記第１スライダーに軸止した回転軸とで構成し、切断加工物を所定の傾斜角度で支持する構成としたことを特徴とした冷凍食品等の加工装置。
【請求項８】
請求項１又は請求項２に記載の冷凍食品等の加工装置において、
前記載せ台は、正面視して、略Ｖ形状を呈しており、この載せ台は、緩やかな対の傾斜面を有し、この緩やかな対の傾斜面を介して、切断加工物を所定の傾斜角度で支持する構成としたことを特徴とした冷凍食品等の加工装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷凍食品等にレーザー光を照射し、これをカメラで撮影し、予め設定されたコンピュータープログラムを介した画像解析により断面積、切断位置を演算処理体において自動算出し冷凍食品等を均一な重量、望ましくは均一な形状に切断可能な冷凍食品等の加工装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在の水産加工業界では魚の切身の製造は、その殆どが職人による「勘」によって生産が行われている。しかし、この作業は人間の手によって行われるため、特に冷凍魚を切断する場合はかなりの力が必要となり重労働であり、生産量も限界がある。また、需要に対応する定型定量で良質な切身をカットする職人の育成には数年を必要とし、リスクや経費負担が大きくなる。
【０００３】
この職人による加工の問題点を回避するためには切断装置で冷凍魚等を切断することが考えられるが、この場合、冷凍魚を手で持ち、固定されたノコギリ刃から数ミリのところまで手を近づけて切断するため、不注意により大事故につながる危険性がある。さらに、人が手作業で冷凍魚等を切断する場合、冷凍魚等の鮮度を保つため作業所内の温度を一定に保つ必要があるが、特に冬場は作業所内も寒く、作業者の健康面が心配され省人化が望まれる。
【０００４】
そこで、職人の手によらず魚や肉等の食品を均一で、誰でも簡単に、かつ、安全に切断することができる以下のような魚や肉等の食品の自動切断装置が開発されている。
【０００５】
特許文献１は、冷凍切り身の製造方法である。これは、人間が冷凍状の魚肉ブロックを周回するバンドソーの直線部にひねりながら当て、切断面の片面が湾曲状又は曲面状を呈するように切断し、各ブロックごとに切り身の重量と切断面の面積をほぼ同じ大きさに切り揃えるものである。
【０００６】
特許文献２は、魚肉類等の自動切断装置及び自動裁断方法である。これは、モータの回転力で回動する偏心軸に枢着した連杆に螺締した裁断刃部が、上下運動と揺動との複合した運動をする裁断刃機構を備えており、まな板は、複数のまな板部材を並列とし、まな板支持枠で集束し、起伏機構を介して刃受け側を軸としてワーク供給側を所定の高さに隆起でき、また、揺動機構によって、刃受け側を支点として揺動可能で、まな板上のワークを送り機構で間欠的に所定幅づつ間欠的に変化するよう間欠揺動させ、これと同期して裁断刃部を作動させ、ワークの形態に対応して裁断角度を制御して食感に優れた切身等を省力的かつ能率的に裁断するものである。
【０００７】
特許文献３は、魚の切身スライス装置である。これは、魚の半身をコンベアとサーボモータと、上記半身の端部の横断面積を検出する検出器と、予め測定された上記半身の密度及び上記検出器により検出された横断面積に基づいて、指定された重さの上記切身を指定された枚数スライスできるように上記サーボモーターを制御する制御装置とを具備するものであり、上記検出器は、コンパスの交叉部にエンコーダを設けてコンパスの開き角度を精密に測定し得るものである。
【０００８】
特許文献４は、魚肉類の自動切断装置である。これは、２組の光源と撮像装置を用意し、一方の光源と撮像装置で腹巣側表面を、他方の光源と撮像装置で皮側表面を別々に走査し、これを画像データとして処理装置に入力し、両データの位置合わせをした後、皮側データから算出される体積と、腹巣側データから算出される体積との差で表される真の体積を求め、これを所定体積ずつに分割することができ、魚肉類の個体差やまな板に置かれる状態等の影響を受けることなく、一定体積の切身を正確に作成可能とするものである。
【０００９】
特許文献５は、自動定量切断装置である。これは、重量測定装置と、形状測定装置と、切断装置と、演算制御装置とからなり、魚や肉等の材料の体積を正確に測定し、切断装置である超高圧切断ノズルから水に超高圧力をかけて噴出して切断目的物を切断するものであり、切断した各切り身の切断面の面積がほぼ均一で、一定重量に切断することができ、冷凍材料を解凍せずに切断することができるものである。
【００１０】
特許文献６は、冷凍魚体の縦割方法並びに装置である。これは、チェーンコンベアを駆動し、キャリヤチェーン上に設けた載置台に冷凍魚体を載せ、この冷凍魚体をカッタ系装置の切断作用位置に至らせるものであり、冷凍魚体を縦半割りするにあたって、これに先立って冷凍魚体の腹巣部の近傍に存する小骨の縁切り加工を行うこと、冷凍魚体を縦四割りするにあたって、これに先立って冷凍魚体の尾部側の端面に四割用案内切込を形成するようにしたことを特徴とし、正確で身くずれの生じない冷凍魚体の縦割方法並びに装置を提供するものである。
【００１１】
【特許文献１】特開２００６−９４７４９
【特許文献２】特開平８−２３８７５
【特許文献３】実開昭６３−４５１８９
【特許文献４】特開平７−１８４５３４
【特許文献５】特開２００２−１２５５８１
【特許文献６】特開平８−５１９２１
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかし、特許文献１に係る発明は、冷凍状の魚肉ブロックを周回するバンドソーに当てて冷凍状の魚肉ブロックを切り身にするものであるが、冷凍状の魚肉ブロックを切り身にするのは、職人である。したがって、人間が冷凍状の魚肉ブロックを周回するバンドソーに当てて切断するため危険である。また、経験を十分に積んだ職人でないと食品を均一に切断することが困難な場合がある。
【００１３】
特許文献２に係る発明は複数のまな板部材が並列して構成され、このまな板部材にワークを載せて切断するものであるが、複数のまな板部材が複数の支点を持つことになり、ワークを支えることが困難である。また、まな板が複数個のまな板部材から構成されているため、各まな板部材間に隙間が多く、この隙間に残渣が溜まりやすく衛生的に問題がある。
【００１４】
特許文献３に係る発明の検出器は、コンパスの交叉部にエンコーダを設けてコンパスの開き角度を精密に測定し得るようになしたもので、魚に探触子を直接当てて検出するものであり、衛生上の問題点がある。
【００１５】
特許文献４に係る発明は、魚肉類の例えば表面と裏面を別々に走査し、表面データと裏面データの位置合わせをした後、表面データより算出される体積から、裏面データからより算出される体積を差し引くことによって真の体積を求めるものであるが、２組の光源と撮像装置を使用するものであるため、装置が複雑化してコスト高となる虞がある。また刃物に包丁を使用しているので、曲線切断することができない。さらに、コンベアに残っている残渣を清掃するには多大の労力を必要とし、また、残渣により衛生面で問題が残る。
【００１６】
特許文献５に係る発明は、切断目的材料を切断する切断手段は、超高圧切断ノズルから噴出される水によって切断目的材料を切断するものであり、バンドソーを使用して切断対象物を切断する本発明とは相違する。また、重量測定装置と、形状測定装置と、切断装置と、演算制御装置とからなるため装置が複雑化しており、コスト高となる虞がある。
【００１７】
特許文献６に係る発明は、キャリヤチェーン上に残っている残渣を清掃するには多大の労力を必要とし、また、衛生面で問題が生ずる場合がある。
【００１８】
さらに、本発明は、必要により本体フレームからバンドソー（切断機）を着脱可能とすることができ、既存のバンドソーを組み込んで使用することができるが、特許文献２〜特許文献６に係る発明は、既存のバンドソーを組み込むことができないため、既存のバンドソーを有効活用できない。
【００１９】
特許文献２〜特許文献４の発明は、冷凍状態を保持したまま切断することができない。
【００２０】
特許文献３〜特許文献６の発明は、コンベア等の上に材料を置いて切断するため、断面の丸い形状の物は筒切することはできない。
【００２１】
特許文献４〜特許文献６の発明は、切断物の計測工程と切断工程は別工程となるため、装置が複雑化する。
【００２２】
特許文献４〜特許文献６の発明は、切断加工物の表面の形状は計測できるが、魚の内臓を取り除いたような断面視ドーナツ状の中空の冷凍食品等の断面積計算はできない。
【００２３】
第３発明乃至第５発明によれば、ヘッド、第１スライダー、第２スライダー、移動コマ、Ｌ形金具に磁石を設けることにより各部材を容易に取り外し、清掃することができるが、特許文献２〜特許文献６の発明は、容易に各部材を取り外すことが困難であるため、各部材の清掃が困難である。
【課題を解決するための手段】
【００２４】
以上の問題点を解消するため、第１発明の冷凍食品等の加工装置は、本体フレームに、次のように、各装置を設けた冷凍食品等の切断加工物を切断できる加工装置であって、この本体フレームに、上下動及び前後動可能に設けた、切断加工物の挾持及び／又はこの切断加工物を、この本体フレームの仮想水平面を基準として、略１８０°〜略３６０°回転可能に支持するクランプと、このクランプに対峙する固定の載せ台と、このクランプ及び載せ台に架承された切断加工物の切断箇所を撮影する複数台のカメラ及び／又はレーザーと、また前記載せ台に対峙して設けた切断機と、前記クランプの上下動を司る位置調整部、及び前記クランプの前後動（仮想水平面に沿って水平移動）する搬送部及び／又は載せ台を構成する載置部と、前記カメラの映像と、レーザー発光部の照射で前記切断加工物の切断面積を演算処理する制御装置とを設け、そして、前記複数台のカメラ及び／又はレーザーと、レーザー発光部の照射で前記切断加工物の切断面積を演算処理する制御装置の構成は、先ず、右側カメラで撮影した画像で、右（１）→右（２）→右（３）の工程を、また、左側カメラで撮影した画像で、左（１）→左（２）→左（３）の工程を辿り、この右（１）では、斜め方向からラインレーザーを冷凍食品等の切断加工物に照射し、右側カメラで冷凍食品等の切断加工物を斜めから撮影し、次に、右（２）では、右（１）で撮影した画像から二値化による画像処理でラインレーザーのみを抽出し、最後に、右（３）では、「遠近法キャリブレーション」により、切断加工物を正面から見た状態に変換し、そして、前記左（１）では、斜め方向からラインレーザーを冷凍食品等の切断加工物に照射し、左側カメラで冷凍食品等の切断加工物を斜めから撮影し、次に、左（２）では、左（１）で撮影した画像からラインレーザーのみを抽出し、最後に、左（３）では、「遠近法キャリブレーション」により、切断加工物を正面から見た状態に変換することを特徴とし、この特徴を利用した右（３）と左（３）の画像を合成し、切断加工物の幅、高さ、面積、座標等の情報を解析し、この複数台のカメラ及び／又はレーザーと、レーザー発光部の照射で前記切断加工物の切断面積を演算処理する制御装置で得られたセンサーから得られた断面積・形状データを基に、指定された重量・長さに対する切身を切断するのに必要な、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の３次元座標をコンピューターにて計算・数値化を行い、この切断加工物の重量を略均一に切断加工可能とすることを特徴とする。
【００２５】
第２発明の冷凍食品等の加工装置の前記載置部は、請求項１に記載の冷凍食品等の加工装置において、前記載置部は、前記本体フレームを構成する前方フレームと、この前方フレームに内設された中子と、この中子に両端を差渡し設けるとともに、この中子の凹部に螺部が設けられる送りねじ軸と、この送りねじ軸に螺合されるヘッドと、このヘッドに磁着される前方フレームの上面に抱持して設けられた第１スライダーとでなり、この第１スライダーは、本体フレームに設けた第１回転機構を介して、前記送りねじ部が回転されることで、この前方フレームの上面を移動し、前記位置調整部は、前記本体フレームを構成する後方フレームと、この後方フレームに内設された中子と、この中子に内設された送りねじ軸及びヘッドと、この後方フレーム上面で第２回転機構を介して移動可な第２スライダーと、この第２スライダーに設けた前記クランプと、この後方フレームの下面に設けたピストンロッドとからなり、この後方フレームが上下方向に移動し、前記搬送部は、前記本体フレームに設けた外部材と、この外部材に内設された内部材と、この外部材に対し垂直方向に設けたシリンダーと、この内部材に内設された送りねじ軸と移動コマからなり、このシリンダーが長手方向に移動することを特徴とする。
【００２６】
第３発明の冷凍食品等の加工装置は、請求項１又は請求項２に記載の冷凍食品等の加工装置において、前記載置部のヘッドと、前記第１スライダーとに、それぞれ磁石を設け、この磁石を介して、このヘッドと第１スライダーとを、一体化、又は離間可能とすることを特徴とする。
【００２７】
第４発明の冷凍食品等の加工装置は、請求項１又は請求項２に記載の冷凍食品等の加工装置において、前記位置調整部と、前記第２スライダーとに、それぞれ磁石を設け、この磁石を介して、この位置調整部と第２スライダーとを、一体化、又は離間可能とすることを特徴とする。
【００２８】
第５発明の冷凍食品等の加工装置は、請求項１又は請求項２に記載の冷凍食品等の加工装置において、前記搬送部と、前記搬送部の前記移動コマ及び前記シリンダーに固定したＬ形金具にそれぞれ磁石を設け、この磁石を介して、この位移動コマとＬ形金具とを、一体化、又は離間可能とすることを特徴とする。
【００２９】
第６発明の冷凍食品等の加工装置は、請求項１又は請求項２に記載の冷凍食品等の加工装置において、前記位置調整部を構成する第２スライダーに軸受けを介して回転軸を軸止し、この回転軸の自由端に設けた自在継手を介して挾持部を設け、この挾持部に挾持した切断加工物を、任意の傾斜角度に保持することを可能とし、様々な角度から切断加工物を切断することができることを特徴とする。
【００３０】
第７発明の冷凍食品等の加工装置は、請求項１又は請求項２に記載の冷凍食品等の加工装置において、前記載せ台は、対の回転可能な傾斜バーと、この傾斜バーの回転を司る前記第１スライダーに軸止した回転軸とで構成し、切断加工物を所定の傾斜角度で支持する構成としたことを特徴とする。
【００３１】
第８発明の冷凍食品等の加工装置は、請求項１又は請求項２に記載の冷凍食品等の加工装置において、前記載せ台は、正面視して、略Ｖ形状を呈しており、この載せ台は、緩やかな対の傾斜面を有し、この緩やかな対の傾斜面を介して、切断加工物を所定の傾斜角度で支持する構成としたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００３２】
第１発明、第２発明によれば、センサーから得られた断面積・形状データを基に、指定された重量・長さに対する切身を切断するのに必要な、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の３次元座標をコンピューターにて計算・数値化を行い、駆動部である位置調整部、搬送部、第１スライダーと第２スライダーをシリアル通信等にて制御するため、正確かつ迅速に制御することができ、また、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸をそれぞれ個別に計算・数値化することも可能であるため、実際に切断した断面やこれから切断しようとする断面を把握する事ができる。よって、従来例より切断加工物の正確な計測により、均一に、かつ、職人の手によらず誰でも簡単かつ安全に切断できる。
【００３３】
また、従来例のような切断加工物をコンベア上に置いて切断するものではなく、切断加工物の一方をクランプ１２で挟持し、他方を載せ台３３に載置しており切断加工物が空中にあるので、計測精度を妨げる邪魔なものがないため、従来例より正確な計測、切断が可能である。
【００３４】
さらに、固定されたノコギリ刃を有する自動切断装置で冷凍食品等を切断する場合、ノコギリ刃から数ミリのところまで手を近づける必要があるが、本発明は冷凍食品等自動で切断できるため、このような危険性はない。
【００３５】
また、移動可能なシリンダーにより、あらゆる角度に対応できるため、冷凍食品等の斜め加工をすることができ、職人の手の動きを機械によって手軽に再現することができるため、加工物の切り口が美しくなり、消費者の購買意欲が増す。
【００３６】
さらに、冷凍食品等を第１スライダーと第２スライダーに設けたクランプの２点で固定するため、強力な挟持力を必要とせず、製品の破損が少ない。
【００３７】
加工前の冷凍食品等がほぼ同一形状の場合、一度プログラミングすれば何度でも同じ冷凍食品等を切断することができるため、プログラミングする煩わしさを回避できる。
【００３８】
切断部分ごとに断面積を計測できるので、加工前の冷凍食品等の形状が不均等の場合であっても同一の体積に加工できる。
【００３９】
冷凍状態で簡単かつ安全に冷凍食品等を加工することができ、解凍による製品劣化がないため、消費者に安全で高品質な商品を提供できる。
【００４０】
また、切断途中の冷凍食品等も計測することがで、魚の内臓を取り除いたような断面視ドーナツ状の中空の冷凍食品等も断面積計算できる。
【００４１】
第３発明によれば、載置部のヘッドと、第１スライダーとに、それぞれ磁石を設け、この磁石を介して、このヘッドと第１スライダーとを、一体化、又は離間可能とするため、第１スライダーを着脱自在で簡単に取り外せ清掃の容易化を図ることができ、第１スライダーを例えば水洗い等のような清掃ができるため、常に清潔に保つことができる。
【００４２】
第４発明によれば、位置調整部と、前記第２スライダーとに、それぞれ磁石を設け、この磁石を介して、この位置調整部と第２スライダーとを、一体化、又は離間可能とするため、第２スライダーを着脱自在で簡単に取り外せ清掃の容易化を図ることができ、第２スライダーを例えば水洗い等のような清掃ができるため、常に清潔に保つことができる。
【００４３】
第５発明によれば、搬送部と、前記搬送部の前記移動コマ及び前記シリンダーに固定したＬ形金具にそれぞれ磁石を設け、この磁石を介して、この位移動コマとＬ形金具とを、一体化、又は離間可能とするため、シリンダーを着脱自在で簡単に取り外せ清掃の容易化を図ることができ、シリンダーを例えば水洗い等のような清掃ができるため、常に清潔に保つことができる。
【００４４】
第６発明によれば、位置調整部を構成する第２スライダーに軸受けを介して回転軸を軸止し、この回転軸の自由端に設けた自在継手を介して挾持部を設け、この挾持部に挾持した切断加工物を、任意の傾斜角度に保持することを可能とし、様々な角度から切断加工物を切断することができるため、切断加工物を正確かつ均一な切断断面とすることができる。
【００４５】
第７発明によれば、載せ台は、対の回転可能な傾斜バーと、この傾斜バーの回転を司る前記第１スライダーに軸止した回転軸とで構成し、切断加工物を所定の傾斜角度で支持する構成であるため、切断加工物の形状に合わせて、切断加工物を載置して切断することができる。
【００４６】
第８発明によれば、前記載せ台は、正面視して、略Ｖ形状を呈しており、この載せ台は、緩やかな対の傾斜面を有し、この緩やかな対の傾斜面を介して、切断加工物を所定の傾斜角度で支持する構成としているため、載せ台に切断加工物を載せると、両側の傾斜面によって切断加工物が適度に支持される。すなわち、平坦な場合には切断時の前後動作で切断加工物が滑り固定できない等の問題が生じるが、本発明によればこのような問題点を解決できる。
【００４７】
また、平坦な場合は支点が確定しにくいが、第８発明は、略Ｖ形状とした部分の窪み部に切断加工物が固定されるため、窪み部が姿勢を制御する支点となる。
【００４８】
さらに、載せ台が平坦な場合、切断加工物のクランプで挟持した尾鰭側が持ち上げると斜め前４５°に設置した左斜め前カメラ、右斜め前カメラの両方とも、切断加工物の下面を撮影することはできない。しかし、略Ｖ形状の場合、尾鰭側が持ち上がり、かつ、一辺が左側に傾斜した状態を右斜め前４５°に設置したカメラから撮影した場合には、切断加工物の下面を撮影することはできるが、この状態を反対側の例えば左斜め前４５°に設置したカメラから撮影すると、下面を撮影することができないため、切断加工物の全体を撮影することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４９】
次に、本発明の実施形態に係る冷凍食品等の加工装置を図面に基づいて説明する。図１は、魚肉類の切断機の斜視図である。図２は、魚肉類の切断機を組み込んだ冷凍食品等の加工装置の斜視図である。図３、図４は、魚肉類の切断機を組み込んだ冷凍食品等の加工装置を１部欠截した斜視図である。図５−１は、ボルト締め固定方式の位置調整部の構成物品を分解した状態を図示したものである。図５−２は、ボルト締め固定方式の位置調整部の断面図である。図５−３は、第１マグネット固着方式の位置調整部を断面図である。図５−４は、第２マグネット固着方式の位置調整部を断面図である。図６−１は、冷凍食品等の加工物をクランプと載置部で支えた状態の斜視図である。図６−２は、載置部の欠截斜視図である。図６−３は、載置部の断面図である。図６−４は、傾斜バーを使用した第１スライダーの斜視図である。図６−５は、自在継手、挟持部を使用した第２スライダーの斜視図である。図７は、冷凍食品等の切断加工物をカメラ撮影した映像を画像解析により断面積を求め、切断位置を自動算出する状態を表した図である。図８は、冷凍食品等の切断加工物の背鰭側を上方に傾けた状態をカメラ撮影した映像を画像解析により断面積を求め、切断位置を自動算出する状態を表した図である。図９は、冷凍食品等の切断加工物の尾鰭側を上方に傾けた状態をカメラ撮影した映像を画像解析により断面積を求め、切断位置を自動算出する状態を表した図である。図１０は、冷凍食品等の切断加工物が中空の場合をカメラ撮影した映像を画像解析により断面積を求め、切断位置を自動算出する状態を表した図である。図１１は、「遠近法キャリブレーション」の過程図である。
【００５０】
図１は、本発明の魚肉類の切断機１のみを分離した斜視図である。なお、魚肉類の切断機１は、様々な構成・形状を有するものがあるため、図１で図示した魚肉類の切断機１は、その一例であることは勿論である。
【００５１】
図２は、本発明の背面側の本体フレーム２に魚肉類の切断機１を設けた状態である。本発明は、切断機１を着脱自在とする構成も可能である。したがって、既存設備を有効利用ができ、新たな設備投資を回避することができる。この場合の本発明の構成は、本発明の魚肉類の切断機１を設ける背面側は開放されており、そして、切断機１を本発明の背面側から正面側に向かって直進させ、背面側の本体フレーム２に切断機１を設けることにより、本体フレーム２と切断機１が一体化する。ここで、本体フレーム２と切断機１の一体化は、様々な方法があるが、例えば、本体フレーム２にロック機構を設け、このロック機構を利用することにより一体化できる。また、ワンタッチで固定・解除できるロック機構とすれば、既存の切断機１の取り付けが簡単な操作で行えるため、便利である。
【００５２】
この本発明の正面側は、上方と下方に分類することができる。そして、上方にはディスプレイ４ａ、緊急停止ボタン４ｂ、ランプ４ｃ、扉５を設ける。また、ディスプレイ４ａは、タッチパネルになっており、ディスプレイ４ａを指で触れることにより本発明を操作できる。なお、ディスプレイ４ａや緊急停止ボタン４ｂ等の位置は、正面に限定されることなく、本装置を操作し易い位置であればよい。さらに、万一の事態を考慮して、緊急停止装置を取り付け、緊急停止ボタン４ｂを押すことにより装置を停止させることもできる。そして、扉５を開放することにより内部の状態の確認や、冷凍食品等の切断加工物Ａの設置、切断された冷凍食品等の切断加工物Ａの取り出しができる。一方、下方には、制御装置３やコントローラー４が設置されている。この他、扉５の素材を透明体、半透明体とすることにより内部状態の確認をすることができる。また図示していないコンベア、シューターを設置することにより切断加工物Ａを取り出すことができる。
【００５３】
また、本発明の右側面及び左側面においても、上方と下方に分類することができる。そして、上方には、扉５を設け、この扉５を開放することによって中の状態の確認や、冷凍食品等の切断加工物Ａを設置したり、切断された冷凍食品等の切断加工物Ａを取り出したりすることができる。この右側面及び左側面の扉５の素材を透明体、半透明体とすることにより内部状態の確認をすることができる。ここで、扉５は、引戸であってもよいことは勿論である。
【００５４】
なお、図２〜図４のように、本発明の下方にはキャスター２ａを取り付けることができ、キャスター２ａを取り付けた場合は、本発明を容易に移動させることができる。また、図２〜図４では省略しているが、本発明の全体に赤外線カットパネル２ｂを設ける場合もある。
【００５５】
図３は実際の使用状態を表した図である。このように本発明は、位置調整部１０のクランプ１２で冷凍食品等の切断加工物Ａの一方を挟持し、冷凍食品等の切断加工物Ａの他方を第１スライダー３１上の載せ台３３に載置した状態で冷凍食品等の切断加工物Ａにレーザー発光体７から発光されるラインレーザー７ａを照射して、これを右側カメラ６ａ、左側カメラ６ｂで撮影することにより冷凍食品等の切断加工物Ａの断面積を求め、切断位置を自動算出し冷凍食品等の切断加工物Ａを加工するものである。
【００５６】
この冷凍食品等の切断加工物Ａを撮影するカメラ６を本体フレーム２に固定する。ただし、図３では、一例としてこのカメラ６を右側カメラ６ａ、左側カメラ６ｂに分け、右側カメラ６ａを台座１ａに、左側カメラ６ｂを本体フレーム２に固定している。また、カメラ６のアングルを変更できるようにして撮影することも可能である。すなわち前方フレーム５０ａに対して垂直に別途ベースを設け、このベースにカメラ固定具によってカメラ６を取付けることによって、カメラ６のアングルや高さ等を任意に変えることができる。
【００５７】
また、このカメラ６は、斜め左方向及び斜め右方向から被写体である冷凍食品等の切断加工物Ａを撮影するため、冷凍食品等の切断加工物Ａに対して斜めに固定されている。但し、冷凍食品等の切断加工物Ａを計測することができれば、斜めの固定に限定されない。
【００５８】
一方、レーザー発光体７は本体フレーム２に固定され、冷凍食品等の切断加工物Ａにラインレーザー７ａを照射できる位置に設けられている。但し、レーザー発光体７が冷凍食品等の切断加工物Ａにラインレーザー７ａを照射できれば、図３のように切断機１の台座１ａに設けられていてもよい。
【００５９】
図４も、本発明の実際の使用状態を図示したものであり、図３の状態からシリンダー２３及び後方フレーム５０ｂが前進し、かつ、位置調整部１０の後方フレーム５０ｂが上昇し冷凍食品等の切断加工物Ａを切断している状態を図示しているが、基本的な構成は、図３に準ずる。
【００６０】
ここで、本発明の可動する部分は、主に位置調整部１０、搬送部２０、載置部３０であり、これらが可動することによって冷凍食品等の切断加工物Ａが切断される。なお、外部材２１及びシリンダー２３の形状は、本発明の効果を阻害しなければ、図４のように角形の他、円筒状でもよい。
【００６１】
ここで本体フレーム２に設け、切断加工物Ａの搬送及びクランプ１２の長手方向Ｂの移動を司る搬送部２０について説明する。この搬送部２０は、本発明の右側面の下方及び左側面の下方に設ける。なお、実施例では、搬送部２０を本発明の右側面及び左側面の下方に設けているが、これらを統合して中央部に一体化して設けてもよい。
【００６２】
この搬送部２０のシリンダー２３は、外部材２１に対して垂直方向に設けるが、この外部材２１とシリンダー２３の関係については、ボルト締め固定方式と、第１マグネット固着方式、第２マグネット固着方式がある。
【００６３】
まず、外部材２１とシリンダー２３の関係をボルト締め固定方式とする場合を以下説明する。
【００６４】
このボルト締め固定方式の構成物品を分解した図が、図５−１である。ここで、ボルト締め固定方式の場合の搬送部２０の構成物品は大別して、外部材２１、内部材２２、シリンダー２３、送りねじ軸２４、移動コマ２５、移動コマ２５とシリンダー２３を連結するＬ形金具２６の他、図示しない転がり軸受け、固定具、モーターからなる。このシリンダー２３にはピストンロッド１３が内設されている。
【００６５】
まず、シリンダー２３にＬ形金具２６を少なくとも２箇所設けるが、２箇所とも以下のような方法で固定する。すなわち、このＬ形金具２６は、一面をシリンダー２３の一面に固定するが、この固定はネジ等の固定具での固定する他、カシメ等によって固定することもできる。
【００６６】
そして、外部材２１には開口する移動溝２１ａを設け、この移動溝２１ａを設けた面を下方にして、外部材２１を本発明の右側面及び左側面の下方に設ける。外部材２１の移動溝２１ａは、後述する移動コマ２５の移動に沿って設けられている。また、外部材２１を側面視すると、アーチ状の切欠部を有する。
【００６７】
次に、内部材２２には開口する移動溝２２ａを設け、この移動溝２２ａを設けた面を下方にして、外部材２１に内部材２２を内設する。内部材２２の移動溝２２ａも、後述する移動コマ２５の移動に沿って設けられている。また、内部材２２を側面視すると、アーチ状の切欠部を有する。なお、外部材２１や内部材２２の端部を板体や蓋体等によって覆設することにより、切り屑やゴミ等の浸入を防止することができる。
【００６８】
さらにこの内部材２２に送りねじ軸２４を差渡して設ける。この内部材２２に差渡した送りねじ軸２４には移動コマ２５を螺着する。また、移動コマ２５の一方には軸孔２５ｂを設け、他方をＬ形金具２６固定用の孔２５ｃを設けた固定面２５ａとし、Ｌ形金具２６の他面と移動コマ２５の固定面２５ａがネジ等の固定具によって固定されることにより、Ｌ形金具２６を介して移動コマ２５とシリンダー２３が一体化される。
【００６９】
この送りねじ軸２４は、両端部を管体とし、その中間部に螺旋状に溝が刻設されている。送りねじ軸２４の一方の管体に転がり軸受、固定具を設け、他方の管体にモーターを設けることによって内部材２２内において支持される。
【００７０】
ここで、ここで転がり軸受は、一般的には、外輪と、外輪より小径の内輪と、複数個の転動体と、転動体を保持する保持器からなる。そして、外輪の内側に内輪を設け、この外輪と内輪の間に保持器と、保持器によって保持された転動体を設けることにより構成されるが、この他の例であってもよい。次に、転がり軸受の支持について説明すると、まず、内部材２２の内側上方に固定具の一方を設け、外輪の外周面にこの固定具の他方を設ける。次に、内部材２２の内側下方に固定具の一方を設け、外輪の外周面にこの固定具の他方を設ける。このようにして、転がり軸受を内部材２２に支持する。ここで説明した転がり軸受の支持は、一例であり、固定具を用いなくても可能である。例えば、転がり軸受の外輪を直接、内部材２２の内側に固定する場合も考えられる。
【００７１】
そして、この転がり軸受の内輪に送りねじ軸２４の一方の管体を挿入し、内輪と送りねじ軸２４を支持する。
【００７２】
そして、送りねじ軸２４の他方に設けたモーターが回転することによって、送りねじ軸２４に螺着された移動コマ２５が送りねじ軸２４のねじに沿って長手方向Ｂに移動し、Ｌ形金具２６を介して移動コマ２５と一体化したシリンダー２３も送りねじ軸２４の軸線方向に沿って長手方向Ｂに移動する。なお、このような機構は、通常の電動シリンダーを用いるのが便利で経済的であり有益である。
【００７３】
ボルト締め固定方式の搬送部２０を断面視した状態が図５−２である。また、図５−２においても簡略化のため、外部材２１等は１組のみ図示している。
【００７４】
内部材２２に内設された送りねじ軸２４は、上述のように図示しない転がり軸受、固定具によって支持される。
【００７５】
シリンダー２３と外部材２１との関係におけるボルト締め固定方式の場合は、上述のようにＬ形金具２６と移動コマ２５をネジ等の固定具で固定するが、この他の例として第１マグネット固着方式、第２マグネット固着方式によって固着する場合がある。
【００７６】
まず第１マグネット固着方式について、以下説明する。第１マグネット固着方式の場合の搬送部２０の構成物品は、ボルト締め固定方式の搬送部２０の構成物品の他、マグネット５４及びノックピン２７が加わる。したがって、マグネット固着方式の場合、外部材２１に内部材２２が内設されている点、内部材２２に送りねじ軸２４、移動コマ２５が内設されている点等は、ほぼボルト締め固定方法に準ずるが、マグネット５４を用いて移動コマ２５とＬ形金具２６を固着する点や、ノックピン２７で移動コマ２５とＬ形金具２６を一体化する点で相違する。
【００７７】
第１マグネット固着方式の場合は図５−３に示すように、移動コマ２５の固定面２５ａにマグネット５４を設け、Ｌ形金具２６の一面にもマグネット５４を設ける。そして、移動コマ２５とＬ形金具２６をマグネット５４の磁力により固着する。また、移動コマの固定面２５ａにノックピン孔を設け、Ｌ形金具２６にもノックピン孔を設ける。そして、この両ノックピン孔にノックピン２７を挿入することにより移動コマ２５とＬ形金具２６が固定する。
【００７８】
切断加工物Ａの搬送とクランプ１２の高さ位置調整を図る位置調整部１０の構成物品は大別すると、後方フレーム５０ｂと第２スライダー１１とクランプ１２と中子５１と送りねじ軸５２とヘッド５３とピストンロッド１３とからなる。なお、後方フレーム５０ｂの形状は、本発明の効果を阻害しない場合は、図５−３のように角形の他、円筒状でもよい。
【００７９】
この後方フレーム５０ｂの両側下面にピストンロッド１３の一方側を設け、シリンダー２３の内路にピストンロッド１３を他方側から挿入することによってシリンダー２３にピストンロッド１３が内設される。このピストンロッド１３は、シリンダー２３の内路に沿って上下に移動し、それと同時にクランプ１２で挟持された冷凍食品等の切断加工物Ａも上下に移動する。なお、シリンダー２３の形状は、本発明の効果を阻害しなければ、図５−３のように角形の他、円筒状でもよい。
【００８０】
そして、後方フレーム５０ｂの上面には、第２スライダー１１が設けられており、第２スライダー１１の上面にクランプ１２が設けられている。後方フレーム５０ｂと第２スライダー１１との関係は、後述する図６−２の説明に準ずる。
【００８１】
図５−４は、第２マグネット固着方式の搬送部２０の断面図である。第２マグネット固着方式の場合の搬送部２０の構成物品を大別すると、外部材２１、内部材２２、シリンダー２３、送りねじ軸２４、移動コマ２５、マグネット５４、Ｌ型金具２６、板体２８、搬送スライダー２９、第３回転機構４０Ｃ、モーターからなる。
【００８２】
第２マグネット固着方式の場合、外部材２１に内部材２２が内設されている点、内部材２２に送りねじ軸２４、移動コマ２５が内設されている点等は、ほぼ第１マグネット固着方式、ボルト締め固定方法に準ずるが、第３回転機構４０Ｃを使用する点でこれらと相違する。この第３回転機構４０Ｃを使用する第２マグネット固着方式の基本的な構成は、ほぼ図６−２に準ずる。
【００８３】
すなわち、図６−２でいう第１スライダー３１に相当する搬送スライダー２９に第３回転機構４０Ｃと搬送スライダー２９の内上面に板体２８を設け、この板体２８にマグネット５４を設ける。一方、移動コマ２５の固定面２５ａにもマグネット５４を設ける。そして、移動コマ２５の固定面２５ａに設けられたマグネット５４と搬送スライダー２９の板体２８に設けられたマグネット５４の磁力によって、外部材２１を通して移動コマ２５と搬送スライダー２９が固着される。
【００８４】
Ｌ形金具２６を介しての搬送スライダー２９とシリンダー２３の一体化は、具体的には、搬送スライダー２９の上面にネジ孔を設け、Ｌ形金具２６の他面にもネジ孔を設ける。そして、搬送スライダー２９のネジ孔とＬ形金２６具のネジ孔にネジを挿入して搬送スライダー２９とＬ形金具２６を固定する。一方、Ｌ形金具２６の一面にも孔を設け、シリンダー２３にも孔を設ける。そして、Ｌ形金具２６の孔とシリンダー２３の孔にネジを挿入してＬ形金具２６とシリンダー２３を固定する。
【００８５】
このようにシリンダー２３と一体化した搬送スライダー２９は、マグネット５４を通して移動コマ２５と固着されているため、シリンダー２３を容易に取り外すことができ、取り外してシリンダー２３を清掃することができる。
【００８６】
そして、内部材２２に内設された送りねじ軸２４がモーターによって回転すると、外部材２１の上面を第３回転機構４０Ｃを設けた搬送スライダー２９、及びＬ形金具２６を介して搬送スライダー２９と一体化したシリンダー２３が長手方向Ｂに移動する。
【００８７】
図６−１のように、クランプ１２で冷凍食品等の切断加工物Ａの一方を挟持する。クランプ１２は、冷凍食品等の切断加工物Ａを挟持することができれば、どのような構造のものでもかまわない。一例として、先端部に挟持片を持つ一対の第１挟持体１２ａ、第２挟持体１２ｂと、第１挟持体１２ａと第２挟持体１２ｂの間に介在する図示しない弾性体により挟持可能とするクランプ１２を図６−１で示した。
【００８８】
クランプ１２の第２挟持体１２ｂと第２スライダー１１に孔を設け、この両孔を合わせ、両孔に支持棒１４を挿入することによって第２スライダー１１に支持棒１４が立設し、クランプ１２と第２スライダー１１が一体となる。この支持棒１４の一部を孔よりも大径とすることにより、支持棒１４の一部が第２挟持体１２ｂに係止されることによって支持棒１４が固定される。また、支持棒１４を着脱自在とすることにより、クランプ１２も着脱自在となり、クランプ１２を水洗いでき、清潔に保つことができる。また、この孔を長孔とすることによりクランプ１２が遊嵌され、この場合、クランプ１２が上下左右に遊動する。
【００８９】
なお、第２スライダー１１とクランプ１２を連結する部材としては、例えば、図６−４で後述する自在継手７０を用いることも可能である。
【００９０】
ここで、第２スライダー１１は、一辺が欠截された断面視凹形状であり、第２スライダー１１の欠截された一辺側から第２スライダー１１を後方フレーム５０ｂの上面に設ける。そして、後述する第２回転機構４０Ｂを介して第２スライダー１１が後方フレーム５０ｂの上面を左右に移動する。
【００９１】
一方、第１スライダー３１も、一辺が欠截された断面視凹形状である。そして、第１スライダー３１の欠截された一辺を前方フレーム５０ａの上面に設ける。この第１スライダー３１の上面には載せ台３３を設ける。この載せ台３３の形状は、正面視略Ｖ形状を呈し、緩やかな対の傾斜面３３ａを有している。この緩やかな傾斜面３３ａに切断加工物Ａを載せることにより、切断加工物Ａが適度に支持され、切断することができる。さらに、略Ｖ形状の載せ台３３には窪み部３３ｂが形成されるが、この窪み部３３ｂに切断加工物Ａが固定され切断加工物Ａの姿勢を制御する支点となる。また、切断加工物Ａの形状ごとに角度を調整して載せることができ、切断することができる。なお、なお、載せ台３３の形状は、切断加工物Ａを支持することができれば略Ｖ形状に限定されない。そして、後述する第１回転機構４０Ａを介して第１スライダー３１が前方フレーム５０ａの上面を左右に移動する。
【００９２】
また、一般的に前方フレーム５０ａ、後方フレーム５０ｂの端部に板体や蓋体等を設けることによって前方フレーム５０ａ、後方フレーム５０ｂの端部を覆設することによって切り屑やゴミの浸入を防止することができるが、この構成に限定されない。
【００９３】
そして、本体フレーム２に設置したレーザー発光体７から出るラインレーザー７を冷凍食品等の切断加工物Ａに照射する。そして、右側カメラ６ａより被写体を斜め右側から撮影し、左側カメラ６ｂより被写体を斜め左側から撮影することによって画像データを得ることができ、このように左右両側より得られた画像データを演算処理体によって処理する。
【００９４】
そして、ヘッド５３に設けたマグネット５４と第２スライダー１１に設けたマグネット５４によりヘッド５３と第２スライダー１１が固着し、第２回転機構４０Ｂを介して第２スライダー１１も左右に移動し、これに伴ってクランプ１２で挟持された冷凍食品等の切断加工物Ａも左右に移動する。なお、このような機構は、通常の電動シリンダーを用いるのが便利で経済的であり有益である。
【００９５】
図６−２では、載置部３０を１部欠截して図示している。ここで、図６−２における説明は、図６−１で説明した位置調整部１０においても適用することができるが、図６−２及び図６−３は便宜上、載置部３０に限定して説明する。したがって、図６−２及び図６−３に記載の前方フレーム５０ａは後方フレーム５０ｂに、第１回転機構４０Ａは第２回転機構４０Ｂに、第１スライダー３１は第２スライダー１１に置換することができる。なお、図６−２では第１スライダー３１の上方に設ける載せ台３３を省略しているが、図３、図４、図６−１のように載せ台３３を設けることができるのは勿論である。
【００９６】
ここで、載置部３０の構成物品を大別すると、第１回転機構４０Ａ、第１回転機構４０Ａを設けた第１スライダー３１、前方フレーム５０ａ、ヘッド５３、中子５１、マグネット５４、送りねじ軸５２とからなる。
【００９７】
中子５１には、上方が開口する移動溝５１ａを設け、この移動溝５１ａを上方にして前方フレーム５０ａに中子５１を内設する。そして、中子５１に両端部を管体とし、その中間部に螺旋状に溝を刻設するねじ軸５２を差渡して設け、このねじ軸５２にヘッド５３を螺着する。
【００９８】
ヘッド５３の形状は、上方が略Ｔ字形であり、下方が略長方形であるが、このヘッド５３の形状は一例である。また、ヘッド５３の上方の固定面５３ａが中子５１の上面より突出しており、この固定面５３ａにマグネット５４が設けられる。なお、マグネット５４は、一般的にネジ等の固定具で固定される。ヘッド５３下方には軸孔５３ｃを設けており、軸孔５３ｃには螺旋状の溝を刻設している。
【００９９】
そして、送りねじ軸５２の一方の管体に転がり軸受、固定具を設け、他方の管体にモーターを設けることによって中子５１内において支持される。
【０１００】
第１スライダー３１にもマグネット５４を設ける。そして、第１スライダー３１とマグネット５４の固定は、第１スライダー３１の内上面に板体３２を介在させて、第１スライダー３１と板体３２とマグネット５４をネジ等の固定具で一体に固定する。さらに、板体３２の側面と第１スライダー３１の側面にネジ孔を設け、第１スライダー３１の側面からネジ等の固定具によって板体３２及び第１スライダー３１を一体として固定する。
【０１０１】
また、第１スライダー３１には第１回転機構４０Ａを設けるが、この第１回転機構４０Ａは、軸体４０ａ、ローラー４０ｂ、ナット４０ｃからなる。そして、軸体４０ａにローラー４０ｂを嵌合し、軸体４０ａを支点としてローラー４０ｂが回転する。また、軸体４０ａとスライダーの取り付けは、例えば、軸体４０ａの両端部を溝状とし、ナット４０ｃの内側も溝状とする。そして第１スライダー３１の両側に孔を設け、孔に軸体４０ａを挿入し、第１スライダー３１の外側からナット４０ｃの溝状と軸体４０ａの溝状を螺合させて第１スライダー３１に第１回転機構４０Ａを固定する。
【０１０２】
そして第１スライダー３１に設けられたマグネット５４とヘッド５３に設けたマグネット５４により第１スライダー３１とヘッド５３が固着し、中子５１に内設された送りねじ軸５２がモーターにより回転することによって中子５１の移動溝５１ａに沿ってヘッド５３が左右に移動し、また第１スライダー３１も第１回転機構４０Ａを介して前方フレーム５０ａの上面を移動する。
【０１０３】
また、第１スライダー３１は、マグネット５４により固着されるため、容易に取り外すことができる。このように、第１スライダー３１を取り外すことにより、第１スライダー３１を単独で水洗い等の清掃をすることができ、清潔に保つことができる。
【０１０４】
ここで、切断加工物Ａの傾きを図る載置部３０の周辺部を断面視すると、図６−３のようになる。第１スライダー３１側のマグネット５４とヘッド５３側のマグネット５４によって第１スライダー３１とヘッド５３が固着し、その一部欠截した状態を図６−３において図示している。そして図６−３は、右上方を一部欠截しているが、一部欠截した右上方は、第１回転機構４０Ａ周辺を分断した図６−２で図示したＢ−Ｂの断面図であり、その他の部分は、マグネット５４周辺を分断し図６−２で図示したＡ−Ａ、Ｃ−Ｃの断面図である。
【０１０５】
上述した搬送部２０、位置調整部１０の移動により、冷凍食品等の切断加工物Ａを直角に切断することは勿論のこと、傾斜して切断することも可能である。
【０１０６】
図６−４は、自在継手７０や挟持部８０を使用する第２スライダー１１を図示したものである。この第２スライダー１１の移動は、基本的には図６−２で図示した第２マグネット固着方式によるものと同様で、後方フレーム５０ｂの上面を第２スライダー１１が移動する。切断加工物Ａを挟持するクランプ１２の代わりに挟持部８０を使用して切断加工物Ａを挟持する。
【０１０７】
ここで、自在継手７０を使用した位置調整部１０の構成物品の一例を示すと、第２スライダー１１、自在継手７０、回転軸７２、軸受け７５、挟持部８０、第２回転機構４０Ｂ、マグネット５４からなる。また、自在継手７０の構成物品の一例を示すと、第１ヨーク７０ａ、第２ヨーク７０ｂ、第１ヨーク７０ａと第２ヨーク７０ｂを連結するコマ７０ｃ及びこれらを連結するねじからなる。
【０１０８】
以下、この第６発明の構成の一例を説明する。まず、第２スライダー１１の上面に軸受け７５を介して回転軸７２を軸止する。また、回転軸７２の後端に止め具を設け、この止め具を第２スライダー１１の上面に軸止することも可能である。
【０１０９】
次に、回転軸７２の自由端７２ａと第２ヨーク７０ｂの後側７０ｂ１を連結することによって、回転軸７２と自在継手７０の第２ヨーク７０ｂが一体となる。
【０１１０】
そして、第１ヨーク７０ａの前側７０ａ１に挟持部８０を連結する。以上のように、回転軸７２の自由端７２ａに自在継手７０を介して挟持部８０を設けることにより、回転軸７２と自在継手７０と挟持部８０が一体化する。
【０１１１】
ここで、挟持部８０の構成物品を大別すると、本体８０ａと作動ネジ８０ｂで構成されているが、この構成に限定されない。
【０１１２】
挟持部８０の本体８０ａの下顎部に突起８０ａ１を設け、上顎部として作動ネジ８０ｂを設ける。この下顎部の突起８０ａ１と作動ネジ８０ｂの先端部８０ｂ１によって切断加工物Ａを挟持する。切断加工物Ａの大きさに合わせて作動ネジ８０ｂを調整して切断加工物Ａを挟持することができるため、様々な大きさの切断加工物に対応することができるため、切断加工物Ａの正確、かつ均一な切断が可能である。
【０１１３】
図６−５は、傾斜バー６３を使用した第１スライダー３１を図示したものである。この第１スライダー３１の移動は、基本的な構成は図６−２で図示した第２マグネット固着方式によるものと同様であり、前方フレーム５０ａの上面を第１スライダー３１が移動する。そして、切断加工物Ａを載せる載せ台３３の代わりに、対の回転可能な傾斜バー６３を設け、この傾斜バー６３に切断加工物Ａを載置して切断するものである。
【０１１４】
ここで、載置部３０の構成物品を大別すると、第１スライダー３１、第１回転機構４０Ａ、マグネット５４、支柱３１、回転軸６２、傾斜バー６３からなる。なお、第１スライダー３１に設けた第１回転機構４０Ａは、一般的には、第１スライダー３１の両側２箇所に設ける。以下、この第７発明の構成の一例を説明する。
【０１１５】
第１スライダー３１の上面には支柱６１を立設するが、この支柱６１は、例えば、第１スライダー３１の上面に支柱孔３１ａを設け、支柱孔３１ａに支柱６１を挿入する方法がある。その他、第１スライダー３１と支柱６１を一体成形する方法も挙げられる。
【０１１６】
回転軸６２を支柱６１に設けるが、この回転軸６２は、例えば、支柱６１に回転軸６２を挿入する孔６１ａと、ねじ孔６１ｂを設け、孔６１ａに回転軸６２を挿入した後、ねじ孔６１ｂにねじ６１ｃを挿入してねじ６１ｃを締結することによって回転軸６２を設ける方法がある。この他に、回転軸６２と支柱６１を一体成形する方法も挙げられる。
【０１１７】
対の傾斜バー６３を回転軸６２に設けるが、この回転軸６２は、例えば、傾斜バー６３を挿入する孔６２ａと、ねじ孔６２ｂを設け、孔６２ａに傾斜バー６３を挿入した後、ねじ孔６２ｂにねじ６２ｃを挿入してねじ６２ｃを締結することによって行う方法の他に、傾斜バー６３と回転軸６２を一体成形する方法が挙げられる。
【０１１８】
図６−１、図６−２、図６−３では、載置部３０の切断加工物Ａを載せる載せ台３３の形状を、谷形状若しくは載せ台３３を省略しているが、図６−４では傾斜バー６３を所定の傾斜角度で自由に調整可能としており、切断加工物Ａを所定の傾斜角度で支持できる。傾斜バー６３の傾斜角度は、第１スライダー３１に固定された支柱６１のねじ孔６１ｂに挿入したねじを緩めることにより自由に調整できる。
【０１１９】
また、図６−２ではローラー４０ｂ、ナット６０ｅ、軸体４０ａ、マグネット５４は第１スライダー３１に内装されており、外部から視認することができない構成であったが、図６−３、図６−４では外部から視認することができるが、これらにカバーを被せることも可能である。カバーを被せることにより、切りくずの侵入の防止が一段と向上する。
【０１２０】
図７〜図９は、上図と下図に分けることができ、上図では切断加工物Ａのラインレーザー７ａを照射し、カメラ６で撮影している状態を図示しており、下図では、実際に撮影した画像からの画像処理工程を図示している。すなわち下図は、予め設定されたコンピュータープログラムを介した画像解析により冷凍食品等の切断加工物Ａの断面積、切断位置を演算処理体において自動算出する過程を図示したものである。
【０１２１】
そして、ラインレーザー７ａを照射する場合、本体フレーム２に、レーザー波長付近を含む赤色帯域の光をカットする赤外線カットパネル２ｂを設け、レーザー波長と重なる赤色帯域の環境光をカットし、カメラレンズの前にレーザー波長より短い緑色帯域・青色帯域をカットするレンズフィルターを取り付けることでほぼレーザー波長だけが撮影できる。なお、図８、図９の上図も同様に赤外線カットパネル２ｂを設けている。なお、ラインレーザー７ａは、様々な角度から照射することができるため、各図のような位置からラインレーザー７ａを照射することに限定されないことは勿論である。
【０１２２】
図７の上図は、切断加工物Ａの水平にした状態を図示したものである。そして、図７の下図は、水平状態の切断加工物Ａの画像処理工程図である。
【０１２３】
図７の下図は、右側カメラ６ａで撮影した画像は、右（１）→右（２）→右（３）の工程を辿る。また、左側カメラ６ｂで撮影した画像は、左（１）→左（２）→左（３）の工程を辿る。
【０１２４】
まず最初に、右（１）は、斜め方向からラインレーザー７ａを冷凍食品等の切断加工物Ａに照射し、右側カメラ６ａで冷凍食品等の切断加工物Ａを斜めから撮影した映像である。
【０１２５】
次に、右（１）で撮影した画像から二値化などの画像処理でラインレーザー７ａのみを抽出したのが右（２）である。
【０１２６】
さらに、「遠近法キャリブレーション」により、正面から見た状態に変換する。これが右（３）である。これは、切断加工物Ａを斜め方向から撮影したものであるため、斜めからの撮影を正面から撮影した状態に補正するためである。
【０１２７】
また、左（１）は、斜め方向からラインレーザー７ａを冷凍食品等の切断加工物Ａに照射し、左側カメラ６ｂで冷凍食品等の切断加工物Ａを斜めから撮影した映像である。
【０１２８】
次に、左（１）で撮影した画像からラインレーザー７ａのみを抽出したのが左（２）である。
【０１２９】
さらに、「遠近法キャリブレーション」により、正面から見た状態に変換する。これが左（３）である。
【０１３０】
最後に、右（３）と左（３）の画像を合成し、切断加工物Ａの幅、高さ、面積、座標等の情報を解析する。
【０１３１】
ここで、本発明の制御プログラムは、冷凍食品等の加工物を厚みや長さも均一に切断することができ、制御プログラムはセンサーから得られた断面積・形状データを基に、指定された重量・長さに対する切身を切断するのに必要な、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の３次元座標をコンピューターにて計算・数値化を行い、駆動部である位置調整部１０、搬送部２０、第１スライダー３１と第２スライダー１１をシリアル通信等にて制御する。この場合、正確かつ迅速に制御することができる。また、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸をそれぞれ個別に計算・数値化することも可能である。
【０１３２】
図８は、図７において図示した冷凍食品等の切断加工物Ａの背鰭Ａａ側を上方に傾斜させた状態で、画像計測するものである。図８は基本的な流れは、図７と同様である。
【０１３３】
図９は、図７において図示した冷凍食品等の切断加工物Ａの尾鰭Ａｂ側を上方に傾斜させた状態で、画像計測するものである。図９は基本的な流れは、図７と同様である。
【０１３４】
図１０は、冷凍食品等の切断加工物Ａが中空の場合を撮影し、画像計測するものである。以下、（１）〜（３）にかけて説明する。ここで、図１０の基本的な流れは図７〜図９の（１）〜（３）と同様である。まず（１）は、右側カメラ６ａで切断加工物Ａを撮影したものである。ここで図１０の（１）では、右側カメラ６ａで撮影しているが、左側カメラ６ｂで撮影する場合であってもよい。次に図１０の（２）で、ラインレーザー７ａを抽出する。最後に図１０の（３）のように「遠近法キャリブレーション」を行い、正面から見た状態に変換する。なお、図１０では、図７〜図９における（４）に相当するものがないが、これは、図７〜図９では、左右のカメラ６で切断加工物Ａを撮影して、左右の映像を合成するものであるが、図１０では、右側カメラ６ａ又は左側カメラ６ｂの１つのカメラ６で撮影するものであり、合成するものではないためである。
【０１３５】
このように図１０では、切断した断面をラインレーザー７ａと同じ面上に制御し、切断面全体にレーザー光が照射されるように、角度をごく小さく傾斜させるように制御する。そして、切断面全体から反射したレーザー光を右側カメラ６ａ又は左側カメラ６ｂで撮影し、画像計測するものである。
【０１３６】
図１１は、本発明の「遠近法キャリブレーション」の工程図である。
【０１３７】
（１）は、ラインレーザー７ａ照射面に１０ｍｍ単位の方眼紙を置いて、斜めからカメラ６で撮影する。なお、方眼紙の目は細かいほどよい。
【０１３８】
（１）による方眼紙を斜めからカメラ６にて撮影した場合、（２）のような形となる。
【０１３９】
そして、（３）のように任意の複数点をプロットし、座標として記憶させておく。なお、任意の複数点は、多いほど良い。
【０１４０】
最後に、斜めから撮影し、遠近法により歪んでいた画像を記憶した座標を元に正面から撮影したような状態に補正する。
【０１４１】
この「遠近法キャリブレーション」の基本原理は、光切断法（シート状の光を対象物に照射し、カメラ６で照らし出された輪郭を撮影し、画像処理することで表面形状を計測する方法）である。
【０１４２】
また画像処理としては、主に撮影画像からレーザー光のみを抽出する二値化と、図１１の「遠近法キャブリレーション」による輪郭線の座標取得がある。
【０１４３】
複数のレーザー発行機７から発行される複数のレーザー光と右側カメラ６ａ、左側カメラ６ｂを使用して、多方向から撮影し画像を合成することで、片面だけでなく完全な断面輪郭の計測が可能である。したがって、カメラ６は複数台設ける構成が望ましい。
【０１４４】
測定対象物（切断加工物Ａ）の測定部位は、従来例に共通するようなコンベア上に置かれている状態ではなく、測定対象物の一方をクランプ１２で挟持し、他方を載せ台３３に載置し、測定対象物が空中にあるので、切断加工物Ａの下面を計測する場合、コンベアのような計測精度を妨げる邪魔なものがない。よって、従来例より正確な計測が可能である。
【０１４５】
レーザー発光器７から照射されるラインレーザー７ａは切断刃とほぼ同じ面上にあって、切断加工物Ａの切断面は、ラインレーザー７ａによって照らし出される断面輪郭＝計測断面である。
【０１４６】
従来例と同じように、事前に測定対象物の３次元形状を計測する事も出来ることに加えて、実際に切断した断面やこれから切断しようとする断面を把握する事ができる。よって、従来例より正確な切断が可能である。
【０１４７】
この断面の輪郭からは、断面積、高さ、幅及び第１スライダー３１を支点とした第２スライダー１１との相対座標が計算できる。
【０１４８】
そして、第２スライダー１１の位置座標と切断面７ｄの座標と計測断面７ｃの座標から実際に切断する体積を計算可能である。なお、他の特許文献は、形状認識装置と切断装置が別々であるが、本装置は形状認識装置と切断装置が一体化しているので、スペースが小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【０１４９】
【図１】魚肉類の切断機の斜視図である。
【図２】魚肉類の切断機を組み込んだ冷凍食品等の加工装置の斜視図である。
【図３】魚肉類の切断機を組み込んだ冷凍食品等の加工装置を１部欠截した斜視図である。
【図４】魚肉類の切断機を組み込んだ冷凍食品等の加工装置を１部欠截した斜視図である。
【図５−１】ボルト締め固定方式の位置調整部の構成物品を分解した状態を図示したものである。
【図５−２】ボルト締め固定方式の位置調整部の断面図である。
【図５−３】第１マグネット固着方式の位置調整部の断面図である。
【図５−４】第２マグネット固着方式の位置調整部の断面図である。
【図６−１】冷凍食品等の加工物をクランプと載置部で支えた状態の斜視図である。
【図６−２】載置部の欠截斜視図である。
【図６−３】載置部の断面図である。
【図６−４】自在継手や挟持部を使用する第２スライダーの斜視図である。
【図６−５】傾斜バーを使用した第１スライダーの斜視図である。
【図７】冷凍食品等の切断加工物をカメラ撮影した映像を画像解析により断面積を求め、切断位置を自動算出する状態を表した図である。
【図８】冷凍食品等の切断加工物の背鰭側を上方に傾けた状態をカメラ撮影した映像を画像解析により断面積を求め、切断位置を自動算出する状態を表した図である。
【図９】冷凍食品等の切断加工物の尾鰭側を上方に傾けた状態をカメラ撮影した映像を画像解析により断面積を求め、切断位置を自動算出する状態を表した図である。
【図１０】中空の冷凍食品等の切断加工物をカメラ撮影した映像を画像解析により断面積を求め、切断位置を自動算出する状態を表した図である。
【図１１】遠近法キャリブレーションの過程図である。
【符号の説明】
【０１５０】
１            切断機
１ａ          台座
２            本体フレーム
２ａ          キャスター
２ｂ          赤外線カットパネル
３            制御装置
４            コントローラー
４ａ          ディスプレイ
４ｂ          緊急停止ボタン
４ｃ          ランプ
５            扉
６            カメラ
６ａ          右側カメラ
６ｂ          左側カメラ
７            レーザー発光部
７ａ          ラインレーザー
１０          位置調整部
１１          第２スライダー
１２          クランプ
１２ａ        第１挟持体
１２ｂ        第２挟持体
１３          ピストンロッド
１４          支持棒
２０          搬送部
２１          外部材
２１ａ        移動溝
２２          内部材
２２ａ        移動溝
２３          シリンダー
２４          送りねじ軸
２５          移動コマ
２５ａ        固定面
２５ｂ        軸孔
２５ｃ        孔
２６          Ｌ形金具
２７          ノックピン
２８          板体
２９          搬送スライダー
３０          載置部
３１          第１スライダー
３１ａ        支持孔
３２          板体
３３          載せ台
３３ａ        傾斜面
３３ｂ        窪み部
４０Ａ        第１回転機構
４０Ｂ        第２回転機構
４０Ｃ        第３回転機構
４０ａ        軸体
４０ｂ        ローラー
４０ｃ        ナット
５０ａ        前方フレーム
５０ｂ        後方フレーム
５１          中子
５１ａ        移動溝
５２          送りねじ軸
５３          ヘッド
５３ａ        固定面
５３ｃ        軸孔
５４          マグネット
６１          支柱
６１ａ        孔
６１ｂ        ねじ孔
６１ｃ        ねじ
６２          回転軸
６２ａ        孔
６２ｂ        ねじ孔
６１ｃ        ねじ
６３          傾斜バー
７０          自在継手
７０ａ        第１ヨーク
７０ａ１      前側
７０ｂ        第２ヨーク
７０ｂ１      後側
７０ｃ        コマ
７２          回転軸
７２ａ        自由端
７５          軸受
８０          挟持部
８０ａ        本体
８０ａ１      突起
８０ｂ        作動ネジ
８０ｂ１      先端部
Ａ            切断加工物
Ａａ          背鰭
Ａｂ          尾鰭
Ｂ            長手方向
【図１】
2008173114.tif 000003
【図２】
2008173114.tif 000004
【図３】
2008173114.tif 000005
【図４】
2008173114.tif 000006
【図５−１】
2008173114.tif 000007
【図５−２】
2008173114.tif 000008
【図５−３】
2008173114.tif 000009
【図５−４】
2008173114.tif 000010
【図６−１】
2008173114.tif 000011
【図６−２】
2008173114.tif 000012
【図６−３】
2008173114.tif 000013
【図６−４】
2008173114.tif 000014
【図６−５】
2008173114.tif 000015
【図７】
2008173114.tif 000016
【図８】
2008173114.tif 000017
【図９】
2008173114.tif 000018
【図１０】
2008173114.tif 000019
【図１１】
2008173114.tif 000020
【手続補正書】
【提出日】平成19年12月14日(2007.12.14)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
本体フレームに、次のように、各装置を設けた冷凍食品の切断加工物を切断できる加工装置であって、
前記本体フレームには、この本体フレームに対して、上下動及び前後動可能に設けた後方フレームと、この後方フレームに設けた第２スライダーの支持棒に、抜差し自在に設けた長孔を有するクランプ、又はこの第２スライダーに設けた自在継手を介して、この後方フレームに対して１８０°の範囲内において回転可能に設けたクランプを有する位置調整部と、この位置調整部のクランプに対峙する載せ台を備えた載置部と、またこの位置調整部のクランプ、及び載せ台に架承された切断加工物の切断箇所を撮影する複数台のカメラ、及びレーザーと、また、前記載せ台に対峙して設けた切断機と、前記クランプを備えた位置調整部の上下動及び前後動を司る搬送部と、前記カメラの映像と、レーザー発光部の照射で、前記切断加工物の切断面積を演算処理する制御装置を設け、
この複数台のカメラ及びレーザーと、レーザー発光部の照射とを介して、前記切断加工物の切断面積を演算処理する制御装置で得られたセンサーから得られた断面積・形状データを基に、指定された重量・長さに対する切身を切断するのに必要な、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の３次元座標をコンピューターにて計算・数値化する構造であり、
前記クランプを、前記本体フレームの長手方向に対し、上下動及び前後動方向への移動と、前記抜差し自在、又は１８０°の範囲内における回転を介して、前記切断加工物を、直角、又は傾斜して切断可能とし、かつ前記コンピューターによる計算・数値化を基に重量を略均一に切断加工可能とした冷凍食品の加工装置。
【請求項２】
請求項１に記載の冷凍食品の加工装置において、この加工装置を、切断加工物を載置する載置部と、この切断加工物を挾持する位置調整部、並びに切断加工物を移動する搬送部で構成し、
この載置部は、前記本体フレームに固止した前方フレームと、この前方フレームに内設された中子と、この中子に両端を差渡し設けるとともに、この中子の凹部に螺部が露出するように設けた送りねじ軸と、この送りねじ軸に螺合されるヘッドと、このヘッドに磁着される前方フレームの上面に抱持して設けられた第１スライダーと、前記送りねじ軸を回転するモーターで構成し、
この位置調整部は、前記本体フレームの後方フレームと、この後方フレームに内設された中子と、この中子の両端に設けた送りねじ軸と、この送りねじ軸に螺着したヘッドと、また、この後方フレームの上面に沿って、その長手方向に移動する第２スライダーと、この第２スライダーに設けた前記クランプと、前記後方フレームを支持するピストンロッドと、このピストンロッドが収容される、前記本体フレームに設けたシリンダーと、前記送りねじ軸を回転するモーターで構成し、
この搬送部は、前記本体フレームに立設した複数のシリンダーに設けた外郭部材と、この外郭部材に内設された支持材と、この支持材に内設された送りねじ軸と、この送りねじ軸に螺着した移動コマと、前記送りねじ軸を回転するモーターで構成したことを特徴とした冷凍食品の加工装置。
【請求項３】
請求項２に記載の冷凍食品の加工装置において、
前記載置部を構成するヘッドと、このヘッドに設けた第１スライダーとに、それぞれ磁石を設け、この磁石で、このヘッドと第１スライダーを、一体化、又は離間可能とすることを特徴とした冷凍食品の加工装置。
【請求項４】
請求項２に記載の冷凍食品の加工装置において、
前記位置調整部を構成するヘッドと、このヘッドに設けた第２スライダーに、それぞれ磁石を設け、この磁石で、この位置調整部と第２スライダーを、一体化、又は離間可能とすることを特徴とした冷凍食品の加工装置。
【請求項５】
請求項２に記載の冷凍食品の加工装置において、
前記搬送部は、この搬送部の移動コマに磁石を設け、この磁石に磁着する磁石を、シリンダーに固定したＬ形金具に、搬送スライダーを介して設け板材に設ける構造であり、この磁石で、前記移動コマとＬ形金具とを、一体化、又は離間可能とすることを特徴とした冷凍食品の加工装置。
【請求項６】
請求項２に記載の冷凍食品の加工装置において、
前記位置調整部を構成する第２スライダーには、軸受けを介して回転軸を軸止し、この回転軸の自由端に設けた自在継手を介して挾持部を設け、この挾持部に挾持した切断加工物を、任意の傾斜角度に保持することを可能とし、様々な角度から切断加工物を切断することができることを特徴とした冷凍食品の加工装置。
【請求項７】
請求項２に記載の冷凍食品の加工装置において、
前記載せ台は、対の回転可能な傾斜バーと、この傾斜バーの回転を司る第１スライダーに軸止した回転軸とで構成し、切断加工物を所定の傾斜角度で支持する構成としたことを特徴とした冷凍食品の加工装置。
【請求項８】
請求項２に記載の冷凍食品の加工装置において、
前記載せ台は、緩やかな対の傾斜面を有した正面視して略Ｖ形状を呈するとともに、この緩やかな対の傾斜面を介して、切断加工物を所定の傾斜角度で支持する構成としたことを特徴とした冷凍食品の加工装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷凍食品等にレーザー光を照射し、これをカメラで撮影し、予め設定されたコンピュータープログラムを介した画像解析により断面積、切断位置を演算処理体において自動算出し冷凍食品等を均一な重量、望ましくは均一な形状に切断可能な冷凍食品等の加工装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在の水産加工業界では魚の切身の製造は、その殆どが職人による「勘」によって生産が行われている。しかし、この作業は人間の手によって行われるため、特に冷凍魚を切断する場合はかなりの力が必要となり重労働であり、生産量も限界がある。また、需要に対応する定型定量で良質な切身をカットする職人の育成には数年を必要とし、リスクや経費負担が大きくなる。
【０００３】
この職人による加工の問題点を回避するためには切断装置で冷凍魚等を切断することが考えられるが、この場合、冷凍魚を手で持ち、固定されたノコギリ刃から数ミリのところまで手を近づけて切断するため、不注意により大事故につながる危険性がある。さらに、人が手作業で冷凍魚等を切断する場合、冷凍魚等の鮮度を保つため作業所内の温度を一定に保つ必要があるが、特に冬場は作業所内も寒く、作業者の健康面が心配され省人化が望まれる。
【０００４】
そこで、職人の手によらず魚や肉等の食品を均一で、誰でも簡単に、かつ、安全に切断することができる以下のような魚や肉等の食品の自動切断装置が開発されている。
【０００５】
特許文献１は、冷凍切り身の製造方法である。これは、人間が冷凍状の魚肉ブロックを周回するバンドソーの直線部にひねりながら当て、切断面の片面が湾曲状又は曲面状を呈するように切断し、各ブロックごとに切り身の重量と切断面の面積をほぼ同じ大きさに切り揃えるものである。
【０００６】
特許文献２は、魚肉類等の自動切断装置及び自動裁断方法である。これは、モータの回転力で回動する偏心軸に枢着した連杆に螺締した裁断刃部が、上下運動と揺動との複合した運動をする裁断刃機構を備えており、まな板は、複数のまな板部材を並列とし、まな板支持枠で集束し、起伏機構を介して刃受け側を軸としてワーク供給側を所定の高さに隆起でき、また、揺動機構によって、刃受け側を支点として揺動可能で、まな板上のワークを送り機構で間欠的に所定幅づつ間欠的に変化するよう間欠揺動させ、これと同期して裁断刃部を作動させ、ワークの形態に対応して裁断角度を制御して食感に優れた切身等を省力的かつ能率的に裁断するものである。
【０００７】
特許文献３は、魚の切身スライス装置である。これは、魚の半身をコンベアとサーボモータと、上記半身の端部の横断面積を検出する検出器と、予め測定された上記半身の密度及び上記検出器により検出された横断面積に基づいて、指定された重さの上記切身を指定された枚数スライスできるように上記サーボモーターを制御する制御装置とを具備するものであり、上記検出器は、コンパスの交叉部にエンコーダを設けてコンパスの開き角度を精密に測定し得るものである。
【０００８】
特許文献４は、魚肉類の自動切断装置である。これは、２組の光源と撮像装置を用意し、一方の光源と撮像装置で腹巣側表面を、他方の光源と撮像装置で皮側表面を別々に走査し、これを画像データとして処理装置に入力し、両データの位置合わせをした後、皮側データから算出される体積と、腹巣側データから算出される体積との差で表される真の体積を求め、これを所定体積ずつに分割することができ、魚肉類の個体差やまな板に置かれる状態等の影響を受けることなく、一定体積の切身を正確に作成可能とするものである。
【０００９】
特許文献５は、自動定量切断装置である。これは、重量測定装置と、形状測定装置と、切断装置と、演算制御装置とからなり、魚や肉等の材料の体積を正確に測定し、切断装置である超高圧切断ノズルから水に超高圧力をかけて噴出して切断目的物を切断するものであり、切断した各切り身の切断面の面積がほぼ均一で、一定重量に切断することができ、冷凍材料を解凍せずに切断することができるものである。
【００１０】
特許文献６は、冷凍魚体の縦割方法並びに装置である。これは、チェーンコンベアを駆動し、キャリヤチェーン上に設けた載置台に冷凍魚体を載せ、この冷凍魚体をカッタ系装置の切断作用位置に至らせるものであり、冷凍魚体を縦半割りするにあたって、これに先立って冷凍魚体の腹巣部の近傍に存する小骨の縁切り加工を行うこと、冷凍魚体を縦四割りするにあたって、これに先立って冷凍魚体の尾部側の端面に四割用案内切込を形成するようにしたことを特徴とし、正確で身くずれの生じない冷凍魚体の縦割方法並びに装置を提供するものである。
【００１１】
【特許文献１】特開２００６−９４７４９
【特許文献２】特開平８−２３８７５
【特許文献３】実開昭６３−４５１８９
【特許文献４】特開平７−１８４５３４
【特許文献５】特開２００２−１２５５８１
【特許文献６】特開平８−５１９２１
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかし、特許文献１に係る発明は、冷凍状の魚肉ブロックを周回するバンドソーに当てて冷凍状の魚肉ブロックを切り身にするものであるが、冷凍状の魚肉ブロックを切り身にするのは、職人である。したがって、人間が冷凍状の魚肉ブロックを周回するバンドソーに当てて切断するため危険である。また、経験を十分に積んだ職人でないと食品を均一に切断することが困難な場合がある。
【００１３】
特許文献２に係る発明は複数のまな板部材が並列して構成され、このまな板部材にワークを載せて切断するものであるが、複数のまな板部材が複数の支点を持つことになり、ワークを支えることが困難である。また、まな板が複数個のまな板部材から構成されているため、各まな板部材間に隙間が多く、この隙間に残渣が溜まりやすく衛生的に問題がある。
【００１４】
特許文献３に係る発明の検出器は、コンパスの交叉部にエンコーダを設けてコンパスの開き角度を精密に測定し得るようになしたもので、魚に探触子を直接当てて検出するものであり、衛生上の問題点がある。
【００１５】
特許文献４に係る発明は、魚肉類の例えば表面と裏面を別々に走査し、表面データと裏面データの位置合わせをした後、表面データより算出される体積から、裏面データからより算出される体積を差し引くことによって真の体積を求めるものであるが、２組の光源と撮像装置を使用するものであるため、装置が複雑化してコスト高となる虞がある。また刃物に包丁を使用しているので、曲線切断することができない。さらに、コンベアに残っている残渣を清掃するには多大の労力を必要とし、また、残渣により衛生面で問題が残る。
【００１６】
特許文献５に係る発明は、切断目的材料を切断する切断手段は、超高圧切断ノズルから噴出される水によって切断目的材料を切断するものであり、バンドソーを使用して切断対象物を切断する本発明とは相違する。また、重量測定装置と、形状測定装置と、切断装置と、演算制御装置とからなるため装置が複雑化しており、コスト高となる虞がある。
【００１７】
特許文献６に係る発明は、キャリヤチェーン上に残っている残渣を清掃するには多大の労力を必要とし、また、衛生面で問題が生ずる場合がある。
【００１８】
さらに、本発明は、必要により本体フレームからバンドソー（切断機）を着脱可能とすることができ、既存のバンドソーを組み込んで使用することができるが、特許文献２〜特許文献６に係る発明は、既存のバンドソーを組み込むことができないため、既存のバンドソーを有効活用できない。
【００１９】
特許文献２〜特許文献４の発明は、冷凍状態を保持したまま切断することができない。  
【００２０】
特許文献３〜特許文献６の発明は、コンベア等の上に材料を置いて切断するため、断面の丸い形状の物は筒切することはできない。
【００２１】
特許文献４〜特許文献６の発明は、切断物の計測工程と切断工程は別工程となるため、装置が複雑化する。
【００２２】
特許文献４〜特許文献６の発明は、切断加工物の表面の形状は計測できるが、魚の内臓を取り除いたような断面視ドーナツ状の中空の冷凍食品等の断面積計算はできない。
【００２３】
第３発明乃至第５発明によれば、ヘッド、第１スライダー、第２スライダー、移動コマ、Ｌ形金具に磁石を設けることにより各部材を容易に取り外し、清掃することができるが、特許文献２〜特許文献６の発明は、容易に各部材を取り外すことが困難であるため、各部材の清掃が困難である。
【課題を解決するための手段】
【００２４】
以上の問題点を解消するため、第１発明の冷凍食品等の加工装置は、本体フレームに、次のように、各装置を設けた冷凍食品の切断加工物を切断できる加工装置であって、
前記本体フレームには、この本体フレームに対して、上下動及び前後動可能に設けた後方フレームと、この後方フレームに設けた第２スライダーの支持棒に、抜差し自在に設けた長孔を有するクランプ、又はこの第２スライダーに設けた自在継手を介して、この後方フレームに対して１８０°の範囲内において回転可能に設けたクランプを有する位置調整部と、この位置調整部のクランプに対峙する載せ台を備えた載置部と、またこの位置調整部のクランプ、及び載せ台に架承された切断加工物の切断箇所を撮影する複数台のカメラ、及びレーザーと、また、前記載せ台に対峙して設けた切断機と、前記クランプを備えた位置調整部の上下動及び前後動を司る搬送部と、前記カメラの映像と、レーザー発光部の照射で、前記切断加工物の切断面積を演算処理する制御装置を設け、この複数台のカメラ及びレーザーと、レーザー発光部の照射とを介して、前記切断加工物の切断面積を演算処理する制御装置で得られたセンサーから得られた断面積・形状データを基に、指定された重量・長さに対する切身を切断するのに必要な、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の３次元座標をコンピューターにて計算・数値化する構造であり、前記クランプを、前記本体フレームの長手方向に対し、上下動及び前後動方向への移動と、前記抜差し自在、又は１８０°の範囲内における回転を介して、前記切断加工物を、直角、又は傾斜して切断可能とし、かつ前記コンピューターによる計算・数値化を基に重量を略均一に切断加工可能とすることを特徴とする。
【００２５】
第２発明の冷凍食品等の加工装置は、請求項１に記載の冷凍食品の加工装置において、この加工装置を、切断加工物を載置する載置部と、この切断加工物を挾持する位置調整部、並びに切断加工物を移動する搬送部で構成し、この載置部は、前記本体フレームに固止した前方フレームと、この前方フレームに内設された中子と、この中子に両端を差渡し設けるとともに、この中子の凹部に螺部が露出するように設けた送りねじ軸と、この送りねじ軸に螺合されるヘッドと、このヘッドに磁着される前方フレームの上面に抱持して設けられた第１スライダーと、前記送りねじ軸を回転するモーターで構成し、この位置調整部は、前記本体フレームの後方フレームと、この後方フレームに内設された中子と、この中子の両端に設けた送りねじ軸と、この送りねじ軸に螺着したヘッドと、また、この後方フレームの上面に沿って、その長手方向に移動する第２スライダーと、この第２スライダーに設けた前記クランプと、前記後方フレームを支持するピストンロッドと、このピストンロッドが収容される、前記本体フレームに設けたシリンダーと、前記送りねじ軸を回転するモーターで構成し、この搬送部は、前記本体フレームに立設した複数のシリンダーに設けた外郭部材と、この外郭部材に内設された支持材と、この支持材に内設された送りねじ軸と、この送りねじ軸に螺着した移動コマと、前記送りねじ軸を回転するモーターで構成したことを特徴とする。
【００２６】
第３発明の冷凍食品等の加工装置は、請求項２に記載の冷凍食品の加工装置において、前記載置部を構成するヘッドと、このヘッドに設けた第１スライダーとに、それぞれ磁石を設け、この磁石で、このヘッドと第１スライダーを、一体化、又は離間可能とすることを特徴とする。
【００２７】
第４発明の冷凍食品等の加工装置は、請求項２に記載の冷凍食品の加工装置において、前記位置調整部を構成するヘッドと、このヘッドに設けた第２スライダーに、それぞれ磁石を設け、この磁石で、この位置調整部と第２スライダーを、一体化、又は離間可能とすることを特徴とする。
【００２８】
第５発明の冷凍食品等の加工装置は、請求項２に記載の冷凍食品の加工装置において、前記搬送部は、この搬送部の移動コマに磁石を設け、この磁石に磁着する磁石を、シリンダーに固定したＬ形金具に、搬送スライダーを介して設け板材に設ける構造であり、この磁石で、前記移動コマとＬ形金具とを、一体化、又は離間可能とすることを特徴とする。
【００２９】
第６発明の冷凍食品等の加工装置は、請求項２に記載の冷凍食品の加工装置において、前記位置調整部を構成する第２スライダーには、軸受けを介して回転軸を軸止し、この回転軸の自由端に設けた自在継手を介して挾持部を設け、この挾持部に挾持した切断加工物を、任意の傾斜角度に保持することを可能とし、様々な角度から切断加工物を切断することを特徴とする。
【００３０】
第７発明の冷凍食品等の加工装置は、請求項２に記載の冷凍食品の加工装置において、前記載せ台は、対の回転可能な傾斜バーと、この傾斜バーの回転を司る第１スライダーに軸止した回転軸とで構成し、切断加工物を所定の傾斜角度で支持する構成としたことを特徴とする。
【００３１】
第８発明の冷凍食品等の加工装置は、請求項２に記載の冷凍食品の加工装置において、前記載せ台は、緩やかな対の傾斜面を有した正面視して略Ｖ形状を呈するとともに、この緩やかな対の傾斜面を介して、切断加工物を所定の傾斜角度で支持する構成としたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００３２】
第１発明、第２発明によれば、センサーから得られた断面積・形状データを基に、指定された重量・長さに対する切身を切断するのに必要な、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の３次元座標をコンピューターにて計算・数値化を行い、駆動部である位置調整部、搬送部、第１スライダーと第２スライダーをシリアル通信等にて制御するため、正確かつ迅速に制御することができ、また、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸をそれぞれ個別に計算・数値化することも可能であるため、実際に切断した断面やこれから切断しようとする断面を把握する事ができる。よって、従来例より切断加工物の正確な計測により、均一に、かつ、職人の手によらず誰でも簡単かつ安全に切断できる。
【００３３】
また、従来例のような切断加工物をコンベア上に置いて切断するものではなく、切断加工物の一方をクランプ１２で挟持し、他方を載せ台３３に載置しており切断加工物が空中にあるので、計測精度を妨げる邪魔なものがないため、従来例より正確な計測、切断が可能である。
【００３４】
さらに、固定されたノコギリ刃を有する自動切断装置で冷凍食品等を切断する場合、ノコギリ刃から数ミリのところまで手を近づける必要があるが、本発明は冷凍食品等自動で切断できるため、このような危険性はない。
【００３５】
また、移動可能なシリンダーにより、あらゆる角度に対応できるため、冷凍食品等の斜め加工をすることができ、職人の手の動きを機械によって手軽に再現することができるため、加工物の切り口が美しくなり、消費者の購買意欲が増す。
【００３６】
さらに、冷凍食品等を第１スライダーと第２スライダーに設けたクランプの２点で固定するため、強力な挟持力を必要とせず、製品の破損が少ない。
【００３７】
加工前の冷凍食品等がほぼ同一形状の場合、一度プログラミングすれば何度でも同じ冷凍食品等を切断することができるため、プログラミングする煩わしさを回避できる。
【００３８】
切断部分ごとに断面積を計測できるので、加工前の冷凍食品等の形状が不均等の場合であっても同一の体積に加工できる。
【００３９】
冷凍状態で簡単かつ安全に冷凍食品等を加工することができ、解凍による製品劣化がないため、消費者に安全で高品質な商品を提供できる。
【００４０】
また、切断途中の冷凍食品等も計測することがで、魚の内臓を取り除いたような断面視ドーナツ状の中空の冷凍食品等も断面積計算できる。
【００４１】
第３発明によれば、載置部のヘッドと、第１スライダーとに、それぞれ磁石を設け、この磁石を介して、このヘッドと第１スライダーとを、一体化、又は離間可能とするため、第１スライダーを着脱自在で簡単に取り外せ清掃の容易化を図ることができ、第１スライダーを例えば水洗い等のような清掃ができるため、常に清潔に保つことができる。
【００４２】
第４発明によれば、位置調整部と、前記第２スライダーとに、それぞれ磁石を設け、この磁石を介して、この位置調整部と第２スライダーとを、一体化、又は離間可能とするため、第２スライダーを着脱自在で簡単に取り外せ清掃の容易化を図ることができ、第２スライダーを例えば水洗い等のような清掃ができるため、常に清潔に保つことができる。
【００４３】
第５発明によれば、搬送部と、前記搬送部の前記移動コマ及び前記シリンダーに固定したＬ形金具にそれぞれ磁石を設け、この磁石を介して、この位移動コマとＬ形金具とを、一体化、又は離間可能とするため、シリンダーを着脱自在で簡単に取り外せ清掃の容易化を図ることができ、シリンダーを例えば水洗い等のような清掃ができるため、常に清潔に保つことができる。
【００４４】
第６発明によれば、位置調整部を構成する第２スライダーに軸受けを介して回転軸を軸止し、この回転軸の自由端に設けた自在継手を介して挾持部を設け、この挾持部に挾持した切断加工物を、任意の傾斜角度に保持することを可能とし、様々な角度から切断加工物を切断することができるため、切断加工物を正確かつ均一な切断断面とすることができる。
【００４５】
第７発明によれば、載せ台は、対の回転可能な傾斜バーと、この傾斜バーの回転を司る前記第１スライダーに軸止した回転軸とで構成し、切断加工物を所定の傾斜角度で支持する構成であるため、切断加工物の形状に合わせて、切断加工物を載置して切断することができる。
【００４６】
第８発明によれば、前記載せ台は、正面視して、略Ｖ形状を呈しており、この載せ台は、緩やかな対の傾斜面を有し、この緩やかな対の傾斜面を介して、切断加工物を所定の傾斜角度で支持する構成としているため、載せ台に切断加工物を載せると、両側の傾斜面によって切断加工物が適度に支持される。すなわち、平坦な場合には切断時の前後動作で切断加工物が滑り固定できない等の問題が生じるが、本発明によればこのような問題点を解決できる。
【００４７】
また、平坦な場合は支点が確定しにくいが、第８発明は、略Ｖ形状とした部分の窪み部に切断加工物が固定されるため、窪み部が姿勢を制御する支点となる。
【００４８】
さらに、載せ台が平坦な場合、切断加工物のクランプで挟持した尾鰭側が持ち上げると斜め前４５°に設置した左斜め前カメラ、右斜め前カメラの両方とも、切断加工物の下面を撮影することはできない。しかし、略Ｖ形状の場合、尾鰭側が持ち上がり、かつ、一辺が左側に傾斜した状態を右斜め前４５°に設置したカメラから撮影した場合には、切断加工物の下面を撮影することはできるが、この状態を反対側の例えば左斜め前４５°に設置したカメラから撮影すると、下面を撮影することができないため、切断加工物の全体を撮影することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４９】
次に、本発明の実施形態に係る冷凍食品等の加工装置を図面に基づいて説明する。図１は、魚肉類の切断機の斜視図である。図２は、魚肉類の切断機を組み込んだ冷凍食品等の加工装置の斜視図である。図３、図４は、魚肉類の切断機を組み込んだ冷凍食品等の加工装置を１部欠截した斜視図である。図５−１は、ボルト締め固定方式の位置調整部の構成物品を分解した状態を図示したものである。図５−２は、ボルト締め固定方式の位置調整部の断面図である。図５−３は、第１マグネット固着方式の位置調整部を断面図である。図５−４は、第２マグネット固着方式の位置調整部を断面図である。図６−１は、冷凍食品等の加工物をクランプと載置部で支えた状態の斜視図である。図６−２は、載置部の欠截斜視図である。図６−３は、載置部の断面図である。図６−４は、自在継手、挟持部を使用した第２スライダーの斜視図、図６−５は、傾斜バーを使用した第１スライダーの斜視図である。図７は、冷凍食品等の切断加工物をカメラ撮影した映像を画像解析により断面積を求め、切断位置を自動算出する状態を表した図である。図８は、冷凍食品等の切断加工物の背鰭側を上方に傾けた状態をカメラ撮影した映像を画像解析により断面積を求め、切断位置を自動算出する状態を表した図である。図９は、冷凍食品等の切断加工物の尾鰭側を上方に傾けた状態をカメラ撮影した映像を画像解析により断面積を求め、切断位置を自動算出する状態を表した図である。図１０は、冷凍食品等の切断加工物が中空の場合をカメラ撮影した映像を画像解析により断面積を求め、切断位置を自動算出する状態を表した図である。図１１は、「遠近法キャリブレーション」の過程図である。
【００５０】
図１は、本発明の魚肉類の切断機１のみを分離した斜視図である。なお、魚肉類の切断機１は、様々な構成・形状を有するものがあるため、図１で図示した魚肉類の切断機１は、その一例であることは勿論である。
【００５１】
図２は、本発明の背面側の本体フレーム２に魚肉類の切断機１を設けた状態である。本発明は、切断機１を着脱自在とする構成も可能である。したがって、既存設備を有効利用ができ、新たな設備投資を回避することができる。この場合の本発明の構成は、本発明の魚肉類の切断機１を設ける背面側は開放されており、そして、切断機１を本発明の背面側から正面側に向かって直進させ、背面側の本体フレーム２に切断機１を設けることにより、本体フレーム２と切断機１が一体化する。ここで、本体フレーム２と切断機１の一体化は、様々な方法があるが、例えば、本体フレーム２にロック機構を設け、このロック機構を利用することにより一体化できる。また、ワンタッチで固定・解除できるロック機構とすれば、既存の切断機１の取り付けが簡単な操作で行えるため、便利である。
【００５２】
この本発明の正面側は、上方と下方に分類することができる。そして、上方にはディスプレイ４ａ、緊急停止ボタン４ｂ、ランプ４ｃ、扉５を設ける。また、ディスプレイ４ａは、タッチパネルになっており、ディスプレイ４ａを指で触れることにより本発明を操作できる。なお、ディスプレイ４ａや緊急停止ボタン４ｂ等の位置は、正面に限定されることなく、本装置を操作し易い位置であればよい。さらに、万一の事態を考慮して、緊急停止装置を取り付け、緊急停止ボタン４ｂを押すことにより装置を停止させることもできる。そして、扉５を開放することにより内部の状態の確認や、冷凍食品等の切断加工物Ａの設置、切断された冷凍食品等の切断加工物Ａの取り出しができる。一方、下方には、制御装置３やコントローラー４が設置されている。この他、扉５の素材を透明体、半透明体とすることにより内部状態の確認をすることができる。また図示していないコンベア、シューターを設置することにより切断加工物Ａを取り出すことができる。
【００５３】
また、本発明の右側面及び左側面においても、上方と下方に分類することができる。そして、上方には、扉５を設け、この扉５を開放することによって中の状態の確認や、冷凍食品等の切断加工物Ａを設置したり、切断された冷凍食品等の切断加工物Ａを取り出したりすることができる。この右側面及び左側面の扉５の素材を透明体、半透明体とすることにより内部状態の確認をすることができる。ここで、扉５は、引戸であってもよいことは勿論である。
【００５４】
なお、図２〜図４のように、本発明の下方にはキャスター２ａを取り付けることができ、キャスター２ａを取り付けた場合は、本発明を容易に移動させることができる。また、図２〜図４では省略しているが、本発明の全体に赤外線カットパネル２ｂを設ける場合もある。
【００５５】
図３は実際の使用状態を表した図である。このように本発明は、位置調整部１０のクランプ１２で冷凍食品等の切断加工物Ａの一方を挟持し、冷凍食品等の切断加工物Ａの他方を第１スライダー３１上の載せ台３３に載置した状態で冷凍食品等の切断加工物Ａにレーザー発光体７から発光されるラインレーザー７ａを照射して、これを右側カメラ６ａ、左側カメラ６ｂで撮影することにより冷凍食品等の切断加工物Ａの断面積を求め、切断位置を自動算出し冷凍食品等の切断加工物Ａを加工するものである。
【００５６】
この冷凍食品等の切断加工物Ａを撮影するカメラ６を本体フレーム２に固定する。ただし、図３では、一例としてこのカメラ６を右側カメラ６ａ、左側カメラ６ｂに分け、右側カメラ６ａを台座１ａに、左側カメラ６ｂを本体フレーム２に固定している。また、カメラ６のアングルを変更できるようにして撮影することも可能である。すなわち前方フレーム５０ａに対して垂直に別途ベースを設け、このベースにカメラ固定具によってカメラ６を取付けることによって、カメラ６のアングルや高さ等を任意に変えることができる。
【００５７】
また、このカメラ６は、斜め左方向及び斜め右方向から被写体である冷凍食品等の切断加工物Ａを撮影するため、冷凍食品等の切断加工物Ａに対して斜めに固定されている。但し、冷凍食品等の切断加工物Ａを計測することができれば、斜めの固定に限定されない。
【００５８】
一方、レーザー発光体７は本体フレーム２に固定され、冷凍食品等の切断加工物Ａにラインレーザー７ａを照射できる位置に設けられている。但し、レーザー発光体７が冷凍食品等の切断加工物Ａにラインレーザー７ａを照射できれば、図３のように切断機１の台座１ａに設けられていてもよい。
【００５９】
図４も、本発明の実際の使用状態を図示したものであり、図３の状態からシリンダー２３及び後方フレーム５０ｂが前進し、かつ、位置調整部１０の後方フレーム５０ｂが上昇し冷凍食品等の切断加工物Ａを切断している状態を図示しているが、基本的な構成は、図３に準ずる。
【００６０】
ここで、本発明の可動する部分は、主に位置調整部１０、搬送部２０、載置部３０であり、これらが可動することによって冷凍食品等の切断加工物Ａが切断される。なお、外郭部材２１及びシリンダー２３の形状は、本発明の効果を阻害しなければ、図４のように角形の他、円筒状でもよい。
【００６１】
ここで本体フレーム２に設け、切断加工物Ａの搬送及びクランプ１２の長手方向Ｂの移動を司る搬送部２０について説明する。この搬送部２０は、本発明の右側面の下方及び左側面の下方に設ける。なお、実施例では、搬送部２０を本発明の右側面及び左側面の下方に設けているが、これらを統合して中央部に一体化して設けてもよい。
【００６２】
この搬送部２０のシリンダー２３は、外郭部材２１に対して垂直方向に設けるが、この外郭部材２１とシリンダー２３の関係については、ボルト締め固定方式と、第１マグネット固着方式、第２マグネット固着方式がある。
【００６３】
まず、外郭部材２１とシリンダー２３の関係をボルト締め固定方式とする場合を以下説明する。
【００６４】
このボルト締め固定方式の構成物品を分解した図が、図５−１である。ここで、ボルト締め固定方式の場合の搬送部２０の構成物品は大別して、外郭部材２１、支持材２２、シリンダー２３、送りねじ軸２４、移動コマ２５、移動コマ２５とシリンダー２３を連結するＬ形金具２６の他、図示しない転がり軸受け、固定具、モーターからなる。このシリンダー２３にはピストンロッド１３が内設されている。
【００６５】
まず、シリンダー２３にＬ形金具２６を少なくとも２箇所設けるが、２箇所とも以下のような方法で固定する。すなわち、このＬ形金具２６は、一面をシリンダー２３の一面に固定するが、この固定はネジ等の固定具での固定する他、カシメ等によって固定することもできる。
【００６６】
そして、外郭部材２１には開口する移動溝２１ａを設け、この移動溝２１ａを設けた面を下方にして、外郭部材２１を本発明の右側面及び左側面の下方に設ける。外郭部材２１の移動溝２１ａは、後述する移動コマ２５の移動に沿って設けられている。また、外郭部材２１を側面視すると、アーチ状の切欠部を有する。
【００６７】
次に、支持材２２には開口する移動溝２２ａを設け、この移動溝２２ａを設けた面を下方にして、外郭部材２１に支持材２２を内設する。支持材２２の移動溝２２ａも、後述する移動コマ２５の移動に沿って設けられている。また、支持材２２を側面視すると、アーチ状の切欠部を有する。なお、外郭部材２１や支持材２２の端部を板体や蓋体等によって覆設することにより、切り屑やゴミ等の浸入を防止することができる。
【００６８】
さらにこの支持材２２に送りねじ軸２４を差渡して設ける。この支持材２２に差渡した送りねじ軸２４には移動コマ２５を螺着する。また、移動コマ２５の一方には軸孔２５ｂを設け、他方をＬ形金具２６固定用の孔２５ｃを設けた固定面２５ａとし、Ｌ形金具２６の他面と移動コマ２５の固定面２５ａがネジ等の固定具によって固定されることにより、Ｌ形金具２６を介して移動コマ２５とシリンダー２３が一体化される。
【００６９】
この送りねじ軸２４は、両端部を管体とし、その中間部に螺旋状に溝が刻設されている。送りねじ軸２４の一方の管体に転がり軸受、固定具を設け、他方の管体にモーターを設けることによって支持材２２内において支持される。
【００７０】
ここで、ここで転がり軸受は、一般的には、外輪と、外輪より小径の内輪と、複数個の転動体と、転動体を保持する保持器からなる。そして、外輪の内側に内輪を設け、この外輪と内輪の間に保持器と、保持器によって保持された転動体を設けることにより構成されるが、この他の例であってもよい。次に、転がり軸受の支持について説明すると、まず、支持材２２の内側上方に固定具の一方を設け、外輪の外周面にこの固定具の他方を設ける。次に、支持材２２の内側下方に固定具の一方を設け、外輪の外周面にこの固定具の他方を設ける。このようにして、転がり軸受を支持材２２に支持する。ここで説明した転がり軸受の支持は、一例であり、固定具を用いなくても可能である。例えば、転がり軸受の外輪を直接、支持材２２の内側に固定する場合も考えられる。
【００７１】
そして、この転がり軸受の内輪に送りねじ軸２４の一方の管体を挿入し、内輪と送りねじ軸２４を支持する。
【００７２】
そして、送りねじ軸２４の他方に設けたモーターが回転することによって、送りねじ軸２４に螺着された移動コマ２５が送りねじ軸２４のねじに沿って長手方向Ｂに移動し、Ｌ形金具２６を介して移動コマ２５と一体化したシリンダー２３も送りねじ軸２４の軸線方向に沿って長手方向Ｂに移動する。なお、このような機構は、通常の電動シリンダーを用いるのが便利で経済的であり有益である。
【００７３】
ボルト締め固定方式の搬送部２０を断面視した状態が図５−２である。また、図５−２においても簡略化のため、外郭部材２１等は１組のみ図示している。
【００７４】
支持材２２に内設された送りねじ軸２４は、上述のように図示しない転がり軸受、固定具によって支持される。
【００７５】
シリンダー２３と外郭部材２１との関係におけるボルト締め固定方式の場合は、上述のようにＬ形金具２６と移動コマ２５をネジ等の固定具で固定するが、この他の例として第１マグネット固着方式、第２マグネット固着方式によって固着する場合がある。
【００７６】
まず第１マグネット固着方式について、以下説明する。第１マグネット固着方式の場合の搬送部２０の構成物品は、ボルト締め固定方式の搬送部２０の構成物品の他、マグネット５４及びノックピン２７が加わる。したがって、マグネット固着方式の場合、外郭部材２１に支持材２２が内設されている点、支持材２２に送りねじ軸２４、移動コマ２５が内設されている点等は、ほぼボルト締め固定方法に準ずるが、マグネット５４を用いて移動コマ２５とＬ形金具２６を固着する点や、ノックピン２７で移動コマ２５とＬ形金具２６を一体化する点で相違する。
【００７７】
第１マグネット固着方式の場合は図５−３に示すように、移動コマ２５の固定面２５ａにマグネット５４を設け、Ｌ形金具２６の一面にもマグネット５４を設ける。そして、移動コマ２５とＬ形金具２６をマグネット５４の磁力により固着する。また、移動コマの固定面２５ａにノックピン孔を設け、Ｌ形金具２６にもノックピン孔を設ける。そして、この両ノックピン孔にノックピン２７を挿入することにより移動コマ２５とＬ形金具２６が固定する。
【００７８】
切断加工物Ａの搬送とクランプ１２の高さ位置調整を図る位置調整部１０の構成物品は大別すると、後方フレーム５０ｂと第２スライダー１１とクランプ１２と中子５１と送りねじ軸５２とヘッド５３とピストンロッド１３とからなる。なお、後方フレーム５０ｂの形状は、本発明の効果を阻害しない場合は、図５−３のように角形の他、円筒状でもよい。
【００７９】
この後方フレーム５０ｂの両側下面にピストンロッド１３の一方側を設け、シリンダー２３の内路にピストンロッド１３を他方側から挿入することによってシリンダー２３にピストンロッド１３が内設される。このピストンロッド１３は、シリンダー２３の内路に沿って上下に移動し、それと同時にクランプ１２で挟持された冷凍食品等の切断加工物Ａも上下に移動する。なお、シリンダー２３の形状は、本発明の効果を阻害しなければ、図５−３のように角形の他、円筒状でもよい。
【００８０】
そして、後方フレーム５０ｂの上面には、第２スライダー１１が設けられており、第２スライダー１１の上面にクランプ１２が設けられている。後方フレーム５０ｂと第２スライダー１１との関係は、後述する図６−２の説明に準ずる。
【００８１】
図５−４は、第２マグネット固着方式の搬送部２０の断面図である。第２マグネット固着方式の場合の搬送部２０の構成物品を大別すると、外郭部材２１、支持材２２、シリンダー２３、送りねじ軸２４、移動コマ２５、マグネット５４、Ｌ型金具２６、板体２８、搬送スライダー２９、第３回転機構４０Ｃ、モーターからなる。
【００８２】
第２マグネット固着方式の場合、外郭部材２１に支持材２２が内設されている点、支持材２２に送りねじ軸２４、移動コマ２５が内設されている点等は、ほぼ第１マグネット固着方式、ボルト締め固定方法に準ずるが、第３回転機構４０Ｃを使用する点でこれらと相違する。この第３回転機構４０Ｃを使用する第２マグネット固着方式の基本的な構成は、ほぼ図６−２に準ずる。
【００８３】
すなわち、図６−２でいう第１スライダー３１に相当する搬送スライダー２９に第３回転機構４０Ｃと搬送スライダー２９の内上面に板体２８を設け、この板体２８にマグネット５４を設ける。一方、移動コマ２５の固定面２５ａにもマグネット５４を設ける。そして、移動コマ２５の固定面２５ａに設けられたマグネット５４と搬送スライダー２９の板体２８に設けられたマグネット５４の磁力によって、外郭部材２１を通して移動コマ２５と搬送スライダー２９が固着される。
【００８４】
Ｌ形金具２６を介しての搬送スライダー２９とシリンダー２３の一体化は、具体的には、搬送スライダー２９の上面にネジ孔を設け、Ｌ形金具２６の他面にもネジ孔を設ける。そして、搬送スライダー２９のネジ孔とＬ形金２６具のネジ孔にネジを挿入して搬送スライダー２９とＬ形金具２６を固定する。一方、Ｌ形金具２６の一面にも孔を設け、シリンダー２３にも孔を設ける。そして、Ｌ形金具２６の孔とシリンダー２３の孔にネジを挿入してＬ形金具２６とシリンダー２３を固定する。
【００８５】
このようにシリンダー２３と一体化した搬送スライダー２９は、マグネット５４を通して移動コマ２５と固着されているため、シリンダー２３を容易に取り外すことができ、取り外してシリンダー２３を清掃することができる。
【００８６】
そして、支持材２２に内設された送りねじ軸２４がモーターによって回転すると、外郭部材２１の上面を第３回転機構４０Ｃを設けた搬送スライダー２９、及びＬ形金具２６を介して搬送スライダー２９と一体化したシリンダー２３が長手方向Ｂに移動する。
【００８７】
図６−１のように、クランプ１２で冷凍食品等の切断加工物Ａの一方を挟持する。クランプ１２は、冷凍食品等の切断加工物Ａを挟持することができれば、どのような構造のものでもかまわない。一例として、先端部に挟持片を持つ一対の第１挟持体１２ａ、第２挟持体１２ｂと、第１挟持体１２ａと第２挟持体１２ｂの間に介在する図示しない弾性体により挟持可能とするクランプ１２を図６−１で示した。
【００８８】
クランプ１２の第２挟持体１２ｂと第２スライダー１１に孔を設け、この両孔を合わせ、両孔に支持棒１４を挿入することによって第２スライダー１１に支持棒１４が立設し、クランプ１２と第２スライダー１１が一体となる。この支持棒１４の一部を孔よりも大径とすることにより、支持棒１４の一部が第２挟持体１２ｂに係止されることによって支持棒１４が固定される。また、支持棒１４を着脱自在とすることにより、クランプ１２も着脱自在となり、クランプ１２を水洗いでき、清潔に保つことができる。また、この孔を長孔とすることによりクランプ１２が遊嵌され、この場合、クランプ１２が上下左右に遊動する。
【００８９】
なお、第２スライダー１１とクランプ１２を連結する部材としては、例えば、図６−４で後述する自在継手７０を用いることも可能である。
【００９０】
ここで、第２スライダー１１は、一辺が欠截された断面視凹形状であり、第２スライダー１１の欠截された一辺側から第２スライダー１１を後方フレーム５０ｂの上面に設ける。そして、後述する第２回転機構４０Ｂを介して第２スライダー１１が後方フレーム５０ｂの上面を左右に移動する。
【００９１】
一方、第１スライダー３１も、一辺が欠截された断面視凹形状である。そして、第１スライダー３１の欠截された一辺を前方フレーム５０ａの上面に設ける。この第１スライダー３１の上面には載せ台３３を設ける。この載せ台３３の形状は、正面視略Ｖ形状を呈し、緩やかな対の傾斜面３３ａを有している。この緩やかな傾斜面３３ａに切断加工物Ａを載せることにより、切断加工物Ａが適度に支持され、切断することができる。さらに、略Ｖ形状の載せ台３３には窪み部３３ｂが形成されるが、この窪み部３３ｂに切断加工物Ａが固定され切断加工物Ａの姿勢を制御する支点となる。また、切断加工物Ａの形状ごとに角度を調整して載せることができ、切断することができる。なお、なお、載せ台３３の形状は、切断加工物Ａを支持することができれば略Ｖ形状に限定されない。そして、後述する第１回転機構４０Ａを介して第１スライダー３１が前方フレーム５０ａの上面を左右に移動する。
【００９２】
また、一般的に前方フレーム５０ａ、後方フレーム５０ｂの端部に板体や蓋体等を設けることによって前方フレーム５０ａ、後方フレーム５０ｂの端部を覆設することによって切り屑やゴミの浸入を防止することができるが、この構成に限定されない。
【００９３】
そして、本体フレーム２に設置したレーザー発光体７から出るラインレーザー７を冷凍食品等の切断加工物Ａに照射する。そして、右側カメラ６ａより被写体を斜め右側から撮影し、左側カメラ６ｂより被写体を斜め左側から撮影することによって画像データを得ることができ、このように左右両側より得られた画像データを演算処理体によって処理する。
【００９４】
そして、ヘッド５３に設けたマグネット５４と第２スライダー１１に設けたマグネット５４によりヘッド５３と第２スライダー１１が固着し、第２回転機構４０Ｂを介して第２スライダー１１も左右に移動し、これに伴ってクランプ１２で挟持された冷凍食品等の切断加工物Ａも左右に移動する。なお、このような機構は、通常の電動シリンダーを用いるのが便利で経済的であり有益である。
【００９５】
図６−２では、載置部３０を１部欠截して図示している。ここで、図６−２における説明は、図６−１で説明した位置調整部１０においても適用することができるが、図６−２及び図６−３は便宜上、載置部３０に限定して説明する。したがって、図６−２及び図６−３に記載の前方フレーム５０ａは後方フレーム５０ｂに、第１回転機構４０Ａは第２回転機構４０Ｂに、第１スライダー３１は第２スライダー１１に置換することができる。なお、図６−２では第１スライダー３１の上方に設ける載せ台３３を省略しているが、図３、図４、図６−１のように載せ台３３を設けることができるのは勿論である。
【００９６】
ここで、載置部３０の構成物品を大別すると、第１回転機構４０Ａ、第１回転機構４０Ａを設けた第１スライダー３１、前方フレーム５０ａ、ヘッド５３、中子５１、マグネット５４、送りねじ軸５２とからなる。
【００９７】
中子５１には、上方が開口する移動溝５１ａを設け、この移動溝５１ａを上方にして前方フレーム５０ａに中子５１を内設する。そして、中子５１に両端部を管体とし、その中間部に螺旋状に溝を刻設するねじ軸５２を差渡して設け、このねじ軸５２にヘッド５３を螺着する。
【００９８】
ヘッド５３の形状は、上方が略Ｔ字形であり、下方が略長方形であるが、このヘッド５３の形状は一例である。また、ヘッド５３の上方の固定面５３ａが中子５１の上面より突出しており、この固定面５３ａにマグネット５４が設けられる。なお、マグネット５４は、一般的にネジ等の固定具で固定される。ヘッド５３下方には軸孔５３ｃを設けており、軸孔５３ｃには螺旋状の溝を刻設している。
【００９９】
そして、送りねじ軸５２の一方の管体に転がり軸受、固定具を設け、他方の管体にモーターを設けることによって中子５１内において支持される。
【０１００】
第１スライダー３１にもマグネット５４を設ける。そして、第１スライダー３１とマグネット５４の固定は、第１スライダー３１の内上面に板体３２を介在させて、第１スライダー３１と板体３２とマグネット５４をネジ等の固定具で一体に固定する。さらに、板体３２の側面と第１スライダー３１の側面にネジ孔を設け、第１スライダー３１の側面からネジ等の固定具によって板体３２及び第１スライダー３１を一体として固定する。
【０１０１】
また、第１スライダー３１には第１回転機構４０Ａを設けるが、この第１回転機構４０Ａは、軸体４０ａ、ローラー４０ｂ、ナット４０ｃからなる。そして、軸体４０ａにローラー４０ｂを嵌合し、軸体４０ａを支点としてローラー４０ｂが回転する。また、軸体４０ａとスライダーの取り付けは、例えば、軸体４０ａの両端部を溝状とし、ナット４０ｃの内側も溝状とする。そして第１スライダー３１の両側に孔を設け、孔に軸体４０ａを挿入し、第１スライダー３１の外側からナット４０ｃの溝状と軸体４０ａの溝状を螺合させて第１スライダー３１に第１回転機構４０Ａを固定する。
【０１０２】
そして第１スライダー３１に設けられたマグネット５４とヘッド５３に設けたマグネット５４により第１スライダー３１とヘッド５３が固着し、中子５１に内設された送りねじ軸５２がモーターにより回転することによって中子５１の移動溝５１ａに沿ってヘッド５３が左右に移動し、また第１スライダー３１も第１回転機構４０Ａを介して前方フレーム５０ａの上面を移動する。
【０１０３】
また、第１スライダー３１は、マグネット５４により固着されるため、容易に取り外すことができる。このように、第１スライダー３１を取り外すことにより、第１スライダー３１を単独で水洗い等の清掃をすることができ、清潔に保つことができる。
【０１０４】
ここで、切断加工物Ａの傾きを図る載置部３０の周辺部を断面視すると、図６−３のようになる。第１スライダー３１側のマグネット５４とヘッド５３側のマグネット５４によって第１スライダー３１とヘッド５３が固着し、その一部欠截した状態を図６−３において図示している。そして図６−３は、右上方を一部欠截しているが、一部欠截した右上方は、第１回転機構４０Ａ周辺を分断した図６−２で図示したＢ−Ｂの断面図であり、その他の部分は、マグネット５４周辺を分断し図６−２で図示したＡ−Ａ、Ｃ−Ｃの断面図である。
【０１０５】
上述した搬送部２０、位置調整部１０の移動により、冷凍食品等の切断加工物Ａを直角に切断することは勿論のこと、傾斜して切断することも可能である。
【０１０６】
図６−４は、自在継手７０や挟持部８０を使用する第２スライダー１１を図示したものである。この第２スライダー１１の移動は、基本的には図６−２で図示した第２マグネット固着方式によるものと同様で、後方フレーム５０ｂの上面を第２スライダー１１が移動する。切断加工物Ａを挟持するクランプ１２の代わりに挟持部８０を使用して切断加工物Ａを挟持する。
【０１０７】
ここで、自在継手７０を使用した位置調整部１０の構成物品の一例を示すと、第２スライダー１１、自在継手７０、回転軸７２、軸受け７５、挟持部８０、第２回転機構４０Ｂ、マグネット５４からなる。また、自在継手７０の構成物品の一例を示すと、第１ヨーク７０ａ、第２ヨーク７０ｂ、第１ヨーク７０ａと第２ヨーク７０ｂを連結するコマ７０ｃ及びこれらを連結するねじからなる。
【０１０８】
以下、この第６発明の構成の一例を説明する。まず、第２スライダー１１の上面に軸受け７５を介して回転軸７２を軸止する。また、回転軸７２の後端に止め具を設け、この止め具を第２スライダー１１の上面に軸止することも可能である。
【０１０９】
次に、回転軸７２の自由端７２ａと第２ヨーク７０ｂの後側７０ｂ１を連結することによって、回転軸７２と自在継手７０の第２ヨーク７０ｂが一体となる。
【０１１０】
そして、第１ヨーク７０ａの前側７０ａ１に挟持部８０を連結する。以上のように、回転軸７２の自由端７２ａに自在継手７０を介して挟持部８０を設けることにより、回転軸７２と自在継手７０と挟持部８０が一体化する。
【０１１１】
ここで、挟持部８０の構成物品を大別すると、本体８０ａと作動ネジ８０ｂで構成されているが、この構成に限定されない。
【０１１２】
挟持部８０の本体８０ａの下顎部に突起８０ａ１を設け、上顎部として作動ネジ８０ｂを設ける。この下顎部の突起８０ａ１と作動ネジ８０ｂの先端部８０ｂ１によって切断加工物Ａを挟持する。切断加工物Ａの大きさに合わせて作動ネジ８０ｂを調整して切断加工物Ａを挟持することができるため、様々な大きさの切断加工物に対応することができるため、切断加工物Ａの正確、かつ均一な切断が可能である。
【０１１３】
図６−５は、傾斜バー６３を使用した第１スライダー３１を図示したものである。この第１スライダー３１の移動は、基本的な構成は図６−２で図示した第２マグネット固着方式によるものと同様であり、前方フレーム５０ａの上面を第１スライダー３１が移動する。そして、切断加工物Ａを載せる載せ台３３の代わりに、対の回転可能な傾斜バー６３を設け、この傾斜バー６３に切断加工物Ａを載置して切断するものである。
【０１１４】
ここで、載置部３０の構成物品を大別すると、第１スライダー３１、第１回転機構４０Ａ、マグネット５４、支柱３１、回転軸６２、傾斜バー６３からなる。なお、第１スライダー３１に設けた第１回転機構４０Ａは、一般的には、第１スライダー３１の両側２箇所に設ける。以下、この第７発明の構成の一例を説明する。
【０１１５】
第１スライダー３１の上面には支柱６１を立設するが、この支柱６１は、例えば、第１スライダー３１の上面に支柱孔３１ａを設け、支柱孔３１ａに支柱６１を挿入する方法がある。その他、第１スライダー３１と支柱６１を一体成形する方法も挙げられる。
【０１１６】
回転軸６２を支柱６１に設けるが、この回転軸６２は、例えば、支柱６１に回転軸６２を挿入する孔６１ａと、ねじ孔６１ｂを設け、孔６１ａに回転軸６２を挿入した後、ねじ孔６１ｂにねじ６１ｃを挿入してねじ６１ｃを締結することによって回転軸６２を設ける方法がある。この他に、回転軸６２と支柱６１を一体成形する方法も挙げられる。
【０１１７】
対の傾斜バー６３を回転軸６２に設けるが、この回転軸６２は、例えば、傾斜バー６３を挿入する孔６２ａと、ねじ孔６２ｂを設け、孔６２ａに傾斜バー６３を挿入した後、ねじ孔６２ｂにねじ６２ｃを挿入してねじ６２ｃを締結することによって行う方法の他に、傾斜バー６３と回転軸６２を一体成形する方法が挙げられる。
【０１１８】
図６−１、図６−２、図６−３では、載置部３０の切断加工物Ａを載せる載せ台３３の形状を、谷形状若しくは載せ台３３を省略しているが、図６−４では傾斜バー６３を所定の傾斜角度で自由に調整可能としており、切断加工物Ａを所定の傾斜角度で支持できる。傾斜バー６３の傾斜角度は、第１スライダー３１に固定された支柱６１のねじ孔６１ｂに挿入したねじを緩めることにより自由に調整できる。
【０１１９】
また、図６−２ではローラー４０ｂ、ナット６０ｅ、軸体４０ａ、マグネット５４は第１スライダー３１に内装されており、外部から視認することができない構成であったが、図６−３、図６−４では外部から視認することができるが、これらにカバーを被せることも可能である。カバーを被せることにより、切りくずの侵入の防止が一段と向上する。
【０１２０】
図７〜図９は、上図と下図に分けることができ、上図では切断加工物Ａのラインレーザー７ａを照射し、カメラ６で撮影している状態を図示しており、下図では、実際に撮影した画像からの画像処理工程を図示している。すなわち下図は、予め設定されたコンピュータープログラムを介した画像解析により冷凍食品等の切断加工物Ａの断面積、切断位置を演算処理体において自動算出する過程を図示したものである。
【０１２１】
そして、ラインレーザー７ａを照射する場合、本体フレーム２に、レーザー波長付近を含む赤色帯域の光をカットする赤外線カットパネル２ｂを設け、レーザー波長と重なる赤色帯域の環境光をカットし、カメラレンズの前にレーザー波長より短い緑色帯域・青色帯域をカットするレンズフィルターを取り付けることでほぼレーザー波長だけが撮影できる。なお、図８、図９の上図も同様に赤外線カットパネル２ｂを設けている。なお、ラインレーザー７ａは、様々な角度から照射することができるため、各図のような位置からラインレーザー７ａを照射することに限定されないことは勿論である。
【０１２２】
図７の上図は、切断加工物Ａの水平にした状態を図示したものである。そして、図７の下図は、水平状態の切断加工物Ａの画像処理工程図である。
【０１２３】
図７の下図は、右側カメラ６ａで撮影した画像は、右（１）→右（２）→右（３）の工程を辿る。また、左側カメラ６ｂで撮影した画像は、左（１）→左（２）→左（３）の工程を辿る。
【０１２４】
まず最初に、右（１）は、斜め方向からラインレーザー７ａを冷凍食品等の切断加工物Ａに照射し、右側カメラ６ａで冷凍食品等の切断加工物Ａを斜めから撮影した映像である。
【０１２５】
次に、右（１）で撮影した画像から二値化などの画像処理でラインレーザー７ａのみを抽出したのが右（２）である。
【０１２６】
さらに、「遠近法キャリブレーション」により、正面から見た状態に変換する。これが右（３）である。これは、切断加工物Ａを斜め方向から撮影したものであるため、斜めからの撮影を正面から撮影した状態に補正するためである。
【０１２７】
また、左（１）は、斜め方向からラインレーザー７ａを冷凍食品等の切断加工物Ａに照射し、左側カメラ６ｂで冷凍食品等の切断加工物Ａを斜めから撮影した映像である。
【０１２８】
次に、左（１）で撮影した画像からラインレーザー７ａのみを抽出したのが左（２）である。
【０１２９】
さらに、「遠近法キャリブレーション」により、正面から見た状態に変換する。これが左（３）である。
【０１３０】
最後に、右（３）と左（３）の画像を合成し、切断加工物Ａの幅、高さ、面積、座標等の情報を解析する。
【０１３１】
ここで、本発明の制御プログラムは、冷凍食品等の加工物を厚みや長さも均一に切断することができ、制御プログラムはセンサーから得られた断面積・形状データを基に、指定された重量・長さに対する切身を切断するのに必要な、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の３次元座標をコンピューターにて計算・数値化を行い、駆動部である位置調整部１０、搬送部２０、第１スライダー３１と第２スライダー１１をシリアル通信等にて制御する。この場合、正確かつ迅速に制御することができる。また、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸をそれぞれ個別に計算・数値化することも可能である。
【０１３２】
図８は、図７において図示した冷凍食品等の切断加工物Ａの背鰭Ａａ側を上方に傾斜させた状態で、画像計測するものである。図８は基本的な流れは、図７と同様である。
【０１３３】
図９は、図７において図示した冷凍食品等の切断加工物Ａの尾鰭Ａｂ側を上方に傾斜させた状態で、画像計測するものである。図９は基本的な流れは、図７と同様である。
【０１３４】
図１０は、冷凍食品等の切断加工物Ａが中空の場合を撮影し、画像計測するものである。以下、（１）〜（３）にかけて説明する。ここで、図１０の基本的な流れは図７〜図９の（１）〜（３）と同様である。まず（１）は、右側カメラ６ａで切断加工物Ａを撮影したものである。ここで図１０の（１）では、右側カメラ６ａで撮影しているが、左側カメラ６ｂで撮影する場合であってもよい。次に図１０の（２）で、ラインレーザー７ａを抽出する。最後に図１０の（３）のように「遠近法キャリブレーション」を行い、正面から見た状態に変換する。なお、図１０では、図７〜図９における（４）に相当するものがないが、これは、図７〜図９では、左右のカメラ６で切断加工物Ａを撮影して、左右の映像を合成するものであるが、図１０では、右側カメラ６ａ又は左側カメラ６ｂの１つのカメラ６で撮影するものであり、合成するものではないためである。
【０１３５】
このように図１０では、切断した断面をラインレーザー７ａと同じ面上に制御し、切断面全体にレーザー光が照射されるように、角度をごく小さく傾斜させるように制御する。そして、切断面全体から反射したレーザー光を右側カメラ６ａ又は左側カメラ６ｂで撮影し、画像計測するものである。
【０１３６】
図１１は、本発明の「遠近法キャリブレーション」の工程図である。
【０１３７】
（１）は、ラインレーザー７ａ照射面に１０ｍｍ単位の方眼紙を置いて、斜めからカメラ６で撮影する。なお、方眼紙の目は細かいほどよい。
【０１３８】
（１）による方眼紙を斜めからカメラ６にて撮影した場合、（２）のような形となる。
【０１３９】
そして、（３）のように任意の複数点をプロットし、座標として記憶させておく。なお、任意の複数点は、多いほど良い。
【０１４０】
最後に、斜めから撮影し、遠近法により歪んでいた画像を記憶した座標を元に正面から撮影したような状態に補正する。
【０１４１】
この「遠近法キャリブレーション」の基本原理は、光切断法（シート状の光を対象物に照射し、カメラ６で照らし出された輪郭を撮影し、画像処理することで表面形状を計測する方法）である。
【０１４２】
また画像処理としては、主に撮影画像からレーザー光のみを抽出する二値化と、図１１の「遠近法キャブリレーション」による輪郭線の座標取得がある。
【０１４３】
複数のレーザー発行機７から発行される複数のレーザー光と右側カメラ６ａ、左側カメラ６ｂを使用して、多方向から撮影し画像を合成することで、片面だけでなく完全な断面輪郭の計測が可能である。したがって、カメラ６は複数台設ける構成が望ましい。
【０１４４】
測定対象物（切断加工物Ａ）の測定部位は、従来例に共通するようなコンベア上に置かれている状態ではなく、測定対象物の一方をクランプ１２で挟持し、他方を載せ台３３に載置し、測定対象物が空中にあるので、切断加工物Ａの下面を計測する場合、コンベアのような計測精度を妨げる邪魔なものがない。よって、従来例より正確な計測が可能である。
【０１４５】
レーザー発光器７から照射されるラインレーザー７ａは切断刃とほぼ同じ面上にあって、切断加工物Ａの切断面は、ラインレーザー７ａによって照らし出される断面輪郭＝計測断面である。
【０１４６】
従来例と同じように、事前に測定対象物の３次元形状を計測する事も出来ることに加えて、実際に切断した断面やこれから切断しようとする断面を把握する事ができる。よって、従来例より正確な切断が可能である。
【０１４７】
この断面の輪郭からは、断面積、高さ、幅及び第１スライダー３１を支点とした第２スライダー１１との相対座標が計算できる。
【０１４８】
そして、第２スライダー１１の位置座標と切断面７ｄの座標と計測断面７ｃの座標から実際に切断する体積を計算可能である。なお、他の特許文献は、形状認識装置と切断装置が別々であるが、本装置は形状認識装置と切断装置が一体化しているので、スペースが小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【０１４９】
【図１】魚肉類の切断機の斜視図である。
【図２】魚肉類の切断機を組み込んだ冷凍食品等の加工装置の斜視図である。
【図３】魚肉類の切断機を組み込んだ冷凍食品等の加工装置を１部欠截した斜視図である。
【図４】魚肉類の切断機を組み込んだ冷凍食品等の加工装置を１部欠截した斜視図である。
【図５−１】ボルト締め固定方式の位置調整部の構成物品を分解した状態を図示したものである。
【図５−２】ボルト締め固定方式の位置調整部の断面図である。
【図５−３】第１マグネット固着方式の位置調整部の断面図である。
【図５−４】第２マグネット固着方式の位置調整部の断面図である。
【図６−１】冷凍食品等の加工物をクランプと載置部で支えた状態の斜視図である。
【図６−２】載置部の欠截斜視図である。
【図６−３】載置部の断面図である。
【図６−４】自在継手や挟持部を使用する第２スライダーの斜視図である。
【図６−５】傾斜バーを使用した第１スライダーの斜視図である。
【図７】冷凍食品等の切断加工物をカメラ撮影した映像を画像解析により断面積を求め、切断位置を自動算出する状態を表した図である。
【図８】冷凍食品等の切断加工物の背鰭側を上方に傾けた状態をカメラ撮影した映像を画像解析により断面積を求め、切断位置を自動算出する状態を表した図である。
【図９】冷凍食品等の切断加工物の尾鰭側を上方に傾けた状態をカメラ撮影した映像を画像解析により断面積を求め、切断位置を自動算出する状態を表した図である。
【図１０】中空の冷凍食品等の切断加工物をカメラ撮影した映像を画像解析により断面積を求め、切断位置を自動算出する状態を表した図である。
【図１１】遠近法キャリブレーションの過程図である。
【符号の説明】
【０１５０】
１            切断機
１ａ          台座
２            本体フレーム
２ａ          キャスター
２ｂ          赤外線カットパネル
３            制御装置
４            コントローラー
４ａ          ディスプレイ
４ｂ          緊急停止ボタン
４ｃ          ランプ
５            扉
６            カメラ
６ａ          右側カメラ
６ｂ          左側カメラ
７            レーザー発光部
７ａ          ラインレーザー
１０          位置調整部
１１          第２スライダー
１２          クランプ
１２ａ        第１挟持体
１２ｂ        第２挟持体
１３          ピストンロッド
１４          支持棒
２０          搬送部
２１          外郭部材
２１ａ        移動溝
２２          支持材
２２ａ        移動溝
２３          シリンダー
２４          送りねじ軸
２５          移動コマ
２５ａ        固定面
２５ｂ        軸孔
２５ｃ        孔
２６          Ｌ形金具
２７          ノックピン
２８          板体
２９          搬送スライダー
３０          載置部
３１          第１スライダー
３１ａ        支持孔
３２          板体
３３          載せ台
３３ａ        傾斜面
３３ｂ        窪み部
４０Ａ        第１回転機構
４０Ｂ        第２回転機構
４０Ｃ        第３回転機構
４０ａ        軸体
４０ｂ        ローラー
４０ｃ        ナット
５０ａ        前方フレーム
５０ｂ        後方フレーム
５１          中子
５１ａ        移動溝
５２          送りねじ軸
５３          ヘッド
５３ａ        固定面
５３ｃ        軸孔
５４          マグネット
６１          支柱
６１ａ        孔
６１ｂ        ねじ孔
６１ｃ        ねじ
６２          回転軸
６２ａ        孔
６２ｂ        ねじ孔
６１ｃ        ねじ
６３          傾斜バー
７０          自在継手
７０ａ        第１ヨーク
７０ａ１      前側
７０ｂ        第２ヨーク
７０ｂ１      後側
７０ｃ        コマ
７２          回転軸
７２ａ        自由端
７５          軸受
８０          挟持部
８０ａ        本体
８０ａ１      突起
８０ｂ        作動ネジ
８０ｂ１      先端部
Ａ            切断加工物
Ａａ          背鰭
Ａｂ          尾鰭
Ｂ            長手方向