(57)【要約】【課題】生の魚体のような柔らかい被切断物を被切断物を所望の重量を有する切断片に極めて精度よく切断して商品価値の高い切断片を得ることができ、しかも、被切断物を無駄なく有効に利用すること。【解決手段】３次元的移動を行いうるように配設され被切断物１を切断するカッタ５５と、カッタ５５が遊挿される直線溝４５が形成され、回動しうるように配設され被切断物１を載置する可動載置板３９と、可動載置板３９の直線溝４５の近傍において被切断物１を負圧により固定する負圧吸着手段５０と、昇降ならびに水平移動しうるように配設され被切断物１を複数本の針６６により刺して保持する保持機構と、被切断物１の重量を計量する重量計量手段２５および被切断物の体積を計測する体積計測手段３０による被切断物１の重量および体積に基いて被切断物１の切断条件を設定する制御部２０とを有しする切断装置。【選択図】　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動手段により３次元的移動を行いうるように配設され被切断物を切断するカッタと、
カッタが遊挿される直線溝が形成され、駆動手段により回動しうるように配設され前記被切断物を載置する可動載置板と、
前記可動載置板の直線溝の近傍において前記被切断物を負圧により固定する負圧吸着手段と、
駆動手段により昇降ならびに水平移動しうるように配設され前記被切断物を複数本の針により刺して保持する保持機構と、
被切断物の重量を計量する重量計量手段および被切断物の体積を計測する体積計測手段による被切断物の重量および体積に基いて被切断物の切断条件を設定するとともに、前記各駆動手段を前記切断条件に基いて制御する制御部と
を有することを特徴とする切断装置。
【請求項２】
前記保持機構は、固定的に配設され複数本の針が下向きに突設されている第１ユニットと、この第１ユニットに対し駆動手段により回動しうるように配置され複数本の針が下向きに突設されている第２ユニットとからなる針ユニットを有していることを特徴とする請求項１に記載の切断装置。
【請求項３】
前記被切断物の搬送方向において、前記可動載置板より上流側にこの可動載置板と隣接するように固定載置板が配設されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の切断装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、魚体などの被切断物を所望の重量、形状等に応じて複数の切断片に切断する切断装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、被切断物においては、魚体などのようにその長手方向に断面積や形状が変化するものがあり、このような被切断物を所望の重量に合せて切断するには、永年の熟練を要するものであった。
【０００３】
例えば、ひとつの魚体を所定の重量の切り身に切断するためには、各切り身を所望の重量とするとともに、見栄えもよく切断する必要がある。これを人手で行なうためには、永年の経験が必要であった。また、大量の魚を人手によって同様に切断するには、多くの人手を要するとともに、人件費が高騰し、コストが高いという不都合があった。
【０００４】
そこで、魚体の切断を機械により自動的に行なう方法が、特開昭５６−１８５３９号公報、特開昭６２−２０９３１８号公報、特開昭６３−９３５９５号公報などにおいて提案されている。
【０００５】
これらの従来の切断方法は、魚体がその種においてほぼ相似形の形状をしていることに着眼し、統計学的にその魚種の標準魚体の全長、全重量、形状等を設定し、つぎに、これから切断しようとする魚体の全長および全重量を測定し、その全長および全重量と前記標準魚体とを比較して相似計算により当該魚種の魚体を予測し、その後、予測魚体に基いて所望の重量に該当する切身の切断長さを算出し、その算出長さに従って魚体を順次切断するようにしている。
【０００６】
しかしながら、前述した従来の切断方法によっては、魚体を所望の重量の切身に精度よく切断することができなかった。
【０００７】
なぜならば、魚体はその種類においてほぼ相似形の形状をしてはいるが、太っている魚体、痩せている魚体、雌雄の相違、抱卵の有無等により魚体の形状には個体差があり、前記標準魚体とほぼ完全に相似形の形状をした魚体は数少ないものである。したがって、その標準魚体を基準として予測した切断すべき魚体の予測魚体が実体と大きく相違することとなり、切断された切身の精度が必然的に悪くなるものであった。
【０００８】
また、魚体の形状を一旦予測した魚については、その予測形状に基いて、全体を複数の所望の重量の切身となるように切断するものであったために、ひとつの魚体についてのほとんど全部の切身が前記所望の重量を有しないものとなってしまうという不都合もあった。
【０００９】
特に、魚体の切身は所定重量の許容範囲を外れると商品価値が数段低下したり、全く商品価値がなくなるものであるために、前述した従来の切断方法は実質的に魚体の切断に使用するの困難であった。
【００１０】
このような点に鑑み、被切断物を所望の重量を有する切断片に極めて精度よく切断して商品価値の高い切断片を得ることができ、しかも、被切断物を無駄なく有効に利用することのできる切断方法が、特開平５−１３７４９６号公報および特開平８−１０７７５６号公報に記載されている。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
前述した特開平５−１３７４９６号公報および特開平８−１０７７５６号公報に記載されている切断装置は、冷凍状態にあったりして大きな硬度を有する被切断物の切断には適していたが、柔らかい被切断物を切断する場合には、被切断物を保持する際に被切断物の形状が変化してしまうために切断片の重量を均一に制御することが困難であった。
【００１２】
本発明は、このような点に鑑み、生の魚体のような柔らかい被切断物を被切断物を所望の重量を有する切断片に極めて精度よく切断して商品価値の高い切断片を得ることができ、しかも、被切断物を無駄なく有効に利用することのできる切断装置を提供することを目的としている。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
前述した目的を達成するため請求項１に係る本発明の切断装置の特徴は、駆動手段により３次元的移動を行いうるように配設され被切断物を切断するカッタと、カッタが遊挿される直線溝が形成され、駆動手段により回動しうるように配設され前記被切断物を載置する可動載置板と、前記可動載置板の直線溝の近傍において前記被切断物を負圧により固定する負圧吸着手段と、駆動手段により昇降ならびに水平移動しうるように配設され前記被切断物を複数本の針により刺して保持する保持機構と、被切断物の重量を計量する重量計量手段および被切断物の体積を計測する体積計測手段による被切断物の重量および体積に基いて被切断物の切断条件を設定するとともに、前記各駆動手段を前記切断条件に基いて制御する制御部とを有する点にある。そして、このような構成を採用したことにより、生で柔らかい被切断物から、ほぼ同一の平面形状ならび同一重量の切り身を安定的に形成することができる。
【００１４】
請求項２に係る本発明の切断装置の特徴は、保持機構が、固定的に配設され複数本の針が下向きに突設されている第１ユニットと、この第１ユニットに対し駆動手段により回動しうるように配置され複数本の針が下向きに突設されている第２ユニットとからなる針ユニットを有している点にある。そして、このような構成を採用したことにより、第１ユニットが被切断物の主要部を保持するとともに、第２ユニットが被切断物の切断部位の近傍を保持することにより切断時の被切断物の保持をさらに安定的に行うことができる。
【００１５】
請求項３に係る本発明の切断装置の特徴は、被切断物の搬送方向において、可動載置板より上流側にこの可動載置板と隣接するように固定載置板が配設されている点にある。そして、このような構成を採用したことにより、固定載置板上に被切断物の主要部を載置して被切断物の向きが変化しないように安定的に規制することができる。
【００１６】
【発明の実施形態】
まず、本発明に係る切断装置の全体を図１により説明する。
【００１７】
図１において、切断装置１０は、各種機器を搭載している架台１１を有している。この架台１１には、路面Ｓに沿って移動するための複数の車輪１２，１２…と、架台１１の移動を任意の位置において拘束するためねじにより路面Ｓに対し接離するように駆動される進退自在な複数のストッパ１３，１３…とが設けられている。
【００１８】
前記架台１１上には、この切断装置１０のすべての制御を司る制御手段たる制御部２０が配設されている。この制御部２０のメモリには、あらかじめ被切断物についての標準的なデータ、すなわち、標準的な被切断物における重量ならびに全体形状についてのデータが入力されている。また、この制御部２０には、操作手段であるタッチパネル部２１が接続されており、このタッチパネル部２１を作業者が操作して切断条件を設定するようになっている。
【００１９】
前記架台１１上の図１における左端には、被切断物の重量を計量するための重量計量手段としてのベルトコンベア状の計量コンベア２５が配設されており、この計量コンベア２５の下方には、この計量コンベア２５上に載置されている被切断物の重量を計量するためのロードセル２６が配設されている。このロードセル２６が計量した被切断物の重量は前記制御部２０に入力されて記録されるようになっている。また、この計量コンベア２５に供給された被切断物を図１において右方向に搬送するためのモータ２７が配設されている。このモータ２７は、前記制御部２０により駆動を制御されるようになっている。
【００２０】
前記計量コンベア２５の搬送方向下流端に連なる位置の前記架台１１上には、計量コンベア２５から受け渡された被切断物を搬送するベルトコンベア状の搬送コンベア３０が配設されており、この搬送コンベア３０に供給された被切断物を図１において右方向に搬送するためのモータ３１が配設されている。このモータ２７も、前記制御部２０により駆動を制御されるようになっている。
【００２１】
一方、前記制御部２０には、前記搬送コンベア３０上に載置されている被切断物を撮影するカメラ２２が固定されており、このカメラ２２が撮影した被切断物の形状は、前記制御部２０に入力され、この形状のみならず形状から演算された被切断物の体積などが記録されるようになっている。これらのカメラ２２および制御部２０は体積計測手段を構成している。
【００２２】
前記搬送コンベア３０の搬送方向下流端に連なる位置の前記架台１１上には、水平方向に延在する上面３５を有する固定載置板３４が配設されており、この固定載置板３４の先端側には、図２および図３に詳示するように、円弧状をなす凹状の円弧面３６が形成されている。また、この固定載置板３４の先端側には、この固定載置板３４の前記円弧面３６に近接するほぼ同径で凸状の円弧面４０が形成され、上面４１が前記固定載置板３４の上面３５と同一高さとされている可動載置板３９が配設されている。この可動載置板３９は、この可動載置板３９から下方に延在し前記架台１１に支持されている回動筒４２により回動自在に支持されている。この回動筒４２の下端には、前記回動筒４２を回動させるモータ４３が固定されており、このモータ４３も、前記制御部２０により駆動を制御されるようになっている。
【００２３】
前記可動載置板３９は、前記円弧面４０を有する円弧部４４と、この円弧部４４と直線溝４５を介して連接されている矩形部４６とにより構成されている。このうち前記円弧部４４は前記矩形部４６より平面視において幅広く形成されている。
【００２４】
固定的に配設されている前記固定載置板３４は、前記可動載置板３９が回動しても被切断物の向きを変化させないように拘束するためのものである。
【００２５】
前記直線溝４５は、被切断物を切断する後述するカッタ５５が鉛直方向に対し角度をもって遊挿されるようにするため、内部が拡開されカッタ５５が直線溝４５の内面に接触しないようになっている。また、前記円弧部４４と前記矩形部４６の幅方向の中央部における前記直線溝４５の近傍には、この直線溝４５と平行に複数の吸引孔４７，４７，４８，４８…が形成されており、各吸引孔４７，４８は、前記回動筒４２の内部に形成されている空気通路４９と連通されている。この空気通路４９には、前記各吸引孔４７，４８を負圧にするためのバキュームモータ５０が接続されており、このバキュームモータ５０も、前記制御部２０により駆動を制御されるようになっている。これらの吸引孔４７，４８、空気通路４９、バキュームモータ５０は負圧吸着手段を構成している。
【００２６】
前記可動載置板３９の側方の前記架台１１には、６軸多関節ロボット５６が設置されており、このロボット５６には、このロボット５６の機能により３次元移動可能でかつ回転可能な丸刃状の前記カッタ５５が支持されている。また、前記カッタ５５は前記ロボット５６に支持されているモータ５７により回転駆動されるようになっている。前記ロボット５６およびモータ５７も前記制御部２０により駆動を制御されるようになっている。
【００２７】
前記可動載置板３９の先端側端縁の前方の下方には、切断された被切断物を排出する排出コンベア５８が配設されており、この排出コンベア５８は、前記制御部２０により駆動を制御される図示しないモータにより駆動されるようになっている。
【００２８】
前記搬送コンベア３０の搬送方向下流側の上方には、この搬送コンベア３０から前記可動載置板３９まで可動とされている保持機構６０が配設されている。この保持機構６０は、図示しないガイド機構により前記架台１１に沿って図１における左右に可動とされている直立配置されている支柱６１を有している。この支柱６１は、前記架台１１に配設されているモータ６２の駆動により走行されるベルト（図示せず）により図示しないガイド部材に沿って左右に移動されるようになっており、このモータ６２も前記制御部２０により駆動を制御されるようになっている。
【００２９】
前記支柱６１の上端部には、鉛直方向に延在する空気圧シリンダ６３が支持されており、この空気圧シリンダ６３の下方に延在するピストンロッド６４の下端には、針ユニット６５が空気圧シリンダ６３の駆動により昇降しうるように支持されている。この針ユニット６５は、前記ピストンロッド６４に固定されており、被切断物の搬送方向に沿って２列に複数の針６６，６６…が整列状に垂設されている第１ユニット６７と、この第１ユニット６７の先端側に回動しうるように支軸６８により枢支され、被切断物の搬送方向と直角の方向に沿って２列に複数の針６６，６６…が整列状に垂設されている第２ユニット６９とにより構成されている。
【００３０】
前記第１ユニット６７には、前記第２ユニット６９を回動させるハーモニックドライブのモータ７０が配設されている。また、このモータ７０により走行されるベルト７１が前記第２ユニット６９にまで到達するように巻回されており、このベルト７１の走行により前記第２ユニット６９が回動されるようになっている。
なお、この第２ユニット６９の回動角は、前記カッタ５５の向きに対応する前記可動載置板３９の回動角と合致するように制御されるようになっている。
【００３１】
なお、前記第１ユニット６７は、被切断物の主要部を安定的に保持するためのものであり、前記第２ユニット６９は、被切断物の切断部位の近傍を安定的に保持するためのものである。
【００３２】
つぎに、前述した構成からなる本実施形態の作用について説明する。
【００３３】
図１において、計量コンベア２５上に被切断物が任意の手段により載置されると、計量コンベア２５は、被切断物の重量をロードセル２６により計量し、このロードセル２６が計量した被切断物の重量は制御部２０に出力される。ついで、計量コンベア２５により被切断物は搬送コンベア３０方向に搬送され、計量コンベア２５から搬送コンベア３０に被切断物が受け渡されると、搬送コンベア３０が駆動を開始して被切断物を搬送コンベア３０上の撮影位置にまで搬送する。そこで、停止状態にある被切断物をカメラ２２により撮影する。この撮影された被切断物の画像は制御部２０に出力される。
【００３４】
前記制御部２０は、カメラ２２から入力された画像データに基いて被切断物の体積を演算する。ついで、制御部２０は、この演算された被切断物の体積と、計量された被切断物の重量とから被切断物の比重を演算する。そして、タッチパネル部２１を介してあらかじめ制御部２０に入力されている被切断物の切断条件に合致するように個々の切断時における可動載置板３９、カッタ５５、第２ユニット６９などの角度、保持機構６０による被切断物の送り量などが設定される。
【００３５】
図４ないし図１０はこのようにして設定された各種部材の状態による切断の切断状態を順を追って示すものである。
【００３６】
図４は搬送コンベア３０の搬送方向下流端に被切断物の一例である魚体１が載置されている状態を示すもので、この状態において、保持機構６０は魚体１の直上に位置している。そして、保持機構６０の空気圧シリンダ６３が駆動して針ユニット６５を下降させる。すると、図５に示すように、針ユニット６５の各針６６が魚体１に刺さって針ユニット６５により魚体１を保持することになる。
【００３７】
つぎに、モータ６２により支柱６１を図５の状態から右方向に移動させる。すると、図６に示すように、保持機構６０の針ユニット６５の各針６６が刺さっている魚体１も針ユニット６５とともに右方向に移動し、魚体１の第１回目の切断位置が可動載置板３９の直線溝４５上に位置する状態において支柱６１の移動を停止する。この状態において、バキュームモータ５０を駆動して可動載置板３９の各吸引孔４７，４８を負圧にすることにより魚体１はこの位置において固定される。
【００３８】
そして、６軸多関節ロボット５６がそのカッタ５５を所定の向きに位置するように駆動されてカッタ５５が下降して魚体１が切断される。カッタ５５による魚体１の切断後、カッタ５５を上昇させるとともにバキュームモータ５０を停止したうえで、図７に示すように、モータ６２により支柱６１をさらに右方向に移動させて、針ユニット６５の各針６６により保持している魚体１を第２回目の切断位置が可動載置板３９の直線溝４５上に位置する状態において支柱６１の移動を停止する。この魚体１の移動により切断された切り身２は、可動載置板３９の矩形部４６の先端部上に載置されることになる。
【００３９】
この状態において、バキュームモータ５０を駆動して可動載置板３９の各吸引孔４７，４８を負圧にすることにより魚体１はこの位置において固定される。
【００４０】
つぎに、図８に示すように、空気圧シリンダ６３が駆動して針ユニット６５を上昇させる。すると、針ユニット６５の各針６６は、魚体１がバキュームモータ５０の駆動により可動載置板３９に固定されているので、魚体１を可動載置板３９上に残置したまま上昇することになる。針ユニット６５が上昇し終わって図９に示す状態となったら、モータ６２を再度駆動して支柱６１を図９の状態から左方向へ若干移動させる。この移動の際に、ハーモニックドライブのモータ７０を駆動して針ユニット６５の第２ユニット６９を第２回目の切断に見合った状態に回動させておく。そして、これらの移動が完了したら、空気圧シリンダ６３を再度駆動して針ユニット６５を下降させる。すると、図１０に示すように、針ユニット６５の各針６６が魚体１に刺さって針ユニット６５により魚体１を保持することになる。
【００４１】
そこで、前述したと同様にして、カッタ５５による魚体１の第２回目の切断を行う。そして、図７の状態に戻ると、第１回目の切断により可動載置板３９の矩形部４６の先端部上に載置されている切り身２は魚体１により押し出されて排出コンベア５７上に落下するので、この排出コンベア５８の駆動により所定の位置に回収される。
【００４２】
つぎに、カッタ５５による魚体１の切断角度に合わせた可動載置板３９および保持機構６０の第２ユニット６９の回動状態についてさらに説明する。
【００４３】
図１１は、カッタ５５が魚体１をその搬送方向に直交する方向に切断する場合を示すものであり、この状態においては、可動載置板３９および第２ユニット６９の各長手方向は、魚体１の搬送方向に対し直交する方向に位置している。
【００４４】
図１２は、カッタ５５が魚体１をその搬送方向に直交する方向に対し角度を有するように斜めに切断する場合を示すものであり、この状態においては、可動載置板３９および第２ユニット６９の各長手方向は、魚体１の搬送方向に対し直交する方向に対し傾斜した位置にある。図１３は魚体１を図１２と逆向きの斜めに切断する場合を示すものであり、この状態においては、可動載置板３９および第２ユニット６９の各長手方向は、魚体１の搬送方向に対し直交する方向に対し図１２と逆向きに傾斜した位置にある。
【００４５】
前述した本実施形態の切断装置１０によれば、針ユニット６５とバキュームモータ５０とにより魚体１をその切断位置の近傍において安定的に固定することができるので、冷凍状態にない柔らかな魚体１を安定的に切断することができる。
【００４６】
しかも、魚体１の重量ならびに体積を計量して、このデータから魚体１の比重を演算して魚体１を複数の切り身２に切断するので、ほぼ同一の平面形状ならび同一重量の切り身２を安定的に形成することができる。しかも、カメラで２２により魚体１の形状を認識したうえで切断するので、魚体１を無駄なく有効に利用することができる。
【００４７】
なお、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、必要に応じて変更することができる。
【００４８】
【発明の効果】
以上説明したように、生の魚体のような柔らかい被切断物を被切断物を所望の重量を有する切断片に極めて精度よく切断して商品価値の高い切断片を得ることができ、しかも、被切断物を無駄なく有効に利用することができる。
【００４９】
すなわち、駆動手段により３次元的移動を行いうるように配設され被切断物を切断するカッタと、カッタが遊挿される直線溝が形成され、駆動手段により回動しうるように配設され前記被切断物を載置する可動載置板と、前記可動載置板の直線溝の近傍において前記被切断物を負圧により固定する負圧吸着手段と、駆動手段により昇降ならびに水平移動しうるように配設され前記被切断物を複数本の針により刺して保持する保持機構と、被切断物の重量を計量する重量計量手段および被切断物の体積を計測する体積計測手段による被切断物の重量および体積に基いて被切断物の切断条件を設定するとともに、前記各駆動手段を前記切断条件に基いて制御する制御部とを有しているので、生で柔らかい被切断物から、ほぼ同一の平面形状ならび同一重量の切り身を安定的に形成することができる。
【００５０】
また、保持機構が、固定的に配設され複数本の針が下向きに突設されている第１ユニットと、この第１ユニットに対し駆動手段により回動しうるように配置され複数本の針が下向きに突設されている第２ユニットとからなる針ユニットを有しているように構成すれば、第１ユニットが被切断物の主要部を保持するとともに、第２ユニットが被切断物の切断部位の近傍を保持することにより切断時の被切断物の保持をさらに安定的に行うことができる。
【００５１】
さらに、被切断物の搬送方向において、可動載置板より上流側にこの可動載置板と隣接するように固定載置板を配設すれば、固定載置板上に被切断物の主要部を載置して被切断物の向きが変化しないように安定的に規制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る切断装置の実施例を示す正面図
【図２】図１の要部の拡大図
【図３】図２の平面図
【図４】図１の実施形態の作用を示す要部の正面図
【図５】図１の実施形態の図４に続く作用を示す要部の正面図
【図６】図１の実施形態の図５に続く作用を示す要部の正面図
【図７】図１の実施形態の図６に続く作用を示す要部の正面図
【図８】図１の実施形態の図７に続く作用を示す要部の正面図
【図９】図１の実施形態の図８に続く作用を示す要部の正面図
【図１０】図１の実施形態の図９に続く作用を示す要部の正面図
【図１１】図１の実施形態の横断方向の切断状態を示す要部の平面図
【図１２】図１の実施形態の斜めの切断状態を示す要部の平面図
【図１３】図１の実施形態の図１２とは逆の斜めの切断状態を示す要部の平面図
【符号の説明】
１　　魚体
２　　切り身
１０　　切断装置
１１　　架台
２０　　制御部
２１　　タッチパネル部
２２　　カメラ
２５　　計量コンベア
２６　　ロードセル
２７　　モータ
３０　　搬送コンベア
３１　モータ
３４　固定載置板
３９　　可動載置板
４２　　回動筒
４３　　モータ
４５　　直線溝
４７，４８　吸引孔
４９　空気通路
５０　　バキュームモータ
５５　　カッタ
５６　６軸多関節ロボット
５７　モータ
５８　排出コンベア
６０　　保持機構
６１　支柱
６２　モータ
６３　空気圧シリンダ
６４　　ピストンロッド
６５　針ユニット
６６　針
６７　第１ユニット
６９　第２ユニット
７０　　モータ
７１　ベルト
【図１】
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【図２】
2004009255.tif 000004
【図３】
2004009255.tif 000005
【図４】
2004009255.tif 000006
【図５】
2004009255.tif 000007
【図６】
2004009255.tif 000008
【図７】
2004009255.tif 000009
【図８】
2004009255.tif 000010
【図９】
2004009255.tif 000011
【図１０】
2004009255.tif 000012
【図１１】
2004009255.tif 000013
【図１２】
2004009255.tif 000014
【図１３】
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