(57)【要約】【課題】  肉の量的な歩留りをよく、しかも時間的にも効率よくブロック肉から脊柱を除去する。【解決手段】  少なくとも一部の脊柱を有するブロック肉における脊柱の位置および形状を検出し、検出された脊柱の位置および形状についてのデータに基づきカッタ３０の姿勢を３次元的に制御して脊柱近傍のブロック肉を２方向からＶ字状に切断し、ブロック肉から脊柱を除去するようにした方法。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一部の脊柱を有するブロック肉における脊柱の位置および形状を検出し、検出された脊柱の位置および形状についての画像データに基づきカッタの姿勢を３次元的に制御して脊柱近傍のブロック肉を２方向からＶ字状に切断し、前記ブロック肉から脊柱を除去するようにしたことを特徴とする脊柱除去方法。
【請求項２】
前記Ｖ字状は、１８０°未満の角度とされていることを特徴とする請求項１に記載の脊柱除去方法。
【請求項３】
少なくとも一部の脊柱を有するブロック肉にレーザ光を照射するレーザ発振器と、
前記ブロック肉に照射されたレーザ光を検出することにより前記ブロック肉における脊柱の位置および形状を検出するＣＣＤカメラと、
前記ＣＣＤカメラが検出した画像データから脊柱の位置および形状を演算する制御手段と、
前記制御手段からの制御信号により姿勢を３次元的に制御されるロボットと、  前記ロボットに支持されており、回転駆動される丸歯カッタと
を有し、
前記丸歯カッタにより脊柱近傍のブロック肉を２方向からＶ字状に切断し、ブロック肉から脊柱を除去するようにしたことを特徴とする脊柱除去装置。
【請求項４】
少なくとも一部の脊柱を有するブロック肉にレーザ光を照射するレーザ発振器と、
前記ブロック肉に照射されたレーザ光を検出することにより前記ブロック肉における脊柱の位置および形状を検出するＣＣＤカメラと、
前記ＣＣＤカメラが検出した画像データから脊柱の位置および形状を演算する制御手段と、
前記制御手段からの制御信号により姿勢をそれぞれ３次元的に制御される１対のロボットと、
前記各ロボットに支持されており、回転駆動される丸歯カッタと
を有し、
前記１対の丸歯カッタにより脊柱近傍のブロック肉を２方向からＶ字状に切断し、ブロック肉から脊柱を除去するようにしたことを特徴とする脊柱除去装置。
【請求項５】
前記Ｖ字状は、１８０°未満の角度とされていることを特徴とする請求項３または請求項４に記載の脊柱除去装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、牛、豚、馬、羊などの動物を縦方向に切断した動物半身体を分断したブロック肉から脊柱を除去する脊柱除去方法および脊柱除去装置に係り、特に、肉の除去量を可及的に減少して脊柱を除去するようにした脊柱除去方法および脊柱除去装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
屠殺された牛、豚、羊などの動物は、食用に供されるために脊柱を２分割するようにして縦方向に切断されて２つの動物半身体とされる。ついで、肩ロース部位、ロース・バラ肉部位および大腿部位の３部分に分割するため脊柱を含む動物半身体を脊柱の長手方向に３分割し、３つのブロック肉を形成する。その後、各ブロック肉から脊柱、あばら骨、その他の骨を除去するのであるが、従来、丸歯カッタにより脊柱と平行に肉を切断して脊柱を除去するようにしていた（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開平５−１５３９０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、前述したように動物半身体から３つのブロック肉を形成するために脊柱をその長手方向に沿って３分割すると、分断された脊柱は応力が除去されたような状態になるため、複雑にねじれたりすることがある。
【０００５】
しかしながら、前述した特許文献１に記載の脊柱除去装置は、脊柱に平行というより単純に直線的に肉および骨を切断して脊柱を除去するものであるためねじれた脊柱を完全に除去するためには脊柱から大きく離間した部位の肉を切断しなければならず、肉の量的な歩留りが悪かった。
【０００６】
このため、我が国においては、熟練工が手作業により脊柱を除去するのが現状であり、脊柱を時間的に効率よく除去することができなかった。
【０００７】
そこで、本発明は、前述した点に鑑み、肉の量的な歩留りをよく、しかも時間的にも効率よくブロック肉から脊柱を除去する脊柱除去方法および脊柱除去装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前述した目的を達成するため、請求項１に係る本発明の脊柱除去方法の特徴は、少なくとも一部の脊柱を有するブロック肉における脊柱の位置および形状を検出し、検出された脊柱の位置および形状についてのデータに基づきカッタの姿勢を３次元的に制御して脊柱近傍のブロック肉を２方向からＶ字状に切断し、ブロック肉から脊柱を除去するようにした点にある。そして、このような構成を採用したことにより、最低限の肉とともに脊柱を確実に除去することができる。
【０００９】
請求項３に係る本発明の脊柱除去装置の特徴は、少なくとも一部の脊柱を有するブロック肉にレーザ光を照射するレーザ発振器と、前記ブロック肉に照射されたレーザ光を検出することにより前記ブロック肉における脊柱の位置および形状を検出するＣＣＤカメラと、前記ＣＣＤカメラが検出した画像データから脊柱の位置および形状を演算する制御手段と、前記制御手段からの制御信号により姿勢を３次元的に制御されるロボットと、前記ロボットに支持されており、回転駆動される丸歯カッタとを有し、前記丸歯カッタにより脊柱近傍のブロック肉を２方向からＶ字状に切断し、ブロック肉から脊柱を除去するようにした点にある。そして、このような構成を採用したことにより、１枚の丸歯カッタが２方向から肉をＶ字状に切断して最低限の肉とともに脊柱を確実に除去することができる。
【００１０】
請求項４に係る本発明の脊柱除去装置の特徴は、少なくとも一部の脊柱を有するブロック肉にレーザ光を照射するレーザ発振器と、前記ブロック肉に照射されたレーザ光を検出することにより前記ブロック肉における脊柱の位置および形状を検出するＣＣＤカメラと、前記ＣＣＤカメラが検出した画像データから脊柱の位置および形状を演算する制御手段と、前記制御手段からの制御信号により姿勢をそれぞれ３次元的に制御される１対のロボットと、前記各ロボットに支持されており、回転駆動される丸歯カッタとを有し、前記１対の丸歯カッタにより脊柱近傍の動物半身体を２方向からＶ字状に切断し、ブロック肉から脊柱を除去するようにした点にある。そして、このような構成を採用したことにより、２枚の丸歯カッタがそれぞれ別の方向からほぼ同時に肉をＶ字状に切断して最低限の肉とともに脊柱を確実に除去することができる。
【００１１】
さらに、前記Ｖ字状は、１８０°未満における任意の角度とされている。
【発明の効果】
【００１２】
以上説明したように本発明に係る脊柱除去方法および脊柱除去装置によれば、肉の量的な歩留りをよく、しかも時間的にも効率よくブロック肉から脊柱を除去することができる。
【００１３】
特に、２つの丸歯カッタを使用すれば、両丸歯カッタの歯先が接触しないように多少位置をずらして肉を切断することによりさらに時間的効率よくブロック肉から脊柱を除去することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
図１ないし図３は本発明に係る脊柱除去装置の実施形態を示すものであり、本実施形態の脊柱除去装置１は、各種機器を搭載している架台２を有している。この架台２には、路面に沿って移動するための複数の車輪３，３…と、架台３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４，４…とが設けられている。
【００１５】
前記架台２上には、この脊柱除去装置１のすべての制御を司る制御手段たるＣＰＵのような制御部５が配設されている。また、前記架台２の上下方向におけるほぼ中央位置には、ベルトコンベア６が配設されており、このベルトコンベア６のコンベアベルト７はモータ７Ａの駆動により水平方向にブロック肉Ｂを搬送するようになっている。また、前記コンベアベルト７の表面には、ブロック肉Ｂがベルトコンベア７上においてずれないようにブロック肉Ｂを刺して固定するための複数のピン８，８…が突設されている。このモータ７Ａは前記制御部５と接続されている。
【００１６】
前記ベルトコンベア７における図２の右端は、載置部７ａとされており、この載置部７ａには適宜の手段によりブロック肉Ｂが載置されるようになっている。また、この載置部７ａの一側の架台２には、ガイド壁９が取付けられており、前記載置部７ａにおける前記ベルトコンベア７の下流側の前記ガイド壁９には、ベルトコンベア７上を搬送されるブロック肉Ｂを検出するフォトセンサのようなセンサ１０が配設されている。このセンサ１０は前記制御部５に接続されている。
【００１７】
前記コンベアベルト７の搬送方向における前記載置部７ａより下流側には、前記架台２に取付けられた１対の側壁１１，１１が配設されている。また、前記コンベアベルト７の上方において前記両側壁１１，１１間には、フレーム１２が橋架されており、前記ベルトコンベア７の上流側のフレーム１２には、この下方のベルトコンベア７に向けてレーザ光を照射する１対のレーザ発振器１３，１３が支持されている。これらのレーザ発振器１３は前記ベルトコンベア７の幅方向における一側寄りに配設されているが、これは、ブロック肉Ｂの脊柱がベルトコンベア７の幅方向における一側寄りに位置するからである。
【００１８】
なお、この部位のコンベアベルト７は検出部７ｂとされている。また、各レーザ発振器１３は前記制御部５に接続されている。
【００１９】
前記コンベアベルト７の搬送方向における下流側の前記フレーム１２に隣接する部位の前記両側壁１１，１１には、梁１４が橋架されている。この梁１４には、前記各レーザ発振器１３が前記ブロック肉Ｂに照射されたレーザ光を検出することにより前記ブロック肉Ｂにおける脊柱の位置および形状を検出するＣＣＤカメラ１５が前記ベルトコンベア７の幅方向における一側寄りに支持されている。このＣＣＤカメラ１５は前記制御部５に接続されており、この制御部５は、前記ＣＣＤカメラ１５が検出した前記ブロック肉Ｂにおける脊柱の位置および形状の画像データを演算するとともに、演算して得られたブロック肉Ｂにおける脊柱の位置および形状から最良の切断位置をさらに演算するようになっている。
【００２０】
なお、前記梁１４には、前記ＣＣＤカメラ１５を切削屑から保護する邪魔板１６が傾斜状に取付けられている。
【００２１】
前記コンベアベルト７の搬送方向における前記検出部７ｂより下流側は、切断部７ｃとされており、この部位のベルトコンベア７の側方には、６軸多関節ロボット１７が配設されている。この６軸多関節ロボット１７は、図１に詳示するように、第１基体１８を有しており、この第１基体１８には、鉛直方向軸１９を介して回動可能とされている第２基体２０が支持されている。
【００２２】
前記第２基体２０には、水平方向軸２１を介して上方に延在する第１アーム２２の基端部が揺動自在に支持されている。
【００２３】
前記第１アーム２２の先端部には、前記水平方向軸２１と平行な水平方向軸２３を介して第３基体２４が揺動自在に支持されている。
【００２４】
前記第３基体２４には、水平方向軸２５を介して第２アーム２６の基端部が回動自在に支持されている。
【００２５】
前記第２アーム２６の先端部は前記コンベアベルト７の切断部７ｃの上方に臨んでおり、この第２アーム２６の先端部には、前記水平方向軸２３と平行な水平方向軸２７を介して第３アーム２８が回動自在に支持されている。
【００２６】
前記第３アーム２８の先端部には、前記水平方向軸２７と直交する水平方向軸２９を介して丸歯カッタ３０のカッタ本体３１が垂設されている。
【００２７】
前記第２基体２０、第１アーム２２、第３基体２４、第２アーム２６、第３アーム２８および丸歯カッタ３０のカッタ本体３１は図示しない駆動手段が前記制御部５の制御信号により駆動されることによりそれぞれ独立して移動され、この結果、前記カッタ本体３１は、３次元的に姿勢を制御されることになる。
【００２８】
なお、前記各軸１９，２１，２３，２５，２７，２９は、便宜上中心線をもって表示してある。
【００２９】
前記丸歯カッタ３０のカッタ本体３１にはモータ３２が固定されており、このモータ３２の出力軸３３には、外周に鋸歯が連設された円盤状の丸歯本体３４が支持されている。前記モータ３２は、前記制御部５に接続されている。
【００３０】
前記一方の側壁１１には、前記制御部５と接続されており脊柱の切断状態を映し出すモニタ３５が配設されており、このモニタ３５はタッチパネル式の操作パネルを兼ねている。
【００３１】
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。
【００３２】
まず、図４および図５に示すように、ベルトコンベア６のコンベアベルト７の載置部７ａにブロック肉Ｂを載置する。このブロック肉Ｂには、脊柱Ｃ、複数本の肋骨Ｒ、胸椎Ｖが含まれている。
【００３３】
ブロック肉Ｂをセンサ１０が検知すると、このセンサ１０の検知信号が制御部５に入力され、制御部５が駆動信号をモータ７Ａに出力し、コンベアベルト７が図４に矢印で示す方向に走行し始める。すると、各レーザ発振器１３からレーザ光がブロック肉Ｂを部分的に照射する。一方、ＣＣＤカメラ１５がレーザ光を照射されている部位のブロック肉Ｂの画像を取り込む。このブロック肉Ｂの画像データは順次制御部５に入力される。
【００３４】
すると、前記制御部５は、前記ブロック肉Ｂにおける脊柱の位置および形状の画像データを演算するとともに、演算して得られたブロック肉Ｂにおける脊柱の位置および形状から最良の切断位置をさらに演算するようになっている。
【００３５】
このようにして制御部５がＣＣＤカメラ１５から送られてきたブロック肉Ｂの全ての画像データについての演算を終了したら、制御部５は、コンベアベルト７上のブロック肉Ｂが所定の位置に到達した時点でコンベアベルト７を停止させた上で、６軸多関節ロボット１７に制御信号を出力して、丸歯カッタ３０の丸歯本体３４の姿勢を停止中のブロック肉Ｂの脊柱Ｃの位置および形状に沿うように制御しつつ、モータ３２を駆動して、図６に示すように、各胸椎Ｖと脊柱Ｃとを分離するように切断する。
【００３６】
このようにしてブロック肉Ｂの一側からの切断が終了したら、６軸多関節ロボット１７に制御信号を出力して丸歯カッタ３０の丸歯本体３４をブロック肉Ｂの反対側に位置させる。そして、６軸多関節ロボット１７に制御信号を出力して、丸歯カッタ３０の丸歯本体３４により停止中のブロック肉Ｂをこれまでの反対側の肋骨Ｒ側から再度切断し、各肋骨Ｒと脊柱Ｃとを分離する。
【００３７】
このようにして図９Ａに示すように、ブロック肉Ｂをその脊柱Ｃの近傍において両方向から切断線の先端同士を完全に一致させるようにしてＶ字状に切断することにより、図９Ｂに示すように、脊柱Ｃをブロック肉Ｂから分離することができる。
【００３８】
なお、前述した脊柱Ｃの近傍とは、脊柱Ｃのごく近傍において各肋骨Ｒおよび各胸椎Ｖを切断することを意味するが、脊柱Ｃの位置によっては、脊柱Ｃ自体をごく一部切断する場合も含まれる。
【００３９】
脊柱Ｃを除去されたブロック肉Ｂは、ベルトコンベア６のコンベアベルト７からつぎの処理場に移動される。
【００４０】
以上説明したように本実施形態の脊柱除去装置１によれば、ＣＣＤカメラ１５がブロック肉Ｂにおける脊柱Ｃの位置および形状を画像データとして取り込み、この画像データを制御部５が演算して、脊柱５を完全にしかも余分な肉の除去を可及的に減少してブロック肉Ｂを切断しうるように歯カッタ３０の丸歯本体３４の位置および傾斜角度を６軸多関節ロボット１７により制御するので、自動的に脊柱Ｃを除去することができる。
【００４１】
したがって、肉の量的な歩留りをよく、しかも時間的にも効率よくブロック肉から脊柱を除去することができる。しかも、作業者には熟練性を要求されず、誰にでも同様の作業を行うことができる。
【実施例】
【００４２】
前述した２回にわたって完全なＶ字状にブロック肉Ｂを切断して脊柱Ｃを分離する際のＶ字状は１８０°未満の任意の角度とされているが、牛肉における具体的な角度および切断深さの具体的数値が図１０に示されている。
【００４３】
図１０Ａは、ブロック肉Ｂにおける切断開始位置の具体例を示すものであり、半割りされた脊柱の髄の中心から１５０ｍｍ以内の距離が好ましい。
【００４４】
図１０Ｂは、ブロック肉Ｂの表面からの切込み深さの具体例を示すものであり、切込み深さは肉の表面から１０〜１５０ｍｍの範囲が好ましい。
【００４５】
図１０Ｃは、切断角度を示すものであり、棘突起がある胸椎Ｖ側において肉の表面から最小３°、肋骨Ｒ側において肉の表面から最小１０°（胸椎Ｖ側から１７０°）の範囲が特に好ましい。
【００４６】
また、豚肉における具体的な角度および切断深さの具体的数値が図１０に示されている。
【００４７】
図１１Ａは、ブロック肉Ｂにおける切断開始位置の具体例を示すものであり、半割りされた脊柱の髄の中心から７０ｍｍ以内の距離が好ましい。
【００４８】
図１１Ｂは、ブロック肉Ｂの表面からの切込み深さの具体例を示すものであり、切込み深さは肉の表面から１０〜７０ｍｍの範囲が好ましい。
【００４９】
図１１Ｃは、切断角度を示すものであり、棘突起がある胸椎Ｖ側において肉の表面から最小３°、肋骨Ｒ側において肉の表面から最小１０°（胸椎Ｖ側から１７０°）の範囲が特に好ましい。
【００５０】
なお、本発明は、前述した実施の形態に限定されるものではなく、必要に応じて種々の変更が可能である。
【００５１】
前述した実施形態においては、１つの丸歯カッタによりブロック肉の脊柱を両側から２回に分けてＶ字状に切断するように説明したが、２つの丸歯カッタを使用して、両丸歯カッタの歯先が接触しないように多少位置をずらしてブロック肉を切断することによりさらに時間的効率よくブロック肉から脊柱を除去することができる。
【００５２】
また、前述した実施形態においては、コンベアベルト上にブロック肉を載置して、このブロック肉を移動させながらＣＣＤカメラにより脊柱の位置や形状を検出したり、丸歯カッタにより脊柱の除去を行うように説明したが、ブロック肉を移動させることなく、ＣＣＤカメラや丸歯カッタを移動させて脊柱の位置や形状の検出や脊柱の除去を行うようにしてもよい。
【００５３】
さらに、前述した実施形態においては、ロース・バラ肉部位のブロック肉について説明したが、肩ロース部位あるいは大腿部位のブロック肉についても同様に脊柱を良好に除去することができる。
【００５４】
さらにまた、ブロック肉を吊して移動させつつ脊柱を除去することも可能である。
【００５５】
また、６軸多関節ロボットにレーザ発振器ならびにＣＣＤカメラを搭載して、ブロック肉の脊柱の画像データを作成することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明に係る脊柱除去装置の実施形態を示す斜視図
【図２】図１の正面図
【図３】図１の平面図
【図４】図１の脊柱除去装置における脊柱の位置および形状の検出を行う状態を示す平面図
【図５】図４の右側面図
【図６】図１の脊柱除去装置における切断状態を示す平面図
【図７】図６の平面図
【図８】図６の左側面図
【図９】Ａ，Ｂはブロック肉のＶ字状切断の状態を示した説明図
【図１０】Ａ，Ｂ，Ｃは牛肉における好ましい切断条件を示す説明図
【図１１】Ａ，Ｂ，Ｃは豚肉における好ましい切断条件を示す説明図
【符号の説明】
【００５７】
１  脊柱除去装置
５  制御部
６  ベルトコンベア
７  コンベアベルト
８  ピン
１０  センサ
１３  レーザ発振器
１５  ＣＣＤカメラ
１７  ６軸多関節ロボット
３０  丸歯カッタ
３２  モータ
３４  丸歯本体
３５  モニタ
【図１】
2005304314.tif 000003
【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】
2005304314.tif 000010
【図９】
2005304314.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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