(57)【要約】【課題】枝肉の大分割工程で、枝肉の固体差に対応して肋骨等骨部の切断を回避し、滑らかな切断面を形成して骨屑及び肉屑の発生を抑え、切断後の肉部の品質低下を防止する。【解決手段】枝肉分割装置１０は、前中躯体分割部Ａ及び中後躯体分割部Ｂがレール１２に沿って直列配置されている。レール１２を移動するギャンブレル１４に左右一対の枝肉ＷＲ及びＷＬが懸垂され、前中躯体分割部Ａで、レーザポインタ２０によって胸骨ｋの位置にある第１切断点ｄ、ｇ及び肋骨ｒ間の背骨部位の第２切断点ｅ、ｆを検出し、これら切断点を通る前中躯切断線ｂ、ｕに沿って前躯体Ｃを切断する。次に、中後躯体分割部Ｂで枝肉ＷＲ、ＷＬの切断面ｎを撮像し、これを画像処理して背骨ｓのもも側最先端関節部の第３切断点ｈ、ｉを検出し、第３切断点ｈ、ｉを通る中後躯切断線ｃ，ｖに沿って中躯体Ｄを切断する。【選択図】図１
2013031916.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
背骨に沿って左右に２分割された家畜屠体の枝肉をもも側足首を介し懸垂装置で懸垂した状態で前躯体、中躯体及び後躯体に分割する枝肉の分割方法において、
頭部側から数えて４番目と５番目の肋骨間又は５番目と６番目の肋骨間にある背骨部位
を第２切断点とし、第２切断点から胸骨側に向かって肋骨間を通り、肋骨先端から胸骨部位に交わる水平線と、第２切断点から背側輪郭へ向かう水平線とを前中躯体切断線とすると共に、前中躯体切断線が胸骨部位と交わる点を第１切断点とし、第１切断点から第２切断点に向かって前中躯体切断線に沿って前駆体を中躯体から切断する前中躯体分割工程と、
背骨のもも側最先端関節部に第３切断点を設定し、寛骨を中躯体側に避けながら該第３切断点を通る中後躯切断線に沿って中躯体を後躯体から切断する中後躯体分割工程とからなり、
前記前中躯切断線及び前記中後躯切断線を枝肉毎に位置決めするようにしたことを特徴とする枝肉の分割方法。
【請求項２】
前記前中躯体分割工程が、
前記胸骨部位及び前記背骨部位を回転丸刃で切断する第１切断ステップと、該第１切断ステップの後で、多関節アームに装着されたナイフ状切断刃によって残りの肉部を前記前中躯切断線に沿い切断する第２切断ステップとからなることを特徴とする請求項１に記載の枝肉の分割方法。
【請求項３】
前記前中躯体分割工程において、
青色の可視光線を枝肉切断面に照射して肋骨領域を励起発光させ、青色以下の短波長の可視光線をカットし、赤色から緑色の長波長の可視光線のみを撮像装置に入光させ、肋骨領域を該撮像装置で撮像する第１撮像ステップと、
特定波長の可視光線を除かない白色可視光線を枝肉切断面に照射して枝肉切断面を撮像装置で撮像する第２撮像ステップと、
前記第１撮像ステップ及び前記第２撮像ステップで撮像した画像から、肋骨領域及びカタ高さを検出する枝肉検出ステップと、
前記肋骨領域の最も下に位置する肋骨を頭部側から２番目の肋骨と仮設定し、該２番目の肋骨からＮ番目の肋骨を検出する仮設定ステップと、
過去の計測値から、肋骨領域の下端を基準とし、（Ｎ−１）番目の肋骨とＮ番目の肋骨の境界を示す第１の閾値と、カタの高さを基準とし、（Ｎ−１）番目の肋骨とＮ番目の肋骨の境界を示す第２の閾値と、肋骨領域の下端を基準にし、Ｎ番目の肋骨と（Ｎ＋１）番目の肋骨との境界を示す第３の閾値とを求める閾値設定ステップと、
前記仮設定ステップで検出したＮ番目の肋骨が、第１の閾値及び第２の閾値の平均値より下方に位置するとき、該Ｎ番目の肋骨の直上の肋骨をＮ番目の肋骨とみなす第１修正ステップと、
前記仮設定ステップで検出したＮ番目の肋骨が、第３の閾値より上方に位置するとき、該Ｎ番目の肋骨の直下の肋骨をＮ番目の肋骨とする第２修正ステップと、
左右に２分割された枝肉の肋骨領域の中心と前記第１の閾値との高さの差を比較し、該差が小さい方の枝肉で得られた肋骨の検出結果を採用する選択ステップとを行うことを特徴とする請求項１又は２に記載の枝肉の分割方法。
【請求項４】
前記中後躯体分割工程が、
枝肉の切断面を撮像する撮像ステップと、撮像した画像から前記第３切断点を検出する検出ステップと、検出した第３切断点を通る前記中後躯切断線に沿って後躯体から中躯体を切断する切断ステップと、からなることを特徴とする請求項１に記載の枝肉の分割方法。
【請求項５】
前記検出ステップが、撮像した画像の画像情報から背骨の関節部を検出する第１ステップと、撮像した画像から背骨の輪郭の変曲点を検出する第２ステップと、前記変曲点に最も近い背骨の関節部を選定し、該関節部の位置を前記第３切断点とする第３ステップとからなることを特徴とする請求項４に記載の枝肉の分割方法。
【請求項６】
背骨に沿って左右に２分割された家畜屠体の枝肉をもも側足首を介し懸垂する懸垂装置と、該懸垂装置で懸垂された枝肉を前躯体、中躯体及び後躯体に分割する切断装置とを備えた枝肉の分割装置において、
前躯体と中躯体とを分割する前中躯体分割部と、中躯体と後躯体とを分割する中後躯体分割部と、前記懸垂装置で懸垂された枝肉を前中躯体分割部及び中後躯体分割部を通り、かつ前中躯体分割部及び中後躯体分割部で一時停止させる搬送装置と、前中躯体分割部及び中後躯体分割部で枝肉の切断部位を教示する切断部位教示装置と、該切断部位教示装置から教示された切断部位に基づいて、前記切断装置の切断刃の動作を制御するコントローラと、を備え、
前記コントローラは、頭部側から数えて４番目と５番目の肋骨間又は５番目と６番目の肋骨間にある背骨部位を第２切断点とし、該第２切断点から胸骨側に向かって肋骨間を通り、肋骨先端から胸骨部位に交わる水平線と、第２切断点から背側輪郭へ向かう水平線とを前中躯体切断線とすると共に、前中躯体切断線が胸骨部位と交わる点を第１切断点とし、第１切断点から第２切断点に向かって前中躯体切断線に沿って前駆体を中躯体から切断し、背骨のもも側最先端関節部に第３切断点を設定し、寛骨を中躯体側に避けながら該第３切断点を通る中後躯切断線に沿って中躯体を後躯体から切断するように制御するものであることを特徴とする枝肉の分割装置。
【請求項７】
前記前中躯体分割部において、前記切断装置は、回転丸刃を備えた第１切断装置と、ナイフ状切断刃が装着された多関節アームを備えた第２切断装置とで構成され、
前記胸骨部位及び前記背骨部位を前記回転丸刃で切断した後、残りの肉部を前記前中躯体切断線に沿って前記ナイフ状切断刃で切断するように構成したことを特徴とする請求項６に記載の枝肉の分割装置。
【請求項８】
前記前中躯体分割部において、前記切断部位教示装置は、切断部位に向けてレーザ光を照射するレーザポインタと、該レーザポインタが装着され、レーザポインタを二次元方向任意位置に移動可能にするドラフタとで構成され、レーザ光が前記第１切断点及び第２切断点を照射したときのドラフタの位置情報を前記コントローラに入力するものであることを特徴とする請求項６又は７に記載の枝肉の分割装置。
【請求項９】
前記前中躯体分割部において、前記切断部位教示装置は、枝肉の切断面を撮像する撮像装置と、該撮像装置で撮像された画像を表示し、タッチパネル機能で前記第１切断点及び第２切断点の位置情報を前記コントローラに入力する表示装置とで構成されていることを特徴とする請求項６又は７に記載の枝肉の分割装置。
【請求項１０】
前記前中躯体分割部において、前記切断部位教示装置は、枝肉の切断面を撮像する撮像装置と、枝肉切断面の肋骨領域に青色の可視光線を照射する青色光照射灯と、枝肉切断面に特定波長の可視光線を除かない白色可視光線を照射する白色光照射灯と、前記撮像装置に設けられ、青色以下の短波長の可視光線をカットし、緑色以上の長波長の可視光線のみを該撮像装置に入光させるロングパスフィルタとを備え、
前記コントローラは、青色の可視光線を肋骨領域に照射し、赤色から緑色の長波長の可視光線のみで撮像した画像と、特定波長の可視光線を除かない白色可視光線を枝肉切断面に照射して撮像した画像とから、肋骨領域及びカタ高さを検出する画像処理装置と、検出した肋骨領域及びカタ高さから頭部側からＮ番目の肋骨を求める演算手段とを備えていることを特徴とする請求項６又は７に記載の枝肉の分割装置。
【請求項１１】
前記中後躯体分割部において、前記切断部位教示装置は、枝肉の切断面を撮像する撮像装置と、該撮像装置で撮像された画像の画像情報から背骨のもも側最先端関節部を検出する画像処理装置とで構成されていることを特徴とする請求項６に記載の枝肉の分割装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、牛、豚、羊等の家畜屠体を背骨に沿って左右に２分割した枝肉を、前躯体、中躯体及び後躯体に３分割する方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
図２７は豚屠体の大分割ラインを示す説明図である。牛、豚、羊等、家畜屠体の解体は、まず、温熱雰囲気で頭部、前足首イ１及び後足首ハ１の切断、内蔵摘出等の一次解体処理を行なう。次に、家畜屠体をギャンブレル（股鉤）にもも側足首を介して懸垂し、背側から背骨の真ん中を左右に２分割する。その後、うで・かた部イ（前躯体）、ロース・ばら部ロ（中躯体）及びもも部ハ（後躯体）に大分割する。
【０００３】
大分割工程では、機械による自動化技術が開発されてきているが、丸刃やバンドソーを用いた分割を行なうのが主流である。しかし、これらの切断装置を用いた方法では、骨の位置や屠体の形状に応じて、切断位置を調整できないため、前躯体と中躯体の分割の際に、肋骨の切断を回避することが困難であった。また、オペレータが手作業で行なう場合、安全性に問題がある。さらに、家畜屠体の固体差に応じた切断動作ができず、骨を不必要に切断し、骨屑を発生させ、また滑らかな切断面を形成できないという問題がある。また、丸刃を用いた場合、肉屑や骨屑が発生し、切断後の肉部の品質低下が起こる。
【０００４】
特許文献１には、特殊な形状をした切断刃を装備した枝肉分割装置が開示されている。この切断刃は回転軸に取り付けられ、刃体が刃先から外周側及び内周側に広がる楔形をなし、外周側に第１の切刃が形成され、内周側に第２の切刃が形成されている。そして、もも側足首を介して懸垂された枝肉に対し、切断刃を水平面内で回転させ、第１の切刃で肉部を切断し、第２の切刃で骨部を切断するようにしている。また、円筒カムが切断刃の回転軸の周囲に設けられ、切断刃と一体のカムフォロワが、該円筒カムの高低差を設けた上面に当接し、家畜屠体の肋骨の湾曲状態に応じて、切断刃が肋骨間隙間を通るように、切断刃を上下動させる構成としている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平２−３１６３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
枝肉の大きさ、形状には固体差がある。特許文献１に開示された装置で、この固体差に応じて切断線の位置を調整するためには、枝肉１頭毎に形状の異なる円筒カムに交換する必要がある。このような作業は、大分割工程の作業効率を極端に低下させるので、事実上困難である。そのため、切断刃で枝肉の肋骨を切断することになり、骨屑が発生して切断後の肉部の品質低下が起こるという問題が依然として残る。
【０００７】
本発明は、かかる従来技術の課題に鑑み、枝肉の大分割工程で、枝肉の固体差に対応して肋骨等骨部の切断を回避し、かつ回転丸刃やバンドソー等の使用を極力なくし、滑らかな切断面を形成することにより、骨屑及び肉屑の発生を抑え、切断後の肉部の品質低下を防止することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
かかる目的を達成するため、本発明の枝肉の分割方法は、背骨に沿って左右に２分割された家畜屠体の枝肉をもも側足首を介し懸垂装置で懸垂した状態で前躯体、中躯体及び後躯体に分割する枝肉の分割方法において、頭部側から数えて４番目と５番目の肋骨間又は５番目と６番目の肋骨間にある背骨部位を第２切断点とし、第２切断点から胸骨側に向かって肋骨間を通り、肋骨先端から胸骨部位に交わる水平線と、第２切断点から背側輪郭へ向かう水平線とを前中躯体切断線とすると共に、前中躯体切断線が胸骨部位と交わる点を第１切断点とし、第１切断点から第２切断点に向かって前中躯体切断線に沿って前駆体を中躯体から切断する前中躯体分割工程と、背骨のもも側最先端関節部に第３切断点を設定し、寛骨を中躯体側に避けながら第３切断点を通る中後躯切断線に沿って中躯体を後躯体から切断する中後躯体分割工程とからなるものである。
【０００９】
前中躯体分割工程では、頭部側から数えて４番目と５番目の肋骨間又は５番目と６番目の肋骨間にある背骨部位を第２切断点とし、この第２切断点から肋骨間を通る前中躯体切断線を設定することで、肋骨の切断をなくし、骨屑の発生をなくすことができる。また、滑らかな切断面を形成でき、肉屑の発生を抑え、切断後の肉部の品質低下を防止できる。
【００１０】
また、中後躯体分割時に、背骨のもも側最先端関節部を第３切断点とすることで、切断点の特定が容易になる。また、第３切断点を通る中後躯切断線を設定することで、寛骨の切断を回避でき、骨部の切断を最小限に抑えることができる。また、前中躯切断線及び中後躯切断線を枝肉毎に位置決めすることで、枝肉に固体差があっても、またギャンブレルへの吊り下げ時の高さに誤差があっても、肋骨や寛骨の切断を回避でき、骨屑の発生を最小限に抑えることができる。そのため、切断後の肉部の品質劣化を抑えることができる。
【００１１】
本発明方法において、前中躯体分割工程が、胸骨部位及び背骨部位を回転丸刃で切断する第１切断ステップと、第１切断ステップの後で、多関節アームに装着されたナイフ状切断刃によって前中躯切断線に沿い残りの肉部を切断する第２切断ステップとからなるものであるとよい。このように、回転丸刃を骨部の切断のみに用い、肉部の切断にはナイフ状切断刃を用いることで、肉部の切断面を滑らかな面とし、肉屑の発生を最小限に抑えることができる。これによって、切断後の肉部の品質劣化を抑えることができる。
【００１２】
前中躯体分割工程において、青色の可視光線（以下「青色光」と言う。）を枝肉切断面に照射して肋骨領域を励起発光させ、青色以下の短波長の可視光線をカットし、赤色から緑色の長波長の可視光線（以下「長波長光」と言う。）のみを撮像装置に入光させ、肋骨領域を該撮像装置で撮像する第１撮像ステップと、特定波長の可視光線を除かない白色可視光線（以下「白色光」と言う。）を枝肉切断面に照射して枝肉切断面を撮像装置で撮像する第２撮像ステップと、第１撮像ステップ及び第２撮像ステップで撮像した画像から、肋骨領域及びカタ高さを検出する枝肉検出ステップと、肋骨領域の最も下に位置する肋骨を頭部側から２番目の肋骨と仮設定し、該２番目の肋骨からＮ番目の肋骨を検出する仮設定ステップと、過去の計測値から、肋骨領域の下端を基準とし、（Ｎ−１）番目の肋骨とＮ番目の肋骨の境界を示す第１の閾値と、カタの高さを基準とし、（Ｎ−１）番目の肋骨とＮ番目の肋骨の境界を示す第２の閾値と、肋骨領域の下端を基準にし、Ｎ番目の肋骨と（Ｎ＋１）番目の肋骨との境界を示す第３の閾値とを求める閾値設定ステップと、仮設定ステップで検出したＮ番目の肋骨が、第１の閾値及び第２の閾値の平均値より下方に位置するとき、該Ｎ番目の肋骨の直上の肋骨をＮ番目の肋骨とみなす第１修正ステップと、仮設定ステップで検出したＮ番目の肋骨が、第３の閾値より上方に位置するとき、該Ｎ番目の肋骨の直下の肋骨をＮ番目の肋骨とする第２修正ステップと、左右に２分割された枝肉の肋骨領域の中心と第１の閾値との高さの差を比較し、この差が小さい方の枝肉で得られた肋骨の検出結果を採用する選択ステップとを行うとよい。
【００１３】
可視光線は、波長が異なる赤（波長６２０〜７８０ｎｍ）、橙色（同５９０〜６２０ｎｍ）、黄色（同５７０〜５９０ｎｍ）、緑（同４９５〜５７０ｎｍ）、青（同４５０〜４９５ｎｍ）及び紫（同３８０〜４５０ｎｍ）の可視光線で構成されている。第１撮像ステップにおいて、４５０ｎｍ〜４９５ｎｍの波長を有する青色の可視光線を用いる。また、撮像においては、４９５ｎｍを上限とし、この波長以下の短波長の可視光線及び紫外線をカットした赤色から緑色の長波長（波長４９５〜７８０ｎｍ）の可視光線で撮像するとよい。
【００１４】
青色光を肋骨領域に照射することで、肋骨に付着した肉、脂肪を励起発光させる。これを長波長光のみで撮像すると、肋骨領域のみが緑色に色付けされ、各肋骨の輪郭が鮮明に識別できる画像を得ることができる。次に、切断面に白色光を当てて撮像すると、枝肉の外郭線及び背骨部位の輪郭が鮮明な画像を得ることができる。これらの画像を用いることで、頭部側からＮ番目の肋骨を正確に検出できる。
【００１５】
Ｎ番目とは４番目又は５番目を指す。頭部側から４番目の肋骨と５番目の肋骨との間の背骨部位、又は５番目の肋骨と６番目との肋骨との間の背骨部位に第２切断点を位置決めする場合に、頭部側から４番目又は５番目の肋骨を特定する必要がある。第１撮像ステップ及び第２撮像ステップで得られた画像で、肋骨領域で最も下の肋骨は、最も頭部側に近い肋骨より２番目の肋骨であることが多いため、肋骨領域の最も下の肋骨を頭部側から２番目の肋骨と仮設定する。これから、上方へ向かってＮ番目の肋骨を検出する。
【００１６】
次に、このＮ番目の肋骨と位置と、過去の計測値から求めた第１の閾値、第２の閾値及び第３の閾値の位置とを比較し、仮設定に対する修正を加える。最後に、左右に２分割された枝肉のうち、肋骨領域の中心と第１の閾値との高さの差が小さい方の検出結果を正として採用することで、誤差を最小限に抑えるようにしている。第１撮像ステップにより、肋骨領域を鮮明に撮像でき、第２撮像ステップにより背骨部位及びカタ高さ（切断面の外郭線上の肩部の位置）を鮮明に撮像できる。こうして撮像した画像で、肋骨領域及びカタ高さを正確に検出できる。そして、正確に検出した肋骨領域及びカタ高さを基準として設定した第１の閾値、第２の閾値及び第３の閾値を用いて、仮設定した肋骨の位置を修正することで、頭部側からＮ番目の肋骨の位置を正確に求めることができる。
【００１７】
本発明方法において、中後躯体分割工程が、枝肉の切断面を撮像する撮像ステップと、撮像した画像から第３切断点を検出する検出ステップと、検出した第３切断点を通る中後躯切断線に沿って後躯体から中躯体を切断する切断ステップとからなるものであるとよい。これによって、中躯体の切断を完全自動化できると共に、前記処理ステップを個々の枝肉毎に行なうことで、大きさや重量が異なる枝肉に対して、中後躯切断線の設定を目標どおりに正確に行なうことができる。これによって、肉屑の発生を最小限に抑えることができる。
【００１８】
前記検出ステップが、撮像した画像の画像情報から背骨の関節部を検出する第１ステップと、撮像した画像から背骨の輪郭の変曲点を検出する第２ステップと、前記変曲点に最も近い背骨の関節部を選定し、該関節部の位置を第３切断点とする第３ステップとからなるものであるとよい。本発明者等は、もも側最先端関節部が背骨の輪郭がカーブする変曲点の近傍にあることを見い出した。この知見を利用し、撮影した画像から検出した背骨の関節部のうち変曲点に最も近い関節部を選定することで、もも側最先端関節部を正確に検出できることがわかった。
【００１９】
また、前記本発明方法の実施に直接使用可能な本発明の枝肉の分割装置は、背骨に沿って左右に２分割された家畜屠体の枝肉をもも側足首を介し懸垂する懸垂装置と、懸垂装置で懸垂された枝肉を前躯体、中躯体及び後躯体に分割する切断装置とを備えた枝肉の分割装置において、前躯体と中躯体とを分割する前中躯体分割部と、中躯体と後躯体とを分割する中後躯体分割部と、懸垂装置で懸垂された枝肉を前中躯体分割部及び中後躯体分割部を通り、かつ前中躯体分割部及び中後躯体分割部で一時停止させる搬送装置と、前中躯体分割部及び中後躯体分割部で枝肉の切断部位を教示する切断部位教示装置と、該切断部位教示装置から教示された切断部位に基づいて、切断装置の切断刃の動作を制御するコントローラとを備え、該コントローラは、頭部側から数えて４番目と５番目の肋骨間又は５番目と６番目の肋骨間にある背骨部位を第２切断点とし、該第２切断点から胸骨側に向かって肋骨間を通り、肋骨先端から胸骨部位に交わる水平線と、第２切断点から背側輪郭へ向かう水平線とを前中躯体切断線とすると共に、前中躯体切断線が胸骨部位と交わる点を第１切断点とし、第１切断点から第２切断点に向かって前中躯体切断線に沿って前駆体を中躯体から切断し、背骨のもも側最先端関節部に第３切断点を設定し、寛骨を中躯体側に避けながら第３切断点を通る中後躯切断線に沿って中躯体を後躯体から切断するように制御するものである。
【００２０】
本発明装置では、コントローラによって切断装置の切断刃の動作を制御し、前中躯切断線及び中後躯切断線に沿って枝肉を切断するようにしている。頭部側から数えて４番目と５番目の肋骨間又は５番目と６番目の肋骨間にある背骨部位を第２切断点とし、この第２切断点から肋骨間を通る前中躯体切断線を設定することで、肋骨の切断をなくし、骨屑の発生をなくすことができる。また、滑らかな切断面を形成でき、肉屑の発生を抑え、切断後の肉部の品質低下を防止できる。
【００２１】
また、中後躯体分割時に、背骨のもも側最先端関節部を第３切断点とすることで、中後躯切断線の設定が容易になると共に、寛骨の切断を回避でき、骨部の切断を最小限に抑えることができる。また、コントローラによって、前中躯切断線及び中後躯切断線を枝肉毎に設定することで、枝肉に固体差があっても、肋骨や寛骨の切断を回避でき、またギャンブレルへのつり下げ時の高さに誤差があっても、骨屑の発生を最小限に抑えることができる。そのため、切断後の肉部の品質劣化を抑えることができる。
【００２２】
本発明装置の前中躯体分割部において、切断装置は、回転丸刃を備えた第１切断装置と、ナイフ状切断刃が装着された多関節アームを備えた第２切断装置とで構成され、胸骨先端部位及び背骨部位を回転丸刃で切断した後、残りの肉部を前中躯体切断線に沿ってナイフ状切断刃で切断するように構成するとよい。このように、回転丸刃の使用を骨部の切断のみとし、肉部の切断にはナイフ状切断刃を用いることで、肉部の切断面を滑らかな面とし、肉屑の発生を最小限に抑えることができる。これによって、切断後の肉部の品質劣化を抑えることができる。
【００２３】
本発明装置の前中躯体分割部において、切断部位教示装置は、切断部位に向けてレーザ光を照射するレーザポインタと、該レーザポインタが装着され、レーザポインタを二次元方向任意位置に移動可能にするドラフタとで構成され、レーザ光が第１切断点及び第２切断点を照射したときのドラフタの位置情報をコントローラに入力するものであるとよい。これによって、オペレータがレーザポインタを操作し、第１切断点及び第２切断点にレーザ光を当てるだけの簡単な操作で、切断点の正確な設定が可能になる。
【００２４】
本発明装置の前中躯体分割部において、切断部位教示装置は、枝肉の切断面を撮像する撮像装置と、該撮像装置で撮像された画像を表示し、タッチパネル機能で第１切断点及び第２切断点の位置情報をコントローラに入力する表示装置とで構成されているとよい。これによって、オペレータが表示装置に表示された画像に第１切断点及び第２切断点をタッチするだけで、切断点の設定が可能になる。そのため、オペレータの作業をさらに軽減できる。
【００２５】
本発明装置の前中躯体分割部において、切断部位教示装置は、枝肉の切断面を撮像する撮像装置と、枝肉切断面の肋骨領域に青色光を照射する青色光照射灯と、枝肉切断面に白色光を照射する白色光照射灯と、前記撮像装置に設けられ、青色光以下の短波長光をカットし、緑色光以上の長波長光を該撮像装置に入光させるロングパスフィルタとを備え、コントローラは、青色光を肋骨領域に照射し、赤色から緑色の長波長光のみを入力させて撮像した画像と、白色光を枝肉切断面に照射して撮像した画像とから、肋骨領域及びカタ高さを検出する画像処理装置と、検出した肋骨領域及びカタ高さから、頭部側からＮ番目の肋骨を求める演算手段とを備えているとよい。
【００２６】
Ｎ番目とは４番目又は５番目を指す。前記構成によって、頭部側から４番目又は５番目の肋骨を正確に検出できる。従って、４番目と５番目の肋骨間の背骨部位、又は５番目と６番目の肋骨間の背骨部位に第２切断点を位置決めできる。また、これによって、前中躯体分割部における切断工程を完全自動化できる。
【００２７】
本発明装置の中後躯体分割部において、切断部位教示装置は、枝肉の切断面を撮像する撮像装置と、該撮像装置で撮像された画像の画像情報から背骨のもも側最先端関節部を検出する画像処理装置とで構成されているとよい。このように、画像処理装置によってもも側最先端関節部を自動的に検出できるので、オペレータが手を貸す必要がなく、完全自動化できる。そのため、枝肉１頭毎の切断点の設定が容易になる。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、特定の肋骨間を通る前中躯体切断線と、寛骨の切断を回避した中後躯切断線を設定できるので、肋骨の切断をなくし、骨屑の発生をなくすことができる。また、滑らかな切断面を形成でき、肉屑の発生を抑え、切断後の肉部の品質低下を防止できる。また、前中躯切断線及び中後躯切断線を枝肉毎に設定できるので、枝肉に固体差があっても、肋骨や寛骨の切断を回避でき、骨屑の発生を最小限に抑えることができる。そのため、切断後の肉部の品質劣化を抑えることができる。枝肉の大分割工程をほとんど人手によらず、機械により自動化でき、処理能力を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明を豚屠体に適用した第１実施形態に係る枝肉分割装置の全体正面図である。
【図２】前記枝肉分割装置で豚屠体の切断点を示す説明図である。
【図３】前記枝肉分割装置の制御装置のブロック線図である。
【図４】前記枝肉分割装置の前中躯体分割部の操作手順を示すフロー図である。
【図５】前記前中躯体分割部のクランプ装置を示す側面図である。
【図６】図５中のＡ―Ａ矢視図である。
【図７】図５中のＢ―Ｂ矢視図である。
【図８】前記前中躯体分割部の切断工程を示す側面図である。
【図９】図８中のＣ―Ｃ矢視図である。
【図１０】前記枝肉分割装置の中後躯体分割部の操作手順を示すフロー図である。
【図１１】前記中後躯体分割部の画像処理工程を示すフロー図である。
【図１２】前記中後躯体分割部の撮像工程を示す正面図である。
【図１３】前記中後躯体分割部の撮像工程を示す側面図である。
【図１４】図１３中のＤ―Ｄ矢視図である。
【図１５】図１３中のＥ―Ｅ矢視図である。
【図１６】前記中後躯体分割部の切断工程を示す側面図である。
【図１７】図１６中のＦ―Ｆ矢視図である。
【図１８】前記画像処理工程で画像処理された画像を示す説明図である。
【図１９】本発明の第２実施形態に係る前中躯体分割部の撮像工程を示す側面図である。
【図２０】第２実施形態に係る前中躯体分割部の撮像工程を示す正面図である。
【図２１】第２実施形態に係る枝肉分割装置の操作手順を示すフロー図である。
【図２２】本発明の第３実施形態に係る前中躯体分割部の撮像工程を示す平面図である。
【図２３】第３実施形態に係る枝肉分割装置の制御装置のブロック線図である。
【図２４】第３実施形態に係る枝肉分割装置の操作手順を示すフロー図である。
【図２５】第３実施形態に係る枝肉分割装置の画像処理手順を示すフロー図である。
【図２６】第３実施形態で作成した枝肉切断面の合成画像を示す説明図である。
【図２７】豚屠体の大分割ラインを示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
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。
【００３１】
（実施形態１）
本発明を豚屠体の大分割に適用した第１実施形態を図１〜図１８に基づいて説明する。図１は、本実施形態に係る枝肉分割装置１０の全体構成図であり、図２は、左右一対の枝肉ＷＲ及びＷＬの切断線ｂ、ｃ、ｕ、ｖを示す。図１において、枝肉分割装置１０は、前中躯体分割部Ａ及び中後躯体分割部Ｂが、枝肉の搬送路を形成するレール１２に対して、直列に配置されている。レール１２は、水平方向に配置され、前中躯体分割部Ａ及び中後躯体分割部Ｂの区画内上部領域を貫通するように配置されている。一次解体処理された豚屠体は、両もも側足首を介して1個のギャンブレル１４に懸垂される。その状態で背側から背骨の真ん中を左右に２分割される。
【００３２】
ギャンブレル１４の上端には、レール１２上を滑動するトロリ１６が取り付けられている。ギャンブレル１４は、一定時間停止した後、プッシャ１５によって一定距離ずつ矢印ａ方向に押されることで、ギャンブレル１４が断続歩進する。これによって、左右一対の枝肉ＷＲ、ＷＬは、まず、前中躯体分割部Ａに搬送され、前中躯体分割部Ａで一定時間停止して前躯体Ｃが分離される。分離された前躯体Ｃはコンベア３９上に落下し搬出される。前躯体Ｃが分離された枝肉ＷＲ、ＷＬは、中後躯体分割部Ｂに搬送され、中後躯体分割部Ｂで中躯体Ｄが分離される。分離された中躯体Ｄは、コンベア６６上に落下し搬出される。残った後躯体Ｅは、そのまま後工程に搬送される。
【００３３】
前中躯体分割部Ａには、正面側（図１中手前側）に、レーザポインタ２０を備えたドラフタ１８が設けられている。ドラフタ１８は垂直方向に配置されたガイドバー２２上を摺動可能に支持されている。ドラフタ１８にレーザポインタ２０が摺動可能に装着され、レーザポインタ２０は、２次元平面の任意の位置に移動可能であり、かつ枝肉ＷＲ、ＷＬに向けてレーザ光を照射可能に構成されている。そのため、レーザポインタ２０から照射されるレーザ光を、枝肉ＷＲ、ＷＬの任意の位置に合わせることができる。
【００３４】
前中躯体分割部Ａの正面側に、水平方向に支持バー２４及び２６が設けられている。支持バー２４及び２６間に、垂直方向に支持バー２８が架設され、支持バー２８に切断装置３０が取り付けられている。切断装置３０は、刃面が水平方向に配置された回転丸刃３２を備え、回転丸刃３２はエアシリンダ３０ａ（図８参照）によって枝肉ＷＲ、ＷＬに対し進退可能になっている。切断装置３０は支持バー２８上を摺動可能であり、支持バー２８は支持バー２４及び２６上を摺動可能であり、そのため、回転丸刃３２を枝肉ＷＲ、ＷＬの任意の位置に配置可能になっている。
【００３５】
前中躯体分割部Ａの背面側（図１中奥側）に、６軸多関節アーム３８が設けられている。図８に示すように、６軸多関節アーム３８は先端に分割ナイフ３８ａが装着され、分割ナイフ３８ａを任意の向きにかつ任意の位置に動作できる。そのため、枝肉の所望部位を所望方向に切断可能になっている。
【００３６】
また、切断装置３０で前躯体Ｃを切断するとき、枝肉ＷＲ、ＷＬを押えて固定するクランプ装置が設けられている。図５に示すように、該クランプ装置は、枝肉搬送路の正面側に設けられた前躯クランプ３４及び中躯クランプ３６と、枝肉搬送路の背面側に前躯クランプ３４とほぼ同一高さに設けられた前躯クランプ３５、及び中躯クランプ３６とほぼ同一高さに設けられた中躯クランプ３７とで構成されている。
【００３７】
中後躯体分割部Ｂには、枝肉搬送路の正面側に、水平方向に支持バー４０及び４２が設けられ、支持バー４０及び４２間に支持バー４４が架設されている。そして、支持バー４４に切断装置４６が取り付けられている。切断装置４６は、刃面が水平方向に配置された回転丸刃４８を備え、回転丸刃４８はエアシリンダ４６ａ（図１７参照）によって枝肉ＷＲ、ＷＬに対し進退可能になっている。切断装置４６は支持バー４４上を摺動可能であり、支持バー４４は支持バー４０及び４２上を摺動可能に構成されている。そのため、回転丸刃４８を枝肉ＷＲ、ＷＬの任意の位置に配置可能になっている。
【００３８】
中後躯体分割部Ｂには、支持バー５０が水平方向に配置され、両側のフレーム５２及び５４間に架設されている。支持バー５０の中央部に撮影用ライト５８が取り付けられ、撮影用ランプ５８の両側にＣＣＤカメラ５６ａ及び５６ｂが取り付けられている。支持バー４２及び５４には操作盤６０が設けられ、下部フレーム６２には、ＣＣＤカメラ５６ａ、５６ｂで撮影され、画像処理された後の画像を表示し、タッチパネル機能を有する画像表示部６４が設けられている。また、枝肉ＷＲ、ＷＬを固定するクランプ装置として、枝肉搬送路の正面側に中躯クランプ５９が設けられ、枝肉搬送路の背面側に、中躯クランプ４１及び後躯バックサポート４３（図１３〜図１７参照）が設けられている。
【００３９】
図２は、枝肉ＷＲ、ＷＬの骨格と、枝肉を前躯体Ｃ、中躯体Ｄ及び後躯体Ｅに大分割する左前中躯切断線ｂ、左中後躯切断線ｃ、右前中躯切断線ｕ及び右中後躯切断線ｖを示す。豚屠体の骨格は、背骨ｓ、肋骨ｒ、棘突起ｍ、寛骨ｊ及び胸骨ｋ等からなる。前中躯体分割部Ａで、前躯体Ｃと中躯体Ｄとを分離する左前中躯切断線ｂは、枝肉ＷＬの胸骨ｋに位置する左第１切断点ｄと、左第１切断点ｄの横方向で左第１切断点ｄの高さに対し上下に存在する肋骨ｒ間（第４肋骨と第５肋骨間又は第５肋骨と第６肋骨間）の背骨ｓの左第２切断点ｅとを通る。右前中躯切断線ｕは、枝肉ＷＲの背骨ｓの右第２切断点ｆ（胸骨kに位置する右第１切断点ｇの横方向で右第１切断点ｇの高さに対し上下に存在する肋骨ｒ間切断点）と、右第１切断点ｇとを通る。
【００４０】
また、中後躯体分割部Ｂで、中躯体Ｄと後躯体Ｅとを分離する左中後躯切断線ｃは、背骨ｓのもも側最先端関節部の左第３切断点ｈを通り、右中後躯切断線ｖは右第３切断点ｉを通る。中躯体Ｄと後躯体Ｅとを分離するとき、回転丸刃４８を正面側から背面側に向って斜め下方に進入させ、寛骨ｊの切断を回避している（図１６参照）。
【００４１】
図３は、枝肉分割装置１０の制御装置を示す。図３において、コントローラ７０は、ＣＰＵ７２と、画像処理装置７６と、画像表示部６４と、画像メモリ７４とで構成されている。プッシャ１５、前記クランプ装置の駆動装置及びＣＣＤカメラ５６ａ、５６ｂ、撮影用ライト５８の動作をＣＰＵ７２で制御する。また、レーザポインタ２０で得られた切断点ｄ、ｅ、ｆ及びｇの位置情報、及びＣＣＤカメラ５６ａ、５６ｂで撮影され、画像処理装置７６で画像処理された画像がＣＰＵ７２に入力され、画像メモリ７４に記憶される。該画像は画像表示部６４に表示される。ＣＰＵ７２は、切断点ｄ、ｅ、ｆ及びｇの位置情報及び画像処理された画像情報から得られる切断点ｈ及びｉの位置情報に基づいて、切断装置３０及び４６の動作を制御する。
【００４２】
次に、前中躯体分割部Ａで前躯体Ｃを切断する切断工程を説明する。図４にコントローラ７０による操作手順を示す。１個のギャンブレル１４に懸垂された左右一対の枝肉ＷＲ及びＷＬが前中躯体分割部Ａに搬入され停止する（Ｓ１０）。図５〜図７に示すように、正面側の前躯クランプ３４及び中躯クランプ３６と、背面側の前躯クランプ３５及び中躯クランプ３７が枝肉側に接近し、両側から枝肉ＷＲ、ＷＬを押え固定する（Ｓ１２）。前躯クランプ３４及び３５は、枝肉の両側から前躯体Ｃを押える。中躯クランプ３６及び３７は、枝肉の両側から中躯体Ｄを押える。
【００４３】
これらのクランプは枝肉搬送路に対して進退可能に構成され、かつ前躯クランプ３４及び３５は上下方向に移動可能になっている。前躯クランプ３４は１本のバーが水平方向に配置され、中躯クランプ３６は２本のバーが水平方向に配置されている。図６に示すように、前躯クランプ３７は、枝肉の搬送方向に２個の円弧状の押え板３７ａを備え、押え板３７ａで枝肉を囲むようにする。図７に示すように、前躯クランプ３５は、押え板３７ａより曲率半径が大きい２個の円弧状押え板３５ａを備えている。
【００４４】
次に、オペレータがドラフタ１８を操作し、レーザポインタ２０で切断点ｄ、ｅ、ｆ及びｇの順にレーザ光を当てる。各切断点にレーザ光を当てるたびに、各切断点専用の押しボタン２０ａを押すことで、各切断点の位置情報をコントローラ７０に送信する（Ｓ１４）。
【００４５】
図８に示すように、枝肉搬送路の正面側に設けられた切断装置３０は、エアシリンダ３０ａにより枝肉に対して進退可能に構成されている。枝肉搬送路の背面側に設けられた６軸多関節アーム３８は、先端に分割ナイフ３８ａが装着され、コントローラ７０によって、分割ナイフ３８ａを任意位置に移動可能であると共に、分割ナイフ３８ａの向きを任意方向に向けることができる。
【００４６】
前記切断点の位置情報に基づいて、コントローラ７０によって、切断装置３０の回転丸刃３２を切断点ｄ、ｅ、ｆ及びｇの順に移動させ、胸骨先端部位及び背骨部位を切断する（Ｓ１６）。このときの回転丸刃３２の移動軌跡を図９中のラインｌで示す。即ち、回転丸刃３２は、胸骨部位又は背骨部位を切断した後、一旦後退し、その後枝肉の搬送方向（矢印ａ方向）に移動し、次の切断位置で枝肉に向かって進む移動軌跡を辿る。
【００４７】
次に、コントローラ７０によって６軸多関節アーム３８を動作させ、左前中躯切断線ｂに沿い切断点ｄ、ｅ、ｆ及びｇの順に移動させ、枝肉ＷＲ、ＷＬの肉部を切断する（Ｓ１８）。この２段階の切断動作で、枝肉ＷＲ、ＷＬの前躯体Ｃを中躯体Ｄから分離させる。分離された前躯体Ｃは、コンベア３９上に落下し、コンベア３９で搬送される。次に、クランプ３４〜３７が枝肉から離れ（Ｓ２０）、その後、プッシャ１５によってギャンブレル１４が矢印ａ方向に押され、枝肉ＷＲ、ＷＬは中後躯体分割部Ｂに移動する（Ｓ２２）。
【００４８】
図１０に中後躯体分割部Ｂでのコントローラ７０による操作手順を示し、図１１に画像処理ステップ（Ｓ３８）の操作手順を示す。中後躯体分割部Ｂに移動した枝肉はそこで一時停止する（Ｓ３０）。図１２〜図１５に示すように、中後躯体分割部Ｂには、正面側に中躯体Ｄを押える中躯クランプ５９が設けられ、背面側に中躯体Ｄを押える中躯クランプ４１及び後躯体Ｅを押える後躯バックサポート４３が設けられている。枝肉ＷＲ、ＷＬが停止すると、前記クランプ５９、４１及び４３が両側から枝肉に近づき、枝肉をクランプする（Ｓ３２）。
【００４９】
正面側中躯クランプ５９は、水平方向に配置された２本のバーからなる。背面側中躯クランプ４１は、枝肉を背面側から押える２個の円弧状の押え板４１ａを備えている。後躯バックサポート４３は、水平方向に配置されたサポートバーの両端に、枝肉側に突出する後躯逃げ防止ガイド４３ａ及び４３ｂが取り付けられ、枝肉ＷＲ、ＷＬを両側から囲うようにしている。これによって、後躯体Ｅの脱落を防止している。
【００５０】
次に、撮影用ライト５８及びＣＣＤカメラ５６ａ、５６ｂを所定位置に配置し、撮影用ライト５８で枝肉ＷＲ、ＷＬを照射すると共に、ＣＣＤカメラ５６ａ、５６ｂで枝肉の切断面ｎをＷＬからＷＲの順に撮影する。撮像した画像は画像メモリ７４に保存される（Ｓ３４・Ｓ３６）。枝肉の切断面ｎは、クランプ装置で固定された状態で、正面に対し斜めに配置される。そのため、ＣＣＤカメラ５６ａ、５６ｂは、レンズが両枝肉の切断面ｎに正対するように、枝肉ＷＲ、ＷＬの両側に配置され、レンズは夫々枝肉ＷＲ、ＷＬの切断面ｎに向けられている。ＣＣＤカメラ５６ａ、５６ｂには、肉片付着防止用カバー５７ａ、５７ｂが設けられ、撮影時以外は、レンズに肉片が付着しないように、該肉片付着防止用カバーを閉じた状態としておく。
【００５１】
ＣＣＤカメラ５６ａ、５６ｂで撮影した画像は、画像処理装置７６で画像処理され（Ｓ３８）、画像処理後の画像はＣＰＵ７２に送られ、画像メモリ７４に記憶されると共に、画像表示部６４に表示される（Ｓ４０）。この画像により左第３切断点ｈ及び右第３切断点ｉを検出し、ＣＣＤカメラ５６ａ、５６ｂのレンズカバー５７ａ、５７ｂを閉じた後（Ｓ４２）、左第３切断点ｈを通る左中後躯切断線ｃ及び右第３切断点ｉを通る右中後躯切断線ｖに沿って、中躯体Ｄを切断する（Ｓ４４）。図１６及び図１７は、切断装置４６の回転丸刃４８で中躯体Ｄを切断する状態を示す。
【００５２】
以下、図１１により、画像処理ステップ（Ｓ３８）の処理手順を説明する。図１８に画像処理され、画像表示部６４に表示された切断面ｎの処理画面を示す。画像上で確実に背骨ｓの輪郭を得るために、背骨ｓの輪郭に段差があることを利用し、枝肉の下方から撮影用ライト５８によって白色光を照射し、背骨ｓの輪郭に影ができるようにした。撮影用ライト５８として、指向性が強く、反応性が良いＬＥＤ照明を使用し、これを可能にした。次に、画像のＲ―Ｇ―Ｂ成分毎の平均輝度差等を求め、背骨ｓの輪郭を抽出すると共に（Ｓ３８０）、背骨ｓの輪郭の変曲点ｏを求めた（Ｓ３８２）。
【００５３】
次に、同様の手法で変曲点ｏ近傍の関節部ｐの抽出を行う（Ｓ３８４）。該関節部ｐを抽出できたときは、関節部ｐから輪郭に対して水平線ｑを引き、水平線ｑと輪郭との交点を切断点ｈ（ｉ）とした（Ｓ３８６）。関節部ｐを抽出できなかったときは、変曲点ｏを切断点ｈ（ｉ）とした（Ｓ３８８）。こうして求めた左右枝肉ＷＲ、ＷＬの切断点ｉ及びｈの二次元座標のうち垂直方向座標（Ｙ座標）を比較し（Ｓ３９０）、その差Δｔが閾値以下であるとき、切断点ｈ（ｉ）を正しいと判定する（Ｓ３９４）。差Δｔが閾値を超えたとき、切断点ｈ（ｉ）は誤りと判定し、タッチパネル教示に切り替える。即ち、オペレータが画像表示部６４に表示された画像に切断点を示し、切断点ｈ（ｉ）を教示する（Ｓ３９２）。この教示情報に基づいて、切断装置４６が動作し、中躯体Ｄを切断する。
【００５４】
図１６及び図１７において、切断装置４６はエアシリンダ４６ａによって枝肉搬送路に対し進退自在に構成されている。このとき、切断装置４６の回転丸刃４８は、寛骨ｊの切断を避けるため、正面側から背面側に向かって斜め下方に進入するように構成されている。また、回転丸刃４８はエアシリンダ４６ｂによって回動軸４６ｃを中心に回動可能に構成されている。かかる構成によって、回転丸刃４８は、枝肉ＷＬの中躯体Ｄを切断した後、一旦後退し、次に、枝肉ＷＲ側に向きを変え、枝肉ＷＲに近づいて枝肉ＷＲの中躯体Ｄを切断した後、後退する動作を行なうことができる。
【００５５】
図１０において、画像処理（Ｓ４８）の後、画像表示部６４に、画像処理された画像及び第３切断点ｈ（ｉ）の座標が表示される（Ｓ４０）。次に、ＣＣＤカメラ５６ａ、５６ｂのレンズカバー５７ａ、５７ｂが閉じられ（Ｓ４２）、切断装置４６が動作し、切断線ｃに沿って中躯体Ｄを切断する（Ｓ４４）。次に、クランプ装置が動作し、後躯体Ｅの固定を解除する（Ｓ４６）。次に、中後躯体分割部Ｂから、枝肉ＷＲ、ＷＬの後躯体Ｅが後工程に搬出される（Ｓ４８）。
【００５６】
本実施形態によれば、前中躯体分割部Ａでは、胸骨部位の左右第１切断点ｄ、ｇ及び該左右第１切断点の横方向で該左右第１切断点の上下に存在する肋骨ｒの間に位置する背骨部位の左右第２切断点ｅ、ｆを切断点に設定し、中後躯体分割部Ｂでは、背骨ｓのもも側最先端関節部の左右第３切断点ｈ、ｉを切断点とすることで、切断点の認知と設定が容易になる。また、これらの切断点を通る左前中躯切断線ｂ、左中後躯切断線ｃ、右前中躯切断線ｕ及び右中後躯切断線ｖに沿って枝肉を切断することで、肋骨ｒ及び寛骨ｊの切断を回避でき、骨屑の発生を最小限にすることができる。そのため、切断後の肉部の品質劣化を抑えることができる。
【００５７】
さらには、枝肉１頭毎に左右第１切断点ｂ、ｇ、左右第２切断点ｅ、ｆ及び左右第３切断点ｈ、ｉを検出し直しているので、枝肉の大きさや形状に固体差があっても、またギャンブレルへの吊り下げ時の高さ方向に誤差があっても、切断精度を高く維持でき、肋骨ｒや寛骨ｊを切断するおそれはない。このことは、同一ギャンブレル１４で同時に切断処理される左右枝肉間の固体差や吊り下げ高さ誤差に対しても、同様である。
【００５８】
また、前中躯体分割部Ａで、回転丸刃３２の使用を胸骨先端部位や背骨部位のみとし、肉部の切断に分割ナイフ３８ａを用いたことで、肉部で滑らかな切断面を形成でき、肉屑や骨屑の発生を最小限に抑えることができる。これによって、切断後の肉部の劣化を抑えることができる。また、前中躯体分割部Ａで、オペレータがドラフタ１８に設けられたレーザポインタ２０を操作するだけの簡単な操作で、切断点ｄ、ｅ、ｆ及びｇの位置決めを可能にする。
【００５９】
また、中後躯体分割部Ｂでは、画像処理装置７６で左右第３切断点ｈ、ｉを自動的に検出できるので、オペレータの手を借りることなく、左右第３切断点ｈ、ｉの検出を完全自動化できる。この画像処理ステップは、背骨ｓの輪郭を抽出すると共に、背骨ｓの輪郭の変曲点ｏを求め、変曲点ｏに最も近い関節部を選定し、さらに、左右枝肉ＷＲ、ＷＬの切断点ｉ及びｈの垂直方向座標（Ｙ座標）を比較し、その差Δｔが閾値以下であるとき、切断点ｈ、ｉを正しいと判定しているので、左右第３切断点ｈ、ｉを正確に検出できる。また、画像処理により、左右第３切断点ｈ、ｉを検出できなかったときは、オペレータが画像表示部６４に表示された画像に左右第３切断点ｈ、ｉを教示するようにしているので、切断動作を中断するおそれがない。
【００６０】
また、枝肉の切断面ｎは、クランプ装置で固定された状態で、正面に対し斜めに配置される。これに対し、中後躯体分割部Ｂでは、ＣＣＤカメラ５６ａ、５６ｂのレンズが両枝肉の切断面ｎに正対するように、枝肉ＷＲ、ＷＬの両側に配置し、レンズを夫々枝肉ＷＲ、ＷＬの切断面ｎに向けているので、切断面ｎを明瞭に撮影できる。また、中後躯体分割部Ｂで、背骨の輪郭に段差があることを利用し、枝肉の下方から撮影用ランプ５８によって白色光を照射し、背骨ｓの輪郭に影ができるように撮影すると共に、撮影用ランプ５８として、指向性が強く、反応性が良いＬＥＤ照明を使用したので、画像上で確実に背骨ｓの輪郭を得ることができた。
【００６１】
（実施形態２）
次に、本発明方法及び装置の第２実施形態を図１９〜図２１に基づいて説明する。本実施形態は、第１実施形態と同様に豚屠体の大分割工程に適用したものである。図１９及び図２０は本実施形態の前中躯体分割部Ａを示す。本実施形態は、ドラフタ１８及びレーザポインタ２０の代わりに、ＣＣＤカメラ８０、撮影用ライト８２及びタッチパネル式の画像表示部８４を備えている。ＣＣＤカメラ８０及び撮影用ライト８２は、前躯体Ｃと同一の高さで枝肉ＷＲ、ＷＬの中央に配置されている。前中躯体分割部Ａのその他の構成は、第１実施形態と同一であり、中後躯体分割部Ｂの構成は第１実施形態と同一である。
【００６２】
図２１により、前中躯体分割部Ａの制御手順を説明する。枝肉ＷＲ、ＷＬが前中躯体分割部Ａに搬入され停止する（Ｓ５０）。次に、クランプ装置により枝肉ＷＲ、ＷＬを固定する（Ｓ５２）。次に、ＣＣＤカメラ８０で枝肉ＷＲ、ＷＬの切断面を撮影し、撮影した画像は画像メモリ７４に保存すると共に（Ｓ５４）、画像表示部８４に表示される（Ｓ５６）。画像表示部８４に表示された画像に対し、オペレータが切断点ｄ、ｅ、ｆ及びｇをタッチし、切断点ｄ、ｅ、ｆ及びｇの位置情報がコントローラ７０に入力される（Ｓ５８）。
【００６３】
次に、ＣＣＤカメラ８０のレンズカバー５７ａ、５７ｂが閉じられ（Ｓ６０）、その後の切断工程は、図４に示す第１実施形態と同一である。前躯体Ｃを分離した後、クランプ装置の固定が解除され（Ｓ６６）、枝肉ＷＲ、ＷＬの後躯体Ｅが後工程へ搬出される（Ｓ６８）。本実施形態によれば、切断点ｄ、ｅ、ｆ及びｇの検出をタッチパネル式としたことで、第１実施形態よりオペレータの労力を軽減できる。
【００６４】
（実施形態３）
次に、本発明の第３実施形態を図２２〜図２６に基づいて説明する。図２２は前中躯体分割部Ａを示す。前中躯体分割部Ａでクランプ等で固定された枝肉ＷR、ＷLに対面する位置にＣＣＤカメラ９０が設けられている。ＣＣＤカメラ９０の前面にロングパスフィルタ９２が設けられ、かつロングパスフィルタ９２をＣＣＤカメラ９０から着脱可能にする着脱シリンダ９２ａが設けられている。また、ＣＣＤカメラ９０の近くに白色光を照射する一対の白色照明ライト（ＬＥＤ照明）９４ａ及び９４ｂが設けられている。白色照明ライト９４ａ及び９４ｂは互いに交差する方向に向けられている。即ち、白色照明ライト９４ａは枝肉ＷＲの切断面ｎを照射するように枝肉ＷＲに向けられ、照明ライト９４ｂは枝肉ＷＬの切断面ｎを照射するように枝肉ＷＬに向けられている。
【００６５】
また、枝肉ＷＲ、ＷＬに対面する位置に青色光を照射する一対の青色照明ライト（ＬＥＤ照明）９６ａ及び９６ｂが設けられている。青色照明ライト９６ａが枝肉ＷＲの切断面ｎを照射し、青色照明ライト９６ｂが枝肉ＷＬの切断面ｎを照射する。
【００６６】
図２３に本実施形態の制御系を示す。コントローラ１００は、ＣＰＵ１０２と、前中躯体分割部Ａに設けられたＣＣＤカメラ９０で撮像した画像が入力され、該画像を加工する前駆画像処理装置１０４と、前駆画像処理装置１０４で加工された画像及び第１切断点ｄ（ｇ）、第２切断点ｅ（ｆ）等が表示される前駆画像表示部１０８と、これらが記憶される前駆画像メモリ１１２と、中後躯体分割部Ｂでの切断工程に用いられる後躯画像処理装置１０６、後躯画像表示部１１０及び後躯画像メモリ１１４とを備えている。後躯画像処理装置１０６は図３の画像処理装置７６と同一構成を有し、後躯画像表示部１１０は図３の画像表示部６４と同一構成を有し、後躯画像メモリ１１４は図３の画像メモリ７４と同一構成を有している。コントローラ１００は、前記クランプ装置の駆動装置やプッシャ１５の駆動を制御するほか、ロングパスフィルタ９２の着脱シリンダ９２ａの駆動を制御する。
【００６７】
次に、図２４〜図２６により本実施形態の切断工程を説明する。図２４において、左右一対の枝肉ＷＲ、ＷＬが前中躯体分割部Ａに搬入され停止する（Ｓ７０）。枝肉ＷＲ、ＷＬが停止したら、正面側の前駆クランプ３４、中駆クランプ３６及び背面側の前駆クランプ３５、中駆クランプ３７で両側から枝肉ＷＲ、ＷＬを押え固定する（Ｓ７２）。次に、青色照明ライト９６ａ及び９６ｂで，波長が４７０ｎｍの青色光を枝肉ＷＲ、ＷＬの肋骨領域に照射すると共に、４９５ｎｍ以下の波長光をカットするロングパスフィルタ９２をＣＣＤカメラ９０に装着する（Ｓ７４）。
【００６８】
青色光を肋骨領域に照射することで、各肋骨の周囲にある脂肪や肉の部分を励起発光させることができる。この状態の肋骨領域をロングパスフィルタ９２を通してＣＣＤカメラ９０で撮像する。ロングパスフィルタ９２から緑色から赤色の長波長光のみが透過し、ＣＣＤカメラ９０で撮像した画像は肋骨領域が緑色に着色された画像となる。この画像Ｂを前駆画像メモリ１１２に保存する（Ｓ７６）。次に、青色照明ライト９６ａ、９６ｂを消し、ロングパスフィルタ９２をＣＣＤカメラ９０から外し（Ｓ７８）、白色照明ライト９４ａ及び９４ｂを枝肉ＷＲ、ＷＬの切断面ｎに照射する（Ｓ８０）。この状態で切断面ｎをＣＣＤカメラ９０で撮像し、撮像した画像Ｗを前駆画像メモリ１１２に保存する（Ｓ８２）。
【００６９】
次に、前駆画像メモリ１０８に保存した画像Ｂ及び画像Ｗの処理工程（Ｓ８４）を図２５で説明する。図２６は、画像Ｂと画像Ｗとを合成した合成画像を示している。合成画像は、肋骨領域Ｒを画像Ｂから取り、その他の領域は画像Ｗから取って合成したものである。肋骨領域Ｒは緑色に着色されている。また、白色照明ライト９４ａから枝肉ＷＲに白色光を斜めに照射し、白色照明ライト９４ｂから枝肉ＷＬに斜めに照射しているので、背骨ｓの輪郭に沿って影ｙを形成し、これによって、背骨ｓの輪郭を鮮明に浮き出している。
【００７０】
画像処理工程８４は、頭部側から４番目の肋骨を検出するための処理工程であり、この手順を図２５により説明する。図２５において、画像Ｗから枝肉ＷＲ、ＷＬの背骨と、カタ（肩）の外形ラインｘの位置を検出すると共に（Ｓ８４０）、画像Ｂから肋骨領域Ｒの下端ｔの位置を検出する（Ｓ８４２）。さらに、合成画像で肋骨領域Ｒを抽出する（Ｓ８４４）。
【００７１】
合成画像に表される肋骨領域Ｒで認識できる一番下の肋骨は、頭部側から２番目の肋骨であることが多い。そのため、肋骨領域Ｒの一番下の肋骨ｒ２は頭部側から２番目の肋骨であると仮設定する（Ｓ８４６）。次に、肋骨ｒ２から２つ上の肋骨を４番目の肋骨ｒ４として検出する（Ｓ８４８）。ここで、３つの閾値を設定する。１つの閾値Ａ１は、肋骨領域下端ｔを基準とし、下から３本目の肋骨ｒ３と下から４本目の肋骨ｒ４との境界を示す閾値である。２つ目の閾値Ａ２は、カタ外形ラインｘを基準とし、下から３本目の肋骨ｒ３と４本目の肋骨ｒ４との境界を示す閾値である。３つ目の閾値Ｂ１は、肋骨領域下端ｔを基準とし、４本目の肋骨ｒ４と５本目の肋骨ｒ５との境界を示す閾値である。閾値Ａ１及び閾値Ｂ１は、過去の測定で収集した肋骨領域下端ｔの測定値に基づいて、肋骨領域下端ｔを独立変数とする一次関数から求めている。閾値Ａ２は、過去の測定で収集したカタ外形ラインｘの測定値からカタ外形ラインｘを独立変数とする一次関数から求めている。
【００７２】
次に、肋骨ｒ４と閾値Ａ１及びＡ２との高さを比較し（Ｓ８５０）、肋骨ｒ４が閾値Ａ１及び閾値Ａ２より下にあるとき、肋骨ｒ４の１本上の肋骨を４本目の肋骨とみなす（Ｓ８５２）。肋骨ｒ４が閾値Ａ１と閾値Ａ２との間にあるとき、肋骨ｒ４と閾値Ａ１及び閾値Ａ２の中間の閾値Ａｍ（＝（Ａ１＋Ａ２）／２）と比較し（Ｓ８５３）、肋骨ｒ４が閾値Ａｍより下にあるとき、肋骨ｒ４の１本上の肋骨を４本目の肋骨とみなす（Ｓ８５４）。
【００７３】
さらに、肋骨ｒ４と閾値Ｂ１の高さを比較し（Ｓ８５６）、肋骨ｒ４が閾値Ｂ１より上にあるとき、肋骨ｒ４より１本上の肋骨を４本目とみなす（Ｓ８５８）。次に、枝肉ＷＲ、ＷＬの肋骨重心Ｇの高さ位置と閾値Ａ１の高さ位置を比較する（Ｓ８６０）。肋骨重心Ｇとは、肋骨領域Ｒの中心であり、枝肉ＷＲ、ＷＬのうち肋骨重心Ｇと閾値Ａ１との高さ方向の距離が近いほうの枝肉の肋骨の検出結果を正とする（Ｓ８６２）。こうして、下から４本目と認定した肋骨の上辺先端から伸ばした水平線が胸骨ｋと交わる点を第１切断点ｄ、ｇとする（Ｓ８６４）。また、４本目と認定された肋骨の上辺と背骨ｓとが交わる点を第２切断点ｅ、ｆとする（Ｓ８６６）。こうして検出した第１切断点ｄ、ｇ及び第２切断点ｅ、ｆの座標を６軸多関節アーム３８に送る（Ｓ８６８）。
【００７４】
次に、図２４に戻り、画像Ｂ、Ｗ、合成画像Ｃ及び第１切断点ｄ、ｇ、第２切断点ｅ、ｆの座標を前駆画像表示部１０６に表示する（Ｓ８８）。そして、切断装置３０により、胸骨部位及び背骨部位の切断を行い（Ｓ９０）、さらに、６軸多関節アーム３８による肉部の切断を行い、枝肉ＷＲ、ＷＬから前駆体Ｃを切断する（Ｓ９２）。その後、クランプ３４〜３７によるワーク押えを解除し（Ｓ９４）、枝肉ＷＲ、ＷＬを中後躯体分割部Ｂに搬出する（Ｓ９６）。
【００７５】
本実施形態によれば、枝肉ＷＲ、ＷＬの肋骨領域に青色光を照射し、肋骨周囲の脂肪や肉部を励起発光させることで、肋骨領域Ｒを鮮明に撮像できると共に、白色光を照射して枝肉の外形や背骨ｓの輪郭を鮮明に撮像できる。これらの画像から検出した肋骨領域下端ｔ及びカタ外形ラインｘを基準とし、過去に収集した測定値から、これら基準との距離を設定した閾値Ａ１、Ａ２及びＢ１を用いて、頭部側から４番目の肋骨を正確に検出できる。こうして検出した肋骨を基点として、第１切断点ｄ、ｇ、第２切断点ｅ、ｆや前中躯体切断線ｂ、ｕを設定するので、肋骨ｒの切断を回避でき、骨屑の発生をなくすことができる。そのため、切断後の肉部の品質低下を防止できる。
【００７６】
また、白色照明ライト９４ａ及び９４ｂから照明する白色光を、夫々枝肉ＷＲ、ＷＬの切断面ｎに対して斜めに当てているので、背骨ｓの輪郭に影ｙを形成できる。そのため、背骨ｓの輪郭を鮮明に画像上に表すことができ、背骨ｓの輪郭を基点として肋骨位置を正確に検出することもできる。また、各枝肉毎に前記手順で肋骨ｒ４の検出を行うので、枝肉の固定差による後検出をなくすことができる。さらに、本実施形態によって、前中躯体切断線ｂ、ｕを設定することで、前中躯体分割部Ａでの切断ラインの設定を含めた脱骨処理を完全自動化できる。
【産業上の利用可能性】
【００７７】
本発明によれば、枝肉の大分割工程で、骨部の切断を最小限に低減し、骨屑の発生を低減でき、切断後の肉部の品質劣化を抑えることができると共に、枝肉の固体差に応じた切断が可能になる。
【符号の説明】
【００７８】
１０                                枝肉分割装置
１２                                レール
１４                                ギャンブレル
１５                                プッシャ
１６                                トロリ
１８                                ドラフタ
２０                                レーザポインタ
２０ａ                              押しボタン
２２                                ガイトバー
２４，２６，２８，４０，４２，４４，５０    支持バー
３０，４６                          切断装置
３０ａ，４６ａ，４６ｂ              エアシリンダ
３２，４８                          回転丸刃
３４，３５                          前躯クランプ
３５ａ，３７ａ，４１ａ              押え板
３６，３７，４１，５９              中躯クランプ
３８                                ６軸多関節アーム
３８ａ                              分割ナイフ
３９，６６                          コンベア
４３                                後躯バックサポート
４６ｃ                              回動軸
５２，５４                          フレーム
５６ａ，５６ｂ，８０、９０          ＣＣＤカメラ
５８，８２                          撮影用ライト
５７ａ、５７ｂ                      レンズカバー
６０                                操作盤
６２                                下部フレーム
６４，８４                          画像表示部
７０，１００                        コントローラ
７２，１０２                        ＣＰＵ
７４                                画像メモリ
７６                                画像処理装置
９２                                ロングパスフィルタ
９２ａ                            着脱シリンダ
９４ａ、９４ｂ                      白色照明ライト
９６ａ、９６ｂ                      青色照明ライト
１０４                              前駆画像処理装置
１０６                              後躯画像処理装置
１０８                              前駆画像表示部
１１０                              後躯画像表示部
１１２                              前駆画像メモリ
１１４                              後躯画像メモリ
Ａ                                  前中躯体分割部
Ａ１、Ａ２、Ｂ１                    閾値
Ｂ                                  中後躯体分割部
Ｃ                                  前躯体
Ｄ                                  中躯体
Ｇ                                  肋骨重心
Ｅ                                  後躯体
Ｒ                                  肋骨領域
ＷＲ，ＷＬ                            枝肉
ａ                                  搬送方向
ｂ                                  左前中躯切断線
ｃ                                  左中後躯切断線
ｄ                                  左第１切断点
ｇ                                  右第１切断点
ｅ                                  左第２切断点
ｆ                                  右第２切断点
ｈ                                  左第３切断点
ｉ                                  右第３切断点
ｊ                                  寛骨
ｋ                                  胸骨
ｍ                                  棘突起
ｏ                                  変曲点
ｐ                                  背骨関節部
ｑ                                  直線
ｒ                                  肋骨
ｓ                                  背骨
ｔ                                  肋骨領域下端
ｕ                                  右前中躯切断線
ｖ                                  右中後躯切断線
ｘ                                  カタ外形ライン
ｙ                                  影
【図１】
2013031916.tif 000003
【図２】
2013031916.tif 000004
【図３】
2013031916.tif 000005
【図４】
2013031916.tif 000006
【図５】
2013031916.tif 000007
【図６】
2013031916.tif 000008
【図７】
2013031916.tif 000009
【図８】
2013031916.tif 000010
【図９】
2013031916.tif 000011
【図１０】
2013031916.tif 000012
【図１１】
2013031916.tif 000013
【図１２】
2013031916.tif 000014
【図１３】
2013031916.tif 000015
【図１４】
2013031916.tif 000016
【図１５】
2013031916.tif 000017
【図１６】
2013031916.tif 000018
【図１７】
2013031916.tif 000019
【図１９】
2013031916.tif 000020
【図２０】
2013031916.tif 000021
【図２１】
2013031916.tif 000022
【図２２】
2013031916.tif 000023
【図２３】
2013031916.tif 000024
【図２４】
2013031916.tif 000025
【図２５】
2013031916.tif 000026
【図２６】
2013031916.tif 000027
【図２７】
2013031916.tif 000028
【図１８】
2013031916.tif 000029