JP4090284B2 - 切断装置 - Google Patents

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Description

【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、鉛直方向に対し角度を有するカッタが遊挿されるように内部が拡開された直線溝が形成され、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配設されている固定載置板と、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、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。また、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ので、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。さらに、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ので、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。
【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、鉛直方向に対し角度を有するカッタが遊挿されるように内部が拡開された直線溝が形成され、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配設されている固定載置板と、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、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。また、直線溝の内部が拡開されているので、鉛直方向に対し角度を有するカッタが、直線溝の内面に接触せずに遊挿されることになる。
【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ので、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したので、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

Claims (1)

  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、
    鉛直方向に対し角度を有するカッタが遊挿されるように内部が拡開された直線溝が形成され、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配設されている固定載置板と、
    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、
    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切断装置。
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