JP5099837B2 - 材料のスライス方法及びスライス装置 - Google Patents
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Description
切断作業は、材料を切断位置へ間欠的に送り込み、材料送りを停止している間に、材料送り移行路を横切る切断刃によって行われる。
上記スライス方法では、予め決めたフィーレのスライス線と切断刃の横切り移行路が一致する様に、フィーレを送り装置にセットしなければならない。しかし、送り装置のフィーレのクランプ位置のずれ、送り方向に対するフィーレの傾き角度のズレ、切り始めの位置のズレによって、切身の重量に±10%程度のバラツキが生じる。
本発明は、先行発明よりも、切断重量のバラツキを更に小さくできる。材料スライス方法及びスライス装置を明らかにするものである。
図7aは左半身を示しているが、右半身は左半身とは略左右対称形状である。
以下、送り案内台(51)側を「前」、排出コンベア(11)側を「後」とする。
後カバー(92)の内面には、フィーレFの切断面Fa撮影用のカメラ(4)と照明ランプ(8)(8a)が取り付けられている。
尚、カメラ(4)及び/又は照明ランプ(8)(8a)は、必ずしも、カバーに取り付ける必要はなく、基台(1)、その他適所に配置できる。
実施例のカメラ(4)はデジタルカメラである。
排出コンベア(11)は切断受部(6)よりも低く位置し、切断受部(6)の後側(フィーレFの送り方向側)の真直端縁(61)と、排出コンベア(11)の上流端との間は、後記する切断刃(21)が通過できる隙間が開いている。
図4に示す如く、送り案内台(51)は回動駆動装置(50)に連繋され、図3の矢印A、Bに示す如く、略水平面内で左右に回動可能である。送り案内台(51)の回転中心は、前記切断受部(6)の後側端縁(61)の中央位置を通る垂直線X、又はその近傍である。
スライド駆動装置(55)は、駆動源をサーボモータ等、回転を高精度に制御可能なモータを(図示せず)駆動源とし、ボールネジ(図示せず)の回転によりスライド台(52)をネジ推力によってスライド駆動する。フィーレFの送り量は、該モータの回転(回転角度)を制御して行なう。
スライド台(52)には、フィーレFのかま部分F2をクランプするクランプ手段(53)が配備されている。
切断刃支持台(2)は、傾動駆動装置(20)に連繋され、前記切断受部(6)の後側端縁(61)に略一致する横軸(23)又はその近傍を回転中心として後側へ傾動可能である。
光照射装置(3)は、前記切断受部(6)の後側端縁(61)を含む面内で、光照射装置(3)を頂点とする下向き三角形の膜状に広がる赤色レーザ光(膜状光)(30)を発射する。
上記膜状光(30)の発射によって、フィーレFの切断面Fa上には横長の細帯状に光が当たり、前記カメラ(4)で撮像できる。
膜状光照射装置(3)は、後記の如く、スライス作業に先だってフィーレFの全長を計測するために用いる。
後カバー(92)内のランプ(8)(8a)は、切断受部(6)よりも後方(材料排出側)において、切断受部(6)上のフィーレFと略同じ高さ位置で、カメラ(4)の左右両側に配備されており、夫々フィーレFの切断面Fa側を斜め後方から照らすことができる。
カバー(9)は、回転する切断刃(21)に対する安全対策、切断滓の外部への飛散防止に加えて、外の光からフィーレFの切断面Faを遮蔽する役割も兼ねている。
フィーレFを切断するパターンが決まれば、切身F1の一切れ毎、或いは複数切れ毎に送り案内台(51)の略水平面内での回転角度、切断刃支持台(2)の傾動角度は自動的に制御され、一切れ毎の切身に対する送り案内台(51)の水平面内の傾きと、切断刃(21)の傾き角度決まる。
フィーレFが一様断面ではなく、ランプ(8)(8a)で照らされるフィーレFの表面やその他フィーレFの断面以外の部分も映ってしまうから、上記切断面領域選択機能が必用となる。
実施例では、モニター上の切断面Fa側の実写画像を見ながら、該実写画像上の切断面Faの範囲内で一点をポインターで指定し、その指定された一点の色と同じ全部分をフィーレFの切断面Faと判断する。
モニターを色指定画面に切替えると、指定した色で表された画像だけを見ることができる。この画像が実際の切断面Faの形状と違えば、再びモニターを切断面側実写画像に切替えて、前記とは少し色の違う一点を指定して、再びモニターを色指定画面に切り替える。色指定画面には、最初に指定した色と2回目に指定した色で表される範囲の画像が表れる。この色指定の作業を何回が繰り返すと、モニターに現れる色指定画像は、実際のフィーレFの切断面Faの輪郭に近似する。
フィーレFの集合において、どのフィーレも切断面Faの色が一様とすれば、フィーレの集合について、1回の前記切断面領域選択作業を行うだけで済む。
図8aに示す如く、フィーレFの切断面Fa側をカメラ(4)で撮影し、前記切断面領域選択を行って得られる撮影画像の面積は、実際の切断面Faが切断受部(6)上の垂直面に対して傾斜している分、小さくなる。
前記切断面領域選択を行って得られる切断面画像の面積をS
切り身1切れの目標重量から得られる目標体積をV
実際の切断面の面積をS1
フィーレFの送り量をLとする。
S1=S/sinα h=Lsinα
V=S1×h
=(S/sinα)×Lsinα
=S・L
∴ L=V/S
但し、送り案内台(51)が水平面内で右又は左に振ることによる等の理由で、 補正値kを乗じて
L=k・V/Sとする。
上記フィーレFの送り量は、1回毎の切断分の切身は一様断面と仮定して演算されるが、フィーレFの場合、尾側は別として、その他の部位については、切身の切断幅は1〜2cm程度であるから、重量のバラツキは、許容の範囲に収まる。
ステップS1でフィーレFを秤(73)に載せると、フィーレFの重量が制御部(7)に自動的に取り込まれる。
尚、ステップS1に入る前に、テスト切断によって、前記したフィーレFの切断面領域選択作業を終えて、切断面Faの色指定がなされている。又、フィーレFの切身F1の設定重量も予め制御部(7)に入力されている。
ステップS3で作業者は、フィーレFを、尾部F0を切断受部(6)側に向け、内面(中骨側の面)を下にして送り案内台(51)に載せ、かま部F2をクランプ手段(53)でクランプする。
このとき、クランプ手段(53)を具えたスライド台(52)は、送り案内台(51)の前部の定位置で待機しており、フィーレクランプ位置がフィーレFの全長を計測するための原点となる。
ステップS5でフィーレFの全長を計測する。ステップ5については、後で詳述する。
ステップS6でフィーレFの重量と全長から、予め制御部(7)が記憶している150以上の切断パターンから、当該フィーレFに対して最適の切断パターンが自動的に選択され、フィーレFの切断送りが開始される。この時点では、当該フィーレFから得られる切身F1の枚数は決定されており、制御部(7)に記憶される。
ステップS8では、フィーレFを予定個数の切身F1にスライスし終わったか否かを判別する。
前記ステップS8で、その切身が最終切身でないと判断されると、ステップS9に移って、切身F1の設定重量に対応する体積値を算出する。
ステップS10では、前記した様にカメラ(4)で切断受部(6)上のフィーレFの切断面Faを撮影して、前記の如く、撮影画像から、実際の切断面Faの面積或いは画像数の近似値を得て、1回毎のフィーレFの送り量を決定する。
ステップS11でフィーレFの送りを実行する。
ステップS12でフィーレFの送りが完了して送りが停止すれば、ステップS13で切身切断が行われる。
ステップS14、日報上の生産切身枚数に1をプラスする。
次にステップS8に戻って、ステップS8乃至S14を、ステップS8で最終切身切断済みと判断するまで繰り返す。
ステップS16で、直前にスライスし終えたフィーレFに関する入力データがリセットされ、ステップS17で1枚のフィーレのスライス加工が終了となる。
スライスすべきフィーレF毎に上記動作を繰り返す。
尚、上記日報とは、制御部(7)にて、フィーレFの生産枚数(スライス処理枚数)、フィーレFからの切身の1日の総数を集計、記憶、プリントアウトするものを指す。
ステップSa1で、前記膜状光照射装置(3)から切断受部(6)方向へ膜状光を発射し、フィーレFの頭出し動作(フィーレFの尾部F0を検出する動作)が開始される(このとき、ランプ(8)(8a)は消灯している)。
ステップSa2で原点(送り案内台(51)上のフィーレFのクランプ位置)から膜状光(30)が切断受部(6)に当たる位置(実施例では切断受部(6)の後側端縁(61)までの距離を確認する(この距離は制御部(7)に予め記憶されている)。この距離を「基準長さ」とする。
ステップSa3で制御部(7)へ、頭出し検知指令を発する。
ステップSa4でフィーレFの頭出しのための送りが開始され、図5に示す如く、膜状光(30)がフィーレFの尾部F0に当たって、実施例では、尾部F0の断面を幅5mm程度の横長細帯状に照らす。これを前記カメラ(4)が捉えて、この光照射部分の内、指定された色で占める範囲の面積を検出する。フィーレFの送りが開始されてから、前記指定された色で占める範囲の面積が、指定していた面積を越えたときを、フィーレFの送り量を「頭出し送り長さ」とする。
ステップSa5で、フィーレFの送り量が「頭出し送り長さ」に達したときに、頭出し確認信号を出力する。
ステップSa6で、フィーレFの全長を次式で決定する。
(フィレ全長)=(基準長さ)−(頭出し送り長さ)
光センサーを用いる方法では、発光素子の光の幅が小さいために、発光素子、受光素子共に上下2段に配備する必要がある。又、光センサーは切断位置近傍に位置しているから、切断滓の飛散や、洗浄水からの保護手段も必要であり、全長測定のための部品点数が増えて装置構成が複雑となる。
これに対して、本発明では、膜状光照射装置(3)を加えるだけで、カメラ(4)や照明ランプ(8)(8a)は切断面Fa撮影用のものが利用でき、構成が簡素化できる。
即ち、案内台(51)にフィーレFを載せるとき、図3、図5において、排出コンベア(11)側から見たとき、フィーレFの背が右側となるとき、反対側の左側の照明ランプ(8)のみを点灯させ、フィーレFの背が左側となるとき、反対側の右側の照明ランプ(8a)照明のみを点灯させることが望ましい。
鮭類のフィーレFの背側には、図5、図7に示す如く、脂びれの切断跡F3があり、該切断跡は尾側端部から2〜5cmの長さで、その切断跡F3は切身の切断面Faと同様の色である。又、冷凍されたフィーレFは、背側が反り上がる傾向にあって、送り案内台(51)に載せたとき、フィーレFの脂びれ切断跡F3が見える状態となる。
このため、フィーレFとほぼ同じ高さ位置にあるフィーレFの背側のランプ(8a)を点灯すると、カメラ(4)で捉えた画像に脂びれの切断跡F3も映ってしまい、該切断F3跡も切身の切断面と判定して、その分が判定誤差となり、切身重量に許容以上のバラツキが生じる虞れがある。
前記の様に、フィーレFの背側とは反対側の照明ランプ(8)のみを点灯すると、フィーレFの背側には光が当たらず、カメラ画像では黒く映るから、脂びれの切断跡F3を切身断面の一部と判定することはない。
実施例では、切身の目標重量に対して±3〜5%の誤差に留めることができた。
上記したスライス方法は、尾部側からかま部側へ断面形状が連続的に変化しているフィーレFの切断には不向きと思われがちであるが、1回の切断毎にフィーレFの断面積を更新して送りを決定し、1回の送り量も1〜2cm程度であるから、一切れ毎の切身において、切断面Faに沿う断面積の変化は少ない。更に、前記した如く、フィーレFの送りを、サーボモータ等、回転を高精度に制御可能なモータを駆動源とし、フィーレFの送り量は、該モータの回転を制御して行うから、スライスされた切身F1重量の誤差は実用レベル以上、例えば指定重量に対して±3〜5%以内に抑えることができる。
又、1切れ毎の切断に対して、フィーレFの断面積を1回計測すれば済むから、即ち、フィーレFの送り量を瞬時に決定できるから、フィーレFの送りを含む切断作業を高速化できる。
3 光照射装置
4 カメラ
5 送り装置
51 送り案内台
6 切断受部
61 後側端縁
7 制御部
Claims (8)
- 材料を切断受部(6)側へ間欠的に送り込み、材料送りを停止している間に、切断受部(6)に近接して材料送り移行路を繰り返し横切る切断刃(21)によって材料をスライスするスライス装置であって、
前記切断刃(21)を覆うカバー(9)であって、夫々回転して上方へ開く前カバー(90)と後カバー(92)からなるカバー(9)と、
前記後カバー(92)の内面に配備され、前記切断受部(6)の材料排出側位置にて材料の切断面Fa側に向けて配備されたカメラ(4)と、
前記後カバー(92)の内面に配備され、切断面Faを照らすランプ(8)(8a)と、
切断毎の材料送り量を決定する制御部(7)と、を有し、
制御部(7)はカメラ(4)に連繋されており、フィーレFの切断面側の撮影画像に対して、切断面の色に対応して予め指定された色で占める部分の演算上の面積を計測し、目標断面積或いはその補整値を前記演算上の面積で除した値をベースにして切断毎の材料送り量を決定し、或いはフィーレFの切断面側の撮影画像に対して、切断面の色に対応して予め指定された色で占める部分の演算上の画素数を計測し、目標画素数或いはその補整値を前記演算上の画素数で除した値をベースにして切断毎の材料送り量を決定し、
後カバー(92)を開いて、カメラ(4)及びランプ(8)(8a)を待避させることにより、高圧水噴射による内部洗浄の際に、カメラ(4)及びランプ(8)(8a)を高圧水の飛散から保護できるようにしたことを特徴とする材料のスライス装置。 - カメラ(4)は、閉じ状態の後カバー(92)内にて切断受部(6)の後方に位置して切断受部(6)の幅中心に対向し、且つ切断受部(6)上の材料であるフィーレFの断面に焦点が合う位置に配備される請求項1に記載の材料のスライス装置。
- ランプ(8)(8a)は、斜め方向から切断面Faを照らす様に、切断受部(6)よりも材料排出側において左右両側に配備され、材料排出側から見て、材料であるフィーレFの背側が右側に位置しているときは、材料排出側から見て左側のランプ(8)のみが点灯し、フィーレの背側が左側に位置しているときは、右側のランプ(8a)のみが点灯して、フィーレの切断端面の撮影を行う、請求項1又は請求項2に記載の材料のスライス装置。
- 切断受部(6)上の材料の切断面Faを斜め上方から膜状に横切る様に膜状光(30)を照射する光照射装置(3)を具えており、制御部(7)は、材料が送り移行路上の原点を基準として、材料の先端が膜状光(30)に当たる位置に達したことをカメラ(4)が捉えて、膜状光(30)に照射された部分の色が予め指定した色と同色であると判断してその色が占める部分が一定面積或いは一定画素数に達した時点までの材料送込み量を「頭出し送り長さ」とし、原点から膜状光(30)が材料送り移行路に当たる位置までを「基準長さ」とし、「基準長さ」から「頭出し移動長さ」を減じて材料の全長を計測する機能を有している、請求項1乃至3の何れかに記載の材料のスライス装置。
- 請求項1乃至請求項4の何れかに記載の材料のスライス装置を用いて、材料を切断受部(6)側へ間欠的に送り込み、該切断受部(6)に近接して材料送り移行路を横切る切断刃(21)によって材料をスライスする方法であって、切り分けた材料の排出側位置にて材料の切断面Faに向けて配備したカメラ(4)によって切断面側を撮影し、その撮影画像に対して、切断面の色に対応して予め指定された色で占める部分の演算上の面積を計測し、目標断面積或いはその補整値を前記演算上の面積で除した値をベースにして切断毎の材料送り量を決定している、材料のスライス方法。
- 請求項1乃至請求項4の何れかに記載の材料のスライス装置を用いて、材料を切断受部(6)側へ間欠的に送り込み、該切断受部(6)に近接して材料送り移行路を横切る切断刃(21)によって材料をスライスする方法であって、切り分けた材料の排出側位置にて材料の切断面Faに向けて配備したカメラ(4)によって切断面側を撮影し、その撮影画像に対して、切断面の色に対応して予め指定された色で占める部分の演算上の画素数を計測し、目標画素数或いはその補整値を前記演算上の画素数で除した値をベースにして切断毎の材料送り量を決定している、材料のスライス方法。
- 材料は、切断受部(6)の材料送り方向側の端縁(61)に対して、1回の切断材毎、或いは複数回の切断毎に、水平面内での送り角度が変化する様に送り込まれる、請求項5又は請求項6に記載のスライス方法。
- 切断刃(21)は、1回の切断毎、或いは複数回の切断毎に、材料の切り口角度が変わる様に、切断刃(21)の倒れ角度が変化する、請求項5乃至請求項7の何れかに記載の材料のスライス方法。
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