JP6689458B2 - 骨付き肢肉の投入システム - Google Patents

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Description

本開示は、骨付き肢肉を脱骨装置などの加工部に投入するための投入システムに関する。
食用鳥獣の屠体の解体処理は、省力化のため人手による処理から機械による自動化処理が進められている。
特許文献1には、骨付きモモ肉の脱骨処理を行う自動脱骨装置が開示されている。この装置は、骨付きモモ肉をクランプ装置に吊架しながら複数の処理ステーション間を断続搬送し、各ステーションで骨付きモモ肉の筋入れや骨肉分離等のステップを順々に行うことで、自動脱骨を可能にしている。
特許文献2には、コンベアで搬送される骨付きモモ肉を多軸多関節アームで把持してハンガに吊架させるクランプ装置が開示されている。
特表2013−507101号公報 国際公開第2009/139031号
骨付きモモ肉などの骨付き肢肉を自動脱骨装置に投入する場合、複数の骨付き肢肉に対する処理工程を一律に行うことができるように、複数の骨付き肢肉の向きを揃えて投入する必要がある。しかし、現状では、複数の骨付き肢肉の向きを揃えて投入する作業を機械で自動化することは困難であり、この作業を行うための補助人員が必要である。
特許文献1及び2には、自動脱骨装置などに複数の骨付き肢肉の向きを揃えて投入する作業を自動化する手段は開示されていない。
一実施形態は、脱骨装置などの加工装置に骨付き肢肉を投入する場合に、複数の骨付き肢肉の向きを揃えて投入する作業を人手に依らずに機械により自動化することを目的とする。
(1)一実施形態に係る骨付き肢肉の投入システムは、
骨付き肢肉を加工部に投入するための投入システムであって、
前記加工部に投入する前の前記骨付き肢肉を撮像するための撮像部と、
前記撮像部で撮像した前記骨付き肢肉の画像から前記骨付き肢肉の姿勢情報を取得可能な画像処理部と、
前記骨付き肢肉を把持するための先端ツールと、
前記先端ツールを支持し、前記先端ツールの位置及び姿勢を制御可能なアームと、
前記画像処理部が取得した前記姿勢情報に基き、少なくとも前記アームの動作を制御して前記骨付き肢肉の肢首部を把持し、定められた向きで前記加工部に投入させる制御部と、
を備える。
なお、本明細書で「骨付き肢肉」とは、食用鳥獣の屠体の手肢の部位を含み、例えば、モモ部位又はうで部位を含む。また、「先端ツール」とは、骨付き肢肉を把持(吊架するものも含む。)可能なあらゆる構成のものを含み、特定の構成のものに限定されない。
上記(1)の構成によれば、少なくとも先端ツールで骨付き肢肉を把持したアームの動作を、上記姿勢情報に基いて制御することで、複数の骨付き肢肉を同じ向きで加工部に投入できる。これによって、加工部で複数の骨付き肢肉の処理工程を一律に行うことができるようになるため、加工部で脱骨などの処理の自動化が容易になる。
(2)一実施形態では、前記(1)の構成において、
前記姿勢情報は、前記撮像部で撮像した骨付き肢肉の上面が表面又は裏面である表裏面情報を含み、
前記制御部は、前記表裏面情報を含む前記姿勢情報に基づいて前記加工部に前記骨付き肢肉を投入するように少なくとも前記アームの動作を制御するように構成される。
先端ツールで骨付き肢肉の肢首部を把持するとき、骨付き肢肉は例えばコンベアの搬送面などに置かれている。このとき骨付き肢肉が置かれている面を、便宜上本明細書では「把持面」とも言う。骨付き肢肉において、例えば食鳥などの骨付きモモ肉では、内モモ面が表面であり、外モモ面が裏面となる。
(3)一実施形態では、前記(1)又は(2)の構成において、
前記骨付き肢肉を前記加工部まで搬送するコンベアを備え、
前記撮像部は、前記コンベアで搬送される前記骨付き肢肉を撮像するように構成される。
上記(3)の構成によれば、撮像部は上記コンベアで搬送される骨付き肢肉を撮像するので、1個の撮像部で複数の骨付き肢肉を連続的に撮像して画像情報を得ることで、複数の骨付き肢肉の加工部への投入速度を高めることができ、これによって、加工部の処理効率を向上できる。
一実施形態では、前記(3)の構成において、
複数の前記骨付き肢肉が前記コンベアに表面又は裏面を上にして置かれ、
前記姿勢情報は、前記撮像部で撮像した前記骨付き肢肉の上面が表面又は裏面である表裏面情報を含み、
前記制御部は、前記表裏面情報を含む前記姿勢情報に基づいて前記アームの動作を制御し、前記複数の骨付き肢肉を前記加工部に表面又は裏面のどちらかが常に前記加工部に対し同一方向を向くように投入するように構成される。
上記構成によれば、コンベアに複数の骨付き肢肉の姿勢及び表裏面の向きがランダムに置かれていても、複数の骨付き肢肉を表面又は裏面のどちらかが常に同一の方向を向くように高効率で加工部に投入できる。
一実施形態では、前記構成において、
前記骨付き肢肉を吊架可能であって該骨付き肢肉を前記加工部まで搬送可能な複数のハンガを備え、
前記制御部は、前記アームの動作を制御し、前記複数のハンガの各々に前記複数の骨付き肢肉を表面又は裏面のどちらかが常に同一方向を向くように吊架するように構成される。
上記構成によれば、複数のハンガに骨付き肢肉を表面又は裏面のどちらかが常に同一方向を向くように吊架できるので、該ハンガを介して複数の骨付き肢肉を加工部に表面又は裏面のどちらかが常に同一方向を向くように投入できる。
(4)一実施形態では、前記(1)〜(3)の何れかの構成において、
前記骨付き肢肉のうち右肢または左肢のどちらか一方のみを前記加工部に投入する。
上記(4)の構成によれば、右肢又は左肢のどちらか一方のみを加工部に投入することで、骨付き肢肉を加工部に投入したとき、ひざ部も同じ向きで投入できる。従って、加工部での処理を一律に行うことができるので、自動化が容易であると共に、処理スピードを上げることができる。
(5)一実施形態では、前記(1)〜(4)の何れかの構成において、
前記先端ツールから前記骨付き肢肉を受領して前記加工部側へ渡すためのローダ部を備え、
前記ローダ部は、回動軸と、該回動軸を中心に回動可能であって、前記回動軸に対して等角度間隔で配置された3個以上のハンガと、を備える。
上記(5)の構成によれば、骨付き肢肉を先端ツールからローダ部のハンガに懸架するとき、撮像部で得られる骨付き肢肉の姿勢情報に基づいて懸架するハンガを選択することで、アーム及び先端ツールの操作を簡素化できる。これによって、懸架速度を増加でき、あるいは加工部への搬送量を増加できる。
(6)一実施形態では、前記(5)の構成において、
前記制御部は、前記撮像部で撮像した前記骨付き肢肉の上面が表面であるとき、前記回動軸と前記アームを移動可能に支持する台座とを結ぶ基準線に対して一方側で前記骨付き肢肉を前記先端ツールから前記ハンガに懸架し、前記撮像部で撮像した前記骨付き肢肉の上面が裏面であるとき、前記基準線に対して他方側で前記骨付き肢肉を前記先端ツールから前記ハンガに懸架するように制御するように構成される。
上記(6)の構成によれば、骨付き肢肉の上面が表面であるときと裏面であるときとで、上記基準線を境とする異なる位置で骨付き肢肉をハンガに懸架することで、アーム及び先端ツールの操作を簡素化できる。これによって、ハンガへの懸架速度あるいは加工部への搬送量を増加できる。
(7)一実施形態では、前記(1)〜(6)の何れかの構成において、
前記先端ツールは、
前記アームに支持される基部と、
前記基部に取り付けられ、骨付き肉を把持するように構成された一対のクランプ片と、
前記一対のクランプ片とは独立して前記基部に取り付けられ、前記一対のクランプ片間の中心線に対して鋭角に傾斜する傾斜面を有し、前記骨付き肉の姿勢を調整するための姿勢調整部材と、
を含み、
前記一対のクランプ片が開状態のとき、平面視において、前記姿勢調整部材の前記傾斜面の少なくとも一部が前記一対のクランプ片間に形成される空間に重なるように配置される。
なお、本明細書において、「平面視」とは、上記一対のクランプ片間の中心線及び一対のクランプ片が開閉する方向を含む平面に対して直交する方向から視ることを言う。
上記(7)の構成において、一対のクランプ片が閉状態のとき、平面視において、上記姿勢調整部材の傾斜面の少なくとも一部が一対のクランプ片間に形成される空間に重なるように配置されるので、一対のクランプ片が閉動作を始めたとき、姿勢調整部材の傾斜面が骨付き肢肉に最初に接触する。
一対のクランプ片が骨付き肢肉を把持して骨付き肢肉の一部を持ち上げた時、骨付き肢肉の把持部位の中心と骨付き肢肉の重心との間に平面視で位置ずれが起こる。
この位置ずれによって、骨付き肢肉がさらに把持面から引き上げられる時、把持部位を中心として骨付き肢肉の重心が把持部位の外側へ回り込む回転モーメントが発生する。これによって、骨付き肢肉の把持部位が姿勢調整部材の傾斜面を中心として一対のクランプ片の奥側へ回り込み、骨付き肢肉の重心が把持部位より外側に位置した向きとなってクランプ片に把持される。従って、一対のクランプ片によって順々に把持される複数の骨付き肢肉はすべてこの向きで把持されるため、複数の骨付き肢肉を加工部に同じ向きで投入できる。
(8)一実施形態では、前記(1)〜(6)の何れかの構成において、
前記先端ツールは、
第1クランプ片及び第2クランプ片を含み、骨付き肉を把持するように開閉可能な一対のクランプ片と、
前記一対のクランプ片の開閉方向を含む平面に対して直交する方向において前記一対のクランプ片に対してずれた位置に設けられ、前記骨付き肉の回動を抑制するための回動抑制部と、
を含み、
前記回動抑制部は、前記平面の直交方向から視たとき、前記第1クランプ片から前記一対のクランプ片間の空間内に突出するように設けられ、前記骨付き肉に接触するように構成された突起部を含む。
上記(8)の構成によれば、上記一対のクランプ片が骨付き肢肉を把持するために閉動作したとき、上記突起部が骨付き肢肉に向かって突出し骨付き肢肉に食い込むため、骨付き肢肉を動かぬように固定できる。該突起部は、一対のクランプ片の開閉方向を含む平面に対して直交する方向において一対のクランプ片に対してずれた位置に設けられるので、一対のクランプ片と協働して骨付き肢肉を固定でき、これによって、骨付き肢肉を安定して固定できる。
こうして骨付き肢肉を把持した一対のクランプ片を所望の位置及び姿勢に動作させることで、骨付き肢肉を加工部に所望の向きで投入でき、一対のクランプ片で複数の骨付き肢肉を順々に把持することで、複数の骨付き肢肉の向きを揃えて加工部に投入できる。
(9)一実施形態では、前記(1)〜(6)の何れかの構成において、
前記先端ツールは、
骨付き肉を把持するための一対のクランプ片と、
各々の前記クランプ片の基部において前記一対のクランプ片を開閉可能に支持する支持部と、
前記一対のクランプ片の開閉方向を含む平面に対して直交する方向に沿って前記一対のクランプ片の表面から突出するように設けられ、前記骨付き肉の回動を抑制するための回動抑制部と、
を含み、
前記一対のクランプ片の各々は、前記一対のクランプ片の開状態において、前記回動抑制部より前記一対のクランプ片間の中心線寄りの位置であって、かつ、前記中心線に沿った方向において前記回動抑制部よりも前記支持部から遠い位置に先端部を有する。
上記(9)の構成によれば、一対のクランプ片で骨付き肢肉を把持したとき、上記回動抑制部によって骨付き肢肉の回動、ぐらつきを抑制してクランプ位置に固定できる。また、クランプ片の先端部は、回動抑制部より内側(上記中心線側)及び先端側(上記支持部から遠い側)にあるため、把持動作開始時に、まず、クランプ片の先端部が骨付き肢肉に当たって骨付き肢肉の下に挿入され、骨付き肢肉をすくい上げる。この動作によって一対のクランプ片で骨付き肢肉を確実に把持できる。また、安定した把持が可能になるため、クランプ片の動作を速めることができる。
さらに、上記支持部を位置制御及び姿勢制御可能なアームに取り付け、骨付き肢肉を把持したクランプ装置を所望の位置及び姿勢に制御することで、骨付き肢肉を所望の向きでハンガに懸架でき、あるいは該ハンガを介して脱骨装置などの加工部に投入できる。
一実施形態によれば、脱骨装置などの加工部に骨付き肢肉を投入する場合に、複数の骨付き肢肉の向きを揃えて投入する作業を人手に依らずに機械により自動化することができる。また、骨付き肢肉を同じ向きに揃えることが出来るため、アームの移動量を抑制でき、これによって、複数台のアームを使用することが可能になるので、高速で動作する自動脱骨機械の処理スピードに対応できる。また、先端ツールの構造をシンプルにする事が可能になり、メンテナンス性や故障によるシステム停止を改善することが可能になる。
一実施形態に係る投入システムの全体構成図である。 一実施形態に係る投入システムの全体構成図である。 一実施形態に係る先端ツールの斜視図である。 骨付き肢肉の一例としての骨付きモモ肉を示す外形図である。 一実施形態に係る先端ツール(開状態)の平面図である。 一実施形態に係る先端ツール(閉状態)の平面図である。 一実施形態に係る投入システムの制御系を示すブロック線図である。 一実施形態に係る先端ツールの動作説明図である。 一実施形態に係る先端ツールの動作説明図である。 一実施形態に係る先端ツールの動作説明図である。 一実施形態に係る先端ツールの動作説明図である。 一実施形態に係る先端ツールの動作説明図である。 一実施形態に係る先端ツールの動作説明図である。 一実施形態に係る先端ツールの平面図である。 一実施形態に係る先端ツールの正面図である。 一実施形態に係る先端ツールによる骨付き肢肉の把持状態を示す説明図である。 一実施形態に係る先端ツールの正面図である。 一実施形態に係る投入システムの制御系を示すブロック線図である。 一実施形態に係る先端ツール(開状態)の斜視図である。 一実施形態に係る先端ツール(開状態)の平面図である。 一実施形態に係る先端ツール(閉状態)の斜視図である。 一実施形態に係る先端ツール(閉状態)の平面図である。 一実施形態に係る先端ツールの把持動作を示す説明図である。 一実施形態に係る投入装置のローダ部へのローディング動作を示す説明図である。 一実施形態に係る投入装置のローダ部へのローディング動作を示す説明図である。 比較例としての投入装置のローダ部へのローディング動作を示す説明図である。
以下、添付図面を参照して本発明の幾つかの実施形態について説明する。ただし、実施形態として記載され又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、本発明の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
例えば、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。
例えば、「同一」、「等しい」及び「均質」等の物事が等しい状態であることを表す表現は、厳密に等しい状態を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の差が存在している状態も表すものとする。
例えば、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
一方、一つの構成要素を「備える」、「具える」、「具備する」、「含む」、又は「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。
図1及び図2は、夫々一実施形態に係る骨付き肢肉の投入システム10(10A、10B)を示す。
図1及び図2において、加工部12(12a、12b)に投入する前の骨付き肢肉W(R、L)を撮像するための撮像部14(14a、14b)と、撮像部14で撮像された骨付き肢肉Wの画像から骨付き肢肉Wの姿勢情報を取得可能な画像処理部16とを備える。
また、骨付き肢肉Wを把持するための先端ツール17(17a、17b)を支持し、先端ツール17の位置及び姿勢を制御可能なアーム20(20a、20b)を備える。制御部22は、画像処理部16が取得した姿勢情報に基き、アーム20の動作を制御して先端ツール17で骨付き肢肉Wの肢首部を把持し、定められた向きで加工部12に投入させる。
上記構成によれば、制御部22によって、先端ツール17で骨付き肢肉Wを把持したアーム20の動作を上記姿勢情報に基いて制御することで、複数の骨付き肢肉を同じ向きで加工部12に投入できる。これによって、加工部12で複数の骨付き肢肉の処理工程を一律に行うことができるようになるため、加工部12で脱骨などの処理の自動化が容易になる。
また、骨付き肢肉Wを同じ向きに揃えることが出来るため、アーム20の移動量を抑制でき、これによって、図1に示す投入システム10(10A)のように、複数の加工部12の各々に対して複数台のアームを使用することが可能になるので、加工部12が自動脱骨機械の場合、高速で動作する自動脱骨機械の処理スピードに対応できる。
また、図2に示す投入システム10(10B)のように、1個の加工部12に対して1台のアーム20を使用する投入システム10(10B)の場合は、アーム20の移動量を抑制する必要は無く、また高速の動作も求められないため、先端ツール17は構造をシンプルにする事が可能になり、メンテナンス性や故障によるシステム停止を改善することが可能になる。
一実施形態では、先端ツール17は、互いに開閉可能な一対のクランプ片で構成され、骨付き肢肉Wの肢首部を該一対のクランプ片で両側から把持する。
一実施形態では、先端ツール17は、肢首部が嵌合可能な凹部を有するハンガで構成され、該凹部に肢首部を嵌合させ吊架する。
一実施形態では、骨付き肢肉Wが食鳥などの骨付きモモ肉であるとき、図1に示すように、加工部12が左肢W(L)専用の加工部12(12a)と右肢W(R)専用の加工部12(12b)とを備える。また、投入システム10は、加工部12(12a)に左肢W(L)を供給するための左肢専用ライン10(10a)と、加工部12(12b)に右肢W(R)を供給するための右肢専用ライン10(10b)とを備える。
この実施形態のように、骨付き肢肉Wのうち右肢または左肢のどちらか一方のみを加工部12に投入することで、骨付き肢肉Wを同じ向きだけでなく、ひざ部Nも同じ向きで投入できる。従って、加工部12での処理を一律に行うことができるので、自動化が容易であると共に、処理スピードを増加できる。
なお、加工部12が右肢及び左肢兼用の加工部であるとき、投入システム10は右肢及び左肢兼用のライン1個のみを備えればよい。
一実施形態では、アーム20は多軸多関節を有するアームで構成され、先端ツール17が任意の位置及び姿勢になるように動作できる。また、加工部12は骨付き肢肉Wの骨部と肉部とを分離する脱骨装置である。
一実施形態では、図1及び図2に示す画像処理部16で得られる姿勢情報は、把持面に置かれ撮像部14で撮像した骨付き肢肉Wの上面が表面又は裏面である表裏面情報を含む。制御部22は、表裏面情報を含む姿勢情報に基づいて定められた向きで加工部12に骨付き肢肉Wを投入するようにアーム20の動作を制御する。
この実施形態によれば、把持面に複数の骨付き肢肉の姿勢及び表裏面がランダムに置かれていても、表裏面情報を含む姿勢情報に基づいてアーム20の動作を制御するので、複数の骨付き肢肉の表面又は裏面が常に同一の方向を向くように加工部12に投入できる。
一実施形態では、図2に示すように、骨付き肢肉Wを加工部12まで搬送するコンベア24(24a、24b)を備え、撮像部14は、コンベア24で搬送される骨付き肢肉Wを撮像するように構成される。
この実施形態によれば、撮像部14はコンベア24で搬送される骨付き肢肉Wを撮像するので、1個の撮像部で複数の骨付き肢肉を連続的に撮像して画像情報を得ることができ、これによって、複数の骨付き肢肉の加工部12への投入速度を高めることができ、加工部12の処理効率を向上できる。
一実施形態では、図1及び図2に示すように、複数の骨付き肢肉Wがコンベア24に表面又は裏面を上にして置かれ、姿勢情報は、撮像部14で撮像した骨付き肢肉Wの上面が表面又は裏面である表裏面情報を含む。制御部22は、表裏面情報を含む姿勢情報に基づいてアーム20の動作を制御し、複数の骨付き肢肉Wを加工部12に表面又は裏面のどちらかが常に加工部12に対し同一方向を向くように投入させる。
一実施形態では、図1に示すように、複数のハンガ26はハンガ用コンベア28(28a、28b)に取り付けられて加工部12まで移動可能に構成される。先端ツール17から複数のハンガ26に夫々吊架された複数の骨付き肢肉Wは加工部12まで移動し、加工部12の投入部32に投入される。
一実施形態では、ハンガ26には凹部30が形成され、骨付き肢肉Wは肢首部下方の小径部が凹部30に挿入されて吊架される。
一実施形態では、図1及び図2に示すように、骨付き肢肉Wが例えば食鳥などの骨付きモモ肉であり、骨付きモモ肉の左肢W(L)が左肢専用ライン10(10a)のコンベア24(24a)に姿勢及び表裏面がランダムに載せられる。また、骨付きモモ肉の右肢W(R)が右肢専用ライン10(10b)のコンベア24(24b)に姿勢及び表裏面がランダムに載せられる。
図2では、W(Ls)は表面が上向きで載せられた骨付きモモ肉の左肢を示し、W(Lb)は裏面が上向きで載せられた骨付きモモ肉の左肢を示し、W(Rs)は表面が上向きで載せられた骨付きモモ肉の右肢を示し、W(Lb)は裏面が上向きで載せられた骨付きモモ肉の右肢を示す。
この実施形態によれば、制御部22が、表裏面情報を含む姿勢情報に基づいてアーム20(20a、20b)の動作を制御するので、夫々のライン10(10a、10b)で、複数の骨付きモモ肉を表面又は裏面が常に同じ向きで複数のハンガ26に順々に吊架できる。これによって、夫々の加工部12(12a、12b)に、複数の骨付きモモ肉を同じ向きで投入できる。
一実施形態では、図1に示すように、複数の骨付きモモ肉はすべてひざ部Nが一対のクランプ片18の奥側へ向いた状態でハンガ26に吊架される。これによって、加工部12(12a、12b)の投入部32において、複数の骨付きモモ肉はひざ部Nが投入部32側へ向いた向きで投入部32に投入される。
この実施形態のように、骨付き肢肉Wのうち右肢または左肢のどちらか一方のみを加工部12(12a)又は加工部12(12b)に投入することで、骨付き肢肉Wを同じ向きだけでなく、ひざ部Nも同じ向きで投入できる。従って、加工部12での処理を一律に行うことができるので、加工部の自動化が容易であると共に、処理スピードを増加できる。
図3は、一実施形態に係る先端ツール17(17c)を示す。先端ツール17(17c)は、アーム20に支持される基部40と、基部40に取り付けられた一対のクランプ片18(18a、18b)と、一対のクランプ片18とは独立してアーム20に取り付けられる姿勢調整部材34(34a、34b)とを備える。一対のクランプ片18は骨付き肢肉Wの肢首部を把持可能なように開閉可能に構成される。姿勢調整部材34は、骨付き肢肉Wの姿勢を調整するため、一対のクランプ片間の中心線Cに対して鋭角に傾斜する傾斜面36(36a、36b)を有する。
一対のクランプ片18が閉状態のとき、平面視において、姿勢調整部材34の傾斜面36の少なくとも一部が一対のクランプ片間に形成される空間Sに重なるように配置される。
なお、本明細書において、「平面視」とは、一対のクランプ片間の中心線C及び一対のクランプ片が開閉する方向を含む平面に対して直交する方向(矢印b方向)から視ることを言う。
図4は、骨付き肢肉Wの一例として食鳥などの骨付きモモ肉を示す。図中、fはハンガなどで吊架されるとき、ハンガに係止する肢首部である。A―A’は、後述するように、傾斜面36が接触する接触位置(肢首部fの最大径部)であり、B―B’は一対のクランプ片18によって把持される把持位置(肢首部fの下方の最小径部)を示す。Saは接触位置A―A’の骨付きモモ肉の断面を示し、Sbは把持位置B―B’の骨付きモモ肉の断面を示す。Cbは断面Sbの中心(以下「把持中心」とも言う。)であり、骨付き肢肉Wが完全に一対のクランプ片18によって吊り下げられ、把持面から離れたとき、平面視で把持中心Cbと骨付き肢肉Wの重心Gとは一致する。骨付き肢肉Wには大腿骨と下腿骨との間の関節部であるひざ部Nが存在する。
図5Aは一対のクランプ片18が開いた状態を示し、図5Bは閉じた状態を示す。図6は、図3及び図5に示す実施形態の制御系を示す。図7A〜図7C及び図8A〜図8Cは、一対のクランプ片18が開いた状態から閉じて骨付き肢肉Wを把持するまでの動作を示す。
図7A〜図7C及び図8A〜図8Cに示すように、傾斜面36(36a、36b)の延長線と中心線Cとの交点からクランプ片先端側へ向かう線分と傾斜面36との角度θは鋭角となる。
この実施形態において、一対のクランプ片18が閉動作を始めるとき、傾斜面36が骨付き肢肉Wに最初に接触する。一対のクランプ片が骨付き肢肉を把持して把持面(例えばコンベア24の搬送面)から骨付き肢肉の一部(肢首部f)が持ち上げられた時、把持中心Cbと骨付き肢肉の重心Gとの間に平面視で位置ずれが存在する。
この位置ずれによって、骨付き肢肉がさらに把持面から引き上げられる時、把持中心Cbを中心として骨付き肢肉の重心Gが把持部位の外側へ回り込む回転モーメントMrが発生する。これによって、骨付き肢肉の把持部位が傾斜面36を中心として一対のクランプ片18の奥側へ回り込み、骨付き肢肉の重心Gが把持部位より外側に位置した向きとなって一対のクランプ片18に把持される。従って、一対のクランプ片によって順々に把持される複数の骨付き肢肉Wはすべてこの向きで把持されるため、複数の骨付き肢肉を加工部12に同じ向きで投入できる。
一実施形態では、図5Bに示すように、一対のクランプ片18の閉動作時に、クランプ片の内側に骨付き肢肉Wを遊嵌可能な空間Sが形成される。これによって、回転モーメントMrによる骨付き肢肉Wの回転動作が許容される。
一実施形態では、図5B、図7C及び図8Cに示すように、一対のクランプ片18が閉状態にあるとき、姿勢調整部材34は、平面視において、空間Sに重なる位置に存在する拘束面38を有する。図7Aに示すように、空間Sは中心線Cによって姿勢調整部材34側に位置する第1空間Sと第1空間Sより姿勢調整部材34から離れた位置にある第2空間Sに区画され、拘束面38は、平面視において、第1空間Sに重なる位置に存在する。
この実施形態によれば、一対のクランプ片18が閉じたとき、拘束面38によって骨付き肢肉Wが一対のクランプ片18から外れるのを防止でき、一対のクランプ片による把持状態を維持できる。
一実施形態では、図3に示すように、一対のクランプ片18は基部40に軸41を介して回動可能に軸支され、図5Aに示すように、基部40に内蔵された開閉駆動部42によって開閉される。姿勢調整部材34は一対のクランプ片18の開閉方向(図3中の矢印a方向)に回動可能に基部40に軸44を介して軸支され、回動駆動部43によって回動される。開閉駆動部42及び回動駆動部43は例えばエアシリンダで構成される。基部40はアーム20に取り付けられる。
図6に示すように、本実施形態の制御部22(22a)は、アーム20を駆動するアーム駆動部21を制御すると共に、開閉駆動部42及び回動駆動部43を制御する。
一実施形態では、図3に示すように、姿勢調整部材34の傾斜面36は、一対のクランプ片18が骨付き肢肉Wを把持した状態のとき、一対のクランプ片よりも上方に位置するように構成される。
一般に、骨付き肢肉Wの重心Gは一対のクランプ片の把持位置より下方に位置する肉部に存在する。
この実施形態によれば、傾斜面36が一対のクランプ片よりも上方に位置することで、傾斜面36を骨付き肢肉Wの肢首部fに接触させることができる。傾斜面36を硬い肢首部に接触させ、硬い肢首部を回転中心とすることで、骨付き肢肉Wに傾斜面36を中心とした回転モーメントMrを確実に発生させることができる。
一実施形態では、制御部22(22a)は、姿勢情報及び表裏面情報に基づいて回動駆動部43を制御し、一対のクランプ片18が骨付き肢肉Wを把持するとき、中心線Cに対して骨付き肢肉の重心Gと同じ側に傾斜面36が位置するように姿勢調整部材34を回動させる。
この実施形態によれば、姿勢調整部材34は一対のクランプ片18の開閉方向に沿ってその向きを調整可能であるため、一対のクランプ片が把持動作を行うとき、傾斜面36が骨付き肢肉に接触するタイミングを調整できる。
一実施形態では、図3に示すように、姿勢調整部材34は、基部40に取り付けられる取付部46と、取付部46から二股に分かれて延在し、傾斜面36を有する一対の延在部48と、を有する。
制御部22(22a)は、把持面上における骨付き肢肉の上面が表面であるとき、一対の延在部48の一方を骨付き肢肉に接するように配置し、骨付き肢肉の上面が裏面であるとき、一対の延在部48の他方を骨付き肢肉に接するように配置する。
図7A〜図7Cは、骨付き肢肉Wが骨付きモモ肉の右肢であって上面が表面の場合、又は骨付き肢肉Wが骨付きモモ肉の左肢であって上面が裏面の場合の姿勢調整部材34の動作を示す。
この場合、姿勢調整部材34(34a)の傾斜面36(36a)がクランプ片18(18a)より先に骨付きモモ肉に接触する。傾斜面36(36a)は把持中心Cbに対して重心Gと同じ側にあり、回転モーメントMrは、傾斜面36(36a)を中心として骨付きモモ肉の重心Gが一対のクランプ片の把持中心Cbよりクランプ片の先端側へ回転するように発生する。これによって、ひざ部Nがクランプ片の奥側に位置する向きで骨付きモモ肉が把持される。
図8A〜図8Cは、骨付き肢肉Wが骨付きモモ肉の右肢であって上面が裏面の場合、又は骨付き肢肉Wが骨付きモモ肉の左肢であって上面が表面の場合の姿勢調整部材34の動作を示す。
この場合、姿勢調整部材34(34b)の傾斜面36(36b)がクランプ片18(18b)より先に骨付きモモ肉に接触する。傾斜面36(36b)は把持中心Cbに対して重心Gと同じ側にあり、回転モーメントMrは、傾斜面36(36b)を中心として骨付き肢肉Wの重心Gが一対のクランプ片の把持中心Cbよりクランプ片の先端側へ回転するように発生する。これによって、ひざ部Nがクランプ片の奥側に位置する向きで骨付きモモ肉が把持される。
従って、骨付き肢肉Wが骨付きモモ肉の場合、右肢又は左肢であっても、あるいは上面が表面又は裏面であっても、常に骨付きモモ肉をひざ部Nがクランプ片の奥側に位置する同じ向きで把持できる。そのため、複数の骨付き肢肉Wを加工部12に対して常に同じ向きで投入できる。
図9及び図10は、一実施形態に係る先端ツール17(17d)を示す。先端ツール17(17d)は、骨付き肢肉Wを把持するための一対のクランプ片19(19a、19b)と、一対のクランプ片19で骨付き肢肉Wを把持したときに、骨付き肢肉Wの回動を抑制するための回動抑制部50(50a、50b)を備える。回動抑制部50は、一対のクランプ片18の開閉方向を含む平面Pに対して直交する方向において一対のクランプ片に対してずれた位置に設けられる。また、回動抑制部50は突起部52を有する。突起部52は、平面Pの直交方向から視たとき、第1クランプ片19(19a)から一対のクランプ片間の空間S内に突出するように設けられ、骨付き肢肉Wに接触するように構成される。
この実施形態によれば、一対のクランプ片19が骨付き肢肉Wを把持するために閉動作したとき、突起部52が骨付き肢肉に向かって突出し骨付き肢肉に食い込むため、骨付き肢肉を動かぬように固定できる。突起部52は、平面Pに対して直交する方向において一対のクランプ片19に対してずれた位置に設けられるので、一対のクランプ片19と協働して骨付き肢肉Wを固定でき、これによって、骨付き肢肉Wを安定して固定できる。
こうして骨付き肢肉を把持した一対のクランプ片19をアーム20によって所望の位置及び姿勢に動作させることで、骨付き肢肉Wを加工部12に所望の向きで投入できる。また、一対のクランプ片19で複数の骨付き肢肉を順々に把持することで、複数の骨付き肢肉Wの向きを揃えて加工部12に投入できる。
一実施形態では、図9及び図10に示すように、回動抑制部50は当接部54を有する。当接部54は、突起部52に対して中心線Cを挟んで第2クランプ片19(19b)側に設けられ、骨付き肢肉Wに接触するように構成される。また、当接部54は、第1クランプ片19(19a)に近づくにつれて一対のクランプ片の奥側に向かうように、中心線Cの直交方向に対して斜めに延在する。
この実施形態によれば、一対のクランプ片19が骨付き肢肉Wを把持するために閉動作した時、当接部54が回動抑制部50と協働して骨付き肢肉を押圧する。従って、一対のクランプ片が閉動作した時、突起部52が第1クランプ片19(19a)側から骨付き肢肉に食い込み、かつ当接部54が第2クランプ片19(19b)側から骨付き肢肉を押えるので、骨付き肢肉Wをさらに安定して固定できる。
一実施形態では、図10に示すように、突起部52は、平面Pに対し交差する方向に沿って延在する板状体で構成される。これによって、突起部52の骨付き肢肉Wに対する保持力を増すことができる。
また、骨付き肢肉Wが食鳥などの骨付きモモ肉である場合、図11に示すように、骨付きモモ肉は軸方向に沿って肢首部fにくぼみdがある。そのため、突起部52が平面Pに対し交差する方向に沿って延在する板状体であるとき、くぼみdの延在方向に沿って突起部52を挿入できるため、骨付き肢肉に対する保持力をさらに向上できる。
一実施形態では、図10に示すように、当接部54は平面Pに対し交差する方向に沿って延在する板状体で構成される。
これによって、当接部54が骨付き肢肉Wに接触する面積を増加できるため、骨付き肢肉Wに対する保持力を増加できる。
一実施形態では、図9及び図11に示すように、回動抑制部50は、突起部52が固定される第1支持壁56aと、当接部54が固定される第2支持壁56bと、を有する。第1支持壁56a及び第2支持壁56bは、平面Pと交差する方向に沿って延在すると共に、図10に示すように、夫々骨付き肢肉Wの吊下げ方向上方に向かって互いの間隔を広げる方向に延在する。
第1支持壁56a及び第2支持壁56bを有することで、突起部52及び当接部54の支持強度を増加でき、骨付き肢肉Wを安定して固定できる。
また、第1支持壁56a及び第2支持壁56bが上方に向かって互いの間隔を広げる方向に延在するために、一対のクランプ片19に係止する肢首部fの最大径部を第1支持壁56aと第2支持壁56bとの間に収容するのが容易になり、一対のクランプ片18で骨付き肢肉を安定して吊架できる。
一実施形態では、第1支持壁56a及び第2支持壁56bは、平面Pの直交方向から視たとき、両端が互いに対面する方向に曲げられたU字形を有するので、これら支持壁の強度を向上できる。
一実施形態では、図9に示すように、回動抑制部50は第1回動抑制部50(50a)と第2回動抑制部50(50b)とで構成される。第1回動抑制部は第1支持壁56a及び突起部52を含み、第1クランプ片19(19a)に固定される。第2回動抑制部は第2支持壁56b及び当接部54を含み、第2クランプ片19(19b)に固定される。
第1回動抑制部及び第2回動抑制部は、第1クランプ片及び第2クランプ片の開閉動作と共に移動して開閉動作を行い、第1クランプ片及び第2クランプ片と共に骨付き肢肉Wを把持できる。
図12及び図13は一実施形態に係る先端ツール17(17e)を示す。図12において、一対のクランプ片19及び回動抑制部50はアーム20に対して中心線Cを中心として反転可能に取り付けられ、かつ、反転することで第1クランプ片19(19a)と第2クランプ片19(19b)及び突起部52と当接部54とが互いの元の位置に入れ替わり可能に構成される。
また、図13に示すように、本実施形態に係る制御部22(22b)は、アーム20を駆動するアーム駆動部21及び開閉駆動部42を制御すると共に、反転駆動部58を制御し、表裏面情報に基づいて第1クランプ片19(19a)及び突起部52と第2クランプ片19(19b)及び当接部54との位置を選択する。
この実施形態によれば、把持面上で骨付きモモ肉の上面が表面又は裏面のとき、肢首部fにあるくぼみdは互いに逆の位置にあるが、くぼみdが逆の位置にあっても、一対のクランプ片19及び回動抑制部50を反転させることで、突起部52をくぼみdに当てることができる。
一実施形態では、図2に示すように、複数の骨付き肢肉Wはアーム20までコンベア24などで運ばれる。骨付き肢肉が骨付きモモ肉であって、骨付きモモ肉がコンベア上にランダムに置かれる場合、骨付きモモ肉の上面が表面(内モモ面)か又は裏面(外モモ面)のどちらかの状態にある。骨付きモモ肉が置かれている把持面上で骨付きモモ肉の上面が表面又は裏面のとき、肢首部fにあるくぼみdは上面が表面又は裏面では逆の位置にある。
この実施形態によれば、くぼみdが逆の位置にあっても、一対のクランプ片19及び回動抑制部50を反転させることで、突起部52をくぼみdに当てることができる。
一実施形態では、図12に示すように、第1回動抑制部50(50c)及び第2回動抑制部50(50d)は、夫々、突起部52を有する第1支持壁56aと当接部54を有する第2支持壁56bとが一体に形成される。第1回動抑制部50(50c)の上下両端に夫々第1クランプ片19(19a)が設けられ、第2回動抑制部50(50d)の上下両端に夫々第2クランプ片19(19b)が設けられる。
一対のクランプ片19及び回動抑制部50は、基部40に対して中心点Oを中心に180度反転可能に構成され、180度反転することで第1クランプ片19(19a)と第2クランプ片19(19b)及び突起部52と当接部54とが互いの元の位置に入れ替わり可能に構成される。
中心点Oは、平面Pと直交する方向から視て中心線Cに重なる位置にあり、かつ第1支持壁56aと第2支持壁56bとの境界に位置する。
第1回動抑制部50(50c)は第1クランプ片19(19a)に固定され、第2回動抑制部50(50d)は第2クランプ片19(19b)に固定される。
図12に示すように、骨付き肢肉Wは下側にある一対のクランプ片19(19a、19b)に吊架される。
この実施形態によれば、第1回動抑制部50(50c)の突起部52は、180度反転させることで第2回動抑制部50(50d)の突起部52があった位置に配置でき、第1回動抑制部の当接部54は、180度反転されることで第2回動抑制部の当接部54があった位置に配置できる。
従って、くぼみdが表裏面で逆の位置にあっても、クランプ片19及び回動抑制部50を反転させることで、突起部52をくぼみdに当てることができる。
一実施形態では、図12に示すように、第1回動抑制部50(50c)及び第2回動抑制部50(50d)の第1支持壁56a及び第2支持壁56bは、中心点Oから離れるにつれて互いの間隔を狭める方向に延在する。
骨付き肢肉Wは、第1回動抑制部及び第2回動抑制部のうち、骨付き肢肉Wの吊架方向下側に位置する第1支持壁56a及び第2支持壁56bの領域で把持され、骨付き肢肉が把持される第1支持壁及び第2支持壁は、骨付き肢肉Wの吊下げ方向上方に向かって互いの間隔を広げる方向に延在するため、把持位置B―B’に比べて大径の肢首部fの最大径部を第1支持壁と第2支持壁との間に収容するのが容易になり、これによって、骨付き肢肉を安定して吊架できる。
図14〜図17は、一実施形態に係る先端ツール17(17f)を示す。図14及び図15は、一対のクランプ片62(62a、62b)が開状態であるときを示し、図16及び図17は骨付き肢肉Wを把持可能な閉状態であるときを示す。図16に示す骨付き肢肉Wは、食鳥の骨付きモモ肉の輪郭を模擬している。肢首部fの拡径部とモモ部位tとの間の小径部が一対のクランプ片62による把持部位となる。
先端ツール17(17f)は、一対のクランプ片62と、一対のクランプ片62の基部において一対のクランプ片62を開閉可能に支持する支持部64とを備え、骨付き肢肉Wが一対のクランプ片62によって把持されたとき骨付き肢肉Wの回動やぐらつきを抑制可能な回動抑制部66と、を有する。回動抑制部66は、一対のクランプ片62の開閉方向(図2中の矢印方向)を含む平面Pに対して直交する方向に沿って各クランプ片62(62a、62b)の表面から突出するように設けられる。各クランプ片の先端部68(68a、68b)は、開状態のとき回動抑制部66より一対のクランプ片間の中心線C寄りの位置であって、かつ中心線Cに沿った方向において回動抑制部66よりも支持部64から遠い位置、即ち先端側に位置する。
上記構成によれば、一対のクランプ片62で骨付き肢肉Wを把持したとき、回動抑制部66によって骨付き肢肉Wの回動やぐらつきを抑制してクランプ位置に固定できる。また、クランプ片62の先端部68は、回動抑制部66より内側(中心線C側)及び先端側にあるため、把持動作開始時に、まず、クランプ片62の先端部68が骨付き肢肉Wに当たって骨付き肢肉Wのクランプ部位(肢首部f)の下に挿入され、該クランプ部位をすくい上げる。この動作によって一対のクランプ片62で骨付き肢肉を確実に把持できる。また、安定した把持が可能になるため、クランプ片62の動作を速めることができる。
さらに、支持部64を位置制御及び姿勢制御可能なアーム20に取り付け、骨付き肢肉Wを把持した先端ツール17(17f)を所望の位置及び姿勢に制御することで、骨付き肢肉Wを所望の向きでハンガ26に懸架でき、あるいはハンガ26を介して脱骨装置などの加工部12に投入できる。
一実施形態では、支持部64は、一対のクランプ片62を開閉するためのアクチュエータ70を備える。例えば、アクチュエータ70は作動油の吸排口72を備える油圧シリンダで構成され、軸74を中心線Cに沿う方向へ往復動させる。一対のクランプ片62は軸76に回動可能に支持され、軸76が軸74の往復動で回動し、一対のクランプ片62が開閉動作する。
また、支持部64の背面側に取付板78が設けられ、支持部64は取付板78を介して支持部64の位置及び姿勢を制御可能な多軸多関節なアーム20に取り付けられる。
一実施形態では、回動抑制部66は、一対のクランプ片62(62a、62b)の各々に設けられ、各回動抑制部66は中心線C側に向けて延在する接触片80を有する。接触片80は、図16及び図17に示すように、一対のクランプ片62が閉状態のときに、把持した骨付き肢肉Wに接触するように構成される。
この実施形態によれば、一対のクランプ片62で骨付き肢肉Wを把持したとき、接触片80で骨付き肢肉Wを固定できるため、骨付き肢肉Wの回動やぐらつきを防止できる。
一実施形態では、接触片80は、開閉方向平面に対し交差する方向に沿って延在する板状体で構成される。接触片80は把持された肢首部の長手方向に沿って延在するため、さらに強固にクランプ片に固定できる。
図17は、骨付き肢肉Wとして鶏などの食鳥の骨付きモモ肉の肢首部fを一対のクランプ片62で把持した状態を示す。骨付き肢肉Wが食鳥の骨付きモモ肉である場合、肢首部fに長手方向にくぼみdが存在する。接触片80が開閉方向平面に対し交差する方向(図示では直交する方向)に沿って延在する板状体であるとき、接触片80の一辺はくぼみdに挿入されるため、骨付きモモ肉に対する保持力をさらに向上できる。
一実施形態では、回動抑制部66は壁部82(82a、82b、82c)を含んで構成される。該壁部82は、一対のクランプ片62間の空間Sを挟んで対向するように、一対のクランプ片62に夫々設けられる。また、各クランプ片62(62a、62b)の先端部68(68a、68b)は、開状態において壁部82よりも内側(中心線C寄り)に位置するとともに、中心線Cに沿った方向において壁部82よりも支持部64から遠く(先端側)に位置する。
この実施形態によれば、壁部82の存在によりクランプ片62の強度を高めることができると共に、壁部82はクランプ片62の先端部68に対して上記位置関係にあるため、把持動作の初期に先端部68ですくい上げられた骨付き肢肉Wを回動抑制部66が支えることができる。これによって、骨付き肢肉Wを確実に把持できる。
一実施形態では、壁部82は、少なくとも部分的に各クランプ片62(62a、62b)の中心線Cから遠い側の輪郭に沿って延在するため、クランプ片62の把持動作のじゃまにならず、かつクランプ片62の動作を補助して骨付き肢肉Wがクランプ片62から外れるのを防止できる。
一実施形態では、回動抑制部66を構成する壁部82は、第1壁部82(82a)、第2壁部82(82b)及び第3壁部82(82c)で構成される。第1壁部82(82a)は一対のクランプ片62の閉状態において中心線Cに沿って延在する。第2壁部82(82b)は支持部64側における第1壁部82(82a)の端部に接続され、第1壁部82(82a)から中心線Cに向かって屈曲して延在する。第3壁部82(82c)は支持部64とは反対側における第1壁部82(82a)の端部に接続され、第1壁部82(82a)から中心線Cに向かって屈曲して延在する。接触片80は第2壁部82(82b)と第3壁部82(82c)との間に配置される。
この実施形態によれば、第1壁部82(82a)、第2壁部82(82b)及び第3壁部82(82c)がクランプ片62で把持された骨付き肢肉Wを囲むように配置されるため、把持動作の初期にクランプ片62の先端部68がすくい上げた骨付き肢肉Wを第1壁部82(82a)、第2壁部82(82b)及び第3壁部82(82c)で囲い込み、骨付き肢肉Wが先端部68から外れるのを防ぎ、かつ把持された骨付き肢肉Wの回動及びぐらつきを抑制できる。
一実施形態では、図17に示すように、第2壁部82(82b)及び第3壁部82(82c)は、一対のクランプ片62の閉状態において中心線Cに対して傾斜し、第3壁部82(82c)の中心線Cに対する傾斜角αは第2壁部82(82b)の中心線Cに対する傾斜角αより小さい(α<α)。
この実施形態によれば、一対のクランプ片62が骨付き肢肉Wを把持するとき、クランプ片62が骨付き肢肉Wが置かれたワーク載置面に対して傾斜していても、第3壁部82(82c)を把持面に接近できる。これによって、クランプ片62の先端部68ですくい上げられた骨付き肢肉Wの下方に第3壁部82(82c)を挿入でき、骨付き肢肉Wが先端部68から外れるのを防止できる。これによって、骨付き肢肉Wを確実に把持できる。
図18は、先端ツール17(17f)によって把持面Pmに置かれた骨付き肢肉Wを把持し移送する場面を示す。先端ツール17(17f)が取付板78を介してアーム20に取り付けられている。アーム20は多軸多関節で構成され、先端ツール17(17f)の位置及び姿勢を制御可能である。取付板78のクランプ装置側取付部78aがアーム側取付部78bに対して角度βだけ傾斜している。このため、クランプ片62は把持面Pmに対して角度βだけ傾斜することになり、この傾斜によってクランプ装置10の骨付き肢肉Wに対する接近動作が容易になる。また、クランプ片12が把持面Pmに対して傾斜していても、第3壁部82(82c)の中心線Cに対する傾斜角αが第2壁部82(82b)の中心線Cに対する傾斜角αより小さいので、把持動作時に第3壁部82(82c)は把持面Pmに対する傾斜角を小さくできる。従って、クランプ片62の先端部68ですくい上げられた骨付き肢肉Wをすばやく一対のクランプ片62に夫々設けられた2つの第3壁部82(82c)で囲い込むことができる。
一実施形態では、図16及び図17に示すように、クランプ片62の先端部68(68a、68b)は、閉状態において平面Pと直交する方向から視たとき、互いに重なり合うように構成される。
この実施形態によれば、一対のクランプ片62が閉状態になる前にクランプ片62の先端部同士を閉じることができるので、クランプ片先端側からの骨付き肢肉Wの落下を防止できる。
図16に示す実施形態では、一対の先端部68(68a、68b)は、平面Pに直交する方向にずらして配置されている。これによって、先端部68(68a、68b)を互いに重なり合うようにすることができる。
一実施形態では、図19及び図20に示すように、先端ツール17(17f)から骨付き肢肉Wを受け取り、加工部12側へ渡すためのローダ部90を備える。ローダ部90は、回動軸92と、回動軸92を中心に回動可能であって、回動軸92に対して等角度間隔でに配置された3個以上のハンガ94と、を備える。
この実施形態によれば、骨付き肢肉Wを先端ツール17(17f)からローダ部90のハンガ94に懸架するとき、画像処理部16で得られる骨付き肢肉Wの姿勢情報に基づいて懸架するハンガ94を選択することで、アーム20及び先端ツール17(17f)の動作を簡素化できる。これによって、ハンガ94への懸架速度を増加でき、あるいは加工部12に投入する骨付き肢肉Wの投入速度を増加できる。
図19及び図20に夫々示す実施形態は、先端ツール17(17f)によって把持面Pmからハンガ94に骨付き肢肉Wを懸架するときの制御部22によるアーム20及び先端ツール17(17f)の動作を示す。図21は、比較例としてのアーム20及び先端ツール17(17f)の動作を示す。
一実施形態では、図19及び図20に示すように、制御部22は、画像処理部16で判別した骨付き肢肉Wの上面が表面であるとき、回動軸92とアーム20を回動可能に支持する台座96とを結ぶ基準線Baに対して一方側で骨付き肢肉Wを先端ツール17(17f)からハンガ94に懸架し、画像処理部16で判別した骨付き肢肉Wの上面が裏面であるとき、基準線Baに対して他方側で骨付き肢肉Wを先端ツール17(17f)からハンガ94に懸架するように制御するように構成される。
図19に示す実施形態では、3個のハンガ94が120度の等角度間隔で回動軸92に取り付けられ、図20に示す実施形態では、4個のハンガ94が90度の等角度間隔で回動軸92に取り付けられている。例えば、骨付き肢肉Wの上面が表面であるとき、先端ツール17(17f)は骨付き肢肉Wを把持してハンガ94(94a)に懸架し、骨付き肢肉Wの上面が裏面あるとき、先端ツール17(17f)は骨付き肢肉Wを把持してハンガ94(94b)に懸架する。
これによって、アーム20及び先端ツール17(17f)の動作を簡素化できるため、ハンガ94への懸架速度あるいは加工部12への投入速度を増加できる。即ち、基準線Baに対するアーム20の角度及びアーム20に対するクランプ片62の角度を大きく変えることなくハンガ94に懸架できる。図示のように、骨付き肢肉Wは、上面が表面又は裏面のときひざ部Nの向きが異なる。このひざ部Nの向きの違いは、基準線Baを境に異なる位置で骨付き肢肉Wをハンガ94に懸架することで相殺でき、アーム20及び先端ツール17(17f)の動きを簡素化できる。
例えば、図19に示す実施形態では、基準線Baに対して先端ツール17(17f)を30度傾けるだけでハンガ94に懸架できる。図20に示す実施形態では、基準線Baに対して先端ツール17(17f)を90度傾けるだけでハンガ94に懸架できる。また、各ハンガ94において、懸架された骨付き肢肉Wを加工部12に投入するとき、図19では120度、図20では90度だけ先端ツール17(17f)を回転させればよく、ハンガ94の回転時間を短縮できる。従って、懸架速度及び投入速度を増加でき、処理量を増加できる。なお、上記回転角度とするためには、制御部22によって、ハンガ94(94a)を正回転させ、一方ハンガ94(94b)を逆回転させる制御が必要である。
これに対し、図21に示す比較例においては、ローダ部102の回動軸103は基準線Ba上に配置され、回動軸103に例えば2個又は4個のハンガ104が等角度に設けられている。把持面Pm(例えばコンベア搬送面)上の骨付き肢肉Wは、先端ツール100によって骨付き肢肉Wの上面が表面又は裏面であるかの区別なく、常に基準線Ba上に位置する手前のハンガ104(104a)に懸架される。このとき、同図に示すように、基準線Baに対するアーム20の角度及びアーム20に対する先端ツール100の角度を大きく変える必要がある。また、各ハンガ104において、懸架された骨付き肢肉Wを加工部12に投入するとき、ハンガ104を180度回転させる必要がある。従って、上記実施形態と比べて骨付き肢肉1個当たりの懸架速度及び投入速度が増加してしまう問題がある。
なお、図19及び図20では、ローダ部90は先端ツール17(17f)と加工部12との間に設けられているが、加工部12の代わりに、図1に示すように複数のハンガ26が搬送されるハンガ用コンベア28が設けられ、ローダ部90を先端ツール17から複数のハンガ26に骨付き肢肉Wを移し替えるために用いてもよい。
なお、骨付き肢肉Wは、食鳥に限らず、豚、牛、羊等の家畜の足、腕等の骨付き肢肉全般を含む。
一実施形態によれば、脱骨装置などの加工装置に骨付き肢肉を投入する場合に、複数の骨付き肢肉の向きを揃えて投入する作業を人手に依らずに機械により自動化できる。
10(10A、10B、10a、10b) 投入システム
10a 左肢専用ライン
10b 右肢専用ライン
12(12a、12b) 加工部
14(14a、14b) 撮像部
16 画像処理部
17(17a、17b、17c、17d、17e,17f) 先端ツール
18(18a、18b)、19(19a、19b)、62(62a、62b) クランプ片
19(19a) 第1クランプ片
19(19b) 第2クランプ片
20(20a、20b) アーム
21 アーム駆動部
22(22a、22b) 制御部
24(24a、24b) コンベア
26、94(94a、94b)、104 ハンガ
28(28a、28b) ハンガ用コンベア
30 凹部
32 投入部
34(34a、34b) 姿勢調整部材
36(36a、36b) 傾斜面
38 拘束面
40 基部
41、44 軸
42 開閉駆動部
43 回動駆動部
46 取付部
48 延在部
50、66 回動抑制部
50a 第1回動抑制部
50b 第2回動抑制部
52 突起部
54 当接部
56a 第1支持壁
56b 第2支持壁
58 反転駆動部
66 回動抑制部
68(18a、18b) 先端部
70 アクチュエータ
72 給排口
74、76 軸
78 取付板
80 接触片
82 壁部
82a 第1壁部
82b 第2壁部
82c 第3壁部
92,103 回動軸
96 台座
A―A’ 接触位置
B―B’ 把持位置
Ba 基準線
C 中心線
Cb 把持中心
G 重力
Mr 回転モーメント
N ひざ部
O 中心点
P 平面
S 空間
第1空間
第2空間
W 骨付き肢肉
W(L) 左肢
W(R) 右肢
d くぼみ
f 肢首部
Pm 把持面
t モモ部位
α、α 傾斜角

Claims (9)

  1. 骨付き肢肉を加工部に投入するための投入システムであって、
    前記加工部に投入する前の前記骨付き肢肉を撮像するための撮像部と、
    前記撮像部で撮像した前記骨付き肢肉の画像から前記骨付き肢肉の姿勢情報を取得可能な画像処理部と、
    前記骨付き肢肉を把持するための先端ツールと、
    前記先端ツールを支持し、前記先端ツールの位置及び姿勢を制御可能なアームと、
    前記画像処理部が取得した前記姿勢情報に基き、少なくとも前記アームの動作を制御して前記骨付き肢肉の肢首部を把持し、定められた向きで前記加工部に投入させる制御部と、
    を備えることを特徴とする骨付き肢肉の投入システム。
  2. 前記姿勢情報は、前記撮像部で撮像した前記骨付き肢肉の上面が表面又は裏面である表裏面情報を含み、
    前記制御部は、前記表裏面情報を含む前記姿勢情報に基づいて前記加工部に前記骨付き肢肉を投入するように少なくとも前記アームの動作を制御するように構成されることを特徴とする請求項1に記載の骨付き肢肉の投入システム。
  3. 前記骨付き肢肉を前記加工部まで搬送するコンベアを備え、
    前記撮像部は、前記コンベアで搬送される前記骨付き肢肉を撮像するように構成されることを特徴とする請求項1又は2に記載の骨付き肢肉の投入システム。
  4. 前記骨付き肢肉のうち右肢または左肢のどちらか一方のみを前記加工部に投入することを特徴とする請求項1乃至3の何れか一項に記載の骨付き肢肉の投入システム。
  5. 前記先端ツールから前記骨付き肢肉を受領して前記加工部側へ渡すためのローダ部を備え、
    前記ローダ部は、回動軸と、該回動軸を中心に回動可能であって、前記回動軸に対して等角度間隔で配置された3個以上のハンガと、を備えることを特徴とする請求項1乃至4の何れか一項に記載の骨付き肢肉の投入システム。
  6. 前記制御部は、前記撮像部で撮像した前記骨付き肢肉の上面が表面であるとき、前記回動軸と前記アームを移動可能に支持する台座とを結ぶ基準線に対して一方側で前記骨付き肢肉を前記先端ツールから前記ハンガに懸架し、前記撮像部で撮像した前記骨付き肢肉の上面が裏面であるとき、前記基準線に対して他方側で前記骨付き肢肉を前記先端ツールから前記ハンガに懸架するように制御するように構成されたことを特徴とする請求項5に記載の骨付き肢肉の投入システム。
  7. 前記先端ツールは、
    前記アームに支持される基部と、
    前記基部に取り付けられ、骨付き肉を把持するように構成された一対のクランプ片と、
    前記一対のクランプ片とは独立して前記基部に取り付けられ、前記一対のクランプ片間の中心線に対して鋭角に傾斜する傾斜面を有し、前記骨付き肉の姿勢を調整するための姿勢調整部材と、
    を含み、
    前記一対のクランプ片が開状態のとき、平面視において、前記姿勢調整部材の前記傾斜面の少なくとも一部が前記一対のクランプ片間に形成される空間に重なるように配置されることを特徴とする請求項1乃至6の何れか一項に記載の骨付き肢肉の投入システム。
  8. 前記先端ツールは、
    第1クランプ片及び第2クランプ片を含み、骨付き肉を把持するように開閉可能な一対のクランプ片と、
    前記一対のクランプ片の開閉方向を含む平面に対して直交する方向において前記一対のクランプ片に対してずれた位置に設けられ、前記骨付き肉の回動を抑制するための回動抑制部と、
    を含み、
    前記回動抑制部は、前記平面の直交方向から視たとき、前記第1クランプ片から前記一対のクランプ片間の空間内に突出するように設けられ、前記骨付き肉に接触するように構成された突起部を含むことを特徴とする請求項1乃至6の何れか一項に記載の骨付き肢肉の投入システム。
  9. 前記先端ツールは、
    骨付き肉を把持するための一対のクランプ片と、
    各々の前記クランプ片の基部において前記一対のクランプ片を開閉可能に支持する支持部と、
    前記一対のクランプ片の開閉方向を含む平面に対して直交する方向に沿って前記一対のクランプ片の表面から突出するように設けられ、前記骨付き肉の回動を抑制するための回動抑制部と、
    を含み、
    前記一対のクランプ片の各々は、前記一対のクランプ片の開状態において、前記回動抑制部より前記一対のクランプ片間の中心線寄りの位置であって、かつ、前記中心線に沿った方向において前記回動抑制部よりも前記支持部から遠い位置に先端部を有することを特徴とする請求項1乃至6の何れか一項に記載の骨付き肢肉の投入システム。
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