JPH048195B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 発明の目的 ［産業上の利用分野］ 本発明は略相似形で組成が略均一な被切断物を
所定重量で切断する自動切断装置に関する。

［従来の技術］ 給食やレストランなど１人前の単価が予め決ま
つている場合や、大型小売店などで販売価格が予
め決まつている場合には、所定重量の魚肉、畜肉
等の切身を大量に得る必要がある。このようなと
きに、熟練した料理人や職人の勘に頼る手作業で
は効率が悪く、従来より、所定重量の切身を効率
よく得られる各種の自動切断装置が提案されてい
る。例えば、被切断物の重量と全長とを測定し、
その測定値と予め記憶されている基準データとを
対比演算して所定重量の切身を得られるように切
断手段の位置の制御を行なう装置が開示されてい
る（特公昭60−14678）。

［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら、こうした従来の自動切断装置
は、魚体等相似形の被切断物を対象としているに
もかかわらず、被切断物の重量と全長とを測定し
なければならず装置が大型化し、また設備費がか
さむという問題があつた。

そこで本発明は上記の問題点を解決することを
目的とし、被切断物を所定重量で切断する小型で
安価な自動切断装置を提供することを目的として
なされた。

発明の構成 ［問題点を解決するための手段］ かかる目的を達成すべく、本発明は問題点を解
決するための手段として次の構成をとつた。即
ち、第１図に例示すごとく、 略相似形で組成が略均一な被切断物Ｍ１から予
め設定された所定重量の切身を切断する自動切断
装置であつて、 上記被切断物Ｍ１の重量を検出する重量検出手
段Ｍ２と、 上記被切断物Ｍ１を指示された長さで切断する
切断手段Ｍ３と、 予め設定された被切断物Ｍ１の重量と全長との
関係に基づき上記重量検出手段Ｍ２により検出さ
れた被切断物Ｍ１の重量から上記被切断物Ｍ１の
全長を算出する全長算出手段Ｍ４と、 予め求められた被切断物Ｍ１の長さ比に対する
重量比分布で表された関係を記憶する記憶手段Ｍ
５と、 上記記憶手段Ｍ５に記憶された長さ比一重量比
分布の関係に基づいて、上記被切断物Ｍ１から上
記切身を除いた重量比より、切断長さを求め、該
切断長さ比と上記全長とから所定重量となる切断
長さを算出する切断長算出手段Ｍ６と、 該切断長算出手段Ｍ６の算出結果に基づいて上
記切断手段Ｍ３を指示・制御する切断制御手段Ｍ
７と、 を備えたことを特徴とする自動切断装置の構成が
それである。

ここで、上記被加工物Ｍ１は略相似形で組成が
略均一であればよく、例えば魚類、果実類、根菜
類あるいは略相似形に切断された畜肉等でもよ
い。

［作用］ 上記構成を有する本発明の自動切断装置は、重
量検出手段Ｍ２が、被切断物Ｍ１の重量を検出
し、全長算出手段Ｍ４が、予め設定された被切断
物Ｍ１の重量と全長との関係に基づき、検出され
た重量から被切断物Ｍ１の全長を算出する。そし
て、切断長算出手段Ｍ６が、記憶手段Ｍ５に記憶
された長さ比一重量比分布の関係に基づいて、被
切断物Ｍ１から切身を除いた重量比より、切断長
さ比を求め、切断長さ比と全長とから所定重量と
なる切断長さを算出する。切断制御手段Ｍ７が、
切断長算出手段Ｍ６の算出結果に基づいて切断手
段Ｍ３を指示・制御する。そして、切断手段Ｍ３
が、指示された切断長さで被切断物Ｍ１を切断
し、所定重量の切身を得ることができる。

［実施例］ 以下本発明の実施例について説明する。

まず、切断する被切断物の重量が所定重量とな
る長さを算出する手順について図面によつて説明
する。

第２図は被切断物である鮭の頭部を切除して二
枚におろした内の背骨がないものを例示した外形
図である。魚体はその種類が同一であると、第２
図に示すような外形がほぼ相似形であり、各魚体
の形状、例えば全長Ｌは魚体の総重量Ｇのβ乗
（1/3乗）にほぼ比例し、下記(1)式の関係がある。
従つて、予め比例係数αを求め、魚体の重量Ｇを
測定することによりその魚体の全長Ｌを求めるこ
とができる。

Ｌ＝α・G〓 ……(1) 第３図は、鮭を例として測定した全長と重量と
の関係を示すグラフである。このグラフにおいて
総重量Ｇ及び全長Ｌからは第２図に示すごとく、
切身として使用できない頭側のＡ部と尾部とを除
いている。このグラフから鮭の比例係数αは39で
あることが求められ、更に、本実施例では、β乗
を1/3乗に変えて、実際の鮭の外形にはばらつき
があり完全な相似形ではないことから、同じく上
記グラフからβ乗を0.35乗とした。

尚、魚体の幅Ｗ及び厚さＨについても長さＬと
同様の関係が成立する。

次に、所定の切身重量ΔGを得るための切断位
置を求める手順について第４図によつて説明す
る。第４図は上述した鮭の長さに対する重量の分
布比率を示すグラフである。このグラフにおい
て、縦軸は鮭の総重量Ｇ（頭側のＡ部と尾部は除
く。以下同じ。）に対する頭側の重量Ｇ１を百分
率で示した重量日ｇ１、横軸は鮭の全長Ｌ（頭側
のＡ部と尾部は除く。以下同じ。）に対する頭側
を基準とした長さＬ１を百分率で示した長さ比ｌ
１である。この関係を式で示すと下記の(2)，(3)式
となる。

g1＝G1／Ｇ×100 ……(2) l1＝L1／Ｌ×100 ……(3) また、所定の切身重量ΔGと切身重量比Δgとの
関係は(2)式より下記の(4)式となる。

Δg＝ΔG／Ｇ×100 ……(4) よつて、既に第２図に示すように切断長Ｌ１
（長さ比ｌ１）で切断したとすると、長さ比ｌ１
に応じた重量比はｇ１である。この重量比ｇ１か
ら切身重量比を減算して重量比ｇ２（＝ｇ１−
Δg）を求める。次に、この重量比ｇ２に応じた
長さ比ｌ２を第４図から求める。

この求めた長さ比ｌ２を上記(1)式及び(3)式から
求めた下記の(5)式に代入して切断長Ｌ２が求めら
れる。この切断長Ｌ２が鮭から切身重量ΔGを切
断するための頭側からの距離である。ここで本実
施例の鮭の場合、α＝39，β＝0.35である。

L2＝l2・Ｌ／100＝l2・α・G〓／100 ……(5) 次に、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に
説明する。第５図は本発明の一実施例である自動
切断装置の概略構成図である。

この自動切断装置は、回転しながら鮭Ｆを切断
するデイスク形カツタ１を有し、デイスク形カツ
タ１と共に回転する歯車２及び歯車２と噛合する
アイドルピニオン４をも備えている。これらデイ
スク形カツタ１、歯車２及びアイドルピニオン４
は一体的に移動する構成である。このアイドルピ
ニオン４は２本の小ラツク６ａ，６ｂ及び該２本
の小ラツク６ａ，６ｂの両端に設けられた半月状
の１対の歯車８ａ，８ｂにより形成されたラツク
１０と噛合され、このラツク１０は門形フレーム
１１に固定されている。また、上記デイスク形カ
ツタ１はチエーン１２に接続され、このチエーン
１２は門形フレーム１１に回転自在に支承された
一対のスプロケツト１４，１６の間に張設されて
いる。該スプロケツト１４は図示しない伝達装置
を介してACモータ１８により回転される。尚、
ACモータ１８の後部には、ACモータ１８の回転
によりパルス信号を発生するエンコーダ２０が取
付けられている。

上記ACモータ１８が駆動されるとスプロケツ
ト１４が回転し、このスプロケツト１４の回転に
よりチエーン１２が駆動されてデイスク形カツタ
１が図示印Ａのごとくトラツク状の運動をする。
また、チエーン１２の移動によりラツク１０と噛
合したアイドルピニオン４が回転し、よつてギヤ
２が逆方向に回転してデイスク形カツタ１が図矢
印Ｂ方向に回転する。このようにACモータ１８
が駆動されると、デイスク形カツタ１は図矢印Ｂ
方向に自転しながら図矢印Ａのごとくトラツク状
の運動を行なう。

また、上記門形フレーム１１の側面下部にはデ
イスク形カツタ１の下端（切断位置）を回動中心
とする大歯車２２が取付けられ、大歯車２２に噛
合する小歯車２４が設けられている。この小歯車
２４にはACサーボモータ２６の回転軸に取付け
られた歯車２８が噛合されている。従つて、AC
サーボモータ２６を駆動すると、歯車２８及び小
歯車２４を介して大歯車２２が回転し、この回転
により門形フレーム１１が傾動してデイスク形カ
ツタ１を所定角度傾けることができる。尚、AC
サーボモータ２６の後部にはACサーボモータ２
６の回転に応じたパルス信号を発生するエンコー
ダ３０が取付けられている。

一方、門形フレーム１１の長手方向と直交する
方向に多数のガイドバー３２が並設され、該ガイ
ドバー３２の下部には多数のガイドバー３２を接
続して一体とする接続バー３４を介してロードセ
ル３６が設けられている。このロードセル３６は
ガイドバー３２上に置かれた鮭Ｆの重量に応じた
アナログ信号を発生する。

また、ガイドバー３２の上側と下側とには、ガ
イドバー３２と直交する方向に架設された２本の
送給バー３８，４０が設けられている。この送給
バー３８，４０の各々の両端はガイドバー３２の
両側に設けられた２本の送給チエーン４２，４４
の各々接続されている。この２本の送給チエーン
４２，４４は２組の送給用スプロケツト４６，４
８間に張設され、一方の２個の送給用スプロケツ
ト４６，４８は連結軸５０により連結されてい
る。該連結軸５０の一端には小スプロケツト５２
が取付けられ、この小スプロケツト５２とACサ
ーボモータ５４の回転軸に取付けられたスプロケ
ツト５６との間にはチエーン５８が張設されてい
る。尚、ACサーボモータ５４の後部にはACサー
ボモータ５４の回転に応じてパルス信号を発生す
るエンコーダ６０が設けられている。

該ACサーボモータ５４が駆動されるとチエー
ン５８等を介して送給用スプロケツト４６，４８
が回転されて送給チエーン４２，４４が駆動さ
れ、一方の送給バー３８が図矢印Ｃ方向に移動す
る。これと共に他方の送給バー４０は図矢印Ｃと
反対方向に移動する。従つてガイドバー３２上に
鮭Ｆを置いて、ACサーボモータ５４を駆動する
と、一方の送給バー３８により鮭Ｆが図矢印Ｃ方
向に移動する。

また、ガイドバー３２の延長上には一端に深さ
３mmの切欠き６２ａが形成された多数の固定ガイ
ドバー６２が設けられている。この切欠き６２ａ
内を隙間１mmでデイスク形カツタ１の先端切刃部
が通過し、鮭Ｆを確実に切断する。この固定ガイ
ドバー６２の上方には、多数の板ばね６４が配設
された揺動軸６６が設けられ、該揺動軸６６の一
端にはエアシリンダ６８のロツドに接続された接
続板７０が設けられている。このエアシリンダ６
８が駆動されると、接続板７０を介して揺動軸６
６が揺動し、板ばね６４も揺動軸６６を中心に揺
動する。よつて、この板ばね６４により固定ガイ
ドバー６２上の鮭Ｆを上方から押さえる。

更に、固定ガイドバー６２の延長上には、一組
のローラ７２，７３間に張設された多数の紐状ベ
ルト７４が配設されている。上記ローラ７２は図
示しないチエーン伝達装置により送給用スプロケ
ツト４８と共に回転可能な構成となつている。従
つてACサーボモータ５４が駆動されるとローラ
７２も回転し、該ローラ７２の回転によりベルト
７４も駆動され、固定ガイドバー６２上を送給さ
れた鮭Ｆはベルト７４により搬出される。

次に本実施例の電気系統を第６図に示すブロツ
ク図を用いて説明する。上記の各モータは電子制
御回路１００によつて駆動・制御されて鮭Ｆの送
給・切断を行なう。上記電子制御回路１００は第
６図に示すように、周知のCPU１０１，ROM１
０２，RAM１０３を論理演算回路の中心として
構成され、外部と入出力を行なう入出力回路、こ
こではキーボード入回路１０４、パルス入力回路
１０５，アナログ入力回路１０６，モータ駆動出
力回路１０７，駆動出力回路１０８等をコモンバ
ス１０９を介して相互に接続して構成されてい
る。

上記RAM１０３には、これから切断しようと
する鮭Ｆ郡のサンプルから予め測定した鮭Ｆの全
長と重量との関係を示すグラフ（第３図参照）及
び鮭Ｆの長さに対する重量の分布を示すグラフ
（第４図図参照等）が書き込まれている。このよ
うにRAM１０３に書き込むことにより、被切断
物がかわつても容易にデータを書きかえることが
できる。

CPU１０１はキーボード１１０により設定さ
れる切身重量ΔG等のデータをキーボード入力回
路１０４を介して、また、各エンコーダ２０，３
０，６０からのパルス信号をパルス入力回路１０
５を介して、更に、ロードセル３６からのアナロ
グ信号をアナログ入力回路１０６を介して、各々
入力する。

一方、これらのデータや信号及びROM１０
２，RAM１０３内のデータに基づいてCPU１０
１はモータ駆動出力回路１０７を介してACモー
タ１８及び各ACサーボモータ２６，５４に駆動
信号を出力し、駆動出力回路１０８を介してシリ
ンダ６８を駆動する信号を出力して各装置を制御
している。

次に上述した電子制御回路１００において行な
われる処理について、第７図フローチヤートに拠
つて説明する。

本自動切断装置は電源が投入され、キーボード
１１０から切身重量ΔGの設定、門形フレーム１
１を傾動して所定の切断角度θとする操作、デイ
スク形カツタ１及び送給バー３８，４０の原点復
帰の操作等が行なわれる。

操作が開始されると、第７図に示す切断制御ル
ーチンを他の制御ルーチンと共に繰返し実行す
る。まず、予め設定された切身重量ΔGを読み出
し（ステツプ２００）、送給バー３８に鮭Ｆの頭
側を接触させてガイドバー３２上に置かれた鮭Ｆ
の総重量Ｇをロードセル３６により検出する（ス
テツプ２１０）。次に、総重量Ｇを切身重量ΔG
により割り算して、切断回数Ｎを算出し（ステツ
プ２１５）、該算出した切断回数Ｎの小数点以下
を切り捨て、切断回数Ｎを整数化する（ステツプ
２２０）。

続いて、上記総重量Ｇに基づいて上述した(1)式
により鮭Ｆの全長Ｌを算出し（ステツプ２２５）、
送給バー３８の原点位置（第５図の位置）とデイ
スク形カツタ１との距離から上記全長Ｌを減算し
た距離を求め、ACサーボモータ５４を駆動して
送給バー３８を移動し、エンコーダ６０によりこ
の移動量と上記減算して求めた距離とが等しくな
るまで送給バー３８を移動する（ステツプ２３
０）。これにより鮭Ｆは、第５図に二点鎖線で示
すように、尾の付け根部がデイスク形カツタ１の
通過通路上に送給される。

尚、総重量Ｇの鮭Ｆ切身重量ΔGで切断した場
合に、余りの重量分の切身ができるので、最後に
切断した切身に余り分ができるようにしてもよ
く、また、予め余りの重量分を切断するようにし
てもよい。この場合には、まず前述したと同様
に、総重量Ｇに基づいて(1)式から鮭Ｆの全長Ｌを
算出する（ステツプ２２５）。

次に、切身重量ΔGに切断回数Ｎを乗算し、そ
の値を総重量Ｇから減算した切断総重量（＝Ｇ−
Ｎ×ΔG）を算出する。この切断総重量を(2)式の
重量Ｇ１に代入して、重量比ｇ１を算出する。そ
して、第４図からこの重量比ｇ１に対応する長さ
比ｌ１を求め、(5)式の長さ比ｌ２に、この長さ比
ｌ１を代入して、切断長さＬ１を算出する。

続いて、前述したと同様に、送給バー３８の原
点位置とデイスク形カツタ１との距離から切断長
さＬ１を減算した距離を求め、ACサーボモータ
５４を駆動して送給バー３８を移動し、エンコー
ダ６０によりこの移動量と上記減算して求めた距
離とが等しくなるまで送給バー３８を移動する
（ステツプ２３０）。これにより、予め余りの重量
分を、身が少ない鮭Ｆの尾部側から取り除くこと
ができる。

次に、アイシリンダ６８を駆動して板ばね６４
により鮭Ｆを固定し（ステツプ２４０）、ACモー
タ１８を駆動してデイスク形カツタ１を移動し、
エンコーダ２０を介してデイスク形カツタ１が１
周したことを検出するとACモータ１８を停止す
る。こうして、鮭Ｆの尾を切断する（ステツプ２
５０）。切断を終了するとエアシリンダ６８を駆
動して板ばね６４による鮭Ｆの固定を開放し（ス
テツプ２６０）、切断回数Ｎが１上であるか否か
を判断する（ステツプ２７０）。

１以上であると判断すると、切身重量ΔGに応
じた切身重量比Δgを上記(4)式により算出し、前
述した如く、ガイドバー３２，６２上の鮭Ｆの長
さＬ１（長さ比ｌ１）に対応した重量比ｇ１から
切身重量比Δgを減算して、重量比ｇ２を求める。
そして、第４図から、この重量比ｇ２に対応する
長さ比ｌ２を求め、更に、この長さ比ｌ２と、ス
テツプ２２５の処理により算出した全長Ｌとから
上記(5)式により切断長Ｌ２を算出する（ステツプ
２８０）。このステツプ２８０の処理の実行が、
切断長算出手段として働き、前記ステツプ２２５
の処理の実行が全長算出手段として働く。切断長
Ｌ２算出後、送給バー３８とデイスク形カツタ１
との距離が切断長Ｌ２となるようエンコーダ６０
により移動量を検出しながらACサーボモータ５
４を駆動して送給バー３８を移動し、鮭Ｆを送給
する（ステツプ２９０）。この時、同時に切断さ
れた鮭Ｆの切身はベルト７４により搬出される。
次に、エアシリンダ６８を駆動して板ばね６４に
より鮭Ｆを固定し（ステツプ３００）、エンコー
ダ２０によりデイスク形カツタ１の移動量を検出
しながらACモータ１８を駆動して、デイスク形
カツタ１を矢印Ａのごとく１周分移動して鮭Ｆを
切断する（ステツプ３１０）。切断を終了すると、
切断回数Ｎから１を減算し（ステツプ３２０）、
再び新たな切断を行なうステツプ２６０以下の処
理を繰返し実行する。尚、本実施例では、ステツ
プ３１０の処理により鮭Ｆを切断後、デイスク形
カツタ１が原位置に戻るまでにステツプ３２０及
び２６０ないし３００の処理の実行を終了する
と、デイスク形カツタ１を原位置に停止すること
なく、矢印Ａの移動を連続して行なう構成として
いる。

ステツプ２７０において、切断回数Ｎが１以下
であると判断すると、エンコーダ６０により送給
バー３８の移動量を検出しながらACサーボモー
タ５４を駆動して、送給バー３８を第５図に示す
送給バー４０の位置に移動し、同時にベルト７４
により切身を搬出する（ステツプ３３０）。搬出
を終了すると、一旦「NEXT」へ抜ける。

本実施例では被切断物として鮭Ｆを二枚におろ
した内の背骨がないものを例としたが、背骨が付
いたものあるいは二枚におろしていない一匹のま
まのものでも、予めそれらの上述した測定データ
を得ることにより、同様に一定の切身重量ΔGの
切身に切断することができる。

上述した如く、本実施例の自動切断装置は、鮭
Ｆの総重量Ｇをロードセル３６により検出し、予
め測定し記憶された長さ比一重量比分布の関係に
基づいて、鮭Ｆから切身を除いた重量比ｇ２よ
り、切断長さ比ｌ２を求め、切断長さ比ｌと全長
Ｌとから切断長さＬ２を算出する。そして、送給
バー３８とデイスク形カツタ１との間隔が切断長
さＬ２となるように、送給バー３８を送給し、鮭
Ｆの大小に係わやず、また、鮭Ｆの頭側か尾側か
の切断箇所の違いに係わらず、誤差が少なく、ば
らつきの少ない所定重量ΔGの切身に連続して切
断する。

従つて、本実施例を自動切断装置によると、鮭
Ｆの総重量Ｇのみを検出するだけでよく、その他
の検出装置を設ける必要がないので、装置が小型
で、また設備費も安価である。また、ACサーボ
モータ２６を駆動して門形フレーム１１を傾ける
ことにより、所定の切断角度を有する切身を得る
ことができる。

更に、送給方向に並設した多数のガイドバー３
２により、送給中に鮭Ｆをずらすことなく確実に
送給することができ、切断中は多数の板ばね６４
により鮭Ｆの形状に応じた確実な固定を行なう。

以上本発明の実施例について説明したが、本発
明はこのような実施例に何等限定されるものでは
なく、例えば、ACモータ１８に取付けたエンコ
ーダ２０に変えて門形フレーム１１にリミツトス
イツチを取付けてデイスク形カツタ１の位置を検
出する構成としてもよく、本発明の要旨を逸脱し
ない範囲において種々なる態様で実施し得ること
は勿論である。

発明の効果 以上詳述したように本発明の自動切断装置によ
ると、被切断物の重量のみを検出するだけで、被
切断物の大小にかかわらず所定重量の切断を行な
うことができ、装置が小型で、また設備費も安価
であり、かつ切断した切身の重量の誤差が少な
く、ばらつきが少ないという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の基本的構成を例示するブロツ
ク図、第２図は本発明の一実施例としての被切断
物の外形図、第３図は本実施例としての鮭の全長
と重量との関係を示すグラフ、第４図は本実施例
としての鮭の長さに対する重量の分布比率を示す
グラフ、第５図は本発明の一実施例としての自動
切断装置の概略構成図、第６図は本実施例の電気
系統の構成を示すブロツク図、第７図は本実施例
の制御回路において行なわれる制御ルーチンの一
例を示すフローチヤートである。 １……デイスク形カツタ、１８……ACモータ、
２６，５４……ACサーボモータ、２０，３０，
６０……エンコーダ、３２……ガイドバー、３
８，４０……送給バー、１００……電子制御回
路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 略相似形で組成が略均一な被切断物か予め設
   定された所定重量の切身を切断する自動切断装置
   であつて、 上記被切断物の重量を検出する重量検出手段
   と、 上記被切断物を指示された長さで切断する切断
   手段と、 予め設定された被切断物の重量と全長との関係
   に基づき上記重量検出手段により検出された被切
   断物の重量から上記被切断物の全長を算出する全
   長算出手段と、 予め求められた被切断物の長さ比に対する重量
   比分布で表された関係を記憶する記憶手段と、 上記記憶手段に記憶された長さ比一重量比分布
   の関係に基づいて、上記被切断物から上記切身を
   除いた重量比より、切断長さ比を求め、該切断長
   さ比と上記全長とから切断長さを算出する切断長
   算出手段と、 該切断長算出手段の算出結果に基づいて上記切
   断手段を指示・制御する切断制御手段と、 を備えたことを特徴とする自動切断装置。