KR20160032426A - 엑스레이 뼈위치 확인을 이용한 도체 발골장치 - Google Patents

엑스레이 뼈위치 확인을 이용한 도체 발골장치 Download PDF

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KR20160032426A
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Abstract

본 발명은 엑스레이 뼈위치 확인을 이용한 도체 발골장치에 관한 것으로서, 도축되어 분할된 도체(F)가 안착되는 트레이(10)와; 도체(F)가 안착된 트레이(10)가 위치 대기하는 제1테이블(20)과; 제1테이블(20)에 설치되는 것으로서, 도체(F)로 엑스레이를 조사하여 그 도체(F) 내부의 뼈(B) 위치를 검출하는 엑스레이 뼈위치검출부(30)와; 엑스레이에 의하여 검출된 뼈의 위치를 X-Y-Z 좌표정보로 변환하는 위치좌표변환부(40)와; 뼈(B)의 X-Y-Z 좌표정보가 얻어진 도체(F)가 안착된 트레이(10)를 제2테이블(60)로 이송시키는 컨베이어(50)와; 제2테이블(60)에 설치된 것으로서 도체(F)의 뼈(B)를 발골하기 위한 커터(72)를 가지는 커터유니트(70)와; X-Y-Z 좌표정보에 연동하여 커터유니트(80)와 제2테이블(60)로 이송된 도체(F)를 상대 운동시켜 그 커터(72)가 발골을 수행하게 하는 상대운동작동부(80);를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

엑스레이 뼈위치 확인을 이용한 도체 발골장치{Apparatus for deboning bone using X-ray detector}
본 발명은 엑스레이 뼈위치 확인을 이용한 도체 발골장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 엑스레이를 이용하여 뼈의 위치를 확인하고, 그 위치정보에 기반하여 커터를 움직여 발골을 수행하는 엑스레이 뼈위치 확인을 이용한 도체 발골장치에 관한 것이다.
일반적으로 돼지와 같은 가축은 도살 후 내장 및 피를 제거하여 도체화 하고, 이후 도체를 각 부위별로 분할한 후 발골을 수행함으로써 살코기나 부산물을 생산한다.
상기한 발골 과정은 통상 작업자가 칼을 이용하여 뼈 주위를 따라 움직이면서 살코기를 해체함으로써 수행되는데, 이때 작업자의 경험이나 능숙도에 발골 속도에 많은 차이가 있었고, 또한 생산되는 살코기의 양에서 많은 차이가 발생하여 결과적으로 발골 품질이 일정하지 않았다.
따라서 작업자의 능숙도에 관계없이 자동으로 발골을 수행함으로써, 빠른 시간내에 일정한 발골 품질을 유지할 수 있는 발골 장치에 대한 필요성이 대두되고 있다. 이러한 발골장치에 관련된 선행기술이 특허공개번호 10-2013-0065630 호에 뼈있는 다리의 발골 방법 및 장치란 명칭으로 개시되어 있다.
본 발명은 상기와 같은 필요성을 충족하기 위하여 창출된 것으로서, 도체 내측의 뼈 위치를 엑스레이를 통하여 확인하고, 확인된 위치정보를 기반으로 하여 커터를 움직여 뼈 주위의 살코기를 자동으로 해체할 수 있는 엑스레이 뼈위치 확인을 이용한 도체 발골장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 다른 목적은 발골을 자동으로 수행되도록 함으로써 빠른 발골속도를 구현할 수 있고, 생산되는 살코기의 양을 일정하게 하여 발골 품질을 유지할 수 있는 엑스레이 뼈위치 확인을 이용한 도체 발골장치를 제공하는 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 엑스레이 뼈위치 확인을 이용한 도체 발골장치는, 도축되어 분할된 도체(F)가 안착되는 트레이(10); 상기 도체(F)가 안착된 트레이(10)가 위치 대기하는 제1테이블(20); 상기 제1테이블(20)에 설치되는 것으로서, 상기 도체(F)로 엑스레이를 조사하여 그 도체(F) 내부의 뼈(B) 위치를 검출하는 엑스레이 뼈위치검출부(30); 상기 엑스레이에 의하여 검출된 뼈의 위치를 X-Y-Z 좌표정보로 변환하는 위치좌표변환부(40); 상기 뼈(B)의 X-Y-Z 좌표정보가 얻어진 상기 도체(F)가 안착된 상기 트레이(10)를 제2테이블(60)로 이송시키는 컨베이어(50); 상기 제2테이블(60)에 설치된 것으로서 상기 도체(F)의 뼈(B)를 발골하기 위한 커터(72)를 가지는 커터유니트(70); 및 상기 X-Y-Z 좌표정보에 연동하여 상기 커터유니트(80)와 상기 제2테이블(60)로 이송된 상기 도체(F)를 상대 운동시켜 그 커터(72)가 발골을 수행하게 하는 상대운동작동부(80);를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 엑스레이 뼈위치검출부(30)는, 상기 제1테이블(20)의 상부측에 설치되는 것으로서 상기 도체(F)로 제1엑스레이를 조사하는 제1엑스레이조사부(31)와, 상기 제1테이블(20)의 바닥측에 설치되는 것으로서 상기 도체(F)를 통과한 상기 제1엑스레이를 검출하는 제1디턱터(32)와, 상기 제1테이블(20)의 측부에 설치되는 것으로서 상기 도체(F)의 측부로 제2엑스레이를 조사하는 제2엑스레이조사부(33)와, 상기 도체(F)를 측부를 통과한 상기 제2엑스레이를 검출하는 제2디텍터(34)를 포함하고; 상기 위치좌표변환부(40)는, 상기 제1디텍터(32)에서 검출된 X-Y 방향의 뼈 영상 및 상기 제2디텍터(34)에서 검출된 Y-Z 방향의 뼈 영상으로부터 3차원 뼈 영상을 합성하는 3D 합성부(41)와, 상기 3D 합성부(41)에서 합성된 뼈의 3D 영상을 상기한 X-Y-Z 좌표정보로 변환하는 좌표변환부(42)를 포함한다.
본 발명에 있어서 상기 상대운동작동부(80)는, 상기 컨베이어(50)에 의하여 상기 제2테이블(60)로 이송된 상기 트레이(10)를 안착 고정하기 위한 안착스테이지(81)와, 상기 안착스테이지(81)를 X-Y 방향으로 평면 이송시키는 X-Y 스테이지(82)와, 장착된 상기 커터유니트(70)를 Z 방향으로 왕복이송시키기 위한 로드(83a)가 출몰되는 실린더(83)를 포함한다.
본 발명에 잇어서 상기 커터유니트(70)는, 상기 실린더(83)의 로드(83a)에 장착되는 유니트몸체(71)와, 상기 유니트몸체(71)의 하부측으로 돌출되어 발골을 수행하는 커터(72)와, 상기 유니트몸체(71)에 내장되는 것으로서 상기 커터(72)를 반복 운동시키는 커터구동부(73)를 포함한다. 이때 상기 커터(72)는 Z-X 방향에서 보았을 상기 Z 방향에서 X 축 방향으로 비스듬하게 경사진다.
본 발명에 따르면, 도체 내측의 뼈 위치를 엑스레이를 통하여 확인하고, 확인된 위치정보를 기반으로 하여 커터를 움직여 뼈 주위의 살코기를 자동으로 해체할 수 있다.
또한 발골을 자동으로 수행되도록 함으로써 빠른 발골속도를 구현할 수 있고, 생산되는 살코기의 양을 일정하게 하여 발골 품질을 유지할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 엑스레이 뼈위치 확인을 이용한 도체 발골장치의 사시도,
도 2는 도 1의 도체 발골장치의 주요구성을 정면에서 본 도면,
도 3은 도 1의 도체 발골장치의 주요구성을 측면에서 본 도면,
도 4는 도 1의 트레이에 형성된 핀돌기에 의하여 도체가 위치고정된 것을 설명하기 위한 도면,
도 5는 도 1의 위치좌표변환부의 구성을 블록도로 설명하기 위한 도면,
도 6은 도 1의 커터유니트의 구성을 설명하기 위한 도면,
도 7은 도 6의 커터유니트에 있어, 비스듬한 각도의 커터의 동작을 설명하기 위한 도면,
도 8 내지 도 10은 도 1의 도체 발골장치의 동작 관계를 설명하기 위한 도면
이하, 본 발명에 엑스레이 뼈위치 확인을 이용한 도체 발골장치를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 엑스레이 뼈위치 확인을 이용한 도체 발골장치의 사시도이고, 도 2는 도 1의 도체 발골장치의 주요구성을 정면에서 본 도면이며, 도 3은 도 1의 도체 발골장치의 주요구성을 측면에서 본 도면이다. 또 도 4는 도 1의 트레이에 형성된 핀돌기에 의하여 도체가 위치고정된 것을 설명하기 위한 도면이고, 도 5는 도 1의 위치좌표변환부의 구성을 블록도로 설명하기 위한 도면이다.
도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 엑스레이 뼈위치 확인을 이용한 도체 발골장치는, 도축되어 분할된 도체(F)가 안착되는 트레이(10)와; 도체(F)가 안착된 트레이(10)가 위치 대기하는 제1테이블(20)과; 제1테이블(20)에 설치되는 것으로서, 도체(F)로 엑스레이를 조사하여 그 도체(F) 내부의 뼈(B) 위치를 검출하는 엑스레이 뼈위치검출부(30)와; 엑스레이에 의하여 검출된 뼈의 위치를 X-Y-Z 좌표정보로 변환하는 위치좌표변환부(40)와; 상기 뼈(B)의 X-Y-Z 좌표정보가 얻어진 도체(F)가 안착된 상기 트레이(10)를 제2테이블(60)로 이송시키는 컨베이어(50)와; 제2테이블(60)에 설치된 것으로서 도체(F)의 뼈(B)를 발골하기 위한 커터(72)를 가지는 커터유니트(70)와; X-Y-Z 좌표정보에 연동하여 상기 커터유니트(80)와 상기 제2테이블(60)로 이송된 도체(F)를 상대 운동시켜 그 커터(72)가 발골을 수행하게 하는 상대운동작동부(80);를 포함하는 것을 특징으로 한다.
트레이(10)의 표면에는, 도 4에 도시된 바와 같이, 안착되는 도체(F)가 움직이지 않도록 도체(F) 피부 내측으로 진입하는 다수의 핀돌기(11)가 형성된다. 이러한 핀돌기(11)에 의하여 엑스레이 뼈위치검출부(30)에서 도체(F)의 뼈 위치를 검출하거나, 후술할 커터유니트(70)의 커터(72)가 발골 작업을 진행하는 동안에도, 도체(F)는 트레이(10)에 안착할 때의 초기 위치를 유지할 수 있다.
엑스레이 뼈위치검출부(30)는, 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 제1테이블(20)의 상부측에 설치되는 것으로서 도체(F)로 제1엑스레이를 조사하는 제1엑스레이조사부(31)와, 제1테이블(20)의 바닥측에 설치되는 것으로서 도체(F)를 통과한 제1엑스레이를 검출하는 제1디턱터(32)와, 상기 제1테이블(20)의 측부에 설치되는 것으로서 상기 도체(F)의 측부로 제2엑스레이를 조사하는 제2엑스레이조사부(33)와, 상기 도체(F)를 측부를 통과한 상기 제2엑스레이를 검출하는 제2디텍터(34)를 포함한다. 여기서, 제1,2엑스레이조사부(31)(33)는 고전압을 인가하였을 때 엑스레이를 발생하는 엑스선과(X-ray tube)를 포함하고, 제1,2디텍터(32)(34)는 도체(F)를 통과한 제1,2엑스레이를 영상 형태로 검출한다. 이러한 제1,2엑스레이조사부(31)(33) 및 제1,2디텍터(32)(34)는 엑스레이 업계에서 일반적인 구성이므로 더 이상의 상세한 설명은 생략한다.
상기 제1엑스레이조사부(31)에서 조사되는 제1엑스레이는 상부측으로부터 도체(F)를 통과한 후 제1디텍터(32)에서 검출됨으로써 X-Y 방향에서의 뼈 영상을 얻을 수 있다. 또한 제2엑스레이조사부(33)에서 조사되는 제2엑스레이는 측부로부터 도체(F)를 통과한 후 제2디텍터(34)에서 검출됨으로써 Y-Z 방향에서의 뼈 영상을 얻을 수 있다.
위치좌표변환부(40)는, 도 5에 도시된 바와 같이 제1디텍터(32)에서 검출된 도체(F)에 있어 X-Y 방향의 뼈 영상 및 제2디텍터(34)에서 검출된 도체(F)에 있어 Y-Z 방향의 뼈 영상으로부터 3차원 뼈 영상을 합성하는 3D 합성부(41)와, 상기 3D 합성부(41)에서 합성된 뼈의 3D 영상을 상기한 X-Y-Z 좌표정보로 변환하는 좌표변환부(42)를 포함한다. 이러한 위치좌표변환부(40)에 의하여, 3D 합성부(41)에서 합성된 뼈의 3D 영상으로부터 그 뼈에 관련된 X-Y-Z 좌표정보를 얻어낼 수 있는 것이다. 상기 X-Y-Z 좌표는 후술할 상대운동작동부(80)와 커터유니트(70)가 상대운동하게 하는 함으로써 커터(72)가 발골을 수행할 수 있도록 하는 좌표정보이다.
컨베이어(50)는, 뼈(B)의 X-Y-Z 좌표정보가 얻어진 도체(F)가 안착된 트레이(10)를 발골을 위하여 제2테이블(60)로 자동 이송시키기 위한 것이다.
한편 컨베이어(50)에는 상기한 엑스레이 뼈위치검출부(30)의 제1디텍터(32)가 설치될 수 있고, 이 경우 트레이(10)는 제1디텍터(32)에 안착된다. 이 상태에서 트레이(10)에 얹혀진 도체(F)의 뼈 위치 검출이 진행되고, 뼈 위치 검출이 완료된 후 컨베이어(50)는 제1디텍터(32)에 안착된 트레이(10)를 제2테이블(60)로 이송시키게 된다.
커터유니트(70)는, 후술할 실린더(83)의 로드(83a)에 장착되는 유니트몸체(71)와, 유니트몸체(71)의 하부측으로 돌출되어 발골을 수행하는 커터(72)와, 유니트몸체(71)에 내장되는 것으로서 커터(72)를 반복 운동시키는 커터구동부(73)를 포함한다. 이때 커터(72)는 끝으로 갈수록 뾰족한 날이 형성된 형태이고, 커터구동부(73)는 커버(72)를 바이브레이팅시키기 위한 바이브레이터인 것이 바람직하다. 그러나 발골 대상에 따라서, 커터는 원형형상이고, 커터구동부는 커터를 회전시키는 구동모터로 구현될 수 있다.
여기서, 커터(72)는 도 6에 도시된 바와 같이, Z-X 방향에서 보았을 Z 방향에서 X 축 방향으로 소정각도(Θ) 비스듬하게 경사진다. 따라서 커터(72)는 도 7에 도시된 바와 같이, 도체(F)의 뼈(B) 일측 측부로 진입하여 뼈 주위를 발골하게 된다. 그리고 뼈(B)의 반대측 측부를 발골하기 위하여, 후술할 X-Y 스테이지(82)가 도체(F)가 안착된 안착스테이지(81)를 180ㅀ 회전시킨다.
상대운동작동부(80)는, 컨베이어(50)에 의하여 제2테이블(60)로 이송된 트레이(10)를 안착 고정하기 위한 안착스테이지(81)와, 안착스테이지(81)를 X-Y 방향으로 평면 이송시키는 X-Y 스테이지(82)와, 커터유니트(70)가 장착되는 것으로서, 그 커터유니트(70)를 Z 방향으로 왕복이송시키기 위한 로드(83a)가 출몰되는 실린더(83);를 포함한다. 이러한 구조에 의하여, X-Y 스테이지(82)는 안착스테이지(81)를 X-Y 방향으로 평면 이송시키고, 실린더(83)는 커터유니트(70)를 Z 방향으로 승강시킴으로써, 결과적으로 커터유니트(70)의 커터(72)는 X-Y-Z 방향에서 발골을 진행할 수 있다.
본 발명에서는, 커터유니트(70)와 상대운동작동부(80) 사이에서 발골을 위한 상대 운동을 진행시키기 위하여 X-Y 스테이지(82) 및 실린더(83)를 채용하였으나, 이는 일 실시예에 불과하고 도체(F)와 커터유니트(70)가 X-Y-Z 방향으로 상대운동할 수 있다면, 예를 들면 커터유니트(70)가 로봇팔에 장착될 경우 본 발명의 권리범위에 속함은 물론이다.
다음, 상기한 엑스레이 뼈위치 확인을 이용한 도체 발골장치의 동작을 설명한다.
도 8에 도시된 바와 같이, 트레이(10)가 컨베이어(50)에 장착된 제1디텍터(32)에 안착된 상태에서, 발골 대상물인 도체가 올려진다.
이 상태에서 제1엑스레이조사부(31)에서 조사되는 제1엑스레이는 상부측으로부터 도체(F)를 통과한 후 제1디텍터(32)에서 검출됨으로써 X-Y 방향에서의 뼈 영상이 얻어지고, 제2엑스레이조사부(33)에서 조사되는 제2엑스레이는 측부로부터 도체(F)를 통과한 후 제2디텍터(34)에서 검출됨으로써 Y-Z 방향에서의 뼈 영상을 얻어진다. 이때 도체의 크기가 클 경우, 컨베이어(50)가 서서히 움직이면서 도체 전체 크기에서의 뼈 위치를 검출한다.
상기한 제1디텍터(32)에서 검출된 X-Y 방향의 뼈 영상과, 제2디텍터(34)에서 검출된 Y-Z 방향의 뼈 영상은 3D 합성부(41)에서 3D 영상으로 합성되고, 뼈의 3D 영상은 좌표변환부(42)에서 X-Y-Z 좌표정보로 변환된다.
상기 X-Y-Z 좌표정보가 얻어진 도체는 도 9에 도시된 바와 같이 컨베이어(50)에 의하여 제2테이블(60)로 이송된 후 상대운동작동부(80)의 안착스테이지(81)에 안착 고정된다.
이후 도 10에 도시된 바와 같이, 상기 X-Y-Z 좌표정보에 연동하여 X-Y 스테이지(82)는 안착스테이지(81)를 X-Y 방향으로 평면 이송시키고, 또한 실린더(83)는 커터유니트(70)를 Z 방향으로 왕복이송시킨다. 이러한 상대운동에 의하여, 커터유니트(70)의 커터(72)는 뼈(B)를 발골을 진행하게 되는 것이다.
이와 같이, 본 발명에 따르면, 도체(F) 내측의 뼈(B) 위치를 엑스레이를 통하여 확인하고, 확인된 위치정보를 기반으로 하여 커터(72)와 도체(F)를 상태운동시켜 뼈 주위의 살코기를 자동으로 해체시킬 수 있다.
또한 발골을 자동으로 수행되도록 함으로써 빠른 발골속도를 구현할 수 있고, 생산되는 살코기의 양을 일정하게 하여 발골 품질을 유지할 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.
10 ... 트레이 11 ... 핀돌기
20 .. 제1테이블 30 ... 엑스레이 뼈위치검출부
31 ... 제1엑스레이조사부 32 ... 제1디텍터
33 ... 제2엑스레이조사부 34 ... 제2디텍터
40 ... 위치좌표변환부 41 ...3D 합성부
42 ... 좌표변환부 50 ... 컨베이어
60 ... 제2테이블 70 ... 커터유니트
71 ... 유니트몸체 72 ... 커터
73 ... 커터구동부 80 ... 상대운동작동부
81 ... 안착스테이지 82 ... X-Y 스테이지
83 ... 실린더 83a ... 로드

Claims (5)

  1. 도축되어 분할된 도체(F)가 안착되는 트레이(10);
    상기 도체(F)가 안착된 트레이(10)가 위치 대기하는 제1테이블(20);
    상기 제1테이블(20)에 설치되는 것으로서, 상기 도체(F)로 엑스레이를 조사하여 그 도체(F) 내부의 뼈(B) 위치를 검출하는 엑스레이 뼈위치검출부(30);
    상기 엑스레이에 의하여 검출된 뼈의 위치를 X-Y-Z 좌표정보로 변환하는 위치좌표변환부(40);
    상기 뼈(B)의 X-Y-Z 좌표정보가 얻어진 상기 도체(F)가 안착된 상기 트레이(10)를 제2테이블(60)로 이송시키는 컨베이어(50);
    상기 제2테이블(60)에 설치된 것으로서 상기 도체(F)의 뼈(B)를 발골하기 위한 커터(72)를 가지는 커터유니트(70); 및
    상기 X-Y-Z 좌표정보에 연동하여 상기 커터유니트(80)와 상기 제2테이블(60)로 이송된 상기 도체(F)를 상대 운동시켜 그 커터(72)가 발골을 수행하게 하는 상대운동작동부(80);를 포함하는 것을 특징으로 하는 엑스레이 뼈위치 확인을 이용한 도체 발골장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 엑스레이 뼈위치검출부(30)는,
    상기 제1테이블(20)의 상부측에 설치되는 것으로서 상기 도체(F)로 제1엑스레이를 조사하는 제1엑스레이조사부(31)와, 상기 제1테이블(20)의 바닥측에 설치되는 것으로서 상기 도체(F)를 통과한 상기 제1엑스레이를 검출하는 제1디턱터(32)와, 상기 제1테이블(20)의 측부에 설치되는 것으로서 상기 도체(F)의 측부로 제2엑스레이를 조사하는 제2엑스레이조사부(33)와, 상기 도체(F)를 측부를 통과한 상기 제2엑스레이를 검출하는 제2디텍터(34)를 포함하고;
    상기 위치좌표변환부(40)는, 상기 제1디텍터(32)에서 검출된 X-Y 방향의 뼈 영상 및 상기 제2디텍터(34)에서 검출된 Y-Z 방향의 뼈 영상으로부터 3차원 뼈 영상을 합성하는 3D 합성부(41)와, 상기 3D 합성부(41)에서 합성된 뼈의 3D 영상을 상기한 X-Y-Z 좌표정보로 변환하는 좌표변환부(42)를 포함하는 것;을 특징으로 하는 엑스레이 뼈위치 확인을 이용한 도체 발골장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 상대운동작동부(80)는,
    상기 컨베이어(50)에 의하여 상기 제2테이블(60)로 이송된 상기 트레이(10)를 안착 고정하기 위한 안착스테이지(81)와, 상기 안착스테이지(81)를 X-Y 방향으로 평면 이송시키는 X-Y 스테이지(82)와, 장착된 상기 커터유니트(70)를 Z 방향으로 왕복이송시키기 위한 로드(83a)가 출몰되는 실린더(83)를 포함하는 것을 특징으로 하는 엑스레이 뼈위치 확인을 이용한 도체 발골장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 커터유니트(70)는,
    상기 실린더(83)의 로드(83a)에 장착되는 유니트몸체(71)와, 상기 유니트몸체(71)의 하부측으로 돌출되어 발골을 수행하는 커터(72)와, 상기 유니트몸체(71)에 내장되는 것으로서 상기 커터(72)를 반복 운동시키는 커터구동부(73)를 포함하는 것을 특징으로 하는 엑스레이 뼈위치 확인을 이용한 도체 발골장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 커터(72)는 Z-X 방향에서 보았을 상기 Z 방향에서 X 축 방향으로 비스듬하게 경사진 것을 특징으로 하는 엑스레이 뼈위치 확인을 이용한 도체 발골장치.

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