KR20220003076A - 워크 계측 장치 및 절개 시스템 - Google Patents

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KR20220003076A
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게이고 시바마
히로유키 사쿠라야마
아키라 고이즈미
하지메 아카바네
마사오미 와타나베
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가부시끼가이샤 마에가와 세이사꾸쇼
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Abstract

일양태에 따르는 워크 계측 장치는, 워크의 자세를 유지하기 위한 자세 유지면과, 상기 워크를 사이에 끼워 상기 자세 유지면과 반대측으로부터, 상기 자세 유지면에 대해서 상기 워크를 밀어 붙임 가능한 제1 워크 누름부와, 상기 워크에 접촉 가능하게 설치된 접촉자와, 상기 제1 워크 누름부에 의해서 상기 자세 유지면에 밀어 붙여진 상기 워크를 상기 접촉자에 대해서 상대 이동시키기 위한 이동 유닛을 구비하고, 상기 접촉자는, 상기 이동 유닛에 의한 상기 워크의 상대 이동 방향에 있어서 상기 제1 워크 누름부의 하류측에서 상기 워크에 접촉하도록 구성된다.

Description

워크 계측 장치 및 절개 시스템
본 개시는, 워크 계측 장치 및 절개 시스템에 관한 것이다.
식육용 가축 도체(屠體)의 해체 작업은, 수작업으로 행하면 중노동이고 또한 효율도 나쁘기 때문에, 자동화가 진행되고 있다. 본 출원인은, 이 분야에 있어서 오랜 세월 자동화 기술의 개발도 행해 오고 있다. 특허문헌 1에서는, 해체 도중의 뼈 있는 고기의 자동 탈골 기술을 제안하고, 특허문헌 2에서는, 반송 중에 뼈 있는 고기의 전체 길이 측정을 행하는 자동 측정 기술을 제안하고 있다. 또, 특허문헌 3에서는, 반송 중에 뼈 있는 고기의 절개를 행하는 자동 절개 기술을 제안하고, 특허문헌 4에서는, 처리 효율을 높인 자동 탈골 기술을 제안하고 있다.
일본국 특허 제3483710호 공보 국제 공개 제2019/131357호 국제 공개 제2019/131362호 국제 공개 제2019/131363호
식육용 가축 도체의 자동 해체 기술은, 식육의 수요 증가에 수반하여, 식육용 가축 도체가 해체된 뼈 있는 고기를 추가로 골부와 육부로 분리할 때에, 그 탈골 효율(단위 시간당 처리수의 증가 등)의 향상, 자동화 장치의 컴팩트화, 범용성, 또, 육부의 수율 향상 등이 요구되고 있다. 육부의 수율을 향상시키기 위해서는 탈골 공정 중에, 개개의 워크의 크기를 계측하고, 그 계측값에 의거하여 워크마다 세세한 탈골 처리를 행할 필요가 있다. 특허문헌 2에는, 개개의 뼈 있는 고기의 전체 길이 측정을 행할 때에, 계측용의 제1 누름판을 워크에 대고, 제1 누름판의 궤적을 검출함으로써, 뼈 있는 고기의 전체 길이를 포함하는 형태를 계측하도록 하고 있다. 그러나, 제1 누름판은 워크 누름용의 제2 누름판이 워크를 누르는 위치 부근에서 워크에 접촉하기 때문에, 제1 누름판은 제2 누름판의 압압(押壓)력에 의해 변형된 워크의 표면을 따르게 된다. 그로 인해, 변형 전의 워크의 실제 형태를 정확히 계측할 수 없는 경우가 있다.
본 개시는, 상기 서술한 과제를 감안하여 이루어진 것이며, 뼈 있는 고기의 자동 탈골 공정 등에 있어서 뼈 있는 고기의 크기, 형상 및 전체 길이 등을 포함하는 형태(이하, 간단히 「형태」라고도 말한다)를 정확히 계측할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 개시에 따르는 워크 계측 장치는, 워크의 자세를 유지하기 위한 자세 유지면과, 상기 워크를 사이에 끼워 상기 자세 유지면과 반대측으로부터, 상기 자세 유지면에 대해서 상기 워크를 밀어 붙임 가능한 제1 워크 누름부와, 상기 워크에 접촉 가능하게 설치된 접촉자와, 상기 제1 워크 누름부에 의해서 상기 자세 유지면에 밀어 붙여진 상기 워크를 상기 접촉자에 대해서 상대 이동시키기 위한 이동 유닛을 구비하고, 상기 접촉자는, 상기 이동 유닛에 의한 상기 워크의 상대 이동 방향에 있어서 상기 제1 워크 누름부의 하류측에서 상기 워크에 접촉하도록 구성되어 있다.
또한, 본 명세서에 있어서, 「워크」란, 식육용 가축 도체를 해체하여 얻어진 뼈 있는 고기(골부와 육부로 완전히 분리되기 전의 단계의 것이며, 예를 들어, 앞다리살, 넓적다리살 등의 뼈 있는 다리살)를 말한다.
본 개시에 따르는 절개 시스템은, 상기 서술한 워크 계측 장치와, 상기 워크가 상기 자세 유지면 및 상기 제1 워크 누름부로 협지되었을 때의 워크 위치에 대해서 진퇴 가능하게 배치된 절개날을 구비한다.
본 개시에 따르는 워크 계측 장치에 의하면, 개개의 워크의 형태를 정확히 계측할 수 있기 때문에, 예를 들어, 자동 탈골 장치에 적용되었을 때, 개개의 워크의 골부로부터 분리된 육부의 수율을 향상시킬 수 있다. 또, 본 개시에 따르는 절개 시스템에 의하면, 개개의 워크의 형태 계측과 절개를 동시에 행할 수 있기 때문에, 예를 들어, 자동 탈골 장치에 적용되었을 때, 처리 효율을 향상시킬 수 있음과 더불어, 자동 탈골 장치를 컴팩트화할 수 있음과 더불어, 개개의 워크의 전체 길이를 측정함으로써, 그 후의 골육 분리 공정에서 육부의 수율을 향상시킬 수 있다.
도 1은 일실시 형태에 따르는 워크 계측 장치 및 절개 장치의 사시도이다.
도 2는 일실시 형태에 따르는 워크 계측 장치 및 절개 장치의 사시도이다.
도 3은 일실시 형태에 따르는 워크 계측 장치 및 절개 장치의 사시도이다.
도 4는 일실시 형태에 따르는 워크 계측 장치 및 절개 장치의 제어계를 도시한 블록선도이다.
도 5는 일실시 형태에 따르는 접촉자의 궤적을 이차원 좌표 상에 나타낸 선도이다.
도 6은 클램퍼에 조가(吊架)된 뼈 있는 다리살을 도시한 개략도이다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 몇 가지 실시 형태에 대해 설명한다. 단, 실시 형태로서 기재되거나 또는 도면에 도시되어 있는 구성 부품의 치수, 재질, 형상, 그 상대적 배치 등은, 본 발명의 범위를 이것에 한정하는 취지가 아니며, 단순한 설명예에 지나지 않는다.
예를 들어, 「어느 방향으로」, 「어느 방향을 따라서」, 「평행」, 「직교」, 「중심」, 「동심」 혹은 「동축」 등의 상대적 혹은 절대적인 배치를 나타내는 표현은, 엄밀하게 그러한 배치를 나타낼 뿐만 아니라, 공차, 혹은, 같은 기능이 얻어지는 정도의 각도나 거리를 갖고 상대적으로 변위하고 있는 상태도 나타내는 것으로 한다.
예를 들어, 「동일」, 「같다」 및 「균질」 등의 사물이 같은 상태인 것을 나타내는 표현은, 엄밀하게 같은 상태를 나타낼 뿐만 아니라, 공차, 혹은, 같은 기능이 얻어지는 정도의 차가 존재하고 있는 상태도 나타내는 것으로 한다.
예를 들어, 사각 형상이나 원통 형상 등의 형상을 나타내는 표현은, 기하학적으로 엄밀한 의미에서의 사각 형상이나 원통 형상 등의 형상을 나타낼 뿐만 아니라, 같은 효과가 얻어지는 범위에서, 요철부나 모따기부 등을 포함하는 형상도 나타내는 것으로 한다.
한편, 하나의 구성 요소를 「준비하다」, 「갖추다」, 「구비하다」, 「포함하다」, 또는 「갖는다」라고 하는 표현은, 다른 구성 요소의 존재를 제외하는 배타적인 표현은 아니다.
도 1~도 3은, 일실시 형태에 따르는 워크 계측 장치(10)와 더불어, 워크 계측 장치(10)를 내장한 절개 시스템(60)을, 조작 절차를 따라서 차례로 도시한 사시도이다. 도 1에 도시한 바와 같이, 워크 계측 장치(10)는, 워크(W)의 자세를 워크 계측이 가능한 자세로 유지하기 위한 자세 유지면(12a)을 갖는 자세 유지판(12)을 구비하고 있다. 제1 워크 누름부(14)는, 워크(W)를 사이에 끼워 자세 유지면(12a)과 반대측의 위치에 배치되어 있다. 제1 워크 누름부(14)는, 제1 워크 누름부(14)를 자세 유지면(12a)에 접근 또는 이격하는 방향으로 이동시키는 구동부(16)를 갖는다. 제1 워크 누름부(14)는, 구동부(16)에 의해서 자세 유지면(12a)에 접근하여 워크(W)를 자세 유지면(12a)에 밀어 붙임 가능하게 구성되어 있다.
또한, 워크(W)에 접촉 가능하게 설치된 접촉자(19)를 구비함과 더불어, 워크(W)를 지지하여 워크(W)를 이동시키기 위한 이동 유닛(20)을 구비하고 있다. 이동 유닛(20)은, 자세 유지면(12a)에 밀어 붙여진 워크(W)를 접촉자(19)에 대해서 상대적으로 이동 가능하게 하도록 구성되고, 또한 접촉자(19)는, 접촉자(19)에 대해서 워크(W)가 상대 이동하는 방향에 있어서 제1 워크 누름부(14)의 하류측에서 워크(W)에 접촉 가능하게 구성되어 있다.
또한, 본 명세서에 있어서, 「하류측」이란, 이동 유닛(20)에 의해 워크(W)가 접촉자(19)에 대해서 상대 이동하는 방향에 있어서의 하류측을 의미한다.
상기 구성에 있어서, 이동 유닛(20)에 의해서 워크(W)가 접촉자(19)에 대해서 상대 이동했을 때, 접촉자(19)는 워크(W)의 표면에 접촉하면서 워크(W)의 표면을 따를 수 있다. 그로 인해, 접촉자(19)의 궤적을 검출함으로써, 워크(W)의 형태를 계측할 수 있다. 그러나, 제1 워크 누름부(14)의 압압력에 의해서 워크(W)가 변형된 부위를 접촉자(19)가 따르면, 워크 형태의 계측값에 오차가 생길 우려가 있다. 본 실시 형태에 의하면, 접촉자(19)는 제1 워크 누름부(14)의 하류측에서 워크(W)에 접촉하기 때문에, 제1 워크 누름부(14)의 압압력으로 워크(W)가 변형되는 부위가 아닌 부위를 따를 수 있다. 그로 인해, 워크의 실제 형태를 계측할 수 있다. 또, 접촉자(19)는, 워크(W)가 제1 워크 누름부(14)의 하류측에서 워크(W)에 접촉하기 때문에, 워크(W)의 이동에 의해서 워크(W)의 거의 전체 길이에 가까운 영역을 따를 수 있다. 그로 인해, 워크(W)의 거의 전체 길이에 가까운 형태를 계측할 수 있다.
상기 서술한 바와 같이, 접촉자(19)는 워크(W)의 형태를 계측할 수 있는데, 워크(W)에 접촉함으로써 워크(W)를 소정 위치에 안정적으로 유지하는 기능도 갖고 있다.
일실시 형태에서는, 도 1에 도시한 바와 같이, 제1 워크 누름부(14)를 구동하는 구동부(16)는, 피스톤이 제1 워크 누름부(14)의 링크 기구(17)에 연결된 에어 실린더(18)를 갖는다. 링크 기구(17)는, 당해 피스톤의 왕복 이동에 의해서 제1 워크 누름부(14)를 자세 유지판(12)에 대해서 접근 또는 이격하는 방향으로 이동시킨다. 또한, 도 2에서는, 링크 기구(17) 및 에어 실린더(18)의 도시를 생략하고 있다.
일실시 형태에서는, 도 1에 도시한 바와 같이, 자세 유지판(12)은 지지부(32)를 통해 구동부(도시하지 않음)에 장착되어 있다. 자세 유지판(12)은, 당해 구동부에 의해서, 계측 위치에서 클램퍼(22)에 조가된 워크(W)에 대해서 접근 또는 이격 가능하게 되어 있다. 이로써, 워크(W)를 원하는 계측 위치에 유지할 수 있다.
도 2에 도시한 바와 같이, 이동 유닛(20)은, 워크(W)를 조가 가능한 클램퍼(22)와, 클램퍼(22)를 연직 방향을 따라서 상승 가능하게 하는 구동부(24)를 갖고 있다. 이와 같이, 이동 유닛(20)은, 워크(W)를 조가하여 상승시키는 클램퍼(22)를 가짐으로써, 이동 유닛(20)을 컴팩트화할 수 있다.
일실시 형태에서는, 클램퍼(22)는, 워크(W)를 삽입 가능한 개구(22a)(도 6 참조)를 개폐하는 척(26)과, 척(26)을 구동하여 클램퍼(22)의 개구(22a)를 개폐하는 구동부(28)를 갖는다. 컨트롤러(30)는, 구동부(24)를 제어하여 클램퍼(22)의 상승 위치를 제어함과 더불어, 구동부(28)를 제어하여 척(26)의 개폐 시기를 제어한다. 워크(W)는 클램퍼(22)에 조가되어 자세 유지면(12a)의 앞면까지 반송되고, 자세 유지면(12a)의 앞면에서 정지한다. 그 후, 제1 워크 누름부(14)와 자세 유지면(12a)으로 협지되어 계측 위치에 유지된다.
일실시 형태에서는, 제1 워크 누름부(14)는 판상체로 구성되어 있다. 또, 클램퍼(22)가 연직 방향으로 이동하기 때문에, 자세 유지판(12) 및 제1 워크 누름부(14)도 연직 방향을 따라서 연장되도록 배치됨과 더불어, 자세 유지판(12) 및 제1 워크 누름부(14)는, 각각의 구동부에 의해서 연직 방향을 향한 채 워크(W)에 대해서 진퇴 가능하게 구성된다. 이로써, 자세 유지판(12) 및 제1 워크 누름부(14)는 워크(W)의 이동에 간섭하지 않는다.
일실시 형태에서는, 접촉자(19)는 클램퍼(22)의 클램프 위치 근방에서 워크(W)에 접촉하도록 배치되어 있다. 이로써, 접촉자(19)는, 워크(W)의 거의 전체 길이에 걸쳐 워크 표면을 따를 수 있고, 워크(W)의 거의 전체 길이에 가까운 형태를 계측할 수 있다.
일실시 형태에서는, 이동 유닛(20)에 의해서 워크(W)가 접촉자(19)에 대해서 상대 이동하는 경우, 제1 워크 누름부(14)의 하류측에 있어서, 접촉자(19)와는 반대측에 제2 워크 누름부(34)가 설치된다. 제2 워크 누름부(34)는, 접촉자(19)와 더불어 워크(W)를 협지 가능하게 구성되어 있다. 자세 유지판(12)과 제1 워크 누름부(14)로 협지된 워크(W)를, 추가로 접촉자(19)와 제2 워크 누름부(34)로 협지함으로써, 워크(W)를 원하는 위치에 정밀도 좋게 안정적으로 위치 결정할 수 있다. 이로써, 워크(W)의 형태 계측을 원활하게 행할 수 있다.
일실시 형태에서는, 도 1에 도시한 바와 같이, 제2 워크 누름부(34)는, 축(36)을 중심으로 회동 가능하게 자세 유지판(12)의 상부에 장착된다. 제2 워크 누름부(34)의 한쪽의 단부는, 에어 실린더(38)의 피스톤(38a)에 연결되어 있다. 피스톤(38a)이 신축함으로써, 제2 워크 누름부(34)는 축(36)을 중심으로 하여 계측 위치에 있는 워크(W)에 대해서 진퇴 가능하게 되어 있다.
일실시 형태에서는, 클램퍼(22)에 조가되어 자세 유지면(12a)의 앞면까지 반송되어 온 워크(W)는, 자세 유지면(12a)의 앞면에서 정지한다. 그 후, 워크(W)를 향해, 자세 유지판(12), 제2 워크 누름부(34), 접촉자(19) 및 제1 워크 누름부(14)의 순으로 전진하여, 워크(W)를 고정한다.
일실시 형태에서는, 도 3에 도시한 바와 같이, 제2 워크 누름부(34)를 향해서 접촉자(19)를 자세 유지면(12a)을 따르는 방향으로 탄성 가압하기 위한 탄성 가압 유닛(40)을 구비하고 있다. 이로써, 접촉자(19)를 워크(W)의 표면에 탄성 가압력을 갖고 따르게 할 수 있다. 그로 인해, 워크(W)의 표면 형상이 변화해도, 접촉자(19)를 항상 워크(W)의 표면을 따르게 할 수 있다. 이로써, 워크 표면 형상을 정확히 계측할 수 있다.
또, 상기 실시 형태에서는, 탄성 가압 유닛(40)에 의해서 접촉자(19)는 자세 유지면(12a)을 따르는 방향으로 탄성 가압되기 때문에, 접촉자(19) 및 제2 워크 누름부(34)에 의한 워크(W)에 대한 누름력과, 자세 유지판(12) 및 제1 워크 누름부(14)에 의한 워크(W)에 대한 누름력은, 서로 직교하는 방향으로 작용하고 있다. 이로써, 워크(W)를 소정 위치에 더욱 정밀도 좋게 안정적으로 위치 결정할 수 있다.
일실시 형태에서는, 도 3에 도시한 바와 같이, 탄성 가압 유닛(40)은, 접촉자(19)를 탄성적으로 탄성 가압하도록 구성된 에어 실린더(41)를 포함한다. 이로써, 탄성 가압 유닛(40)을 컴팩트화할 수 있음과 더불어, 에어 실린더(41)의 내부 공기압을 조정함으로써, 접촉자(19)가 워크(W)에 가하는 탄성 가압력을 조정할 수 있다.
일실시 형태에서는, 에어 실린더(41)는, 자세 유지면(12a)에 대해서 자세 유지판(12)의 반대측의 면에 고정되어 있다. 이로써, 에어 실린더(41)는 자세 유지판(12)과 더불어 이동하기 때문에, 워크(W)의 이동의 방해가 되지 않도록 배치할 수 있다.
일실시 형태에서는, 도 3에 도시한 바와 같이, 접촉자(19)는, 자세 유지판(12)의 자세 유지면(12a)에 장착된 축(46)과, 일단이 축(46)에 장착되어 축(46)을 중심으로 회동 가능한 아암(48)과, 축(46)과 반대측의 아암(48)의 선단부에 장착된 접촉바(50)로 구성되어 있다. 접촉바(50)는 연직 방향과 교차하는 방향(도 1에서는, 거의 수평 방향)으로 연장되기 때문에, 클램퍼(22)에서 연직 방향으로 조가된 워크(W)가 수평 방향으로 다소 어긋나도 확실히 워크(W)에 접촉할 수 있다.
또, 일실시 형태에서는, 에어 실린더(41)의 피스톤의 선단부는 축(46)에 장착된 아암(44)의 일단부에 축(42)을 통해 축 중심으로 회동 가능하게 장착되어 있다. 이로써, 당해 피스톤의 신축에 의해서, 아암(48)을 축(46) 둘레로 회동시킬 수 있다.
일실시 형태에서는, 도 2에 도시한 바와 같이, 워크(W)가 자세 유지면(12a) 상에 고정된 상태에서, 클램퍼(22)의 상승이 개시되기 전에, 컨트롤러(30)에 의해서, 제2 워크 누름부(34)가 워크(W)로부터 퇴피하도록 동작시킨다. 이로써, 클램퍼(22)의 상승이 개시되기 전에, 제2 워크 누름부(34)를 워크(W)로부터 퇴피할 수 있기 때문에, 제2 워크 누름부(34)가 상승하는 워크(W)에 간섭하지 않는다. 이로써, 워크(W)의 상승을 원활하게 행할 수 있다.
도 4는, 일실시 형태에 따르는 워크 계측 장치(10)의 제어계를 도시한다. 도 4에 도시한 바와 같이, 이동 유닛(20)에 의한 워크(W)의 이동량을 검출 가능한 이동량 검출부(52)와, 워크(W)의 표면을 따르는 접촉자(19)의 위치를 검출하는 위치 검출부(53)를 구비하고 있다. 또, 컨트롤러(30)는, 궤적 연산부(54)를 내장하고, 궤적 연산부(54)는, 이동량 검출부(52) 및 위치 검출부(53)의 검출값을 좌표축으로 한 이차원 좌표 상에 접촉자(19)의 궤적을 플롯 가능하게 구성되어 있다. 이로써, 이차원 좌표 상에 표시된 접촉자(19)의 궤적으로부터, 워크(W)의 형태를 정확히 파악할 수 있다.
일실시 형태의 궤적 연산부(54)는, 컨트롤러(30)의 구성 요소인 프로세서에 의해 실현된다. 프로세서는, CPU, GPU, MPU, DSP, 이들 이외의 각종 연산 장치, 또는 이들의 조합이다. 프로세서는, PLD, ASIC, FPGA, 및 MCU 등의 집적 회로여도 된다.
일실시 형태에서는, 위치 검출부(53)는 엔코더로 구성된다. 도 3에 도시한 바와 같이, 당해 엔코더는 자세 유지판(12)의 이면에 설치되고, 축(46)은 자세 유지판(12)을 관통하도록 배치되며, 당해 엔코더에 연결되어 있다. 당해 엔코더는, 축(46)의 회동각으로부터 접촉자(19)의 위치를 검출한다.
일실시 형태에서는, 도 4에 도시한 바와 같이, 컨트롤러(30)는 표시부(56)를 구비하고, 이차원 좌표 상에 표시된 접촉자(19)의 궤적은 표시부(56)에 표시된다. 도 5는, 표시부(56)에 표시된 접촉자(19)의 궤적의 일례를 도시한다. 동 도면 중, A점은, 자세 유지판(12) 및 제1 워크 누름부(14)에 의해서 워크(W)가 자세 유지면(12a)에 접하도록 협지되고, 이동 유닛(20)에 의해서 워크(W)가 상승하기 전의 접촉자(19)의 위치를 나타낸다. 또, B점은, 워크(W)가 상승하여 접촉자(19)가 워크(W)로부터 멀어진 순간의 접촉자(19)의 위치를 나타낸다. 길이(L)는, 워크(W)가 이동하기 전에, 접촉자(19)가 접촉하고 있던 위치로부터, 클램퍼(22)에 의한 클램프 위치측과 반대측의 워크(W)의 최하단까지의 길이를 나타내고 있다. 길이(L)로부터 워크(W)의 전체 길이를 연산할 수 있다.
상기 실시 형태에서는, 접촉자(19)는, 접촉자(19)에 대해서 워크(W)가 상대 이동하는 방향에 있어서 제1 워크 누름부(14)의 하류측에서 워크(W)에 접촉하도록 구성되어 있다. 즉, 도 1~도 3에 도시한 바와 같이, 이동 유닛(20)에 의해서 워크(W)가 상승하는 실시 형태에 있어서는, 접촉자(19)는 클램퍼(22)에 의해서 워크(W)가 조가시켜진 위치의 근방에서 워크(W)에 접촉하므로, 길이(L)는, 워크(W)의 거의 전체 길이에 가깝다. 따라서, 접촉자(19)의 궤적에 의해서 워크(W)의 거의 전체 길이에 가까운 형태를 정확히 계측할 수 있다.
도 1~도 3에서 예시되는 실시 형태에서는, 하류측은 연직 방향 상측이다. 다른 실시 형태에서는, 하류측은, 연직 방향 하측이어도 된다. 이 경우, 워크(W)가 접촉자(19)에 대해서 상대적으로 하강하는 구성이 워크 계측 장치(10)에 있어서 채용되어도 된다.
일실시 형태에 따르는 절개 시스템(60)은, 상기 서술한 각 실시 형태에 따르는 워크 계측 장치(10)와, 워크(W)가 자세 유지면(12a) 및 제1 워크 누름부(14) 사이에 협지되었을 때의 워크 위치에 대해서 진퇴 가능하게 배치된 절개날(62)을 구비하고 있다. 절개 시스템(60)은, 예를 들어, 뼈 있는 고기를 절개로부터 완전히 육부와 골부로 분리하는 자동 탈골 장치에 적용된다. 이 경우, 워크(W)를 조가한 클램퍼(22)는, 자동 탈골 장치를 구성하는 복수의 처리 스테이션에 차례대로 이동하여 워크(W)의 탈골 처리를 행한다. 절개 시스템(60)은 자동 탈골 장치의 절개 스테이션을 구성한다.
워크(W)가 클램퍼(22)로 절개 시스템(60)에 반송되고, 자세 유지판(12)의 앞면에 위치했을 때, 자세 유지면(12a) 및 제1 워크 누름부(14) 사이에서 워크(W)를 협지한다. 그리고, 클램퍼(22)와 더불어 워크(W)가 이동하기 전에, 절개날(62)을 워크(W)에 삽입한다. 그 후, 워크(W)가 접촉자(19) 및 절개날(62)에 대해서 상대 이동하면, 워크(W)의 형태 계측과 절개를 동시에 행할 수 있다. 따라서, 절개 시스템(60)이 자동 탈골 장치에 적용된 경우, 자동 탈골 장치를 컴팩트화할 수 있다. 또, 개개의 워크(W)의 전체 길이를 측정함으로써, 그 후의 골육 분리 공정에서 육부의 수율을 향상시킬 수 있다.
일실시 형태에서는, 절개날(62)은 지지부(64)에 지지되고, 자세 유지면(12a) 상의 절개 위치(워크 계측 위치와 같은 위치)에 유지된 워크(W)에 대해서 접근 또는 이격 가능하게 구성되어 있다.
일실시 형태에서는, 절개날(62)은, 접촉자(19)에 대해서 워크(W)가 상대 이동하는 방향에 있어서 제1 워크 누름부(14)의 하류측에서 워크(W)에 삽입 가능하게 구성되어 있다. 이로써, 클램퍼(22)의 근방으로부터 최하부까지 거의 워크 전체 길이로 절개할 수 있다.
도 1~도 3에 도시한 실시 형태에서는, 절개날(62)은 접촉자(19) 및 제2 워크 누름부(34)로 협지되는 위치의 부근에 절개날(62)을 삽입할 수 있다. 이로써, 워크(W)의 거의 전체 길이에 걸쳐 절개가 가능해진다.
일실시 형태에서는, 워크(W)는 뼈 있는 다리살이다. 도 6은, 일례로서 식조의 뼈 있는 다리살을 도시하고 있다. 이 뼈 있는 다리살(Mb)은, 골부(b)와 골부(b)의 주위에 부착된 육부(m)를 갖고 있다. 축 방향 중앙부에 무릎부(N)를 갖고, 무릎부(N)의 내측에 무릎 관절부(n)가 존재한다. 이동 유닛(20)은 뼈 있는 다리살(Mb)을 조가 가능한 클램퍼(22)와, 클램퍼(22)를 연직 방향을 따라서 상승시키는 구동부(24)를 갖고 있다. 그리고, 절개날(62)은 목부(f)에 삽입되도록 구성되어 있다. 클램퍼(22)의 개구(22a)에 목부(f)가 삽입되어 조가되고, 화살표 a방향으로 상승하는 과정에서 워크(W)의 형태 계측과 절개가 동시에 행해진다. 절개날(62)은 목부(f)에 삽입되기 때문에, 뼈 있는 다리살(Mb)의 전체 길이에 걸쳐 절개할 수 있다. 따라서, 자동 탈골 장치에 적용된 경우, 자동 탈골 장치를 컴팩트화할 수 있음과 더불어, 개개의 워크(W)의 전체 길이를 측정함으로써, 그 후의 골육 분리 공정에서 육부의 수율을 향상시킬 수 있다.
일실시 형태에서는, 워크(W)가 상대 이동하면 워크(W)가 제2 워크 누름부(34)에 간섭하므로, 상기 서술한 바와 같이, 워크(W)가 이동하기 전에, 제2 워크 누름부(34)는 워크(W)로부터 멀어진다. 이 경우, 접촉자(19)만의 누름이 되므로, 워크(W)가 접촉자(19)와 반대 방향으로 이동하기 쉽다. 이것을 억제하기 위해, 일실시 형태에서는, 도 6에 도시한 바와 같이, 절개날(62)을 접촉자(19)와 반대측의 골부(b)의 표면에 접촉하도록 삽입한다. 이로써, 워크(W)에 작용하는 접촉자(19)의 탄성 가압력은, 절개날(62)이 제2 워크 누름부(34)를 대신하여 골부(b)를 지지함으로써 받아 들이기 때문에, 절개 시에 있어서의 워크(W)의 수평 방향의 흔들림을 억제할 수 있다. 이 상태에서 워크(W)를 화살표 a방향으로 상대 이동시킴으로써, 골부(b)와 육부(m) 사이에 정밀도 좋게 칼집(c)을 형성할 수 있다.
일실시 형태에서는, 클램퍼(22)와 더불어 워크(W)가 상승할 때, 컨트롤러(30)는, 접촉자(19)의 워크(W)에 대한 탄성 가압력을 상승 전보다 감소시킨다. 이로써, 적당한 힘으로 워크(W)를 절개날(62)에 대고 누를 수 있기 때문에, 골부(b)를 따른 절개가 가능해진다.
뼈 있는 다리살(Mb)이 식조의 뼈 있는 다리살인 경우, 뼈 있는 다리살(Mb)의 한쪽의 면은 껍질로 덮인 피면이 되고, 다른쪽의 면은 껍질이 없이 육면이 노출된 육면이 된다. 일실시 형태에서는, 도 1~도 3에 도시한 바와 같이, 육면(s1)이 절개날(62)측을 향하도록 자세 유지면(12a) 상에 고정하고, 절개 공정에서는, 육면(s1)에 절개날(62)이 삽입되도록 한다. 이로써, 피면에 상처가 나지 않으므로, 정육으로서의 가치를 높일 수 있다.
상기 각 실시 형태에 기재된 내용은, 예를 들어 이하와 같이 파악된다.
1) 일양태에 따르는 워크 계측 장치(10)는, 워크(W)의 자세를 유지하기 위한 자세 유지면(12a)과, 상기 워크(W)를 사이에 끼워 상기 자세 유지면(12a)과 반대측으로부터, 상기 자세 유지면(12a)에 대해서 상기 워크를 밀어 붙임 가능한 제1 워크 누름부(14)와, 상기 워크에 접촉 가능하게 설치된 접촉자(19)와, 상기 제1 워크 누름부(14)에 의해서 상기 자세 유지면(12a)에 밀어 붙여진 상기 워크(W)를 상기 접촉자(19)에 대해서 상대적으로 이동시키기 위한 이동 유닛(20)을 구비하고, 상기 접촉자(19)는, 상기 이동 유닛(20)에 의한 상기 워크(W)의 상대 이동 방향에 있어서 상기 제1 워크 누름부(14)의 하류측에서 상기 워크(W)에 접촉하도록 구성되어 있다.
이러한 구성에 의하면, 접촉자는, 이동 유닛에 의한 워크의 상대 이동 방향에 있어서 제1 워크 누름부의 하류측에서 워크에 접촉하기 때문에, 제1 워크 누름부의 압압력으로 워크가 변형된 부위가 아닌 부위를 따를 수 있다. 그로 인해, 워크의 실제 형태를 계측할 수 있다. 또, 접촉자는, 이동 유닛에 의한 워크의 상대 이동 방향에 있어서 제1 워크 누름부의 하류측에서 워크에 접촉하기 때문에, 워크의 이동에 의해서 워크의 거의 전체 길이에 가까운 영역을 따를 수 있고, 그로 인해, 워크의 거의 전체 길이에 가까운 워크 형태를 계측할 수 있다.
2) 다른 양태에 따르는 워크 계측 장치(10)는, 1)에 기재된 워크 계측 장치로서, 상기 상대 이동 방향에 있어서 상기 제1 워크 누름부(14)의 하류측에서, 상기 접촉자(19)와는 반대측에 설치되고, 상기 접촉자(19)와 더불어 상기 워크(W)를 사이에 끼우는 제2 워크 누름부(34)를 구비한다.
이러한 구성에 의하면, 제1 워크 누름부의 하류측에서 접촉자와 제2 워크 누름부로 워크를 양측으로부터 사이에 끼우기 때문에, 워크를 이동 유닛의 지지 위치 근방에서 지지할 수 있고, 이로써, 워크를 안정적으로 소정 위치에 유지할 수 있다.
3) 또 다른 양태에 따르는 워크 계측 장치(10)는, 2)에 기재된 워크 계측 장치로서, 상기 이동 유닛(20)에 의한 상기 워크(W)의 이동이 개시되기 전에, 상기 제2 워크 누름부(34)를 상기 워크(W)로부터 퇴피시키는 컨트롤러(30)를 구비한다.
이러한 구성에 의하면, 이동 유닛에 의한 워크의 이동이 개시되기 전에, 제2 워크 누름부를 워크로부터 퇴피할 수 있기 때문에, 제2 워크 누름부가 상승하는 워크에 간섭하지 않는다. 이로써, 워크의 상승을 원활하게 행할 수 있다.
4) 또 다른 양태에 따르는 워크 계측 장치(10)는, 2) 또는 3)에 기재된 워크 계측 장치로서, 상기 제2 워크 누름부(34)를 향해서 상기 접촉자(19)를 상기 자세 유지면(12a)을 따르는 방향으로 탄성 가압하기 위한 탄성 가압 유닛(40)을 구비한다.
이러한 구성에 의하면, 접촉자를 워크의 표면에 탄성 가압력을 갖고 따르게 할 수 있기 때문에, 워크의 표면 형상이 변화해도, 접촉자를 항상 워크의 표면을 따르게 할 수 있다. 이로써, 워크의 표면 형상을 정확히 계측할 수 있다.
5) 또 다른 양태에 따르는 워크 계측 장치는, 4)에 기재된 워크 계측 장치로서, 상기 탄성 가압 유닛(40)은, 상기 접촉자(19)를 탄성적으로 탄성 가압하도록 구성된 에어 실린더(41)를 포함한다.
이러한 구성에 의하면, 탄성 가압 유닛은 에어 실린더를 포함하기 때문에 컴팩트화할 수 있음과 더불어, 에어 실린더의 공기압을 조정함으로써, 워크에 대한 접촉자의 탄성 가압력을 조정할 수 있다.
6) 또 다른 양태에 따르는 워크 계측 장치(10)는, 1) 내지 5) 중 어느 한쪽에 기재된 워크 계측 장치로서, 상기 이동 유닛(20)은, 상기 워크(W)를 조가 가능한 클램퍼(22)와, 상기 클램퍼(22)를 연직 방향을 따라서 상승시키기 위한 구동부(24)를 갖는다.
이러한 구성에 의하면, 이동 유닛이 워크를 조가 가능한 클램퍼를 포함함으로써 컴팩트화할 수 있음과 더불어, 워크 계측 장치가 자동 탈골 장치에 적용된 경우, 워크를 조가한 클램퍼를 그대로 다른 처리 스테이션으로 이송시켜 탈골 처리를 행할 수 있기 때문에, 워크를 클램퍼에 조가시킨 채 복수의 처리 공정을 연속하여 행할 수 있다.
7) 또 다른 양태에 따르는 워크 계측 장치(10)는, 1) 내지 6) 중 어느 한쪽에 기재된 워크 계측 장치로서, 상기 이동 유닛(20)에 의한 상기 워크(W)의 이동량을 검출 가능한 이동량 검출부(52)와, 상기 접촉자(19)의 위치를 검출하는 위치 검출부(53)와, 상기 이동량 검출부(52) 및 상기 위치 검출부(53)의 검출값을 좌표축으로 한 이차원 좌표 상에 상기 접촉자(19)의 궤적을 플롯 가능한 궤적 연산부(54)를 구비한다.
이러한 구성에 의하면, 접촉자의 궤적을 이차원 좌표 상에 나타낼 수 있기 때문에, 워크의 표면 형상을 정확히 파악할 수 있으며, 이로써, 워크의 형태를 정확히 파악할 수 있다.
8) 일 양태에 따르는 절개 시스템(60)은, 상기 서술한 워크 계측 장치와, 상기 워크(W)가 상기 자세 유지면(12a) 및 상기 제1 워크 누름부(14)로 협지되었을 때의 워크 위치에 대해서 진퇴 가능하게 배치된 절개날(62)을 구비한다.
이러한 구성에 의하면, 상기 절개날을 워크에 삽입한 상태에서, 이동 유닛에 의해 워크를 접촉자 및 절개날에 대해서 상대 이동시킴으로써, 워크의 형태 계측과 동시에, 워크의 절개를 행할 수 있다. 따라서, 자동 탈골 장치에 적용했을 때, 자동 탈골 장치를 컴팩트화할 수 있음과 더불어, 개개의 워크의 전체 길이를 측정함으로써, 그 후의 골육 분리 공정에서 육부의 수율을 향상시킬 수 있다.
9) 다른 양태에 따르는 절개 시스템(60)은, 8)에 기재된 절개 시스템으로서, 상기 워크(W)는 뼈 있는 다리살(Mb)이며, 상기 이동 유닛(20)은, 상기 뼈 있는 다리살(Mb)을 조가 가능한 클램퍼(22)와, 상기 클램퍼(22)를 연직 방향을 따라서 상승시키기 위한 구동부(24)를 갖고, 상기 뼈 있는 다리살(Mb)은 상기 클램퍼(22)에 목부(f)에서 클램프되며, 상기 절개날(62)은 상기 목부(f)에 삽입되도록 구성되어 있다.
이러한 구성에 의하면, 절개날이 목부에 삽입된 상태에서 워크를 상승시킴으로써, 뼈 있는 다리살을 거의 전체 길이에 걸쳐 절개할 수 있다.
10: 워크 계측 장치 12: 자세 유지판
12a: 자세 유지면 14: 제1 워크 누름부
16, 24, 28: 구동부 17: 링크 기구
18, 38, 41: 에어 실린더 38a: 피스톤
19: 접촉자 20: 이동 유닛
22: 클램퍼 22a: 개구
26: 척 30: 컨트롤러
32, 64: 지지부 34: 제2 워크 누름부
36, 42, 46: 축 40: 탄성 가압 유닛
44, 48: 아암 50: 접촉바
52: 이동량 검출부 53: 위치 검출부
54: 궤적 연산부 60: 절개 시스템
62: 절개날 Mb: 뼈 있는 다리살
N: 무릎부 W: 워크
b: 골부 f: 목부
m: 육부 n: 무릎 관절부

Claims (9)

  1. 워크의 자세를 유지하기 위한 자세 유지면과,
    상기 워크를 사이에 끼워 상기 자세 유지면과 반대측으로부터, 상기 자세 유지면에 대해서 상기 워크를 밀어 붙임 가능한 제1 워크 누름부와,
    상기 워크에 접촉 가능하게 설치된 접촉자와,
    상기 제1 워크 누름부에 의해서 상기 자세 유지면에 밀어 붙여진 상기 워크를 상기 접촉자에 대해서 상대 이동시키기 위한 이동 유닛
    을 구비하고,
    상기 접촉자는, 상기 이동 유닛에 의한 상기 워크의 상대 이동 방향에 있어서 상기 제1 워크 누름부의 하류측에서 상기 워크에 접촉하도록 구성된,
    워크 계측 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 상대 이동 방향에 있어서 상기 제1 워크 누름부의 하류측에서, 상기 접촉자와는 반대측에 설치되고 상기 접촉자와 더불어 상기 워크를 사이에 끼우는 제2 워크 누름부를 구비하는, 워크 계측 장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 이동 유닛에 의한 상기 워크의 이동이 개시되기 전에, 상기 제2 워크 누름부를 상기 워크로부터 퇴피시키는 컨트롤러를 구비하는, 워크 계측 장치.
  4. 청구항 2 또는 청구항 3에 있어서,
    상기 제2 워크 누름부를 향해서 상기 접촉자를 상기 자세 유지면을 따르는 방향으로 탄성 가압하기 위한 탄성 가압 유닛을 구비하는, 워크 계측 장치.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 탄성 가압 유닛은, 상기 접촉자를 탄성적으로 탄성 가압하도록 구성된 에어 실린더를 포함하는, 워크 계측 장치.
  6. 청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 이동 유닛은,
    상기 워크를 조가(吊架) 가능한 클램퍼와,
    상기 클램퍼를 연직 방향을 따라서 상승시키기 위한 구동부를 갖는, 워크 계측 장치.
  7. 청구항 1 내지 청구항 6 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 이동 유닛에 의한 상기 워크의 이동량을 검출 가능한 이동량 검출부와,
    상기 접촉자의 위치를 검출하는 위치 검출부와,
    상기 이동량 검출부 및 상기 위치 검출부의 검출값을 좌표축으로 한 이차원 좌표 상에 상기 접촉자의 궤적을 플롯 가능한 궤적 연산부를 구비하는, 워크 계측 장치.
  8. 청구항 1 내지 청구항 7 중 어느 한 항에 기재된 워크 계측 장치와,
    상기 워크가 상기 자세 유지면 및 상기 제1 워크 누름부로 협지되었을 때의 워크 위치에 대해서 진퇴 가능하게 배치된 절개날을 구비하는, 절개 시스템.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 워크는 뼈 있는 다리살이며,
    상기 이동 유닛은,
    상기 뼈 있는 다리살을 조가 가능한 클램퍼와,
    상기 클램퍼를 연직 방향을 따라서 상승시키기 위한 구동부
    를 갖고,
    상기 뼈 있는 다리살은 상기 클램퍼에 목부에서 클램프되며,
    상기 절개날은 상기 목부에 삽입되도록 구성된, 절개 시스템.
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