专利名称：脊柱去除方法及脊柱去除装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及可从肢解了纵向切断的牛、猪、马、羊等动物半身的块肉中去除脊柱的脊柱去除方法及脊柱去除装置，特别是涉及尽量减少肉的去除量来去除脊柱的脊柱去除方法及脊柱去除装置。
背景技术：
由于被屠宰的牛、猪、羊等动物要供以食用而将其脊柱一分为二纵向切断，使其成为2个动物半身。接着，为了分割成肩里脊部位、里脊·肋扇肉部位及大腿部位3部分，将包括脊柱的动物半身在脊柱的长度方向进行3分割，形成3个块肉。其后，从各块肉中去除脊柱、肋骨、其他的骨，以往是通过圆形齿刀与脊柱平行地将肉切断，去除脊柱(例如参照专利文献1-特开平5-153901号公报)。
但是，如上所述，如果为了从动物半身形成3个块肉而沿着其长度方向将脊柱进行3分割，被切断的脊柱由于成为去除了应力的状态，会复杂地扭曲等。
可是，上述的专利文献1中记载的脊柱去除装置是通过与脊柱平行地较单纯地直线切断肉及骨来去除脊柱，所以为了完全去除扭曲的脊柱，必须切断远离脊柱的部位的肉，肉量利用率低。
为此，在我国，现状是熟练工通过手工作业去除脊柱，在时间上不能有效率地去除脊柱。
发明内容
本发明鉴于上述问题点，目的在于提供肉量利用率高且在时间上也能有效率地从块肉中去除脊柱的脊柱去除方法及脊柱去除装置。
为了达到上述目的，方案1的本发明的脊柱去除方法的特征在于检测至少具有一部分脊柱的块肉中的脊柱的位置及形状，基于检测出的有关脊柱的位置及形状的数据三维地控制刀的姿势，将脊柱近旁的块肉从2个方向V字状切断，从块肉中去除脊柱。而且，通过采用这样的结构，能够在去除最低限度的肉的同时切实去除脊柱。
方案3的本发明的脊柱去除装置的特征在于，具有向至少具有一部分脊柱的块肉照射激光的激光振荡器；通过检测照射在上述块肉上的激光来检测上述块肉中的脊柱的位置及形状的CCD摄像机；由上述CCD摄像机检测出的图像数据计算出脊柱的位置及形状的控制机构；根据来自上述控制机构的控制信号三维地控制姿势的机器手；以及由上述机器手支撑进行旋转驱动的圆形齿刀，通过上述圆形齿刀将脊柱近旁的块肉从2个方向V字状切断，从块肉中去除脊柱。而且，通过采用这样的结构，能够用1个圆形齿刀将肉从2个方向V字状切断，在去除最低限度的肉的同时切实去除脊柱。
方案4的本发明的脊柱去除装置的特征在于，具有向至少具有一部分脊柱的块肉照射激光的激光振荡器；通过检测照射在上述块肉上的激光来检测上述块肉中的脊柱位置及形状的CCD摄像机；由上述CCD摄像机检测的图像数据计算出脊柱的位置及形状的控制机构；分别根据来自上述控制机构的控制信号三维地控制姿势的1对机器手；以及由上述机器手支撑进行旋转驱动的圆形齿刀，通过上述1对圆形齿刀将脊柱近旁的动物半身从2个方向V字状切断，从块肉中去除脊柱。而且，通过采用这样的结构，能够用2个圆形齿刀分别从不同方向大致同时将肉V字状切断，在去除最低限度的肉的同时切实去除脊柱。
并且，上述V字状为不到180°的任意的角度。
如以上说明所述，根据本发明的脊柱去除方法及脊柱去除装置，能够使肉量利用率良好，且在时间上也能够有效率地从块肉中去除脊柱。
特别是如果使用2个圆形齿刀，通过使两圆形齿刀的齿尖不接触，稍微错位地将肉切断，能够在时间上更有效率地从块肉中去除脊柱。
图1是表示本发明的脊柱去除装置的实施方式的立体图。
图2是图1的主视图。
图3是图1的俯视图。
图4是表示图1的脊柱去除装置检测脊柱的位置及形状的状态的俯视图。
图5是图4的右侧视图。
图6是表示图1的脊柱去除装置的切断状态的俯视图。
图7是图6的俯视图。
图8是图6的左侧视图。
图9A、B是表示块肉的V字状切断的状态的说明图。
图10A、B、C是表示牛肉的最佳切断条件的说明图。
图11A、B、C是表示猪肉的最佳切断条件的说明图。
具体实施例方式
图1至图3是表示本发明的脊柱去除装置的实施方式，本实施方式的脊柱去除装置1具备装备了各种器械的台架2。在该台架2上设有用于沿着路面移动的多个轮子3、3…；以及为了将台架3的移动约束在任意的位置上而通过螺钉驱动其相对于路面接近、离开的进退自如的多个止动件4、4…。
在上述台架2上方配设有如控制机构CPU那样的控制部5，其掌管该脊柱去除装置1的所有的控制。另外，在上述台架2的上下方向的大致中央位置配设有带式输送机构6，该带式输送机构6的传送带7通过马达7A的驱动沿水平方向运送块肉B。另外，在上述传送带7的表面突出设有多个销栓8、8…，用于使块肉B在传送带7上不偏离地扎住块肉B使其固定。该马达7A与上述控制部5连接。
图2中的上述传送带7的右端是载放部7a，通过适宜的机构将块肉B载放在该载放部7a上。另外，在该载放部7a的一侧的台架2上安装有导向壁9，在上述载放部7a的上述传送带7的下游一侧的上述导向壁9上配设有检测在传送带7上被运送的块肉B的如光敏器件那样的传感器10。该传感器10与上述控制部5连接。
在比上述传送带7的运送方向上的上述载放部7a靠下游一侧，配设有安装在上述台架2上的1对侧壁11、11。另外，在上述传送带7的上方，机架12架桥在上述两侧壁11、11之间，在上述传送带7的上游一侧的机架12上，支撑有面向其下方的传送带7照射激光的1对激光振荡器13、13。这些激光振荡器13配设在靠上述传送带7的宽度方向的一侧，这是因为块肉B的脊柱位于靠传送带7的宽度方向的一侧。
另外，该部位的传送带7被作为检测部7b。另外，各激光振荡器13与上述控制部5连接。
梁14架设在与上述传送带7的运送方向的下游一侧的上述机架12邻接的部位的上述两侧壁11、11上。在该梁14上，CCD摄像机15支撑在靠上述传送带7的宽度方向的一侧，该CCD摄像机15用于通过检测上述各激光振荡器13照射在上述块肉B上的激光来检测上述块肉B中的脊柱的位置及形状。该CCD摄像机15与上述控制部5连接，该控制部5在计算上述CCD摄像机15检测出的上述块肉B中的脊柱的位置及形状的图像数据的同时，根据计算得到的块肉B中的脊柱的位置及形状进一步计算出最佳切断位置。
另外，在上述梁14上倾斜状地安装有保护上述CCD摄像机15不受切削屑影响的遮护板16。
比上述传送带7的运送方向的上述检测部7b靠下游一侧被作为切断部7c，在该部位的传送带7的侧方配设有六轴多关节机器手17。该六轴多关节机器手17详细如图1所示，具有第1基体18，在该第1基体18上支撑有可通过垂直方向轴19转动的第2基体20。
向上方延伸的第1臂部22的基端部通过水平方向轴21摇动自如地支撑在上述第2基体20上。
第3基体24通过与上述水平方向轴21平行的水平方向轴23摇动自如地支撑在上述第1臂部22的前端部。
第2臂部26的基端部通过水平方向轴25转动自如地支撑在上述第3基体24上。
上述第2臂部26的前端部面对上述传送带7的切断部7c的上方，第3臂部28通过与上述水平方向轴23平行的水平方向轴27转动自如地支撑在该第2臂部26的前端部。
圆形齿刀30的刀本体31通过与上述水平方向轴27正交的水平方向轴29垂设在上述第3臂部28的前端部。
通过上述控制部5的控制信号驱动无图示的驱动机构，由此分别使上述第2基体20、第1臂部22、第3基体24、第2臂部26、第3臂部28及圆形齿刀30的刀本体31独立移动，其结果，能够三维地控制上述刀本体31的姿势。
另外，为了方便，用中心线表示上述各轴19、21、23、25、27、29。
在上述圆形齿刀30的刀本体31上固定有马达32，在该马达32的输出轴33上支撑有外周连续设有锯齿的原盘状的圆形齿本体34。上述马达32与上述控制部5连接。
在上述一方的侧壁11上配设有与上述控制部5连接并可放映出脊柱的切断状态的监视器35，该监视器35兼用作触摸板式的操作板。
下面说明由上述结构形成的本实施方式的作用。
首先，如图4及图5所示，将块肉B载放在带式输送机构6的传送带7的载放部7a上。该块肉B中包括脊柱C、多根肋骨R、胸椎V。
传感器10检测块肉B后，该传感器10的检测信号被输入控制部5，控制部5将驱动信号输出到马达7A，传送带7向图4中箭头所示方向开始走行。于是，从各激光振荡器13发出的激光按部分照射块肉B。另一方面，CCD摄像机15拍摄下被照射了激光的部位的块肉B的图像。该块肉B的图像数据顺次被输入控制部5。
于是，上述控制部5计算上述块肉B中的脊柱的位置及形状的图像数据，同时，根据计算得到的块肉B中的脊柱的位置及形状进一步计算最佳切断位置。
如此，控制部5对从CCD摄像机15送来的块肉B的所有的图像数据的计算结束后，控制部5在传送带7上的块肉B到达预定的位置时使传送带7停止后，向六轴多关节机器手17输出控制信号，一面按照停止中的块肉B中的脊柱C的位置及形状控制圆形齿刀30的圆形齿本体34的姿势，一面驱动马达32，如图6所示，将各胸椎V和脊柱C切断分离。
如此，当来自块肉B的一侧的切断结束后，向六轴多关节机器手17输出控制信号，使圆形齿刀30的圆形齿本体34位于块肉B的相反一侧。然后，向六轴多关节机器手17输出控制信号，由圆形齿刀30的圆形齿本体34从至此为止的相反一侧的肋骨R一侧再次切断停止中的块肉B，使各肋骨R和脊柱C分离。
如此，如图9A所示，在该脊柱C的近旁从两个方向使切断线的前端彼此完全一致地V字状切断块肉B，由此，如图9所示，能够使脊柱C从块肉B上分离。
另外，上述的脊柱C的近旁意味着在脊柱C的最近旁切断各肋骨R及各胸椎V，但也包括根据脊柱C的位置切断脊柱C自身很小一部分的场合。
将去除了脊柱C的块肉B从带式输送机构6的传送带7上移动到下一个处理处。
如上述说明，根据本实施方式的脊柱去除装置1，CCD摄像机15将块肉B中的脊柱C的位置及形状作为图像数据拍摄下来，控制部5计算该图像数据，为能够完全去除脊柱5且能尽可能减少多余的肉的去除地切断块肉B而由六轴多关节机器手17控制齿刀30的圆形齿本体34的位置及倾斜角度，所以能够自动地去除脊柱C。
因此，能够使肉量的利用率良好，且在时间上也能够有效率地从块肉中去除脊柱。而且，对作业者不要求熟练性，无论谁都能够进行同样的作业。
实施例经过上述2次，将块肉B切断成完全的V字状，从脊柱C上分离时的V字状为不到180°的任意的角度，牛肉的具体的角度及切断深度的具体数值显示在图10中。
图10A表示块肉B的切断开始位置的具体例，优选离被分割成两半的脊柱的骨髓的中心150mm以内的距离。
图10B表示从块肉B的表面切入的深度的具体例，切入深度优选离肉的表面10～150mm的范围。
图10C表示切断角度，特别优选在有棘突起的胸椎V一侧离肉的表面最小3°的范围，在肋骨R一侧离肉的表面最小10°(离胸椎V一侧170°)的范围。
另外，猪肉的具体的角度及切断深度的具体数值显示在图10中。
图11A表示块肉B的切断开始位置的具体例，优选离被分割成半的脊柱的骨髓的中心70mm以内的距离。
图11B表示从块肉B的表面切入的深度的具体例，切入深度优选离肉的表面10～70mm的范围。
图11C表示切断角度，特别优选在有棘突起的胸椎V一侧离肉的表面最小3°的范围，在肋骨R一侧离肉的表面最小10°(离胸椎V一侧170°)的范围。
另外，本发明并不限定于上述的实施方式，可根据需要进行各种变更。
在上述的实施方式中，说明了由1个圆形齿刀将块肉中的脊柱从两侧分2次V字状切断，但通过使用2个圆形齿刀，为使两个圆形齿刀的齿尖不接触而稍微错位切断块肉，能够在时间上更有效率地从块肉中去除脊柱。
另外，在上述的实施方式中，说明了将块肉载放在传送带上，一面使该块肉移动一面由CCD摄像机检测脊柱的位置及形状，或由圆形齿刀去除脊柱，但也可以不是使块肉移动，而是使CCD摄像机或圆形齿刀移动，进行脊柱的位置和形状的检测和脊柱的去除。
还有，在上述的实施方式中，说明了里脊、肋扇肉部位的块肉，但对肩脊部位或大腿部位的块肉也能够同样很好地去除脊柱。
并且还能够将块肉吊起来一面移动一面去除脊柱。
另外，还能够将激光振荡器及CCD摄像机装备在六轴多关节机器手上，制作块肉的脊柱图像数据。
权利要求
1.一种脊柱去除方法，其特征在于检测至少具有一部分脊柱的块肉中的脊柱的位置及形状，基于检测出的有关脊柱的位置及形状的图像数据三维地控制刀的姿势，将脊柱近旁的块肉从2个方向V字状切断，从上述块肉中去除脊柱。
2.根据权利要求1所述的脊柱去除方法，其特征在于上述V字状为不到108°的角度。
3.一种脊柱去除装置，其特征在于，包括向至少具有一部分脊柱的块肉照射激光的激光振荡器；通过检测照射在上述块肉上的激光来检测上述块肉中的脊柱的位置及形状的CCD摄像机；根据上述CCD摄像机检测出的图像数据计算出脊柱的位置及形状的控制机构；利用来自上述控制机构的控制信号三维地控制姿势的机器手；以及由上述机器手支撑进行旋转驱动的圆形齿刀，通过上述圆形齿刀将脊柱近旁的块肉从2个方向V字状切断，从块肉中去除脊柱。
4.一种脊柱去除装置，其特征在于，包括向至少具有一部分脊柱的块肉照射激光的激光振荡器；通过检测照射在上述块肉上的激光来检测上述块肉中的脊柱的位置及形状的CCD摄像机；根据上述CCD摄像机检测出的图像数据计算出脊柱的位置及形状的控制机构；分别利用来自上述控制机构的控制信号三维地控制姿势的1对机器手；以及由上述各机器手支撑进行旋转驱动的圆形齿刀，通过上述1对圆形齿刀将脊柱近旁的块肉从2个方向V字状切断，从块肉中去除脊柱。
5.根据权利要求3或权利要求4所述的脊柱去除装置，其特征在于上述V字状为不到180°的角度。
全文摘要
一种从块肉中去除脊柱的方法，能够使肉量利用率良好，且在时间上也有效率地从块肉中去除脊柱。检测至少具有一部分脊柱的块肉的脊柱的位置及形状，基于检测出的有关脊柱的位置及形状的数据，三维地控制刀(30)的姿势，将脊柱近旁的块肉从2个方向V字状切断，从块肉中去除脊柱。
文档编号A22C17/00GK1921767SQ20058000510
公开日2007年2月28日 申请日期2005年3月1日 优先权日2004年4月16日
发明者佐藤厚 申请人:食肉生产技术研究组合