特開 2024-94481 食肉加工装置、及び、食肉加工システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024094481

(43)【公開日】2024-07-10

(54)【発明の名称】食肉加工装置、及び、食肉加工システム

(51)【国際特許分類】

   A22C 17/00 20060101AFI20240703BHJP

   A22C 21/00 20060101ALI20240703BHJP

【ＦＩ】

A22C17/00

A22C21/00 Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022211037

(22)【出願日】2022-12-28

(71)【出願人】

【識別番号】000148357

【氏名又は名称】株式会社前川製作所

(74)【代理人】

【識別番号】110000785

【氏名又は名称】ＳＳＩＰ弁理士法人

(72)【発明者】

【氏名】松本 浩輔

(72)【発明者】

【氏名】桜山 浩之

(72)【発明者】

【氏名】後藤 修

(72)【発明者】

【氏名】小山 佑亮

【テーマコード（参考）】

4B011

【Ｆターム（参考）】

4B011EA03

4B011FA04

4B011FA05

(57)【要約】

【課題】比較的大きな力を要する加工処理を効率的に実施可能な食肉加工装置、及び、食肉加工システムを提供する。
【解決手段】食肉加工装置は、第１ロボットアームと、ミートセパレータとを備える。
第１ロボットアームは、先端部にスクレーパを含むツールを有する。ミートセパレータは、第１ロボットアームとは別に設けられ、スクレーパによって広げられたワークの切れ込みに挿入され、ワークに対して上下に相対移動することによりワークから肉部を引き剥がす。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

先端部にスクレーパを含むツールを有する第１ロボットアームと、
前記第１ロボットアームとは別に設けられ、前記スクレーパによって広げられたワークの切れ込みに挿入され、前記ワークに対して上下に相対移動することにより前記ワークから肉部を引き剥がすためのミートセパレータと、
を備える、食肉加工装置。

【請求項2】

前記ツールは、前記スクレーパによって前記切れ込みが広げられた前記ワークに対して筋入れを行うカッタを含むマルチツールである、請求項１に記載の食肉加工装置。

【請求項3】

前記第１ロボットアームとは別に設けられ、先端部に前記ワークを把持するクランプ部を有する第２ロボットアームを更に備え、
前記第１ロボットアームは、前記クランプ部で把持された前記ワークに対して、前記ツールを用いて加工処理を行う、請求項１又は２に記載の食肉加工装置。

【請求項4】

前記第２ロボットアームは、前記切れ込みに挿入された前記ミートセパレータを固定した状態で、前記ワークを移動させることにより前記肉部を引き剥がす、請求項３に記載の食肉加工装置。

【請求項5】

前記ツールは、引き剥がされた前記肉部を切断することにより、前記ワークから分離する、請求項４に記載の食肉加工装置。

【請求項6】

前記第１ロボットアームは、６軸以上の軸数を有する、請求項１又は２に記載の食肉加工装置。

【請求項7】

前記ワークを搬送するための搬送ラインと、
前記搬送ラインによって搬送された前記ワークを加工するための少なくとも１つの加工ステーションと、
請求項１又は２に記載の食肉加工装置と、
を備える、食肉加工システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、食肉加工装置、及び、食肉加工システムに関する。

【背景技術】

【0002】

食肉をワークとして、搬送や加工を自動的に実行するための食肉加工装置が知られている。例えば、特許文献１には、ワークを搬送するための複数のコンベアを備える食肉加工装置が開示されている。この文献では、コンベアによって搬送されるワークが筋入れステーションに投入される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】国際公開２００９／１３９０３１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上記特許文献１のような食肉加工装置が備える加工ステーションでは、コンベアで搬送されたワークが床面上に寝かされた状態で加工処理が行われる。加工ステーションでは、同一のハードを用いてソフトの変更により多様な種類、形状の複合処理が可能である。

【0005】

このような加工ステーションにおける複合処理は、使用するロボットアームの力が比較的小さい処理であるため、例えばワークから肉を引き剥がすような大きな力を要する処理を行うことが難しい。そのため、従来の加工ステーションでワークから肉を引き剥がすためには、例えば、刃物によって肉を次第に切りながら剥がしていく必要があり、処理時間が長くなったり、ナイフ状の刃物を丸い骨に対して直線で入れていく必要があるため、歩留まりが低下してしまう。

【0006】

また加工ステーションではワークを寝かせた姿勢で加工処理が実施されるため、ワークの背面（すなわち床面に対向する側）にツールをアプローチすることが難しい。

【0007】

本開示の少なくとも一実施形態は上述の事情に鑑みなされたものであり、比較的大きな力を要する加工処理を効率的に実施可能な食肉加工装置、及び、食肉加工システムを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

（１）本開示の少なくとも一実施形態に係る食肉加工装置は、上記課題を解決するために、
先端部にスクレーパを含むツールを有する第１ロボットアームと、
前記第１ロボットアームとは別に設けられ、前記スクレーパによって広げられたワークの切れ込みに挿入され、前記ワークに対して上下に相対移動することにより前記ワークから肉部を引き剥がすためのミートセパレータと、
を備える。

【0009】

上記（１）の態様によれば、第１ロボットアームの先端部に設けられたスクレーパを用いて、ワークの切れ込みを広げた箇所にミートセパレータが挿入される。このようにミートセパレータが挿入された状態でワークを上下に相対移動することで、ワークと引き剥がされる肉との間に比較的大きな力を作用させることができ、ワークから肉を効率的に引き剥がすことができる。またスクレーパは第１ロボットアームの先端部に設けられることで、第１ロボットアームの姿勢を変更することにより、ワークに対して様々な角度からアプローチすることができる。これにより、多様な形状のワークに対して、本装置を適用することができる。

【0010】

（２）他の態様では、上記（１）の態様において、
前記ツールは、前記スクレーパによって前記切れ込みが広げられた前記ワークに対して筋入れを行うカッタを含むマルチツールである。

【0011】

上記（２）の態様によれば、第１ロボットアームの先端部に設けられるツールが、スクレーパ及びカッタの機能を含むマルチツールとして構成される。これにより、スクレーパによって切れ込みが広げられた状態のワークに対して筋入れを行うなど、複合処理を効率的に実施できる。

【0012】

（３）他の態様では、上記（１）又は（２）の態様において、
前記第１ロボットアームとは別に設けられ、先端部に前記ワークを把持するクランプ部を有する第２ロボットアームを更に備え、
前記第１ロボットアームは、前記クランプ部で把持された前記ワークに対して、前記ツールを用いて加工処理を行う。

【0013】

上記（３）の態様によれば、第１ロボットアームとは別に設けられた第２ロボットアームによって、加工対象となるワークが把持される。第１ロボットアームは、第２ロボットアームによって把持されたワークに対して加工を行うことで、両者のロボットアームの姿勢を変更することにより様々な複合加工処理を柔軟に実施できる。

【0014】

（４）他の態様では、上記（３）の態様において、
前記第２ロボットアームは、前記切れ込みに挿入された前記ミートセパレータを固定した状態で、前記ワークを移動させることにより前記肉部を引き剥がす。

【0015】

上記（４）の態様によれば、ツールが有するスクレーパで広げられた切れ込みに挿入されるミートセパレータを固定しながら、第２ロボットアームによって把持したワークを移動させることで、両者の間に大きな力を作用できる。これにより、ワークからの肉部の引き剥がしを的確に実施することができる。

【0016】

（５）他の態様では、上記（４）の態様において、
前記ツールは、引き剥がされた前記肉部を切断することにより、前記ワークから分離する。

【0017】

上記（５）の態様によれば、上記のように引き剥がされた肉部をツールによって切断することで、ワークから引き剥がした肉部を簡易に分離できる。

【0018】

（６）他の態様では、上記（１）又は（２）の態様において、
前記第１ロボットアームは、６軸以上の軸数を有する。

【0019】

上記（６）の態様によれば、第１ロボットアームの軸数を６軸以上とすることで、先端部に設けられたツールをワークに対して様々な角度でアプローチするなど柔軟な動作に対応でき、様々な加工処理が可能となる。

【0020】

（７）一態様に係る食品加工システムは、上記課題を解決するために、
前記ワークを搬送するための搬送ラインと、
前記搬送ラインによって搬送された前記ワークを加工するための少なくとも１つの加工ステーションと、
上記（１）又は（２）の態様の食肉加工装置と、
を備える。

【0021】

上記（７）の態様によれば、上記の食肉加工装置を、搬送ラインによって搬送されるワークを加工する加工ステーションと組み合わせることにより、従来の加工ステーションでは、力が足りなかったり、ツールのアプローチが困難な加工処理に対しても広く対応可能な食肉加工システムを実現できる。

【発明の効果】

【0022】

本開示の少なくとも一実施形態によれば、比較的大きな力を要する加工処理を効率的に実施可能な食肉加工装置、及び、食肉加工システムを提供できる。

【図面の簡単な説明】

【0023】

【図1】一実施形態に係る食肉加工システムの概略構成図である。

【図2】図１の食肉加工装置を側方から示す概略図である。

【図3】図１の食肉加工装置の構成を概略的に示す図である。

【図4】図３の第１ロボットアームの先端部に設けられたツールの拡大図である。

【図5】一実施形態に係る食肉加工装置の動作フローを示すフローチャートである。

【図6A】図５の各ステップに対応する動作説明図である。

【図6B】図５の各ステップに対応する動作説明図である。

【図6C】図５の各ステップに対応する動作説明図である。

【図6D】図５の各ステップに対応する動作説明図である。

【図6E】図５の各ステップに対応する動作説明図である。

【図6F】図５の各ステップに対応する動作説明図である。

【図6G】図５の各ステップに対応する動作説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0024】

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ている又は図面に示されている構成の寸法、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。

【0025】

図１は一実施形態に係る食肉加工システム１の概略構成図であり、図２は図１の食肉加工装置１０を側方から示す概略図である。食肉加工システム１は、食肉であるワーク２の搬送及び加工を自動的に実行するためのシステムである。ワーク２は、骨部及び肉部を含む食肉であり、豚、牛又は馬などの肉であってもよいし、魚又は鳥などの肉であってもよい。

【0026】

食肉加工システム１は、搬送ライン３と、少なくとも１つの加工ステーション７と、少なくとも１つの食肉加工装置１０とを備える。

【0027】

搬送ライン３は、加工対象であるワーク２を搬送するための構成であり、上流側に配置された供給ユニット（不図示）から供給されるワークを、下流側に配置された加工ステーション７又は食肉加工装置１０に対して搬送可能なコンベア４を有する。コンベア４は、最上流側にある入口部５において、供給ユニットからワーク２を受ける。入口部５の近傍では、コンベア４の両サイドに作業員が配置可能な下処理エリア６が設けられる。下処理エリア６では、下流側にある加工ステーション７や食肉加工装置１０で加工される前段階において、ワーク２に対して適宜下処理を実施可能である。

【0028】

コンベア４のうち下処理エリア６を含む比較的上流側では単独レーンで構成されているが、コンベア４は、途中から左レーン４Ｌ及び右レーン４Ｒに分岐しており、切替部８によって、上流側から搬送されてきたワーク２が左レーン４Ｌ又は右レーン４Ｒのいずれかに分配されるように構成される。左レーン４Ｌ又は右レーン４Ｒには、それぞれ対応する加工ステーション７及び食肉加工装置１０が配置される。加工ステーション７及び食肉加工装置１０で加工されたワーク２は、搬出レーンを介して、外部に搬出される。

【0029】

加工ステーション７は、加工ステーション７は、コンベア４からワーク２を受け取り、食肉加工用ツールを搭載した多軸ロボット（不図示）によって食肉加工を行う。加工ステーション７で実施される食肉加工は、例えば従来のワークに対して筋入れのような食肉加工を行うための食肉加工装置（例えば特許第４９６１６１３号公報、特許第４８６７０５０号公報、特許第５７８８０７６号公報、特許第５７８８０７７号公報、又は、特開２０２２－１７０８９４号公報等を参照）のように、比較的小さな力を用いて行われる。

【0030】

尚、本実施形態では、左レーン４Ｌ及び右レーン４Ｒに沿って、それぞれ２つずつ加工ステーション７が設けられる構成例を示しているが、各レーンに設けられる加工ステーション７の数は限定されない。また各加工ステーション７は互いに同じ構成を有してもよし、互いに異なる構成を有してもよい。

【0031】

食肉加工装置１０は、加工ステーション７に比べて大きな力を必要とする加工処理を実施するための装置である。本実施形態では、このような加工処理の一例として、骨部を含む食肉であるワーク２からの肉部の引き剥がし処理を例に説明するが、他の処理を対象としてもよい。図２に示すように、食肉加工装置１０は、上段に位置するコンベア４によって搬送されたワーク２を受け取り、ワーク２から肉部を引き剥がし、分離する。ワーク２から分離された肉部は、下段に位置する搬出コンベア１１によって外部に搬出される（尚、肉部が分離された残りのワーク２は、コンベア４に戻されることで、下流側の他の工程に搬送される）。

【0032】

尚、食肉加工システム１は、上記各構成を制御するためのコントローラを備えてもよい。コントローラは、１または複数の演算装置である。演算装置に含まれるプロセッサは、ＣＰＵ、ＧＰＵ、ＭＰＵ、ＤＳＰ、またはこれらの組み合わせなどでもよいし、もしくは、ＰＬＤ、ＡＳＩＣ、ＦＰＧＡ、またはＭＣＵ等の集積回路により実現されてもよい。演算装置は、ＲＯＭ、ＲＡＭ、またはフラッシュメモリなどのメモリを適宜含んでもよい。

【0033】

続いて食肉加工装置１０の具体的構成について説明する。図３は図１の食肉加工装置１０の構成を概略的に示す図であり、図４は図３の第１ロボットアーム１６の先端部２０に設けられたツール２０の拡大図である。

【0034】

食肉加工装置１０は、装置本体１２と、第１ロボットアーム１４と、第２ロボットアーム１６と、ミートセパレータ１８とを備える。

【0035】

装置本体１２は、食肉加工装置１０が設置される床面に対して固定される構成であり、その構成は限定されない。

【0036】

第１ロボットアーム１４は、装置本体１２に設けられた多軸ロボットであり、不図示のコントローラからの制御信号に基づいて可動である。第１ロボットアーム１４は、６軸以上の軸数を有するロボット構造を有しており、先端部２０に搭載されたツール２２がワーク２に対して任意の角度又は姿勢でアプローチできるように構成される。

【0037】

第１ロボットアーム１４の先端部２０に設けられたツール２２は、少なくともスクレーパ２２ａを含む。本実施形態では図４に例示するように、ツール２２は、スクレーパ２２ａに加えて、ワーク２に対して筋入れを行うためのカッタ２２ｂを含むマルチツールとして構成される。これにより、ツール２２を使用することにより、カッタ２２ｂによってワーク２に対して切れ込みを形成するとともに、当該切れ込みをスクレーパ２２ａによって同時に広げることが可能となる。
尚、カッタ２２ｂはツール２２の本体に対してカッタホルダ２２ｃを介して取り付けられる。カッタホルダ２２の内部には、カッタ２２ｂを駆動するための振動ユニット（不図示）が収納されている。

【0038】

第２ロボットアーム１６は、前述の第１ロボットアーム１４と同様に、装置本体１２に設けられた多軸ロボットであり、不図示のコントローラからの制御信号に基づいて可動である。第２ロボットアーム１６もまた６軸以上の軸数を有するロボット構造を有しており、先端部２４に搭載されたクランプ部２６を用いて、コンベア４上に載置されているワーク２を把持可能に構成される。

【0039】

ミートセパレータ１８は、ワーク２に形成された切れ込みに挿入されることで、ワーク２から肉部を引き剥がすための構成である。後述するように、ミートセパレータ１８の挿入時には、ワーク２に形成された切れ込みが第１ロボットアーム１４の先端部２０に設けられるツール２２に含まれるスクレーパによって広げられることにより、当該切れ込みに対してミートセパレータ１８が適格に挿入されるようになっている。またミートセパレータ１８には、不図示の駆動源からの動力によって、ミートセパレータ１８から退避した位置（退避位置）と、ミートセパレータ１８に接近することでミートセパレータ１８が挿入されたワーク２を押さえるための位置（押さえ位置）とが互いに切替可能な押さえ部材１９が対向配置されている（図３では、押さえ部材１９が押さえ位置にある様子が例示されている）。

【0040】

尚、前述の第１ロボットアーム１４、第２ロボットアーム１６及びミートセパレータ１８は、それぞれ装置本体１２に対して別に設けられる。

【0041】

続いて上記構成を有する食肉加工装置１０の動作について説明する。図５は一実施形態に係る食肉加工装置１０の動作フローを示すフローチャートであり、図６Ａ～図６Ｆは図５の各ステップに対応する動作説明図である。

【0042】

まずコンベア４で搬送されるワーク２を検出し（ステップＳ１）、図６Ａに示すように、第２ロボットアーム１６を用いてワーク２を把持する（ステップＳ２）。ステップＳ１では、不図示の検出用センサによってコンベア４上にあるワーク２を認識することにより、食肉加工装置１０の加工対象であるワーク２を検出し、その姿勢を特定する。ステップＳ２では、ステップＳ１の検出結果に基づいて、コンベア４上に所定の姿勢で載置されているワーク２に対して、第２ロボットアーム１６を操作することにより、その先端部２４に設けられたクランプ部２６によってワーク２を把持する。

【0043】

本実施形態では、ワーク２として家畜の足部を含む食肉を取り扱っており、ステップＳ１においてワーク２の形状認識をすることで、ワーク２のうち足首部を特定し、ステップＳ２では、特定された足首部をクランプ部２６で把持するように第２ロボットアーム１６が操作される。

【0044】

尚、第２ロボットアーム１６によって把持されたワーク２は、続くステップＳ３で行われる加工処理に適した姿勢（本実施形態では、図６Ｂに示すように吊り下げ姿勢）にされる。

【0045】

続いて図６Ｃに示すように、第１ロボットアーム１４の先端部２０に設けられたツール２２を用いて、第２ロボットアーム１６で把持されたワーク２に対して加工処理を行う（ステップＳ３）。ステップＳ３で実施される加工処理は限定されないが、本実施形態では、その一例として、吊り下げ姿勢に把持されたワーク２に対して、ツール２２に含まれるカッタによる筋入れ処理が行われる。

【0046】

続いて図６Ｄに示すように、ツール２２に含まれるスクレーパによって広げられたワーク２の切れ込みに対して、ミートセパレータ１８を挿入する（ステップＳ４）。前述のようにツール２２は、ステップＳ３で加工処理を行うためのカッタ等に加えてスクレーパを含むマルチツールとして構成されている。そのため、ステップＳ３の加工処理では、ツール２２の使用時にカッタ等による筋入れ処理とともに、スクレーパによってワーク２に形成された切れ込みが広げられる。ステップＳ４では、このようにスクレーパによって広げられた切れ込みに対してミートセパレータ１８が挿入される。このとき、ミートセパレータ１８がワーク２の切れ込みに挿入された状態で、退避位置にある押さえ部材１９を回動して押さえ位置にすることにより、ワーク２をミートセパレータ１８と押さえ部材１９とによって挟み込むように固定することで姿勢を安定化できる。

【0047】

尚、ステップＳ４では、ミートセパレータ１８の位置と、スクレーパによって広げられたワーク２の切れ込みの位置とが対応するように、ワーク２の位置及び姿勢を事前調整するステップを含んでもよい。

【0048】

続いて図６Ｅに示すように、ワーク２に対してミートセパレータ１８を上下に相対移動させることにより、ワーク２から肉部を引き剥がす（ステップＳ５）。本実施形態では、スクレーパによって広げられた切れ込みに挿入されたミートセパレータ１８を装置本体１２に対して固定した状態で、第２ロボットアーム１６を操作することにより、第２ロボットアーム１６の先端部２４に設けられたクランプ部２６によって把持されたワーク２を移動させる。これにより、装置本体１２に対して固定されたミートセパレータ１８に係合した肉部と、ワーク２との間に大きな力を作用させ、ワーク２から肉部を効果的に引き剥がすことができる。

【0049】

続いて図６Ｆに示すように、第１ロボットアーム１４を操作することにより、第１ロボットアーム１４の先端部２０に設けられたツール２２を用いて、ステップＳ５で引き剥がされた肉部をワーク２から切断することにより分離する（ステップＳ６）。ステップＳ５では、ワーク２から肉部が引き剥がされるが、肉部の一部がワーク２につながっている状態にある。そこでステップＳ６では、当該つながっている部位を、ツール２２に含まれるカッタを用いて切断することで、ワーク２から引きはがした肉部を分離する。
尚、分離された肉部は、図６Ｇに示すように、下段にある搬出コンベア１１を介して外部に搬出される。

【0050】

以上説明したように上記実施形態によれば、第１ロボットアーム１４の先端部２０に設けられたツール２２に含まれるスクレーパを用いて、ワーク２の切れ込みを広げた箇所にミートセパレータ１８が挿入される。このようにミートセパレータ１８が挿入された状態でワーク２を上下に相対移動することで、ワーク２と引き剥がされる肉との間に比較的大きな力を作用させることができ、ワーク２から肉を効率的に引き剥がすことができる。またスクレーパを含むツール２２は第１ロボットアーム１４の先端部２０に設けられることで、第１ロボットアーム１４の姿勢を変更することにより、ワーク２に対して様々な角度からアプローチすることができる。これにより、多様な形状のワーク２に対して、本装置を適用することができる。

【符号の説明】

【0051】

１ 食肉加工システム
２ ワーク
３ 搬送ライン
４ コンベア
４Ｌ 左レーン
４Ｒ 右レーン
５ 入口部
６ 処理エリア
７ 加工ステーション
８ 切替部
１０ 食肉加工装置
１１ 搬出コンベア
１２ 装置本体
１４ 第１ロボットアーム
１６ 第２ロボットアーム
１８ ミートセパレータ
１９ 押さえ部材
２０ 先端部
２２ ツール
２４ 先端部
２６ クランプ部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6A】

【図6B】

【図6C】

【図6D】

【図6E】

【図6F】

【図6G】