特許 7533293 加工システムおよび制御方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-08-05

(45)【発行日】2024-08-14

(54)【発明の名称】加工システムおよび制御方法

(51)【国際特許分類】

   A22B 5/16 20060101AFI20240806BHJP

   B25J 9/06 20060101ALI20240806BHJP

   B25J 9/18 20060101ALI20240806BHJP

【ＦＩ】

A22B5/16

B25J9/06 B

B25J9/18

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2021041783

(22)【出願日】2021-03-15

(65)【公開番号】P2022141465

(43)【公開日】2022-09-29

【審査請求日】2024-01-16

(73)【特許権者】

【識別番号】000002945

【氏名又は名称】オムロン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002860

【氏名又は名称】弁理士法人秀和特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】朱谷 知洋

(72)【発明者】

【氏名】藤澤 隆志

(72)【発明者】

【氏名】稲積 伸悟

【審査官】宮崎 賢司

(56)【参考文献】

【文献】実開昭４９－１４６１８０（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開２０００－３００１６１（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許第０６６２３３４８（ＵＳ，Ｂ１）

【文献】米国特許第０４７５１７６８（ＵＳ，Ａ）

【文献】特開昭４９－００５７６９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０００－００４７７４（ＪＰ，Ａ）

【文献】再公表特許第２００７／１２９４０９（ＪＰ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ａ２２Ｂ ５／１６

Ｂ２５Ｊ ９／０６

Ｂ２５Ｊ ９／１８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

屠体の皮部を肉部から剥皮する制御システムであって、
前記屠体の腹部位の皮部を長手方向に切開するとともに、前記腹部位の長手方向の一方の端部において胴体廻りに切開し、前記胴体廻りに切開された皮部を係止可能範囲まで部分的に剥皮する処理工程を行う第１サブシステムと、
前記係止可能範囲まで部分的に剥皮された皮部が係止されるローラを有し、前記ローラを回動させて前記係止された皮部を巻き取りながら前記屠体の肉部から皮部を引き剥がして剥いでいく処理工程を行う第２サブシステムと、
前記屠体の肉部と皮部との境目を検出するセンサを有し、前記センサで検出された肉部と皮部との境目に温度調整されたナイフを当接する処理工程を行う第３サブシステムと、
を備えることを特徴とする制御システム。

【請求項2】

前記ナイフは、前記屠体の皮下脂肪が融解し皮剥ぎが可能な温度範囲で温度調整される、請求項１に記載の制御システム。

【請求項3】

前記第１サブシステムは、温度調整可能な治具部と、前記治具部の上部に一体的に取り付けられた腹部切開用刃物を有し、前記屠体の皮下脂肪が融解可能な温度範囲で温度調整された前記治具部の底部を前記屠体の腹部位の肉部に当接させるとともに、前記腹部位の皮部を前記治具部の上部に取り付けられた前記腹部切開用刃物を用いて切開する、ことを特徴とする請求項１に記載の制御システム。

【請求項4】

前記第１サブシステムから前記第３サブシステムは通信ネットワークを通じて、前記第１サブシステムの処理工程と、前記第２サブシステムの処理工程と、前記第３サブシステムの処理工程とを管理するコントローラに接続され、
前記第１サブシステムは、前記コントローラから出力された制御指令に従って駆動する第１多関節ロボットを備え、前記第３サブシステムは、前記コントローラから出力された制御指令に従って駆動する第２多関節ロボットを備える、請求項１に記載の制御システム。

【請求項5】

前記第１多関節ロボットは、前記コントローラから出力された制御指令に従って前記第３サブシステムの処理工程を行う、請求項４に記載の制御システム。

【請求項6】

屠体の皮部を肉部から剥皮する制御システムのコンピュータが実行する制御方法であって、
前記屠体の腹部位の皮部を長手方向に切開するとともに、前記腹部位の長手方向の一方の端部において胴体廻りに切開し、前記胴体廻りに切開された皮部を係止可能範囲まで部分的に剥皮する処理工程を行うことと、
前記係止可能範囲まで部分的に剥皮された皮部が係止されるローラを有し、前記ローラを回動させて前記係止された皮部を巻き取りながら前記屠体の肉部から皮部を引き剥がして剥いでいく処理工程を行うことと、
前記屠体の肉部と皮部との境目を検出するセンサを有し、前記センサで検出された肉部と皮部との境目に温度調整されたナイフを当接する処理工程を行うことと、
を含むことを特徴とする制御方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、屠体の剥皮工程に係る加工システムおよび制御方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来より、食肉処理の分野等においては、食肉等に供される牛、豚、羊等の屠体の解体工程として、当該屠体から皮を剥皮する剥皮工程が知られている。剥皮工程においては、例えば、特許文献１に開示の作業機材を用いて吊り下げられた屠体の腹部の皮を、作業者がナイフ等を用いて身長方向に切り開く工程が行われる。その後、切り開かれた皮を左右に剥皮するとともに、右腹側と左腹側のそれぞれの剥皮を担当する２人の作業者が、それぞれの部位の肉部と皮部とのつなぎ目をエアナイフ等で切りながら剥皮された屠体の皮を巻き取る工程とが行われていた。このような屠体からの剥皮作業は、肉部側および皮部側のそれぞれに傷等をつけないよう、繊細な作業が要求されるため熟練性を要する作業である。しかしながら作業者の高齢化が進み、熟練作業者の確保、新規作業者等の確保が困難であることから、剥皮工程の自動化が要望されていた。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０００－３００１６１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

本発明の目的は、上記のような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、剥皮工程の自動化を図り、生産性、収益性の確保が可能な技術を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0005】

上記の課題を解決するための開示の技術の一形態は、
屠体の皮部を肉部から剥皮する制御システムであって、
前記屠体の腹部位の皮部を長手方向に切開するとともに、前記腹部位の長手方向の一方の端部において胴体廻りに切開し、前記胴体廻りに切開された皮部を係止可能範囲まで部分的に剥皮する処理工程を行う第１サブシステムと、
前記係止可能範囲まで部分的に剥皮された皮部が係止されるローラを有し、前記ローラを回動させて前記係止された皮部を巻き取りながら前記屠体の肉部から皮部を引き剥がして剥いでいく処理工程を行う第２サブシステムと、
前記屠体の肉部と皮部との境目を検出するセンサを有し、前記センサで検出された肉部と皮部との境目に温度調整されたナイフを当接する処理工程を行う第３サブシステムと、
を備えることを特徴とする。

【0006】

これにより、制御システムは、第１サブシステムであるロボット１１ａ、サーボ機構２０ａから２０ｃ、温度調整機構３０ａ、測長センサ１２を用いて、屠体Ｚ１の腹部位における臀部付近から頭部にかけての長手方向の皮部Ｚ１ａを切開し、切開された皮部Ｚ１ａを係止可能範囲まで部分的に剥皮する前工程を行うことができる。また、制御システムは、第２サブシステムであるサーボ機構２０ｄとローラ２０６とを用いて、係止可能範囲まで部分的に剥皮された皮部ｚ１ａが係止されたローラ２０６を回動させて皮部（Ｚ１ａ）を巻き取りながら、屠体（Ｚ１）の肉部（Ｚ１ｂ）から皮部（Ｚ１ａ）を引き剥がしながら剥いでいく巻き取り工程を行うことができる。そして、制御システムは、第３サブシステムであるロボット１１ｂ、温度調整機構３０ｂ、二次元センサ１３、画像センサを用いて、屠体Ｚ１の肉部Ｚ１ｂと皮部Ｚ１ａとの境目に温度調整された金属片である皮剥ぎ用
ナイフ１５を当接する巻き取り工程を行うことができる。本形態では、金属片を温めた状態で皮部Ｚ１ａと肉界面を接触させて皮部Ｚ１ａを分離することができる。剥皮工程の自動化を図り、生産性、収益性の確保が可能になる。

【0007】

また、開示の技術の一形態においては、前記ナイフは、前記屠体の皮下脂肪が融解し皮剥ぎが可能な温度範囲で温度調整される、ようにしてもよい。これにより、皮下脂肪が融解可能な温度範囲（例えば、４０度から５０度）で一定温度に加熱された皮剥ぎ用ナイフ１５からの熱で、当該ナイフが当接されたつなぎ目箇所の皮下脂肪をとかしながら皮部Ｚ１ａと肉部Ｚ１ｂとの間を切断できる。皮下脂肪を通じて一体的につなげられていた肉部Ｚ１ｂからの一部肉片の引き剥がし、皮部Ｚ１ａの一部破損を抑制できる。

【0008】

また、開示の技術の一形態においては、前記第１サブシステムは、温度調整可能な治具部と、前記治具部の上部に一体的に取り付けられた腹部切開用刃物を有し、前記屠体の皮下脂肪が融解可能な温度範囲（例えば、４０度から５０度）で温度調整された前記治具部の底部を前記屠体の腹部位の肉部に当接させるとともに、前記腹部位の皮部を前記治具部の上部に取り付けられた前記腹部切開用刃物を用いて切開する、ようにしてもよい。これにより、腹部の皮下脂肪を腹部切開用刃物１４の治具部（１４１、１４３）からの熱で溶かしつつ、皮切部（１４２、１４４）で皮部Ｚ１ａを切開することができる。皮下脂肪を通じて一体的につなげられていた肉部Ｚ１ｂからの一部肉片の引き剥がし、皮部Ｚ１ａの一部破損を抑制できる。

【0009】

また、開示の技術の一形態においては、前記第１サブシステムから前記第３サブシステムは通信ネットワークを通じて、前記第１サブシステムの処理工程と、前記第２サブシステムの処理工程と、前記第３サブシステムの処理工程とを管理するコントローラに接続され、前記第１サブシステムは、前記コントローラから出力された制御指令に従って駆動する第１多関節ロボットを備え、前記第３サブシステムは、前記コントローラから出力された制御指令に従って駆動する第２多関節ロボットを備える、ようにしてもよい。これにより、前工程および巻き取り工程を含む剥皮工程の全体的な処理プロセスを管理・制御するコンピュータであるコントローラ（上位コントローラ１０）からの制御指令に基づいて第１多関節ロボットであるロボット１１ａ、第２多関節ロボットであるロボット１１ｂを、連系して協働させることができる。剥皮工程の前工程および巻き取り工程の処理を同時に処理することが可能になるため、処理に係るタクトタイムの短縮を図ることが可能になる。

【0010】

また、開示の技術の一形態においては、前記第１多関節ロボットは、前記コントローラから出力された制御指令に従って前記第３サブシステムの処理工程を行う、ようにしてもよい。これにより、単一のロボットが、前工程および巻き取り工程を行うことでシステムのコンパクト化を図り、設備に係るランニングコストの抑制が可能になる。

【0011】

また、開示の技術の他の一形態においては、
屠体の皮部を肉部から剥皮する制御システムのコンピュータが実行する制御方法であって、
前記屠体の腹部位の皮部を長手方向に切開するとともに、前記腹部位の長手方向の一方の端部において胴体廻りに切開し、前記胴体廻りに切開された皮部を係止可能範囲まで部分的に剥皮する処理工程を行うことと、
前記係止可能範囲まで部分的に剥皮された皮部が係止されるローラを有し、前記ローラを回動させて前記係止された皮部を巻き取りながら前記屠体の肉部から皮部を引き剥がして剥いでいく処理工程を行うことと、
前記屠体の肉部と皮部との境目を検出するセンサを有し、前記センサで検出された肉部と皮部との境目に温度調整されたナイフを当接する処理工程を行うことと、
を含むことを特徴とする制御方法。

【0012】

このような形態であっても、制御システムは、第１サブシステムであるロボット１１ａ、サーボ機構２０ａから２０ｃ、温度調整機構３０ａ、測長センサ１２を用いて、屠体Ｚ１の腹部位における臀部付近から頭部にかけての長手方向の皮部Ｚ１ａを切開し、切開された皮部Ｚ１ａを係止可能範囲まで部分的に剥皮する前工程を行うことができる。また、制御システムは、第２サブシステムであるサーボ機構２０ｄとローラ２０６とを用いて、係止可能範囲まで部分的に剥皮された皮部Ｚ１ａが係止されたローラ２０６を回動させて皮部（Ｚ１ａ）を巻き取りながら、屠体（Ｚ１）の肉部（Ｚ１ｂ）から皮部（Ｚ１ａ）を引き剥がしながら剥いでいく巻き取り工程を行うことができる。そして、制御システムは、第３サブシステムであるロボット１１ａ、温度調整機構３０ｂ、二次元センサ１３、画像センサを用いて、屠体Ｚ１の肉部Ｚ１ｂと皮部Ｚ１ａとの境目に温度調整された金属片である皮剥ぎ用ナイフ１５を当接する巻き取り工程を行うことができる。本形態であっても、金属片を温めた状態で皮部Ｚ１ａと肉界面を接触させて皮部Ｚ１ａを分離することができる。剥皮工程の自動化を図り、生産性、収益性の確保が可能になる。

【発明の効果】

【0013】

本発明によれば、剥皮工程の自動化を図り、生産性、収益性の確保が可能な技術が提供できる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】比較例における屠体の剥皮工程を説明する説明図である。

【図2】本発明の実施例に係る制御システムの概略構成を説明する説明図である。

【図3】本発明の実施例に係る制御システムの概略構成の一例を示すブロック図である。

【図4】本発明の実施例における剥皮工程の処理の流れの一例を示すフローチャートである。

【図5】本発明の実施例における巻き付け形態の一例を説明する図である。

【図6】本発明の実施例における巻き付け形態の他の一例を説明する図である。

【図7】本発明の実施例における巻き付け形態の他の一例を説明する図である。

【図8】本発明の実施例における巻き取り形態の一例を説明する図である。

【図9】本発明の実施例に係る上位コントローラのハードウェア構成の一例を示す図である。

【図10】本発明の実施例に係る前工程の処理の一例を示すフローチャートである。

【図11】本発明の実施例に係る巻き取り工程の処理の一例を示すフローチャートである。

【図12】本発明の実施例に係る境目検出の一例を説明する図である。

【図13】本発明の実施例に係る境目検出の他の一例を説明する図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

〔適用例〕
以下、本発明の適用例について、図面を参照しつつ説明する。
図２から４に例示のように、本発明の適用例に係る制御システム１は、剥皮工程の前工程における屠体Ｚ１の腹部を切開し、腹部から屠体Ｚ１の胴体周りに左右に切り開く処理を行う構成として、ロボット１１ａと、サーボ機構（２０ａから２０ｃ）と、温度調節機構３０ａと、測長センサ１２とを備える。また、制御システム１は、剥皮工程の巻き取り工程における屠体Ｚ１から剥皮された皮部Ｚ１ａの巻き取りおよび屠体Ｚ１の肉部Ｚ１ｂと皮部Ｚ１ａとの切り離し処理を行う構成として、ロボット１１ｂと、サーボ機構２０ｄと、温度調節機構３０ｂと、二次元形状センサ１３とを備える。これらの構成は、制御システム１が制御対象とする前工程および巻き取り工程を含む剥皮工程の全体的な処理プロ
セスを管理・制御するコンピュータの上位コントローラ１０と適宜のタイミングで通信可能なように接続される。

【0016】

本発明の適用例に係る制御システム１のロボット１１ａには、温度調節ユニット３１ａによって加熱温度の制御が可能なヒータＨ１が設けられた腹部切開用刃物１４が取り付けられる。そして、ロボット１１ａでは、画像センサ、測長センサ１２等で検出された情報を元に上位コントローラ１０で生成された制御指令に基づいて、屠体Ｚ１の皮下脂肪を加熱された腹部切開用刃物１４の熱で溶かしながら、屠体Ｚ１の腹部切開処理、腹部から屠体Ｚ１の胴体周りに左右に切り開く処理が行われる。

【0017】

また、本発明の適用例に係る制御システム１のロボット１１ｂには、温度調節ユニット３１ｂによって加熱温度の制御が可能なヒータＨ２が設けられた金属片である皮剥ぎ用ナイフ１５が取り付けられる。本形態では、金属片を温めた状態で皮部Ｚ１ａと肉界面を接触させて皮部Ｚ１ａを分離させる。そして、ロボット１１ｂでは、画像センサ、二次元形状センサ１３等で検出された情報を元に上位コントローラ１０で生成された制御指令に基づいて、屠体Ｚ１の皮下脂肪を加熱された皮剥ぎ用ナイフ１５の熱で溶かしながら、屠体Ｚ１から剥皮された皮部Ｚ１ａと肉部Ｚ１Ｂとのつなぎ目における切り離し処理が行われる。

【0018】

また、本適用例に係る制御システム１においては、サーボ機構２０ｄのサーボドライバ２１ｄを介して、屠体Ｚ１から剥皮された皮部Ｚ１ａを巻き取るローラ２０６のトルクが一定になるようにサーボモータＭ４のサーボ制御が行われる。このため、サーボモータＭ４の回転軸に嵌合されたローラ２０６は、剥皮された屠体Ｚ１の皮部Ｚ１ａが一定の引っ張り力で巻き取られるように制御される。サーボモータＭ４によるトルク制御により、屠体Ｚ１から剥皮された皮部Ｚ１ａは、肉部Ｚ１ｂの引き剥がれ、皮部Ｚ１ａの断裂等を防ぎながら、剥皮された皮部Ｚ１ａを巻き取ることが可能になる。

【0019】

なお、本適用例に係る制御システム１においては、ローラ２０６を駆動するサーボモータＭ４に係るトルク値の増大するタイミングに応じて、剥皮中の撮像画像からつなぎ目における皮部Ｚ１ａの引っ掛かり箇所を特定し、当該箇所の切断指示をロボット１１ｂに指示することができる。本適用によれば、剥皮工程の自動化を図り、生産性、収益性の確保が可能な制御システムが提供できる。

【0020】

〔実施例１〕
以下では、本発明の具体的な実施の形態について、図面を用いて、より詳細に説明する。

【0021】

先ず、比較例として、図１を用いて従来における屠体の剥皮工程を説明する。図１（ａ）には、剥皮工程における屠体Ｚ１の腹部を切開する工程（以下、「前工程」ともいう）、図１（ｂ）には、屠体Ｚ１の肉部Ｚ１ａと皮部Ｚ１ｂとのつなぎ目をエアナイフ２０７等で切りながら剥皮された屠体Ｚ１の皮を巻き取る工程（以下、「巻き取り工程」ともいう）を説明する説明図が例示される。以下では、屠体Ｚ１は牛体として説明を行うが、剥皮工程の対象になる屠体は食肉等に供されるものであれば、他の動物、例えば、豚、羊等の家畜、熊、鹿等の狩猟によって捕獲された鳥獣であってもよい。図１において、剥皮対象の屠体Ｚ１は、剥皮工程に至る解体工程において、前脚および後ろ脚、顔皮剥ぎ、尾部切り落とし、角切り等の処理が行われ、屠体Ｚ１の左右の後ろ脚がそれぞれクレーン等のフック（２０３ａ、２０３ｂ）を用いて吊り下げられた状態である。屠体Ｚ１は、後ろ脚から臀部にかけての皮部Ｚ１ａが剥皮され、肉部Ｚ１ｂが露出されている。なお、図１においては、吊り下げられた状態の屠体Ｚ１の右腹を側面視する図が例示されている。また、剥皮対象の屠体Ｚ１は、頭部Ｚ１ｃが残された図例となっているが、剥皮工程の屠体Ｚ
１は既に頭落とし処理が施された屠体であってもよい。

【0022】

図１（ａ）の前工程において、作業者Ｍ１は、高さ方向に昇降する可動リフト２０１の作業台２０１ａに搭乗し、吊り下げられた屠体Ｚ１の腹部を切開するための高さ位置まで移動する。そして、作業者Ｍ１は作業台２０１ａを降下させながら、ナイフ２０２等を用いて屠体Ｚ１の腹部を切開する。作業台２０１ａの降下に伴い、ナイフ２０２等に接する腹部の皮が後ろ脚側端部から頭部Ｚ１ｃにかけて切開される。なお、屠体Ｚ１の後ろ脚側の腹部位の皮部Ｚ１ｂは、剥皮された皮部Ｚ１ｂを巻き取り工程で巻き取るため、腹部から屠体Ｚ１の胴体周りの左右の背中方向に部分的に切り開かれる。図１（ａ）の前工程においては、剥皮された皮部Ｚ１ａおよび肉部Ｚ１ｂのそれぞれに対して傷等をつけないように作業が行われるため、当該工程を遂行する作業者には熟練性が要求される。前工程の処理後、後ろ脚側端部が切開された屠体Ｚ１の皮部Ｚ１ａを剥皮し、屠体Ｚ１の肉部Ｚ１ｂから剥皮された皮部Ｚ１ａを巻き取る巻き取り工程に移行される。なお、図１（ａ）においては、右腹側の肉部Ｚ１ｂから剥皮された皮部Ｚ１ａが図示されているが、皮部Ｚ１ａは背側を廻り、左腹側から剥皮された皮部と一体的につながっている。なお、巻き取り工程に備えて、皮部Ｚ１ａの後ろ脚側端部の切開された箇所に隣接する一部分は、剥皮される。

【0023】

巻き取り工程では、屠体Ｚ１から一部が剥皮された皮部Ｚ１ａを巻き取るダウンプーラ２０５が使用される。ダウンプーラ２０５は、高さ方向に昇降する可動リフト２０４に設けられた作業台２０４ａとともに移動するローラ２０６を備える。ローラ２０６はモータ等の駆動装置によって、回転軸を中心に巻き取り方向に回転される。図１（ｂ）において、作業者Ｍ２およびＭ３は、作業台２０４ａに搭乗し、前工程で屠体Ｚ１から剥皮された皮部Ｚ１ａの先端部をローラ２０６に巻き付けるための高さ位置まで移動する。そして、作業者Ｍ２およびＭ３は連携し、一枚皮でつながっている右腹側の皮部Ｚ１ａの端部と左腹側から剥皮された皮部の端部とをチェーン２０６ａ等を用いてローラ２０６に巻き付ける。屠体Ｚ１から剥皮された皮部のローラ２０６への巻き付け完了後、ローラ２０６を巻き取り方向に回転させて剥皮された皮部Ｚ１ａを巻き取るとともに、皮部Ｚ１ａと肉部Ｚ１ｂとのつなぎ目をエアナイフ２０７等を用いて切り離していく作業が開始される。エアナイフ２０７は図示するように回転可能な鋸刃を空気圧によって回転させる切開用の工具である。なお、作業の開始とともに（巻き取り用のローラ２０６の回転とともに）、作業者Ｍ２およびＭ３が搭乗する作業台２０４ａの下降が開始される。

【0024】

図１（ｂ）の巻き取り工程において、作業者Ｍ２はエアナイフ２０７の空気圧で鋸刃を回転させて屠体Ｚ１の左腹側から皮部を切り離し、作業者Ｍ３は右腹側から皮部Ｚ１ａを切り離す。このように、剥皮された皮部Ｚ１ａをローラ２０６で巻き取りながら、エアナイフ２０７等を用いて屠体Ｚ１から皮部Ｚ１ａを切り離す作業は、作業者Ｍ２およびＭ３の連携する作業によって行われるため、繊細な熟練性が要求される。巻き取り工程では、上記した皮部Ｚ１ａの屠体Ｚ１からの切り離し作業が作業台２０４ａを下降させながら行われ、前工程で切開された屠体Ｚ１の後ろ脚側の腹部位の胴体周りに左右に切り開かれた位置から頭部Ｚ１ｃに至るまでの皮部Ｚ１ａが屠体Ｚ１から剥皮される。巻き取り工程による処理が施された一枚皮の皮部Ｚ１ａ、および、当該皮部が剥皮された屠体Ｚ１のそれぞれは、出荷のための次の処理工程に移行される。

【0025】

図１（ａ）、（ｂ）を用いて説明したように、屠体Ｚ１の剥皮工程は、前工程および巻き取り工程のそれぞれに、剥皮された皮部Ｚ１ａおよび肉部Ｚ１ｂのそれぞれに対して傷等をつけないように作業を進めるための熟練性、繊細性が求められる。前工程から巻き取り工程に至る剥皮工程を連続して遂行するためには、少なくとも３人の熟練作業者の確保を要していた。

【0026】

＜システム概要＞
図２は、本実施例に係る制御システム１の概略構成を説明する説明図である。図２に示す制御システム１は、剥皮工程の作業を処理するロボット（１１ａ、１１ｂ）と、測長センサ（１２ａ、１２ｂ）と、二次元形状センサ（１３ａ、１３ｂ）とを備える形態の一例である。剥皮工程の作業を処理するロボットを複数に備えることで、剥皮工程の前工程および巻き取り工程の処理を連系して協働し、同時に処理することが可能になるため、処理に係るタクトタイムの短縮を図ることができる。以下では、ロボット１１ａは、剥皮工程の前工程を処理し、ロボット１１ｂは巻き取り工程を処理するものとして説明するが、単一のロボットが前工程および巻き取り工程を行うとしてもよい。単一のロボットが、前工程および巻き取り工程を行うことでシステムのコンパクト化を図り、設備に係るランニングコストの抑制が可能になる。図２においては、クレーン等のフックで吊り下げられた屠体Ｚ１の右腹Ｚ１ｅを側面視する図が例示され、可動リフト２０４の作業台２０４ａに設けられた巻き取り工程の処理を行うロボット１１ｂが例示されている。なお、ロボット（１１ａ、１１ｂ）を総称してロボット１１とも称し、測長センサ（１２ａ、１２ｂ）を総称して測長センサ１２、二次元形状センサ（１３ａ、１３ｂ）を総称して二次元形状センサ１３ともいう。

【0027】

本実施例に係るロボット１１は、例えば、複数の関節部と複数のアーム部から構成された可動部を有する垂直多関節ロボットである。複数の関節部のそれぞれには回転角度（回転位置）を検出するセンサ（ロータリエンコーダ等）を有するモータが内蔵されており、当該センサによって検出された回転角度に基づいて当該関節部に接続するアーム部のひねりの動きや曲げの動きが制御される。

【0028】

ロボット１１の先端には、吸着器、クリッパ（二指ハンド等）といった各種のツールが取り付け可能なフランジが設けられる。本実施例のロボット１１ａ、ロボット１１ｂの先端には、屠体Ｚ１の肉部Ｚ１ｂから皮部Ｚ１ａを剥皮するための皮剥ぎ用ナイフ１５等がフランジを介して取り付けられる。また、ロボット１１のフランジ近傍には、画像センサ（カメラ）が設けられ、当該画像センサを介して周囲に存在する障害物（作業台、他のロボット、作業者等）の存在が検知されるとともに、剥皮対象の屠体Ｚ１の全体像が撮像される。

【0029】

測長センサ１２は、測定対象物との相対的な距離を測定するセンサである。測長センサ１２は、例えば、投光面と受光面とを同一面に備え、投光面から測定対象物に向けて投光された可視域のレーザ光の反射光を受光することで、三角距離の原理から測定対象物との間の距離を測定する。本実施例においては、測長センサ１２を介して、前工程の屠体Ｚ１との相対距離が測定され、測定された距離値に合わせて腹部切開を行うための刃物の角度が調整される。なお、測長センサ１２における距離の測定は、測定された距離値に合わせて腹部切開を行うための刃物の角度調整が可能であれば、赤外線や超音波等を用いる形態であってもよい。さらに、腹部切開を行うための刃物の角度調整が可能であれば、測長センサ１２に代えて高精度の画像センサ等を用いてもよい。

【0030】

二次元形状センサ１３は、測定対象物の形状に関する特徴を検出するセンサである。２次元形状センサ１３は、例えば、投光面と受光面とを同一面に備え、投光面から測定対象物に向けて投光された帯状の可視域のレーザ光の反射光を受光することで、測定対象物の形状に関する特徴を検出する。帯状の可視域のレーザ光が照射された測定対象物表面の形状に関する特徴が反射光の変位として検出される。本実施例においては、二次元形状センサ１３を介して、巻き取り工程における屠体Ｚ１の肉部Ｚ１ｂと皮部Ｚ１ａとのつなぎ目の高さ方向の変化を検出し、皮部Ｚ１ａを巻き取る際の刃物を当てる箇所として特定する。

【0031】

例えば、二次元形状センサ１３で検出された測定対象物の表面の角度変化（角度変化量を特徴量という）がある部分を「変曲点」（これを特徴点という）として捉える。特徴量、すなわち、角度変化が検出された点を繋いで、線を形成し、肉と皮のつなぎ目を検出する。なお、二次元形状センサ１３においては、例えば、屠体Ｚ１の右腹側に二次元形状センサ１３ａが設けられて当該部位における肉部Ｚ１ｂと皮部Ｚ１ａとのつなぎ目が検出される。また、屠体Ｚ１の左腹側に二次元形状センサ１３ｂが設けられて当該部位の肉部Ｚ１ｂと皮部Ｚ１ａとのつなぎ目が検出される。

【0032】

剥皮対象の屠体Ｚ１においては、皮部Ｚ１ａと肉部Ｚ１ｂとの間には皮下脂肪が存在し、当該皮下脂肪の存在が屠体Ｚ１から皮部Ｚ１ａを引き剥がす際の剥がれにくさの要因であり、従来の作業においては熟練作業者の感覚によって皮部Ｚ１ａと肉部Ｚ１ｂとのつなぎ目の皮下脂肪を把握し、切開刃の当て方や力加減を調整していた。

【0033】

本願の発明者らは、皮下脂肪が融解する温度に着目した。すなわち、皮下脂肪の融点は概ね１０度から４０度の温度範囲であることに対して、一般的に剥皮工程の作業は常温で行われている。したがって、例えば、金属片を温めた状態で、当該金属片を屠体Ｚ１の皮部Ｚ１ａと肉部Ｚ１ｂとのつなぎ目である肉界面に接触させることで、皮下脂肪の融解を促すことが可能になり皮部Ｚ１ａを容易に分離させる。本実施例においては、後述するように前工程に使用される腹部切開用刃物１４、および、巻き取り工程で使用される皮剥ぎ用ナイフ１５のそれぞれを常温以上に温めて皮下脂肪の融解を促すことにより、屠体Ｚ１の皮部Ｚ１ａを剥ぎ易くさせる。

【0034】

具体的には、図２に示すように、前工程に用いられる腹部切開用刃物１４、巻き取り工程に用いられる皮剥ぎ用ナイフ１５のそれぞれには、加熱用のヒータ（Ｈ１、Ｈ２）が設けられる。そして、本実施例においては、前工程を行う際の腹部切開用刃物１４の温度、および、巻き取り工程を行う際の皮剥ぎ用ナイフ１５の温度を常温以上に加熱させる。なお、肉の主要なたんぱく質の硬化温度は５０度以上である。このため、本実施例においては、皮下脂肪が融解し始める温度範囲の上値である４０度からたんぱく質の硬化温度である５０度の範囲内で、腹部切開用刃物１４に設けられたヒータＨ１の加熱温度、および、皮剥ぎ用ナイフ１５に設けられたヒータＨ２の加熱温度を調整する。

【0035】

腹部切開用刃物１４の形状例として、例えば、図２の腹部切開用刃物１４ａおよび１４ｂに示す形状が例示される。腹部切開用刃物１４ａにおいては、皮下脂肪を融解するためのヒータＨ１が設けられたアーチ状の治具部１４１と、皮部Ｚ１ａを切り開くナイフとして機能する皮切部１４２とを備える。アーチ状の治具部１４１はなまくらに形成され、腹部切開の際には当該治具部の底部１４１ｂの面が屠体Ｚ１に当接するようになっている。腹部切開用刃物１４ａにおいては、治具部１４１が加熱可能な金属片に相当する。腹部切開時においては、温められた状態の当該治具部の底部１４１ｂの面に当接する肉部Ｚ１ｂの皮下脂肪がヒータＨ１から伝導された熱によって融解される。皮切部１４２は、アーチ状の治具部１４１の底部１４１ｂに対向する上部１４１ａ側の左右方向の粗中央に位置するように設けられ、腹部切開用刃物１４ａの移動とともに当該治具部が当接された箇所の皮部Ｚ１ａを切り裂くようになっている。なお、腹部切開時においては、治具部１４１の端部１４３ｃ側が切開端となる。

【0036】

また、腹部切開用刃物１４ｂにおいても、皮下脂肪を融解するためのヒータＨ２が設けられたかまぼこ状の治具部１４３と、皮部Ｚ１ａを切り開くナイフとして機能する皮切部１４４とを備える。腹部切開用刃物１４ｂにおいても、治具部１４３が加熱可能な金属片に相当する。かまぼこ状の治具部１４３はなまくらに形成され、腹部切開の際には当該治具部の底部１４３ｂの面が屠体Ｚ１に当接するようになっている。腹部切開時においては、温められた状態の当該治具部の底部１４１ｂの面に当接する肉部Ｚ１ｂの皮下脂肪がヒ
ータＨ１から伝導された熱によって融解される。皮切部１４４は、アーチ状の治具部１４１の底部１４１ｂに対向する上部１４１ａ側の左右方向の粗中央に位置するように設けられ、腹部切開用刃物１４ｂの移動とともに当該治具部が当接された箇所の皮部Ｚ１ａを切り裂くようになっている。皮切部１４４は端部１４３ｃ側にＵ字状に開口し、屠体Ｚ１の腹部を切り開くガットナイフのように機能する。なお、腹部切開時においては、治具部１４３の端部１４３ｃ側が切開端となる。

【0037】

なお、腹部切開用刃物１４ａおよび１４ｂの形状は一例であり、剥皮対象の屠体Ｚ１の肉部Ｚ１ｂの傷をつけない形状であればよい。また、腹部切開用刃物１４ａの皮切部１４２、腹部切開用刃物１４ｂの皮切部１４４は回転刃や超音波カッター等であってもよく、レーザカッター等の非接触のカットが可能な構成であってもよい。

【0038】

本実施例における加熱温度の調整は、例えば、温度調節ユニット（３１ａ、３１ｂ）を用いて行われる。腹部切開用刃物１４、皮剥ぎ用ナイフ１５には、ヒータによって加熱された温度を検知する温度センサがそれぞれに設けられる。温度調節ユニット３１ａは、温度センサで検知された加熱温度と予め設定された温度範囲に基づいて、作業時の腹部切開用刃物１４の温度を皮下脂肪が融解し皮剥ぎが行える温度（例えば、４０度から５０度）の範囲に制御する。同様にして、温度調節ユニット３１ｂは、温度センサで検知された加熱温度と予め設定された温度範囲に基づいて、作業時の皮剥ぎ用ナイフ１５の温度を皮下脂肪が融解し皮剥ぎが行える温度（例えば、４０度から５０）度の範囲に制御する。本実施例においては、上記温度範囲に加熱された腹部切開用刃物１４、皮剥ぎ用ナイフ１５等を温めた状態で皮部Ｚ１ａとのつなぎ目である肉界面に接触させることにより、皮部Ｚ１ａと肉部Ｚ１ｂとの間に存在する皮下脂肪を融解させながら皮部Ｚ１ａの切開、皮部Ｚ１ａを切り開くことが可能になるため、前工程および巻き取り工程における剥皮作業のスムーズ化が期待できる。また、本実施例によれば、皮部Ｚ１ａと肉部Ｚ１ｂとの間に存在する皮下脂肪を融解させながら皮部Ｚ１ａの剥皮が可能になるため、例えば、皮下脂肪を通じて一体的につなげられていた肉部Ｚ１ｂからの一部肉片の引き剥がし、皮部Ｚ１ａの一部破損を抑制することが可能になる。本実施例によれば、剥皮された皮部Ｚ１ａおよび肉部Ｚ１ｂのそれぞれに対して傷等をつけないように剥皮処理を進めることが期待できる。

【0039】

なお、本実施例に係る制御システム１は、前工程、巻き取り工程における屠体Ｚ１からの剥皮作業を円滑に遂行するためのサーボ機構（２０ａから２０ｅ）をさらに備える。各サーボ機構は、制御対象を駆動するサーボモータＭ１と、サーボドライバ２１とを構成に含み、それぞれのサーボ機構（２０ａから２０ｅ）では、制御対象の位置や方位、姿勢等を制御量として目標値に追従するように自動制御が行われる。本実施例では、サーボ機構（２０ａから２０ｃ）を用いて、前工程における腹部切開処理が行われる。具体的には、サーボ機構２０ａを用いて、腹部切開用刃物１４の水平方向における位置決めが調整される。また、サーボ機構２０ｂを用いて腹部切開時における腹部切開用刃物１４の垂直方向の移動が制御される。腹部切開用刃物１４は上下動をし、前面を切開すると同時に刃の届く範囲で左右切り開きを行う。そして、サーボ機構２０ｃを用いて腹部切開が行われた後の、左右切り開きにおける腹部切開用刃物１４の屠体Ｚ１曲面に合わせた刃の角度が制御される。腹部切開用刃物１４は屠体表面に沿わせるように回転される。なお、腹部切開用刃物１４は、皮剥ぎ用ナイフ１５が用いられてもよい。また、本実施例では、サーボ機構２０ｄを用いて、巻き取り工程における、剥皮された皮部Ｚ１ａを巻き取るための、ダウンプーラ２０５の巻き取りローラ２０６の回転制御が行われる。サーボ機構２０ｅでは、前工程および巻き取り工程において、固定装置２１０のアーム２１０ｂを伸縮させて端部２１０ａを屠体Ｚ１に押し当て、作業時における屠体Ｚ１のブレを抑えるための制御が行われる。

【0040】

本実施例に係る制御システム１では、上記構成要素に基づく制御動作により、前工程に
おける屠体Ｚ１の腹部を切開し、腹部から屠体Ｚ１の胴体周りに左右に切り開く処理を行うとともに、巻き取り工程における屠体Ｚ１から剥皮された皮部Ｚ１ａの巻き取りおよび屠体Ｚ１の肉部Ｚ１ｂと皮部Ｚ１ａとの切り離し処理を遂行する。

【0041】

＜システム構成＞
図３は、本実施例に係る制御システム１の概略構成の一例を示すブロック図である。図３に示すように、本実施例に係る制御システム１では、図２を用いて説明したロボット１１、測長センサ１２、二次元形状センサが、有線あるいは無線による通信ネットワークＮを介して上位コントローラ１０と相互に接続される。また、上位コントローラには、通信ネットワークＮを介してサーボ機構（２０ａから２０ｅ）、温度調節ユニット（３１ａ、３１ｂ）が接続される。通信ネットワークＮには、ＥｔｈｅｒＣＡＴ（Ethernet for Control Automation Technology、登録商標）が含まれる。なお、図３においては、単一の通信ネットワークＮを例示するが、通信ネットワークＮは、規格の異なる複数のネットワークによって構成されてもよく、上位コントローラ１０と各構成要素が専用のネットワークで接続されてもよい。上位コントローラ１０と各構成要素とは、適宜の通信方式に応じて接続される。また、図３においては単一の上位コントローラ１０が例示されるが、複数の上位コントローラが接続されてもよく、上位コントローラ１０が複数のコントローラによって構成されてもよい。例えば、上位コントローラ１０が、ロボット１１を制御するコントローラと、各サーボ機構を制御するコントローラと、各温度調整ユニットを制御するコントローラとの集合によって構成されてもよい。このようなコントローラとして、ＰＬＣ（Programmable Logic Controller）等が例示される。さらに、上位コントローラ１０に
は、画像認識を行う専用のコンピュータ、二次元センサ１３で検出された特徴量を解析する専用のコンピュータが含まれてもよい。

【0042】

図３において、各サーボ機構を構成するサーボドライバ（２１ａから２１ｅ）は、通信ネットワークＮに接続される。サーボドライバ２１ａにはサーボモータＭ１が接続され、同様にして、サーボドライバ２１ｂ、２１ｃ、２１ｄ、２１ｅのそれぞれにサーボモータＭ２、Ｍ３、Ｍ４、Ｍ５が接続される。サーボ機構２０ａを構成するサーボドライバ２１ａとサーボモータＭ１とは、例えば、専用ケーブルを介して通信可能に接続さる。他のサーボ機構（２０ｂから２０ｅ）においても同様である。また、図３においては、温度調節ユニット３１ａおよび温度調節ユニット３１ｂはそれぞれに通信ネットワークＮに接続される。温度調節ユニット３１ａはヒータＨ１に接続され、温度調節機構３０ａを構成する。同様にして、温度調節ユニット３１ｂはヒータＨ２に接続され、温度調節機構３０ｂを構成する。温度調節機構（３０ａ、３０ｂ）を総称して温度調節機構３０ともいう。なお、通信ネットワークＮには、制御の実行に関する各種のスイッチ、上位コントローラ１０が各構成機器への制御指令を出力するための契機となる情報を検出する各種のセンサが接続し得る。

【0043】

上位コントローラ１０は、本実施例の制御システム１が制御対象とする前工程および巻き取り工程を含む剥皮工程の全体的な処理プロセスを管理・制御するコンピュータである。上位コントローラ１０は、自身の管理する処理プロセスの推移に伴って、通信ネットワークＮに接続された各構成用に対する制御指令を生成して出力する。上位コントローラ１０が剥皮工程において管理する処理プロセスは、概ね、（１）準備工程、（２）前工程（３）巻き取り工程、（４）洗浄工程に区分けされる。上位コントローラ１０は、図４の剥皮工程の処理フローに示されるように、（１）から（４）のプロセス順にしたがって制御指令を生成して出力する。

【0044】

図４に示すＰ１の準備工程においては、フック等によって吊り下げられた状態の屠体Ｚ１の動きを抑制する制御が行われる。例えば、上位コントローラ１０は、通信ネットワークＮを通じてロボット１１等に設けられた画像センサの撮像画像から屠体Ｚ１の全体を把
握し、測長センサ１２で検出された距離値を元に、サーボ機構２０ｅに対して制御指令を出力する。サーボ機構２０ｅのサーボドライバ２１ｅは、上位コントローラ１０から出力された制御指令を目標値として、サーボモータＭ５のサーボ制御を行い、固定装置２１０のアーム２１０ｂを伸縮させる。アーム２１０ｂはサーボモータＭ５の回転軸に嵌合されたウォームギア等を通じて伸張し、固定装置２１０の端部２１０ａが屠体Ｚ１に押し当てられる。なお、単一のロボットが前工程および巻き取り工程を行う場合には、壁等に押し付けて固定するようにしてもよい。

【0045】

Ｐ２の前工程においては、屠体Ｚ１の腹部が切開され、腹部の切開個所から皮部Ｚ１ａを胴体周りに左右に切り開く制御が行われる。例えば、上位コントローラ１０は、通信ネットワークＮを通じてロボット１１等に設けられた画像センサの撮像画像から屠体Ｚ１の全体を把握し、測長センサ１２で検出された距離値を元に、サーボ機構２０ａに対して制御指令を出力する。サーボ機構２０ａのサーボドライバ２１ａは、上位コントローラ１０から出力された制御指令を目標値として、サーボモータＭ１のサーボ制御を行い、腹部切開用刃物１４の水平方向における位置決めが行われる。
例えば、腹部切開用刃物１４をフランジに取り付けたロボット１１ａの位置がサーボモータＭ１の回転軸に嵌合されたウォームギア等を通じて水平方向に移動し、屠体Ｚ１の腹部を切開するための位置決めが行われる。

【0046】

次に、上位コントローラ１０は、画像センサの撮像画像と、測長センサ１２で検出された距離値を元にロボット１１ａに対して制御指令を出力する。ロボット１１ａは、自装置の関節部に内蔵されたモータのサーボ制御を行い、腹部切開用刃物１４が取り付けられた可動部を移動させる。上位コントローラ１０は、ロボット１１ａの可動部の移動とともに、撮像画像と距離値を適宜に取得し、屠体Ｚ１に合わせて腹部切開用刃物１４が挿入されるように角度を調整しながら逐次のタイミングで制御指令を出力する。ロボット１１ａは、屠体Ｚ１の後ろ脚から臀部にかけての皮部Ｚ１ａが剥皮され、肉部Ｚ１ｂが露出されている部位に可動部を移動させ、当該部位に腹部切開用刃物１４を挿入して当接させる。

【0047】

また、上位コントローラ１０は、腹部切開用刃物１４の屠体Ｚ１への当接を契機として、温度調節ユニット３１ａに、４０度から５０度の温度範囲で指定された加熱温度を制御指令として出力する。温度調節ユニット３１ａは、制御指令に含まれる加熱温度を目標値として腹部切開用刃物１４に設けられたヒータＨ１の加熱を開始する。そして、温度調節ユニット１３ａは、ヒータＨ１による加熱温度を温度センサを介して取得するとともに、腹部切開用刃物１４が屠体Ｚ１の皮下脂肪が融解可能な温度範囲となるようにヒータＨ１の加熱温度を制御する。本実施例においては４０～５０℃程度の温度範囲で制御するものとする。

【0048】

腹部切開用刃物１４の加熱開始後、上位コントローラ１０は、画像センサの撮像画像と、測長センサ１２で検出された距離値を元にサーボ機構２０ｂに対して制御指令を出力する。サーボ機構２０ｂのサーボドライバ２１ｂは、上位コントローラ１０から出力された制御指令を目標値として、サーボモータＭ２のサーボ制御を行い、腹部切開用刃物１４の垂直方向への移動が行われる。例えば、サーボモータＭ２の回転軸に嵌合されたウォームギア等を通じて、屠体Ｚ１に腹部切開用刃物１４を当接させたロボット１１ａの高さ位置が垂直方向の下方側に移動し、腹部の切開が開始される。上位コントローラ１０は、撮像画像と距離値を適宜に取得し、屠体Ｚ１の腹部形状に合わせて腹部切開用刃物１４の角度を調整しながら逐次のタイミングで、ロボット１１ａ、サーボドライバ２１ｂに制御指令を出力する。なお、温度調節ユニット１３ａを介して、腹部切開用刃物１４が４０度から５０度の温度範囲となるようにヒータＨ１の加熱制御が継続されている。ロボット１１ａでは、制御指令を目標値として屠体Ｚ１に当接させた腹部切開用刃物１４の角度が調整され、サーボ機構２０ｂでは、制御指令を目標値としてロボット１１ａの垂直方向の高さ位
置が調整され、臀部付近から頭部にかけて腹部切開が行われる。

【0049】

腹部切開後、上位コントローラ１０は、サーボドライバ２１ｂに制御指令を出力し、ロボット１１ａの高さ位置を腹部切開の開始位置まで移動させる。そして、上位コントローラ１０は、サーボ機構２０ｃに対して制御指令を出力し、腹部切開用刃物１４を腹部切開個所から胴体廻りの左右方向に移動させる。サーボ機構２０ｃのサーボドライバ２１ｃは、上位コントローラ１０から出力された制御指令を目標値として、サーボモータＭ３のサーボ制御を行い、フック等で吊り下げられた屠体Ｚ１を胴体廻り方向に回転させる。屠体Ｚ１に当接された腹部切開用刃物１４は、屠体Ｚ１の回転に伴い胴体廻りに沿って相対的に移動することになり、腹部の皮下脂肪を腹部切開用刃物１４からの熱で溶かしつつ、皮部Ｚ１ａの左右への切り開きが行われる。

【0050】

Ｐ３の巻き取り工程においては、屠体Ｚ１から剥皮された皮部Ｚ１ａのローラ２０６への巻き付け処理が行われる。巻き付け処理の形態として、例えば、図５に示す巻き付け形態が想定される。図５（ａ）に示すように、前工程の処理後の皮部Ｚ１ａに対して、作業者Ｍ４が後ろ脚付近の皮端に鉄片Ｐ１ａ、Ｐ１ｂをクリップする。鉄片Ｐ１ａは、右腹側の臀部付近から剥皮された皮端にクリップされ、鉄片Ｐ１ｂは、左腹側の臀部付近から剥皮された皮端にクリップされる。そして、図５（ｂ）に示すように、多関節ロボット１１ｃを用いて電磁石Ｐ２を鉄片（Ｐ１ａ、Ｐ１ｂ）に近づける。電磁石Ｐ２にはローラ２０６との間を接続するケーブルＷ１の一端が接続されている。ここで、多関節ロボット１１ｃは、腹部切開用刃物１４が多指ハンド等に交換されたロボット１１ａであってもよく、多指ハンドが取り付けられたロボット１１ｂであってもよい。多関節ロボット１１ｃは、例えば、フランジ近傍に画像センサを備える。通信ネットワークＮを介して多関節ロボット１１ｃと接続された上位コントローラ１０は、画像センサの撮像画像から皮端にクリップされた鉄片（Ｐ１ａ、Ｐ１ｂ）を認識し、当該鉄片の位置に電磁石Ｐ２が取り付けられた可動部を近づける。そして、電磁石Ｐ２を通電させて、皮端にクリップされた鉄片（Ｐ１ａ、Ｐ１ｂ）を吸着させる。鉄片（Ｐ１ａ、Ｐ１ｂ）の吸着後、ローラ２０６による皮部Ｚ１ａの巻き取りが行われる。

【0051】

他の形態として、図６に示す、多関節ロボット１１ｃが、後ろ脚付近の皮端に鉄片Ｐ１ａ、Ｐ１ｂをクリップする形態が例示される。例えば、図６（ａ）に示すように、多関節ロボット１１ｃは鉄片（Ｐ１ａ、Ｐ１ｂ）および電磁石Ｐ２を非磁性体の指先で把持する。そして、多関節ロボット１１ｃは、屠体Ｚ１の後ろ脚付近の皮部Ｚ１ａの皮端に鉄片Ｐ１ａ、Ｐ１ｂをクリップする。鉄片Ｐ１ａは、例えば、右腹側の臀部付近から剥皮された皮端にクリップされ、鉄片Ｐ１ｂは、左腹側の臀部付近から剥皮された皮端にクリップされる。電磁石Ｐ２には図５と同様に、ローラ２０６との間を接続するケーブルＷ１の一端が接続されている。図６（ｂ）に示すように、多関節ロボット１１ｃは、電磁石Ｐ２を皮端にクリップされた鉄片（Ｐ１ａ、Ｐ１ｂ）に近づけるとともに電磁石Ｐ２を通電させて当該鉄片（Ｐ１ａ、Ｐ１ｂ）を吸着させる。屠体Ｚ１の皮部Ｚ１ａは、電磁石Ｐ２の電磁力によって吸着された鉄片（Ｐ１ａ、Ｐ１ｂ）とともにローラ２０６によって巻き取られる。

【0052】

また他の形態として、図７に示すように、多関節ロボット１１ｃが、直接に後ろ脚付近の皮端をクリップＰ３で挟み込むようにすることもできる。クリップＰ３はケーブルＷ１を介してローラ２０６に接続されている。上位コントローラ１０は、例えば、画像センサで撮像された画像からエッジ検出を行い、剥皮された皮部Ｚ１ａの皮端の位置を特定する。あるいは、さらに測長センサ、光電センサ等を組合せ、これらのセンサを介して検出された距離値と撮像画像を元に、剥皮された皮部Ｚ１ａの皮端の位置を特定する。そして、多関節ロボット１１ｃに把持されたクリップＰ３で、特定された皮端を挟み込みクリップすればよい。クリップＰ３によってクリップされた皮部Ｚ１ａは、ローラ２０６によって
巻き取られる。

【0053】

なお、皮部Ｚ１ａの巻き取りは、ダウンプーラ２０５のローラ２０６による巻き取り以外の形態であってもよい。例えば、図８に示すように吸引機２０８ａを用いる形態が例示できる。吸引機２０８ａを用いることにより、吸引口付近に存在する剥皮された皮部Ｚ１ａの皮端を吸着することが可能になる。図８（ａ）に示すように、吸引機２０８ａには、水平方向に移動可能なアーム２０８ｂが取り付けられている。吸引機２０８ａを制御するコントローラは、例えば、アーム２０８ｂを水平方向に伸長させ、吸引機２０８ａの吸引口を屠体Ｚ１から剥皮された皮部Ｚ１ａに近づける。吸引機２０８ａは、吸引を開始し、吸引口付近の皮部Ｚ１ａの皮端を吸着させる。皮端の吸着後、図８（ｂ）に示すように、当該皮端を吸着させた状態の吸引機２０８ａを引っ張りながら垂直方向下方側に移動させる。屠体Ｚ１は、フック等で吊り下げられた状態で固定されているため、吸引機２０８ａに吸着された皮部Ｚ１ａは、吸引機２０８ａの移動とともに屠体Ｚ１から剥皮することが可能になる。このような形態であっても、剥皮された皮部Ｚ１ａの巻き取りが可能になる。

【0054】

また、ローラ２０６を用いた皮部Ｚ１ａの巻き取りにおいては、クランプ機構を用いた皮部Ｚ１ａの巻き取りが行われてもよい。クランプ機構を用いることで、屠体Ｚ１から剥皮された皮部Ｚ１ａは、クランプで留めてローラ２０６で巻き取ることができる。例えば、図５から図７の電磁石Ｐ２に接続されるケーブルＷ１を、ローラ２０６とクランプとの間に挿通させておけばよい。

【0055】

図４に戻り、Ｐ３の巻き取り工程においては、屠体Ｚ１から剥皮された皮部Ｚ１ａのローラ２０６への巻き付け完了を契機として、上位コントローラ１０は、サーボ機構２０ｄに対して制御指令を出力し、ダウンプーラ２０５の巻き取りローラ２０６のトルク制御が行われる。サーボ機構２０ｄのサーボドライバ２１ｄは上位コントローラ１０から出力された制御指令を目標値として、皮部Ｚ１ａを巻き取るローラ２０６のトルクが一定になるようにサーボモータＭ４のサーボ制御が行われる。サーボモータＭ４の回転軸に嵌合されたローラ２０６は、剥皮された屠体Ｚ１の皮部Ｚ１ａが一定の引っ張り力で巻き取られるように制御される。サーボモータＭ４によるトルク制御により、屠体Ｚ１から剥皮された皮部Ｚ１ａは、肉部Ｚ１ｂの引き剥がれ、皮部Ｚ１ａの断裂等を防ぎながら、剥皮された皮部Ｚ１ａを巻き取ることが可能になる。

【0056】

また、上位コントローラ１０は、皮部Ｚ１ａのローラ２０６への巻き付け完了を契機として、温度調節ユニット３１ｂに、４０度から５０度の温度範囲で指定された加熱温度を制御指令として出力する。温度調節ユニット１３ｂは、制御指令に含まれる加熱温度を目標値として皮剥ぎ用ナイフ１５に設けられたヒータＨ２の加熱を開始する。そして、温度調節ユニット１３ｂは、ヒータＨ２による加熱温度を温度センサを介して取得するとともに、皮下脂肪が融解し皮剥ぎが行える温度となるようにヒータＨ２の加熱温度を制御する。本実施例においては４０～５０℃程度の温度範囲で制御するものとする。

【0057】

次に、上位コントローラ１０は、画像センサの撮像画像と、二次元形状センサ１３で検出された屠体Ｚ１の肉部Ｚ１ｂと皮部Ｚ１ａとのつなぎ目を示す変曲点の位置を元にロボット１１ｂに対して制御指令を出力する。ロボット１１ｂは、自装置の関節部に内蔵されたモータのサーボ制御を行い、皮剥ぎ用ナイフ１５が取り付けられた可動部を屠体Ｚ１のつなぎ目位置に移動させる。上位コントローラ１０は、ロボット１１ｂの可動部の移動ともに、撮像画像と二次元形状センサ１３で検出された変曲点の位置を適宜に取得し、屠体Ｚ１のつなぎ目位置に合わせて皮剥ぎ用ナイフ１５を当接させる箇所を指示する制御指令を逐次のタイミングで出力する。ロボット１１ｂは、屠体Ｚ１の肉部Ｚ１ｂと皮部Ｚ１ａとのつなぎ目に可動部を移動させ、一定温度に加熱された金属片である皮剥ぎ用ナイフ１
５を制御指令から指示された箇所に当接させる。屠体Ｚ１に当接された皮剥ぎ用ナイフ１５からの熱でつなぎ目である肉界面の皮下脂肪を溶かしつつ皮部Ｚ１ａを分離し、屠体Ｚ１から剥皮された皮部Ｚ１ａを一定のトルクでローラ２０６に巻き取る、巻き取り作業が行われる。

【0058】

Ｐ４の洗浄工程においては、屠体Ｚ１の肉部Ｚ１ｂに接触させた刃物、前工程で使用された腹部切開用刃物１４、巻き取り工程で使用された皮剥ぎ用ナイフ１５の洗浄処理が行われる。例えば、上位コントローラ１０は、画像センサの撮像画像から、洗浄槽の位置を特定する。洗浄槽には、所定温度（例えば、８３度以上）の熱湯が入れられている。上位コントローラ１０は、ロボット１１ａに、可動部を移動させ腹部切開用刃物１４を洗浄槽に浸けさせる制御指令を出力する。ロボット１１ａは、自装置の関節部に内蔵されたモータのサーボ制御を行い、腹部切開用刃物１４が取り付けられた可動部を洗浄槽に移動させる。上位コントローラ１０は、ロボット１１ａの可動部の移動ともに、撮像画像を適宜に取得し、腹部切開用刃物１４の移動位置を調整しながら逐次のタイミングで制御指令を出力する。ロボット１１ａは、制御指令を元に可動部を移動させ、腹部切開用刃物１４を洗浄槽内の熱湯に浸す。腹部切開用刃物１４が、熱湯に浸される時間は３秒以上である。洗浄後、ロボット１１ａの可動部は、上位コントローラ１０からの制御指令を元に、次の剥皮対象の屠体Ｚ１を処理するための作業開始位置に移動する。ロボット１１ｂにおいても、同様にして、上位コントローラ１０からの制御指令に基づいて皮剥ぎ用ナイフ１５が洗浄され、洗浄後、次の剥皮対象の屠体Ｚ１を処理するための作業開始位置に移動される。

【0059】

なお、洗浄工程では、洗浄槽を使用せず、屠体Ｚ１の肉部Ｚ１ｂに接触させた刃物に熱湯（例えば、８３度以上）を噴射させるようにしてもよい。上位コントローラ１０は、例えば、画像センサの撮像画像から、熱湯が噴射される洗浄場の位置を特定する。当該洗浄場には、噴射された熱湯の飛沫が屠体Ｚ１に掛からないように、カバー等が設けられている。上位コントローラ１０は、ロボット１１ａに、可動部を移動させ腹部切開用刃物１４を洗浄場に移動させる制御指令を出力すると、ロボット１１ａは、自装置の関節部に内蔵されたモータのサーボ制御を行い、腹部切開用刃物１４が取り付けられた可動部を洗浄場に移動させる。

【0060】

上位コントローラ１０は、ロボット１１ａの可動部の移動ともに、撮像画像を適宜に取得し、腹部切開用刃物１４の移動位置を調整しながら逐次のタイミングで制御指令を出力すればよい。ロボット１１ａは、制御指令を元に可動部を洗浄場の熱湯の噴射位置に移動させ、噴射された熱湯に腹部切開用刃物１４を曝し、洗浄処理が完了される。ロボット１１ｂにおいても、同様にして、上位コントローラ１０からの制御指令に基づいて皮剥ぎ用ナイフ１５が洗浄される。洗浄後、ロボット１１の可動部は、上位コントローラ１０からの制御指令を元に、次の剥皮対象の屠体Ｚ１を処理するための作業開始位置に移動する。なお、洗浄工程においては、屠体Ｚ１の肉部Ｚ１ｂに接触させたロボット１１ａ、１１ｂの刃物を殺菌済みの刃物と交換し、交換されたそれぞれの刃物が洗浄されるようにしてもよい

【0061】

＜コントローラ構成＞
図９は、本実施例に係る上位コントローラ１０のハードウェア構成の一例を示す図である。図９に示すように、上位コントローラ１０は、接続バス１１６によって相互に接続されたプロセッサ１１１、主記憶装置１１２、補助記憶装置１１３、通信ＩＦ１１４、入出力ＩＦ１１５を構成要素に含むコンピュータである。主記憶装置１１２および補助記憶装置１１３は、上位コントローラ１０が読み取り可能な記録媒体である。主記憶装置１１２および補助記憶装置１１３は、上位コントローラ１０のメモリを構成する。上記の構成要素はそれぞれ複数に設けられてもよいし、一部の構成要素を設けないようにしてもよい。制御システム１を構成するサーボドライバ（２１ａから２１ｅ）、温度調節ユニット（３
１ａ、３１ｂ）、測長センサ１２および二次元形状センサ１３の内蔵された制御ユニット、ロボット１１に内蔵される制御ユニット等は、実質的に上位コントローラ１０のハードウェア構成と同等であるため、説明が省略される。

【0062】

プロセッサ１１１は、上位コントローラ１０全体の制御を行う中央処理演算装置である。プロセッサ１１１は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）やＭＰＵ（Micro-Processing Unit）、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）等である。プロセッサ１１１は、例えば、補助記憶装置１１３に記憶されたプログラムを主記憶装置１１２の作業領域に実行可能に展開し、当該プログラムの実行を通じて周辺機器の制御を行うことで所定の目的に合致した機能を提供する。但し、プロセッサ１１１が提供する一部または全部の機能が、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）、ＳｏＣ（System on a Chip）等によって提供されてもよい。同様にして、
一部または全部の機能が、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）、数値演算プロ
セッサ等の専用ＬＳＩ（large scale integration）、その他のハードウェア回路で実現
されてもよい。

【0063】

主記憶装置１１２および補助記憶装置１１３は、上位コントローラ１０のメモリを構成する。主記憶装置１１２は、プロセッサ１１１が実行するプログラム、当該プロセッサが処理するデータ等を記憶する。主記憶装置１１２は、フラッシュメモリ、ＲＡＭ（Random
Access Memory）やＲＯＭ（Read Only Memory）を含む。補助記憶装置１１３は、プロセッサ１１１等により実行されるプログラムや、動作の設定情報などを記憶する記憶媒体である。補助記憶装置１１３は、例えば、ＨＤＤ（Hard-disk Drive）やＳＳＤ（Solid State Drive）、ＥＰＲＯＭ（Erasable Programmable ROM）、フラッシュメモリ、ＵＳＢメ
モリ、ＳＤ（Secure Digital）メモリカード等を含む。通信ＩＦ１１４は、通信ネットワークＮとの通信インタフェースである。通信ＩＦ１１４は、接続される通信ネットワークＮとの接続方式に応じて適宜の構成を採用できる。入出力ＩＦ１１５は、上位コントローラ１０の備える入力デバイス、出力デバイスとの間でデータの入出力を行うインタフェースである。入出力ＩＦ１１５を通じて、ＬＣＤ等の表示デバイスや、上位コントローラ１０の筐体等に設けられたＬＥＤ等に所定の情報が出力される。また、入出力ＩＦ１１５を通じて、操作指示が受け付けられ、当該操作指示に基づいて操作者の意図する処理が行われる。

【0064】

＜処理の流れ＞
次に、本実施例に係る制御システム１の前工程、巻き取り工程について、処理の流れを説明する。なお、前工程は、上位コントローラ１０と、ロボット１１ａと、サーボ機構（２０ａから２０ｃ）と、温度調節機構３０ａと、測長センサ１２との連携された協働する処理により行われる。

【0065】

図１０は、本実施例に係る前工程の処理の一例を示すフローチャートである。本フローの処理の対象になる屠体Ｚ１は、準備工程で説明したように、フック等で吊り下げられた状態で、固定装置２１０のアーム２１０ｂを通じて端部２１０ａが屠体Ｚ１に押し当てられた状態である。また、ロボット１１ａのフランジには、屠体Ｚ１の腹部を切開するための腹部切開用刃物１４が取り付けられている。腹部切開用刃物１４には、皮部Ｚ１ａと肉部Ｚ１ｂとの間に存在する皮下脂肪を溶かすためのヒータＨ１が設けられている。ヒータＨ１は、腹部切開用刃物１４の屠体Ｚ１に当接される治具部（１４１、１４３）の温度が、温度調節ユニット３１ａを介して所定の温度範囲（４０度から５０度）になるように加熱制御される。

【0066】

前工程の処理の開始後、剥皮対象の屠体Ｚ１に対する腹部切開用刃物１４の位置決めが行われる（ステップＳ１０１）。剥皮対象の屠体Ｚ１では、後ろ脚から臀部にかけての皮
部Ｚ１ａが剥皮され、肉部Ｚ１ｂが露出されている状態である。屠体Ｚ１腹部側の皮部Ｚ１ａには、後ろ脚から臀部にかけて剥皮された際の切れ目が存在している。ステップＳ１０１の処理では、当該切れ目を目標位置として腹部切開のための水平方向の位置調整、後ろ脚から臀部にかけて剥皮された腹部箇所へ腹部切開用刃物１４の下部側の面（治具部１４１の下部１４１ｂ側の面、治具部１４３の下部１４３ｂ側の面）を屠体Ｚ１の当接させるための垂直方向の高さ調整が行われる。ステップＳ１０１の処理後、処理はステップＳ１０２に進む。

【0067】

ステップＳ１０２では、屠体Ｚ１の腹部を切開する処理が開始される。例えば、温度調節ユニット３１ａを介して屠体Ｚ１の当接させた腹部切開用刃物１４の治具部（１４１、１４３）を皮下脂肪が融解する所定温度（４０度から５０度）に加熱する。そして、腹部切開用刃物１４の皮切部（１４２、１４４）を垂直方向の下方側として、治具部（１４１、１４３）の下部側の面が、屠体Ｚ１の後ろ脚から臀部にかけての皮部Ｚ１ａが剥皮されて肉部Ｚ１ｂが露出している部位に当接させる。腹部に当接させた腹部切開用刃物１４の治具部（１４１、１４３）からの熱により屠体Ｚ１の皮下脂肪を溶かしながら、皮切部（１４２、１４４）の腹部に当てる角度を調整し、腹部切開用刃物１４を垂直方向下方側へ徐々に移動させる。ステップＳ１０２の処理により、屠体腹部の皮が後ろ脚側端部から頭部Ｚ１ｃにかけて切開されると処理はステップＳ１０３に進む。

【0068】

なお、ステップＳ１０２の処理では、腹部の切開後に継続して、前脚部における皮部Ｚ１ａの切開が行われるとしてもよい。前脚部における皮部Ｚ１ａを切開することにより、巻き取り工程における処理を容易に進めることができる。前脚部の皮部Ｚ１ａの切開では、例えば、ステップＳ１０１と同様にして、前脚部の皮部Ｚ１ａの切開のための水平方向の位置調整、腹部切開用刃物１４の下部面を当接させるための垂直方向の高さ調整が行われる。上位コントローラ１０は、画像センサの撮像画像と、測長センサ１２で検出された前脚部との距離値を元に、サーボ機構２０ａ、２０ｂに制御指令を出力し、水平方向の位置調整、垂直方向の高さ調整が行われる。そして、上位コントローラ１０は、測長センサ１２で検出された前脚部との距離値を元に、ロボット１１ａに制御指令を出力し、腹部切開用刃物１４が取り付けられた可動部を移動させて、前脚部の切断端（足先）に当該腹部切開用刃物１４を当接させる。

【0069】

上位コントローラ１０は、撮像画像と距離値を適宜に取得し、前脚部の形状に合わせて腹部切開用刃物１４の角度を調整しながら逐次のタイミングでロボット１１ａに制御指令を出力し、前脚部に当接させた腹部切開用刃物１４の熱により前脚部の皮下脂肪を溶かしながら皮部Ｚ１ａの切開が行われる。腹部切開用刃物１４の皮切部（１４２、１４４）の前脚部に当てる角度を調整しつつ、足先から腹部に向かって当該刃物１４を徐々に移動させ、前脚部の足先から既に切開された腹部の切れ目にかけての皮部Ｚ１ａが切開される。なお、前脚部の切開は腹部切開用刃物１４以外の刃物、ハサミや回転刃等の刃物が用いられてもよい。例えば、腹部切開用刃物１４を前脚部の皮部側から当接させて皮部Ｚ１ａと肉部Ｚ１ｂとの間の皮下脂肪を融解させる。そして、皮下脂肪の融解によって形成された隙間にハサミの一方の片刃を挿入させ、他方の片刃との間に挟まれた皮部Ｚ１ａを切開してもよい。また、二枚の刃を同時に皮の下に脂肪を融解しながら潜り込ませ、物理的に引っかかった場合に開閉する方法も使用できる。

【0070】

ステップＳ１０３では、切開された腹部の切れ目から屠体Ｚ１の胴体廻りに沿って左右に切り開く切り開き処理が行われる。具体的には、サーボ機構２０ａを用いて、腹部切開用刃物１４の水平方向における位置決めが調整される。また、サーボ機構２０ｂを用いて腹部切開時における腹部切開用刃物１４の垂直方向の移動が制御される。腹部切開用刃物１４は上下動をし、前面を切開すると同時に刃の届く範囲で左右切り開きを行う。そして、サーボ機構２０ｃを用いて腹部切開が行われた後の、左右切り開きにおける腹部切開用
刃物１４の屠体Ｚ１曲面に合わせた刃の角度が制御される。腹部切開用刃物１４は屠体表面に沿わせるように回転される。

【0071】

なお、ステップＳ１０３においては、ロボット１１ｂとの協働する作業により、当該ロボットのフランジに取り付けられた金属片である皮剥ぎ用ナイフ１５を用いて、腹部の皮下脂肪を温めた状態の皮剥ぎ用ナイフ１５からの熱で溶かしつつ、切り開くようにしてもよい。また、腹部の皮下脂肪はロボット１１ａの腹部切開用刃物１４からの熱で溶かしながら、皮部Ｚ１ａと肉部Ｚ１ｂとのつなぎ目をロボット１１ｂのフランジに取り付けられた回転刃、スキナーナイフ、超音波カッター、レーザカッターで切断して切り開くようにしてもよい。ロボット間の協働する作業により、前工程におけるタクトタイムの短縮が期待できる。ステップＳ１０３の処理後、本ルーチンを一旦終了する。

【0072】

次に、巻き取り工程の処理を説明する。図１１は、本実施例に係る巻き取り工程の処理の一例を示すフローチャートである。巻き取り工程は、上位コントローラ１０と、ロボット１１ｂと、サーボ機構２０ｄと、温度調節機構３０ｂと、二次元形状センサ１３との連携された協働する処理により行われる。ロボット１１ｂのフランジには、屠体Ｚ１の肉部Ｚ１ｂと皮部Ｚ１ａとのつなぎ目の皮下脂肪を溶かしつつ、肉部Ｚ１ｂから皮部Ｚ１ａを切り離すための金属片である皮剥ぎ用ナイフ１５が取り付けられている。皮剥ぎ用ナイフ１５には、当該ナイフの温度が、温度調節ユニット３１ｂを介して所定の温度範囲（４０度から５０度）になるように加熱制御されるヒータＨ１が設けられている。

【0073】

巻き取り工程の処理の開始後、前工程によって屠体Ｚ１から剥皮された皮部Ｚ１ａのローラ２０６への巻き付け処理が行われる（ステップＳ１１１）。巻き付け処理では、図５から図７を用いて説明した形態による処理が行われる。なお、皮部Ｚ１ａの屠体Ｚ１からの引き剥がしは、例えば、図８で説明した吸引機２０８ａを用いる形態であってもよい。ステップＳ１１１の処理の終了後、処理はステップＳ１１２に進む。

【0074】

ステップＳ１１２では、屠体Ｚ１の皮部Ｚ１ａと肉部Ｚ１ｂとのつなぎ目を検出する境目検出が行われる。なお、肉部側には皮下脂肪含まれる。つなぎ目には境目検出は、例えば、画像センサの撮像画像、二次元センサ１３で検出された屠体Ｚ１の形状に関する特徴量等に基づいて行われる。図１２に、本実施例に係る境目検出を説明する説明図を例示する。図１２（ａ）には画像センサで撮像された画像Ａ１が例示される。図１２（ｂ）には、肉部Ｚ１ｂと皮部Ｚ１ａとのつなぎ目部分に接近された画像Ａ２が例示されている。

【0075】

ステップＳ１１２において、上位コントローラ１０は、例えば、撮像画像から屠体Ｚ１の全体を認識し、肉部Ｚ１ｂと皮部Ｚ１ａとのつなぎ目（境目）Ｂ１ａが存在する領域Ｂ１を特定する。領域Ｂ１の特定後、ロボット１１ｂの可動部を領域Ｂ１に徐々に近づけさせ、領域Ｂ１付近の接近画像（画像Ａ２）を撮像する。上位コントローラ１０は、例えば、画像Ａ２が取得された位置近傍にロボット１１ｂの可動部を固定するとともに、２次元形状センサ１３から投光される帯状のレーザ光を走査させる。図１２（ｂ）に示すように、２次元形状センサ１３から投光されたレーザ光は帯状であるため、Ａ２ａ－Ａ２ｂ、Ａ２ｃ－Ａ２ｄ、Ａ２ｅ－Ａ２ｆ、Ａ２ｇ－Ａ２ｈに示すようにＸ軸、あるいはＹ軸方向に一定の幅を持って屠体Ｚ１に照射される（図１２（ｂ）ではＹ軸）。

【0076】

上位コントローラ１０は、例えば、レーザ光の照射位置を屠体Ｚ１の胴体廻り方向に沿って、Ａ２ａ－Ａ２ｂからＡ２ｇ－Ａ２ｈへ順に走査していく。そして、各照射位置におけるレーザ光の反射光から、それぞれの照射位置における屠体Ｚ１のＺ方向（図１２の紙面に垂直な方向）の特徴量が検出された位置（図１２横方向のＸ座標、図１２の上下方向のＹ座標）を検出する。例えば、二次元形状センサ１３で検出された測定対象物の表面の角度変化（角度変化量を特徴量という）がある部分を「変曲点」（これを特徴点という）
として捉える。特徴量、すなわち、角度変化が検出された点を繋いで、線を形成し、肉と皮のつなぎ目を検出する。特徴量が検出された位置を繋いだ線は、Ａ２ａ－Ａ２ｂからＡ２ｇ－Ａ２ｈへ順に走査した時点の肉部Ｚ１ｂと皮部Ｚ１ａとのつなぎ目（境目）を示している。上位コントローラ１０は、レーザ光の照射位置を屠体Ｚ１の胴体廻り方向に沿ってＡ２ａ－Ａ２ｂからＡ２ｇ－Ａ２ｈへ順に走査することで、肉部Ｚ１ｂと皮部Ｚ１ａとのつなぎ目（境目）が検出できる。

【0077】

図１２においては、吊り下げられた屠体Ｚ１の胴体廻り方向の走査によるつなぎ目検出を説明したが、屠体Ｚ１の臀部から頭部にかけての垂直方向の走査によってもつなぎ目を検出することができる。図１３は、垂直方向の走査による境目検出を説明する説明図である。図１３においては、画像センサで撮像された画像Ａ３が例示される。図１３に示すように、二次元形状センサ１３は、帯状に広がるレーザ光Ａ３ａの広がり方向を水平方向とし、屠体Ｚ１から剥皮された皮部Ｚ１ａの作業経過に合わせて当該レーザ光を追従させる。レーザ光の追従とともに、丸囲み１から丸囲み３の順に照射光が走査された各照射位置における反射光が受光できる。そして、各照射位置における特徴量から、剥皮の引っ張りに伴う皮部Ｚ１ａと肉部Ｚ１ｂとの出っ張り（段差箇所）を特定すればよい。図１２（ｂ）と同様にして、照射位置毎の高さが変化する位置の走査方向の推移から肉部（皮下脂肪を含む）Ｚ１ｂと皮部Ｚ１ａとのつなぎ目（境目）が検出できる。

【0078】

他の肉部（皮下脂肪を含む）Ｚ１ｂと皮部Ｚ１ａとのつなぎ目（境目）を検出する形態として、例えば、画像センサから得られた撮像画像における、波長（色）、偏向（色調）、強度（明るさ）といった特徴量からつなぎ目を検出するとしてもよい。高解像度の画像センサをロボット１１ｂのフランジ付近に取り付け、剥皮された肉部Ｚ１ｂおよび皮部Ｚ１ａの界面状態を監視すればよい。また、画像センサから屠体Ｚ１の形状を認識させ、３Ｄスキャンによるつなぎ目検出であってもよい。つなぎ目の検出方法は図１２、図１３と同様である。３Ｄスキャンを用いる場合には、例えば、つなぎ目の数ｍｍ内側をカットすることもできる。

【0079】

図１１に示すフローに戻り、ステップＳ１１３の処理では、屠体Ｚ１から剥皮された皮部Ｚ１ａをローラ２０６で巻き取りながら、温められた状態の金属片である皮剥ぎ用ナイフ１５からの熱でつなぎ目の皮下脂肪を溶かしつつ、皮部Ｚ１ａを剥皮する処理が開始される。例えば、サーボ機構２０ｄを介して、皮部Ｚ１ａを巻き取るローラ２０６のトルク値が一定になるようにサーボ制御が行われる。このようなトルク制御により、屠体Ｚ１から剥皮された皮部Ｚ１ａは、肉部Ｚ１ｂの引き剥がれ、皮部Ｚ１ａの断裂等を防ぎながら、剥皮された皮部Ｚ１ａを巻き取ることが可能になる。

【0080】

また、温度調節ユニット３１ｂを介して皮剥ぎ用ナイフ１５が、つなぎ目における皮下脂肪を融解させる所定温度（４０度から５０度）に加熱される。そして、加熱された皮剥ぎ用ナイフ１５を、例えば、つなぎ目（境目）検出で特定された箇所に当接させる。つなぎ目の箇所に当接させた皮剥ぎ用ナイフ１５からの熱により、肉部Ｚ１ｂ側の皮下脂肪を溶かしながら、皮部Ｚ１ａと肉部Ｚ１ｂとの間が切断される。本実施例では、金属片（皮剥ぎ用ナイフ１５等）を温めた状態で皮部Ｚ１ａと肉界面を接触させて皮部Ｚ１ａを分離することができる。

【0081】

なお、肉部Ｚ１ｂと皮部Ｚ１ａとが皮下脂肪を通じて剥がされにくくなっている場合には、ローラ２０６を駆動するサーボモータＭ４に係るトルク値が増大することになる。上位コントローラ１０は、トルク値の増大に応じて、剥皮中の撮像画像からつなぎ目における皮部Ｚ１ａの引っ掛かり箇所を特定し、当該引っ掛かり個所の切断をロボット１１ｂに対する制御指令として出力する。ロボット１１ｂは、屠体Ｚ１の肉部Ｚ１ｂと皮部Ｚ１ａとのつなぎ目に可動部を移動させ、一定温度に加熱された皮剥ぎ用ナイフ１５を制御指令
から指示された引っ掛かり箇所に当接させる。引っ掛かり箇所に当接させた皮剥ぎ用ナイフ１５の熱により、当該箇所の皮下脂肪が融解され、当該箇所の皮部Ｚ１ａが肉部Ｚ１ｂから剥離される。ステップＳ１１３の処理の終了後、本ルーチンを一旦終了し、図４に示すＰ４の洗浄工程が行われる。

【0082】

ステップＳ１１３の処理においては、皮部Ｚ１ａと肉部Ｚ１ｂとのつなぎ目を回転刃、スキナーナイフ、超音波カッター、レーザカッター等を用いて切断してもよい。少なくとも、つなぎ目の肉部Ｚ１ｂおよび皮部Ｚ１ａに損傷を与えない刃物であればよい。

【0083】

以上、説明したように、本実施例に係る制御システム１においては、剥皮工程の前工程における屠体Ｚ１の腹部を切開し、腹部から屠体Ｚ１の胴体周りに左右に切り開く処理を行うロボット１１ａと、サーボ機構（２０ａから２０ｃ）と、温度調節機構３０ａと、測長センサ１２とを構成に含むことができる。また、剥皮工程の巻き取り工程における屠体Ｚ１から剥皮された皮部Ｚ１ａの巻き取りおよび屠体Ｚ１の肉部Ｚ１ｂと皮部Ｚ１ａとの切り離し処理を行う、ロボット１１ｂと、サーボ機構２０ｄと、温度調節機構３０ｂと、二次元形状センサ１３とを構成に含むことができる。これらの構成は、制御システム１が制御対象とする前工程および巻き取り工程を含む剥皮工程の全体的な処理プロセスを管理・制御するコンピュータの上位コントローラ１０と適宜のタイミングで通信可能なように接続される。本実施形態に係る制御システム１によれば、剥皮工程の前工程および巻き取り工程の処理を連系して協働し、同時に処理することが可能になるため、処理に係るタクトタイムの短縮を図ることが可能になる。

【0084】

本実施例に係る制御システム１において、前工程の腹部を切開し、腹部から屠体Ｚ１の胴体周りに左右に切り開く処理を行うロボット１１ａは、腹部切開用刃物１４を備える。腹部切開用刃物１４の治具部（１４１、１４３）には、温度調節ユニット３１ａによって加熱温度の制御が可能なヒータＨ１が設けられる。これにより、屠体Ｚ１の腹部切開の際、および、腹部から屠体Ｚ１の胴体周りに左右に切り開く際には、腹部切開用刃物１４の治具部（１４１、１４３）の温度を皮下脂肪が融解し始める温度範囲の上値である４０度からたんぱく質の硬化温度である５０度の範囲内で加熱することができる。本実施例によれば、腹部切開用刃物１４の治具部（１４１、１４３）からの熱によって、治具部（１４１、１４３）が当接された皮部Ｚ１ａと肉部Ｚ１ｂとの間に存在する皮下脂肪を融解させながら皮部Ｚ１ａの切開、皮部Ｚ１ａを切り開くことが可能になる。この結果、例えば、皮下脂肪を通じて一体的につなげられていた肉部Ｚ１ｂからの一部肉片の引き剥がし、皮部Ｚ１ａの一部破損を抑制できる。本実施例によれば、剥皮された皮部Ｚ１ａおよび肉部Ｚ１ｂのそれぞれに対して傷等をつけないように前工程を進めることが可能になる。

【0085】

また、本実施例に係る制御システム１において、巻き取り工程の屠体Ｚ１から剥皮された皮部Ｚ１ａの巻き取りおよび屠体Ｚ１の肉部Ｚ１ｂと皮部Ｚ１ａとの切り離し処理を行うロボット１１ａは、加熱可能な金属片である皮剥ぎ用ナイフ１５を備える。皮剥ぎ用ナイフ１５には、温度調節ユニット３１ｂによって加熱温度の制御が可能なヒータＨ２が設けられる。これにより、屠体Ｚ１の肉部Ｚ１ｂと皮部Ｚ１ａとの切り離しの際には、金属片である皮剥ぎ用ナイフ１５の、肉界面へ接触させる部位の温度を皮下脂肪が融解し始める温度範囲の上値である４０度からたんぱく質の硬化温度である５０度の範囲内で加熱することができる。本実施例によれば、温められた状態の皮剥ぎ用ナイフ１５からの熱によって皮部Ｚ１ａと肉部Ｚ１ｂとの間に存在する皮下脂肪を融解させながら皮部Ｚ１ａの肉部Ｚ１ｂからの切り離すことが可能になる。本実施例によれば、巻き取り工程においても、剥皮された皮部Ｚ１ａおよび肉部Ｚ１ｂのそれぞれに対して傷等をつけないように進めることが可能になる。

【0086】

また、本実施例に係る制御システム１においては、サーボ機構２０ｄのサーボドライバ
２１ｄを介して、屠体Ｚ１から剥皮された皮部Ｚ１ａを巻き取るローラ２０６のトルクが一定になるようにサーボモータＭ４のサーボ制御が行われる。このため、サーボモータＭ４の回転軸に嵌合されたローラ２０６は、剥皮された屠体Ｚ１の皮部Ｚ１ａが一定の引っ張り力で巻き取られるように制御される。サーボモータＭ４によるトルク制御により、屠体Ｚ１から剥皮された皮部Ｚ１ａは、肉部Ｚ１ｂの引き剥がれ、皮部Ｚ１ａの断裂等を防ぎながら、剥皮された皮部Ｚ１ａを巻き取ることが可能になる。

【0087】

また、本実施例に係る制御システム１においては、ローラ２０６を駆動するサーボモータＭ４に係るトルク値の増大するタイミングに応じて、剥皮中の撮像画像からつなぎ目における皮部Ｚ１ａの引っ掛かり箇所を特定し、当該箇所を適宜に切断することができる。本実施例に係る制御システム１によれば、剥皮工程の自動化を図り、生産性、収益性の確保が可能になる。

【0088】

（その他）
上記の実施形態はあくまでも一例であって、本実施の形態の開示はその要旨を逸脱しない範囲内で適宜変更して実施し得る。本開示において説明した処理や手段は、技術的な矛盾が生じない限りにおいて、自由に組合せて実施することができる。

【0089】

また、１つの装置が行うものとして説明した処理が、複数の装置によって分担して実行されてもよい。あるいは、異なる装置が行うものとして説明した処理が、１つの装置によって実行されても構わない。コンピュータシステムにおいて、各機能をどのようなハードウェア構成によって実現するかは柔軟に変更可能である。

【0090】

例えば、処理対象の屠体Ｚ１のサイズが大きい場合には、巻き取り工程の皮剥ぎ作業を複数台の垂直多関節ロボットで分担して行うとしてもよい。例えば、図２における剥皮の巻き取り時におけるつなぎ目の切り離し作業に関し、一台のロボットが屠体Ｚ１の右腹側の切り離しを担当し、もう一台のロボットが左腹側の切り離しを担当するように構成してもよい。なお、この形態では、ロボットに取り付けられる皮剥ぎ用ナイフの加熱を制御する温度調整機構が追加される。

【0091】

《コンピュータが読み取り可能な記録媒体》
情報処理装置その他の機械、装置（以下、コンピュータ等）に上記何れかの機能を実現させるプログラムをコンピュータ等が読み取り可能な記録媒体に記録することができる。そして、コンピュータ等に、この記録媒体のプログラムを読み込ませて実行させることにより、その機能を提供させることができる。

【0092】

ここで、コンピュータ等が読み取り可能な記録媒体とは、データやプログラム等の情報を電気的、磁気的、光学的、機械的、または化学的作用によって蓄積し、コンピュータ等から読み取ることができる記録媒体をいう。このような記録媒体のうちコンピュータ等から取り外し可能なものとしては、例えばフレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＣＤ－ＲＯＭ、ＣＤ－Ｒ／Ｗ、ＤＶＤ、ブルーレイディスク、ＤＡＴ、８ｍｍテープ、フラッシュメモリなどのメモリカード等がある。また、コンピュータ等に固定された記録媒体としてハードディスクやＲＯＭ等がある。

【0093】

なお、以下には本発明の構成要件と実施例の構成とを対比可能とするために、本発明の構成要件を図面の符号付きで記載しておく。
＜発明１＞
屠体（Ｚ１）の皮部（Ｚ１ａ）を肉部（Ｚ１ｂ）から剥皮する制御システム（１）であって、
前記屠体（Ｚ１）の腹部位の皮部（Ｚ１ａ）を長手方向に切開するとともに、前記腹部
位の長手方向の一方の端部において胴体廻りに切開し、前記胴体廻りに切開された皮部（Ｚ１ａ）を係止可能範囲まで部分的に剥皮する処理工程を行う第１サブシステム（１１ａ、２０ａから２０ｃ、３０ａ、１２）と、
前記係止可能範囲まで部分的に剥皮された皮部（Ｚ１ａ）が係止されるローラ（２０６）を有し、前記ローラ（２０６）を回動させて前記係止された皮部（Ｚ１ａ）を巻き取りながら前記屠体（Ｚ１）の肉部（Ｚ１ｂ）から皮部（Ｚ１ａ）を剥いでいく処理工程を行う第２サブシステム（２０ｄ）と、
前記屠体（Ｚ１）の肉部（Ｚ１ｂ）と皮部（Ｚ１ａ）との境目を検出するセンサ（１３、画像センサ）を有し、前記センサ（１３、画像センサ）で検出された肉部（Ｚ１ｂ）と皮部（Ｚ１ａ）との境目に温度調整されたナイフ（１５）を当接する処理工程を行う第３サブシステム（１１ｂ、３０ｂ、１３）と、
を備えることを特徴とする制御システム（１）。

【符号の説明】

【0094】

１ 制御システム
１０ 上位コントローラ
１１、１１ａ、１１ｂ、１１ｃ 垂直多関節ロボット
１２、１２ａ、１２ｂ 測長センサ
１３、１３ａ、１３ｂ ２次元形状センサ
１４、１４ａ、１４ｂ 腹部切開用刃物
１５ 皮剥ぎ用ナイフ
２０、２０ａ~２０ｅ サーボ機構
２１、２１ａ~２１ｅ サーボドライバ
３０、３０ａ、３０ｂ 温度調節機構
３１ａ、３１ｂ 温度調節ユニット
１１１ プロセッサ
１１２ 主記憶装置
１１３ 補助記憶装置
１１４ 通信ＩＦ
１１５ 入出力ＩＦ
１１６ 接続バス
Ｍ１~Ｍ５ サーボモータ
Ｈ１~Ｈ２ ヒータ（加熱機）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】