KR101777184B1 - 뼈있는 다리의 발골 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

가축 도체의 뼈있는 다리의 자동 발골 장치에 있어서, 워크(w)를 매달아 반송하는 클램프 유닛(12)을, 서보 모터(104)와, 서보 모터(104)의 출력축에 연결된 나사축(106)과, 나사축(106)에 나사결합된 승강 블록(108)으로 구성하고, 워크(w)의 하강 및 다음 처리 스테이션으로의 반송을, 승강축(70)에 장착된 승강 롤러(92)를 주행로(94)에 주행시킴으로써 행한다. 또한, 승강축(70)에 마련된 요동 롤러(84)를 캠판(170, 180, 182)에 접촉시키고, 승강축(70)을 소정 각도 회전시켜, 원형 커터(22, 64)에 대면시킴으로써, 상기 원형 커터의 이동 경로를 대략 직선상으로 할 수 있으므로, 이동 기구를 간소화하는 한편, 비용을 절감시킬 수 있다.

Description

뼈있는 다리의 발골 방법 및 장치{METHOD AND DEVICE FOR DEBONING BONE-IN LEG}

본 발명은, 식육용 가축 도체(livestock carcass)의 뼈있는 다리, 예를 들면, 가금류 도체의 뼈있는 다리를 절개(incision-making)에서부터 뼈와 고기의 분리까지 자동화한 발골 방법 및 장치에 관한 것이다.

최근, 식용 조수(鳥獸)의 사육 및 해체 처리는 수요의 증대와 함께 대규모화되고 있다. 이에 따라, 각 처리 공정에 대한 완전한 자동화가 요구되고 있다.

가축 도체 중 가금류 도체의 해체 처리는 2가지의 주요 공정으로 구분될 수 있다. 하나는 도살에서부터 방혈, 제모, 세정을 수행하는 1차 해체 공정이다. 다른 하나는 1차 해체 공정을 거친 도체를 냉각한 후, 각 부위별로 분할 및 발골을 수행함으로써, 살코기나 부산물을 생산한 다음, 포장 보관하는 2차 해체 공정이다.

1차 해체 공정에서는, 도살에서부터 제모, 세정까지 자동화가 이루어지는데, 이 과정은 대부분 무인 처리되고 있다. 2차 해체 공정에서도, 도체의 상하 부분의 분리, 다리나 가슴살 등의 각 부위의 분할, 및 분할된 각 부위의 발골에 대한 자동화가 증대되고 있다. 이에 따라, 해체 작업의 점차 자동화되므로, 사람이 한 작업과 마찬가지로 수율이 향상되고 있다.

특허문헌 1에는, 발골 장치에 의한 발골 공정 이전의 공정으로서 필요한 절개 공정을 자동화한 기술이 개시되어 있다. 특허문헌 1에 개시된 바와 같이, 다수 부위의 뼈있는 다리를 클램프 유닛으로 매달아 절개 스테이션으로 반송하고, 절개 스테이션에서 일단 정지하여, 뼈있는 다리를 고정한 상태에서 고기의 절개를 수행하는 것이다. 절개 스테이션에서는, 절개 나이프에 의해 뼈의 표면을 따라 정확하게 제거할 수 있도록 뼈있는 다리의 자세 유지를 정확하게 한다. 이는 수율을 향상시키고 있다.

특허문헌 2에는, 식용 닭 등의 식육용 도체의 뼈있는 다리를 분리시키기 위한 자동화된 고기 분리 수단이 개시되어 있다. 이러한 수단은, 뼈있는 다리의 발목을 클램프 유닛으로 매달아 반송한다. 이 수단은 복수의 처리 스테이션에서 정지하고, 상기 처리 스테이션들 사이에서 간헐적으로 전진한다. 특허문헌 2의 도 9에 도시되어 있는 바와 같이, 클램프 유닛의 반송 경로는 원형으로 형성된다. 이 원형 경로를 따라 복수의 처리 스테이션을 배치하여, 절개 공정이나, 뼈에 결합된 힘줄을 절단하면서 다리의 분리를 수행하는 고기 분리 공정을 수행하고 있다.

힘줄 절단은, 뼈있는 다리의 반송 경로의 근방에 뼈의 횡단방향을 향해 배치된 원형 절단날을 사용한다. 이 원형 절단날을 뼈있는 다리에 접근시켜, 뼈로부터 힘줄을 절단하도록 하고 있다. 특허문헌 2의 도 10에 도시되어 있는 바와 같이, 고기 분리 공정은, 한 쌍의 세퍼레이터(누름판)에 의해 뼈부를 보유하고, 클램프 유닛을 상승시킴으로써 다리 고기를 뼈부로부터 벗겨내도록 하고 있다. 또한, 대퇴골 말단의 위치를 검출함으로써, 고기 분리 종료 시점의 정확한 위치 결정을 가능하게 한다. 대퇴골두 말단의 근육 절단에 의해 다리를 대퇴골두로부터 완전 분리시키도록 하고 있다.

일본특허공개 2001-149001호 공보 일본특허공개 2002-10732호 공보

특허문헌 1에 개시된 절개 장치에서는, 절개 나이프 및 그 구동 장치를 포함하는 절개 나이프 유닛을 수직방향으로 이동시킴으로써 절개를 수행하고 있다. 이 때문에, 중량이 큰 절개 나이프 유닛을 이동시키는데 큰 동력을 필요로 하므로, 절개 나이프 유닛을 위한 이동 메커니즘이 대형화된다. 절개 나이프 유닛의 구동 장치로서 에어 실린더를 이용한 경우에는, 압축 공기의 압력은 절개 나이프 유닛을 고정밀도를 갖는 소정의 높이까지 들어올리도록 실질적으로 높아야 한다.

또한, 특허문헌 1에서는, 발목 부근에서부터 대퇴골 말단까지 절개 나이프를 이동시킴으로써 뼈있는 다리의 뼈의 내측 만곡면을 따라 절개 나이프가 이동된다. 그러나, 이와 같은 단순한 동작으로는, 슬관절에 견고하게 결합되어 있는 힘줄의 결합 부위에 절개 나이프를 도달시킬 수 없으므로, 고기 분리가 원활하게 이루어지지 않는다. 이 때문에, 수율이 향상되지 않는다는 문제가 있다.

또한, 특허문헌 1에서는, 절개 장치가 발골 장치 본체와 인접하여 배치되어 있다. 절개 장치가 대형화되어, 넓은 스페이스를 차지하고 있다. 그 결과, 발골 장치의 전체 사이즈가 대형화되어 있다.

특허문헌 2에 개시된 자동화된 고기 분리 수단에서는, 절개 공정이 구체적으로 기술되어 있지 않다. 이는 오퍼레이터가 수동으로 작업하기 때문인 것으로 추측된다.

또한, 고기 분리 공정에서, 원형 절단날을 사용하여, 뼈에 결합되어 있는 힘줄을 절단하는 경우, 원형 절단날을 2차원적 평면 위에서 원호 형상으로 복잡한 경로를 따라가 힘줄 부착 부위에 도달시킬 필요가 있다. 이에 따라, 원형 절단날을 이동시키는 제어 기구로 인해 비용이 많이 든다는 문제가 있다.

본 발명은, 이러한 종래 기술의 과제를 감안하여 이루어진 것으로, 식육용 가축 도체 등의 뼈있는 다리의 자동화된 발골 공정에서, 뼈있는 다리의 이송 기구를 간소화하여, 소요 동력을 저감시켜 비용을 절감시키는 것을 제 1 목적으로 한다.

또한, 절단날을 뼈있는 다리에 접근시켜 뼈있는 다리를 절단하는 경우에, 절단날의 이동 기구를 간소화하는 한편, 비용을 절감시키는 것을 제 2 목적으로 한다.

아울러, 자동화된 절개 공정에서, 슬관절에 결합되어 있는 힘줄의 절단을 확실하게 수행함으로써, 고기의 수율을 향상시키는 것을 제 3 목적으로 한다.

이러한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예는 발골 장치에 의해 뼈있는 다리를 발골하는 방법이다. 상기 방법은, 이에 한정되지는 않지만, 클램프 유닛에 의해 뼈있는 다리의 발목을 클램핑하는 단계; 복수의 처리 스테이션 사이에서 상기 클램프 유닛을 간헐적으로 반송시키는 단계; 및 각 처리 스테이션에서, 절단날을 뼈를 따라 다리를 길이방향으로 절단하는 절개 공정, 또는 미트 세퍼레이터를 이용하여 고기부를 위에서부터 눌러, 절단날로 힘줄을 절단하면서 뼈있는 다리를 상대적으로 상측으로 들어올림으로써 고기부를 벗겨내는 고기 분리 공정 중 적어도 하나를 수행하는 단계를 구비할 수 있다. 상기 발골 장치는, 하단에 클램프 유닛이 장착되고 클램프 유닛 상측에 승강 롤러가 장착된 승강축; 각각의 처리 스테이션에 마련되어, 구동 모터와, 상기 구동 모터의 출력축에 연결된 나사축과, 상기 나사축에 나사 결합한 승강 테이블로 이루어진 상승 유닛; 및 처리 스테이션들 사이에 배치되어 클램프 유닛의 반송방향을 향해 하강하는 주행로를 구비할 수 있다. 절개 공정 또는 고기 분리 공정은 승강 테이블 상에 승강 롤러를 재치하고 승강 테이블을 상승시킴으로써 뼈있는 다리를 들어올려 수행될 수 있다. 상기 승강 롤러는 뼈있는 다리의 자중에 의해 상기 주행로를 따라 주행시켜서, 클램프 유닛을 하강시키면서 하나의 처리 스테이션으로부터 다음의 처리 스테이션으로 반송시킬 수 있다.

상기 발골 방법에 의하면, 절개 공정 및 고기 분리 공정은 처리 스테이션에서 상승 장치에 의해 클램프 유닛을 들어올림으로써 수행된다. 뼈있는 다리의 자중을 이용하여, 승강축에 장착된 승강 롤러를 주행로를 따라 주행시켜서, 클램프 유닛을 하강시키면서 다음의 처리 스테이션으로 반송하도록 하고 있다.

이에 따라, 뼈있는 다리의 상승 장치와, 처리 스테이션들 사이에서 뼈있는 다리를 반송하는 이송 기구를 간소화할 수 있다. 또한, 상기 구동 모터의 소요 동력을 저감시켜 비용을 절감시킬 수 있다.

구동 모터로서 서보 모터 등을 이용함으로써, 클램프 유닛의 높이를 정밀하게 제어할 수 있다.

상기 발골 방법에 있어서, 상기 발골 장치는 절단날이 배치된 처리 스테이션 중 적어도 하나에 마련되며 승강축을 설정 각도만큼 회전시키는 회전 기구를 구비할 수 있다. 상기 승강축은 그 축 중심으로 회전가능하다. 회전 기구에 의해 승강축을 회전시켜, 뼈있는 다리의 절단 부위를 절단날에 대하여 대면시킨다. 절단날을 직선상의 이동 경로를 따라 절단 부위에 접근시켜, 뼈있는 다리의 절단 부위를 절단하도록 하면 된다.

승강축을 회전시켜, 뼈있는 다리의 절단 부위를 절단날에 대면시킴으로써, 절단날을 상기 절단 부위에 직선상의 이동 경로를 따라 접근시킬 수 있다. 이에 따라, 이동 경로를 단순화할 수 있으므로, 절단날의 이동 기구를 간소화하는 한편, 비용을 절감시킬 수 있다.

상기 발골 방법에 있어서, 절단날은 수평방향으로 배치된 원형으로 이루어진 힘줄 절단날일 수 있다. 힘줄 절단날을 직선상의 이동 경로를 취해 뼈있는 다리의 절단 부위에 접근시키도록 한다. 이와 같이 함으로써, 힘줄 절단날은 뼈에 부착된 힘줄을 절단할 수 있다.

상기 발골 방법에 있어서, 처리 스테이션 중 적어도 하나는 절개 공정을 수행하는 절개 스테이션이다. 상기 절개 공정은, 이에 한정되지는 않지만, 절단날을 뼈의 내측면을 따라 절단날에 대하여 뼈있는 다리를 상대적으로 상승시켜서 발목 부근에서부터 슬관절 상부까지 절개하는 하퇴 절개 단계와, 절단날이 슬관절에 접근했을 때 회전 기구로 승강축을 일시적으로 회전시켜, 절단날을 뼈 내측면으로부터 슬관절의 힘줄 부착부로 들어가게 하여 힘줄을 절단한 후, 클램프 유닛을 역회전시켜 절단날을 뼈의 내측면으로 되돌리는 슬관절 절개 단계와, 절단날을 뼈의 내측면을 따라 절단날에 대하여 뼈있는 다리를 상대적으로 상승시켜서, 슬관절 하부에서부터 대퇴 단부까지 절개하는 대퇴 절개 단계를 구비할 수 있다.

상술한 바와 같이, 뼈있는 다리가 상승하여 절단날이 슬관절에 접근했을 때, 클램프 유닛을 설정 각도만큼 회전시키고, 절단날을 뼈 내측면으로부터 슬관절의 힘줄 부착부로 들어가게 하여 힘줄을 절단하도록 하고 있다. 이에 따라, 슬관절에 견고하게 부착된 힘줄을 슬관절로부터 확실하게 분리할 수 있다. 그 결과, 그 후에 이루어지는 고기 분리 공정을 원활하게 할 수 있어서, 고기의 수율을 향상시킬 수 있다.

또한, 절개 나이프 유닛을 이동시키지 않고서, 클램프 유닛만을 들어올린다. 이에 따라, 중량이 큰 절개 나이프 유닛을 이동시키는 승강 유닛이 제거될 수 있다. 본 발명의 일 실시예의 발골 방법에 의하면, 중량이 큰 절개 나이프 유닛 대신에 경량의 클램프 유닛이 상승된다. 절개 스테이션을 간소화하고 비용을 절감할 수 있는 동시에, 뼈있는 다리를 설정 높이로 정밀도 좋게 위치 결정할 수 있게 된다.

상기 절개 공정에 있어서, 뼈있는 다리가 상승 중에 뼈있는 다리의 하단부를 검출하고, 이 검출 높이와, 상기 검출 높이로 뼈있는 다리의 하단부를 검출했을 때의 뼈있는 다리의 상승량에 근거하여, 뼈있는 다리의 뼈의 전체 길이를 구한다. 최종 고기 분리 공정에서, 측정된 뼈있는 다리의 뼈 전체 길이에 따라, 고기부를 누르는 미트 세퍼레이터에 대한 클램프 유닛의 상승량을 결정하도록 하면 된다.

따라서, 최종 뼈 분리 공정에서, 처리의 길이에서 개별적인 차이에 따라 클램프 유닛의 상승량을 조정할 수 있으므로, 뼈와 다리의 분리를 확실하게 행할 수 있다.

본 발명의 다른 실시예는, 본 발명의 일 실시예의 방법을 실시하는데 직접적으로 사용될 수 있는 뼈있는 다리의 발골 장치이다. 상기 장치는, 절단날을 뼈를 따라 다리를 길이방향으로 절단하는 절개 공정 및 미트 세퍼레이터를 이용하여 고기부를 위에서부터 눌러, 절단날로 힘줄을 절단하면서 뼈있는 다리를 상대적으로 상측으로 인상하여 고기부를 벗겨내는 고기 분리 공정 중 적어도 하나를 수행하는 복수의 처리 스테이션; 뼈있는 다리를 발목을 클램핑하는 클램프 유닛; 하나의 처리 스테이션으로부터 다른 스테이션으로 클램프 유닛을 간헐적으로 반송하는 이송 기구; 하단부에 클램프 유닛이 장착되고 클램프 유닛 상측에 승강 롤러가 장착된 승강축; 처리 스테이션에 마련되어, 구동 모터와, 상기 구동 모터의 출력축에 연결된 나사축과, 상기 나사축에 나사 결합한 승강 테이블을 포함하는 승강 유닛; 및 처리 스테이션들 사이에 배치되어 클램프 유닛의 이동방향을 향해 하강하는 주행로를 구비할 수 있다. 상기 절개 공정 또는 상기 고기 분리 공정은 처리 스테이션 중 하나에서 승강 롤러를 승강 테이블 위에 재치하고, 승강 테이블을 상승시켜 뼈있는 다리를 들어올림으로써 수행된다. 뼈있는 다리의 자중에 의해 승강 롤러를 주행로에 통과시켜서, 클램프 유닛을 하강시키면서 하나의 처리 스테이션으로부터 다음의 처리 스테이션으로 반송하도록 구성한 것이다.

상술한 바와 같이, 절개 공정과 고기 분리 공정을 수행하도록 상승 유닛에 의해 클램프 유닛이 들어 올려진다. 뼈있는 다리의 자중을 이용하여, 승강축에 장착된 승강 롤러를 주행로를 따라 주행시켜서, 상승한 클램프 유닛을 하강시키면서 다음의 처리 스테이션으로 이송하도록 하고 있다.

이에 따라, 뼈있는 다리의 상승 유닛과, 처리 스테이션들 사이의 이송 기구를 간소화할 수 있다. 또한, 구동 모터의 소요 동력을 저감시켜 비용을 절감시킬 수 있다. 구동 모터로서 서보 모터 등을 이용함으로써, 클램프 유닛의 높이를 정밀도 있게 제어할 수 있다.

상기 발골 장치는, 절단날이 배치된 처리 스테이션 중 적어도 하나에 마련되며 그 축 중심으로 회전가능한 승강축을 설정 각도만큼 회전시키는 회전 기구를 더 구비할 수 있다. 회전 기구에 의해 승강축을 회전시켜, 뼈있는 다리의 절단 부위를 절단날에 대하여 대면시키고, 절단날을 직선상의 이동 경로를 따라 절단 부위에 접근시켜, 뼈있는 다리의 절단 부위를 절단하도록 하면 된다. 승강축을 회전시켜, 뼈있는 다리의 절단 부위를 절단날에 대면시킴으로써, 절단날을 상기 절단 부위에 직선상의 이동 경로를 따라 접근시킬 수 있다. 이에 따라, 이동 경로를 단순화할 수 있으므로, 절단날의 이동 기구를 간소화하는 한편, 비용을 절감시킬 수 있다.

상기 발골 장치에 있어서, 상기 승강축은, 이송 기구에 고정된 가이드 바와, 상기 가이드 바를 따라 상하로 슬라이드하는 슬라이딩 브래킷과, 상기 슬라이딩 브래킷의 내부에 회동 가능하게 배치되고 하단에 클램프 유닛이 장착된 회동축을 구비할 수 있다. 상기 회전 기구는, 상기 회동축에 부착된 요동 롤러와, 처리 스테이션에 마련되어, 클램프 유닛이 상승하여 절단날이 슬관절에 접근했을 때 상기 요동 롤러를 밀어 회동축을 설정 각도만큼 회전시키는 캠 부재와, 클램프 유닛이 더 상승하여 요동 롤러가 상기 캠 부재로부터 이격되었을 때에 요동 롤러를 원래의 위치로 복귀시키는 스프링 부재를 구비한다.

상기 승강축을 상술한 바와 같이 구성하고, 회전축에 부착된 요동 롤러를 처리 스테이션에 마련된 캠 부재로 밀도록 한다. 이에 따라, 회전 기구가 모두 기계부품으로 구성될 수 있으므로, 전용 구동 장치나 복잡한 전기적 제어 유닛에 대한 필요성이 없다. 그 결과, 회전 기구에 대한 비용을 절감할 수 있다. 전기적 제어 유닛을 이용하지 않는 만큼 고장이 줄어들어, 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

고기 분리 공정을 수행하는 처리 스테이션에서, 절단날은 수평방향으로 배치된 원형으로 이루어진 힘줄 절단날일 수 있다. 힘줄 절단날을 직선상의 이동 경로를 통과하여 뼈있는 다리의 절단 부위에 접근시키도록 한다. 힘줄 절단날은 뼈에 부착된 힘둘을 절단한다. 이에 따라, 힘줄 절단날의 이동 기구가 간소화되는 한편, 비용을 절감시킬 수 있다.

상기 발골 장치에 있어서, 상기 처리 스테이션 중 적어도 하나는 절개 스테이션으로서, 상기 절개 스테이션에서, 뼈있는 다리를 향해 진퇴가능한 절단날과, 상기 절단날의 진퇴방향으로 대면하여 배치된 자세 유지판과, 상기 자세 유지판에 대하여 뼈있는 다리의 평탄면을 눌러 고정하는 누름 부재를 구비한다. 상기 회전 기구가 승강축을 상승 도중에 설정 각도만큼 회전시킨다. 누름 부재에 의해 뼈있는 다리를 자세 유지판에 누른 상태에서 절단날을 뼈있는 다리의 발목 부근에 삽입시키고, 클램프 유닛을 상승시켜 절단날을 뼈의 내측면을 따라 절개한다. 절단날이 슬관절에 접근했을 때 회전 기구로 승강축을 일시적으로 회전시켜, 절단날을 뼈 내측면으로부터 슬관절의 힘줄 부착부로 들어가게 하여 힘줄을 절단하도록 구성하면 된다.

상술한 바와 같이, 뼈있는 다리를 들어올리면서 절단날이 슬관절에 접근했을 때, 회전 기구에 의해 클램프 유닛을 설정 각도만큼 회전시키고, 절단날을 뼈 내측면으로부터 슬관절의 힘줄 부착부로 들어가게 하여 힘줄을 절단하도록 하고 있다. 이에 따라, 슬관절에 견고하게 부착된 힘줄을 확실하게 분리할 수 있다. 그 결과, 그 후에 이루어지는 다리 분리 공정을 원활하게 할 수 있어, 고기의 수율을 향상시킬 수 있다. 회전 기구를 이용하기 때문에, 클램프 유닛을 설정 각도만큼 정확하게 회전시켜서, 슬관절에 부착된 힘줄을 절단할 수 있다.

또한, 절개 나이프 유닛을 상승시키지 않고, 클램프 유닛만을 들어올린다. 이에 따라, 중량이 큰 절개 나이프 유닛을 승강시키는 승강 장치가 불필요해진다. 본 발명의 다른 실시예의 발골 장치에 의하면, 중량이 큰 절개 나이프 유닛 대신에 경량의 클램프 유닛이 상승된다. 절개 스테이션을 간소화하고 비용을 절감할 수 있음과 동시에, 뼈있는 다리를 설정 위치로 정밀도 좋게 승강시킬 수 있게 된다.

본 발명의 다른 실시예의 발골 장치는 투입 스테이션을 더 구비하며, 상기 투입 스테이션은 뼈있는 다리를 투입하는 투입 스테이션에 인접 배치되어 중심축을 중심으로 단속 회전하는 회전 부재; 상기 회전 부재의 외주에 등간격으로 배치되고 뼈있는 다리의 발목이 현수되는 오목부를 가지는 복수의 현수 브래킷; 상기 현수 브래킷에 현수된 뼈있는 다리가 투입 스테이션에 대면하는 위치에 왔을 때, 뼈있는 다리를 투입 스테이션의 클램프 유닛으로 밀어내어 이 클램프 유닛에 걸쳐놓게 하는 푸셔를 포함한다.

이와 같이, 현수 브래킷의 동작과 클램프 유닛의 동작을 동기시킴으로써, 현수 브래킷으로부터 클램프 유닛으로의 뼈있는 다리의 교체를 확실하게 행할 수 있다. 현수 브래킷으로부터 클램프 유닛으로의 뼈있는 다리의 반입이 자동화된다. 또한, 뼈있는 다리를 발골 장치의 클램프 유닛에 현수하는 투입 스테이션의 구성을 간소화할 수 있다.

한편, 현수 브래킷에 뼈있는 다리를 현수시키는 수단은, 오퍼레이터가 손으로 뼈있는 다리를 현수시켜도 되고, 또는 반송 컨베이어로 뼈있는 다리를 투입 스테이션으로 자동적으로 반입할 수도 있다.

상기 발골 장치는, 가이드 바를 지지하는 베이스 부재에 장착되어, 축 중심으로 회동 가능하게 축 지지된 브레이크 슈; 상기 브레이크 슈에 대하여 상기 회동축을 압압하는 방향으로 탄성력을 가하는 스프링 부재; 처리 스테이션들 사이의 브레이크 슈의 이동 경로에 마련되어, 상기 브레이크 슈를 상기 스프링체의 탄성력에 저항하여 회동축으로부터 이격된 위치에 유지시키는 브레이크 해제 레일을 구비할 수 있다.

이에 따라, 회동축이 처리 스테이션에 있는 동안, 회동축을 브레이크 슈로 압압하고 있으므로, 회동축의 낙하를 방지할 수 있다. 또한, 회동축이 처리 스테이션 사이를 이동하는 동안에는, 브레이크 슈가 회동축으로부터 이격되므로, 회동축을 하강시킬 수 있게 된다.

본 발명의 실시예 중 발골 방법에 따르면, 상기 방법은, 뼈있는 다리를 발목을 클램프 유닛에 의해 클램핑하는 단계; 복수의 처리 스테이션 사이에서 클램프 유닛을 간헐적으로 반송시키는 단계; 및 각 처리 스테이션에서, 절단날을 뼈를 따라 다리를 길이방향으로 절단하는 절개 공정, 또는 미트 세퍼레이터를 이용하여 고기부를 위에서부터 눌러, 절단날로 힘줄을 절단하면서 뼈있는 다리를 상대적으로 상측으로 들어올림으로써 고기부를 벗겨내는 고기 분리 공정 중 적어도 하나를 수행하는 단계를 구비한다. 상기 발골 장치는, 하단에 클램프 유닛이 장착되고 클램프 유닛 상측에 승강 롤러가 장착된 승강축; 각각의 처리 스테이션에 마련되어, 구동 모터와, 상기 구동 모터의 출력축에 연결된 나사축과, 상기 나사축에 나사 결합한 승강 테이블로 이루어진 상승 유닛; 및 처리 스테이션들 사이에 배치되어 클램프 유닛의 반송방향을 향해 하강하는 주행로를 구비할 수 있다. 상기 절개 공정 또는 고기 분리 공정은 승강 테이블 상에 승강 롤러를 재치하고 승강 테이블을 상승시킴으로써 뼈있는 다리를 들어올려 수행될 수 있다. 상기 승강 롤러는 뼈있는 다리의 자중에 의해 상기 주행로를 따라 주행시켜서, 클램프 유닛을 하강시키면서 하나의 처리 스테이션으로부터 다음의 처리 스테이션으로 반송시킬 수 있다. 그 결과, 작업 스테이션 사이의 승강 유닛 및 이송 기구가 간소화될 수 있고 구동 유닛의 소요 전력이 감소될 수 있으므로, 비용을 절감시킬 수 있다.

또한, 본 발명의 다른 실시예의 발골 장치에 따르면, 상기 장치는, 절단날을 뼈를 따라 다리를 길이방향으로 절단하는 절개 공정 및 미트 세퍼레이터를 이용하여 고기부를 위에서부터 눌러, 절단날로 힘줄을 절단하면서 뼈있는 다리를 상대적으로 상측으로 인상하여 고기부를 벗겨내는 고기 분리 공정 중 적어도 하나를 수행하는 복수의 처리 스테이션; 뼈있는 다리를 발목을 클램핑하는 클램프 유닛; 하나의 처리 스테이션으로부터 다른 스테이션으로 클램프 유닛을 간헐적으로 반송하는 이송 기구; 하단부에 클램프 유닛이 장착되고 클램프 유닛 상측에 승강 롤러가 장착된 승강축; 처리 스테이션에 마련되어, 구동 모터와, 상기 구동 모터의 출력축에 연결된 나사축과, 상기 나사축에 나사 결합한 승강 테이블과, 처리 스테이션들 사이에 배치되어 클램프 유닛의 이동방향을 향해 하강하는 주행로를 구비할 수 있다. 상기 절개 공정 또는 상기 고기 분리 공정은 처리 스테이션 중 하나에서 승강 롤러를 승강 테이블 위에 재치하고, 승강 테이블을 상승시켜 뼈있는 다리를 들어올림으로써 수행된다. 뼈있는 다리의 자중에 의해 승강 롤러를 주행로에 통과시켜서, 클램프 유닛을 하강시키면서 하나의 처리 스테이션으로부터 다음의 처리 스테이션으로 반송한다. 따라서, 본 발명의 일 실시예의 방법과 동일한 기능 효과를 성취할 수 있다.

도 1은, 본 발명을 식용 닭 도체의 발골에 적용한 일 실시예에 따른 발골 장치의 전체 구성도이다.
도 2a는, 상기 실시예의 제1 처리 스테이션(투입 스테이션)으로부터 제2 처리 스테이션(절개 스테이션)까지의 처리 공정을 나타내는 공정도이다.
도 2b는, 상기 실시예의 제3 ~ 제5 처리 스테이션의 처리 공정을 나타내는 공정도이다.
도 2c는, 상기 실시예의 제6 ~ 제8 처리 스테이션의 처리 공정을 나타내는 공정도이다.
도 2d는, 상기 실시예의 제9 ~ 제10 처리 스테이션의 처리 공정을 나타내는 공정도이다.
도 3은, 상기 실시예의 발골 장치를 전개하여 나타내는 정면도이다.
도 4는, 상기 발골 장치의 제2 처리 스테이션(절개 스테이션) 주변을 나타내는 사시도이다.
도 5는, 상기 발골 장치의 승강 바(70)의 측면도이다.
도 6은, 도 4의 A방향에서 본 정면도이다.
도 7은, 도 4의 B-B선을 따른 단면도이다.
도 8은, 상기 발골 장치의 제2 처리 스테이션(절개 스테이션)의 정면도이다.
도 9는 상기 제2 처리 스테이션(절개 스테이션)의 평면도이다.
도 10은, 상기 제2 처리 스테이션(절개 스테이션)에서의 절개 공정을 나타내는 공정도이다.

이하, 본 발명을 도면에 나타낸 실시예를 이용하여 자세하게 설명한다. 단, 이 실시예에 기재되어 있는 구성부품의 치수, 재질, 형상, 그 상대배치 등은 특별히 특정적인 기재가 없는 한, 이 발명의 범위를 이것으로만 한정하는 것은 아니다.

본 발명 방법 및 장치를 식용 도체의 뼈있는 다리의 발골 처리에 적용한 일 실시예를 도 1~도 10에 기초하여 설명한다. 우선, 도 1 및 도 2a~2d를 참조하면, 발골 처리의 전체 공정을 개략적으로 설명한다. 도 2a에 나타내는 바와 같이, 식용 도체의 뼈있는 다리(이하, 「워크」라고 함)(w)는, 발목(f), 하퇴골(k) 및 대퇴골(j)로 이루어진 뼈부와, 뼈부를 둘러싼 고기부(m)로 이루어진다. 하퇴골(k)과 상퇴골(j)은 슬관절(h)로 연결되어 있다.

도 1 및 도 4에 나타내는 바와 같이, 발골 장치(10)는 원형으로 배치된 처리 스테이션을 갖는다. 처리 스테이션에서, 워크를 고기부의 최종 분리까지 투입된다. 워크(w)는 클램프 유닛(12)에 매달린다. 클램프 유닛(12)은, 승강축(70)의 가이드 바(72)를 통해 원형의 반송 부재(78)에 접속되어 있다. 반송 부재(78)는 화살표 a방향으로 간헐적으로 회전한다. 클램프 유닛(12)은, 회전 중심(O)을 중심으로 하나의 처리 스테이션으로부터 다른 처리 스테이션으로 원 궤적을 그리면서 이동하고, 각 처리 스테이션에서 정지한다. 각 처리 스테이션에서의 클램프 유닛(12)의 승강은, 서보 모터(104)에 의해 이루어진다.

도 3은 발골 장치(10)의 상부 및 하부에 배치된 원형의 지지 거더(11)(supporting girder)를 도시한다. 서보 모터(104) 및 지지 프레임(13)은 지지 거더(11)에 고정된다. 지지 프레임(13)은 주행로(94)를 구성하는 외판(15) 등을 지지한다. 한편, 도 5에는, 지지 거더(11)의 도시는 생략되어 있다.

도 1은 왼쪽 다리용 발골 장치를 도시한 것이다. 왼쪽 다리용 발골 장치는, 제1부터 제10까지의 처리 스테이션이 화살표 a방향으로 순서대로 배치된다. 한편, 오른쪽 다리용 발골 장치의 경우에는, 각 처리 스테이션이 화살표 b방향으로 순서대로 배치된다.

워크(w)는, 제1 처리 스테이션, 즉 투입 스테이션에 마련된 투입 유닛(14)을 통해, 클램프 유닛(12)에 반입된다. 투입 유닛(14)은 회전 부재(16), 4개의 현수 크래킷(18) 및 푸셔(20)를 구비한다. 회전 부재(16)는 수직축(16a)을 중심으로 간헐적으로 회전한다. 현수 브래킷(18)은 회전 부재(16) 둘레에 등간격으로 배치된다. 푸셔(20)는 클램프 유닛(12)에 대면하는 위치에 배치된다. 회전 부재(16)는 클램프 유닛(12)의 간헝적인 전진 운동과 동기하여 90도씩 간헐적으로 회전한다. 현수 브래킷(18) 각각은, 외측으로 개구되는 오목부(18a)를 갖는다. 워크(w)는 오목부(18a) 내에 매달린다.

오목부(18a)에 워크(w)를 현수시키는 수단은, 오퍼레이터가 손으로 오목부(18a)에 워크(w)를 현수시키도록 해도 되고, 또는 워크(w)를 컨베이어로 제1 처리 스테이션, 즉 투입 스테이션까지 운반하고, 워크(w)를 미도시의 로딩 유닛에 의해 자동적으로 오목부(18a)에 걸치도록 해도 된다.

워크(w)가 현수된 현수 브래킷(18)은 간헐 회전하여, 클램프 유닛(12)에 대면하는 위치에서 정지된다. 그 위치에서, 푸셔(20)는 워크(w)를 클램프 유닛(12)으로 밀어서, 워크를 클램프 유닛(12) 상에 반입한다.

도 4에 나타내는 바와 같이, 클램프 유닛(12)은, 승강축(70)의 회동축(76)의 하단에 장착되어 있다. 클램프 유닛(12)은 홈(125)과 척(126)을 갖는 클램프 본체(122)를 구비한다. 워크(w)의 발목(f)은 홈(124)에 삽입된다. 홈(124)은 척(126)에 의해 개폐될 수 있다. 척(126)은 미도시의 제어 유닛에 의해 자동적으로 작동된다.

워크(w)가 클램프 유닛(12) 상에 반입된 후, 척(126)이 자동적으로 작동하여, 홈(124)의 입구를 폐쇄한다. 그 후, 클램프 유닛(12)은 제2 처리 스테이션, 즉 절개 스테이션으로 전진한다. 제2 처리 스테이션에서는, 절개 공정이 수행된다. 절개 단계에서, 워크(w)에 절개 나이프를 찌른 후, 워크(w)를 들어올려 뼈를 따라서 길이방향으로 고기부(m)를 절단한다. 절단과 동시에, 워크(w)의 전체 길이가 측정된다.

다음에, 클램프 유닛(12)이 제3 처리 스테이션으로 이동한다. 제3 처리 스테이션에서는, 절단면이 수평방향으로 배치된 한 쌍의 원형 절단날(22)이 배치되어 있다. 원형 절단날(22)이 클램프 유닛(12)에 매달린 워크(w)에 접근하여, 발목(f)에 부착된 힘줄을 절단한다.

워크(w)를 갖는 클램프 유닛(12)은 제4 처리 스테이션으로 이동한다. 제4 처리 스테이션에는, 고정 세퍼레이터(26)와 이동가능한 세퍼레이터(28)를 구비한 미트 세퍼레이터(24)가 마련되어 있다. 이동가능한 세퍼레이터(28)는, 고정 세퍼레이터(26)에 대하여 접근 또는 이격 가능한 방향으로 이동가능하다. 고정 세퍼레이터(26)와 가동 세퍼레이터(28) 사이에 고기부(m)가 보유된다. 제4 처리 스테이션의 원형 절단날(30)이 소골근을 절단하는 한편, 고정 세퍼레이터(26)와 이동가능한 세퍼레이터(28)는 고기부(m)를 누르고 클램프 유닛(12)을 인상시킨다.

여기서, 소골근이란, 하퇴골(k)의 측면을 따라 하퇴골(k)에 부착되어 있는 성냥개비 크기의 소골의 연장선상(발목측)에 있는 근육이다. 고기부(m)를 제거하는 제4 처리 스테이션 전에 소골근이 끊겨 있으면, 하퇴골(k)로부터 소골이 떨어져, 하퇴골(k)과 대퇴골(j)의 중간부(슬관절(h))에서 탈구된다. 이 때문에, 제3 처리 스테이션에서 일부러 소골근을 절단하지 않는다. 제4 처리 스테이션에서 고기부(m)를 제거한 후에, 소골근이 절단된다.

워크(w)는 제5 처리 스테이션으로 이동한다. 제5 처리 스테이션에서는, 고정 세퍼레이터(34)와 가동 세퍼레이터(36)로 이루어진 미트 세퍼레이터(32)에 의해 고기부(m)를 누르면서, 워크(w)를 인상하여 슬관절(h)을 노출시킨다.

다음에, 워크(w)는 제5 처리 스테이션으로 이동한다. 제6 처리 스테이션으로의 이동 경로 중에, 클램프 유닛(12)을 끌어내린다. 워크(w)가 제6 처리 스테이션에 도달한 후에, 클램프 유닛(12)을 인상한다. 클램프 유닛(12)을 인상하는 동안에, 측정 유닛(38)에 의해 슬관절(h)의 위치를 측정하는 동시에, 커터(40)로 X근을 절단한다.

X근이란, 슬관절(h)에 있는 근육이다. X근은 슬관절(h)과 고기부(m)를 떼어놓기 위해 절단되어야 한다. X근의 절단은, 제6 처리 스테이션에서 행하는 슬관절 위치를 측정한 후, 워크(w)가 제7 처리 스테이션으로 이동되는 동안에 수행된다.

다음에, 워크(w)를 제7 처리 스테이션으로 이동시킨다. 제7 처리 스테이션에서는, 슬관절(h)에 부착된 근육을 절단한다. 제6 처리 스테이션에서 측정한 슬관절(h)의 위치에 근거하여, 워크(w)의 인상량을 결정한다. 고정 세퍼레이터(44) 및 가동 세퍼레이터(46)로 이루어진 미트 세퍼레이터(42)에 의해 고기부(m)를 누르면서, 워크(w)를 인상한다. 이에 따라, 슬관절(h)이 노출된다. 노출된 슬관절(h)에 부착된 근육을 3개의 원형 커터(48)로 절단한다.

워크(w)를 제8 처리 스테이션으로 이동시킨다. 제8 처리 스테이션에서는, 고정 세퍼레이터(52) 및 가동 세퍼레이터(54)로 이루어진 미트 세퍼레이터(50)에 의해 고기부(m)를 누르면서, 워크(w)를 인상한다. 여기서, 이 인상량은, 제6 처리 스테이션에서 측정한 슬관절(h)의 위치에 근거하여 결정한다. 그 다음, 3개의 원형 커터(56)에 의해, 슬관절(h)의 바로 밑에 위치한 연골을 절단한다.

워크(w)를 제9 처리 스테이션으로 이동시킨다. 제9 처리 스테이션에서, 고기부(m)의 최종 분리를 수행한다. 제9 처리 스테이션에서는, 고정 세퍼레이터(60) 및 가동 세퍼레이터(62)로 이루어진 미트 세퍼레이터(58)에 의해 고기부(m)를 누르면서 워크(w)를 인상한다. 이에 따라, 대퇴골(j)로부터 고기부(m)를 벗겨낼 수 있다. 그리고, 클램프 유닛(12)을 90도 회전시킨 후, 90도 역회전시키고, 이 동작 중에 대퇴골(j)의 골두 말단에 부착된 힘줄을 원형 커터(64)로 절단한다. 이와 같이 함으로써, 뼈부로부터 고기부(m)를 분리하고, 분리된 고기부(m)는, 미도시의 배출로에 낙하되어 배출된다.

제10 처리 스테이션에서는, 클램프 유닛(12)의 척(126)을 작동시켜 클램프 유닛(12)을 개방하고, 고기부(m)가 분리된 뼈부를 클램프 유닛(12)으로부터 낙하시킨다. 뼈부는, 고기부(m)와는 다른 배출로에 낙하되어, 배출된다.

다음으로, 제2 처리 스테이션, 즉 절개 스테이션에서 이루어지는 절개 공정을, 도 3~도 10을 통해 상세하게 설명한다. 도 4는, 워크(w)를 매달은 클램프 유닛(12)이 제2 처리 스테이션에 위치한 상태를 나타낸다.

도 4~도 6에 나타내는 바와 같이, 승강축(70)은, 상하방향으로 배치된 한 쌍의 가이드 바(72)와, 가이드 바(72)를 따라 슬라이딩 가능한 슬라이딩 브래킷(74)과, 슬라이딩 브래킷(74)의 내측에 동심상으로 배치된 회동축(76)으로 구성되어 있다. 회동축(76)의 하단에 클램프 유닛(12)이 장착되어 있다. 가이드 바(72)의 상단은, 이송 부재(78)에 고착되고, 이송 부재(78)는 미도시의 구동 장치에 의해 소정 각도씩 연속으로 회전한다. 가이드 바(72)의 하단은, 고정구(88)를 통하여, 원형 베이스(90)에 고정되어 있다. 한편, 도 4에는, 환상 베이스 부재(90)가 생략되어 있으며, 도 5 및 도 6에 도시되어 있다.

제1~제10의 각 처리 스테이션은, 회전 중심(O)에 대해 등간격으로 배치되어 있다. 이 때문에, 클램프 유닛(12)은, 하나의 회전 동작마다 하나의 처리 스테이션으로부터 다음의 처리 스테이션으로 이동한다. 도 4에는, 1개의 클램프 유닛(12)만이 도시되어 있다. 실제 장치에서는, 각 처리 스테이션에 각각 1개의 클램프 유닛(12)이 위치하도록, 이송 부재(78)에 복수의 승강축(70)이 등간격으로 고정되어 있다.

회동축(76)의 상단에는, 코일 스프링(80)이 감겨 있다. 코일 스프링(80)의 근방에서, 회동축(76)에 아암(82)을 통해 요동 롤러(84)가 부착되어 있다. 코일 스프링(80)의 일단은, 슬라이딩 브래킷(74)과 일체를 이루는 고정 부재(86)에 걸려 있다. 이에 따라, 회동축(76)에는, 축 둘레에 코일 스프링(80)의 탄성력이 가해지고 있다.

요동 롤러(84)의 하측에서, 슬라이딩 브래킷(74)에 승강 롤러(92)가 장착되어 있다. 각 처리 스테이션 사이에는 주행로(94)가 마련되어 있다. 주행로(94)는 승강 롤러(92)가 주행하는 가이드 홈을 갖는다. 클램프 유닛(12)이 각 처리 스테이션 사이를 이동할 때에, 승강 롤러(92)가 주행로(94)를 주행함으로써, 클램프 유닛(12)의 상하방향 위치가 제어된다.

도 7에 도시한 바와 같이, 환상 베이스(90)의 상면에는, 베어링(95)이 마련되고, 베어링(95)에는, 기부(96) 및 기부(96)와 일체로 형성된 브레이크 슈(96a)가 핀(98)을 중심으로 자유롭게 회동되도록 장착되어 있다. 브레이크 슈(96a)는, 비스듬히 상측으로 기울어져 있다. 기부(96)에는, 브레이크 슈(96a)를 회동축(76) 상에 장착되어 있다. 코일 스프링(100)은 회동축(76)의 외부면을 향해 브레이크 슈(96a)를가압하는 방향으로 탄성력을 가한다. 이에 따라, 클램프 유닛(12)이 각 처리 스테이션에 위치해 있을 때, 회동축(76)의 낙하를 방지하고 있다.

도 4에 도시한 바와 같이, 서보 모터(104)를 구동 장치로 하는 수단에 의해 각 처리 스테이션에서 워크(w)를 상승시킨다. 각 처리 스테이션에는 서보 모터(104)가 마련된다. 서보 모터(104)의 출력축에 나사축(106)이 연결되어 있다. 나사축(106)에는 승강 블록(108)이 나사결합한다. 나사축(106)의 회전에 의해, 승강 블록(108)이 상승한다.

각 처리 스테이션에서, 승강 롤러(92)가 주행로(94)를 주행한다. 승강 블록(108)의 상면에 도달하면, 서보 모터(104)가 승강 롤러(92)뿐만 아니라 승강 블록(108)을 상승시키도록 구동된다. 승강 롤러(92)가 상승하면, 승강 롤러(92)와 일체를 이루는 슬라이딩 브래킷(74)뿐만 아니라 회동축(76)이 상승하여, 워크(w)가 상승한다. 서보 모터(104)의 회전수에 근거하여, 승강 블록(108)의 상승량이 결정된다.

회동축(76)의 상승 중에는, 브레이크 슈(96a)가 회동축(76)에 압압됨으로써, 회동축(76)의 낙하를 방지할 수 있다. 기부(96)의 상면에는 롤러(102)가 마련되어 있다. 도 3에 나타내는 바와 같이, 주행로(94)가 화살표 a방향을 향해 하강방향으로 배치되어 있는 영역에는, 하측의 지지 거더(11)에 가이드 레일(110)이 고정되어 있다. 이 영역에서, 승강 롤러(92)가 주행로(94)를 주행할 때, 롤러(102)가 가이드 레일(110)의 하면으로 들어오고, 가이드 레일(110)에 의해 기부(96)가 아래쪽으로 밀린다. 기부(96)가 밀리면, 브레이크 슈(96a)가 회동축(76)으로부터 이격되어, 회동축(76)의 하강이 자유로워진다. 이에 따라, 승강 롤러(92)가 주행로(94)를 아래방향으로 주행할 수 있게 된다.

도 3에 나타내는 바와 같이, 클램프 유닛(12)의 이동방향을 향해 주행로(94)가 하강하는 방향으로 배치된 영역에서는, 주행로(94)의 하측으로 가이드 레일(110)가 지지 거더(11)에 고정되어 있다. 처리 스테이션에 마련된 가이드 레일(110)에 의해, 승강 롤러(92)가 주행로(94)로 들어가기 전에, 브레이크 슈(96a)가 회동축(76)으로부터 이격된다. 이에 따라, 회동축(76)의 하강이 자유로워지고, 클램프 유닛(12)의 하강이 가능해진다.

다음에, 도 8~도 10을 참조하여, 제2 처리 스테이션에서의 절개 공정을 구체적으로 설명한다. 도 8 및 도 9에서, 평탄면을 가지는 자세 유지판(112)이 워크(w)의 반송로를 차단하도록 수직방향으로 마련되어 있다. 클램프 유닛(12)에 의해 매달린 워크(w)(왼쪽 다리)는, 제1 처리 스테이션(투입 스테이션)으로부터 반송되며, 자세 유지판(112)에 접하여 멈춘다. 도 8에서, 워크(w)가 오른쪽 다리인 경우에는, 뼈부의 굴곡은 수직선에 대하여 대칭인 방향을 향한다.

자세 유지판(112)의 우측에는, 기대(114)에 고정된 케이싱(116)이 마련되어 있다. 케이싱(116)의 내부에는 에어 실린더(118)가 수용된다. 에어 실린더(118)의 피스톤 로드(118a)에는 우측 푸셔(130)가 접속되어 있다. 자세 유지판(112)의 좌측에는, 기대(132)에 고정된 케이싱(134)이 마련되어 있다. 케이싱(134)의 내부에는 에어 실린더(138)가 수용된다. 에어 실린더(138)의 피스톤 로드(138a)에는, 좌측 푸셔(140)가 접속되어 있다.

우측 푸셔(130)의 상측에는, 하측 푸셔(142)가 마련된다. 하측 푸셔(142)는 회동축(144)에 접속되어 있다. 회동축(144)은, 미도시의 에어 실린더를 구동원으로 하여 회동하고, 하측 푸셔(142)를 워크(w)에 대하여 접근 또는 이격시킨다.

워크(w)가 자세 유지판(112)에 접하여 정지되면, 우측 푸셔(130), 좌측 푸셔(140) 및 하측 푸셔(142)가 워크(w)를 향해 접근한다. 우측 푸셔(130), 좌측 푸셔(140) 및 하측 푸셔(142)에 의해 워크(w)를 3방향에서 눌러서, 자세 유지판(112)에 눌러 고정한다.

도 9에는, 자세 유지판(112)과 대면하는 위치에, 누름판(146)이 상하방향으로 배치되어 있다. 누름판(146)은 아암(150)에 접속되어, 회동축(148)을 중심으로 회동 가능하게 되어 있다. 아암(150)은 구동 장치(152)에 의해 회동축(148)을 회동하는 방향으로 구동된다.

워크(w)가 자세 유지판(112)에 접하여 정지되면, 누름판(146)이 워크 쪽을 향해 회동한다. 워크(w)의 한쪽 평탄면을 압압하고, 워크(w)의 다른쪽 평탄면을 자세 유지판(112)에 눌러 고정한다.

좌측 푸셔(140)의 상측에는, 아암(156)의 선단에 부착된 측정판(154)이 마련되어 있다. 제1 아암(156)은 제2 아암(158)에 접속된다. 제2 아암(158)에는 분기 아암(branch arm)(160)이 일체로 부착되어 있다. 제2 아암(158)과 분기 아암(160)의 접속부는, 하우징(172) 내에 배치된 회동축(162)을 중심으로 회동 가능하게 되어 있다. 제2 아암(158)의 타단은, 하우징(172) 내에 수용된 에어 실린더(164)의 피스톤 로드(164a)와 접속되어 있다. 측정판(154)은, 에어 실린더(164)에 의해, 워크(w)에 대하여 접근 또는 이격 가능하도록 이동한다.

클램프 유닛(12)의 바로 아래에는, 워크(w)를 향해 절개 나이프(168)가 배치되어 있다. 절개 나이프(168)는, 미도시의 구동 장치에 의해 워크(w)를 향해 진퇴 가능하도록 되어 있다.

상술한 바와 같이, 워크(w)가 자세 유지판(112)에 접하여 정지된 후, 우측 푸셔(130), 좌측 푸셔(140) 및 하측 푸셔(142)가 워크(w)를 향해 접근하여, 워크(w)를 3방향에서 누른다. 그와 동시에, 누름판(146)이 워크 쪽을 향해 회동하여, 워크(w)의 평탄면을 압압하여 워크(w)를 자세 유지판(112)에 눌러 고정한다.

그 후, 절개 나이프(168)가 워크(w)의 발목 부근에 찔리고, 워크(w)는, 클램프 유닛(12)에 의해 상승한다. 이에 따라, 도 8 중의 화살표 c로 나타내는 바와 같이, 절개 나이프(168)가 뼈의 내측면을 따라 절개한다. 뼈와 고기부(m)를 분리시킨다.

도 4에는, 제2 처리 스테이션(절개 스테이션)의 외판(15) 상의 캠판(180)을 도시한다. 도 10은 곡면형상의 캠면(170a)이 형성된 캠(170)을 도시한다. 캠면(170a)은, 후술하는 바와 같이, 요동 롤러(84)가 캠면(170a)에 닿아 설정 각도만큼 회동되도록 성형되어 있다. 요동 롤러(84), 캠(170) 및 코일 스프링(80) 등에 의해, 회전 기구(171)가 구성되어 있다.

절개 나이프(168)가 슬관절(h) 부근에 이르렀을 때, 요동 롤러(84)가 캠판(170)의 캠면(170a)에 닿아 설정 각도 α(예를 들면, 30도)만큼 회동축(76)을 회동시킨다. 이에 따라, 절개 나이프(168)는, 도 8의 화살표 d로 나타내는 궤적을 따라간다. 즉, 절개 나이프(168)는, 슬관절(h)의 이측면을 따라 이동하고, 상기 이측면에 부착되어 있는 힘줄을 절단한다.

도 10은, 클램프 유닛(12)의 상승에 따라 절개 나이프(168)의 운동을 도시한다. 절개 나이프(168)는 S01 내지 S04의 순서로 이동한다. 절개 나이프(168)는 S01 내지 S04의 순서로 슬관절(h) 근방에서 이동한다. 도 10의 S01은, 요동 롤러(84)가 캠면(170a)에 접한 순간을 나타내고 있다. 요동 롤러(84)가 캠면(170a)에 접한 후, 회동축(76)은, 최대 각도 α까지 회전한다. 클램프 유닛(12)의 상승에 의해, 도 10의 S04에서, 요동 롤러(84)가 캠면(170a)으로부터 벗어나고, 회동축(76)은 코일 스프링(80)의 탄성력으로 원래의 위치까지 역회전한다.

절개 나이프(168)가 슬관절(h)의 하측에 이르렀을 때, 요동 롤러(84)가 캠면(170a)으로부터 벗어난다. 이에 따라, 코일 스프링(80)의 탄성력에 의해 회동축(76)이 원래의 위치까지 역회전한다. 이에 따라, 절개 나이프(168)는, 슬관절(h)의 하측에서 뼈부의 내측면으로 되돌아간다. 그 다음, 워크(w)가 하강하여, 화살표 e를 따라 워크(w)의 뼈부의 내측면의 고기부(m)를 절단한다.

도 8에는, 하우징(172)의 하부에 비접촉 센서(166)가 마련되어 있다. 워크(w)가 자세 유지판(112)에 고정된 후, 측정판(154)이, 에어 실린더(164)의 구동에 의해 워크(w)에 접근하여, 워크(w)에 접촉한다. 워크(w)의 상승과 함께, 측정판(154)은, 워크(w)에 접하면서 앞으로 이동한다. 측정판(154)이 워크(w)의 하단에 이르렀을 때, 분기 아암(160)이 비접촉 센서(166)에 최접근하도록 구성되어 있다.

분기 아암(160)이 비접촉 센서(166)에 최접근했을 때, 측정판(154)이 워크(w)의 하단에 접해 있을 때인데, 이 시간이 비접촉 센서(166)로 검출된다. 이 검출 신호가 워크 전체 길이 측정 수단(174)에 이송된다.

서보 모터(104)의 회전수를 인코더(176)로 검출한다. 이 검출값이 워크 전체 길이 측정 수단(174)로 이송된다. 이 검출값으로부터 승강 롤러(92)의 높이 위치(상승 스트로크)를 알 수 있다. 워크 전체 길이 측정 수단(174)으로, 비접촉 센서(166)가 분기 아암(160)을 검출한 시점에서의 승강 롤러(92)의 높이 위치(워크(w)의 상승 스트로크)와, 측정판(154)의 위치에 근거하여, 워크(w)의 뼈의 전체 길이가 구해진다. 이와 같은 방법으로 구한 워크(w)의 뼈의 전체 길이가 상승 스트로크 결정 수단(178)에 이송된다.

상승 스트로크 결정 수단(178)에서는, 이 검출값이 대, 중, 소의 분류 중 어디에 속하는지를 판정한다. 그리고, 판정한 분류에 대응한 상승 스트로크를 결정한다. 제9 처리 스테이션(최종 고기 분리 스테이션)에서, 그 상승 스트로크만큼 클램프 유닛(12)을 상승시켜, 뼈와 고기부(m)를 분리한다.

도 1 및 도 3에 나타내는 바와 같이, 제3 처리 스테이션에는 그리고 제9 처리 스테이션과 제10 처리 스테이션 사이에는, 캠판(180) 및 캠판(182)이 마련되어 있다. 제2 처리 스테이션에서, 워크(w)가 상승 중에 절개가 행해진다. 그 다음, 상승한 클램프 유닛(12)이 제3 처리 스테이션 쪽으로 이동하기 시작했을 때, 롤러(102)가 가이드 레일(110)의 하면으로 들어옴으로써, 브레이크 슈(96a)가 회동축(76)으로부터 이격된다. 이로써, 클램프 유닛(12)의 하강이 자유로워지고, 승강 롤러(92)가 주행로(94)를 주행하여, 클램프 유닛(12)이 하강한다.

도 1에 나타내는 바와 같이, 클램프 유닛(12)이 제3 처리 스테이션을 주행 중에, 요동 롤러(84)가 캠판(180)에 접하여 눌려, 회동축(76)으로부터 소정 각도 회전한다. 이에 따라, 워크(w)의 발목 부근의 힘줄 절단 부위가 한 쌍의 원형 커터(22)에 대면한다. 그 후, 원형 커터(22)는 상기 힘줄 절단 부위에 직선상의 이동 경로를 따라가 접근하여, 발목(f)에 부착된 힘줄을 절단한다. 그 후, 클램프 유닛(12)이 이동하고, 요동 롤러(84)는 캠판(180)으로부터 이격된다. 요동 롤러(84)가 캠판(180)으로부터 이격되면, 코일 스프링(80)의 탄성력에 의해, 회전 전의 상태로 역회전한다.

상기한 바와 유사한 방식으로, 제9 처리 스테이션으로부터 제10 처리 스테이션으로 클램프 유닛(12)이 이동하는 동안에, 요동 롤러(84)를 캠판(182)에 접촉시켜, 클램프 유닛(12)을 90°회전시킨다. 이 상태에서, 절단 부위가 원형 커터(64)에 대면한다. 원형 커터(22)를 상기 절단 부위에 접근시켜, 대퇴골(j)의 골두 말단에 부착된 힘줄을 절단한다.

바람직한 실시예에 따르면, 클램프 유닛(12)의 상승 유닛은 서보 모터(104)와, 서보 모터(104)의 출력축에 연결된 나사축(106)과, 나사축(106)에 나사결합한 승강 블록(108)을 구비한다. 클램프 유닛(12)의 하강은, 처리 스테이션 사이에 마련된 주행로(94)에 승강 롤러(92)를 주행시키도록 하다. 이에 따라, 워크(w)의 승강 기구 및 이송 기구를 간소화할 수 있는 동시에, 서보 모터(104)의 소요 동력을 저감시켜 비용을 절감시킬 수 있다. 구동 모터로서 서보 모터(104)를 이용함으로써, 워크(w)의 높이 위치 제어를 양호한 정밀도로 행할 수 있다.

클램프 유닛(12)을 소정 각도 회전시켜, 절단 부위를 원형 절단날(22 또는 64)에 대면시킬 수 있다. 상기 원형 절단날의 이동 경로를 대략 직선상으로 할 수 있다. 이에 따라, 상기 원형 절단날의 이동 경로를 단순화할 수 있으므로, 이동 기구를 간소화하는 한편, 비용을 절감시킬 수 있다.

중량이 큰 절개 나이프 유닛을 승강시키지 않고, 뼈있는 다리를 승강시키도록 하고 있으므로, 절개 나이프 유닛의 승강 장치를 없앨 수 있다. 이에 따라, 절개 스테이션을 간소화하는 한편, 비용을 절감시킬 수 있다. 특허문헌 1에 개시된 발골 장치와는 달리, 절개 스테이션을 발골 장치 본체와 따로 두지 않고, 발골 장치(10)에 장착되어 있으므로, 발골 장치 전체를 콤팩트화 할 수 있다.

절개 나이프(168)가 슬관절(h)에 이르렀을 때, 클램프 유닛(12)을 설정 각도만큼 회전시키고, 절개 나이프(168)를 뼈 내측면으로부터 슬관절(h)의 힘줄 부착부로 들어가게 하여 힘줄을 절단하도록 하고 있다. 이에 따라, 슬관절(h)에 견고하게 부착된 힘줄을 확실하게 분리할 수 있다. 그 결과, 그 후에 이루어지는 뼈와 다리의 분리를 원활하게 할 수 있어, 고기의 수율을 향상시킬 수 있다.

또한, 제2 처리 스테이션(절개 스테이션)에서, 워크(w)의 뼈의 전체 길이를 검출하고, 이 검출값이 대, 중, 소의 분류 중 어디에 속하는지를 판정하여, 최종 분리 제9 처리 스테이션(최종 분리 스테이션)에서의 클램프 유닛(12)의 상승량을 결정하고 있다. 이에 따라, 워크 길이에 개별적인 차이가 있더라도, 뼈와 고기를 확실하게 분리할 수 있다. 워크 길이를 대, 중, 소의 세분류로 나누고 있으므로, 제어가 간단해져서, 제어 장치의 비용을 절감시킬 수 있다.

또한, 회전 기구(171)가, 요동 롤러(84), 코일 스프링(80)이나 캠(170) 등으로 이루어진 기계적 기구만으로 구성되어 있으므로, 복잡한 전기적 제어 장치가 불필요해져, 양호한 정밀도로 클램프 유닛(12)을 회전시킬 수 있는 동시에, 비용을 절감시킬 수 있다.

또한, 투입 유닛(14)을 구비함으로써, 발골 장치(10)의 워크 투입부의 구성을 간소화할 수 있음과 동시에, 워크(w)를 클램프 유닛(12)에 확실하게 현수시킬 수 있다.

그리고, 각 처리 스테이션에서, 서보 모터(104)에 의해 클램프 유닛(12)을 상승시키고 있는 동안, 브레이크 슈(96a)를 회동축(76)에 압압시켜 회동축(76)의 낙하를 방지할 수 있다. 또한, 클램프 유닛(12)이 각 처리 스테이션 사이를 이동하고 있는 동안에는, 가이드 레일(110)에 의해, 브레이크 슈(96a)에 의한 압압을 해제하도록 하고 있으므로, 승강 롤러(92)가 주행로(94)를 원활히 주행할 수 있고, 클램프 유닛(12)의 하강을 원활히 행할 수 있다.

[산업상의 이용가능성]

본 발명에 따르면, 가축 도체의 뼈있는 다리를 자동 발골하는 장치에 있어서, 뼈있는 다리의 이송 기구를 간소화하여, 소요 동력을 저감시켜 비용을 절감시킬 수 있음과 동시에, 절단시 절단날의 이동 기구를 간소화하는 한편, 비용을 절감시킬 수 있다.

Claims (12)

1. 발골 장치에 의해 뼈있는 다리를 발골하는 발골 방법에 있어서,
   클램프 유닛에 의해 뼈있는 다리를 발목을 클램핑하는 단계;
   복수의 처리 스테이션 사이에서 상기 클램프 유닛을 간헐적으로 반송시키는 단계; 및
   각 처리 스테이션에서, 절단날을 뼈를 따라 다리를 길이방향으로 절단하는 절개 공정, 또는 미트 세퍼레이터를 이용하여 고기부를 위에서부터 눌러, 절단날로 힘줄을 절단하면서 뼈있는 다리를 상대적으로 상측으로 들어올림으로써 고기부를 벗겨내는 고기 분리 공정 중 적어도 하나를 수행하는 단계를 포함하며,
   상기 발골 장치는,
   하단에 상기 클램프 유닛이 장착되고 상기 클램프 유닛 상측에 승강 롤러가 장착된 승강축;
   각각의 처리 스테이션에 마련되어, 구동 모터와, 상기 구동 모터의 출력축에 연결된 나사축과, 상기 나사축에 나사 결합한 승강 테이블로 이루어진 상승 유닛; 및
   처리 스테이션들 사이에 배치되어 상기 클램프 유닛의 반송방향을 향해 하강하는 주행로를 포함하며,
   상기 절개 공정 또는 고기 분리 공정은, 상기 복수의 처리 스테이션 중 하나에서, 상기 승강 테이블 상에 상기 승강 롤러를 재치하고 상기 승강 테이블을 상승시킴으로써 뼈있는 다리를 들어올려 수행되고,
   상기 승강 롤러는 뼈있는 다리의 자중에 의해 상기 주행로를 따라 주행시켜서, 상기 클램프 유닛을 하강시키면서 하나의 처리 스테이션으로부터 다음의 처리 스테이션으로 반송하는
   뼈있는 다리의 발골 방법.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 발골 장치는, 상기 절단날이 배치된 처리 스테이션 중 적어도 하나에 마련되며, 상기 승강축이 축 중심으로 회전 가능하게 구성되고 상기 승강축을 설정 각도만큼 회전시키는 회전 기구를 더 포함하며,
   상기 회전 기구는 상기 승강축을 회전시켜, 뼈있는 다리의 절단 부위를 상기 절단날에 대하여 대면시키고,
   상기 절단날은 직선상의 이동 경로를 따라 상기 절단 부위에 접근시켜, 뼈있는 다리의 절단 부위를 절단하도록 하는
   뼈있는 다리의 발골 방법.
   
3. 제2항에 있어서,
   상기 절단날은 수평방향으로 배치된 원형으로 된 힘줄 절단날이며,
   상기 힘줄 절단날은 뼈에 부착된 힘줄을 절단하도록 하는
   뼈있는 다리의 발골 방법.
   
4. 제2항에 있어서,
   상기 처리 스테이션 중 적어도 하나는 절개를 수행하는 처리 스테이션이고,
   상기 절개 공정은,
   절단날을 뼈의 내측면을 따라서 절단날에 대하여 뼈있는 다리를 상대적으로 상승시켜, 발목 부근에서부터 슬관절 상부까지 절개하는 하퇴 절개 단계;
   절단날이 슬관절에 접근했을 때 상기 회전 기구로 승강축을 일시적으로 회전시켜, 절단날을 뼈 내측면으로부터 슬관절의 힘줄 부착부로 들어가게 하여 힘줄을 절단한 후, 클램프 유닛을 역회전시켜 절단날을 뼈의 내측면으로 되돌리는 슬관절 절개 단계; 및
   절단날을 뼈의 내측면을 따라서 절단날에 대하여 뼈있는 다리를 상대적으로 상승시켜, 슬관절 하부에서부터 대퇴 단부까지 절개하는 대퇴 절개 단계를 포함하는
   뼈있는 다리의 발골 방법.
   
5. 제4항에 있어서,
   상기 절개 공정에 있어서, 뼈있는 다리가 상승 중에 뼈있는 다리의 하단부를 검출하고, 이 검출 높이와 상기 검출 높이로 뼈있는 다리의 하단부를 검출했을 때의 뼈있는 다리의 상승량에 근거하여, 뼈있는 다리의 뼈의 전체 길이를 구하고,
   최종 다리 분리 공정에 있어서, 측정된 뼈있는 다리의 뼈 전체 길이에 따라, 고기부를 누르는 미트 세퍼레이터에 대한 상기 클램프 유닛의 상승량을 결정하도록 하는
   뼈있는 다리의 발골 방법.
   
6. 뼈있는 다리를 발골하는 장치에 있어서,
   절단날을 뼈를 따라 다리를 길이방향으로 절단하는 절개 공정 및 미트 세퍼레이터를 이용하여 고기부를 위에서부터 눌러, 절단날로 힘줄을 절단하면서 뼈있는 다리를 상대적으로 상측으로 인상하여 고기부를 벗겨내는 고기 분리 공정 중 적어도 하나를 수행하는 복수의 처리 스테이션;
   뼈있는 다리를 발목을 클램핑하는 클램프 유닛;
   하나의 처리 스테이션으로부터 다른 스테이션으로 상기 클램프 유닛을 간헐적으로 반송하는 이송 기구;
   하단부에 클램프 유닛이 장착되고 상기 클램프 유닛 상측에 승강 롤러가 장착된 승강축;
   처리 스테이션에 마련되어, 구동 모터와, 상기 구동 모터의 출력축에 연결된 나사축과, 상기 나사축에 나사 결합한 승강 테이블을 포함하는 승강 유닛; 및
   상기 처리 스테이션들 사이에 배치되어 상기 클램프 유닛의 이동방향을 향해 하강하는 주행로를 포함하며,
   상기 절개 공정 또는 상기 고기 분리 공정은, 상기 처리 스테이션 중 하나에서, 승강 롤러를 승강 테이블 위에 재치하고, 승강 테이블을 상승시켜 뼈있는 다리를 들어올림으로써 수행되고,
   상기 승강 롤러는, 뼈있는 다리의 자중에 의해 승강 롤러를 주행로에 통과시켜서, 상기 클램프 유닛을 하강시키면서 하나의 처리 스테이션으로부터 다음의 처리 스테이션으로 반송하는
   뼈있는 다리의 발골 장치.
   
7. 제6항에 있어서,
   상기 절단날이 배치된 처리 스테이션 중 적어도 하나에 마련되며, 상기 승강축이 축 중심으로 회전 가능하게 구성되고 상기 승강축을 설정 각도만큼 회전시키는 회전 기구를 더 포함하며,
   상기 회전 기구는 상기 승강축을 회전시켜, 뼈있는 다리의 절단 부위를 상기 절단날에 대하여 대면시키고,
   상기 절단날은 직선상의 이동 경로를 따라 상기 절단 부위에 접근시켜, 뼈있는 다리의 절단 부위를 절단하도록 하는
   뼈있는 다리의 발골 장치.
   
8. 제7항에 있어서,
   상기 승강축은, 상기 이송 기구에 고정된 가이드 바와, 상기 가이드 바를 따라 상하로 슬라이드하는 슬라이딩 브래킷과, 상기 슬라이딩 브래킷의 내부에 회동 가능하게 배치되고 하단에 상기 클램프 유닛이 장착된 회동축을 포함하며,
   상기 회전 기구는, 상기 회동축에 부착된 요동 롤러와, 상기 처리 스테이션에 마련되어, 상기 클램프 유닛이 상승하여 상기 절단날이 슬관절에 접근했을 때 상기 요동 롤러를 밀어 상기 회동축을 설정 각도만큼 회전시키는 캠 부재와, 상기 클램프 유닛이 더 상승하여 상기 요동 롤러가 상기 캠 부재로부터 이격되었을 때에 상기 요동 롤러를 원래의 위치로 복귀시키는 스프링 부재를 포함하는
   뼈있는 다리의 발골 장치.
   
9. 제7항에 있어서,
   상기 절단날은 수평방향으로 배치된 원형으로 된 힘줄 절단날이며,
   상기 힘줄 절단날은 뼈에 부착된 힘줄을 절단하도록 하는
   뼈있는 다리의 발골 장치.
   
10. 제7항에 있어서,
    상기 처리 스테이션 중 적어도 하나는 절개를 수행하는 처리 스테이션이고,
    상기 절개 스테이션에서는, 뼈있는 다리를 향해 진퇴 가능한 절단날과, 상기 절단날의 진퇴방향으로 대면하여 배치된 자세 유지판과, 상기 자세 유지판에 대하여 뼈있는 다리의 평탄면을 눌러 고정하는 누름 부재를 구비하며, 상기 회전 기구가 상기 승강축을 상승 도중에 설정 각도만큼 회전시키고,
    상기 절단날은 상기 누름 부재에 의해 뼈있는 다리를 자세 유지판에 누른 상태에서 뼈있는 다리의 발목 부근에 삽입되고, 상기 클램프 유닛을 상승시켜 절단날을 뼈의 내측면을 따르게 하면서 절개하고,
    상기 절단날이 슬관절에 접근했을 때, 상기 회전 기구에 의해 상기 승강축을 일시적으로 회전시켜서, 상기 절단날을 뼈 내측면으로부터 슬관절의 힘줄 부착부로 들어가게 하여 힘줄을 절단하도록 하는
    뼈있는 다리의 발골 장치.
    
11. 제6항에 있어서,
    투입 스테이션을 더 포함하며,
    상기 투입 스테이션은, 뼈있는 다리를 투입하는 투입 위치에 인접 배치되어 중심축을 중심으로 단속 회전하는 회전 부재;
    상기 회전 부재의 외주에 등간격으로 배치되고 뼈있는 다리의 발목이 현수되는 오목부를 가지는 복수의 현수 브래킷; 및
    상기 현수 브래킷에 현수된 뼈있는 다리가 투입 위치에 대면하는 위치에 왔을 때, 상기 뼈있는 다리를 투입 스테이션의 상기 클램프 유닛으로 밀어내어 상기 클램프 유닛에 걸쳐 놓도록 하는 푸셔를 포함하는
    뼈있는 다리의 발골 장치.
    
12. 제8항에 있어서,
    상기 가이드 바를 지지하는 베이스 부재에 장착되어, 축 중심으로 회동 가능하게 축 지지된 브레이크 슈;
    상기 브레이크 슈에 대하여 상기 회동축을 압압하는 방향으로 탄성력을 가하는 스프링 부재; 및
    상기 처리 스테이션 사이의 브레이크 슈의 이동 경로에 마련되어, 상기 브레이크 슈를 상기 스프링 부재의 탄성력에 저항하여 회동축으로부터 이격된 위치에 유지시키는 브레이크 해제 레일을 포함하는
    뼈있는 다리의 발골 장치.

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