Procedimiento de deshuesado y aparato de deshuesado de porciones con hueso con rayos X.

Procedimiento de deshuesado para carne con hueso que utiliza rayos X (r) en el que,

en un estado en el que una parte de pata delantera (122) o una parte de muslo de una canal está suspendida por un tobillo (1), se realiza un procedimiento de deshuesado de la parte de pata delantera (122) o la parte de muslo utilizando un brazo articulado multiaxial (54a, 54b, 54c,) provisto de una hoja de corte (58a, 58b, 58c) que funciona basándose en un recorrido de funcionamiento predeterminado,

caracterizado por que el procedimiento comprende:

una etapa preliminar de fijar un punto de referencia de comparación (A0, B0, C0, D0, E0, F0, G0, H0) sobre un contorno de un hueso de la parte de pata delantera (122) o la parte de muslo, y prefijar asimismo unas coordenadas de posición tridimensionales de un recorrido de funcionamiento objetivo de la hoja de corte (58a, 58b, 58c) y unas coordenadas de posición bidimensionales del punto de referencia de comparación correspondientes a las coordenadas de posición tridimensionales del recorrido de funcionamiento objetivo;

una etapa de análisis de imagen de rayos X de irradiar los rayos X (r) a cada parte de pata delantera (122) o cada parte de muslo para obtener unas coordenadas de posición bidimensionales del contorno del hueso de la parte de pata delantera (122) o la parte de muslo analizando una imagen de rayos X transmitida;

una etapa de corrección del recorrido de funcionamiento de determinar una cantidad de desplazamiento de posición entre las coordenadas de posición bidimensionales del punto de referencia de comparación (A0, B0, C0, D0, E0, F0, G0, H0) correspondientes al recorrido de funcionamiento objetivo y las coordenadas de posición bidimensionales del punto de referencia de comparación (A, B, C, D, E, F, G, H) obtenidas en la etapa de análisis de imagen de rayos X para determinar un recorrido de funcionamiento corregido obtenido corrigiendo el recorrido de funcionamiento objetivo de manera correspondiente a la cantidad de desplazamiento de posición; y

una etapa de funcionamiento de hoja de corte de hacer funcionar la hoja de corte (58a, 58b, 58c) sobre el recorrido de funcionamiento corregido determinado en la etapa de corrección del recorrido de funcionamiento para realizar un corte de carne o una separación de carne de la parte de pata delantera (122) o la parte de muslo.

Procedimiento de deshuesado y aparato de deshuesado de porciones con hueso con rayos X

Campo técnico

La presente invención se refiere a un procedimiento de deshuesado y a un aparato de deshuesado que presentan un excelente rendimiento y pueden evitar el daño a una hoja de corte o similar captando con precisión el contorno de un hueso utilizando rayos X en la etapa de separación de la carne del hueso de una parte de pata delantera o una parte de muslo de una canal que va a suministrarse como carne.

Antecedentes de la técnica La etapa de deshuesado de una parte de pata delantera o una parte de muslo (denominada a continuación en la presente memoria "pieza de trabajo") de una canal que va a suministrarse como carne tal como carne de cerdo, de vacuno y de cordero consiste aproximadamente en una etapa preliminar de retirar un hueso de cadera y similares, una etapa de corte de carne de realizar un corte en la dirección longitudinal a lo largo de la superficie de un hueso de parte superior de pata delantera, un húmero, un hueso de parte inferior de pata trasera, o un fémur, y una etapa de separación de carne de rasgar la carne tras la etapa de corte de carne. Dado que la pieza de trabajo es pesada, cuando la operación de disección y deshuesado se realiza manualmente, se requiere un trabajo pesado. Como resultado, un operario ha realizado el proceso de deshuesado mientras que la pieza de trabajo ha estado suspendida mediante un dispositivo de suspensión tal como un gancho de carnicería o un dispositivo de sujeción y se ha transportado, todavía se requiere el trabajo pesado.

Por consiguiente, los presentes inventores proponen una unidad de deshuesado en la que las etapas distintas de la etapa preliminar se automatizan en cada uno del documento de patente 1 (WO 2008/136513A1) y el documento de patente 2 (WO 2009/139032A1) .

En la etapa de corte de carne de la unidad automatizada, cuando un hueso alojado en la carne de una pieza de trabajo se retira mientras que la pieza de trabajo está suspendida mediante el dispositivo de suspensión por un tobillo, la longitud total del hueso de la pieza de trabajo se mide utilizándose la posición de sujeción mediante el dispositivo de suspensión como punto inicial. A partir de la información sobre la longitud total, se supone el contorno del hueso alojado basándose en una regla empírica. A continuación, se hace funcionar un brazo robótico provisto de una hoja de corte para mover la hoja de corte a lo largo del contorno supuesto del hueso, y se realiza de ese modo el corte de carne.

Aunque el procedimiento puede manejar aproximadamente el 80% del número total de piezas de trabajo, puesto que el tamaño de la pieza de trabajo presenta una diferencia individual, en algunos casos, el hueso se ha dejado en la carne y el rendimiento se ha reducido de ese modo en el 20% restante de las mismas. Además, en algunos casos, la hoja de corte ha cortado el hueso, se ha aplicado una carga excesiva a la hoja de corte, y la hoja de corte se ha dañado de modo que el aparato de deshuesado ha tenido que detenerse. La parte de pata delantera y la parte de muslo de la canal presentan muchos puntos de variación irregulares en su parte de articulación y parte de cóndilo, y no es fácil hacer funcionar con precisión la hoja de corte a lo largo de la superficie del hueso en estas partes cuando la diferencia individual en la pieza de trabajo es grande.

En la etapa de deshuesado, aunque es necesario cortar con precisión tejidos corporales tales como un músculo y un tendón alrededor del hueso, la complicada forma similar a un arco del hueso completamente alojado en carne no es visible desde el exterior. Además, debido a un cambio estacional en el estado de descarnadura o diferentes estados de descarnadura de diferentes granjas, el tamaño de la propia pieza de trabajo varía de modo que existen casos en los que el músculo o el tendón no pueden cortarse completamente en algunas piezas de trabajo. Además, la carga excesiva descrita anteriormente se aplica a la hoja de corte durante el corte de carne en algunos movimientos del brazo robótico, y así la hoja de corte se ha hecho funcionar en un lado seguro en el que se ha tenido en cuenta un error que resulta de la diferencia individual de tal manera que no se ha generado la carga excesiva. Como resultado, en algunos casos, se ha reducido el rendimiento de carne.

El documento de patente 3 da a conocer (solicitud de patente japonesa abierta al público por el público n.º H6324006) un contenido técnico en el que se leen posiciones de un músculo de carne, un tendón y un hueso utilizando una unidad de irradiación de rayos X, cuyas posiciones se indican en coordenadas bidimensionales o en más dimensiones, y se provoca una sección de corte para realizar una operación de corte basándose en los datos del proceso.

[Documento de patente 1] WO 2008/136513A1

[Documento de patente 2] WO 2009/139032A1

[Documento de patente 3] Solicitud de patente japonesa abierta al público nº H6-324006

El objeto técnico dado a conocer en el documento de patente 3 sólo presenta la idea en la que las posiciones del músculo de la carne, el tendón y el hueso se leen utilizando la unidad de irradiación de rayos X y el resultado de la lectura se utiliza para el corte del músculo de la carne o la separación del hueso. Por consiguiente, incluso cuando el objeto técnico dado a conocer en el documento de patente 3 se aplica a la unidad de deshuesado automatizada dada a conocer en el documento de patente 1 o 2, no puede solucionarse el problema descrito anteriormente. Es decir, para permitir que se realice un proceso de deshuesado que no genere la carga excesiva a la hoja de corte, no reduzca la eficacia de funcionamiento y mantenga un alto rendimiento en la pieza de trabajo que presenta la forma complicada, está suspendida y se mueve rápidamente a una velocidad constante o mediante alimentación basándose en un sistema táctil, todavía existen muchos problemas en cuanto a una tecnología de producción. El documento EP2153727 da a conocer un procedimiento y un dispositivo de corte y deshuesado de carne utilizando un brazo robótico que comprende una hoja cortadora. El documento WO9721352 da a conocer un procedimiento y un dispositivo de corte y deshuesado de aves de corral en los que se ubican los canales trióseos de una canal utilizando rayos X.

Divulgación de la invención A partir de los problemas de la técnica convencional, un objetivo de la presente invención es generar una carga no excesiva en una hoja de corte, reducir el daño a la hoja de corte o similar para mantener una alta eficacia de funcionamiento y mejorar el rendimiento para que sea mayor que el de la unidad automatizada convencional en una etapa de deshuesado automática de una pieza de trabajo.

Para lograr el objetivo, un procedimiento de deshuesado para carne con hueso utilizando rayos X de la presente invención es un procedimiento según la reivindicación 1, en el que, en un estado en el que una parte de pata delantera o una parte de muslo de una canal está suspendida por un tobillo, se realiza un proceso de deshuesado de la parte de pata delantera o la parte de muslo utilizando un brazo articulado multiaxial dotado de una hoja de corte que funciona basándose en un recorrido de funcionamiento predeterminado que incluye una etapa preliminar de fijar un punto de referencia de comparación en un contorno de un hueso de la parte de pata delantera o la parte de muslo, y también de fijar previamente coordenadas de posición tridimensionales de un recorrido de funcionamiento objetivo de la hoja de corte y coordenadas de posición bidimensionales del punto de referencia de comparación correspondientes a las coordenadas de posición tridimensionales del recorrido de funcionamiento objetivo, una etapa de análisis de imagen de rayos X de irradiar los rayos X a cada parte de pata delantera o cada parte de muslo para obtener coordenadas de posición bidimensionales del contorno del hueso de la parte de pata delantera o la parte de muslo analizando una imagen de rayos X transmitida, una etapa de corrección del recorrido de funcionamiento de determinar una cantidad de desplazamiento de posición entre las coordenadas de posición bidimensionales del punto de referencia de comparación correspondientes al recorrido de funcionamiento objetivo y las coordenadas de posición bidimensionales del punto de referencia de comparación obtenidas en la etapa de análisis de imagen de rayos X para determinar un recorrido de funcionamiento corregido obtenido corrigiendo el recorrido de funcionamiento objetivo de manera correspondiente a la cantidad de desplazamiento de posición, y una etapa de funcionamiento de hoja de corte de hacer funcionar la hoja de corte en el recorrido... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento de deshuesado para carne con hueso que utiliza rayos X (r) en el que, en un estado en el que una parte de pata delantera (122) o una parte de muslo de una canal está suspendida por un tobillo (1) , se realiza un procedimiento de deshuesado de la parte de pata delantera (122) o la parte de muslo utilizando un brazo articulado multiaxial (54a, 54b, 54c, ) provisto de una hoja de corte (58a, 58b, 58c) que funciona basándose en un recorrido de funcionamiento predeterminado, caracterizado por que el procedimiento comprende:

una etapa preliminar de fijar un punto de referencia de comparación (A0, B0, C0, D0, E0, F0, G0, H0) sobre un contorno de un hueso de la parte de pata delantera (122) o la parte de muslo, y prefijar asimismo unas coordenadas de posición tridimensionales de un recorrido de funcionamiento objetivo de la hoja de corte (58a, 58b, 58c) y unas coordenadas de posición bidimensionales del punto de referencia de comparación correspondientes a las coordenadas de posición tridimensionales del recorrido de funcionamiento objetivo;

una etapa de análisis de imagen de rayos X de irradiar los rayos X (r) a cada parte de pata delantera (122) o cada parte de muslo para obtener unas coordenadas de posición bidimensionales del contorno del hueso de la parte de pata delantera (122) o la parte de muslo analizando una imagen de rayos X transmitida;

una etapa de corrección del recorrido de funcionamiento de determinar una cantidad de desplazamiento de posición entre las coordenadas de posición bidimensionales del punto de referencia de comparación (A0, B0, C0, D0, E0, F0, G0, H0) correspondientes al recorrido de funcionamiento objetivo y las coordenadas de posición bidimensionales del punto de referencia de comparación (A, B, C, D, E, F, G, H) obtenidas en la etapa de análisis de imagen de rayos X para determinar un recorrido de funcionamiento corregido obtenido corrigiendo el recorrido de funcionamiento objetivo de manera correspondiente a la cantidad de desplazamiento de posición; y una etapa de funcionamiento de hoja de corte de hacer funcionar la hoja de corte (58a, 58b, 58c) sobre el recorrido de funcionamiento corregido determinado en la etapa de corrección del recorrido de funcionamiento para realizar un corte de carne o una separación de carne de la parte de pata delantera (122) o la parte de muslo.

2. Procedimiento de deshuesado para carne con hueso que utiliza rayos X (r) según la reivindicación 1, que comprende además:

una etapa de medición de tobillo de determinar un diámetro de hueso de tobillo W1 inmediatamente por debajo de una posición de sujeción de un tobillo (1) de la parte de pata delantera (122) o la parte de muslo y un diámetro de hueso de tobillo W2 inmediatamente por encima de la posición de sujeción del mismo a partir de las coordenadas de posición bidimensionales del contorno del hueso de la parte de pata delantera (122) o la parte de muslo obtenidas en la etapa de análisis de imagen de rayos X;

una etapa de medición de la longitud de pieza de trabajo de determinar una longitud L1 desde la posición de sujeción hasta una articulación (5) y una longitud L2 desde la articulación (5) hasta un extremo de un cóndilo a partir de las coordenadas de posición bidimensionales obtenidas en la etapa de análisis de imagen de rayos X

cuando el diámetro de hueso de tobillo W1 es mayor que el diámetro de hueso de tobillo W2 en la etapa de medición de tobillo; y una etapa de corrección de información de imagen de cambiar, cuando una proporción entre la longitud L1 y la longitud L2 no se encuentra dentro de un intervalo normal, la proporción entre las longitudes a un valor normal para corregir las coordenadas de posición bidimensionales obtenidas en la etapa de análisis de imagen de rayos X.

3. Procedimiento de deshuesado para carne con hueso que utiliza rayos X (r) según la reivindicación 1, en el que 55 en la etapa preliminar, se mide de antemano una fuerza de reacción aplicada a la hoja de corte (58a, 58b, 58c) , cuando la hoja de corte (58a, 58b, 58c) funciona sobre el recorrido de funcionamiento objetivo, y se almacenan datos de fuerza de reacción objetivo, en la etapa de funcionamiento de hoja de corte, se realiza el corte de carne en el que se realiza un corte en la dirección longitudinal a lo largo de una superficie del hueso de la parte de pata delantera (122) o la parte de muslo y se mide una fuerza de reacción aplicada a la hoja de corte (58a, 58b, 58c) durante una operación de corte, y cuando una diferencia entre la fuerza de reacción medida y los datos de fuerza de reacción objetivo se encuentra fuera de un intervalo fijado, el recorrido de funcionamiento corregido que se ha corregido en la etapa de corrección 65 del recorrido de funcionamiento se cambia de manera que la diferencia se encuentre dentro del intervalo fijado.

4. Procedimiento de deshuesado para carne con hueso que utiliza rayos X (r) según la reivindicación 3, en el que la fuerza de reacción aplicada a la hoja de corte (58a, 58b, 58c) durante la operación de corte se determina restando una fuerza de reacción aplicada a la hoja de corte (58a, 58b, 58c) durante un funcionamiento sin carga de una fuerza de reacción aplicada a la hoja de corte (58a, 58b, 58c) durante un funcionamiento con carga.

5. Procedimiento de deshuesado para carne con hueso que utiliza rayos X (r) según la reivindicación 3, en el que se fija un punto de comprobación en una posición en la que tiende a generarse una carga excesiva en la hoja de corte (58a, 58b, 58c) sobre el recorrido de funcionamiento de la hoja de corte (58a, 58b, 58c) , se mide la fuerza de reacción aplicada a la hoja de corte (58a, 58b, 58c) durante la operación de corte en una zona sobre un lado aguas arriba del punto de comprobación, y, cuando la diferencia entre la fuerza de reacción medida y los datos de fuerza de reacción objetivo se encuentra fuera del intervalo fijado, el recorrido de funcionamiento corregido desde un punto, en el que se mide la fuerza de reacción, hasta el punto de comprobación se cambia de manera que la diferencia se encuentre dentro del intervalo fijado.

6. Procedimiento de deshuesado para carne con hueso que utiliza rayos X (r) según la reivindicación 3, en el que en la etapa preliminar, se mide de antemano la fuerza de reacción aplicada a la hoja de corte (58a, 58b, 58c) durante un funcionamiento sin carga y se almacenan los datos de fuerza de reacción sin carga, comprendiendo además el procedimiento de deshuesado:

una etapa de detención de funcionamiento de comparar la fuerza de reacción aplicada a la hoja de corte (58a, 58b, 58c) durante la operación de corte de la hoja de corte (58a, 58b, 58c) y los datos de fuerza de reacción sin carga y, cuando una diferencia entre la fuerza de reacción y los datos de fuerza de reacción sin carga se encuentra fuera de un intervalo fijado, determinar que la hoja de corte (58a, 58b, 58c) está dañada para detener un funcionamiento.

7. Aparato (10) de deshuesado para carne con hueso que utiliza rayos X (r) que comprende un brazo articulado multiaxial (54a, 54b, 54c, ) provisto de una hoja de corte (58a, 58b, 58c) que funciona basándose en un recorrido de funcionamiento predeterminado y un dispositivo que suspende y transporta una parte de pata delantera (122) o una parte de muslo de una canal, y realiza un procedimiento de deshuesado en un estado en el que la parte de pata delantera (122) o la parte de muslo está suspendida, caracterizado por que el aparato (10) comprende:

una unidad de irradiación de rayos X (30) que está dispuesta sobre un lado aguas arriba del brazo articulado multiaxial (54a, 54b, 54c, ) en una dirección de transporte de la parte de pata delantera (122) o la parte de muslo e irradia los rayos X (r) a la parte de pata delantera suspendida (122) o la parte de muslo suspendida;

una unidad de entrada de rayos X en cuyo interior entran los rayos X (r) transmitidos a través de la parte de pata delantera (122) o la parte de muslo;

una unidad de proceso de análisis de imagen (40) que analiza una imagen de rayos X transmitida que ha entrado en la unidad de entrada de rayos X para obtener información de posición bidimensional sobre un contorno de un 45 hueso; y un controlador (60) que controla el funcionamiento de la hoja de corte (58a, 58b, 58c) , comprendiendo el controlador (60) :

una unidad de fijación de punto de referencia de comparación (64) que fija un punto de referencia de comparación (A0, B0, C0, D0, E0, F0, G0, H0) sobre el contorno del hueso de la parte de pata delantera (122) o la parte de muslo;

una unidad de almacenamiento (62) que almacena unas coordenadas de posición tridimensionales de un recorrido de funcionamiento objetivo de la hoja de corte (58a, 58b, 58c) y unas coordenadas de posición bidimensionales del punto de referencia de comparación (A0, B0, C0, D0, E0, F0, G0, H0) correspondientes a las coordenadas de posición tridimensionales del recorrido de funcionamiento objetivo; y una unidad de corrección de recorrido de funcionamiento (66) que determina una cantidad de desplazamiento de posición entre las coordenadas de posición bidimensionales del punto de referencia de comparación (A0, B0, C0, D0, E0, F0, G0, H0) correspondientes al recorrido de funcionamiento objetivo y las coordenadas de posición bidimensionales del punto de referencia de comparación (A, B, C, D, E, F, G, H) obtenidas en la unidad de proceso de análisis de imagen (40) para determinar un recorrido de funcionamiento corregido obtenido 65 corrigiendo el recorrido de funcionamiento objetivo de manera correspondiente a la cantidad de desplazamiento de posición, en el que

la hoja de corte (58a, 58b, 58c) se hace funcionar sobre el recorrido de funcionamiento corregido determinado en la unidad de corrección de recorrido de funcionamiento (66) .

8. Aparato (10) de deshuesado para carne con hueso según la reivindicación 7, en el que el controlador (60) comprende además:

una unidad de medición de tobillo (68) que determina un diámetro de hueso de tobillo W1 inmediatamente por debajo de una posición de sujeción del dispositivo de suspensión y transporte y un diámetro de hueso de tobillo W2 inmediatamente por encima de la posición de sujeción del mismo a partir de las coordenadas de posición bidimensionales del contorno del hueso obtenidas en la unidad de proceso de análisis de imagen (40) ;

una unidad de medición de longitud de pieza de trabajo (70) que determina una longitud L1 desde la posición de sujeción hasta una articulación (6) y una longitud L2 desde la articulación (6) hasta un extremo de un cóndilo a partir de las coordenadas de posición bidimensionales del hueso obtenidas en la unidad de proceso de análisis de imagen (40) cuando el diámetro de hueso de tobillo W1 es mayor que el diámetro de hueso de tobillo W2 en la unidad de medición de tobillo (68) ; y una unidad de corrección de información de imagen (72) que cambia, cuando una proporción entre la longitud L1 y la longitud L2 se encuentra fuera de un intervalo normal, la proporción entre las longitudes a un valor normal para corregir la información de posición bidimensional sobre el hueso obtenida en la unidad de proceso de análisis de imagen (40) .

9. Aparato (10) de deshuesado para carne con hueso que utiliza rayos X (r) según la reivindicación 7, que comprende además:

un dispositivo de medición de fuerza de reacción que mide la fuerza de reacción aplicada a la hoja de corte (58a, 58b, 58c) , en el que la unidad de almacenamiento (62) del controlador (60) almacena los datos de fuerza de reacción objetivo obtenidos midiendo la fuerza de reacción aplicada a la hoja de corte (58a, 58b, 58c) cuando la hoja de corte (58a, 58b, 58c) funciona en el recorrido de funcionamiento objetivo, y el controlador (60) comprende además una unidad de cambio de recorrido de funcionamiento (74) que cambia, cuando una diferencia entre una fuerza de reacción medida por el dispositivo de medición de fuerza de reacción durante una operación de corte de la hoja de corte (58a, 58b, 58c) y los datos de fuerza de reacción objetivo se encuentra fuera de un intervalo fijado, el recorrido de funcionamiento de la hoja de corte (58a, 58b, 58c) de manera que la fuerza de reacción medida se encuentre dentro del intervalo fijado.

10. Aparato (10) de deshuesado para carne con hueso que utiliza rayos X (r) según la reivindicación 9, en el que el controlador (60) fija un punto de comprobación en una posición en la que tiende a generarse una carga excesiva en la hoja de corte (58a, 58b, 58c) en el recorrido de funcionamiento de la hoja de corte (58a, 58b, 58c) , 45 el dispositivo de medición de fuerza de reacción mide la fuerza de reacción aplicada a la hoja de corte (58a, 58b, 58c) durante la operación de corte en una zona sobre un lado aguas arriba del punto de comprobación, y cuando la diferencia entre la fuerza de reacción medida y los datos de fuerza de reacción objetivo se encuentra fuera 50 del intervalo fijado, la unidad de cambio de recorrido de funcionamiento (74) cambia el recorrido de funcionamiento corregido desde un punto, en el que se mide la fuerza de reacción, hasta el punto de comprobación de manera que la diferencia se encuentre dentro del intervalo fijado.

11. Aparato (10) de deshuesado para carne con hueso que utiliza rayos X (r) según la reivindicación 9, en el que 55 el controlador (60) almacena unos datos de medición sobre una fuerza de reacción aplicada a la unidad de cambio de recorrido de funcionamiento de hoja de corte durante el funcionamiento sin carga en la unidad de almacenamiento (62) , y comprende además una unidad de determinación (76) que compara la fuerza de reacción aplicada a la hoja de corte (58a, 58b, 58c) durante la operación de corte de la hoja de corte (58a, 58b, 58c) y los 60 datos de fuerza de reacción sin carga almacenados y, cuando una diferencia entre la fuerza de reacción y los datos de fuerza de reacción sin carga almacenados se encuentra fuera de un intervalo fijado, determina que la hoja de corte (58a, 58b, 58c) está dañada para emitir una instrucción de detención del funcionamiento.