CN103920657B - 一种竹胚料自动认面分拣装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种竹胚料自动认面分拣装置，它包括依次连接的竹胚料推送机构、自动认面装置、竹胚料分拣机构和自动控制机构，所述自动认面装置具有一个壳体，所述壳体内设置空心转轴、图像采集机构和步进电机，所述空心转轴与所述壳体穿装连接，空心转轴上设置检测窗口，所述图像采集机构与所述检测窗口的位置相对应，并与所述自动控制机构数据连接，所述步进电机通过传动件与所述空心转轴连接，步进电机与所述自动控制机构信号连接，所述壳体两侧设置防止转轴窜动的限位构件，所述自动控制机构包括单片机和显示控制面板，所述单片机设置控制模块。本发明提高了生产效率和产品质量，结构合理、使用便捷可靠。
Description
技术领域
本发明属于竹筷加工设备技术领域，特别涉及一种竹胚料自动认面分拣装置。
背景技术
筷子作为一种中餐不可缺少的餐具，其消费量很大。竹筷是筷子一种，它的生产原料竹子是可再生的资源，其生产和使用过程都不会对环境造成污染，故而私用最为广泛。在竹筷加工过程中，通常需要将竹坯择面装夹至工位；同时，为适应消费者观感的要求，需要将竹坯按不同颜色分别批次或工艺加工。目前竹坯的分割大都采用人工分拣的方法，通过目测识别竹筷的青面黄面及颜色深浅，进行分类或分面，并将其手工排好后送入机器进行加工。这种方法在批量生产中存在着如下弊端：1）人工识别分拣速度慢、效率低，机器待料时间长；2）分拣质量容易随着个人因素的差异和变化影响，导致人工识别过程中误判率高，分拣效果差；3）该工序需要占用大量的人力，加之人工成本也特别高，加大了人工成本；4）操作者为了个人效益的增加，往往刻意加快工作速度，进一步加剧了认面质量低下的现状。因此对于竹筷加工技术领域，认面分拣效率低下，机械化程度低成了困扰各竹制品加工企业的技术难题，而目前尚未见有对应技术方案的公开和使用，因此亟需对技术进行革新和改进来解决上述技术难题。
发明内容
本发明目的在于解决现有的竹筷坯料人工认面效率低下、误判率高的技术问题，提供一种使用便捷，能够减少劳动强度，提高生产效率和产品质量，智能化程度高的竹胚料自动认面分拣装置。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种竹胚料自动认面分拣装置，包括依次连接的竹胚料推送机构、自动认面装置、竹胚料分拣机构和自动控制机构，所述自动认面装置具有一个壳体，所述壳体内设置空心转轴、图像采集机构和步进电机，所述空心转轴与所述壳体穿装连接，空心转轴上设置检测窗口，所述图像采集机构与所述检测窗口的位置相对应，并与所述自动控制机构数据连接，所述步进电机通过传动件与所述空心转轴连接，步进电机与所述自动控制机构信号连接，所述壳体两侧设置防止转轴窜动的限位构件，所述自动控制机构包括单片机和显示控制面板，所述单片机设置控制模块。
所述图像采集机构为至少一组通过支撑与所述壳体连接的摄像头，所述摄像头周侧设置照明灯具。
所述竹胚料推送机构为电驱动结构，其包括机架、传送带和与传送带传动连接的步进电机，所述传送带上间隔设置若干推料挡件。
所述推料挡件横截面为弧形结构。
所述传送带设置凹槽。
所述竹胚料推送机构为气动结构或液压结构，其包括设置在所述机架顶部的固定滑板和与机架连接的气动机构或液压机构，所述固定滑板上设置与所述气动机构或液压机构连接的竹胚料推件，所述竹胚料推件与设置在机架上的导向杆滑动连接，所述气动机构或液压机构与所述自动控制机构信号连接。
所述固定滑板上设置可移动调节的导向挡缘。
所述竹胚料分拣机构具有一个支架，支架上设置弧面状接料板和转轴，所述接料板通过连接座与转轴连接，所述支架设置步进电机，所述步进电机通过传动件与所述转轴连接，并与所述自动控制机构信号连接，所述接料板两侧搭接有倾斜设置的集料托盘，所述集料盘置放在与所述支架固定连接的料盘托架上，所述集料盘一侧铰接可翻转的挡料板，所述接料板设置弧形凹槽。
所述连接座下部设置复位导磁摆锤，所述摆锤下方设置永磁体。
所述竹胚料分拣机构设置为一个或多个。
所述竹胚料推送机构上方设置给料机构，所述给料机构具有一个漏斗状落料仓，该落料仓通过料仓支架和导向滑杆与所述机架连接，所述落料仓通过移动调节机构与所述料仓支架连接，所述落料仓设置防棚堵机构，落料仓外侧设置调节挡料板，落料仓内一侧设置竹胚料限位调节板，所述防棚堵机构包括拨料辊、辊轴和驱动机构，所述辊轴与所述落料仓穿装连接，其一端与所述驱动机构连接，所述驱动机构与所述落料仓固定连接，包括驱动电机和减速器，所述落料仓设置观察窗。
本发明的竹胚料自动认面分拣装置实现了竹胚料认面分拣全过程的自动化，代替了目前广泛使用的由人工认面的加工方法，与人工认面相比，使得原来的一人操作一台机器变成了一人操作多台机器，也减少了人为因素的影响，加之具有竹胚料分类的功能，提高了生产效率和产品质量。本发明结构合理、制造成本低廉，使用便捷可靠。
附图说明
下面结合附图对本发明做进一步的说明：
图1是本发明的结构示意图；
图2是图1中给料机构的结构示意图；
图3是图1中竹胚料分拣机构的结构示意图；
图4是实施例二中竹胚料推送机构的结构示意图。
具体实施方式
实施例一
如图1、图2、图3所示，本发明的竹胚料自动认面分拣装置，包括依次连接的竹胚料推送机构1、自动认面装置2、竹胚料分拣机构3和自动控制机构5。所述自动认面装置2具有一个壳体203，所述壳体203内设置空心转轴201、步进电机202和1～4组图像采集机构。所述空心转轴201设置有用于穿过竹胚料的矩形孔或方形孔，该通孔的截面尺寸应略大于待认面竹胚料，保证待认面竹胚料能顺利通过，又能保证待认面竹胚料随空心转轴201一起转动翻面。所述空心转轴201与所述壳体203穿装连接，并采取间隙配合，可以根据待认面分拣竹胚料的截面形状及其大小更换有不同通孔的空心转轴。所述壳体203穿装空心转轴201两端的外侧设置有限位构件203，该限位构件204可采用与壳体203螺钉连接的压板，也可采用可以转动的弹性压片，用于防止空心转轴201的轴向窜动。所述空心转轴201上径向设置与中心通孔连通的检测窗口206，所述图像采集机构与所述检测窗口206的位置相对应，所述图像采集机构为至少一组通过支撑与所述壳体203连接的摄像头207，所述摄像头207与所述自动控制机构5数据连接，将采集的竹胚料的颜色信号送达自动控制机构5。所述摄像头207周侧设置照明灯具205，为待认面竹胚料的检测提供照明，以防止环境光线变化对采集颜色信号的干扰。所述步进电机202通过皮带传动件或链传动件或齿轮传动件与所述空心转轴201连接，步进电机202与所述自动控制机构5信号连接，在自动控制机构5的控制下动作，进行竹胚料的转动翻面。
所述竹胚料推送机构1可采用电驱动结构，其包括机架104、传送带103和与传送带103传动连接的步进电机101。所述传送带103上间隔设置若干推料挡件105，所述传送带103设置凹槽102，所述推料挡件105也可安装在所述凹槽102内，该推料挡件105横截面应设置为弧形结构，可以将竹胚料全部推进所述空心转轴201内。
所述竹胚料推送机构1的上方可设置给料机构4，以替代所述给料机构4具有一个漏斗状落料仓407，该落料仓407通过料仓支架409和导向滑杆402与所述机架104连接，所述落料仓407通过移动调节机构408与所述料仓支架409连接，这样，可以通过调节落料仓407的位置，使其落料口与推送竹胚料构件的位置对应。所述落料仓407设置防棚堵机构，所述防棚堵机构包括拨料辊404、辊轴410和驱动机构401，所述拨料辊404上布设有若干凸起411，通过其滚动，可以防止竹胚料的棚堵。所述辊轴410与所述落料仓407穿装连接，其一端与所述驱动机构408连接，所述驱动机构408与所述落料仓407固定连接，包括驱动电机和减速器。落料仓407外侧设置调节挡料板403，可以根据分拣竹胚料的厚度调节推料口的高低，挡住次一根竹胚料不被推出落料仓407。在落料仓407内一侧设置有竹胚料限位调节板406，可根据分拣竹胚料的长短调节落料仓407内的宽度，防止竹胚料的散乱。所述落料仓407设置长条形的观察窗405，可以观察仓内竹胚料的落料情况，也可在竹胚料出现散乱或棚堵时进行拨动整理。
所述竹胚料分拣机构3具有一个支架303，支架303上设置横截面为弧面状接料板304和转轴307，所述接料板304通过连接座310与转轴307连接，并可随转轴307一起转动，所述转轴307通过传动件连接有与所述支架303固定连接的步进电机301，所述步进电机301与所述自动控制机构5信号连接，在自动控制机构5的控制下转动。所述接料板304两侧搭接有倾斜设置的集料托盘308，集料托盘308的搭接部位设置铲刃，当所述接料板304随转轴307摆动时，竹胚料可以顺利滑落至集料托盘308上。所述集料托盘308置放在与所述支架303固定连接的料盘托架311上，可以方便地取下，所述集料托盘308一侧铰接可翻转的挡料板309，可以翻转，当进行竹胚料的色调分类时，可将挡料板309放下，其下方放置接料容器以提高生产效率。所述接料板304设置弧形凹槽306，用于竹胚料推进移动过程中的限位，该凹槽306不宜太深，其深度可设置在1～2mm，保证在接料板304摆动倾斜时竹胚料顺利滑离，送到集料托盘308上。所述连接座下部设置复位摆锤305，接料板摆动后在复位摆锤305重力作用下可自动复位。为防止接料板304自由来回摆动，影响后续接料，复位摆锤305可采用导磁材料制作，并在复位摆锤305正下方设置一永磁体302，在永磁体302的吸引力作用下，既可加快接料板的复位，又可防止其持续反复来回摆动。当竹胚料分类超过2种以上时，可采用2个或更多个竹胚料分拣机构3对接，即可一次完成多种色调竹胚料的分类。
所述自动控制机构5包括单片机和控制面板，所述单片机设置竹胚料认面控制模块，根据设计的认面流程接收来自摄像头207的采集数据，对各部驱动机构进行控制，实现整个系统的自动运行。
本发明的竹胚料自动认面分拣装置可用于竹胚料加工过程或竹筷产品包装过程中的认面调整，也可用于竹胚料或竹筷产品色调的分类分拣。当用于竹胚料加工过程或竹筷产品包装过程中的认面调整时，可通过所述控制面板启动相应程序，将待认面调整的竹胚料或竹筷产品放入所述落料仓407内，在所述控制模块的自动控制下，依次启动驱动机构408中的驱动电机和所述步进电机101，待认面调整的竹胚料即逐根由落料仓407的出料口落到所述传送带103的凹槽102内，在所述推料挡件105的推动下进入所述空心转轴201的通孔内。此时，所述各面摄像头207将所采集的竹胚料色调信号送至所述控制模块，所述控制模块根据设定的色差阈值范围比较，发出信号启动所述步进电机301，转动空心转轴201对竹胚料进行调面；而后所述步进电机101启动，将次一根竹胚料推进空心转轴201内，将前一根竹胚料顶出，并送至所述接料板304上。然后，在所述控制模块自动控制下，所述步进电机301启动，转动接料板304，随着接料板304的侧转，其上的竹胚料自然滑到所述集料托盘308上，所述步进电机301停转后，在复位摆锤305的重力和永磁体302的作用下，接料板304迅速复位并停止摆动。当一侧集料托盘308摆满后，即可由手动操作或程序设定，步进电机301会反向转动，向另一侧集料托盘308上摆料，操作人员即可将摆满竹胚料的集料托盘308搬运至下一道工序的工位。由此完成竹胚料或竹筷产品的自动认面调整。
当进行竹胚料或竹筷产品色调的分类分拣时，可通过所述控制面板启动相应程序，将待认面调整的竹胚料或竹筷产品放入所述落料仓407内，启动所述控制机构5，在所述控制模块的自动控制下，依次启动驱动机构408中的驱动电机和所述步进电机101，待认面调整的竹胚料即逐根由落料仓407的出料口落到所述传送带103的凹槽102内，在所述推料挡件105的推动下进入所述空心转轴201的通孔内。此时，所述各面摄像头207将所采集的竹胚料色调信号送至所述控制模块，所述控制模块根据设定的色差阈值范围比较分类；而后所述步进电机101启动，将次一根竹胚料推进空心转轴201内，将前一根竹胚料顶出，并送至所述接料板304上。然后，在所述控制模块自动控制下，根据上述较分类，所述步进电机301启动，向相应的一侧转动接料板304，随着接料板304的侧转，其上的竹胚料自然滑到所述相应一侧的集料托盘308上，所述步进电机301停转后，在复位摆锤305的重力和永磁体302的作用下，接料板304迅速复位并停止摆动。当一侧集料托盘308摆满后，操作人员即可将摆满竹胚料的集料托盘308搬运至下一道工序的工位。也可将集料托盘308下端的挡料板309放下，在其下方置放以接料容器，待该容器接满后移运。
实施例二
参看图4，所述竹胚料推送机构1可采用气动结构或液压结构，其包括设置在机架101a顶部的固定滑板103a和与机架101a连接的气动机构或液压机构102a，所述固定滑板103a上设置与所述气动机构或液压机构102a连接的竹胚料推杆104a，该推杆104a可通过连接座106a分别与气动结构或液压结构102a连接，所述气动机构或液压机构102a与所述自动控制机构5信号连接。所述固定滑板103a上设置有2个左右相对的导向挡缘108a，并通过移动调节机构107a与固定滑板103a连接。本实施例的使用方法与实施例一基本相同，其区别仅在于用气动机构或液压机构替代了实施例一中的步进电机。
Claims (10)
1.一种竹胚料自动认面分拣装置，其特征在于：它包括依次连接的竹胚料推送机构、自动认面装置、竹胚料分拣机构和自动控制机构，所述自动认面装置具有一个壳体，所述壳体内设置空心转轴、图像采集机构和步进电机，所述空心转轴与所述壳体穿装连接，空心转轴上设置检测窗口，所述图像采集机构与所述检测窗口的位置相对应，并与所述自动控制机构数据连接，所述步进电机通过传动件与所述空心转轴连接，步进电机与所述自动控制机构信号连接，所述壳体两侧设置防止转轴窜动的限位构件，所述图像采集机构为至少一组通过支撑与所述壳体连接的摄像头，所述摄像头周侧设置照明灯具，所述自动控制机构包括单片机和显示控制面板，所述单片机设置控制模块。
2.如权利要求1所述竹胚料自动认面分拣装置，其特征在于：所述竹胚料推送机构为电驱动结构，其包括机架、传送带和与传送带传动连接的步进电机，所述传送带上间隔设置若干推料挡件。
3.如权利要求2所述竹胚料自动认面分拣装置，其特征在于：所述推料挡件横截面为弧形结构。
4.如权利要求2所述竹胚料自动认面分拣装置，其特征在于：所述传送带设置凹槽。
5.如权利要求2所述竹胚料自动认面分拣装置，其特征在于：所述竹胚料推送机构为气动结构或液压结构，其包括设置在所述机架顶部的固定滑板和与机架连接的气动机构或液压机构，所述固定滑板上设置与所述气动机构或液压机构连接的竹胚料推件，所述竹胚料推件与设置在机架上的导向杆滑动连接，所述气动机构或液压机构与所述自动控制机构信号连接。
6.如权利要求5所述竹胚料自动认面分拣装置，其特征在于：所述固定滑板上设置可移动调节的导向挡缘。
7.如权利要求1所述竹胚料自动认面分拣装置，其特征在于：所述竹胚料分拣机构具有一个支架，支架上设置弧面状接料板和转轴，所述接料板通过连接座与转轴连接，所述支架设置步进电机，所述步进电机通过传动件与所述转轴连接，并与所述自动控制机构信号连接，所述接料板两侧搭接有倾斜设置的集料盘，所述集料盘置放在与所述支架固定连接的料盘托架上，所述集料盘一侧铰接可翻转的挡料板，所述接料板设置弧形凹槽。
8.如权利要求7所述竹胚料自动认面分拣装置，其特征在于：所述连接座下部设置复位导磁摆锤，所述摆锤下方设置永磁体。
9.如权利要求1所述竹胚料自动认面分拣装置，其特征在于：所述竹胚料分拣机构设置为一个或多个。
10.如权利要求2所述竹胚料自动认面分拣装置，其特征在于：所述竹胚料推送机构上方设置给料机构，所述给料机构具有一个漏斗状落料仓，该落料仓通过料仓支架和导向滑杆与所述机架连接，所述落料仓通过移动调节机构与所述料仓支架连接，所述落料仓设置防棚堵机构，落料仓外侧设置调节挡料板，落料仓内一侧设置竹胚料限位调节板，所述防棚堵机构包括拨料辊、辊轴和驱动机构，所述辊轴与所述落料仓穿装连接，其一端与所述驱动机构连接，所述驱动机构与所述落料仓固定连接，包括驱动电机和减速器，所述落料仓设置观察窗。
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