CN105363693B - 木条分拣设备及分拣方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种木条分拣设备及分拣方法，包括控制系统、输入装置、分选装置，所述控制系统与所述输入装置电连接，所述输入装置与所述分选装置工序上相连，所述分选装置包括机架、接纳机构、提升机构、分类机构，所述接纳机构靠近所述输入通道的牵拉端，所述接纳机构与所述输入通道工序上相衔接；所述提升机构包括提升驱动装置；本发明通过控制系统中的PLC可编程控制器可将木条预设成若干类别，然后通过视觉检测箱将检测得到的数据信息反馈给控制系统，控制系统再控制提升驱动装置将相应的木条提升到不同的类别所对应的高度位置，从而实现精准、高效、自动化的木条分拣工作。

Description

木条分拣设备及分拣方法

技术领域

本发明涉及竹木加工设备，尤其是一种用于将质量不同的竹木条分别挑拣出的木条分拣设备及分拣方法。

背景技术

竹木条是将竹子进行深加工的前期形态之一，是较常见的一种原材料形态。但原始的竹木条会存在瑕疵，如虫洞、竹青、裂纹、霉变等，瑕疵会直接影响到原料的质量，另外不同客户所需要竹木条颜色可能亦不同，这就需要对前期的竹木条进行分选，将其根据预期分成不同的级别，进而分别利用，从而能最大程度地充分利用原料资源，实现原料资源的最大经济效益。

目前企业对竹木条的分拣工作大多通过人工辨识或半自动化方式实现的，这样就存在很大程度的弊端。一方面依赖人工肉眼来筛选竹木条不仅极大耗费人力成本还存在较大的偏差，这在人力成本又日益增大的今天，显然在成本上控制和质量把控上都是极不具竞争力的；另一方面人工或半自动化的分拣方式直接导致了所需的分拣周期长，半自动化的分拣方式集成度上不高，仍不能实质上改变分拣过程的繁琐性，这都不利于生产的高效率。

发明内容

针对现有技术的缺点，本发明提供了一种木条分拣设备及分拣方法，从而实现了竹木条分拣的完全自动化，保证了检测质量，提高了生产效率。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案是木条分拣设备，包括控制系统、输入装置、分选装置，所述控制系统与所述输入装置电连接，所述输入装置与所述分选装置工序上相连，所述分选装置与所述控制系统电连接；

所述输入装置包括操作台，所述操作台上固定设置有输入通道，所述输入通道上设置有第一牵引机构，所述第一牵引机构与所述输入通道可拆卸固定连接；所述输入通道包括输入端和牵拉端，所述牵拉端设置有第二牵引机构，所述第二牵引机构与所述操作台固定连接，所述第二牵引机构提供牵拉竹木条的牵引力；所述输入通道上设置有视觉检测箱，所述视觉检测箱与所述控制系统电连接；所述视觉检测箱位于所述操作台上，其将所述输入通道部分覆盖；

所述控制系统包括电控箱、显示屏、操作屏，所述电控箱与所述视觉检测箱电连接，所述显示屏位于所述操作台上，显示屏显示视觉检测箱内木条的实时视频状况，所述操作屏也固定设置于操作台上，通过操作屏实现对设备分拣参数的设置；

所述分选装置包括机架、接纳机构、提升机构、分类机构，所述接纳机构与所述机架固定连接，所述接纳机构靠近所述输入通道的牵拉端，所述接纳机构与所述输入通道工序上相衔接；所述提升机构包括提升架、提升驱动装置，所述提升架与所述提升驱动装置活动连接，所述提升架与所述机架活动连接，所述提升驱动装置与所述机架固定连接，所述提升机构与所述接纳机构工序上衔接；所述分类机构包括执行部件、导出通道，所述执行部件固定安装在所述机架上，所述执行部件与所述控制系统电连接，所述导出通道固定设置在所述机架上，所述导出通道与水平方向倾斜。所述接纳机构为承托槽，运动至此工序的木条倾落至承托槽内，承托槽的两端设置有拾取孔，提升架通过所述拾取将位于承托槽中的木条提升到所需高度。

于本发明一实施例中，所述第一牵引机构包括第一压轮、弹片，所述第一压轮位于所述输入通道上方，所述通过固定件固定到所述输入通道上，所述弹片成对位于所述输入通道的内侧壁上，所述弹片对称安装。所述第一压轮与弹片均有若干个，第一压轮用于引导木条前进，弹片对称安装，将木条引导至输入通道的中间位置，从而准确地进入到视觉检测箱内，实现对木条的有效检测。

于本发明一实施例中，所述第二牵引机构包括牵引电机、牵引轮、第二压轮，所述牵引轮与所述牵引电机电连接，所述牵引轮与所述操作台固定连接，所述第二压轮与所述牵引轮传动连接，所述第二压轮通过固定件与所述操作台固定连接。所述第二压轮的工作面低于或等于所述第一压轮的工作面，从而能以较小的牵引力将失去输入动力的木条输送至收纳机构。

于本发明一实施例中，所述第二压轮与所述输入通道之间设置有感应器，所述感应器与控制系统电连接。所述感应器为接近开关，位于所述输入通道牵拉端的结束处与所述第二压轮之间，从而准确实现信号的接收和传递。

于本发明一实施例中，所述提升驱动装置包括提升电机、提升轮，所述提升电机与所述提升轮传动连接，所述提升轮和提升电机均固定安装在机架上，所述提升轮外套设有链条，所述链条与所述提升轮传动连接，所述链条与所述提升架固定连接。所述提升轮包括主动轮和从动轮，所述主动轮和从动轮通过链轮传动连接，所述主动轮和从动轮竖直相对固定安装在机架上，主动轮在下，从动轮在上，链轮就在竖直方向上上下循环运动。

于本发明一实施例中，所述提升架包括若干个夹持柄，所述加持柄固定连接在所述链条上，两相邻夹持柄之间的距离相等。根据需要设置夹持柄的个数，运行至不同高度的夹持柄之间的距离与相应两导出通道之间的距离相匹配，以实现每次位于提升架上的木条都能准确地被相应的顶出气缸顶出，下滑至相应级别的收纳装置。

于本发明一实施例中，所述提升轮为两副，两副提升轮之间的距离小于或等于木条的长度，所述提升轮的传动方向为竖直。便于固定连接在链轮上的夹持柄将位于托槽中的木条平稳托起，此时托起的位置点靠近木条的两个短点，最省力最易保证木条上升过程的平衡。

于本发明一实施例中，所述执行部件包括顶出气缸，所述顶出气缸与所述控制系统电连接，所述顶出气缸固定安装在机架上，所述顶出气缸的一端连接有顶出盘，所述顶出盘与所述顶出气缸活动连接，所述顶出盘位于两副提升轮之间。

于本发明一实施例中，所述导出通道包括下滑架，所述下滑架有若干个，所述下滑架与水平方向呈45-80°夹角，每个下滑架上方均对应设置有至少一个顶出盘，所述顶出盘位于所述接纳机构上方。顶出盘与下滑架配合完成将分级过的木条进一步输送至下一个工序，即收纳工序。所述顶出盘的直径大于位于托槽内的竹木条沿竖直方向的长度，增大两者的接触面积，这样保证顶出盘能较容易地将木条顶出。

木条分拣方法，包括以下步骤：

木条检测分级：将待分拣的木条依次输送至输入通道的输送端，当木条运动至视觉检测箱时通过所述视觉检测箱对木条进行质量的检测，产生分级信号，然后将所述分级信号传送至控制系统；

木条传输：当木条的一端运动至第二牵引机构时，牵引轮将木条往接纳机构处牵拉，当木条的另一端脱离输入通道时，感应器捕捉到脱离信号，然后将脱离信号发送至控制系统；控制系统接受到脱离信号后发出提升信号给提升电机，从而控制相应木条的提升位置； 视觉到输送通道的牵拉端，

分级拣出：当木条输送至接纳机构后，提升电机在提升信号的控制下通过提升架将位于接纳机构上的木条托起至相应的高度；当木条提升至相应高度后，控制系统再发出执行信号使顶出气缸动作，顶出气缸通过顶出盘将木条推出提升架；

木条收纳：推出提升架的木条通过相应的下滑架、在重力的作用下下滑至收纳装置，从而实现对不同级别木条的收纳。

本发明具有以下有益效果：

通过控制系统中的PLC可编程控制器可将木条预设成若干类别，然后通过视觉检测箱将检测得到的数据信息反馈给控制系统，控制系统再控制提升驱动装置将相应的木条提升到不同的类别所对应的高度位置，然后通过控制系统发出指令使执行部件动作，将该木条顶出至导出通道的下滑架上，通过自重进行下滑至机架下的收纳装置，从而实现精准、高效、自动化的木条分拣工作。

附图说明

图1是本发明输入装置的一种结构示意图；

图2是本发明分选装置的一种结构示意图；

图3是本发明的第二牵引机构的局部放大图；

图4是本发明的收纳机构及提升机构的局部放大图。

1、输入装置；2、分选装置；100、操作台；3、输入通道；4、视觉检测箱；11、第一压轮；12、弹片；20、牵引电机；21、牵引轮；22、第二压轮；9、接近开关；501、电控箱；502、显示屏；503、操作屏；100、操作台；200、机架；6、提升架；61、提升电机；601、主动轮；602、从动轮；603、链条；7、顶出气缸；701、顶出盘；8、下滑架；111、承托槽；112、拾取孔；15、夹持柄。

具体实施方式

下面结合实施例及附图（1至4）对本发明作进一步的描述。所述控制系统与所述输入装置1电连接，所述输入装置1与所述分选装置2工序上相连，所述分选装置2与所述控制系统电连接；

本发明所涉及的木条分拣设备，包括控制系统、输入装置1、分选装置2，所述输入装置1包括操作台100，所述操作台100上固定设置有输入通道3，所述输入通道上设置有第一牵引机构，所述第一牵引机构与所述输入通道3可拆卸固定连接，所述输入通道3为长条形结构槽，槽的底面平整光滑，有利于木条较为容易的进行输送。所述输入通道3包括输入端和牵拉端，所述牵拉端设置有第二牵引机构，所述第二牵引机构与所述操作台100固定连接，所述第二牵引机构提供牵拉木条的牵引力；所述输入通道3上设置有视觉检测箱4，所述视觉检测箱4与所述控制系统电连接；所述视觉检测箱4位于所述操作台上，其将所述输入通道部分覆盖；当待检测的木条通过视觉检测箱4时，视觉检测箱4对其进行质量及成色上的检测，获得分级信号。

本实施例中，所述第一牵引机构包括第一压轮11、弹片12，所述第一压轮11位于所述输入通道3上方，所述通过螺母固定到所述输入通道的槽壁上，第一压轮11压在木条表面，促使木条前进；所述弹片12成对安装在所述输入通道3的内侧壁上，所述第一压轮11有若干个，弹片12有若干对，弹片12成对安装在视觉检测箱4的进口处，从而将木条引导至输入通道的中间位置，从而使木条准确地进入到视觉检测箱内，实现有效检测。

所述第二牵引机构包括牵引电机20、牵引轮21、第二压轮22，所述牵引轮21与所述牵引电机20电连接，所述牵引轮21与所述操作台100固定连接，所述第二压轮22与所述牵引轮21相对滚动从而给木条提供牵引力，所述第二压轮22通过螺母与所述操作台100固定连接。所述第二压轮22的工作面低于或等于所述第一压轮11的工作面，从而能以较小的牵引力将失去输入动力源的木条输送至收纳机构。

此外，所述第二压轮22与所述输入通道3之间设置有感应器，所述感应器与控制系统电连接。所述感应器为接近开关9，其位于所述输入通道牵拉端的结束处与所述第二压轮22之间，从而保证当木条经过时，能准确捕捉到木条输送情况的信号，然后传递给控制系统。

所述控制系统包括电控箱501、显示屏502、操作屏503，所述电控箱501与所述视觉检测箱4电连接，所述显示屏502固定安装在所述操作台100上，显示屏502显示视觉检测箱4内木条的实时视频状况，所述操作屏503也固定设置于操作台100上，通过操作屏503对设备分拣参数进行设置。

所述分选装置2包括机架200、接纳机构、提升机构、分类机构，所述接纳机构与所述机架200固定连接，所述接纳机构位于靠近所述输入通道3的牵拉端，所述接纳机构与所述输入通道3在工序上相衔接。

所述提升机构包括提升架6、提升驱动装置，所述提升架6与所述提升驱动装置活动连接，所述提升架6与所述机架200活动连接，所述提升机构与所述接纳机构工序上衔接。所述提升驱动装置包括提升电机61、提升轮，所述提升电机61与所述提升轮传动连接，所述提升轮和提升电机61均固定安装在机架200上，提升轮的传动方向为竖直。所述提升轮包括主动轮601和从动轮602，所述主动轮601和从动轮602外套设有链条603，所述主动轮601和从动轮602竖直相对固定安装在机架200上，主动轮601在下，从动轮602在上，链轮就在竖直方向上上下循环运动。

本实施例中，根据所分拣木条的长度将提升轮为设置为两副，两副提升轮之间的距离小于或等于木条的长度，便于固定连接在链轮上的夹持柄将位于托槽中的木条平稳托起，此时托起的位置点靠近木条的两个短点，最省力最易保证木条上升过程的平衡。

同样，本实施例根据需要将木条分为五类，故对应设置出五组分类机构，分别为A分类机构、B分类机构、C分类机构、D分类机构、E分类机构。每一类分类机构中均包括执行部件和导出通道，所述执行部件为顶出气缸7，所述顶出气缸7与所述控制系统电连接，所述顶出气缸7固定安装在机架200上，所述顶出气缸7的一端连接有顶出盘701，所述顶出盘701与所述顶出气缸7活动连接，所述顶出盘701位于两副提升轮之间。所述导出通道为下滑架8，下滑架8与木条的接触面平整光滑。所述下滑架8有若干个，所述下滑架8与水平方向呈60-70°夹角，下滑架8之间相互平衡。

下滑架8倾斜角度的选择影响到木条下滑的顺畅，过大会导致下滑速度过大过猛，易导致木条不能准确下滑至下滑架8末端处的收纳装置内；下滑架8倾斜角度过小则下滑速度过缓，会导致木条的堵塞、撞翻，不利于分拣效率。为充分利用木条自重、节省能源及降低设备的复杂性、提高设备的紧凑性，下滑架8倾斜角度需要进行特别的选择。

每一类分类机构中的下滑架8上方均对应设置有至少一个顶出盘701，所述顶出盘701位于所述接纳机构上方。顶出盘701与下滑架8配合完成将分级过的木条输送至收纳工序。所述顶出盘701的直径大于位于承托槽111内的竹木条沿竖直方向的长度，增大两者的接触面积，这样保证顶出盘能较容易地将木条顶出。

所述接纳机构为承托槽111，从第二牵引机构的第二压轮22脱离后的木条倾落至承托槽111内，承托槽111的两端设置有拾取孔112，提升架通过所述拾取孔112将位于承托槽111中的木条提升对应类别的高度位置，该高度位置由控制系统发送给提升电机的提升信号所控制，而提升信号是由前期视觉检测箱对木条检测得到的分级信号所决定，当控制系统接到接近开关发送的木条传送信号后，会发送上述提升信号给提升电机61，电机61带动提升轮进而促使链条603竖直运动，从而将固定在链条603上的提升架升起；而提升架的升起带动位于其上的木条一起上升的特定高度。

提升架包括若干个夹持柄15，加持柄15固定连接在所述链条603上，两相邻夹持柄15之间的距离相等。夹持柄15通过所述拾取孔112将位于承托槽111中的木条提升对应类别的高度位置。本发明夹持柄15成对分别设置在两副链条603上，夹持柄15为若干对。运行至不同高度的夹持柄15之间的距离与相应类别两导出通道之间的距离相匹配，以实现每次位于提升架上的木条都能准确地被相应的顶出气缸顶出，下滑至相应级别的收纳装置。

木条分拣方法，包括以下步骤：

木条检测分级：将待分拣的木条依次输送至输入通道的输送端，当木条运动至视觉检测箱时通过所述视觉检测箱对木条进行分类检测，产生分级信号，然后将所述分级信号传送至控制系统；

木条传输：当木条的一端运动至第二牵引机构时，牵引轮将木条往接纳机构处牵拉，接近开关将木条传输信号发送至控制系统；控制系统在接到传输信号后再发出提升信号给提升电机，控制木条的提升位置；

分类拣出：当木条输送至承托槽111后，提升电机在提升信号的控制下通过提升架将位于承托槽111上的木条提升至相应的高度；控制系统发出执行信号使顶出气缸动作，顶出气缸通过顶出盘将木条推离提升架；

木条收纳：推出提升架的木条通过相应的下滑架8下滑至收纳装置，从而实现对不同类别木条的收纳。

本发明通过控制系统中的PLC可编程控制器可将木条预设成若干类别，然后通过视觉检测箱将检测得到的数据信息反馈给控制系统，控制系统再控制提升驱动装置将相应的木条提升到不同的类别所对应的高度位置，实现对木条的精准、高效、自动化分类和存放；不仅极大节省了人力成本，缩短了分拣周期，还保证了木条一次性分拣到位，不需要因分拣不准、分拣不细导致的二次分拣，获得成本和质量上的双优；另外本发明所涉及的设备结构合理紧凑、操作简单、自动化程度高，使工作效率得以极大提高。

上述具体实施例只是用来解释说明本发明，而非是对本发明进行限制，在本发明的宗旨和权利要求的保护范围内，对本发明做出的任何不付出创造性劳动的替换和改变，皆落入本发明专利的保护范围。

Claims (6)

1.一种木条分拣设备，包括控制系统、输入装置、分选装置，其特征在于，所述控制系统与所述输入装置电连接，所述输入装置与所述分选装置工序上相连，所述分选装置与所述控制系统电连接；

所述输入装置包括操作台，所述操作台上固定设置有输入通道，所述输入通道上设置有第一牵引机构，所述第一牵引机构与所述输入通道可拆卸固定连接；所述输入通道包括输入端和牵拉端，所述牵拉端设置有第二牵引机构，所述第二牵引机构与所述操作台固定连接，所述第二牵引机构提供牵拉竹木条的牵引力；所述输入通道上设置有视觉检测箱，所述视觉检测箱与所述控制系统电连接；

所述分选装置包括机架、接纳机构、提升机构、分类机构，所述接纳机构与所述机架固定连接，所述接纳机构靠近所述输入通道的牵拉端，所述接纳机构与所述输入通道工序上相衔接；所述提升机构包括提升架、提升驱动装置，所述提升架与所述提升驱动装置活动连接，所述提升架与所述机架活动连接，所述提升驱动装置与所述机架固定连接，所述提升机构与所述接纳机构工序上衔接；所述分类机构包括执行部件、导出通道，所述执行部件固定安装在所述机架上，所述执行部件与所述控制系统电连接，所述导出通道固定设置在所述机架上，所述导出通道与水平方向倾斜；

所述提升驱动装置包括提升电机、提升轮，所述提升电机与所述提升轮传动连接，所述提升轮和提升电机均固定安装在机架上，所述提升轮外套设有链条，所述链条与所述提升轮传动连接，所述链条与所述提升架固定连接；所述提升架包括若干个夹持柄，所述夹持柄固定连接在所述链条上，两相邻夹持柄之间的距离相等；所述提升轮为两副，两副提升轮之间的距离小于或等于木条的长度，所述提升轮的传动方向为竖直；所述执行部件包括顶出气缸，所述顶出气缸与所述控制系统电连接，所述顶出气缸固定安装在机架上，所述顶出气缸的一端连接有顶出盘，所述顶出盘与所述顶出气缸活动连接，所述顶出盘位于两副提升轮之间。

2.如权利要求1所述的木条分拣设备，其特征在于，所述第一牵引机构包括第一压轮、弹片，所述第一压轮位于所述输入通道上方，所述通过固定件固定到所述输入通道上，所述弹片成对位于所述输入通道的内侧壁上，所述弹片对称安装。

3.如权利要求1所述的木条分拣设备，其特征在于，所述第二牵引机构包括牵引电机、牵引轮、第二压轮，所述牵引轮与所述牵引电机电连接，所述牵引轮与所述操作台固定连接，所述第二压轮与所述牵引轮传动连接，所述第二压轮通过固定件与所述操作台固定连接。

4.如权利要求3所述的木条分拣设备，其特征在于，所述第二压轮与所述输入通道之间设置有感应器，所述感应器与控制系统电连接。

5.如权利要求1所述的木条分拣设备，其特征在于，所述导出通道包括下滑架，所述下滑架有若干个，所述下滑架与水平方向呈45-80°夹角，每个下滑架上方均对应设置有至少一个顶出盘，所述顶出盘位于所述接纳机构上方。

6.采用权利要求1-5任一所述的分拣设备实现的木条分拣方法，其特征在于，包括以下步骤：

木条检测分级：将待分拣的木条依次输送至输入通道的输送端，当木条运动至视觉检测箱时通过所述视觉检测箱对木条进行质量的检测，产生分级信号，然后将所述分级信号传送至控制系统；

木条传输：当木条的一端运动至第二牵引机构时，牵引轮将木条往接纳机构处牵拉，感应器将木条传输信号发送至控制系统；控制系统在接到传输信号后再发出提升信号给提升电机，控制木条的提升位置；

分类拣出：当木条输送至接纳机构后，提升电机在提升信号的控制下通过提升架将位于接纳机构上的木条提升至相应的高度；控制系统发出执行信号使顶出气缸动作，顶出气缸通过顶出盘将木条推离提升架；

木条收纳：推出提升架的木条通过相应的下滑架、在重力的作用下下滑至收纳装置，从而实现对不同类别木条的收纳。