CN107414986A - 自动进料快速对心的连续破竹设备及其破竹方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及自动进料快速对心的连续破竹设备，包括在机架上设有的竹段上料机构、破竹刀盘机构、推竹机构、竹段抓取机构和竹段直径检测机构，特别是竹段抓取机构包括两个夹具，每个夹具包括上下设置的两个夹料臂，两个夹料臂通过连杆机构与一个连接气缸的滑块，气缸往复运动，上下夹料臂合拢、分开，将竹段送到破竹路径上，在结合控制装置，本发明就能够实现竹段的自动寂寥和快速对心。本发明还提供使用上述设备的破竹方法。

Description

自动进料快速对心的连续破竹设备及其破竹方法

技术领域

本发明属于竹材加工机械技术领域，尤其是提供一种将毛竹加工成竹条的能够自动进料快速对心的连续破竹设备以及用该破竹设备进行破竹的方法。

背景技术

由于现在的破竹机自动化的程度不高，破竹工作是由人机合作共同完成，加工好的竹段由操作者拿起，让竹段的一端抵在破竹机的推竹座上同时还要使得竹段与破竹刀盘对心，启动推竹座的驱动装置，推着竹段向破竹刀盘行进，直到竹段的另一端接触并被破竹刀盘上的刀片切割一段，操作者才能松开托着竹段的手，转身再去拿起另一竹段重复前面的操作。竹段有粗有细，而加工的竹片宽度有一个要求的范围，因此，竹段直径变化，还要通过人工更换刀座上的破竹刀盘，由此可知，现有破竹机在破竹过程中，人工操作所占的比重过大，操作者的劳动强度大，重复性动作多，对于劳动工人的技术要求高，企业投入人工的成本也太大，因此，现有的破竹机已经不能满足生产发展的需求。

关于自动破竹的设备设计，也有通过类似机械手将竹段置于推竹座和破竹刀盘之间的破竹路径上，但是，竹段的对心是一个难题。有的是通过位置传感器进行对心，还有的是通过设计直线运动机构的行程来控制竹段对心。这些方案存在设备结构复杂、效率不高和对心精度不高的缺点。

发明内容

本发明目的是改进现有技术的不足，提供一种能够自动进料快速对心的连续破竹设备。

本发明的另一个目的是提供使用上述破竹设备进行破竹的方法。

本发明的目的是这样实现的：

一种自动进料快速对心的连续破竹设备，其特征在于：包括一机架，在该机架上设有竹段上料机构、破竹刀盘机构、推竹机构、竹段抓取机构和竹段直径检测机构，

所述竹段上料机构包括一传送带，该传送带连接一上料驱动装置，通过上料驱动装置使得置于该传送带上的竹段被输送到测直径位置和设定位置；

所述破竹刀盘机构包括一刀座，该刀座固设在所述机架上，在该刀座上设置破竹刀盘，破竹刀盘的刀口处构成破竹位置；所述破竹刀盘为可换刀的破竹刀盘机构，该可换刀的破竹刀盘机构还包括一换刀机构，其包括一刀架，在刀架上设有若干破竹刀盘，在该刀架与所述破竹位置之间设置换刀通道，在机架上还设有将破竹刀盘在刀架和破竹位置之间的换刀通道上输送而更换的换刀驱动装置，使得所述刀架上的若干破竹刀盘通过所述换刀通道运行，而使得在破竹位置上的破竹刀盘能够变换；

所述推竹机构包括一支撑滑轨，固定在所述机架上，在该支撑滑轨上可滑动地设一推竹座，该推竹座通过传动机构连接一推竹驱动装置，使得该推竹座在所述机架上的破竹位置和距离所述破竹位置设定距离的折返点之间往复平移，从折返点向破竹位置的行程为破竹行程，从破竹行程向折返点的行程为返回行程，实现推竹段到破竹位置而破成竹片和退回复位的功能，所述破竹位置上的破竹刀盘的中心线为破竹中心线，所述破竹中心线为一水平直线，构成破竹路径；

所述竹段抓取机构包括两个夹具，两个所述夹具一前一后地设置在所述机架上；每个夹具包括上下设置的两个夹料臂，两个夹料臂的一端分别固定在机架上的一转轴上，每个所述夹具包括一夹料直线驱动装置，其设置在机架上，其中的直线运动件连接一水平滑块，该水平滑块设置在所述机架上设置的相应滑道中，在该水平滑块上，上下各铰接一连杆的一端，两根所述连杆的另一端分别铰接一摆杆的一端，两根摆杆的另一端分别连接在固设两个夹料臂的两根转轴上，使得当所述夹料直线驱动装置往复运动，上下两个所述夹料臂合拢和分开；在每个所述夹具设置处的所述机架上设置一托架，在下的所述夹料臂当处于分开的状态时，置于该托架上设置的一上大下小的V型槽中，该V型槽构成竹段被输送到的所述设定位置，使得竹段被输送落到在下的所述夹料臂上；在V型槽和竹段托架之间设一溜板。

所述竹段直径测量机构包括一电子尺，该电子尺的测量头连接一电子尺驱动装置，以带动该测量头移动以接触位于所述上料机构上的竹段而得到竹段直径和复位，所述电子尺的测量头获得竹段直径的数据信号；

还包括一控制装置；所述竹段上料驱动装置、换刀驱动装置、推竹驱动装置、竹段抓取的夹持直线驱动装置和电子尺驱动装置分别与该控制装置相连；该控制装置控制各驱动装置的动作。

所述控制装置还包括若干个位移传感器和/或光电开关和/或接近开关，还包括电磁阀和/或电磁开关；

所述位移传感器和/或光电开关和/或接近开关的信号输出端与所述控制装置的信号输入端相连，采集各种数据；

所述电磁阀和/或电磁开关的控制端与所述控制装置的信号输出端相连，电磁阀和/或电磁开关的控制信号输出端与被控驱动装置的控制端相连，所述控制装置通过该电磁阀和/或电磁开关控制各驱动装置的动作，控制相应驱动装置启动和停止。

在所述竹段上料机构中的所述测直径位置或者测直径位置和设定位置对应处设置光电开关，控制所述上料驱动装置和所述电子尺驱动装置的启动和停止，该光电开关的信号输出端连接所述控制装置，所述上料驱动装置上设置电磁开关，该电磁开关的信号输入端连接所述控制装置的信号输出端，该电磁开关的信号输出端连接上料驱动装置中的电机以控制电机的启闭。

例如，当测直径位置上的光电开关检测到测直径位置上没有竹段时，启动上料驱动装置，当测直径位置上有竹段时，上料驱动装置停止，电子尺驱动装置启动，测量该竹段直径，当设定位置没有竹段时，再次启动上料驱动装置，将已测直径的竹段输送到设定位置。

又例如，只在测直径位置上设置光电开关，当测直径位置上的光电开关检测到测直径位置上有竹段时，上料驱动装置停止，电子尺驱动装置启动，测量该竹段直径。而设定位置处没有竹段，可以通过其他信号通知控制装置，例如推竹座的运动行程中设置接近开关而通过控制装置令上料驱动装置开启和停止。

又例如，所述竹段上料机构中的所述传送带上的所述竹段托架的间距均匀，该间距大小为使得当后一个竹段托架送一段竹段到所述测直径位置时，前一个竹段托架上的竹段即从该竹段托架的倾斜面滑下而落入所述设定位置。这样，就可以只在测直径位置设置一个光电开关，用于给竹段直径测量机构启动发出命令，竹段直径测量机构得到命令做一个往复运动：测直径探头伸出接触竹段，然后收回。之后到另一根竹段来到测直径位置时竹段直径测量机构再动作。而在送竹段到测直径位置的同时，也送竹段到设定位置了。而上料驱动装置的启动和停止则可以通过例如推竹座的运动行程中设置接近开关而通过控制装置发出开启和停止的指令。

所述竹段上料机构中的所述传送带，置于所述竹段直径测量机构的下方，该竹段直径测量机构中的测量头的运动轨迹与传送带匹配，使得测量头能够向下运动抵触到传送带上竹段的一个侧壁，而竹段的相对的侧壁抵在传送带上而得以固定，由此构成所述测直径位置，且在所述测量头离开后，传送带停止的状态下，该被测的竹段能够静止在所述测直径位置上。

为了能够让竹段能够在测直径位置上停止在传送带上，所述传送带的结构可以是：

所述竹段上料机构中的所述传送带上设置竹段托架，该竹段托架固定在传送带上以支撑竹段，该竹段托架用以支撑竹段的上表面为倾斜面，该倾斜面的倾斜方向为：当输送竹段向所述测直径位置运动时，该倾斜面的较低一侧在传送带的里侧，而当输送竹段向所述设定位置运动时，该倾斜面的较低一侧在传动带的外侧。

更进一步地，所述竹段上料机构中的所述传送带的主动带轮和从动带轮上下设置，输送竹段向所述测直径位置运动的一段位于背离所述机架的一侧，输送竹段向所述设定位置运动的一侧朝向所述机架的一侧，所述竹段直径测量机构位于在上的带轮的上方。

为了使得竹段能够顺利地落入所述设定位置，在所述传送带和所述机架上设置的所述托架之间设置滑板，该滑板在传送带和托架之间构成一竹段输送通道，使得经过测直径的竹段在传送带带动下从该输送通道稳稳地进入托架的V型槽中的所述设定位置，置于两个夹具的下夹料臂上。

所述竹段直径测量机构中的电子尺驱动装置为与气缸或液压缸装置，所述测量头连接在其中的活塞杆上。在该气缸或液压缸装置中的流体管线上相应处设置电磁阀，该电磁阀的信号输入端连接所述控制装置。以便于得到例如测直径位置处的光电开关的信号而启动。

所述破竹刀盘机构中的所述刀架上设置一转轴，在该转轴上设置一刀盘架，在该刀盘架的一个圆周上设置若干个所述破竹刀盘，所述转轴连接所述换刀驱动装置，该换刀驱动装置包括一伺服电机，该伺服电机的信号输入端连接所述控制装置，所述刀盘架上的一个破竹刀盘位于所述破竹位置，通过所述伺服电机的驱动，能够使得刀盘架上的各个破竹刀盘来到所述破竹位置。刀盘架的转动，即形成了所述的换刀通道。

为了使得在破竹过程中刀盘架稳定不动，所述破竹刀盘机构中还包括一锁定气缸，该锁定气缸连接一锁止件，在所述刀架上设置相应的结构与所述锁止件配合，使得随锁定气缸的动作所述破竹刀盘机构中的所述刀架的转动被锁止或解锁，所述锁定气缸上设置电磁开关，该电磁开关的信号输入端连接所述控制装置的信号输出端，以使得当所述推竹座在所述破竹行程中所述锁定气缸动作而锁住所述转轴在调节破竹刀盘时解锁所述转轴。

具体的，所述锁定气缸设置在所述机架或所述转轴的轴承支架上，在所述刀架上设置若干穿孔，各个穿孔与刀架上设置的各个破竹刀盘在破竹位置相对应，使得每个破竹刀盘在破竹位置上，刀架都被锁止件锁止定位。

所述竹段抓取机构中的所述夹持直线驱动装置为气压或液压装置，其中的活塞杆上连接所述水平滑块；与夹持直线驱动装置相连的控制装置还包括设置在液压或气压缸的夹持直线驱动装置上流体管线上的电磁阀，控制装置的信号输出端连接该电磁阀的信号输入端；控制装置通过该电磁阀控制所述竹段抓取机构中的所述夹持直线驱动装置动作。

本破竹设备还可以包括一已破竹片导出装置，其包括一导出筒和一辊轮装置，该导出筒设置在机架1上，其一个端口位于所述破竹位置的破竹刀盘的后面，与破竹出口对应，使得破开的竹片进入该导出筒；所述辊轮装置包括一个辊轮支架，置于机架上，在该辊轮支架上设置若干对辊轮，各辊轮通过传动机构连接辊轮驱动装置，每对辊轮上下设置，各对辊轮沿破竹路径排列，辊轮的入口与所述导出筒的另一个端口对应，使得所述竹片由辊轮装置导出而离开破竹刀盘机构。辊轮装置的动力通过例如带传动机构与主电机相连接。

在所述推竹机构中的所述支撑滑轨上，在所述推竹座的往返行程中的两个端点即破竹位置和折返点各设置一到位开关，在两个端点之间还设置一个接近开关，使得所述推竹车在经过这三个开关时通过所述控制装置向相应驱动装置发出启动或停止或一个循环结束和/或开始的信号。

例如，破竹位置处的一个接近开关通过控制装置与换刀驱动装置关联，当推竹座从破竹位置向折返位置移动经过该接近开关时，根据竹段直径测量机构所测得的直径在测直径位置的竹段的直径调整，如果需要转动刀盘架，由控制装置命令锁定气缸上的电磁开关，给刀盘架解锁，换刀驱动装置运动到位后，在命令锁定气缸上的电磁开关，给刀盘架锁定。在返回行程中推竹座遇到第二个接近开关，控制装置即给竹段抓取机构中的夹持直线驱动装置下命令，使得两个夹具中的上下两个所述夹料臂同步地合拢，将设定位置上的竹段夹持到破竹中心线上。然后推竹座经过折返位置，向破竹位置运动而走破竹行程，在这个行程中经过第二接近开关时，控制装置命令另个夹具的上下两个所述夹料臂同步地分开，同时命令所述上料驱动机构启动，将一根已经测量直径的竹段从测直径位置输送到设定位置，而另一根竹段送到测直径位置。中间的这个地儿接近开关可以是具有两个接受信息面的接近开关，一个面朝向破竹位置，另一个面朝向折返位置。这种接近开关为现有技术，其结构和原理不再赘述。

所述控制装置可以是一个CPU、电脑，也可以是一可编程控制器PLC。

使用上述自动进料快速对心的连续破竹设备的破竹方法，其包括如下步骤：

步骤1：通过竹段上料机构的传送带将一竹段A2输送到测直径位置，与此同时，将位于传送带上前面的另一已经测量了直径的竹段A1从测直径位置输送到设定位置，竹段上料机构停止，竹段直径测量机构启动，测量竹段A2直径；

步骤2：通过竹段直径测量机构测量的竹段A1直径的数据通过控制装置控制破竹刀盘机构中的换刀驱动装置，使得所述刀架上适合的破竹刀盘处于所述破竹位置；

步骤3：竹段进料机构启动，带动竹段抓取机构的夹料臂合拢从所述设定位置抓取竹段A1，使得被夹持的竹段A1的中心线与破竹位置上的破竹刀盘的中心线即破竹中心线重合；

步骤4：所述推竹机构中的推竹座走破竹行程，推抵被夹持的竹段A1，当该竹段A1接触到破竹刀盘时，所述竹段进料机构启动，带动竹段抓取机构的夹料臂张开，推竹座推着竹段A1运动到破竹位置，然后返回；

步骤5：推竹机构从破竹位置走返回行程；

步骤1至5重复进行，步骤1和步骤2的顺序可以颠倒。

重复步骤2，根据测得竹段A2的直径调整破竹刀盘，竹段上料机构启动，将一竹段A3输送到测直径位置，与此同时，将另一已经测量了直径的竹段A2从测直径位置输送到设定位置。

具体地，所述推竹机构中的推竹座在所述推竹驱动装置的作用下连续往复运动，经过设置在推竹座运动沿途的三个接近开关，该三个接近开关的信号通过所述控制装置控制：

所述破竹刀盘机构中的换刀驱动装置的启动和停止：推竹座从破竹位置向折返位置运动，经过第一个接近开关，使得所述破竹刀盘机构中设置的锁定所述刀架上一转轴上设的刀盘架的锁定气缸在控制装置的信号指令下动作解锁刀盘架，所述破竹刀盘机构中的换刀驱动装置启动，根据此时位于设置位置的竹段的直径按设定的方向、转过设定的角度然后停止或者不动--步骤2；并在转动到位后重新锁定刀盘架；

所述竹段抓取机构中的夹料直线驱动装置的启动和停止：推竹座从破竹位置向折返位置运动，经过第二个接近开关时，使得竹段抓取机构中的夹料直线驱动装置运动将设定位置上的竹段夹起到破竹中心线上--步骤3；

所述推竹座在从折返位置向破竹位置运行的破竹行程中，经过第二个接近开关时，使得竹段抓取机构中的夹料直线驱动装置运动，使得夹料臂分开--步骤4，推竹座推竹段到破竹位置，然后折返；

所述竹段上料机构中的上料驱动装置的启动和停止：所述推竹座在从折返位置向破竹位置运动的破竹行程中，经过第二个接近开关时，使得竹段上料机构中的上料驱动装置启动，将位于测直径位置的竹段送入设定位置，置于在下的夹料臂上，同时，将另一根竹段送到测直径位置；

所述竹段直径检测机构中的电子尺驱动装置的启动和停止受控于设置在所述测直径位置处的光电开关：当测直径位置的光电开关被竹段挡住时，所述电子尺驱动装置启动 伸向竹段，与竹段接触后再收回，直径测量完成；

随着所述推竹座在其驱动装置的带动下往复运动中，上述步骤即循环往复进行；

当所述测直径位置上的光电开关没有被竹段挡住时，所述推竹座在回到折返位置接触到第三个接近开关时，通过控制装置使得所述推竹驱动装置停止。

本发明提供的一种自动进料快速对心的连续破竹设备和破竹方法， 是针对于目前在破竹过程中，破竹设备不能实现自动对心，需要在人工的参与下，才能够进行粗略的对心，然后再加工竹条的问题的改进措施，在对心中，将设定位置设置在破竹路径的正下方，再使用两个前后设置同步运动的夹具，每个夹具中的上下夹料臂连接在一个直线运动驱动装置连接的滑块上，通过四连杆机构使得上下夹料臂合拢夹住竹段时竹段的中心线一定就在破竹路径上，这样的对心结构非常简单，但对心精度却很高，完全能够满足破竹的要求。而对于现有破竹设备不能够根据竹子的直径来自行换取刀片的不足，提出了解决方案，设计了根据在竹段上料机构输送竹段的过程中用竹段直径检测机构检测竹段的直径，然后，通过控制装置驱动换刀机构，即可方便地实现根据竹段的直径用不同的破竹刀盘破竹的目的。目前，在破竹生产的过程中，仍然需要人工拾取毛竹，放在破竹设备上进行破竹。如果遇到重且长的毛竹，还需要添加人手，共同合作才能完成破竹作业。本发明能够很好地解决了这一问题，现在可以把分割好的粗细不同的毛竹段统一放在一上料架上，通过竹段上料机构，将一根一根的竹段依次输送、逐一测直径，再根据直径换破竹刀盘，破竹，乃至于竹片导出，都可以自动完成，而且本发明提供的破竹设备通过使用特别的竹段抓取机构，可以实现快速对心。

因此，本发明提供的破竹设备和破竹方法具有简单、便捷、实用的优点，即减轻了操作人员的劳动难度，也提高了加工质量和效率。

下面通过附图和实施例对本发明做进一步说明。

附图说明

图1是本发明提供的自动进料快速对心的连续破竹设备的结构示意图。

图2为图1所示破竹设备的侧视结构示意图。

图3是图1所示破竹设备中竹段上料机构的结构示意图。

图4是图1所示破竹设备中竹段抓取机构的结构示意图。

图5为推竹机构的结构示意图。

图中各部件标号如下：

机架1，竹段上料机构2，传送链21，竹段托架211，上表面211a，上料驱动电机22，减速机23，主动带轮24，从动带轮25，测直径位置A，设定位置B， 上料架26，破竹刀盘机构3，刀座31，破竹位置C，刀架32，破竹刀盘33，换刀驱动伺服电机34，减速机34a，转轴321，锁定气缸35，锁止件351，穿孔322，破竹位置D，推竹机构4，推竹座41，撞碗42，，主电机422，带轮轴422a，支撑滑轨44，轴承座45，滚轮46，大滚轮47，紧定板50，紧定螺杆51，竹段抓取机构5，前夹具51，溜板51b，前上夹料臂511，前下夹料臂512，前加料气缸513，前气缸水平滑块513a，前托架51a，后夹具52，后上夹料臂521，后下夹料臂522，后加料气缸523，后气缸水平滑块523a，后托架52a，夹料臂转轴a，夹料臂摆杆b，夹料臂连杆c，竹段直径检测机构6，电子尺61，测量头61a，电子尺驱动气缸62， 已破竹片导出装置7，导出筒71，辊轮装置72，辊轮支架721，辊轮722。

具体实施方式

如图1所示的自动进料快速对心的连续破竹设备，包括一机架1，在该机架1上设有竹段上料机构2、破竹刀盘机构3、推竹机构4、竹段抓取机构5和竹段直径检测机构6以及已破竹片导出装置7。

所述竹段上料机构2包括一传送带，在本实施例中为两根传送链21，每根传送链21连接在两个链轮上，主动链轮24在下，从动链轮25在上，上下对正设置，两个主动链轮连接在一根主动轴上，两个从动链轮连接在一根从动轴上，主动轴上连接减速器23，减速机23连接上料驱动装置-电机22，通过电机使得置于该两传送链上的竹段被输送到测直径位置A和设定位置B。

如图2所示，所述竹段上料机构2中的所述传送带的主动带轮和从动带轮上下设置，置于机架1的一侧，输送竹段向上，向着所述测直径位置A运动的一段位于背离机架1的一侧，输送竹段向下，向着设定位置B运动的一侧朝向机架1的一侧。为了让竹段能够在传送链21上固定，在两根传送链21上设置对应的竹段托架211，该竹段托架211固定在传送带上以支撑竹段，该竹段托架211用以支撑竹段的上表面211a为倾斜面，该上表面211a的倾斜方向为：当输送竹段向所述测直径位置运动时，该倾斜面的较低一侧在传送带的里侧，而当输送竹段向所述设定位置运动时，该倾斜面的较低一侧在传动带的外侧。由此可以使得当竹段在测直径位置，竹段可以稳定地固定在传送链上进行直径测量，在向下运动是，倾斜的上表面可以方便竹段滑下离开传送链落入设定位置B。

如图2所示，所述竹段直径测量机构6位于在上的从动链轮的上方。所述竹段直径测量机构6包括一电子尺61，该电子尺61的测量头61a连接一电子尺驱动装置-气缸装置62的活塞杆上，气缸装置带动该测量头61a移动以接触位于所述上料机构上测量位置上的竹段而得到竹段直径和然后复位，所述电子尺的测量头获得竹段直径的数据信号。

如图2所示，竹段被上料机构输送到测直径位置A后，停下来，气缸装置62动作，使得测量头61a向下移动而接触竹段，而后即缩回。

如图2所示，所述破竹刀盘机构3包括一刀座31，在机架上通过转轴321设置一刀架32，刀架上圆周方向可拆地设置若干破竹刀盘33。随着刀架32的转动，刀架32上的各个破竹刀盘均通过刀座31，破竹刀盘在刀座处，破竹刀盘的破竹刀口形成破竹位置D。各个破竹刀盘上刀片的间隔角度不同，适于破切直径大小不同的竹段。转轴通过减速器34a连接换刀驱动装置-伺服电机34。伺服电机34的转动，使得不同的破竹刀盘来到破竹位置，从而可以根据竹段的直径的大小更换不同的破竹刀盘。根据破竹的竹片的宽度规格，可以安装不同规格的破竹刀盘。

破竹刀盘机构3中还包括一锁定气缸35，该锁定气缸35设置在机架1，也可以具体地设置在所述转轴321的轴承支架上，锁定气缸35的活塞杆上连接一锁止件351，在所述刀架32上设置相应的结构与所述锁止件351配合，使得随锁定气缸35的动作，所述破竹刀盘机构中的所述刀架的转动被锁止或解锁，在刀架32上设置设置的相应的结构是若干穿孔322，各个穿孔322与刀架32上设置的各个破竹刀盘33在破竹位置相对应，使得每个破竹刀盘在破竹位置上，刀架32都能够被锁止件351锁止定位。

如图1所示，所述推竹机构4包括一支撑滑轨44，固定在机架1上，在该支撑滑轨44上可滑动地设一推竹座41，在推竹座上设有一撞碗42。该推竹座41通过传动机构连接一推竹驱动装置，使得该推竹座在所述机架上的破竹位置和距离所述破竹位置设定距离的折返点之间往复平移。

如图5所示，该推竹座41连接一链传动装置，从动旋转轴设置在支撑导轨44上的轴承座上，在从动旋转轴上设置从动链轮，在主动旋转轴上设置主动链轮，主动旋转轴通过与带传动机构连接推竹驱动装置，即主电机422，带传动机构中的带轮轴422a固定在带轮轴承座上，带轮轴承座固定在机架1上。在两个链轮上设置链条。链条和推竹座41的连接结构是：在链条上固设一抱链座，在抱链座上设置一根轴穿过推竹座41上的一竖向槽，在该轴上设置一滚轮46和一大滚轮47，滚轮46对应竖向槽的槽壁，使得轴与推竹座41为滚动摩擦，大滚轮47设置在轴端，位于推竹座41的外侧，用以限定推竹座41和链条的相对位置，该轴通过轴承座45固定。在推竹座41的内侧面上还设置可转动的导轮，该导轮在支撑滑轨44的侧面上滚动，起到给推竹座41的导向和形成滚动摩擦的作用。

推竹驱动装置为主电机422，通过电机安装座固定在机架1上。通过固定在电机轴上的小带轮和大带轮以及传动带组成的带传动机构带动主动链轮，使得链传动装置运动。当链条运动时，带动推竹座41沿着支撑滑轨41向破竹刀盘机构的方向移动进行破竹，当将整节竹段均推到破竹刀盘机构后，推竹座41随着链条来到链传动装置的另一个链轮处，抱链座有竖向的运动部分，即带动轴及轴上的滚轮46和大滚轮47沿推竹座41上的竖向槽来到链轮的另一侧的链条上，即可带动推竹座41向反方向移动而回到起始位置。由此即使得在链传动机构连续运转下，推竹座42可不断往复移动，实现推着竹段到破竹刀盘机构而破成竹片和返回复位的功能。链传动机构还包括用于张紧链条的紧定板50和紧定螺杆51。

从折返点向破竹位置的行程为破竹行程，从破竹行程向折返点的行程为返回行程，实现推竹段到破竹位置而破成竹片和退回复位的功能，所述破竹位置上的破竹刀盘的中心线为破竹中心线，所述破竹中心线为一水平直线，构成破竹路径；

如图1和图4所示，所述竹段抓取机构5包括两个夹具，两个所述夹具一前一后地设置在机架1上；分别是前夹具51和后夹具52。每个夹具包括上下设置的两个夹料臂，前夹具51包括前上夹料臂511和前下夹料臂512，后夹具52包括后上夹料臂521和后下夹料臂522。两个夹具的四个夹料臂均通过夹料臂转轴a固定在机架1上。四个转轴a上各固连一摆杆b的一端。每个所述夹具包括一夹料直线驱动装置，在本实施例中为气缸装置，其设置在机架1上，前加料气缸513的活塞杆连接一前气缸水平滑块513a，后加料气缸523的活塞杆连接与后气缸水平滑块523a。该水平滑块设置在所述机架上设置的相应滑道中，每个气缸水平滑块上分别连接两个连杆c的一端，各连杆c的另一端连接相应的夹料臂转轴上的摆杆b的另一端。由此，各夹料臂通过一连杆机构即与气缸装置连接在一起了。通过气缸装置的往复运动，即可实现每个夹具的上下夹料臂合拢和分开。尤其特别的是，同一个夹具的上下夹料臂通过连杆机构连接在同一水平滑块上，因此，上下夹料臂的动作是协调一致的。经过设计，可以使得上下夹料臂合拢的时候其间的中点位于所述破竹中心线上。这样在上下夹料臂夹持起竹段时，可以使得竹段的中心就在破竹中心线上。这样的竹段对心既简单有精确，比起通过位置传感器等对中心有了突出的进步！

在每个所述夹具设置处的所述机架上设置一托架，即一个前托架51a和后托架52a。在下的所述夹料臂当处于分开的状态时，置于该托架上设置的一上大下小的V型槽中，该V型槽构成竹段被输送到的所述设定位置B，使得竹段被输送落到在下的所述夹料臂上。竹段上料机构上测量了直径的竹段，从最高处向下运动，倾斜的竹段托架上表面211a使得竹段从竹段托架滑下来，为了让滑下的竹段顺利地落入托架的V型槽中，在V型槽和竹段托架之间设一溜板51b。

本破竹设备还包括一已破竹片导出装置，其包括一导出筒71和一辊轮装置72，该导出筒设置在机架1上，其一个端口位于所述破竹位置的破竹刀盘的后面，与破竹出口对应，使得破开的竹片进入该导出筒；所述辊轮装置包括一个辊轮支架721，置于机架上，在该辊轮支架上设置若干对辊轮722，各辊轮通过传动机构连接辊轮驱动装置，每对辊轮上下设置，各对辊轮沿破竹路径排列，辊轮的入口与所述导出筒的另一个端口对应，使得所述竹片由辊轮装置导出而离开破竹刀盘机构。辊轮装置的动力通过例如带传动机构与主电机相连接。

要能够实现自动，本破竹设备还包括一控制装置。所述竹段上料驱动装置、换刀驱动装置、推竹驱动装置、竹段抓取的夹持直线驱动装置和电子尺驱动装置分别与该控制装置相连；该控制装置控制各驱动装置的动作。

该控制装置可以的CPU、电脑，也可以是一可编程控制器PLC。

所述控制装置还包括若干个位移传感器和/或光电开关和/或接近开关，还包括电磁阀和/或电磁开关；

所述位移传感器和/或光电开关和/或接近开关的信号输出端与所述控制装置的信号输入端相连，采集各种数据；

所述电磁阀和/或电磁开关的控制端与所述控制装置的信号输出端相连，电磁阀和/或电磁开关的控制信号输出端与被控驱动装置的控制端相连，所述控制装置通过该电磁阀和/或电磁开关控制各驱动装置的动作，控制各个相应驱动装置启动和停止以完成。

上料驱动装置是电机，其设有电磁控制开关，该控制开关的信号输入端连接控制装置例如PLC的信号输入端，在测直径位置A设置一感知是否有竹段的位置传感器，即光电开关，其既可以关联竹段直径测量机构，也可以关联上料驱动装置，通过PLC设定，当测直径位置A处无竹段时，电机启动，当测直径位置A处有竹段时，电机停止，同时测直径的电子尺驱动装置—气缸动作完成一个测直径的往复运动周期。另外，PLC还可以设定，当上料驱动装置的电机运转一个时间段后，测直径位置A上仍然无竹段，即说明已经没有破竹原料了，则电机停止。

而测直径机构得到的直径通过控制装置启动换刀驱动装置的伺服电机，所述锁定气缸上设置电磁开关，该电磁开关的信号输入端连接所述控制装置的信号输出端，以使得当所述推竹座在所述破竹行程中所述锁定气缸动作而锁住所述转轴在调节破竹刀盘时解锁所述转轴。换刀驱动装置的伺服电机还要与锁定气缸配合，锁定气缸的配合动作，完成调整破竹位置的破竹刀盘的动作。

控制装置还要对于竹段抓取机构中的驱动装置—气缸进行控制，在气缸的气路上设置电磁阀，该电磁阀受控于控制装置。

控制装置也要控制推竹机构的驱动装置。

用上述破竹设备进行破竹的方法是：

步骤1：通过竹段上料机构的传送带将一竹段A2输送到测直径位置，与此同时，将位于传送带上前面的另一已经测量了直径的竹段A1从测直径位置输送到设定位置，竹段上料机构停止，竹段直径测量机构启动，测量竹段A2直径；

步骤2：通过竹段直径测量机构测量的竹段A1直径的数据通过控制装置控制破竹刀盘机构中的换刀驱动装置，使得所述刀架上适合的破竹刀盘处于所述破竹位置；

步骤3：竹段进料机构启动，带动竹段抓取机构的夹料臂合拢从所述设定位置抓取竹段A1，使得被夹持的竹段A1的中心线与破竹位置上的破竹刀盘的中心线即破竹中心线重合；

步骤4：所述推竹机构中的推竹座走破竹行程，推抵被夹持的竹段A1，当该竹段A1接触到破竹刀盘时，所述竹段进料机构启动，带动竹段抓取机构的夹料臂张开，推竹座推着竹段A1运动到破竹位置，然后返回；

步骤5：推竹机构从破竹位置走返回行程；

步骤1至5重复进行，步骤1和步骤2的顺序可以颠倒。

重复步骤2，根据测得竹段A2的直径调整破竹刀盘，竹段上料机构启动，将一竹段A3输送到测直径位置，与此同时，将另一已经测量了直径的竹段A2从测直径位置输送到设定位置。

一个较佳的控制方案是：在所述推竹机构中的所述支撑滑轨上，在所述推竹座的往返行程中的两个端点即破竹位置和折返点各设置一到位开关（图中未示出），在两个端点之间还设置一个接近开关，使得所述推竹车在经过这三个开关时通过所述控制装置向相应驱动装置即竹段上料驱动电机、锁定气缸、换刀的伺服电机发出启动或停止或一个循环结束和/或开始的信号。而推竹机构的驱动电机启动后一直运行。

破竹位置处的一个接近开关通过控制装置与换刀驱动装置关联，当推竹座从破竹位置向折返位置移动经过该接近开关时，根据竹段直径测量机构所测得的直径在测直径位置的竹段的直径调整，如果需要转动刀盘架，由控制装置命令锁定气缸上的电磁开关，给刀盘架解锁，换刀驱动装置根据控制装置的指令，确定转向、转动的角度而运动，运动到位后，控制装置命令锁定气缸上的电磁开关，给刀盘架锁定。在返回行程中推竹座遇到第二个接近开关，控制装置即给竹段抓取机构中的夹持直线驱动装置下命令，使得两个夹具中的上下两个所述夹料臂同步地合拢，将设定位置B上的竹段夹持到破竹中心线上。然后推竹座经过折返位置，向破竹位置运动而走破竹行程，在这个行程中经过第二接近开关时，控制装置命令另个夹具的上下两个所述夹料臂同步地分开，同时命令所述上料驱动机构启动，将一根已经测量直径的竹段从测直径位置A输送到设定位置B，而另一根竹段送到测直径位置A。中间的这个第二接近开关可以是具有两个接受信息面的接近开关，一个面朝向破竹位置，另一个面朝向折返位置。

这种让推竹机构连续运行，通过其运行中途设置接近开关，以控制上料驱动装置、换刀驱动装置、竹段抓取机构中的气缸动作，就可以连续顺畅地完成破竹作业。

与前面的设备控制装置配合，破竹方法可以是：

所述破竹刀盘机构中的换刀驱动装置的启动和停止：推竹座从破竹位置向折返位置运动，经过第一个接近开关，使得所述破竹刀盘机构中设置的锁定所述刀架上一转轴上设的刀盘架的锁定气缸在控制装置的信号指令下动作解锁刀盘架，所述破竹刀盘机构中的换刀驱动装置启动，根据此时位于设置位置的竹段的直径按设定的方向、转过设定的角度然后停止或者不动--步骤2；并在转动到位后重新锁定刀盘架；

所述竹段抓取机构中的夹料直线驱动装置的启动和停止：推竹座从破竹位置向折返位置运动，经过第二个接近开关时，使得竹段抓取机构中的夹料直线驱动装置运动将设定位置上的竹段夹起到破竹中心线上--步骤3；

所述推竹座在从折返位置向破竹位置运行的破竹行程中，经过第二个接近开关时，使得竹段抓取机构中的夹料直线驱动装置运动，使得夹料臂分开--步骤4，推竹座推竹段到破竹位置，然后折返；

所述竹段上料机构中的上料驱动装置的启动和停止：所述推竹座在从折返位置向破竹位置运动的破竹行程中，经过第二个接近开关时，使得竹段上料机构中的上料驱动装置启动，将位于测直径位置的竹段送入设定位置，置于在下的夹料臂上，同时，将另一根竹段送到测直径位置；

所述竹段直径检测机构中的电子尺驱动装置的启动和停止受控于设置在所述测直径位置处的光电开关：当测直径位置的光电开关被竹段挡住时，所述电子尺驱动装置启动 伸向竹段，与竹段接触后再收回，直径测量完成；

随着所述推竹座在其驱动装置的带动下往复运动中，上述步骤即循环往复进行；

当所述测直径位置上的光电开关没有被竹段挡住时，所述推竹座在回到折返位置接触到第三个接近开关时，通过控制装置使得所述推竹驱动装置停止。

Claims (10)

1.一种自动进料快速对心的连续破竹设备，其特征在于：包括一机架，在该机架上设有竹段上料机构、破竹刀盘机构、推竹机构、竹段抓取机构和竹段直径检测机构，

所述竹段上料机构包括一传送带，该传送带连接一上料驱动装置，通过上料驱动装置使得置于该传送带上的竹段被输送到测直径位置和设定位置；

所述破竹刀盘机构包括一刀座，该刀座固设在所述机架上，在该刀座上设置破竹刀盘，破竹刀盘的刀口处构成破竹位置；所述破竹刀盘为可换刀的破竹刀盘机构，该可换刀的破竹刀盘机构还包括一换刀机构，其包括一刀架，在刀架上设有若干破竹刀盘，在该刀架与所述破竹位置之间设置换刀通道，在机架上还设有将破竹刀盘在刀架和破竹位置之间的换刀通道上输送而更换的换刀驱动装置，使得所述刀架上的若干破竹刀盘通过所述换刀通道运行，而使得在破竹位置上的破竹刀盘能够变换；

所述推竹机构包括一支撑滑轨，固定在所述机架上，在该支撑滑轨上可滑动地设一推竹座，该推竹座通过传动机构连接一推竹驱动装置，使得该推竹座在所述机架上的破竹位置和距离所述破竹位置设定距离的折返点之间往复平移，从折返点向破竹位置的行程为破竹行程，从破竹行程向折返点的行程为返回行程，实现推竹段到破竹位置而破成竹片和退回复位的功能，所述破竹位置上的破竹刀盘的中心线为破竹中心线，所述破竹中心线为一水平直线，构成破竹路径；

所述竹段抓取机构包括两个夹具，两个所述夹具一前一后地设置在所述机架上；每个夹具包括上下设置的两个夹料臂，两个夹料臂的一端分别固定在机架上的一转轴上，每个所述夹具包括一夹料直线驱动装置，其设置在机架上，其中的直线运动件连接一水平滑块，该水平滑块设置在所述机架上设置的相应滑道中，在该水平滑块上，上下各铰接一连杆的一端，两根所述连杆的另一端分别铰接一摆杆的一端，两根摆杆的另一端分别连接在固设两个夹料臂的两根转轴上，使得当所述夹料直线驱动装置往复运动，上下两个所述夹料臂合拢和分开；在每个所述夹具设置处的所述机架上设置一托架，在下的所述夹料臂当处于分开的状态时，置于该托架上设置的一上大下小的V型槽中，该V型槽构成竹段被输送到的所述设定位置，使得竹段被输送落到在下的所述夹料臂上；

所述竹段直径测量机构包括一电子尺，该电子尺的测量头连接一电子尺驱动装置，以带动该测量头移动以接触位于所述上料机构上的竹段而得到竹段直径和复位，所述电子尺的测量头获得竹段直径的数据信号；

还包括一控制装置；所述竹段上料驱动装置、换刀驱动装置、推竹驱动装置、竹段抓取的夹持直线驱动装置和电子尺驱动装置分别与该控制装置相连；该控制装置控制各驱动装置的动作。

2.根据权利要求1所述的自动进料快速对心的连续破竹设备，其特征在于：所述控制装置还包括若干个位移传感器和/或光电开关和/或接近开关，还包括电磁阀和/或电磁开关；

所述位移传感器和/或光电开关和/或接近开关的信号输出端与所述控制装置的信号输入端相连，采集各种数据；

所述电磁阀和/或电磁开关的控制端与所述控制装置的信号输出端相连，电磁阀和/或电磁开关的控制信号输出端与被控驱动装置的控制端相连，所述控制装置通过该电磁阀和/或电磁开关控制各驱动装置的动作，控制相应的驱动装置启动和停止。

3.根据权利要求2所述的自动进料快速对心的连续破竹设备，其特征在于：

在所述竹段上料机构中的所述测直径位置或者测直径位置和设定位置对应处设置光电开关，控制所述上料驱动装置和所述电子尺驱动装置的启动和停止，该光电开关的信号输出端连接所述控制装置，所述上料驱动装置上设置电磁开关，该电磁开关的信号输入端连接所述控制装置的信号输出端，该电磁开关的信号输出端连接上料驱动装置中的电机以控制电机的启闭；和/或，

在所述推竹机构中的所述支撑滑轨上，在所述推竹座的往返行程中的两个端点即破竹位置和折返点各设置一到位开关即接近开关，在两个端点之间还设置一个接近开关，使得所述推竹座在经过这三个开关时通过所述控制装置向相应驱动装置发出启动或停止或一个循环结束和/或开始的信号。

4.根据权利要求1或2或3所述的自动进料快速对心的连续破竹设备，其特征在于：

所述控制装置为一可编程控制器PLC，或者为CPU，或者是电脑；和/或，

所述竹段上料机构中的所述传送带，置于所述竹段直径测量机构的下方，该竹段直径测量机构中的测量头的运动轨迹与传送带匹配，使得测量头能够向下运动抵触到传送带上竹段的一个侧壁，而竹段的相对的侧壁抵在传送带上而得以固定，由此构成所述测直径位置，且在所述测量头离开后，传送带停止的状态下，该被测的竹段能够静止在所述测直径位置上；和/或，

在所述传送带和所述机架上设置的所述托架之间设置滑板，该滑板在传送带和托架之间构成一竹段输送通道，使得经过测直径的竹段在传送带带动下从该输送通道进入托架的V型槽中的所述设定位置，置于两个夹具的下夹料臂上。

5.根据权利要求1或2或3或4所述的自动进料快速对心的连续破竹设备，其特征在于：

所述竹段抓取机构中的所述夹持直线驱动装置为气压或液压装置，其中的活塞杆上连接所述水平滑块；与夹持直线驱动装置相连的控制装置还包括设置在液压或气压缸的夹持直线驱动装置上流体管线上的电磁阀，控制装置的信号输出端连接该电磁阀的信号输入端；控制装置通过该电磁阀控制所述竹段抓取机构中的所述夹持直线驱动装置动作；和/或，

所述竹段直径测量机构中的电子尺驱动装置为与气缸或液压缸装置，所述测量头连接在其中的活塞杆上；和/或，

所述竹段上料机构中的所述传送带上设置竹段托架，该竹段托架固定在传送带上以支撑竹段，该竹段托架用以支撑竹段的上表面为倾斜面，该倾斜面的倾斜方向为：当输送竹段向所述测直径位置运动时，该倾斜面的较低一侧在传送带的里侧，而当输送竹段向所述设定位置运动时，该倾斜面的较低一侧在传动带的外侧；和/或，

所述竹段上料机构中的所述传送带的主动带轮和从动带轮上下设置，输送竹段向所述测直径位置运动的一段位于背离所述机架的一侧，输送竹段向所述设定位置运动的一端朝向所述机架的一侧，所述竹段直径测量机构位于在上的带轮的上方；和/或，

所述破竹刀盘机构中的所述刀架上设置一转轴，在该转轴上设置一刀盘架，在该刀盘架的一个圆周上设置若干个所述破竹刀盘，所述转轴连接所述换刀驱动装置，该换刀驱动装置包括一伺服电机，该伺服电机的信号输入端连接所述控制装置，所述刀盘架上的一个破竹刀盘位于所述破竹位置，通过所述伺服电机的驱动，能够使得刀盘架上的各个破竹刀盘来到所述破竹位置。

6.根据权利要求5所述的自动进料快速对心的连续破竹设备，其特征在于：所述破竹刀盘机构中还包括一锁定气缸，该锁定气缸连接一锁止件，在所述刀架上设置相应的结构与所述锁止件配合，使得随锁定气缸的动作所述破竹刀盘机构中的所述刀架的转动被锁止或解锁，所述锁定气缸上设置电磁开关，该电磁开关的信号输入端连接所述控制装置的信号输出端，以使得当所述推竹座在所述破竹行程中所述锁定气缸动作而锁住所述转轴在调节破竹刀盘时解锁所述转轴；和/或，

所述竹段上料机构中的所述传送带上的所述竹段托架的间距均匀，该间距大小为使得当后一个竹段托架送一段竹段到所述测直径位置时，前一个竹段托架上的竹段即从该竹段托架的倾斜面滑下而落入所述设定位置。

7.根据权利要求6所述的自动进料快速对心的连续破竹设备，其特征在于：所述锁定气缸设置在所述机架或所述转轴的轴承支架上；和/或，

在所述刀架上设置若干穿孔，各个穿孔与刀架上设置的各个破竹刀盘在破竹位置相对应，使得每个破竹刀盘在破竹位置上，刀架都被锁止件锁止定位。

8.根据权利要求1至7之一所述的自动进料快速对心的连续破竹设备，其特征在于：

还包括一已破竹片导出装置，其包括一导出筒和一辊轮装置，该导出筒设置在机架上，其一个端口位于所述破竹位置的破竹刀盘的后面，与破竹出口对应，使得破开的竹片进入该导出筒；所述辊轮装置包括一个辊轮支架，置于机架上，在该辊轮支架上设置若干对辊轮，各辊轮通过传动机构连接辊轮驱动装置，每对辊轮上下设置，各对辊轮沿破竹路径排列，辊轮的入口与所述导出筒的另一个端口对应，使得所述竹片由辊轮装置导出而离开破竹刀盘机构。

9.使用如权利要求1至8之一的自动进料快速对心的连续破竹设备的破竹方法，其包括如下步骤：

步骤1：通过竹段上料机构的传送带将一竹段A2输送到测直径位置，与此同时，将位于传送带上前面的另一已经测量了直径的竹段A1从测直径位置输送到设定位置，竹段上料机构停止，竹段直径测量机构启动，测量竹段A2直径；

步骤2：通过竹段直径测量机构测量的竹段A1直径的数据通过控制装置控制破竹刀盘机构中的换刀驱动装置，使得所述刀架上适合的破竹刀盘处于所述破竹位置；

步骤3：竹段进料机构启动，带动竹段抓取机构的夹料臂合拢从所述设定位置抓取竹段A1，使得被夹持的竹段A1的中心线与破竹位置上的破竹刀盘的中心线即破竹中心线重合；

步骤4：所述推竹机构中的推竹座走破竹行程，推抵被夹持的竹段A1，当该竹段A1接触到破竹刀盘时，所述竹段进料机构启动，带动竹段抓取机构的夹料臂张开，推竹座推着竹段A1运动到破竹位置，然后返回；

步骤5：推竹机构从破竹位置走返回行程；

步骤1至5重复进行，步骤1和步骤2的顺序可以颠倒。

10.根据权利要求9所述的自动进料快速对心的连续破竹设备的破竹方法，其特征在于：所述推竹机构中的推竹座在所述推竹驱动装置的作用下连续往复运动，经过设置在推竹座运动沿途的三个接近开关，该三个接近开关的信号通过所述控制装置控制：

所述破竹刀盘机构中的换刀驱动装置的启动和停止：推竹座从破竹位置向折返位置运动，经过第一个接近开关，使得所述破竹刀盘机构中设置的锁定所述刀架上一转轴上设的刀盘架的锁定气缸在控制装置的信号指令下动作解锁刀盘架，所述破竹刀盘机构中的换刀驱动装置启动，根据此时位于设置位置的竹段的直径按设定的方向、转过设定的角度然后停止或者不动--步骤2；并在转动到位后重新锁定刀盘架；

所述竹段抓取机构中的夹料直线驱动装置的启动和停止：推竹座从破竹位置向折返位置运动，经过第二个接近开关时，使得竹段抓取机构中的夹料直线驱动装置运动将设定位置上的竹段夹起到破竹中心线上--步骤3；

所述推竹座在从折返位置向破竹位置运行的破竹行程中，经过第二个接近开关时，使得竹段抓取机构中的夹料直线驱动装置运动，使得夹料臂分开--步骤4，推竹座推竹段到破竹位置，然后折返；

所述竹段上料机构中的上料驱动装置的启动和停止：所述推竹座在从折返位置向破竹位置运动的破竹行程中，经过第二个接近开关时，使得竹段上料机构中的上料驱动装置启动，将位于测直径位置的竹段送入设定位置，置于在下的夹料臂上，同时，将另一根竹段送到测直径位置；

所述竹段直径检测机构中的电子尺驱动装置的启动和停止受控于设置在所述测直径位置处的光电开关：当测直径位置的光电开关被竹段挡住时，所述电子尺驱动装置启动 伸向竹段，与竹段接触后再收回，直径测量完成；

随着所述推竹座在其驱动装置的带动下往复运动中，上述步骤即循环往复进行；

当所述测直径位置上的光电开关没有被竹段挡住时，所述推竹座在回到折返位置接触到第三个接近开关时，通过控制装置使得所述推竹驱动装置停止。