CN108127752A - 一种用于竹片分割设备的滑台机构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于竹片分割设备的滑台机构，所述竹片分割设备包括用于分割物料的刀架组件，所述滑台机构包括用于夹持物料并保持物料的中轴线处于水平的自定心夹板结构、用于带动物料横向移动的第一滑台、用于带动物料前后移动的第二滑台、导向槽及可与刀架组件配合抵住物料的顶料装置，于刀架组件在切割物料结节部分和其它部分两个状态之间切换时，所述顶料装置可调节施加于物料上的压力大小。本发明结构简单，形成自动化的移料系统，切割结构稳定，可以根据不同外径的物料进行自动调节压力，切割精度高，安全性能高，生产效率高。

Description

一种用于竹片分割设备的滑台机构

技术领域

本发明属于毛竹切割机器领域，尤其是涉及一种用于竹片分割设备的滑台机构。

背景技术

目前市场上对竹子进行锯断、分割成条状的竹片，都是人工借助刀具进行手工操作，没有一套机械可以进行自动化的操作，不仅工作效率低，人工锯切、开片、分拣劳动强度大，而且容易对操作者造成一定的伤害，危险性高，分拣尺寸不准确。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种形成自动化程度高、送料效率高、切割精度高、分割效率高、安全性能佳的用于竹片分割设备的滑台机构。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种用于竹片分割设备的滑台机构，所述竹片分割设备包括用于分割物料的刀架组件，所述滑台机构包括用于夹持物料并保持物料的中轴线处于水平的自定心夹板结构、用于带动物料横向移动的第一滑台、用于带动物料前后移动的第二滑台、导向槽及可与刀架组件配合抵住物料的顶料装置，于刀架组件在切割物料结节部分和其它部分两个状态之间切换时，所述顶料装置可调节施加于物料上的压力大小。滑台机构实现了物料从送料机构到切割机构的全自动转移，而且是物料相对位置不变的平移，因此初始状态时，可以将物料的缺陷部位调整至相邻两割刀之间，从而将带有缺陷部位的竹片数量降至最少，提高成品率；顶料装置对物料的压力可以根据切割情形自动调节，从而有效减少物料因外径不同或结节的存在造成切割力量的不同带来的影响，切割更加精确。

进一步的，所述顶料装置包括与物料相接触的推件、基座、一端穿过基座后与推件相连的连杆、驱动连杆水平移动的预紧气缸、限位块及弹性件，所述弹性件一端与基座相抵，其另一端与限位块相抵。

进一步的，所述推件与物料相接触的一面呈球面结构。球面结构可以适应不同外径的物料，提高顶料装置与物料的适配度。

进一步的，所述基座连接于一滑板，该滑板在链条带动下可往复运动。

进一步的，还包括十字架、设于十字架上的横向导轨及竖向导轨，所述第一滑台可沿横向导轨横向移动，所述竖向导轨设于第一滑台上，所述第二滑台可沿竖向导轨前后移动。

进一步的，所述导向槽为开口向上的V字型槽结构。

进一步的，所述自定心夹板结构包括分别设置在导向槽两端的第一夹紧限位结构和第二夹紧限位结构，所述第一夹紧限位结构包括平行设置的第一导轨和第二导轨、可沿第一导轨上下移动的第一夹板、可沿第二导轨上下移动的第二夹板及齿轮，所述第一夹板上设有可与齿轮配合的第一齿条，所述第二夹板上设有可与齿轮配合的第二齿条，于第一夹板向上移动时，所述第二夹板同步向下移动相同的距离。自定心限位结构的设置保证了物料的中轴线一直处于水平状态，切割时不会因为竹子的不同部位外径不同、竹节的存在而产生较大的偏差，切割精度高。

进一步的，所述第一夹板上形成开口向下的V字型咬合面，该咬合面边缘形成减少咬合面与物料接触面积的凸部；所述第二夹板上形成开口向上的V字型咬合面。

进一步的，所述第一夹板呈“7”字型结构，其横向部分形成所述的V字型咬合面。

进一步的，所述V字型咬合面上设有减少其与物料接触面积的凸部。凸部的设置是为了适应竹子上的竹节的存在，避免咬合面刚好卡在竹节上时，切割产生较大的偏差。

本发明的有益效果是，结构简单，形成自动化的移料系统，切割结构稳定，可以根据不同外径的物料进行自动调节压力，切割精度高，安全性能高，生产效率高。

附图说明

图1为本发明竹片分割设备的总装图一。

图2为本发明竹片分割设备的总装图二。

图3为送料机构的立体图一。

图4为送料机构的立体图二。

图5为导向槽的剖面结构示意图。

图6为送料机构的俯视结构示意图。

图7为第一夹紧限位结构的结构示意图。

图8为切割机构的结构示意图。

图9为本发明滑台机构的结构示意图一。

图10为本发明滑台机构的结构示意图二。

图11为本发明滑台机构的部分结构示意图一。

图12为本发明滑台机构的部分结构示意图二。

图13为本发明滑台机构的结构示意图三。

图14为图13中的A处结构放大图。

图15为移料机构的部分结构示意图。

图16为刀架组件的结构示意图。

图17为分拣装置的结构示意图。

图18为储料仓盖体闭合状态的结构示意图。

图19为储料仓盖体打开状态的结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好的理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

如图1、2所示，一种竹片分割设备，包括送料机构1、设置在送料机构1端部位置的切割机构4、位于切割机构4后方的滑台机构5、设置有多种规格刀盘61的刀架组件6、用于分别存储不同厚度物料的分拣装置8、用于将分割完成的物料运送至分拣装置8的移料机构7。

如图3-7所示，送料机构1包括水平台面11和自定心限位结构，水平台面11上形成V字型导向槽111，导向槽111的开口向上设置，且导向槽111的夹角优选90°。自定心限位结构包括分别设置在水平台面11两端的第一夹紧限位结构2和第二夹紧限位结构3，第一夹紧限位结构2包括连接在水平台面11侧壁的底板21、平行设置在底板21上的第一导轨22和第二导轨23、可以沿着第一导轨22上下移动的第一夹板24、可沿第二导轨23上下移动的第二夹板25、转动连接在底板21上的齿轮26。

第一夹板24呈“7”字型结构，其横向部分形成开口向下的V字型的咬合面241，其竖向部分固定连接在第一连接板27上，第一连接板27可以沿着第一导轨22上下移动，第一连接板27上带有第一齿条271；第二夹板25呈“7”字型结构，其横向部分形成开口向上的V字型的咬合面251，其竖向部分固定连接在第二连接板28上，第二连接板28可以沿着第二导轨23上下移动，第二连接板28上带有第二齿条281；由于物料(即竹子)上带有结节，为了保证竹子的中轴线始终处于水平位置，需要减少咬合面与竹子外壁的接触面积，在咬合面241的边缘位置形成沿V字型侧壁延伸的凸部242，凸部242的宽度小于咬合面241的宽度，同样的，第二夹板25的咬合面251上也形成凸部；第一齿条271与第二齿条281正对设置，且都与转动连接在底板21上的齿轮26啮合。从而当下压第一夹板24移动时，第一齿条271移动带动齿轮26转动，齿轮26带动第二齿条281向上移动，即第二夹板25与第一夹板24反方向移动相同的距离。

第二夹紧限位结构3具有与第一夹紧限位结构2相同的结构，第一夹紧限位结构2的第一夹板24和第二夹板25的咬合面夹持住物料(即竹子)的一端，第二夹紧限位结构3夹持住物料的另一端，沿着导向槽111向切割机构4方向移动，由于竹子在长度方向的各处外径不等，第一夹紧限位结构2和第二夹紧限位结构3可以保证竹子的中轴线一直保持水平位置的状态，大大减少竹子外径或结节对切割造成的不利影响，切割更加精确。

如图8所示，切割机构4包括机架41、设于机架41上的切割刀体42、可带动切割刀体42上下水平移动的移动组件、可带动切割刀体42沿倾斜角向下移动的前伸组件。于本实施例中，倾斜角度为45°，移动组件包括固连在机架41上的竖直固定板431、竖直线轨432、竖直连接板433及用于驱动切割刀体42上下移动的第一气缸434；前伸组件包括与竖直固定板431呈45°倾斜角设置的倾斜固定板441、连接在倾斜固定板441上的倾斜线轨442、可沿倾斜线轨442移动的电机固定座443及用于驱动电机固定座443沿倾斜线轨442移动的斜切气缸444，切割刀体42通过一转轴421转动连接在电机固定座443的侧面，倾斜固定板441与竖直连接板433之间通过横杆45相连，横杆45、竖直连接板433、倾斜固定板441三者形成稳定的三角结构，整体结构稳固,从而竖直连接板433沿着竖直线轨432上下移动时可以带着前伸组件整体上下移动。

为了保证下降的稳定性以及减少上升的阻力，机架41上设有配重块，该配重块通过齿轮、链条与移动组件相连，具体可以是与竖直固定板431相连。

切割机构具有第一工作位和第二工作位，当需要锯断竹子的根部时，切割机构采用第一工作位，启动手动开关，移动组件带动前伸组件整体下移至最底端，并且切割刀体42随着电机固定座443同步倾斜下移，此时切割刀体42与水平面呈45°方向锯断竹子，顺时针旋转的切割刀体42向竹子施加向下的力，将竹子顶向导向槽111与切割刀体42相对的一侧壁上，从而竹子被牢牢限制在导向槽111内，不会发生偏移，切割速度快、切割稳定、切割的效率高；当需要切割竹子成段时，切割机构采用第二工作位，此时竹子被自定心限位结构抬升，移动组件无需大幅度下移，电机固定座443在斜切气缸444的驱动下带动切割刀体42沿着45°的倾斜方向下移，下移至竹子中心与转轴421的中心处于同一水平线，竹子被完全割断分离。

如图9-14所示，滑台机构5包括与上述自定心限位结构相同的自定心夹板结构51，其用于保证竹子的中轴线始终保持水平状态，还包括十字架52、设于十字架52上的横向导轨521、可沿横向导轨521左右移动的第一滑台53、设于第一滑台53上的竖向导轨531、可沿竖向导轨531前后移动的第二滑台54、带有上述相同结构导向槽551的水平台面55及顶料装置56，自定心夹板结构51的第一夹紧限位结构511和第二夹紧限位结构512分别设置在水平台面55的两端。

顶料装置56包括带有球面凹陷结构的推件561、一端与推件561相连的连杆562、可带动连杆562移动的预紧气缸563、连接在连杆562上的限位块566、套设在连杆562上的弹簧564、基座565，所述连杆562穿过基座565设置，连杆562外侧套设有活动连接套567，该活动连接套567伸长后内部中空长度是预紧气缸滑塞杆行程的两倍，推件561受力回弹后在活动连接套567的作用下不会碰到滑塞杆对其起到保护作用。带有限位块566部分的连杆562位于基座565的中空内部，弹簧564的两端分别与基座565侧壁和限位块566相抵。于初始状态时，预紧气缸563向后拉伸连杆562使得弹簧564处于压缩状态，当竹子移动至与刀架组件6相对应的位置时，预紧气缸563驱动连杆562向前移动，推件561的球面凹陷结构与竹子的末端相抵，并将其推向刀盘进行分割，推件561的球面凹陷结构适应了不同大小外径的竹子。基座565固定连接在滑板568上，通过链条带动链轮拖动滑板568移动，实现顶料装置56完成分条后的复位。

由于竹子上有多个结节，切割结节时需要顶料装置56提供较大的力向刀盘方向顶竹子，而切割其他部位时则只需要相对较小的力将竹子向刀盘方向顶，如果不设置弹簧564，在两个不同大小的力之间来回切换时，由于惯性，竹子极易向刀盘方向冲，导致从设备上掉落，弹簧564的设置使得切割除了结节之外的其他部位时，推件561可以快速补充向前移动，保证了竹子被牢牢抵在刀盘和顶料装置56之间，避免竹子的掉落。而且由于竹子外径的差异，使得顶料装置56对竹子端部施加的力也各不相同，弹簧564的设置则提供了设备适应不同规格竹子的性能。

如图16所示，刀架组件6包括机座61、轴承座62、数控分度头63、连接法兰64、主轴65及刀盘66，刀盘66上沿周向均匀布设有多个不同规格的割刀。

如图15所示，移料机构7包括与刀架组件6上用于分割的刀盘同轴设置的轨道、可于轨道上滑动的滑块72、设于滑块72上的夹紧杆组件，所述夹紧杆组件包括呈X字型交叉连接的第一夹紧杆731和第二夹紧杆732、横向挡件733，横向挡件733的一端与第一夹紧杆731固定连接，第二夹紧杆732上开设有沿第二夹紧杆732长度方向延伸的通槽734，横向挡件733的另一端从该通槽734内穿出。为了避免沿长度方向被分割成多个条状的竹片从第一夹紧杆731和第二夹紧杆732之间掉落，即为了第一夹紧杆731和第二夹紧杆732之间可以容纳更多竹片，在第一夹紧杆731和第二夹紧杆732的上端均形成扩口状延伸段735。移动物料时，第一夹紧杆731和第二夹紧杆732张开，待物料进入后，第一夹紧杆731和第二夹紧杆732夹紧，此时横向挡件733避免了物料落入至第一夹紧杆731和第二夹紧杆732交形成叉的死角内导致无法夹紧物料，滑块72向右移动至物料与分拣装置8正对时，停止移动，并解除对物料的夹持。

如图17-19所示，分拣装置8包括用于存放不同规格竹片的储料仓82和悬空覆盖设置在储料仓上方的悬浮架81，于本实施例中，储料仓包括依次紧邻设置的四个储料仓，最靠近移料机构7的第一个储料仓上连接有拨料杆83，该拨料杆83可以是呈钝角的V字型结构，其与一气缸84相连，在气缸84的推动下可以与储料仓的连接点为支点翻转将物料从移料机构7上转移至储料仓顶部。

每个储料仓的顶部均连接有盖体821，盖体821下方形成用于容置物料的腔体823，盖体821的一侧可翻转地连接在储料仓82第一侧上，储料仓82第一侧的下方安装有锁件，于本实施例中锁件为举升气缸822，其另一侧活动搭接在储料仓82的另一侧，当举升气缸822接收到信号后，会向上抬起，打开盖体821。

悬浮架81包括带有四个支脚的空心架体814，架体814的正对两侧顶面垂直向下连接有至少四个支撑杆815，同一侧的两个支撑杆815之间安装有链轮轴811，每个链轮轴811上连接有两个链轮812，其中一侧的链轮轴上的链轮与另一侧两个支撑杆之间安装的链轮轴上的链轮之间连接有一传送带813，于本实施例中，传送带813为链条813，链轮一侧的链条813传送距离与全部储料仓的长度之和相当，且位于储料仓的上方，由于链条813的长度较长，可以在悬浮架81上设置与链条813配合的限位轮。悬浮架81上连接有用于将物料拨入储料仓的操纵杆85，操作杆85为垂直于传动带813的杆体结构，操纵杆85可以与链条813同步转动。

当目标储料仓为第二个储料仓时，物料可以第一个储料仓的顶部为轨道，被操作杆拨动至第二个储料仓，由于第二个储料仓顶部的盖体被打开，物料从第二个储料仓的顶部进入仓内，物料被全部拨入仓内后，链条继续转动，直至转动半圈。

一种用于竹片分割设备的控制系统，包括：

视觉检测系统，用于待物料锯断之后检测物料的外径、内径和壁厚；

第五感应件，设于顶料装置，用于接收物料移动至与刀盘同轴位置的信号，驱动连杆向前移动抵住物料；

第四感应件，设于移料机构，用于物料完成分割后控制移料机构向刀盘方向移动；

第六感应件，设于移料机构，用于移送物件与分拣装置居中对齐；

第一感应件，设于移料机构，用于控制第一夹紧杆和第二夹紧杆夹紧物料；

第二感应件，设于切割机构，用于感应物料控制切割机构切换至第二工作位进行物料的锯断；

第七感应件，设于气缸，于物料随着移料机构移动至正对分拣装置时，控制气缸向上翻转拨料杆；

第九感应件，设于分拣装置，于拨料杆翻转至终点时，用于控制链条转动，且于链条转动半圈后，控制链条停止转动；

第八感应件，设于储料仓的举升气缸，用于接收视觉检测系统发送的信号，并根据数据有选择地抬升目标盖体，等待物料的进入。

本发明还公开了一种竹片分割设备的操作方法，包括以下步骤:

1)将待加工物料放置在送料机构的导向槽上，切割刀体下移与导向槽的一侧壁垂直锯断物料，即手动旋钮切割其根部；

2)观察三道激光在待加工物料上方的投影，判断物料的所处位置，避开割断时切割位置在结节处；

3)将待加工物料沿着V型导向槽放置在自定心限位结构上，打开开关，将待加工物料沿着导向槽经过第一夹紧限位结构、第二夹紧限位结构，触碰定位行程开关后上举夹紧物料，至物料的中轴线处于同一水平线上，切割刀体倾斜下移锯断物料；

4)利用视觉检测系统或者使用光纤传感器与伺服电机配合检测切割面的内径、外径及壁厚数据，具体可以是伺服电机驱动红色激光绕着物料转动，发送信号给PLC，通过转动的圈数计算测量得出长度；刀架组件上的刀盘转动，调动出与物料适配的割刀；用视觉检测系统对锯切后的物件切割面成像，利用测量软件测出物件的内、外径及壁厚数据值，或者锯切后在滑台机构向顶料装置方向移送物料时，使用自定心限位结构不管物料直径大小中心高都在同一数位置把光纤传感器固定在中心交线上，光纤传感器在中心交线位置对锯切面发送信号给PLC，结合伺服电机测量出物件的内、外径及壁厚数值，调动刀架组件上与物料适配的刀盘和厚度尺寸适配的分检框气缸上举打开；

5)手动调节物料的结节位于刀盘两割刀之间；

6)分拣装置上的第八感应件收到视觉检测系统发出的信号后，与物料适配的储料仓顶部盖体打开等待物料的进入；

7)锯断后的物料在滑台机构上沿横向导轨平移至与割刀齐平后，沿竖向导轨向前移动靠近刀盘，顶料装置将物料向割刀方向前移顶出；

8)移料机构上的第四感应件感应到物料后沿着轨道向靠近刀架组件的方向移动，并于第一感应件接收到信号后利用第一夹紧杆和第二夹紧杆夹持住完成分割的物料后反向移动；

9)物料移动至正对分拣装置后，第一夹紧杆和第二夹紧杆解除对物料的夹持，第六感应件接收到信号后，拨料杆向上翻转将完成分割的物料从第一夹紧杆和第二夹紧杆之间向上移动至分拣装置；

10)分拣装置上的第九感应件感应到拨料杆翻转至终点后，链条转动，悬浮架上的输送带转动带动物料移动至目标储料仓，物料被操作杆拨动，自打开的盖体落入该储料仓内；

11)链条继续转动，直至第九感应件感应到链条转动半圈后，控制链条停止转动，完成分条操作，操作杆刚好复位至初始位置，此时操作杆处于垂直向上的状态，准备重复下一次动作顺时针向下翻转拨动物料。

上述具体实施方式用来解释说明本发明，而不是对本发明进行限制，在本发明的精神和权利要求的保护范围内，对本发明作出的任何修改和改变，都落入本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种用于竹片分割设备的滑台机构，所述竹片分割设备包括用于分割物料的刀架组件(6)，其特征在于：所述滑台机构包括用于夹持物料并保持物料的中轴线处于水平的自定心夹板结构(51)、用于带动物料横向移动的第一滑台(53)、用于带动物料前后移动的第二滑台(54)、导向槽(551)及可与刀架组件(6)配合抵住物料的顶料装置，于刀架组件(6)在切割物料结节部分和其它部分两个状态之间切换时，所述顶料装置可调节施加于物料上的压力大小。

2.根据权利要求1所述的滑台机构，其特征在于：所述顶料装置包括与物料相接触的推件(561)、基座(565)、一端穿过基座(565)后与推件(561)相连的连杆(562)、驱动连杆(562)水平移动的预紧气缸(563)、限位块(566)及弹性件(564)，所述弹性件(564)一端与基座(565)相抵，其另一端与限位块(566)相抵。

3.根据权利要求2所述的滑台机构，其特征在于：所述推件(561)与物料相接触的一面呈球面结构。

4.根据权利要求2所述的滑台机构，其特征在于：所述基座(565)连接于一滑板(568)，该滑板(568)在链条带动下可往复运动。

5.根据权利要求1所述的滑台机构，其特征在于：还包括十字架(52)、设于十字架(52)上的横向导轨(521)及竖向导轨(531)，所述第一滑台(53)可沿横向导轨(521)横向移动，所述竖向导轨(531)设于第一滑台(53)上，所述第二滑台(54)可沿竖向导轨(531)前后移动。

6.根据权利要求1所述的滑台机构，其特征在于：所述导向槽(551)为开口向上的V字型槽结构。

7.根据权利要求1所述的滑台机构，其特征在于：所述自定心夹板结构(51)包括分别设置在导向槽(551)两端的第一夹紧限位结构(511)和第二夹紧限位结构(512)，所述第一夹紧限位结构(511)包括平行设置的第一导轨和第二导轨、可沿第一导轨上下移动的第一夹板、可沿第二导轨上下移动的第二夹板及齿轮，所述第一夹板上设有可与齿轮配合的第一齿条，所述第二夹板上设有可与齿轮配合的第二齿条，于第一夹板向上移动时，所述第二夹板同步向下移动相同的距离。

8.根据权利要求7所述的滑台机构，其特征在于：所述第一夹板上形成开口向下的V字型咬合面，该咬合面边缘形成减少咬合面与物料接触面积的凸部；所述第二夹板上形成开口向上的V字型咬合面。

9.根据权利要求8所述的滑台机构，其特征在于：所述第一夹板呈“7”字型结构，其横向部分形成所述的V字型咬合面。

10.根据权利要求8所述的滑台机构，其特征在于：所述V字型咬合面上设有减少其与物料接触面积的凸部。