CN109203134A - 一种用于去除竹筒表面竹青的设备 - Google Patents

Abstract

本发明属于竹材加工技术领域，公开了一种用于去除竹筒表面竹青的设备，包括去青刀具组件、竹筒升降浮动机构、竹筒输送机构；多套去青刀具组件纵向成一排设置在移动梁上；多套竹筒升降浮动机构在机架上沿纵向成一排设置，每套竹筒升降浮动机构对应一套去青刀具组件，竹筒升降浮动机构包括竹筒旋转夹持机构和升降驱动装置驱动；所述竹筒旋转夹持机构包括两个顶件，两个顶件分别从竹筒两端相向顶夹固定竹筒；升降驱动装置驱动竹筒旋转夹持机构在用于完成去青加工的加工位和加工位下方用于完成竹筒夹持或解除夹持的装夹位之间升降；竹筒输送机构用于纵向输送竹筒。本发明有效解决了刀具组冲击被加工竹筒的问题。

Description

一种用于去除竹筒表面竹青的设备

技术领域

本发明属于竹材加工技术领域，涉及对成段竹筒表面竹青进行去除的技术，尤其指用于去除竹筒表面竹青的工具设备。

背景技术

目前将原竹加工成竹板材的方式主要有破切拼接和展平两种方式，前者较为传统，是将原竹首先破切并处理成规整的方竹条，再由方竹条拼接形成竹板材；后者是近年才慢慢推广开来的一种新技术，该技术通过一套展开工艺将原竹直接沿周向展平形成竹板材。通过整竹展开方式获得的竹板材整体性好，无接缝，不使用胶水，目前大有替代传统破切拼接工艺加工竹板材的趋势。整竹展平工艺一般是：先将原竹截为适当长度的成段竹筒，去除竹筒的内节，然后在竹筒上沿轴向加工出一条贯通的缝隙，之后采用蒸、烤、煮等方法对竹筒进行软化处理，最后通过碾压等方式将软化后的竹筒沿缝隙展开压平形成板状。

在竹展开的过程中，为了避免因竹青和竹黄及内节质地坚硬、柔韧性差而导致的开裂，在展开前还需要将竹黄、竹青去除。去内节、竹黄、竹青一般在软化处理工序之前进行。去竹青一般采用竹筒旋转，刀具在竹筒侧面沿轴向进刀的方式进行，去内节和竹黄则多采用竹筒固定，刀具从竹筒一端旋转进入竹筒内完成内节、竹黄的切削去除。

公布号为CN103568084A的中国专利申请公开了一种基于可浮动刀具组件的竹子青装置，在机架上设横向移动龙门架，多个刀具组件纵向并排设置在龙门架上，刀具组件中除与龙门架固定的基架外的全部组成部件整体上下活动设置，由作为浮动驱动器的气缸控制刀具组件（基架除外）升降。被加工竹筒通过竹子固定组件装夹在刀具组件下方。工作时，先装夹竹筒并驱动竹筒旋转，然后启动刀轴驱动电机，再通过气缸控制刀具组件下降执行去青作业。为了适应竹筒表面因竹筒的不规则性而形成的高低不平，对刀具组件的下降行程不设限位，只能通过气缸的气压控制下降行程，基于压缩气体的良好“弹性”，刚好可以实现刀具组件的浮动。

上述设备最大缺陷在于，除基架外，刀具组件的升降部件包括刀轴、刀具、刀架、刀轴驱动电机、电机与刀轴间的传动机构等大量装置和部件，尤其刀轴驱动电机这种大重量装置的存在，刀具组件整体的重量很大，在下行过程中，会产生很大惯性冲力，由于下行不设限位，而且气缸的行程控制又具有浮动性，刀具组件不会在接触到竹筒时自然停下，而是在竹筒上形成撞击，很容易导致竹筒破裂。如控制气缸缓慢下降，以避免刀具组件自身重力带来的冲击，则严重影响加工效率。

此外，上述设备需要逐一手动装夹被加工竹筒，装夹竹筒的过程中，全设备需等待装夹完成方可运行，加工效率过低。而且由于纵向并排设置多组竹筒固定组件，装夹操作时，需操作人员只能站立在设备横向一侧，手持竹筒一端抬起另一端，让竹筒另一端对准对侧的竹筒夹头完成装夹。基于杠杆原理，与双手平托竹筒相比，操作人员需要非常大的握力才能抬起另一端，手部劳动强度过大。

针对手动装夹被加工竹筒效率低的问题，在上述设备基础上，出现一种改进方案，在竹筒固定组件下方设置一可升降的托料架，托料架上每对应一组竹筒固定组件设置一个备料槽，每个备料槽旁边设置一下料槽。前一批竹筒在加工时，在备料槽放入竹筒，待加工完成，控制竹筒固定组件放开竹筒，经加工的竹筒落下，分别进入下料槽。然后升起托料架，备料槽内竹筒升入竹筒固定组件夹持范围，控制竹筒固定组件夹持竹筒，然后降下托料架，开始对新装夹的竹筒进行加工，在加工期间，取出下料槽内已加工竹筒，并在备料槽内放入新的竹筒。

上述改进方案通过在加工同时完成上下料作业的方式，有效解决了竹筒装夹过程严重影响加工效率的问题，不足在于托料架设置在竹筒固定组件下方，操作人员无法站立从上面放入或取出竹筒，需要弯腰从侧面送入或拉出竹筒，常时间作业，对操作人的腰部损伤严重。另外，同样是只能从侧面持竹筒一端放入或取出竹筒，依然具有手部劳动强度大的问题，而且没有解决刀具组件下降时因撞击竹筒导致竹筒破裂的问题。

发明内容

本发明的目的在于针对现有竹筒去青设备存在的上述不足，提出一种改进的竹筒去青设备，该改进设备全新设计了主要功能组件的动作机制，以及各功能组件之间的结构动作关系，并提出了新的上下料方式，不仅避免了刀具组件撞击竹筒导致其破裂、加工效率严重低下、操作人员劳动强度大等问题，而且结构简单可靠，更适于与前后其它工序的加工设备组合实现流水连续作业。

为了实现上述发明目的，本发明提出一种用于去除竹筒表面竹青的设备，包括用于对竹筒进行去青切削的去青刀具组件、竹筒升降浮动机构、竹筒输送机构。

一纵向设置的移动梁通过横向的导轨机构设置在机架上，由移动驱动机构驱动相对于机架横向移动。

作为一种选择，所述移动梁的移动驱动机构选用齿轮齿条机构，具体地，包括相对于机架固定的移动驱动齿条、与齿条啮合的移动驱动齿轮、相对于移动梁固定的移动驱动电机，移动驱动齿轮与移动驱动电机的输出轴连接，移动驱动齿轮与移动驱动齿条啮合，移动驱动齿条横向设置。

作为另一种选择，所述移动梁的移动驱动机构也可以是丝杆螺母机构。

多个去青刀具组件纵向成一排设置在移动梁上，所述去青刀具组件包括去青刀和驱动去青刀旋转工作的刀轴电机，去青刀设置在去青刀轴上，去青刀轴连接刀轴电机。

进一步地，刀轴电机设置移动梁上侧，去青刀轴组件设置在移动梁下侧，刀轴电机与去青刀轴通过皮带传动机构连接，所述去青刀的轴向两侧各设置一个靠轮，去青刀径向高出靠轮表面的量即为去青切削量。

进一步地，两个去外节刀分别设置两个所述靠轮远离去青刀的一侧。去外节刀的刀刃高度与靠轮圆周高度一至。

进一步地，靠轮的安装轴中空，所述刀轴从靠轮安装轴中心通孔穿过。再进一步地，所述靠轮安装轴固联在可调节靠轮安装板上，靠轮安装板安装在移动梁下侧。靠轮安装板上下高度可调节。

多套竹筒升降浮动机构在机架上沿纵向成一排设置，每套竹筒升降浮动机构对应一套去青刀具组件。竹筒升降浮动机构包括相对于机架可升降设置的竹筒旋转夹持机构和用于驱动竹筒旋转夹持机构升降的升降驱动装置。

所述竹筒旋转夹持机构包括两个可旋转设置的顶件，分别从竹筒两端相向顶夹固定竹筒。两个顶件中至少一个连接旋转驱动装置，两个顶件中至少一个轴向可移动设置，由夹持驱动装置驱动沿轴向移动。

所述顶件被可上下浮动地设置，所述顶件的浮动可以通过弹簧装置实现。

用于驱动竹筒旋转夹持机构升降的升降驱动装置驱动竹筒旋转夹持机构在用于完成去青加工的加工位和加工位下方用于完成竹筒夹持或解除夹持的装夹位之间升降。

优选地，两个顶件中一个连接旋转驱动装置，另一个轴向可移动设置。

进一步地，所述顶件为锥形的顶轮，优选地，连接旋转驱动装置的顶轮的锥面上设有齿。

进一步地，第一顶轮固定在一顶轮轴的一端，顶轮轴的另一端连接作为旋转驱动装置的顶轮电机；第二顶轮通过轴承装置在一作为夹持驱动装置的顶轮气缸的活塞杆前端。

进一步地，所述竹筒旋转夹持机构通过垂直导轨机构相对机架可升降设置，所述升降驱动装置为气缸装置，通过气缸自身的浮动性实现所述顶件的浮动。

优选地，一套竹筒旋转夹持机构包括两套夹持组件，每套夹持组件包括一个顶件，针对一套竹筒旋转夹持机构的两套夹持组件分别配置一个升降气缸，所述夹持组件设置在夹持组件安装板上，升降气缸设置在夹持组件安装板下方，升降气缸的缸体相对于机架固定，升降气缸的活塞杆上端连接夹持组件安装板。

进一步地，一套竹筒旋转夹持机构的两套夹持组件的夹持组件安装板通过齿轮齿条机构同步升降和浮动，所述齿轮齿条机构包括分别与两套夹持组件的夹持组件安装板固定连接的两根垂直设置的齿条和一根两端分别装配一齿轮的连接轴，连接轴两端的齿轮分别与两根齿条啮合。

另外可选地，一套竹筒旋转夹持机构的两套夹持组件的夹持组件安装板通过连杆连接，一套竹筒旋转夹持机构只配置一个升降气缸，升降气缸缸体相对于机架固定，升降气缸的活塞杆与其中任一个夹持组件安装板连接。

竹筒输送机构用于纵向输送竹筒，包括将待去青竹筒从上料位输送至装夹位和将去青后竹筒从装夹位送出。

优选地，所述竹筒输送机构为链式机构，包括由链轮驱动的链条，链条上间隔安装竹筒托盘。托盘间距与竹筒夹持机构间距相同。

进一步优选地，所述链条水平设置，链条长度等于或大于多套竹筒夹持机构纵向总宽度的两倍。链条前半部分位于装夹位，后半部分位于机架后半部。设备运行时，竹筒输送机构将一组竹筒送入装夹位后，由工人在后方将新一组竹筒放入此时位于设备后半部的竹筒托盘。由于机架后半部除输送装置的链条链轮等之外不设置其它如夹持机构刀具装置等机构或装置，链条上方无障碍物，工人可以很方便的站立着将竹筒从上方放入托盘，不再有损伤腰部和手部劳动强度大的问题。

作为另一种选择，在所述链条后端上方设置竹筒料仓，竹筒料仓下端设仅容一根竹筒通过的落料口，落料口后侧设推送机构，推送机构每推送次将落料口处最下方一根竹筒推出并落入竹筒托盘。

与现有技术相比本发明的有益效果是：1、固定设置刀具组件，通过设置具有升降和浮动功能的竹筒升降浮动机构用以夹持竹筒，改现有去青设备中的上浮式为下浮式，从根本上解决了刀具组件下降时对竹筒的造成冲击的问题。2、竹筒与刀具的接触，由升降驱动装置驱动竹筒夹持机构上行实现，运动方向与重力方向相反，竹筒、竹筒夹持机构、旋转驱动装置等重量对竹筒的上行构成缓冲，竹筒与刀具的接触非常柔和，冲击小，竹筒不会开裂。3、下浮式去青浮动更柔性，跟随性好，去青后表面质量好。4、竹筒夹持机构设置为可升降式，降位装夹，升位加工，降位与竹筒输送机构无缝对接，输送、装夹、加工步骤动作连贯组成结构简单。5、左右双靠轮设置实现双向去青，一组竹筒加工完成合，无需等待去刀具组件复位，效率是单向去青的两倍。6、输送式上下料，易实现流水式自动化生产。

附图说明

图1为本发明所述去青设备的一种具体实例的整体结构示意图。

图2为图1所示去青设备的左视图。

图3为图1所示去青设备中去青刀具组件结构示意图。

图4为图3所示去青刀具组件的左视图。

图5为图1所示去青设备中竹筒升降浮动机构结构示意图。

图6为图5所示竹筒升降浮动机构部分右视结构示意图。

图7为设有竹筒料仓的去青设备结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图以举例方式对本发明所述的去青设备的原理及结构组成作进一步说明。

参照图1、2，本例所示为一台六轴竹筒去青设备，设备的前后左右分别为图1所示右侧、图1所示左侧、图2所示左侧、图2所示右侧。设备运行时竹筒被从图1所示左侧向右侧传送。本文描述以设备的前后方向为纵向，左右方向为横向。

机架5为框架结构，装夹位和加工位设计在机架前半部，上料位设计在机架后半部。前半部包括底梁、中梁和顶梁；后半部无顶梁，后半部中梁以上无框架，除竹筒输送机构相关部分，不设其它构件。

移动梁2纵向设置，前后两端下侧各固定滑块，机架前半部前后横向顶梁上侧分别设置横向导轨21，移动梁2前后两端的滑块分别装配在机架前半部前后横向顶梁上的横向导轨21上。移动驱动电机22固定在移动梁前端，移动电机输出轴通过减速机构连接移动驱动齿轮23，移动驱动齿轮23旋转轴心垂直。移动驱动齿条24固定在机架前端横向顶梁的前侧，称动驱动齿条与移动驱动齿轮啮合。移动梁移动驱动电机设置在机架前侧，可避免其在后侧妨碍上料。

六套去青刀具组件纵向等间距排列设置在移动梁2上。竹筒升降浮动机构设置在升降浮动机构安装板38上，升降浮动机构安装板38有左升降浮动机构安装板和升降浮动机构安装板两个，升降浮动机构安装板纵向设置，升降浮动机构安装板前后两端分别固定在机架前半部的前后横向中梁上。六套竹筒升降浮动机构分别与上方的六套去青刀具组件一一对应。

竹筒输送机构包括链条41，驱动链条的主动链轮设置在机架前端，从动链轮设置在机架尾部，链条41上等间距设置竹筒托盘42，输送电机43输出轴通过传动链与主动链轮安装轴连接。

参照图3、4，去青刀具组件包括去青刀15、去青刀轴12、刀轴电机11、左右两个靠轮13、14。所述刀轴电机设置移动梁2上侧，去青刀轴组件设置在移动梁下侧，刀轴电机与去青刀轴通过皮带传动机构连接，去青刀装配在去青刀轴上。移动梁下侧对应去青刀两侧分别设置一可调节靠轮安装板16，每一靠轮安装板上固联一中空的筒轴，去青刀轴从筒轴中心通孔穿过，两个靠轮分别通过轴承装配在两个靠轮安装板上的筒轴上。调节靠轮安装板的高度，可以改变刀具对竹筒的去青深度。

作为图3、4所示去青刀具组件的改进结构，同样包括去青刀、去青刀轴、刀轴电机、左右两个靠轮。改进处在于，去青刀轴上还设置有两个去外节刀，两个去外节刀分别设置两个所述靠轮远离去青刀的一侧，去外节刀的刀刃高度与靠轮圆周高度一至，或低于靠轮圆周高度。

参照图5、6，竹筒升降浮动机构中，竹筒旋转夹持机构包括左夹持组件和右夹持组件。左夹持组件设置在左侧的夹持组件安装板37上，包括左顶轮33、顶轮气缸32，顶轮气缸32缸体与左侧的夹持组件安装板37固定，活塞杆朝右伸出，左顶轮可旋转装配在活塞杆端部。右夹持组件设置在右侧的夹持组件安装板37上，包括右顶轮34、顶轮电机36，右顶轮固定装配在顶轮轴35左端部，顶轮轴35通过轴承安装在右侧的夹持组件安装板37上，顶轮电机36主体与右夹持组件安装板固定，顶轮电机输出端与顶轮轴右端连接。

左侧的夹持组件安装板通过导轨机构39可升降地设置在左升降浮动机构安装板上方，右侧的夹持组件安装板通过导轨机构39可升降地设置在右升降浮动机构安装板上方，每个夹持组件安装板37下方设置一个升降气缸31，升降气缸31缸体与升降浮动机构安装板38固定，活塞杆朝上，活塞杆上端与夹持组件安装板连接。

本发明去青设备工作过程如下：开始运行设备时，将各套竹筒夹持机构下降至装夹位，移动梁置于设备横向的一侧，然后先从上料位将一组竹筒放进输送机构的竹筒托盘上，启动输送步进电机，将托盘上放入的一组竹筒精准地送到上料位，每根竹筒向上对应一套刀具组件和一套竹筒夹持机构。顶轮气缸把顶轮顶向竹筒端面，通过顶轮锥度使竹筒内孔和左右顶轮轴线自动定位并顶紧竹筒。此时开启固定去青刀架上的刀轴电机，去青刀开始旋转。启动升降气缸正向动作，竹筒旋转夹持机构带动竹筒沿垂直导轨机构上升；同时启动顶轮电机，使竹筒旋转。当竹筒外青表面碰到去青刀具组件的左右靠轮时，竹筒停止上升，竹筒旋转时，升降气缸使竹筒外青面紧贴在左右靠轮上，去青刀外径和可调靠轮外径高低差就是去青深度，竹筒表面高低变化时，基于升降气缸的浮动性，竹筒及竹筒旋转夹持机构整体上下浮动。开启移动梁的移动驱动电机，带动齿轮齿条，使固定在移动横梁上的去青刀具组件沿竹筒长度方向向设备和另一侧移动，从而实现对竹筒的去青加工。

加工过程中，将新一组竹筒从上料位放入空着的竹筒托盘内。

当去青刀具组件移动到竹筒的另一端，一组竹筒的去青加工完成，停止刀轴电机，停止顶轮电机，升降气缸反向动作，竹筒夹持机构带动竹筒沿导轨下降到装夹位，然后顶轮气缸反向动作，放开被夹持的竹筒，竹筒重新落入竹筒托盘。

启动竹筒输送机构，将加工入竹筒向前送出，同时将在上料位放入的新一组竹筒送入装夹位。

重复夹持升降机构的夹持和升动作，启动刀轴电机，并反向驱动移动梁从设备另一侧回到第一侧，完成对新一组竹筒的加工。如些连续运行设备，实现对竹筒的批量连续去青。

参照图7，该图所示去青设备在图1所示设备基础做出改进，在所述链条后端上方设置竹筒料仓71，竹筒料仓下端设仅容一根竹筒通过的落料口，落料口后侧设推送机构72，推送机构72每推送次将落料口处最下方一根竹筒推出并落入竹筒托盘。

以上实施例仅为本发明技术构思一些的具体实现方案，本发明的具体可行方案显然并不局限于此，任何本领域的技术人员基于本发明的构思在以上实施例基础所作出的非实质性改变而获得的技术方案均应在本发明请求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于去除竹筒表面竹青的设备，其特征在于，包括用于对竹筒进行去青切削的去青刀具组件、竹筒升降浮动机构、竹筒输送机构；

一纵向设置的移动梁通过横向的导轨机构设置在机架上，由移动驱动机构驱动相对于机架横向移动，多套去青刀具组件纵向成一排设置在移动梁上；

多套竹筒升降浮动机构在机架上沿纵向成一排设置，每套竹筒升降浮动机构对应一套去青刀具组件，竹筒升降浮动机构包括相对于机架可升降设置的竹筒旋转夹持机构和用于驱动竹筒旋转夹持机构升降的升降驱动装置；

所述竹筒旋转夹持机构包括两个可旋转设置的顶件，两个顶件分别从竹筒两端相向顶夹固定竹筒；两个顶件中至少一个连接旋转驱动装置，两个顶件中至少一个轴向可移动设置，由夹持驱动装置驱动沿轴向移动；所述顶件被可上下浮动地设置；

升降驱动装置驱动竹筒旋转夹持机构在用于完成去青加工的加工位和加工位下方用于完成竹筒夹持或解除夹持的装夹位之间升降；

竹筒输送机构用于纵向输送竹筒，包括将待去青竹筒从上料位输送至装夹位和将去青后竹筒从装夹位送出。

2.根据权利要求1所述的用于去除竹筒表面竹青的设备，其特征在于，所述移动梁的移动驱动机构包括相对于机架固定的移动驱动齿条、与齿条啮合的移动驱动齿轮、相对于移动梁固定的移动驱动电机，移动驱动齿轮与移动驱动电机的输出轴连接，移动驱动齿轮与移动驱动齿条啮合，移动驱动齿条横向设置。

3.根据权利要求1所述的用于去除竹筒表面竹青的设备，其特征在于，所述去青刀具组件包括去青刀和驱动去青刀旋转工作的刀轴电机，去青刀设置在去青刀轴上，去青刀轴连接刀轴电机；

刀轴电机设置移动梁上侧，去青刀轴组件设置在移动梁下侧，刀轴电机与去青刀轴通过皮带传动机构连接，所述去青刀的轴向两侧各设置一个靠轮，去青刀径向高出靠轮表面的量即为去青切削量；

靠轮的安装轴中空，所述刀轴从靠轮安装轴中心通孔穿过，所述靠轮安装轴固联在可调节靠轮安装板上，靠轮安装板安装在移动梁下侧，靠轮安装板上下高度可调节。

4.根据权利要求3所述的用于去除竹筒表面竹青的设备，其特征在于，两个去外节刀分别设置两个所述靠轮远离去青刀的一侧，去外节刀的刀刃高度与靠轮圆周高度一至。

5.根据权利要求1所述的用于去除竹筒表面竹青的设备，其特征在于，两个顶件中一个连接旋转驱动装置，另一个轴向可移动设置；所述顶件为锥形的顶轮，连接旋转驱动装置的顶轮的锥面上设有齿。

6.根据权利要求5所述的用于去除竹筒表面竹青的设备，其特征在于，第一顶轮固定在一顶轮轴的一端，顶轮轴的另一端连接作为旋转驱动装置的顶轮电机；第二顶轮通过轴承装置在一作为夹持驱动装置的顶轮气缸的活塞杆前端。

7.根据权利要求1所述的用于去除竹筒表面竹青的设备，其特征在于，所述竹筒旋转夹持机构通过垂直导轨机构相对机架可升降设置，所述升降驱动装置为气缸装置，通过气缸自身的浮动性实现所述顶件的浮动。

8.根据权利要求1所述的用于去除竹筒表面竹青的设备，其特征在于，一套竹筒旋转夹持机构包括两套夹持组件，每套夹持组件包括一个顶件，针对一套竹筒旋转夹持机构的两套夹持组件分别配置一个升降气缸，所述夹持组件设置在夹持组件安装板上，升降气缸设置在夹持组件安装板下方，升降气缸的缸体相对于机架固定，升降气缸的活塞杆上端连接夹持组件安装板。

9.根据权利要求8所述的用于去除竹筒表面竹青的设备，其特征在于，一套竹筒旋转夹持机构的两套夹持组件的夹持组件安装板通过齿轮齿条机构同步升降和浮动，所述齿轮齿条机构包括分别与两套夹持组件的夹持组件安装板固定连接的两根垂直设置的齿条和一根两端分别装配一齿轮的连接轴，连接轴两端的齿轮分别与两根齿条啮合。

10.根据权利要求1所述的用于去除竹筒表面竹青的设备，其特征在于，所述竹筒输送机构为链式机构，包括由链轮驱动的链条，链条上间隔安装竹筒托盘，托盘间距与竹筒夹持机构间距相同；

所述链条水平设置，链条长度等于或大于多套竹筒夹持机构纵向总宽度的两倍，链条前半部分位于装夹位，后半部分位于机架后半部；

所述链条后端上方设置竹筒料仓，竹筒料仓下端设仅容一根竹筒通过的落料口，落料口后侧设推送机构，推送机构每推送次将落料口处最下方一根竹筒推出并落入竹筒托盘。