CN110370401B - 一种锥型圆料自动定长锯断分拣装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及竹子等锥型圆料加工装备技术领域，针对现有竹子等锥型圆料加工时无法真正实现按直径分段定长锯割而导致产品规格繁多、质量差的问题，提供一种锥型圆料可自动直径定长锯断分拣加工装置，包括按加工先后顺序依次布置的上料总成、托料总成、桁架机械手总成、锯台总成、分拣总成和分别控制上料总成、托料总成、桁架机械手总成、锯台总成、分拣总成动作的程序控制机组。本发明的加工装置可实现竹子等锥型圆料依直径定长自动锯断、依据工件的长度规格自动分拣、分装，得到的工件质量和精度高，废品率低，而且分拣效率高，降低了工作强度和成本，提高了工作效率。

Description

一种锥型圆料自动定长锯断分拣装置

技术领域

本发明涉及竹子等锥型圆料加工装备技术领域，具体涉及一种锥型圆料自动定长锯断分拣装置。

背景技术

在竹子、木质房梁等一端粗、一端细且横截面呈圆形或近似圆形的细长的锥型圆料的加工生产过程中，按产品规格要求锯断、分装得到不同规格的工件是加工过程中的一个重要工序。但是由于各条竹子的整根长度差异较大，弯曲形状各异，各条竹子相同长度处的直径也各不相同，并且同一条竹子的不同长度段的直径也各不相同，这使竹子按直径分段定长锯割下料及按长度分装带来很大困难。现有竹子锯断大都是通过人工目视估测直径后定长，再通过手工操作简易锯割机进行锯割，最后通过人工按产品长度规格分装，这种竹子锯断分装生产方式，生产效率低，产品质量较差，工作强度大，存在安全隐患，成本高，同时产品规格繁多，人工分拣容易出错，也无法适应现代日益智能自动化生产的需要。

中国专利CN103286823B，专利名称原竹锯断机，公开了一种用于锯断竹子的装置，包括机架，在机上上部设有刀体，在导体外侧设置盖体，在盖体上设置手柄，导体一侧设置第一电机，机架前侧通过伸缩杆固定有挡板，机架后侧上部设置固定钩和固定钩锁紧装置，固定钩设置在固定钩锁紧装置一侧。该原竹锯断机虽然可以通过挡板的伸缩控制竹子的锯断长度得到不同长度的工件，但无法实现按直径分段定长锯割下料，且人工分装，工作效率低。

发明内容

针对现有竹子等锥型圆料加工时无法真正实现按直径分段定长锯割而导致产品规格繁多、质量差的问题，本申请的目的在于提供一种锥型圆料自动定长锯断分拣装置，按照锥型圆料直径分段定长锯割、分拣，产品的加工准确性高，产品质量得到提升，适用于竹子等锥型圆料的加工应用。

本发明提供如下的技术方案：

一种锥型圆料自动定长锯断分拣装置，包括按加工先后顺序依次布置的上料总成、托料总成、桁架机械手总成、锯台总成、分拣总成和可分别控制上料总成、托料总成、桁架机械手总成、锯台总成、分拣总成动作的程序控制机组，其中：

上料总成包括上料输送机构、大端直径检测装置、若干小端位置检测机构、大端头部切断机构；

托料总成上设有用于输送锥型圆料的主托辊；

桁架机械手总成包括支撑桁架、设置在支撑桁架上的直线导轨、可沿直线导轨滑动的第三拖板、可随第三拖板移动而与主托辊相配合向锯台总成输送锥型圆料的第一机械手机构；

锯台总成包括工件直径检测机构、锯割机构；

分拣总成包括第一机架、设于第一机架下方的输送线、设于输送线上方的长转动托板和分拣机械手，分拣机械手设于第一机架的后方，长转动托板可绕水平轴翻转的设置在第一机架上，在第一机架上还设有固定托板和可绕水平轴翻转的短转动托板，固定托板与处于零位时的短转动托板相背下倾地布置在长转动托板的两侧。

以锥型圆料为竹子为例，本发明的加工装置在加工锯断竹子时，启动程序控制机组，将竹子放置在上料总成的上料输送机构上送料，经过大端两次定位和大端规定位置的直径检测、小端位置检测，然后在输送过程中经过切断机构切断竹子的大端头部；最后将竹子送往托料总成的主托辊上，此时桁架机械手总成的第三拖板带动第一机械手机构夹住竹子与主托辊配合将竹子送往锯台总成，经过工件直径检测机构检测直径，根据此时检测的直径对应的程序设定长度，桁架机械手总成将竹子向锯片方向送进相应设定长度后由锯割机构锯割成规定规格的工件，然后送往分拣总成；分拣总成第一支架上的长转动托板根据工件的长度决定工件去向，当工件长度为第一规格时，长转动托板向固定托板转动，使工件滑向固定托板后汇集，当工件长度为第二规格时，长转动托板向短转动托板转动，使工件滑向短固定托板后汇集，当工件长度为第三规格及其他规格时，长转动托板向短转动托板转动，同时短转动托板同方向翻转，这时工件从长转动托板和短转动托板之间的空隙中滑落到输送线上，由输送线上的分拣机械手依据工件长度规格分拣后汇集。

这样本发明的加工装置通过设置程序控制机组、上料总成、托料总成和桁架机械手总成、锯台总成实现竹子的依直径定长自动锯断得到不同规格的工件，然后通过分拣总成依据工件的长度规格自动分拣、分装，实现了竹子的直径定长锯割，得到的工件质量和精度高，废品率低，而且分拣效率高，降低了工作强度和成本，提高了工作效率。

作为本发明的优选，所述加工装置还包括靠近支撑桁架设置的移载台总成，所述移载台总成包括第二托架、设于第二托架上的移载台导轨和可沿移载台导轨滑动的第二拖板，所述托料总成设有若干套，并沿直线导轨的长度方向靠近支撑桁架从左向右依次排列布置，其中左端托料总成设于第二拖板上。以锥型圆料为竹子为例，通过将左端的托料总成设置在移载台总成的第二拖板上，根据不同竹子的长度来滑动第二拖板而调整左端的托料总成的位置，从而方便输送和加工不同长度的待加工的竹子，提高工作效率和竹子的加工利用率。

作为本发明的优选，所述上料输送机构包括至少3套传送带机、驱动传送带机同时工作的第一驱动动力机构，传送带机沿支撑桁架长度方向从左向右并列布置在托料总成前方设置的支架上，传动带机依次通过传动轴与第一驱动动力机构连接，其中：

大端直径检测装置包括设置在右侧传送带机左侧的大端直径检测机构、设置在右侧传送带机右侧支架上的第一激光头、第二激光头，第一激光头、第二激光头的激光线的照射方向与锥型圆料的长度方向垂直；

小端位置检测机构设置在左侧传送带机两侧的支架上；

大端头部切断机构包括设置在右侧传送带机右侧支架上的第一托板、设于第一托板上方的加压滚柱串、设在第一托板下方的第一锯割动力机构和受第一锯割动力机构驱动的第一锯割片。

以锥型圆料为竹子为例，将竹子放置到传送带机上，将第一激光头的激光线对齐竹子的大端头部，并通过大端直径检测机构工作检测规定位置的直径，然后参照第二激光头的激光线位置移动竹子使竹子的大端头部与第二激光头的激光线对齐；然后通过传送带机将竹子输送至第一托板上时，第一托板上方的加压滚柱串依靠自重压在竹子上，同时滚柱在竹子带动下转动，当竹子被输送通过第一锯割片时锯断大端头部，使待加工竹子的规格基本统一并测出距离大端基本统一长度处的直径，同时传送带机将竹子输送过程中，小端位置检测机构检测竹子小端尾部的位置。

作为本发明的优选，传送带机呈放料端低且沿送料方向高度逐渐升高的斜坡状，在传送带机上设有若干随传送带机运动的挡板。以锥型圆料为竹子为例，放料端低可以方便人工放料，降低工作强度，挡板可以防止竹子下滑，而且当下一个挡板转至放料位时传送带机停止工作等待放料，而起到定位作用，方便小端位置检测机构检测竹子小端尾部位置。

作为本发明的优选，托料总成包括第一工作台，在第一工作台上设有升降移动板和驱动升降移动板上下运动的第二气缸，升降移动板上设有固定支架对，主托辊可转动的水平布置在固定支架对上，在主托辊的一侧设有托料夹紧机构，在工作台上设有驱动托料夹紧机构夹紧和松开竹子的第一气缸。以锥型圆料为竹子为例，工作时升降移动板在第二气缸驱动下升至设定位置，竹子与主托辊垂直相交的压在主托辊表面，通过主托辊转动输送竹子，此时托料夹紧机构夹住竹子起到限位作用。

作为本发明的优选，所述托料总成还包括设于升降移动板上的辅助托辊机构，所述辅助托辊机构包括相对托料夹紧机构设于主托辊另一侧的辅助托辊、可使辅助托辊在竖直方向上压缩的弹性机构和设于辅助托辊下方的第一限位开关，辅助托辊平行主托辊布置。以锥型圆料为竹子为例，竹子先压在辅助托辊上，辅助托辊依靠弹性机构下压使竹子与主托辊接触，这样可以分担主托辊上的压力，方便主托辊转动顺畅，而且起到放置缓冲效果，防止竹子直接压在主托辊上产生较大的冲击力，同时检测物料放置到位。

作为本发明的优选，第三拖板上还设有第二固定支架，在第二固定支架上设有第三气缸、与第三气缸的工作轴连接的摆臂，第一机械手机构包括与摆臂连接的夹爪机构和驱动夹爪机构夹紧和松开锥型圆料的第四气缸。以锥型圆料为竹子为例，第三气缸的工作轴伸出后展开摆臂，使夹爪机构位于移载台总成所负载的托料总成的上方，第四气缸的工作轴伸出使夹爪机构夹紧竹子的尾部小端，然后第一气缸的工作轴缩回使托料夹紧机构松开竹子，第三拖板在直线导轨上滑动，夹爪机构夹住竹子沿主托辊表面向锯台总成输送竹子锯割。

作为本发明的优选，锯台总成包括第二工作台，设于第二工作台上的第二锯割片；锯割机构包括设于第二工作台的台面上方的锯割夹紧机构和驱动锯割夹紧机构的夹紧驱动气缸、设于第二工作台的台面下的第一托架、设于第一托架上的第二锯割动力机构和驱动第一托架运动的驱动电机；

工件直径检测机构包括设于第二工作台上的视角系统、光源和检测传感器。

以锥型圆料为竹子为例，当检测传感器检测到竹子的端部（新的大端头部）时以此作为零位，竹子再输送设定长度，视角系统一次检测设定位竹子的直径，根据视角系统一次检测的直径数据范围，竹子一次输送相应产品规格长度，第三拖板停止移动，夹紧驱动气缸的工作轴伸出，驱动锯割夹紧机构夹紧竹子，驱动电机工作驱动第一托架带动第二锯割片移动，第二锯割动力机构驱动第二锯割片按规定长度锯断竹子得到符合规格的工件，然后第一托架带着第二锯割片反向移动，第三拖板再次移动送件，根据视角系统二次检测的竹子直径数据范围，竹子二次输送相应规格长度，再次二次夹紧锯断得到符合规格的工件，这样多次操作至竹子锯断成不同规格长度的工件。

作为本发明的优选，锯割夹紧机构靠近锥型圆料送料的一侧还设有导向罩，第二锯割片相对导向罩设于锯割夹紧机构的另一侧，视角系统和光源分别设在导向罩的进罩口的两边，检测传感器靠近光源设置，在光源附近还设有挡块。以锥型圆料为竹子为例，竹子的端部穿过导向罩后经锯割夹紧机构夹紧。

作为本发明的优选，所述分拣机械手沿输送线长度方向设有依次排列的若干个，第一机架和分拣机械手两侧分别设有收集车，输送线的两侧设有沿输送线长度方向布置的若干输送挡板。这样经长转动托板、短转动托板和不同的分拣机械手分拣后的锯割件直接按规格分拣到两侧的收集车上，提高了工作效率。

本发明的有益效果如下：

本发明的加工装置通过设置程序控制机组、上料总成、托料总成和桁架机械手总成、锯台总成实现竹子等锥型原料的依直径定长自动锯断得到不同规格的工件，然后通过分拣总成依据工件的长度规格自动分拣、分装，实现了竹子等锥型圆料的直径定长锯割，得到的工件质量和精度高，废品率低，而且分拣效率高，降低了工作强度和成本，提高了工作效率。

附图说明

图1是本发明的加工装置的俯视图。

图2是移载台总成的结构视图。

图3是桁架机械手总成的结构视图。

图4是图3中A处的放大视图。

图5是上料总成的结构视图。

图5- 1是小端位置检测机构的结构视图。

图5- 2是大端直径检测机构的结构视图。

图6是托料总成的结构视图。

图7是锯台总成的结构视图。

图8是分拣总成的结构视图。

图中：1、上料总成，101、第一支架，102、小端位置检测机构，102-1、固定底板，102-2、侧立板，102-3、第一检测限位开关，102-4、第一转轴，102-5、第一限位轴，102-6、第二限位轴，102-7、扭簧，102-8、固定块，102-9、摆杆，103、第二支架，104、第一传动轴，105、传送带机，105-1、挡板，106、第二传动轴，107、第三支架，108、第一主轴，109、第一托板，110、加压滚柱串，111、第一锯割片，111-1、防护罩，112、第二废料收集框，113、第一激光头，114、第二激光头，115、大端直径检测机构，115-1、固定板，115-2、连接板，115-3、第一支座，115-4、直径检测转轴，115-5、固定架，115-6、第二支座，115-7、位移传感器，115-8、气缸，115-9、左固定挡板，115-10、检测左移动板，115-11、右固定挡板，115-12、检测右移动板，115-13、第三支座，115-14、拉簧，115-15、导向轴，116、第一锯割动力机构，117、第一驱动动力机构，2、托料总成，201、第一工作台，202、升降移动板，203、固定支架对，203-1、托料挡板，204、主托辊，205、辅助托辊，205-1、支撑立柱，205-2、回位弹簧，206、托料夹紧机构，207、第一气缸，208、导向副，209、第二气缸，201X、第一限位开关，3、桁架机械手总成，301、第三拖板，302、第二驱动动力机构，303、第三气缸，304、第四气缸，305、摆臂，306、夹爪机构，307、桁架齿条，308、直线导轨副，309、支撑桁架，310、第二固定支架，301X、第二限位开关，302X、第三限位开关，303X、第四限位开关，4、锯台总成，401、第二工作台，402、夹紧固定架，403、锯割夹紧机构，404、第二锯割片，405、导向罩，406、夹紧驱动气缸，407、第二锯割动力机构，408、挡块，409、第一托架，410、曲柄滑块机构，411、驱动电机，401C、视角系统，402C、光源，403C、检测传感器，5、分拣总成、501、第一机架，502-1、前第一收集车，502-2、后第一收集车，503、第二机架，504-1、前第二收集车，504-2、后第二收集车，505-1、前第三收集车，505-2、后第三收集车，506-1、前第四收集车，506-2、后第四收集车，507-1、前第五收集车，507-2、后第五收集车，508、输送线，509、第二机械手，510、第三机械手，511、第四机械手，512、第五机械手，513、输送挡板，514、长固定托板，515、短转动托板，516、长转动托板，6、移载台总成，601、第二托架，602、移载台导轨副，603、第二拖板，604、第三驱动动力机构，605、移载台齿条，7、程序控制机组，8、第一废料收集框。

具体实施方式

下面结合附图就本发明的具体实施方式作进一步说明。

本发明所用驱动动力机构可为常规驱动动力机构，例如伺服电机。

如图1所示，一种锥型圆料自动定长锯断分拣装置，以锥型圆料为待加工的竹子为例进行详细说明，包括按加工竹子先后顺序依次布置的上料总成1、托料总成2、桁架机械手总成3、锯台总成4、分拣总成5和分别控制上料总成1、托料总成2、桁架机械手总成3、锯台总成4、分拣总成5动作的程序控制机组7：

上料总成1布置在桁架机械手总成3的前方，包括上料输送机构、大端直径检测装置、小端位置检测机构102、大端头部切断机构；托料总成2设置在桁架机械手总成3和上料总成1之间，在托料总成2上设有用于输送竹子的主托辊204；桁架机械手总成3包括支撑桁架309、设置在支撑桁架上的直线导轨、可沿直线导轨滑动的第三拖板301、可随第三拖板301移动而与主托辊204相配合向锯台总成4输送竹子的第一机械手机构，托料总成2设有4套，并靠近支撑桁架而沿直线导轨的长度方向从左向右即图1中从下向上的方向依次排列；锯台总成4设置在桁架机械手总成3的前方右侧的尾部，即右侧托料总成的右侧，包括工件直径检测机构、锯割机构；分拣总成5设置在锯台总成的后方，包括第一机架501、设于第一机架下方的输送线508、设于输送线508上方的长转动托板516和分拣机械手，分拣机械手设于第一机架501的后方，长转动托板516可绕水平轴翻转的设置在第一机架501上，在第一机架上还设有固定托板514和可绕水平轴翻转的短转动托板515，固定托板514与处于零位时的短转动托板515相背下倾地布置在长转动托板的两侧，使短转动托板、长转动托板和固定托板呈中间高两边向下外扩倾斜的梯形状；程序控制机组设置在分拣总成5的输送线508的尾部，需说明的是，程序控制机组7为一般的程序控制机构，比如PC控制机等，与各总成电性连接，能按照上料总成1、托料总成2、桁架机械手总成3、锯台总成4、分拣总成5及各附属机构的动作途径和动作时机编辑和存储相应的控制程序，并控制各机构相应动作即可。

加工装置还包括靠近支撑桁架309的前端设置的移载台总成6，移载台总成6设置在支撑桁架前方的左下侧，如图2所示，移载台总成6设有第二托架601，第二托架601与支撑桁架平行布置，第二托架上设有移载台导轨，包括一对沿托架长度方向延伸的移载台导轨副602和与移载台导轨副602适配的移载台齿条605，在移载台导轨上设有第二拖板603，在第二托架601上设有可驱动第二拖板603沿移载台导轨滑动的第三驱动动力机构604，位于支撑桁架前端的托料总成，即左侧的托料总成设置在第二拖板603上。

如图3和图4所示，支撑桁架上的直线导轨包括沿支撑桁架的长度方向延伸的一对直线导轨副308和与直线导轨副308适配的桁架齿条307，在第三拖板301上设有驱动第三拖板301沿支撑桁架的直线导轨滑动的第二驱动动力机构302，在第二驱动动力机构的旁侧设有设置在第三拖板上的第二固定支架310，在第二固定支架310上设有第三气缸303和与第三气缸303的工作轴连接的摆臂305，在摆臂305的端部连接有夹爪机构306和驱动夹爪机构夹紧和松开竹子的第四气缸304，摆臂、夹爪机构和第四气缸构成桁架机械手总成3的第一机械手机构，在支撑桁架的左端即图3的下方设有第一机械手机构沿支撑桁架运行至左端极限限位的第四限位开关303X，在支撑桁架的右端即图3的上方设有第一机械手机构沿支撑桁架运行至右端极限限位的第二限位开关301X，在第四限位开关的左侧附近设有第一机械手结构运行零位限位的第三限位开关302X，在支撑桁架下方设有第一废料收集框8，第一废料收集框靠近右侧托料总成的右侧布置。

如图5所示，上料输送机构包括3套传送带机105，传送带机105呈放料端低且沿送料方向高度逐渐升高的斜坡状，在传送带机上设有6个随传送带机运动的挡板105-1，传送带机沿支撑桁架长度方向从左向右并列布置在托料总成前方设置的第一支架101、第二支架103和第三支架107上，传动带机之间从左向右依次经第一传动轴104、第二传动轴106连接，并依靠设置在右侧的传送带机处的第一驱动动力机构117同步驱动运转工作，在第一支架101上设有5个小端位置检测机构102，在第二支架103上设有1个小端位置检测机构102，小端位置检测机构从左向右等距依次分布，在右侧传送带机的右边设有大端直径检测机构115，在右侧传动带机的右侧第三支架107上设有第一激光头113、第二激光头114，其中第一激光头113设在第二激光头114的右侧，检测时，第一激光头113和第二激光头114的激光线的照射方向与竹子的长度方向垂直，该激光线为红外光线，这样大端直径检测机构115、第一激光头113、第二激光头114构成了上料总成1的大端直径检测装置。

如图5- 1所示，小端位置检测机构包括固定底板102-1，在固定底板的上表面设有两相对布置的侧立板102-2，在两侧立板之间设有直径第一检测限位开关102-3，在两侧立板上设有穿过两侧立板的第一转轴102-4、第一限位轴102-5、第二限位轴102-6，第一转轴位于第一限位轴和第二限位轴之间，在两侧立板之间设有可绕第一转轴转动的固定块102-8，在固定块两侧还设有扭簧102-7，在固定块上设有摆杆102-9。工作时，竹子的小端推动摆杆使固定块绕第一转轴转动压下限位开关滚轮从而判定竹子小端位置，竹子输送通过后，通过扭簧和第一限位轴将摆杆和固定块回到初始零位，完成竹子小端位置检测，通过检测竹子小端位置，桁架上的第一机械手机构获得竹子小端的信息并移动到相应位置后抓住竹子尾部移动送料。

如图5- 2所示，大端直径检测机构包括固定板115-1，在固定板下面设有连接板115-2和第一支座115-3，在第一支座上设有与第一支座通过轴承转动连接的直径检测转轴115-4，在直径检测转轴上设有固定支座，在固定支座上设有固定架115-5，在固定架上设有左固定挡板115-9、右固定挡板115-11、第三支座115-13和导向轴115-15，连接板和第三支座之间设有拉簧115-14，导向轴上设有直线轴承，直线轴承上设有检测左移动板115-10和检测右移动板115-12，检测左移动板上设有第二支座115-6和气缸115-8，第二支座上设有位移传感器115-7，检测右移动板固定连接位移传感器伸出轴一端和气缸伸出轴一端。工作时，竹子直径经大端直径检测机构检测后向上输送时带动左固定挡板，固定架通过直径检测转轴向左下摆动，左固定挡板给竹子输送让行，同时拉簧被拉伸，当竹子输送通过了左固定挡板后，固定架通过拉簧弹性回位回到原位，完成竹子大端直径检测。

在右侧传送带机右侧第三支架117上还设有第一托板109，第一托板109的表面与传送带机的传送带表面共平面布置，在第一托板109的上方设有加压滚柱串110，在第一托板109的下方设有第一锯割动力机构116，在第一托板109的右侧设有第一锯割片111，第一锯割动力机构通过第一主轴108驱动第一锯割片111旋转工作，在第一锯割片111的下方设有第二废料收集框112，在第一锯割片111处设有防护罩111-1。

如图6所示，托料总成2包括第一工作台201，在第一作台上设有4套导向副208，在导向副208的导向杆上设有升降移动板202，在第一工作台上还设有驱动升降移动板202上下运动的第二气缸209，在升降移动板上设有固定支架对203，主托辊204水平布置在固定支架对203的两固定支架之间，且工作时竹子的长度方向与主托辊的长度方向相垂直，在主托辊的两端还设有分别设置在两固定支架上的托料挡板203-1，在第一工作台201上还设有托料夹紧机构206和驱动托料夹紧机构夹紧和松开竹子的第一气缸207，托料夹紧机构206设置在主托辊204输送竹子的下游侧，在升降移动板202上还设有辅助托辊机构，包括设于主托辊204输送竹子的上游侧的辅助托辊205、设置在辅助托辊205两端的支撑立柱205-1和套设在支撑立柱205-1上的回位弹簧205-2，支撑立柱205-1和回位弹簧205-2构成可使辅助托辊受竹子压力时可下压并能复位的弹性机构，辅助托辊205平行主托辊204布置，在辅助托辊205的下方设有第一限位开关201X。

如图7所示，锯台总成4包括第二工作台401，在第二工作台401的台面上设有夹紧固定架402，在夹紧固定架上设有锯割夹紧机构403和驱动锯割夹紧机构夹紧和松开竹子的夹紧驱动气缸406，在夹紧固定架103的输送竹子的下游侧设有第二锯割片404，在上游侧设有喇叭状的导向罩405，导向罩405的罩口对准竹子的输送方向，在第二工作台401的台面下方设有第一托架409和驱动第一托架运动的驱动电机411，第一托架409和驱动电机411之间经曲柄滑块机构410连接，在第一托架409上设有驱动第二锯割片404的第二锯割动力机构407，在第二工作台401的台面上还设有分别布置在导向罩405的罩口两边的视角系统401C和光源402C，在光源附近设置检测传感器403C和挡块408，这样视角系统401C、光源402C和检测传感器403C构成工件直径检测机构，第二锯割片404、锯割夹紧机构403、夹紧驱动气缸406、第一托架409、第二锯割动力机构407、驱动电机411和曲柄滑块机构410构成锯割机构。

如图8所示，分拣总成5还包括设置在第一机架501后方的第二机架503，分拣机械手设有4套，分别为第二机械手509、第三机械手510、第四机械手511、第五机械手512，并沿输送线508从右向左依次排列设置在第二机架上，在第一机架501和分拣机械手的两边分别设有前第一收集车502-1、后第一收集车502-2、前第二收集车504-1、后第二收集车504-2、前第三收集车505-1、后第三收集车505-2、前第四收集车506-1、后第四收集车506-2、前第五收集车507-1、后第五收集车507-2，在输送线508两侧设有沿输送线长度方向布置的输送挡板513。

以图1说明上述加工装置的工作过程如下。

第一步：启动电源、调出程序控制机组的控制程序，并控制第一切割动力机构116、第二切割动力机构407处于工作状态，分布驱动第一切割锯片111旋转、第二切割锯片404旋转；第二气缸208的工作轴伸出，升降移动板202上升到位，使主托辊204处于托料位。

第二步：人工将待加工竹子放置在三套传送带机105的挡板105-1放料位上，并将竹子的大端头部与第一激光头113的激光线的照射方向对齐，使竹子定位在传送带机105上；然后大端直径检测机构115检测竹子距离大端头部规定长度处的直径，完成检测后，大端直径检测机构115反向工作回到初始零位；然后人工挪动竹子，使竹子的大端头部与第二激光头114的激光线的照射方向对齐，完成人工上料操作。

第三步：按下启动按钮使第一驱动动力机构117开始工作，带动第一传动轴104、第二传动轴106转动，从而同时驱动三套传送带机105开始输送工作，并将竹子输送至与传送带机斜度相同的第一托板109处；第一托板109上方的加压滚柱串110开始在自重下压住竹子并在竹子带动下转动，竹子被输送通过第一锯割片111，从而切断竹子的大端头部，并放入第二收集框112中；传送带机105的下一个挡板传输到放料位时，传送带机105停止工作输送等待二次放料，同时在输送过程中，小端位置检测机构102检测竹子小端位置，由于在左侧传送带机两侧的支架上分别设有小端位置检测机构102，这样可检测不同长度竹子的小端位置。

第四步：根据大端直径检测机构102检测到的竹子小端的位置，第二驱动动力机构302开始工作，驱动第一托板301在直线导轨上滑动，从而带动夹爪机构306移动到设定位置，第三驱动动力机构604工作，驱动第二拖板603在移载台导轨上滑动，带动第二拖板603上的托料总成移动到设定位置，各托料总成上的第二气缸209的工作轴伸出，驱动升降移动板202通过导向副208导向上升到设定位置停止；然后在传送带机上105的放料位置上二次放料使传送带机再次运作，从而将前次已经锯掉大端头部的竹子输送到各托料总成的辅助托辊205上，辅助托辊两端的支撑立柱205-1上的回位弹簧205-2被压缩，辅助托辊205下压，使竹子与主动托辊接触，辅助托辊205下方的第一限位开关201X闭合，第一气缸207的工作轴伸出，驱动托料夹紧机构206将竹子在主动托辊上定位夹紧；然后第三气缸303的工作轴伸出，使摆臂305摆动下降到位，第四气缸304的工作轴伸出，使夹爪机构306工作以夹紧竹子的尾部；然后各托料总成上的第一气缸207的工作轴缩回，使托料夹紧机构206松开竹子；然后第二驱动动力机构302再次工作，通过驱动第一托板301在直线导轨上滑动来驱动夹爪机构306向支撑桁架的右端移动，这样配合主托辊204将竹子向锯台总成4输送。

第五步：锯台总成4的检测传感器403C检测到竹子的右端并以此作为零位，然后再输送设定长度的竹子，视角系统401C以此检测设定位处的竹子直径，根据视角系统401C一次检测的工件直径数据范围，夹爪机构306和主托辊204配合一次输送相应产品规格长度的竹子，第二驱动动力机构302停止工作，夹爪机构306停止输送；夹紧驱动气缸406的工作轴伸出，驱动锯割夹紧机构403工作来夹紧竹子，然后驱动电机411开始工作，并通过曲柄滑块机构410驱动第一托架409带着第二锯割片404向竹子移动，并将竹子一次锯断，得到第一种长度规格的工件；工件一次锯断后，夹紧驱动气缸406的工作轴缩回，锯割夹紧机构403松开竹子，第一托架409带着第二锯割片404反向移动，同时视角系统401C二次检测竹子直径，第二锯割片404反向移动设定时间后，第二驱动动力机构302再次工作，根据视角系统401C二次检测竹子直径的数据范围，夹爪机构306和主托辊204配合二次输送相应产品规格长度的竹子，重复上述夹紧驱动气缸406、锯割夹紧机构403、驱动电机、第一托架409、第二锯割片404的上述动作将竹子二次锯断，得到第二种产品规格长度的工件，如此重复得到不同产品规格长度的工件。

按托料总成从左至右，当夹爪机构306每移动到相应托料总成2设定的安全距离时，此时第二气缸209的工作轴缩回，驱动升降移动板202通过导向副208下降到位停止。当工件分段锯割全部完成后，第二驱动动力机构302反向工作，带动夹爪机构306沿直线导轨向左移动到起始零位，第三限位开关302X被压断开，第二驱动动力机构302停止工作；第四气缸304的工作轴缩回，驱动夹爪机构306松开剩余竹子，剩余的竹子放入第一废料收集框8中；第三气缸303工作轴缩回，摆臂305摆动至起始零位，并带动夹爪机构306回到起始零位，此时，托料总成上的第二气缸209工作轴伸出，驱动升降机构202上升到起始零位。

在锯料总成4锯断竹子并得到相应产品规格长度的工件时，分拣总成5的长转动托板516受程序控制机组控制，根据所得工件的长度判断工件去向：

当工件锯断长度为产品规格第一长度时，长转动托板516绕水平轴向前翻转，将第一长度的工件长从固定托板514上滑下而放置于第一机架处的前第一收集车502-1上，当工件锯断长度为产品规格第二长度时，长转动托板516绕水平轴向后转动，将第二长度的工件从短转动托板515上滑下而放置于第一机架处的后第一收集车502-2上。

当工件锯断长度为产品规格的其它长度时，长转动托板516向后转动的同时，短转动托板515向后转动到位，工件从长转动托板516和短转动托板515之间的空隙中滑脱放置到输送线508上；

当工件锯断长度为产品规格的其它长度时，长转动托板516向后转动的同时，短转动托板515向后转动到位，工件从长转动托板516和短转动托板515间空隙中滑脱放置到输送线508上；

当工件锯断长度为产品规格第三长度时，且被输送到第五机械手512下面时，第五机械手512将锯断工件放置在前第二收集车504-1上；当工件锯断长度为产品规格第四长度时，且被输送到第五机械手512下面时，第五机械手512将锯断工件放置后第二收集车504-2上；

当工件锯断长度为产品规格第五长度时，且被输送到第四机械手511下面时，第四机械手511将锯断工件放置前第三收集车505-1上，当工件锯断长度为产品规格第六长度时，且被输送到第四机械手511下面时，第五机械手511将锯断工件放置后第三收集车505-2上；

当工件锯断长度为产品规格第七长度时，且被输送到第三机械手510下面时，第三机械手510将锯断工件放置前第四收集车506-1上，当工件锯断长度为产品规格第八长度时，且被输送到第三机械手510下面时，第三机械手510将锯断工件放置后第四收集车506-2上；

当工件锯断长度为产品规格第九长度时，且被输送到第二机械手509下面时，第二机械手509将锯断工件放置前第五收集车507-1上，当工件锯断长度为产品规格第十长度时，且被输送到第二机械手509下面时，第二机械手509将锯断工件放置后第五收集车507-2上。

Claims (10)

1.一种锥型圆料自动定长锯断分拣装置，其特征在于，包括按加工先后顺序依次布置的上料总成、托料总成、桁架机械手总成、锯台总成、分拣总成和可分别控制上料总成、托料总成、桁架机械手总成、锯台总成、分拣总成动作的程序控制机组，其中：

上料总成包括上料输送机构、大端直径检测装置、若干小端位置检测机构、大端头部切断机构；

托料总成上设有用于输送的主托辊；

桁架机械手总成包括支撑桁架、设置在支撑桁架上的直线导轨、可沿直线导轨滑动的第三拖板、可随第三拖板移动而与主托辊相配合向锯台总成输送锥型圆料的第一机械手机构；

锯台总成包括工件直径检测机构、锯割机构；

分拣总成包括第一机架、设于第一机架下方的输送线、设于输送线上方的长转动托板和分拣机械手，分拣机械手设于第一机架的后方，长转动托板可绕水平轴翻转的设置在第一机架上，在第一机架上还设有固定托板和可绕水平轴翻转的短转动托板，固定托板与处于零位时的短转动托板相背下倾地布置在长转动托板的两侧。

2.根据权利要求1所述的一种锥型圆料自动定长锯断分拣装置，其特征在于，所述分拣装置还包括靠近支撑桁架设置的移载台总成，所述移载台总成包括第二托架、设于第二托架上的移载台导轨和可沿移载台导轨滑动的第二拖板，所述托料总成设有若干套，并沿直线导轨的长度方向靠近支撑桁架从左向右依次排列布置，其中左端托料总成设于第二拖板上。

3.根据权利要求1或2所述的一种锥型圆料自动定长锯断分拣装置，其特征在于，所述上料输送机构包括至少3套传送带机、驱动传送带机同时工作的第一驱动动力机构，传送带机沿支撑桁架长度方向从左向右并列布置在托料总成前方设置的支架上，传动带机依次通过传动轴与第一驱动动力机构连接，其中：

大端直径检测装置包括设置在右侧传送带机左侧的大端直径检测机构、设置在右侧传送带机右侧支架上的第一激光头、第二激光头，第一激光头、第二激光头的激光线的照射方向与锥型圆料的长度方向垂直；

小端位置检测机构设置在左侧传送带机两侧的支架上；

大端头部切断机构包括设置在右侧传送带机右侧支架上的第一托板、设于第一托板上方的加压滚柱串、设在第一托板下方的第一锯割动力机构和受第一锯割动力机构驱动的第一锯割片。

4.根据权利要求3所述的一种锥型圆料自动定长锯断分拣装置，其特征在于，传送带机呈放料端低且沿送料方向高度逐渐升高的斜坡状，在传送带机上设有若干随传送带机运动的挡板。

5.根据权利要求1或2所述的一种锥型圆料自动定长锯断分拣装置，其特征在于，托料总成包括第一工作台，在第一工作台上设有升降移动板和驱动升降移动板上下运动的第二气缸，升降移动板上设有固定支架对，主托辊可转动的水平布置在固定支架对上，在主托辊的一侧设有托料夹紧机构，在工作台上设有驱动托料夹紧机构夹紧和松开锥型圆料的第一气缸。

6.根据权利要求5所述的一种锥型圆料自动定长锯断分拣装置，其特征在于，所述托料总成还包括设于升降移动板上的辅助托辊机构，所述辅助托辊机构包括相对托料夹紧机构设于主托辊另一侧的辅助托辊、可使辅助托辊在竖直方向上压缩的弹性机构和设于辅助托辊下方的第一限位开关，辅助托辊平行主托辊布置。

7.根据权利要求1或2所述的一种锥型圆料自动定长锯断分拣装置，其特征在于，第三拖板上还设有第二固定支架，在第二固定支架上设有第三气缸、与第三气缸的工作轴连接的摆臂，第一机械手机构包括与摆臂连接的夹爪机构和驱动夹爪机构夹紧和松开锥型圆料的第四气缸。

8.根据权利要求1或2所述的一种锥型圆料自动定长锯断分拣装置，其特征在于，锯台总成包括第二工作台，设于第二工作台上的第二锯割片；

锯割机构包括设于第二工作台的台面上方的锯割夹紧机构和驱动锯割夹紧机构的夹紧驱动气缸、设于第二工作台的台面下的第一托架、设于第一托架上的第二锯割动力机构和驱动第一托架运动的驱动电机；

工件直径检测机构包括设于第二工作台上的视角系统、光源和检测传感器。

9.根据权利要求8所述的一种锥型圆料自动定长锯断分拣装置，其特征在于，锯割夹紧机构靠近锥型圆料送料的一侧还设有导向罩，第二锯割片相对导向罩设于锯割夹紧机构的另一侧，视角系统和光源分别设在导向罩的进罩口的两边，检测传感器靠近光源设置，在光源附近还设有挡块。

10.根据权利要求1或2所述的一种锥型圆料自动定长锯断分拣装置，其特征在于，所述分拣机械手沿输送线长度方向设有依次排列的若干个，第一机架和分拣机械手两侧分别设有收集车，输送线的两侧设有沿输送线长度方向布置的若干输送挡板。

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