CN115534025B - 一种原竹定长截断与竹节智能识别装置及自动化生产设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种原竹定长截断与竹节智能识别装置及自动化生产设备，该装置包括：原竹运输机构、原竹裁断机构、竹筒运输机构和控制装置，原竹运输机构上设有运输原竹的第一原竹运输轨道和设在第一原竹运输轨道上推送原竹至原竹裁断机构的多个原竹推条，原竹裁断机构上设有对原竹进行裁切的圆锯机组件和采集原竹图像信息的摄像传感装置，控制装置根据摄像传感装置采集的原竹图像信息控制圆锯机组件沿原竹径向水平移动，移动至避开原竹的竹根和竹节再对原竹进行锯切，竹筒运输机构对锯切形成的多段竹筒运输。通过对原竹多段锯切，实现连续自动化生产竹筒，通过机构间的相互协作，不需要人工送料、裁断等操作，实现竹筒裁断的机械自动化生产。
Description
技术领域
本发明涉及竹材加工领域，具体涉及一种原竹定长截断与竹节智能识别装置及自动化生产设备。
背景技术
随着木材资源的日益匮乏，竹材因其清新自然、强度高、环保等特点，越来越受到业界关注。中国是世界最大的竹资源利用和竹制品生产国，随着应用越来越广泛，促使竹材的需求也越来越大。竹筒经由原竹裁切获得，可用于加工竹展平板及粗刨竹条等，然而传统的竹筒制备方法存在连续化低、自动化程度低、劳动量大、生产效率低等问题，无法满足未来竹材的需求。其中传统的竹筒制备方法大多靠人工来对竹材进行送料、固定、锯切、收集等操作，导致竹筒加工不连续，操作容易出错，生产效率低等问题。
经检索，CN 207983547 U公开了一种操作简单的原竹锯切机装置，通过导向槽、感应器、传动辊等装置实现了原竹的自动锯切，但是其仍存在一些问题，只能一段段竹筒逐个锯切，同时需要人为操作避开竹节，进行竹筒裁切，竹筒生产效率较低。本发明专利中，设有多个圆锯机组件及摄像传感装置，原竹运输至摄像装置前端，采集原竹图像信息，调节圆锯机组件在竹筒径向方向水平移动避开原竹根部弯曲部分以及竹节部分，进行精确高效的竹筒截断，每台圆锯机组件包含两个相平行的圆锯片(第二个圆锯片位于第一个圆锯片斜下方)，对原竹进行裁切，可有效降低裁切阻力，增加切面平整度，便于提高竹筒定厚准确度；同时原竹通过原竹隔档运输组件运输至圆锯片组件前端，锯切时，位于原竹上方的气泵压紧组件通过气缸施加给原竹一个恒定压力，防止原竹在锯切时发生跳起或移位，减少锯切面毛刺的产生。同时多个圆锯机组件可实现多段竹筒同时裁切，经由机械手组件，运送竹筒至运输轨道，实现高效生产。通过使用旋转拨手装置，实现相垂直的两个竹筒运输轨道间的竹筒运输，提高工作效率，节约占地面积及成本。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术中的不足，提供一种可以实现粗刨竹片的机械自动化、连续化生产的原竹定长截断与竹节智能识别装置及自动化生产设备，以提高竹材加工的自动化和连续化程度，提高工作效率。
本发明提供了一种原竹定长截断与竹节智能识别装置，该方法采取的技术方案是：
该装置包括：原竹运输机构、原竹裁断机构、竹筒运输机构和控制装置，所述原竹运输机构上设有运输原竹的第一原竹运输轨道和设在所述第一原竹运输轨道上推送原竹至所述原竹裁断机构的多个原竹推条，所述原竹裁断机构上设有对所述原竹进行裁切的圆锯机组件和采集原竹图像信息的摄像传感装置，所述控制装置根据所述摄像传感装置采集的原竹图像信息控制圆锯机组件沿原竹径向水平移动，移动至避开所述原竹的竹根和竹节再对所述原竹进行锯切，所述竹筒运输机构对锯切形成的多段竹筒运输。
一优选实施例中，所述原竹运输机构包括设在所述第一原竹运输轨道的末端的第一滚轮组件和传送经所述第一滚轮组件输送的原竹的原竹隔档运输组件，所述第一滚轮组件的顶面与所述第一原竹运输轨道的平面在水平方向上对齐，所述第一滚轮组件将所述原竹加速传输，所述控制装置控制所述原竹推条的速度调控所述原竹的推送速度。
一优选实施例中，所述原竹裁断机构包括动力装置和防止所述原竹跳起或移位的限位装置，所述动力装置对所述圆锯机组件施加动力以对所述原竹进行锯切，所述限位装置在锯切时限制所述原竹的移动位置。
一优选实施例中，所述限位装置包括气缸、气泵组件以及活塞柱，锯切时，位于所述原竹上方的气泵组件通过气缸的气压推动所述气泵组件前端的活塞柱抵住所述原竹的上端，给原竹施加一恒定压力。
一优选实施例中，所述圆锯机组件与所述摄像传感装置一一对应设置，所述圆锯机组件为多个沿原竹根部到梢部方向水平排列的圆锯机组件，若所述圆锯机组件包括初始间隔距离为X进行布设的第一圆锯机组件、第二圆锯机组件......第n圆锯机组件，则预设锯切竹筒的长度为X～X+0 .3m，所述圆锯机组件可单向水平沿所述原竹梢部水平移动。
一优选实施例中，所述圆锯机组件包括两个平行布设的第一圆锯片和第二圆锯片，所述控制装置通过控制所述第一圆锯片和第二圆锯片朝相反的方向转动以对所述原竹进行锯切，以得到多段竹筒。
一优选实施例中，所述竹筒运输机构包括竹筒下滑轨道、水平支架、机械手组件、第一竹筒运输轨道和设于所述第一竹筒运输轨道上的多个竹筒推条，所述原竹隔档运输组件推动所述竹筒至所述竹筒下滑轨道，所述竹筒下滑轨道将所述竹筒运输至所述水平支架上，启动机械手组件抓取所述竹筒并以第一角度旋转后将所述竹筒放置于所述第一竹筒运输轨道上，所述第一竹筒运输轨道上的竹筒推条推动所述竹筒向前运输。
一优选实施例中，所述装置还包括旋转拨手装置、与所述第一竹筒运输轨道垂直排列的第二竹筒运输轨道和位于所述第二竹筒运输轨道上的竹筒隔档组件，第一竹筒运输轨道的竹筒推条逐个将竹筒推送至旋转拨手装置上方，旋转拨手装置以第二角度旋转后将竹筒送至第二竹筒运输轨道，所述竹筒隔档组件通过隔档竹筒调控竹筒运输速度，并经所述第二竹筒运输轨道将其运至下一工序。
一优选实施例中，所述装置还包括废料回收通道，锯切竹筒产生的废料以及所述原竹根部、梢部，通过废料回收通道回收；优选地，所述步骤S1中原竹长度为8～15m，含水率≥14％，竹龄4～7年。
本发明还提供了一种自动化生产设备，其包括以上所述的原竹定长截断与竹节智能识别装置。
本发明提供的一种原竹定长截断与竹节智能识别装置及自动化生产设备，优点包括如下：
1 .通过不同机构的自动化加工协作，不需要人工送料、裁切等操作，实现原竹截断的机械化、自动化、连续化生产。
2 .锯切时能够自动避开原竹根部弯曲部分以及竹节部分，可对原竹进行精确高效截断，可同时裁切出多段竹筒，与传统逐段裁断原竹相比，大大提高了生产效率。
3.通过每台圆锯机组件上布设的两个相平行的圆锯片(第二个圆锯片位于第一个圆锯片斜下方)，且两锯片转动方向相反以对原竹进行锯切，降低了裁切阻力，增加切面平整度，便于提高定厚准确度。
4 .锯切时，由于位于原竹上方的气泵压紧组件通过气缸施加给原竹一个恒定压力，能够防止原竹在锯切时发生跳起或移位，减少锯切面毛刺的产生，提高后续分选时对竹筒尺寸测量的精度。
5 .通过在第一竹筒运输轨道上方设置的多组竹筒推条，配合第一竹筒运输轨道推送竹筒逐个向前移动，以保证竹条有序运输。
6 .通过使用旋转拨手装置，实现相垂直的两个竹筒运输轨道间的竹筒运输，提高工作效率，节约占地面积及成本。
7 .所述废料收集机构，通过废料收集通道对竹筒锯切过程中产生的废料以及原竹根部、梢部进行运输收集，保证设备的正常运行。
附图说明
为能更清楚理解本发明的目的、特点和优点，以下将结合附图对本发明的较佳实施例进行详细描述，其中：
图1为本发明提供的原竹定长截断与竹节智能识别装置的一实施例的结构框图；
图2为本发明提供的原竹定长截断与竹节智能识别装置的一实施例的结构示意图；
图3为图2中的原竹裁断机构结构示意图；
图4为图2中将原竹锯切截断的局部侧视图；
图5为图2中对截断的竹筒进行运输的转拨手装置、第二竹筒运输轨道和竹筒隔档组件的结构示意图；
附图中，各标号所代表的部件列表如下：
原竹运输机构1、原竹裁断机构2、竹筒运输机构3、旋转拨手机构4、控制装置5、第一原竹运输轨道11、第一滚轮组件12、原竹隔档运输组件13、圆锯机组件21、摄像传感装置22、气泵组件23、活塞柱24、竹筒下滑轨道31、水平支架32、机械手组件33、第一竹筒运输轨道34、竹筒推条35、旋转拨手装置41、第二竹筒运输轨道42、竹筒隔档组件43、废料回收通道51。
具体实施方式
如图1和图2所示，本发明了提供一种原竹定长截断与竹节智能识别装置，其采取的技术方案是：
该装置包括：原竹运输机构1、原竹裁断机构2、竹筒运输机构3和控制装置5，其中，原竹运输机构1上设有运输原竹的第一原竹运输轨道11和推送原竹至原竹裁断机构2的多个原竹推条，原竹裁断机构2上设有对原竹进行裁切的圆锯机组件21和以采集原竹图像信息的摄像传感装置22，控制装置5根据摄像传感装置22采集的原竹图像信息控制圆锯机组件21沿原竹径向水平移动，移动至避开原竹的竹根和竹节再对原竹进行锯切，竹筒运输机构3对锯切形成的多段竹筒运输。
本发明提供的装置通过对原竹进行多段锯切，实现连续自动化生产竹筒，通过不同机构间的相互协作，不需要人工送料、裁断等操作，实现竹筒裁断的机械自动化生产。
本发明提供的实施例中，原竹运输机构1包括设在第一原竹运输轨道11的末端的第一滚轮组件12和传送经第一滚轮组件12输送的原竹的原竹隔档运输组件13，第一滚轮组件12的顶面与第一原竹运输轨道11的平面在水平方向上对齐，可顺利将原竹经由第一滚轮组件12的辊轮组件运输至下一加工区域，且由于第一滚轮组件12可实现将原竹加速准确地传输过去，能够防止原竹运输中的错位和堆积；同时控制装置5控制原竹隔档运输组件13上的原竹推条的速度调控原竹的推送速度。
如图3所示，原竹裁断机构2包括动力装置和防止原竹跳起或移位的限位装置，动力装置对圆锯机组件21施加动力以对原竹进行锯切，限位装置在锯切时限制原竹的移动位置。在该实施例中，限位装置包括气缸、气泵组件23以及活塞柱24，锯切时，位于原竹上方的气泵组件23通过气缸的气压推动气泵组件23前端的活塞柱24抵住原竹的上端，给原竹施加一恒定压力。
本发明通过气压上下推动气泵组件23下端的活塞柱24，使得活塞柱24垂直向下抵住运输过来的原竹上端，以通过圆锯机组件21对原竹进行锯切，本发明实施例提供的气泵组件，通过气缸施加给原竹一个恒定压力抵住原竹的上端，从而能够防止原竹在锯切时发生跳起或移位，减少了锯切面毛刺的产生。可以理解，为了有效抵住原竹上端，活塞柱24下端设有限制原竹移动的凹槽或其他本领域技术人员能够想到的限位结构均在本发明保护范围内。
本发明提供的实施例中，圆锯机组件21与摄像传感装置22一一对应设置，且圆锯机组件21与摄像传感装置22在水平方向上平行对齐。更具体地，圆锯机组件21为多个沿原竹根部到梢部方向水平排列的圆锯机组件，若圆锯机组件21包括初始间隔距离为X进行布设的第一圆锯机组件、第二圆锯机组件......第n圆锯机组件，则预设锯切竹筒的长度为X～X+0 .3m，圆锯机组件可单向水平沿原竹梢部水平移动。在该具体实施例中，将第一圆锯机组件的初始位置调节至距离原竹末端10cm的位置，圆锯机组件沿原竹径向水平移动的距离优选为5～15cm。
本发明通过摄像传感装置采集原竹图像，并根据采集的原竹图像判断原竹的根部是否弯曲以及是否为原竹的竹节部分，根据判断的信息控制圆锯机组件21沿沿竹筒径向水平单向移动，能够在有效避开原竹根部弯曲部分以及竹节部分的情况下，确定锯切的位置，实现对原竹进行精确高效截断，获得更符合加工标准和要求的竹筒。
本实施例中，圆锯机组件21包括两个平行布设的第一圆锯片和第二圆锯片，控制装置通过控制第一圆锯片和第二圆锯片朝相反的方向转动以对原竹进行锯切，以得到多段竹筒，也即在本发明实施例中，通过每台圆锯机组件上布设的两个相平行的圆锯片，通过控制两锯片转动方向相反，从而实现对原竹进行裁切，该锯切方式可有效降低裁切阻力，增加切面平整度，便于提高竹筒定厚的准确度，且由于可设置多个圆锯机组件，即可在同一时间对原竹锯切以同时裁出多段高精度的竹筒，自动化程度高。优选地，所述第二圆锯片位于所述第一圆锯片的斜下方。
如图4所示，竹筒运输机构3包括竹筒下滑轨道31、水平支架32、机械手组件33、第一竹筒运输轨道34和设于第一竹筒运输轨道34上的多个竹筒推条35，原竹隔档运输组件13推动竹筒至竹筒下滑轨道31，竹筒下滑轨道31将竹筒运输至水平支架32上，启动机械手组件33抓取竹筒并以第一角度旋转后以将竹筒放置于第一竹筒运输轨道34上，第一竹筒运输轨道34上的竹筒推条35推动竹筒向前运输。优选地，第一角度为90°。
在该具体实施例中，第一竹筒运输轨道34上方设置有n组竹筒推条，每组设置有两个平行排列的竹筒推条本体，每组竹筒推条之间间隔一段距离，每组的两个竹筒推条本体配合第一竹筒运输轨道34逐个推送竹筒向前移动。可以理解，每组竹筒推条之间间隔可以根据需要布设，具体数值不做限制。
如图5所示，装置还包括旋转拨手机构4，旋转拨手机构4包括旋转拨手装置41、第二竹筒运输轨道42和竹筒隔档组件43，第一竹筒运输轨道34与第二竹筒运输轨道42垂直排列，第一竹筒运输轨道34的竹筒推条35逐个将竹筒推送至旋转拨手装置41上方，旋转拨手装置41以第二角度旋转后将竹筒送至第二竹筒运输轨道42；详细地，竹筒推条35将竹筒传输至旋转拨手装置41的弧形钩内，通过将旋转拨手装置41朝靠近第二竹筒运输轨道42的方向旋转90°，以将竹筒送至第二竹筒运输轨道42，运至下一工序。可以理解，其中旋转拨手装置41为逆时针转动90°，但基于该机制设计的其他结构均在本发明保护范围内。
同时在该实施例中，通过布设在第二竹筒运输轨道42上的竹筒隔档组件43以隔档竹筒，从而调控竹筒在第二竹筒运输轨道42上的运输速度，本发明根据自动化生产过程中的实际需要协调自动化竹筒加工生产线，适应范围广。
本发明实施例中，装置还包括废料回收通道51，以将锯切竹筒产生的废料以及原竹根部、梢部，通过废料回收通道51进行回收，也即通过增设废料回收机构，运输竹筒裁切所产生的废料，防止废料堆积，保证生产过程中各个设备的正常运行。
本发明还涉及一种自动化生产设备，其包括以上的原竹定长截断与竹节智能识别装置。
为了理解本发明，下面结合具体实施例对本发明技术方案在原竹加工生产过程中的使用方法作进一步说明。
本发明提供了一种原竹定长截断与竹节智能识别装置在原竹加工生产过程中的使用方法，其包括以下步骤：
S01：选取11米原竹，原竹通过第一原竹运输轨道11向前运输，经由第一滚轮组件12运送至原竹隔档运输组件13上方；
S02：原竹隔档运输组件13向前运输至摄像传感装置22下方，采集原竹图像信息。同时电脑控制五组圆锯机组件21沿竹筒径向水平移动避开原竹根部弯曲部分以及竹节部分，进行原竹锯切。具体的，第一圆锯机组件初始位置为距离原竹末端10cm，从第一圆锯机组件开始识别原竹根部图像，若第一圆锯机组件前端出现弯曲部分，则第一圆锯机组件向原竹梢部方向水平移动，避开弯曲部分。同时带动后续四组三等圆锯机组件移动相同位移，以保证所锯切的竹筒长度大于等于初始设定的竹筒长度。之后第二圆锯机组件前方的摄像传感装置22对原竹的竹节信息进行采集，若第二圆锯机组件前端出现竹节，则电脑控制第二圆锯机组件及后续第三、第四及第五圆锯机组件沿原竹梢部方向平行移动，调整圆锯片位置避开竹节。以此类推，所有圆锯机组件调整完毕，对原竹进行锯切。
S03：待所有圆锯机组件21调整完毕，启动圆锯机组件21，原竹隔档运输组件13向前推动原竹，待原竹移动至圆锯机组件前端，启动垂直于原竹径向的气泵组件23，通过气压推动气泵组件前端的活塞柱24抵住原竹上端，同时对原竹进行锯切，获得5段竹筒；
S04：原竹隔档运输组件13继续推动竹筒，通过竹筒下滑轨道31运送至水平支架32上方，启动5组机械手组件33，抓取竹筒旋转90°放置于第一竹筒运输轨道34上方，轨道上的竹筒推条35推动竹筒向前运输。
S05：第一竹筒运输轨道34的竹筒推条35将5个竹筒逐个推送至旋转拨手装置41上方，旋转拨手装置41逆时针旋转90°将竹筒送至第二竹筒运输轨道42，完成竹筒锯切。
本发明提供的一种原竹定长截断与竹节智能识别装置及自动化生产设备，其优点包括如下：
1 .通过不同机构的自动化加工协作，不需要人工送料、裁切等操作，实现原竹截断的机械化、自动化、连续化生产。
2 .锯切时能够自动避开原竹根部弯曲部分以及竹节部分，可对原竹进行精确高效截断，可同时裁切出多段竹筒，与传统逐段裁断原竹相比，大大提高了生产效率。
3 .通过每台圆锯机组件上布设的两个相平行的圆锯片(第二圆锯片位于第一圆锯片斜下方)，且两锯片转动方向相反以对原竹进行锯切，降低了裁切阻力，增加切面平整度，便于提高定厚准确度。
4 .锯切时，由于位于原竹上方的气泵压紧组件通过气缸施加给原竹一个恒定压力，能够防止原竹在锯切时发生跳起或移位，减少锯切面毛刺的产生，提高后续分选时对竹筒尺寸测量的精度。
5 .通过在第一竹筒运输轨道上方设置的多组竹筒推条，配合第一竹筒运输轨道推送竹筒逐个向前移动，以保证竹条有序运输。
6 .通过使用旋转拨手装置，实现相垂直的两个竹筒运输轨道间的竹筒运输，提高工作效率，节约占地面积及成本。
7 .所述废料收集机构，通过废料收集通道对竹筒锯切过程中产生的废料以及原竹根部、梢部进行运输收集，保证设备的正常运行。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明方法的前提下，还可以做出若干改进和补充，这些改进和补充也应视为本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种原竹定长截断与竹节智能识别装置，其特征在于，该装置包括：原竹运输机构(1)、原竹裁断机构(2)、竹筒运输机构(3)和控制装置(5)，所述原竹运输机构(1)上设有运输原竹的第一原竹运输轨道(11)和推送原竹至所述原竹裁断机构(2)的多个原竹推条，所述原竹裁断机构(2)上设有对所述原竹进行裁切的圆锯机组件(21)和采集原竹图像信息的摄像传感装置(22)，所述控制装置(5)根据所述摄像传感装置(22)采集的原竹图像信息控制圆锯机组件(21)沿原竹径向水平移动，移动至避开所述原竹的竹根和竹节再对所述原竹进行锯切，所述竹筒运输机构(3)对锯切形成的多段竹筒运输；
所述原竹运输机构(1)包括设在所述第一原竹运输轨道(11)的末端的第一滚轮组件(12)和传送经所述第一滚轮组件(12)输送的原竹的原竹隔档运输组件(13)，所述第一滚轮组件(12)的顶面与所述第一原竹运输轨道(11)的平面在水平方向上对齐，所述第一滚轮组件(12)将所述原竹加速传输，所述第一原竹运输轨道(11)设在原竹隔档运输组件(13)上，所述控制装置(5)控制所述原竹推条的速度调控所述原竹的推送速度；
所述竹筒运输机构(3)包括竹筒下滑轨道(31)、水平支架(32)、机械手组件(33)、第一竹筒运输轨道(34)和设于所述第一竹筒运输轨道(34)上的多个竹筒推条(35)，所述原竹隔档运输组件(13)推动所述竹筒至所述竹筒下滑轨道(31)，所述竹筒下滑轨道(31)将所述竹筒运输至所述水平支架(32)上，启动机械手组件(33)抓取所述竹筒并以第一角度旋转后将所述竹筒放置于所述第一竹筒运输轨道(34)上，第一角度为90度，所述第一竹筒运输轨道(34)上的竹筒推条(35)推动所述竹筒向前运输；
所述装置还包括旋转拨手装置(41)、与所述第一竹筒运输轨道(34)垂直排列的第二竹筒运输轨道(42)和位于所述第二竹筒运输轨道(42)上的竹筒隔档组件(43)，第一竹筒运输轨道(34)的竹筒推条(35)逐个将竹筒推送至旋转拨手装置(41)上方，旋转拨手装置(41)以第二角度旋转后将竹筒送至第二竹筒运输轨道(42)，第二角度为90度，所述竹筒隔档组件(43)通过隔档竹筒调控竹筒运输速度，并经所述第二竹筒运输轨道(42)将其运至下一工序。
2.根据权利要求1所述的原竹定长截断与竹节智能识别装置，其特征在于，所述原竹裁断机构(2)包括动力装置和防止所述原竹跳起或移位的限位装置，所述动力装置对所述圆锯机组件(21)施加动力以对所述原竹进行锯切，所述限位装置在锯切时限制所述原竹的移动位置。
3.根据权利要求2所述的原竹定长截断与竹节智能识别装置，其特征在于，所述限位装置包括气缸、气泵组件(23)以及活塞柱(24)，锯切时，位于所述原竹上方的气泵组件(23)通过气缸的气压推动所述气泵组件(23)前端的活塞柱(24)抵住所述原竹的上端，给原竹施加一恒定压力。
4.根据权利要求1或3所述的原竹定长截断与竹节智能识别装置，其特征在于，所述圆锯机组件(21)与所述摄像传感装置(22)一一对应设置，所述圆锯机组件(21)为多个沿原竹根部到梢部方向水平排列的圆锯机组件，若所述圆锯机组件(21)包括初始间隔距离为X进行布设的第一圆锯机组件、第二圆锯机组件......第n圆锯机组件，则预设锯切竹筒的长度为X～X+0 .3m，所述圆锯机组件可单向水平沿所述原竹梢部水平移动。
5.根据权利要求4所述的原竹定长截断与竹节智能识别装置，其特征在于，所述圆锯机组件(21)包括两个平行布设的第一圆锯片和第二圆锯片，所述控制装置通过控制所述第一圆锯片和第二圆锯片朝相反的方向转动以对所述原竹进行锯切，以得到多段竹筒。
6.根据权利要求1所述的原竹定长截断与竹节智能识别装置，其特征在于，所述装置还包括废料回收通道(51)，将锯切竹筒产生的废料以及所述原竹根部、梢部，通过废料回收通道(51)回收。
7.一种自动化生产设备，其特征在于，包括权利要求1至6任意一项所述的原竹定长截断与竹节智能识别装置。
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