CN117484581A - 一种植物或腌制后植物加工装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及加工技术领域,具体公开了一种植物或腌制后植物加工装置,其中,该加工装置包括上料模块、加工模块,以及设置在加工模块中切割刀具的运动路径上的废料分离模块、清洁模块,以及用于控制上料模块、加工模块、废料分离模块和清洁模块的控制模块,其中,上料模块采用转盘式上料结构,加工模块中切割刀具也采用转盘式设计,也即双转盘模式配合,使得可通过控制两个转盘之间的配合来进行工作节拍的调节,从而适应于不同待加工物料的工艺需求,不仅避免了每加工一次就清洗一次而导致生产线频繁停工而导致时间浪费或效率降低,从而造成成本增加的问题,同时能够适应于不同加工需求的待加工物料,提高了整个装置的应用范围,也即提高了装置的普适性。
Description
技术领域
本发明涉及加工设备技术领域,尤其涉及一种植物或腌制后植物加工装置。
背景技术
蔬菜、水果、药材等外形不规则植物,或腌制后植物,例如榨菜根据其销售的产品外形不同需要进行不同方式的深加工,如切片、切丝、整形等。然而,由于这些材料大多有具有外皮,甚至外皮中还有筋,因此,通常在进行切片、切丝、整形之前,都需要先剥皮。例如,公开号为CN109619606A的中国发明专利申请,其公开了一种环形榨菜剥皮装置,其通过设置导向筒来装载榨菜,然后利用其顶部的压菜定位块来将榨菜定位,并在导向筒周围设置多个撕皮机械手来进行撕皮。又如,公开号为CN110522046A的中国发明专利申请,其公开了一种榨菜剥皮设备,其通过设置一个定位针和夹爪来定位榨菜,然后利用生产线上的切割刀片来纵向剖切榨菜,再利用剥皮组件对切割后的榨菜进行剥皮。然而,随着挤压加工工艺的发展,能够同时实现去皮、切丝等工艺,例如,铡刀式切割、挤压切割等。其中,挤压切割有着切割效率高,可一次切割成形的优点被广泛采用。挤压加工是通过推动待加工材料与加工刀片接触,使得加工刀片对待加工材料进行切割。例如,公开号为CN116277182A的中国发明专利申请,其公开了一种外形不规则的生物材料全自动加工设备,其通过设置一个容置管来装载生物材料,并设置挤压组件和侧压限位组件来固定材料,然后利用挤压组件将材料压向切割刀具从而完成剥皮和切割。然而,上述装置一次只能够放置一个材料,大大降低了工作效率。通常,为了增加工作效率,可采用直线型流水线的形式,例如,从上料到最后的清洁全程采用传送带运输,并且该传送带上间隔放置多个容置管,使得可一直不断地运送材料至加工工位。但这种方式存在以下问题:1)由于针对单个材料从加工到出成品所需时间比较短暂,因此,需要上料工作人员一直不停地在向传送带上料,从而使得工作人员的劳动强度大;并且,一旦任意料筒中没有材料,就可能导致整个工艺流程停止或空运转,从而造成巨大损失;2)装置运行过程中,需要额外派遣工作人员来检查装置的运行状态,以及各个环节是否有出现异常等;3)全程采用传送带送料,但整个工程中切割刀具也是运动的,也即两个运动机构需要同步运动,一方面,两个运动机构之间的安装位置需要精确设置;另一方面,要保证两个运动机构之间的同步运动,需要高精度的控制算法,从而大大增加了整个系统的成本。
发明内容
本发明的目的在于提供一种植物或腌制后植物加工装置,部分地解决或缓解现有技术中的上述不足,能够适应于不同特性的物料加工。
为了解决上述所提到的技术问题,本发明具体采用以下技术方案:
本发明提供了一种植物或腌制后植物加工装置,其包括:上料模块、加工模块,以及设置在所述加工模块中切割刀具的运动路径上的废料分离模块、成品出料和清洁模块,以及用于控制所述上料模块、所述加工模块、所述废料分离模块、所述成品出料模块和所述清洁模块的控制模块,其中,所述上料模块包括:物料转盘,所述物料转盘上沿圆周方向均匀布设有多个用于装置待加工物料的料筒,以及与所述控制模块相连的转盘驱动机构,所述转盘驱动机构用于驱动所述物料转盘转动,从而使得所述物料转盘上的多个所述料筒在上料工位和加工工位之间切换;优选地,初始状态时,至少一个料筒位于上料工位;所述加工模块包括:用于在所述加工工位挤压所述料筒内的所述待加工物料的挤压机构,刀具转盘,沿周向均匀分布在所述刀具转盘上且用于与所述挤压机构配合以将所述植物进行切割的多个所述切割刀具,以及用于驱动所述刀具转盘旋转,从而带动每个所述切割刀具依次在加工工位、废料分离工位、废料出料工位、成品出料工位、清洁工位之间转动的刀具驱动机构;所述加工工位、所废料分离工位、所述废料出料工位、所述成品出料工位和所述清洁工位沿所述刀具转盘的周向设置;所述刀具驱动机构与所述控制模块相连;所述废料分离模块包括:用于将经过加工后跟随所述切割刀具运动至废料分离工位的废料进行分离的铲刀,以及用于将分离后的所述废料从所述切割刀具上去除的刮片;所述清洁模块包括:向运动至所述清洁工位的切割刀具提供高压气流的吹气机构,以及向运动至所述清洁工位的切割刀具提供高压水流的喷淋机构,所述吹气机构和所述喷淋机构分别与所述控制模块相连;所述控制模块用于控制所述转盘驱动机构驱动所述物料转盘转动,使得多个所述料筒依次周期性转动至上料工位、加工工位以进行上料和挤压加工;以及控制所述刀具驱动机构驱动所述刀具转盘转动,使得多个所述切割刀具周期性地依次转动至加工工位、废料分离工位、废料出料工位、成品出料工位、清洁工位;且当每完成预设数量的加工周期时,控制所述清洁模块向陆续转动至清洁工位的多个所述切割刀具同时喷射高压气流和高压水流;其中,所述物料转盘上预设装载数量料筒内的待加工物料完成挤压加工并成品出料为一个加工周期,所述预设装载数量大于或等于所述切割刀具的总数,且小于或等于所述转盘上所有料筒的总数。优选地,所述物料转盘上所有料筒的总数大于所述刀具转盘上所有切割刀具的总数。
本发明的一些实施例中,所述控制模块具体包括:判断单元,用于判断所述物料转盘上装载有待加工物料的料筒数量是否大于或等于预设装载数量,且装载有物料的各料筒排布结构为预设排布结构(优选地,所述预设排布结构包括:装载有物料且相邻的两个料筒之间有至少一个空置料筒;或者,装载有物料的所有料筒相邻排布);刀具控制单元,用于当所述判断单元判断出所述物料转盘上装载有待加工物料的料筒数量大于或等于预设装载数量,且各料筒排布结构呈预设排布结构时,控制所述物料转盘转动,使得预设装载数量的各个料筒依次运动至加工工位,并控制所述刀具转盘转动,使得多个所述切割刀具依次转动至所述加工工位、所述废料分离工位、所述废料出料工位、所述成品出料工位、所述清洁工位,直至完成预设数量的加工周期时,控制所述清洁模块向依次转动至所述清洁工位的所述切割刀具进行清洗;上料控制单元,用于当所述判断单元判断出所述物料转盘上装载有待加工物料的料筒数量小于预设装载数量时,控制所述物料转盘转动,使得所述物料转盘上尚未上料的料筒移动至上料工位,并按照预设排布结构进行上料,直至控制单元判断出装载有待加工物料的料筒数量大于或等于预设装载数量,且呈预设排布结构。
本发明的一些实施例中,所述物料转盘上沿圆周方向均匀间隔设置有八个料筒。优选地,初始状态时,三个所述料筒位于上料工位。
本发明的一些实施例中,所述刀具转盘上的所述切割刀具为四个,四个所述切割刀具沿所述刀具转盘的周向均匀分布,使得当所述切割刀具上的任一切割刀具位于所述加工工位时,其转动方向上前后相邻的两个所述切割刀具分别位于所述成品出料工位和所述清洁工位。
本发明的一些实施例中,所述清洁模块还包括安装支架,所述吹气机构的出气喷嘴和所述喷淋机构的出水喷嘴分别设置在所述安装支架的两侧,且所述出气喷嘴和所述出水喷嘴位于所述切割刀具上方。本发明的一些实施例中,所述料筒内设置有用于夹持所述待加工物料的限位机构。本发明的一些实施例中,所述废料分离模块包括:用于将跟随所述切割刀具运动至所述废料分离工位,且与加工成品相连的废料进行分离的铲刀,以及用于将分离后运动至所述废料出料工位的所述废料去除的刮片。本发明的一些实施例中,所述出料模块包括:用于将跟随所述切割刀具运动至所述成品出料工位的加工成品从所述切割刀具中分离的顶针机构;以及用于驱动所述顶针机构上下运动的顶针驱动机构;所述顶针驱动机构与所述控制模块相连。
本发明的一些实施例中,所述切割刀具包括:滑动刀座,沿第一方向等间距并列设置在所述滑动刀座上的多个第一刀片,以及沿垂直于所述第一方向的第二方向等间距并列设置在所述滑动刀座上的多个第二刀片,其中,所述滑动刀座包括底板,以及设置在所述底板上的侧壁,所述底板上设置有贯穿所述底板的出料孔;所述第一刀片上沿其长度方向间隔设置有多个卡槽,所述第二刀片可拆卸地卡合在所述卡槽内,使得多个所述第一刀片和所述第二刀片之间形成多个切割腔,且位于边缘的多个所述第一刀片和位于边缘的多个所述第二刀片的长度逐渐递减,使得所有所述第一刀片和所有所述第二刀片形成横截面呈六边形的刀片组。
本发明的一些实施例中,所述切割刀具还包括:分别位于所述第二刀片两端的刀夹块,以及分别位于所述第一刀片两端的刀盖,其中,所述刀夹块的侧壁上设置有多个与所述第二刀片刀头配合的安装卡槽,所述刀盖的侧壁上设置有多个与所述第一刀片刀头配合的安装卡槽;设置在所述底板上用于夹持位于边缘的所述第一刀片和位于边缘的所述第二刀片端部的四个刀片角夹组,四个所述刀片角加组分别位于由两个所述刀盖和两个所述刀夹块围合形成的正方形限位框的四个角;所述正方形限位框的内切圆与所述出料孔同轴,且所述内切圆的直径小于或等于所述出料孔的直径。
本发明的一些实施例中,所述第二刀片的高度小于所述第一刀片的高度,且所述第二刀片两端刀头的下方设置有刀垫,所述刀垫的高度大于或等于所述第一刀片与所述第二刀片之间的高度差,使得安装后位于所述刀垫上方的所述刀夹块的上表面与所述刀盖的上表面平齐。
本发明的一些实施例中,所述刀片角夹组包括上刀角夹,以及下刀角夹,其中,所述上刀角夹包括沿第一方向延伸的第一夹持臂,以及沿第二方向延伸的第二夹持臂,其中,所述第一夹持臂底部设置有可与位于边缘的多个所述第二刀片刀头配合的上卡槽;所述下刀角夹的上表面设置有沿第二方向延伸,且与位于边缘的多个所述第一刀片刀头配合的下卡槽。
本发明的一些实施例中,所述植物或腌制后植物加工装置还包括:设置在所述废料出口工位下方的废料运输机构。本发明的一些实施例中,所述植物或腌制后植物加工装置还包括:设置在所述成品出料工位下方的成品运输机构。本发明的一些实施例中,所述植物或腌制后植物加工装置还包括:安全/上料检测机构,用于检测所述物料转盘上的料筒是否装载有待加工物料;以及用于检测是否有人员肢体出现在特定区域。
有益效果:直线型流水线方式仅仅从工作效率的层面来考虑,但在实际工作中还需要综合到工作人员劳动强度、成本、运行过程中的安全性,以及工作节奏等等。因此,本发明综合考虑工作人员劳动强度、成本,以及待加工物料本身的特性(例如,根据加工过程中的粘性高低,从而导致其在切割刀具上的残留量的多少)等多种影响所决定的工作节拍,提出了一种新的加工装置,其采用转盘式上料(使得可一次性上料多个)、转盘式多切割刀具与双模式清洁方式(即废料分离模块的粗清洁模式和高压气流结合高压水流的精细清洁模式)的结合,使得可完成一个加工周期(即转盘上同一批次的物料完成成品出料),甚至两个加工周期(例如,针对粘性较低或无粘性的物料加工)后,再对刀具进行彻底清洁,也即通过转盘式上料节拍与清洁节拍之间的协同配合,使得生产效率更高,并且避免了传统方式中每完成一个物料加工和出料就清洗一次刀具,使得整个生产线停产而导致时间浪费和工作效率低(间接增加制造成本)的问题。
在实践中发现,一方面,由于待加工物料自身的特性不同,例如,粘性的高低(通常,相较于未腌制的物料,腌制后的物料的粘性较高),以及每个待加工物料从加工到成品出料的基础时长不同;另一方面,由于上料采用人工上料,需要考虑到上料工作人员的劳动强度,以及是否加工流程中是否有空余时间检查设备等其余工作的时间余量;以及从上料工位到、成品出料工位和清洁工位的时间等,因此,不同待加工物料对应的加工节拍不同。例如,对于一些粘性较低且本身体积较小的待加工物料,其加工节拍可能需要紧凑一些;而对于一些粘性较高,且本身体积较大的待加工物料,其加工节拍可能需要缓慢一些。为了适应于不同加工节拍的需求,本发明通过采用转盘式上料结构和双清洁模式的结合方式,使得用户可根据不同待加工材料来设置不同的加工周期参数和清洁周期,从而实现工作节拍的调节。
进一步地,传统直线型流水线工作方式,一旦传送带上任意料筒出现空位,就会现出整个系统空运转的问题(若人工检查到空位,甚至可能停下整个系统),从而造成一定的损失。而本发明中采用转盘式上料模块,使得可通过调节转盘完成任意分度,也即调节料筒数量和排布结构,从而实现加工周期的调节以及清洁周期的调节,进而实现工艺节拍的调节,以适应于不同产品加工工艺的需求,大大提高了整个装置的应用范围,也即提高了装置的普适性。也即,为了避免空运转或生产线停运的情况,传统流水线工作方式不允许出现空位(即未装载物料的料筒);而本发明中,为了适应于不同物料加工工艺中的清洁周期,反而允许转盘上出现空位,甚至通过调节空位的位置和/或数量来实现不同的排布结构,从而实现不同待加工物料的加工周期、清洁周期的调节,进而实现不同加工节拍的调节。
本发明的上料模块采用转盘式上料结构,可以一次性同时完成多个料筒的上料,从而使得上料操作的工人有足够的空闲时间休息或进行安全检查;同时,采用转盘式上料结构,简化了机械结构及占地面积空间;而且,避免了传送带式上料装置的上述缺陷。
本发明采用转盘上料模式与转盘式多切割刀具的协同作用,使得可通过控制物料转盘和刀具转盘的配合来完成多种分度(分度是指当物料转盘上设置多个料筒时,装载有物料的相邻两个料筒之间的角度即为一个分度,或者,刀具转盘上设置多个切割刀具时,相邻两个切割刀具之间的角度即为一个分度)及时间节拍(如加工周期或清洁周期)的调整,以适应多种工艺制程对工作节拍的不同要求。通常来说,为了单纯地提高生产效率,针对物料转盘上的每个料筒,设置相应数量的切割刀具;然而,如前所述,考虑到不同物料的特性不同(例如,粘性不同),使得切割刀具所需的清洁周期不同,以及不同的工作节拍,从而在实现效率提升的同时避免空运转等情况,也即采用双转盘(即物料转盘和刀具转盘)配合加工(例如,根据切割刀具的数量设置不同的预设装载数量、不同排布结构来实现节拍的调节),提高了工作节拍和加工周期等的可调节范围,从而增加了系统的灵活性,使得该系统能够适应于跟多不同特性的物料加工;相较于单一切割刀具的方式,效率更高。
本发明中组合式挤压套筒结构,可以保证压头和料筒的可换性及快捷性,以适应多产品尺度的不同。
相较于传统不锈钢一体化刀具结构,本发明采用双向交叉嵌合在一起的刀片组合结构,降低了刀具制作成本(一体化刀具结构成本大致两万元左右,而相同材料制成的刀片组结构大致两千左右,成品大大降低),并且,即使某个刀片出现损坏,由于嵌合结构使得任一刀片单元可拆卸,因此,任一刀片损坏,都可单独更换,无需整体更换,大大降低了维护成本,提高了刀具的可重用性。其中,双向交叉嵌合的刀片组合结构中的两组刀片可垂直嵌合,也可设置为一定夹角,从而使得可根据不同形状成品来设置两组刀片之间的夹角或间距,从而得到不同形状的切割腔,大大提高了刀片组合结构的适用范围。
进一步地,由于采用刀片组合结构,为了清除刀片嵌合间隙之间残留筋皮等异物,因此,结合废料分离模块(例如,铲刀)来分离成品和废料,并完成废料出料,再利用清洁模块提供高压气流和高压水流来清理刀具,以排除刀具上的残留物及腐蚀成分,也即通过废料分离模块实现切割刀具的首次清洁,通过清洁模块实现切割刀具的二次清洁,以清除切割刀具上的残留物及腐蚀成分,大大提高切割刀具的使用寿命。
其次,由于采用高压气流和高压水流相结合的方式,相较于单一的高压水流方式其清洁力度更高,因此,针对一些粘性较低的物料加工时,无需每次加工完成之后就立即进行清洗,而是完成一个加工周期,或两个加工周期(例如针对一些粘性物料的加工,或粘性非常低的物料加工)之后再进行清洗,大大节省了因为清洗切割刀具而使得整个产线停工而导致的时间浪费和成本损失。
进一步地,设置有安全及上料检测系统,当检测到料筒有料才进行相应工艺流程,避免无料时工位空运行而造成时间浪费。安全检测则确保人员操作的安全性及设备运行安全性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中,类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中,各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。显而易见地,下面描述中的附图是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1a为本发明一示例性实施例的植物或腌制后植物加工装置第一视角的立体结构图;
图1b为本发明一示例性实施例的植物或腌制后植物加工装置第二视角的立体结构图;
图1c为图1b所示植物或腌制后植物加工装置的俯视图;
图2a和图2b为本发明一示例性实施例的植物或腌制后植物加工装置中料筒内限位机构的装配示意图;
图3为本发明一示例性实施例的植物或腌制后植物加工装置中挤压机构的爆炸图;
图4a为本发明一示例性实施例的植物或腌制后植物加工装置中切割刀具的爆炸图;
图4b为反映图4a中切割刀具的刀片组的示意图;
图4c为反映图4b中两组刀片组卡嵌在一起形成切割腔阵列的示意图;
图4d反映图4a中上刀片角夹与位于边缘的三个第二刀片的刀头相配合的示意图;
图4e为图4a中切割刀具的俯视图;
图4f为图4b中第一刀片的示意图;
图5为铲刀安装组件的结构示意图;
图6a为反映图1a中刀具转盘上切割刀具的分布示意图;
图6b为图6a的爆炸图;
图7a为本发明一示例性实施例的植物或腌制后植物加工装置中清洁模块第一视角的示意图;
图7b为本发明一示例性实施例的植物或腌制后植物加工装置中清洁模块第二视角的示意图;
图8a为本发明一示例性实施例的植物或腌制后植物加工装置中成品出料模块结构图;
图8b和图8c为图8a所示顶针阵列的安装结构示意图;
图9为本发明一示例性实施例的植物或腌制后植物加工方法的流程图。
附图标记:1上料模块:11转盘、12料筒、141夹料块、142弹性部件、143安装架、144导套、1411夹持端、1412限位部;2加工模块:20刀具转盘、21切割刀具、211滑动刀座(底板2111、侧壁2112、出料孔2113)、212第一刀片、213第二刀片、214刀刃、215刀片卡槽、216刀盖、217刀夹块、218a上刀角夹(2181第一夹持臂、2182第二夹持臂、2183上卡槽)、218b下刀角夹(下卡槽2184)、219安装卡槽、210切割腔、2120a第一导向定位销、2120b第二导向定位销、2121刀垫;22挤压机构:221驱动电机、222电缸、223导向柱、224挤压部件、225安装支架;31铲刀、32刮片、311第一安装横梁、314缺口;4清洁模块:411风刀、412气管接头、421出水喷嘴、422隔离板、43安装板、44防护罩、46连接板、47转轴、460连杆、461驱动块、462驱动装置;5控制模块;6成品出料模块:61顶针阵列,62顶针驱动机构,63顶针安装板、64顶针垫板、65顶针底座、67刮板;7检测机构,8废料运输机构;9成品运输机构。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,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,都属于本发明保护的范围。本文中,使用用于表示元件的诸如“模块”、“部件”或“单元”的后缀仅为了有利于本发明的说明,其本身没有特定的意义。因此,“模块”、“部件”或“单元”可以混合地使用。本文中,术语“上”、“下”、“内”、“外”“前”、“后”、“一端”、“另一端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。本文中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“设置有”、“连接”等,应做广义理解,例如“连接”,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。本文中“和/或”包括任何和所有一个或多个列出的相关项的组合。本文中“多个”意指两个或两个以上,即其包含两个、三个、四个、五个等。本文中的“植物”是指加工过程中需要进行剥皮(包括茎)和切割形成一定形状(例如条状或片状)的物料,例如不规则形状的蔬菜、水果、药材等。本文中“腌制后植物”是指经过腌制的,且其加工过程需要进行剥皮(包括茎)和切割形成一定形状(例如条状或片状)的物料,例如不规则形状的榨菜等。为了便于描述,本文中将“植物”和“腌制后植物”统一称之为“待加工物料”或“待加工植物”。
实施例1:参见图1-图8,为本发明一示例性实施例的植物或腌制后植物加工装置的结构图和各模块结构图。具体地,该植物或腌制后植物加工装置包括:上料模块1、加工模块2,以及设置在加工模块2中切割刀具21的运动路径上的废料分离模块、成品出料模块6和清洁模块4,以及用于控制上料模块1、加工模块2、废料分离模块成品出料模块6和清洁模块4的控制模块5。
在一些实施例中,该上料模块1包括:安装在机架上的物料转盘11,物料转盘11上沿其圆周方向均匀间隔设置有用于装置待加工物料(例如,腌制后具有一定粘性的榨菜)的多个料筒12,以及与控制模块5相连的转盘驱动机构,转盘驱动机构用于驱动转盘11转动,从而使得料筒在上料工位和加工工位之间切换。
在一些实施例中,物料转盘上的料筒总数为切割刀具总数的N倍,N大于1且为整数,初始状态时,至少一个料筒位于上料工位处。优选地,物料转盘1上沿周向均匀分布有八个料筒12,且初始状态时,有三个料筒12同时位于上料工位。在一些实施例中,上述转盘驱动机构采用电机,其输出轴与该物料转盘11的转轴连接。
在一些实施例中,该料筒12内设置有用于夹持待加工物料的限位机构,该限位机构包括沿料筒12筒壁周向均匀间隔设置有夹料块141,该夹料块141可相对于料筒转动的方式设置在料筒12的筒壁上。具体地,参见图2a和图2b,该料筒12上沿周向均匀间隔开设有多个安装孔,夹料块141的顶端通过一转轴与该安装孔转动连接,其夹持端1411延伸进入料筒12内用以夹持物料,其外侧凸起的限位部1412上连接有一弹性部件142(例如,弹簧),该弹性部件142的另一端与固定在安装孔外侧的安装架143上。当夹持端1411受到外作用力(例如料筒内待加工物料的挤压作)时,该弹性部件142提供拉力,使得夹料块141的底部始终处于夹持状态,从而能够夹持物料。
在一些实施例中,加工模块2包括:用于在加工工位挤压料筒12内的待加工物料的挤压机构22,设置在机架上的刀具转盘20,设置在该刀具转盘20上,用于在挤压机构22的挤压作用下对待加工物料进行切割的多个切割刀具21,以及用于驱动刀具转盘20转动,从而带动多个切割刀具21依次在加工工位、废料分离工位和废料出料工位、成品出料工位、清洁工位之间转动的刀具驱动机构;刀具驱动机构与控制模块5相连。其中,多个切割刀具21沿该刀具转盘的周向分布,使得多个切割刀具的运动路径相同。优选地,切割刀具21为四个,且四个沿刀具转盘的周向均匀分布,相应地,当一个切割刀具位于加工工位时,其转动方向上前后相邻的两个切割刀具分别位于成品出料工位和清洁工位,从而使得多工序同步进行,大大提高了生产效率;并且,多个刀具共用加工模块、废料分离模块、成品出料模块和清洁模型,大大提高了设备的利用率。相应地,与位于加工工位的切割刀具对称设置的另外一个切割刀具即处于刀具维护工位,从而方便切割刀具的检查维护、安装等。
在一些实施例中,参见图4a至图4f,该切割刀具21包括:滑动刀座211以及设置在滑动刀座211内的刀片组。其中,该滑动刀座211包括:底板2111,以及设置在底板2111上的侧壁2112,底板2111上设置有贯穿底板2111的出料孔2113;优选地,该底座呈环形,而该侧壁自其外侧边缘垂直向上延伸形成围绕在该底座上方的环形壁,并与该底座形成一个安装刀片组的容纳空间。其中,该刀片组包括:沿第一方向等间距并列设置在底板2111上的多个第一刀片121,以及沿垂直于第一方向的第二方向等间距并列设置在底板2111上的多个第二刀片213,其中,第一刀片212上端沿其长度方向间隔设置有多个卡槽215,第二刀片213可拆卸地卡合在卡槽215内,使得多个第一刀片(212)和第二刀片(213)之间形成多个切割腔210,且位于边缘的多个第一刀片和位于边缘的多个第二刀片的长度逐渐递减,使得所有第一刀片和所有第二刀片形成横截面呈六边形的刀片组;优选地,分别位于刀片组四侧边缘的刀片(第一刀片或第二刀片)均为3个,其中,靠近边缘的两个刀片的长度相同,且小于另外一个刀片的长度,该另外一个刀片的长度小于非边缘区域的刀片长度,参见图4b和图4c;分别位于第二刀片213两端的刀夹块217,以及分别位于第一刀片212两端的刀盖216,其中,刀夹块217中靠近刀片组一侧的侧壁上设置有多个与第二刀片213刀头配合的安装卡槽219,刀盖216中靠近刀片组的侧壁上设置有多个与第一刀片212刀头配合的安装卡槽219;设置在底板2111上用于夹持位于边缘的第一刀片212和第二刀片213端部的四个刀片角夹组,四个刀片角加组分别位于由两个刀盖216和两个刀夹块217围合形成的正方形限位框的四个角,参见图4a和图4e。
在一些实施例中,参见图4b,以第一刀片长度延伸方向为X轴,第二刀片长度延伸方向为Y轴,以第一刀片或第二刀片高度方向为X轴建立坐标系时,其中,Y轴为第一方向,X轴为第二方向。
在一些实施例中,参见图4e上述正方形限位框(边长为L1)的内切圆与出料孔同轴,且其直径D1小于或等于出料孔的直径(底板的直径D2最大)。其中,该正方形限位框的内切圆实际上为加工刀具的实际切割区域,虽然各种材料的形状不规则,但在实际应用过程中发现,实际起到切割作用的只有该切割区域,而矩形限位框的四个角实际上多数情况下都是空闲的,并且长期空闲还有可能沉积灰尘等,因此,本实施例中,设计呈六边形的刀片组,并利用四个刀片角加组来安装固定刀片组的同时,将空闲的四个边角区域进行遮挡,更加卫生,也更容易方便清洁刀具,当然,也节省材料。在一些实施例中,L1为120mm,D1为120mm,D2为200mm。
在一些实施例中,参见图4b,由于仅在第一刀片212的上端设置卡槽与第二刀片配合,因此,该第二刀片213的高度小于第一刀片212的高度,优选地,其高度与该第一刀片上卡槽的高度相同,从而使得第二刀片卡合在第一刀片上时,第二刀片和第一刀片之间的刀刃部平齐。进一步地,由于第二刀片的高度低于第一刀片,因此,为了固定刀片组,在第二刀片213两端刀头的下方设置有刀垫2121,也即通过将刀垫设置在底板与刀夹块之间,并在刀夹块上设置与第二刀片刀头配合安装卡槽,从而将第二刀片牢固地安装出料孔正上方(也即刀片组的内切圆与出料孔同轴)。
在一些实施例中,刀垫2121的高度大于或等于第一刀片212与第二刀片213之间的高度差,使得安装后位于刀垫2121上方的刀夹块217的上表面与刀盖216的上表面平齐。
在一些实施例中,参见图4a,刀片角夹组包括上刀角夹218a,以及下刀角夹218b,其中,上刀角夹218a包括沿第一方向延伸的第一夹持臂2181,以及沿第二方向延伸的第二夹持臂2182,其中,第一夹持臂2181底部设置有可与位于边缘的第二刀片212刀头配合的上卡槽2183(沿第一方向延伸),参见图4d;下刀角夹(218b)的上表面设置有沿第二方向延伸,且与位于边缘的第一刀片212刀头配合的下卡槽2184(沿第二方向延伸)。
在一些实施例中,该加工刀具组件还包括:位于底板上,且设置刀片角夹组两侧,并贯穿刀夹块217和刀垫2121上同轴设置的安装孔的第一导向定位销2120a,以及贯穿刀盖216上设置的安装孔的第二导向定位销2120b,参见图4a。
在一些实施例中,第一刀片和第二刀片之间形成的切割腔210呈正方形。优选地,多个第一刀片212之间的间距为6mm,多个第二刀片213之间的间距为6mm,也即形成边长为6mm的正方形切割腔,参见图4c。
在一些实施例中,位于边缘的多个第一刀片212的刀头高度小于其余(即位于非边缘的)第一刀片212的刀头高度。
在一些实施例中,第一刀片212的长度L3大于第二刀片213的长度L4。优选地,第二刀片213的长度为130mm-140mm(优选地,136mm);第一刀片212的最大长度为140mm-145mm,(优选地,143mm),且第一刀片212的高度H1为10mm-15mm(优选地,13.5mm),第二刀片213的高度H2(也即第一刀片上卡槽的高度)为6mm-7mm(优选地,6.5mm)。
当然,在另一些实施例中,也可通过调节上述第一方向和第二方向之间的角度(例如,第一方向与第二方向之间呈锐角),从而使得第一刀片与第二刀片之间形成的切割腔的形状,从而适应于不同形状成品的切割。当然,还可调节刀片之前的间距,从而适应更多不同形状成品的切割。
在一些实施例中,该挤压机构22包括:通过安装支架225安装在支架上的电缸222,电缸222的顶部安装有挤压部件224,电缸222由驱动电机221驱动,以带动挤压部件224在竖直方向上下往复运动,相应地,该挤压部件224的下方即为加工工位,因此,当切割刀具21转动至该挤压部件下方(即转动到加工工位)时,即可与该挤压机构之间配合同时完成剥皮、切割。
在一些实施例中,该刀具驱动机构包括:一驱动电机,其输出轴上与刀具转盘20的转轴同轴连接,或者该刀具转盘直接安装在该驱动电机的输出轴上,从而由该驱动电机驱动刀具转盘转动。优选地,四个切割刀具沿周向均匀分布在该刀具转盘上,参见图1c和图6a、图6b。
在一些实施例中,废料分离模块包括:用于将跟随切割刀具21运动至废料分离工位的废料(此时,废料与条状或片状的成品连接在一起)进行分离的铲刀31,该铲刀31沿刀具转盘的径向方向延伸,以及用于将分离后运动至废料出料工位的废料去除的刮片32,该刮片32位于该废料分离工位和成品出料工位之间。
在一些实施例中,参见图5,用于安装铲刀的第一安装横梁311通过安装板固定在加工装置的机架上,而铲刀31的两端分别通过一个直角安装块设置在第一安装横梁311底部,且第一安装横梁311底部对应于铲刀31的位置设置有缺口314,从而使得当被铲刀31分离后的废料能够通过该缺口314出去。优选地,可通过调节安装支架在机架上的高度和倾斜度,从而调节铲刀31的高度和倾斜角。
在一些实施例中,参见图1c,该刮片32通过安装支架固定在成品出料模块6的一侧。通常大部分材料被切割刀具切割之后,废料,如筋皮实际上还是与成品连在一起的,因此,仅仅通过刮刀可能无法将废料从切割刀具中很好的分离,从而使得大量废料残留在切割刀具上,并且,这种刮的方式来分离废料会大大缩短刮刀的使用寿命,还会在刮刀上堆积大量的残留废料,因此,本实施例中采用铲刀先将废料与成品进行分离,然后,再用刮刀将分离后的废料从切割刀具表面刮去,这样不仅能够成功地分离废料,也能够大大降低废料在切割刀具上的残留。
在一些实施例中,铲刀31和刮片32设置在加工工位与成品出料工位之间,且该刮片32处即为废料出料工位,相应地,刮刀32下方设置有将废料传送至废料运输机构8上的废料接料筒。具体地,当切割刀具21向成品出料工位运动过程中,经过该废料出料工位时,由于废料已经与成品分离,废料通过废料接料斗进入废料运输机构8被运出。
在一些实施例中,清洁模块4包括:向转动至清洁工位的切割刀具21提供高压气流的吹气机构,以及向运动至清洁工位的切割刀具21提供高压水流的喷淋机构,吹气机构和喷淋机构分别与控制模块5相连。
在一些实施例中,该清洁模块4还包括设置在机架上的安装横板43,参见图7a和图7b,该高压气体/高压喷淋模块包括:安装横板43,向运动至清洁工位的切割刀具21提供高压气流的吹气机构,以及向运动至清洁工位的切割刀具21提供高压水流的喷淋机构,该气机构的风刀411和喷淋机构的出水喷嘴421分别设置在安装横板43的两侧,且当切割刀具21转动至清洁工位时,风刀411和出水喷嘴421位于切割刀具21上方。进一步地,为了避免相互干扰,在出水喷嘴421和风刀411之间设置了隔离板422。优选地,该风刀和出水喷嘴集成在一个舱室内,并由隔板422进行分隔。优选地,该喷淋机构和吹气机构设置在该安装横板43的一端,该安装横板43的另一端通过安装支架固定在机架上。
为了便于维护和安装清洁模块,该安装横板43转动连接在安装支架上,使得清洁模块可翻转,具体地,安装支架上转动连接有两个连接板46(通过转轴47转动连接至安装支架上),两个连接板46与该安装横板43平行,并分别位于该安装横板43的两侧;两个连接板46之间固定连接有用于固定该安装横板43的两个连杆460,两个连杆460垂直贯穿该安装横板43,其两端分别与连接板46固定连接,从而将安装横板与连接板进行固定连接,从而当在外作用力作用下,转动该安装横板43或连接板46时,清洁模块也随之转动。另一方面,通过设置工作节拍或清洁周期,使得当不需要对切割刀具进行清洁时,可转动该清洁模块进行维护或检查,也即在不影响其他工序的情况下就可实现清洁模块的维护或检查,甚至更换,进一步提高了设备利用率和产能。
进一步地,为了更好地清洁切割刀具,在上述安装支架上设置有用于驱动安装横板43在连杆46上往复运动的驱动块461,以及带动该驱动块461沿连杆轴向往复运动的驱动装置462(例如,气缸),在该驱动装置和驱动块的作用下,清洁模块可沿切割刀具的径向移动,从而更好地进行清洁;并且,采用清洁模块移动的方式,使得当切割刀具移动到清洁工位时,即可停止转动,进而使得位于加工工位和成品出料工位的切割刀具也能够同时完成相应的工序。在一些实施例中,清洁模块4还包括:水箱,与水箱和喷淋机构连接的供水管路。
在一些实施例中,设置在成品出料工位处的出料模块6具体包括:用于将跟随切割刀具21运动至成品出料工位的成品从切割刀具21中分离的顶针阵列61;以及用于驱动顶针阵列61上下运动的顶针驱动机构62;顶针驱动机构62与控制模块5相连。具体地,参见图8,顶针阵列61包括由若干顶针形成的呈圆形的阵列,且每个顶针对应于一个切割腔210,具体地该圆形的顶针阵列的直径与切割刀具中圆形切割区域(或正方形限位框的内切圆)的直径相同。
在一些实施例中,该顶针阵列61的每个阵列单元与上述切割刀具中的切割腔的形状相匹配,从而使得当顶针驱动机构62驱动该顶针阵列向切割刀具运动时,由该顶针阵列61上的每个阵列单元顶入对应的切割腔内推动成品脱离切割刀具,进而实现自动出料。当然,该顶针阵列下方即为成品出料工位,并在该成品出料工位下方设置了成品接料筒,从而使得脱离切割刀具的成品在重力作用下进入成品接料筒,并由成品接料筒引导进入成品运输机构9。在一些实施例中,参见图8b和图8c,该顶针阵列61通过顶针底座65安装在顶针驱动机构62的输出端,该顶针底座65连接件连接有的顶针安装板63,且该顶针安装板63上还设置有刮板67,刮板67与顶针底座65和顶针安装板63滑动连接,在顶针底座65上升时,在重力作用下刮板67将不会同步上升,从而与顶针阵列相对移动,将顶针阵列表面粘附的植物材料剥离。
在一些实施例中,该废料运输机构和成品运输机构均采用传送带传动机构。在一些实施例中,顶针驱动机构采用可调行程的气缸;每个阵列单元采用T型顶针,且其端部呈球形,从而防止粘料。在一些实施例中,植物或腌制后植物加工装置还包括:安全/上料检测机构7,用于检测物料转盘11上的料筒12是否装载有物料。例如,装置初始化之后,检测机构检测转盘11上所有料筒内是否都有物料,且当检测到转盘11上的多个料筒全部装载有物料时,触发控制模块5启动加工流程。或者,当检测到预设装载数量的料筒内装载有待加工物料,且呈预设排布结构时,触发控制模块启动加工流程。在一些实施例中,该安全/上料检测机构可采用在上料工位/加工工位处,沿转盘周向间隔设置的多个视觉传感器,例如,摄像头。当然,也可采用在每个料筒内设置相应的物料传感器,例如压力传感器等。
在一些实施例中,控制模块5用于控制转盘驱动机构驱动物料转盘11转动,使得多个料筒12依次周期性地转动至上料工位、加工工位以进行上料和挤压加工;以及控制加工模块2中刀具转盘20转动,从而带动刀具转盘20上的多个切割刀具21循环做圆周运动,并依次在加工工位、废料分离工位、废料出料工位、成品出料工位、清洁工位之间循环转动,从而使得多个工序(例如,加工工序、成品出料工序和清洁工序)可同时进行。具体地,由于多个切割刀具沿刀具转盘的周向均匀分布,相应地,加工工位、废料分离工位、废料出料工位、成品出料工位和清洁工位也沿该刀具转盘的周向分布,即设置在切割刀具的运动路径上,并且由于多个切割刀具的运动路径均是相同的圆周运动,因此,多个工位上同时分别对应一个切割刀具,从而保证多个工序同时进行。优选地,成品出料工位和清洁工位之间还设置有维护工位。
在一些实施例中,每当其中任一切割刀具21转动至加工工位途中时,控制物料转盘11转动使得下一个料筒12运动至加工工位;以及当达到一个清洁周期(即每完成预设数量的加工周期,例如一个加工周期或两个加工周期)时,控制清洁模块4对陆续转动至清洁工位的切割刀具21同时喷射高压气流和高压水流,以对切割刀具进行集中清洁。
在一些实施例中,控制模块具体包括:人机交互模块,用于用户根据不同的待加工物料设定相应的清洁周期(即设定完成预设加工周期的个数),以及预设加工周期参数,例如,预设装载数量和各料筒的排布结构;判断单元,用于接收安全/上料检测机构检测到的检测数据判断转盘上装载有待加工物料的料筒数量是否大于或等于预设装载数量,且装载有物料的各料筒排布结构为预设排布结构;刀具控制单元,用于当上述判断单元判断出物料转盘上装载有待加工物料的料筒数量大于或等于预设装载数量,且各料筒排布结构呈预设排布结构时,控制物料转盘转动,使得预设装载数量的各个料筒依次运动至加工工位,并控制刀具转盘转动,使得多个切割刀具循环做圆周运动,以在加工工位、废料分离工位、废料出料工位、成品出料工位之间循环转动,直至达到预设的清洁周期时,控制清洁模块对陆续转动至清洁工位的所有切割刀具进行清洗;上料控制单元,用于当上述判断单元判断出转盘上装载有待加工物料的料筒数量小于预设装载数量时,控制物料转盘转动,使得物料转盘上尚未上料的料筒移动至上料工位,并按照预设排布结构进行上料,直至控制单元判断出装载有待加工物料的料筒数量大于或等于预设装载数量,且呈预设排布结构。
在一些实施例中,该控制模块还包括:安全检测单元,用于在上料控制单元或刀具控制单元控制物料转盘转动前,根据安全/上料检测机构所检测到的检测数据判断是否有人员肢体位于特定区域,若是,控制物料转盘停止转动;若没有人员肢体位于特定区域,控制物料转盘转动。上述特定区域包括上料工位所在区域,以及加工工位所在区域。
在一些实施例中,上述刀具控制单元具体用于根据检测数据判断当前位于加工工位的当前料筒是否装载有待加工物料;若装载有待加工物料,控制系统控制多个切割刀具依次转动至加工工位(即同一时刻只有一个切割刀具位于加工工位,与挤压机构配合进行切割),并控制挤压机构向下运动,以与切割刀具协同对所述待加工物料进行挤压加工;以及当挤压加工完成后,控制刀具转盘转动,使得完成切割的当前切割刀具依次经过废料分离工位、废料出料工位,从而完成废料的自动分离和出料,然后转动至成品出料工位;以及当当前切割刀具运动至成品出料工位时,控制顶针阵列进行成品出料;以及当完成成品出料时,判断当前是否达到预设的清洁周期(即完成预设数量的加工周期),若是,控制吹气机构和喷淋机构同时向陆续运动至清洁工位的切割刀具提供高压气流和高压水流,以对切割刀具进行清洁;若未达到清洁周期,控制刀具转盘转动使得下一个切割刀具转动至加工工位进行下一个待加工物料的加工,如此循环直至达到预设的清洁周期,控制清洁模块对陆续转动至清洁工位的多个切割刀具进行清洁。
具体地,设定一个初始变量料筒计数,并赋予初始值为0;当每次完成挤压加工或成品出料时,初始变量料筒计数累计加一,直至该初始变量料筒计数的值等于预设装载数量与预设加工周期个数的乘积减一(也即当预设数量的加工周期内,所要加工的所有待加工物料中剩下最后一个待加工物料)时,即判定当前达到清洁周期,然后控制清洁模块对陆续转动至清洁工位的多个切割刀具进行清洁,直至最后一个待加工物料完成加工时将初始变量料筒计数置0重新开始计数;否则,判断当前未达到清洁周期。
实施例2:参见图9,基于上述的植物或腌制后植物加工装置,本发明还提供了一种植物或腌制后植物的加工方法,其包括步骤:S101,控制模块接收安全/上料检测机构反馈的检测数据,并根据该检测数据判断上料模块中物料转盘上装载有待加工物料的料筒数量是否大于或等于预设装载数量,且装载有物料的各料筒排布结构为预设排布结构,若是执行步骤S102,否则,执行步骤S103。在一些实施例中,用户根据当前需要加工的待加工物料的工作节拍,预先在控制模块的人机交互界面上设定相应的预设加工周期参数(预设装载数量和预设排布结构)和清洁周期。优选地,清洁周期的调节还可由物料转盘上的分度设置(如装载物料的相邻两个物料之间的角度)和刀具转盘的分度(如相邻两个刀具之间的角度)之间的配合来实现。在一些实施例中,转盘上预设装载数量,且呈预设排布结构的多个料筒内的待加工物料完成加工、废料分离、废料出料和成品出料为一个加工周期。其中,预设排布结构包括相邻布设或间隔布设;预设装载数量大于或等于切割刀具的总数,且小于或等于转盘上料筒总数量;而转盘上料筒总数量大于切割刀具的总数量。例如,以设置四个切割刀具沿刀具转盘周向均匀分布为例,一个物料转盘上沿其周向均匀布设有八个料筒,针对清洁周期较长(例如,每个切割刀具加工三个就需要进行彻底清洁),且加工节拍较快的待加工物料(其粘性较低),用户预先在控制模块的用户界面上设定一个加工周期参数:预设装载数量为八个料筒(即全部料筒都装载物料,且预设装载数量等于料筒总数,而为切割刀具总数4的2倍),预设排布结构为:相邻排布;清洁周期为:每完成一个加工周期就清洁一次,也即每个刀具完成两个物料的加工即需要进行清洁。又如,以设置四个切割刀具沿刀具转盘周向均匀分布为例,一个物料转盘上沿其周向均匀布设有八个料筒,针对清洁周期较短(例如,每个切割刀具加工一个物料就需要进行彻底清洁),并且,加工节拍较为缓慢的待加工物料(粘性较高),因此,预先在控制系统中设定一个加工周期为四个(即预设装载数量)料筒,预设排布结构为:间隔排布,即装载有物料的两个料筒之间有一个空闲的料筒。由于节拍较为缓慢因此采用相邻排布的结构,这样待加工物料之间的加工间隔时间、清洁周期间隔也相对较长,从而实现整个加工节拍的调节。
S102,控制模块控制物料转盘转动,使得预设装载数量的各个料筒依次运动至加工工位,并通过刀具驱动机构控制刀具转盘转动,使得多个切割刀具依次循环移动至加工工位,以与挤压机构配合进行物料加工,执行S104。在一些实施例中,控制刀具转盘转动之前,还包括步骤:根据安全/检测机构检测到的检测数据判断当前位于加工工位的料筒是否装载有待加工物料,若装在有待加工物料,控制系统控制刀具转盘转动,使得切割刀具转动至加工工位,否则,控制物料转盘转动使得下一个料筒运动至加工工位,并再次判断该料筒中是否装载有待加工物料,如此循环直至判断出位于加工工位的料筒中装载有待加工物料时,控制刀具转盘转动,使得相应的切割刀具运动至加工工位。优选地,初始状态时,加工工位处有一切割刀具。
S103,控制模块通过转盘驱动机构驱动物料转盘转动,使得未装载物料的料筒转动至上料工位,并按照预设排布结构进行上料,执行步骤S101。
S104,控制挤压机构与切割刀具协同作用,以对待加工物料同步进行剥皮、切割,执行步骤S105。在一些实施例中,通常控制模块会接收到刀具驱动机构反馈的切割刀具就位的反馈信号,然后启动挤压机构与切割刀具协同作用。当然,在另一些实施例中,也可同时启动挤压机构和切割刀具运动。
S105,控制模块通过刀具驱动机构控制刀具转盘转动,从而带动当前完成加工的切割刀具沿刀具转盘周向依次转动至废料分离工位、废料出料工位、成品出料工位,以进行废料分离和出料和成品出料,执行步骤S106。在一些实施例中,控制模块会接收到挤压机构反馈的表示加工完成的反馈信号,然后,控制刀具转盘转动,从而带动多个切割刀具,使得当当前完成加工的切割刀具转动至成品出料工位的同时,下一个切割刀具转动至加工工位。同时,如前所述,当该切割刀具转动至成品出料工位时,同时还有一个切割刀具位于清洁工位。
S106,控制模块通过升降机构控制顶针阵列进行出料,执行步骤S107。在一些实施例中,控制模块会接收加工模块反馈的切割刀具就位成品出料工位的反馈信号,然后控制顶针阵列下降以进行出料。
S107,控制模块判断当前是否达到预设的清洁周期,若是,执行步骤S108;否则,执行步骤S109。在一些实施例中,预先设定一个初始变量料筒计数,并赋予初始值为0;而每次完成挤压加工后(例如,完成步骤S104或S105或S106后),初始变量料筒计数累计加一,因此,可将该初始变量料筒计数N0与预设的加工周期数量Q和每个加工周期对应的预设装载数量N1之乘积:Q×N1进行比较;若N0等于Q×N1-1,则判定完成预设数量的加工周期,否则,判定为未完成。其中,清洁周期是指预设Q个加工周期内,从第一个待加工物料开始直至最后倒数第二个待加工物料完成成品出料(或最后一个待加工物料进入加工工位),即可开始对刀具转盘上的多个切割刀具进行集中清洗。为了避免出现空转,当Q个加工周期内,当剩下最后一个待加工物料时,即可对当前位于清洁模块的切割刀具进行清洁,并控制清洁模块对接下来转动至清洁工位的其他切割刀具进行清洁直至完成所有切割刀具的清洁;或者,即可对将要进入清洁工位的切割刀具进行清洁,直至完成所有切割刀具的清洁。
如前所述不同物料的加工节拍不同,所需的清洁时机不同,例如,一些粘性高的物料,需要完成四个物料的加工至成品出料,也即完成一个加工周期就需要进行清洁一次;而一些粘性极低或无粘性的物料,需要完成十二个物料加工至成品出料,才清洁一次。因此,需要预先根据不同待加工物料加工过程中的实际需求(例如,低粘性的待加工物料可在完成两个或多个加工周期之后,再进行清洁;而针对粘性较高的待加工物料可在完成一个加工周期之后即进行情况)来设定该清洁周期。
在另一些实施例中,也可在执行完步骤S102或步骤S104之后判断当前是否达到预设的清洁周期。在另一些实施例中,可预先为每个切割刀具和料筒进行编号,从而控制模块可根据切割刀具和料筒的编号,以及加工周期参数计算得到每个切割刀具对应的料筒编号,从而(若初始状态时,编号最小的切割刀具位于加工工位时)当编号最大的切割刀具转动至加工工位,且最后一个待加工物料转动至加工工位时,即控制清洁模块开始清洁切割刀具。
S108,控制模块通过刀具驱动机构和转盘驱动机构分别控制刀具转盘转动和物料转盘转动,使得刀具转盘上的任一切割刀具转动加工工位的同时,物料转盘上装载有物料的下一个料筒转动至加工工位,执行步骤S104。当然,在一些实施例中,当下一个料筒转动至加工工位时,也需要先判断该料筒中是否装载有待加工物料,若是,执行步骤S104,否则,控制物料转盘继续转动直至判断出当前位于加工工位的料筒中装置有物料时,执行步骤S104。
S109,控制模块通过刀具驱动机构驱动刀具转盘上的切割刀具从成品出料工位运动至清洁工位,且当切割刀具就位清洁工位(例如,接收到刀具驱动机构反馈的就位信号)时,控制吹气机构和喷淋机构同时向切割刀具提供高压气流和高压水流,以清洁切割刀具;且当完成清洁后(例如,控制模块接收到吹气机构和喷淋机构反馈的完成清洁的反馈信号时),通过刀具驱动机构驱动切割刀具转动至加工工位,同时,通过转盘驱动机构控制物料转盘转动,使得下一个料筒转动至加工工位,即再次执行步骤S101。
本实施例中,控制模块控制刀具转盘转动,从而使得刀具转盘上的每个切割刀具做圆周运动,并依次经过设置在圆周方向上的加工工位、废料分离工位、废料出料工位、成品出料工位、清洁工位,直至每次完成一个加工周期后,控制清洁模块对依次转动至清洁工位的多个切割刀具集中进行高压气流和高压水流清洗,相较于直线型流水线模式中每次加工完都进行清洁,且清洁时整个生产线停运的方式,节省了大量的空闲时间。
需要说明的是,在本文中,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。通过以上的实施方式的描述,本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现,当然也可以通过硬件,但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解,本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品存储在一个存储介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中,包括若干指令用以使得一台计算机终端(可以是手机,计算机,服务器,或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。上面结合附图对本发明的实施例进行了描述,但是本发明并不局限于上述的具体实施方式,上述的具体实施方式仅仅是示意性的,而不是限制性的,本领域的普通技术人员在本发明的启示下,在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下,还可做出很多形式,这些均属于本发明的保护之内。
Claims (10)
1.一种植物或腌制后植物加工装置,其特征在于,包括:上料模块、加工模块,以及设置在所述加工模块中切割刀具的运动路径上的废料分离模块、成品出料模块和清洁模块,以及用于控制所述上料模块、所述加工模块、所述废料分离模块、所述成品出料模块和所述清洁模块的控制模块,其中,
所述上料模块包括:物料转盘,所述物料转盘上沿圆周方向均匀布设有多个用于装载待加工物料的料筒,以及与所述控制模块相连的转盘驱动机构,所述转盘驱动机构用于驱动所述物料转盘转动,从而使得所述料筒在上料工位和加工工位之间切换;
所述加工模块包括:用于在所述加工工位挤压所述料筒内的所述待加工物料的挤压机构,刀具转盘,沿周向均匀分布在所述刀具转盘上,且用于与所述挤压机构配合以将所述植物进行切割的多个所述切割刀具,以及用于驱动所述刀具转盘旋转,从而带动每个所述切割刀具依次在加工工位、废料分离工位、废料出料工位、成品出料工位、清洁工位之间转动的刀具驱动机构;所述加工工位、所废料分离工位、所述废料出料工位、所述成品出料工位和所述清洁工位沿所述刀具转盘的周向设置;所述刀具驱动机构与所述控制模块相连;
所述废料分离模块包括:用于将经过加工后跟随所述切割刀具运动至废料分离工位的废料进行分离的铲刀,以及用于将分离后的所述废料从所述切割刀具上去除的刮片;
所述清洁模块包括:用于向运动至所述清洁工位的切割刀具提供高压气流的吹气机构,以及用于向运动至所述清洁工位的切割刀具提供高压水流的喷淋机构,所述吹气机构和所述喷淋机构分别与所述控制模块相连;
所述控制模块用于控制所述转盘驱动机构驱动所述物料转盘转动,使得多个所述料筒依次周期性地转动至上料工位、加工工位以进行上料和挤压加工;以及控制所述刀具驱动机构驱动所述刀具转盘转动,使得多个所述切割刀具周期性地依次转动至所述加工工位、所述废料分离工位、所述废料出料工位、所述成品出料工位、所述清洁工位;而
当完成预设数量的加工周期时,控制所述清洁模块向陆续转动到所述清洁工位的所述切割刀具同时喷射高压气流和高压水流;其中,所述物料转盘上预设装载数量料筒内的待加工物料完成挤压加工并成品出料为一个加工周期,所述预设装载数量大于或等于所述切割刀具的总数,且小于或等于所述物料转盘上所有料筒的总数,所述物料转盘上所有料筒的总数大于所述刀具转盘上所有切割刀具的总数。
2.根据权利要求1所述的植物或腌制后植物加工装置,其特征在于,所述控制模块具体包括:
判断单元,用于判断所述物料转盘上装载有待加工物料的料筒数量是否大于或等于预设装载数量,且装载有物料的各料筒排布结构为预设排布结构;
刀具控制单元,用于当所述判断单元判断出所述物料转盘上装载有待加工物料的料筒数量大于或等于预设装载数量,且各料筒排布结构呈预设排布结构时,控制所述物料转盘转动,使得预设装载数量的各个料筒依次运动至加工工位,并控制所述刀具转盘转动,使得多个所述切割刀具依次转动至所述加工工位、所述废料分离工位、所述废料出料工位、所述成品出料工位、所述清洁工位,直至完成预设数量的加工周期时,控制所述清洁模块向依次转动至所述清洁工位的所述切割刀具进行清洗;
上料控制单元,用于当所述判断单元判断出所述物料转盘上装载有待加工物料的料筒数量小于预设装载数量时,控制所述物料转盘转动,使得所述物料转盘上尚未上料的料筒移动至上料工位,并按照预设排布结构进行上料,直至控制单元判断出装载有待加工物料的料筒数量大于或等于预设装载数量,且呈预设排布结构。
3.根据权利要求1所述的植物或腌制后植物加工装置,其特征在于,所述物料转盘上的料筒为八个,所述预设排布结构包括:装载有物料且相邻的两个料筒之间有至少一个空置料筒;或者,装载有物料的所有料筒相邻排布;和/或,
所述刀具转盘上的所述切割刀具为四个,四个所述切割刀具沿所述刀具转盘的周向均匀分布,使得当所述切割刀具上的任一切割刀具位于所述加工工位时,其转动方向上前后相邻的两个所述切割刀具分别位于所述成品出料工位和所述清洁工位。
4.根据权利要求1所述的植物或腌制后植物加工装置,其特征在于,所述清洁模块还包括安装支架,所述吹气机构的气刀和所述喷淋机构的出水喷嘴分别设置在所述安装支架的两侧,且所述气刀和所述出水喷嘴之间设置有隔板;和/或,所述料筒内设置有用于夹持所述待加工物料的限位机构。
5.根据权利要求1所述的植物或腌制后植物加工装置,其特征在于,所述出料模块包括:用于将跟随所述切割刀具运动至所述成品出料工位的加工成品从所述切割刀具中分离的顶针机构;以及用于驱动所述顶针机构上下运动的顶针驱动机构;所述顶针驱动机构与所述控制模块相连。
6.根据权利要求1所述的植物或腌制后植物加工装置,其特征在于,所述切割刀具包括:滑动刀座,沿第一方向等间距并列设置在所述滑动刀座上的多个第一刀片,以及沿垂直于所述第一方向的第二方向等间距并列设置在所述滑动刀座上的多个第二刀片,其中,所述滑动刀座包括底板,以及设置在所述底板上的侧壁,所述底板上设置有贯穿所述底板的出料孔;所述第一刀片上沿其长度方向间隔设置有多个卡槽,所述第二刀片可拆卸地卡合在所述卡槽内,使得多个所述第一刀片和所述第二刀片之间形成多个切割腔,且位于边缘的多个所述第一刀片和位于边缘的多个所述第二刀片的长度逐渐递减,使得所有所述第一刀片和所有所述第二刀片形成横截面呈六边形的刀片组。
7.根据权利要求6所述的植物或腌制后植物加工装置,其特征在于,所述切割刀具还包括:
分别位于所述第二刀片两端的刀夹块,以及分别位于所述第一刀片两端的刀盖,其中,所述刀夹块的侧壁上设置有多个与所述第二刀片刀头配合的安装卡槽,所述刀盖的侧壁上设置有多个与所述第一刀片刀头配合的安装卡槽;
设置在所述底板上用于夹持位于边缘的所述第一刀片和位于边缘的所述第二刀片端部的四个刀片角夹组,四个所述刀片角加组分别位于由两个所述刀盖和两个所述刀夹块围合形成的正方形限位框的四个角;所述正方形限位框的内切圆与所述出料孔同轴,且所述内切圆的直径小于或等于所述出料孔的直径。
8.根据权利要求7所述的植物或腌制后植物加工装置,其特征在于,所述第二刀片的高度小于所述第一刀片的高度,且所述第二刀片两端刀头的下方设置有刀垫,所述刀垫的高度大于或等于所述第一刀片与所述第二刀片之间的高度差,使得安装后位于所述刀垫上方的所述刀夹块的上表面与所述刀盖的上表面平齐。
9.根据权利要求7所述的植物或腌制后植物的加工刀具组件,其特征在于,所述刀片角夹组包括上刀角夹,以及下刀角夹,其中,所述上刀角夹包括沿第一方向延伸的第一夹持臂,以及沿第二方向延伸的第二夹持臂,其中,所述第一夹持臂底部设置有可与位于边缘的多个所述第二刀片刀头配合的上卡槽;所述下刀角夹的上表面设置有沿第二方向延伸,且与位于边缘的多个所述第一刀片刀头配合的下卡槽。
10.根据权利要求1所述的植物或腌制后植物加工装置,其特征在于,还包括:设置在所述废料出料工位下方的废料运输机构;以及设置在所述成品出料工位下方的成品运输机构;和/或,安全/上料检测机构,用于检测所述物料转盘上的料筒或所述加工工位的料筒是否装载有待加工物料,以及用于检测是否有人员肢体出现在特定区域。
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