筒状物料插套检测剔除机构及检测剔除方法

技术领域

本发明属于筒状物定向输送技术领域，特别涉及一种筒状物料插套检测剔除机构及检测剔除方法。

背景技术

中国是全世界竹子资源最丰富的国家，随着木材资源的全球化紧张，以竹代木是必然的选择，国家这几年也大力发展竹产业。但竹材的天然缺陷，如肉在竹壁、可加工量少、原竹弯曲、竹青竹黄难以利用等，相比木材难以通过机械规模化加工，缺乏竹材加工有效的利用方式，针对木材传统加工的方法的局限，进行竹材的创新加工是未来竹产业需要突破的。

竹材利用的问题主要在于竹子是空心结构，仅竹壁部分用作加工原材料，原竹受生长环境影响，形状都不一样，锯切的竹筒直径有大小、头尾不均匀、竹壁有厚薄、曲直不一样，有些竹筒因竹节生长畸形而不成筒状。因此，针对竹筒进行加工需要首先解决竹筒在生产中的摆放与定向问题，而解决竹筒在生产中的摆放与定向问题后，由于竹筒的口径尺寸的差异，在收尾相接输送时，容易出现互相插套的情况，对后续的加工势必产生影响。

专利号为CN115123783A的专利公开了一种筒状物定向输送装置，包括机架，所述的机架上倾斜设置有周向开放的至少一条定向滑道，该定向滑道用于将筒状物料以与筒状物料长度延伸方向相同的方向传输。

上述现有技术缺少对竹筒相互插套的异常情况进行检测并剔除的结构，传输下去的竹筒可能是相互插套的，对后续的刨片加工等步骤容易产生影响。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的上述问题，提出了一种可检测并剔除相互插套的异常筒状物料的筒状物料插套检测剔除机构。

本发明的另一目的是针对现有技术存在的上述问题，提出了一种筒状物料插套检测剔除方法。

为了实现创新本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种筒状物料插套检测剔除机构，包括机架，所述的机架上倾斜设置有至少一条周向开放的定向滑道，所述的定向滑道用于将筒状物料沿轴向方向输送；在所述的定向滑道上设有插套检测结构和异常剔除结构，该插套检测结构用于检测筒状物料是否出现相互插套的情况，该异常剔除结构用于剔除异常插套物料。

本发明的机架上倾斜式设置有定向滑道，筒状物料在定向滑道中被导向，并通过重力作用沿着的定向滑道滑下，滑动方向为长度延伸方向，即相邻筒状物料首尾相接，所以当相邻两个筒状物料尺寸差距大于一定程度时，可能出现一个筒状物料套到另一个筒状物料上的情况，插套检测结构设置于定向滑道上，用于检测这种互相插套的情况，异常剔除结构用于剔除异常物料，特别是在检测出两个筒状物料之间出现插套异常时及时剔除该问题物料。

在上述的筒状物料插套检测剔除机构中，所述的插套检测结构包括挡料单元和检测单元，该挡料单元用于阻挡筒状物料并控制其逐一滑落，该检测单元用以检测在挡料单元做出放料动作后是否确实有筒状物料滑落，所述的检测单元设于所述挡料单元的下游。

挡料单元通过阻挡或释放筒状物料以控制筒状物料的逐一滑落，检测单元设于挡料单元的下游，用于检测筒状物料被释放时是否确实滑下，以判断该筒状物料是否与后一个筒状物料之间发出插套问题。

在上述的筒状物料插套检测剔除机构中，所述的挡料单元包括升降设置且与定向滑道垂直的第一卡位组件、第二卡位组件和第三卡位组件，所述的第一卡位组件、第二卡位组件和第三卡位组件沿筒状物料输送方向依次布置且交替地阻挡或释放定向滑道内的筒状物料。

第一卡位组件、第二卡位组件和第三卡位组件分别与定向滑道垂直，伸出时阻挡住或者顶压住物料以阻止其滑下，缩起时即放开物料允许滑下。

在上述的筒状物料插套检测剔除机构中，所述的第一卡位组件包括与定向滑道一一对应设置的第一顶压部，以及用于带动各第一顶压部升降的至少一个第一直线驱动器，所述的第一顶压部固定于第一直线驱动器的输出端端部；

所述的第二卡位组件包括与定向滑道一一对应设置的第二顶压部，以及用于带动各第二顶压部升降的至少一个第二直线驱动器，所述的第二顶压部固定于第二直线驱动器的输出端端部；

所述的第三卡位组件包括与定向滑道一一对应设置的卡位板，以及用于带动各卡位板升降的至少一个第三直线驱动器，所述的卡位板固定于第三直线驱动器的输出端上；

所述的第一直线驱动器、第二直线驱动器和第三直线驱动器通过龙门架固定于所述的机架上。

第一卡位组件设于三个卡位组件中的上游位置，主要用于在剔料时顶压住第三根筒状物料以实现第二卡位组件和第三卡位组件均为缩起时，仅剔除前两根发生插套的筒状物料，避免后面的筒状物料滑下，具体上通过第一直线驱动器带动设于输出端端部的第一顶压部降下，将筒状物料压在定向滑道上实现阻止下滑的效果。

第二卡位组件位于三个卡位组件中的中游位置，具体上通过第二直线驱动器带动设于输出端端部的第二顶压部降下，将筒状物料压在定向滑道上实现阻止下滑的效果。

第三卡位组件位于三个卡位组件中的下游位置，具体上通过第三直线驱动器带动设于输出端端部的卡位板降下，挡在定向滑道上实现阻止下滑的效果。

在机架上固定设有龙门架，该龙门架跨立在定向滑道上，第一直线驱动器、第二直线驱动器和第三直线驱动器固定设于该龙门架上，实现第一直线驱动器、第二直线驱动器和第三直线驱动器垂直悬于定向滑道上的效果。

在上述的筒状物料插套检测剔除机构中，所述的第一顶压部与第二顶压部之间的距离，以及第二顶压部与卡位板的挡料平面之间的距离均等于或略大于筒状物料的长度。

第一顶压部、第二顶压部以及卡位板的挡料平面之间的距离均等于或略大于筒状物料的长度，保证了正常情况下，第一顶压部、第二顶压部以及卡位板分别作用于相邻的三根筒状物料上。

在上述的筒状物料插套检测剔除机构中，所述的检测单元包括与定向滑道一一对应的、可自由转动的挡拨杆，以及检测挡拨杆转动动作的传感组件，该挡拨杆转动连接于所述的机架上，该挡拨杆的下端顺着筒状物料输送方向搭在输送路径上。

挡拨杆转动连接于机架上，且其下端搭在输送路径上，同时挡拨杆与定向滑道的倾斜方向一致，在筒状物料滑下时，会冲顶挡拨杆迫使挡拨杆转动，传感组件通过检测该转动动作以判断是否有筒状物料滑过。

在上述的筒状物料插套检测剔除机构中，所述的检测单元还包括跨立于定向滑道上方的安装架，该安装架的两端固定于机架上，所述的挡拨杆转动连接于该安装架上，所述的传感组件固设于该安装架上，所述的挡拨杆自转动轴心近搭靠端的一段为较长段，另一侧的一段为较短段，所述的传感组件设于较短段的转动面一侧。

安装架固定于机架之间，横跨定向滑道，为挡拨杆及传感组件一一对应地设置于定向滑道上方提供条件，挡拨杆转动连接于安装架上，自转动轴心分，下段较上段长，保证了下段始终具有搭在下方的定向滑道中的趋势，即被筒状物料冲顶转动后可以自动复位，传感组件设于较短段的一侧，由于较短段处于斜向上的状态，便于安装传感组件，传感组件设于转动面一侧，保证其顺利检测到挡拨杆的转动，挡拨杆材料可与传感组件形成配合。

在上述的筒状物料插套检测剔除机构中，所述的异常剔除结构包括剔料滑道和翻转驱动组件，所述的剔料滑道转动连接于转动轴上，该剔料滑道具有组成定向滑道的一部分的定向输送位，以及受翻转驱动组件驱使而翻转以便异常插套物料离开定向滑道的剔料位。

剔料滑道通过转动轴转动连接于机架上，翻转驱动组件设于剔料滑道和机架之间，在不做剔料动作时，翻转驱动组件支撑着剔料滑道，剔料滑道与上下侧的定向滑道上下段为顺滑衔接形成定向输送位，保证了筒状物料的顺利输送；在剔料时，翻转驱动组件动作缩回，驱动剔料滑道翻转转动形成剔料位，以将插套的筒状物料倒下剔除。

在上述的筒状物料插套检测剔除机构中，所述的剔料滑道位于第一卡位组件和第三卡位组件之间；

处于剔料位的剔料滑道朝定向滑道下游的一端与定向滑道之间形成顺位剔料口；

或者，处于剔料位的剔料滑道朝定向滑道上游的一端与定向滑道之间形成反向剔料口。

剔料滑道位于第一卡位组件和第三卡位组件之间，在剔料时，第一卡位组件伸出可按压住第三根筒状物料于定向滑道上，保证了前两根问题物料从第一卡位组件和第二卡位组件下方被顺利剔除，同时后续的筒状物料不会滑下的效果；剔料滑道通过翻转形成的剔料位可以是顺位剔料口也可以是反向剔料口，即剔料滑道转动至倾斜方向可以与定向滑道倾斜方向一致也可以相反，只要能使问题物料倒出即可。

优化的，第一直线驱动器、第二直线驱动器、第三直线驱动器和翻转驱动器均可以为气缸、电缸或其他的直线驱动器。

优化的，传感组件可以是磁感应开关组件或光电传感组件等现有技术传感器，此处不具体展开。

一种筒状物料插套检测剔除方法，该方法基于上述的筒状物料插套检测剔除机构，包括步骤：

S1：第三直线驱动器伸出，第一直线驱动器和第二直线驱动器缩回，筒状物料自定向滑道滑下顶靠在卡位板上；

S2：第二直线驱动器伸出，第二顶压部顶压住被阻挡的第二个筒状物料；

S3：第三直线驱动器缩回，释放被阻挡的第一个筒状物料；

S4：传感组件检测挡拨杆是否转动，

如果检测到挡拨杆发生转动，则判断出料正常，进入步骤S1循环，

如果在设定时间内，始终未检测到挡拨杆的转动动作，则判断第一个与第二个筒状物料发生插套异常，并进入步骤S5；

S5：第一直线驱动器伸出，顶压住第三个筒状物料；

S6：翻转驱动组件动作，剔料滑道翻转至反向倾斜，异常物料滑出后，翻转驱动组件反向动作复位，进入步骤S1循环。

当然，第一直线驱动器在未出现异常时也可以与第二直线驱动器同步动作，以实现更好地阻挡第二根及以上筒状物料滑下的效果。

与现有技术相比：

1.本筒状物料插套检测剔除机构在定向滑道上设置插套检测结构和异常剔除结构，用于检测并剔除相互插套的筒状物料，保证后续的顺利加工。

2.本筒状物料插套检测剔除机构的挡料单元通过沿筒状物料输送方向依次布置的第一卡位组件、第二卡位组件和第三卡位组件交替地阻挡或释放定向滑道内的筒状物料以控制筒状物料的逐一滑落，检测单元设于挡料单元的下游，用于检测筒状物料被释放时是否确实滑下，以判断该筒状物料是否与后一个筒状物料之间发出插套问题，检测效果好。

3.本筒状物料插套检测剔除机构的剔料滑道通过转动轴转动连接于机架上，翻转驱动组件设于剔料滑道和机架之间，在不做剔料动作时，翻转驱动组件支撑着剔料滑道，剔料滑道与上下侧的定向滑道上下段为顺滑衔接，保证了筒状物料的顺利输送；在剔料时，翻转驱动组件动作缩回，由于翻转驱动组件的两端与机架以及剔料滑道为铰接连接，保证了翻转驱动组件的伸缩可以带动剔料滑道顺利地翻转转动，以将插套的筒状物料倒下剔除。

4.本筒状物料插套检测剔除机构的剔料滑道位于第一卡位组件和第三卡位组件之间，在剔料时，第一卡位组件伸出可按压住第三根筒状物料于定向滑道上，保证了前两根问题物料从第一卡位组件和第二卡位组件下方被顺利剔除，同时后方的筒状物料不会滑下的效果。

5.本筒状物料插套检测剔除机构通过挡拨杆的转动来代表筒状物料的通过，并通过传感组件检测挡拨杆的动作来实现检测是否有筒状物料通过的效果，结构巧妙，机械式结构的可靠性强，成本低，便于维修。

6.本筒状物料插套检测剔除机构的剔料滑道的转动连接位置位于其下游段上，翻转驱动组件在转动连接位置往上的位置，使得剔料滑道可反向翻转，反向翻转使得剔料滑道与定向滑道之间更容易形成足够大的剔料口以供问题物料滑出，翻转后为反向倾斜，保证了问题物料可顺利地自行滑下。

7.本筒状物料插套检测剔除方法通过第二卡位组件和第三卡位组件配合逐一释放筒状物料，当第二直线驱动器伸出顶压住第二根筒状物料时，第三直线驱动器缩回实现仅释放第一根物料的效果，逐一放料的控制效果好，然后通过检测是否确实有筒状物料滑下，以判断第一根筒状物料是否以第二根发生插套，判断效果好。

8.在本筒状物料插套检测剔除方法中，不需剔料时，第一直线驱动器保持缩回的状态，节约成本。

附图说明

图1是本筒状物料插套检测剔除机构的整体结构示意图；

图2是本筒状物料插套检测剔除机构的部分正视示意图；

图3是本筒状物料插套检测剔除机构的检测单元部分的结构示意图；

图4是本筒状物料插套检测剔除机构的异常剔除结构的结构示意图；

图5是本筒状物料插套检测剔除机构的异常剔除结构的正视图(未剔料状态)；

图6是本筒状物料插套检测剔除机构的异常剔除结构的正视图(剔料状态)；

图7是本筒状物料插套检测剔除方法的流程示意图。

图中，机架1、定向滑道2、插套检测结构3、挡料单元4、第一卡位组件41、第二卡位组件42、第三卡位组件43、第一顶压部44、第二顶压部45、卡位板46、第一直线驱动器47、第二直线驱动器48、第三直线驱动器49、检测单元5、挡拨杆51、传感组件52、安装架53、异常剔除结构6、剔料滑道61、翻转驱动组件62、转动轴63。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

具体实施例如图1-6所示，本筒状物料插套检测剔除机构，包括机架1，机架1上倾斜设置有至少一条周向开放的定向滑道2，定向滑道2用于将筒状物料沿轴向方向输送；在定向滑道2上设有插套检测结构3和异常剔除结构6，该插套检测结构3用于检测筒状物料是否出现相互插套的情况，该异常剔除结构6用于剔除异常插套物料。

具体而言，本发明的机架1上倾斜式设置有定向滑道2，筒状物料在定向滑道2中被导向，并通过重力作用沿着的定向滑道2滑下，滑动方向为长度延伸方向，即相邻筒状物料首尾相接，所以当相邻两个筒状物料尺寸差距大于一定程度时，可能出现一个筒状物料套到另一个筒状物料上的情况，插套检测结构3设置于定向滑道2上，用于检测这种互相插套的情况，异常剔除结构6用于剔除异常物料，特别是在检测出两个筒状物料之间出现插套异常时及时剔除该问题物料。

如图1-3所示，插套检测结构3包括挡料单元4和检测单元5，该挡料单元4用于阻挡筒状物料并控制其逐一滑落，该检测单元5用以检测在挡料单元4做出放料动作后是否确实有筒状物料滑落，检测单元5设于挡料单元4的下游。

具体而言，挡料单元4通过阻挡或释放筒状物料以控制筒状物料的逐一滑落，检测单元5设于挡料单元4的下游，用于检测筒状物料被释放时是否确实滑下，以判断该筒状物料是否与后一个筒状物料之间发出插套问题。

如图1、2所示，挡料单元4包括升降设置且与定向滑道2垂直的第一卡位组件41、第二卡位组件42和第三卡位组件43，第一卡位组件41、第二卡位组件42和第三卡位组件43沿筒状物料输送方向依次布置且交替地阻挡或释放定向滑道2内的筒状物料。第一卡位组件41包括与定向滑道2一一对应设置的第一顶压部44，以及用于带动各第一顶压部44升降的至少一个第一直线驱动器47，第一顶压部44固定于第一直线驱动器47的输出端端部；第二卡位组件42包括与定向滑道2一一对应设置的第二顶压部45，以及用于带动各第二顶压部45升降的至少一个第二直线驱动器48，第二顶压部45固定于第二直线驱动器48的输出端端部；第三卡位组件43包括与定向滑道2一一对应设置的卡位板46，以及用于带动各卡位板46升降的至少一个第三直线驱动器49，卡位板46固定于第三直线驱动器49的输出端上；上述的第一直线驱动器47、第二直线驱动器48和第三直线驱动器49通过龙门架固定于机架1上。第一顶压部44与第二顶压部45之间的距离，以及第二顶压部45与卡位板46的挡料平面之间的距离均等于或略大于筒状物料的长度。

具体而言，第一卡位组件41、第二卡位组件42和第三卡位组件43分别与定向滑道2垂直，伸出时阻挡住或者顶压住物料以阻止其滑下，缩起时即放开物料允许滑下。第一卡位组件41设于三个卡位组件中的上游位置，主要用于在剔料时顶压住第三根筒状物料以实现第二卡位组件42和第三卡位组件43均为缩起时，仅剔除前两根发生插套的筒状物料，避免后面的筒状物料滑下，具体上通过第一直线驱动器47带动设于输出端端部的第一顶压部44降下，将筒状物料压在定向滑道2上实现阻止下滑的效果。第二卡位组件42位于三个卡位组件中的中游位置，具体上通过第二直线驱动器48带动设于输出端端部的第二顶压部45降下，将筒状物料压在定向滑道2上实现阻止下滑的效果。第三卡位组件43位于三个卡位组件中的下游位置，具体上通过第三直线驱动器49带动设于输出端端部的卡位板46降下，挡在定向滑道2上实现阻止下滑的效果。在机架1上固定设有龙门架，该龙门架跨立在定向滑道2上，第一直线驱动器47、第二直线驱动器48和第三直线驱动器49固定设于该龙门架上，实现第一直线驱动器47、第二直线驱动器48和第三直线驱动器49垂直悬于定向滑道2上的效果。第一顶压部44、第二顶压部45以及卡位板46的挡料平面之间的距离均等于或略大于筒状物料的长度，保证了正常情况下，第一顶压部44、第二顶压部45以及卡位板46分别作用于相邻的三根筒状物料上。

如图1、3所示，检测单元5包括与定向滑道2一一对应的、可自由转动的挡拨杆51，以及检测挡拨杆51转动动作的传感组件52，该挡拨杆51转动连接于机架1上，该挡拨杆51的下端顺着筒状物料输送方向搭在输送路径上。检测单元5还包括跨立于定向滑道2上方的安装架53，该安装架53的两端固定于机架1上，挡拨杆51转动连接于该安装架53上，传感组件52固设于该安装架53上，挡拨杆51自转动轴心近搭靠端的一段为较长段，另一侧的一段为较短段，传感组件52设于较短段的转动面一侧。

具体而言，挡拨杆51转动连接于机架1上，且其下端搭在输送路径上，同时挡拨杆51与定向滑道2的倾斜方向一致，在筒状物料滑下时，会冲顶挡拨杆51迫使挡拨杆51转动，传感组件52通过检测该转动动作以判断是否有筒状物料滑过。安装架53固定于机架1之间，横跨定向滑道2，为挡拨杆51及传感组件52一一对应地设置于定向滑道2上方提供条件，挡拨杆51转动连接于安装架53上，自转动轴心分，下段较上段长，保证了下段始终具有搭在下方的定向滑道2中的趋势，即被筒状物料冲顶转动后可以自动复位，传感组件52设于较短段的一侧，由于较短段处于斜向上的状态，便于安装传感组件52，传感组件52设于转动面一侧，保证其顺利检测到挡拨杆51的转动。

如图4-6所示，异常剔除结构6包括剔料滑道61和翻转驱动组件62，剔料滑道61转动连接于转动轴63上，该剔料滑道61具有组成定向滑道2的一部分的定向输送位，以及受翻转驱动组件62驱使而翻转以便异常插套物料离开定向滑道2的剔料位。所述的剔料滑道61位于第一卡位组件41和第三卡位组件43之间；处于剔料位的剔料滑道61朝定向滑道2上游的一端与定向滑道2之间形成反向剔料口。

具体而言，剔料滑道61通过转动轴63转动连接于机架1上，翻转驱动组件62设于剔料滑道61和机架1之间，在不做剔料动作时，翻转驱动组件62支撑着剔料滑道61，剔料滑道61与上下侧的定向滑道2上下段为顺滑衔接形成定向输送位，保证了筒状物料的顺利输送；在剔料时，翻转驱动组件62动作缩回，翻转驱动组件62的两端与机架1以及剔料滑道61为铰接连接，翻转驱动组件62的伸缩可以带动剔料滑道61翻转转动形成剔料位，以将插套的筒状物料倒下剔除。剔料滑道61位于第一卡位组件41和第三卡位组件43之间，在剔料时，第一卡位组件41伸出可按压住第三根筒状物料于定向滑道2上，保证了前两根问题物料从第一卡位组件41和第二卡位组件42下方被顺利剔除，同时后续的筒状物料不会滑下的效果；本实施例中，剔料滑道61的转动连接位置位于其下游段上，翻转驱动组件62在转动连接位置往上，使得剔料滑道61可反向翻转，反向翻转使得剔料滑道61与定向滑道2之间更容易形成足够大小的反向剔料位以顺利剔除问题物料。

作为本实施例的优化，第一直线驱动器47、第二直线驱动器48、第三直线驱动器49和翻转驱动器为气缸。传感组件52为磁感应开关组件，挡拨杆51的被检测段带有磁性。

如图7所示，一种筒状物料插套检测剔除方法，该方法基于上述的筒状物料插套检测剔除机构，包括步骤：

S1：第三直线驱动器49伸出，第一直线驱动器47和第二直线驱动器48缩回，筒状物料自定向滑道2滑下并顶靠在卡位板46上；

S2：第二直线驱动器48伸出，第二顶压部45顶压住被阻挡的第二个筒状物料；

S3：第三直线驱动器49缩回，释放被阻挡的第一个筒状物料；

S4：传感组件52检测挡拨杆51是否转动；

如果检测到挡拨杆51发生转动，则判断出料正常，进入步骤S1循环；

如果在设定时间内，始终未检测到挡拨杆51的转动动作，则判断第一个与第二个筒状物料发生插套异常，并进入步骤S5；

S5：第一直线驱动器47伸出，顶压住第三个筒状物料；

S6：翻转驱动组件62动作，剔料滑道61翻转至反向倾斜，异常物料滑出后，翻转驱动组件62反向动作复位，进入步骤S1循环。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。