一种全自动竹条切割机及其切割方法

技术领域

本发明涉及竹木品制作领域，主要涉及一种全自动竹条切割机及其切割方法。

背景技术

目前现有的切割机常需要人工参与进行，人为把一捆捆二三十公斤重竹条竖起，把端面整平再放到锯片的夹具里，放整齐后运的行切割，再用手工把切成一段的竹条搬到捆绑架上进行捆绑，最后堆放切割成品置堆放处；人为输送过程中，每根竹条的端头位置不整齐，存在有交叉的竹条切割端面不平整，导致切出来的竹条长度不一，以至于每次切段时都要将所有竹条的端头对齐，严重影响生产进度，整体工作效率低、人为操作存在危险性、增加了人力成本。

公开日为2016年2月1日专利号为201620098259.9的中国专利公布了一种高效率竹条切割机，包括梁架、发动机箱、输出轴、控制面板、垫圈、紧定装置和刀组，所述梁架的两侧端口安装有杆体，且梁架通过杆体与工作平台相连接，所述杆体的外围装设有伸缩装置，且杆体的底端固定有减震弹簧，所述伸缩装置的内侧安装有梁架，所述减震弹簧的外围包裹有伸缩装置，所述定位板的底端设置有工作平台，所述转轴的上侧设置有梁架，所述刀组的上侧端口装设有转轴，且刀组通过转轴与输出轴相连接。解决了切割机在使用时无法确保安全，同时工作效率不高，切割的准确度无法把握的问题，但是在竹条切割的整体进料、切割和收纳一系列工序更加便捷、如何达到更好的安全性，竹条切割过程更加平整、减少人力资源和提高正整体工序的工作效率没有得到解决。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的上述不足，而提供一种结构设计合理，工作过程中夹具能调整交叉的竹条，切割端面的平整度高，减少人力资源、提高工作效率、还可与其它配套设备联机的全自动竹条切割机及其切割方法。

本发明解决上述问题所采用的技术方案是：该全自动竹条切割机，包括架体、移动模组、抓取机构、整平机构、切割机构和输送机构，所述移动模组两侧与架体顶部两侧的导轨相配合并且移动模组沿着导轨移动，所述抓取机构通过伸缩杆连接在移动模组上，所述整平机构位于架体的中部，移动模组带动抓取机构移动至整平机构上方，所述切割机构安装在架体上，所述输送机构与切割机构配合，切割机构切割完成的竹条放置在输送机构上；其特征在于，所述切割机构包括两个放置仓、轨道、压爪总成、锯片和机头，两个所述放置仓固定在切割机构上，所述轨道固定在切割机构下方的架体上，所述压爪总成包含送料夹具总成、静夹具总成和出料夹具总成，所述送料夹具总成由送料夹具、压爪驱动、爪勾和爪勾驱动组成，所述静夹具总成由静夹具、压爪驱动、爪勾和爪勾驱动组成，所述出料夹具总成由出料夹具、伸缩杆二、压力泵和爪夹组成，所述送料夹具总成和出料夹具总成各自通过移动模块安装在轨道上，并且送料夹具总成和出料夹具总成沿着轨道左右移动，所述静夹具总成固定安装在轨道上，所述机头通过滑轨安装在切割机构下方的架体上并且通过电机控制沿着滑轨往复运动，所述滑轨安装方向与静夹具的轴线方向相同，机头沿着静夹具的轴线往复运动使得锯片对静夹具内的竹条进行切割，锯片和静夹具的轴线重叠，锯片进行切割时处在静夹具空隙的中轴线位置，所述锯片安装在机头上；抓取机构可多方位运动的形式对现有需要人工参与的取料、对齐、放置的步骤进行了代替，而且工作效率更高，对竹条的整齐和平整度更有保证，也便于加工切割，减少了废料的产生，锯片处在静夹具的间隙中，既固定了运行轨迹，也保证了在进行切割作业时不对夹具造成影响。

进一步地，本发明所述抓取机构由伸缩杆延伸带动整体上下运动，所述抓取机构包括两个捏合的机械手指，机械手指外侧有向外移动的解垛滑块，解垛滑块下方设置有弯曲状的刀刃；解垛滑块下的刀刃通过滑动对竹条原材料绑带的切割方便后续工序的加工。

进一步地，本发明所述整平机构包括料仓一、料仓二、料仓三、转动轴、端齐平面、倾斜梁和倾斜提升缸，所述转动轴连接倾斜梁和架体，所述倾斜提升缸上下两端采用铰接的方式连接架体和倾斜梁，倾斜提升缸推动倾斜梁以转动轴为转动中心转动，所述料仓一、料仓二、料仓三在同一水平面，所述端齐平面竖直固定在料仓三的右侧，且与料仓一、料仓二和料仓三的处在同一平面，通过倾斜提升缸推动倾斜梁使得倾斜梁达到倾斜状态，料仓中的竹条一端都顶置端齐平面达到整理齐平的作用，方便之后切割工序的加工。

进一步地，本发明所述送料夹具总成上的送料夹具和静夹具总成上的静夹具各自通过压爪驱动分别连接在送料夹具总成和静夹具总成上，并且通过各自连接的压爪驱动控制上下运动，所述送料夹具总成上的爪勾驱动带动爪勾、送料夹具和压爪驱动整体上下运动，所述静夹具总成上的爪勾驱动作用带动爪勾、静夹具和压爪驱动整体上下运动，所述出料夹具总成中的移动模块安装有伸缩杆二带动出料夹具和爪夹上下运动，所述压力泵控制爪夹的加紧与放松；爪勾驱动是为了使送料夹具总成和静夹具总成整体提升和下降的作用，为了后压回退和送料过程中减少竹条和爪勾的磨擦。

进一步地，本发明所述送料夹具移动到输送机构的输送平面，所述输送平面安装在输送机构的上表面，输送机构有竹条收纳装置，对切割好的竹条进行整齐收纳，减少了人为整理的工序。

进一步地，本发明所所述竹条收纳装置包括输送平面、传输带、置料收集仓和收集绑带，传输带在输送平面上，收集绑带穿过滚轴一端连接输送平面，另外一端悬挂砝码，所述置料收集仓呈半圆弧结构安装在输送结构的两侧，收集绑带中的竹条堆积落入置料收集仓。

还包括一种全自动竹条切割机的切割方法，步骤如下：

（1）原材料拾取：通过竹条切割机配有的视觉系统对在原材料放置区的竹条进行拍照处理，识别竹条的横竖方向及每捆竹条的坐标位置，识别后根据指令，抓取机构对放置的竹条进行抓取，抓取机构移动到竹条上方，机械手指顺着伸缩杆向下方运动，机械手指夹紧竹条，提起竹条沿着伸缩杆复位；

（2）原材料整平：移动模组带动整体抓取机构沿着导轨横向运动至整平机构上方，抓取机构向下运动，将竹条放置在料仓一、料仓二和料仓三构成的放置槽内，此时解垛滑块带动刀刃向前推进解垛，到达位置后复位，此时机械手指放松，并沿着伸缩杆向上复位，倾斜提升缸作用推动倾斜梁，使得倾斜梁绕着转动轴转动，倾斜梁一端抬起，使料仓一、料仓二和料仓三中的竹条向倾斜梁低位的一端靠拢，竹条的一端都抵在端齐平面，通过抖动对竹条进行整平，之后倾斜梁复位；

（3）原材料切割：机械手指向下抓取竹条，提起竹条后移动模组带动抓取机构继续横向运动到达切割机构上方，机械手指向下运动，将竹条放置在放置仓中，抓取机构整体复位继续对下一垛竹条进行抓取，送料夹具总成通过移动模块沿着轨道后退到既定的坐标，压爪驱动作用使送料夹具向下压紧竹条在送料夹具与爪勾之间，送料夹具总成拉着竹条前进送料，出料夹具总成同步向静夹具总成靠近，送料到位后静夹具总成的静夹具落下，出料夹具总成的出料夹具向下靠近竹条，并且压力泵作用使爪夹夹紧竹条，静夹具与爪勾夹紧竹条同时机头沿着滑轨向前运动，锯片对静夹具中的竹条进给切割，机头进给到位之后回退，静夹具放松；

（4）原材料出料：出料夹具的爪夹夹紧已切好的竹条，出料夹具总成通过移动模块带动移动至输送机构上方，伸缩杆二带动出料夹具向下，达到设定距离时出料夹具的爪夹放松，使得竹条落至输送平面；

（5）原材料收集：输送平面的传输带带动竹条向两侧的竹条收纳装置运动，竹条传送至输送平面边缘接触收集绑带并落入其置料收集仓中，竹条数量变多，收集绑带在滚轴表面通过驱动电机控制增加长度，收集绑带连接砝码给予竹条下落过程中一定的缓冲并且保持收集绑带不发生偏移，最后将切割好的竹条堆积在置料收集仓中。

本发明与现有技术相比，具有以下优点和效果：本竹条切割机配有模组机械手指，整平机构，在送料过程中夹具松开夹紧能让交叉的竹条跟随自然纹路调整，能提高切割端面的平整度，减少竹条原材料的切割浪费，各个夹具之间联动配合，保证机械作业时的整体流畅性，提高机械整体机械效率，机械相较于现有竹条切割机大大的减少了人力成本，提高了效益，还可与其它配套设备联机。

附图说明

图1是本发明实施例的主视结构示意图。

图2是本发明实施例的俯视结构示意图。

图3是本发明实施例的左视结构示意图。

图4是本发明实施例中抓取机构的主视结构示意图。

图5是本发明实施例中抓取机构的左视结构示意图。

图6是本发明实施例中整平机构的主视结构示意图。

图7是本发明实施例中整平机构的俯视结构示意图。

图8是本发明实施例中整平机构的右视结构示意图。

图9是本发明实施例中输送机构的左视结构示意图。

图10是本发明实施例中输送机构的主视结构示意图。

图11是本发明实施例中输送机构的俯视结构示意图。

图12是本发明实施例中切割机构的主视结构示意图。

图13是本发明实施例中切割机构的俯视结构示意图。

图14是本发明实施例中切割机构的右视结构示意图。

图15是本发明实施例中出料夹具总成的右视结构示意图。

图中：1架体；2移动模组；3抓取机构；4整平机构；5切割机构；6输送机构；11导轨；21伸缩杆；22伸缩杆二；31机械手指；32解垛滑块；33刀刃；41料仓一；42料仓二；43料仓三；44转动轴；45端齐平面；46倾斜梁；47倾斜提升缸；7压爪总成；71送料夹具总成；72静夹具总成；73出料夹具总成；74爪勾；8压力泵；50爪夹；51放置仓；52轨道；53送料夹具；54静夹具；55出料夹具；56锯片；57机头；58移动模块；59压爪驱动； 571滑轨；61输送平面；62竹条收纳装置；621传输带；622置料收集仓；623收集绑带；624滚轴；625砝码；626驱动电机。

具体实施方式

下面结合附图并通过实施例对本发明作进一步的详细说明，以下实施例是对本发明的解释而本发明并不局限于以下实施例。

实施例。

参见图1至图15，本实施例中的全自动竹条切割机，包括架体1、移动模组2、抓取机构3、整平机构4、切割机构5和输送机构6，移动模组2两侧与架体1顶部两侧的导轨11相配合并且移动模组2沿着导轨11移动，抓取机构3通过伸缩杆21连接在移动模组2上，整平机构4位于架体1的中部，移动模组2带动抓取机构3移动至整平机构4上方，切割机构5安装在架体1上，输送机构6与切割机构5配合，切割机构5切割完成的竹条放置在输送机构6上；切割机构5包括两个放置仓51、轨道52、压爪总成7、锯片56和机头57，两个所述放置仓51固定在切割机构5上，所述轨道52固定在切割机构5下方的架体1上，压爪总成7包含送料夹具总成71、静夹具总成72和出料夹具73总成，送料夹具总成71由送料夹具53、压爪驱动59、爪勾74和爪勾驱动75组成，静夹具总成71由静夹具54、压爪驱动59、爪勾74和爪勾驱动75组成，出料夹具73总成由出料夹具55、伸缩杆二22、压力泵8和爪夹50组成，送料夹具总成71和出料夹具总成73各自通过移动模块58安装在轨道52上，并且送料夹具总成71和出料夹具总成73沿着轨道52左右移动，静夹具总成72固定安装在轨道52上，机头57通过滑轨571安装在切割机构5下方的架体1上并且通过电机控制沿着滑轨571往复运动，滑轨571安装方向与静夹具54的轴线方向相同，所述锯片56安装在机头57上；静夹具54、送料夹具53和出料夹具54之间的联动关系配合抓取机构3让机头57进行切割作业时不间断，保证送料、切割、出料工作整体的流畅性，既减少了大量人工成本，也提高了整体工作效率，还保证了切割成品的完成质量。

本实施例中，送料夹具总成71上的送料夹具53和静夹具总成72上的静夹具54各自通过压爪驱动59分别连接在送料夹具总成71和静夹具总成72上，并且通过各自连接的压爪驱动59控制上下运动，送料夹具总成71上的爪勾驱动75带动爪勾74、送料夹具53和压爪驱动59整体上下运动，静夹具总成72上的爪勾驱动75作用带动爪勾74、静夹具54和压爪驱动59整体上下运动，出料夹具总成73中的移动模块58安装有伸缩杆二22带动出料夹具55和爪夹50上下运动，压力泵8控制爪夹50的加紧与放松。

本实施例中，抓取机构3由伸缩杆21延伸带动整体上下运动，抓取机构3包括两个捏合的机械手指31，机械手指31外侧有向外移动的解垛滑块32，解垛滑块32下方设置有弯曲状的刀刃33；解垛滑块32和刀刃33使得解垛工作更加便捷快速，提高工作效率，当机械手指31在放置竹条到整平机构4的工序中进行解垛步骤，解垛滑块32和刀刃33安装在抓取机构3上也加强了结构的完整性，保证解垛工作过程流畅性。

本实施例中，整平机构4包括料仓一41、料仓二42、料仓三43、转动轴44、端齐平面45、倾斜梁46和倾斜提升缸47，转动轴44连接倾斜梁46和架体1，倾斜提升缸47上下两端采用铰接的方式连接架体1和倾斜梁46，倾斜提升缸47推动倾斜梁46以转动轴44为转动中心转动，料仓一42、料仓二42、料仓三43在同一水平面，端齐平面45竖直固定在料仓三43的右侧，且与料仓一42、料仓二42和料仓三43的处在同一平面；倾斜提升缸47推动倾斜梁46绕转动轴44转动之后，通过倾斜梁46的倾斜，使竹条的一端接触到端齐平面45，利用倾斜抖动使竹条的一端都落在端齐平面45上，使竹条把端面整平，减少竹条交叉造成端面不平，方便之后切割工序。

本实施例中，机械手指31通过竹条切割机所带的视觉系统拍照识别传输的数据坐标对竹条进行抓取；视觉系统的辅助，提高了抓取机构3工作时对目标抓取的精确度，能为后续切割工作做保障，也提高了整体机械的工作效率；机械解垛工具避免了人工操作带来的危险。

本实施例中，竹条收纳装置62包括输送平面61、传输带621、置料收集仓622和收集绑带623，传输带621在输送平面61上，收集绑带623穿过滚轴624一端连接输送平面61，另外一端悬挂砝码625，置料收集仓622呈半圆弧结构安装在输送结构6的两侧，收集绑带623中的竹条堆积落入置料收集仓622；传输带621保证竹条的输送不间断，收集绑带623一端悬挂砝码625对竹条落入置料收集仓622时有一定的缓冲作用，保持收集绑带623处于绷直状态不发生偏移，提高整齐规整度。

本实施例中，静夹具总成72中的静夹具54和爪勾74压紧竹条，送料夹具总成71中的送料夹具53松开竹条的同时静夹具总成72提升，送料夹具总成71后退到既定的坐标时，送料夹具53与爪勾74压紧竹条同时静夹具54下降，静夹具54松开同时送料夹具53提升，送料夹具总成71拉着竹条前进送料，送料到位之后静夹具54夹紧，夹紧同时送料夹具53下降，机头57向前进行切割，进给到位，机头57回退，静夹具54松开，出料夹具总成73夹紧切割好的竹条出料；静夹具54可沿纵向上下移动，送料夹具53和出料夹具55可沿轨道52进行横向和纵向两个方向移动，静夹具54、送料夹具53和出料夹具55之间的联动关系配合抓取机构5让机头57进行切割作业时不间断，保证送料、切割、出料工作整体的流畅性；静夹具总成72、送料夹具总成71和出料夹具总成73之间的联动配合保证对竹条加工时稳定性和不间断性，提高整体机械的工作效率。

本实施例中，竹条收纳装置62包括输送平面61、传输带621、置料收集仓622、驱动电机626和收集绑带623，传输带621在输送平面61上，收集绑带623穿过滚轴624表面一端连接输送平面61，另外一端悬挂砝码625，滚轴624通过驱动电机626控制，所述置料收集仓622呈半圆弧结构安装在输送结构6的两侧，收集绑带623中的竹条堆积落入置料收集仓622；输送机构6能对切割完成的竹条进行收纳，减少了人工整理的工序。

本实施例中，全自动竹条切割机的切割方法，步骤如下：

（1）原材料拾取：通过竹条切割机配有的视觉系统对在原材料放置区的竹条进行拍照处理，识别竹条的横竖方向及每捆竹条的坐标位置，识别后根据指令，抓取机构对放置的竹条进行抓取，抓取机构移动到竹条上方，机械手指顺着伸缩杆向下方运动，机械手指夹紧竹条，提起竹条沿着伸缩杆复位；

（2）原材料整平：移动模组带动整体抓取机构沿着导轨横向运动至整平机构上方，抓取机构向下运动，将竹条放置在料仓一、料仓二和料仓三构成的放置槽内，此时解垛滑块带动刀刃向前推进解垛，到达位置后复位，此时机械手指放松，并沿着伸缩杆向上复位，倾斜提升缸作用推动倾斜梁，使得倾斜梁绕着转动轴转动，倾斜梁一端抬起，使料仓一、料仓二和料仓三中的竹条向倾斜梁低位的一端靠拢，竹条的一端都抵在端齐平面，通过抖动对竹条进行整平，之后倾斜梁复位；

（3）原材料切割：机械手指向下抓取竹条，提起竹条后移动模组带动抓取机构继续横向运动到达切割机构上方，机械手指向下运动，将竹条放置在放置仓中，抓取机构整体复位继续对下一垛竹条进行抓取，送料夹具总成通过移动模块沿着轨道后退到既定的坐标，压爪驱动作用使送料夹具向下压紧竹条在送料夹具与爪勾之间，送料夹具总成拉着竹条前进送料，出料夹具总成同步向静夹具总成靠近，送料到位后静夹具总成的静夹具落下，出料夹具总成的出料夹具向下靠近竹条，并且压力泵作用使爪夹夹紧竹条，静夹具与爪勾夹紧竹条同时机头沿着滑轨向前运动，锯片对静夹具中的竹条进给切割，机头进给到位之后回退，静夹具放松；

（4）原材料出料：出料夹具的爪夹夹紧已切好的竹条，出料夹具总成通过移动模块带动移动至输送机构上方，伸缩杆二带动出料夹具向下，达到设定距离时出料夹具的爪夹放松，使得竹条落至输送平面；

（5）原材料收集：输送平面的传输带带动竹条向两侧的竹条收纳装置运动，竹条传送至输送平面边缘接触收集绑带并落入其置料收集仓中，竹条数量变多，收集绑带在滚轴表面通过驱动电机控制增加长度，收集绑带连接砝码给予竹条下落过程中一定的缓冲并且保持收集绑带不发生偏移，最后将切割好的竹条堆积在置料收集仓中。

全自动竹条切割机运作时，通过竹条切割机配有的视觉系统对在原材料放置区的竹条进行拍照处理，识别竹条的横竖方向及每捆竹条的坐标位置，识别后根据指令，抓取机构3对放置的竹条进行抓取，抓取机构3移动到竹条上方，机械手指31顺着伸缩杆21向下方运动，机械手指31夹紧竹条，提起竹条沿着伸缩杆21复位，移动模组2带动整体抓取机构1沿着导轨11横向运动置整平机构4上方，抓取机构3向下运动，将竹条放置在料仓一41、料仓二42和料仓三43构成的放置槽内，此时解垛滑块32带动刀刃33向前推进解垛，到达位置后复位，此时机械手指31放松，并沿着伸缩杆21向上复位，倾斜提升缸47作用推动倾斜梁46，使得倾斜梁绕着转动轴44转动，倾斜梁46一端抬起，使料仓一41、料仓二42和料仓三43中的竹条向倾斜梁46低位的一端靠拢，竹条的一端都抵在端齐平面45，通过抖动对竹条进行整平，之后倾斜梁46复位，机械手指31向下抓取竹条，提起竹条后移动模组2带动抓取机构3继续横向运动到达切割机构5上方，机械手指31向下运动，将竹条放置在放置仓51中，抓取机构3整体复位继续对下一垛竹条进行抓取，送料夹具总成71通过移动模块58带动沿着轨道52后退到既定的坐标，压爪驱动59作用使送料夹具53向下与爪勾74压紧竹条，送料夹具总成71拉着竹条前进送料，送料到位后静夹具54落下，静夹具54夹紧同时送料夹具总成71的送料夹具53与爪勾74之间放松，送料夹具53松开同时送料夹具总成向上提升，机头57向前运动，锯片56对静夹具54中的竹条进给切割，机头57进给到位之后回退，静夹具54放松，出料夹具总成73的爪夹50夹紧已切好的竹条，通过移动模块58带动运动置输送机构6的输送平面61上方，伸缩杆二22带动出料夹具55向下，达到设定距离时出料夹具总成73的爪夹50放松，竹条落至输送平面61，输送平面61的传输带621带动竹条向竹条收纳装置62运动，竹条传送至输送平面61边缘时接触收集绑带623并落入其中，竹条数量变多收集绑带623通过滚轴624连接砝码625给予竹条下落过程中一定的缓冲，最后将切割好的竹条堆积在置料收集仓622中。

此外，需要说明的是，本说明书中所描述的具体实施例，其零、部件的形状、所取名称等可以不同，本说明书中所描述的以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例说明。凡依据本发明专利构思所述的构造、特征及原理所做的等效变化或者简单变化，均包括于本发明专利的保护范围内。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，只要不偏离本发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。