阅读说明：本技术 一种竹板材制备工艺 (Bamboo board preparation process ) 是由 钟三明 张双钱 于 2019-11-08 设计创作，主要内容包括：一种竹板材制备工艺,包括以下步骤：裁断,通过在裁断机上设置摄像头对竹节识别,进而执行避让操作；破竹,裁断后对裁断后的竹筒的壁厚进行检测,裁断后竹筒的壁厚是否合格；刨除,竹片经摄像头检测竹片的厚度是否合格,合格后由刨除机执行刨除操作,经三组上下组对的刨刀组对竹片的上下两面执行刨除操作直至目标厚度,所述三组刨刀组对竹片依次进行切角、定距和修边操作,得到最终竹板材。本发明将先进的机器视觉技术应用于传统的竹板材的工艺中,发明可适用在竹板材工艺的裁断、破竹和刨除前,分别可判断是否存在竹节、竹筒的壁厚是否合格、破竹后的竹片的厚度是否合格,可实现全自动化操作,工艺效率高。(A bamboo board preparation process comprises the following steps: cutting, namely identifying bamboo joints by arranging a camera on the cutting machine so as to execute avoiding operation; breaking bamboo, detecting the wall thickness of the cut bamboo tube after cutting, and judging whether the wall thickness of the cut bamboo tube is qualified or not; and (3) planing, namely detecting whether the thickness of the bamboo chips is qualified through a camera, performing planing operation by a planing machine after the thickness of the bamboo chips is qualified, performing planing operation on the upper surface and the lower surface of the bamboo chips until the target thickness is reached through three groups of upper and lower paired planing tool sets, and sequentially performing corner cutting, distance fixing and trimming operation on the bamboo chips by the three groups of planing tool sets to obtain the final bamboo board. The invention applies the advanced machine vision technology to the traditional bamboo board process, can be suitable for respectively judging whether bamboo joints exist or not, whether the wall thickness of a bamboo tube is qualified or not and whether the thickness of bamboo chips after bamboo breaking is qualified or not before cutting, bamboo breaking and planing off of the bamboo board process, can realize full-automatic operation and has high process efficiency.)

一种竹板材制备工艺

技术领域

本发明涉及竹板材领域，具体涉及一种竹板材制备工艺。

背景技术

竹板材因其卓越的物理学性能，并且具有吸水膨胀系数小、不干裂、不变形等优点，被广泛应用。在竹板材的制备过程中，至少包括截断、破竹和刨除三道主要工序，虽然竹板材行业发展几十年，但自动化的程度依旧不高，生产效率低下。

制约效率提升的主要原因包括以下几点：其一，在裁断阶段，竹节的存在会影响裁断的质量，现有技术无法做到自动对于竹节的识别和避让，在竹节的识别与避让中，如何保证裁断后竹筒的等长性依旧是目前发展的技术瓶颈，同时，裁断的竹筒从根部至顶部，竹筒的壁厚是逐步减薄的，如何选择壁厚合格的竹筒进入此后工艺，也是技术难题；其二，在破竹阶段，因竹筒的生长环境的特性，其向阳和背阴处接收太阳光照的时长不同，其生长趋势不一，导致竹筒的壁厚也不均，如何剔除破竹后厚度不合格的竹片，保证进入此后刨除工艺的竹片为厚度达标的竹片也是目前的亟需解决的问题；其三，在刨除阶段，目前大多刨除机单机只对应一种刨除量，或必须手动调节至某一刨除量，无法实现单机对应多种或某一范围内任意刨除量的自动调节。

因此，本发明提供一种竹板材制备工艺，据此改变现有的技术不足。

发明内容

根据背景技术提出的问题，本发明提供一种竹板材制备工艺来解决，接下来对本发明做进一步地阐述。

一种竹板材制备工艺，包括以下步骤：

裁断，通过在裁断机上设置摄像头对竹节识别，进而执行避让操作，推进机构夹持着竹子一端向前推进至预定位置，摄像头识别裁断处是否存在竹节，若存在则执行避让操作，不存在则直接执行裁断操作；

破竹，裁断后对裁断后的竹筒的壁厚进行检测，裁断后竹筒的壁厚是否合格，合格后，夹持机构夹持竹筒的一端向剖刀推进，在剖刀的刨除下成等宽的竹片，否则剔除此竹筒；

刨除，竹片经摄像头检测竹片的厚度是否合格，合格后由刨除机执行刨除操作，经三组上下组对的刨刀组对竹片的上下两面执行刨除操作直至目标厚度，所述三组刨刀组对竹片依次进行切角、定距和修边操作，得到最终竹板材。

进一步地，所述裁断步骤中，摄像头扫描竹筒后，判断是否存在竹节，若不存在，控制中心控制裁断机将竹筒裁断，若存在，则：控制中心控制推进机构回退，回退使得竹筒的端面露出裁断机的锯刀一定距离，此时再通过摄像头扫描是否存在竹节，若存在，将竹子向前推进一定距离，避开竹节完成对端面竹节的避让，控制中心控制裁断机将竹子裁断，若不存在，控制中心控制裁断机直接将竹子截断。

进一步地，所述破竹操作前对裁断后的竹筒的壁厚进行检测，摄像头扫描所述竹筒的端面，通过机器视觉于控制中心显示，通过特定软件扫描竹筒的端面的外径d、内径r，所述的筒壁壁厚为h＝d-r，根据外径与内径的差值判断是否为目标所需，对于确定目标所定的厚度h₀，所述筒壁壁厚h＞h₀+δ₀为合格，所述δ₀为预留刨除的余量。

进一步地，所述刨除步骤前，摄像头检测竹片的厚度是否合格，摄像头扫描所述竹片的侧壁，通过机器视觉于显示器上显示，通过特定软件扫描竹片的厚度h，对于确定目标所定的厚度h₀，所述筒壁壁厚h＞h₀+δ₀为合格。

进一步地，所述刨除操作使用的刨除机，包括三组刨刀组对、平台、顶升机构，任意一组刨刀组包括一个上刨刀组和一个下刨刀组，所述刨刀组对之间和两侧设置平台，平台与顶升机构连接；所述的刨刀组对、顶升机构与控制中心连接。

进一步地，所述三组刨刀组对的刨除量不尽相同，执行的操作具体包括：

切角，第一刨刀组对对截面不规则的竹片进行切角操作，刨除后的竹片厚度依旧大于目标量；

定距，第二刨刀组对对切角后的竹片进行定距操作，第二刨刀组对的垂直距离为目标竹片的厚度值；

修边，第三刨刀组对对定距刨除后的竹片进行修边操作，得到最终所需的竹片板材。

进一步地，所述刨刀与电机通过平带连接，采用平带取代现有的平角带，同时，刨刀的直径可扩大至200毫米，刨刀的转速可由现有的3000r/min提升到10000r/min，高转速下的刨刀的切除效果更佳，同时，大直径下的刨刀在过竹节时，其稳定性也大幅提升。

进一步地，刨除机的顶升机构采用气缸传动和压紧轮的压紧的方式，通过气缸的气动将压紧轮顶升，压紧轮将平台顶升，将行进的竹片夹持于平台与机台之间。

有益效果：与现有技术相比，本发明将先进的机器视觉技术应用于传统的竹板材的工艺中，发明可适用在竹板材工艺的裁断、破竹和刨除前，分别可判断是否存在竹节、竹筒的壁厚是否合格、破竹后的竹片的厚度是否合格，为整条工艺的自动化提供了可观测的“眼睛”，可大幅提升生产效率。通过摄像头的机器视觉判断裁断处是否有竹节进行判断是否执行避让操作，完成后驱动锯刀完成裁断工作；通过控制中心同时控制任一刨刀组对中的任一刨刀组的升降，以达到目标板材刨除量的控制，或根据竹片的厚度自动选择最经济的刨除量；通过螺杆传动控制的刨刀组，设置刨除量不一致的三组刨刀组对，依次对竹片进行切角、定距和修边操作，达到高质量竹板材。本工艺可实现全自动化操作，工艺效率高。

附图说明

图1：本发明工艺的工艺步骤图；

图2：裁断步骤对回退后裁断处无竹节的竹节避让操作示意图；

图3：裁断步骤对回退后裁断处有竹节的竹节避让操作示意图；

图4：破竹步骤前对竹筒的端面扫描示意图；

图5：摄像头扫描竹片侧壁检测壁厚的示意图；

图6：刨除机对竹片切角、定距和修边操作示意图。

具体实施方式

接下来结合附图1-6对本发明的具体实施例来做详细地阐述。

一种竹板材制备工艺，包括，

裁断，通过在裁断机上设置摄像头对竹节识别，进而执行避让操作，推进机构夹持着竹子一端向前推进至预定位置，摄像头识别裁断处是否存在竹节，若存在则执行避让操作，不存在则直接执行裁断操作；

破竹，裁断后对裁断后的竹筒的壁厚进行检测，裁断后竹筒的壁厚是否合格，合格后，夹持机构夹持竹筒的一端向剖刀推进，在剖刀的刨除下成等宽的竹片，否则剔除此竹筒；

刨除，竹片经摄像头检测竹片的厚度是否合格，合格后，经三组上下组对的刨刀组对竹片的上下两面执行刨除操作直至目标厚度，所述三组刨刀组对竹片依次进行切角、定距和修边操作，得到最终竹板材。

对于裁断操作，在现有的裁断机上增设于控制中心连接的摄像头，用于探测待裁断处是否存在竹节，通过机器视觉的方式进行判断，具体操作如下：摄像头1扫描竹筒2后，判断是否存在竹节3，若存在，控制中心控制推进机构6回退，回退使得竹筒的端面4露出裁断机的锯刀5一定距离，此时再通过摄像头扫描是否存在竹节3：若存在，参考附图2，将竹筒向前推进一定距离，避开竹节3，所述距离优选为0.02米，即可完成对端面竹节的避让，控制中心控制裁断机将竹子裁断，若不存在，参考附图3，控制中心控制裁断机直接将竹子截断；而后控制中心再控制推进机构夹持竹子前进至预定位置，进行裁断即可得到目标长度的竹筒。

对于破竹操作，裁断后得到的竹筒先进行竹筒端面的厚度检测，确保壁厚合格的竹筒进入破竹操作，参考附图4，摄像头扫描所述竹筒的端面，通过机器视觉于控制中心显示，通过特定软件扫描竹筒的端面的外径d、内径r，所述的筒壁壁厚为h＝d-r，根据外径与内径的差值判断是否为目标所需，对于确定目标所定的厚度h₀，所述筒壁壁厚h＞h₀+δ₀为合格，所述δ₀为预留刨除的余量，根据工艺和竹筒的情况设定。

破竹时，夹持机构夹持着竹筒的一端向剖刀推进，所述剖刀根据所需得到竹片的宽度确定，所述剖刀固定，经过剖刀的竹筒被剖分为等宽的竹片6。所述得到不同宽度的剖刀设置在旋转机构上，通过控制中心控制旋转机构转动，以将特定剖刀转至剖切处。

对于刨除操作，因竹筒的生长环境的特性，其向阳和背阴处接收太阳光照的时长不同，其生长趋势不一，导致竹筒的壁厚也不均，在刨除前需剔除破竹后厚度不合格的竹片，摄像头扫描所述竹片的侧壁，通过机器视觉于显示器上显示，参考附图5，通过特定软件扫描竹片的厚度h，对于确定目标所定的厚度h₀，所述筒壁壁厚h＞h₀+δ₀为合格，所述δ₀为预留刨除的余量，剔除壁厚不足的竹片。

在刨除操作，本发明提供一种刨除机，所述刨除机包括三组刨刀组对、平台、顶升机构，任意一组刨刀组包括一个上刨刀组和一个下刨刀组，所述刨刀组对之间和两侧设置平台，平台与顶升机构连接；所述的刨刀组对、顶升机构与控制中心连接；所述三组刨刀组在控制台控制下对分别对进料的竹片进行切角、定距和修边操作，得到最终竹板材。

所述三组刨刀组对中任意一组中的上刨刀组或下刨刀组，在控制中心的控制下通过螺杆传动控制垂直向的调节定位，控制中心控制上刨刀组向下动作，下刨刀组向上动作，使得上刨刀组、下刨刀组同时对竹片上下面刨除，直至达到目标厚度。

对于未设定目标厚度的竹片，控制台依据竹片进料的厚度自动选择最佳的刨除量，达到最节能的效果，根据实际情况而言，刨除量优选为0.5毫米，例如竹片进料为8毫米，控制台控制上刨刀组向下动作，下刨刀组向上动作，使得刨除最后得到的竹材为7.5毫米。

设置三组对应的上下刨刀组为提升刨除效果，更为重要的是，为平衡各组对的刨刀组刨除负载以及提高刨除效果，对组对的刨刀组之间的刨除量进行不平衡安排，参考附图6，具体包括：

切角，第一刨刀组对对截面不规则的竹片进行切角操作，刨除后的竹片厚度依旧大于目标量；

定距，第二刨刀组对对切角后的竹片进行定距操作，第二刨刀组对的垂直距离为目标竹片的厚度值；

修边，第三刨刀组对对定距刨除后的竹片进行修边操作，得到最终所需的竹片板材。

进一步地，所述刨刀与电机通过平带连接，采用平带取代现有的平角带，同时，刨刀的直径可扩大至200毫米，刨刀的转速可由现有的3000r/min提升到10000r/min，高转速下的刨刀的切除效果更佳，同时，大直径下的刨刀在过竹节时，其稳定性也大幅提升。

进一步地，刨除机采用气缸传动和压紧轮的压紧的方式，通过气缸的气动将压紧轮顶升，压紧轮将平台顶升，夹持着行进的竹片至机台之间，取代现有的弹簧压紧方式，稳定性大幅加强。

竹片依次经过第一刨刀组对、第二刨刀组对、第三刨刀组对，在第一刨刀组对的作用下，刨刀将竹片两端翘起的棱切除，切角后进入第二刨刀组对，第二刨刀组对对切角后的竹片进行定距操作，定距距离为目标竹片的厚度值；第三刨刀组对对定距刨除后的竹片进行修边操作，得到平整的达到目标厚度的竹板材。

本发明将先进的机器视觉技术应用于传统的竹板材的工艺中，发明可适用在竹板材工艺的裁断、破竹和刨除前，分别可判断是否存在竹节、竹筒的壁厚是否合格、破竹后的竹片的厚度是否合格，为整条工艺的自动化提供了可观测的“眼睛”，可大幅提升生产效率。

通过摄像头的机器视觉判断裁断处是否有竹节进行判断是否执行避让操作，完成后驱动锯刀完成裁断工作，可实现全自动化操作，工艺效率高。

通过控制中心同时控制任一刨刀组对中的任一刨刀组的升降，以达到目标板材刨除量的控制，或根据竹片的厚度自动选择最经济的刨除量；通过螺杆传动控制的刨刀组，设置刨除量不一致的三组刨刀组对，依次对竹片进行切角、定距和修边操作，达到高质量竹板材。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。