一种甘蔗加工装置及加工方法与流程

1.本发明涉及一种甘蔗加工装置及加工方法，属于甘蔗加工技术领域。


背景技术：

2.甘蔗在进行深加工之前，甘蔗均被切割成段状，并且甘蔗的外部是包装有保鲜膜的，目的是为了保证甘蔗运输与加工方便的同时，保证甘蔗的新鲜度，同时能避免因其他因素使甘蔗受到污染。然而，如果采用保鲜膜保鲜的方式，在深加工之前就需要先将保鲜膜去除。
3.公开号为cn109367934a的中国专利文献，公开了一种甘蔗保鲜膜脱除装置及脱除方法，通过导向辊将带有保鲜膜的甘蔗输送至脱除辊，使甘蔗左端的倾斜面与两个脱除辊接触，由于两个脱除辊之间的间隙小于甘蔗的直径，使甘蔗左端的倾斜面夹在两个脱除辊之间，脱除辊继续旋转，由于保鲜膜与脱除辊的摩擦力f1大于保鲜膜与甘蔗的摩擦力f2，因此保鲜膜会相对于甘蔗向左滑动，并且由于甘蔗的右端也具有倾斜面，保鲜膜向左移动使保鲜膜被甘蔗右端的倾斜面戳破，最终保鲜膜脱离甘蔗后落入保鲜膜收集口，完成甘蔗的脱膜工作。
4.但是，该脱除装置存在以下不足：
5.首先，需要人工单件喂料，生产效率低，劳动强度大，难以实现批量自动化生产；
6.其次，由于保鲜膜具有厚度较薄，表面光滑和韧性较好等特点，难以通过两脱除辊向其提供足够的摩擦力，使保鲜膜移动，并进一步使其被甘蔗右端戳破，由此可见，该装置的保鲜膜脱除效果有待提高。


技术实现要素：

7.为解决上述技术问题，本发明提供了一种甘蔗加工装置及加工方法。
8.本发明通过以下技术方案得以实现：
9.一种甘蔗加工装置，包括码料机构，所述码料机构上设有上料机构和控制器，所述码料机构的一侧依次设有端膜切割机构、面膜切割机构、膜料分离机构和出料机构。
10.所述码料机构包括支撑架和送料组件，支撑架的一端设有挡板a，另一端设有挡板b，且支撑架上在挡板a与挡板b之间固定设有限位板b和活动设有限位组件，送料组件设在挡板a上，并位于限位板b与限位组件之间。
11.所述支撑架包括码料板、导料板和挡料板，挡料板通过导料板与码料板连接，码料板上远离导料板的一端向下倾斜，导料板上远离码料板的一端向下倾斜，挡料板上远离导料板的一端向上倾斜，限位组件包括限位板a和接近开关a，限位板a的底部并排设有两根螺柱，码料板上在与螺柱相对应的位置设有拉长孔，螺柱的一端穿过拉长孔并套装有锁紧螺母，接近开关a设在限位板a上，并靠近码料板与导料板的连接处，接近开关a与控制器电性连接，送料组件包括电缸和推板，电缸与控制器电性连接，推板设在电缸上，并通过导柱与挡板a滑动连接。
12.所述上料机构包括直线电机和上料板，直线电机设在码料机构上，并与控制器电性连接，上料板设在直线电机的工作台的一侧，上料板上并排设有两锥形限位针。
13.所述端膜切割机构包括气缸a、弹簧a和端刀片，气缸a上设有支撑板，支撑板上并排设有立板a和立板b，立板a的上端设有槽口a，立板b的上端设有槽口b，弹簧a的一端通过螺栓a与立板a活动连接，并位于槽口a的内侧，另一端依次通过端刀片和销轴a与立板b活动连接，且端刀片位于槽口b的内侧，立板b上在端刀片的正下方设有接近开关b，接近开关b与控制器电性连接。
14.所述面膜切割机构包括安装板和两个面膜切割组件，两个面膜切割组件对称布置，其中一面膜切割组件设在安装板上，另一面膜切割组件位于前一面膜切割组件的正上方，并通过两连接板与安装板和前一面膜切割组件连接。
15.所述面膜切割组件包括立板c、面刀片和弹簧b，立板c的一端设有槽口c，另一端设有槽口d，面刀片通过销轴b与立板c活动连接，并位于槽口c的内侧，弹簧b的一端与面刀片的一端活动连接，另一端通过螺栓b与立板c活动连接，且弹簧b位于槽口d的内侧。
16.所述膜料分离机构包括几形架和两脱膜组件，几形架的几型开口朝上，几形架上远离面膜切割机构的一侧通过l形支撑板连接有接近开关c，接近开关c与控制器电性连接，两脱膜组件分别设在几形架的两端，并对称布置，脱膜组件包括气缸b和风箱，风箱设在气缸b上，风箱上并排设有若干柔性气嘴，风箱底部设有负压风管和正压风管。
17.所述出料机构包括底板、u形架、电机和活动k形卡块，底板的一侧设有齿条，u形架的底部通过滑块和滑轨与底板连接，u形架上设有固定k形卡块，活动k形卡块位于固定k形卡块的对面，并通过气缸c与u形架连接，电机设在u形架上，电机的输出轴上套装有齿轮，齿轮与齿条啮合，且电机与控制器电性连接。
18.一种甘蔗加工装置的加工方法，包括以下主要步骤：
19.a、根据待加工甘蔗节段的长度，调节并锁定限位板a在码料板上的位置，然后将包覆有保鲜膜的若干甘蔗节段整齐码放在码料板上，并启动装置；
20.b、送料组件动作，推移甘蔗节段，直至接近开关a检测到有某一甘蔗节段滚过时，送料组件才停止动作；
21.c、上料机构动作，并推移滚落下来的甘蔗节段，直至甘蔗节段的一端抵靠在端膜切割机构上，并触发接近开关b时，上料机构才停止动作；
22.d、端膜切割机构动作，在甘蔗节段一端的保鲜膜上划出一道竖直切割缝，并逐渐移动到该甘蔗节段的下方；
23.e、上料机构继续动作，将甘蔗节段推移经过面膜切割机构，通过面膜切割机构沿甘蔗节段的轴向在保鲜膜上逐渐划出两道水平切割缝，直至接近开关c被甘蔗节段触发时，上料机构才停止动作；
24.f、对膜料分离机构抽真空，并通过膜料分离机构吸住切割缝两侧的保鲜膜，使其与甘蔗节段分离开；
25.g、上料机构继续动作推移甘蔗节段，延时一定时间后，出料机构夹住甘蔗节段，然后上料机构开始复位，通过出料机构将甘蔗节段运送到下一工位，然后出料机构开始复位；
26.h、在步骤g中当接近开关c没有被甘蔗节段继续触发时，说明保鲜膜与甘蔗节段已完全脱离，向膜料分离机构通压缩空气使其与保鲜膜分离，端膜切割机构复位，同时开始重
复步骤b至步骤h，自动逐根完成各甘蔗节段上保鲜膜的去除工作。
27.本发明的有益效果在于：
28.1、装置能够自动送料、喂料、切割保鲜膜及使保鲜膜与甘蔗分离，并自动将已剥离保鲜膜的甘蔗输送至下一工位，自动化程度高，生产效率高，特别适用于甘蔗节段表面保鲜膜去除生产。
29.2、首先通过端膜切割机构在保鲜膜上划出一道竖直切割缝，接着通过面膜切割机构在保鲜膜上划出两道水平切割缝，再次通过膜料分离机构使保鲜膜与甘蔗分离开，并通过上料机构或出料机构移动甘蔗节段，分步、有序剥离甘蔗表面的保鲜膜，脱膜效果好。
30.3、当甘蔗节段撞击并抵靠在立板b上时，两锥形限位针插入甘蔗节段中，对甘蔗节段的周向进行限位，确保端膜切割机构在保鲜膜上划出的竖直切割缝，与面膜切割机构在保鲜膜上划出的两道水平切割缝对正，以在保鲜膜上形成一个u形切口，确保保鲜膜能够与甘蔗顺利分离开。
31.4、在切割过程中通过弹簧a抑制端刀片绕销轴a转动，确保端刀片对保鲜膜的切割力，使其顺利划开保鲜膜，同时端刀片能够根据工况自动调整摆动角度，避免端刀片损坏。
32.5、面膜切割机构适用于切割一定直径范围内甘蔗节段表面的保鲜膜，活动k形卡块和固定k形卡块适用于夹持一定直径范围内的甘蔗节段，实用性强。
33.6、通过膜料分离机构吸住切割缝两侧的保鲜膜，使其与甘蔗节段分离开，然后膜料分离机构能够与保鲜膜实现自动分离。
附图说明
34.图1为本发明的某一甘蔗节段抵靠在端膜切割机构上时的结构示意图；
35.图2为本发明的接近开关c被甘蔗节段触发时的结构示意图；
36.图3为本发明的出料机构夹住甘蔗节段一端时的结构示意图；
37.图4为本发明的接近开关c没有被甘蔗节段继续触发时的结构示意图；
38.图5为本发明的码料机构和上料机构的装配结构示意图；
39.图6为本发明的上料板和锥形限位针的装配结构示意图；
40.图7为本发明的端膜切割机构的结构示意图；
41.图8为本发明的面膜切割机构的结构示意图；
42.图9为本发明的膜料分离机构的结构示意图；
43.图10为本发明的出料机构的结构示意图。
44.图中：1-码料机构，10-挡板a，11-码料板，12-限位板a，13-接近开关a，14-导料板，15-挡料板，16-挡板b，17-限位板b，18-推板，19-电缸，2-上料机构，20-直线电机，21-上料板，22-锥形限位针，3-端膜切割机构，30-气缸a，31-支撑板，32-立板a，33-螺栓a，34-弹簧a，35-端刀片，36-销轴a，37-立板b，38-接近开关b，4-面膜切割机构，40-安装板，41-立板c，42-面刀片，43-连接板，44-弹簧b，45-螺栓b，46-销轴b，5-膜料分离机构，50-几形架，51-气缸b，52-风箱，53-柔性气嘴，54-负压风管，55-正压风管，56-接近开关c，57-l形支撑板，6-出料机构，60-底板，61-滑轨，62-齿条，63-u形架，64-电机，65-齿轮，66-气缸c，67-活动k形卡块，68-固定k形卡块，7-甘蔗节段。
具体实施方式
45.下面进一步描述本发明的技术方案，但要求保护的范围并不局限于所述。
46.如图1至图10所示，本发明所述的一种甘蔗加工装置，包括码料机构1，所述码料机构1上安装有上料机构2和控制器，所述码料机构1的一侧依次设有端膜切割机构3、面膜切割机构4、膜料分离机构5和出料机构6。在使用时，装置还包括机架(图中未画出)，机架用于支撑和安装码料机构1、上料机构2、端膜切割机构3、面膜切割机构4、膜料分离机构5和出料机构6。
47.所述码料机构1包括支撑架和送料组件，支撑架的一端设有挡板a10，另一端设有挡板b16，且支撑架上在挡板a10与挡板b16之间固定安装有限位板b17和活动安装有限位组件，送料组件安装在挡板a10上，并位于限位板b17与限位组件之间。
48.所述支撑架包括码料板11、导料板14和挡料板15，挡料板15通过导料板14与码料板11连接，码料板11上远离导料板14的一端向下倾斜，导料板14上远离码料板11的一端向下倾斜，挡料板15上远离导料板14的一端向上倾斜，限位组件包括限位板a12和接近开关a13，限位板a12的底部并排焊接有两根螺柱，码料板11上在与螺柱相对应的位置加工有拉长孔，螺柱的一端穿过拉长孔并套装有锁紧螺母，接近开关a13安装在限位板a12上，并靠近码料板11与导料板14的连接处，接近开关a13与控制器电性连接，送料组件包括电缸19和推板18，电缸19与控制器电性连接，推板18安装在电缸19上，并通过导柱与挡板a10滑动连接。在使用时，电缸19通过推板18推动码料板11上所有的甘蔗节段7向靠近导料板14的方向移动，并通过接近开关a13检测是否有甘蔗节段7滚落，从而实现间歇逐根自动上料。
49.所述上料机构2包括直线电机20和上料板21，直线电机20安装在码料机构1上，并与控制器电性连接，上料板21安装在直线电机20的工作台的一侧，上料板21上并排安装有两锥形限位针22。在使用时，直线电机20安装在挡板b16上，直线电机20的工作台通过上料板21推甘蔗节段7向靠近端膜切割机构3的方向移动，当甘蔗节段7撞击并抵靠在立板b37上时，两锥形限位针22插入甘蔗节段7中，对甘蔗节段7的周向进行限位，确保端膜切割机构3在保鲜膜上划出的竖直切割缝，与面膜切割机构4在保鲜膜上划出的两道水平切割缝对正，进一步确保保鲜膜能够与甘蔗顺利分离开。
50.所述端膜切割机构3包括气缸a30、弹簧a34和端刀片35，气缸a30上安装有支撑板31，支撑板31上并排安装有立板a32和立板b37，立板a32的上端加工有槽口a，立板b37的上端加工有槽口b，弹簧a34的一端通过螺栓a33与立板a32活动连接，并位于槽口a的内侧，另一端依次通过端刀片35和销轴a36与立板b37活动连接，且端刀片35位于槽口b的内侧，立板b37上在端刀片35的正下方安装有接近开关b38，接近开关b38与控制器电性连接。当接近开关b38被甘蔗节段7触发时，气缸a30动作，带动支撑板31、立板a32、立板b37和端刀片35等向下移动，在此过程中，端刀片35的刀尖会在甘蔗节段7一端的保鲜膜上划出一道竖直切割缝，在切割过程中通过弹簧a34抑制端刀片35绕销轴a36转动，确保端刀片35对保鲜膜的切割力，使其顺利划开保鲜膜，同时端刀片35能够根据工况自动调整摆动角度，避免端刀片35损坏。端刀片35在长度方向上布置有多个通孔，调节端刀片35与销轴a36的连接孔位，及更换不同长度的弹簧a34，即可调节端刀片35的切割深度。
51.所述面膜切割机构4包括安装板40和两个面膜切割组件，两个面膜切割组件对称布置，其中一面膜切割组件安装在安装板40上，另一面膜切割组件位于前一面膜切割组件
的正上方，并通过两连接板43与安装板40和前一面膜切割组件连接。
52.所述面膜切割组件包括立板c41、面刀片42和弹簧b44，立板c41的一端加工有槽口c，另一端加工有槽口d，面刀片42通过销轴b46与立板c41活动连接，并位于槽口c的内侧，弹簧b44的一端与面刀片42的一端活动连接，另一端通过螺栓b45与立板c41活动连接，且弹簧b44位于槽口d的内侧。在使用时，面刀片42在长度方向上布置有多个通孔，面刀片42与弹簧b44协同，对保鲜膜的切割原理与端刀片35和弹簧a34相同，在此不再赘述。此外，面膜切割机构4适用于切割一定直径范围内甘蔗节段7表面的保鲜膜，实用性强。
53.所述膜料分离机构5包括几形架50和两脱膜组件，几形架50的几型开口朝上，几形架50上远离面膜切割机构4的一侧通过l形支撑板57连接有接近开关c56，接近开关c56与控制器电性连接，两脱膜组件分别安装在几形架50的两端，并对称布置，脱膜组件包括气缸b51和风箱52，风箱52安装在气缸b51上，风箱52上并排安装有若干柔性气嘴53，风箱52底部安装有负压风管54和正压风管55。在使用时，负压风管54通过管道a与真空泵连接，管道a上安装有电动球阀a；正压风管55通过管道b与储气罐连接，管道b上安装有电动球阀b，电动球阀a和电动球阀b均与控制器电性连接。当接近开关c56被甘蔗节段7触发时，真空泵启动，电动球阀a打开，电动球阀b关闭，同时气缸b51推风箱52和柔性气嘴53向靠近甘蔗节段7的方向移动，待柔性气嘴53与甘蔗节段7接触，并通过负压吸住保鲜膜后，气缸b51的活塞杆复位，使保鲜膜的右端与甘蔗分离开；当接近开关c56由持续被触发状态转变为没有被触发状态时，真空泵和电动球阀a关闭，电动球阀b打开，储气罐向风箱52内通压缩空气，使保鲜膜与柔性气嘴53分离开。
54.所述出料机构6包括底板60、u形架63、电机64和活动k形卡块67，底板60的一侧安装有齿条62，u形架63的底部通过滑块和滑轨61与底板60连接，u形架63上安装有固定k形卡块68，活动k形卡块67位于固定k形卡块68的对面，并通过气缸c66与u形架63连接，电机64安装在u形架63上，电机64的输出轴上套装有齿轮65，齿轮65与齿条62啮合，且电机64与控制器电性连接。在使用时，电机64通过齿轮齿条机构驱使u形架63等来回移动，通过气缸c66推活动k形卡块67，使其与固定k形卡块68一起夹持住甘蔗，一是使甘蔗继续向远离码料机构1的方向移动，使保鲜膜与甘蔗完全分离开，二是将剥离保鲜膜后的甘蔗输送至下一工位。活动k形卡块67和固定k形卡块68的形状和尺寸相同，适用于夹持一定直径范围内的甘蔗节段7，实用性强。
55.一种甘蔗加工装置的加工方法，包括以下主要步骤：
56.a、根据待加工甘蔗节段7的长度，调节并锁定限位板a12在码料板11上的位置，然后将包覆有保鲜膜的若干甘蔗节段7整齐码放在码料板11上，并启动装置；
57.b、送料组件动作，推移甘蔗节段7，直至接近开关a13检测到有某一甘蔗节段7滚过时，送料组件才停止动作；
58.c、上料机构2动作，并推移滚落下来的甘蔗节段7，直至甘蔗节段7的一端抵靠在端膜切割机构3上，并触发接近开关b38时，上料机构2才停止动作；
59.d、端膜切割机构3动作，在甘蔗节段7一端的保鲜膜上划出一道竖直切割缝，并逐渐移动到该甘蔗节段7的下方；
60.e、上料机构2继续动作，将甘蔗节段7推移经过面膜切割机构4，通过面膜切割机构4沿甘蔗节段7的轴向在保鲜膜上逐渐划出两道水平切割缝，直至接近开关c56被甘蔗节段7
触发时，上料机构2才停止动作；竖直切割缝与两道水平切割缝能够形成一个u形切口，使保鲜膜与甘蔗能够顺利分离开。
61.f、对膜料分离机构5抽真空，并通过膜料分离机构5吸住切割缝两侧的保鲜膜，使其与甘蔗节段7分离开；
62.g、上料机构2继续动作推移甘蔗节段7，延时一定时间后，出料机构6夹住甘蔗节段7，然后上料机构2开始复位，通过出料机构6将甘蔗节段7运送到下一工位，然后出料机构6开始复位；
63.h、在步骤g中当接近开关c56没有被甘蔗节段7继续触发时，说明保鲜膜与甘蔗节段7已完全脱离，向膜料分离机构5通压缩空气使其与保鲜膜分离，端膜切割机构3复位，同时开始重复步骤b至步骤h，自动逐根完成各甘蔗节段7上保鲜膜的去除工作。
64.具体的，甘蔗节段7的两端面基本与其中轴线垂直。
65.本发明提供的甘蔗加工装置及加工方法，其有益效果如下：
66.1、装置能够自动送料、喂料、切割保鲜膜及使保鲜膜与甘蔗分离，并自动将已剥离保鲜膜的甘蔗输送至下一工位，自动化程度高，生产效率高，特别适用于甘蔗节段7表面保鲜膜去除生产。
67.2、首先通过端膜切割机构3在保鲜膜上划出一道竖直切割缝，接着通过面膜切割机构4在保鲜膜上划出两道水平切割缝，再次通过膜料分离机构5使保鲜膜与甘蔗分离开，并通过上料机构2或出料机构6移动甘蔗节段7，分步、有序剥离甘蔗表面的保鲜膜，脱膜效果好。
68.3、当甘蔗节段7撞击并抵靠在立板b37上时，两锥形限位针22插入甘蔗节段7中，对甘蔗节段7的周向进行限位，确保端膜切割机构3在保鲜膜上划出的竖直切割缝，与面膜切割机构4在保鲜膜上划出的两道水平切割缝对正，以在保鲜膜上形成一个u形切口，确保保鲜膜能够与甘蔗顺利分离开。
69.4、在切割过程中通过弹簧a34抑制端刀片35绕销轴a36转动，确保端刀片35对保鲜膜的切割力，使其顺利划开保鲜膜，同时端刀片35能够根据工况自动调整摆动角度，避免端刀片35损坏。
70.5、面膜切割机构4适用于切割一定直径范围内甘蔗节段7表面的保鲜膜，活动k形卡块67和固定k形卡块68适用于夹持一定直径范围内的甘蔗节段7，实用性强。
71.6、通过膜料分离机构5吸住切割缝两侧的保鲜膜，使其与甘蔗节段7分离开，然后膜料分离机构5能够与保鲜膜实现自动分离。