一种用于条状物打结的打结机及打结方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种应用于条状物打结的打结机及打结方法，属于食品加工机械设备领域。
【背景技术】
[0002]目前市场上一些条状物需要打结后销售，例如:现在市场上常见的海带的存在形式是海带条或者海带丝，这样不仅使得海带浪费极大，并且价格较低，其价格仅为海带结的二分之一，原因是海带结的机械化生产水平在国内外低下，大部分的海带结是通过人手打结，效率低而且雇佣工人的成本高。长时间在海水里泡，盐渍对人的手伤害也很大。在这样的大背景下，自动海带打结机便应运而生，并且在海带深加工方面也具有积极的弥补作用。
【发明内容】
[0003]为了解决现有技术存在的技术问题，本发明提供了一种打结成功率高且卫生的用于条状物打结的打结机及打结方法。
[0004]本发明采用的技术方案如下:
[0005]用于条状物打结的打结机，包括一个竖直设置的工作台和一个与工作台垂直的底座，在所述工作台顶部位于底座的一侧依次设有大凹槽和小凹槽，大凹槽的两侧各设有一个压紧导向板，工作台顶部的端部设有对打结完的条状物进行切割的切割装置;在所述的底座上设有一个用于对条状物打结的机械手，所述的机械手通过旋转装置驱动其空间旋转，所述的旋转装置的底部安装在横向输送装置上，实现机械手在工作台平行方向的水平移动;所述的切割装置、旋转装置以及横向输送装置由控制器控制。
[0006]进一步的，所述的切割装置包括一个压夹切割刀和舵机I，所述的舵机I控制压夹切割刀的抬起、压夹及切割动作，且在工作台上设有与压夹切割刀相对的切割槽。
[0007]进一步的，所述压夹切割刀的左侧部件为压夹片，右侧为切断刀，压夹片的底部以硅胶材料为主，提供摩擦力，提高压夹效果，并且配合海带止位钉工作，防止海带脱出工位。同时，压夹片底部采用加宽设计。切断刀比压夹片位置要高来保证切割性能。
[0008]进一步的，所述的大凹槽位于工作台的中间位置，小凹槽与大凹槽相隔一端距离设置。中间大凹槽是为打结机械手空间缠绕海带提供空间，右端小凹槽是方便打结机械手夹持和拖拽海带完成打结动作。
[0009]进一步的，两个所述的压紧导向板为第一压紧导向板和第二压紧导向板，其分别由齿轮齿条机构在伺服电机的控制下作上下运动，这种电机是一种内部直接合成减速器的电机，能根据不同工作需要控制压紧导向板的高低位置来完成导向或压夹的作用。
[0010]进一步的，所述的旋转装置包括一个转动台，在所述的旋转台上设有驱动电机，所述的驱动电机驱动减速齿轮机构，进而转动大齿轮，所述的大齿轮带动固定在大齿轮上的转动座支架转动，从而实现机械爪的转动定位。转动台主要负责海带打结机机械爪在水平方向上的转动，大齿轮跟该支架上都设计了齿轮槽保证装配后不会对其进行干涉。
[0011]进一步的，所述机械手包括铰接在一起的夹爪定杆和夹爪动杆，夹爪定杆和夹爪动杆由舵机II控制，这是为了能实动夹爪的小角度活动以完成夹持海带的动作;夹爪定杆跟夹爪动杆末端采用了弧形设计，可以保证在斜夹的过程中，提高对海带的夹紧面积，保证其对海带的准确夹取。
[0012]一种用于条状物打结的打结机，其用于海带的打结。
[0013]打结机的打结方法，如下:
[0014]步骤1:启动控制系统，由横向输送装置将打结机械手输送到工作台的中间大凹槽处，且打结机械手的两夹爪要略低于工作台平面；
[0015]步骤2:将条状物平铺在工作台上，其中条状物的一端被压夹切割刀的压夹片一端压紧；同时第一压紧导向板和第二压紧导向板在条状物铺放好之后降落到与工作台平面形成一个封闭框格结构的位置来对条状物进行限位和导向，防止条状物在后续工作中脱离工作台；
[0016]步骤3条状物处于大凹槽的部分贴于打结机械手上，旋转装置带动打结机械手对条状物进行空间缠绕动作；
[0017]步骤4缠绕着条状物的打结机械手通过旋转装置和横向输送装置被输送到小凹槽处，安装在打结机械手尾端的舵机II启动，控制夹爪动杆与夹爪定杆之间张开一小角度，然后夹持住位于小凹槽处的条状物，此时压夹切断刀和第二压紧导向板同时抬起，第一压紧导向板落下压紧条状物另一端，旋转装置和横向输送装置再次启动带动打结机械手往远离工作台面的方向运动完成对条状物夹持端的拉拽运动以完成打结动作；
[0018]步骤5旋转装置和横向输送装置再次启动将打结机械手再次往右前方输送到压夹切断刀的右端；
[0019 ]步骤6舵机I启动，控制压夹切断刀落入切刀槽中完成对已经打好结的条状物的切割且压夹板又再次压紧条状物一端;打结机械手两夹杆张开释放条状物，打结工作完成;第一压紧导向板抬起，第二压紧导向板落下，同时回到初始位置；
[0020]步骤7重复上述步骤，继续下一个条状物的打结工作。
[0021]本发明所具有的积极效果:
[0022]本发明采取独创的机电一体设计，其中主要机械部件就是一对机械手来模拟人手，在电机控制下完成缠绕和打结的关键动作，密切配合送料装置和切断装置完成对条状物的打结以及切割，有效的提高了打结成功率，保证了工作效率。同时，本发明用PLC电路控制改善了传统打结机液压控制的加工环境不卫生的缺点，各零部件的设计也遵守了系列化、通用化、标准化的原则，保证了设备制造、使用、维护的方便快捷。
【附图说明】
[0023]图1为本发明打结机结构不意图一；
[0024]图2为本发明打结机结构示意图二；
[0025]图3为本发明打结机俯视图；
[0026]其中，1-工作台；2-第一压紧导向板;3-第二压紧导向板;4-压夹切断刀；5-舵机；6-切刀槽;7-打结机械手;8-二级主动齿轮;9-二级从动齿轮;10-伺服电机;11-导轨；12-转动台；13-导轨；14-支撑底座；15-舵机；16-工作支架；17-大齿轮；18-伺服电机；19-直线电机;20-齿条;21-伺服电机;22-齿轮;23-联轴器;24-丝杠滑块;25-丝杠;26-传动座；27-主动齿轮。
【具体实施方式】
[0027]以下结合附图以海带为例，对本发明进行详细说明:
[0028]海带打结机包括机架和PLC控制系统，机架上置有:物料输送装置，缠绕打结装置和切割装置。
[0029]物料输送装置:主要包含两个部分。分别为工作台和压紧导向板。工作台是这一部分的核心部件，压紧导向板、压夹切断刀、舵机、海带都布置在其上面，其形状尺寸的设计不仅要便于装配，而且要满足整个空间曲线运动的工作规程。为了保证装配的实用便捷，其上设计了装配用的装配孔。起初压夹切断刀由舵机直接带动将铺设好的海带一端压紧。压紧导向板有两个作用，首先是保证海带能在正常工位上输送起到导向作用，其次是起到压夹海带与打结动作配合的作用。压紧导向板由齿轮齿条机构在伺服电机带动下作上下运动；具体的铺设方式为:
[0030]海带铺设在工作台I上，工作台面上开有一大一小两个凹形槽来方便海带缠绕打结，同时设有第一压紧导向板2和第二压紧导向板3，第一压紧导向板装置是在伺服电机21的带动下由齿轮22和齿条20机构完成垂直方向的上下移动来实现导向或者压紧海带的作用，第二压紧板3原理与第一压紧板2原理相同。工作台I面上还设有切割装置及切刀槽6。
[0031]缠绕打结装置:完成缠绕海带同时对海带进行打结的主要部件是打结机械手7，其中主要部件是打结机械手，海带打结机械手主要功能是对海带进行缠绕、夹取、打结、运送。机械手臂属于执行装置，处于全机的中间位置，也是打结的核心部件。首先在海带条铺设于送料底座和压紧装置之间的位置时，要通过导轨滑块这一横向输送装置将机械手输送到中间凹形槽位置，并且控制其高度位于海带条下方，然后在伺服电机带动的齿轮机构的作用下进行空间转动将海带条缠绕两圈做成一个结的模型，由于机械手顶端做成弯曲弧状，所以海带在缠绕过程中不会滑落，而是紧紧缠绕在两夹爪上。之后在底座横向输送装置和各电机的作用下将机械手输送到压紧切断装置和压夹板中间凹槽位置，这时机械手就要起到夹持和打结的作用;具体结构如下:
[0032]打结机械手7是由夹爪定杆和夹爪动杆两根杆组成，其依靠伺服电机10带动一对二级