豆腐乳原胚自动定位切割排布的生产设备及其生产方法
【专利摘要】本发明公开了一种适用于豆腐乳生产前道工序的豆腐乳原胚自动定位切割排布的生产设备及其生产方法，其主要包括：自动定位切割排布机、前端输送机构、后端输送机构以及生产附属设备，所述自动定位切割排布机由CCD视觉检测镜头、触摸屏/平板电脑、切割系统输送机构光电开关、边皮回收槽、切割机输送机构驱动电机、单轴伺服变位电机、万向滑轮组成。本发明将传统生产方法与现代机械化、工业自动化相结合，通过机械手协调操作，极大减轻我国传统豆腐乳生产工人的劳动强度，提高劳动生产率以减少操作人力成本、生产成本；本发明可以通过计算机自动化控制，适合企业的规模化生产。
【专利说明】
豆腐乳原胚自动定位切割排布的生产设备及其生产方法
技术领域
[0001 ]本发明涉及豆腐乳生产装置技术领域，特别涉及一种自动定位切割排布的自动生产设备，该生产设备特别适用于不同尺寸各类豆腐乳原胚生产，此外，该生产设备还适用于甜酒药的生产。
【背景技术】
[0002]目前，我国的豆腐乳生产首先是卸下压榨机的豆腐坯，进行切块，进入发酵房，排好豆腐坯，用准备好的毛霉孢子悬浊液接种发酵。虽然我国豆腐乳生产企业在制豆浆、煮豆浆和压胚使用了机械化和自动化，但缺乏对腐乳生产工艺的改进，还是以手工操作为主，员工的劳动强度较大。
【发明内容】
[0003]针对现有豆腐乳产品生产上机械化和自动化水平低，工人劳动强度大的问题，本发明提供一种豆腐乳原胚自动定位切割排布的自动生产设备，同时介绍了使用该设备的生产方法，此外，该设备还适合于甜酒曲产品的生产。本发明力求保存传统生产方式，将传统方法与现代机械化操作相结合，减少操作人力成本、提高劳动生产率，适合豆腐乳规模化大生产。
[0004]本发明的目的是通过以下技术方案实现的:一种豆腐乳原胚自动定位切割排布的生产设备，包括自动控制系统、前端输送机构、自动定位切割排布机、中端输送机构、后端输送机构;过渡系统、托盘；中端输送机构的前后两端分别通过过渡系统与前端输送机构和后端输送机构相连。
[0005]所述前端输送机构包括第一单链滚筒输送机、光电开关、第一单链滚筒输送机的驱动电机。
[0006]所述中端输送机构包括第二单链滚筒输送机、光电开关、单轴伺服变位电机;第二单链滚筒输送机的驱动电机、光电开关、单轴伺服变位电机分别与自动控制系统相连;所述第二单链滚筒输送机的底端固定有万向滑轮，所述单轴伺服变位电机的输出轴与第二单链滚筒输送机的支架固定连接，用于控制第二单链滚筒输送机的转动;光电开关安装在第二单链滚筒输送机后部，用于检测从前端输送机构输入的含有豆腐原胚的托盘是否输送到第二单链滚筒输送机的后部，并将信号传输给自动控制系统，自动控制系统根据光电开关输入的信号，控制第二单链滚筒输送机的驱动电机的工作。
[0007]所述自动定位切割排布机由CCD视觉检测镜头、Y轴方向滚珠丝杆型直线模组、X轴方向直线模组以及安装在X轴方向直线模组上的I号切刀Z轴方向直线模组、2号切刀Z轴方向直线模组、自动定位切割排布机基座;压缩空气电磁阀组成。
[0008]其中:
[0009]Y轴方向滚珠丝杆型直线模组安装在自动定位切割排布机基座上，包括Y轴方向机架，以及安装在Y轴方向机架上的Y轴方向伺服电机、联轴器、Y轴滚珠丝杆、Y轴方向滑块和两根Y轴方向滑杆。所述Y轴滚珠丝杆通过联轴器与Y轴方向伺服电机相连;所述Y轴方向滑块的两侧分别与Y轴方向滑杆相接触，保持Y轴方向滑块始终处于水平状态，中部与Y轴滚珠丝杆相连，Y轴方向伺服电机通过Y轴滚珠丝杆带动Y轴方向滑块在两根Y轴方向滑杆上沿Y轴方向水平滑动;其中一根Y轴方向滑杆的两端分别有限位开关。
[0010]X轴方向直线模组，由过渡连接件、X轴方向U型机架，以及安装在X轴方向U型机架上的I号切刀导轨X方向轴滑板和安装在I号切刀导轨X方向轴滑板上的I号切刀导轨X轴方向伺服电机、I号切刀导轨齿轮、2号切刀X轴方向滑板和安装在2号切刀X轴方向滑板上的2号切刀导轨X轴方向伺服电机和2号切刀导轨齿轮;所述X轴方向U型机架通过过渡连接件与Y轴方向滑块固定连接;所述X轴方向U型机架的一个内侧壁具有锯齿结构，所述I号切刀导轨X轴方向伺服电机的输出轴与I号切刀导轨齿轮相连，且与I号切刀X轴方向与Z轴过度连接件固定连接;所述2号切刀导轨X轴方向伺服电机的输出轴与2号切刀导轨齿轮相连，且与2号X轴方向与Z轴过度连接件固定连接;I号切刀导轨齿轮和2号切刀导轨齿轮均与X轴方向U型机架内侧壁的锯齿结构啮合;所述X轴方向U型机架的两端分别固定有限位开关；
[0011]I号切刀Z轴方向直线模组由I号切刀X轴方向与Z轴过度连接件、I号切刀机架，以及安装在I号切刀机架上的I号导轨Z轴方向伺服电机、I号导轨同步皮带轮、I号切刀同步皮带、I号切刀同步皮带固定板、I号切刀组成;所述I号切刀机架通过I号切刀X轴方向与Z轴过度连接件竖直安装在X轴方向U型机架上，且所述I号切刀X轴方向与Z轴过度连接件与I号切刀导轨齿轮和I号切刀导轨X轴方向伺服电机固定连接，I号切刀导轨X轴方向伺服电机通过I号切刀X轴方向与Z轴过度连接件带动I号切刀机架在X轴方向U型机架上水平运动;所述I号导轨Z轴方向伺服电机和I号导轨同步皮带轮相连，且均安装在I号切刀机架的上端，I号切刀同步皮带的齿形槽连接着I号导轨同步皮带轮，I号切刀同步皮带上安装有I号切刀同步皮带固定板，所述I号切刀固定在I号切刀同步皮带固定板上;所述I号切刀机架上、下端都固定有限位开关；
[0012]2号切刀Z轴方向直线模组由2号切刀X轴方向与Z轴过度连接件、2号切刀机架，以及安装在2号切刀机架上的2号导轨Z轴方向伺服电机、2号导轨同步皮带轮、2号切刀同步皮带、2号切刀同步皮带固定板、2号切刀组成;所述2号切刀机架通过2号切刀X轴方向与Z轴过度连接件竖直安装在X轴方向U型机架上，且所述2号切刀X轴方向与Z轴过度连接件与2号切刀导轨齿轮和2号切刀导轨X轴方向伺服电机固定连接，2号切刀导轨X轴方向伺服电机通过3号切刀X轴方向与Z轴过度连接件带动2号切刀机架在X轴方向U型机架上水平运动;所述2号导轨Z轴方向伺服电机和2号导轨同步皮带轮相连，且均安装在2号切刀机架的上端，2号导轨同步皮带的齿形槽连接2号导轨同步皮带轮，2号导轨同步皮带上安装有2号切刀同步皮带固定板，所述2号切刀固定在2号切刀同步皮带固定板上;所述2号切刀机架上、下端都固定有限位开关；
[0013]所述Y轴方向伺服电机、I号切刀导轨X轴方向伺服电机、2号切刀导轨X轴方向伺服电机、I号导轨Z轴方向伺服电机、2号导轨Z轴方向伺服电机分别与自动控制系统相连，所述I号切刀和2号切刀位于第二单链滚筒输送机的正上方。
[0014]CXD视觉检测镜头与自动控制系统相连，且固定在第二单链滚筒输送机的正上方，用于获取第二单链滚筒输送机上的豆腐原胚的位置信息图像，并传输给自动控制系统。自动控制系统根据豆腐原胚的位置信息，控制单轴伺服变位电机运转，使得豆腐原胚的边缘与I号切刀和2号切刀平行；同时，豆腐乳切割尺寸由计算机设定，切割位置CCD视觉检测镜头获得I号切刀和2号切刀定位尺寸，计算机控制系统指挥I号切刀导轨X轴方向伺服电机电机控制I号切刀和2号切刀到达所需切割位置。
[0015]前端过渡系统由连接在前端输送机构的第一气缸、第一活动连杆及第一过渡板板体组成，第一活动连杆一端与第一气缸的连杆铰接，另一端与第一过渡板板体一端铰接。第一过渡板板体的另一端通过第一铰接件I与前端输送机构的末端铰接;所述第一气缸固定安装在前端输送机构上;在输送状态下，第一过渡板板体与前端输送机构和中端输送机构位于同一水平位置;在非输送状态下，第一气缸的连杆向内收缩，通过第一活动连杆带动第一过渡板板体绕第一铰接件I转动至竖直位置，为中端输送机构的转动留出空间。
[0016]后前端过渡系统由连接在后端输送机构的第二气缸、第二活动连杆及第二过渡板板体组成，第二活动连杆一端与第二气缸的连杆铰接，另一端与第二过渡板板体一端铰接。第二过渡板板体的另一端通过第二铰接件I与后端输送机构的末端铰接;所述第二气缸固定安装在后端输送机构上;在输送状态下，第二过渡板板体与后端输送机构和中端输送机构位于同一水平位置;在非输送状态下，第二气缸的连杆向内收缩，通过第二活动连杆带动第二过渡板板体绕第二铰接件I转动至竖直位置，为中端输送机构的转动留出空间。
[0017]所述后端输送机构包括第三单链滚筒输送机、中空导流板、菌种喷洒装置、第二光电开关;所述第三单链滚筒输送机为中部卸除一个滚筒的单链滚筒输送机，滚筒卸除处为喷淋区;所述中空导流板设置在滚筒卸除处，便于托盘在滚筒卸除处的平稳输送;所述菌种喷洒装置包括喷淋阀和与喷淋阀相连的多个喷淋头;所述喷淋头分别均匀设置在滚筒卸除处的上下方;所述第二光电开关设置在中空导流板的前部，当托盘位于喷淋区时，第二光电开关接受不到反射信号，通过自动控制系统控制喷淋阀开启。
[0018]所述托盘的底板具有蜂窝状镂空结构。
[0019]进一步地，还包括设置在单链滚筒输送机一侧的边皮回收槽。
[0020]进一步地，所述喷淋区的正下方具有菌种喷洒液回收槽，其固定在后端输送机构支架上。
[0021 ]进一步地，I号切刀通过切刀弹性切刀支架与I号切刀同步皮带固定板相连，I号切刀通过切刀弹性切刀支架与2号切刀同步皮带固定板相连;减少托盘长期使用出现的变形产生误差，保证切割质量同时防止切刀与金属托盘之间强硬接触而损坏切刀。
[0022]进一步地，还包括安装在切刀壁上的压缩空气管道，压缩空气管道与压缩栗相连。
[0023]上述的自动定位切割排布机、中端输送机构、后端输送机构、过渡系统和托盘。
[0024]—种生产方法，其特征在于，包括以下步骤:
[0025]第一步:豆腐经翻转放入托盘后，通过前端输送机构输送到中端输送机构，自动定位切割排布机。
[0026]第二步:中端输送机构的光电开关检测到托盘后，将信号传输给自动控制系统，自动控制系统停止前端输送机构运转。同时控制第一气缸和第二气缸，放下第一过渡板板体和第二过渡板板体，给中端输送机构旋转留有空间。
[0027]第三步:自动定位切割排布机此时在零位，CCD视觉检测镜头获取托盘上的豆腐的图像，并将图像传输给自动控制系统，自动控制系统测量豆腐的图像中心、边缘位置和斜度，计算豆腐的边缘与切刀水平误差角度，自动控制系统通过单轴伺服电机控制第二单链滚筒输送机旋转，使进入切割设备托盘中的豆腐的边缘与切刀平行。
[0028]第四步:自动控制系统计算切刀运行坐标，并通过Y轴方向伺服电机、I号切刀导轨X轴方向伺服电机、2号切刀导轨X轴方向伺服电机控制I号切刀和2号切刀移动至相应位置，通过I号导轨Z轴方向伺服电机、2号导轨Z轴方向伺服电机控制I号切刀和2号切刀，实现对豆腐的切割。具体如下:
[0029]第一步:豆腐经翻转放入托盘后，通过前端输送机构输送到中端输送机构，自动定位切割排布机。
[0030]第二步:中端输送机构的光电开关检测到托盘后，将信号传输给自动控制系统，自动控制系统停止前端输送机构运转。同时控制第一气缸和第二气缸，放下第一过渡板板体和第二过渡板板体，给中端输送机构旋转留有空间。
[0031 ]第三步:自动定位切割排布机此时在零位，CCD视觉检测镜头获取托盘上的豆腐的图像，并将图像传输给自动控制系统，自动控制系统测量豆腐的图像中心、边缘位置和斜度，计算豆腐的边缘与切刀水平误差角度，自动控制系统通过单轴伺服电机控制第二单链滚筒输送机旋转，使进入切割设备托盘中的豆腐的边缘与切刀平行。
[0032]第四步:自动控制系统计算切刀运行坐标，并通过Y轴方向伺服电机、I号切刀导轨X轴方向伺服电机、2号切刀导轨X轴方向伺服电机控制I号切刀和2号切刀移动至相应位置，通过I号导轨Z轴方向伺服电机、2号导轨Z轴方向伺服电机控制I号切刀和2号切刀，实现对豆腐的切割。具体如下:
[0033](I)自动控制系统控制2号切刀滑行至离中心距240mm处以切除豆腐边皮，2号切刀沿Z轴向向下移动52?53mm，然后2号切刀向上移动2?3mm，并开始沿X轴向外平移，将豆腐边皮向外推送至边皮回收槽，边皮再利用。
[0034](2)2号切刀243向上移动50mm，并回滑行至被切割豆腐的边缘，即离中心距240mm处;将I号切刀移动至2号切刀相距30mm处。
[0035](3)1号切刀和2号切刀沿Z轴方向向下移动52?53mm切除豆腐。然后将I号切刀向2号切刀方向移动压紧2?5mm，也就是用两个切刀夹紧被切割下来的豆腐。
[0036](4)1号切刀与2号切刀同时向Z轴方向提升52?53mm，切割下来的豆腐与托盘分离。
[0037](5)将I号切刀和2号切刀同时沿X轴方向向外移动，使得I号切刀位于距离中心435mm处，I号切刀和2号切刀同时向Z轴方向下降50mm。移动I号切刀，使得I号切刀与2号切刀松开，两个切刀之间的距离为33?35mm，随后，I号切刀和2号切刀开始沿Z轴方向移动提升的同时，自动控制系统打开压缩栗，压缩空气管道瞬间喷出压缩空气，使得豆腐与与切刀分离，完成一侧的第一次切割。
[0038](6)1#切刀再向2#切刀回3?5mm，1#和2#切刀保持30mm，然后同时将I号切刀和2号切刀沿X轴方向向内移动至2号切刀距离中心距(270-30n)mm处，重复步骤3-4，然后将I号切刀和2号切刀同时沿X轴方向向外移动，使得I号切刀位于距离中心(495 — 60n)mm处，I号切刀和2号切刀同时向Z轴方向下降50mm。移动I号切刀，使得I号切刀与2号切刀松开，两个切刀之间的距离为33?35mm，随后，I号切刀和2号切刀开始沿Z轴方向移动提升的同时，压缩空气管道瞬间开启压缩空气，使得豆腐与与切刀分离，完成切割。其中，η表示一侧的第η次切割。
[0039](7)重复步骤6，直到切割的豆腐放置位置为I号切刀距离中心15mm处时，在原始调增误差的基础上，单轴伺服变位电机平面再旋转切割系统输送机构度。
[0040](8)自动控制系统控制2号切刀滑行至离中心距240mm处以切除豆腐边皮，2号切刀沿Z轴向向下移动52?53mm，然后2号切刀向上移动2?3mm，并开始沿X轴向外平移，将豆腐边皮向外推送至边皮回收槽，边皮再利用。
[0041 ] (9)2号切刀向上移动50mm，并回滑行至被切割豆腐的边缘，即离中心距240mm处；将I号切刀移动至2号切刀相距30mm处。
[0042](10)2号切刀和I号切刀沿Z轴方向向下移动切除豆腐。然后将2号切刀向I号切刀方向移动压紧2?5mm，也就是用两个切刀夹紧被切割下来的豆腐。
[0043](11) I号切刀与2号切刀同时向Z轴方向提升52?53mm，切割下来的豆腐与托盘分离。
[0044](12)将I号切刀和2号切刀同时沿X轴方向向外移动，使得2号切刀位于距离中心435mm处，I号切刀和2号切刀同时向Z轴方向下降50mm。移动2号切刀，使得I号切刀与2号切刀松开，两个切刀之间的距离为33?35mm，随后，I号切刀和2号切刀开始沿Z轴方向移动提升的同时，自动控制系统打开压缩栗，压缩空气管道瞬间喷出压缩空气，使得豆腐与与切刀分离，完成另一侧的第一次切割。
[0045](13)1#切刀再向2#切刀回3?5mm，1#和2#切刀保持30mm，然后同时沿X轴方向向内移动至I号切刀距离中心距(270-30m)mm处，重复步骤10-11，然后将I号切刀和2号切刀同时沿X轴方向向外移动，使得2号切刀位于距离中心(495 — 60m)mm处，I号切刀和2号切刀同时向Z轴方向下降50mm。移动2号切刀，使得I号切刀与2号切刀松开，两个切刀之间的距离为33?35mm，随后，I号切刀和2号切刀开始沿Z轴方向移动提升的同时，压缩空气管道瞬间开启压缩空气，使得豆腐与与切刀分离，完成切割。其中，m表示另一侧的第m次切割。
[0046](14)直到再次出现切割的豆腐放置位置为2号切刀距离中心15mm处时，则在原始调增误差的基础上，单轴伺服变位电机平面旋转切割系统输送机构90度，重复一次步骤1-13，整块豆腐配切割排布完毕。
[0047]第五步:自动控制系统控制第一气缸和第二气缸，使得第一过渡板板体和第二过渡板板体与中端输送机构位于同一水平位置；
[0048]第六步:自动控制系统控制第二单链滚筒输送机和第三单链滚筒输送机运转，将中端输送机构上的豆腐托盘输送到后端输送机构的喷淋区内；
[0049]第七步:第二光电开关检测到托盘的信号，并将信号传输给自动控制系统，自动控制系统控制第二单链滚筒输送机和第三单链滚筒输送机停止运转，同时通过喷淋阀控制喷淋头向喷淋区内的豆腐进行菌种喷洒。
[0050]第八步:I?2分钟后，自动控制系统控制第三单链滚筒输送机运转，将完成切割和接种的豆腐原胚输送至发酵处理。
[0051]本发明适用于用于豆腐乳生产前道工序豆腐原胚的自动定位切割排布的生产设备可以实现以下功能:
[0052]1、豆腐原胚的自动定位切割排布的生产设备可以通过编程，切割不同尺寸的豆腐原胚。
[0053]2、豆腐原胚的自动定位切割排布的生产设备设计可以对切除的豆腐边皮由边皮回收槽，边皮再利用。
[0054]3、豆腐原胚的自动定位切割排布的自动生产设备后端输送机构带有输送导流板和菌种喷洒管路可以对托盘上被切割和排布好的豆腐原胚上、下两个方向喷洒菌株，根据托盘的特点，可以做到准六面接菌;请参见图10-图12，所述托盘包括:托盘支撑底板;托盘支撑;托盘支撑中的吊装孔;托盘蜂窝状地板；
[0055]4、豆腐原胚的自动定位切割排布的自动生产设备也适合黄酒甜酒曲的自动切割排布；
[0056]优选地，本发明的适用于豆腐原胚位置测量装置选择设置为CCD视觉检测镜头及图像米集卡。
[0057]与现有技术相比，本发明的有益效果如下:
[0058]本发明的豆腐乳生产前道工序豆腐原胚的自动定位切割排布系统生产设备的所有以上设备均为上述适合豆腐乳生产前道工序豆腐原胚和甜酒曲等发酵产品前到切割工序的生产，这样解决了目前我国传统行业自动化水平低，劳动强度大的问题。
【附图说明】
[0059]图1为整体平面图；
[0060]图2为豆腐原胚切割设备的原理示意图；
[0061 ]图3为自动定位切割排布机侧视图；
[0062]图4为Y轴方向直线模组、X轴方向直线模组、I号切刀Z轴方向直线模组和2号切刀Z轴方向直线模组示意图；
[0063]图5为前端输送机构俯视图；
[0064]图6为前端输送机构侧视图；
[0065]图7为后端输送机构俯视图；
[0066]图8为后端输送机构侧视图；
[0067]图9为中端输送机构侧视图；
[0068]图10为前端和后端过渡系统侧视图；
[0069]图11为豆腐原胚托盘俯视图；
[0070]图12为豆腐原胚托盘A面图；
[0071]图13为豆腐原胚托盘B面图；
[0072]图14为豆腐原胚切割控制系统原理示意图；
[0073]图15为假设进入切割设备托盘中的豆腐原始位置图；
[0074]图16为调整后豆腐位置图；
[0075]图17为被切割豆皮边皮后的豆腐位置图；
[0076]图18为第一次切割后(n= l)，被切割的豆腐放置位置图；
[0077]图19为第二次切割后(n= 2)，被切割的豆腐放置位置图；
[0078]图20为第三次切割后(n= 3)，被切割的豆腐放置位置图；
[0079]图21为第四次切割后(n= 4)，被切割的豆腐放置位置图；
[0080]图22为第五次切割后(n= 5)，被切割的豆腐放置位置图；
[0081]图23为第六次切割后(n= 6)，被切割的豆腐放置位置图；
[0082]图24为第七次切割后(n= 7)，被切割的豆腐放置位置图；
[0083]图25为第八次切割后(n= 8)，被切割的豆腐放置位置图；
[0084]图26为被切割豆腐原胚旋转旋转180°后放置位置图；
[0085]图27为被切割豆皮边皮后的豆腐位置图；
[0086]图28为条状切割完毕后豆腐放置位置图；
[0087]图29为被切割豆腐原胚再次旋转90°后放置位置图；
[0088]图30为豆腐原胚边皮切割后的位置图；
[0089]图31为再次旋转90°后，第一次切割后(n= l)，被切割的豆腐放置位置图；
[0090]图32为再次旋转90°后，第8次切割后(n= 8)，被切割的豆腐放置位置图；
[0091 ]图33为被切割豆腐原胚旋转再次旋转180°后放置位置图；
[0092]图34为豆腐原胚边皮切割后的位置图；
[0093]图35为再次旋转180°后，第一次切割后(m=l)，被切割的豆腐放置位置图；
[0094]图36为再次旋转180°后，第一次切割后(m= 8)，被切割的豆腐放置位置图；
[0095]图中编号对应元件如下:
[0096]前端输送机构100;第一单链滚筒输送机101;前端输送机构光电开关102;第一单链滚筒输送机的驱动电机103。
[0097]自动定位切割排布机200;CXD视觉检测镜头201;安装在控制柜的平板电脑202; I号切刀导轨X轴方向伺服电机221; I号切刀导轨X轴方向V型滑轮222; I号切刀导轨X方向轴滑板223 ; I号切刀活动线槽224; I号切刀X轴方向与Z轴过度连接件225 ; I号切刀导轨齿轮248; 2号X轴方向与Z轴过度连接件236; 2号X轴方向伺服电机237; 2号切刀X轴方向滑板238;2号切刀活动线槽239;2号切刀导轨X轴方向V型滑轮245; 2号切刀导轨齿轮247;自动定位切割排布机基座280。
[0098]Y轴方向滚珠丝杆型直线模组260(其包括Y轴方向伺服电机203;联轴器204; Y轴方向最大限位开关205; Y轴方向滚珠丝杆型直线模组固定螺栓206; Y轴滚珠丝杆207; Y轴方向滚珠丝杆螺帽及连接件208; Y轴方向滑块209; Y轴方向最小限位开关255。)
[0099]X轴方向直线模组261(其包括过渡连接件210;X轴方向最小位置限位开关211;滑条固定沉头螺钉212;X轴方向最大位置限位开关213;X轴导轨铝型材214;V型滑条215;带齿条V型滑条216。)； 一号切刀Z轴方向直线模组262(其包括I号切刀导轨铝型材217; I号导轨Z轴方向伺服电机218; I号导轨同步皮带轮219; I号切刀Z轴方向高位限位开关220; I号切刀同步皮带226; I号切刀同步皮带固定板227; I号切刀Z轴方向滑块228; I号切刀过渡连接板229; I号切刀弹性支架和刀片过渡板230; I号切刀Z轴方向低位限位开关231; I号切刀232;压缩空气管道233。)；
[0100]二号切刀Z轴方向直线模组263 (其包括2号切刀Z轴方向伺服电机234; 2号切刀Z轴方向高位限位开关235; 2号切刀过渡连接板240; 2号切刀弹性支架和刀片过渡板2412号切刀低位限位开关242; 2号切刀243; 2号切刀导轨铝型材244; 2号导轨同步皮带轮246; 2号切刀同步皮带249; 2号切刀同步皮带固定板250; 2号切刀Z轴方向滑块251。)。
[Ο?Ο? ]中端输送机构300 ；包括第二单链滚筒输送机301;切割系统输送机构光电开关302;单轴伺服变位电机303;第二单链滚筒输送机的驱动电机304;
[0102]万向滑轮305;边皮回收槽306。
[0103]后端输送机构400;第三单链滚筒输送机401;中空导流板402;菌种喷洒装置403;第二光电开关404;第三单链滚筒输送机的驱动电机405。
[0104]过渡系统500;前端输送机构的气缸501;前端活动连杆502;前端过渡板板体503;后端输送机构的气缸504 ；后端活动连杆505 ；后端过渡板板体506 ；铰接件5031实现过渡板板体503和前端输送机构100的铰接;铰接件5061实现过渡板板体506和后端输送机构300的铰接。
[0105]豆腐乳原胚托盘600;托盘支撑底板601;托盘蜂窝状底板602;托盘支撑603;托盘吊装孔604。
【具体实施方式】
[0106]本发明提供一种集豆腐乳生产工序，特别是集豆腐乳生产前道工序豆腐原胚的自动定位切割排布的自动生产设备生产设备。本发明的豆腐原胚的自动定位切割排布生产方式，注重适合中国传统发酵产品特点，将传统方法与现在机械化操作相结合，减少操作人力成本、生产成本，彻底改变目前在豆腐乳生产的生产过程中以手工操作为主，只有在制豆浆、煮豆浆和压胚使用了机械化和自动化的局面。
[0107]本发明针对现有豆腐乳生产技术存在的上述不足，提供了一种适用于豆腐乳生产前道工序豆腐原胚的自动定位切割排布的自动生产设备，解决了豆腐原胚切割与排布生产上没有全自动系统的问题。本发明的自动定位切割排布的自动生产设备除用于豆腐乳生产前道工序豆腐原胚的自动定位切割排布生产外，同时还具有甜酒曲生产过程自动定位切割排布的生产功能。
[0108]下方结合具体实施例对本发明做进一步的描述。
[0109]实施例
[0110]以下实施例仅以豆腐乳原胚切割排布生产为例，对本发明的豆腐乳生产前道工序豆腐原胚的自动定位切割排布的自动生产设备及示例性生产方法进行详细说明。
[0111]请参见图1-图13，本实施例的豆腐乳生产前道工序豆腐原胚的自动定位切割排布的自动生产设备，主要包括:自动控制系统、前端输送机构100、自动定位切割排布机200、中端输送机构300、后端输送机构400 ；过渡系统500、托盘600 ；中端输送机构300的前后两端分别通过过渡系统500与前端输送机构100和后端输送机构400相连。
[0112]请参见图2-图4，所述自动定位切割排布机200由CCD视觉检测镜头201、Y轴方向滚珠丝杆型直线模组260、Χ轴方向直线模组261以及安装在X轴方向直线模组261上的I号切刀Z轴方向直线模组262、2号切刀Z轴方向直线模组263、自动定位切割排布机基座280;压缩空气电磁阀组成。
[0113]其中，
[0114]Y轴方向滚珠丝杆型直线模组260安装在自动定位切割排布机基座280上，包括Y轴方向机架，以及安装在Y轴方向机架上的Y轴方向伺服电机203、联轴器204、Y轴滚珠丝杆207、Υ轴方向滑块209和两根Y轴方向滑杆。所述Y轴滚珠丝杆207通过联轴器与Y轴方向伺服电机203相连;所述Y轴方向滑块209的两侧分别与Y轴方向滑杆相接触，保持Y轴方向滑块209始终处于水平状态，中部与Y轴滚珠丝杆207相连，Y轴方向伺服电机203通过Y轴滚珠丝杆207带动Y轴方向滑块209在两根Y轴方向滑杆上沿Y轴方向水平滑动;其中一根Y轴方向滑杆的两端分别有限位开关。
[0115]X轴方向直线模组261，由过渡连接件210、X轴方向U型机架，以及安装在X轴方向U型机架上的I号切刀导轨X方向轴滑板223和安装在I号切刀导轨X方向轴滑板223上的I号切刀导轨X轴方向伺服电机221、I号切刀导轨齿轮248、2号切刀X轴方向滑板238和安装在2号切刀X轴方向滑板238上的2号切刀导轨X轴方向伺服电机237和2号切刀导轨齿轮247;所述X轴方向U型机架通过过渡连接件210与Y轴方向滑块209固定连接;所述X轴方向U型机架的一个内侧壁具有锯齿结构，所述I号切刀导轨X轴方向伺服电机221的输出轴与I号切刀导轨齿轮248相连，且与I号切刀X轴方向与Z轴过度连接件225固定连接;所述2号切刀导轨X轴方向伺服电机237的输出轴与2号切刀导轨齿轮247相连，且与2号X轴方向与Z轴过度连接件236固定连接；I号切刀导轨齿轮248和2号切刀导轨齿轮247均与X轴方向U型机架内侧壁的锯齿结构啮合;所述X轴方向U型机架的两端分别固定有限位开关；
[0116]I号切刀Z轴方向直线模组262由I号切刀X轴方向与Z轴过度连接件225、I号切刀机架，以及安装在I号切刀机架上的I号导轨Z轴方向伺服电机218、1号导轨同步皮带轮219、1号切刀同步皮带226、1号切刀同步皮带固定板227、1号切刀232组成;所述I号切刀机架通过I号切刀X轴方向与Z轴过度连接件225竖直安装在X轴方向U型机架上，且所述I号切刀X轴方向与Z轴过度连接件225与I号切刀导轨齿轮248和I号切刀导轨X轴方向伺服电机221固定连接，I号切刀导轨X轴方向伺服电机221通过I号切刀X轴方向与Z轴过度连接件225带动I号切刀机架在X轴方向U型机架上水平运动;所述I号导轨Z轴方向伺服电机218和I号导轨同步皮带轮219相连，且均安装在I号切刀机架的上端，I号切刀同步皮带226的齿形槽连接着I号导轨同步皮带轮219，I号切刀同步皮带226上安装有I号切刀同步皮带固定板227，所述I号切刀232固定在I号切刀同步皮带固定板227上;所述I号切刀机架上、下端都固定有限位开关；
[0117]2号切刀Z轴方向直线模组263由2号切刀X轴方向与Z轴过度连接件236、2号切刀机架，以及安装在2号切刀机架上的2号导轨Z轴方向伺服电机234、2号导轨同步皮带轮246、2号切刀同步皮带249、2号切刀同步皮带固定板250、2号切刀243组成;所述2号切刀机架通过2号切刀X轴方向与Z轴过度连接件236竖直安装在X轴方向U型机架上，且所述2号切刀X轴方向与Z轴过度连接件236与2号切刀导轨齿轮247和2号切刀导轨X轴方向伺服电机237固定连接，2号切刀导轨X轴方向伺服电机237通过3号切刀X轴方向与Z轴过度连接件236带动2号切刀机架在X轴方向U型机架上水平运动;所述2号导轨Z轴方向伺服电机234和2号导轨同步皮带轮246相连，且均安装在2号切刀机架的上端，2号导轨同步皮带249的齿形槽连接2号导轨同步皮带轮246，2号导轨同步皮带249上安装有2号切刀同步皮带固定板250，所述2号切刀243固定在2号切刀同步皮带固定板250上;所述2号切刀机架上、下端都固定有限位开关；
[0118]所述Y轴方向伺服电机203、I号切刀导轨X轴方向伺服电机221、2号切刀导轨X轴方向伺服电机237、I号导轨Z轴方向伺服电机218、2号导轨Z轴方向伺服电机234分别与自动控制系统相连，所述I号切刀232和2号切刀243位于第二单链滚筒输送机301的正上方。
[0119]CCD视觉检测镜头201与自动控制系统相连，且固定在第二单链滚筒输送机301的正上方，用于获取第二单链滚筒输送机301上的豆腐原胚的位置信息图像，并传输给自动控制系统。自动控制系统根据豆腐原胚的位置信息，控制单轴伺服变位电机303运转，使得豆腐原胚的边缘与I号切刀和2号切刀平行；同时，豆腐乳切割尺寸由计算机设定，切割位置CCD视觉检测镜头201获得I号切刀232和2号切刀243定位尺寸，计算机控制系统指挥I号切刀导轨X轴方向伺服电机221电机控制I号切刀232和2号切刀243到达所需切割位置。
[0120]请参见图5-图6，前端输送机构100包括第一单链滚筒输送机101、光电开关102、第一单链滚筒输送机的驱动电机103。
[0121]请参见图9，中端输送机构300包括第二单链滚筒输送机301、光电开关302、单轴伺服变位电机303;第二单链滚筒输送机的驱动电机304、光电开关302、单轴伺服变位电机303分别与自动控制系统相连;所述第二单链滚筒输送机301的底端固定有万向滑轮305，所述单轴伺服变位电机303的输出轴与第二单链滚筒输送机301的支架固定连接，用于控制第二单链滚筒输送机301的转动;光电开关302安装在第二单链滚筒输送机301后部，用于检测从前端输送机构100输入的含有豆腐原胚的托盘是否输送到第二单链滚筒输送机301的后部，并将信号传输给自动控制系统，自动控制系统根据光电开关输入的信号，控制第二单链滚筒输送机的驱动电机304的工作。
[0122]请参见图7-图8，所述后端输送机构400包括第三单链滚筒输送机401、中空导流板402、菌种喷洒装置403、第二光电开关404;所述第三单链滚筒输送机为中部卸除一个滚筒的单链滚筒输送机，滚筒卸除处为喷淋区；所述中空导流板402设置在滚筒卸除处，便于托盘在滚筒卸除处的平稳输送;所述菌种喷洒装置303包括喷淋阀和与喷淋阀相连的多个喷淋头;所述喷淋头分别均匀设置在滚筒卸除处的上下方;所述第二光电开关404设置在中空导流板402的前部，当托盘位于喷淋区时，第二光电开关404接受不到反射信号，通过自动控制系统控制喷淋阀开启。
[0123]请参见图10，前端过渡系统由连接在前端输送机构的第一气缸501、第一活动连杆502及第一过渡板板体503组成，第一活动连杆502—端与第一气缸501的连杆铰接，另一端与第一过渡板板体503—端铰接。第一过渡板板体503的另一端通过第一铰接件5031与前端输送机构100的末端铰接;所述第一气缸501固定安装在前端输送机构100上;在输送状态下，第一过渡板板体503与前端输送机构100和中端输送机构300位于同一水平位置;在非输送状态下，第一气缸501的连杆向内收缩，通过第一活动连杆502带动第一过渡板板体503绕第一铰接件5031转动至竖直位置，为中端输送机构300的转动留出空间。
[0124]后前端过渡系统由连接在后端输送机构的第二气缸504、第二活动连杆504及第二过渡板板体506组成，第二活动连杆505—端与第二气缸504的连杆铰接，另一端与第二过渡板板体506—端铰接。第二过渡板板体506的另一端通过第二铰接件5061与后端输送机构300的末端铰接;所述第二气缸504固定安装在后端输送机构400上;在输送状态下，第二过渡板板体506与后端输送机构400和中端输送机构500位于同一水平位置;在非输送状态下，第二气缸504的连杆向内收缩，通过第二活动连杆505带动第二过渡板板体506绕第二铰接件5061转动至竖直位置，为中端输送机构300的转动留出空间。
[0125]请参见图11-图13，本发明的豆腐乳原胚托盘600为蜂窝状底板602，蜂窝状底板602的四个角都为不锈钢板托盘支撑底板603，起到焊接托盘支撑603的作用，在托盘支撑603上带有托盘吊装孔604，方便操作人员将豆腐乳原胚托盘400放入发酵装置，或将发酵腌胚完成后豆腐乳原胚托盘600的从发酵装置取出，发酵装置另行设计
[0126]本发明可以通过将光学检测器检测豆腐在托盘的位置，实现计算机自动化控制进行位置调增和自动切割，适合豆腐乳生产企业的规模化生产。请参见图14，其为一实现自动化控制的豆腐乳生产前道工序豆腐原胚的自动定位切割排布的自动生产设备自动化控制系统的一实例的结构原理图。
[0127]使用本发明的本实施例所述的豆腐乳生产前道工序豆腐原胚的自动定位切割排布的自动生产设备生产设备进行豆腐原胚切割排序生产的一个典型流程可以如下。
[0128]切割流程
[0129]第一步:豆腐经翻转放入托盘后，通过前端输送机构100输送到中端输送机构300，自动定位切割排布机200。
[0130]第二步:中端输送机构300的光电开关302检测到托盘后，将信号传输给自动控制系统，自动控制系统停止前端输送机构100运转。同时控制第一气缸501和第二气缸504，放下第一过渡板板体503和第二过渡板板体506，给中端输送机构300旋转留有空间。
[0131]第三步:自动定位切割排布机200此时在零位CCD视觉检测镜头201获取托盘上的豆腐的图像，并将图像传输给自动控制系统，自动控制系统测量豆腐的图像中心、边缘位置和斜度，计算豆腐的边缘与切刀水平误差角度，自动控制系统通过单轴伺服电机303控制第二单链滚筒输送机301旋转，使进入切割设备托盘中的豆腐的边缘与切刀平行。假设进入切割设备托盘中的豆腐原始位置(或进入切割设备的托盘)与标准坐标偏差5度，如图15所示。自动控制系统通过单轴伺服电机303控制第二单链滚筒输送机301，调整后豆腐放置请位置请参见图16。
[0132]第四步:两个切刀的中心与豆腐的中心，在Y轴方向一致。2号切刀243滑行至离中心距240mm处，2号切刀243Z轴向向下移动，移动距离是2号切刀243的在Z轴方向加上2?3mm，防止长期使用托盘长期使用出现的误差。2号切刀243切除豆腐边皮，2号切刀243向上移动2?3mm并向X轴向平移，将豆腐边皮推送至边皮回收槽205，边皮再利用。被切割豆皮边皮后的豆腐位置请参见图17。2号切刀243向上移动50mm
[0133]第五步:2号切刀243回滑行至被切割豆腐的边缘，即离中心距240mm处;将I号切刀232移动至2号切刀243相距30mm处；
[0134]第六步:I号切刀232和2号切刀243沿Z轴方向向下移动切除豆腐。然后将I号切刀232向2号切刀243方向移动压紧2?5mm，也就是用两个切刀夹紧被切割下来的豆腐。这样一整条豆腐就切割下来了。
[0135]第七步:I号切刀232与2号切刀243同时向Z轴方向提升52?53mm，切割下来的豆腐与托盘分尚。
[0136]第八步:将I号切刀232和2号切刀243同时沿X轴方向向外移动，使得I号切刀232位于距离中心435mm处，I号切刀232和2号切刀243同时向Z轴方向下降50mm。移动I号切刀232，使得I号切刀232与2号切刀243松开，两个切刀之间的距离为33?35mm，随后，I号切刀232和2号切刀243开始沿Z轴方向移动提升的同时，自动控制系统打开压缩栗，压缩空气管道233瞬间喷出压缩空气，使得豆腐与与切刀分离，完成第一次切割。被切割的豆腐放置位置请参见图18。
[0137]第八步:1#切刀再向2#切刀回3?5mm，1#和2#切刀保持30mm，然后同时沿X轴方向向内移动至2号切刀243距离中心距(270-30n)mm处，重复步骤六和七，然后将I号切刀232和2号切刀243同时沿X轴方向向外移动，使得I号切刀232位于距离中心(495 — 60n)mm处，I号切刀232和2号切刀243同时向Z轴方向下降50mm。移动I号切刀232，使得I号切刀232与2号切刀243松开，两个切刀之间的距离为33?35mm，随后，I号切刀232和2号切刀243开始沿Z轴方向移动提升的同时，压缩空气管道233瞬间开启压缩空气，使得腐与与切刀分尚，完成切害J。其中，η表示第η次切割。切割豆腐条之间的距离30mm;n = 2时被切割的豆腐放置位置请参见图19。11 = 3时被切割的豆腐放置位置请参见图20 ;n = 4时被切割的豆腐放置位置请参见图21; η = 5时被切割的豆腐放置位置请参见图22; η = 6时被切割的豆腐放置位置请参见图23 ;η = 7时被切割的豆腐放置位置请参见图24 ;η = 8时被切割的豆腐放置位置请参见图25，移动被切割的豆腐放置在其内边缘离中心距15mm处。
[0138]第九步:在原始调增误差的基础上，单轴伺服变位电机207平面再旋转切割系统输送机构180度。旋转后豆腐放置位置请参见图26。
[0139]第十步:2号切刀243Z轴向向下移动52?53mm切除豆腐边皮，2号切刀243向上移动2?3mm并向X轴向平移，将豆腐边皮推送至边皮回收槽205，边皮再利用。；切割边皮后豆腐位置请参见图27豆腐原胚边皮切割后的位置图。2号切刀243向上移动50mm。
[0140]第十一步:I号切刀212向上移动2?3mm，并回滑行至被切割豆腐的边缘，即离中心距240mm处;将2号切刀243移动至I号切刀212相距30mm处.
[0141]第十二步:2号切刀243和I号切刀212沿Z轴方向向下移动切除豆腐。然后将2号切刀243向I号切刀212方向移动压紧2?5mm，也就是用两个切刀夹紧被切割下来的豆腐。
[0142]第十三步:I号切刀232与2号切刀243同时向Z轴方向提升52?53mm，切割下来的豆腐与托盘分离。
[0143]第十四步:将I号切刀232和2号切刀243同时沿X轴方向向外移动，使得2号切刀243位于距离中心435mm处，I号切刀232和2号切刀243同时向Z轴方向下降50mm。移动2号切刀243，使得I号切刀232与2号切刀243松开，两个切刀之间的距离为33?35mm，随后，I号切刀232和2号切刀243开始沿Z轴方向移动提升的同时，自动控制系统打开压缩栗，压缩空气管道233瞬间喷出压缩空气，使得豆腐与与切刀分离，完成第一次切割。
[0144]第十五步:1#切刀再向2#切刀回3?5mm，1#和2#切刀保持30mm，然后同时沿X轴方向向内移动至I号切刀232距离中心距(270-30n)mm处，重复步骤12-13，然后将I号切刀232和2号切刀243同时沿X轴方向向外移动，使得2号切刀243位于距离中心(495 — 60n)mm处，I号切刀232和2号切刀243同时向Z轴方向下降50mm。移动2号切刀243，使得I号切刀232与2号切刀243松开，两个切刀之间的距离为33?35mm，随后，I号切刀232和2号切刀243开始沿Z轴方向移动提升的同时，压缩空气管道233瞬间开启压缩空气，使得腐与与切刀分尚，完成切割。其中，η表示第η次切割。被切割豆腐条之间的距离30mm。被切割的豆腐放置位置请参见图28。
[0145]第十六步:单轴伺服变位电机207平面再增加旋转切割系统输送机构90度。旋转后豆腐放置位置请参见图29被切割豆腐原胚旋转后放置位置图。
[0146]第十七步:按照步骤四?步骤十六进行切割，被切割豆皮边皮后的豆腐位置请参见图30，进行到第五步时，豆腐位置见图31;进行到第八步时，被切割的豆腐放置位置请参见图32。旋转180度后。旋转后豆腐放置位置请参见图33;进行到第十一步，切除豆腐边皮，并X轴向平移，将豆腐边皮推送至边皮回收槽205，边皮再利用，切割边皮后豆腐位置请参见图34;进行到十四步，移动被切割的豆腐放置在其内边缘离中心距435mm处。被切割的豆腐放置位置请参见图35;进行到十六步，移动被切割的豆腐放置在其内边缘离中心距15mm处。其中被切割豆腐条之间的距离30mm。整块豆腐配切割排布完毕。被切割的豆腐放置位置请参见图36。
[0147]第十八步:自动控制系统控制第一气缸501和第二气缸504，使得第一过渡板板体503和第二过渡板板体506与中端输送机构300位于同一水平位置；
[0148]第十九步:自动控制系统控制第二单链滚筒输送机301和第三单链滚筒输送机401运转，将中端输送机构300上的豆腐托盘输送到后端输送机构400的喷淋区内；
[0149]本发明的适用于自动化原胚切割排布生产设备的其它类型尺寸豆腐原胚切割排布过程的自动化控制可参考上述过程设计和进行，此处不再详述。
[0150]以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的【具体实施方式】。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。
【主权项】
1.一种豆腐乳原胚自动定位切割排布的生产设备，其特征在于，包括自动控制系统、前端输送机构(100)、自动定位切割排布机(200)、中端输送机构(300)、后端输送机构(400)；过渡系统(500)、托盘(600);中端输送机构(300)的前后两端分别通过过渡系统(500)与前端输送机构(100)和后端输送机构(400)相连。 所述前端输送机构(100)包括第一单链滚筒输送机(101)、光电开关(102)、第一单链滚筒输送机的驱动电机(103)。 所述中端输送机构(300)包括第二单链滚筒输送机(301)、光电开关(302)、单轴伺服变位电机(303);第二单链滚筒输送机的驱动电机(304)、光电开关(302)、单轴伺服变位电机(303)分别与自动控制系统相连;所述第二单链滚筒输送机(301)的底端固定有万向滑轮(305)，所述单轴伺服变位电机(303)的输出轴与第二单链滚筒输送机(301)的支架固定连接，用于控制第二单链滚筒输送机(301)的转动;光电开关(302)安装在第二单链滚筒输送机(301)后部，用于检测从前端输送机构(100)输入的含有豆腐原胚的托盘是否输送到第二单链滚筒输送机(301)的后部，并将信号传输给自动控制系统，自动控制系统根据光电开关输入的信号，控制第二单链滚筒输送机的驱动电机(304)的工作。 所述自动定位切割排布机(200)由CCD视觉检测镜头(201 )、Y轴方向滚珠丝杆型直线模组(260)、X轴方向直线模组(261)以及安装在X轴方向直线模组(261)上的I号切刀Z轴方向直线模组(262)、2号切刀Z轴方向直线模组(263)、自动定位切割排布机基座(280);压缩空气电磁阀组成。 其中: Y轴方向滚珠丝杆型直线模组(260)安装在自动定位切割排布机基座(280)上，包括Y轴方向机架，以及安装在Y轴方向机架上的Y轴方向伺服电机(203)、联轴器(204)、Y轴滚珠丝杆(207)、Υ轴方向滑块(209)和两根Y轴方向滑杆。所述Y轴滚珠丝杆(207)通过联轴器与Y轴方向伺服电机(203)相连;所述Y轴方向滑块(209)的两侧分别与Y轴方向滑杆相接触，保持Y轴方向滑块(209)始终处于水平状态，中部与Y轴滚珠丝杆(207)相连，Y轴方向伺服电机(203)通过Y轴滚珠丝杆(207)带动Y轴方向滑块(209)在两根Y轴方向滑杆上沿Y轴方向水平滑动;其中一根Y轴方向滑杆的两端分别有限位开关。 X轴方向直线模组(261)，由过渡连接件(210)、Χ轴方向U型机架，以及安装在X轴方向U型机架上的I号切刀导轨X方向轴滑板(223)和安装在I号切刀导轨X方向轴滑板(223)上的I号切刀导轨X轴方向伺服电机(221)、I号切刀导轨齿轮(248)、2号切刀X轴方向滑板(238)和安装在2号切刀X轴方向滑板(238)上的2号切刀导轨X轴方向伺服电机(237)和2号切刀导轨齿轮(247);所述X轴方向U型机架通过过渡连接件(210)与Y轴方向滑块(209)固定连接;所述X轴方向U型机架的一个内侧壁具有锯齿结构，所述I号切刀导轨X轴方向伺服电机(221)的输出轴与I号切刀导轨齿轮(248)相连，且与I号切刀X轴方向与Z轴过度连接件(225)固定连接;所述2号切刀导轨X轴方向伺服电机(237)的输出轴与2号切刀导轨齿轮(247)相连，且与2号X轴方向与Z轴过度连接件(236)固定连接；I号切刀导轨齿轮(248)和2号切刀导轨齿轮(247)均与X轴方向U型机架内侧壁的锯齿结构啮合;所述X轴方向U型机架的两端分别固定有限位开关； I号切刀Z轴方向直线模组(262)由I号切刀X轴方向与Z轴过度连接件(225)、I号切刀机架，以及安装在I号切刀机架上的I号导轨Z轴方向伺服电机(218)、I号导轨同步皮带轮(219)、1号切刀同步皮带(226)、1号切刀同步皮带固定板(227)、1号切刀(232)组成;所述I号切刀机架通过I号切刀X轴方向与Z轴过度连接件(225)竖直安装在X轴方向U型机架上，且所述I号切刀X轴方向与Z轴过度连接件(225)与I号切刀导轨齿轮(248)和I号切刀导轨X轴方向伺服电机(221)固定连接，I号切刀导轨X轴方向伺服电机(221)通过I号切刀X轴方向与Z轴过度连接件(225)带动I号切刀机架在X轴方向U型机架上水平运动;所述I号导轨Z轴方向伺服电机(218)和I号导轨同步皮带轮(219)相连，且均安装在I号切刀机架的上端，I号切刀同步皮带(226)的齿形槽连接着I号导轨同步皮带轮(219)，I号切刀同步皮带(226)上安装有I号切刀同步皮带固定板(227)，所述I号切刀(232)固定在I号切刀同步皮带固定板(227)上;所述I号切刀机架上、下端都固定有限位开关； .2号切刀Z轴方向直线模组(263)由2号切刀X轴方向与Z轴过度连接件(236)、2号切刀机架，以及安装在2号切刀机架上的2号导轨Z轴方向伺服电机(234)、2号导轨同步皮带轮(246)、2号切刀同步皮带(249)、2号切刀同步皮带固定板(250)、2号切刀(243)组成;所述2号切刀机架通过2号切刀X轴方向与Z轴过度连接件(236)竖直安装在X轴方向U型机架上，且所述2号切刀X轴方向与Z轴过度连接件(236)与2号切刀导轨齿轮(247)和2号切刀导轨X轴方向伺服电机(237)固定连接，2号切刀导轨X轴方向伺服电机(237)通过3号切刀X轴方向与Z轴过度连接件(236)带动2号切刀机架在X轴方向U型机架上水平运动;所述2号导轨Z轴方向伺服电机(234)和2号导轨同步皮带轮(246)相连，且均安装在2号切刀机架的上端，2号导轨同步皮带(249)的齿形槽连接2号导轨同步皮带轮(246)，2号导轨同步皮带(249)上安装有2号切刀同步皮带固定板(250)，所述2号切刀(243)固定在2号切刀同步皮带固定板(250)上;所述2号切刀机架上、下端都固定有限位开关； 所述Y轴方向伺服电机(203)、I号切刀导轨X轴方向伺服电机(221)、2号切刀导轨X轴方向伺服电机(237)、I号导轨Z轴方向伺服电机(218)、2号导轨Z轴方向伺服电机(234)分别与自动控制系统相连，所述I号切刀(232)和2号切刀(243)位于第二单链滚筒输送机(301)的正上方。 CCD视觉检测镜头(201)与自动控制系统相连，且固定在第二单链滚筒输送机(301)的正上方，用于获取第二单链滚筒输送机(301)上的豆腐原胚的位置信息图像，并传输给自动控制系统。自动控制系统根据豆腐原胚的位置信息，控制单轴伺服变位电机(303)运转，使得豆腐原胚的边缘与I号切刀和2号切刀平行；同时，豆腐乳切割尺寸由计算机设定，切割位置CCD视觉检测镜头(201)获得I号切刀(232)和2号切刀(243)定位尺寸，计算机控制系统指挥I号切刀导轨X轴方向伺服电机(221)电机控制I号切刀(232)和2号切刀(243)到达所需切割位置。 前端过渡系统由连接在前端输送机构的第一气缸(501)、第一活动连杆(502)及第一过渡板板体(503)组成，第一活动连杆(502) 一端与第一气缸(501)的连杆铰接，另一端与第一过渡板板体(503)—端铰接。第一过渡板板体(503)的另一端通过第一铰接件(503) I与前端输送机构(100)的末端铰接;所述第一气缸(501)固定安装在前端输送机构(100)上;在输送状态下，第一过渡板板体(503)与前端输送机构(100)和中端输送机构(300)位于同一水平位置;在非输送状态下，第一气缸(501)的连杆向内收缩，通过第一活动连杆(502)带动第一过渡板板体(503)绕第一铰接件(503) I转动至竖直位置，为中端输送机构(300)的转动留出空间。 后前端过渡系统由连接在后端输送机构的第二气缸(504)、第二活动连杆(504)及第二过渡板板体(506)组成，第二活动连杆(505) —端与第二气缸(504)的连杆铰接，另一端与第二过渡板板体(506) —端铰接。第二过渡板板体(506)的另一端通过第二铰接件(506)1与后端输送机构(300)的末端铰接;所述第二气缸(504)固定安装在后端输送机构(400)上;在输送状态下，第二过渡板板体(506)与后端输送机构(400)和中端输送机构(500)位于同一水平位置;在非输送状态下，第二气缸(504)的连杆向内收缩，通过第二活动连杆(505)带动第二过渡板板体(506)绕第二铰接件(506)1转动至竖直位置，为中端输送机构(300)的转动留出空间。 所述后端输送机构(400)包括第三单链滚筒输送机(401)、中空导流板(402)、菌种喷洒装置(403)、第二光电开关(404);所述第三单链滚筒输送机为中部卸除一个滚筒的单链滚筒输送机，滚筒卸除处为喷淋区；所述中空导流板(402)设置在滚筒卸除处，便于托盘在滚筒卸除处的平稳输送;所述菌种喷洒装置(303)包括喷淋阀和与喷淋阀相连的多个喷淋头；所述喷淋头分别均匀设置在滚筒卸除处的上下方;所述第二光电开关(404)设置在中空导流板(402)的前部，当托盘位于喷淋区时，第二光电开关(404)接受不到反射信号，通过自动控制系统控制喷淋阀开启。 所述托盘的底板具有蜂窝状镂空结构。2.根据权利要求1所述的生产设备，其特征在于，还包括设置在单链滚筒输送机一侧的边皮回收槽(205)。3.根据权利要求1所述的生产设备，其特征在于，所述喷淋区的正下方具有菌种喷洒液回收槽(406)，其固定在后端输送机构支架上。4.根据权利要求1所述的生产设备，其特征在于，I号切刀通过切刀弹性切刀支架与I号切刀同步皮带固定板(227)相连，I号切刀通过切刀弹性切刀支架与2号切刀同步皮带固定板(250)相连;减少托盘长期使用出现的变形产生误差，保证切割质量同时防止切刀与金属托盘之间强硬接触而损坏切刀。5.根据权利要求1所述的生产设备，其特征在于，还包括安装在切刀壁上的压缩空气管道(233)，压缩空气管道(233)与压缩栗相连。6.一种如权利要求1中任一项所述的自动定位切割排布机、中端输送机构、后端输送机构、过渡系统和托盘。7.—种如权利要求1所述的生产设备的生产方法，其特征在于，包括以下步骤: 第一步:豆腐经翻转放入托盘后，通过前端输送机构(100)输送到中端输送机构(300)，自动定位切割排布机(200)。 第二步:中端输送机构(300)的光电开关(302)检测到托盘后，将信号传输给自动控制系统，自动控制系统停止前端输送机构(100)运转。同时控制第一气缸(501)和第二气缸(504)，放下第一过渡板板体(503)和第二过渡板板体(506)，给中端输送机构(300)旋转留有空间。 第三步:自动定位切割排布机(200)此时在零位，CCD视觉检测镜头(201)获取托盘上的豆腐的图像，并将图像传输给自动控制系统，自动控制系统测量豆腐的图像中心、边缘位置和斜度，计算豆腐的边缘与切刀水平误差角度，自动控制系统通过单轴伺服电机(303)控制第二单链滚筒输送机(301)旋转，使进入切割设备托盘中的豆腐的边缘与切刀平行。 第四步:自动控制系统计算切刀运行坐标，并通过Y轴方向伺服电机(203)、1号切刀导轨X轴方向伺服电机(221)、2号切刀导轨X轴方向伺服电机(237)控制I号切刀和2号切刀移动至相应位置，通过I号导轨Z轴方向伺服电机(218)、2号导轨Z轴方向伺服电机(234)控制I号切刀和2号切刀，实现对豆腐的切割。具体如下: (1)自动控制系统控制2号切刀(243)滑行至离中心距(240)mm处以切除豆腐边皮，2号切刀(243)沿Z轴向向下移动52?53mm，然后2号切刀(243)向上移动2?3mm，并开始沿X轴向外平移，将豆腐边皮向外推送至边皮回收槽(205)，边皮再利用。 (2)2号切刀(243)向上移动50mm，并回滑行至被切割豆腐的边缘，即离中心距240mm处；将I号切刀(232)移动至2号切刀(243)相距30mm处。 (3)I号切刀(232)和2号切刀(243)沿Z轴方向向下移动52?53mm切除豆腐。然后将I号切刀(232)向2号切刀(243)方向移动压紧2?5mm，也就是用两个切刀夹紧被切割下来的豆腐O (4)I号切刀(232)与2号切刀(243)同时向Z轴方向提升52?53mm，切割下来的豆腐与托盘分离。 (5)将I号切刀(232)和2号切刀(243)同时沿X轴方向向外移动，使得I号切刀(232)位于距离中心435mm处，I号切刀(232)和2号切刀(243)同时向Z轴方向下降50mm。移动I号切刀(232)，使得I号切刀(232)与2号切刀(243)松开，两个切刀之间的距离为33?35mm，随后I号切刀(232)和2号切刀(243)开始沿Z轴方向移动提升的同时，自动控制系统打开压缩栗，压缩空气管道(233)瞬间喷出压缩空气，使得豆腐与与切刀分离，完成一侧的第一次切割。 (6)1#切刀再向2#切刀回3?5mm，1#和2#切刀保持30mm，然后同时将I号切刀(232)和2号切刀(243)沿X轴方向向内移动至2号切刀(243)距离中心距(270-30n)mm处，重复步骤3-.4，然后将I号切刀(232)和2号切刀(243)同时沿X轴方向向外移动，使得I号切刀(232)位于距离中心(495 — 60n)mm处，I号切刀(232)和2号切刀(243)同时向Z轴方向下降50mm。移动I号切刀(232)，使得I号切刀(232)与2号切刀(243)松开，两个切刀之间的距离为33?35mm，随后I号切刀(232)和2号切刀(243)开始沿Z轴方向移动提升的同时，压缩空气管道(233)瞬间开启压缩空气，使得豆腐与与切刀分离，完成切割。其中，η表示一侧的第η次切割。 (7)重复步骤6，直到切割的豆腐放置位置为I号切刀(232)距离中心15mm处时，在原始调增误差的基础上，单轴伺服变位电机(303)平面再旋转切割系统输送机构(180)度。 (8)自动控制系统控制2号切刀(243)滑行至离中心距240mm处以切除豆腐边皮，2号切刀(243)沿Z轴向向下移动52?53mm，然后2号切刀(243)向上移动2?3mm，并开始沿X轴向外平移，将豆腐边皮向外推送至边皮回收槽(205)，边皮再利用。 (9)2号切刀(243)向上移动50mm，并回滑行至被切割豆腐的边缘，即离中心距240mm处；将I号切刀(232)移动至2号切刀(243)相距30mm处。 (10)2号切刀(243)和I号切刀(212)沿Z轴方向向下移动切除豆腐。然后将2号切刀(243)向I号切刀(212)方向移动压紧2?5mm，也就是用两个切刀夹紧被切割下来的豆腐。 (11)I号切刀(232)与2号切刀(243)同时向Z轴方向提升52?53mm，切割下来的豆腐与托盘分离。 (12)将I号切刀(232)和2号切刀(243)同时沿X轴方向向外移动，使得2号切刀(243)位于距离中心(435)mm处，I号切刀(232)和2号切刀(243)同时向Z轴方向下降50mm。移动2号切刀(243)，使得I号切刀(232)与2号切刀(243)松开，两个切刀之间的距离为33?35mm，随后，I号切刀(232)和2号切刀(243)开始沿Z轴方向移动提升的同时，自动控制系统打开压缩栗，压缩空气管道(233)瞬间喷出压缩空气，使得豆腐与与切刀分离，完成另一侧的第一次切割。 (13)1#切刀再向2#切刀回3?5mm，1#和2#切刀保持30mm，然后同时沿X轴方向向内移动至I号切刀(232)距离中心距((270)-30m)mm处，重复步骤10-11，然后将I号切刀(232)和2号切刀(243)同时沿X轴方向向外移动，使得2号切刀(243)位于距离中心((495)—60m)mm处，I号切刀(232)和2号切刀(243)同时向Z轴方向下降50mm。移动2号切刀(243)，使得I号切刀(232)与2号切刀(243)松开，两个切刀之间的距离为33?35mm，随后，I号切刀(232)和2号切刀(243)开始沿Z轴方向移动提升的同时，压缩空气管道(233)瞬间开启压缩空气，使得豆腐与与切刀分离，完成切割。其中，m表示另一侧的第m次切割。 (14)直到再次出现切割的豆腐放置位置为2号切刀(232)距离中心15mm处时，则在原始调增误差的基础上，单轴伺服变位电机(303)平面旋转切割系统输送机构90度，重复一次步骤1-13，整块豆腐配切割排布完毕。 第五步:自动控制系统控制第一气缸(501)和第二气缸(504)，使得第一过渡板板体(503)和第二过渡板板体(506)与中端输送机构(300)位于同一水平位置； 第六步:自动控制系统控制第二单链滚筒输送机(301)和第三单链滚筒输送机(401)运转，将中端输送机构(300)上的豆腐托盘输送到后端输送机构(400)的喷淋区内； 第七步:第二光电开关(404)检测到托盘的信号，并将信号传输给自动控制系统，自动控制系统控制第二单链滚筒输送机(301)和第三单链滚筒输送机(401)停止运转，同时通过喷淋阀控制喷淋头向喷淋区内的豆腐进行菌种喷洒。 第八步:I?2分钟后，自动控制系统控制第三单链滚筒输送机(401)运转，将完成切割和接种的豆腐原胚输送至发酵处理。
【文档编号】A23C20/02GK105946012SQ201610374123
【公开日】2016年9月21日
【申请日】2016年5月31日
【发明人】吴方星, 李红波, 王迎, 闫现蕾, 王昊
【申请人】浙江中控系统工程有限公司