一种榨菜头智能剥皮生产线及其方法

1.本发明涉及榨菜头剥皮技术领域，更具体的是涉及榨菜头剥皮生产线及其方法技术领域。


背景技术：

2.在我国榨菜一直处于很高的生产需求量，在榨菜腌制行业中，首先需要对榨菜头进行剥皮去，而剥皮这一生产环节是全行业公认的瓶颈。
3.目前，整个榨菜头腌制行业在预先对榨菜头进行剥皮处理的时候均为传统作坊式手工加工，由工人手动进行剥皮，所以存在生产效率低、人力成本高。
4.寻求一种智能流水化生产线的方式去实现榨菜头的剥皮，可以大大提升剥皮效率，同时节约人力资源，智能流水化生产线也存在对于小厂房来说设备体积大的问题，或者对于需求量较大的厂家来说扩大生产规模较为繁琐的问题。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于：实现灵活的生产线组装以及高效率、智能化的榨菜头剥皮。为了解决上述技术问题，本发明提供一种榨菜头智能剥皮生产线。
6.本发明为了实现上述目的具体采用以下技术方案：
7.一种榨菜头智能剥皮生产线，包括运送轨道和安置在运送轨道上的多个榨菜头剥皮单元；所述榨菜头剥皮单元包括主线剥皮机和2个副线传送机；副线传送机用于传送待剥皮的榨菜头，主线剥皮机用于将榨菜头剥皮，运送轨道用于传送完成剥皮的榨菜头；
8.所述主线剥皮机包括视觉系统、主线床身、多组剥皮器具；设定主线床身两侧方向为左右方向，主线床身纵向方向上的两端为前后方向；
9.所述主线床身的右半边和左半边依次称为第一床身和第二床身，从主线床身的右前端开始沿逆时针方向分别在四角位置处设置第一上料机械手、第一下料机械手、第二上料机械手和第二下料机械手，主线床身沿周向设置有一圈传送带机构，传送带机构上等间距设置有多个用于放置待剥皮的榨菜头的随动托盘，所述随动托盘上设置有插针；传送带机构由第一动力装置驱动逆时针转动，随动托盘由第二驱动装置带动沿自身轴心旋转预设的角度；
10.第一床身和第二床身上分别沿着传送带机构等间距设置多组剥皮器具，相邻两个随动托盘的间距等于相邻两个剥皮器具的间距；剥皮器具包括片铣刀机构和拉皮机构，片铣刀机构用于为榨菜头顶部切口，拉皮机构用于将榨菜头沿着切口进行去皮操作，片铣刀机构上设置有视觉系统。
11.优选地，榨菜头剥皮单元呈z字型，2个所述副线传送机分别布置于主线剥皮机的右前方和左后方且垂直于主线剥皮机，主线剥皮机沿着运送轨道上设置。
12.优选地，所述随动托盘安装在设置于所述传送带机构的底座上，包括旋转盘、托举台和所述插针，旋转盘可转动设置在底座上；托举台固定在旋转盘上，多枚所述插针固定在
托举台的顶部。
13.优选地，所述片铣刀机构包括第一安装座、机头箱、铣刀刀头和片铣刀；第一安装座设置在所述所述传送带机构旁靠近所述主线床身边缘一侧；机头箱设置在第一安装座的顶部；铣刀刀头设置在机头箱上；片铣刀设置在铣刀刀头上，片铣刀面朝所述主线床身倾斜，倾斜角度可调，铣刀刀头由第一驱动电机驱动旋转。
14.优选地，所述拉皮机构设置在机架上，包括左右抱夹、动力组件、滑板、上钳口、下钳口、外罩和推杆，上钳口、、下钳口、和推杆、均倾斜设置且倾斜方向与所述片铣刀一致，机架为双层结构；机架设置在所述传送带机构旁靠近所述主线床身中央一侧，机架的底层上设置有动力箱和第二安装座，第二安装座上通过支撑杆转动连接左右抱夹，动力箱内设置有带动支撑杆转动的第三动力装置；滑板可滑动设置在机架顶层，滑板滑动方向为朝向所述传送带机构；外罩设置在滑板上，外罩的前部靠近底端设置下钳口，上钳口设置在下钳口的上方，上钳口通过薄型气缸带动进行上下移动；外罩前端的底部端设置有条状开口，推杆可滑动设置在外罩内底部且从条状开口伸出，推杆的前端设置有去皮横杆，动力组件驱动推杆倾斜向下移动。
15.优选地，动力组件包括齿轮、齿条、转轴和第二同步电机；齿轮通过转轴安装在所述外罩内，齿轮与齿条啮合，且齿条的一端与所述推杆的一端连接，所述推杆的顶部插入外罩内，齿条用于推动推杆；转轴由第二同步电机驱动转动。
16.本发明还提出了一种榨菜头智能剥皮方法，应用于以上所述一种榨菜头智能剥皮生产线，方法包括以下步骤：
17.设置于主线床身右下角的第一上料机械手将待剥皮的榨菜头从一个副线传送机运输到第一床身的右前端的随动托盘上，设置于主线床身左上角的第二上料机械手将待剥皮的榨菜头从另一个副线传送机运输到第二床身的左后端的随动托盘上，榨菜头被削平的顶部朝上，所述随动托盘上设置有插针；随动托盘固定于沿主线床身周向设置的传送带机构；
18.传送带机构逆时针转动，第一床身和第二床身的上的榨菜头分别同时依次经过设置在第一床身和第二床身的上的多组剥皮器具进行剥皮处理；
19.每组剥皮器具剥皮时，榨菜头先经过片铣刀机构，片铣刀机构通过安装的视觉系统根据榨菜头削平部分和榨菜头外皮的色差进行判断，在榨菜头靠近主线床身外侧一面的削平处和榨菜头外皮的连接处沿着外皮切开一个斜向下的切口，然后榨菜头被传送到第一组剥皮器具中的拉皮机构时传送带结构停止转动，拉皮机构沿着切口对榨菜头的一面进行去皮操作，去皮后随动托盘沿自身轴心逆时针旋转预设的角度，传送带结构运行将榨菜头运输往下一组剥皮器具，直到由最后一组剥皮器具完成对榨菜头周面剥皮；
20.剥皮完成后，第一床身上的榨菜头被运送到第一床身的最后端，由第一下料机械手将榨菜头传送到运送轨道，同步地，第二床身上的榨菜头被运送到第二床身的最前端，由第二下料机械手将榨菜头传送到运送轨道。
21.优选地，每颗榨菜头分别由n组所述剥皮机具进行剥皮，即所述第一床身上的所述剥皮器具的数量设置为n个，所述第二床身上的所述剥皮器具的数量为n个；所述去皮后随动托盘由第二驱动装置带动沿自身轴心逆时针旋转预设的角度为ceil(360/n)度，实现对榨菜头的前后左右四面的剥皮。
22.优选地，每当所述拉皮机构进行去皮操作，即所述传送带结构停止转动时，均有所述随动托盘分别到达所述第一床身的最前端和所述第二床身的最后端，此时由所述第一上料机械手和所述第二上料机械手将榨菜头分别运输到对应的所述随动托盘上。
23.优选地，将榨菜头传输到所述随动托盘上时所述第一上料机械手和所述第二上料机械手的放置高度保持一致且固定。
24.本发明的有益效果如下：
25.本发明的榨菜头剥皮单元和运送轨道的此结构在节约空间的情况下也便于沿着运送轨道根据需求数量扩展榨菜头剥皮单元的数量，也有助于根据厂房大小进行设置；榨菜头剥皮单元借助视觉系统、片铣刀机构和拉皮机构可以对不同尺寸的榨菜头进行更精准的剥皮，采用视觉系统进行辅助可以避免个头小的榨菜头出现切不到的问题或者个头大的榨菜头出现切太厚的问题；每个榨菜头剥皮单元均可同时处理多个榨菜头，主线床身的两边同步运作，剥皮效率高，且节约人工成本；剥皮后的统一交由运送轨道，避免了后续人工搬运工作，也方便后续加工的统一处理。
附图说明
26.图1是实施例1的结构示意图；
27.图2是实施例1中的随动托盘的结构示意图；
28.图3是实施例2中的片铣刀机构的结构示意图；
29.图4是实施例2中的拉皮机构的局部结构示意图；
30.图5是实施例2中的动力组件的结构示意图；
31.图6是实施例3的结构示意图；
32.附图标记：101-副线传送机，102-主线床身，103-第一上料机械手，104-第二下料机械手，105-剥皮器具，1051-片铣刀机构，1052-拉皮机构，106-第一下料机械手，107-第二上料机械手，108-运送轨道，201-底座，202-旋转盘，203-插针，204-托举台，301-第一安装座，302-机头箱，303-第一驱动电机，304-铣刀刀头，305-片铣刀，401-滑板，402-去皮横杆，403-下钳口，404-上钳口，405-薄型气缸，406-外罩，502-齿轮，502-转轴，503-齿条，504-推杆。
具体实施方式
33.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
34.因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
35.实施例1
36.如图1到5所示，本实施例提供一种榨菜头智能剥皮生产线，预先将待剥皮的榨菜
头的顶部削平，例如在本实施例中将削平顶部的结构安装在了副线传送机101上；
37.本生产线包括运送轨道108和安置在运送轨道108上的多个榨菜头剥皮单元；所述榨菜头剥皮单元包括主线剥皮机和2个副线传送机101，副线传送机101用于传送待剥皮的榨菜头，主线剥皮机用于将榨菜头剥皮，运送轨道108用于传送完成剥皮的榨菜头。
38.作为一个优选方案，所述榨菜头剥皮单元包括主线剥皮机和2个副线传送机101，榨菜头剥皮单元呈z字型，2个所述副线传送机101分别布置于主线剥皮机的右前方和左后方且垂直于主线剥皮机，主线剥皮机沿着运送轨道108上设置；
39.基于以上结构，可以沿着运送轨道108根据需求尽可能扩展榨菜头剥皮单元的数量，且不需要对其他已安装的榨菜头剥皮单元进行调整，加装灵活且方便，便于根据供需提升产量和生产效率，对于任何规模的生产厂房均适用，根据需求制定运送轨道的长度形状，以及根据需求不止榨菜头剥皮单元的数量即可。
40.其中，所述主线剥皮机包括视觉系统、主线床身102、多组剥皮器具105；设定主线床身102两侧方向为左右方向，主线床身102纵向方向上的两端为前后方向；
41.具体而言，所述主线床身102的右半边和左半边依次称为第一床身和第二床身，从主线床身102的右前端开始沿逆时针方向分别在四角位置处设置第一上料机械手103、第一下料机械手106、第二上料机械手107和第二下料机械手104，主线床身102沿周向设置有一圈传送带机构，传送带机构上等间距设置有多个用于放置待剥皮的榨菜头的随动托盘，所述随动托盘上设置有插针203，便于固定住榨菜头；传送带机构由第一动力装置驱动逆时针转动，随动托盘由第二驱动装置带动沿自身轴心旋转预设的角度。
42.在工作中，第一床身和第二床身随时保持同步工作，第一上料机械手103、第二上料机械手107用于把等待剥皮的榨菜头传送到面前对应位置随动托盘上，其中，第一上料机械手103从设置于主线床身102右前方的副线传送机101抓取待剥皮的榨菜头，第二上料机械手107从设置于主线床身102左后方的副线传送机101抓取待剥皮的榨菜头，随着传送带机构的转动，等待剥皮的榨菜头依次经过多组剥皮器具105，直到经过最后一组以后完成剥皮，第一下料机械手106、第二下料机械手104用于把剥皮完毕的榨菜头从面前对应位置随动托盘上取下然后送去运送轨道108上，该实施例还可以在第一下料机械手106、第二下料机械手104旁边、运送轨道108上部假装了出料装置，先将剥好的榨菜头放入出料装置，该出料装置作为媒介将剥好的榨菜头送到运送轨道108。
43.第一床身和第二床身上分别沿着传送带机构等间距设置多组剥皮器具105，相邻两个随动托盘的间距等于相邻两个剥皮器具105的间距，该设置是第一床身和第二床身实现同步工作的基础，以保证两边的随动托盘同时停在一组剥皮机构前接收处理后，下一次还能同步到达下一组剥皮机构，此外对于第一床身和第二床身各自而言，也可以保证每组剥皮机构前都有随动托盘，便于流水线的多个榨菜头同步加工；进一步地，剥皮器具105包括片铣刀机构1051和拉皮机构1052，片铣刀机构1051用于为榨菜头顶部切口，拉皮机构1052用于将榨菜头沿着切口进行去皮操作，片铣刀机构1051上设置有视觉系统，榨菜头已经进行过预处理，其顶部已经被切去一部分，因此被切去的部分和榨菜头的皮有色差，视觉系统用于识别这种色差并且在交汇处切口，便于后续去皮操作，切口后，随动托盘绕自身中心轴旋转预设的角度，方便下一组剥皮器具105对榨菜头的其他面进行剥皮操作，具体的开口位置和去皮部位均位于榨菜头本体靠近第一床身或第二床身的外侧的部分。
44.本实施例中，所述随动托盘安装在设置于所述传送带机构的底座201上，包括旋转盘202、托举台204和所述插针203，旋转盘202可转动设置在底座201上；托举台204固定在旋转盘202上，多枚所述插针203固定在托举台204的顶部用于固定住榨菜头。
45.实施例2
46.本实施例基于实施例1的技术方案，在此基础上参阅图4-图5，所述片铣刀机构1051包括第一安装座301、机头箱302、铣刀刀头304和片铣刀305；第一安装座301设置在所述所述传送带机构旁靠近所述主线床身102边缘一侧；机头箱302设置在第一安装座301的顶部；铣刀刀头304设置在机头箱302上；片铣刀305设置在铣刀刀头304上，片铣刀305面朝所述主线床身倾斜，倾斜角度可调，铣刀刀头304由第一驱动电机303驱动旋转，驱动以后铣刀刀头304带动片铣刀305高速转动，实现切割功能，并根据视觉系统识别结果调整向下倾斜的角度在榨菜头靠近主线床身边缘一侧的顶部开口与皮的交接处沿着外皮切开一个斜向下的口子。特别说明的是，实施例1中提到了将削平顶部的结构安装在了副线传送机101上，该结构也可采用本实施例的片铣刀机构1051，只需将片铣刀305改为水平放置即可。
47.此外，所述拉皮机构1052设置在机架上，包括左右抱夹、动力组件、滑板401、上钳口404、下钳口403、外罩406和推杆504，上钳口404、下钳口403和推杆504均倾斜设置且倾斜方向与所述片铣刀305一致，机架为双层结构；机架设置在所述传送带机构旁靠近所述主线床身102中央一侧，机架的底层上设置有动力箱和第二安装座，第二安装座上通过支撑杆转动连接左右抱夹，动力箱内设置有带动支撑杆转动的第三动力装置；滑板401可滑动设置在机架顶层，滑板401滑动方向为朝向所述传送带机构；外罩406设置在滑板401上，外罩406的前部靠近底端设置下钳口403，上钳口404设置在下钳口403的上方，上钳口404通过薄型气缸405带动进行上下移动；外罩406前端的底部端设置有条状开口，推杆504可滑动设置在外罩406内底部且从条状开口伸出，推杆504的前端设置有去皮横杆402，动力组件驱动推杆504倾斜向下移动。
48.以上装置的具体工作方式为：片铣刀机构1051在榨菜头的顶部斜开口后，榨菜头输送至拉皮机构1052，先由支撑杆转动左右抱夹使其抱住固定住榨菜头，然后滑板401滑动，带动下钳口403斜向插入开口内，首先薄型气缸405推动上钳口404移动靠近或贴在榨菜头的外皮上，上钳口404和下钳口403隔着一层外皮贴合在一起，夹住榨菜头开口处的外皮，滑板401向外侧移动的过程中，下钳口403也被滑板401带动随之向斜下方滑动，由于和上钳口404夹紧榨菜头的外皮，可以把榨菜头顶部切口的撕开拉宽，紧接着推杆504向斜下方推出，其前端的位于下钳口403下方的去皮横杆402将撕开拉宽的皮撕下，将待榨菜头一个面上的皮完全剥下；具体地，由于榨菜头被放置后其最顶端的高度是一致的，所以拉皮机构1052而已可以根据经验值设置具体上钳口404和下钳口403的高度以及推杆504可伸出的长度和倾斜角度，即可保障其正常运作。
49.进一步地，动力组件包括齿轮502、齿条503、转轴502和第二同步电机；齿轮502通过转轴502安装在所述外罩406内，齿轮502与齿条503啮合，且齿条503的一端与所述推杆504的一端连接，所述推杆504的顶部插入外罩406内，齿条503用于推动推杆504；转轴502由第二同步电机驱动转动；其工作时，齿轮502转动，由于和齿条503啮合，齿条503会根据齿轮502的转动方向带动推杆504进行前后滑动，例如齿轮502顺时针转动时，齿条503被推出外罩406，推杆504前方的去皮横杆402向斜下方滑去以实现撕皮。
50.实施例3
51.本实施例基于实施例1或实施例2的技术方案。如图6所示，本实施例沿着运送轨道108安装了2个榨菜头剥皮单元，分别为第一榨菜头剥皮单元和第二榨菜头剥皮单元，每个榨菜头剥皮单元的具体构造和工作原理与前面的实施例相同，在此不再赘述。
52.还可以根据需求参考该实施例继续添加更多的榨菜头剥皮单元。
53.实施例4
54.本实施例提供一种榨菜头智能剥皮方法，可应用于实施例1、实施例2或实施例3的榨菜头剥皮生产线。具体结构参阅图1-6。
55.首先特别说明的是，主线床身102沿周向设置有一圈传送带机构，传送带机构上等间距设置有多个随动托盘，主线床身102的右半边和左半边分别称为第一床身和第二床身，第一床身和第二床身上分别沿着传送带机构等间距设置多组剥皮器具105，相邻两个随动托盘的间距等于相邻两个剥皮器具105的间距，以下第一床身以及第二床身上的同步工作均基于以上等间距设置。
56.具体方法包括以下步骤：
57.设置于主线床身102右下角的第一上料机械手103将待剥皮的榨菜头从一个副线传送机101运输到第一床身的右前端的随动托盘上，设置于主线床身102左上角的第二上料机械手107将待剥皮的榨菜头从另一个副线传送机101运输到第二床身的左后端的随动托盘上，榨菜头被削平的顶部朝上，所述随动托盘上设置有插针203，随动托盘设置在传送带机构上；
58.第一动力装置驱动传送带机构逆时针转动，第一床身的上的榨菜头依次经过设置在第一床身的上的多组剥皮器具105进行剥皮处理，同步地，第二床身上的榨菜头依次经过设置在第二床身的上的多组剥皮器具105进行剥皮处理；
59.每组剥皮器具105剥皮时，榨菜头先经过片铣刀机构1051，片铣刀机构1051通过安装的视觉系统根据榨菜头削平部分和榨菜头外皮的色差进行判断，在榨菜头靠近主线床身102外侧一面的削平处和榨菜头外皮的连接处沿着外皮切开一个斜向下的切口；此处采用视觉系统进行辅助可以避免个头小的榨菜头出现切不到的问题或者个头大的榨菜头出现切太厚的问题。
60.然后榨菜头被传送到第一组剥皮器具105中的拉皮机构1052时传送带结构停止转动，拉皮机构1052沿着切口对榨菜头的一面进行去皮操作，去皮后随动托盘由第二驱动装置带动沿自身轴心逆时针旋转预设的角度，传送带结构运行将榨菜头运输往下一组剥皮器具105，直到由最后一组剥皮器具105完成剥皮；
61.榨菜头剥皮完成后，第一床身上的榨菜头被运送到第一床身的最后端，由第一下料机械手106将榨菜头传送到运送轨道108，同步地，第二床身上的榨菜头被运送到第二床身的最前端，由第二下料机械手104将榨菜头传送到运送轨道108。
62.作为优选方案，每颗榨菜头分别由n组所述剥皮机具(105)进行剥皮，即所述第一床身上的所述剥皮器具(105)的数量设置为n个，所述第二床身上的所述剥皮器具(105)的数量为n个；所述去皮后随动托盘由第二驱动装置带动沿自身轴心逆时针旋转预设的角度为ceil(360/n)度，实现对榨菜头的前后左右四面的剥皮。通常来说，设置几组剥皮器具即是将榨菜头分为几个面来进行去皮；在本实施例中，每颗榨菜头均被执行4次剥皮操作，即
将榨菜头分成了四个面分别进行去皮，所以所述第一床身上的所述剥皮器具105的数量为4个，所述第二床身上的所述剥皮器具105的数量为4个；与之相对应的，所述去皮后随动托盘由第二驱动装置带动沿自身轴心逆时针旋转预设的角度可以设置为90度，实现对榨菜头的前后左右四面的剥皮，每个剥皮器具105完成工作以后旋转90度，经过4个剥皮器具105以后将榨菜各面的皮都剥掉。
63.进一步地，每当所述拉皮机构1052进行去皮操作，即所述传送带结构停止转动时，均有所述随动托盘分别到达所述第一床身的最前端和所述第二床身的最后端，此时由所述第一上料机械手103和所述第二上料机械手107将榨菜头分别运输到对应的所述随动托盘上。通过这一步的设置，可以达到最高工作效率，能够使所有剥皮器具105同时处于剥皮状态，机器运作达到最饱和，不会出现空闲的结构。
64.同时，将榨菜头传输到所述随动托盘上时所述第一上料机械手103和所述第二上料机械手107的放置高度保持一致且固定。这一步可以保证所有被放置的榨菜头的高度一致，便于后续去皮处理，减小操作误差。