一种皮张修边装置的制作方法

1.本实用新型涉及生猪屠宰加工设备技术领域，尤其涉及一种皮张修边装置。


背景技术：

2.猪皮，又称肉皮、皮张，是一种蛋白质含量很高的肉制品原料。猪皮90%以上是大分子胶原蛋白和弹性蛋白，其含量可与熊掌媲美。由于猪皮含有的胶原蛋白能减慢机体细胞老化，因此，经常食用猪皮或猪蹄有延缓衰老和抗癌的作用。张仲景的《伤寒论》的“猪肤方”中指出猪皮有“和血脉、润肌肤”的作用，历代沿用不衰。猪皮中富含的胶原蛋白是构成人体筋骨不可或缺的要素，其还有助于加强指甲、毛发的生长，经常适量吃一些猪皮或猪蹄有助于延缓衰老。
3.由于猪皮具有诸多的功效，近年来猪皮作为餐桌上的美食受到越来越多消费者的喜爱，市场上对猪的皮张产品的品质要求随之越来越高，生猪屠宰后所得的皮张在出售时几乎不能有边油残留，否则会遭到客户投诉或者只能低价出售。目前的屠宰场的皮张的裁剪工艺一直是由人工完成，虽然能够保证皮张产品的品质，但人工修剪皮张费时费力，人工成本居高不下且生产效率低下。
4.基于此，对皮张的边油进行去除时在保障皮张品质的前提下如何提高生产效率，是目前本领域技术人员亟待解决的问题。


技术实现要素：

5.为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种皮张修边装置。
6.为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
7.一种皮张修边装置，包括数据获取工位，在所述数据获取工位处设有用于获取皮张的轮廓并确定裁剪路径的数据获取机构；裁剪工位，在所述裁剪工位处设有用于沿所述裁剪路径裁剪所述皮张的裁剪机构；输送机构，用于将皮张依次输送至所述数据获取工位并进一步输送至所述裁剪工位。
8.有益效果是：通过输送机构依次将皮张输送至数据获取工位和裁剪工位，在数据获取工位完成对皮张轮廓数据的获取进而确定裁剪路径，在裁剪工位完成对皮张的裁剪，从而实现对皮张的自动化精确裁剪，减少裁剪过程中设备的冗余动作，降低设备运行负荷；同时改变了传统的人工修剪方式，有效提高皮张裁剪效率。
9.作为进一步地改进，所述数据获取工位处的数据获取机构包括用于拍摄所述皮张的3d相机、以及与所述3d相机连接并且用于对所拍摄的图像进行处理以确定所述裁剪路径的控制板。
10.有益效果是：使用3d相机对皮张进行拍摄并获取皮张的轮廓数据，同时根据预先设定的控制板的内置程序对所拍摄的图像进行处理并确定出若干个裁剪关键点，将各个裁剪关键点依次连接以确定裁剪路径，即在裁剪作业前，利用3d相机和控制板确定裁剪路径，有效提高整个裁剪作业过程的自动化程度，降低裁剪作业过程的人工参与度。
11.作为进一步地改进，所述裁剪工位处的裁剪机构包括切割部，所述切割部用于沿所述裁剪路径运动以裁剪所述皮张。
12.有益效果是：设置沿裁剪路径运动的切割部可以便于快速完成皮张的裁剪作业，而且切割部沿裁剪路径运动的裁剪方式便于对切割部进行实时控制。
13.作为进一步地改进，所述切割部为水刀。
14.有益效果是：水刀切割方式具有诸多优点，例如切割时不产生杂质、切割产生的热量被高速水流带走、被切割材料一次即可切割完成无需二次加工修整、切割速度快效率高等，其广泛应用于各行各业。
15.作为进一步地改进，还包括用于放置皮张的板状物，所述板状物放置于所述输送机构上方并与所述输送机构同步运动。
16.有益效果是：设置板状物可以防止切割皮张时水刀的高速水流对输送机构造成破坏。
17.作为进一步地改进，所述板状物为蜂窝吸能板。
18.有益效果是：蜂窝吸能板除可防止裁剪皮张时水刀的高速水流对输送机构造成破坏之外，还因蜂窝吸能板自身的密布的格子状结构而对皮张产生摩擦力，进而在皮张裁剪过程中防止皮张相对输送机构发生滑动。
19.作为进一步地改进，还包括用于收集所述板状物并将其再次运送至所述输送机构的上表面的循环机构。
20.有益效果是：依靠循环机构可以在对一块皮张裁剪完成后，自动将板状物送入输送机构以用于放置下一块皮张，为下一块皮张裁剪前将其放置在板状物上做准备。
21.作为进一步地改进，所述循环机构包括分别设于所述输送机构的始端和末端的第一升降机构和第二升降机构，两个升降机构均设有用于推动所述板状物的推动部，所述第一升降机构与所述第二升降机构之间设有传送机构，以将所述板状物从所述第二升降机构传送至所述第一升降机构。
22.有益效果是：通过在输送机构的始端和末端设置两个升降机构且两个升降机构之间设置用于传送板状物的传送装置，依靠两个升降机构的推动部实现对板状物的推动。当板状物沿输送机构的输送方向运动至第二升降机构后，由第二升降机构的推动部将板状物推至传送装置，并由传送装置将板状物由第二升降机构传送至第一升降机构，再由第一升降机构的推动部将板状物推动至输送机构上，实现板状物的循环运动。
23.作为进一步地改进，所述切割部沿z方向可移动地设于移动部上，所述移动部沿x与y方向运动，以使所述切割部沿所述裁剪路径运动。
24.有益效果是：沿z方向可移动地设于移动部是为实现切割部的下降或抬升，以用于接触皮张以切割或远离皮张；而皮张的形状大致为矩形，裁剪路径形成的形状亦为大致矩形，使移动部沿x与y方向运动是为实现切割部能够根据裁剪路径而调整其自身的运动方向。
25.作为进一步地改进，还包括卸料工位，在所述卸料工位处设有用于将已被裁剪的皮张从所述输送机构取下的卸料机构。
26.有益效果是：在裁剪工位完成对皮张的裁剪后，可以在卸料工位将皮张从输送机构上取下，实现裁剪后的皮张成品的自动卸料。
附图说明
27.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
28.图1为本实用新型结构示意图；
29.图2为本实用新型裁剪工位原理图；
30.图3为本实用新型第一升降机构结构示意图；
31.图4为本实用新型卸料机构结构示意图。
32.附图中：11、3d相机；21、切割部；22、移动部；23、第一移动架；31、输送机构；4、板状物；5、第一升降机构；6、第二升降机构；7、推动部；71、无动力辊；8、传送机构；9、卸料机构；91、气缸；92、真空吸盘；93、第二移动架；x、y、z表示坐标。
具体实施方式
33.本说明书中使用的技术术语或者科学术语应当为所属领域技术人员理解的通常意义：本说明书中使用的“第一”、“第二”以及类似词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分；“连接”或者“连通”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括各种形式的连接，不管是直接的还是间接的；“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“远”、“近”、“始”、“末”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变；此外，在本说明书的描述中，除非另有说明，“多个”、“若干”的含义是两个或两个以上。
34.为更好地理解本实用新型，以下对本发明中涉及到的术语做出解释。
35.术语“皮张”：猪肉最外层组织，属于生猪屠宰后所得的肉类产品，皮张主要包括前腿皮、后腿皮、五花皮、脖头皮、脊膘皮。
36.为更好地理解本实用新型，下面将结合附图对本发明的实施例进行阐述。
37.如图1所示，一种皮张修边装置，包括数据获取工位、裁剪工位和输送机构31，其中数据获取工位处设有数据设有用于获取皮张的轮廓并确定裁剪路径的数据获取机构；裁剪工位处设有用于沿裁剪路径裁剪皮张的裁剪机构；输送机构31用于将皮张依次输送至数据获取工位并进一步输送至裁剪工位。
38.输送机构31可以是固定在架体100上传送带，数据获取工位和裁剪工位分别沿传送带的输送方向依次布置。
39.数据获取工位处的数据获取机构包括用于拍摄皮张的3d相机11、以及与3d相机连接并且用于对所拍摄的图像进行处理以确定裁剪路径的控制板，3d相机可以通过门形支架进行固定，在拍摄皮张时使用输送机构31将皮张输送至3d相机11的正下方即可，待拍摄完成后，利用控制板内置的算法程序对拍摄图像进行处理最终确定裁剪路径，随后输送机构31将皮张进一步输送至裁剪工位以待裁剪。
40.裁剪工位处的裁剪机构包括切割部21，切割部21沿z方向可移动地设于移动部22上，移动部22沿x与y方向运动以使切割部21沿裁剪路径运动，这样切割部21相对移动部22可沿z方向上下运动以实现下刀进行切割或切割完成后抬升以在竖直方向上远离皮张，而
移动部22沿x与y方向运动从而使切割部21沿x、y两个方向都能运动，进而可以使切割部21沿裁剪路径运动实现裁剪目的。具体地，移动部22可以设于沿x方向移动的第一移动架23上，移动部22相对第一移动架23沿y方向移动，其中第一移动架23沿x方向移动以及移动部22相对第一移动架23沿y方向移动均可以通过链轮链条机构实现，通过设置电机驱动链轮转动进而驱动链条运转，切割部21相对移动部22沿z方向的运动可以通过设置气缸实现，上述传动结构均属于现有技术，此处不再赘述。
41.上述实施例中切割部21可以是水刀。
42.在一些实施例中，还包括用于放置皮张的板状物4，这里的板状物4可以是蜂窝吸能板，蜂窝吸能板放置于输送机构31上方并与输送机构31同步运动。
43.在上述实施例中，还包括用于收集板状物4并将其再次运送至输送机构31的上表面的循环机构。具体地，循环机构包括分别设于输送机构31的始端和末端的第一升降机构5和第二升降机构6，两个升降机构均设有用于推动板状物4的推动部7，第一升降机构5与第二升降机构6之间设有传送机构8以将板状物4从第二升降机构6传送至第一升降机构5。两个升降机构均设有无动力辊71，无动力辊71用于承载板状物4，以在推动部7推动板状物4时减小对板状物4的摩擦力，便于顺利将板状物4推至传送机构8或推至输送机构31。这里的推动部7可以包括气缸和与气缸的伸缩端连接的推板，推板的最低点略高于无动力辊71的上表面。
44.第一升降机构5和第二升降机构6的结构可以是完全相同的，只需根据实际情况调整布置方向即可。
45.在其他实施例中，还包括卸料工位，在卸料工位处设有用于将已被裁剪的皮张从输送机构31取下的卸料机构9。可以理解的是，卸料机构9沿输送机构31的输送方向设置于裁剪工位的下游。具体地，卸料机构9包括气缸91、与气缸连接的真空吸盘92、以及沿y方向运动的第二移动架93，气缸91固定在第二移动架93上。皮张裁剪完成后经输送机构31将其运输至位于下游的卸料机构9处，气缸91控制真空吸盘92沿z方向向下运动以使真空吸盘92吸取皮张，随后真空吸盘92抬升以离开输送机构31的上表面，并通过第二移动架93沿y方向运动以将皮张运送至相应的存料处。这里第二移动架93沿y方向的运动可以通过链轮链条机构实现，也可以通过设置气缸实现。
46.此外，本实用新型所描述的3d相机可采购自奥比中光科技集团股份有限公司的astra系列相机，与astra系列相机配套使用的具有图像及数据处理功能的控制板的提供商可以是英伟达。其中astra相机通过usb接口与英伟达的控制板连接，以对皮张进行拍摄获取皮张的轮廓数据，并根据预先设定的控制板的内置程序（内置程序指以下按照裁剪路径的确定步骤编写的程序）确定出若干个裁剪关键点（即有效的轮廓点序列），各个关键点依次连接从而确定裁剪路径。利用3d相机拍摄并通过图像及数据处理模块分析所拍摄物体的轮廓数据、依据该轮廓数据确定相应的裁剪位置或裁剪路径属于现有技术，又因本实用新型保护实现皮张裁剪的硬件结构，不保护如何识别皮张轮廓并确定裁剪路径的方法步骤，为使本说明书充分公开，此处对皮张的裁剪路径的确定步骤做简要阐述：
47.步骤1：3d相机拍摄或扫描所要裁剪的皮张；
48.步骤2：控制板对图像先后进行二值化、阈值分割、腐蚀、膨胀、轮廓提取，获得皮张的轮廓点序列；
49.步骤3：对上述轮廓点序列稀疏化处理，即对上述轮廓点序列中距离小于某个阈值的轮廓点剔除，保证整个轮廓点序列中，各个点与点的距离大于该阈值，剔除干扰轮廓点序列，保留有效轮廓点序列（即裁剪关键点）；
50.步骤4：点位转换，可以通过九点标定的方式将步骤3中的轮廓点序列的坐标转换为物理空间坐标；
51.步骤5：将步骤4所得的物理空间坐标依次连接形成裁剪路径，并将该物理空间坐标发送至控制板，以控制移动部22执行其沿裁剪路径的移动。
52.而切割部21的运动可以使用plc控制器实现，这里以移动部22沿x方向的运动为例说明移动部22的运动控制过程。控制板计算出的裁剪路径反馈至plc控制器，并通过plc控制器向控制沿x方向移动的驱动链轮链条机构的电机的电机控制器发送指令，进而控制移动部22沿x方向移动。
53.移动部22沿y方向的运动、切割部21相对移动部22沿z方向的运动、两个升降机构的推动部7沿x方向的推动、卸料机构9的真空吸盘92沿z方向的运动、以及第二移动架93沿y方向的运动，其控制过程与移动部22沿x方向运动控制方式相同。通过将信号反馈至plc控制器并由plc控制器向执行单元发送指令执行相应动作以实现相应的目的属于现有技术，在制造业中颇为常见，此处不再赘述。
54.本实用新型使用的英伟达的控制板与plc控制器可以通过串口连接；在皮张的裁剪路径的确定步骤中的步骤5中，移动部22亦可以通过串口与plc控制器连接以实现通讯目的。
55.需要说明的是，虽然本说明书已经示出和描述了本实用新型的多个实施例，但对于本领域技术人员显而易见的是，这样的实施例只是以示例的方式提供的。本领域技术人员会在不偏离本实用新型思想和精神的情况下想到许多更改、改变和替代的方式。应当理解的是在实践本实用新型的过程中，可以采用本文所描述的本实用新型实施例的各种替代方案。所附权利要求书旨在限定本实用新型的保护范围，并因此覆盖这些权利要求保护范围内的模块组成、等同或替代方案。本领域技术人员应知，上面所描述的实施例是本公开一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。