摘要：針對(duì)現(xiàn)有切片設(shè)備通用性差、使用成本高的現(xiàn)狀，提出設(shè)計(jì)一種包括送料機(jī)構(gòu)、數(shù)據(jù)采集機(jī)構(gòu)、切片機(jī)構(gòu)、出料機(jī)構(gòu)、環(huán)狀輸送帶和控制系統(tǒng)的萬能自動(dòng)切片機(jī)，可對(duì)任意食材進(jìn)行不間斷的切片操作，使生產(chǎn)連續(xù)、加工通用，可大大提高食品加工的效率和質(zhì)量。

　　關(guān)鍵詞：切片；送料；出料；輸送

　　隨著物質(zhì)生活水平的大幅提高，人們對(duì)食品產(chǎn)業(yè)提出更高要求，越來越多食品加工設(shè)備的出現(xiàn)為食品產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展和產(chǎn)業(yè)升級(jí)換代提供了必要幫助。切片工序是食品加工最重要的工序，切片速度及均勻性需要靠切片工人的經(jīng)驗(yàn)來控制，不小心還可能切到手指發(fā)生安全事故。然而現(xiàn)有食品切片加工設(shè)備僅僅只提供切片功能，沒有送料、出料、輸送等相關(guān)功能，功能相對(duì)比較單一。同時(shí)，現(xiàn)有的切片設(shè)備往往只能對(duì)單一類型的食材進(jìn)行切片，無法針對(duì)所有食材進(jìn)行切片，因此，切片設(shè)備通用性差、使用成本高。針對(duì)上述問題，有必要研發(fā)一種通用性強(qiáng)、可對(duì)任意食材進(jìn)行切片的萬能自動(dòng)切片機(jī)來提高食品切片效率和質(zhì)量，將切片工人從繁重的工作中解放出來。
 

　　1　設(shè)計(jì)方案

　　如圖1所示，萬能自動(dòng)切片機(jī)包括切片機(jī)構(gòu)1、數(shù)據(jù)采集機(jī)構(gòu)2、出料機(jī)構(gòu)3、環(huán)狀輸送帶4、送料機(jī)構(gòu)5、控制系統(tǒng)，環(huán)狀輸送帶4沿環(huán)線均勻設(shè)置多個(gè)砧板401，均勻分布的砧板401形成多個(gè)工位，環(huán)狀輸送帶4通過驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)間歇式脈沖轉(zhuǎn)動(dòng)，每次轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)工位，環(huán)狀輸送帶4順次穿過送料機(jī)構(gòu)5、數(shù)據(jù)采集機(jī)構(gòu)2、切片機(jī)構(gòu)1和出料機(jī)構(gòu)3。切片支撐座設(shè)置在切片機(jī)構(gòu)1的正下方，對(duì)環(huán)狀輸送帶4上的砧板401形成支撐，可進(jìn)行切片操作。
 

圖1 萬能自動(dòng)切片機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖
 

　　切片機(jī)構(gòu)1包括橫跨環(huán)狀輸送帶兩側(cè)的第一門形支架以及設(shè)置在第一門形支架上的切刀組件和壓料組件，切片機(jī)構(gòu)如圖2所示。切刀組件包括刀片固定板、刀片和刀片驅(qū)動(dòng)氣缸，刀片驅(qū)動(dòng)氣缸固定安裝在第一門形支架門框的中部，切刀組件結(jié)構(gòu)如圖3和圖4所示。壓料組件包括壓料板和壓料驅(qū)動(dòng)氣缸，多個(gè)壓料驅(qū)動(dòng)氣缸對(duì)稱地設(shè)置在刀片驅(qū)動(dòng)氣缸四周的第一門形支架上。刀片固定板上設(shè)有與壓料驅(qū)動(dòng)氣缸的活塞對(duì)應(yīng)的活塞過孔，刀片驅(qū)動(dòng)氣缸和壓料驅(qū)動(dòng)氣缸均通過控制系統(tǒng)控制啟動(dòng)和行程大小。食材通過輸送機(jī)構(gòu)運(yùn)送至切刀組件正下方的砧板上，通過控制系統(tǒng)啟動(dòng)切片程序，壓料驅(qū)動(dòng)氣缸帶動(dòng)壓料板下行，壓料板與待切片食材緊密接觸，對(duì)其進(jìn)行定位，之后通過刀片驅(qū)動(dòng)氣缸104帶動(dòng)刀片103下行對(duì)食材切片，當(dāng)切片完成后，通過控制系統(tǒng)控制刀片驅(qū)動(dòng)氣缸104和壓料驅(qū)動(dòng)氣缸107同時(shí)以相同速度回縮，被切后的食材隨壓料板106一起離開砧板，這時(shí)通過控制系統(tǒng)控制壓料驅(qū)動(dòng)氣缸107停止回縮，刀片驅(qū)動(dòng)氣缸104繼續(xù)回縮，刀片103脫離被切后的食材，掉下的切片通過出料機(jī)構(gòu)帶走實(shí)現(xiàn)出料，然后按上述步驟實(shí)現(xiàn)循環(huán)切片。

　　數(shù)據(jù)采集機(jī)構(gòu)2用于采集該工位的砧板上食材的尺寸信息，并將食材的尺寸信息傳遞給控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)根據(jù)接收到的食材尺寸信息控制切片機(jī)構(gòu)對(duì)食材進(jìn)行切片以及出料機(jī)構(gòu)對(duì)切片好的食材下料。數(shù)據(jù)采集機(jī)構(gòu)2包括動(dòng)態(tài)掃瞄儀201和攝像頭202，動(dòng)態(tài)掃瞄儀和攝像頭采集信號(hào)傳遞給處理器，處理器通過電磁閥分別控制刀片驅(qū)動(dòng)氣缸和壓料驅(qū)動(dòng)氣缸動(dòng)作。如圖5所示，動(dòng)態(tài)掃瞄儀201固定在位于切片機(jī)構(gòu)1前一個(gè)工位的第三門形支架203上，使其位于環(huán)狀輸送帶4的上方，攝像頭202設(shè)置于第一門形支架的入口處（見圖1），利于處理器對(duì)信息的接收和及時(shí)，給出準(zhǔn)確的調(diào)節(jié)信息和控制程序。
 

　　如圖6所示，送料機(jī)構(gòu)5包括來料輸送帶501、第二門形支架502以及設(shè)置在第二門形支架502上的進(jìn)料口503，來料輸送帶501設(shè)置于進(jìn)料口503的上方，方便對(duì)進(jìn)料口放料。為提高切片機(jī)對(duì)不同規(guī)格食材的適應(yīng)性，進(jìn)料口503設(shè)置為長(zhǎng)度可調(diào)。具體實(shí)施方法為：在進(jìn)料口503側(cè)邊上設(shè)置調(diào)節(jié)門，調(diào)節(jié)門包括設(shè)置在第二門形支架502上的滑道504和可在滑道上自由滑動(dòng)的門板505，門板上還設(shè)有能將門板和滑道相對(duì)固定的調(diào)節(jié)螺栓506，通過擰動(dòng)調(diào)節(jié)螺栓可將門板505與滑動(dòng)相對(duì)固定或者松開，以適應(yīng)食材的寬度，保證對(duì)任意食材的通過性和適應(yīng)性。

　　2  自動(dòng)切片步驟

　　1) 送料：通過送料機(jī)構(gòu)將食材置于相應(yīng)工位的砧板上。

　　2) 數(shù)據(jù)采集：通過動(dòng)態(tài)掃瞄儀對(duì)移動(dòng)食材進(jìn)行動(dòng)態(tài)掃瞄，處理器經(jīng)過計(jì)算得到食材的尺寸，并生成對(duì)電磁閥的調(diào)節(jié)信息和切刀組件及壓料組件控制程序。

　　3) 切片：通過攝像頭對(duì)移動(dòng)食材的實(shí)時(shí)監(jiān)控，當(dāng)有食材的砧板到達(dá)切片工位時(shí)，處理器發(fā)出指令，壓料組件、切刀組件先后或同時(shí)完成壓料及切片操作，之后壓料組件和切刀組件同時(shí)退回帶動(dòng)切片離開砧板。

　　4) 卸料：壓料組件停止工作，切刀組件繼續(xù)上行，切片在重力作用下離開切刀掉落于接料盤上。

　　5) 出料：在卸料前啟動(dòng)接料電機(jī)，接料電機(jī)通過接料手臂帶動(dòng)接料盤移動(dòng)到切片的下方，卸料后，通過手臂帶動(dòng)接料盤移出第一門形支架，完成一次完整的進(jìn)料、切片和出料動(dòng)作，之后環(huán)狀輸送帶每次旋轉(zhuǎn)一個(gè)工位，按照上述步驟2至步驟5循環(huán)切片。

　　

　　3  結(jié)語
 

　　萬能自動(dòng)切片機(jī)通過送料機(jī)構(gòu)、切片機(jī)構(gòu)、出料機(jī)構(gòu)和環(huán)狀輸送帶的組合運(yùn)用，可對(duì)任意食材進(jìn)行不間斷的切片操作，使生產(chǎn)連續(xù)、加工通用，可大幅提高食品切片加工的效率和品質(zhì)，并有利于降低工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。