全自动劈半机器人系统
技术领域
本实用新型属于牲畜屠宰设备技术领域，尤其涉及一种全自动劈半机器人系统。
背景技术
在肉类屠宰加工领域，屠宰生产线日益规模化及自动化，但大部分屠宰场因资金问题自动化程度都很落后，普遍使用的电锯为往复式劈半锯或桥式劈半锯。往复式劈半锯劈半效率低、振动大、噪音大、锯条厚，无冷却消毒清洗系统，劈半过程中会对肉的品质造成影响，而且更换锯条比较繁琐，工人劳动强度比较大。桥式劈半锯虽然自动化程度高，但因为其锯片很厚，肉损耗大，耗能大，噪音大，操作人员危险程度高。上述劈切设备均不能根据牲畜胴体的位置实时调整劈半机使其精确追踪劈半位置，劈切过程中极易发生砍切跑位的现象，极大影响了劈半精度与劈半效率。同时，现有的自动劈半机尽管在劈半工序中设置有高温灭菌消毒装置，但是采用定时杀菌消毒的方式而非在每一次劈半完成后对劈半刀进行消毒，容易造成因细菌感染而产生极大的食品安全隐患。因此，有必要对现有的自动劈半机进行改进，使其能够精确定位，实现对牲畜胴体全自动精确劈半。
实用新型内容
本实用新型的目的在于针对现有牲畜屠宰加工过程中对牲畜胴体进行劈半分割设备存在的上述不足，提供了一种结构简单、精确度高的全自动劈半机器人系统。
为解决所述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：
一种全自动劈半机器人系统，包括机器人主体、安装在机器人主体上的同步追踪装置、刀具总成，以及主控模块、输送机；所述机器人主体包括机器人手柄，所述刀具总成安装于机器人手柄上；所述输送机用于运输牲畜胴体的输送机，所述输送机上还设置有位移传感器和线速度传感器；所述同步追踪装置采用旋转编码器，用于对牲畜胴体进行探测和定位，并将采集的线速度以及位置信息传输给主控模块；所述主控模块用于将接收的信息进行运算处理并发送控制指令，控制机器人本体同步移动，当同步追踪装置定位到劈切位置后，主控模块控制刀具总成对牲畜胴体进行劈半处理。
优选的，所述刀具总成包括驱动装置以及劈刀，所述驱动装置包括电机以及与电机连接为一体的减速机，所述机器人手柄上设置有减速机底座和主结构内支撑组件，所述减速机安装在减速机底座上，所述电机安装在主结构内支撑组件上，减速机的偏心轴上安装有刀臂，刀臂前端安装有劈刀，电机转动时经减速机偏心轴带动劈刀运动。
优选的，所述的全自动劈半机器人系统进一步包括喷淋消毒装置，所述主控模块与喷淋消毒装置连接以控制其工作；所述喷淋消毒装置安装于所述机器人手柄上，并位于刀具总成的劈刀的一侧。
优选的，所述的全自动劈半机器人系统进一步包括揽背装置，所述揽背装置安装于所述机器人手柄上与机器人手柄活动铰接，并位于所述刀具总成的前端。
优选的，所述的全自动劈半机器人系统进一步包括显示模块，所述显示模块接收主控模块传送的环境信息、机器人主体的状态信息并进行显示。
优选的，所述的全自动劈半机器人系统进一步包括自动升降机构与平移机构。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：
本实用新型的公开了一种全自动劈半机器人系统，用于牲畜的屠宰切割。胴体进行劈半时，机器人本体带动劈刀往复运动，垂直劈切，无骨肉损耗，劈半过程中切割边缘无肉质熟化；配有同步跟踪系统，实时采集带切割牲畜胴体的位置及线速度信息，劈半机器人劈半线速度必须与胴体线同步，控制刀具总成对牲畜胴体进行精确定位劈半处理，提高了劈半精度。本实用新型可以实现根据生产线运行要求，完全自动运行劈半循环过程的执行与实施，降低劳动强度、自动化程度较高，不间歇作业，提高了生产效率；配有自动喷淋消毒装置，每一次自动劈半循环程序对劈刀自动冲洗及消毒，防止细菌感染，提高了肉制品质量。
附图说明
图1为本实用新型全自动劈半机器人系统的机械结构图；
其中，1-机器人主体、11-机器人手柄、2-刀具总成、21-减速机、22-劈刀、111-减速机底座、112-主结构内支撑组件、3-揽背装置、31-扣抓、32-扣轮、4-喷淋消毒装置。
具体实施方式
下面将结合附图对本实用新型的具体实施例中的技术方案进行详细、完整的描述。显然，所描述的实施例仅是本实用新型总的技术方案的部分具体实施方式，而非全部的实施方式。基于本实用新型的总的构思，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都落于本实用新型保护的范围。
在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“内”、“外”、“顶部”、“底部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
本实用新型提供了一种全自动劈半机器人系统，用于牲畜屠宰过程中的劈半处理，能够实现全自动劈半控制。下面将结合附图来说明本实用新型全自动劈半机器人系统的结构及原理。
一种全自动劈半机器人系统，包括机器人主体1、安装在机器人主体上的步追踪系统、主控模块以及刀具总成2；机器人主体1包括机器人手柄11，刀具总成2安装于机器人手柄11上；同步追踪装置对牲畜胴体进行探测和定位，并将采集的线速度位置信息传输给主控模块，主控模块将接收的信息进行运算处理并发送控制指令，控制机器人本体同步移动，当同步追踪装置定位到劈切位置后，主控模块控制刀具总成对牲畜胴体进行劈半处理。
具体的，参考图1所示，刀具总成2包括驱动装置以及劈刀22，驱动装置包括电机以及与电机连接为一体的减速机21，机器人手柄11上设置有减速机底座111和主结构内支撑组件112，减速机21装在减速机底座111上，电机安装在主结构内支撑组件112上，减速机21的偏心轴上安装有刀臂，刀臂前端安装有劈刀22，电机转动时经减速机偏心轴带动劈刀运动。对牲畜胴体进行劈半时，机器人本体1控制劈刀往复运动，垂直劈切，无骨肉损耗。
进一步参考图1所示，本系统还包括揽背装置3，揽背装置3安装于机器人手柄11上与机器人手柄11活动铰接，并位于刀具总成2的前端。揽背装置 3可绕机器人手柄11的顶部安装位置180°旋转，包括扣抓31与扣轮32，扣抓气缸安装在扣抓31中，扣抓气缸中充气时扣抓气缸杆伸出，扣抓31收缩带动扣轮32的圆靠轮与齿靠轮靠近胴体，起到固定夹持的作用，防止劈刀劈半时因牲畜胴体偏移造成砍切跑位的现象，提高了劈半精度与劈半效率；扣抓气缸中放气时，扣抓气缸杆平伸带动扣轮回缩，夹持状态松开。本实施例中还设置有喷淋消毒装置4，主控模块与喷淋消毒装置连接以控制其工作；喷淋消毒装置4安装于机器人手柄11上，并位于刀具总成2的劈刀22的一侧，每完成一次劈半过程对劈半刀具自动消毒，减少刀具残留细菌对猪体的交叉污染现象。同时，劈半时对切割部位自动进行喷水降温，防止劈半过程中切割边缘肉质熟化，提高了肉质质量；停止作业时，喷淋消毒装置自动关闭，降低了成本，防止资源浪费。
本实施例中全自动劈半机器人系统还包括用于运输牲畜胴体的输送机，输送机上还设置有位移传感器和线速度传感器。其中，同步追踪装置包括定位探测模块，定位探测模块用于获取位移传感器和线线速度传感器采集的输送机的线速度位置信息并进行定位，同时将获取的采集的线速度位置信息传输给主控模块，主控模块将接收的信息进行运算处理并发送控制指令，控制机器人本体同步移动，当同步追踪装置定位到劈切位置后，主控模块控制刀具总成对牲畜胴体进行劈半处理。同时，主控模块将接收的环境信息、机器人主体的状态信息(位置、线速度、动作)以及切割状态信息以及喷淋系统信息同步传送至显示模块进行信息实时显示。本系统中同步跟踪装置采用旋转编码器，需确保劈半机器人劈半线速度必须与胴体线同步，通过旋转编码器采集解剖输送机的线速度的信息，并发送脉冲到机器人本体，使劈半机与输送机同步。
本实施例中装置零部件采用铝合金、不锈钢和尼龙材料，符合食品卫生要求；调试操作配有触摸屏的控制盘。劈切动力系统的采用微型减速机、铝合金精密压铸件制造，以减轻重量，劈半方式为劈刀往复运动，垂直劈切，在正确使用的方法下使用寿命不低于100万头；且劈半机生产能力达到350头/h以上，生产效率高。同时，本系统每完成一次劈半过程后对劈刀自动清洗消毒，减少刀具残留细菌对猪体的交叉污染。
本实用新型的工作过程为:
具体的以猪胴体的劈半为例，对猪酮体进机器人劈半时，同步追踪装置获取猪酮体运行线速度采集信息后传递到控制器，由控制器根据设定程序运行运算处理后，发出指令控制机器人动作，使劈刀在劈切过程中保持与猪酮体运输线速度同步，确保猪酮体不被劈斜；同时劈半行程不受猪体大小限制。即当自动线上输送机载有的猪胴体到达劈半位置时，机器人本体控制刀具总成至猪胴体上方，然后揽背装置对猪胴体进行夹持固定，电机启动，劈刀处于劈切动作状态对猪胴体进行劈切。自动升降机构与平移机构实时调整机器人本体劈切的高度与水平位置，直至劈刀将猪胴体完全劈开。旋转编码器保证位置，喷淋系统对刀具进行高温消毒灭菌清洗处理。待控制器检测到下一头猪信息时，重复上述操作。
本实用新型的全自动劈半机器人系统实现了自动化、智能化控制，采用自动化编程、电子控制系统，生产效率及自动化程度较高，且采用环保节能型先进设备。较目前的自动劈切机相比，其具有电器安全及控制水平优势，配有机头控制柜,以及带全中文液晶屏幕显示的的示教器，示教器配备USB接口,支持示教程序的导入导出；可以实现根据生产线运行要求，完全自动运行劈半循环过程的执行与实施，降低劳动强度、自动化程度较高，不间歇作业，提高了肉制品质量，生产效率及经济效益；配有自动喷淋消毒装置，每一次自动劈半循环程序对劈刀自动冲洗及消毒，安全卫生；同时，整机运行平稳流畅，性能可靠、运行稳定，同类产品相比设备体积小，整体结构简洁，整体机构由机器人手臂及劈半机头组成，节省设备体积占用的空间，设备维护便利快捷。本实用新型的全自动劈半机器人系统不仅限于猪胴体的劈半，可以拓展至其他牲畜的劈切系统，通用性强，应用范围广，智能化程度高。
