剖竹机是一种将竹筒剖分成同规格瓦状竹条的专用设备,应用于毛竹初加工工序中。传统剖竹机是完全基于机械构造和原理设计的,只能依靠手动上料、选刀、剖竹等。当手动放置毛竹于剖竹台上时,推板前进剖竹而操作人员未及时离开,则容易使人受伤。低自动化程度的传统剖竹机需要更多人力资源,故剖竹的成本也在提高。因此提高剖竹的自动化水平并降低机器成本是本文研究的主要目的。基于以上的目的,本文设计了一套自动剖竹的系统方案,包括上料和推板后退阶段、选刀及对心阶段、剖竹阶段。在此系统基础上,从软硬件以及人机界面设计等方面介绍,同时就自动对心运动进行了研究探讨。硬件方面:本文以STM32F103VET6为主控芯片设计主控电路,刀盘位置检测电路,直径检测装置通信电路,刀盘定位电路,推板对心电路,开关量测控电路。软件方面:为了减少单任务运行的延时,本文采用基于u C/OS-II的多任务操作系统,开发设计了剖竹机相关应用任务,根据剖竹机工作流程,设计了七个应用任务:触摸屏任务、按键任务、上料任务、推板任务、对心任务、剖竹任务。人机界面:本文采用DGUS触摸屏对剖竹机进行监控,即通过全双工通信方式将按键指令和剖竹参数发送给主控制器,同时主控制器将剖竹机的运动信息实时上传给触摸屏。为此在DGUS触摸屏上设计了自动剖竹的监控界面。为了对机器进行监管,在触摸屏上进行密码登陆的程序设计。传统剖竹机采用人工对心,造成对心不准确,为了改善这个问题,本文着重探究剖竹刀盘、竹筒和推板对心滑块三个中心的自动对齐运动。主要研究刀盘的定位运动:采集整理前期剖竹现场试验的相关数据,分析刀片数与毛竹直径的关系,设计自动选刀;分析合理的刀盘结构,探讨刀盘定位的策略,实现刀盘高效率定位。此外结合旋转编码器检测刀盘位置和推板对心滑块定位运动两个部分,提高对心的精度。最后在实验室条件下,模拟剖竹机的运行,对软硬件及人机界面进行联合调试。