[發明專利]蛋糕切割裝置

有效

• 申請號: 201610584769.1
• 申請日: 2016-07-22
• 公開（公告）號: CN107637623B
• 公開（公告）日: 2022-11-22
• 發明（設計）人: 王勝遠;魏正宇
• 申請（專利權）人: 王勝遠
• 主分類號: A21C15/04
• 分類號: A21C15/04
• 代理公司: 上海尚象專利代理有限公司 31335
• 代理人: 徐炫

1.一種蛋糕切割裝置，其特征在于，包括：

殼體，由基座及采光罩組成，該基座包括工作臺面，及位于該工作臺面下方容置相關機件的收納箱，該采光罩沿該工作臺面周邊套設于該基座上方，具有前側的上、下方開口及兩側邊開口，其中該前側下方的開口提供蛋糕輸送的路徑，該前側上方與兩側邊的開口則鋪設采光玻璃，用于提供微量光線進入該采光罩內部，該前側下方的開口組連接能做活動升降的蓋體；

承載件，設于該工作臺面上，由切割板與背光燈箱堆疊組成，該切割板提供待切的蛋糕放置，該背光燈箱提供穩定的光源，其下方設置以前后方向延伸的凹槽，該工作臺面設置能夠滑動到該凹槽的凸肋，用于使該承載件在該工作臺面上作前后向的位移；

支撐架，呈ㄇ形，具有左支撐腳、右支撐腳及連接該左、右支撐腳的連接臂，該左、右支撐腳設于該工作臺面上分別與該承載件的左、右兩側邊相鄰，該連接臂表面設有橫向延伸的溝槽；

視覺辨識單元，由攝像鏡頭及攝像機模塊組成，該攝像鏡頭設于該采光罩內部并對該承載件上放置的蛋糕進行拍攝以獲取蛋糕影像，該攝像機模塊設于該收納箱，依據該攝像鏡頭所獲取的蛋糕影像產生以相素為單位的第一坐標參數；

切割單元，設于該采光罩內部，包括第一滑動座、第二滑動座、旋轉座；以及切割刀具，該第一滑動座具相對的兩側面，其一側面上設有能滑動于該溝槽的第一滑動件，用于使該第一滑動座于該連接臂上作左右位移，該第一滑動座的另一側面則設有縱向延伸的第一滑軌，該第二滑動座呈倒L形，包括呈垂直設置的銜接板與呈水平設置的托板，該銜接板設置能在第一滑軌的第二滑動件上滑動，該托板設于該銜接板頂部，其中央設有垂直貫通的鑿孔，該旋轉座垂直穿設于該鑿孔，包含鏈輪、軸柱及固定架，其中該軸柱穿設于該鑿孔并連接位于該托板上方的該鏈輪與該托板下方的固定架，用于使該鏈輪及該固定架在該托板內轉動，該固定架的一側連接切割刀具的柄部，該柄部的下端接設朝該承載件延伸設置的刀板；

驅動單元，該驅動單元包括X軸驅動組件、Y軸驅動組件、Z軸驅動組件及R軸驅動組件，該X軸驅動組件包括第一滾珠螺桿與第一伺服馬達，該第一滾珠螺桿具有相對兩末端，其中一末端連接該第一滑動座，另一末端連接該第一伺服馬達，用該第一伺服馬達驅動該第一滾珠螺桿轉動，使該第一滑動座沿該支撐架的該連接臂作橫向位移，該Y軸驅動組件包括第二滾珠螺桿與第二伺服馬達，該第二滾珠螺桿設于背光板下方，位于該凸肋的相對兩側，該第二伺服馬達電性連接該第二滾珠螺桿并設于該工作臺面上，用該第二伺服馬達驅動該第二滾珠螺桿轉動，讓背光板沿該工作臺面作前后位移，該Z軸驅動組件包括第三滾珠螺桿與第三伺服馬達，該第三滾珠螺桿電性連接該第三伺服馬達并設于第一、二滑動座之間，該第三伺服馬達設于該第一滑動座頂端，用該第三伺服馬達驅動該第三滾珠螺桿升降，讓該第二滑動座沿該第一滑動座作上下位移，該R軸驅動組件包括鏈輪皮帶與第四伺服馬達，該鏈輪皮帶繞設于軸輪并與該第四伺服馬達連接，用該第四伺服馬達驅動該鏈輪皮帶轉動，讓該旋轉座在該第二滑動座內作水平轉動；

控制單元，包括PLC、集線器、及人機接口，以及電荷偶合組件，其中：該PLC包括：電路模塊、CPU模塊、I/O模塊、電源模塊，該電路模塊主要包括與該第一伺服馬達、該第二伺服馬達、該第三伺服馬達、該第四伺服馬達、該視覺辨識單元及超聲波組件，以及采光罩側邊開口啟閉作電性連接的集成電路，該集成電路通過該I/O模塊將數據傳輸至該CPU模塊；

該CPU模塊用于管理所有的運作程序，能夠對該第一伺服馬達、該第二伺服馬達、該第三伺服馬達、該第四伺服馬達、該視覺辨識單元及該超聲波組件運作的先后順序進行運算與處理，并設置多組溝通指令與數據，包括：語言切換、初始化、參數設定、單動切制、全自動切制、模擬演示切制設定、方形切割、圓形切割、方形切割尺寸歷史記錄、圓形切割尺寸歷史記錄、手動模式、異常信息、異常信息歷史記錄，通過該CPU模塊能夠經設定后控制該X軸驅動組件、該Y軸驅動組件、該Z軸驅動組件及該R軸驅動組件及該超聲波組件，以及該采光罩在一定的運作順序下進行，控制該采光罩側邊開口啟閉、控制該第一伺服馬達、該第二伺服馬達、該第三伺服馬達、該第四伺服馬達作不同時間的相互的運作處理，或是控制攝像單元獲取蛋糕影像、辨識蛋糕的尺寸及位置設定，或是設定方形蛋糕的長寬及每切一刀之后所增加補償值、設定圓形蛋糕圓心的自動判定，以及將所設置多組運作程序的各項功能提供操作選項，經由該CPU模塊所設置多組運作程序及運算與處理后的信息，通過該I/O模塊傳輸至HUB；

該HUB再將該PLC運算處理的數據分別傳輸至HMI與CCD；該HMI包括硬件部分的處理器、顯示單元、數據存儲單元及I/O單元，以及畫面組態軟件，由該PLC運算處理的數據傳入后，先經該畫面組態軟件制作“畫面檔”，再下載到HMI的處理器中執行，并由該顯示單元顯示出相關數據；

該CCD包括復數電容，能將該PLC運算處理的攝像數據轉變成數字信號傳輸，即將該攝像機模塊的攝像鏡頭接收的第一坐標參數，轉換為以毫米為單位的第二坐標參數；用該控制單元將準備切割的蛋糕經由該HMI的顯示單元顯示出相關數據與該CCD傳輸數字信號后，將相關的參數：切割蛋糕數量、補償值輸入，即能夠自動判定蛋糕的位置/圓心并進行切割。