[發明專利]一種異形煙葉智能剪切系統

有效

• 申請號: 202110384670.8
• 申請日: 2021-04-09
• 公開（公告）號: CN113281114B
• 公開（公告）日: 2023-09-15
• 發明（設計）人: 丁美宙;馬宇平;王瑞珍;紀曉楠;王海濱;李龍飛;李超;孫覓;熊安言;王浩宇;王巖;焦才軍
• 申請（專利權）人: 河南中煙工業有限責任公司
• 主分類號: G01N1/28
• 分類號: G01N1/28;G01N21/84;G01N21/25
• 代理公司: 北京維澳知識產權代理有限公司 11252
• 代理人: 常小溪

1.一種異形煙葉智能剪切系統，其特征在于，包括：視覺檢測設備、剪切機床、分揀設備和工控機；

所述工控機分別與所述視覺檢測設備、所述分揀設備和所述剪切機床信號連接；

所述視覺檢測設備設置在所述剪切機床側邊，用于對所述剪切機床上的煙葉進行煙葉圖像采集，并根據所述煙葉圖像確定煙葉的視覺三維坐標；

所述工控機設置有圖形排版程序，以對所述煙葉圖像進行剪切圖形排版設計，并根據所述排版設計控制所述剪切機床對煙葉進行剪切；

所述工控機設置有圖像識別處理程序，以對所述煙葉圖像進行煙葉外觀和煙梗識別，進而控制所述分揀設備根據識別結果和所述視覺三維坐標對剪切后的煙葉和煙梗進行分揀；

切割完成后，所述剪切機床自動將切割好的煙葉傳送到分揀區，通過所述視覺檢測設備將廢料的位置信息發送至所述分揀設備，以將廢料或煙梗分揀出至廢料箱，然后剪切好的所需葉片自動傳送到成品箱；

所述分揀設備包括：分揀識別相機、分揀機械手和分揀控制器；

所述分揀識別相機設置在所述剪切機床上，用于對剪切后的煙葉進行圖像采集；

所述分揀控制器根據剪切后的煙葉圖像進行煙梗和余料識別，并確定煙梗和余料的視覺坐標；

所述分揀機械手根據所述視覺坐標對煙梗和余料進行分揀；

所述視覺檢測設備包括：工業相機和圖像處理器；

所述工業相機與所述圖像處理器信號連接，所述工業相機設置在固定支架上對煙葉進行所述煙葉圖像拍攝；

所述圖像處理器進行圖像識別及從原始圖像數據中提取設定信息、位置、尺寸的圖像內容，并根據所述煙葉圖像確認煙葉信息，所述煙葉信息包括：長寬高、面積、形狀、顏色、朝向和視覺三維坐標。

2.根據權利要求1所述的異形煙葉智能剪切系統，其特征在于，所述視覺檢測設備還包括：亮度傳感器和照明光源；

所述亮度傳感器與所述圖像處理器信號連接，所述亮度傳感器設置在所述剪切機床的煙葉剪切位置處，用于檢測煙葉剪切位置的光亮度；

所述照明光源設置在所述煙葉剪切位置周邊，所述照明光源與所述圖像處理器信號連接；

所述圖像處理器在所述光亮度小于設定閾值時控制所述照明光源點亮。

3.根據權利要求1所述的異形煙葉智能剪切系統，其特征在于，所述剪切機床包括：伺服驅動設備、機床控制器和數控系統；

所述機床控制器與所述工控機、所述伺服驅動設備和所述數控系統信號連接，所述機床控制器接收到所述工控機發送的所述煙葉圖像、所述視覺三維坐標、剪切圖形和所述排版設計時控制所述伺服驅動設備對所述數控系統進行驅動，以使所述數控系統根據所述排版設計的幾何信息和工藝參數對煙葉進行剪切。

4.根據權利要求3所述的異形煙葉智能剪切系統，其特征在于，所述伺服驅動設備包括：主軸伺服單元和進給伺服單元；

主軸伺服單元接收來自所述機床控制器的轉向和轉速指令來驅動主軸電動機轉動；

進給伺服單元在每個插補周期內接收所述數控系統的位移指令來驅動進給電動機轉動，同時完成速度控制和反饋控制。

5.根據權利要求4所述的異形煙葉智能剪切系統，其特征在于，所述剪切機床還包括：負壓風機；

所述剪切機床的床身上設置有作業平臺，所述作業平臺設有多孔面板，并在所述作業平臺下方設有所述負壓風機，在所述負壓風機運轉時形成負壓腔，使所述多孔面板上形成負壓吸力以吸附煙葉。

6.根據權利要求5所述的異形煙葉智能剪切系統，其特征在于，所述剪切機床還包括：龍門導軌；

所述龍門導軌橫向設置在所述作業平臺的上方，所述數控系統控制刀具沿所述龍門導軌移動，以對煙葉進行剪切。

7.根據權利要求6所述的異形煙葉智能剪切系統，其特征在于，所述分揀機械手為六軸關節機器人；

所述六軸關節機器人由6個伺服電機通過減速器和同步帶輪驅動六個關節軸的旋轉，以實現機械臂的多自由度動作。

8.根據權利要求1至7任一項所述的異形煙葉智能剪切系統，其特征在于，還包括：報警裝置；

所述報警裝置與所述工控機信號連接，所述報警裝置在所述視覺檢測設備、所述剪切機床和所述分揀設備發生故障時進行報警。