CN108297158A - 机器视觉辅助的食品智能化快速切割方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及工业自动化设备，更具体地说，涉及一种用于切割槟榔的方法。机器视觉辅助的食品智能化快速切割方法，包括：工作台、将槟榔进行有序输出的振动盘、将槟榔进行自动输送的输送线、将槟榔进行对半切割的切割机构，所述振动盘、输送线、切割机构固连于所述工作台，所述振动盘的出口连接至所述输送线；所述输送线的一端连接至所述振动盘，另一端连接至所述切割机构。提供了一种基于数字图像检测的自动化食品加工专用设备，用于实现槟榔的对半切，利用切割的方式将槟榔一分为二切成两半。

Description

机器视觉辅助的食品智能化快速切割方法

技术领域

本申请为分案申请，母案的申请号是：201710105430.3。本发明涉及工业自动化设备，更具体地说，涉及一种用于切割槟榔的方法。

背景技术

在槟榔的制作工艺中，为了使槟榔的制作更加入味，需要将槟榔的果肉进行切割成两片。由于槟榔的消耗量巨大，日常生活中需要大量的人力资源采用手工的方式对槟榔进行切割。造成人力资源的巨大浪费。

发明内容

本发明的目的在于提供了一种基于数字图像检测的自动化食品加工专用设备，用于实现槟榔的对半切，利用切割的方式将槟榔一分为二切成两半。

一种基于数字图像检测的自动化食品加工专用设备，包括：工作台、将槟榔进行有序输出的振动盘、将槟榔进行自动输送的输送线、将槟榔进行对半切割的切割机构，所述振动盘、输送线、切割机构固连于所述工作台，所述振动盘的出口连接至所述输送线；所述输送线的一端连接至所述振动盘，另一端连接至所述切割机构；

所述切割机构包括：支架、切刀、切割电机、V带传动、曲轴、铰链、一号连杆、杠杆、中间轴、二号连杆、滑块、双排导轨，所述支架固连于所述工作台，所述切割电机固连于所述支架，所述切割电机的输出轴通过所述V带传动连接至所述曲轴，所述曲轴通过所述铰链活动连接至所述一号连杆的一端；所述杠杆的一端活动连接至所述一号连杆的另一端，所述杠杆的另一端活动连接至所述二号连杆，所述杠杆的中间位置通过所述中间轴活动连接于所述支架；所述滑块活动连接于所述双排导轨，所述双排导轨固连于所述支架，所述二号连杆活动连接于所述滑块，所述滑块的下部固连有所述切刀。

优选地，所述切割机构还包括：工业相机、滑台、直线导轨、进给电机、丝杆，所述工业相机位于所述输送线的侧边，所述滑台活动连接于所述直线导轨，所述直线导轨固连于所述工作台，所述支架固连于所述滑台；所述进给电机固连于所述工作台，所述进给电机的输出轴通过联轴器固连于所述丝杆，所述丝杆活动连接于所述滑台。

优选地，所述输送线包括：侧边送料机构、链条输送机构，所述侧边送料机构的数量为两个，所述侧边送料机构位于所述链条输送机构的两侧；所述侧边送料机构包括：输送电机、齿轮传动、底座、辅助送料带，所述输送电机固连于所述底座，所述底座固连于所述工作台，所述输送电机的输出轴通过所述齿轮传动驱动所述辅助送料带；所述链条输送机构包括：输送链、异步电机、同步带传动，所述异步电机固连于所述工作台，所述异步电机的输出轴通过所述同步带传动驱动所述输送链；所述辅助送料带位于所述链条输送机构的两侧，所述输送链成水平输送状态，所述辅助送料带垂直于所述输送链。

优选地，所述输送线还包括：滑轨，所述滑轨连接至所述输送链，所述滑轨的中间位置留有所述切刀通过的间隙。

优选地，所述辅助送料带为同步带。

优选地，所述辅助送料带和输送链的线速度的大小一样。

优选地，所述辅助送料带的材质为橡胶材质，所述输送链的材质为不锈钢材质。

优选地，所述辅助送料带的间隔距离等于槟榔的外径。

优选地，所述工业相机采集到槟榔的外形轮廓后，以所述槟榔的外形轮廓为依据，规划出下刀线；所述下刀线和所述切刀的刃口相平行，所述下刀线将所述槟榔划分为外形体积上接近相等的两个区域。

和传统技术相比，本发明基于数字图像检测的自动化食品加工专用设备具有以下积极作用和有益效果：

本发明基于数字图像检测的自动化食品加工专用设备用于将槟榔进行对半切，槟榔倒入至于所述振动盘中，所述振动盘将槟榔进行电磁振动后对槟榔进行排序并输出至所述输送链，所述输送链将槟榔往所述切割机构所在方向进行输送，所述辅助送料带从两侧推动槟榔继续输送，槟榔沿所述滑轨输送至所述切刀的下部，所述切刀向下运动将位于所述滑轨上的槟榔一分为二切成两半。由于槟榔具有不规则的外形结构，所述工业相机位于所述滑轨的下部，所述工业相机对槟榔进行拍照并计算出下刀线的位置，所述下刀线将槟榔按照体积进行对半划分。所述进给电机驱动所述滑台运动，所述下刀线位于所述切刀的刃口下部。从而使槟榔可以获取均匀的切割效果，被切割出的两片槟榔果肉具有基本相等的质量。

以下描述所述输送线的工作过程和工作原理：

所述输送电机的输出扭矩通过所述齿轮传动传递到所述辅助送料带，使所述辅助送料带运动。所述异步电机的输出扭矩通过所述同步带传动传递到所述输送链，使所述输送链运动。所述辅助送料带位于所述输送链的两侧，所述输送链成水平输送状态，所述辅助送料带垂直于所述输送链。槟榔置于所述输送链上，所述输送链承载槟榔向所述切割机构所在方向运动。所述滑轨连接至所述输送链，槟榔由所述输送链过渡至所述滑轨中，所述辅助送料带和输送链的线速度的大小一样，所述辅助送料带从槟榔的侧面对槟榔提供摩擦力，推动槟榔向所述切刀的下部运动。

为了保证两条所述辅助送料带具有相同的线速度，所述辅助送料带为同步带。所述滑轨的中间位置留有所述切刀通过的间隙，当所述切刀从上向下运动，沿所述下刀线切到槟榔，为了保证一刀切断槟榔，所述切刀要对槟榔实施过切，所述切刀的刃口进入到所述滑轨中间的间隙中。

所述辅助送料带的材质为橡胶材质，可以防止刮花槟榔的表面。

所述输送链的材质为不锈钢材质，保证槟榔传送过程的干净卫生。

以下描述所述切割机构的工作过程和工作原理：

所述切割电机固连于所述支架，所述切割电机的输出轴通过所述V带传动连接至所述曲轴，所述曲轴活动连接于所述支架，所述曲轴通过所述铰链活动连接至所述一号连杆的一端。所述杠杆的一端活动连接至所述一号连杆的另一端，所述杠杆的中间位置通过所述中间轴活动连接于所述支架。所述切割电机通过所述V带传动、一号连杆驱动所述杠杆绕所述中间轴做上下摆动。

所述杠杆的另一端活动连接至所述二号连杆，所述二号连杆活动连接于所述滑块，所述滑块活动连接于所述双排导轨，所述双排导轨固连于所述支架，所述滑块的下部固连有所述切刀。所述杠杆驱动所述切刀在所述滑块的导向下做直线运动。当槟榔到达所述切刀的下方的时候，所述切刀向下运动，将槟榔切断。

所述滑台活动连接于所述直线导轨，所述支架固连于所述滑台，所述进给电机的输出轴通过联轴器固连于所述丝杆，所述丝杆活动连接于所述滑台。所述进给电机驱动所述滑台及切刀做水平方向上的运动。

所述工业相机位于所述滑轨的下部，槟榔在所述滑轨上走过，所述工业相机采集到槟榔的外形轮廓。控制系统对槟榔的外形轮廓进行计算后，生成所述下刀线，所述下刀线将槟榔按照体积进行对半划分，所述下刀线和所述切刀的刃口相平行，所述下刀线位于两条所述滑轨之间。当槟榔到达所述切刀的下方后，所述进给电机驱动所述切刀做水平方向运动，使所述切刀位于所述下刀线的正上方位置，所述切刀向下运动，将槟榔切断。

附图说明

图1是本发明基于数字图像检测的自动化食品加工专用设备的结构示意图；

图2是本发明基于数字图像检测的自动化食品加工专用设备的输送线的结构示意图；

图3、4、5是本发明基于数字图像检测的自动化食品加工专用设备的切割机构的结构示意图。

1工作台、2振动盘、3输送线、4切割机构、5输送电机、6齿轮传动、7底座、8辅助送料带、9输送链、10滑轨、11异步电机、12同步带传动、13工业相机、14支架、15切刀、16滑台、17直线导轨、18进给电机、19丝杆、20切割电机、21V带传动、22曲轴、23铰链、24一号连杆、25杠杆、26中间轴、27二号连杆、28滑块、29双排导轨、30槟榔、31下刀线。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明作进一步地详细说明，但不构成对本发明的任何限制，附图中类似的元件标号代表类似的元件。如上所述，本发明提供了一种基于数字图像检测的自动化食品加工专用设备，用于实现槟榔的对半切，利用切割的方式将槟榔一分为二切成两半；本发明基于数字图像检测的自动化食品加工专用设备，由振动盘将槟榔进行有序输出至输送线上，由输送线将槟榔从振动盘处输送至切割机构处，由切割机构将槟榔进行切割。

图1是本发明基于数字图像检测的自动化食品加工专用设备的结构示意图，图2是本发明基于数字图像检测的自动化食品加工专用设备的输送线的结构示意图，图3、4、5是本发明基于数字图像检测的自动化食品加工专用设备的切割机构的结构示意图。

一种基于数字图像检测的自动化食品加工专用设备，包括：工作台1、将槟榔进行有序输出的振动盘2、将槟榔进行自动输送的输送线3、将槟榔进行对半切割的切割机构4，所述振动盘2、输送线3、切割机构4固连于所述工作台1，所述振动盘2的出口连接至所述输送线3；所述输送线3的一端连接至所述振动盘2，另一端连接至所述切割机构4；

所述切割机构4包括：支架14、切刀15、切割电机20、V带传动21、曲轴22、铰链23、一号连杆24、杠杆25、中间轴26、二号连杆27、滑块28、双排导轨29，所述支架14固连于所述工作台1，所述切割电机20固连于所述支架14，所述切割电机20的输出轴通过所述V带传动21连接至所述曲轴22，所述曲轴22通过所述铰链23活动连接至所述一号连杆24的一端；所述杠杆25的一端活动连接至所述一号连杆24的另一端，所述杠杆25的另一端活动连接至所述二号连杆27，所述杠杆25的中间位置通过所述中间轴26活动连接于所述支架14；所述滑块28活动连接于所述双排导轨29，所述双排导轨29固连于所述支架14，所述二号连杆27活动连接于所述滑块28，所述滑块28的下部固连有所述切刀15。

更具体地，所述切割机构4还包括：工业相机13、滑台16、直线导轨17、进给电机18、丝杆19，所述工业相机13位于所述输送线3的侧边，所述滑台16活动连接于所述直线导轨17，所述直线导轨17固连于所述工作台1，所述支架14固连于所述滑台16；所述进给电机18固连于所述工作台1，所述进给电机18的输出轴通过联轴器固连于所述丝杆19，所述丝杆19活动连接于所述滑台16。

更具体地，所述输送线3包括：侧边送料机构、链条输送机构，所述侧边送料机构的数量为两个，所述侧边送料机构位于所述链条输送机构的两侧；所述侧边送料机构包括：输送电机5、齿轮传动6、底座7、辅助送料带8，所述输送电机5固连于所述底座7，所述底座7固连于所述工作台1，所述输送电机5的输出轴通过所述齿轮传动6驱动所述辅助送料带8；所述链条输送机构包括：输送链9、异步电机11、同步带传动12，所述异步电机11固连于所述工作台1，所述异步电机11的输出轴通过所述同步带传动12驱动所述输送链9；所述辅助送料带8位于所述链条输送机构的两侧，所述输送链9成水平输送状态，所述辅助送料带8垂直于所述输送链9。

更具体地，所述输送线3还包括：滑轨10，所述滑轨10连接至所述输送链9，所述滑轨10的中间位置留有所述切刀15通过的间隙。

更具体地，所述辅助送料带8为同步带。

更具体地，所述辅助送料带8和输送链9的线速度的大小一样。

更具体地，所述辅助送料带8的材质为橡胶材质，所述输送链9的材质为不锈钢材质。

更具体地，所述辅助送料带8的间隔距离等于槟榔的外径。

更具体地，所述工业相机13采集到槟榔30的外形轮廓后，以所述槟榔30的外形轮廓为依据，规划出下刀线31；所述下刀线31和所述切刀15的刃口相平行，所述下刀线31将所述槟榔30划分为外形体积上接近相等的两个区域。

以下结合图1至5，进一步描述本发明基于数字图像检测的自动化食品加工专用设备的工作原理和工作过程：

本发明基于数字图像检测的自动化食品加工专用设备用于将槟榔30进行对半切，槟榔30倒入至于所述振动盘2中，所述振动盘2将槟榔30进行电磁振动后对槟榔30进行排序并输出至所述输送链9，所述输送链9将槟榔30往所述切割机构4所在方向进行输送，所述辅助送料带8从两侧推动槟榔30继续输送，槟榔30沿所述滑轨10输送至所述切刀15的下部，所述切刀15向下运动将位于所述滑轨10上的槟榔30一分为二切成两半。由于槟榔30具有不规则的外形结构，所述工业相机13位于所述滑轨10的下部，所述工业相机13对槟榔30进行拍照并计算出下刀线31的位置，所述下刀线31将槟榔30按照体积进行对半划分。所述进给电机18驱动所述滑台16运动，所述下刀线30位于所述切刀15的刃口下部。从而使槟榔30可以获取均匀的切割效果，被切割出的两片槟榔果肉具有基本相等的质量。

以下描述所述输送线3的工作过程和工作原理：

所述输送电机5的输出扭矩通过所述齿轮传动6传递到所述辅助送料带8，使所述辅助送料带8运动。所述异步电机11的输出扭矩通过所述同步带传动12传递到所述输送链9，使所述输送链9运动。所述辅助送料带8位于所述输送链9的两侧，所述输送链9成水平输送状态，所述辅助送料带8垂直于所述输送链9。槟榔30置于所述输送链9上，所述输送链9承载槟榔30向所述切割机构4所在方向运动。所述滑轨10连接至所述输送链9，槟榔30由所述输送链9过渡至所述滑轨10中，所述辅助送料带8和输送链9的线速度的大小一样，所述辅助送料带8从槟榔30的侧面对槟榔30提供摩擦力，推动槟榔30向所述切刀15的下部运动。

为了保证两条所述辅助送料带8具有相同的线速度，所述辅助送料带8为同步带。所述滑轨10的中间位置留有所述切刀15通过的间隙，当所述切刀15从上向下运动，沿所述下刀线31切到槟榔30，为了保证一刀切断槟榔30，所述切刀15要对槟榔30实施过切，所述切刀15的刃口进入到所述滑轨10中间的间隙中。

所述辅助送料带8的材质为橡胶材质，可以防止刮花槟榔30的表面。

所述输送链9的材质为不锈钢材质，保证槟榔30传送过程的干净卫生。

以下描述所述切割机构4的工作过程和工作原理：

所述切割电机20固连于所述支架14，所述切割电机20的输出轴通过所述V带传动21连接至所述曲轴22，所述曲轴22活动连接于所述支架14，所述曲轴22通过所述铰链23活动连接至所述一号连杆24的一端。所述杠杆25的一端活动连接至所述一号连杆24的另一端，所述杠杆25的中间位置通过所述中间轴26活动连接于所述支架14。所述切割电机20通过所述V带传动21、一号连杆24驱动所述杠杆25绕所述中间轴26做上下摆动。

所述杠杆25的另一端活动连接至所述二号连杆27，所述二号连杆27活动连接于所述滑块28，所述滑块28活动连接于所述双排导轨29，所述双排导轨29固连于所述支架14，所述滑块28的下部固连有所述切刀15。所述杠杆25驱动所述切刀15在所述滑块28的导向下做直线运动。当槟榔30到达所述切刀15的下方的时候，所述切刀15向下运动，将槟榔30切断。

所述滑台16活动连接于所述直线导轨17，所述支架14固连于所述滑台16，所述进给电机18的输出轴通过联轴器固连于所述丝杆19，所述丝杆19活动连接于所述滑台16。所述进给电机18驱动所述滑台16及切刀15做水平方向上的运动。

所述工业相机13位于所述滑轨10的下部，槟榔30在所述滑轨10上走过，所述工业相机13采集到槟榔30的外形轮廓。控制系统对槟榔30的外形轮廓进行计算后，生成所述下刀线31，所述下刀线31将槟榔30按照体积进行对半划分，所述下刀线31和所述切刀15的刃口相平行，所述下刀线31位于两条所述滑轨10之间。当槟榔30到达所述切刀15的下方后，所述进给电机18驱动所述切刀15做水平方向运动，使所述切刀15位于所述下刀线31的正上方位置，所述切刀15向下运动，将槟榔30切断。

最后，应当指出，以上实施例仅是本发明基于数字图像检测的自动化食品加工专用设备较有代表性的例子。显然，本发明基于数字图像检测的自动化食品加工专用设备不限于上述实施例，还可以有许多变形。凡是依据本发明基于数字图像检测的自动化食品加工专用设备的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均应认为属于本发明基于数字图像检测的自动化食品加工专用设备的保护范围。

Claims (1)

1.一种机器视觉辅助的食品智能化快速切割方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）所述输送电机的输出扭矩通过所述齿轮传动传递到所述辅助送料带，使所述辅助送料带运动；所述异步电机的输出扭矩通过所述同步带传动传递到所述输送链，使所述输送链运动；所述辅助送料带位于所述输送链的两侧，所述输送链成水平输送状态，所述辅助送料带垂直于所述输送链；槟榔置于所述输送链上，所述输送链承载槟榔向所述切割机构所在方向运动；

（2）所述滑轨连接至所述输送链，槟榔由所述输送链过渡至所述滑轨中，所述辅助送料带和输送链的线速度的大小一样，所述辅助送料带从槟榔的侧面对槟榔提供摩擦力，推动槟榔向所述切刀的下部运动；

（3）为了保证两条所述辅助送料带具有相同的线速度，所述辅助送料带为同步带；所述滑轨的中间位置留有所述切刀通过的间隙，当所述切刀从上向下运动，沿所述下刀线切到槟榔，为了保证一刀切断槟榔，所述切刀要对槟榔实施过切，所述切刀的刃口进入到所述滑轨中间的间隙中；

（4）所述工业相机位于所述滑轨的下部，槟榔在所述滑轨上走过，所述工业相机采集到槟榔的外形轮廓；控制系统对槟榔的外形轮廓进行计算后，生成所述下刀线，所述下刀线将槟榔按照体积进行对半划分，所述下刀线和所述切刀的刃口相平行，所述下刀线位于两条所述滑轨之间；

（5）当槟榔到达所述切刀的下方后，所述进给电机驱动所述切刀做水平方向运动，使所述切刀位于所述下刀线的正上方位置，所述切刀向下运动，将槟榔切断。