CN110813960A - 一种智能烟筐清理装置及控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种智能烟筐清理装置及控制方法，视觉检测装置，包括固定机架、光源、镜头、图像处理单元、监视器及通讯单元；光源、镜头、图像处理单元、监视器及通讯单元均设置于固定机架上；图像处理单元与镜头连接；光源、图像处理单元、监视器均通过通讯单元与控制器电信号连接；机器人单元，包括六轴机械手、直线滑轨、清扫毛刷及压缩空气喷嘴；机器人单元与控制器电信号连接；六轴机械手滑动设置于直线滑轨上；清扫毛刷及压缩空气喷嘴均设置六轴机械手的端部。本技术方案实现对烟筐的自动清理，并且使用方便，自动化、智能化程度高，清扫效果比之前大幅改善，降低烟叶原料消耗，同时降低人工的劳动强度。
Description
技术领域
本发明属于烟草制丝生产线辅助设备技术领域，特别是指一种智能烟筐清理装置及控制方法。
背景技术
烟草制丝生产线真空回潮段一般采用钢制烟筐盛装烟叶，以利开包后的烟叶在整个系统中的流转，纸箱烟包开包后经分切装入烟筐或者先装筐后叉分后输送进入真空回潮机，真空回潮处理后再经物流输送至翻箱喂料机，倒料完成后空筐返回进行再次装料。烟片在真空回潮处理后，受到烟包自身重量挤压及增温增湿的作用，烟筐四周内壁及底部烟片表面湿度较大，烟片极易粘附在烟筐四周内壁及底部。为防止烟筐粘附物料串号、混牌、霉变等，需要对烟筐内壁粘附物料进行及时进行清理。
烟筐主体采用透气性较好的不锈钢网板，内衬采用带不沾涂层的金属网，但使用内衬材料仅能在一定程度上解决烟筐粘烟叶的问题，当使用一段时间后，烟筐内壁粘接状况逐渐严重，每年需对带不沾涂层的金属网进行1-2次更换。
目前行业内针对烟筐清扫主要采用以下几种方式：
1、部分卷烟厂采人工逐箱使用压缩空气清吹、刷子刷、刮板刮等清扫方式，保养难度大，工位扬尘严重；
2、另一部分卷烟厂采用批次间或班后集中清扫，由于清扫不及时，烟叶在烟筐中粘结严重，清扫困难，操作工人就会使用暴力清除，这样会损伤烟筐内衬筛网上的不沾涂层，在接下来的使用过程中烟叶的粘结会更加严重，如此形成恶性循环，导致烟筐内衬的使用寿命大幅度降低。
3、还有一部分卷烟厂采用非接触式和固定角度的伸缩臂定位清吹，使用旋转喷头清吹，由于烟筐底部及四周内壁粘接状况差异性较大，难以保证清吹效果。
由于在清理时，在松垛松把机处采用人工清扫，在整体输送过程中效率低，效果不理想，工作强度大，而且在清扫过程中存在很大的安全隐患。
发明内容
本发明的目的是提供一种智能烟筐清理装置及控制方法，以解决现技术烟筐清理效率低，效果不理想，工作强度大，而且在清扫过程中存在很大的安全隐患的问题。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种智能烟筐清理装置，包括：
视觉检测装置，包括固定机架、光源、镜头、图像处理单元、监视器及通讯单元；
所述光源、所述镜头、所述图像处理单元、所述监视器及所述通讯单元均设置于所述固定机架上；
所述图像处理单元与所述镜头连接，用于接收所述镜头的光学信号；
所述光源、所述图像处理单元、所述监视器均通过通讯单元与控制器电信号连接；
机器人单元，包括六轴机械手、直线滑轨、清扫毛刷及压缩空气喷嘴；所述机器人单元与所述控制器电信号连接；
所述六轴机械手滑动设置于所述直线滑轨上；所述清扫毛刷及所述压缩空气喷嘴均设置所述六轴机械手的端部。
所述机器人单元固定于翻箱倒料机的料仓上方。
所述六轴机械手包括装配底座、大臂、小臂及刷头，所述大臂与所述装配底座转动连接，所述大臂与所述小臂转动连接，所述刷头与所述小臂转动连接，所述清扫毛刷安装于所述刷头上。
所述清扫毛刷为以植物为原材料的白棕刷丝。
一种智能烟筐清理的控制方法，使用上述的智能烟筐清理装置，包括以下步骤：
1)在控制器内设置烟筐标准图像及设定烟筐标准图像的阈值；
2)在烟筐进入翻转倾倒烟叶后，烟筐回转第一设定度数，控制器控制光源打开，同时，控制器控制图像处理单元及镜头对所述烟筐进行拍照，并将拍摄的即时图像与所述标准图像进行比对，并判断：
若即时图像在标准图像的阈值内，所述控制器不发送控制信号给机器人单元；
若所述即时图像在所述标准图像的阈值范围外，所述控制器向所述机器人单元发送启动信号；
所述机器人单元退出识别控制模式，并在控制器的控制下运动到指定位置，对烟筐进行清扫；
3)在清扫结束后，压缩空气喷嘴通过气源对烟筐内底部及四周的烟叶进行吹扫，机器人单元返回原位置，烟筐向下翻转第一设定度数，倾倒出清理出的烟叶，烟筐回位准备下一周期。
所述机器人单元根据图像比对情况，确定刷头的旋转工位。
在清扫结束后，还包括对清扫毛刷自身的清洁步骤。
本发明的有益效果是：
本技术方案通过视觉检测装置及机器人单元的配合，实现对烟筐的自动清理，并且使用方便，自动化、智能化程度高，清吹效果比之前大幅改善，降低烟叶原料消耗，同时降低人工的劳动强度。
附图说明
图1为本发明烟筐清理装置结构示意图；
图2为图1的俯视图；
图3为本发明烟筐清理装置另一角度结构示意图。
附图标记说明
1清扫毛刷，2手腕，3烟筐，4压缩空气喷嘴，5小臂，6六轴控制器、7五轴控制器，8四轴控制器，9三轴控制器，10二轴控制器，11一轴控制器，12大臂，13旋转底座，14装配底座，15直线导轨，16固定机架，17图像处理单元，18光源，19镜头。
具体实施方式
以下通过实施例来详细说明本发明的技术方案，以下的实施例仅是示例性的，仅能用来解释和说明本发明的技术方案，而不能解释为是对本发明技术方案的限制。
如图1至3所示，一种智能烟筐清理装置，包括：
视觉检测装置，包括固定机架16、光源18、镜头19、图像处理单元17、监视器及通讯单元；
光源、镜头、图像处理单元、监视器及通讯单元均设置于固定机架上；图像处理单元与镜头连接，用于接收镜头的光学信号；光源、图像处理单元、监视器均通过通讯单元与控制器电信号连接。
机器人单元，包括六轴机械手(由一轴控制器11、二轴控制器10、三轴控制器9、四轴控制器8、五轴控制器7及六轴控制器6组成)、直线滑轨15、清扫毛刷1及压缩空气喷嘴4；机器人单元与控制器电信号连接。
六轴机械手滑动设置于直线滑轨上；清扫毛刷及压缩空气喷嘴均设置六轴机械手的端部。
机器人单元固定于翻箱倒料机的料仓上方。
六轴机械手包括装配底座14、大臂12、小臂5及刷头，大臂与装配底座转动连接，大臂与小臂转动连接，刷头与小臂转动连接，清扫毛刷安装于刷头上。
清扫毛刷为以植物为原材料的白棕刷丝，白棕抗酸碱性能良好，其硬度较为适中，即能满足清扫效果，又不损伤不沾内衬。
压缩空气喷嘴专为真空回潮段周转筐清扫使用，不仅可以吹扫烟筐内衬粘附的烟叶，还可以吹除清扫刷丝上粘附的烟叶，使得清扫毛刷拥有一个自清洁的功能，不仅可以在毛刷清扫烟筐内衬时起到辅助作用，加快附着烟叶的脱落，还可以去除内衬筛网网孔中的堵塞烟末，使内衬筛网拥有一个好的透气效果，进而保证真空回潮机对烟叶进行真空回潮时，达到一个更高的回透率。
本申请还提供一种智能烟筐清理的控制方法，使用上述的智能烟筐清理装置，包括以下步骤：
1)在控制器内设置烟筐标准图像及设定烟筐标准图像的阈值；烟筐标准图像是在烟筐没有使用之初所拍摄的图像；设定烟筐标准图像的阈值是因为当烟筐在使用过程中，在一定的情况下，即虽然也粘附有烟叶，但依然不影响烟筐的正常使用的范围，在此范围内，均可以不进行清扫，即此时的图像用于阈值的比对。
2)在烟筐进入翻转倾倒烟叶后，烟筐回转第一设定度数，在本实施例中，当烟筐翻转至35度时，控制器控制光源打开，为图像拍摄提供足够的光源，同时，控制器控制图像处理单元及镜头对烟筐进行拍照，并将拍摄的即时图像与标准图像进行比对，此处进行比对是在控制器内进行，也可以在图像处理单元进行，根据需要进行设定，并判断：
若即时图像在标准图像的阈值内，控制器不发送控制信号给机器人单元，此时，机器人单元不启动清扫程序，而进行信号识别程序，以随时接收控制器的信号。
若即时图像在标准图像的阈值范围外，此时的烟筐内烟叶较多，网孔有部分阻塞，控制器向机器人单元发送启动信号。
机器人单元退出识别控制模式，并在控制器的控制下运动到指定位置，具体为，六轴机械手通过固定在直线导轨上的装配底座水平行进至烟筐处，通过旋转底座13的横向摆动找位，大臂及小臂伸展找位，手腕2根据视觉图片比对情况，决定刷头的旋转工位，对烟筐进行清扫；即在进行找位过程中，随时将位置图片传递给控制器，以便于同烟筐图像进行比对。
3)在清扫结束后，压缩空气喷嘴通过气源对烟筐内底部及四周的烟叶进行吹扫，机器人单元返回原位置，烟筐向下翻转30度，倾倒出清理出的烟叶，烟筐回位准备下一周期。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变形，本发明的范围由所附权利要求及其等同限定。
Claims (7)
1.一种智能烟筐清理装置，其特征在于，包括：
视觉检测装置，包括固定机架、光源、镜头、图像处理单元、监视器及通讯单元；
所述光源、所述镜头、所述图像处理单元、所述监视器及所述通讯单元均设置于所述固定机架上；
所述图像处理单元与所述镜头连接，用于接收所述镜头的光学信号；
所述光源、所述图像处理单元、所述监视器均通过通讯单元与控制器电信号连接；
机器人单元，包括六轴机械手、直线滑轨、清扫毛刷及压缩空气喷嘴；所述机器人单元与所述控制器电信号连接；
所述六轴机械手滑动设置于所述直线滑轨上；所述清扫毛刷及所述压缩空气喷嘴均设置所述六轴机械手的端部。
2.根据权利要求1所述的智能烟筐清理装置，其特征在于，所述机器人单元固定于翻箱倒料机的料仓上方。
3.根据权利要求1所述的智能烟筐清理装置，其特征在于，所述六轴机械手包括装配底座、大臂、小臂及刷头，所述大臂与所述装配底座转动连接，所述大臂与所述小臂转动连接，所述刷头与所述小臂转动连接，所述清扫毛刷安装于所述刷头上。
4.根据权利要求1所述的智能烟筐清理装置，其特征在于，所述清扫毛刷为以植物为原材料的白棕刷丝。
5.一种智能烟筐清理的控制方法，使用上述权利要求1至4中任一项的智能烟筐清理装置，其特征在于，包括以下步骤：
1)在控制器内设置烟筐标准图像及设定烟筐标准图像的阈值；
2)在烟筐进入翻转倾倒烟叶后，烟筐回转第一设定度数，控制器控制光源打开，同时，控制器控制图像处理单元及镜头对所述烟筐进行拍照，并将拍摄的即时图像与所述标准图像进行比对，并判断：
若即时图像在标准图像的阈值内，所述控制器不发送控制信号给机器人单元；
若所述即时图像在所述标准图像的阈值范围外，所述控制器向所述机器人单元发送启动信号；
所述机器人单元退出识别控制模式，并在控制器的控制下运动到指定位置，对烟筐进行清扫；
3)在清扫结束后，压缩空气喷嘴通过气源对烟筐内底部及四周的烟叶进行吹扫，机器人单元返回原位置，烟筐向下翻转第一设定度数，倾倒出清理出的烟叶，烟筐回位准备下一周期。
6.根据权利要求5所述的智能烟筐清理的控制方法，其特征在于，所述机器人单元根据图像比对情况，确定刷头的旋转工位。
7.根据权利要求5所述的智能烟筐清理的控制方法，其特征在于，在清扫结束后，还包括对清扫毛刷自身的清洁步骤。
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