CN114903185A - 一种食品处理设备及方法 - Google Patents

Abstract

本发明旨在提供一种自动进行削皮去眼以及颜色分选整形的食品处理设备及方法。食品处理设备包括食品旋转驱动机构、第一视觉组件、切削去刺机构以及切片分选模组，食品旋转驱动机构包括旋转平台、第一旋转电机以及推出机构，旋转平台的若干个端部均设置有第二旋转电机，第二旋转电机端部设置有限位件，第一视觉组件和切削去刺机构均与限位件配合，切片分选模组包括导管、切片组件、第二视觉组件以及分选导轨，切片组件设置在导管的底部，分选导轨包括传送带机构以及分选台，切片组件和第二视觉组件均设置在分选台上，分选台上设置有驱动结构，分选台设置在传送带机构上并设置有与若干分选通道对应的若干开合机构。本发明应用于食品加工的技术领域。

Description

一种食品处理设备及方法

技术领域

本发明应用于食品加工的技术领域,特别涉及一种食品处理设备及方法。

背景技术

菠萝由于其果皮不适宜食用，故而在制作成相关食品时需要进行加工处理，其中如罐头在进行加工密封前需要对新鲜食材进行去皮和外形规整，使其形状便于与存放在定制容器中，由于菠萝的形状接近于圆柱形故而在加工处理时往往也会将其处理成圆柱结构。传统的去皮规整通常由人工进行，但人工处理难以保证菠萝食材的形状规整度和大小尺寸一致，不便于储存和自动化处理。

目前也有能够进行菠萝外皮切除进行形状整形的设备，如公告号为CN210672023U的中国专利，其公开了一种菠萝处理机，实现对菠萝食材的去皮和去眼的工序，然而其无法进行菠萝食材的切片、颜色分选以及整形等工序，无法完成菠萝的全自动处理。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供了一种自动进行削皮去眼以及颜色分选整形的食品处理设备及方法。

本发明所采用的技术方案是：本发明包括食品旋转驱动机构、第一视觉组件、切削去刺机构以及切片分选模组，所述食品旋转驱动机构包括旋转平台、第一旋转电机以及推出机构，所述旋转平台的若干个端部均设置有第二旋转电机，所述第二旋转电机端部设置有限位件，所述第一视觉组件和所述切削去刺机构均与所述限位件配合，所述切片分选模组包括导管、切片组件、第二视觉组件以及分选导轨，所述推出机构与所述限位件配合并将食品推动至所述导管中，所述切片组件设置在所述导管的底部，所述分选导轨包括传送带机构以及分选台，所述切片组件和所述第二视觉组件均设置在所述分选台上，所述分选台的两端均转动设置有一对链轮，且位于所述分选台的两端的所述链轮通过运输链传动连接，其中一个所述链轮连接有动力源，两组所述运输链之间连接有若干设置有限位孔的食品限位板，所述传送带机构上设置有若干分选通道，所述分选台设置在所述传送带机构上并设置有与若干所述分选通道对应的若干开合机构。

由上述方案可见，通过所述食品旋转驱动机构实现带动菠萝食材在削皮工位和去刺工位切换，由所述第一旋转电机驱动所述旋转平台转动实现工位的切换，通过所述第二旋转电机带动所述限位件转动，进而驱动菠萝食材旋转。通过所述第一视觉组件进行视觉识别同时配合所述第二旋转电机的伺服数据，进而在对菠萝食材完成削皮后，进行刺眼的视觉检测并匹配对应的转动数据确定食材上的刺眼位置，由所述切削去刺机构根据识别数据将刺眼剔除。通过所述推出机构推动所述限位件上的菠萝食材，使其落入所述导管中通过重力实现切片组件的自动上料。通过采用链传动带动若干食品限位板的方式实现驱动菠萝食材在所述分选台上持续运动，保证运输的准确性和可靠性，同时也便于设置分选结构和其他处理结构。通过所述切片组件与所述导管的底部配合，实现依靠重力自动上料，同时保证切片厚度一致，通过所述第二视觉组件检测菠萝食材的外观以及颜色，进而与系统数据对比判断菠萝的优劣性，通过所述运输链带动所述食品限位板移动实现将切片后的菠萝食材在分选通道上方依次移动，根据对应结果匹配分选通道，由所述开合机构进行菠萝食材的放行落料。所述动力源为驱动电机，所述分选台同一端的一对所述链轮相传动连接。

一个优选方案是，所述切削去刺机构包括双动子直线运动模组、第一直线运动模组和第二直线运动模组，所述第一直线运动模组和所述第二直线运动模组分别设置在所述双动子直线运动模组的两个活动端，且所述第一直线运动模组和所述第二直线运动模组均垂直于所述双动子直线运动模组的长度方向设置，所述第一直线运动模组的活动端设置有第一连接块，所述第一连接块上设置有与所述限位件配合的削刀，所述第二直线运动模组的活动端设置有第一驱动气缸、限位座以及一对相配合的V形切刀块，所述限位座上对称设置有两个与所述V形切刀块配合的限位滑槽，所述限位座固定在所述第二直线运动模组的活动端上，所述第一驱动气缸固定在所述限位座上，所述第一驱动气缸的活动端设置有一对驱动导向块，所述V形切刀块远离刀刃部分的一端与所述驱动导向块上的滑槽限位配合，所述第一视觉组件包括设置在所述第一直线运动模组上方的第一工业相机和平行光源。

由上述方案可见，所述双动子直线运动模组将所述第一直线运动模组和所述第二直线运动模组集成在一个模组上驱动，提高集成度。其中，所述第一直线运动模组用于驱动所述削刀的前进和后退，进而控制切削后菠萝食材的直径。通过所述第二直线运动模组靠近或远离菠萝食材，进而控制去除刺眼时的挖取果肉的量。通过所述第一驱动气缸的一对所述驱动导向块作直线运动，实现驱动一对所述V形切刀块配合挖取刺眼。通过所述限位滑槽对所述V形刀块进行导向限位，进而使一对所述V形切刀块申出并相贴合完成挖取动作。设置所述驱动导向块上的所述滑槽用于将直线的驱动力转换为驱动所述V形切刀块的斜向力。所述第一工业相机用于获取削皮后菠萝食材上的刺眼分布信息，通过所述第二旋转电机驱动菠萝食材转动，使所述第一工业相机获取菠萝食材上所有的刺眼位置，通过所述平行光源用于为所述第一工业相机提供光线，保证检测效果。

进一步的优选方案是，所述限位座远离所述第一驱动气缸的一端设置有与一对所述V形切刀块配合的限位导向块，所述限位导向块的两侧均设置有与一对所述V形切刀块的刀刃部分配合的导向滑槽，所述限位导向块上还设置有与所述V形切刀块的滑杆部分配合阻挡前进的限位槽。

由上述方案可见，所述限位导向块用于与菠萝食材配合实现对位，进行确定挖取位置和深度，同时通过所述导向滑槽为所述V形切刀块的刀刃进行导向，提高运行精度。通过所述限位槽与所述V形切刀块的滑杆部分配合，实现对所述V形切刀块的伸出长度进行限位，防止一对所述V形切刀块的刀刃相互施压导致刀刃损坏。

一个优选方案是，所述限位件包括限位柱以及沿轴向设置在所述限位柱上的限位片，所述限位柱同轴且固定连接在所述第二旋转电机的活动端上，所述限位柱上设置有与所述限位片配合的固定孔，所述限位片的两侧均设置有刀刃部，所述刀刃部远离所述第二旋转电机的一端向所述限位柱偏折并与所述限位柱连接，所述限位柱的端部呈圆锥状。

由上述方案可见，菠萝食材在进行处理前已完成去芯，通过所述限位柱与菠萝食材上去芯后留下的孔配合实现准确定位，同时采用圆锥状的端部结构能够保证快速对位和自动导向，所述限位片用于对菠萝食材进行限位，防止所述第二旋转电机启动后菠萝食材不跟随所述限位柱转动。

一个优选方案是，所述导管呈L字形，所述导管的两个直线滑槽之间设置有弧形滑槽，所述推出机构包括第三直线运动模组、伸出气缸以及U形推片，所述第三直线运动模组沿水平方向设置且平行于所述导管顶部的直线滑槽，所述伸出气缸设置在所述第三直线运动模组的活动端且垂直于所述第三直运动模组的长度方向，所述U形推片设置在所述伸出气缸的活动端，所述U形推片的U形开槽与所述限位件配合，所述切片组件包括设置有通行孔的安装面板、切刀以及第二驱动气缸，所述安装面板固定在所述导管底部的直线滑槽出口，所述安装面板的底部设置有与所述通行孔同轴的限位管，所述切刀通过滑动座滑动配合在所述安装面板的底部并与所述限位管配合，所述第二驱动气缸固定在所述安装面板的底部，且所述第二驱动气缸的活动端与所述滑动座连接。

由上述方案可见，通过在所述导管上设置所述弧形滑槽使菠萝食材能够在重力作用下自动下滑，同时由所述导管的下段对菠萝食材进行竖直导向，进而保证切片效果。通过所述伸出气缸实现控制所述U形推片的伸出缩回，由所述第三直线运动模组驱动所述U形推片沿所述限位件的轴向运动，实现伸出时将菠萝食材从所述限位件上推至所述导管。所述限位管用于对菠萝食材进行限位，同时与所述切刀配合实现对菠萝食材的切片作业，在重力作用下菠萝食材自动落入所述食品限位板的限位孔中，由所述切刀进行剪切，再由所述食品限位板将菠萝片移走，实现每个菠萝片的厚度基本保持一致。

一个优选方案是，所述第二视觉组件包括第二工业相机、升降滑台以及升降杆，所述第二工业相机固定在所述分选台的上方，所述升降滑台固定在所述分选台的一侧，所述升降杆通过连接架与所述升降滑台的活动端相连接，所述分选台上设置有与所述升降杆配合的阶梯孔，所述阶梯孔为上宽下窄结构，所述阶梯孔的最大直径小于削皮后的食品直径，所述阶梯孔的上段设置活动承接块，所述活动承接块的圆心设置有与所述升降杆相适配的导孔，所述升降杆上设置有与所述活动承接块配合的支撑台，所述支撑台的外径小于所述阶梯孔的下段直径。

由上述方案可见，所述第二工业相机用于检测获取切片后的菠萝食材的外观和颜色，进而判断是否适合加工装罐储存。通过上宽下窄的所述阶梯孔实现承接所述活动承接块，避免食材从所述阶梯孔掉落，通过设置所述升降杆对菠萝片的去芯开孔进行定位，进而保证检测时菠萝片的位置保持恒定，更容易识别出菠萝片的边缘状态。通过所述支撑台进行所述活动承接块的抬升和放下，实现驱动菠萝片的升降。

一个优选方案是，所述分选台上还设置有冲切机构，所述冲切机构包括安装板、下压气缸、对中柱、按压筒、环形切刀、固定筒以及支撑组件，所述安装板固定在所述分选台上方，所述下压气缸固定在所述安装板上方，所述固定筒固定在所述安装板的下端面，所述对中柱连接在所述下压气缸的活动端上并穿过所述固定筒，所述环形切刀套设在所述固定筒外侧并通过若干第一压缩弹簧与所述固定筒浮动配合，所述按压筒套设在所述环形切刀的外侧并通过若干第二压缩弹簧与所环形切刀浮动配合，所述对中柱上设置有若干穿过所述安装板与所述按压筒配合的下压柱，所述支撑组件设置在所述分选台上，所述对中柱与所述支撑组件配合对食品进行对中，所述按压筒与所述支撑组件配合将冲切的边料压碎排出。

由上述方案可见，通过设置冲切机构对所述第二视觉组件检测后判定外形不规整的菠萝片进行整形，进而使其形状更规整。所述下压气缸用于带动所述对中柱下压，所述对中柱穿过所述固定筒后对菠萝片的去芯孔进行定位导向，进而使其与所述对中柱同轴。所述环形切刀通过所述第一压缩弹簧与所述固定筒配合获得向上的力，同理所述按压筒通过第二压缩弹簧与所述环形切刀配合获得向上的力，进而实现保持紧贴所述安装板的状态。通过所述对中柱上设置的下压柱驱动所述按压筒，使所述按压筒和所述环形切刀向下运动进行菠萝片的整形，所述环形切刀进行菠萝片边缘的裁切，所述按压筒将裁切出的多余边缘按压至所述支撑组件，并通过所述支撑组件将边料切碎排出，

进一步的优选方案是，所述支撑组件包括支撑环和内限位盘，所述支撑环固定设置在所述分选台的限位阶梯孔上，所述限位阶梯孔位于其中一组所述分选通道上方，所述内限位盘通过若干连接刀片与所述支撑环相连接，所述内限位盘与所述支撑环同轴设置，所述内限位盘的圆心设置有与所述对中柱相适配的通孔，所述内限位盘的外缘与所述环形切刀相适配，所述按压筒与若干所述连接刀片相配合。

由上述方案可见，通过所述内限位盘对菠萝片的主体进行支撑，同时所述内限位盘的外缘与所述环形切刀配合进行裁切，所述按压筒下压时间边料压至若干所述连接刀片，通过若干所述连接刀片将边料切碎后排入下方的废料通道中。

一个优选方案是，所述开合机构包括一对开合板以及一对开合气缸，一对所述开合气缸对称设置在所述分选台的落料孔处，一对所述开合板分别设置在两组所述开合气缸的活动端上，一对所述开合板配合进行所述落料孔的遮挡或打开。

所述食品处理方法包括以下步骤：

步骤1、首先，由作业人员或自动化设备对原始的菠萝食材进行初步处理，进行头尾切除、初步去除果皮以及对中去除菠萝果芯，完成切除后的菠萝食材呈近圆柱状且中部开设有去芯孔；

步骤2、由人工或搬运设备驱动菠萝食材插入所述限位件，所述第二旋转电机带动所述限位件高速转动，高速转动过程中所述切削去刺机构的削刀在运动模组的驱动下伸出，并对菠萝食材的外侧进行切削，切除残留的果皮并使菠萝食材的外部直径基本一致；

步骤3、完成切削后所述第二旋转电机切换为低速转动，此时所述第一视觉组件获取菠萝食材外侧外观，并定位生成对应的刺眼位置数据，同时将刺眼位置数据与所述第二旋转电机的伺服转动参数相匹配，生成当前菠萝食材的去刺工序数据；

步骤4、当所述第一旋转电机驱动所述旋转平台转动并使该菠萝食材位于去刺工位时，所述切削去刺机构的去刺机构根据去刺工序数据移动位置，所述第二旋转电机则匹配相应的伺服参数转动至相应的位置，由去刺机构进行刺眼去除作业；

步骤5、完成全部刺眼去除后，所述推出机构伸出并将所述限位件上的菠萝食材推入所述导管中，菠萝食材在重力的作用下滑动至所述导管的底部并保持垂直状态；

步骤6、所述切片组件的切刀移开后，菠萝食材在重力的作用下下落并与所述分选台接触，同时菠萝食材的下端位于一个所述食品限位板的限位孔中，所述切片组件启动对菠萝食材进行切片后，形成一菠萝片且厚度等同于所述切片组件与所述分选台的间距；

步骤7、完成切片后，所述链轮在动力源的驱动下带动所述食品限位板移动，使菠萝片移动至所述第二视觉组件，所述第二视觉组件检测菠萝片的颜色以及外观边缘，同时根据检测结果分配分选通道；

步骤8、完成分配后，当所述食品限位板移动至对应的分选通道时，所述开合机构打开使菠萝片掉落，由所述传送带机构带动菠萝片分选至对应的收集盒中。

附图说明

图1是本发明的立体结构示意图；

图2是所述食品旋转驱动机构、所述第一视觉组件以及所述切削去刺机构的立体结构示意图；

图3是所述食品旋转驱动机构的分解结构示意图；

图4是所述切削去刺机构的分解结构示意图；

图5是所述切片分选模组的立体结构示意图；

图6是所述切片组件的立体结构示意图；

图7是所述第二视觉组件第一工作状态的剖视图；

图8是所述第二视觉组件第二工作状态的剖视图；

图9是所述冲切机构的立体结构示意图；

图10是所述冲切机构的剖视图；

图11是所述开合机构的分解结构示意图。

具体实施方式

如图1至图11所示，在本实施例中，本发明包括机架、食品旋转驱动机构1、第一视觉组件2、切削去刺机构3以及切片分选模组4，所述食品旋转驱动机构1包括第一导向滑轨、旋转平台101、第一旋转电机102以及推出机构103，所述第一导向滑轨设置在所述第一旋转电机102远离所述切片分选模组4的一侧，所述第一导向滑轨用于对初步处理后的菠萝食材的进行导向，便于对接，所述旋转平台101呈十字形，所述旋转平台101的四个端部均设置有第二旋转电机104，所述第二旋转电机104端部设置有限位件105，所述第一视觉组件2和所述切削去刺机构3均与所述限位件105配合，所述切片分选模组4包括导管401、切片组件402、第二视觉组件403以及分选导轨404，所述推出机构103与所述限位件105配合并将食品推动至所述导管401中，所述切片组件402设置在所述导管401的底部，所述分选导轨404包括传送带机构405以及分选台406，所述切片组件402和所述第二视觉组件403均设置在所述分选台406上，所述分选台406的两端均转动设置有一对链轮407，且位于所述分选台406的两端的所述链轮407通过运输链408传动连接，其中一个所述链轮407连接有动力源，两组所述运输链408之间连接有若干设置有限位孔的食品限位板409，所述传送带机构405上设置有至少五条分选通道，所述分选台406设置在所述传送带机构405上并设置有与所述分选通道对应的至少四组开合机构410。

在本实施例中，所述机架上设置有两组隔箱，所述食品旋转驱动机构1设置在一组所述隔箱内，所述第一视觉组件2和所述切削去刺机构3设置在另一组所述隔箱内，所述隔箱上对应设置有供动作机构通行的开口。所述隔箱用于阻挡飞屑，防止飞屑影响机械结构的寿命。所述旋转平台101位于两组所述隔箱之间，所述导向滑轨设置在所述机架上。所述机架上还设置有废料回收箱，所述废料回收箱位于所述旋转平台101下方，所述废料回收箱的底部设置有导向斜面，便于废料向出口方向滑落，容易清洁。

在本实施例中，所述切削去刺机构3包括双动子直线运动模组301、第一直线运动模组302和第二直线运动模组303，所述第一直线运动模组302和所述第二直线运动模组303分别设置在所述双动子直线运动模组301的两个活动端，且所述第一直线运动模组302和所述第二直线运动模组303均垂直于所述双动子直线运动模组301的长度方向设置，所述第一直线运动模组302的活动端设置有第一连接块304，所述第一连接块304上设置有与所述限位件105配合的削刀305，所述第二直线运动模组303的活动端设置有第一驱动气缸306、限位座307以及一对相配合的V形切刀块308，所述限位座307上对称设置有两个与所述V形切刀块308配合的限位滑槽，所述限位座307固定在所述第二直线运动模组303的活动端上，所述第一驱动气缸306固定在所述限位座307上，所述第一驱动气缸306的活动端设置有一对驱动导向块309，所述V形切刀块308远离刀刃部分的一端通过导销与所述驱动导向块309上的滑槽限位配合，所述第一视觉组件2包括设置在所述第一直线运动模组302上方的第一工业相机201和平行光源202。所述第一直线运动模组302和所述第二直线运动模组303均为直线电机。

在本实施例中，所述限位座307远离所述第一驱动气缸306的一端设置有与一对所述V形切刀块308配合的限位导向块310，所述限位导向块310的两侧均设置有与一对所述V形切刀块308的刀刃部分配合的导向滑槽，所述限位导向块310上还设置有与所述V形切刀块308的滑杆部分配合阻挡前进的限位槽。

所述限位件105包括限位柱106以及沿轴向设置在所述限位柱106上的限位片107，所述限位柱106同轴且固定连接在所述第二旋转电机104的活动端上，所述限位柱106上设置有与所述限位片107配合的固定孔，所述限位片107的两侧均设置有刀刃部，所述刀刃部远离所述第二旋转电机104的一端向所述限位柱106偏折并与所述限位柱106连接，所述限位柱106的端部呈圆锥状。

在本实施例中，所述导管401呈L字形，所述导管401的两个直线滑槽之间设置有弧形滑槽。所述导管401和所述旋转平台101之间还设置有第二导向滑轨，所述第二导向滑轨与所述导管401对接，所述第二导向滑轨用于辅助导向，使菠萝食材更容易滑入所述导管401中。所述推出机构103包括第三直线运动模组108、伸出气缸109以及U形推片110，所述第三直线运动模组108沿水平方向设置且平行于所述导管401顶部的直线滑槽，所述伸出气缸109设置在所述第三直线运动模组108的活动端且垂直于所述第三直运动模组的长度方向，所述U形推片110设置在所述伸出气缸109的活动端，所述U形推片110的U形开槽与所述限位件105配合，所述切片组件402包括设置有通行孔的安装面板411、斜切刀412以及第二驱动气缸413，所述安装面板411固定在所述导管401底部的直线滑槽出口，所述安装面板411的底部设置有与所述通行孔同轴的限位管414，所述斜切刀412通过滑动座415滑动配合在所述安装面板411的底部并与所述限位管414配合，所述第二驱动气缸413固定在所述安装面板411的底部，且所述第二驱动气缸413的活动端与所述滑动座415连接。

在本实施例中，所述第二视觉组件403包括第二工业相机416、升降滑台417以及升降杆418，所述第二工业相机416固定在所述分选台406的上方，所述升降滑台417固定在所述分选台406的一侧，所述升降杆418通过连接架与所述升降滑台417的活动端相连接，所述分选台406上设置有与所述升降杆418配合的阶梯孔，所述阶梯孔为上宽下窄结构，所述阶梯孔的最大直径小于削皮后的食品直径，所述阶梯孔的上段设置活动承接块419，所述活动承接块419的圆心设置有与所述升降杆418相适配的导孔，所述升降杆418上设置有与所述活动承接块419配合的支撑台420，所述支撑台420的外径小于所述阶梯孔的下段直径。所述第二视觉组件403还包括支撑架421和环形光源422，所述第二工业相机416和所述升降滑台417均固定连接在所述支撑架421上，所述环形光源422通过所述支撑架421固定在所述第二工业相机416与所述阶梯孔之间。

在本实施例中，所述分选台406上还设置有冲切机构，所述冲切机构包括安装板423、下压气缸424、对中柱425、按压筒426、环形切刀427、固定筒428以及支撑组件，所述安装板423固定在所述分选台406上方，所述下压气缸424固定在所述安装板423上方，所述固定筒428固定在所述安装板423的下端面，所述对中柱425连接在所述下压气缸424的活动端上并穿过所述固定筒428，所述环形切刀427套设在所述固定筒428外侧并通过若干第一压缩弹簧与所述固定筒428浮动配合，所述固定筒428的下端设置有与所述第一压缩弹簧配合的支撑面，所述按压筒426套设在所述环形切刀427的外侧并通过若干第二压缩弹簧与所环形切刀427浮动配合，所述对中柱425上设置有若干穿过所述安装板423与所述按压筒426配合的下压柱434，所述支撑组件设置在所述分选台406上，所述对中柱425与所述支撑组件配合对食品进行对中，所述按压筒426与所述支撑组件配合将冲切的边料压碎排出。

在本实施例中，所述支撑组件包括支撑环429和内限位盘430，所述支撑环429固定设置在所述分选台406的限位阶梯孔上，所述限位阶梯孔位于其中一组所述分选通道上方，所述内限位盘430通过若干连接刀片431与所述支撑环429相连接，所述内限位盘430与所述支撑环429同轴设置，所述内限位盘430的圆心设置有与所述对中柱425相适配的通孔，所述内限位盘430的外缘与所述环形切刀427相适配，所述按压筒426与若干所述连接刀片431相配合。

在本实施例中，所述开合机构410包括一对开合板432以及一对开合气缸433，一对所述开合气缸433对称设置在所述分选台406的落料孔处，一对所述开合板432分别设置在两组所述开合气缸433的活动端上，一对所述开合板432配合进行所述落料孔的遮挡或打开。

在本实施例中，所述传送带机构405上设置有若干挡板，若干所述挡板均与所述传送带机构405的运动方向平行，通过相邻的两块所述挡板隔出所述分选通道。

所述食品处理方法包括以下步骤：

步骤1、首先，由作业人员或自动化设备对原始的菠萝食材进行初步处理，进行头尾切除、初步去除果皮以及对中去除菠萝果芯，完成切除后的菠萝食材呈近圆柱状且中部开设有去芯孔；

步骤2、由人工或搬运设备驱动菠萝食材插入所述限位件105并通过所述限位片107进行限位，所述第二旋转电机104带动所述限位件105高速转动，高速转动过程中，所述第一直线运动模组302带动所述削刀305伸出与菠萝食材外侧接触并进行切削整形，通过控制所述第一直线运动模组302的伸出长度实现控制切削深度，所述双动子直线运动模组301带动所述削刀305沿菠萝食材的轴向运动实现对外表面进行切削并保持整体外径一致；

步骤3、完成切削后所述第二旋转电机104切换为低速转动，此时所述平行光源202开启提供光线，所述第一工业相机201获取菠萝食材外侧外观，并定位生成对应的刺眼位置数据，同时将刺眼位置数据与所述第二旋转电机104的伺服转动参数相匹配，生成当前菠萝食材的去刺工序数据，其中去刺工序数据包括所述第二旋转电机104旋转一周后生成的若干组刺眼坐标位置以及刺眼大小信息，坐标位置包括横坐标和纵坐标，刺眼大小信息包括所述第一工业相机201拍摄时识别出刺眼对应像素所构成的阴影区域的最大长度和最大宽度；

步骤4、当所述第一旋转电机102驱动所述旋转平台101转动并使该菠萝食材位于去刺工位时，所述双动子直线运动模组301带动所述第二直线运动模组303移动至对应刺眼横坐标位置，所述第二旋转电机104则匹配转动菠萝食材至对应的纵坐标位置，所述第二直线运动模组303则根据刺眼大小信息改变进给量，进而调整挖取大小，通过调整挖取大小实现改变挖取果肉的量，实现尽可能的保证果肉的完整性；

步骤5、完成全部刺眼去除后，所述伸出气缸109伸出使所述U形推片110伸入菠萝食材与所述第二旋转电机104之间，所述第三直线运动模组108向所述导管401方向运动，进而将菠萝食材推入所述导管401中，菠萝食材在重力的作用下滑动至所述导管401的底部并保持垂直状态；

步骤6、菠萝食材在重力的作用下下落并与所述分选台406接触，此时所述斜切刀412处于移开状态，同时菠萝食材的下端位于一个所述食品限位板409的限位孔中，所述第二驱动气缸413启动后带动所述斜切刀412对菠萝食材进行切片，剪切后形成一菠萝片且厚度等同于所述切片组件402与所述分选台406的间距，待菠萝片在所述食品限位板409驱动下挪开后，所述斜切刀412才复位回移开状态，进而防止菠萝片未置于下一所述食品限位板409中；

步骤7、完成切片后，所述链轮407在动力源的驱动下带动所述食品限位板409移动，使菠萝片移动至所述第二视觉组件403，所述升降滑台417带动所述升降杆418升起，所述升降杆418插入去芯孔实现对菠萝片进行自动导向，同时所述支撑台420升起并与所述活动承接块419接触，推动所述活动承接块419抬升，使位于所述活动承接块419上的菠萝片升起并靠近所述第二工业相机416，所述环形光源422提供光线照亮菠萝片，所述第二工业相机416检测菠萝片的颜色以及外观边缘，同时根据检测结果分配分选通道，通过检测颜色判断果肉的状态和质量，主要需要区分果肉为黄色还是白色；

步骤8、获取分配结果后，当所述食品限位板409移动至对应的分选通道时，所述开合机构410打开使菠萝片掉落，其中第一组分选通道为黄色果肉，第二组分选通道为白色果肉，第三组分选通道为冲切边缘后的果肉，第四组分选通道为不合格果肉，通过所述开合机构410使菠萝片竖直落下防止变形碎裂等，由所述传送带机构405带动菠萝片分选至对应的收集盒中；

步骤9、所述步骤7中检测果肉状态和质量的同时检测果肉边缘的完整性，如存在破损较为严重或还残留有刺眼的果肉则通过所述冲切机构将果肉的边缘进行裁切，将破损或残留有刺眼的部分切除。

Claims (10)

1.一种食品处理设备，其特征在于：它包括食品旋转驱动机构（1）、第一视觉组件（2）、切削去刺机构（3）以及切片分选模组（4），所述食品旋转驱动机构（1）包括旋转平台（101）、第一旋转电机（102）以及推出机构（103），所述旋转平台（101）的若干个端部均设置有第二旋转电机（104），所述第二旋转电机（104）端部设置有限位件（105），所述第一视觉组件（2）和所述切削去刺机构（3）均与所述限位件（105）配合，所述切片分选模组（4）包括导管（401）、切片组件（402）、第二视觉组件（403）以及分选导轨（404），所述推出机构（103）与所述限位件（105）配合并将食品推动至所述导管（401）中，所述切片组件（402）设置在所述导管（401）的底部，所述分选导轨（404）包括传送带机构（405）以及分选台（406），所述切片组件（402）和所述第二视觉组件（403）均设置在所述分选台（406）上，所述分选台（406）的两端均转动设置有一对链轮（407），且位于所述分选台（406）的两端的所述链轮（407）通过运输链（408）传动连接，其中一个所述链轮（407）连接有动力源，两组所述运输链（408）之间连接有若干设置有限位孔的食品限位板（409），所述传送带机构（405）上设置有若干分选通道，所述分选台（406）设置在所述传送带机构（405）上并设置有与若干所述分选通道对应的若干开合机构（410）。

2.根据权利要求1所述的一种食品处理设备，其特征在于：所述切削去刺机构（3）包括双动子直线运动模组（301）、第一直线运动模组（302）和第二直线运动模组（303），所述第一直线运动模组（302）和所述第二直线运动模组（303）分别设置在所述双动子直线运动模组（301）的两个活动端，且所述第一直线运动模组（302）和所述第二直线运动模组（303）均垂直于所述双动子直线运动模组（301）的长度方向设置，所述第一直线运动模组（302）的活动端设置有第一连接块（304），所述第一连接块（304）上设置有与所述限位件（105）配合的削刀（305），所述第二直线运动模组（303）的活动端设置有第一驱动气缸（306）、限位座（307）以及一对相配合的V形切刀块（308），所述限位座（307）上对称设置有两个与所述V形切刀块（308）配合的限位滑槽，所述限位座（307）固定在所述第二直线运动模组（303）的活动端上，所述第一驱动气缸（306）固定在所述限位座（307）上，所述第一驱动气缸（306）的活动端设置有一对驱动导向块（309），所述V形切刀块（308）远离刀刃部分的一端与所述驱动导向块（309）上的滑槽限位配合，所述第一视觉组件（2）包括设置在所述第一直线运动模组（302）上方的第一工业相机（201）和平行光源（202）。

3.根据权利要求2所述的一种食品处理设备，其特征在于：所述限位座（307）远离所述第一驱动气缸（306）的一端设置有与一对所述V形切刀块（308）配合的限位导向块（310），所述限位导向块（310）的两侧均设置有与一对所述V形切刀块（308）的刀刃部分配合的导向滑槽，所述限位导向块（310）上还设置有与所述V形切刀块（308）的滑杆部分配合阻挡前进的限位槽。

4.根据权利要求1所述的一种食品处理设备，其特征在于：所述限位件（105）包括限位柱（106）以及沿轴向设置在所述限位柱（106）上的限位片（107），所述限位柱（106）同轴且固定连接在所述第二旋转电机（104）的活动端上，所述限位柱（106）上设置有与所述限位片（107）配合的固定孔，所述限位片（107）的两侧均设置有刀刃部，所述刀刃部远离所述第二旋转电机（104）的一端向所述限位柱（106）偏折并与所述限位柱（106）连接，所述限位柱（106）的端部呈圆锥状。

5.根据权利要求1所述的一种食品处理设备，其特征在于：所述导管（401）呈L字形，所述导管（401）的两个直线滑槽之间设置有弧形滑槽，所述推出机构（103）包括第三直线运动模组（108）、伸出气缸（109）以及U形推片（110），所述第三直线运动模组（108）沿水平方向设置且平行于所述导管（401）顶部的直线滑槽，所述伸出气缸（109）设置在所述第三直线运动模组（108）的活动端且垂直于所述第三直运动模组的长度方向，所述U形推片（110）设置在所述伸出气缸（109）的活动端，所述U形推片（110）的U形开槽与所述限位件（105）配合，所述切片组件（402）包括设置有通行孔的安装面板（411）、斜切刀（412）以及第二驱动气缸（413），所述安装面板（411）固定在所述导管（401）底部的直线滑槽出口，所述安装面板（411）的底部设置有与所述通行孔同轴的限位管（414），所述斜切刀（412）通过滑动座（415）滑动配合在所述安装面板（411）的底部并与所述限位管（414）配合，所述第二驱动气缸（413）固定在所述安装面板（411）的底部，且所述第二驱动气缸（413）的活动端与所述滑动座（415）连接。

6.根据权利要求1所述的一种食品处理设备，其特征在于：所述第二视觉组件（403）包括第二工业相机（416）、升降滑台（417）以及升降杆（418），所述第二工业相机（416）固定在所述分选台（406）的上方，所述升降滑台（417）固定在所述分选台（406）的一侧，所述升降杆（418）通过连接架与所述升降滑台（417）的活动端相连接，所述分选台（406）上设置有与所述升降杆（418）配合的阶梯孔，所述阶梯孔为上宽下窄结构，所述阶梯孔的最大直径小于削皮后的食品直径，所述阶梯孔的上段设置活动承接块（419），所述活动承接块（419）的圆心设置有与所述升降杆（418）相适配的导孔，所述升降杆（418）上设置有与所述活动承接块（419）配合的支撑台（420），所述支撑台（420）的外径小于所述阶梯孔的下段直径。

7.根据权利要求1所述的一种食品处理设备，其特征在于：所述分选台（406）上还设置有冲切机构，所述冲切机构包括安装板（423）、下压气缸（424）、对中柱（425）、按压筒（426）、环形切刀（427）、固定筒（428）以及支撑组件，所述安装板（423）固定在所述分选台（406）上方，所述下压气缸（424）固定在所述安装板（423）上方，所述固定筒（428）固定在所述安装板（423）的下端面，所述对中柱（425）连接在所述下压气缸（424）的活动端上并穿过所述固定筒（428），所述环形切刀（427）套设在所述固定筒（428）外侧并通过若干第一压缩弹簧与所述固定筒（428）浮动配合，所述按压筒（426）套设在所述环形切刀（427）的外侧并通过若干第二压缩弹簧与所环形切刀（427）浮动配合，所述对中柱（425）上设置有若干穿过所述安装板（423）与所述按压筒（426）配合的下压柱，所述支撑组件设置在所述分选台（406）上，所述对中柱（425）与所述支撑组件配合对食品进行对中，所述按压筒（426）与所述支撑组件配合将冲切的边料压碎排出。

8.根据权利要求7所述的一种食品处理设备，其特征在于：所述支撑组件包括支撑环（429）和内限位盘（430），所述支撑环（429）固定设置在所述分选台（406）的限位阶梯孔上，所述限位阶梯孔位于其中一组所述分选通道上方，所述内限位盘（430）通过若干连接刀片（431）与所述支撑环（429）相连接，所述内限位盘（430）与所述支撑环（429）同轴设置，所述内限位盘（430）的圆心设置有与所述对中柱（425）相适配的通孔，所述内限位盘（430）的外缘与所述环形切刀（427）相适配，所述按压筒（426）与若干所述连接刀片（431）相配合。

9.根据权利要求1所述的一种食品处理设备，其特征在于：所述开合机构（410）包括一对开合板（432）以及一对开合气缸（433），一对所述开合气缸（433）对称设置在所述分选台（406）的落料孔处，一对所述开合板（432）分别设置在两组所述开合气缸（433）的活动端上，一对所述开合板（432）配合进行所述落料孔的遮挡或打开。

10.一种食品处理方法，它通过如权利要求1所述的一种食品处理设备实现，其特征在于，它包括以下步骤：

步骤1、首先，由作业人员或自动化设备对原始的菠萝食材进行初步处理，进行头尾切除、初步去除果皮以及对中去除菠萝果芯，完成切除后的菠萝食材呈近圆柱状且中部开设有去芯孔；

步骤2、由人工或搬运设备驱动菠萝食材插入所述限位件（105），所述第二旋转电机（104）带动所述限位件（105）高速转动，高速转动过程中所述切削去刺机构（3）的削刀在运动模组的驱动下伸出，并对菠萝食材的外侧进行切削，切除残留的果皮并使菠萝食材的外部直径基本一致；

步骤3、完成切削后所述第二旋转电机（104）切换为低速转动，此时所述第一视觉组件（2）获取菠萝食材外侧外观，并定位生成对应的刺眼位置数据，同时将刺眼位置数据与所述第二旋转电机（104）的伺服转动参数相匹配，生成当前菠萝食材的去刺工序数据；

步骤4、当所述第一旋转电机（102）驱动所述旋转平台（101）转动并使该菠萝食材位于去刺工位时，所述切削去刺机构（3）的去刺机构根据去刺工序数据移动位置，所述第二旋转电机（104）则匹配相应的伺服参数转动至相应的位置，由去刺机构进行刺眼去除作业；

步骤5、完成全部刺眼去除后，所述推出机构（103）伸出并将所述限位件（105）上的菠萝食材推入所述导管（401）中，菠萝食材在重力的作用下滑动至所述导管（401）的底部并保持垂直状态；

步骤6、所述切片组件（402）的切刀移开后，菠萝食材在重力的作用下下落并与所述分选台（406）接触，同时菠萝食材的下端位于一个所述食品限位板（409）的限位孔中，所述切片组件（402）启动对菠萝食材进行切片后，形成一菠萝片且厚度等同于所述切片组件（402）与所述分选台（406）的间距；

步骤7、完成切片后，所述链轮（407）在动力源的驱动下带动所述食品限位板（409）移动，使菠萝片移动至所述第二视觉组件（403），所述第二视觉组件检测菠萝片的颜色以及外观边缘，同时根据检测结果分配分选通道；

步骤8、完成分配后，当所述食品限位板（409）移动至对应的分选通道时，所述开合机构（410）打开使菠萝片掉落，由所述传送带机构（405）带动菠萝片分选至对应的收集盒中。

Images