CN115673568A - 一种人工智能激光加工系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种人工智能激光加工系统，至少包括：激光产生机构，用于产生并发出激光光束；执行机构，通过光线变换机构接收所述激光光束，并汇聚所述激光光束至待切割物的非平整表面；传送机构，具有至少一组承载单元，所述承载单元用于承载待切割物移动，以使其能移动至执行机构的加工区域；本发明实施例提供的人工智能激光加工系统通过设置的排烟机构能够实现对坚果食物切割时产生的吸尘进行吸收并向外导出，以增强切割过程中的环境舒适性，保障了操作人员的工作环境；整体采用传送机构往复输送的方式，极大的提升了切割效率，能够实现不间断的切割作业，激光切割的方式亦能保证切口的平整及统一。

Description

一种人工智能激光加工系统

技术领域

本发明涉及坚果加工技术领域，尤其涉及一种人工智能激光加工系统。

背景技术

目前坚果类食品在深加工过程中存在的一定难题，首当其冲的就是其脱壳问题，由于坚果类实物在其外层具有一坚硬的外壳，因此为了取出果肉，在脱壳前应需要在其外表进行切割操作，以便于后续脱壳作业。

传统的切割方案中，需通过外置的辅助机构对待切割物进行摆放后，再通过固定位置上的激光切割机构进行切割，其存在的问题有：激光切割机构无法移动，不便于在切割过程中灵活的调整切割位置，且传统的激光发射切割一体式结构受体积限制，不便于增大激光切割功率，同时，由于缺少排烟装置，容易对切割物和机器本身造成污染。

发明内容

本发明意在提供一种人工智能激光加工系统，以解决现有技术中存在的不足，本发明要解决的技术问题通过以下技术方案来实现。

一种人工智能激光加工系统，至少包括：

激光产生机构，用于产生并发出激光光束；

执行机构，通过光线变换机构接收所述激光光束，并汇聚所述激光光束至待切割物的非平整表面，所述光线变换机构用于将激光产生机构发射的激光光束折射入执行机构中，以保证激光产生机构及执行机构能够分离工作，以提升切割功率；

传送机构，具有至少一组承载单元，所述承载单元用于承载待切割物移动，以使其能移动至执行机构的加工区域；

机台，用作各机构的安装基础，其中，所述执行机构通过三轴运动机构于所述机台上进行立体空间位移，以形成所述加工区域；

还包括图像获取机构及排烟机构，所述图像获取机构及排烟机构均安装于机台上，所述图像获取机构用于对承载单元上的待切割物进行视觉识别，所述排烟机构用于对承载单元的烟尘进行吸排。

进一步的，所述传送机构包括架设于机台中的输送架，输送架的两端均设置有同轴链轮组件，同轴链轮组件由两组链轮及连接于两组链轮间的同心轴组成，两端的水平两组链轮之间通过链条传动，其中，所述输送架上设置有用于驱动一组同轴链轮组件转动的电机。

进一步的，所述承载单元为蜂窝板，所述蜂窝板的两侧分别与两水平设置的链条相连接，以使该蜂窝板能够跟随链条进行往复移动并翻转，所述输送架上还设置有用于检测承载单元的漫反射光电开关。

进一步的，所述排烟机构包括相连通的风罩及风管，所述风管用于与外部抽风组件相连接，所述风罩位于链条的环状结构中，且其至少位于顶部上开设有开口，其中，所述风罩的长度与蜂窝板的长度相同，且风罩的宽度与输送架的宽度相同。

进一步的，所述风罩的顶部及底部均具有所述开口，以当所述漫反射光电开关检测到承载单元时，所述风罩能够位于上下层叠的两组蜂窝板之间，以通过风罩与两组蜂窝板形成一抽风腔室。

进一步的，所述三轴运动机构包括X向移动机构、Y向移动机构及Z向移动机构，其中，所述X向移动机构滑动连接于Y向移动机构上，所述Z向移动机构滑动连接于X向移动机构上。

进一步的，所述Y向移动机构包括安装于机台上的至少一组滑台，所述X向移动机构为滑动连接于所述滑台上并通过驱动部件Y驱动的横梁，所述Z向移动机构为滑动连接于横梁上并通过驱动部件X驱动的载台，其中，所述载台上设置有驱动部件Z，以通过驱动部件Z控制所述执行机构的下端伸缩。

进一步的，所述激光产生机构包括安装于机台上的至少一组支架，支架中固定安装有激光管，其中，所述激光管的发射端通过光线变换机构与所述执行机构相连接。

进一步的，所述执行机构为安装于Z向移动机构上的聚焦镜；

所述光线变换机构包括至少三组反光镜，三组所述反光镜依次安装于机台的上端面、X向移动机构以及Z向移动机构上，以使激光产生机构产生的激光光束经由三组反光镜折射入聚焦镜中。

进一步的，所述图像获取机构包括架设于机台上的支撑架，所述支撑架上螺纹连接有调节杆，且调节杆的下方可拆卸连接有相机；

所述图像获取机构还包括灯源组件；

所述灯源组件安装于支撑架上，用于对相机的拍摄光线进行补光。

本发明实施例包括以下优点：

本发明实施例提供的人工智能激光加工系统通过设置的排烟机构能够实现对坚果食物切割时产生的吸尘进行吸收并向外导出，以增强切割过程中的环境舒适性，保障了操作人员的工作环境；

其次，整体采用传送机构往复输送的方式，极大的提升了切割效率，能够实现不间断的切割作业，保证切割效率的同时，激光切割的方式亦能保证切口的平整及统一；

再者，本发明中还通过设置灯源组价实现对相机的补光，确保相机能够在光线不足的情况下，对载台机构上的坚果食品做出精准判断，从而提升对智能识别的准确度；

本发明中激光产生机构与执行机构通过光线变换机构进行激光光束的传递，以保证激光产生机构及执行机构能够分离工作，便于提供足够的安装空间用于安装激光产生机构，从而提升激光的切割功率。

附图说明

图1是本发明的立体图；

图2是本发明的激光产生机构结构示意图；

图3是本发明的光线变换机构结构示意图；

图4是本发明的排烟机构结构示意图；

图5是本发明的三轴运动机构结构示意图。

图中：1、激光产生机构；11、支架；12、激光管；2、执行机构；3、传送机构；31、承载单元；32、输送架；33、同轴链轮组件；34、漫反射光电开关；4、机台；5、三轴运动机构；51、Y向移动机构；52、X向移动机构；53、Z向移动机构；6、图像获取机构；61、支撑架；62、相机；63、灯源组件；7、排烟机构；71、风罩；72、风管；8、光线变换机构。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

参照图1-5，一种人工智能激光加工系统，至少包括：

激光产生机构1，用于产生并发出激光光束；

在本实施例中激光产生机构1包括安装于机台4上的至少一组支架11，支架11中固定安装有激光管12，其中，激光管12的发射端通过光线变换机构8与执行机构2相连接，具体的，通过激光管12震荡二氧化碳气体以发射激光，再经由光线变换机构8将激光传导至执行机构2中；

执行机构2，通过光线变换机构8接收激光光束，并汇聚激光光束至待切割物的非平整表面，光线变换机构8用于将激光产生机构1发射的激光光束折射入执行机构2中，以保证激光产生机构1及执行机构2能够分离工作，以提升切割功率；

传送机构3，具有至少一组承载单元31，承载单元31用于承载待切割物移动，以使其能移动至执行机构2的加工区域；

机台4，用作各机构的安装基础，其中，执行机构2通过三轴运动机构5于机台4上进行立体空间位移，以形成加工区域；

还包括图像获取机构6及排烟机构7，图像获取机构6及排烟机构7均安装于机台4上，图像获取机构6用于对承载单元31上的待切割物进行视觉识别，排烟机构7用于对承载单元31的烟尘进行吸排。

本领域技术人员显然知晓，通过在机台4上设置一控制机构与上述的各电器元件进行连接，以实现自动控制，整体的流程为将待切割的坚果食品放置于承载单元31上，当移动至执行机构2的下方时，由图像获取机构6对其进行视觉定位处理，由激光产生机构1发出激光，三轴运动机构5控制执行机构2移动，并将激光一一汇聚于待切割物的表面，从而实现对待切割物的精准切割，而切割产生的烟尘则由排烟机构7向外排出，极大的保证了加工环境。

还有就是说，传送机构3包括架设于机台4中的输送架32，输送架32位于执行机构2的下方，且输送架32的两端均设置有同轴链轮组件33，同轴链轮组件33由两组链轮及连接于两组链轮间的同心轴组成，两端的水平两组链轮之间通过链条传动，其中，输送架32上设置有用于驱动一组同轴链轮组件33转动的电机。

详细来说，承载单元31为蜂窝板，蜂窝板的两侧分别与两水平设置的链条相连接，以使该蜂窝板能够跟随链条进行往复移动并翻转，输送架32上还设置有用于检测承载单元31的漫反射光电开关34，具体的，本实施例中蜂窝板沿链条上下呈偶数对称设计，在蜂窝板的两侧通过开设小孔与链条的链节相连接，在保证传送带正常运行的同时，保持翻板稳固，蜂窝结构设计在加大摩擦系数确保承载稳定的同时，便于排屑、排烟，避免误切割。

再者就是说，本发明中排烟机构7包括相连通的风罩71及风管72，风管72用于与外部抽风组件相连接，风罩71位于链条的环状结构中，且其至少位于顶部上开设有开口，具体的当执行机构2对蜂窝板上的坚果食品进行切割时，其产生的烟尘通过蜂窝板的空隙进入到风罩71中，再经由风管72向外引出，因此极大的保证的操作人员的工作环境以及身心健康，其中，风罩71的长度与蜂窝板的长度相同，且风罩71的宽度与输送架32的宽度相同。

为了实现更优的排烟效果，本发明中风罩的顶部及底部均具有上述开口，以当漫反射光电开关34检测到承载单元时，风罩71能够位于上下层叠的两组蜂窝板之间，以通过风罩71与两组蜂窝板形成一抽风腔室，在本实施例中，采用风罩71上下开口式设计，能够同时对上下的蜂窝板进行抽风，也就是说，当对上方的蜂窝板进行烟尘的抽排同时，可对下方的蜂窝板进行二次清洁，由于上层蜂窝板上的物品在切割完成后即刻移送离开加工区域，因此在蜂窝孔中极易残留细小的颗粒，因此通过二次清洁的方式以对下方蜂窝板中的细小颗粒进行抽出，避免其堵塞蜂窝孔，以在烟尘处理的同时实现对蜂窝板的自清洁操作。

进一步来说，本实施例中三轴运动机构5包括Y向移动机构51、X向移动机构52及Z向移动机构53，其中，X向移动机构52滑动连接于Y向移动机构51上，Z向移动机构53滑动连接于X向移动机构52上。

示例性的，Y向移动机构51包括安装于机台4上的至少一组滑台，X向移动机构52为滑动连接于滑台上并通过驱动部件Y驱动的横梁，在本实施例中滑台设置有两组，横梁的两端通过滑块分别滑动连接于两滑台上，具体的，本实施例中驱动部件为内置于滑台中的带轮及皮带组件，其中，皮带与横梁上的滑块相连接，且两组带轮之间通过连接轴传动，显然的，一组滑台上应固定安装有电机组件，以通过连接轴的动力传递，实现驱动两滑台内的皮带同步转动；

Z向移动机构53为滑动连接于横梁上并通过驱动部件X驱动的载台，如上所述，在本实施例中驱动部件X亦采用内置于横梁中的带轮及皮带组件，并通过电机组件进行驱动，以实现驱动载台于横梁上往复移动；

其中，载台上设置有驱动部件Z，以通过驱动部件Z控制执行机构2的下端伸缩，在本实施例中驱动部件Z设置为通过电机驱动的滚珠丝杠组件，执行机构2的伸缩部分安装于滚珠丝杠组件的安装台上。

更详细的是，本实施例中执行机构2为安装于Z向移动机构53上的聚焦镜，在本实施中，聚焦镜包括固定折光部分及伸缩部分，其中固定折光部分与载台固定连接，且其伸缩部分与滚珠丝杠组件的安装台相固定，以通过滚珠丝杠组件改变聚焦镜的伸缩长度，由固定部分将载台上折光镜的激光传导至伸缩部分中；

光线变换机构8包括至少三组反光镜，三组反光镜依次安装于机台4的上端面、X向移动机构52以及Z向移动机构53上，以使激光产生机构1产生的激光光束经由三组反光镜折射入聚焦镜中，如附图所示，三组反光镜分别安装于机台4、横梁及载台上，且三组反光镜呈九十度夹角设置。

再进一步来说，图像获取机构6包括架设于机台4上的支撑架61，支撑架61上螺纹连接有调节杆，且调节杆的下方可拆卸连接有相机62，在本实施例中通过调节调节杆来调节相机62的高度，以便于将相机62固定与最佳的拍摄位置上，显然本领域技术人员知晓，本实施例中相机62应为工业视觉相机。

为了保证拍摄的准确性，本发明中还包括灯源组件63；

灯源组件63安装于支撑架61上，用于对相机62的拍摄光线进行补光，灯源组件63包括倾斜设置于支撑架61上的两倾斜架，位于倾斜架的下方，安装有多组灯管。

应该指出，上述详细说明都是示例性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语均具有与本申请所属技术领域的普通技术人员的通常理解所相同的含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式。此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的术语在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施方式能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。

此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位，如旋转90度或处于其他方位，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

在上面详细的说明中，参考了附图，附图形成本文的一部分。在附图中，类似的符号典型地确定类似的部件，除非上下文以其他方式指明。在详细的说明书、附图及权利要求书中所描述的图示说明的实施方案不意味是限制性的。在不脱离本文所呈现的主题的精神或范围下，其他实施方案可以被使用，并且可以作其他改变。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种人工智能激光加工系统，其特征在于，至少包括：

激光产生机构，用于产生并发出激光光束；

执行机构，通过光线变换机构接收所述激光光束，并汇聚所述激光光束至待切割物的非平整表面，所述光线变换机构用于将激光产生机构发射的激光光束折射入执行机构中，以保证激光产生机构及执行机构能够分离工作，以提升切割功率；

传送机构，具有至少一组承载单元，所述承载单元用于承载待切割物移动，以使其能移动至执行机构的加工区域；

机台，用作各机构的安装基础，其中，所述执行机构通过三轴运动机构于所述机台上进行立体空间位移，以形成所述加工区域；

还包括图像获取机构及排烟机构，所述图像获取机构及排烟机构均安装于机台上，所述图像获取机构用于对承载单元上的待切割物进行视觉识别，所述排烟机构用于对承载单元的烟尘进行吸排。

2.根据权利要求1所述的一种人工智能激光加工系统，其特征在于；所述传送机构包括架设于机台中的输送架，输送架的两端均设置有同轴链轮组件，同轴链轮组件由两组链轮及连接于两组链轮间的同心轴组成，两端的水平两组链轮之间通过链条传动，其中，所述输送架上设置有用于驱动一组同轴链轮组件转动的电机。

3.根据权利要求2所述的一种人工智能激光加工系统，其特征在于；所述承载单元为蜂窝板，所述蜂窝板的两侧分别与两水平设置的链条相连接，以使该蜂窝板能够跟随链条进行往复移动并翻转，所述输送架上还设置有用于检测承载单元的漫反射光电开关。

4.根据权利要求3所述的一种人工智能激光加工系统，其特征在于；所述排烟机构包括相连通的风罩及风管，所述风管用于与外部抽风组件相连接，所述风罩位于链条的环状结构中，且其至少位于顶部上开设有开口，其中，所述风罩的长度与蜂窝板的长度相同，且风罩的宽度与输送架的宽度相同。

5.根据权利要求4所述的一种人工智能激光加工系统，其特征在于；所述风罩的顶部及底部均具有所述开口，以当所述漫反射光电开关检测到承载单元时，所述风罩能够位于上下层叠的两组蜂窝板之间，以通过风罩与两组蜂窝板形成一抽风腔室。

6.根据权利要求1所述的一种人工智能激光加工系统，其特征在于；所述三轴运动机构包括X向移动机构、Y向移动机构及Z向移动机构，其中，所述X向移动机构滑动连接于Y向移动机构上，所述Z向移动机构滑动连接于X向移动机构上。

7.根据权利要求6所述的一种人工智能激光加工系统，其特征在于；所述Y向移动机构包括安装于机台上的至少一组滑台，所述X向移动机构为滑动连接于所述滑台上并通过驱动部件Y驱动的横梁，所述Z向移动机构为滑动连接于横梁上并通过驱动部件X驱动的载台，其中，所述载台上设置有驱动部件Z，以通过驱动部件Z控制所述执行机构的下端伸缩。

8.根据权利要求7所述的一种人工智能激光加工系统，其特征在于；所述激光产生机构包括安装于机台上的至少一组支架，支架中固定安装有激光管，其中，所述激光管的发射端通过光线变换机构与所述执行机构相连接。

9.根据权利要求8所述的一种人工智能激光加工系统，其特征在于；所述执行机构为安装于Z向移动机构上的聚焦镜；

所述光线变换机构包括至少三组反光镜，三组所述反光镜依次安装于机台的上端面、X向移动机构以及Z向移动机构上，以使激光产生机构产生的激光光束经由三组反光镜折射入聚焦镜中。

10.根据权利要求1所述的一种人工智能激光加工系统，其特征在于；所述图像获取机构包括架设于机台上的支撑架，所述支撑架上螺纹连接有调节杆，且调节杆的下方可拆卸连接有相机；

所述图像获取机构还包括灯源组件；

所述灯源组件安装于支撑架上，用于对相机的拍摄光线进行补光。

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