烟叶复烤上料工序上料单元分离套件的制作方法

本实用新型涉及烟叶烘烤相关技术领域，特别是一种烟叶复烤上料工序上料单元分离套件。

背景技术：

烟叶复烤是卷烟厂常见的烟叶处理工序，是对待复烤烟叶再依次烘烤加工的过程，其主要目的是调整烟叶水分，防止霉变，便于烟叶存储。

目前，卷烟厂的烟叶复烤工序的上料操作大多采用人工完成，具体流程如下：首先由操作员在放有待烘烤烟叶的料框里抓取一把烟叶，作为一个上料单元，再将整个上料单元进行抖动，以将粘连的叶片分离开，最后将上料单元平铺在复烤设备的传送带上，即完成烟叶复考的上料操作。

但在实际操作过程中，存在以下几点问题：1、上料单元的大小完全由操作工的主观判断决定，存在较大的随机性和不确定性，有可能出现一把上料单元中的烟叶数量过少，而降低了烟叶复烤的效率，也有可能出现一把上料单元中的烟叶数量过多，导致抖动操作难以将部分粘连的叶片分离开，进而导致后续烘烤不到位的情况；2、操作工需要长时间持续的重复抓料、抖料、铺料的操作过程，劳动强度大；3、人工上料的节拍完全是由操作工自行把控，难以做到以稳定的时间间隔持续上料。

为解决上述人工上料存在的不足之处，设计一款烟叶复烤上料系统就显得非常有必要。所述的烟叶复烤上料系统可先由人工将烟叶整理成逐层叠放在料框中的上料单元，再由机器人控制夹爪代替人手抓取上料单元，进行抖料和铺料操作。

但在设计烟叶复烤上料系统的过程中存在的难点是：1、上料单元在料框内是上下紧邻叠放的，如何将最上层上料单元与相邻下层上料单元分离，以便于后续夹爪的抓取；2、如何实现上下相邻的两个上料单元之间明确的分隔。

技术实现要素：

本实用新型的目的是克服现有技术的不足，而提供一种烟叶复烤上料工序上料单元分离套件，其作为烟叶复烤上料系统的重要组成部分，解决了烟叶复烤上料系统的夹爪不便抓取上下紧邻叠放的上料单元，以及烟叶复烤上料系统的夹爪如何实现定量抓取的问题。

本实用新型的技术方案是：烟叶复烤上料工序上料单元分离套件，包括料框、隔片及隔片控制装置；

料框的一面侧壁或两面相对的侧壁敞开而形成装填口，装填口的两侧设有位置相对且竖直布置的隔片安置槽；

隔片两端水平放置在料框装填口两侧的隔片安置槽内；

隔片控制装置与隔片关联，以控制隔片沿着隔片安置槽上升或下降。

本实用新型进一步的技术方案是：隔片控制装置包括丝杠、丝杠座、螺母、电机a、电机b、连杆、电磁铁a、上固定爪及下固定爪；丝杠活动安装在丝杠座上并竖直布置；螺母与丝杠旋配；电机a安装在丝杠座上并与丝杠关联，以驱动丝杠转动；电机b固定安装在螺母上，其机轴竖直伸出；连杆前端固定安装在电机b的机轴上；电磁铁a固定连接在连杆后端；上、下固定爪分别固接在丝杠座的上、下端；两个隔片控制装置分别设置在料框装填口的两侧，每个隔片控制装置分别通过上、下固定爪与料框的上、下边沿夹持固定；隔片控制装置的电机b的机轴转动带动连杆水平转动，进而带动电磁铁a在吸取位与避让位之间切换，处在吸取位的电磁铁a正对隔片，处在避让位的电磁铁a避开隔片沿隔片安置槽升降的路径。

本实用新型进一步的技术方案是：丝杠座下端固接有支脚。

本实用新型与现有技术相比具有如下优点：

其作为烟叶复烤上料系统的重要组成部分，一方面实现了上下相邻的两个上料单元之间明确的分隔，避免烟叶复烤上料系统的夹爪过量或少量抓取，另一方面实现了最上层上料单元在被夹取时可进行抬升，以增大其与下层上料单元之间的间隙，便于烟叶复烤上料系统的夹爪抓取。

应用了本实用新型的烟叶复烤自动上料系统具有如下优点：

其应用于卷烟厂烟叶复烤工序的上料操作，可实现将料框中的待烤烟叶以上料单元为单位持续转移至烘烤设备的传送带上。操作工人仅需在料框内建立上料单元，其余操作由隔片控制装置和多轴机器人配合完成。相比目前人工上料的模式，其工作效率得到提高，上料节拍稳定可控，上料厚度均匀，烟叶粘连现象在较大程度上得到改善，进而使烟叶复烤的质量得到有效保障。

以下结合图和实施例对本实用新型作进一步描述。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为料框的结构示意图；

图3为隔片控制装置的结构示意图；

图4为图3的a部放大图；

图5为应用了本实用新型的烟叶复烤上料系统的结构示意图；

图6为视角1下的夹爪的结构示意图；

图7为视角2下的夹爪的结构示意图；

图8为烟叶复烤上料系统工作流程s01步骤完成时的示意简图；

图9为烟叶复烤上料系统工作流程s02步骤a分步骤完成时的示意简图；

图10为烟叶复烤上料系统工作流程s02步骤b分步骤完成时的示意简图；

图11为烟叶复烤上料系统工作流程s02步骤c分步骤完成时的示意简图；

图12为图11的左视图；

图13为烟叶复烤上料系统工作流程s03步骤a分步骤完成时的示意简图；

图14为烟叶复烤上料系统工作流程s03步骤b分步骤完成时的示意简图；

图15为烟叶复烤上料系统工作流程s03步骤c分步骤完成时的示意简图；

图16为图15的左视图；

图17为烟叶复烤上料系统工作流程s05步骤b分步骤完成时的示意简图；

图18为烟叶复烤上料系统工作流程s05步骤c分步骤完成时的示意简图；

图19为图18的左视图；

图20为烟叶复烤上料系统与烘烤设备的传送带、卸载隔片区域的位置关系示意图。

关于附图的相关说明：为了更直观的展示料框的结构，图1和图5中并未绘出放置在料框中的上料单元，图1和图5中的隔片并非悬空，而是放入上料单元之后的隔片状态，上下相邻两层的上料单元通过隔片隔开。

具体实施方式

实施例1：

如图1-4所示，烟叶复烤上料工序上料单元分离套件，包括料框1、隔片2及隔片控制装置。

料框1的一面侧壁或两面相对的侧壁敞开而形成装填口11(一面侧壁敞开则形成一个装填口，两面侧壁敞开则形成两个装填口)，每个装填口11的两侧均设有位置相对且竖直布置的隔片安置槽12。

隔片2两端水平放置在料框1装填口11两侧的隔片安置槽12内。

隔片控制装置包括丝杠31、丝杠座32、螺母33、电机a34、电机b35、连杆36、电磁铁a37、上固定爪38及下固定爪39。丝杠31两端通过轴承或轴套活动安装在丝杠座32上并竖直布置。螺母33与丝杠31旋配。电机a34安装在丝杠座32上，并通过联轴器与丝杠31的上端连接，以驱动丝杠31转动。电机b35固定安装在螺母33上，其机轴竖直伸出。连杆36前端固定安装在电机b35的机轴上。电磁铁a37固定连接在连杆36后端。上、下固定爪分别固接在丝杠座32的上、下端。两个隔片控制装置分别设置在料框1装填口11的两侧，每个隔片控制装置分别通过上、下固定爪与料框1的上、下边沿夹持固定。隔片控制装置的电机b35的机轴转动带动连杆36水平转动，进而带动电磁铁a37在吸取位与避让位之间切换，处在吸取位的电磁铁a37正对隔片，处在避让位的电磁铁a37避开隔片2沿隔片安置槽12升降的路径。

优选，丝杠座32下端固接有支脚321。

应用了本实用新型的烟叶复烤上料系统的结构简述如下：

如图1-7所示，所述的烟叶复烤上料系统除了包括本实用新型以外，还包括多轴机器人。多轴机器人包括机器人主体41、连接在机器人主体41上的机械臂42及连接在机械臂42末端的夹爪43；夹爪43包括u形架431、转轴432、托片433、夹持气缸434、压片435、电磁铁b436、连接架437及俯仰气缸438。u形架431为截面呈u形的槽形构件，其一侧为开口端，另一侧为封闭端，其开口端的两条边沿分别为第一边沿4311和第二边沿4312。转轴432活动安装在u形架431的封闭端。托片433固定连接在u形架431开口端的第一边沿4311处。夹持气缸434包括缸体a4341和活塞杆a4342，其缸体a4341固定安装在u形架431开口端的第二边沿4312处，其活塞杆a4342向u形架431开口端的第一边沿4311伸出。压片435固接在夹持气缸434的活塞杆a4342上，并正对托片433，压片435随着夹持气缸434的活塞杆a4342的伸缩而靠近或远离托片433。电磁铁b436固定安装在压片435上。连接架437位于u形架431封闭端外侧，其一端设有可与转轴432活动套接的套管部4371，其另一端设有可与机械臂42末端相连接的对接部4372，连接架437通过对接部4372连接在机械臂42末端，连接架437通过套管部4371与转轴432活动套接。俯仰气缸438包括缸体b4381和活塞杆b4382，其缸体b4381铰接在连接架437上，其活塞杆b4382铰接在u形架431上，俯仰气缸438的活塞杆b4382伸缩带动u形架431绕转轴432转动。夹爪43通过连接架437连接在机械臂42末端。多轴机器人设置在其夹爪43能伸入料框1装填口11的位置。

优选，夹持气缸434的数量有多个，所有的夹持气缸434沿着u形架431开口端的第二边沿4312等距分布，相应的，所有的夹持气缸434的活塞杆a4342与压片435的固接点沿着压片435的长度方向等距分布。

优选，电磁铁b436的数量有多个，所有的电磁铁b436沿着压片435的长度方向等距分布。

结合烟叶复烤上料系统的工作流程说明本实用新型的应用：

如图8-20所示，烟叶复烤上料系统，可实现卷烟厂烟叶复烤工序的上料操作，即将料框中的待烤烟叶持续转移至烘烤设备的传送带上，步骤如下：

在上料之前，烟叶复烤上料系统处在初始状态，在该状态下：

1、隔片控制装置的螺母33位于其运动行程的最上端；

2、隔片控制装置的电磁铁a37处在避让位且处在断电状态；

3、夹爪43未伸入料框1装填口11内；

4、夹爪43的夹持气缸434的活塞杆a4342处于缩回状态；

5、夹爪43的电磁铁b436处于断电状态。

s01，在料框内建立逐层叠加的上料单元：

a，将一片隔片2水平装入料框1装填口11两侧的隔片安置槽12内，则该隔片2落在隔片安置槽12的槽底部；

b，将一定份量的待烤烟叶整理成烟叶梗朝向一致的状态，从而形成一个上料单元，然后将该上料单元装入料框1并压在最下层隔片2上；

c，将另一片隔片2水平装入料框装填口两侧的隔片安置槽内，则该隔片2落在上述的上料单元上方；

d，重复b、c分步骤，直至将料框1装满，从而在料框1内建立逐层叠加的上料单元。

本步骤中，最上层的上料单元上方不放置隔片2。

本步骤中，任意一层上料单元内所有的烟叶梗均超出其上下端相邻隔片2的边沿。

s02，将最上层上料单元上料：

a，抬升最上层上料单元：

a1，装填口11两侧的隔片控制装置的电机b35同时启动，分别驱动对应的电磁铁a37从避让位移动至吸取位；

a2，装填口11两侧的隔片控制装置的电机a34同时启动，分别通过丝杠螺母副的传动带动对应的电磁铁a37同步向下移动，以靠近最上层隔片2，当两个电磁铁a37与最上层隔片2接触或达到可吸取距离时，两个电机a34停止运行；

a3，装填口11两侧的隔片控制装置的电磁铁a37同时通电，以吸取最上层隔片2上表面的两端；

a4，装填口11两侧的隔片控制装置的电机a34同时启动，分别通过丝杠螺母副的传动带动对应的电磁铁a37同步向上移动，进而带动吸附在两个电磁铁a37上的最上层隔片2同步向上移动，将最上层上料单元的烟叶梗抬升。

b，夹持最上层上料单元：

b1，多轴机器人的机械臂42动作，带动夹爪43移动至可夹取最上层上料单元的位置，即最上层上料单元所有的烟叶梗位于夹爪43的托片433与压片435之间；

b2，夹爪43的夹持气缸434的活塞杆a4342伸出，带动压片435向托片433移动，从而将最上层上料单元所有的烟叶梗夹紧在夹爪43的托片433与压片435之间。

c，将最上层上料单元与其下层上料单元分离：

c1，装填口11两侧的隔片控制装置的电机a34同时启动，分别通过丝杠螺母副的传动带动对应的电磁铁a37同步向下移动，进而带动吸附在两个电磁铁a37上的最上层隔片2同步向下移动，将下一层上料单元向下压紧，以增大最上层上料单元与其下层上料单元的分离度；

c2，多轴机器人的机械臂42动作，带动夹爪43向上移动，进而带动夹爪43所夹持的最上层上料单元向上移动，以进一步增大最上层上料单元与其下层上料单元的分离度；

c3，多轴机器人的机械臂42动作，带动夹爪43在横向竖直面内往复摆动，以更进一步增大最上层上料单元与其下层上料单元的分离度，同时使被夹爪43夹持的最上层上料单元内的待烤烟叶晃动松散；

c4，夹爪43的俯仰气缸438启动，通过俯仰气缸438的活塞杆b4382的往复伸缩带动夹爪43在纵向竖直面内往复摆动，从而将最上层上料单元与其下层上料单元完全分离，同时使被夹爪43夹持的最上层上料单元的待烤烟叶进一步晃动松散。

d，将夹持的最上层上料单元卸载至烘烤设备传送带上：

d1，多轴机器人的机械臂42动作，带动夹爪43移动至烘烤设备的传送带上方；

d2，夹爪43的夹持气缸434的活塞杆a4342缩回，带动压片435远离托片433移动，将最上层上料单元的烟叶梗松开，最上层上料单元便下落并铺散在持续运行的传送带上。

本步骤中，所述横向竖直面为平行于料框1宽度方向的竖直平面，所述纵向竖直面为平行于料框1长度方向的竖直平面,料框1宽度方向为平行于料框1装填口11的方向(参看图4中虚线m的方向)，料框1长度方向为垂直于料框1装填口11的方向(参看图4中虚线n的方向)。

本步骤中，c3、c4分步骤不分先后次序。

s03，将第二层上料单元上料：

a，抬升第二层上料单元：

a1，装填口11两侧的隔片控制装置的电磁铁a37断电，将吸附在两个电磁铁a37上的最上层隔片2放开；

a2，装填口11两侧的隔片控制装置的电机b35同时启动，分别驱动对应的电磁铁a37从吸取位移动至避让位；

a3，装填口11两侧的隔片控制装置的电机a34同时启动，分别通过丝杠螺母副的传动带动对应的电磁铁a37同步向下移动，当两个电磁铁a37移动至最上层隔片2与第二层隔片2之间时，两个电机a34暂时停止运行；

a4，装填口11两侧的隔片控制装置的电机b35同时启动，分别驱动对应的电磁铁a37从避让位移动至吸取位，以正对第二层隔片2；

a5，装填口11两侧的隔片控制装置的电机a34同时启动，分别通过丝杠螺母副的传动带动对应的电磁铁a37同步向下移动，以靠近第二层隔片2，当两个电磁铁a37与第二层隔片2接触或达到可吸取距离时，两个电机a34停止运行；

a6，装填口11两侧的隔片控制装置的电磁铁a37通电，以吸取第二层隔片2上表面的两端；

a7，装填口11两侧的隔片控制装置的电机a34同时启动，分别通过丝杠螺母副的传动带动对应的电磁铁a37同步向上移动，进而带动吸附在两个电磁铁a37上的第二层隔片2同步向上移动，从而将第二层上料单元的烟叶梗及压在其上的最上层隔片2同时抬升。

b，夹持第二层上料单元：

b1，多轴机器人的机械臂42动作，带动夹爪43移动至可夹取第二层上料单元的位置，使第二层上料单元内所有的烟叶梗及压在其上的最上层隔片2位于夹爪43的托片433与压片435之间；

b2，夹爪43的夹持气缸434的活塞杆a4342伸出，带动压片435向托片433移动，从而将第二层上料单元内所有的烟叶梗及压在其上的最上层隔片2夹紧在夹爪43的托片433与压片435之间；

b3，夹爪43上的电磁铁b436启动，将最上层隔片2牢固吸附在夹爪43的压片435上。

c，将第二层上料单元与其下层上料单元分离：

c1，装填口11两侧的隔片控制装置的电机a34同时启动，分别通过丝杠螺母副的传动带动对应的电磁铁a37同步向下移动，进而带动吸附在两个电磁铁a37上的第二层隔片2同步向下移动，将下一层上料单元向下压紧，以增大第二层上料单元与其下层上料单元的分离度；

c2，多轴机器人的机械臂42动作，带动夹爪43向上移动，进而带动夹爪43所夹持的第二层上料单元及最上层隔片2向上移动，以进一步增大最上层上料单元与其下层上料单元的分离度；

c3，多轴机器人的机械臂42动作，带动夹爪43在横向竖直面内往复摆动，以更进一步增大第二层上料单元与其下层上料单元的分离度，同时使被夹爪43夹持的第二层上料单元内的待烤烟叶晃动松散；

c4，夹爪43的俯仰气缸438启动，通过俯仰气缸438的活塞杆b4382的往复伸缩带动夹爪43在纵向竖直面内往复摆动，从而将第二层上料单元与其下层上料单元完全分离，同时使被夹爪43夹持的第二层上料单元的待烤烟叶进一步晃动松散。

d，将夹持的第二层上料单元卸载至烘烤设备传送带上：

d1，多轴机器人的机械臂42动作，带动夹爪43移动至烘烤设备的传送带上方；

d2，夹爪43的夹持气缸434的活塞杆a4342缩回，带动压片435远离托片433移动，将第二层上料单元的烟叶梗松开，第二层上料单元便下落并铺散在持续运行的传送带上。

e，卸载最上层隔片：

e1，多轴机器人的机械臂42动作，带动夹爪43移动至预先设定的卸载隔片区域；

e2，夹爪43的电磁铁b436断电，将最上层隔片2卸载在预先设定的卸载隔片区域。

本步骤中，所述横向竖直面为平行于料框1宽度方向的竖直平面，所述纵向竖直面为平行于料框1长度方向的竖直平面,料框1宽度方向为平行于料框1装填口11的方向(参看图4中虚线m的方向)，料框1长度方向为垂直于料框1装填口11的方向(参看图4中虚线n的方向)。

本步骤中，c3、c4分步骤不分先后次序。

s04，将第三层至最下方倒数第二层的上料单元依次上料：

重复s03步骤，将第三层至最下方倒数第二层的上料单元依次上料。

s05，将最下层上料单元上料：

a，抬升最下层上料单元：

a1，装填口11两侧的隔片控制装置的电磁铁a37断电，将吸附在两个电磁铁a37上的倒数第二层隔片2放开；

a2，装填口两侧的隔片2控制装置的电机b35同时启动，分别驱动对应的电磁铁a37从吸取位移动至避让位；

a3，装填口两侧的隔片2控制装置的电机a34同时启动，分别通过丝杠螺母副的传动带动对应的电磁铁a37同步向下移动，当两个电磁铁a37移动至最下层隔片2与倒数第二层隔片2之间时，两个电机a34暂时停止运行；

a4，装填口两侧的隔片2控制装置的电机b35同时启动，分别驱动对应的电磁铁a37从避让位移动至吸取位，以正对最下层隔片2；

a5，装填口两侧的隔片2控制装置的电机a34同时启动，分别通过丝杠螺母副的传动带动对应的电磁铁a37同步向下移动，以靠近最下层隔片2，当两个电磁铁a37与最下层隔片2接触或达到可吸取距离时，两个电机a34停止运行；

a6，装填口两侧的隔片2控制装置的电磁铁a37通电，以吸取最下层隔片2上表面的两端；

a7，装填口两侧的隔片2控制装置的电机a34同时启动，分别通过丝杠螺母副的传动带动对应的电磁铁a37同步向上移动，进而带动吸附在两个电磁铁a37上的最下层隔片2同步向上移动，从而将最下层上料单元的烟叶梗及压在其上的倒数第二层隔片2同时抬升。

b，夹持最下层上料单元：

b1，多轴机器人的机械臂42动作，带动夹爪43移动至可夹取最下层上料单元的位置，使最下层上料单元内所有的烟叶梗及压在其上的倒数第二层隔片2位于夹爪43的托片433与压片435之间；

b2，夹爪43的夹持气缸的活塞杆a伸出，带动压片435向托片433移动，从而将最下层上料单元内所有的烟叶梗及压在其上的倒数第二层隔片2夹紧在夹爪43的托片433与压片435之间；

b3，夹爪43上的电磁铁b启动，将倒数第二层隔片2牢固吸附在夹爪43的压片435上。

c，将最下层上料单元晃动松散：

c1，多轴机器人的机械臂42动作，带动夹爪43向上移动，进而带动夹爪43所夹持的最下层上料单元及倒数第二层隔片2向上移动，以避免后续晃动操作时与料框底面产生干涉；

c2，多轴机器人的机械臂42动作，带动夹爪43在横向竖直面内往复摆动，使被夹爪43夹持的最下层上料单元内的待烤烟叶晃动松散；

c3，夹爪43的俯仰气缸438启动，通过俯仰气缸438的活塞杆b的往复伸缩带动夹爪43在纵向竖直面内往复摆动，使被夹爪43夹持的最下层上料单元内的待烤烟叶进一步晃动松散。

d，将夹持的最下层上料单元卸载至烘烤设备传送带上：

d1，多轴机器人的机械臂42动作，带动夹爪43移动至烘烤设备的传送带上方；

d2，夹爪43的夹持气缸的活塞杆a缩回，带动压片435远离托片433移动，将最下层上料单元的烟叶梗松开，最下层上料单元便下落并铺散在持续运行的传送带上。

e，卸载倒数第二层隔片：

e1，多轴机器人的机械臂42动作，带动夹爪43移动至预先设定的卸载隔片2区域；

e2，夹爪43的电磁铁b断电，将倒数第二层隔片2卸载在预先设定的卸载隔片2区域；

本步骤中，所述横向竖直面为平行于料框宽度方向的竖直平面，所述纵向竖直面为平行于料框长度方向的竖直平面,料框1宽度方向为平行于料框1装填口11的方向(参看图4中虚线m的方向)，料框1长度方向为垂直于料框1装填口11的方向(参看图4中虚线n的方向)。

本步骤中，c2、c3分步骤不分先后次序。

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