一种烟把解把装置的制作方法

本发明属于烟草制造设备技术领域，具体地说，涉及一种烟把解把装置。

背景技术：

烟叶复烤是烟叶从农产品转变为工业生产原料的一个整理和准备性的加工过程,是烟草整体加工中最重要的环节之一。

相比较烟草行业中的卷接、包装、制丝等环节高度自动化的流水线作业和干净整洁的作业环境，打叶复烤工艺还存在大量的装卸、分选、摆把等人工作业。不利于实现打叶复烤的模块化配方、均质化加工以及智能化制造。打叶复烤工艺中原烟经过回潮后，就进行人工排布烟把，之后用切刀解把机切割解把，目的是将烟把解开，便于后续的加工工艺进行。烟叶切割解把是打叶复烤工艺中的重要环节，解把设备的自动化程度直接影响了复烤工艺的自动化程度与模块化配方发展程度。

申请号为cn201611000510.4的专利提供了一种无噪音烟叶解把切断机技术方案，包括机架，设置在机架下方的输送带，以及输送带端部的上、下滚刀。机架上设有弹力支撑滚压轮，该弹力支撑滚压轮包括内支撑环，内支撑环上的弹力支撑件，以及支撑件外围的柔性外环。

申请号为cn02247604.0的专利提供了一种切断解把机方案，包括机架及其安装的输送皮带、切刀装置、压烟链条、和解把装置，其中上解把辊的下部设有与其啮合的带辊齿的下解把辊；在位于上切刀位置的横梁上设置磨刀装置。

专利cn200520129798.6提供了一种烟叶双辊解把机方案，它包括被传动系统驱动的解把辊、刮料辊、进料皮带机、出料皮带机、活动固定解把辊、刮料辊于机座上的带座轴承和机座；所述解把辊采用两个按水平固定放置的，并且每个解把辊上面均装有若干个解把刀片，其中一个解把辊和对应的刮料辊固定于一个设置在机座上的直线轴承上，另一个解把辊和对应的刮料辊固定于机座上的带座轴承上，有二个水平固定于机座上的气缸的活塞与上述直线轴承的滑动部件相连接；所述双解把辊的上方为进料口，下方为出料口。

专利cn201220101065.1提供了一种倾斜式自整齐切把、解把、切断一体设备技术方案，包括铺料上料部分和切把、解把、切断部分，上料部分包括倾斜设置的铺料上料皮带和与铺料上料皮带垂直布置的托底皮带，铺料皮带上均布有与铺料上料皮带走向垂直的立板，切把、解把、切断部分包括切把、解把机和切断机以及其支架，切把、解把机下部通过滑槽和滑轨与支架形成滑动副连接，切断机下部通过滑槽和滑轨与支架形成滑动副连接，切把、解把机和切断机的支撑皮带与上述铺料上料皮带处于同一倾斜平面上，切把、解把机和切断机下部与支架之间均设有与滑动副匹配的驱动机构。

上述方案中对解把机的研究都是停留在结构上的研究，但是根本的方案仍然是采用铣刀切断烟把的方法，现有技术中存在的问题中比较突出的是铣刀的位置是固定的，因此需要人工将烟把放置的位置较为正确，否则会严重影响解把的效率，人工需求也较大。

申请号cn201210230855.4的专利提供了一种采用压缩空气解把的方案，包括设置在安装架上的压缩空气射流喷嘴；在压缩空气射流喷嘴下方设置有辊式输送机，在辊式输送机下方设置有除尘箱，除尘箱顶壁对应于压缩空气射流喷嘴位置开有进气口，除尘箱内腔与抽风机连通；压缩空气射流喷嘴进气口与高压储气罐连通，高压储气罐通过气动增压器、立式储气罐、气水分离器与压缩空气站出气口连通。

上述方案中对于烟把的摆放位置具有一定的自适应性，但是由于其固有的特点难以实现精确的解把，并且压空对烟把的强力作用造碎更大，仍然需要一定的压把的机构，否则烟把会被吹散吹碎。

有鉴于此，特提出本发明。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题在于克服现有技术的不足，提供一种采用激光切割的烟把解把装置，该装置对人工摆放烟把的位置适应性较高，同时解把更精确，造碎小。

为解决上述技术问题，本发明采用技术方案的基本构思是：

一种烟把解把装置，包括

机架；

输送单元，安装在所述机架上，所述输送单元具有切割工位；

激光切割单元，设置在所述切割工位上，用于切割烟把的捆把。

进一步的，

所述输送单元还具有采集工位，所述采集工位设置在所述切割工位的上游，所述采集工位上设置有采集烟把图像的采集单元，所述采集单元与所述激光切割单元连接，所述激光切割单元根据所述采集单元采集的烟把图像信息控制所述激光切割单元的切割动作。

进一步的，

所述采集单元包括用于采集烟把图像的图像采集模块和用于识别所述图像采集模块采集的图像中烟把捆把的捆把识别模块，

所述激光切割单元包括第一伺服控制模块和用于发出激光的激光发射模块，所述第一伺服控制模块分别与所述捆把识别模块和所述激光发射模块连接，所述第一伺服控制模块根据所述捆把识别模块识别的捆把信息控制所述激光发射模块运动至发出切割激光的位置。

进一步的，

所述捆把信息包括捆把的形态信息和/或位置信息。

进一步的，

所述采集单元还包括用于识别所述图像采集模块采集的图像中烟把中霉变部位的霉变识别模块，

所述激光切割单元包括第二伺服控制模块，所述第二伺服控制模块分别与所述霉变识别模块和所述激光发射模块连接，所述第二伺服控制模块根据所述霉变识别模块识别的霉变部位信息控制所述激光发射模块切割霉变部位的切割轨迹。

进一步的，

所述霉变部位信息包括霉变部位在整体烟把的位置和/或霉变部位的轮廓。

进一步的，

所述激光切割单元还包括功率控制模块，所述功率控制模块与所述激光发射模块、所述捆把识别模块和/或所述霉变识别模块连接，所述功率控制模块根据所述捆把识别模块和/或所述霉变识别模块识别的捆把信息和/或霉变部位信息控制所述激光发射模块发射激光的功率密度。

进一步的，

所述输送单元还包括放置烟把的烟把放置工位和挑拣切割烟叶的挑拣工位，所述烟把放置工位设置在所述采集工位的上游，所述挑拣工位设置在所述切割工位的下游。

进一步的，

所述挑拣工位上设置挑拣捆把和/或霉变烟叶的挑拣单元，所述挑拣单元与所述捆把识别模块和/或所述霉变识别模块连接。

进一步的，

所述采集单元与所述激光切割单元和/或所述挑拣单元通过无线连接。

采用上述技术方案后，本发明与现有技术相比具有以下有益效果。

1、本发明采用激光切割捆把，利用高能量密度的激光束按需要的线条加热捆把，使光点处捆把温度迅速上升，在非常短的时间内达到材料的沸点，材料开始汽化，形成蒸汽。这些蒸汽的喷出速度很大，在蒸汽喷出的同时，在捆把上形成切口，其切割缝隙非常窄，可以达到0.1mm，切割的速度非常快，烟把的其他部分不存在温升，不会影响烟把的整体质量。

2、本发明的捆把识别模块可将根据采集烟把的图像直接判定烟把捆把的位置，配合采用激光切割烟把的捆把，能够克服现有技术中采用铣刀切割方案所中要求人工摆放烟把的位置要求较高的问题，同时相对压缩空气解把来说，解把更精确，造碎小。

3、本发明在解把装置中还包括霉变识别模块和第二伺服控制模块，用于激光切除烟把的霉变部位，使切除霉变部位的工种实现自动化，节省人工劳动力。

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的描述。

附图说明

附图作为本发明的一部分，用来提供对本发明的进一步的理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，但不构成对本发明的不当限定。显然，下面描述中的附图仅仅是一些实施例，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。在附图中：

图1是本发明烟把解把装置的主视图；

图2是本发明烟把解把装置的俯视图；

图3是本发明烟把解把装置的连接示意图；

图中：1、机架；2、输送单元；3、激光切割单元；4、采集单元；5、烟把放置工位；6、挑拣单元。

需要说明的是，这些附图和文字描述并不旨在以任何方式限制本发明的构思范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本发明的概念。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1至图3所示，本发明提供一种烟把解把装置，包括机架1、输送单元2和激光切割单元3；其中输送单元2安装在所述机架1上，所述输送单元2具有切割工位；激光切割单元3设置在所述切割工位上，用于切割烟把的捆把。优选的，输送单元2包括输送烟把的板链。

本发明中，激光切割捆把是用高能量密度的激光束按需要的线条加热捆把，使光点处捆把温度迅速上升，在非常短的时间内达到材料的沸点，材料开始汽化，形成蒸汽。这些蒸汽的喷出速度很大，在蒸汽喷出的同时，在捆把上形成切口，这就是激光切割捆把的原理，其切割缝隙非常窄，可以达到0.1mm，切割的速度非常快，烟把的其他部分不存在温升，不会影响烟把的整体质量。

进一步的，如图1和图2所示，所述输送单元2还具有采集工位，所述采集工位设置在所述切割工位的上游，所述采集工位上设置有采集烟把图像的采集单元4，所述采集单元4与所述激光切割单元3连接，所述激光切割单元3根据所述采集单元4采集的烟把图像信息控制所述激光切割单元3的切割动作。

作为本发明的一种实施例，如图3所示，所述采集单元4包括用于采集烟把图像的图像采集模块和用于识别所述图像采集模块采集的图像中烟把中的捆把的捆把识别模块，优选的，所述图像采集模块包括摄像头，所述摄像头的像素不宜过高，避免由于像素较高造成图像的字节数过高，影响传输效率。所述激光切割单元3包括第一伺服控制模块和用于发出激光的激光发射模块，所述第一伺服控制模块分别与所述捆把识别模块和所述激光发射模块连接，所述第一伺服控制模块根据所述捆把识别模块识别的捆把信息控制所述激光发射模块运动至发出切割激光的位置。

进一步的，所述输送单元2还包括烟把放置工位5和挑拣工位，所述烟把放置工位5设置在所述采集工位的上游，所述挑拣工位设置在所述切割工位的下游。

详细的，在烟把放置工位5上，人工将捆把后的烟把摆放在输送单元2的板链上，随着板链的传输过程，烟把被传送至下一工位，即采集工位，由设置在采集工位上的图像采集模块对烟把的图像进行采集，图像采集模块采集烟把图像后发送至第一伺服控制模块，第一伺服控制模块根据采集的图像控制激光切割单元3的切割动作，将烟把的捆把切割开，完成对烟把的解把，烟把被解把后随着板链的传输过程，被传送至下一工位，即挑拣工位，进行下一步的流程。本发明的整个烟把处理工艺过程中，烟把为自由放置在板链带上的状态，不需要压紧，省去了烟把的压紧装置，噪音小，烟片造碎低。。

进一步的，所述捆把信息包括捆把的形态信息和/或位置信息。

详细的，在采集工位上，图像采集模块采集烟把的图像后，将烟把图像发送至捆把识别模块，捆把识别模块将烟把图像经过二值化处理后,可以得到烟把的二值化图像，对该二值化的图像进行边缘和形态分析，从而获得整把烟把的位置向量，同时获得捆把的形态信息和/或位置信息，例如，烟把捆把打结位置和捆把的长度等。捆把识别模块将这些捆把的信息发送至第一伺服控制模块，第一伺服控制模块根据捆把信息控制所述激光发射模块以指定路线运行到不同位置，定位到捆把的位置后发出切割激光，将捆把切开，完成烟把的解把工作。

进一步的，所述激光切割单元3还包括功率控制模块，所述功率控制模块与所述激光发射模块、所述捆把识别模块连接，所述功率控制模块根据所述捆把识别模块识别的捆把信息控制所述激光发射模块发射激光的功率密度。使切割激光的功率密度与捆把的信息相对应，避免因功率过大而烧焦烟叶或功率过小不能将捆把切割开，选择合适的激光切割功率密度以实现合理的能量消耗。

本发明的捆把识别模块可将根据采集烟把的图像直接判定烟把捆把的位置，配合采用激光切割烟把的捆把，能够克服现有技术中采用铣刀切割方案所中要求人工摆放烟把的位置要求较高的问题，同时相对压缩空气解把来说，解把更精确，造碎小。另一方面，根据工艺要求的不同，在不需要改变设备的前提下就可以实现不同的解把工艺，比如切尖和不切尖，针对长于400mm的烟把可以进行切尖加工，短于以上尺寸的可以不切尖，获得更好地大片率，避免缠绕，工艺灵活，可以根据需要非常方便地将叶片分割为叶基叶片和非叶基叶片，既可以人工设定，也可以允许程序做自己判断。

在本发明的另外一种实施例中，如图3所示，所述采集单元4还包括用于识别所述图像采集模块采集的图像中烟把中霉变部位的霉变识别模块，

所述激光切割单元3包括第二伺服控制模块，所述第二伺服控制模块分别与所述霉变识别模块和所述激光发射模块连接，所述第二伺服控制模块根据所述霉变识别模块识别的霉变部位信息控制所述激光发射模块切割霉变部位的切割轨迹。

详细的，现有技术中，烟把霉变部位的剔除一般是纯人工手动剔除的，需要较多的人工劳动，涉及到企业的季节性用工，本发明在采集单元4中设置霉变识别模块，在激光切割单元3中设置第二伺服控制模块，所述第二伺服控制模块根据所述霉变识别模块识别的霉变部位信息控制所述激光发射模块切割霉变部位的切割轨迹，用于激光将烟把的霉变部位切除，使切除霉变部位的工种实现自动化，节省人工劳动力。

进一步的，所述霉变部位信息包括霉变部位在整体烟把的位置和/或霉变部位的轮廓。

详细的，霉变部位由于与正常烟叶物理性质的相似性，对该类异物图像综合特征信息提取与识别分类算法的设计，是实现机器视觉方法检测的关键，本发明图像采集模块采集烟把的图像后还可将图像发送至霉变识别模块，霉变识别模块采用模仿人类视觉感知机理的微结构描述算法，并结合神经网络集成分类算法，识别出烟把中烟叶的霉变部位信息，提取烟把图像颜色、纹理信息，例如，烟把图像的颜色信息和/或纹理信息，最终，识别到霉变部位的轮廓，将霉变部位的位置以及轮廓信息发送至第二伺服控制模块，第二伺服控制模块根据霉变部位信息控制激光发射模块以任意轨迹运行时霉变部位所在的位置后沿霉变部位的轮廓将霉变部分采用激光切割的方式切割下来。

进一步的，所述功率控制模块与所述霉变识别模块连接，所述功率控制模块根据所述霉变识别模块识别的霉变部位信息控制所述激光发射模块发射激光的功率。

上述方案中，霉变识别模块基于模仿人类视觉感知机理的微结构描述算法，通过综合提取烟把图像颜色、纹理信息，并结合神经网络集成分类算法，生成的霉变部位轮廓，激光切割单元3进行轮廓切割，切割后，后续的挑拣工位将切割下的霉变部位进行挑拣。本发明的上述方案实现霉变烟把的在线检测和剔除，实现90％部位可判定。

上述方案中，图像采集模块、捆把识别模块和/或霉变识别模块集成为一个整体的第一设备，第一设备包括第一壳体，图像采集模块、捆把识别模块和/或霉变识别模块设置在第一壳体内，优选的，采集工位处的输送单元2穿过第一壳体，使图像采集模块采集烟把的图像时在第一壳体内部完成，减小环境因素对图像采集的影响。

激光发射模块和第一伺服控制模块和/或第二伺服控制模块可集成为一个整体的第二设备，第二设备包括第二壳体，激光发射模块和第一伺服控制模块和/或第二伺服控制模块设置在第二壳体内，优选的，切割工位处的输送单元2穿过第二壳体，使激光发射模块发射激光切割烟把的捆把和/或霉变部位的工作在第二壳体内部完成，提高激光切割的安全性。

进一步的，第二设备还包括报警单元，报警单元与激光发射模块连接，当第一伺服控制模块和/或第二伺服控制模块控制激光发射模块发射激光时，同时控制报警单元启动，发出报警声音或报警灯光，进一步提高激光切割的安全性。

在本发明一些实施例中，如图1和图2所示，所述挑拣工位上设置挑拣激光切割下来的捆把和/或霉变烟叶的挑拣单元6，所述挑拣单元6与所述捆把识别模块和/或所述霉变识别模块连接。

详细的，挑拣单元6主要包括真空发生系统、真空吸盘、位置伺服控制机构。以切割工位上传送来的切割部位的数据为依据，伺服控制机构将真空吸盘系统放置到切割部位，采用真空吸引的方法将切割下来的烟把和/或霉变烟叶吸走，然后在放置到收纳箱内。完成分拣的动作，分拣后的已经解把的烟把随现有的工艺设备进入下一个工序。

本发明中，捆把识别模块与第一伺服控制模块和/或霉变识别模块与第二伺服控制模块和/或捆把识别模块与挑拣单元6和/或霉变识别模块与挑拣单元6之间可以通过数据线进行连接也可以通过无线网络连接，例如，蓝牙、wifi、红外线传输等。利用无线网络连接，可减少布线，提高布置各单元的位置的灵活性。

以上所述仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专利的技术人员在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述提示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明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，均仍属于本发明方案的范围内。

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