阅读说明：本技术 烟草上料系统 (Tobacco feeding system ) 是由 周野 胡磊 陈永星 朱西勇 于 2019-08-26 设计创作，主要内容包括：烟草上料系统,包括上料机器人；烟草夹持装置,烟草夹持装置包括安装板,安装板连接到上料机器人的末端,安装板上安装有X轴夹持部、Y轴夹持部和夹持检测部,X轴夹持部安装在安装板,X轴夹持部包括X轴驱动部和一对X轴夹爪,X轴驱动部驱动X轴夹爪相向或者相离地移动,Y轴夹持部安装在安装板上,Y轴夹持部包括Y轴驱动部和一对Y轴夹爪,Y轴驱动部驱动Y轴夹爪相向或者相离地移动,夹持检测部设置在能够检测X轴夹爪或者Y轴夹爪的至少一对的夹持力的位置上；上料存储部包括存储箱和称重部,上料存储部设置在上料机器人的行程涵盖的范围内。本发明能够实现全自动地进行烟草物料的上料。(The tobacco feeding system comprises a feeding robot; the tobacco clamping device comprises a mounting plate, the mounting plate is connected to the tail end of a feeding robot, an X-axis clamping part, a Y-axis clamping part and a clamping detection part are mounted on the mounting plate, the X-axis clamping part is mounted on the mounting plate and comprises an X-axis driving part and a pair of X-axis clamping jaws, the X-axis driving part drives the X-axis clamping jaws to move in opposite directions or away from each other, the Y-axis clamping part is mounted on the mounting plate and comprises a Y-axis driving part and a pair of Y-axis clamping jaws, the Y-axis driving part drives the Y-axis clamping jaws to move in opposite directions or away from each other, and the clamping detection part is arranged at a position capable of detecting at least one pair of clamping forces of the X-axis clamping jaws or the Y-axis clamping jaws; the material loading storage part comprises a storage box and a weighing part, and the material loading storage part is arranged in a range covered by the stroke of the material loading robot. The invention can realize full-automatic feeding of tobacco materials.)

烟草上料系统

技术领域

本发明涉及烟草制造领域，尤其涉及烟草上料系统。

背景技术

目前，卷烟厂复烤车间的打叶复烤配方组模，通过采用人工配方组模方式，存在劳动用工量大、配方均匀性低、人工配方增加生产环境粉尘等诸多问题。例如，烟草来料时，通常是用纸箱打包的，需要人工拆箱，然后搬运到电子皮带秤上进行上料，烟草的重量是在电子皮带秤上确认的，不能定量上料，也就是说，当上料重要大于需要重量时，需要人工排除多余的烟草物料，当上料重量小于需要重量时，又需要人工增加烟草物料，上料工作很繁琐并且均匀性低。因此，现有的烟草上料工序自动化程度低，并且不能定量上料、均匀性很低。

发明内容

本发明针对烟草物料上料自动化程度低、不能定量上料的技术问题，提出了一种烟草上料系统。

烟草上料系统，包括上料机器人；烟草夹持装置，所述烟草夹持装置包括安装板，所述安装板连接到所述上料机器人的末端，所述安装板上安装有X轴夹持部、Y轴夹持部和夹持检测部，所述X轴夹持部安装在所述安装板，所述X轴夹持部包括X轴驱动部和一对X轴夹爪，所述X轴驱动部驱动所述X轴夹爪相向或者相离地移动，所述Y轴夹持部安装在所述安装板上，所述Y轴夹持部包括Y轴驱动部和一对Y轴夹爪，所述Y轴驱动部驱动所述Y轴夹爪相向或者相离地移动，所述夹持检测部设置在能够检测所述X轴夹爪或者所述Y轴夹爪的至少一对的夹持力的位置上；上料存储部，所述上料存储部包括用于储存烟草物料的存储箱和用于测量所述存储箱的重量的称重部，所述上料存储部设置在所述上料机器人的行程涵盖的范围内。

优选地，还包括走行部，所述走行部上设置有承载板，所述上料机器人和所述上料存储部安装到所述承载板上。

进一步优选地，所述走行部还包括走行驱动部和走行导向部，所述承载板安装到所述走行导向部上，所述走行驱动部安装到所述承载板上，所述走行驱动部驱动所述承载板在所述走行导向部上移动。

优选地，所述X轴夹爪和所述Y轴夹爪一同形成可缩小或者可扩张的夹持空间。

优选地，所述烟草夹持装置上还设置有摄像部，所述摄像部安装到所述安装板上。

优选地，所述称重部包括电子秤，所述电子秤设置在所述承载板上，所述存储箱可装拆地放置在所述电子秤上。

优选地，所述夹持检测部包括一对第一压力传感器和一对第二压力传感器，所述第一压力传感器分别设置在所述X轴夹爪的夹持面上，所述第二压力传感器分别设置在所述Y轴夹爪的夹持面上。

优选地，每个所述X轴夹爪的夹持面上，分别设置有第一防滑部。

优选地，每个所述Y轴夹爪的夹持面上，分别设置有第二防滑部。

本发明的烟草上料系统，由于设置了烟草夹持装置，能够实现自动夹持烟草物料，并且，由于烟草夹持装置还设置了夹持检测部，因此，能够定量地进行烟草物料的上料。而由于通过上料机器人驱动烟草夹持装置，则能够实现全自动地进行烟草物料的上料。

附图说明

图1是本发明的烟草上料系统的一种实施例的示意图；

图2是图1的上料机器人和烟草夹持装置的示意图；

图3是图2的烟草夹持装置的示意图；

图4是图3的X轴夹持部的示意图；

图5是图4的X轴夹爪的示意图；

图6是图1的烟草上料系统(省略料框)的示意图。

具体实施方式

以下参照附图，对本发明作详细说明。需要指出的是，本发明可以以许多不同的方式实现，并不限于本文所描述的实施例，相反地，提供这些实施例目的是为了使本领域的技术人员对本发明所公开的内容理解更加透彻全面。

另外，根据本发明的原理对说明性的实施例所进行的描述旨在要结合附图来进行阅读，其将被视作整个书面说明书的一部分。在公开的本发明的实施例的描述中，任何方向或方位的引用仅仅旨在便于说明，而并非旨在以任何方式限制本发明的范围。相关术语如“正面”、“背面”、“上侧部”、“下侧部”、“后侧部”、“外侧”、“内侧”、“中部”、“内部”、“外部”、“下部的”、“上部的”、“水平的”、“垂直的”、“上方”、“下方”、“向上”、“向下”、“顶部”和“底部”)及其派生词(例如，“水平地”、“向下地”、“向上地”等)应当被解释为下文所述的或在讨论中的附图所示的方位。这些相关术语仅为方便说明之用，而不能要求设备按照特定方位进行构造或操作,除非有明确说明。因此，本发明不应被确切地限制于对可单独存在或在其它特征组合中存在的特征的一些可能的非限制性组合进行说明的示例性实施例；本发明的保护范围由所附权利要求界定。

正如当前设想，本次公开描述了本发明的最优模式或实践模式。本发明并非旨在从限制层面上进行理解，而是通过结合附图提供仅供说明使用的发明示例，以告知本领域的普通技术人员本发明的优点和构造。在附图的各种视图中，相同的附图标记指代相同或相似的部件。

图1是本发明的烟草上料系统的一种实施例的示意图，参照图1，烟草上料系统，包括上料机器人1，上料机器人1优选六轴机器人，上料机器人1的末端，连接有烟草夹持装置2，烟草夹持装置2用于夹持烟草，在本实施例中，烟草物料例如烟末、烟梗、烟叶碎片等可以装载到料框100上，例如，料框100可以木制的、纸制的或者其他公知的用于打包烟草物料的料框100。料框100放置在六轴机器人的行程涵盖的范围内。上料机器人1的行程涵盖的范围当中，还设置有上料存储部3，上料存储部3包括用于储存烟草物料的存储箱31和用于测量存储箱31的重量的称重部32。存储箱31也可以是配料箱，例如，需要根据烟草物料的配方，进行烟草物料的混配时，可以在上料机器人1的行程涵盖的范围内，配置多种装有需要混配的烟草物料的料框100，六轴机器人分别驱动烟草夹持装置2，在各种料框100中夹持到所需要的烟草物料之后，将其转移到存储箱31中，存储箱31可以直接放置在称重部32之上以便于拆装，称重部32包括电子秤，电子秤可以是本领域普通技术人员所公知的电子秤。

图2是图1的上料机器人1和烟草夹持装置2的示意图，图3是烟草夹持装置2的示意图，参照图2、图3，烟草夹持装置2包括安装板21，安装板21上安装有X轴夹持部22和Y轴夹持部23，X轴夹持部22包括X轴驱动部26和一对X轴夹爪222a、222b，X轴驱动部26驱动X轴夹爪222a、222b相向或者相离地移动。Y轴夹持部23设置在X轴夹持部22的上方，通过Y轴连接件236，安装到安装板21上，Y轴连接件236可以是连接柱，连接柱的两端分别设置有螺纹孔，连接柱的外周上，设置有扳手位。连接柱包括多根，连接柱的一端通过螺丝锁紧到安装板21上，另一端通过螺丝与Y轴夹持部23固定连接，由此，将Y轴夹持部23支撑到X轴夹持部22的上方，Y轴夹持部23和X轴夹持部22垂直地交叉。同样地，Y轴夹持部23包括Y轴驱动部231和一对Y轴夹爪232a、232b，Y轴驱动部231驱动一对Y轴夹爪232a、232b相向或者相离地移动。

在下面的实施例当中，X轴夹持部22和Y轴夹持部23的结构大致相同，在此以X轴夹持部22为例进行说明，省略Y轴夹持部23的详细说明。

图4是X轴夹持部22的示意图，参照图4，X轴驱动部26包括X轴安装板261,X轴安装板261呈长条状，X轴安装板261上安装有X轴驱动电机262和X轴传动部27，X轴驱动电机262和X轴传动部27联接。X轴驱动电机262可以选择伺服电机或者步进电机，X轴传动部27包括第一双向丝杆组件，X轴驱动电机262和X轴传动部27通过膜片型联轴器226联接。第一双向丝杆组件包括第一丝杆271，第一丝杆271的前后两端分别通过第一轴承座272a、272b支撑，第一丝杆271包括左旋螺纹部分和右旋螺纹部分，第一丝杆271上设置有一对第一螺母273a、273b，第一螺母273a、273b分别和第一丝杆271的左旋螺纹部分和右旋螺纹部分啮合。第一丝杆271的下部设置有第一滑轨274，第一滑轨274可以包括一根或者两根，优选一根，第一滑轨274位于第一丝杆271的正下部，安装到X轴安装板261上，第一滑轨274上设置有两块第一滑块275a、275b，第一滑块275a、275b在第一滑轨274上滑动，第一滑块275a、275b上分别安装有第一安装块276a、276b，一对第一螺母273a、273b分别套嵌到第一安装块276a、276b上。第一安装块276a、276b上还连接有第一感应片277，与此相对，X轴安装板261上设置有U型光电开关278，U型光电开关278可以包括三个，分别为初始位置、终点位置和复位位置，初始位置和终点位置分别为X轴夹持部22的极限位置，当第一安装块276a、276b移动并使第一感应片277被初始位置的U型光电开关278或者终点位置的U型光电开关278感应到时，X轴驱动电机262停止驱动，或者反向驱动。另外，复位位置作为第一安装块276a、276b的基准位置，如每次X轴夹爪222a、222b的张开，均以第一感应片277被复位位置的U型光电开关278a感应到作为原点开始计算移动的行程。X轴驱动电机262驱动第一丝杆271旋转时，第一安装块276a、276b通过第一螺母273a、273b的传动和第一滑轨274的导向，相向或者相离地移动。X轴夹爪222a、222b分别安装在第一安装块276a、276b上。在本实施例中，由于第一丝杆271具有旋向不同的两部分，因此，当第一丝杆271旋转时，第一螺母273a、273b的移动方向也相反，能够实现第一螺母273a、273b的相向或者相离地移动，由此，能够实现X轴夹爪222a、222b的夹持动作或者张开动作，结构紧凑。另外，由于烟草物料的体积较大，并且不同的烟草物料的质量相差较远，选择伺服电机和双向丝杆的组合，能够实现X轴夹爪222的多点启停，能够实现根据不同的烟草物料，在双向丝杆的行程内，任意控制X轴夹爪222a、222b的夹持行程或者张开行程，便于控制。

继续参照图3，和X轴驱动部26相似，Y轴驱动部231也包括Y轴驱动电机231a和Y轴传动部231b，Y轴驱动电机231a和Y轴传动部231b联接，Y轴传动部231b包括第二双向丝杆组件，一对Y轴夹爪232a、232b分别安装在第二双向丝杆组件上。Y轴驱动电机231a可以选择和X轴驱动电机262一样的电机，Y轴传动部231b的结构也可以和X轴传动部27的结构大致相同，在此不再详细说明。

图5是X轴夹爪的示意图，图5中，为了便于说明，将一对X轴夹爪222a、222b统称为X轴夹爪222。参照图5，X轴夹爪222通过钣金折弯成型，为了提高X轴夹爪222的强度，X轴夹爪222上可以焊接有加强筋222c。X轴夹爪222的末端222d，设置为厚度逐渐变小的形状，以便于X轴夹爪222***到烟草物料当中去。优选地，每个X轴夹爪222的夹持面222e上，分别设置有第一防滑部223。优选地，第一防滑部223包括第一防滑板223a，第一防滑板223a可以选择聚氨酯板、POM板或者尼龙板等，第一防滑板223a上，设置有多道第一凹槽223b，各第一凹槽223b可以平行地延伸，也可以相互交错地延伸。第一防滑部223也可以直接在X轴夹爪222上冲压成型，例如，在X轴夹爪222上冲压出多个突起的凸包(未图示)。通过设置第一防滑部223，能够在X轴夹爪222夹持烟草物料时，使部分烟草物料卡到第一防滑部223的间隙中去，能够防止X轴夹爪222夹持的烟草物料掉落，导致夹爪夹持的烟草质量的变化。

继续参照图3，同样地，Y轴夹爪232a、232b也可以通过钣金折弯成型，为了提高Y轴夹爪232a、232b的强度，Y轴夹爪232a、232b上也可以分别焊接有加强筋。Y轴夹爪232a、232b的末端，设置为厚度逐渐变小的形状，以便于Y轴夹爪232***到烟草物料当中去。优选地，Y轴夹爪232a、232b分别安装到Y轴驱动部231后，Y轴夹爪232的高度和X轴夹爪222的高度大致相同，X轴夹爪222a、222b和Y轴夹爪232a、232b一同形成可缩小或者可扩张的夹持空间，夹持空间呈矩形状，当X轴夹爪222a、222b和Y轴夹爪232a、232b同时缩小时，夹持空间的矩形变小，当X轴夹爪222a、222b和Y轴夹爪232a、232b同时扩张时，夹持空间的矩形变大。为了防止Y轴夹爪232a、232b夹持的烟草物料掉落，导致烟草夹持装置2夹持的烟草的质量变化的情况，Y轴夹爪232a、232b的夹持面上，分别设置有第二防滑部233。优选地，第二防滑部233包括第二防滑板233a，第二防滑板可以选择聚氨酯板、POM板或者尼龙板等，第二防滑板上，设置有多道第二凹槽233b，各第二凹槽233b可以平行地延伸，也可以相互交错地延伸。另外，第二防滑部233也直接在Y轴夹爪232a、232b上冲压成型，例如在Y轴夹爪232a、232b上冲压出多个突起的凸包。

参照图3、图5，另外，还包括夹持检测部24，夹持检测部24设置在能够检测X轴夹爪222a、222b或者Y轴夹爪232a、232b的至少一对的夹持力的位置上。优选地，夹持检测部24包括一对第一压力传感器241，第一压力传感器241可以选择测力传感器或者称重传感器，例如，广东华兰海电测科技股份有限公司的CZL204E-轮辐(圆板)式称重传感器。第一压力传感器241分别设置在X轴夹爪222的夹持面222e上，X轴夹爪222上设置有第一安装件222f，第一安装件222f固定到X轴夹爪222的夹持面的背面，X轴夹爪222上设置有贯通的第一容置空间(未图示)，第一防滑部223上设置有贯通的第二容置空间223b，第一防滑部223固定到X轴夹爪222后，第一容置空间和第二容置空间223b大致同轴。第一压力传感器241呈圆柱状，包括安装端和检测端，第一压力传感器241容置到第一容置空间和第二容置空间223b内，其安装端安装到第一安装件222f上，检测端在X轴夹持的夹持面的一侧，显露在第一防滑部223的外面，例如0.5mm-1mm。由于烟草物料处于膨胀状，为了确实地检测到X轴夹持部22夹持烟草物料时所产生的夹持力，优选地，第一压力传感器241的检测端设置为平面状，例如，可以在第一压力传感器241上安装有检测板，由此，使第一压力传感器241与烟草物料接触的面更宽，以更加准确地检测到X轴夹持部22所产生的夹持力。更加优选地，夹持检测部24还可以包括一对第二压力传感器242，第二压力传感器242分别设置在Y轴夹爪232的夹持面上。第二压力传感器242在Y轴夹爪232上的安装方式，可以参考第一压力传感器241在X轴夹爪222上的安装方式，在此不再详细说明。

通过在烟草夹持装置2上设置夹持检测部24，能够实时检测由X轴夹爪222和Y轴夹爪232所形成的夹持空间在夹持烟草物料时的夹持力的大小，并根据夹持力的大小、烟草物料的密度和夹持空间的大小，推断出所夹持的烟草物料的重量。由此，能够实现定量地进行烟草物料的上料。另外，也可以通过实验的方式确定X轴夹爪222和Y轴夹爪232的张开行程，例如，在烟草夹持装置2插进烟草物料中时，先试夹持烟草物料，确定物料的重量，然后系统的控制系统计算出试夹持的烟草物料的重量与预设的重量之间的差值，X轴驱动部26和Y轴驱动部231分别驱动X轴夹爪222和Y轴夹爪232继续张开或者缩小，使夹持空间的矩形变小或者扩张，重新夹持烟草的物料，在试夹持的烟草物料的重量和预设的重量相同的时候，储存此时的X轴夹爪222和Y轴夹爪232的张开行程，由此确保能够定量地夹持地夹持烟草物料。需要说明的是，对于同种烟草物料来说，其烟草物料的密度，能够根据烟草物料的重量和面积算出来。对于如何比较试夹持的烟草物料的重量和预设的重量之间的差值等的方法，均可以使用现有的方法去执行，由于本发明并未保护这些计算的过程和控制方法，因此，在此不对其计算过程或者控制方法进行详细说明。

另外，还可以包括摄像部25，摄像部25安装到安装板21上。摄像部25可以使用例如旭升视觉有限公司的3D测量产品，例如包括3D相机单元、识别单元、算法单元等。在本实施例中，通过在烟草夹持装置2上运用现有的3D测量产品，能够在夹持烟草物料之前，先通过摄像部25扫描烟草物料，确定其截面面积，然后再确定X轴夹持部22和Y轴夹持部23的张开行程和闭合行程，由此能够进一步辅助烟草夹持装置2定量地夹持烟草。

图6烟草上料系统(省略料框)的示意图，参照图6，还可以包括走行部4，走行部4上设置有承载板41，上料机器人1和上料存储部3安装到承载板41上。通过设置走行部4，并将上料机器人1和上料存储部3安装到走行部4的承载板41上，能够大大地提高上料机器人1的行程所涵盖的范围。走行部4可以选择直线型驱动的走行部4，走行部4包括走行驱动部42和走行导向部43，承载板41安装到走行导向部43上，走行驱动部42安装到承载板41上，走行驱动部42驱动承载板41在走行导向部43上移动。

走行导向部43可以直接安装到地面上，例如，走行导向部43可以包括导向基座431，导向基座431包括两条，平行地设置。导向基座431的下部安装有地脚432和膨胀螺栓安装部433，地脚432用于调节导向基座431的高度，防止因为地面的高低不平导致导向基座431在地面上支撑不稳，同时，当导向基座431由多段子基座拼接而成时，也便于调节各段子基座相互之间的高度，确保拼接后的导向基座431的导向面为一个平面。膨胀螺栓安装部433则在走行导向部43调整完成后，打膨胀螺栓，通过膨胀螺栓将走行导向部43牢固地锁在地面上。

在一种实施例当中，导向基座431的顶面可以安装有线性滑轨434，承载板41的下部安装有导向滑块435，导向滑块435与线性滑轨434配合，在线性滑轨434上滑动。导向基座431的侧面可以安装有齿条436，当导向基座431包括多段时，齿条436也可以包括多条，相互拼接形成长的齿条。与此匹配，走行驱动部42包括走行驱动电机421，走行驱动电机421可以选择例如三相异步电机，走行驱动电机421安装到承载板41上，走行驱动电机421的输出轴上联接有驱动齿轮422，驱动齿轮422与安装到导向基座431的侧面的齿条436进行啮合。由此，当走行驱动电机421驱动时，通过齿条436和驱动齿轮422一同形成的齿轮齿条传动机构，使承载板41直接滑动，由此带动六轴机器人直线移动。

在第二种实施例中，导向基座431也可以使用工字钢，走行驱动部42包括驱动电机，驱动电机安装到承载板41上，驱动电机的输出轴上联接有驱动滑轮，驱动滑轮在工字钢的顶面上滑动，工字钢的中部的内侧，设置有导向面，与此匹配，承载板41上还可以安装导向滑轮，导向滑轮分别在导向面上滑动。

在上述具体实施方式中所描述的各个具体的技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何方式进行组合，为了不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不另行说明。

以上实施例仅用于说明本发明的技术方案而并非对其进行限制，凡未脱离本发明范围的任何修改或者等同替换，均应当涵括在本发明的技术方案内。