一种自动上料拆包的烟叶切断设备及方法与流程

本发明涉及烟叶原料的处理设备，尤其是一种自动上料拆包的烟叶切断设备及方法。

背景技术：

卷烟厂的烟草原料是由打叶复烤企业提供的。打叶复烤企业负责将收购自烟农的(每包40～50公斤，麻袋片包装)初烤烟叶进行叶梗分离和烘烤处理加工，打包装箱后出售给烟厂。而打叶复烤生产线的第一道工序就是将烟叶切断为叶柄和叶身(烟叶主体部分)。以往的做法是分三步：1)人工将烟包搬运至上料输送皮带，2)人工拆包，3)人工将成堆的烟叶摊薄平铺在输送皮带上,并送到一对相对旋转的圆盘刀之间进行切断。因此需要投入大量的人工，不仅耗费大量人工成本，而且不便于生产管理。造成这种状况的主要原因是来料烟包的形状不规则，不适合机械化搬运上料和拆包，并且由于圆盘刀的切断方式，不允许料层厚度过大，必须靠人工摊薄。这种局面至今没有大的突破，专利号为CN 103523304 B的中国发明专利公开了一种麻袋片包装的散烟烟包切断系统及切断方法，该系统包括有顺序串接的将散烟烟包从麻袋片中取出的自动取垛机、将原烟烟垛分层的烟垛层分机、将分层后的烟块切断的切断机；所述自动取垛机包括有烟包输送带；所述烟垛层分机包括有层分输送机，设置于层分输送机上方的水平的分层插体，分层插体安装在提升装置上；在烟包输送带出口端与层分输送机入口端之间设置有一段间隙；所述切断机包括有切断输送带，设置于切断输送带后部的切断装置，切断装置上设置有压叶链，层分后的下层烟块在切断输送带出口段被压紧于切断输送带与压叶链之间。该系统虽然实现了麻包的自动回收和烟叶的自动切断，但投料和拆包依然需要人工操作完成，而且所谓的自动切断机也仍然未改过去一对旋转圆盘刀的切断方式，切断效率低，由于人工拆包速度缓慢，费工费力，因此整个系统的工作效率难以提高。

鉴于此提出本发明。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种自动上料拆包的烟叶切断设备，实现自动上料，自动拆包和自动切断，使整包烟叶处理实现全过程自动化。

本发明的另一目的是提供一种利用上述设备完成整包烟叶处理的方法。

为了实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：一种自动上料拆包的烟叶切断设备，包括，依次连接的整包上料装置、拆包回收装置以及烟叶切断装置；所述整包上料装置包括一可移动的抓取部，所述抓取部与拆包回收装置连接用于将麻包搬运至拆包回收装置上，所述拆包回收装置设有烟叶出料口和空麻包出口，所述烟叶出料口与烟叶切断装置的入料口连通。

进一步，所述拆包回收装置的上端设有横梁，所述抓取部可移动的安装在横梁上，所述烟叶切断装置包括传送单元和切断单元，所述传送单元一端位于烟叶出料口的下方，另一端与切断单元的入料端连接。

进一步，所述整包上料装置还包括烟包传送装置，所述烟包传送装置设置在抓取部的下方，并延伸至拆包回收装置的一侧；所述抓取部包括，安装在横梁上的滑座，与滑座活动连接的机械抓手，以及驱动机械抓手和滑座移动的动力装置。

进一步，所述机械抓手包括，抱夹装置、可伸缩的钢钉机构和传动机构，所述抱夹装置通过传动机构与动力装置连接，所述钢钉机构安装在抱夹装置的外侧，并可伸缩的插入至抱夹装置内；所述动力装置包括驱动滑座沿横梁移动的平移电机和驱动抱夹装置升降的升降电机。

进一步，所述拆包回收装置包括，机架、安装在机架内的翻转机构和切包机构，所述翻转机构设置在横梁的下方，用于承接抓取部放下的麻包，所述切包机构与机架滑动连接且位于翻转机构的上方，用于切开翻转机构上的麻包，翻转机构的下方为烟叶出料口和空麻包出口，在烟叶出料口和空麻包出口之间还设有一活动翻板，所述活动翻板通过翻转至不同位置以打开或关闭烟叶出料口和空麻包出口。

进一步，所述切包机构包括，与机架滑动连接的切刀支撑座，与切刀支撑座转动连接的摇臂，安装在摇臂自由端的圆盘切刀，以及安装在切刀支撑座底部固定空麻包的抓钩机构，所述切刀支撑座的上端与机架通过导轨滑块机构连接，切刀支撑座的底部设有一C形的滑槽，所述摇臂的自由端设有一与滑槽配合的滑块组，所述滑块组与摇臂滑动连接，摇臂摆动时所述滑块组沿着滑槽移动形成C形轨迹，所述圆盘切刀安装在滑块组上，且切刀面水平设置；所述抓钩机构包括一铰接在切刀支撑座底部的钩状钢钉和安装在切刀支撑座底部驱动钩状钢钉转动的气缸。

进一步，所述翻转机构包括翻转平台和插包机构，所述翻转平台的底部中间设有一水平轴，水平轴的两端与机架转动连接，在水平轴的一端连接有一驱动电机；所述插包机构对称地设置在翻转平台两侧，包括，与翻转平台固定连接的套管，滑动连接在套管内的钢针，以及驱动钢针滑动的动力装置；所述活动翻板设置在翻转平台的一侧下方，并与机架转动连接，活动翻板的一边可与翻转平台接触，该边向上倾斜时搭在翻转平台边缘的下方，构成连通至烟叶出料口的滑道，该边向下倾斜时，所述滑道中断，活动翻板连通至空麻包出口。

进一步，所述拆包回收装置的空麻包出口下方还设有空麻包输送装置，所述空麻包输送装置为带式输送机。

进一步，所述传送单元包括，与烟叶出料口和切断单元连接的传送带，设置在传送带上方的推料器；所述切断单元包括，与传送带平滑连接的切料台，位于切料台上方的压料装置、设置在切料台两侧的切刀装置，以及与切料台平滑连接的叶身出料皮带和位于切料台下方的叶柄出料皮带。

进一步，所述推料器包括，位于传送带上方且平行于传送带的轨道，安装在轨道上沿轨道滑行的推送小车，驱动推送小车移动的同步带驱动机构，置于推料小车前部的推料翻板及其驱动推料翻板转动的驱动气缸；所述压料装置包括一对V形对称设置的压杆，固定在压杆底端的压盘和驱动压杆直线移动的气缸；所述切刀装置包括一对相对切料台摆动的铡刀，与铡刀连接的曲柄摇杆机构，以及与曲柄摇杆机构连接的电机。

本发明的一种自动上料拆包的烟叶切断设备的切断方法，包括以下步骤：

a、抓取麻包：抓取部将麻包抓起，并放置于拆包回收装置；

b、切割麻包：拆包回收装置将麻包切口，并使烟叶与麻包分离；

c、烟叶切割：将拆包后的散烟叶输送至烟叶切断装置，切断烟叶，使叶身与叶柄分离。

采用本发明所述的技术方案后，带来以下有益效果：

本发明将整包上料装置、拆包回收装置和烟叶切断装置进行了有机组合，使得上料、拆包和切断能够直接自动完成，实现了散烟叶收购模式下的整包自动上线，从根本上解决过去依靠人工方式存在的用工量大、不易管理、生产成本高等诸多问题，并且可以灵活地与原料库自动化物流或转运系统实现对接或延伸，为进一步提升新一轮打叶复烤生产线的工业自动化水平，提高企业的经济效益，提供了一台关键的节点设备。

附图说明

图1：本发明的整机设备的主视图；

图2：为图1的俯视图；

图3：整包上料装置的主视图；

图4：整包上料装置的左视图；

图5：拆包回收装置的主视图；

图6：拆包回收装置的左视图；

图7：拆包回收装置的俯视图；

图8：烟叶切断装置的主视图；

图9：烟叶切断装置的左视图；

图中所示，1、整包上料装置 2、拆包回收装置 3、烟叶切断装置 4、机架 5、抓取部 6、横梁 7、烟包传送装置 8、翻转机构 9、切包机构 10、烟叶出料口 11、空麻包出口 12、空麻包输送装置 13、传送单元 14、切断单元 15、滑座 16、机械抓手 17、滑轮 18、平移电机 19、升降电机 20、抱夹装置 21、钢钉机构 22、传动机构 23、支撑座 24、夹持臂 25、升降柱 26、L形连杆 27、钢钉 28、辊道输送机 29、活动翻板 30、切刀支撑座 31、摇臂 32、圆盘切刀 33、抓钩机构 34、切刀平移气缸 35、滑槽 36、滑块组 37、长孔 38、钩状钢钉 39、翻转平台 40、插包机构 41、水平轴 42、套管 43、钢针 44、传送带 45、推料器 46、切料台 47、压料装置 48、切刀装置 49、叶身出料皮带 50、叶柄出料皮带 51、轨道 52、推送小车 53、同步带驱动机构 54、推料翻板 55、压杆 56、压盘 57、铡刀 58、曲柄摇杆机构。

具体实施方式

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。

如图1和图2所示，一种自动上料拆包的烟叶切断设备，包括，整包上料装置1、拆包回收装置2和烟叶切断装置3，上述三者的位置相对固定，整包上料装置1位于拆包回收装置2的一侧，烟叶切断装置3位于拆包回收装置2的另一侧。所述整包上料装置1包括，烟包传送装置7、设置在烟包传送装置7上方的可移动的抓取部5，所述拆包回收装置2的上方设有横梁6，横梁6固定在拆包回收装置2上，并延伸至烟包传送装置7的上方，抓取部5与横梁6滑动配合，使抓取部5在整包上料装置1和拆包回收装置2之间移动，用于抓取烟包传送装置7上的麻包并将其搬运至拆包回收装置2上。所述拆包回收装置2包括，机架4、安装在机架4内的翻转机构8和切包机构9，抓取部5将麻包放置于翻转机构8上，然后切包机构9在麻包上切开切口，使散烟叶从切口倒出，在机架4一侧设有烟叶出料口10，下方设有空麻包出口11，空麻包出口11的下方设有空麻包输送装置12。所述烟叶切断装置3包括传送单元13和切断单元14，传送单元13的一端位于烟叶出料口10的下方，另一端与切断单元14的入料端连接，用于将散烟叶从烟叶出料口10运输至烟叶切断装置3的入料口，切断单元14将烟叶的叶身与叶柄切断，完成分离。

结合图3和图4所示，所述整包上料装置1包括抓取部5和烟包传送装置7两部分，所述抓取部5包括，安装在横梁6上的滑座15，与滑座15升降连接的机械抓手16，以及驱动机械抓手16和滑座15移动的动力装置。所述滑座15的两侧设有可沿着横梁6滚动的滑轮17，以实现滑座15相对横梁6可滑动的目的，为实现该目的，也可以在横梁6上设有导轨，滑座15上设有滑块，通过导轨、滑块的配合实现两者的相对滑动。所述动力装置包括驱动滑座15移动的平移电机18和驱动机械抓手16移动的升降电机19，平移电机18的减速器输出轴上连接有一齿轮，横梁6上设有与该齿轮啮合的齿条，齿条与横梁6平行设置，平移电机18带动齿轮旋转，齿轮与齿条啮合传动，带动滑座15沿着横梁6移动。所述机械抓手16包括，抱夹装置20、可伸缩的钢钉机构21和传动机构22。所述抱夹装置20通过传动机构22与升降电机19连接，所述钢钉机构21安装在抱夹装置20的外侧，并可伸缩地插入至抱夹装置20内使麻包被固定在抱夹装置20内，防止其滑落。抱夹装置20包括，一支撑座23，一对对称设置在支撑座23下的倒L型的夹持臂24，两夹持臂24通过一对气缸驱动，当两夹持臂24相向运动时夹紧麻包，反向运动时放置麻包。所述传动机构22包括，一与支撑座23固定连接的竖直的升降柱25，升降柱25上设有齿条，安装在升降电机19的减速器输出轴上的齿轮，齿轮与齿条啮合带动支撑座23上下移动，所述钢钉机构21包括，一端与夹持臂24铰接的气缸，与气缸活塞杆端部铰接的L形连杆26，铰接于L形连杆26的另一端的钢钉27；所述钢钉27水平穿过夹持臂24中部，与夹持臂24滑动连接，当气缸伸缩时，带动L形连杆26摆动，进而驱动钢钉27水平滑动，完成插入麻包和退出麻包的动作。

所述烟包传送装置7包括至少一组辊道输送机28，优选的，所述辊道输送机28为两组，以提高传输效率，两组辊道输送机28从不同方向向拆包回收装置2靠拢，并在拆包回收装置2的一侧相交于一点，该点位于抓取部5移动轨迹的下方，使得抓取部5下降时能够直接抓取到麻包。

结合图5、图6和图7所示，所述拆包回收装置2包括，机架4、安装在机架4内的翻转机构8和切包机构9，所述翻转机构8设置在横梁6的下方，用于承接抓取部5放下的麻包，横梁6与机架4顶端固定连接，抓取部5可沿着横梁6移动至翻转机构8上方，然后将麻包放置于翻转机构8。所述切包机构9与机架4滑动连接且位于翻转机构8的上方，用于切开翻转机构8上的麻包，在翻转机构8的下方为烟叶出料口10和空麻包出口11，其中，烟叶出料口10位于翻转机构8的侧下方，空麻包出口11位于翻转机构8的正下方，在烟叶出料口10和空麻包出口11之间还设有一活动翻板29，在翻转机构8翻转向下倾斜时，所述活动翻板29通过翻转至不同位置使烟叶和麻包分别对应通过烟叶出料口10和空麻包出口11。

所述切包机构9包括，切刀支撑座30、摇臂31、位于摇臂31自由端的圆盘切刀32，以及固定空麻包的抓钩机构33。所述切刀支撑座30与机架4滑动连接，在切刀支撑座30的上端部设有滑块，机架4上固定安装有导轨，滑块与导轨配合使切刀支撑座30可相对机架4发生水平滑动，在切刀支撑座30和机架4之间连接有一驱动装置，该驱动装置优选为切刀平移气缸34，所述切刀平移气缸34驱动着切刀支撑座30沿着导轨滑动，当切割麻包时，切刀支撑座30移动至翻转机构8的正上方，使圆盘切刀32与麻包接触进行切割，切割完成后，切刀支撑座30向一侧水平移动，离开翻转机构8，使得翻转机构8的上方空置，方便抓取部5向翻转机构8放置麻包。所述切刀支撑座30下端为一平板状结构，在该结构的边缘设有一上下贯通的C形的滑槽35，滑槽35也可以为“[”形，或其他与“C”形接近的形状，所述摇臂31的一端与切刀支撑座30转动连接，该端与一电机的减速器输出轴固定连接，该电机固定在切刀支撑座30上，用于驱动摇臂31转动，在摇臂31的自由端设有一与滑槽35滑动配合的滑块组36，所述摇臂31上设有一长孔37，滑块组36可以在该长孔37内滑动，当摇臂31转动时，所述滑块组36同时在滑槽35和长孔37内滑动，形成C形的滑动轨迹，所述圆盘切刀32固定安装在滑块组36上，且切刀面水平设置，圆盘切刀32由一电机带动旋转。

所述抓钩机构33包括一铰接在切刀支撑座30下端的钩状钢钉38和安装在切刀支撑座30下端驱动钩状钢钉38转动的气缸，钩状钢钉38可以绕着铰接点转动，当气缸的活塞杆伸长时，钩状钢钉38插入至麻包内，将麻包勾住并向上绷紧，以便于圆盘切刀32切口，当气缸的活塞杆缩短时，钩状钢钉38拔出麻包，使麻包落下。

所述翻转机构8包括翻转平台39和插包机构40，所述翻转平台39的底部中间位置设有一水平轴41，水平轴41的两端与机架4转动连接，在水平轴41的一端连接有一驱动电机。所述插包机构40对称地设置在翻转平台39两侧，包括，与翻转平台39固定连接的套管42，滑动连接在套管42内的钢针43，以及驱动钢针43滑动的动力装置。所述的翻转平台39具有水平和倾斜两种状态，在承接麻包和切割麻包时，翻转平台39处于水平状态，同时插包机构40的钢针43插入至麻包内，起到固定麻包的作用；当麻包切口后，翻转平台39倾斜，烟叶在重力的作用下从切口倒出，空麻包由于被插包机构40固定，因此继续留在翻转平台39上，直到完成烟叶与麻包分离。

所述活动翻板29设置在翻转平台39的一侧下方，并与机架4转动连接，活动翻板29的一边延伸至可与翻转平台39搭接，该边向上倾斜时搭在翻转平台39边缘的下方，构成连通至烟叶出料口10的滑道，该边向下倾斜时，所述滑道中断，连通空麻包出口11。

当翻转平台39向下倾斜时，同时活动翻板29转动，先使靠近翻转平台39的一边向上倾斜，搭在翻转平台39的下方，与翻转平台39平行，构成连通至烟叶出料口10的滑道，并同时封闭了空麻包出口11，烟叶顺着该滑道从烟叶出料口10滑出，空麻包留在翻转平台39上，烟叶全部倒出后，活动翻板29向下倾斜，所述滑道被断开，空麻包出口11打开，此时，插包机构40退出麻包，空麻包从翻转平台39上滑落，沿着活动翻板29从空麻包出口11滑出，并落入下方的空麻包输送装置12，完成烟叶与麻包的分离，优选的，所述空麻包输送装置12为带式输送机。

结合图8和图9所示，所述烟叶切断装置3包括传送单元13和切断单元14两部分。所述传送单元13包括，传送带44、设置在传送带44上方的推料器45。所述传送带44的高度略低于烟叶出料口10，其一端延伸至烟叶出料口10下方，另一端与切断单元14的入料端连接。所述切断单元14包括，与传送带44平滑连接的切料台46，位于切料台46上方的压料装置47、设置在切料台46两侧的切刀装置48、以及与切料台46平滑连接的叶身出料皮带49和位于切料台46下方的叶柄出料皮带50。所述切料台46的上表面设有切刀槽，烟叶的叶身从切刀装置48之间进入叶身出料皮带49，叶柄从切刀装置48外侧落入叶柄出料皮带50。

所述推料器45包括，位于传送带44上方且平行于传送带44的轨道51，安装在轨道51上并沿轨道51滑行的推送小车52，驱动推送小车52移动的同步带驱动机构53，置于推料小车52前部的推料翻板54及驱动推料翻板54转动的驱动气缸。所述轨道51通过多根立柱与地面固定连接，所述推送小车52上设有与轨道51配合的滚轮，所述推料翻板54与推送小车52铰接，推料翻板54的上端与驱动气缸连接，下端为自由摆动端，所述压料装置47包括一对V形对称设置的压杆55，固定在压杆55底端的压盘56和驱动压杆55直线移动的气缸，气缸驱动着压杆55和压盘56，将散烟叶挤压聚拢至一起，方便切刀装置48进行切割。所述切刀装置48包括一对相对切料台46摆动的铡刀57，与铡刀57连接的曲柄摇杆机构58，以及与曲柄摇杆机构58连接的电机，所述铡刀57的一侧设有一铰接点，该点相对切料台46固定，铡刀57的另一侧与曲柄摇杆机构58连接，当电机带动曲柄摇杆机构58运动时，铡刀57不断绕着铰接点上下摆动，完成对烟叶的切断，优选地，两铡刀57的设计间距与烟叶叶身长度相近，每次切割时，在两铡刀57之间留下叶身，两铡刀57外侧切下叶柄。

一种自动上料拆包的烟叶切断设备的工作方法，该方法包括以下步骤：

a、抓取麻包：抓取部将麻包抓起，并放置于拆包回收装置；

b、切割麻包：拆包回收装置将麻包切口，并使烟叶与麻包分离；

c、烟叶切割：将拆包后的散烟叶输送至烟叶切断装置，切断烟叶，使叶身与叶柄分离。

在a步骤中，首先，先将装有烟叶的麻包搬运至烟包传送装置上，烟包传送装置将麻包传输至拆包回收装置的一侧，此时，机械抓手下降，当抱夹装置接触到麻包后，将麻包夹紧，同时钢钉机构运动，使钢钉插入至麻包内，然后机械抓手上升，平移电机驱动滑座向拆包回收装置移动，滑座移动至翻转平台上方后，机械抓手下降，将麻包放置于翻转平台上。

在b步骤中，首先，切刀支撑座移动至麻包正上方，使圆盘切刀与麻包接触，同时圆盘切刀高速转动在麻包上切开小口，此时摇臂转动，与摇臂连接的滑块组在摇臂的带动下沿着C形滑槽移动，使圆盘切刀走过一个C形的轨迹，同时麻包被切开一个大的开口，然后抓钩机构运动，使钩状钢钉插入麻包内，将麻包勾住，然后翻转平台开始反转，其一侧向下倾斜，同时活动翻板接近翻转平台的一侧向上倾斜，并与翻转平台搭接，构成连通至烟叶出料口的滑道，烟叶在重力作用下，沿着滑道从烟叶出料口滑出，与麻包分离。当烟叶全部倒出后，活动翻板向下转动，滑道被断开，此时钩状钢钉退出麻包，麻包在重力作用下，沿着翻转平台滑落至活动翻板，又沿着活动翻板从空麻包出口滑出，并落入下方的空麻包输送装置。

在c步骤中，首先，烟叶从烟叶出料口滑出后落入传送带，传送带将散烟叶输送至切料台入料口，同时，推料小车间歇地在轨道上往返移动，带动推料翻板将烟叶推进切料台，然后压料装置工作，压盘向下运动，将烟叶聚拢和压实，然后，铡刀在电机和曲柄摇杆机构的带动下将烟叶切断，使叶柄从两铡刀的外侧直接落入下方的叶柄出料皮带，叶身由推料翻板推出切料台进入叶身出料皮带，完成一次切割。

上述步骤重复循环，便可快速处理整包烟叶，使得上料、拆包、切断自动完成，实现散烟叶收购模式下的整包自动上线，从根本上解决过去依靠人工方式存在的用工量大、不易管理、生产成本高等诸多问题，并且可以灵活地与原料库自动化物流或转运系统实现对接或延伸，进一步提升新一轮打叶复烤生产线的工业自动化水平，提高企业的经济效益。

以上所述为本发明的实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员而言，在不脱离本发明原理前提下，还可以做出多种变形和改进，这也应该视为本发明的保护范围。