一种新型自动智能化食品切片机的制作方法

1.本发明涉及食品加工机械领域，尤其涉及一种新型自动智能化食品切片机。


背景技术：

2.在现有的食品，如槟榔生产过程中，切片是一道必不可少的工序，槟榔切片的生产厂家大部分都是采用人工切片的方式和传统一刀切槟榔切片设备。目前还没有成熟的自动化设备实现对槟榔的两刀切割。人工切片生产效率低下，劳动强度大，切片的质量不好控制，受人为因素影响较大，由于人工切片时手与槟榔接触对槟榔也会造成有一定的污染；现有的传统一刀切槟榔切片设备大多采用的是“槟榔通过夹具运输与固定刀片相对运动进行切割”，这类槟榔切片机械虽然结构简单、构思巧妙，效率高，对于只需要切一刀的槟榔来说可以用这个设备实现切片，由于受这种切片原理的限制，也存在比较多的缺点，其一是对于尺寸较大需要切两刀的槟榔无法实现切两刀，其二是由于夹具不能调整大小和方向，不同大小的槟榔进入夹具中其位置具有一定的随意性，因此切片的刀口位置和方向也存在一定的随意性，可能不是理想的位置和方向，这样也会使有些槟榔降低了等级，甚至会把某些槟榔切废导致成品率的下降。


技术实现要素：

3.本发明的目的是提供一种新型自动智能化食品切片机。
4.实现本发明目的的技术方案是：一种新型自动智能化食品切片机，包括机座、设于所述机座上的机架和设于所述机架上的至少一个给料单元，每一所述给料单元包括储料仓机构、一级给料机构、二级给料机构、防叠加机构，所述食品切片机还包括设于机架上的与每一所述给料单元对应的送料机构、夹持平移旋转机构、切片机构、调姿和下料机构、出料皮带机，所述储料仓内的待切割食品依次经一级给料机构、二级给料机构、防叠加结构给料后进入所述送料机构，调姿后再经夹持平移旋转机构进行位置调整后，由切片机构进行切片，切片后的食品由所述调姿和下料机构下料后经所述出料皮带机送出；还包括视觉装置和控制端，所述视觉装置用于采集待切割食品的图像信息，所述控制端根据所述图像信息控制所述夹持平移旋转机构的运动。
5.作为优选，所述储料仓机构包括料仓主体、下料口调节板和出料口调节板，所述下料口调节板和出料口调节板均设于料仓主体上且呈角度设置，所述下料口调节板与料仓主体后斜板形成容纳待切割食品通过的下料口通道，所述出料口调节板用于控制储料仓机构出料口的给料量。
6.作为优选，所述一级给料机构包括一级振动槽和用于使所述一级振动槽实现振动给料的一级直振器，所述一级振动槽与所述储料仓机构出料口间隙设置；所述二级给料机构包括二级振动槽和用于使所述二级振动槽实现振动给料的二级直振器，所述二级振动槽与所述一级振动槽出料口间隙设置，物料传感器设于二级振动槽进料口处。
7.作为优选，所述防叠加机构包括设于电机底座上的减速电机、主动轮、从动轮、皮
带，所述减速电机带动主动轮转动，所述主动轮通过皮带与从动轮相连，还包括滚筒和设于滚筒上的拨片，所述滚筒与从动轮相连，所述从动轮通过滚筒带动所述拨片旋转。
8.作为优选，所述夹持平移旋转机构包括平移滑台、设于平移滑台上的第一旋转机构和设于第一旋转机构上的第二旋转机构，所述第一旋转机构和第二旋转机构沿所述平移滑台同时前后运动，所述第一旋转机构沿所述平移滑台实现第一旋转运动，所述第二旋转机构沿所述第一旋转机构实现第二旋转运动。
9.作为优选，所述第一旋转机构包括设于滑台连接板上的用于安装第一轴承的第一轴承座和用于安装第一电机减速机的电机安装座，所述滑台连接板沿所述平移滑台进行前后运动，所述第一电机减速机通过第一轴承结合所述第二旋转机构实现左右角度偏移。
10.作为优选，所述第二旋转机构包括与所述第一轴承上的轴承套径向位置垂直连接的旋转连接板，还包括设于旋转连接板上的第二轴承座和第二电机减速机，所述第二电机减速机通过第二轴承座上的第二轴承带动旋转执行机构实现待切割食品的顺时针/逆时针旋转。
11.作为优选，所述切片机构包括旋转机架，所述旋转机架上设有立板，所述立板上设有线性模组，所述线性模组的切片滑台上设有沿线性模组的滑轨直线运行的刀架，所述刀架上设有用于切割待切割食品的刀片，还包括设于刀架上的弹簧压紧装置，所述弹簧压紧装置用于对待切割食品进行压紧；所述弹簧压紧装置包括沿刀片切割方向设置的压紧滑轨，所述压紧滑轨两端分别设有上限位块和下限位块，还包括设于压紧滑轨的压紧滑台和设于压紧滑台上的压杆，所述压杆顶端设有贯通上限位块的导杆，所述导向杆上套设有弹簧。
12.作为优选，所述调姿和下料机构包括安装板，所述安装板正反两面分别设有调姿装置和下料装置，所述调姿和下料机构的下料装置的后下方为下料进料口，所述的调姿和下料机构的调姿装置位于送料机构7的上方，所述下料进料口由送料机构的尾端、切片机构的垫板前端围绕而成，所述下料进料口的下方为出料皮带机，所述出料皮带机穿过所述夹持平移旋转机构的电爪手指设置；所述调姿装置用于对待切割食品进行压实调平，所述下料装置用于挡住粘附在电爪手指上的切割后的食品从所述下料进料口进行下料；所述调姿装置包括设于安装板上的调姿导轨和调姿气缸，还包括设于调姿导轨上的调姿滑块和设于调姿滑块上的调姿连接件，所述调姿连接件下端设有调姿压片，所述调姿气缸通过带动调姿滑块在调姿导轨上下滑动，使所述调姿压片下压实现压实调平；所述下料装置包括设于安装板上的下料导轨和下料气缸，还包括设于下料导轨上的下料滑块和设于下料滑块上的下料连接件，所述下料连接件下端设有下料压片，所述下料气缸通过带动下料滑块在下料导轨上下滑动，使所述下料压片实现下压从而下料。
13.采用了上述技术方案，本发明具有以下的有益效果：
14.(1)本发明通过视觉装置的图像采集和分析计算，经过一定的算法对图像的形状和大小进行分析，确定该物料应切割一刀还是两刀，并定位理想的切缝位置，根据分析的结果，驱动夹持平移旋转机构，将夹持的槟榔进行适当的平移和旋转，使理想的切缝位置正好和切刀相重合，从而实现了槟榔的高品质切割，提高了槟榔片合格率、等级和价值。
15.(2)本发明理想切缝和刀锋的对齐是在电爪手指向切片机构的刀下运动过程中完成的，提高了效率，能将夹持的槟榔准确的移位到切片机构的切刀下，并将理想的切缝和刀
锋对齐，提高切片质量和效率。
16.(3)本技术通过该结构可以实现主动出料，即当夹持机构的电爪手指夹持的槟榔在完成切割后，并不松开夹具，而是继续夹持着槟榔，向槟榔总体工艺方向的反方向运动(亦即反向出料)，该方向也是电爪手指去再次夹取下一个槟榔的回程路径上，在此路径的某个位置处，电爪手指才松开，这样能有效避免切割完成后的槟榔片对槟榔切割单元的影响，同时还节省了时间。
17.(4)本发明通过将夹持的槟榔进行左右的移位和旋转，能将待切的槟榔准确移位到所需的位置，达到预设的理想切缝和刀锋的高度重合，从而提高槟榔切片的品质，提高槟榔的等级，通过两个旋转电机实现槟榔的旋转和左右移动，结构简单、可靠性高，结构的宽度减小很大，有利于多组结构并行使用。
18.(5)本发明通过一级给料机构、二级给料机构、防叠加机构以及送料机构可实现较为均匀给料。
19.(6)两个旋转机构旋转相应的角度就可以实现槟榔的左右平移，这种左右平移会引起槟榔相对刀前后有一个很小的平动，但是由于切刀要长于槟榔很多，对于槟榔切割没有任何影响。
20.(7)本发明具备快速的切片速度，可进行精准的行程控制，能切出质量优良的槟榔片，由于该机构有槟榔弹簧压紧结构，刀片在切槟榔前和抽出刀片的过程中，弹簧压杆一直压住槟榔，能有效防止槟榔的移位以及抽刀时不会将槟榔切片带出夹具。
21.(8)本发明可以给有一定粘性的槟榔在下料时，通过调姿和下料机构的下料装置上的下料压片的下压后挡料，将粘附在夹具上的槟榔切片刮落到出料皮带上，并顺利出料，而不影响夹具的下次取料和切割。
22.(9)本机自动化、智能化程度较高，一台设备有多个单元同时独立运行，大幅度提高了切割的效率，减少了人工，降低了生产成本。
附图说明
23.为了使本发明的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中
24.图1为本发明的整体结构示意图；
25.图2为本发明图1的主视图；
26.图3为本发明中储料仓机构、一级给料机构、二级给料机构和防叠加机构结构示意图；
27.图4为本发明图3的俯视图；
28.图5为本发明储料仓机构的结构示意图；
29.图6为本发明防叠加机构的放大侧视图；
30.图7为本发明夹持平移旋转机构的结构示意图；
31.图8为本发明夹持平移旋转机构的主视图；
32.图9为本发明夹持平移旋转机构的右视图；
33.图10为本发明中切片机构的结构示意图；
34.图11为本发明图10切片机构的主视图；
35.图12为本发明中调姿和下料机构的结构示意图；
36.图13为本发明图12中调姿装置和下料装置的结构示意图。
具体实施方式
37.实施例一
38.见图1至图13，本实施例的一种新型自动智能化食品切片机，包括机座1、设于所述机座上的机架2和设于所述机架上的至少一个给料单元，每一所述给料单元包括储料仓机构3、一级给料机构4、二级给料机构5、防叠加机构6，所述食品切片机还包括设于机架上的与每一所述给料单元对应的送料机构7、夹持平移旋转机构8、切片机构9、调姿和下料机构10、出料皮带机11，所述储料仓内的待切割食品，如槟榔依次经一级给料机构、二级给料机构、防叠加结构给料后进入所述送料机构，调姿后再经夹持平移旋转机构进行位置调整后，由切片机构进行切片，切片后的槟榔由所述调姿和下料机构下料后经所述出料皮带机送出；还包括视觉装置和控制端，所述视觉装置用于采集待切割槟榔的图像信息，所述控制端根据所述图像信息控制所述夹持平移旋转机构的运动。所述视觉装置可以采用相机12。机架的后端上部安装有相机12和光源14用于图像的采集。
39.所述储料仓机构3包括料仓主体301、下料口调节板302和出料口调节板303，所述下料口调节板302和出料口调节板303均设于料仓主体上且呈角度设置，所述下料口调节板302与料仓主体后斜板形成容纳待切割槟榔通过的下料口通道，所述出料口调节板303用于控制储料仓机构出料口的给料量
40.所述一级给料机构4包括一级振动槽402和用于使所述一级振动槽实现振动给料的一级直振器401，所述一级振动槽与所述储料仓机构出料口有上下落差高度设置；所述二级给料机构5包括二级振动槽502和用于使所述二级振动槽实现振动给料的二级直振器501，所述二级振动槽与所述一级振动槽出料口间隙设置，物料传感器13设于二级振动槽进料口处。
41.所述防叠加机构包括设于电机底座上的减速电机601、主动轮、从动轮、皮带，所述减速电机带动主动轮转动，所述主动轮通过皮带与从动轮相连，还包括滚筒和设于滚筒上的拨片603，所述滚筒与从动轮相连，所述从动轮通过滚筒带动所述拨片旋转。
42.所述夹持平移旋转机构8包括平移滑台801、设于平移滑台上的第一旋转机构和设于第一旋转机构上的第二旋转机构，所述第一旋转机构和第二旋转机构沿所述平移滑台同时前后运动，所述第一旋转机构沿所述平移滑台实现第一旋转运动，所述第二旋转机构沿所述第一旋转机构实现第二旋转运动。
43.所述第一旋转机构包括设于滑台连接板802上的用于安装第一轴承的第一轴承座803和用于安装第一电机减速机804的电机安装座，所述滑台连接板沿所述平移滑台进行前后运动，所述第一电机减速机通过第一轴承带动所述第二旋转机构实现左右角度偏移。所述第一旋转运动结合第二旋转运动就是为了实现该左右平移。
44.所述第二旋转机构包括与所述第一轴承上的轴承套径向位置垂直连接的旋转连接板805，还包括设于旋转连接板上的第二轴承座807和第二电机减速机806，所述第二电机减速机通过第二轴承座上的第二轴承带动旋转执行机构实现待切割槟榔的顺时针/逆时针旋转。
45.当槟榔理想切线与切刀上下不重合时，第一旋转与第二旋转通过旋调整槟榔位置与切刀位置完全吻合。
46.第一旋转机构和第二旋转机构的综合运动实现待切割食品的平移和旋转。
47.所述旋转执行机构包括设于第二轴承的轴承套上的电爪连接板808和设于电爪连接板上的电爪809，所述电爪上设有用于夹抓待切割槟榔的电爪手指810。
48.所述第一电机减速机和第二电机减速机的动力输出方向相对设置。
49.所述切片机构包括旋转机架901，所述旋转机架上设有立板，所述立板上设有线性模组，所述线性模组的切片滑台904上设有沿线性模组的滑轨直线运行的刀架905，所述刀架上设有用于切割待切割槟榔的刀片912，还包括设于刀架上的弹簧压紧装置，所述弹簧压紧装置用于对待切割槟榔进行压紧。所述弹簧压紧装置包括沿刀片切割方向设置的压紧滑轨907，所述压紧滑轨两端分别设有上限位块906和下限位块911，还包括设于压紧滑轨的压紧滑台和设于压紧滑台上的压杆910，所述压杆顶端设有贯通上限位块的导杆908，所述导向杆上套设有弹簧909。所述旋转机架901绕设于旋转轴座903上的旋转轴902进行旋转，所述旋转机架底部靠近刀片处设有垫板913。
50.本发明采用伺服电机驱动的线性模组，切片速度快，且速度和行程精准可调，故而切出的槟榔片切口平滑无毛刺，口感良好，同时对垫板和刀片的损伤小；刀片的两侧，有两个压杆，在切槟榔前和切完槟榔后，压杆一直压住槟榔，使其不会脱离夹具。
51.所述调姿和下料机构的下料装置的后下方为下料进料口，所述的调姿和下料机构的调姿装置位于送料机构7的上方，所述下料进料口由送料机构的尾端、切片机构的垫板前端围绕而成，所述下料进料口的下方为出料皮带机，所述出料皮带机穿过所述夹持平移旋转机构的电爪手指设置。
52.所述调姿和下料机构包括安装板1001，所述安装板正反两面分别设有调姿装置和下料装置，所述调姿装置用于对待切割槟榔进行压实调平，所述下料装置用于挡住粘附在电爪手指上的切割后的槟榔从所述下料进料口进行下料。
53.所述调姿装置包括设于安装板上的调姿导轨1006和调姿气缸1007，还包括设于调姿导轨上的调姿滑块和设于调姿滑块上的调姿连接件1008，所述调姿连接件下端设有调姿压片1009，所述调姿气缸通过带动调姿滑块在调姿导轨上下滑动，使所述调姿压片下压实现压实调平。本发明通过一个用于槟榔切片后的出料机构，无论切好的槟榔片是否有粘性，都能主动顺利出料。
54.所述下料装置包括设于安装板上的下料导轨1002和下料气缸1003，还包括设于下料导轨上的下料滑块和设于下料滑块上的下料连接件1004，所述下料连接件下端设有下料压片1005，所述下料气缸通过带动下料滑块在下料导轨上下滑动，挡住粘在电爪手指上的切片，使其正常下料。
55.所述调姿装置和下料装置设有数组，每组包括两列设于安装板正反两面的调姿装置和下料装置，所述两列调姿装置的l型调姿压片朝向相对设置。多通道出料模式，各通道互不干涉。
56.具体实施时，本发明储料仓机构3中的物料通过出料口自然落到一级给料机构4的一级振动槽402上，在一级给料机构4的振动作用下，将槟榔向前输送，然后掉落到二级给料机构5的二级振动槽502里，在二级给料机构5的振动作用下，待切割槟榔物料继续向前移
动，在移动过程中，防叠加机构6的拨片一直在拨动着槟榔，槟榔过多时，将其拨回，保证槟榔按序单个通过二级给料机构5，达到防止物料的叠加，当二级给料机构5的二级振动槽中槟榔太多时，触发二级振动槽外的物料传感器13，使一级给料机构4停止振动给料。二级给料机构5中的槟榔到达送料机构7上时，相机12图像传给工控机进行图像的分析决定二级给料机构5和送料机构7的启停；调姿和下料机构10的调姿压片1009下压，经过该过程，槟榔的较大投影面将调整成朝上，夹持平移旋转机构8的电爪手指810根据槟榔的形状、位置和方位进行夹取，调姿压片1009上升，根据图像分析将槟榔多个时刻的图像分析计算，确定了切缝的位置，夹持平移旋转机构8夹持着槟榔向切片机构9的垫板913上运动，在此运动过程中，槟榔通过夹持平移旋转机构8的再次平移和旋转，当槟榔到达切刀912下时，理想的切缝已和刀锋已经重合。然后，切片机构9的刀片912快速向下运动，将槟榔切开，再快速将刀片912提起，切片完成。切片好的槟榔依然由夹电爪手指810夹持着，并往回程方向运动，当到达进料口位置时，电爪手指810松开，释放槟榔，在电爪手指810回程前，下料机构10的下料压片1005已在最低端，挡住粘在夹子上未掉下的切片，槟榔片从进料口顺利的掉落到出料皮带机11的网带上，并输送到出料端。夹持平移旋转机构8回程，直到夹取下一个槟榔的位置停止，并抬起下料机构10，进入下一个循环作业。
57.给料机构具体实施时，待切割槟榔堆积在料仓主体301中时，通过上下调节下料口调节板302，让槟榔在重力作用下，滑落在一级给料机构4的一级振动槽402上，槟榔堆积一定高度时，由于物料的流动性差，料仓主体301内的槟榔不再下滑，达成平衡，随着一级给料机构4的振动，并调节出料口调节板303到一合适位置，槟榔通过出料口向前运动实现槟榔的给料；由于料仓主体301设有所述料仓主体前斜板和料仓主体后斜板的前后两块斜板，因而可以承受大部分槟榔的重量，从而降低了实际施加在一级振动槽上的载荷；槟榔经一级振动机构4输送到一级振动槽402尾端后掉入二级振动机构的二级振动槽502内，在二级直振器501的振动作用下，槟榔在二级振动槽502中向前移动，安装在二级振动机构5上的防叠加机构6通过减速电机601和皮带驱动拨片603做旋转运动，通过调节调节螺栓602的高度，保证二级振动槽502中的槟榔依次通过，叠加的槟榔将被圆周转动的拨片603拨回。当一级给料机构4送入到二级给料机构5的槟榔较多时，触发物料传感器13感应物料信号给物料控制系统，使一级给料机构4停止工作，当二级给料机构5进料端的槟榔太少时，物料传感器13再次触发，使一级给料机构4继续工作。这样周而复始，达到槟榔的连续有序给料。
58.所述夹持平移旋转机构8在具体运行时，平移滑台801上的滑板向前平移，带动整个夹持平移旋转机构向前移动，当电爪手指810到达前端送来的槟榔位置时，电爪手指810将槟榔夹持住，根据槟榔的实际位置和方位，通过第一电机减速机804的旋转实现夹具旋转运动和第二电机减速机806实现夹具左或右平移；通过第二电机减速机806的旋转，带动电爪连接板808、电爪809、电爪手指810及所夹持的槟榔进行顺时钟或逆时钟旋转,同时平移滑台801上的滑板向后移动，在这三个运动的综合作用下，将电爪手指810所夹持的槟榔运送到切刀的刀锋下，达到预设的切缝和刀锋的高度重合，切刀下行，实现切一刀。如果是切两刀，在第一刀切完后，切刀上升，通过前述的三个运动，将第二刀的切缝调整到和刀锋重合，切刀下行，实现第二刀的切片。
59.在切片机构运行过程中，当电爪手指将满足姿态要求的槟榔运输到垫板913上适当位置时，切片滑台904的滑板由伺服电机及丝杆带动整个刀架905快速精确向下运动，由
于压杆910的底部要比刀片912的刀刃低，压杆910先接触槟榔，将槟榔压住，随着刀架905的进一步下行，压杆910受所压槟榔的限制，压杆910无法进一步下移，这时压杆将弹簧压缩变短，刀片912切完槟榔后，刀架905上行，随着压缩弹簧909释放，压杆910一直压着槟榔，直到刀片912上行离开槟榔一定距离，压杆910才脱离压着的槟榔。从而保证刀片912抽出槟榔时不会将已切片的槟榔带离槟榔夹具。当需要更换刀片时，将旋转机架901绕旋转轴902旋转90
°
，增加刀片的空间，刀片912换完后将刀架901复位并固定，更换刀架完成。
60.以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。