专利名称：烟箱自动清扫工艺及系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种对仓储烟草叶片或叶丝的箱体进行内部残余物料检测，并对其完
成自动清扫的工艺及系统技术领域。
背景技术：
在烟草行业中用来储存叶丝、叶片的烟箱，为了保证使用中箱体内部的清洁，在使 用后或使用前都需对箱体内部进行清扫处理，由于箱体体积较大，人工清扫较为复杂，劳动 强度大且存在人为的不安全因素。因此需要一种能对箱体内部进行自动清扫的系统。而为 了提高生产效率和生产质量，避免对干净的箱子进行重复清扫，或确保已清扫过的箱子是 干净的，还需对箱子的清洁度进行检测。此外，箱体内储存的物料可能是不同的品牌，在清 扫回收时需对不同品牌的残余物料进行分类回收，从而提高残余物料的回收利用率。
目前，针对储存烟草叶丝、烟片等物料的大型箱体，其内部清扫主要采用人工清洁 的方式，清扫时虽然也采用了一些辅助工具，如吸尘器等，但都是基于手动清扫的方式，劳 动强度大，较难实现自动化作业。针对这种不足，目前一些行业采用了工业机器人来完成箱 体内部的自动清扫，但采用的机器人一般都是多关节通用机器人，投资成本高，技术复杂， 且工作效率低。而且配备的清扫工具功能过于简单，主要是在机器人的末端手爪上加装毛
刷或毛刷辊，在使用过程中不可避免毛刷掉毛现象，在一些具有食品级清洁度要求的行业 中无法使用。此外，这些设备中缺少有效的残余物料检测装置，无法对箱体内部的清洁度进 行有效检测，只能对所有的箱子进行清扫，降低了系统的工作效率，同时也无法对清扫过的 箱子进行复检，难以可靠保证经清扫并重新投入使用的箱子是干净的。此外，目前已有的清 洁系统，不具备残料自动分类回收的功能，限制了残料的有效回收利用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种全自动的烟箱清扫工艺，以及能满足这种工艺的系 统，从而完成储存叶丝、叶片的烟箱的自动清扫。
本发明的目的是通过如下技术方案实现的。
烟箱自动清扫工艺，工艺步骤如下 ①将需要进行残余物料检测的箱口朝上的烟箱输送到清扫系统的输送机中；
②采用安装在输送机上方的视觉检测装置对烟箱底面的残余物料进行检测，判断 烟箱是否需进行清扫，并识别出残余物料在箱内的具体位置； ③对于不需清扫的烟箱，直接将烟箱输送出清扫系统；需要清扫的烟箱，则将烟箱 继续向前输送到清扫系统的烟箱翻转工位； ④用位于烟箱翻转工位旁的翻转机将烟箱翻转90 150° ，使烟箱的箱口对向位 于清扫系统前端的清扫机器人； ⑤控制清扫机器人将清扫手爪伸入烟箱内部，对烟箱内部进行清扫，并将残余物 料清扫到位于烟箱下面的残料输送皮带机上，由该残料输送皮带机将残余物料输送到回收
4箱中； ⑥翻转机将清扫后的烟箱翻转复位，并输送回视觉检测装置工位，进行复检；
⑦将复检合格的烟箱输送出清扫系统，不合格的烟箱再次输送到翻转工位进行二 次清扫，或直接输送到人工清扫工位，清扫后输送出清扫系统。 烟箱自动清扫系统，包括烟箱输送机、位于烟箱输送机一侧并与烟箱输送机垂直
布置的双向输送机，嵌套于烟箱输送机内的升降输送机，安装于升降输送机上方的视觉检
测装置，位于双向输送机后端的翻转机、位于翻转机后端的清扫机器人，位于翻转机与清扫
机器人之间的残料输送皮带机，在残料输送皮带机的出口端设置有回收箱。 本发明在烟箱输送机的另一侧与双向输送机相对设置有辅助输送机。所述的视觉
检测装置为龙门式结构，跨装于升降输送机上方。所述的翻转机包括支座、安装于支座上的
旋转组件、设置于旋转组件下方两侧的正向限位机构和反向限位机构、安装于旋转组件前
端的翻转卡具、与旋转组件的转轴连接的驱动机构。 所述的清扫机器人为直角坐标清扫机器人，包括支架、安装于支架前端的导轨运 动装置、安装于导轨运动装置上的清扫装置；所述的导轨运动装置包括相互垂直呈直角坐 标系布置的带执行器件的横向导轨、纵向导轨和升降导轨；所述的清扫装置包括旋转轴、安 装于旋转轴前端的清扫手爪，旋转轴安装于纵向导轨内部，旋转轴联结有旋转驱动电机。所 述的回收箱为一个或一个以上，放置于积放式输送机上。所述的升降输送机为辊道输送机。 所述的双向输送机和辅助输送机为辊道输送机。所述的辅助输送机为可双向输送的输送机 构。 如上所述的烟箱自动清扫系统，可通过烟箱输送机将空烟箱输进入清扫系统，通 过升降输送机将烟箱顶起进行检测，视觉检测装置可检测判断烟箱是否需要进行清扫，并 识别出残余物料在箱内的具体位置，系统可将不需要清扫的烟箱放置回烟箱输送机输出， 而将需要清扫的烟箱输送到双向输送机上。所设置的翻转机可将烟箱翻转至箱口对向位于 清扫系统前端的清扫机器人进行清扫，并将清扫后的烟箱再翻转复位，放回双向输送机上， 再次输送到升降输送机经再次检测，检测显示已清扫干净的烟箱被输送到烟箱输送机上输 出。检测显示还需要进行清扫的烟箱则再次输送到双向输送机上，再次进行翻转清扫，或直 接将烟箱输送到辅助输送机上，进行人工干预清扫。本发明清扫机器人的清扫手爪可自如 地伸入烟箱内部进行清扫，并将残余物料清扫到位于烟箱下面的残料输送皮带机上。所设 置的残料输送皮带机可将残余物料输送收集到回收箱中。 龙门式结构的视觉检测装置，其检测器件可在龙门架横梁上自由移动，对箱底面 进行全面检测。翻转机的旋转组件可灵活地带动翻转卡具转动，从而将翻转卡具卡住的箱 体自由翻转至箱口朝向清扫机器人进行清扫，并将清扫干净的箱体再翻转至箱口朝上。设 置于旋转组件下方两侧的正向限位机构和反向限位机构能够有效提高旋转组件及箱体翻 转的可靠性。所采用的直角坐标机器人的运动装置采用直角坐标结构形式，可自由实现上 下左右前后六个方向的运动，配之以清扫装置的轴向转动，使清扫手爪可以移动到任何需 要清扫的位置完成清扫工作。本发明可将一组不同品牌的回收箱放置于积放式输送机上， 对应接收来自残料输送皮带机的不同品牌的残料。升降输送机、双向输送机和辅助输送机 均采用辊道输送机，便于将烟箱沿辊道输送。辅助输送机采用可双向输送的输送机构，使得 人工清扫后的烟箱，可由辅助输送机直接输出，也可输送到烟箱输送机上输出。
本发明与现有技术相比较，具有明显的特点和优点结合烟草行业的实际需求特 点，通过合理的优化清扫工艺流程及系统对烟箱进行自动清扫。系统功能齐全，具备完整 的系统解决方案，各工序安排合理，工艺过程简洁，自动化程度高，还可节省设备投资成本。 由于系统具备残余物料检测功能，对是否需要清扫的烟箱进行分流处理，大大提高了系统 的生产效率；系统采用专用的清扫机器人及清扫工具，工作效率高，占地面积小，性价比好； 此外，系统具有残余物料分类回收功能，能最大限度的满足残余物料的分类回收利用，提高 用户的生产效益。 本发明合理地利用了空间及机器人技术，工艺路线短，占地面积小，自动化程度 高，功能齐全，且使烟箱清扫工作更快捷、安全、可靠。
下面结合附图及实施例对本发明作详细描述。
图1为本发明一个实施例的系统结构示意图； 图2为图1的俯视图； 图3为清扫系统中翻转机的结构示意图； 图4为图3的俯视图； 图5为清扫系统中清扫机器人的结构示意图； 图6为图5的俯视图。
具体实施例方式
如图1、图2所示，本发明的烟箱自动清扫系统，包括烟箱输送机1、位于烟箱输送 机一侧并与烟箱输送机垂直布置的双向输送机2，嵌套于烟箱输送机内的升降输送机4，安 装于升降输送机上方的视觉检测装置5，位于双向输送机后端的翻转机6、位于翻转机后端 的清扫机器人7，位于翻转机6与清扫机器人7之间的残料输送皮带机8，在残料输送皮带 机的出口端设置有回收箱9。在烟箱输送机1的另一侧与双向输送机2相对设置有辅助输 送机3。辅助输送机3可单向输送，也可双向输送，本实施例为可双向输送的输送机构。视 觉检测装置5为龙门式结构，跨装于升降输送机4上方。升降输送机4、双向输送机2和辅 助输送机3均采用辊道输送机。 如图3、图4所示，所述的翻转机6包括支座6a、安装于支座上的旋转组件6b、设置 于旋转组件下方两侧的正向限位机构6c和反向限位机构6d、安装于旋转组件前端的翻转 卡具6e、与旋转组件的转轴6f连接的驱动机构6g。所述的回收箱9为一个或一个以上，放 置于积放式输送机10上。 如图5、图6所示，所述的清扫机器人7为直角坐标清扫机器人，包括支架7a、安装 于支架前端的导轨运动装置7b、安装于导轨运动装置上的清扫装置7c ;所述的导轨运动装 置7b包括相互垂直呈直角坐标系布置的带执行器件的横向导轨7b-l、纵向导轨7b-2和升 降导轨7b-3 ;所述的清扫装置7c包括旋转轴7c-l、安装于旋转轴前端的清扫手爪7c-2，旋 转轴安装于纵向导轨7b-2内部，旋转轴联结有旋转驱动电机7d。本清扫机器人7的具体结 构在申请号为200810058489. 2的中国专利申请中已详细披露。
本发明提出的烟箱自动清扫主要由以下步骤实现
将需要进行残余物料检测的箱口朝上的烟箱输送到清扫系统的烟箱输送机1中； 通过烟箱输送机输送到残余物料视觉检测装置5的下面，当烟箱被升降输送机4升高定位 后，采用安装在升降输送机上方的视觉检测装置5对烟箱底面的残余物料进行检测，判断 烟箱是否需进行清扫，并识别出残余物料在箱内的具体位置；对于不需清扫的烟箱，直接将 烟箱经烟箱输送机输送出清扫系统；需要清扫的烟箱，则将烟箱继续向前输送到位于清扫 系统烟箱翻转工位的双向输送机2 ;用位于烟箱翻转工位暨双向输送机2旁的翻转机6将 烟箱翻转90 150° ，使烟箱的箱口对向位于清扫系统前端的清扫机器人7，便于清扫和 将残余物料清扫出烟箱；烟箱翻转到位后，清扫机器人7动作，将清扫手爪7c-2伸入到烟 箱中，对烟箱内部的各个区域进行清扫，并将残余物料从烟箱内部扫出到烟箱下面的残料 输送皮带机8上，由该残料输送皮带机将残余物料输送到回收箱9中；回收箱9放置在积 放式输送机10上，回收箱的摆放位置由控制系统根据烟箱内部物料的品牌来调度，即回收 哪一个品牌的残余物料，积放式输送机就将哪一个品牌的回收箱输送到残料输送皮带机出 口。随后，翻转机将清扫后的烟箱翻转复位，并输送回视觉检测装置工位，进行复检；复检合 格的烟箱通过烟箱输送机输送出清扫系统，不合格的烟箱再次输送到翻转工位暨双向输送 机，翻转后进行二次清扫，或直接输送到人工清扫工位暨辅助输送机3，清扫后输送出清扫 系统。人工清扫后的烟箱，可由辅助输送机3直接输出，也可输送到烟箱输送机1上输出。
如上所述，仅为本发明的具体实施例，不能以此限定本发明的范围，即依本发明申 请保护范围所作的等同变化与修饰，皆应仍属本发明涵盖的范围。 本发明的工艺和系统除了适用于烟草行业的烟箱自动清扫外，通过控制流程的改 变以及机器人清扫工具的改进，还可广泛应用于食品、医药、化工等轻工行业中的大型箱体 的内部自动清扫。
权利要求
烟箱自动清扫工艺，其特征在于，工艺步骤如下①将需要进行残余物料检测的箱口朝上的烟箱输送到清扫系统的输送机中；②采用安装在输送机上方的视觉检测装置对烟箱底面的残余物料进行检测，判断烟箱是否需进行清扫，并识别出残余物料在箱内的具体位置；③对于不需清扫的烟箱，直接将烟箱输送出清扫系统；需要清扫的烟箱，则将烟箱继续向前输送到清扫系统的烟箱翻转工位；④用位于烟箱翻转工位旁的翻转机将烟箱翻转90～150°，使烟箱的箱口对向位于清扫系统前端的清扫机器人；⑤控制清扫机器人将清扫手爪伸入烟箱内部，对烟箱内部进行清扫，并将残余物料清扫到位于烟箱下面的残料输送皮带机上，由该残料输送皮带机将残余物料输送到回收箱中；⑥翻转机将清扫后的烟箱翻转复位，并输送回视觉检测装置工位，进行复检；⑦将复检合格的烟箱输送出清扫系统，不合格的烟箱再次输送到翻转工位进行二次清扫，或直接输送到人工清扫工位，清扫后输送出清扫系统。
2. —种用于如权利要求l所述的烟箱自动清扫工艺的烟箱自动清扫系统，其特征 在于，包括烟箱输送机(1)、位于烟箱输送机一侧并与烟箱输送机垂直布置的双向输送机 (2)，嵌套于烟箱输送机内的升降输送机(4)，安装于升降输送机上方的视觉检测装置(5)， 位于双向输送机后端的翻转机(6)、位于翻转机后端的清扫机器人(7)，位于翻转机(6)与 清扫机器人(7)之间的残料输送皮带机(8)，在残料输送皮带机的出口端设置有回收箱 (9)。
3. 根据权利要求2所述的烟箱自动清扫系统，其特征在于，在烟箱输送机的另一侧与 双向输送机(2)相对设置有辅助输送机(3)。
4. 根据权利要求2所述的烟箱自动清扫系统，其特征在于，所述的视觉检测装置(5)为 龙门式结构，跨装于升降输送机(4)上方。
5. 根据权利要求2所述的烟箱自动清扫系统，其特征在于，所述的翻转机(6)包括支座 (6a)、安装于支座上的旋转组件(6b)、设置于旋转组件下方两侧的正向限位机构(6c)和反 向限位机构(6d)、安装于旋转组件前端的翻转卡具(6e)、与旋转组件的转轴(6f)连接的驱 动机构(6g)。
6. 根据权利要求2所述的烟箱自动清扫系统，其特征在于，所述的清扫机器人(7)为 直角坐标清扫机器人，包括支架(7a)、安装于支架前端的导轨运动装置(7b)、安装于导轨 运动装置上的清扫装置(7c);所述的导轨运动装置(7b)包括相互垂直呈直角坐标系布置 的带执行器件的横向导轨(7b-l)、纵向导轨(7b-2)和升降导轨(7b-3);所述的清扫装置 (7c)包括旋转轴(7c-l)、安装于旋转轴前端的清扫手爪(7c-2)，旋转轴安装于纵向导轨 (7b-2)内部，旋转轴联结有旋转驱动电机(7d)。
7. 根据权利要求2所述的烟箱自动清扫系统，其特征在于，所述的回收箱(9)为一个或 一个以上，放置于积放式输送机(10)上。
8. 根据权利要求2所述的烟箱自动清扫系统，其特征在于，所述的升降输送机(4)为辊 道输送机。
9. 根据权利要求2所述的烟箱自动清扫系统，其特征在于，所述的双向输送机(2)和辅助输送机(3)为辊道输送机。
10.根据权利要求3所述的烟箱自动清扫系统，其特征在于，所述的辅助输送机(3)为 可双向输送的输送机构。
全文摘要
烟箱自动清扫工艺及系统，是将烟箱输送到清扫系统中，用视觉检测装置(5)检测箱底，判断是否需清扫，并识别出残余物料在箱内的位置；不需清扫的烟箱直接送出清扫系统，需清扫的烟箱输送到烟箱翻转工位；用翻转机(6)将烟箱翻转90～150°，使箱口对向清扫机器人(7)；清扫机器人将清扫手爪(7c-2)伸入箱内清扫，并将残余物料清扫到残料输送皮带机(8)上，再输送到回收箱(9)中；翻转机将清扫后的烟箱翻转复位，并送回视觉检测装置工位复检；复检合格的烟箱输送出清扫系统，不合格的再次输送到翻转工位二次清扫，或直接输送到人工清扫工位清扫。本发明能完成储存叶丝、叶片的烟箱的自动清扫。
文档编号B65G47/248GK101722164SQ200910220959
公开日2010年6月9日 申请日期2009年11月9日 优先权日2009年4月10日
发明者卯彦, 张云, 张勇, 李劲松, 李大庆, 李江有, 杨灏泉, 游玲, 蔡磊, 马忠明 申请人:云南昆船设计研究院