烟草脱箱设备及烟草开箱系统的制作方法

本实用新型涉及烟草机械技术领域，尤其涉及一种烟草脱箱设备及烟草开箱系统。

背景技术：

开包工序是烟丝制丝生产线中的第一道工序，此工序主要是将根据配方从片烟库下架至生产线上的纸箱装片烟(包括再造烟叶)通过开箱，拆掉外包装箱，按产品配方设计要求把烟片(包括再造烟叶)均匀地放在输送带上。开箱系统中包括脱箱机，可使原料烟叶从箱中脱出，为下一道工序做好原料准备。

脱箱机在脱箱过程中，将已经打开封口且倒置的箱体通过两个夹臂缓缓向上移动，以使烟坯从箱体内落至输送皮带上，以输送至下一个工位。

但是，由于不同牌号的烟采用不同配方，各配方均包含数种乃至十余种不同厂家生产的片烟，虽然各家均是采用相同规格的烟箱，但是由于生产工艺上的差异，部分烟箱尤其是一些海外进口片烟烟箱会偏大。由于夹臂只能采用固定预设参数来控制烟箱的夹紧。为了保证最小规格的烟箱也能被夹紧不至于从夹臂中脱离，该参数不能太小。由此导致部分尺寸稍大的烟箱会被过度夹紧而被抬起，脱离皮带至半空，此时由于重力作用位于夹持部分以下的烟片无法持续悬在半空而脱落，而位于夹持部分以上的烟片仍保留在烟箱中，导致原本结构紧实的片烟变得结构松散，无法形成规则的烟坯，会影响后续烟草生产质量。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提出一种烟草脱箱设备及烟草开箱系统，能够防止烟草从烟箱内脱离后结构松散，以提高后续烟草生产质量。

本实用新型一方面提供了一种烟草脱箱设备，包括：机架；

提升组件，包括两个夹臂，分别设在机架沿宽度方向的两侧，宽度方向垂直于烟箱的输送方向；

第一驱动部件，用于驱动两个夹臂沿宽度方向移动，以向烟箱提供夹紧力；和

第二驱动部件，用于驱动提升组件沿高度方向移动，以带动烟箱向上移动实现烟草脱箱；

其中，在烟草脱箱过程中，第一驱动部件的驱动信号随第二驱动部件的驱动信号调整。

在一些实施例中，烟草脱箱设备还包括比较器，比较器包括：

第一输入端，与第二驱动部件电连接，被配置为接收第二驱动部件的驱动信号；

第二输入端，被配置为接收阈值信号，阈值信号为正常脱箱时第二驱动部件的驱动信号乘以预设倍数，在正常脱箱情况下烟草能够从烟箱内完整脱出；和

输出端，被配置为在烟草脱箱过程中，在第一输入端接收的信号超过第二输入端接收的信号时，输出脱箱异常的报警信号。

在一些实施例中，烟草脱箱设备还包括控制器，与比较器的输出端连接，用于在接收到报警信号时输出使第二驱动部件停止转动的信号，并调整第一驱动部件的驱动信号以使夹臂提供的夹紧力减小。

在一些实施例中，烟草脱箱设备还包括：

输送部件，设在两个夹臂下方，且沿长度方向穿过机架，用于输送脱箱后的烟草；

其中，控制器用于在第二驱动部件停止转动后反转，以使烟箱重新落回输送部件上，以在调整第一驱动部件的驱动信号后使夹臂重新夹紧。

在一些实施例中，第一驱动部件包括变频调速电机，第一驱动部件的驱动信号为频率信号；

控制器被配置为在两个夹臂夹紧烟箱向上移动的过程中使频率信号保持恒定，在比较器输出报警信号后使频率信号减小重新脱箱。

在一些实施例中，两个夹臂的内侧均设有卡接件，烟箱两侧分别设有通孔，被配置为供卡接件卡入以提升烟箱。

在一些实施例中，第二驱动部件设在机架底部，烟草脱箱设备还包括沿宽度方向分别设在机架两侧区域的传动部件，传动部件包括：

配重；

导向轮，设在机架的顶部；

第一传动链，一端与提升组件连接，另一端绕过导向轮与第二驱动部件的输出端连接；和

第二传动链，一端与提升组件连接，另一端绕过导向轮与配重连接。

在一些实施例中，提升组件的顶部设有缓冲器，用于在提升组件向上运动过程中使缓冲器碰触到机架时使提升组件减速。

在一些实施例中，还包括：

第三驱动部件，用于驱动提升组件在竖直平面内转动，以在烟箱脱离后使烟箱转动至箱口朝上；和

气缸组，设在机架顶部沿宽度方向中间的位置，用于在箱口朝上朝上的状态下动作以将烟箱的下部封口打开。

本实用新型另一方面提供了一种烟草开箱系统，包括上述实施例的烟草脱箱设备。

基于上述技术方案，本实用新型实施例的烟草脱箱设备，第一驱动部件的驱动信号随第二驱动部件的驱动信号调整，能根据烟箱的实际情况以合适的夹紧力脱箱，以便在烟草从烟箱中脱离后形成完整规则的烟坯，从而提高整个烟草生产过程的连续性，并提高烟草生产质量。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本申请的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型烟草脱箱设备的一个实施例的主视图。

附图标记说明：

1、机架；11、竖梁；12、横梁；2、提升组件；21、安装板；22、夹臂；3、第一驱动部件；3’、第二驱动部件；4、第一传动链；5、缓冲器；6、第二传动链；7、导向轮；8、组合气缸；9、输送部件；10、配重。

具体实施方式

以下详细说明本实用新型。在以下段落中，更为详细地限定了实施例的不同方面。如此限定的各方面可与任何其他的一个方面或多个方面组合，除非明确指出不可组合。尤其是，被认为是优选的或有利的任何特征可与其他一个或多个被认为是优选的或有利的特征组合。

本实用新型中出现的“第一”、“第二”等用语仅是为了方便描述，以区分具有相同名称的不同组成部件，并不表示先后或主次关系。

下面首先对烟草开箱系统的结构及工作原理进行说明。烟草开箱系统包括：辊道输送机、翻箱机、脱箱机(即后续提到的烟草脱箱设备)、堆垛机、皮带输送机等设备，以实现烟箱自动搬运、拆箱、空箱叠合、空箱输送和空箱码垛等功能。

此种烟草开箱系统的工作过程为：

各封口烟箱在辊道输送机上运动的过程中将箱口拆封打开，翻箱机包括位于下方的辊道和位于上方的皮带机构，当辊道输送机将开封后的烟箱输送至翻箱机的辊道上后，皮带机构向下运动压住烟箱的顶部，以和辊道一起将烟箱夹住，此时四个翻盖朝外打开，翻箱机控制皮带机构和辊道一起在竖直面内转动翻转180°，以使烟箱的开口朝下。

翻转后的烟箱经皮带输送机输送至脱箱机内，如图1所示，脱箱机的夹臂22夹持住烟箱向上提升，使烟坯从烟箱中分离出来。由人工取出内衬纸垫及塑料薄膜后，由运输带将烟坯输送至下一工位。空烟箱提升至一定高度后，夹臂22停止上升，此时控制提升组件2在竖直面内旋转180°，使烟箱底部向下。组合气缸8动作，打开空烟箱下封口。空烟箱随提升组件2回转90°，经推倒气缸推倒叠放，被夹持装置夹持拖拽至空烟箱输送装置，从而完成脱箱任务。之后将空烟箱输送至堆垛机，以将各空烟箱码垛堆放。

现有技术中由于夹臂22只能采用固定预设参数来控制烟箱的夹紧。对于部分尺寸稍大的烟箱会被过度夹紧而被抬起，脱离皮带至半空，此时由于重力作用位于夹持部分以下的烟片无法持续悬在半空而脱落，而位于夹持部分以上的烟片仍保留在烟箱中，导致原本结构紧实的片烟变得结构松散，无法形成规则的烟坯，会影响后续烟草生产质量。

如果脱箱后的烟坯不规则，在后续切片生产工序中极易导致切片机切片故障，进一步导致后续的松散回潮入口流量波动而导致热风温度波动，加水比例异常，加料比例异常等问题，严重的可能因断料过久导致批次异常结束，对于生产过程中的工艺质量和生产连续性影响极大。当出现问题时，通常是通过人工切片处理，部分时候甚至要报修，费时费力还影响烟草质量。

如图1所示，本实用新型的烟草脱箱设备包括：机架1、提升组件2、输送部件9、第一驱动部件3和第二驱动部件3’。

机架1包括两个竖梁11和连接在两个竖梁11之间的横梁12，横梁12可设在竖梁11的顶部。提升组件2包括安装板21和两个夹臂22，两个夹臂22固定于安装板21上，且分别设在机架1沿宽度方向的两侧。其中，宽度方向垂直于烟箱的输送方向，长度方向与烟箱的输送方向一致。输送部件9设在两个夹臂22下方，且沿长度方向穿过机架1，用于输送脱箱后的烟草，例如，输送部件9可以是皮带、链条或辊子输送部件等。

优选地，两个夹臂22的内侧均设有卡接件，例如卡钉，烟箱两侧分别设有通孔，被配置为供卡接件卡入以提升烟箱。在刚开始提升烟箱时，夹臂22会承受整个烟箱的重量，该结构可防止夹臂22与烟箱之间发生相对滑动，使烟箱顺利提升从而使烟草脱出。

第一驱动部件3用于驱动两个夹臂22沿宽度方向移动，以向烟箱提供夹紧力，例如，第一驱动部件3可以是直线电机或电动推杆，也可以是旋转电机与传动机构配合，传动机构可将电机输出轴的旋转运动转化为直线运动。第二驱动部件3’用于驱动提升组件2沿高度方向移动，以带动烟箱向上移动实现烟草脱箱。例如，第一驱动部件3可以是旋转电机等。

在烟草脱箱过程中，第一驱动部件3的驱动信号随第二驱动部件3’的驱动信号调整，以便在烟草从烟箱中脱离后形成完整规则的烟坯。例如，驱动信号可以是电压信号、电流信号或频率信号等。

如果夹臂22对烟箱的夹紧力过大，卡接件的自由端就会嵌入烟草中，在将烟箱提升时，内部的烟草受到夹臂22两侧的压力和卡接件的阻挡作用难以落下，这样烟箱和内部的烟草会整体被提升，当提升至输送部件9上方的一定高度时，一部分烟草在重力作用下脱落掉落在输送部件9上使原本紧实的烟草变得松散，另一部分烟草仍留在烟箱中。后续提升组件2就需要带动烟箱和部分烟草同时向上移动，而在正常脱箱过程中，提升组件2只需要带动烟箱向上移动。

因此，在夹紧力过大时会导致第二驱动部件3’的驱动信号增大，此时通过相应地减小第一驱动部件3的驱动信号减小夹紧力，就能根据烟箱的实际情况以合适的夹紧力脱箱，以便在烟草从烟箱中脱离后形成完整规则的烟坯，从而提高整个烟草生产过程的连续性，并提高烟草质量。

在一些实施例中，烟草脱箱设备还可包括比较器，比较器包括：第一输入端，与第二驱动部件3’电连接，被配置为接收第二驱动部件3’的驱动信号；第二输入端，被配置为接收阈值信号，阈值信号为正常脱箱时第二驱动部件3’的驱动信号乘以预设倍数，在正常脱箱情况下烟草能够从烟箱内完整脱出；和输出端，被配置为在烟草脱箱过程中，在第一输入端接收的信号超过第二输入端接收的信号时，输出脱箱异常的报警信号。

进一步地，烟草脱箱设备还可包括报警部件，与比较器的输出端连接，用于在接收到报警信号时进行报警。例如，报警部件可采用声光报警器，也可在显示屏上提示。

在一些实施例中，烟草脱箱设备还可包括控制器，与比较器的输出端连接，用于在接收到报警信号时输出使第二驱动部件3’停止转动的信号，并调整第一驱动部件3的驱动信号以使夹臂22提供的夹紧力减小。例如，控制器可以是plc或者dsp控制器等。该实施例可在判断出夹紧力过大时自动调整第一驱动部件3的驱动信号，可提高脱箱过程的自动化程度。

在一种调整方式中，控制器用于在第二驱动部件3’停止转动后反转，以使烟箱重新落回输送部件9上，以在调整第一驱动部件3的驱动信号后使夹臂22重新夹紧。该实施例可在夹紧力过大时，先及时将烟箱放置于输送部件9上，再调整第一驱动部件3的驱动信号，可防止烟箱在悬空的过程中内部的烟草落出，并为第一驱动部件3驱动信号的调整留出足够的时间。

在另一种调整方式中，在判断出夹紧力过大时，直接在烟箱被夹起的状态下调整，此种方式能够使脱箱过程更加连续，提高脱箱效率。

在上述实施例中，第一驱动部件3包括变频调速电机，第一驱动部件3的驱动信号为频率信号；控制器被配置为在两个夹臂22夹紧烟箱向上移动的过程中使频率信号保持恒定，在比较器输出报警信号后使频率信号减小重新脱箱。第二驱动部件3’包括伺服电机，第二驱动部件3’的驱动信号为电流信号，当夹紧力过大时，第二驱动部件3’的驱动电流信号会增大。

如图1所示，第二驱动部件3’设在机架1底部，烟草脱箱设备还包括沿宽度方向分别设在机架1两侧区域的传动部件，所述传动部件包括：配重10；导向轮7，设在机架1的顶部；第一传动链4，一端与提升组件2连接，例如与安装板21连接，另一端绕过导向轮7与第二驱动部件3’的输出端连接；和第二传动链6，一端与提升组件2连接，例如与安装板21连接，另一端绕过导向轮7与配重10连接。第一传动链4和第二传动链6独立，既能通过第一传动链4带动提升组件2沿高度方向运动，又能通过第二传动链6向提升组件2施加配重，以使提升组件2稳定运行。

如图1所示，提升组件2的顶部设有缓冲器5，用于在提升组件2向上运动过程中使缓冲器5碰触到机架1时使提升组件2减速。例如，缓冲器5包括固定部和活动部，固定部与活动部之间设有弹簧，当活动部碰触机架1时在弹簧的作用下减速，可在提升组件2向上运动至极限位置时进行保护，提高安全性。

进一步地，烟草脱箱设备还包括：第三驱动部件，用于驱动提升组件2在竖直平面内转动，以在烟箱脱离后使烟箱转动至箱口朝上；和组合气缸8，设在机架1顶部沿宽度方向中间的位置，用于在箱口朝上朝上的状态下动作以将烟箱的下部封口打开。

在一个具体的实施例中，在正常脱箱过程中，第二驱动部件3’的负载不会大于其最大输出扭矩，第一驱动部件3的变频器在夹紧工作时采用的频率不变。随着夹臂22过度夹紧导致烟箱被提升，第二驱动部件3’的负载加大，输入的驱动电流也会增大，因此，通过对第二驱动部件3’的驱动电流进行监控可判断夹紧力是否过大。

单个装有烟草的烟箱的重量为200kg左右，即使是只有一半的烟草随着烟箱被提升，仍然有100kg，而实际情况通常是三分之二以上的烟草随着烟箱被提升。通过测量空箱状态和加上80kg砝码的情况下的第二驱动部件3’的驱动电流进行比对。空箱情况下的平均驱动电流大小在3.3a左右，而加上80kg砝码后第二驱动部件3’的平均驱动电流在3.7a左右，平均增加了0.4a左右，增幅在12％以上。在实际中可以在预设倍数为1.12时判定存在脱箱异常现象。

每台脱箱设备因为各零部件间的摩擦力不同，正常脱箱情况下的电流都略有不同。假设测得一台脱箱设备正常脱箱情况下的电流为x，可以实时监控第二驱动部件3’的驱动电流，将其与正常波动范围相比较，如果超出正常的电流值1.12倍则系统发出报警，从而及时系统存在的异常情况，保证产品工艺质量。该设备能够效地监控片烟开箱过程中可能出现的片烟开包过度夹紧的问题，做到及时发现问题，避免烟包散乱，有效地保障了产品的工艺质量。

以上对本实用新型所提供的一种烟草脱箱设备进行了详细介绍。本文中应用了具体的实施例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。