一種煙葉復烤智能化自動擺把系統的制作方法
【技術領域】
[0001 ]本發明屬于自動化設備技術領域，尤其涉及一種煙葉復烤自動擺把系統。
【背景技術】
[0002]擺把是煙草行業的術語，是指煙葉在打葉復烤生產中，將煙葉從料框中按不同的質量和數量要求取出并擺放到傳輸工作臺上的過程，該過程是整個打葉復烤生產線的第一個步驟，對生產線后續步驟至關重要。煙葉復烤是對初烤后的煙葉進一步深加工，其目的是對煙葉進行打葉和復烤，去除煙葉的煙梗、按不同質量要求控制煙葉中的水分、理化指標、煙葉色澤、殺蟲去菌、去除沙土及雜物、裝箱打包。煙葉按質量分類有若干不同的等級，不同香煙品種有各自不同的煙葉等級配方，在生產上就必須按配方要求將不同等級的煙葉配搭后進行打葉和復烤。在擺把工段，根據煙葉配方要求，將不同等級、不同數量的煙葉擺放在生產線傳輸皮帶上，完成配比后由傳輸帶將煙葉送至下一個工序進行生產。國內現有的擺把工段全部是人工完成，屬于勞動密集型工種，全部依靠擺把工人采用人工完成煙草量取、轉送、放置和鋪展，突出的問題主要表現在生產效率低下、擺把精確度低、配方準確率差、勞動強度大、現場工作環境粉塵大、煙味濃厚、影響工人身心健康、增加職業病和勞動風險等。由于煙葉打葉復烤生產具有季節性和階段性，工人的穩定性差，新老員工生產技能參差不齊，往往會影響生產的正常運轉。因此，研發一種能替代人工擺把，實現全自動化的擺把作業的裝置，是目前煙葉復烤行業亟待解決的問題，而國內目前還沒有一種全自動的煙葉擺把系統，滿足復烤生產自動化的需求。
[0003]目前，國內外對復烤煙葉擺把有一定的研究，如申請號為201310463455.2的《一種按重量劃分復烤煙葉批次的方法》，但這些方法依然不夠智能化，不能完全滿足復烤煙葉自動擺把的需求。
【發明內容】
[0004]為解決上述技術問題，本發明的目的在于克服現有技術存在的不足，提供一種使用方便、高效安全的智能化煙葉自動擺把系統。
[0005]本發明是通過下述技術方案來實現的:
[0006]—種煙葉復烤智能化自動擺把系統，包括機器人自動擺把裝置、煙葉框、擺把臺、輸送帶；所述機器人自動擺把裝置包括觸摸屏模塊、PLC控制模塊、機器人控制模塊、控制箱、示教器、機器人本體、機械夾具、機器人底座;所述控制箱為金屬箱體，控制箱內部安裝機器人控制模塊，箱體表面一側嵌有PLC控制模塊，PLC控制模塊外側安裝觸摸屏模塊和示教器;所述觸摸屏模塊設有COMl接口，示教器設有COM2接口，PLC模塊設有COM3接口、COM4和C0M5接口，機器人控制模塊設有C0M6接口 ；觸摸屏模塊的COMl接口與PLC模塊的COM3接口通過RS485接口連接，示教器的COM2接口與PLC模塊的COM4接口通過RS485接口連接，PLC模塊的COM4接口與機器人控制模塊的C0M6接口通過RS485接口連接;機器人控制模塊連接并控制機械夾具和機器人本體的動作，機械夾具和控制箱安裝在機器人本體上，機器人本體安裝在機器人底座上，煙葉框中間位置加裝隔板，機器人自動擺把裝置放置在左右兩邊煙葉框中間。
[0007]優選的，所述機械夾具包括連接法蘭盤、固定板、推料板、導向桿、導向滑塊、水平推料氣缸、垂直壓料氣缸、鏟料桿、壓料板、垂直氣缸安裝支架、連接筋。
[0008]優選的，所述觸摸屏模塊上設有觸碰操作按鍵，用于在觸摸屏上對該系統進行設定和操作，同時觸摸屏的一部分能顯示操作數據和故障報警。
[0009]優選的，所述控制箱一側裝有示教器，用于在示教器上編寫系統程序，控制系統工作。
[0010]優選的，所述機械夾具上裝有垂直壓料氣缸和水平推料氣缸，分別用于對煙葉的夾緊和推送，煙葉框擺放位置上方安裝有超聲波檢測傳感器，用于檢測煙葉框中煙葉堆放的高度，當向煙葉框中鏟取煙葉時，如果檢測到前方的煙葉框中沒有煙葉，立即停止鏟取并發出提示(煙葉框中無煙葉)，通知操作人員更換煙葉框;如果檢測到煙葉框中有煙葉，煙葉框中煙葉高度為h，則自動從h高度開始進行鏟取作業。傳送帶上設有紅外對射裝置，在擺把到傳送帶上時，能對傳送帶上特定位置進行檢測(是否有煙葉)，檢測到傳送帶上有煙葉時，停止鏟取作業。煙葉框擺放位置下方設有位置檢測裝置，如果煙葉框未擺放到指定位置，則禁止啟動機器人，并發出報警信息(煙葉框不在指定位置)。
[0011]優選的，所述煙葉框中間設有隔板，將一個煙葉框分為兩個側面，煙葉把頭向外裝置煙葉。
[0012]優選的，所述機器人自動擺把裝置放置在左右兩邊煙葉框中間位置，用于機器人自動擺把裝置循環鏟取左右兩邊煙葉框的煙葉。
[0013]優選的，所述左右兩邊的煙葉框放置在轉臺上，可以根據指令自動旋轉180度，以實現左右兩側需要鏟取的的煙葉正對機器人自動擺把裝置。并設置限位傳感器，檢測轉臺是否轉到位。
[0014]優選的，所述通過觸摸屏設定，自動計算每一次鏟取煙葉的厚度h和鏟取頻率，并自動計算出鏟取完一框煙葉的次數N。
[0015]優選的，所述擺把臺輸送帶上紅外對射自動檢測裝置，檢測擺把臺輸送帶上是否已經有煙葉，自動決定將鏟取煙葉放置在擺把臺輸送帶上的時點，保證輸送帶上煙葉擺放均勻。
[0016]優選的，所述系統對鏟取煙葉的數量進行自動計數統計，并自動傳輸到工廠后臺調度中心，進入生產數據報表系統。
[0017]本發明還提供一種煙葉復烤智能化自動擺把系統的實施方法，步驟如下:
[0018]I)在示教器上設置好工作參數，初始狀態下，水平推料氣缸、垂直壓料氣缸處于收縮狀態；
[0019]2)啟動裝置，系統開始自檢，自檢完成后，系統開始工作；
[0020]3)電機控制機器人本體，轉動到正對煙葉框方向，機器人控制模塊發出輸出信號，控制機械夾具對準鏟料點，超聲波檢測傳感器檢測前方是否有煙葉，并將結果反饋到PLC控制模塊，在結果為有煙葉的情況下，機器人控制模塊發出指令，控制機械夾具伸入并鏟取煙葉；
[0021]4)鏟取步驟結束后，機器人控制模塊發出指令，控制機械夾具夾緊被鏟取的煙葉，垂直壓料氣缸伸出將煙葉壓緊，夾緊檢測傳感器檢測機械夾具是否夾緊煙葉，在結果為已夾緊的情況下，進入下一步驟；
[0022]5)機械夾具離開煙葉框，機器人本體轉動至與輸送帶垂直方向，將機械夾具放置于輸送帶，水平推料氣缸向前推出，煙葉被卸放在輸送帶上，推送檢測傳感器檢測推送是否到位；
[0023]6)卸料完成后水平推料氣缸收縮，機器人本體旋轉至煙葉框側，本次鏟料動作結束，進入下一鏟料動作，在動作過程中，按照之前在示教器上設定的數值，降低鏟料桿高度，鏟取前一步驟同等量的煙葉；
[0024]7)重復前述步驟，直到超聲波檢測傳感器檢測到前方無煙葉或操作人員在觸摸屏模塊執行停止運行的操作；
[0025]8)機器人自動擺把裝置放置在左右兩邊煙葉框中間，通過系統控制，循環鏟取左右兩邊煙葉框里面的煙葉。
[0026]本發明的優點在于:
[0027]1.本發明將自動擺把裝置與煙葉框、擺把臺生產線進行聯動控制，形成了智能化自動擺把系統；
[0028]2.本發明的智能化自動擺把系統，為實現煙葉復烤工廠所有擺把生產線的全自動化集群控制和煙葉精準配方，提供了基礎系統；
[0029]3.本發明的每次煙葉鏟取數量，通過觸摸屏設定，自動計算每一次鏟取煙葉的厚度h和鏟取頻率，來實現鏟取煙葉的數量和速度，并自動計算出鏟取完一框煙葉的次數N和總時間，來實現工位之間的配合與調度；
[0030]4.本發明將自動擺把裝置放置在左右兩邊煙葉框中間位置，自動擺把裝置循環鏟取左右兩邊煙葉框的煙葉，提高生產效率；
[0031 ] 5.通過觸摸屏模塊與PLC相互通信，進行智能化人機交互；
[0032]6.PLC控制模塊與機器人控制模塊相互通信，實現對氣缸電磁閥的控制和機械夾具的動作控制；
[0033]7.機械夾具上夾緊檢測傳感器、推送檢測傳感器，將信號反饋至PLC控制模塊，形成閉環控制系統；
[0034]8.本系統實現了煙葉的自動擺把，完全替代傳統的人工擺把方式，提高煙葉擺把的精準度，減少煙葉破損率，提高生產效率，提升煙葉復烤質量。
【附圖說明】
[0035]圖1是本發明的系統結構示意圖；
[0036]圖2是本發明的系統結構布置示意圖一；
[0037]圖3是本發明的系統結構布置示意圖二；
[0038]圖4是本發明擺把裝置結構示意圖；
[0039]圖5是本發明觸摸屏及示教器面板示意圖；
[0040]圖6是本發明系統控制框圖；
[0041 ]圖7是本發明系統運行流程圖。
[0042]圖中所示:I為固定板、2為水平推料氣缸、3為連接法蘭盤、4為推料板、5為導向滑塊、6為鏟料桿、7為導向桿、8為垂直壓料氣缸、9為壓料板、10為連接筋、11為垂直氣缸安裝支架、12為機器人本體、13為推料板限位環、14為夾緊檢測傳感器、15為推送檢測傳感器、16為煙葉框、17為輸送帶、18為控制箱、19為觸摸屏模塊、20為示教器。
【具體實施方式】
[0043]下面結合說明書附圖和實施例對本發明做詳細的說明，但不限于此。
[0044]如圖1?圖7所示，一種煙葉復烤智能化自動擺把系統，包括觸摸屏模塊19、PLC控制模塊、機器人控制模塊、控制箱18、示教器20、機器人本體12、機械夾具、機器人底座;所述機械夾具包括連接法蘭盤3、固定板1、推料板4、導向桿7、導向滑塊5、水平推料氣缸2、垂直壓料氣缸8、鏟料桿6、壓料板9、垂直氣缸安裝支架11、連接筋10。所述控制箱18為金屬箱體，如不銹鋼箱體，控制箱18內部安裝機器人控制模塊，箱體表面一側嵌有PLC控制模塊，PLC控制模塊外側安裝觸摸屏模塊19和示教器20;所述觸摸屏模塊19設有COMl接口，示教器20設有COM2接口，PLC模塊設有COM3接口、C0M4和C0M5接口，機器人控制模塊設有C0M6接口；觸摸屏模塊19的⑶Ml接口與PLC模塊的COM3接口通過RS485接口連接，示教器20的⑶M2接口與PLC模塊的COM4接口通過RS485接口連接，PLC模塊的COM4接口與機器人控制模塊的C0M6接口通過RS485接口連接;機器人控制模塊連接并控制機械夾具和機器人本體12的動作，機械夾