烟叶单片分离设备关键技术研究

摘要

烤烟烟叶质量好坏直接关系着烟叶制品的品质和烟民的健康，烟叶按质量进行分选是烟叶制品生产过程中一道重要的工艺。目前，烟叶质量分选完全依靠人工完成。人工分选烟叶首先把烟叶从一捆分成单片，然后靠肉眼观察烟叶外观来评价烟叶质量好坏。人工分选方式存在主观性和随意性，且劳动强度大，占用劳动力多。鉴于以上原因，研究烟叶从一捆分离为单片并进而应用机器视觉技术检测单片烟叶质量的自动化过程具有重要意义。
　　本论文针对烟叶从一捆分离为单片的自动化过程进行研究，具体的研究工作分为以下几个方面：通过观察与实验相结合的方法研究烟叶的性状，主要包括一捆烟叶中单片烟叶数量以及单片烟叶形状、大小、质量和烟叶的柔性等；根据烟叶性状研究，提出烟叶从一捆到单片的分离原理，并设计烟叶单片分离设备的总体方案；在上述研究工作的基础上细化方案，选择动力元件并设计具体的机械机构，包括摆动压烟机构、对夹机构、顶烟机构、五自由度机械手、托烟机构和振动机构等；根据机械结构中选用的动力元件的种类和数量选择西门子PLC为主控制器，并设计硬件电路以及编写控制程序，以实现设备的自动化控制；设备装配完成后，调试设备并记录设备实验数据，根据调试结果和实验数据优化部分机械机构的结构设计、调节机构之间的配合间隙以及调整机构的动作顺序等。
　　通过以上工作，本课题探索了烟叶从一捆分离为单片的自动化过程的关键技术，设计研制了单片分离设备的样机。经过调试，试制设备可以在上料之后自动运行，准确夹取烟叶，能够把烟叶从大捆分成小捆进而分成单片。并且，烟叶单片分离成功率较高，验证了设计方案的正确性，对进一步实现以机器视觉为基础的烟叶质量分选自动化过程具有重要意义。