本发明涉及卷烟生产设备技术领域，尤其涉及一种视觉引导下的香烟烟支抓取机械手。

背景技术：

在卷烟生产中，会对生产的卷烟烟支进行在线取样，然后进行物理检测，以实现对在线烟支的产品质量控制。现有的在线烟支取样的方式为质检人员用手持设备进行在线抓取，由于烟支在输送设备上运行，需要取样设备与烟支保持相近速度进行跟随采样，易使增加操作人员的工作强度，增加生产的安全隐患。因此，如何实现智能在线采样具有重要的意义。

技术实现要素：

本发明提供一种视觉引导下的香烟烟支抓取机械手，解决现有烟支在线采样采用手持设备易造成操作人员的劳动强度增大的问题，能提高烟支生产的安全性和设备运行的智能化水平。

为实现以上目的，本发明提供以下技术方案：

一种视觉引导下的香烟烟支抓取机械手，包括：第一导轨、第一动力电缸、视觉定位检测装置、控制器、第一滑板和负压气爪；

所述第一导轨竖直悬挂在烟支输送带的上方，所述第一导轨设置有所述第一动力电缸和所述第一滑板；

所述第一动力电缸与所述第一滑板传动连接，用于控制所述第一滑板沿所述第一导轨上下滑动；

所述视觉定位检测装置设置在所述第一滑板上，并与所述控制器信号连接，用于对输送带上的烟支进行视频采集和定位；

所述负压气爪设置在所述第一滑板的端部，并与所述控制器信号连接，用于对采样烟支进行负压吸附；

所述控制器通过所述视觉定位检测装置对烟支进行位置定位，并控制所述第一滑板上下滑动以调节所述负压气爪的抓取位置，进而控制所述负压气爪形成负压通道以抓取对应烟支。

优选的，还包括：第二导轨、第二滑板和第二动力电缸；

所述第二导轨与所述第一导轨垂直设置，所述第二导轨横跨在烟支输送带的上方，所述第二导轨上设置有所述第二滑板和所述第二动力电缸；

所述第二动力电缸与所述第二滑板传动连接，用于控制所述第二滑板沿所述第二导轨左右滑动；

所述控制器与所述第二动力电缸信号连接，所述控制器根据待抓取烟支的位置控制所述第二动力电缸传动，以使所述第一导轨沿所述第二导轨进行左右滑动来调节所述负压气爪的抓取位置。

优选的，还包括：第三导轨、第三滑板和第三动力电缸；

所述第三导轨与所述第二导轨垂直设置，所述第三导轨平行设置在烟支输送带的侧边，所述第三导轨上设置有所述第三滑板和所述第三动力电缸；

所述第三动力电缸与所述第三滑板传动连接，用于控制所述第三滑板沿所述第三导轨前后滑动；

所述控制器与所述第三动力电缸信号连接，所述控制器根据待抓取烟支的位置控制所述第三动力电缸传动，以使所述第二导轨沿所述第三导轨进行前后滑动来调节所述负压气爪的抓取位置。

优选的，还包括：支架；

所述支架包括：第一支柱和第二支柱，所述第一支柱和所述第二支柱分别垂直设置在所述第三导轨的两端，使所述第三导轨水平设置在所述支架上。

优选的，所述负压气爪设有内腔和气孔，所述内腔通过气管与外部气源相连通；

所述气孔与所述内腔相导通，在所述内腔形成负压时，所述负压气爪通过所述气孔吸附待抓取烟支。

优选的，所述负压气爪设有弧形凹槽，所述气孔设置在所述弧形凹槽内，所述弧形凹槽作为所述负压气爪的吸附面。

优选的，还包括：电磁阀；

所述电磁阀设置在所述气管上，用于控制所述外部气源与所述负压气爪之间的负压连通；

所述电磁阀与所述控制器信号连接，在所述负压气爪的吸附面与待抓取烟支的间距在设定距离阈值内时，所述控制器控制所述电磁阀导通，使所述负压气爪的内腔形成负压腔。

优选的，所述视觉定位检测装置包括：视觉传感器和定位传感器；

所述视觉传感器用于对输送带进行视频采集，所述控制器根据所述视频确定输送带是否存在烟支；

所述定位传感器用于检测输送带上的烟支位置，所述控制器根据所述烟支位置控制所述第三动力电缸和所述第二动力电缸的转速，使所述第二导轨的滑动速度与输送带传送速度相适应。

优选的，所述控制器根据输送带传送速度控制所述第二导轨滑动至所述烟支位置处，并在所述第二导轨与待抓取烟支保持同步时控制所述第一导轨滑动到所述烟支位置的上方，进而控制所述负压气爪下滑至待抓取烟支的上方。

优选的，所述控制器为plc控制器。

本发明提供一种视觉引导下的香烟烟支抓取机械手，将第一导轨悬挂在烟支输送带的上方，在第一导轨上设置第一动力电缸和第一滑板，第一滑板上设置视觉定位装置和负压气爪，由控制器根据烟支位置控制负压气爪沿第一导轨上下滑动来调节抓取位置。解决现有烟支在线采样采用手持设备易造成操作人员的劳动强度增大的问题，能提高烟支生产的安全性和设备运行的智能化水平。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的具体实施例，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍。

图1是本发明提供的一种视觉引导下的香烟烟支抓取机械手的结构示意图。

图2是图1中的a放大示意图。

图3是本发明实施例提供的负压气爪的结构示意图。

附图标记

1、第一导轨，2、第一动力电缸，3、第一滑板，4、视觉定位检测装置，5、负压气爪，51、弧形凹槽，52、气孔，6、烟支，7、第二导轨，8、第二动力电缸，9、第二滑板，10、第三导轨，11、第三动力电缸，12、第三滑板，13、第一立柱，14、第二立柱。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明实施例的方案，下面结合附图和实施方式对本发明实施例作进一步的详细说明。

针对当前对烟支取样，由操作人员采用手持设备取样，易造成劳动强度增大和安全性降低的问题。本发明提供一种视觉引导下的香烟烟支抓取机械手，将第一导轨悬挂在烟支输送带的上方，在第一导轨上设置第一动力电缸和第一滑板，第一滑板上设置视觉定位装置和负压气爪，由控制器根据烟支位置控制负压气爪沿第一导轨上下滑动来调节抓取位置。解决现有烟支在线采样采用手持设备易造成操作人员的劳动强度增大的问题，能提高烟支生产的安全性和设备运行的智能化水平。

如图1～3所示，一种视觉引导下的香烟烟支抓取机械手，包括：第一导轨1、第一动力电缸2、视觉定位检测装置4、控制器(图中未示出)、第一滑板3和负压气爪5。所述第一导轨1竖直悬挂在烟支输送带的上方，所述第一导轨1设置有所述第一动力电缸2和所述第一滑板3。所述第一动力电缸2与所述第一滑板3传动连接，用于控制所述第一滑板3沿所述第一导轨1上下滑动。所述视觉定位检测装置4设置在所述第一滑板3上，并与所述控制器信号连接，用于对输送带上的烟支进行视频采集和定位。所述负压气爪5设置在所述第一滑板3的端部，并与所述控制器信号连接，用于对采样烟支6进行负压吸附。所述控制器通过所述视觉定位检测装置对烟支进行位置定位，并控制所述第一滑板上下滑动以调节所述负压气爪的抓取位置，进而控制所述负压气爪形成负压通道以抓取对应烟支。

具体地，当控制器收到取样信号时，通过视觉定位装置定位待抓取烟支，控制第一动力电缸传动使第一滑板沿第一导轨上下滑动，以调节负压气爪与待抓取烟支相应的间距。在负压气爪产生负压时，负压气爪通过负压将烟支吸附住，然后控制器通过第一滑板向上滑动，将烟支送到料盒位置，再停止负压气爪的负压吸附。该机械手能解决现有烟支在线采样采用手持设备易造成操作人员的劳动强度增大的问题，能提高烟支生产的安全性和设备运行的智能化水平。

如图1所示，该机械手还包括：第二导轨7、第二滑板9和第二动力电缸8。所述第二导轨7与所述第一导轨1垂直设置，所述第二导轨7横跨在烟支输送带的上方，所述第二导轨7上设置有所述第二滑板9和所述第二动力电缸8。所述第二动力电缸8与所述第二滑板9传动连接，用于控制所述第二滑板9沿所述第二导轨7左右滑动。所述控制器与所述第二动力电缸信号连接，所述控制器根据待抓取烟支的位置控制所述第二动力电缸传动，以使所述第一导轨沿所述第二导轨进行左右滑动来调节所述负压气爪的抓取位置。

如图1所示，该机械手还包括：第三导轨10、第三滑板12和第三动力电缸11。所述第三导轨10与所述第二导轨7垂直设置，所述第三导轨10平行设置在烟支输送带的侧边，所述第三导轨10上设置有所述第三滑板12和所述第三动力电缸11。所述第三动力电缸11与所述第三滑板12传动连接，用于控制所述第三滑板12沿所述第三导轨10前后滑动。所述控制器与所述第三动力电缸信号连接，所述控制器根据待抓取烟支的位置控制所述第三动力电缸传动，以使所述第二导轨沿所述第三导轨进行前后滑动来调节所述负压气爪的抓取位置。

如图1所示，该机械手还包括：支架；所述支架包括：第一支柱13和第二支柱14，所述第一支柱13和所述第二支柱14分别垂直设置在所述第三导轨的两端，使所述第三导轨水平设置在所述支架上。

如图3所示，所述负压气爪5设有内腔和气孔52，所述内腔通过气管与外部气源相连通。所述气孔52与所述内腔相导通，在所述内腔形成负压时，所述负压气爪通过所述气孔52吸附待抓取烟支。

进一步，所述负压气爪设有弧形凹槽51，所述气孔52设置在所述弧形凹槽51内，所述弧形凹槽51作为所述负压气爪的吸附面。

该机械手还包括：电磁阀(图中未示出)，所述电磁阀设置在所述气管上，用于控制所述外部气源与所述负压气爪之间的负压连通。所述电磁阀与所述控制器信号连接，在所述负压气爪的吸附面与待抓取烟支的间距在设定距离阈值内时，所述控制器控制所述电磁阀导通，使所述负压气爪的内腔形成负压腔。

在实际应用中，控制器在接收到采样信号时，根据视觉定位检测装置拍摄的视频确定烟支位置，进而控制第三动力电缸进行传动，使第二导轨的以较大滑动速度赶上待抓取烟支，然后与待抓取烟支保持同速，此时控制器控制第二动力电缸进行传动，使第一导轨左右滑动，直至处于待抓取烟支的正上方。最后控制器控制第一动力电缸进行传动，使第一滑板沿第一导轨上下滑动，以进行吸附烟支，抓取后送至指定位置，再反复取样。

进一步，所述视觉定位检测装置包括：视觉传感器和定位传感器。所述视觉传感器用于对输送带进行视频采集，所述控制器根据所述视频确定输送带是否存在烟支。所述定位传感器用于检测输送带上的烟支位置，所述控制器根据所述烟支位置控制所述第三动力电缸和所述第二动力电缸的转速，使所述第二导轨的滑动速度与输送带传送速度相适应。

更进一步，所述控制器根据输送带传送速度控制所述第二导轨滑动至所述烟支位置处，并在所述第二导轨与待抓取烟支保持同步时控制所述第一导轨滑动到所述烟支位置的上方，进而控制所述负压气爪下滑至待抓取烟支的上方。

在实际应用中，所述控制器为plc控制器。

可见，本发明提供一种视觉引导下的香烟烟支抓取机械手，将第一导轨悬挂在烟支输送带的上方，在第一导轨上设置第一动力电缸和第一滑板，第一滑板上设置视觉定位装置和负压气爪，由控制器根据烟支位置控制负压气爪沿第一导轨上下滑动来调节抓取位置。解决现有烟支在线采样采用手持设备易造成操作人员的劳动强度增大的问题，能提高烟支生产的安全性和设备运行的智能化水平。

以上依据图示所示的实施例详细说明了本发明的构造、特征及作用效果，以上所述仅为本发明的较佳实施例，但本发明不以图面所示限定实施范围，凡是依照本发明的构想所作的改变，或修改为等同变化的等效实施例，仍未超出说明书与图示所涵盖的精神时，均应在本发明的保护范围内。