一种爆珠废烟支智能激光切割处理的方法与流程

本发明涉及废烟支回收利用技术领域，具体涉及一种爆珠废烟支智能激光切割处理的方法。

背景技术：

含爆珠废烟处理一直是烟草企业的一个难题，目前主要以人工处理方式为主，先将滤嘴和烟支段分离，烟支段进入捶打式废烟处理系统处理，由于是捶打式方式，往往导致翻剥烟丝整丝率下降过多，而且容易带入大量的盘纸纸屑。也有部分机械处理的方法，但因为需要将烟支排序，其机械装置复杂，对弯曲烟支、双联烟支等无法处理，设备故障率高，人工需求量大。市面上也有专门针对含爆珠废烟支的处理系统，但都需要将烟支进行严格排序后，才能进行后续处理，这导致弯曲烟支、双联烟支、空滤嘴等都必须先剔除后，才能处理。烟支排序的方式包括振动排盘，装置结构非常复杂，对烟支仍有较大的选择性，过渡弯曲、双联支烟支无法通过排盘装置输送出来，而且由于其对物料排序输送的速度有限，每分钟只有几百支，激光器通过振镜系统，可以实现7米/秒的切割速度，由于输送设备的落后导致激光切割的效率极低。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种废烟支智能激光切割处理的方法，无需进行人工分离滤嘴和烟支段，也不需要对烟支进行严格排序，能够极大地提高废烟支切割和烟丝回收的效率。

本发明解决上述技术问题所采用的方案是：

一种爆珠废烟支智能激光切割处理的方法，包括如下步骤：

(1)将废烟支进行筛分，去除散落的烟丝，然后平铺于连续平稳运行且可调速的运输带上；

(2)利用机器视觉识别装置对对运输过程中的废烟支的相对位置和形态进行识别，然后规划出激光切割运行的最佳路线，输送给激光切割装置，所述切割路线包括直线、折线或者曲线；

(3)激光切割装置按照机器视觉识别装置的指令完成废烟支的切割动作；

(4)对已切割的废烟支进行机械搓揉，使废烟支表面的盘纸失去对烟丝的包裹性；

(5)搓揉后的烟支通过振动筛粉将烟丝和盘纸滤嘴有效分离。

优选地，步骤(1)将废烟支通过振动铺平成单层，避免废烟支间搭接架桥。

优选地，在激光切割的过程中对产生的烟雾进行净化。

优选地，步骤(4)采用上下两层同向的具有速差的搓揉皮带对切割后的废烟支进行搓揉。

优选地，步骤(2)机器视觉识别装置首先识别单个烟支的切割路径，然后通过计算将单个烟支的切割路线相连，得到最佳切割路线，输送给激光切割装置。

本发明还提供上述的爆珠废烟支智能激光切割处理方法所采用的设备，包括依次连接的喂料机、振动铺平装置、输送带、揉搓装置、烟丝筛分装置；所述输送带的上方设置有机器视觉识别装置和激光切割装置，所述机器视觉识别装置包括图像采集器和图像处理器，所述激光切割装置包括用于产生激光的激光器、通过光纤与激光器相连，用于对激光进行偏转的振镜、以及设置于所述振镜下端用于聚焦激光的聚焦透镜。

优选地，所述振动铺平装置包括一沿烟支运输方向周期振动的振动筛，所述振动筛的下方设置有用于收集筛下的烟丝的烟丝收集盘，所述振动筛的上方设置有挡板，所述挡板的下端面与振动筛之间的距离介于1～2倍烟丝高度。

优选地，所述揉搓装置包括上下两平行的揉搓皮带，上下皮带之间具有速度差。

相对于现有技术本发明至少具有以下优点：

(1)无需进行人工分离滤嘴和烟支段，也不需要对烟支进行严格排序，能够极大地提高废烟支切割和烟丝回收的效率。

(2)可以通过选择合适的激光能量，确保在切割开烟支盘纸、水松纸的同时，不伤及爆珠，避免爆珠破损引起的污染。

(3)通过机器视觉，确定烟支位置和形态，然后要机器适应烟支而不是烟支适应机器，不仅机器结构简单，而且对烟支的适应性强，弯曲的、双联的、空的滤棒、纸片等等这些废烟中经常有的物料，都可以进行分切处理，因此生产管理也非常简单。

(4)本发明所述的方法不仅可处理含爆珠烟支，也可以处理不含爆珠烟支，相比于传统的捶打式废烟处理方法，烟丝造碎率低、纸屑含量低。

附图说明

图1为用于本发明爆珠废烟支智能激光切割处理方法的智能激光切割设备的结构示意图。

具体实施方式

为更好的理解本发明，下面的实施例是对本发明的进一步说明，但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施例。

实施例1

一种爆珠废烟支智能激光切割处理的方法，包括烟支定量输送、烟支初步筛分和铺平、智能激光切割(含机器视觉识别装置、稳定可调速的输送系统、激光切割装置、烟雾净化系统)、烟支搓揉、烟丝振动筛分等工艺过程：

(1)烟支定量输送，本实施例采取带料仓的喂料机，将废烟支按照可控的速度输送到振动铺平装置上。

(2)烟支初步筛分和铺平，烟支由喂料机输送到振动铺平装置的振动筛上，振动筛沿烟支运输方向周期振动，使烟支在前进过程中能够通过振动作用尽量铺平成单层，振动筛的上方还设置有挡板，挡板的下端面与振动筛之间的距离介于1～2倍烟丝高度，避免搭接架桥的烟支进入激光切割区，因为激光工作焦距只有1mm左右，搭接架桥后，容易导致激光切不到焦距外的烟支表面。振动筛的下方设置有用于收集筛下的烟丝的烟丝收集盘，振动过程中散落的烟丝，落入下方烟丝收集盘中，避免带入到切割带上，影响烟支高度。

(3)智能激光切割，由机器视觉识别装置、激光切割装置、稳定可调速的输送系统、烟雾净化系统协同作用：

机器视觉识别装置包括图像采集器和图像处理器，图像采集器为工业相机，图像处理器可采用现有的商品处理器。工业相机连续快速照相采集烟支的图像信息，图像处理器接收工业相机采集的的图像信息，并与预存的图像信息进行比对，识别出烟支、盘纸、水松纸的位置，以及相应的切割路径。通过计算将各个子路径连接起来形成最佳切割路径，结合输送带的输送速度，将切割指令输送给激光切割装置。其中可以根据单个烟支的不同形态设定相应的切割路径，例如弯曲烟支的切割路径可为曲线，不需要切割的部位可以绕开。激光切割装置通过振镜的快速偏转，完成机器视觉识别装置的指令，从而实现精准切割。稳定可调速的输送系统是完成动态连续切割、输送烟支的必要硬件，也是将机器视觉识别装置和激光切割装置坐标系连接的桥梁。通过输送带的匀速运输，将路径规划动态地输送给激光切割装置，最终实现有机结合，因此，其对速度的稳定性要求较高。激光切割时，会有一定的烟雾产生，因此需要配备烟雾净化系统。

(4)烟支搓揉，沿轴向被切割开的烟支，因烟支盘纸的形状等原因，对烟丝仍有一定的包裹性，因此，需要对其进行轻微的搓揉，以使其形变失去包裹性。烟支搓揉方式主要采取上下两层同向的搓揉皮带，速差可以调整，通过速差起到搓揉的效果。

(5)烟丝振动筛分，搓揉后的烟支，通过振动筛，将烟丝和盘纸+滤嘴等部分进行有效分离，起到回收烟丝的作用。

激光在切割盘纸后，其能量已基本耗尽，所以对烟丝的切断作用很小，即便有，也是很少的一部分，所以在切割过程中，烟丝的人为破坏较小，加上后续搓揉控制、筛分控制等等，可以保证回收的烟丝有较高的整丝率。激光切割线条边缘光滑，因此很难产生切割纸屑，唯一产生的原因是烟支搭口如有未粘接好的部分，激光碰巧切到此处时，未粘连的部分有可能会成为丝状纸屑出来。相比于捶打式废烟处理方式产生的纸屑，其比例几乎可以忽略不计。

以上所述是本发明的优选实施方式而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和变动，这些改进和变动也视为本发明的保护范围。