一种饼类食品自动放纸叠摞装置及方法与流程

本发明属于食品自动化包装，具体涉及一种饼类食品自动放纸叠摞装置及方法。

背景技术：

1、薄饼、春饼、鸭饼、手抓饼等饼类食品在成型、烙制环节已普遍实现自动化生产，制饼设备可连续、高速地产出饼体。但在包装前的整理工序中，由于此类产品通常需要按固定数量叠摞成摞，且相邻饼体之间需夹设一层隔纸以防止粘连、便于消费者取用，目前多数生产企业仍以人工方式完成取饼、放隔纸、叠摞、装袋等操作，整体用工密集、作业强度大。

2、人工作业主要存在以下问题：其一，叠摞速度受限于人工手速，难以匹配上游制饼设备的高产能，制约整线效率；其二，人手直接接触食品，存在卫生隐患，难以满足食品生产对洁净作业的要求；其三，隔纸易出现漏放、重放，叠摞层数易出现计数差错，饼体叠放不齐整，成品质量稳定性差。

3、随着食品自动化技术的发展，部分自动化设备已尝试替代人工完成饼类食品的叠摞与隔纸放置。现有技术中的一种典型方案是：设置饼体抓取机构和隔纸供给机构，两者配合将饼体与隔纸交替放置于同一堆叠工位上，逐层完成“饼加纸加饼加纸”的循环堆叠。该方案中，饼体抓取机构通常采用机械手配合真空吸盘从上游来料输送线上抓取饼体。隔纸供给机构则可采用多种形式，例如通过同一机械手先后执行取饼与取纸动作，或设置独立的机械手或隔纸放置机从隔纸存储盒中逐张吸取隔纸。但无论隔纸供给的具体形式如何，其共同特征在于：饼体与隔纸必须在同一堆叠工位完成组合，饼体供给与隔纸供给在时序上相互衔接、交替动作。

4、这种在同一工位交替供给饼体与隔纸的叠摞模式，在实际应用中存在以下不足：

5、其一，饼体供给与隔纸供给在时间上首尾相连、相互等待。放置饼体时隔纸供给机构无法动作，放置隔纸时饼体抓取机构无法动作，整线生产节拍受限于两者动作时间之和。供纸速度与抓饼速度相互制约，难以分别优化。

6、其二，隔纸供给多采用单张逐一吸取的方式，其动作周期包括移动至纸堆、吸取隔纸、移动至堆叠工位、释放隔纸、返回待机等完整行程。该动作周期较长，且当纸张受潮或产生静电时，多张隔纸之间易发生粘连，导致一次吸取多张或吸取失败，纸张姿态亦不易控制，易出现歪斜、卡纸等问题。一旦发生上述情况，需停机人工处理，现有方案缺乏缓冲与容错机制，难以实现长时间连续供纸，制约了生产线的连续运行能力。

7、其三，由于饼体与隔纸的组合必须在堆叠工位完成，使得组合过程与叠摞过程共用同一工位，前后工序无法实现流水化的衔接与过渡，制约了设备利用率的进一步提升。

8、此外，现有自动化方案中普遍存在以下问题：制饼设备的来料位置和姿态存在随机波动时，缺乏有效的联动机制，难以稳定完成自动抓取与放纸的配合，往往需要人工对位调整；叠摞层数多为固定设置，产品规格变化时需手动调整，换产效率低；饼体表面的瑕疵仍主要依靠人工目检，缺乏在线自动检测与剔除手段，瑕疵产品易混入成品；且现有设备多针对冷冻面饼或具有一定硬度的面饼设计，对于春饼、鸭饼等质地柔软、表面易粘连的薄饼类食品，抓取与转移过程中容易造成饼体变形与损伤，适配性较差。

9、因此，如何提供一种能够实现供纸与抓饼时序解耦、支持长时间连续供纸、叠摞层数可灵活设定且能适应软性薄饼类食品的自动放纸叠摞装置，是本领域亟待解决的技术问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种饼类食品自动放纸叠摞装置及其方法，旨在解决现有技术中饼体供纸与抓饼时序耦合、相互制约导致整线效率受限，以及隔纸供给采用间歇式吸取方式、易粘连卡纸、难以实现长时间连续供纸，且组合与叠摞共用同一工位导致设备利用率低、缺乏缓冲能力，以及现有设备对软性薄饼适配性差等问题。

2、为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种饼类食品自动放纸叠摞装置，其特征在于，包括：隔纸供纸机构、隔纸输送机、饼体抓取机构、下料输送机和叠摞机构，所述隔纸供纸机构、隔纸输送机、下料输送机和叠摞机构沿输送方向依次布置；所述隔纸供纸机构用于将叠摞的隔纸逐张分离并输出至所述隔纸输送机；所述隔纸输送机用于承接所述隔纸供纸机构输出的隔纸，并将隔纸向所述下料输送机输送；所述饼体抓取机构设置于所述隔纸输送机的一侧，用于从上游来料处抓取饼体并将饼体放置于所述隔纸输送机所输送的隔纸上，形成饼纸组合体；所述下料输送机用于承接所述隔纸输送机输出的饼纸组合体，并将所述饼纸组合体向所述叠摞机构输送；所述叠摞机构设置于所述下料输送机的输出端，包括叠摞仓和直线模组，所述直线模组用于驱动所述叠摞仓沿输送方向往复移动，以承接所述下料输送机输出的饼纸组合体，并将多个饼纸组合体叠摞成摞。

3、基于上述技术方案，本发明提供的技术方案至少具有下列优点：

4、其一，本发明的供纸与抓饼在时间上并行执行、互不制约。隔纸供纸机构将叠摞的隔纸逐张分离并持续输出至隔纸输送机，饼体抓取机构在隔纸输送机的一侧独立执行抓饼与放饼动作，供纸节拍不再受限于饼体抓取机构的动作周期，有效提升了整线生产效率。

5、其二，本发明实现了长时间连续供纸。隔纸以整摞形式装载于隔纸供纸机构中，由隔纸供纸机构逐张分离并持续输出至隔纸输送机，隔纸输送机承接隔纸后持续向叠摞机构方向输送。相比现有技术中机械手往复取纸的间歇式供给方式，本发明供纸连续稳定，减少了因纸张粘连、卡纸等原因导致的停机，支撑生产线长时间连续运行。

6、其三，本发明中饼体与隔纸的组合与叠摞在空间上分离。饼体与隔纸在隔纸输送机上完成组合，组合后的饼纸组合体经下料输送机过渡输送后进入叠摞仓，组合过程与叠摞过程各自独立、互不干扰，前后工序可实现流水化的平滑衔接，设备利用率得到有效提升。

7、其四，本发明中隔纸输送机与下料输送机彼此独立驱动控制，速度互不牵制。隔纸输送机可根据需要以较低速度运行甚至暂停，使饼体能够精准放置于隔纸的预设位置；下料输送机则可根据工艺需要以较高的预设速度独立运行，将饼纸组合体输出，使其保持近似水平的飞行姿态，平稳进入叠摞仓，为叠摞仓的可靠接料和整齐堆叠提供了前提条件。

8、其五，本发明中叠摞仓由直线模组驱动沿输送方向往复移动。在承接饼纸组合体时，叠摞仓跟随来料方向移动，有效减小了饼纸组合体与叠摞仓之间的相对速度，避免饼体因剧烈撞击仓壁或仓底而发生变形或散开，尤其适用于春饼、鸭饼等质地柔软、易破损的薄饼类食品；完成承接后叠摞仓复位，准备接收下一个饼纸组合体，如此往复实现逐层叠摞。

9、其六，本发明中隔纸供纸机构、隔纸输送机、下料输送机和叠摞机构沿输送方向依次布置，整条流水线结构紧凑、物料流向清晰，各机构协同配合实现从隔纸供给、隔纸输送、饼体抓取放置、饼纸组合体过渡输送至叠摞的全流程自动化，无需人工参与，降低了人力成本和卫生风险。

10、综上，本发明有效解决了现有技术中饼体供纸与抓饼时序耦合、间歇式供纸易粘连卡纸导致频繁停机、组合与叠摞共用工位效率低等问题，实现了薄饼类食品自动放纸叠摞的高效、连续、稳定生产。

11、作为本发明的一种可选方式，所述隔纸供纸机构为分页机，所述分页机包括隔纸放置平台和分页机构，所述隔纸放置平台用于容纳叠摞的隔纸，所述分页机构用于将隔纸放置平台上的隔纸逐张分离并输出至所述隔纸输送机。该方案中，分页机能够将叠摞的隔纸逐张分离并持续输出，供纸连续稳定，避免了因纸张粘连、静电导致的取纸失败或双张问题，同时单次装载量大，减少了频繁加纸的需要，支撑生产线长时间连续运行。

12、作为本发明的一种可选方式，所述隔纸输送机包括输送带、负压腔和负压风机，所述输送带的带面上设有多个吸附孔，所述负压腔设置于所述输送带的内侧并与所述负压风机连通，所述吸附孔与所述负压腔连通。该方案中，负压风机通过负压腔和吸附孔在输送带表面形成负压，将隔纸平整吸附于输送带表面，使隔纸在输送过程中保持平整、不飘移、不跑偏，确保饼体抓取机构能够精准地将饼体放置于隔纸上的预设位置。

13、作为本发明的一种可选方式，所述饼体抓取机构包括并联机器人和真空吸附组件，所述真空吸附组件设置于所述并联机器人的执行末端，所述真空吸附组件包括仿形真空吸板。该方案中，并联机器人具有速度快、精度高的特点，能够满足高速生产节拍下的抓取需求；仿形真空吸板的下表面形状与饼体的外形相匹配，以负压轻柔接触的方式吸附饼体，避免了机械夹持对春饼、鸭饼等质地柔软、易破损的薄饼类食品造成的挤压变形与损伤，保证了饼体在抓取和转移过程中的完整性。

14、作为本发明的一种可选方式，所述叠摞仓包括筒体、承接板和开合驱动机构；所述筒体竖直设置，所述承接板活动设置于所述筒体的底部，用于在闭合位置时承接所述下料输送机输出的饼纸组合体；所述开合驱动机构与所述承接板传动连接，用于驱动所述承接板在所述闭合位置与打开位置之间切换。该方案中，饼纸组合体进入筒体后在承接板上逐层叠摞，承接板在闭合位置时提供稳定的承接面，确保每层饼纸组合体堆叠整齐；达到设定层数后承接板打开，整摞产品通过重力作用自然释放，结构简单可靠，无需复杂的顶升或转移机构。

15、作为本发明的一种可选方式，所述叠摞机构还包括叠摞后输送线，所述叠摞后输送线设置于所述叠摞仓的下方。该方案中，叠摞后输送线在承接板打开时承接释放的整摞产品，并将其输送至下一工序，实现叠摞完成后的自动输出，无需人工干预，使叠摞与输出动作衔接顺畅，提升了整线自动化程度。

16、作为本发明的一种可选方式，还包括来料输送机，所述来料输送机设置于所述饼体抓取机构的一侧，用于将上游来料输送至所述饼体抓取机构的抓取范围内。该方案中，来料输送机将上游制饼设备产出的饼体有序输送至饼体抓取机构的抓取范围内，使饼体抓取机构能够稳定地获取来料。

17、作为本发明的一种可选方式，所述装置还包括第一视觉单元和第二视觉单元；所述第一视觉单元设置于所述来料输送机的上方，用于获取所述来料输送机所输送的饼体的位置信息；所述第二视觉单元设置于所述隔纸输送机的上方，用于获取所述隔纸输送机所输送的隔纸的位置信息。该方案中，第一视觉单元对来料饼体进行定位，为饼体抓取机构提供准确的抓取位置，即便上游来料位置存在波动仍能实现稳定抓取；第二视觉单元对隔纸进行定位，为饼体抓取机构提供准确的放饼位置。双视觉单元协同配合，保证了抓饼与放饼的精度，降低了设备对来料一致性的依赖。

18、作为本发明的一种可选方式，所述下料输送机的输出端设有光电感应装置，用于感应所述饼纸组合体的到达。该方案中，光电感应装置检测到饼纸组合体到达下料输送机输出端时，向叠摞机构发出信号，触发直线模组驱动叠摞仓沿输送方向移动以跟随饼纸组合体，实现叠摞仓的精准跟随接料，确保每次接料的时机准确、动作协调。

19、基于同样的发明构思，本发明还提供了一种采用上述饼类食品自动放纸叠摞装置的饼类食品自动放纸叠摞方法，包括以下步骤：供纸步骤，通过所述隔纸供纸机构将叠摞的隔纸逐张分离并沿输送方向输送；放饼步骤，通过所述饼体抓取机构从上游来料处抓取饼体，并将饼体放置于所述隔纸输送机所输送的隔纸上，所述饼体相对于隔纸位于所述输送方向的反方向一侧的预设位置，形成饼纸组合体；下料输送步骤，通过所述下料输送机承接所述饼纸组合体，控制所述下料输送机以预设速度将饼纸组合体输出；叠摞步骤，当饼纸组合体由所述下料输送机输出时，通过所述直线模组驱动所述叠摞仓沿所述输送方向移动以跟随所述饼纸组合体，使所述饼纸组合体进入所述叠摞仓，然后通过所述直线模组驱动所述叠摞仓复位；重复执行上述跟随与复位动作，使多个饼纸组合体在所述叠摞仓内逐层叠摞成摞。该方案中，供纸步骤与放饼步骤在时间上并行执行，隔纸的持续供给与饼体的抓取放置互不等待，实现了供纸与抓饼的时序解耦。放饼步骤中，饼体被放置于隔纸上沿输送方向的反方向一侧的预设位置。饼纸组合体经下料输送机增速抛出后进入空中飞行阶段，飞行过程中饼体相对于隔纸向输送方向滑移，当滑移量达到预设偏置量时，饼体恰好位于隔纸的中心位置，从而在进入叠摞仓之前完成空中对中。这一“预偏置+空中滑移对中”的方式，无需额外设置对中机构，也无需在叠摞仓内依靠碰壁来调整位置，避免了隔纸因碰壁而发生卷曲或饼体因撞击而发生变形。叠摞步骤中，叠摞仓由直线模组驱动沿输送方向往复移动以跟随饼纸组合体，进一步减小了饼纸组合体进入叠摞仓时的相对速度，使饼纸组合体平稳落入叠摞仓。上述步骤相互配合，形成了从供纸、放饼、过渡输送到叠摞的完整自动化流程，实现了高效、稳定、无损的薄饼类食品自动放纸叠摞。