蛋糕切割装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供的蛋糕切割装置包括：壳体、承载件、支撑架、视觉辨识单元、切割单元及驱动单元，以及控制单元，其中该视觉辨识单元设置在该壳体的适当位置，以获取待切蛋糕影像，并将所拍摄的影像信息传输至该控制单元，并由该控制单元提供操作接口让操作者根据所获取蛋糕影像，输入相关切割参数后，自动启动该切割单元，并依据所输入相关切割参数进行切割，用于将圆形或方形蛋糕均等切割，提供操作便捷且切割质量精良的效果。

Cake cutting device

【技术实现步骤摘要】
蛋糕切割装置
本专利技术是有关于一种蛋糕切割装置，特别是指一种能够通过计算机操作设定参数，对圆形或方形蛋糕进行自动切割，并提供均等切割效果的蛋糕切割装置。
技术介绍
近年来蛋糕在人们的日常生活中俨然已扮演着不可或缺的角色，凡是家庭庆生、公司尾牙、各式各样的庆典，经常以五花八门的蛋糕来衬托庆祝的主题。因此对于蛋糕切制的要求便相对提升，为了让每片蛋糕有整齐精美的外观，舍弃传统的手工切割易造成刀具与被切割蛋糕之间的沾黏，影响切制质量，而改采机械化切割来替代，似乎已成为业界的趋势。现有的具有超声波刀具的蛋糕切割机由于结构限制，无法提供圆形及方形不同形状的蛋糕进行切制，也就是针对圆形或方形的蛋糕需更换笨重的切割基板、甚至须两台不同的机器，且不论是圆形或方形的蛋糕为避免在切制时蛋糕偏移，常利用支架(fingers)来固定蛋糕的位置，但却造成蛋糕边缘装饰奶油的破坏，更且在切制前均必须将蛋糕摆放在机台所指定的位置，否则对于圆形蛋糕会因为圆心的偏离而导致蛋糕切出来会有大小片不均的现象，而对于方型蛋糕虽无圆心偏离的问题，但是，仍然存在切制时因为刀具本身的厚度造成蛋糕的偏移，而造成最后切割出的小蛋糕大小不均，这样将造成最终切割成品不佳，鉴于以上种种现有蛋糕切割机所存在的瑕疵，确有进一步改善必要。
技术实现思路
本专利技术的一目的在于，提供一种蛋糕切割装置，用内部设置的摄像镜头对背光板及设置在该背光板上的圆形或方形蛋糕进行拍摄，并将所拍摄的该背光板及该蛋糕的影像通过控制器进行视觉比对，识别出该蛋糕在该背光板上的位置，并对圆形蛋糕自动判定圆心所在，方便切割蛋糕时精准下刀，这样可有效避免人工摆放所产生的错误及摆放定位困难，并达到被切割蛋糕自动定位的省时省力效果。本专利技术的另一目的在于，提供一种蛋糕切割装置，能够在进行方型蛋糕切割时，依据刀具的厚度设定误差补偿值，以找出每一刀的正确切割位置，达到均等切割的效果。为达到上述目的，本专利技术蛋糕切割装置包括：具有基座及采光罩的壳体、由切割板与背光灯箱堆叠组成的承载件、呈ㄇ形且具有左支撑脚、右支撑脚及连臂的支撑架、由摄像镜头及摄像机模块组成的视觉辨识单元、设于该壳体与采光罩内部的切割单元及驱动单元，以及控制单元，其中该视觉辨识单元的摄像镜头设于该采光罩内部并对该承载件上放置的蛋糕进行拍摄以获取蛋糕影像，该摄像机模块设于该收纳箱，根据该摄像镜头所获取的蛋糕摄像产生以相素(pixel)为单位的第一坐标参数(影像数据)；该驱动单元包括：X轴驱动组件、Y轴驱动组件、Z轴驱动组件及R轴驱动组件，其中该X轴驱动组件主要包括第一滚珠螺杆与第一伺服马达，该第一滚珠螺杆具有相对两末端，其一末端连接该第一滑动座，另一末端连接该第一伺服马达，用该第一伺服马达驱动该第一滚珠螺杆转动，使该第一滑动座沿该支撑架的该连接臂作横向位移；该Y轴驱动组件主要包括第二滚珠螺杆与第二伺服马达，该第二滚珠螺杆设于该背光板下方，位于该凸肋的相对两侧，该第二伺服马达电性连接该第二滚珠螺杆并设于该工作台面上，用该第二伺服马达驱动该第二滚珠螺杆转动，让该背光板沿该工作台面作前后位移；该Z轴驱动组件包括第三滚珠螺杆与第三伺服马达，该第三滚珠螺杆电性连接该第三伺服马达并设于该第一滑动座顶端，用该第三伺服马达驱动该第三滚珠螺杆升降，使该第二滑动座沿该第一滑动座作上下位移；该R轴驱动组件包括链轮皮带与第四伺服马达，该链轮皮带绕设于该链轮并与该第四伺服马达连接，用该第四伺服马达驱动该链轮皮带转动，让该旋转座在该第二滑动座内作水平转动。该控制单元，包括：可编程逻辑控制器(ProgrammableLogicController，以下简称PLC)、集线器(以下简称HUB)、及人机接口(以下简称HMI)，以及电荷偶合组件(Charge-coupledDevice，以下简称CCD)，其中该PLC包括：电路模块、CPU模块、I/O模块、电源模块，该电路模块主要包括与该第一伺服马达、该第二伺服马达、该第三伺服马达、该第四伺服马达、该视觉辨识单元及该超声波组件，以及采光罩侧边开口启闭等作电性连接的集成电路，该集成电路通过该I/O模块将数据传输至该CPU模块；该CPU模块用于管理所有的运作程序，能够将该第一伺服马达、该第二伺服马达、该第三伺服马达、该第四伺服马达、该视觉辨识单元及该超声波组件，以及采光罩侧边开口启闭等运作的先后顺序进行运算与处理，并设置多组沟通指令与数据，包括：语言切换、初始化、参数设定、单动切制、全自动切制、模拟演示切制设定、方形(含长方形)切割、圆形切割、方形(含长方形)切割尺寸历史记录、圆形切割尺寸历史记录、手动模式、异常信息、异常信息历史记录等，通过该CPU模块能够经设定后控制该X轴驱动组件、该Y轴驱动组件、该Z轴驱动组件及该R轴驱动组件及该超声波组件，以及该采光罩等在一定的运作顺序下进行，例如：控制该采光罩侧边开口启闭、控制该第一伺服马达、该第二伺服马达、该第三伺服马达、该第四伺服马达作不同时间的相互的运作处理，或是控制该摄像单元获取蛋糕影像、辨识蛋糕的尺寸及位置设定，或是设定方形蛋糕的长宽及每切一刀之后所增加补偿值、设定圆形蛋糕圆心的自动判定等，以及将所设置的多组运作程序的各项功能提供操作选项，由该CPU模块所设置的多组运作程序及运算与处理后的信息，透过该I/O模块传输至HUB；该HUB再将该PLC运算处理的数据分别传输至该HMI与CCD；该HMI包括硬件部分的处理器、显示单元、数据存储单元及I/O单元，以及画面组态软件，由该PLC运算处理的数据传入后，先经该画面组态软件制作“画面档”，再下载到HMI的处理器中执行，并由该显示单元显示出相关数据；该CCD包括复数电容，能将该PLC运算处理的影像数据转变成数字信号传输，即将该摄像机模块的摄像镜头接收的第一坐标参数(影像数据)，转换为以毫米为单位的第二坐标参数(数字信号)；这样，用该控制单元即可以将欲切割的蛋糕经由该HMI的显示单元与该CCD的数字信号，将相关的参数例如：切割蛋糕片数、补偿值…等输入，即能够自动判定蛋糕的位置/圆心并进行切割。【图式简单说明】图1为本专利技术蛋糕切割装置的正视图。图2为本专利技术蛋糕切割装置的侧视图。图3至图7为本专利技术蛋糕切割装置切割圆形蛋糕的动作示意图。图8及图9为本专利技术蛋糕切割装置切割方形蛋糕的示意图。图10为本专利技术蛋糕切割装置的控制单元的方块图。图11a为本专利技术蛋糕切割装置主控Z轴驱动组件及R轴驱动组件的电路回路图。图11b为本专利技术蛋糕切割装置主控X轴驱动组件、Y轴驱动组件的电路回路图。图11c为本专利技术蛋糕切割装置主控超声波组件的电路回路图。图11d为本专利技术蛋糕切割装置主控采光罩侧边开口启闭的电路回路图。【实施方式】如图1和图2所示，为本专利技术蛋糕切割装置的不同视角示意图，该蛋糕切割装置1与外部电源连接，包括壳体2、承载件3、支撑架4、视觉辨识单元5、切割单元6、驱动单元7及控制单元8。该壳体2由基座21及采光罩22组成，该基座21包括工作台面210，及位于该工作台面210下方可容置相关机件的收纳箱212。该采光罩22呈矩形，沿该工作台面210周边套设于该基座21上方，具有前侧的上、下方开口221,222及两侧边开口223，其中该前侧下方222的开口提供蛋本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种蛋糕切割装置，其特征在于，包括：壳体，由基座及采光罩组成，该基座包括工作台面，及位于该工作台面下方容置相关机件的收纳箱，该采光罩沿该工作台面周边套设于该基座上方，具有前侧的上、下方开口及两侧边开口，其中该前侧下方的开口提供蛋糕输送的路径，该前侧上方与两侧边的开口则铺设采光玻璃，用于提供微量光线进入该采光罩内部，该前侧下方的开口组连接能做活动升降的盖体；承载件，设于该工作台面上，由切割板与背光灯箱堆叠组成，该切割板提供待切的蛋糕放置，该背光灯箱提供稳定的光源，其下方约略中央处设置以前后方向延伸的凹槽，该工作台面设置能够滑动到该凹槽的凸肋，用于使该承载件在该工作台面上作前后向的位移；支撑架，呈ㄇ形，具有左支撑脚、右支撑脚及连接该左、右支撑脚的连接臂，该左、右支撑脚设于该工作台面上分别与该承载件的左、右两侧边相邻，该连接臂表面设有横向延伸的沟槽；视觉辨识单元，由摄像镜头及摄像机模块组成，该摄像镜头设于该采光罩内部并对该承载件上放置的蛋糕进行拍摄以获取蛋糕影像，该摄像机模块设于该收纳箱，依据该摄像镜头所获取的蛋糕影像产生以相素为单位的第一坐标参数；切割单元，设于该采光罩内部，包括第一滑动座、第二滑动座、旋转座；以及切割刀具，该第一滑动座具相对的两侧面，其一侧面上设有能滑动于该沟槽的第一滑动件，用于使该第一滑动座于该连接臂上作左右位移，该第一滑动座的另一侧面则设有纵向延伸的第一滑轨，该第二滑动座呈倒L形，包括呈垂直设置的衔接板与呈水平设置的托板，该衔接板设置能在第一该滑轨的第二滑动件上滑动，该托板设于该衔接板顶部，其中央设有垂直贯通的凿孔，该旋转座垂直穿设于该凿孔，包含链轮、轴柱及固定架，其中该轴柱穿设于该凿孔并连接位于该托板上方的该链轮与该托板下方的固定架，用于使该链轮及该固定架在该托板内转动，该固定架的一侧连接切割刀具的柄部，该柄部的下端接设朝该承载件延伸设置的刀板；驱动单元，该驱动单元包括X轴驱动组件、Y轴驱动组件、Z轴驱动组件及R轴驱动组件，该X轴驱动组件包括第一滚珠螺杆与第一伺服马达，该第一滚珠螺杆具有相对两末端，其中一末端连接该第一滑动座，另一末端连接该第一伺服马达，用该第一伺服马达驱动该第一滚珠螺杆转动，使该第一滑动座沿该支撑架的该连接臂作横向位移，该Y轴驱动组件包括第二滚珠螺杆与第二伺服马达，该第二滚珠螺杆设于该背光板下方，位于该凸肋的相对两侧，该第二伺服马达电性连接该第二滚珠螺杆并设于该工作台面上，用该第二伺服马达驱动该第二滚珠螺杆转动，让该背光板沿该工作台面作前后位移，该Z轴驱动组件包括第三滚珠螺杆与第三伺服马达，该第三滚珠螺杆电性连接该第三伺服马达并设于第一、二滑动座之间，该第三伺服马达设于该第一滑动座顶端，用该第三伺服马达驱动该第三滚珠螺杆升降，让该第二滑动座沿该第一滑动座作上下位移，该R轴驱动组件包括链轮皮带与第四伺服马达，该链轮皮带绕设于该轴轮并与该第四伺服马达连接，用该第四伺服马达驱动该链轮皮带转动，让该旋转座在该第二滑动座内作水平转动；控制单元，可编程逻辑控制器、集线器、及人机接口，以及电荷偶合组件，其中：该PLC包括：电路模块、CPU模块、I/O模块、电源模块，该电路模块主要包括与该第一伺服马达、该第二伺服马达、该第三伺服马达、该第四伺服马达、该视觉辨识单元及该超声波组件，以及采光罩侧边开口启闭作电性连接的集成电路，该等集成电路通过该I/O模块将数据传输至该CPU模块；该CPU模块用于管理所有的运作程序，能够对该第一伺服马达、该第二伺服马达、该第三伺服马达、该第四伺服马达、该视觉辨识单元及该超声波组件等运作的先后顺序进行运算与处理，并设置多组沟通指令与数据，包括：语言切换、初始化、参数设定、单动切制、全自动切制、模拟演示切制设定、方形切割、圆形切割、方形切割尺寸历史记录、圆形切割尺寸历史记录、手动模式、异常信息、异常信息历史记录等，通过该CPU模块能够经设定后控制该X轴驱动组件、该Y轴驱动组件、该Z轴驱动组件及该R轴驱动组件及该超声波组件，以及该采光罩等在一定的运作顺序下进行，例如：控制该采光罩侧边开口启闭、控制该第一伺服马达、该第二伺服马达、该第三伺服马达、该第四伺服马达作不同时间的相互的运作处理，或是控制该摄像单元获取蛋糕影像、辨识蛋糕的尺寸及位置设定，或是设定方形蛋糕的长宽及每切一刀之后所增加补偿值、设定圆形蛋糕圆心的自动判定等，以及将所设置多组运作程序的各项功能提供操作选项，经由该CPU模块所设置多组运作程序及运算与处理后的信息，通过该I/O模块传输至HUB；该HUB再将该PLC运算处理的数据分别传输至该HMI与CCD；该HMI包括硬件部分的处理器、显示单元、数据存储单元及I/O单元，以及画面组态软件，由该PLC运算处理的数据传入后，先经该画面组态软件制作“画面档”，再下载到HMI的处理器中...

【技术特征摘要】
1.一种蛋糕切割装置，其特征在于，包括：壳体，由基座及采光罩组成，该基座包括工作台面，及位于该工作台面下方容置相关机件的收纳箱，该采光罩沿该工作台面周边套设于该基座上方，具有前侧的上、下方开口及两侧边开口，其中该前侧下方的开口提供蛋糕输送的路径，该前侧上方与两侧边的开口则铺设采光玻璃，用于提供微量光线进入该采光罩内部，该前侧下方的开口组连接能做活动升降的盖体；承载件，设于该工作台面上，由切割板与背光灯箱堆叠组成，该切割板提供待切的蛋糕放置，该背光灯箱提供稳定的光源，其下方约略中央处设置以前后方向延伸的凹槽，该工作台面设置能够滑动到该凹槽的凸肋，用于使该承载件在该工作台面上作前后向的位移；支撑架，呈ㄇ形，具有左支撑脚、右支撑脚及连接该左、右支撑脚的连接臂，该左、右支撑脚设于该工作台面上分别与该承载件的左、右两侧边相邻，该连接臂表面设有横向延伸的沟槽；视觉辨识单元，由摄像镜头及摄像机模块组成，该摄像镜头设于该采光罩内部并对该承载件上放置的蛋糕进行拍摄以获取蛋糕影像，该摄像机模块设于该收纳箱，依据该摄像镜头所获取的蛋糕影像产生以相素为单位的第一坐标参数；切割单元，设于该采光罩内部，包括第一滑动座、第二滑动座、旋转座；以及切割刀具，该第一滑动座具相对的两侧面，其一侧面上设有能滑动于该沟槽的第一滑动件，用于使该第一滑动座于该连接臂上作左右位移，该第一滑动座的另一侧面则设有纵向延伸的第一滑轨，该第二滑动座呈倒L形，包括呈垂直设置的衔接板与呈水平设置的托板，该衔接板设置能在第一该滑轨的第二滑动件上滑动，该托板设于该衔接板顶部，其中央设有垂直贯通的凿孔，该旋转座垂直穿设于该凿孔，包含链轮、轴柱及固定架，其中该轴柱穿设于该凿孔并连接位于该托板上方的该链轮与该托板下方的固定架，用于使该链轮及该固定架在该托板内转动，该固定架的一侧连接切割刀具的柄部，该柄部的下端接设朝该承载件延伸设置的刀板；驱动单元，该驱动单元包括X轴驱动组件、Y轴驱动组件、Z轴驱动组件及R轴驱动组件，该X轴驱动组件包括第一滚珠螺杆与第一伺服马达，该第一滚珠螺杆具有相对两末端，其中一末端连接该第一滑动座，另一末端连接该第一伺服马达，用该第一伺服马达驱动该第一滚珠螺杆转动，使该第一滑动座沿该支撑架的该连接臂作横向位移，该Y轴驱动组件包括第二滚珠螺杆与第二伺服马达，该第二滚珠螺杆设于该背光板下方，位于该凸肋的相对两侧，该第二伺服马达电性连接该第二滚珠螺杆并设于该工作台面上，用该第二伺服马达驱动该第二滚珠螺杆转动，让该背光板沿该工作台面作前后位移，该Z轴驱动组件包括第三滚珠螺杆与第三伺服马达，该第三滚珠螺杆电性连接该第三伺服马达并设于第一、二滑动座之间，该第三伺服马达设于该第一滑动座顶端，用该第三伺服马达驱动该第三滚珠螺杆升降，让该第二滑动座沿该第一滑动座作上下位移，该R轴驱动组件包括链轮皮带与第四伺服马达，该链轮皮带绕设于该轴轮并与该第四伺服马达连接，用该第四伺服马达驱动该链轮皮带转动，让该旋转座在该第二滑动座内作水平转动；控制单元，可编程逻辑控制器、集线器、及人机接口，以及电荷偶合组件，其中：该PLC包括：电路模块、CPU模块、I/O模块、电源模块，该电路模块主要包括与该第一伺服马达、该第二伺服马达、该第三伺服马达、该第四伺服马达、该视觉辨识单元及该超声波组件，以及采光罩侧边开口启闭作电性连接的集成电路，该等集成电路通过该I/O模块将数据传输至该CPU模块；该CPU模块用于管理所有的运作程序，能够对该第一伺服马达、该第二伺服马达、该第三伺服马达、该第四伺服马达、该视觉辨识单元及该超声波组件等运作的先后顺序进行运算与处理，并设置多组沟通...

【专利技术属性】
技术研发人员：王胜远，魏正宇，
申请(专利权)人：崴宇科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾,71