[发明专利]蛋糕切割装置

摘要

本发明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。

主权项

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运算处理的摄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，转换为以毫米为单位的第二坐标参数；用该控制单元就可以将准备切割的蛋糕经由该HMI的显示单元与该CCD的数字信号，将相关的参数例如：切割蛋糕数量、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。