一种视觉对位自动裁断机及其控制方法技术

本发明专利技术公开了一种视觉对位自动裁断机及其控制方法，在现有的裁断机主体框架及系统的基础上，增加设计视觉拍照组件和对位计算系统。每次进行裁断动作前，视觉拍照组件首先对预裁断面料区域进行拍照，把面料轮廓位置拍摄为照片，照片传送到对位计算系统，对位计算系统根据照片中轮廓相对于参考点的偏离位置计算出驱动刀模基座和下料台面的移动距离以及刀模盘的旋转角度，PLC控制器根据对位计算系统传输来的修正量驱动刀模基座和下料台面位移，驱动刀模盘旋转角度，使刀模准确处于面料上方，下压刀模完成裁断。系统不断重复拍照、计算偏移量、对位裁断的步骤，从而高效、准确、全自动化地完成面料的裁断工作。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及裁断机械
，特别涉及一种制鞋、皮具加工等行业进行面料裁切加工的裁断机。
技术介绍
随着生活水平的提高，人们对鞋子、皮具等产品的造型及式样的要求越来越多样化，这就意味着需要裁断的相关面料外形越来越复杂，进而需要不断提升裁断机的自动化水平，以节约人工及材料成本，提高加工效率。制鞋、制包一般是通过不同形状的裁片拼缝而成，不同形状的裁片是依靠成型刀模在裁断机裁切面料得到的，可以裁断的面料可以是皮革、布、塑料等材质。裁断机是一种常见的用于面料裁断加工的设备，工作时，依靠动力驱动安装在裁断机上的移动刀模基座在导轨上运动，运动到设定位置后，安装在刀模基座刀模盘上的刀模下压裁断面料，从面料上裁断出与刀模形状一致的裁片，从而完成下料工作。现在很多裁片是多层不同材料通过粘压或者缝制复合而成的，多层裁片需要在裁断机上分别按相应刀模裁断，然后再复合在一起，加工工序多，效率低。为了提高加工效率，目前已有面料提供者按照需求方提供的设计图样，生产已经复合在一起的多层面料，如图1所示，其中A为面料图案表层，B为夹层，C为底层，A层面料上印刷有刀模轮廓以及外观图案，按轮廓裁断后即可使用，这样的面料虽然极大地缩减了生产工序，但却对裁断工作带来了新的难度。以前对没有图案的材料裁断时，只需要控制刀模按一定间距和角度连续自动裁断材料即可，现在对印刷有图案及轮廓的材料进行裁断时，因为图案轮廓的间距和角度不一定是均匀的，而且裁断必须依轮廓线进行，所以需要准确定位刀模，使刀模与材料的外轮廓完全吻合后方可裁断，如果对位不准确，面料上的图案轮廓就会被破坏，成为废料，造成浪费。目前解决这一问题的办法是使用手动裁断机人工裁断，人工精确对位刀模，裁断效率低，人工成本高。为提高生产效率，制鞋、制包企业使用这种新型多层复合材料会日趋普遍，为此，提高裁断机的自动化水平，降低人工成本，提高裁断效率，实现自动精确裁断这种新裁片料显得尤为重要，目前市面上的机械裁断机尚无法解决这一难题。
技术实现思路
为了弥补现有技术的不足，本专利技术公开了一种视觉对位自动裁断机及其控制方法，即在现有的裁断机主体框架及系统的基础上，增加设计视觉拍照组件和对位计算系统，从而实现一套能够针对面料上的图案进行准确对位的自动裁断机及其相应的控制方法。上述自动裁断机的专利技术思路如下：每次进行裁断动作前，视觉拍照组件首先对预裁断面料区域进行拍照，把面料轮廓位置拍摄为照片，照片传送到对位计算系统，对位计算系统根据照片中轮廓相对于参考点的偏离位置计算出驱动刀模基座和下料台面的移动距离以及刀模盘的旋转角度，PLC控制器根据对位计算系统传输来的修正量驱动刀模基座和下料台面位移，驱动刀模盘旋转角度，使刀模准确处于面料上方，下压刀模完成裁断。系统不断重复拍照、计算偏移量、对位裁断的步骤，从而高效、准确、全自动化地完成面料的裁断工作。为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：一种视觉对位自动裁断机，包括裁断机框架、伺服电机、动力机构、丝杠、PLC控制器、下料台面、刀模基座、刀模盘、导轨；导轨和丝杠平行设置在裁断机框架内，刀模基座安装在导轨和丝杠上，其下端设置刀模盘；刀模基座在PLC控制器的控制下，通过伺服电机转动丝杠带动刀模基座在导轨上横向运动，动力机构控制刀模基座垂直运动，对下料台面上的面料进行裁断，其特征在于：还包括视觉拍照组件和对位计算系统；视觉拍照组件与刀模基座固定，其与刀模基座具备相同的坐标系；视觉拍照组件与对位计算系统之间有电信号连接，拍摄的照片数据通过电信号连接传输给对位计算系统；对位计算系统为按照设计的控制方法进行计算和控制的计算机，其与PLC控制器之间具备多组电信号连接。进一步地，所述视觉拍照组件包括支架和摄像头，支架与刀模基座固定连接，摄像头与支架固定连接。进一步地，所述视觉拍照组件支架还包括摄像头高度调节机构，用于调节摄像头的高度，以调整其拍摄视野范围。进一步地，所述视觉拍照组件支架下端还设置有照明装置，其为预拍摄面料区域提供足够的照度。进一步地，所述对位计算系统与PLC控制器的电信号连接包括：对位计算系统向PLC控制器传输横向、纵向和旋转角度修正量的电信号连接；PLC控制器向对位计算系统传输刀模基座就位信号的电信号连接；PLC控制器向对位计算系统传输刀模基座位置坐标的电信号连接。本专利技术还公开了上述视觉对位自动裁断机的控制方法，其特征在于，刀模基座与视觉拍照组件为刚性连接，同步运动，拥有共同的坐标系；视觉拍照组件在对位计算系统的控制下拍摄待裁断面料照片并将照片传输给对位计算系统，对位计算系统把摄像头传输来的照片与计算机内存储的参考基准照片进行比对，计算出位置误差和修正量，把横向修正量、纵向修正量、旋转修正量传输给PLC控制器；PLC控制器通过伺服电机控制刀模基座横向按修正量运动，通过旋转控制机构控制刀模盘按旋转修正量旋转，通过自动送料机构控制下料台面按纵向修正量运动，通过动力机构控制刀模基座上的刀模盘下压完成裁断动作；裁断完成后，PLC控制器按预先设定的步进距离后退刀模基座，到位后将刀模基座位置坐标和刀模基座就位信号传输给对位计算系统，对位计算系统再次向视觉拍照组件发出拍照指令，按上述控制关系不断重复动作；在横向裁断设定刀数后，PLC控制器通过自动送料系统驱动下料台面带动面料纵向移动一个刀模距离，PLC控制器驱动刀模基座反向执行裁断，再次按上述控制关系重复动作直至停机。进一步地，所述参考基准照片按照如下步骤确定：第一步：在下料台面上裁断起始位置处固定一张大于刀模的单色材料，手动操作刀模基座移动到单色材料正上方，裁断一刀，在单色材料上裁断出一个与刀模一致的孔洞；第二步：在准备加工的面料上，把起点位置第一片料依轮廓裁剪下一片裁片，将裁片准确对准白纸上的孔洞放置好；第三步：手动操作刀模基座向裁片处移动，使视觉拍照组件的摄像头位于裁片正上方，拍摄一张照片，照片传输给对位计算系统作为参考基准照片；第四步：在对位计算系统上，选取照片上对比明显、易于识别的点设定为参考基准点。所述单色材料为一张白纸。上述自动裁断机的专利技术思路如下：每次进行裁断动作前，视觉拍照组件首先对预裁断面料区域进行拍照，把面料轮廓位置拍摄为照片，照片传送到对位计算系统，对位计算系统根据照片中轮廓相对于参考点的偏离位置计算出驱动刀模基座和下料台面的移动距离以及刀模盘的旋转角度，PLC控制器根据对位计算系统传输来的修正量驱动刀模基座和下料台面位移，驱动刀模盘旋转角度本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种视觉对位自动裁断机，包括裁断机框架、伺服电机、动力机构、丝杠、PLC控制器、下料台面、刀模基座、刀模盘、导轨；导轨和丝杠平行设置在裁断机框架内，刀模基座安装在导轨和丝杠上，其下端设置刀模盘；刀模基座在PLC控制器的控制下，通过伺服电机转动丝杠带动刀模基座在导轨上横向运动，动力机构控制刀模基座上刀模盘垂直运动，对下料台面上的面料进行裁断，其特征在于：还包括视觉拍照组件和对位计算系统；视觉拍照组件与刀模基座固定，其与刀模基座具备相同的坐标系；视觉拍照组件与对位计算系统之间有电信号连接，拍摄的照片数据通过电信号连接传输给对位计算系统；对位计算系统为按照设计的控制方法进行计算和控制的计算机，其与PLC控制器之间具备多组电信号连接。

【技术特征摘要】
1.一种视觉对位自动裁断机，包括裁断机框架、伺服电机、动力机构、丝杠、PLC
控制器、下料台面、刀模基座、刀模盘、导轨；导轨和丝杠平行设置在裁断机框架内，
刀模基座安装在导轨和丝杠上，其下端设置刀模盘；刀模基座在PLC控制器的控制下，
通过伺服电机转动丝杠带动刀模基座在导轨上横向运动，动力机构控制刀模基座上刀模
盘垂直运动，对下料台面上的面料进行裁断，其特征在于：还包括视觉拍照组件和对
位计算系统；视觉拍照组件与刀模基座固定，其与刀模基座具备相同的坐标系；视觉拍
照组件与对位计算系统之间有电信号连接，拍摄的照片数据通过电信号连接传输给对位
计算系统；对位计算系统为按照设计的控制方法进行计算和控制的计算机，其与PLC控
制器之间具备多组电信号连接。
2.根据权利要求1所述的一种视觉对位自动裁断机，其特征在于，所述视觉拍照组
件包括支架和摄像头，支架与刀模基座固定连接，摄像头与支架固定连接。
3.根据权利要求1所述的一种视觉对位自动裁断机，其特征在于，所述视觉拍照组
件支架还包括摄像头高度调节机构，用于调节摄像头的高度，以调整其拍摄视野范围。
4.根据权利要求1所述的一种视觉对位自动裁断机，其特征在于，所述视觉拍照组
件支架下端还设置有照明装置，其为预拍摄面料区域提供足够的照度。
5.根据权利要求1所述的一种视觉对位自动裁断机，其特征在于，所述对位计算系
统与PLC控制器的电信号连接包括：对位计算系统向PLC控制器传输横向、纵向和旋转
角度修正量的电信号连接；PLC控制器向对位计算系统传输刀模基座就位信号的电信号
连接；PLC控制器向对位计算系统传输刀模基座位置坐标的电信号连接。
6.一种视觉对位自动裁断机的控制方法，其特征在于，刀模基座与视觉拍照组件
为刚性连接，同步运动，拥有共同的坐标系；...

【专利技术属性】
技术研发人员：詹新，詹静，
申请(专利权)人：詹静，
类型：发明
国别省市：广东;44