一種視覺對(duì)位自動(dòng)裁斷機(jī)及其控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及裁斷機(jī)械技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種制鞋、皮具加工等行業(yè)進(jìn)行面料裁切加工的裁斷機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著生活水平的提高，人們對(duì)鞋子、皮具等產(chǎn)品的造型及式樣的要求越來越多樣化，這就意味著需要裁斷的相關(guān)面料外形越來越復(fù)雜，進(jìn)而需要不斷提升裁斷機(jī)的自動(dòng)化水平，以節(jié)約人工及材料成本，提高加工效率。
[0003]制鞋、制包一般是通過不同形狀的裁片拼縫而成，不同形狀的裁片是依靠成型刀模在裁斷機(jī)裁切面料得到的，可以裁斷的面料可以是皮革、布、塑料等材質(zhì)。裁斷機(jī)是一種常見的用于面料裁斷加工的設(shè)備，工作時(shí)，依靠動(dòng)力驅(qū)動(dòng)安裝在裁斷機(jī)上的移動(dòng)刀模基座在導(dǎo)軌上運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)到設(shè)定位置后，安裝在刀?；赌１P上的刀模下壓裁斷面料，從面料上裁斷出與刀模形狀一致的裁片，從而完成下料工作?，F(xiàn)在很多裁片是多層不同材料通過粘壓或者縫制復(fù)合而成的，多層裁片需要在裁斷機(jī)上分別按相應(yīng)刀模裁斷，然后再?gòu)?fù)合在一起，加工工序多，效率低。為了提高加工效率，目前已有面料提供者按照需求方提供的設(shè)計(jì)圖樣，生產(chǎn)已經(jīng)復(fù)合在一起的多層面料，如圖1所示，其中A為面料圖案表層，B為夾層，C為底層，A層面料上印刷有刀模輪廓以及外觀圖案，按輪廓裁斷后即可使用，這樣的面料雖然極大地縮減了生產(chǎn)工序，但卻對(duì)裁斷工作帶來了新的難度。以前對(duì)沒有圖案的材料裁斷時(shí)，只需要控制刀模按一定間距和角度連續(xù)自動(dòng)裁斷材料即可，現(xiàn)在對(duì)印刷有圖案及輪廓的材料進(jìn)行裁斷時(shí)，因?yàn)閳D案輪廓的間距和角度不一定是均勻的，而且裁斷必須依輪廓線進(jìn)行，所以需要準(zhǔn)確定位刀模，使刀模與材料的外輪廓完全吻合后方可裁斷，如果對(duì)位不準(zhǔn)確，面料上的圖案輪廓就會(huì)被破壞，成為廢料，造成浪費(fèi)。目前解決這一問題的辦法是使用手動(dòng)裁斷機(jī)人工裁斷，人工精確對(duì)位刀模，裁斷效率低，人工成本高。
[0004]為提高生產(chǎn)效率，制鞋、制包企業(yè)使用這種新型多層復(fù)合材料會(huì)日趨普遍，為此，提高裁斷機(jī)的自動(dòng)化水平，降低人工成本，提高裁斷效率，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)精確裁斷這種新裁片料顯得尤為重要，目前市面上的機(jī)械裁斷機(jī)尚無法解決這一難題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了彌補(bǔ)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明公開了一種視覺對(duì)位自動(dòng)裁斷機(jī)及其控制方法，即在現(xiàn)有的裁斷機(jī)主體框架及系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，增加設(shè)計(jì)視覺拍照組件和對(duì)位計(jì)算系統(tǒng)，從而實(shí)現(xiàn)一套能夠針對(duì)面料上的圖案進(jìn)行準(zhǔn)確對(duì)位的自動(dòng)裁斷機(jī)及其相應(yīng)的控制方法。
[0006]上述自動(dòng)裁斷機(jī)的發(fā)明思路如下:每次進(jìn)行裁斷動(dòng)作前，視覺拍照組件首先對(duì)預(yù)裁斷面料區(qū)域進(jìn)行拍照，把面料輪廓位置拍攝為照片，照片傳送到對(duì)位計(jì)算系統(tǒng)，對(duì)位計(jì)算系統(tǒng)根據(jù)照片中輪廓相對(duì)于參考點(diǎn)的偏離位置計(jì)算出驅(qū)動(dòng)刀模基座和下料臺(tái)面的移動(dòng)距離以及刀模盤的旋轉(zhuǎn)角度，PLC控制器根據(jù)對(duì)位計(jì)算系統(tǒng)傳輸來的修正量驅(qū)動(dòng)刀模基座和下料臺(tái)面位移，驅(qū)動(dòng)刀模盤旋轉(zhuǎn)角度，使刀模準(zhǔn)確處于面料上方，下壓刀模完成裁斷。系統(tǒng)不斷重復(fù)拍照、計(jì)算偏移量、對(duì)位裁斷的步驟，從而高效、準(zhǔn)確、全自動(dòng)化地完成面料的裁斷工作。
[0007]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下:
[0008]一種視覺對(duì)位自動(dòng)裁斷機(jī)，包括裁斷機(jī)框架、伺服電機(jī)、動(dòng)力機(jī)構(gòu)、絲杠、PLC控制器、下料臺(tái)面、刀?；⒌赌１P、導(dǎo)軌；導(dǎo)軌和絲杠平行設(shè)置在裁斷機(jī)框架內(nèi)，刀?；惭b在導(dǎo)軌和絲杠上，其下端設(shè)置刀模盤;刀?；赑LC控制器的控制下，通過伺服電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)絲杠帶動(dòng)刀?；趯?dǎo)軌上橫向運(yùn)動(dòng)，動(dòng)力機(jī)構(gòu)控制刀?；怪边\(yùn)動(dòng)，對(duì)下料臺(tái)面上的面料進(jìn)行裁斷，其特征在于:還包括視覺拍照組件和對(duì)位計(jì)算系統(tǒng);視覺拍照組件與刀?；潭?，其與刀模基座具備相同的坐標(biāo)系;視覺拍照組件與對(duì)位計(jì)算系統(tǒng)之間有電信號(hào)連接，拍攝的照片數(shù)據(jù)通過電信號(hào)連接傳輸給對(duì)位計(jì)算系統(tǒng);對(duì)位計(jì)算系統(tǒng)為按照設(shè)計(jì)的控制方法進(jìn)行計(jì)算和控制的計(jì)算機(jī)，其與PLC控制器之間具備多組電信號(hào)連接。
[0009]進(jìn)一步地，所述視覺拍照組件包括支架和攝像頭，支架與刀?；潭ㄟB接，攝像頭與支架固定連接。
[0010]進(jìn)一步地，所述視覺拍照組件支架還包括攝像頭高度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，用于調(diào)節(jié)攝像頭的高度，以調(diào)整其拍攝視野范圍。
[0011]進(jìn)一步地，所述視覺拍照組件支架下端還設(shè)置有照明裝置，其為預(yù)拍攝面料區(qū)域提供足夠的照度。
[0012]進(jìn)一步地，所述對(duì)位計(jì)算系統(tǒng)與PLC控制器的電信號(hào)連接包括:對(duì)位計(jì)算系統(tǒng)向PLC控制器傳輸橫向、縱向和旋轉(zhuǎn)角度修正量的電信號(hào)連接;PLC控制器向?qū)ξ挥?jì)算系統(tǒng)傳輸?shù)赌；臀恍盘?hào)的電信號(hào)連接;PLC控制器向?qū)ξ挥?jì)算系統(tǒng)傳輸?shù)赌；恢米鴺?biāo)的電信號(hào)連接。
[0013]本發(fā)明還公開了上述視覺對(duì)位自動(dòng)裁斷機(jī)的控制方法，其特征在于，刀?；c視覺拍照組件為剛性連接，同步運(yùn)動(dòng)，擁有共同的坐標(biāo)系;視覺拍照組件在對(duì)位計(jì)算系統(tǒng)的控制下拍攝待裁斷面料照片并將照片傳輸給對(duì)位計(jì)算系統(tǒng)，對(duì)位計(jì)算系統(tǒng)把攝像頭傳輸來的照片與計(jì)算機(jī)內(nèi)存儲(chǔ)的參考基準(zhǔn)照片進(jìn)行比對(duì)，計(jì)算出位置誤差和修正量，把橫向修正量、縱向修正量、旋轉(zhuǎn)修正量傳輸給PLC控制器;PLC控制器通過伺服電機(jī)控制刀模基座橫向按修正量運(yùn)動(dòng)，通過旋轉(zhuǎn)控制機(jī)構(gòu)控制刀模盤按旋轉(zhuǎn)修正量旋轉(zhuǎn)，通過自動(dòng)送料機(jī)構(gòu)控制下料臺(tái)面按縱向修正量運(yùn)動(dòng)，通過動(dòng)力機(jī)構(gòu)控制刀?；系牡赌１P下壓完成裁斷動(dòng)作；裁斷完成后，PLC控制器按預(yù)先設(shè)定的步進(jìn)距離后退刀?；轿缓髮⒌赌；恢米鴺?biāo)和刀模基座就位信號(hào)傳輸給對(duì)位計(jì)算系統(tǒng)，對(duì)位計(jì)算系統(tǒng)再次向視覺拍照組件發(fā)出拍照指令，按上述控制關(guān)系不斷重復(fù)動(dòng)作;在橫向裁斷設(shè)定刀數(shù)后，PLC控制器通過自動(dòng)送料系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)下料臺(tái)面帶動(dòng)面料縱向移動(dòng)一個(gè)刀模距離，PLC控制器驅(qū)動(dòng)刀?；聪驁?zhí)行裁斷，再次按上述控制關(guān)系重復(fù)動(dòng)作直至停機(jī)。
[0014]進(jìn)一步地，所述參考基準(zhǔn)照片按照如下步驟確定:
[0015]第一步:在下料臺(tái)面上裁斷起始位置處固定一張大于刀模的單色材料，手動(dòng)操作刀?；苿?dòng)到單色材料正上方，裁斷一刀，在單色材料上裁斷出一個(gè)與刀模一致的孔洞；
[0016]第二步:在準(zhǔn)備加工的面料上，把起點(diǎn)位置第一片料依輪廓裁剪下一片裁片，將裁片準(zhǔn)確對(duì)準(zhǔn)白紙上的孔洞放置好；
[0017]第三步:手動(dòng)操作刀?；虿闷幰苿?dòng)，使視覺拍照組件的攝像頭位于裁片正上方，拍攝一張照片，照片傳輸給對(duì)位計(jì)算系統(tǒng)作為參考基準(zhǔn)照片；
[0018]第四步:在對(duì)位計(jì)算系統(tǒng)上，選取照片上對(duì)比明顯、易于識(shí)別的點(diǎn)設(shè)定為參考基準(zhǔn)點(diǎn)。
[0019]所述單色材料為一張白紙。
[0020]上述自動(dòng)裁斷機(jī)的發(fā)明思路如下:每次進(jìn)行裁斷動(dòng)作前，視覺拍照組件首先對(duì)預(yù)裁斷面料區(qū)域進(jìn)行拍照，把面料輪廓位置拍攝為照片，照片傳送到對(duì)位計(jì)算系統(tǒng)，對(duì)位計(jì)算系統(tǒng)根據(jù)照片中輪廓相對(duì)于參考點(diǎn)的偏離位置計(jì)算出驅(qū)動(dòng)刀?；拖铝吓_(tái)面的移動(dòng)距離以及刀模盤的旋轉(zhuǎn)角度，PLC控制器根據(jù)對(duì)位計(jì)算系統(tǒng)傳輸來的修正量驅(qū)動(dòng)刀模基座和下料臺(tái)面位移，驅(qū)動(dòng)刀模盤旋轉(zhuǎn)角度，使刀模準(zhǔn)確處于面料上方，下壓刀模完成裁斷。系統(tǒng)不斷重復(fù)拍照、計(jì)算偏移量、對(duì)位裁斷的步驟，從而高效、準(zhǔn)確、全自動(dòng)化地完成面料的裁斷工作。
[0021 ]綜上所述，本發(fā)明的有益效果在于:I)能夠連續(xù)自動(dòng)化地對(duì)預(yù)裁斷面料進(jìn)行拍照和對(duì)位裁斷，從而