CN104875478B - 一种移动视觉鞋材全自动丝印机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种移动视觉鞋材全自动丝印机，包括机架、运送机构和运算控制单元，运送机构上方依次设置有照相室和丝印装置，照相室设置有第一摄像头，丝印装置的下方设置有第二摄像头，运算控制单元根据第一摄像头和第二摄像头的相片运算获得丝印装置的印刷位置，位置调节机构驱动丝印装置移动到印刷位置，在丝印装置处于印刷位置时丝印装置自动在该鞋材的表面准确印刷设定的图案。本发明在鞋材表面印刷图案的生产作业实现全自动化，提高生产效率，提高印刷质量。

Description

一种移动视觉鞋材全自动丝印机

技术领域

本发明涉及在鞋材表面印刷图案的自动丝印设备技术领域，尤其是涉及一种移动视觉鞋材全自动丝印机。

背景技术

现有技术中，鞋材表面需要印刷各种图案。鞋材是已经裁切成特定形状的片材，在鞋材表面印刷图案的作业，只能利用简易丝印装置进行印刷，丝印工人手工将鞋材放置于简易丝印装置的夹具之上，通过夹具将鞋材固定，再操作刮刀在丝印网版之上，再操作刮刀在丝印网版来回往复刮数次，完成丝印作业，最后再松开夹具，将鞋材从夹具中取出。丝印作业基本上是全手工进行的，尤其是要对鞋材进行定位，手工定位需要耗费较多的时间，加工效率非常低，生产成本较高；另外，手工定位不准确，印刷图案经常出现歪斜或错位，印刷质量较差，因此有必要予以改进。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种移动视觉鞋材全自动丝印机，在鞋材表面印刷图案的生产作业实现全自动化，提高生产效率，提高印刷质量。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种移动视觉鞋材全自动丝印机，包括机架和运算控制单元，机架设置有用于运送工装板的运送机构，运送机构设置有用于将输送到运送机构的工装板固定住的自动夹具，

沿工装板的前进方向，运送机构上方依次设置有照相室和丝印装置，

照相室内安装有第一摄像头，第一摄像头连接运算控制单元，在运送机构将工装板运送到照相室下方后第一摄像头对鞋材进行拍照，在运算控制单元接收第一摄像头的相片并经过图形运算后获得鞋材相对于工装板的第一相对位置以及第一倾斜角度，

丝印装置的下方设置有至少一第二摄像头，在运送机构将工装板运送到丝印装置下方后第二摄像头对工装板进行拍照，在运算控制单元接收第二摄像头的相片并经过图形运算后获得工装板的第二倾斜角度，

机架安装有位置调节机构，丝印装置固定于位置调节机构，运算控制单元根据第一相对位置、第一倾斜角度和第二倾斜角度运算获得丝印装置的印刷位置，位置调节机构驱动丝印装置移动到印刷位置，在丝印装置处于印刷位置时丝印装置自动在该鞋材的表面准确印刷设定的图案。

进一步的技术方案中，所述运送机构设置有丝杠传动机构和升降机构，丝杠传动机构安装于机架，升降机构安装于丝杠传动机构，用于驱动升降机构来回移动，自动夹具固定于升降机构的顶部，用于向上抬升工装板。

进一步的技术方案中，所述照相室的顶面和四个侧面封闭，照相室的底面敞开，照相室的底面与工装板隔开设定的距离，照相室的内腔的底面略大于工装板的外形轮廓，在运送机构将工装板运送到照相室下方后升降机构向上抬升工装板，在工装板上升到照相室的内腔后第一摄像头进行拍照。

进一步的技术方案中，所述位置调节机构包括XY二轴传动机构、丝印支架和角度调节机构，XY二轴传动机构固定于机架，丝印支架安装于XY二轴传动机构，丝印装置旋转安装于丝印支架，角度调节机构固定于丝印支架，角度调节机构连接丝印装置。

进一步的技术方案中，所述角度调节机构包括角度驱动机构和若干弧形导向机构，丝印支架和丝印装置之间安装有若干弧形导向机构，用于限定丝印装置的移动轨迹，角度驱动机构固定于丝印支架，角度驱动机构连接丝印装置，用于驱动丝印装置偏转设定的角度。

进一步的技术方案中，所述丝印装置设置有网版框和刮刀机构，网版框的两侧分别安装有夹具，用于固定丝印网版，刮刀机构设置有刮刀、用于驱动刮刀来回移动的刮刀驱动机构、支架以及用于驱动刮刀上下移动的驱动气缸，网版框安装有刮刀驱动机构，支架安装于刮刀驱动机构，驱动气缸固定于支架中部，刮刀安装于驱动气缸。

进一步的技术方案中，所述角度驱动机构包括伺服电机、丝杠和滑块，伺服电机固定于丝印支架，伺服电机连接丝杠，丝杠与滑块传动配合，网版框的一侧端部开设有通孔，通孔旋转安装于转轴，转轴的端部固定于滑块；弧形导向机构包括弧形滑轨和弧形导向滑块，弧形导向滑块)搭接于弧形滑轨，弧形滑轨固定于丝印支架，弧形导向滑块)固定于网版框的底部。

进一步的技术方案中，所述工装板的前后两侧分别设置有一定位坐标，第二摄像头对定位坐标进行拍照，运算控制单元对两个定位坐标的相片进行图形运算而获得第二倾斜角度。

进一步的技术方案中，所述工装板的表面设置有用于将鞋材粘住在工装板表面的粘着层。

进一步的技术方案中，所述工装板的表面设置有用于将待印刷的鞋材随意固定在其中的鞋材放置区，工装板设置有与鞋材的外轮廓形状相匹配的粗定位轮廓，用于粗略定位放置于工装板上的鞋材。

采用上述结构后，本发明和现有技术相比所具有的优点是：本发明通过检测和识别鞋材和工装板，运算控制单元根据第一摄像头和第二摄像头的相片运算获得丝印装置的印刷位置，再自动将丝印装置移动到印刷位置，丝印网版上的图案准确对齐于鞋材要印刷的区域，再自动进行丝印，在鞋材表面印刷图案的生产作业实现全自动化，提高生产效率，提高印刷质量。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的结构示意图。

图2是本发明的另一视角的结构示意图。

图3是图2中A处的局部放大图。

图4是本发明的工装板的结构示意图。

图5是本发明的丝印装置及位置调节机构的结构示意图。

图6是本发明的丝印装置及角度调节机构的结构示意图。

图7是本发明的丝印装置及角度调节机构另一视角的结构示意图。

图中：

1、机架2、自动夹具3、鞋材放置区4、工装板5、照相室6、丝印装置7、第二摄像头8、位置调节机构9、丝杠传动机构10、刮刀驱动机构11、网版框12、刮刀13、支架14、驱动气缸15、定位坐标16、粗定位轮廓17、丝印支架18、角度驱动机构19、弧形导向机构20、伺服电机21、滑块22、丝杠23、转轴24、弧形滑轨25、弧形导向滑块26、X轴传动机构27、Y轴传动机构28、X轴伺服电机29、Y轴伺服电机。

具体实施方式

以下所述仅为本发明的较佳实施例，并不因此而限定本发明的保护范围。

实施例，见图1至图7所示，一种移动视觉鞋材全自动丝印机，包括机架1和运算控制单元，机架1设置有运送机构，用于运送工装板4，运送机构设置有自动夹具2，用于将输送到运送机构的工装板4固定在自动夹具2之上。

运送机构设置有丝杠传动机构9和升降机构，丝杠传动机构9安装于机架1，升降机构安装于丝杠传动机构9，用于驱动升降机构来回移动，自动夹具2固定于升降机构的顶部，用于向上抬升工装板4。当工装板4被运送到照相室5的下方和丝印装置6的下方后，在这两个位置，升降机构分别向上抬升工装板4，在照相室5中完成拍照后以及在完成印刷作业后，升降机构向下移动工装板4。

工装板4的表面设置有鞋材放置区3，待印刷的鞋材可以随意固定在鞋材放置区3中，工装板4的表面设置有用于将鞋材粘住在工装板4表面的粘着层。对于光面的鞋材，粘着层选用表面附着有具有粘性的软性硅胶，对于毛面鞋材，粘着层选用胶水层。通过粘着层能够将待印刷的鞋材固定在鞋材放置区3，需要特别指出的是，放置在鞋材放置区3中的鞋材不需要准确定位，鞋材可以随意放置在鞋材放置区3或工装板4之上，不需要特别限制鞋材的放置位置及朝向，丝印装置6能够自动移动到鞋材所在位置，对其进行丝印，并在鞋材的表面的设定位置印刷设定的图案。

于较佳实施方式中，工装板4设置有与鞋材的外轮廓形状相匹配的粗定位轮廓16，或者在鞋材放置区3中设置粗定位轮廓16，用于粗略定位放置于工装板4上的鞋材。放置于工装板4上的鞋材的外轮廓大致对齐于粗定位轮廓16即可，用于粗略定位鞋材，在丝印装置6每次进行印刷之前，丝印装置6需要移动的位移最小化，既可以减少丝印装置6每次移动到印刷位置所需要的时间，提高生产效率，又能降低能耗。

沿工装板4的前进方向，运送机构上方依次设置有照相室5和丝印装置6，照相室5内安装有第一摄像头，第一摄像头连接运算控制单元，在运送机构将工装板4运送到照相室5下方后第一摄像头对鞋材进行拍照，在运算控制单元接收第一摄像头的相片并经过图形运算后获得鞋材相对于工装板4或鞋材放置区3的第一相对位置以及第一倾斜角度。本发明所述图形运算是指视觉识别系统中的图形运算，视觉识别系统为现有技术，这里不再赘述。

照相室5的顶面和四个侧面封闭，照相室5的底面敞开，照相室5的内腔的底面略大于工装板4的外形轮廓，照相室5的底面与工装板4隔开设定的距离。在运送机构将工装板4运送到照相室5下方后升降机构向上抬升工装板4，在工装板上升到照相室5的内腔后第一摄像头进行拍照。工装板4及鞋材上升到照相室5的内腔，可以屏蔽外部光线的干扰，照相更清晰准确，更易于识别和运算处理。

全自动丝印机设定有一系统坐标，丝印装置6的下方的前后两侧分别设置有一第二摄像头7，工装板4的前后两侧分别设置有一定位坐标15，定位坐标15选用十字坐标或图形参照物。两个第二摄像头7分别对两个定位坐标15进行拍照，运算控制单元对两个定位坐标15的相片进行图形运算而获得第二倾斜角度。它是在运送机构将工装板4运送到丝印装置6下方后第二摄像头7对工装板4进行拍照，在运算控制单元接收第二摄像头7的相片并经过图形运算后获得工装板4相对于系统坐标的第二倾斜角度。

机架1安装有位置调节机构8，丝印装置6固定于位置调节机构8，运算控制单元根据第一相对位置、第一倾斜角度和第二倾斜角度运算获得丝印装置6的印刷位置，位置调节机构8在X轴方向和Y轴方向分别输出相应的位移，同时调节丝印装置6的角度，位置调节机构8驱动丝印装置6移动到印刷位置，在该印刷位置，丝印网版上的图案准确对齐于鞋材要印刷的区域。在丝印装置6移动到印刷位置后，升降机构向上抬升工装板4，丝印装置6开始印刷，丝印装置6自动在该鞋材的表面准确印刷设定的图案。全过程实现全自动化，无需操作人员进行手工作业，也不需要进行手工定位。

丝印装置6设置有网版框11和刮刀机构，网版框11的两侧分别安装有夹具，例如在网版框11的两侧分别安装有夹持气缸，用于固定丝印网版，刮刀机构设置有刮刀12、用于驱动刮刀12来回移动的刮刀驱动机构10、支架13以及用于驱动刮刀12上下移动的驱动气缸14，网版框11安装有刮刀驱动机构10，支架13安装于刮刀驱动机构10，驱动气缸14固定于支架13中部，刮刀12安装于驱动气缸14。当工装板4运送到丝印装置6下方，升降机构向上抬升工装板4后，驱动气缸14驱动刮刀12向下移动并保持在停止位置，刮刀驱动机构10驱动支架13及刮刀12来回往复移动，实现自动印刷。

位置调节机构包括XY二轴传动机构、丝印支架17和角度调节机构，XY二轴传动机构固定于机架1，丝印支架17安装于XY二轴传动机构，XY二轴传动机构为现有技术，包括由X轴伺服电机28、X轴丝杠和X轴滑块等部件连接而成的X轴传动机构26以及由Y轴伺服电机29、Y轴丝杠和Y轴滑块等部件连接而成的Y轴传动机构27，用于驱动丝印支架17分别沿X轴和Y轴的正反方向移动，这里不再赘述。

丝印装置6旋转安装于丝印支架17，角度调节机构固定于丝印支架17，角度调节机构连接丝印装置6。其中，角度调节机构包括角度驱动机构18和若干弧形导向机构19，丝印支架17和丝印装置6之间安装有若干弧形导向机构19，丝印装置6的底部的四周分别安装于一弧形导向机构19，用于限定丝印装置6的移动轨迹，角度驱动机构18固定于丝印支架17，角度驱动机构18连接丝印装置6，用于驱动丝印装置6偏转设定的角度。

具体的，角度驱动机构18包括伺服电机20、丝杠22和滑块21，伺服电机20固定于丝印支架17，伺服电机20连接丝杠22，丝杠22与滑块21传动配合，网版框11的一侧端部开设有通孔，通孔旋转安装于转轴23，转轴23的端部固定于滑块21；弧形导向机构19包括弧形滑轨24和弧形导向滑块25，弧形导向滑块25搭接于弧形滑轨24，弧形滑轨24固定于丝印支架17，弧形导向滑块25固定于网版框11的底部。在伺服电机20带动滑块移动后，在弧形滑轨24和弧形导向滑块25的导向和轨迹限定下，转轴23带动网版框11偏转对应的角度，从而调节丝印装置6偏转对应的角度。

以上内容仅为本发明的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种移动视觉鞋材全自动丝印机，包括机架(1)和运算控制单元，其特征在于：机架(1)设置有用于运送工装板(4)的运送机构，运送机构设置有用于将输送到运送机构的工装板(4)固定住的自动夹具(2)，

沿工装板(4)的前进方向，运送机构上方依次设置有照相室(5)和丝印装置(6)，

照相室(5)内安装有第一摄像头，第一摄像头连接运算控制单元，在运送机构将工装板(4)运送到照相室(5)下方后第一摄像头对鞋材进行拍照，在运算控制单元接收第一摄像头的相片并经过图形运算后获得鞋材相对于工装板(4)的第一相对位置以及第一倾斜角度，

丝印装置(6)的下方设置有至少一第二摄像头(7)，在运送机构将工装板(4)运送到丝印装置(6)下方后第二摄像头(7)对工装板(4)进行拍照，在运算控制单元接收第二摄像头(7)的相片并经过图形运算后获得工装板(4)的第二倾斜角度，

机架(1)安装有位置调节机构(8)，丝印装置(6)固定于位置调节机构(8)，运算控制单元根据第一相对位置、第一倾斜角度和第二倾斜角度运算获得丝印装置(6)的印刷位置，位置调节机构(8)驱动丝印装置(6)移动到印刷位置，在丝印装置(6)处于印刷位置时丝印装置(6)自动在该鞋材的表面准确印刷设定的图案。

2.根据权利要求1所述的一种移动视觉鞋材全自动丝印机，其特征在于：所述运送机构设置有丝杠传动机构(9)和升降机构，丝杠传动机构(9)安装于机架(1)，升降机构安装于丝杠传动机构(9)，以实现驱动升降机构来回移动，自动夹具(2)固定于升降机构的顶部，用于向上抬升工装板(4)。

3.根据权利要求2所述的一种移动视觉鞋材全自动丝印机，其特征在于：所述照相室(5)的顶面和四个侧面封闭，照相室(5)的底面敞开，照相室(5)的底面与工装板(4)隔开设定的距离，照相室(5)的内腔的底面略大于工装板(4)的外形轮廓，在运送机构将工装板(4)运送到照相室(5)下方后升降机构向上抬升工装板(4)，在工装板上升到照相室(5)的内腔后第一摄像头进行拍照。

4.根据权利要求1所述的一种移动视觉鞋材全自动丝印机，其特征在于：所述位置调节机构包括XY二轴传动机构、丝印支架(17)和角度调节机构，XY二轴传动机构固定于机架(1)，丝印支架(17)安装于XY二轴传动机构，丝印装置(6)旋转安装于丝印支架(17)，角度调节机构固定于丝印支架(17)，角度调节机构连接丝印装置(6)。

5.根据权利要求4所述的一种移动视觉鞋材全自动丝印机，其特征在于：所述角度调节机构包括角度驱动机构(18)和若干弧形导向机构(19)，丝印支架(17)和丝印装置(6)之间安装有若干弧形导向机构(19)，用于限定丝印装置(6)的移动轨迹，角度驱动机构(18)固定于丝印支架(17)，角度驱动机构(18)连接丝印装置(6)，用于驱动丝印装置(6)偏转设定的角度。

6.根据权利要求5所述的一种移动视觉鞋材全自动丝印机，其特征在于：所述丝印装置(6)设置有网版框(11)和刮刀机构，网版框(11)的两侧分别安装有夹具，用于固定丝印网版，刮刀机构设置有刮刀(12)、用于驱动刮刀(12)来回移动的刮刀驱动机构(10)、支架(13)以及用于驱动刮刀(12)上下移动的驱动气缸(14)，网版框(11)安装有刮刀驱动机构(10)，支架(13)安装于刮刀驱动机构(10)，驱动气缸(14)固定于支架(13)中部，刮刀(12)安装于驱动气缸(14)。

7.根据权利要求6所述的一种移动视觉鞋材全自动丝印机，其特征在于：所述角度驱动机构(18)包括伺服电机(20)、丝杠(22)和滑块(21)，伺服电机(20)固定于丝印支架(17)，伺服电机(20)连接丝杠(22)，丝杠(22)与滑块(21)传动配合，网版框(11)的一侧端部开设有通孔，通孔旋转安装于转轴(23)，转轴(23)的端部固定于滑块(21)；弧形导向机构(19)包括弧形滑轨(24)和弧形导向滑块(25)，弧形导向滑块( 25)搭接于弧形滑轨(24)，弧形滑轨(24)固定于丝印支架(17)，弧形导向滑块(25)固定于网版框(11)的底部。

8.根据权利要求1所述的一种移动视觉鞋材全自动丝印机，其特征在于：所述工装板(4)的前后两侧分别设置有一定位坐标(15)，第二摄像头(7)对定位坐标(15)进行拍照，运算控制单元对两个定位坐标(15)的相片进行图形运算而获得第二倾斜角度。

9.根据权利要求1所述的一种移动视觉鞋材全自动丝印机，其特征在于：所述工装板(4)的表面设置有用于将鞋材粘住在工装板(4)表面的粘着层。

10.根据权利要求8所述的一种移动视觉鞋材全自动丝印机，其特征在于：所述工装板(4)的表面设置有用于将待印刷的鞋材随意固定在其中的鞋材放置区(3)，工装板(4)设置有与鞋材的外轮廓形状相匹配的粗定位轮廓(16)，用于粗略定位放置于工装板(4)上的鞋材。