CN105568657B - 一种曲线幅度可调手推式超声波花边裁切方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供一种曲线幅度可调手推式超声波花边裁切装置，其中超声波主机与超声波换能刀头连接；数字收集控制器，其内部控制程序中包括可调节参数的正弦函数，正弦函数根据待裁切布料设计的花边曲线幅宽而生成；超声波换能刀头上设有位移检测器，位移检测器与数字收集控制器电连接；数字收集控制器与步进电机电连接，用于根据接收到的超声波换能刀头的位移信息驱动步进电机左右水平移动；超声波换能刀头的固定滑块设置在水平滑杆上，步进电机控制固定滑块在水平滑杆上做相应的左右水平移动。本发明提供的超声波花边裁切装置，可实现根据花边规格的不同，自动调节裁切出所需的不同幅度的花边曲线。

Description

一种曲线幅度可调手推式超声波花边裁切方法及装置

技术领域

本发明实施例涉及布料加工技术领域，特别涉及一种曲线幅度可调手推式超声波花边裁切方法及装置。

背景技术

在布艺加工过程中，经常需要裁切出不同的花边效果(如图1所示)。尤其是在卷帘加工过程中，加工出的花边一方面可以起到点缀修饰的作用，一方面由于花边的受力边较长，受力较均衡，还起到不易卷边，不易变形的作用。

现有的加工方式都是采用机械固定式裁切，即按照花边的曲线，设计相应形状的刀具或者机械结构，利用机械运动裁切出花边效果。如中国专利ZL CN93221051.1披露了一种超声波花边机，其主要利用预先设计好的凹凸纹的滑轮与下方的圆形喇叭座，利用超声波刀切割。但是，若裁切不同曲线不同幅度的花边时，就需要相应地设计不同规格的凹凸纹的滑轮进行更换。

而随着布料材质的不同以及使用场景不同，布料裁切的花边的规格和样式越来越多样化，而现有的裁切技术和设备显然已经不能满足这些个性化的市场需求。

发明内容

为解决布艺花边处理存在的上述问题，本发明提供一种曲线幅度可调手推式超声波花边裁切方法及装置，可实现根据花边规格的不同，自动调节裁切出所需的不同幅度和曲线的花边，不需要对刀具和模具进行更换。

第一个方面，本发明实施例提供一种曲线幅度可调手推式超声波花边裁切装置，包括：数字收集控制器、步进电机、超声波换能刀头、位移检测器和超声波主机，其中：

所述超声波主机与所述超声波换能刀头连接，用于将生成的超声波输送至所述超声波换能刀头上；

所述数字收集控制器，其内部控制程序中包括可调节参数的正弦函数，所述正弦函数根据待裁切布料设计的花边曲线幅宽而生成；

所述超声波换能刀头上设有所述位移检测器，所述位移检测器与所述数字收集控制器电连接，用于将手推所述超声波换能刀头移动的位移信息反馈到所述数字收集控制器上；

所述数字收集控制器与所述步进电机电连接，用于根据接收到的所述超声波换能刀头的位移信息驱动所述步进电机左右水平移动；

所述超声波换能刀头的固定滑块设置在水平滑杆上，所述步进电机控制所述固定滑块在所述水平滑杆上做相应的左右水平移动，以将所述待裁切布料裁切出所设计的花边曲线。

根据第一方面，在第一方面的第一种可能方式中，所述数字收集控制器设置在数控机仓内，所述数控机仓外部设置所述正弦函数调节参数的输入装置。

根据第一方面的第一种可能方式，在第一方面的第二种可能方式中，所述正弦函数调节参数至少包括波峰和波长。

根据第一方面，在第一方面的第三种可能方式中，底部还设有滑座，所述滑座设置在滑轨上，所述滑座沿所述滑轨手推移动。

根据第一方面至第一方面第三种可能的方式，在第一方面的第四种可能方式中，所述位移检测器为光电编码器，所述光电编码器与所述超声波换能刀头安装在同一固定座上，用于根据将所述超声波换能刀头的手推运动速度生成相应的编码脉冲信号并发送到所述数字收集控制器上。

第二个方面，本发明实施例提供一种曲线幅度可调手推式超声波花边裁切方法，包括：

根据待裁切布料设计的花边曲线幅宽生成相应的正弦函数输入到数字收集控制器的控制程序中；

检测手推超声波换能刀头在所述待裁切布料上的位移信息并反馈到所述数字收集控制器上；

所述数字收集控制器根据接收到的所述超声波换能刀头的位移信息，并结合存储的所述正弦函数自动控制所述超声波换能刀头做相应的移动，以将所述布料裁切出所设计的花边曲线。

根据第二方面，在第二方面的第一种可能方式中，所述根据待裁切布料设计的花边曲线幅宽生成相应的正弦函包括：

根据所述待裁切布料设计的花边曲线幅宽，至少提取波峰以及波长信息；

根据提取的波峰以及波长信息，生成相应的正弦函数。

根据第二方面的第一种可能方式，在第二方面的第二种可能方式中，若待裁切布料的花边曲线幅宽改变时，适应性地调整正弦函数的参数并输入到所述数字收集控制器中。

相对于传统的布料花边处理方式，本发明实施例提供的一种曲线幅度可调手推式超声波花边裁切方法及装置，通过将待裁切布料条纹宽度设计曲线幅宽变换为可调节参数的正弦函数，并且通过数字收集控制器实现对超声波换能刀头的位移自动调节，从而实现在不更换现有硬件设备的前提下，实现可裁切直线、斜线、曲线等各种不同规格的花边形状。并且因采用超声波刀的裁切方式，布料的裁边不散边，不脱线，裁口连续整齐。采用本发明提供的装置，不但节省了研发不同形状刀具和机械结构的成本，还提高了裁切的灵活性、效率以及产品质量。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为布料裁切的花边曲线结构图；

图2为本发明提供的曲线幅度可调手推式超声波花边裁切装置一具体实施例的结构立体示意图；

图3为本发明提供的曲线幅度可调手推式超声波花边裁切装置一具体实施例的结构侧面示意图；

图4为图2～3中的数控机仓的内部结构实施例模块示意图；

图5为本发明提供的曲线幅度可调手推式超声波花边裁切方法一实施例的流程示意图；

图6为图5采用的正弦函数一实施例示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提供一种曲线幅度可调手推式超声波花边裁切装置，参见图2～图4，该实施例提供的曲线幅度可调手推式超声波花边裁切装置包括：数字收集控制器1、步进电机3、超声波换能刀头2、位移检测器4和超声波主机6，其中：所述超声波主机6与所述超声波换能刀头2连接，用于将生成的超声波输送至所述超声波换能刀头2；所述数字收集控制器1，其内部控制程序中包括可调节参数的正弦函数，所述正弦函数根据待裁切布料设计的花边曲线幅宽而生成；所述超声波换能刀头2上设有所述位移检测器4，所述位移检测器4与所述数字收集控制器1电连接，用于将手推所述超声波换能刀头2移动的位移信息反馈到所述数字收集控制器1上；所述数字收集控制器1与所述步进电机3电连接，用于根据接收到的所述超声波换能刀头2的位移信息驱动所述步进电机3左右水平移动；所述超声波换能刀头2的固定滑块8设置在水平滑杆9上，所述步进电机3控制所述固定滑块8在所述水平滑杆9上做相应的左右水平移动，以将所述待裁切布料裁切出所设计的花边曲线。

其中，该装置具体实施时，可以将所述数字收集控制器1设置在数控机仓7内，所述数控机仓7外部还设有所述正弦函数调节参数的输入装置。图4为图2～3中的数控机仓的内部结构实施例模块示意图，如图4所示，该数字收集控制器至少包括了三个外部接口，其中参数输入接口11与外部正弦函数调节参数的输入装置连接。该参数输入装置可以为按钮，也可以为触摸输入屏，在此并不做进一步限定；位移检测器信号接收接口12为接收超声波换能刀头2的位移信息；步进电机驱动接口13用于根据接收到的所述超声波换能刀头2的位移信息驱动所述步进电机3左右水平移动。

上述的参数输入装置至少可以设置正弦函数的波峰和波长等参数值。

为了进一步加强手推该装置的稳定性，在可调幅度的超声波花边裁切装置的底部还可以设有滑座5，所述滑座设置在滑轨10上，所述滑座5沿所述滑轨10手推移动。

优选地，可以在该装置的侧面设置手推装置，如手柄。具体的设置位置在此不做具体限定。

具体地，所述位移检测器可以为光电编码器，所述光电编码器与所述超声波换能刀头安装在同一固定座上，用于根据将所述超声波换能刀头的手推运动速度生成相应的编码脉冲信号并发送到所述数字收集控制器上。

相对于传统的布料花边处理方式，本发明实施例提供的一种曲线幅度可调手推式超声波花边裁切装置，通过将待裁切布料条纹宽度设计曲线幅宽变换为可调节参数的正弦函数，并且通过数字收集控制器实现对超声波换能刀头的位移自动调节，从而实现在不更换现有硬件设备的前提下，实现可裁切直线、斜线、曲线等各种不同规格的花边形状。并且因采用超声波刀的裁切方式，布料的裁边不散边，不脱线，裁口连续整齐。采用本发明提供的装置，不但节省了研发不同形状刀具和机械结构的成本，还提高了裁切的灵活性、效率以及产品质量。

本发明还提供一种曲线幅度可调手推式超声波花边裁切方法，图5为本发明提供的曲线幅度可调手推式超声波花边裁切方法一实施例的流程示意图，如图5所示，该方法包括：

步骤101、根据待裁切布料设计的花边曲线幅宽生成相应的正弦函数输入到数字收集控制器的控制程序中；

步骤102、检测手推超声波换能刀头在所述待裁切布料上的位移信息并反馈到所述数字收集控制器上；

步骤103、所述数字收集控制器根据接收到的所述超声波换能刀头的位移信息，并结合存储的所述正弦函数自动控制所述超声波换能刀头做相应的移动，以将所述布料裁切出所设计的花边曲线。

上述步骤中，具体地，所述根据待裁切布料设计的花边曲线幅宽生成相应的正弦函数包括包括：

根据所述待裁切布料设计的花边曲线幅宽，至少提取波峰以及波长信息；根据提取的波峰以及波长信息，生成相应的正弦函数。

本领域技术人员应了解，当确定波峰和波长时，正弦函数图像也能确定。比如图6为图5采用的正弦函数一实施例示意图，如图6所示，根据待裁切布料设计的花边曲线幅宽，提取波峰A和波长λ，定义正弦函数f(x)＝A*sin(ωx+φ)，其中A为波峰，φ为偏移量(初相位)，ω＝2π/λ。

因此，若待裁切布料的花边曲线幅宽改变时，适应性地调整正弦函数的参数(如波峰A和波长λ)并输入到所述数字收集控制器的控制程序，再通过控制程序控制所述超声波换能刀头的位移，就可以实现调整所述正弦函数从而裁切出不同规格的花边曲线。

需要补充的是，余弦函数也能表达出相同的幅宽的效果，因此也可以在本发明的技术方案中采用。

图2～3所示的曲线幅度可调手推式超声波花边裁切装置具体采用图5所示的裁切方法时，操作如下：

第一步、用户可以将设计裁切的花边曲线，根据曲线的幅度和波长，定义一个正弦函数f(x)＝A*sin(ωx+φ)，并通过数控机仓外部的参数输入装置，输入具体的A，ω和φ数值给内部的数字收集控制器；

第二步、在超声波换能刀头和滑座中间放置待裁切的布料；

第三步、启动该装置电源，在滑轨上手推该装置前进，则此时超声波换能刀头开始裁切布料；

第四步、位移检测器实时检测超声波换能刀头的位移信息x，并将这些信息反馈给数控机仓内的数字收集控制器；

第五步、数字收集控制器根据存储的正弦函数的变量值A，ω和φ，再根据接收到的超声波换能刀头的位移信息，按照正弦函数f(x)＝A*sin(ωx+φ)计算出f(x)，并驱动所述步进电机左右水平移动；

第六步、步进电机在相应的带动超声波换能刀头在裁切布料上左右移动，从而裁切出设计好的花边曲线。

若此时，需要裁切不同幅度的花边曲线时，只需要在第一步骤上，调整A，ω和φ数值即可，其余步骤无需改动，也无需更换任何硬件，只需要软件调整控制可以裁切出如图1一样效果的各种规格的花边曲线，既简单又精确。

本方案中，对超声波换能刀头的材质不做进一步地限定，可以根据布料的不同选择不同材质的超声波换能刀头，只要采用本发明的技术方案的超声波换能刀头均落入本发明的保护范围。

本发明创造性的利用超声波裁切布料散边，不脱线，裁口连续整齐等优点，再结合花边的特点，提取特征后定义正弦函数，结合内部的自动控制程序，实现了可调节曲线幅度的裁切方法，操作简单，成本较低，有效提高了工人的工作效率。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (8)

1.一种曲线幅度可调手推式超声波花边裁切装置，包括：数字收集控制器、步进电机、超声波换能刀头、位移检测器和超声波主机，其特征在于：

所述超声波主机与所述超声波换能刀头连接，用于将生成的超声波输送至所述超声波换能刀头上；

所述数字收集控制器，其内部控制程序中包括可调节参数的正弦函数，所述正弦函数根据待裁切布料设计的花边曲线幅宽而生成；

所述超声波换能刀头上设有所述位移检测器，所述位移检测器与所述数字收集控制器电连接，用于将手推所述超声波换能刀头移动的位移信息反馈到所述数字收集控制器上；

所述数字收集控制器与所述步进电机电连接，用于根据接收到的所述超声波换能刀头的位移信息驱动所述步进电机左右水平移动；

所述超声波换能刀头的固定滑块设置在水平滑杆上，所述步进电机控制所述固定滑块在所述水平滑杆上做相应的左右水平移动，以将所述待裁切布料裁切出所设计的花边曲线。

2.根据权利要求1所述的曲线幅度可调手推式超声波花边裁切装置，其特征在于，所述数字收集控制器设置在数控机仓内，所述数控机仓外部设置所述正弦函数调节参数的输入装置。

3.根据权利要求2所述的曲线幅度可调手推式超声波花边裁切装置，其特征在于，所述正弦函数调节参数至少包括波峰和波长。

4.根据权利要求1所述的曲线幅度可调手推式超声波花边裁切装置，其特征在于，底部还设有滑座，所述滑座设置在滑轨上，所述滑座沿所述滑轨手推移动。

5.根据权利要求1～4任一项所述的曲线幅度可调手推式超声波花边裁切装置，其特征在于，所述位移检测器为光电编码器，所述光电编码器与所述超声波换能刀头安装在同一固定座上，用于根据所述超声波换能刀头的手推运动速度生成相应的编码脉冲信号并发送到所述数字收集控制器上。

6.一种如权利要求1～5任一项所述的曲线幅度可调手推式超声波花边裁切装置的裁切方法，其特征在于，包括：

根据待裁切布料设计的花边曲线幅宽生成相应的正弦函数输入到数字收集控制器的控制程序中；

检测手推超声波换能刀头在所述待裁切布料上的位移信息并反馈到所述数字收集控制器上；

所述数字收集控制器根据接收到的所述超声波换能刀头的位移信息，并结合存储的所述正弦函数自动控制所述超声波换能刀头做相应的移动，以将所述布料裁切出所设计的花边曲线。

7.根据权利要求6所述的裁切方法，其特征在于，所述根据待裁切布料设计的花边曲线幅宽生成相应的正弦函数包括：

根据所述待裁切布料设计的花边曲线幅宽，至少提取波峰以及波长信息；

根据提取的波峰以及波长信息，生成相应的正弦函数。

8.根据权利要求7所述的裁切方法，其特征在于，若待裁切布料的花边曲线幅宽改变时，适应性地调整正弦函数的参数并输入到所述数字收集控制器中。