CN106583178A - 一种自动油边机的皮料边缘定位方法和装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种自动油边机皮革材料边缘定位方法和装置，包括XY轴移动平台，所述的XY轴移动平台是有X轴运动机构，安装在X轴上方的Y轴运动机构和安装在Y轴运动机构上方的平台；包括激光测距传感器，固定在XY轴移动平台上，用于检测皮革材料的边缘坐标；还包括运动控制器，与X轴运动机构、Y轴运动机构和激光传感器连接，用于控制XY轴移动平台的运动以及检测激光传感器输出的模拟电压。本发明采用测距传感器，激光具有方向性强、亮度高、单色性好等许多优点。利用激光的这一特性，能够有效、准确的检测到皮革材料的边缘；运动控制器利用油边机的路径，控制自动油边机的油边机头的角度，实现较好的油边效果。
Description
技术领域
本发明涉及一种油边机的定位。
背景技术
在皮革材料的加工过程中，由于皮革材料经过裁剪后，其边缘较为粗糙，如将其制成皮革成品后很不美观，影响产品的质量。因此，皮带、手袋等皮具制品加工后续工序中，需要对皮带的两侧边缘及手袋上露出的皮革材料边缘涂上一层油料，即油边。
现有技术中皮革材料等工件油边多采用自动油边的设备，吸盘式固定装置吸附皮革材料，然后移动到自动油边机所在的XY轴移动平台上方，由自动油边机对皮革材料进行油边工作。但是这种自动油边机在对规则形状的皮革进行油边时能表现较好，对不规则形状或者是弧形角部的油边效果就很差，需要后期人工介入，导致自动油边机实用性差，无法满足皮革油边市场的需要。
发明内容
本发明的目的是提供一种本发明的目的在于克服已知技术的缺陷，提供一种定位精度高、结构简单、成本低廉的自动油边机的皮料边缘定位方法和装置。
本发明提供的技术方案是：
一种自动油边机的皮革材料的边缘定位方法，包括以下步骤：
第一步，以XY轴移动平台所在平面建立二维坐标系，确定X轴运动机构一端和Y轴运动机构一端的极限位置为二维坐标系的原点位置；在确定二维坐标系和原点位置后，XY轴移动平台的相对位置都有确定的X轴坐标和Y轴坐标；
第二步，运动控制器控制XY轴移动平台移动，同时带动固定在平台上的激光测距传感器移动，寻找皮革材料的边缘；
第三步，检查激光测距传感器在垂直位置上是否经过皮革材料；根据激光测距传感器输出模拟电压的有效跳变，判断激光测距传感器在垂直位置上经过了皮革材料的边缘，记录跳变过程时XY轴移动平台的坐标信息为皮革材料的边缘坐标信息；
第四步，检查皮革材料的边缘定位是否完整；在未完成整个边缘定位前，重复上述第二步和第三步，寻找其他的边缘坐标信息；
第五步，根据一连串的皮革材料的有效边缘坐标，形成自动油边机的工作路径，完成整个皮革材料的边缘定位。
所述的激光测距传感器固定于XY轴移动平台上，其安装方向为激光头垂直于XY轴移动平台向上，其个数为一个，激光测距传感器测量其上方的物体与其的距离，测得距离h与输出模拟电压U呈反比关系。
所述的XY轴移动平台移动，其方式为，在首次找到皮革材料的边缘前，由于皮革材料固定在整个平台上方的中间位置，运动控制器控制X轴运动机构和Y轴运动机构以相同速度向轴另一端运动；在首次找到皮革材料的边缘后，XY轴移动平台以上一次记录的有效边缘坐标为圆心，作设定半径的圆弧运动。
所述的原点位置为自动油边机每次开始和结束油边工作的停留位置。
所述的皮革材料由吸盘式固定装置吸附，固定于XY轴移动平台的上方的转动装置上，吸盘式固定装置的吸嘴朝下，正对XY轴移动平台。
所述的模拟电压的有效跳变为，在激光测距传感器移动的过程中，会出现从无皮革材料遮挡到有皮革材料的遮挡的情况或者从有到无的情况，输出模拟电压从Ua变化到Ub或者从Ub变化到Ua的过程。其中，在无皮革材料遮挡的情况下，激光测距传感器输出模拟量电压Ua；在有皮革材料遮挡的情况下，激光测距传感器输出模拟量电压Ub。
所述的边缘定位完整是检测装置对边缘的重复检测，即最近得到一段的边缘坐标与已得到起始一段的边缘坐标的间距连续小于设定偏差。
一种自动油边机皮革材料边缘定位装置，包括XY轴移动平台，所述的XY轴移动平台是有X轴运动机构，安装在X轴上方的Y轴运动机构和安装在Y轴运动机构上方的平台；包括激光测距传感器，固定在XY轴移动平台上，用于检测皮革材料的边缘坐标；还包括运动控制器，与X轴运动机构、Y轴运动机构和激光传感器连接，用于控制XY轴移动平台的运动以及检测激光传感器输出的模拟电压。
相比于现有技术，本发明优点和效果如下：
1）激光具有方向性强、亮度高、单色性好等许多优点。利用激光的这一特性，能够有效、准确的检测到皮革材料的边缘；
2）结合XY轴移动平台的坐标信息可以确定皮革材料的边缘坐标信息，得到自动油边机的工作路径；
3）运动控制器利用油边机的路径，控制自动油边机的油边机头的角度，实现较好的油边效果；
4）这种方法相比较于采用相机定位的方法，有效避免了相机存在的图像边缘畸变严重和成本较高的问题。
附图说明
图1为自动油边机皮革材料的边缘定位方法的流程图。
图2为自动油边机皮革材料的边缘定位方法的示意图。
图3为XY轴运动机构的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细的描述。
本实施提供一种自动油边机的皮革材料的边缘检测的方法，如图1~2所示，包括以下步骤：
第一步，以XY轴移动平台所在平面建立二维坐标系，确定X轴运动机构一端和Y轴运动机构一端的极限位置为二维坐标系的原点。在确定二维坐标系和原点后，XY轴移动平台的相对位置都有确定的X轴坐标和Y轴坐标。所述的原点位置为自动油边机每次开始和结束油边工作的停留位置；
第二步，运动控制器控制XY轴移动平台移动，同时带动固定在平台上的激光测距传感器移动，寻找皮革材料的边缘。所述的XY轴移动平台移动，其方式为，在首次找到皮革材料的边缘前，由于皮革材料固定在整个平台上方的中间位置，运动控制器控制X轴运动机构和Y轴运动机构以相同速度向轴另一端运动；在首次找到皮革材料的边缘后，XY轴移动平台以上一次记录的有效边缘坐标为圆心，作设定半径的圆弧运动。所述的激光测距传感器安装方向为激光头垂直向上，其个数为一个，激光测距传感器测量其上方的物体与其的距离，测得距离h与输出模拟电压U呈反比例关系。所述的皮革材料由吸盘式固定装置吸附，固定于XY轴移动平台的上方的转动装置上，吸盘式固定装置的吸嘴朝下，正对XY轴移动平台；
第三步，检查激光测距传感器在垂直位置上是否经过皮革材料的边缘。根据激光测距传感器输出模拟电压的有效跳变，判断激光测距传感器在垂直位置上经过了皮革材料的边缘，记录跳变过程时XY轴移动平台的坐标为皮革材料的边缘坐标。所述的模拟电压的有效跳变为，在激光测距传感器移动的过程中，会出现从无皮革材料遮挡到有皮革材料的遮挡的情况或者从有皮革材料遮挡到无皮革材料遮挡的情况，输出模拟电压从Ua变化到Ub或者从Ub变化到Ua的过程。其中，在无皮革材料遮挡的情况下，激光测距传感器输出模拟量电压Ua；在有皮革材料遮挡的情况下，激光测距传感器输出模拟量电压Ub。激光测距传感器检测皮革材料的边缘过程中，或因装置上方的其他器件的遮挡可能会出现类似于幅值从Ua变化到Ub大小的跳变，或者对已知边缘坐标的点重复判断，因此需要对激光传感器输出模拟电压的跳变做是否有效的判断，避免对边缘的错误定位。
第四步，检查皮革材料的边缘定位是否完整。所述的边缘定位完整是检测装置对边缘的重复检测，即最近得到一段的边缘坐标与已得到起始一段的边缘坐标的间距连续小于设定偏差。在未完成整个边缘定位前，重复上述第二步和第三步，寻找其他的边缘坐标。
第五步，根据一连串的皮革材料的有效边缘坐标，形成自动油边机的工作路径，完成整个皮革材料的边缘定位。
基于同一构思，本发明还提供了一种自动油边机皮革材料边缘定位装置，如图3，包括X轴运动机构1， X轴运动机构1上方安装有Y轴运动机构2， Y轴运动机构2上方设置有XY轴移动平台3，XY轴移动平台3上设置有激光测距传感器4，激光测距传感器4用于检测皮革材料的边缘坐标；还包括运动控制器，运动控制器与X轴运动机构、Y轴运动机构和激光传感器连接，用于控制XY轴移动平台的运动以及检测激光传感器输出的模拟电压；运动控制器的控制步骤如下：第一步，以XY轴移动平台所在平面建立二维坐标系，确定X轴运动机构一端和Y轴运动机构一端的极限位置为二维坐标系的原点。在确定二维坐标系和原点后，XY轴移动平台的相对位置都有确定的X轴坐标和Y轴坐标。所述的原点位置为自动油边机每次开始和结束油边工作的停留位置；
第二步，运动控制器控制XY轴移动平台移动，同时带动固定在平台上的激光测距传感器移动，寻找皮革材料的边缘。所述的XY轴移动平台移动，其方式为，在首次找到皮革材料的边缘前，由于皮革材料固定在整个平台上方的中间位置，运动控制器控制X轴运动机构和Y轴运动机构以相同速度向轴另一端运动；在首次找到皮革材料的边缘后，XY轴移动平台以上一次记录的有效边缘坐标为圆心，作设定半径的圆弧运动。所述的激光测距传感器安装方向为激光头垂直向上，其个数为一个，激光测距传感器测量其上方的物体与其的距离，测得距离h与输出模拟电压U呈反比例关系。所述的皮革材料由吸盘式固定装置吸附，固定于XY轴移动平台的上方的转动装置上，吸盘式固定装置的吸嘴朝下，正对XY轴移动平台；
第三步，检查激光测距传感器在垂直位置上是否经过皮革材料的边缘。根据激光测距传感器输出模拟电压的有效跳变，判断激光测距传感器在垂直位置上经过了皮革材料的边缘，记录跳变过程时XY轴移动平台的坐标为皮革材料的边缘坐标。所述的模拟电压的有效跳变为，在激光测距传感器移动的过程中，会出现从无皮革材料遮挡到有皮革材料的遮挡的情况或者从有皮革材料遮挡到无皮革材料遮挡的情况，输出模拟电压从Ua变化到Ub或者从Ub变化到Ua的过程。其中，在无皮革材料遮挡的情况下，激光测距传感器输出模拟量电压Ua；在有皮革材料遮挡的情况下，激光测距传感器输出模拟量电压Ub。激光测距传感器检测皮革材料的边缘过程中，或因装置上方的其他器件的遮挡可能会出现类似于幅值从Ua变化到Ub大小的跳变，或者对已知边缘坐标的点重复判断，因此需要对激光传感器输出模拟电压的跳变做是否有效的判断，避免对边缘的错误定位。
第四步，检查皮革材料的边缘定位是否完整。所述的边缘定位完整是检测装置对边缘的重复检测，即最近得到一段的边缘坐标与已得到起始一段的边缘坐标的间距连续小于设定偏差。在未完成整个边缘定位前，重复上述第二步和第三步，寻找其他的边缘坐标。
第五步，根据一连串的皮革材料的有效边缘坐标，形成自动油边机的工作路径，完成整个皮革材料的边缘定位。
Claims (10)
1.一种自动油边机的皮革材料的边缘定位方法，其特征在于，包括以下步骤：
第一步，以XY轴移动平台所在平面建立二维坐标系，确定X轴运动机构一端和Y轴运动机构一端的极限位置为二维坐标系的原点位置；在确定二维坐标系和原点位置后，XY轴移动平台的相对位置都有确定的X轴坐标和Y轴坐标；
第二步，运动控制器控制XY轴移动平台移动，同时带动固定在平台上的激光测距传感器移动，寻找皮革材料的边缘；
第三步，检查激光测距传感器在垂直位置上是否经过皮革材料；根据激光测距传感器输出模拟电压的有效跳变，判断激光测距传感器在垂直位置上经过了皮革材料的边缘，记录跳变过程时XY轴移动平台的坐标信息为皮革材料的边缘坐标信息；
第四步，检查皮革材料的边缘定位是否完整；在未完成整个边缘定位前，重复上述第二步和第三步，寻找其他的边缘坐标信息；
第五步，根据一连串的皮革材料的有效边缘坐标，形成自动油边机的工作路径，完成整个皮革材料的边缘定位。
2.根据权利要求1所述的一种自动油边机皮革材料边缘定位方法，其特征在于，所述的激光测距传感器固定于XY轴移动平台上，其安装方向为激光头垂直于XY轴移动平台向上，其个数为一个，激光测距传感器测量其上方的物体与其的距离，测得距离h与输出模拟电压U呈反比关系。
3.根据权利要求1所述的一种自动油边机皮革材料边缘定位方法，其特征在于，所述的XY轴移动平台移动方式为，在首次找到皮革材料的边缘前，由于皮革材料固定在整个平台上方的中间位置，运动控制器控制X轴运动机构和Y轴运动机构以相同速度向轴另一端运动；在首次找到皮革材料的边缘后，XY轴移动平台以上一次记录的有效边缘坐标为圆心，作设定半径的圆弧运动。
4.根据权利要求1所述的一种自动油边机皮革材料边缘定位方法，其特征在于，所述的原点位置为自动油边机每次开始和结束油边工作的停留位置。
5.根据权利要求1所述的一种自动油边机皮革材料边缘定位方法，其特征在于，所述的皮革材料由吸盘式固定装置吸附，固定于XY轴移动平台的上方的转动装置上，吸盘式固定装置的吸嘴朝下，正对XY轴移动平台。
6.根据权利要求1所述的一种自动油边机皮革材料边缘定位方法，其特征在于，所述的模拟电压的有效跳变为，在激光测距传感器移动的过程中，会出现从无皮革材料遮挡到有皮革材料的遮挡的情况或者从有到无的情况，输出模拟电压从Ua变化到Ub或者从Ub变化到Ua的过程；其中，在无皮革材料遮挡的情况下，激光测距传感器输出模拟量电压Ua；在有皮革材料遮挡的情况下，激光测距传感器输出模拟量电压Ub。
7.根据权利要求1所述的一种自动油边机皮革材料边缘定位方法，其特征在于，所述的边缘定位完整是检测装置对边缘的重复检测，即最近得到一段的边缘坐标与已得到起始一段的边缘坐标的间距连续小于设定偏差。
8.一种自动油边机皮革材料边缘定位装置，其特征在于，包括X轴运动机构1， X轴运动机构1上方安装有Y轴运动机构2， Y轴运动机构2上方设置有XY轴移动平台3，XY轴移动平台3上设置有激光测距传感器4，激光测距传感器4用于检测皮革材料的边缘坐标；还包括运动控制器，运动控制器与X轴运动机构、Y轴运动机构和激光传感器连接，用于控制XY轴移动平台的运动以及检测激光传感器输出的模拟电压；运动控制器的控制步骤如下：
第一步，以XY轴移动平台所在平面建立二维坐标系，确定X轴运动机构一端和Y轴运动机构一端的极限位置为二维坐标系的原点位置；在确定二维坐标系和原点位置后，XY轴移动平台的相对位置都有确定的X轴坐标和Y轴坐标；
第二步，运动控制器控制XY轴移动平台移动，同时带动固定在平台上的激光测距传感器移动，寻找皮革材料的边缘；
第三步，检查激光测距传感器在垂直位置上是否经过皮革材料；根据激光测距传感器输出模拟电压的有效跳变，判断激光测距传感器在垂直位置上经过了皮革材料的边缘，记录跳变过程时XY轴移动平台的坐标信息为皮革材料的边缘坐标信息；
第四步，检查皮革材料的边缘定位是否完整；在未完成整个边缘定位前，重复上述第二步和第三步，寻找其他的边缘坐标信息；
第五步，根据一连串的皮革材料的有效边缘坐标，形成自动油边机的工作路径，完成整个皮革材料的边缘定位。
9.根据权利要求8所述的一种自动油边机皮革材料边缘定位装置，其特征在于，所述的模拟电压的有效跳变为，在激光测距传感器移动的过程中，会出现从无皮革材料遮挡到有皮革材料的遮挡的情况或者从有到无的情况，输出模拟电压从Ua变化到Ub或者从Ub变化到Ua的过程，其中，在无皮革材料遮挡的情况下，激光测距传感器输出模拟量电压Ua；在有皮革材料遮挡的情况下，激光测距传感器输出模拟量电压Ub。
10.根据权利要求8所述的一种自动油边机皮革材料边缘定位装置，其特征在于，所述的XY轴移动平台移动方式为，在首次找到皮革材料的边缘前，由于皮革材料固定在整个平台上方的中间位置，运动控制器控制X轴运动机构和Y轴运动机构以相同速度向轴另一端运动；在首次找到皮革材料的边缘后，XY轴移动平台以上一次记录的有效边缘坐标为圆心，作设定半径的圆弧运动。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
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Granted publication date: 20190118 Termination date: 20191101 |