CN107151868B - 一种可自动识别字符方向的钮扣夹头及输送的控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种可自动识别字符方向的钮扣夹头及其输送的控制方法，主要解决送扣机钮扣上商标或字母方向识别及钮扣夹持、输送的技术问题。技术方案：一种可自动识别字符方向的钮扣夹头，Z字形安装板中间垂直段侧面安装有直线导轨，在Z字形安装板上表面安装有微型气缸，气缸的滑杆穿过Z字形安装板连接步进电机固定板，其下方固定有步进电机，侧边固定有导轨滑块，与导轨匹配，电机轴连接气爪体固定板，其下方固定气爪体，二边固定摄像头安装板，摄像头安装板安装有微型摄像头，气爪体下端滑块爪上固定有钮扣夹板，在摄像头安装板一侧装有激光传感器，在电机固定板上方安装有对射的另一个激光传感器。在气爪体侧面的槽内，固定有磁控开关。本发明主要用于自动送扣机。
Description
技术领域
本发明涉及可自动识别字符方向的钮扣夹头，特别涉及针对送（或喂）扣机的钮扣字符方向可自动识别的钮扣夹头及钮扣的输送，本发明可控制钮扣夹头整体的上下移动、钮扣夹爪张开、闭合及钮扣正面字符或LOGO方向的自动对正，及对正后的输送。主要用于全自动送扣机的输料环节。
背景技术
自动喂扣机的出现，使得对自动订扣机的钮扣输送实现了快速、准确，大大提高了生产效率。但随着对订钮扣的要求越来越高，之前的喂扣方式已经不能满足客户的要求了：之前的喂扣，只是保证正反面自动辨别，孔位准确，输送到位就行，但现在高档品牌服装要求在钮扣上印有自已的商标或英文名称，同时要求钮扣订在衣服上时，商标或英文字头统一向上，角度一致，这样，现有的送扣方式就不能满足要求了。对于铆钉类的无孔钮扣，可以采用真空吸附的办法，再利用相应的机构旋转保证方向。但对于带孔的钮扣，由于正面形状各异，孔距各异，吸附是不行的。目前，基本上是靠人用手控制方向或使用特殊规格的钮扣（如二孔钮扣，每边各印方向相反的字符或LOGO，四孔的四个方向各印相同的），但这样就严重影响生产效率和使用的局限性。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于自动送扣机的可自动识别字符方向的钮扣夹头及输送的控制方法，主要解决目前自动送扣机钮扣上商标或字母方向识别及钮扣夹持主要靠人工调整的技术问题。本发明的技术方案为：一种可自动识别字符方向的钮扣夹头，其特征是包括Z字形安装板，Z字形安装板下侧安装在一个丝杆导轨机构的滑台上，滑台套在丝杆上并与导轨配合，丝杆一端通过伞齿轮与之垂直的步进电机轴上的伞齿轮啮合，Z字形安装板中间段为垂直段，在垂直段侧面安装有直线导轨，在Z字形安装板上表面安装有微型气缸，微型气缸的滑杆穿过Z字形安装板连接步进电机固定板，步进电机固定板下面固定步进电机，步进电机固定板侧边固定有导轨滑块，与直线导轨可滑动匹配，步进电机输出轴连接气爪体固定板，气爪体固定板固定气爪体，气爪体上固定微型摄像头安装板，微型摄像头安装板安装有微型摄像头，气爪体下端滑块爪上固定有钮扣夹板，纽扣夹板下设有纽扣滑板，在气爪体固定板一侧还加装有激光传感器（也可为挡片），在Z字形安装板上方安装有对射的另一个激光传感器（也可为光电感应器）。在气爪体侧面的槽内，固定有磁控开关。
Z字形安装板上固定有接近开关安装板，接近开关安装板上安装有接近开关。
在丝杆导轨机构下方前后位置各配置一个光电感应器，检测钮扣前移的起点位置和终止位置。
所述气爪体为平行开闭型气爪体，在摄像头下方的周围安装有LED照明板。
由于平行开闭型气爪开闭尺寸为固定值且较小，为了解决大小不同钮扣的夹持，设置一组不同尺寸段的钮扣夹板，不同大小的钮扣更换相对应的钮扣夹板。
一种可自动识别字符方向的钮扣夹头输送的控制方法，其特征是包括以下步骤：
每种钮扣标准方向的确定：先将本次使用的钮扣按需要的方向放在钮扣夹头中间位置，通过触摸屏面板手动按键把钮扣夹持好并调整方向为正确，再手动或自动调整好焦距后，再在面板通过手动拍照按键控制拍照，存入图像分析系统中。如果已经设定好或已调用之前的，则按下准备就绪按键，系统即可进入待运行状态或按下自动送扣键，则进入自动送扣状态。
上电系统复位：整个送扣系统上电、接通压缩空气后，各部分组件复位：微型气缸自动将钮扣夹头组件拉回到最高位，接近开关输出低电平，气爪体的二个滑块爪自动张开，MCU输出脉冲给第一微型步进电机，通过左右旋转寻找气爪体上的第二激光传感器与上方的第一激光传感器相对应后停止，即自动回到零位；MCU调取上次的钮扣大小或重新测定的大小值，Y方向的步进电机会自动调整输扣导槽到合适的宽度，X方向的第二微型步进电机也会通过光电开关感应板检测零位的第二光电开关后，自动移动到钮扣对应的中心位置停止。MCU再输出使上下位移电磁阀YF1得电导通，微型气缸的滑杆伸出，推动步进电机固定板带动滑块，把钮扣夹头组件通过导轨送到最低位，同时MCU输出通过J7使LED照明板点亮；MCU控制输扣的吹气电磁阀YF4得电，钮扣被吹送到钮夹头下方，钮爪回到纽扣滑板下方并处在下位置。
当系统检测到需要送扣时（面板自动或手动送扣键、钉扣机的END信号），MCU使压板位移电磁阀YF3得电，微型气缸带动压板退回原点。MCU输出使气爪体电磁阀YF2得电导通，平行开闭型气爪体通气，滑块爪带动钮扣夹板夹住钮扣，磁控开关JK2输出信号，触发摄像机快门拍照，并由摄像头TJ1接口立即送至控制系统中的图像分析系统组件进行对比分析。如没有钮扣，则图像分析给出信号，告之送扣系统的MCU控制钮扣夹板再张开，并再次补吹扣到钮夹头下方。有扣则立即计算出钮扣上的字母或商标方向与设定方向偏移角度，通过TJ3与J1的通讯交换数据，MCU输出使上下位移电磁阀YF1失电断开，微型气缸将钮扣夹头组件拉回到最高位，此时，MCU再控制在Z字形固定板下方的第一微型步进电机按给定方向偏移值旋转角度，带动整个爪体组件旋转，从而使钮扣上商标或字母与设定的方向一致；同时，由MCU控制X向的前移第二微型步进电机将整个纽扣夹头组件通过丝杆导轨水平向前送到终止位置后，终位光电开关GD2有输出低电平后，再由MCU输出使上下位移电磁阀YF1得电导通，微型气缸伸出将钮扣夹头组件放到最低位。MCU控制钮爪上下气缸电磁阀YF5得电，钮爪上移，如果爪位正对准钮扣的孔位，则钮爪上位置接近开关JK1输出低电平，如果延时一定时间后，仍无JK1的信号，则MCU通过控制钮扣方向旋转的第一微型步进电机，左右微移，促使钮扣的孔与爪对准。孔位对准即JK1有低电平输出的，则MCU输出使气爪体电磁阀YF2失电断开，气爪体张开放开钮扣，MCU再输出使上下位移电磁阀YF1失电断开，微型气缸将钮扣夹头组件收回到最高位，X向的前移第二微型步进电机输出带动钮夹组件返回到原始位置；与此同时，MCU控制第一微型步进电机反向旋转之前旋转的角度，并不断检测零位的第一激光传感器、第二激光传感器信号，直到有输出时立即停止。然后，MCU输出使上下位移电磁阀YF1得电导通，微型气缸伸出，把钮扣夹头组件通过导轨送到最低位；MCU输出使压板位移电磁阀YF3得电导通，微型气缸带动压板伸出。MCU控制输扣的吹气电磁阀YF4得电，钮扣被吹送到钮夹头下方。同时，钮爪在上位置感应器有输出后，MCU检测到钮爪在上位置信号为低电平，则当MCU检测到钉扣机送来的END信号（或面板自动、手动送扣键）后，MCU通过控制气缸或电机使钮爪旋转90°，把钮扣送到钉扣机的钮夹上，并根据踏板开关的控制执行钉扣动作；上述步骤循环往复。
本发明的有益效果是：利用MCU的自动控制系统，采用微型摄像头摄像及相配套的图像分析处理软件，计算字符或商标的方向偏离角度，采用气缸及步进电机控制，夹持钮扣并旋转到设定的方向，再由步进电机控制夹头组件的水平移动，实现钮扣固定方向的传送。具有以下优点：1、体积小巧，结构紧凑，占用空间小。2、利用图像分析系统组件计算偏移角度，快速、高效，技术成熟。3、用步进电机控制旋转及水平移动，准确，微量且可控制。 4、省时省力，大大提高工作效率4－6倍（手动喂扣并调整方向的约5－7秒订一颗扣，自动识别送扣的约1－1.5秒订一颗扣），可为企业创造可观的效益。5、由于高度的自动化生产，极大的提升服装加工公司的品牌形象。
附图说明
图1为本发明结构示意主视图。
图2为本发明结构示意左视图。
图3为本发明电控系统原理框图。
图4为本发明程序控制框图。
图1、2中：1－微型气缸，2－Z字形安装板，3－第一激光传感器，4－第一微型步进电机，5—气爪体固定板，6—气嘴接头，7—第二激光传感器， 8—微型摄像头安装板， 9—气爪体，10—滑块爪，11—钮扣夹板，12—钮扣滑板， 13—钮扣，14—微型摄像头，15—LED照明板，16－磁控开关，17－步进电机固定板，18－导轨滑块，19－直线导轨，20—接近开关安装板，21－接近开关，22－丝杆导轨右端盖板，23－丝杆，24－丝杆导轨左端盖板，25－第二微型步进电机，26－光电开关感应板，27－第一光电开关，28－激光传感器安装板，29－导轨，30－第二光电开关，31－导轨固定板，32－螺母滑块。
具体实施方式
参照图1、2、3、4，一种用于自动送扣机的可自动识别字符方向的钮扣夹头，包括Z字形安装板2，Z字形安装板2中间段为垂直段，在垂直段侧面安装有直线导轨19，在Z字形安装板上表面安装有微型气缸1，微型气缸1的滑杆穿过Z字形安装板连接步进电机固定板17，步进电机固定板17固定第一微型步进电机4，步进电机固定板17侧边固定有导轨滑块18，与直线导轨19可滑动匹配，第一微型步进电机4输出轴套接气爪体固定板5，气嘴接头6固定在气爪体的侧面气孔上连接气管。气爪体固定板5通过螺钉固定气爪体9，所述气爪体9为平行开闭型气爪体（如SMC的MHZ2-10D），气爪体9上通过螺钉固定针孔摄像头安装板8，针孔摄像头安装板8中间孔内安装有微型摄像头14，在微型摄像头14周围的安装有LED照明板15，气爪体下端设有滑块爪10，滑块爪10上固定有钮扣夹板11，纽扣夹板11下设有纽扣滑板12，在气爪体9上的侧面导槽内还加装有拍照磁控开关16，在步进电机固定板17上安装有激光传感器安装板28，在激光传感器安装板28上安装有第一激光传感器3，在摄像头安装板8上安装有第二激光传感器7，Z字形安装板2上固定有接近开关安装板20，接近开关安装板20上安装有接近开关21。整个机构通过Z字形安装版固定在输扣丝杆导轨系统中的螺母滑块32上，螺母滑块32穿过丝杆23并匹配在导轨29上，由丝杆导轨右端盖板22、丝杆导轨左端盖板24、导轨固定板31定位支撑。导轨固定板32二边各固定第一光电开关27、第二光电开关30，螺母滑块32上固定有光电开关感应板26，丝杆导轨左端盖板24上固定有第二微型步进电机25，通过伞齿轮与丝杆23啮合。
一种可自动识别字符方向的钮扣夹头输送的控制方法，包括以下步骤：
每种钮扣标准方向的确定：先将本次使用的钮扣按需要的方向放在钮扣夹头中间位置，通过触摸屏面板手动按键把钮扣夹持好并调整方向为正确，再手动或自动调整好焦距后，再在面板通过手动拍照按键控制拍照，存入图像分析系统中。如果已经设定好或已调用之前的，则按下准备就绪按键，系统即可进入待运行状态或按下自动送扣键，则进入自动送扣状态。
上电系统复位：整个送扣系统上电、接通压缩空气后，各部分组件复位：微型气缸1自动将钮扣夹头组件拉回到最高位，接近开关21输出低电平，气爪体9的二个滑块爪自动张开，MCU（如TOSHIBA的TMP92FD23AFG）输出脉冲给第一微型步进电机4，通过左右旋转寻找气爪体上的第二激光传感器7与上方的第一激光传感器3相对应后停止，即自动回到零位；MCU调取上次的钮扣大小或重新测定的大小值，Y方向的第一微型步进电机4会自动调整输扣导槽到合适的宽度，X方向的第二微型步进电机25也会通过光电开关感应板26检测零位第二光电开关30后，自动移动到钮扣对应的中心位置停止。MCU再输出使上下位移电磁阀YF1得电导通，微型气缸1的滑杆伸出，推动步进电机固定板17带动滑块18，把钮扣夹头组件通过导轨19送到最低位，同时MCU输出通过J7使LED照明板15点亮；MCU控制输扣的吹气电磁阀YF4得电，钮扣被吹送到钮夹头下方，钮爪回到输送板下方并处在下位置。
当系统检测到需要送扣时（面板自动或手动送扣键、钉扣机的END信号），MCU使压板位移电磁阀YF3得电，微型气缸带动压板退回原点。MCU输出使气爪体电磁阀YF2得电导通，平行开闭型气爪体通气，滑块爪带动钮扣夹板夹住钮扣，磁控开关JK2输出信号，触发摄像机快门拍照，并由摄像头TJ1接口立即送至控制系统中的图像分析系统组件进行对比分析。如没有钮扣，则图像分析给出信号，告之送扣系统的MCU控制钮扣夹板再张开，并再次补吹扣到钮夹头下方，有扣则立即计算出钮扣上的字母或商标方向与设定方向偏移角度，通过TJ3与J1的通讯交换数据，MCU输出使上下位移电磁阀YF1失电断开，微型气缸将钮扣夹头组件拉回到最高位，此时，MCU检测到接近开关21输出低电平，再控制在Z字形固定板下方的第一微型步进电机4按给定方向偏移值旋转角度，带动整个爪体组件旋转，从而使钮扣上商标或字母与设定的方向一致；同时，由MCU控制X向的前移步进电机将整个纽扣夹头组件通过丝杆导轨水平向前送到终止位置后，终位光电开关GD2有输出低电平后，再由MCU输出使上下位移电磁阀YF1得电导通，微型气缸1伸出将钮扣夹头组件放到到最低位。MCU控制钮爪上下气缸电磁阀YF5得电，钮爪上移，如果爪位正对准钮扣的孔位，则钮爪上位置接近开关JK1输出低电平，如果延时一定时间后，仍无JK1的信号，则MCU通过控制钮扣方向旋转的第一微型步进电机4，左右微移，促使钮扣的孔与爪对准。孔位对准即JK1有低电平输出的，则MCU输出使气爪体电磁阀YF2失电断开，气爪体张开放开钮扣，MCU再输出使上下位移电磁阀YF1失电断开，微型气缸将钮扣夹头组件收回到最高位，前移第二微型步进电机25输出带动钮夹组件返回到原始位置；与此同时，MCU检测到接近开关21输出低电平，控制旋转步进电机反向旋转之前旋转的角度，并不断检测零位的第一激光传感器3、第二激光传感器7信号，直到有输出时立即停止。然后，MCU输出使上下位移电磁阀YF1得电导通，微型气缸1伸出，把钮扣夹头组件通过导轨19送到最低位；MCU输出使压板位移电磁阀YF3得电导通，微型气缸带动压板伸出。MCU控制输扣的吹气电磁阀YF4得电，钮扣被吹送到钮夹头下方。同时，钮爪在上位置感应器有输出后，MCU检测到钮爪在上位置信号为低电平，则当MCU检测到钉扣机送来的END信号（或面板自动、手动送扣键）后，MCU通过控制气缸或电机使钮爪旋转90°，把钮扣送到钉扣机的钮夹上，并根据踏板开关的控制执行钉扣动作；上述步骤循环往复。
每种钮扣标准方向的确定：先将本次使用的钮扣按需要的方向放在钮扣夹头中间位置，通过触摸屏面板手动按键把钮扣夹持好并调整方向为正确，再手动或自动调整好焦距后，再在面板通过手动拍照按键控制拍照，存入图像分析系统中。如果已经设定好或已调用之前的，则按下准备就绪按键，系统即可进入待运行状态或按下自动送扣键，则进入自动送扣状态。
Claims (6)
1.一种可自动识别字符方向的钮扣夹头，其特征是：包括Z字形安装板，Z字形安装板下侧安装在一个丝杆导轨机构的滑台上，滑台套在丝杆上并与导轨配合，丝杆一端通过伞齿轮与之垂直的步进电机轴上的伞齿轮啮合，Z字形安装板中间段为垂直段，在垂直段侧面安装有直线导轨，在Z字形安装板上表面安装有微型气缸，微型气缸的滑杆穿过Z字形安装板连接步进电机固定板，步进电机固定板下面固定步进电机，步进电机固定板侧边固定有导轨滑块，与直线导轨可滑动匹配，步进电机输出轴连接气爪体固定板，气爪体固定板固定气爪体，气爪体上固定微型摄像头安装板，摄像头安装板安装有微型摄像头，气爪体下端滑块爪上固定有钮扣夹板，纽扣夹板下设有纽扣滑板，在气爪体固定板一侧还加装有激光传感器或挡片，在Z字形安装板上方安装有对射的另一个激光传感器或光电感应器，在气爪体侧面的槽内，固定有磁控开关，在丝杆导轨机构下方前后位置各配置一个光电感应器。
2.根据权利要求1所述的一种可自动识别字符方向的钮扣夹头，其特征是：所述气爪体为平行开闭型气爪体。
3.根据权利要求1所述的一种可自动识别字符方向的钮扣夹头，其特征是：摄像头安装在气爪体下方滑块爪的中间，在摄像头的下方周围安装有LED照明板。
4.根据权利要求1所述的一种可自动识别字符方向的钮扣夹头，其特征是：Z字形安装板上固定有接近开关安装板，接近开关安装板上安装有接近开关。
5.根据权利要求1所述的一种可自动识别字符方向的钮扣夹头，其特征是：设置一组不同尺寸段的钮扣夹板。
6.一种可自动识别字符方向的钮扣夹头输送的控制方法，其特征是：包括以下步骤：每种钮扣标准方向的确定：先将本次使用的钮扣按需要的方向放在钮扣夹头中间位置，通过触摸屏面板手动按键把钮扣夹持好并调整方向为正确，再手动或自动调整好焦距后，再在面板通过手动拍照按键控制拍照，存入图像分析系统中；如果已经设定好或已调用之前的，则按下准备就绪按键，系统即可进入待运行状态或按下自动送扣键，则进入自动送扣状态；
上电系统复位：整个送扣系统上电、接通压缩空气后，各部分组件复位：微型气缸自动将钮扣夹头组件拉回到最高位，接近开关输出低电平，气爪体的二个滑块爪自动张开，MCU输出脉冲给第一微型步进电机，通过左右旋转寻找气爪体上的第二激光传感器与上方的第一激光传感器相对应后停止，即自动回到零位；MCU调取上次的钮扣大小或重新测定的大小值，Y方向的步进电机会自动调整输扣导槽到合适的宽度，X方向的第二微型步进电机也会通过光电开关感应板检测零位第二光电开关后，自动移动到钮扣对应的中心位置停止；MCU再输出使上下位移电磁阀YF1得电导通，微型气缸的滑杆伸出，推动步进电机固定板带动滑块，把钮扣夹头组件通过导轨送到最低位，同时MCU输出通过J7使LED照明板点亮；MCU控制输扣的吹气电磁阀YF4得电，钮扣被吹送到钮夹头下方，钮爪回到钮扣滑板下方并处在下位置；
当系统检测到需要送扣时，MCU使压板位移电磁阀YF3得电，微型气缸带动压板退回原点；MCU输出使气爪体电磁阀YF2得电导通，平行开闭型气爪体通气，滑块爪带动钮扣夹板夹住钮扣，磁控开关JK2输出信号，触发摄像机快门拍照，并由摄像头TJ1接口立即送至控制系统中的图像分析系统组件进行对比分析；如没有钮扣，则图像分析给出信号，告之送扣系统的MCU控制钮扣夹板再张开，并再次补吹扣到钮夹头下方；有钮扣，则立即计算出钮扣上的字母或商标方向与设定方向偏移角度，通过TJ3与J1的通讯交换数据，MCU输出使上下位移电磁阀YF1失电断开，微型气缸将钮扣夹头组件拉回到最高位，此时，MCU通过接近开关确认在上位置，再控制在Z字形固定板下方的第一微型步进电机按给定方向偏移值旋转角度，带动整个爪体组件旋转，从而使钮扣上商标或字母与设定的方向一致；同时，由MCU控制X向的前移第二微型步进电机将整个纽扣夹头组件通过丝杆导轨水平向前送到终止位置后，终位光电开关GD2有输出低电平后，再由MCU输出使上下位移电磁阀YF1得电导通，微型气缸伸出将钮扣夹头组件放到到最低位；MCU控制钮爪上下气缸电磁阀YF5得电，钮爪上移，如果爪位正对准钮扣的孔位，则钮爪上位置接近开关JK1输出低电平，如果延时一定时间后，仍无JK1的信号，则MCU通过控制钮扣方向旋转的第一微型步进电机，左右微移，促使钮扣的孔与爪对准；孔位对准即JK1有低电平输出的，则MCU输出使气爪体电磁阀YF2失电断开，气爪体张开放开钮扣，MCU再输出使上下位移电磁阀YF1失电断开，微型气缸将钮扣夹头组件收回到最高位，X向第二微型步进电机输出带动钮夹组件返回到原始位置；与此同时，MCU检测到接近开关输出低电平，控制旋转步进电机反向旋转之前旋转的角度，并不断检测零位的第一激光传感器、第二激光传感器信号，直到有输出时立即停止；然后，MCU输出使上下位移电磁阀YF1得电导通，微型气缸伸出，把钮扣夹头组件通过导轨送到最低位；MCU输出使压板位移电磁阀YF3得电导通，微型气缸带动压板伸出；MCU控制输扣的吹气电磁阀YF4得电，钮扣被吹送到钮夹头下方；同时，钮爪在上位置感应器有输出后，MCU检测到钮爪在上位置信号为低电平，则当MCU检测到钉扣机送来的END信号后，MCU通过控制气缸或电机使钮爪旋转90°，把钮扣送到钉扣机的钮夹上，并根据踏板开关的控制执行钉扣动作；上述步骤循环往复。
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