CN109208318B - 由工业相机定位的纺织品纵切机 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种由工业相机定位的纺织品纵切机，属于纺织机械设备技术领域。所述纵切机从前至后依次设有粗对中机构、精纠偏机构、展平机构、再纠偏机构、入布机构、检测机构、切割机构等；所述检测机构包括背光源发射器、工业相机和工控机，所述背光源发射器设于布匹下方对布匹发射光源，所述工业相机对布匹上的开剪缝和及其周围环境像素差异进行捕捉，并将像素差异信息通过有线通讯发送至工控机处理；所述切割机构包括切刀、伺服电机和升降气缸，伺服电机通过齿轮和齿条的配合控制切刀左右移动。本发明相对于红外对射定位，具备更好的识别率，更精准的检测精度，能提供更直观的图像信息，让工人操作更容易。

Description

由工业相机定位的纺织品纵切机

技术领域

本发明属于纺织机械设备技术领域，具体涉及一种由工业相机定位的纺织品纵切机。

背景技术

在巾被类纺织品的生产过程中，会涉及到水洗染色的后整理工艺，此工艺的末端环节为产品的纵向切割工序，目前切割工序主要由以下几种方式完成。

(1)人工切割。布匹在简易设备上纵向运行，由人工手工执刀，靠眼和手的配合来对准布匹的特定开剪缝位置进行切割，主要依靠多年的操作经验来感知切刀反馈的微妙变化，判断切割位置是否正确。此方式会受到多方面因素的影响，比如，布匹运动过程中的褶皱，布匹开剪缝位置的织造结构多样性，工人体力及视觉易疲劳等，导致切坏布匹，并且此技能需要工人长期的学习才能掌握，在学习过程中产生大量的残次品。

(2)光纤定位切割。此项技术对于毛圈饱满的巾被产品有一定的适应性，但对于低平毛圈的产品和无毛圈的产品无能为力，并且效率低下，没有直观的图像信息来显示切割位置是否正确，工人学习过程漫长，且不具备自动对准功能，工人劳动强度大。

(3)红外对射定位切割。此项技术优于以上两种切割方式，但不具备识别开剪缝织造结构致密的产品，尤其是纺织产品生产厂家近年来生产设备更新换代，由箭杆无梭织机替换有梭织机，并且箭杆无梭织机所织造的产品普遍开剪缝结构致密，导致实际生产过程中很多产品不能正确识别，也就不能完成切割过程，此方式不能做到全幅面检测，也没有自动变换刀数及自动对准功能。

发明内容

本发明通过提供一种由工业相机定位的纺织品纵切机，解决了现有技术在切割过程中不能准确识别开剪缝位置的技术问题，通过将检测机构和切割机构的合理配合使得本发明能够对布匹开剪缝位置进行精准定位与跟踪，从而实现将布匹准确切割的技术效果。

为实现上述目的，本发明的技术解决方案是：

一种由工业相机定位的纺织品纵切机，所述纵切机从前至后依次设有粗对中机构、精纠偏机构、展平机构、再纠偏机构、入布机构、检测机构、切割机构和出布机构；

所述粗对中机构包括第一电磁阀、第一气缸、对中杆以及第一对中光管，所述第一对中光管与第一电磁阀连接，所述第一电磁阀控制气缸带动对中杆上下运动；

所述精纠偏机构包括第一导向辊、第二对中光管、纠偏电机、第一纠偏辊，所述第二对中光管与纠偏电机连接，纠偏电机带动第一纠偏辊转动完成布匹精对中；

所述展平机构包括展平电机以及由展平电机带动的展平辊；

所述再纠偏机构包括第三对中光管、第二气缸和第二纠偏辊，所述第三对中光管与第二电磁阀连接，通过第二电磁阀控制第二气缸带动第二纠偏辊运动；

所述入布机构包括入布电机、入布辊、第二导向辊、开福辊和托布辊，所述入布辊由入布电机带动运转，所述第二导向辊与托布辊固定于主体机架上，所述开幅辊在被切割布匹带动下被动运转；

所述检测机构包括背光源发射器、工业相机和工控机，所述背光源发射器设于布匹下方对布匹发射光源，所述工业相机对布匹上的开剪缝和及其周围环境像素差异进行捕捉，并将像素差异信息通过有线通讯发送至工控机处理成位置信息；

所述切割机构包括切刀、伺服电机和升降气缸，所述伺服电机与切刀连接，且伺服电机与设于主体机架上的齿条配合，伺服电机上设有齿轮，伺服电机通过齿轮和齿条的配合控制切刀左右移动；所述工控机与PLC通过有线通讯连接，所述PLC与第三电磁阀有线连接，通过第三电磁阀控制升降气缸，由升降气缸带动切刀上下移动。

优选地，所述纵切机主体机架上还设有人机交互界面，所述人机交互界面与工控机连接。

优选地，所述切割机构设有与切刀固定连接的激光指示器，所述激光指示器为工业相机实时指示切刀的位置信息，并与开剪缝像素信息实时比对，修正刀片和开剪缝位置的偏差。

优选地，所述出布机构包括出布电机以及与出布电机连接的第一出布辊、第二出布辊、第三出布辊，所述第一出布辊、第二出布辊、第三出布辊和出布电机之间的动力传输由链条带动，所述链条设于导向链轮和张紧链轮上。

优选地，所述出布机构还设有计数辊，所述计数辊设于切割机构和出布机构的连接处。

优选地，所述第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀均设于主体机架上的电磁阀箱内。

优选地，所述纵切机还设有摆布机构，所述摆布机构设有由变频器控制的摆布电机，所述变频器与PLC连接，通过PLC控制输出的频率，所述摆布电机与摆布摇臂连接，摆布摇臂通过连杆与摆布斗连接，通过所述摆布斗完成摆布。

本发明的有益效果是：

1.本发明通过设计布匹的粗对中机构和精对中机构等结构，以及通过工业相机对布匹开剪缝像素差异信息的采集，再由工控机将像素差异信息的处理成位置信息，结合伺服电机控制切刀左右移动，升降气缸控制切刀上下移动，实现布匹的精准切割。

2.本发明相对于人工切割的方式，降低了人工成本，亦降低了对工人自身专业水平的要求，更能获得稳定的切割质量；相对于光纤对射定位方式，本发明兼容于毛圈不饱满和无毛圈的布匹，提高了生产效率；相对于红外对射定位，本发明具备更好的识别率，更精准的检测精度，能提供更直观的图像信息，让工人操作更容易，对实时工况一目了然。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图中：1-对中杆；2-第一对中光管；3-纠偏电机；4-第一纠偏辊；5-第一导向辊；6-第二对中光管；7-人机交互界面；8-展平电机；9-展平辊；10-第二气缸；11-入布电机；12-第二纠偏辊；13-纠偏辊；14-第三对中光管；15-入布辊；16-第二导向辊；17-开福辊；18-工业相机；19-激光指示器；20-连接架；21-罩壳；22-电磁阀箱；23-伺服电机；24-齿轮；25-托布辊；26-切刀；27-升降气缸；28-齿条；29-背光源发射器；30-发射器支架；31-第一出布辊；32-计数辊；33-第二出布辊；34-摆布电机；35-摆布摇臂；36-支架；37-摆布斗；38-摆布斗轴承；39-导向链轮；40-出布电机；41-张紧链轮；42-链条；43-第三出布辊；44-连杆；45-工控机；46-PLC；47-第一气缸。

具体实施方式

本发明通过提供一种由工业相机定位的纺织品纵切机，解决了现有技术在切割过程中不能准确识别开剪缝位置的技术问题，通过将检测机构和切割机构的合理配合使得本发明能够对布匹开剪缝位置进行精准定位，从而实现将布匹准确切割的技术效果。

为了更好的理解本发明的技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对本发明的技术方案进行详细的说明。

实施例1

参见图1，图中虚线表示布匹的运行轨迹。一种由工业相机定位的纺织品纵切机，从前至后依次设有粗对中机构、精纠偏机构、展平机构、再纠偏机构、入布机构、检测机构、切割机构和出布机构；所述粗对中机构包括第一电磁阀、第一气缸47、对中杆1以及第一对中光管2，所述第一对中光管2与第一电磁阀连接，所述第一电磁阀控制第一气缸47带动对中杆1上下运动。布匹进入纵切机设备后，由第一对中光管2检测布匹左右偏移信号，并将布匹左右偏移信号输出到第一电磁阀，由第一电磁阀控制第一气缸47带动对中杆1上下移动，完成入布的粗略对中。

所述精纠偏机构包括第一导向辊5、第一纠偏辊4、第二对中光管6、纠偏电机3，所述第二对中光管6与纠偏电机3连接，纠偏电机3带动第一纠偏辊4转动完成布匹精对中。布匹经过第一导向辊5后改变运行方向，由第二对中管6检测左右偏移信号，将左右偏移信号输送至纠偏电机3，由纠偏电机3的正反转带动第一纠偏辊4完成布匹的精确对中。第一对中光管2和第二对中光管6为红外线对中管。

所述展平机构包括展平电机8以及由展平电机9带动的展平辊。布匹经过精纠偏机构的精对中后，进入展平机构，设置展平机构的目的是将布匹展平，为更好的识别检测开剪缝位置做准备。

所述再纠偏机构包括第三对中光管14、第二气缸10和纠偏辊(12，13)，所述第三对中光管14与第二电磁阀连接，通过第二电磁阀控制第二气缸10带动纠偏辊(12，13)运动。布匹展平后进入再纠偏机构，由第三对中光管14再次检测其左右偏移位置，并将左右偏移位置信号输送至第二电磁阀，由第二电磁阀控制第二气缸10的伸缩，带动纠偏辊(12，13)完成布匹展平后的再次对中，控制布匹因展平造成的偏差。

所述入布机构包括入布电机11、入布辊15、第二导向辊16、开福辊17和托布辊25，所述入布辊15由入布电机11带动运转，所述第二导向辊16与托布辊25固定于主体机架上，所述开幅辊17在被切割布匹带动下被动运转；设置第二导向辊16和开福辊17的目的是让布匹有一定的横向张力，使得后续的检测和切割变得更容易。

所述检测机构包括背光源发射器29、工业相机18和工控机45，所述背光源发射器29设于布匹下方对布匹发射光源，所述背光源发射器29固定于与主体机架连接的发射器支架30上；所述工业相机18对布匹上的开剪缝和及其周围环境像素差异进行捕捉，并将像素差异信息通过有线通讯发送至工控机45处理成位置信息。经过多次对中的布匹进入到背光源发射器29的上方，背光源发射器29向上对布匹发射光源，使得布匹中开剪缝位置与开剪缝周围有微小的透光差异，工业相机18对布匹上的开剪缝和及其周围环境像素差异进行捕捉，通过一定的帧率拍照，由工业相机18将开剪缝和及其周围的像素差异信息通过有线通讯发送至工控机45，由工控机45将像素差异信息处理成位置信息。

所述切割机构包括切刀26、伺服电机23和升降气缸27，所述伺服电机23与切刀26连接，且所述伺服电机23与设于主体机架上的齿条28连接，齿轮24上设有齿条28，伺服电机23通过齿轮24和齿条23的配合控制切刀26左右移动，所述工控机45与PLC 46通过有线通讯连接，所述PLC 46与第三电磁阀有线连接，通过第三电磁阀控制升降气缸27，由升降气缸27带动切刀26上下移动。所述切割机构还设有与切刀26固定连接的激光指示器19，通过激光指示器19为工业相机18实时指示切刀26中刀片的位置信息，并与开剪缝像素信息实时比对，修正刀片和开剪缝位置的偏差；在布匹运行过程中，工业相机18能同时捕捉到开剪缝位置和激光指示器的位置，然后判别出这两个位置的偏差，通过工控机45计算出刀片和开剪缝位置的偏差，通过控制伺服电机23带动切刀26左右移动。在切刀26、伺服电机23和升降气缸27外部设有一罩壳21，所述激光指示器19通过一连接架20固定于所述罩壳21上。伺服电机23与设于主体机架上的齿条28连接，伺服电机23上设有齿轮24，伺服电机23通过齿轮24和齿条28的配合控制切刀26左右移动，PLC 46控制第三电磁阀带动升降气缸27的运动，从而使升降气缸27控制切刀26适时上下移动。以上所述第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀均设于主体机架上的电磁阀箱22内。

所述出布机构包括出布电机40以及与出布电机40连接的第一出布辊31、第二出布辊33、第三出布辊43，所述第一出布辊31、第二出布辊33、第三出布辊43和出布电机40之间的动力传输由链条42带动，所述链条42设于导向链轮39和张紧链轮41上。所述出布机构还设有计数辊32，所述计数辊32设于切割机构和出布机构的连接处。完成切割后的布匹由出布电机40带动第一出布辊31、第二出布辊33，并同时带动第三出布辊43完成布匹的导出，第一出布辊31、第二出布辊33、第三出布辊43和出布电机40之间的动力传输由链条42来完成，链条42的导向与张紧由导向链轮39和张紧链轮41完成。

以上实施例中，通过布匹的粗对中、精对纠偏、展平、再纠偏过程，以及工业相机18对布匹开剪缝像素差异信息的采集，再由工控机将像素差异信息的处理成位置信息，结合伺服电机23控制切刀26左右移动，升降气缸27控制切刀26上下移动，实现布匹的精准切割。

实施例2

以上所述的由工业相机定位的纺织品纵切机中，所述纵切机主体机架上还设有人机交互界面7，所述人机交互界面7与工控机连接。所述的人机交互界面7可显示设备运行实时工况，还用于更改参数设置，通过工控机控制设备运行，或者进行设备的启停操作。

实施例3

所述纵切机还设有摆布机构，所述摆布机构设有由变频器控制的摆布电机34，所述变频器与PLC 46连接，通过PLC 46控制输出的频率，所述摆布电机34与摆布摇臂35连接，摆布摇臂35通过连杆44与摆布斗37连接，通过所述摆布斗37完成摆布；摆布机构还设有支架36，所述摆布电机34固定于支架36上，所述摆布斗37通过摆布斗轴承38固定于支架36内部。切割后布匹由出布机构导出后进入摆布机构，摆布电机34是由变频器控制，变频器根据PLC 46输出的频率控制摆布电机的摆频，从而实现摆布机构的动力系统与纵切机主机同步，摆布电机34通过摆布摇臂35和连杆44将动力传给摆布斗37，完成摆布，以方便成品布匹的运输与储存。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (7)

1.一种由工业相机定位的纺织品纵切机，其特征在于，所述纵切机从前至后依次设有粗对中机构、精纠偏机构、展平机构、再纠偏机构、入布机构、检测机构、切割机构和出布机构；

所述粗对中机构包括第一电磁阀、第一气缸、对中杆以及第一对中光管，所述第一对中光管与第一电磁阀连接，所述第一电磁阀控制第一气缸带动对中杆上下运动；

所述精纠偏机构包括第一导向辊、第二对中光管、纠偏电机、第一纠偏辊，所述第二对中光管与纠偏电机连接，纠偏电机带动第一纠偏辊转动完成布匹精对中；

所述展平机构包括展平电机以及由展平电机带动的展平辊；

所述再纠偏机构包括第三对中光管、第二气缸和第二纠偏辊，所述第三对中光管与第二电磁阀连接，通过第二电磁阀控制第二气缸带动第二纠偏辊运动；

所述入布机构包括入布电机、入布辊、第二导向辊、开幅辊和托布辊，所述入布辊由入布电机带动运转，所述第二导向辊与托布辊固定于主体机架上，所述开幅辊在被切割布匹带动下被动运转；

所述检测机构包括背光源发射器、工业相机和工控机，所述背光源发射器设于布匹下方对布匹发射光源，所述工业相机对布匹上的开剪缝和及其周围环境像素差异进行捕捉，并将像素差异信息通过有线通讯发送至工控机处理成位置信息；

所述切割机构包括切刀、伺服电机和升降气缸，所述伺服电机与切刀连接，且伺服电机与设于主体机架上的齿条配合，伺服电机上设有齿轮，伺服电机通过齿轮和齿条的配合控制切刀左右移动；所述工控机与PLC通过有线通讯连接，所述PLC与第三电磁阀有线连接，通过第三电磁阀控制升降气缸，由升降气缸带动切刀上下移动。

2.根据权利要求1所述的由工业相机定位的纺织品纵切机，其特征在于，所述纵切机主体机架上还设有人机交互界面，所述人机交互界面与工控机连接。

3.根据权利要求1所述的由工业相机定位的纺织品纵切机，其特征在于，所述切割机构设有与切刀固定连接的激光指示器，所述激光指示器为工业相机实时指示切刀的位置信息，并与开剪缝像素信息实时比对，修正刀片和开剪缝位置的偏差。

4.根据权利要求1所述的由工业相机定位的纺织品纵切机，其特征在于，所述出布机构包括出布电机以及与出布电机连接的第一出布辊、第二出布辊、第三出布辊，所述第一出布辊、第二出布辊、第三出布辊和出布电机之间的动力传输由链条带动。

5.根据权利要求4所述的由工业相机定位的纺织品纵切机，其特征在于，所述出布机构还设有计数辊，所述计数辊设于切割机构和出布机构的连接处。

6.根据权利要求1所述的由工业相机定位的纺织品纵切机，其特征在于，所述第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀均设于主体机架上的电磁阀箱内。

7.根据权利要求1-6任一项所述的由工业相机定位的纺织品纵切机，其特征在于，所述纵切机还设有摆布机构，所述摆布机构设有由变频器控制的摆布电机，所述变频器与PLC连接，通过PLC控制输出的频率，所述摆布电机与摆布摇臂连接，摆布摇臂通过连杆与摆布斗连接，通过所述摆布斗完成摆布。

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