CN109732656B - 数码模切机及其切割控制方法、系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种数码模切机及其切割控制方法、系统，该切割控制方法包括切割步骤：控制切割刀具在平面的第一方向进行移动，同时，该料件在传送机构的带动下向该平面的第二方向移动，使该切割刀具在该料件上切割出预定的切割图案。本发明在切割时，切割刀具在第一方向上进行移动，料件在第二方向上进行移动，从而切割出预定的切割图案。本发明的切割控制方法和系统进行平面切割时，只需要控制切割刀具在一个方向作进给运动，相较于采用控制切割刀具在平面上的两个方向上移动的切割方式，方便实现对切割刀具进行控制，可有效提高切割精度，同时由于料件在切割的同时也在同时移动，有效提高切割效率。本发明可广泛应用于数码模切机。

Description

数码模切机及其切割控制方法、系统

技术领域

本发明涉及模切机技术领域，尤其是涉及一种数码模切机及其切割控制方法、系统。

背景技术

PLT文件：一种打印数据格式文件。

G代码文件：一种包含数控程序指令的文件。

模切机又叫啤机、裁切机、数控冲压机，主要用于相应的一些非金属材料、不干胶、EVA、双面胶、电子、手机胶垫等的模切(全断、半断)、压痕和烫金作业、贴合、自动排废。模切机利用钢刀、五金模具、钢线(或钢板雕刻成的模版)，通过压印版施加一定的压力，将料件(包括印刷品、空白纸、纸板、不干胶、双面胶、胶垫等)轧切成一定形状，是印后包装加工成型的重要设备。模切机的主要机件是模切台板和压切机构，其中，模切机的工作原理是：模切工作是在压力的作用下完成的。普通模切机必须要事先做好刀模，且做刀模需要时间和成本。

已知技术中提供了数码模切机，模切机进行切割时，一般将模切刀具移动到料件上方，然后进行切割，在切割过程中只移动刀具，保持料件位置不动。由于切割刀具需要在两个方向上进行运动，加工效率低下，大多用于广告行业，仅用于商业用途；配备自动收放卷和切片机的印刷标签行业使用的数码模切机还是空白；在进行大规模的料件切割加工时，如何有效提高加工效率和加工精度是亟待解决的问题。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的是提供一种数码模切机及其切割控制方法、系统。

本发明所采用的技术方案是：

第一方面，本发明提供一种数码模切机的切割控制方法，该切割控制方法包括切割步骤：控制切割刀具沿着平面的第一方向运动以对料件进行切割，在切割的同时，控制传送机构带动该料件沿着该平面的第二方向移动，使该切割刀具在该料件上切割出预定的切割图案。

其中，该切割步骤还包括：该第一方向为该平面的X轴方向，该第二方向为该平面的Y 轴方向，该X轴方向与该Y轴方向垂直。

其中，使该切割刀具在该料件上切割出预定的切割图案的步骤具体包括：控制该切割刀具沿着该料件的图案边缘进行切割，切割出该切割图案。

其中，该切割步骤之前，还包括：对标步骤。

该切割刀具设置于切割部件上，该切割部件用于在该平面的该X轴方向移动，该切割部件上还设置有色标传感器；该对标步骤包括：控制该传送机构带动该料件沿该平面的该Y轴方向移动，在该色标传感器感应到该料件的色标时，记录该料件的当前第一位置为该料件的原点Y轴坐标并控制该传送机构停止工作使该料件停止移动；控制该切割部件在该平面的X 轴方向往复移动，在该色标传感器感应到该料件的色标时，记录该料件对应该色标传感器的当前第二位置为该料件的原点X轴坐标并控制该切割部件停止运动。

其中，该步骤：控制该切割刀具沿着该料件的图案边缘进行切割，切割出该切割图案，还包括料件偏移矫正步骤：在该料件与该X轴方向和该Y轴方向存在角度偏移时，检测该料件同一版的左右两侧色标分别在该Y轴方向的坐标位置，根据两个坐标位置的差值和该料件的宽度计算得出该料件的倾斜角，根据该倾斜角调整该切割刀具的切割轨迹。

其中，该切割控制方法还包括切割提速步骤：在该切割刀具切割完成一个版面之后，控制该色标传感器回到该原点X轴坐标的位置，再控制该传送机构带动该料件快速前进预设距离，之后再控制该传送机构带动该料件慢速前进，以使该色标传感器寻找该料件的下一个色标位置；或者，在该切割刀具切割完成一个版面之后，控制该色标传感器回到该原点X轴坐标的位置，再控制该传送机构带动该料件快速前进预设距离，之后再控制该传送机构带动该料件慢速前进，以使该色标传感器寻找该料件的下一个色标位置。

其中，该切割控制方法还包括多版切割步骤：在该料件具有多个版面相同的该切割图案时，预设每一版面的加工文件，然后按顺序调取每版加工文件，循环执行，直至加工完或循环次数达到预设计数值。

第二方面，本发明提供一种数码模切机的切割控制系统，该切割控制系统包括：电源，用于给该切割控制系统供电；切割刀具，用于在平面的第一方向进行移动；传送机构，用于带动该料件在该平面的第二方向移动；电机，用于带动该切割刀具进行工作，以及控制器，用于控制该电机、该切割刀具及该传送机构进行动作，以执行如上述的切割控制方法。

其中，该切割控制系统还包括切割部件和色标传感器，该切割部件和该色标传感器均设置于该切割部件之上，该切割部件用于在该平面的该第一方向进行移动；该控制器还用于控制该电机、该切割部件及该传送机构进行动作，以执行如上述的切割控制方法。

第三方面，本发明提供一种数码模切机，该数码模切机具有如上述的切割控制系统。

本发明的实施例的技术方案在切割时，切割刀具在一个方向上进行移动，料件在另一个方向上进行移动，从而切割出预定的切割图案。本发明的切割刀具只需要在一个方向作进给运动，相较于现有技术的切割刀具在两个方向上移动切割，方便对切割刀具进行控制，可有效提高切割精度和切割效率。

进一步，本发明还采用色标传感器对料件的色标进行检测以进行对标，使切割刀具沿着料件的图案边缘进行切割，从而实现对料件在预定的位置进行切割。

进一步地，本发明还采用切割提速控制方法和多版切割控制方法，可有效提高切割效率。

此外，本发明还采用料件偏移矫正方法，在料件的位置偏移的情况下，通过调整切割轨迹以进行准确切割。

本发明广泛应用于数码模切机技术领域。

附图说明

图1是本发明数码模切机的切割控制方法的一实施例的流程示意图；

图2是图1的平面的一实施例的方向示意图；

图3是本发明数码模切机的切割控制方法的另一实施例的流程示意图；

图4是图3的步骤S31的一实施例的流程示意图；

图5是本发明数码模切机的切割控制方法的一应用实施例的结构示意图；

图6是本发明数码模切机的切割控制方法的另一应用实施例的结构示意图；

图7是本发明数码模切机的切割控制系统的一实施例的结构示意图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下文所说的平面为料件所放置的平面，例如，模切机的基座平面。

实施例一：

请参阅图1，图1是本发明数码模切机的切割控制方法的一实施例的流程示意图。图1 的切割控制方法包括步骤：

切割步骤S11：控制切割刀具沿着平面的第一方向运动以对料件进行切割，同时，控制传送机构带动该料件沿着该平面的第二方向移动，使该切割刀具在该料件上切割出预定的切割图案。

值得说明的是，该平面为料件所放置的平面。

请参阅图2，本实施例中，利用第一方向和第二方向构成直角坐标系，即平面的第一方向为X轴方向(切割刀具负责X轴方向的位移动作)，平面的第二方向为Y轴方向(传送机构负责控制料件沿Y轴方向进行位移动作)，X轴方向与Y轴方向垂直，切割刀具和料件协同动作以使切割刀具完成在平面的切割图案。与该平面垂直的空间方向为Z轴方向，通过控制切割刀具沿Z轴方向进行移动，实现切割刀具沿该料件的厚度方向向上(抬刀)或向下(下刀)移动，以根据料件的图案的厚度调整切割深度。

显而易见地，料件的图案的厚度应小于料件的厚度，切割深度等于图案的厚度。

具体地，切割步骤包括如下步骤：

(1)“下刀”步骤：将切割刀具沿该料件的厚度方向向下移动，即在Z轴方向向下移动，使该切割刀具移动到预定的第一高度，使该切割刀具能对该料件进行切割；

(2)平面切割步骤：将该切割刀具沿平面的第一方向移动的同时，将该料件在传送机构的带动下向该平面的第二方向移动，使该切割刀具在该料件上切割出预定的切割图案。

(3)“抬刀”步骤：将该切割刀具沿该料件的厚度方向向上移动，即在Z轴方向向上移动，使该切割刀具移动到预定的第二高度，使该切割刀具能脱离该料件表面。

在本实施例的平面切割步骤中，只需要控制切割刀具在平面的一个方向进行运动，相较于采用料件静止、切割刀具在平面的两个方向上进行运动的切割方式，方便对切割刀具进行控制，可有效提高切割精度。另外，由于料件和切割刀具均可同时动作，使得切割更加的高效、灵活。

实施例二：

请参阅图3，图3是本发明数码模切机的切割控制方法的另一实施例的流程示意图。图 3的切割控制方法包括：

对标步骤S31：将切割部件沿X轴方向移动到料件版面的色标位置附近；

其中，该切割刀具设置于该切割部件上，该切割部件用于在该平面的该X轴方向移动，该切割部件上还设置有色标传感器。优选地，该切割部件为刀架，控制该刀架在电机的带动下在刀座上移动以在X轴方向移动。切割刀具安装于刀架的底部。

请参阅图4，对标步骤S31包括：

步骤S311：控制该传送机构带动该料件沿该平面的该Y轴方向移动，在该色标传感器感应到该料件的色标时，记录该料件的当前第一位置为该料件的原点Y轴坐标并控制该传送机构停止工作使该料件停止移动；

步骤S312：控制该切割部件在该平面的X轴方向往复移动，在该色标传感器感应到该料件的色标时，记录该料件对应该色标传感器的当前第二位置为该料件的原点X轴坐标并控制该切割部件停止运动。

在步骤S31中，如图5所示，在步骤S311中，请参阅图5，料件的每一版界面具有左右两个色标51、52，色标传感器可以感应两个色标中的任意一个色标来确定料件的起始切割位置。根据操作人员的操作习惯，一般选择靠近操作人员一侧的色标作为感应色标，比如以色标51为感应色标，色标51的最左下角的点为料件的原点位置。

由于色标传感器和切割刀具之间的距离是固定值，料件的色标和料件的切割图案之间的距离也是固定值，因此在确定料件的色标位置和色标传感器的初始位置之后，就可以调节切割刀具的位置，以使切割刀具对准料件图案的起始切割位置。

切割步骤S32：控制切割刀具沿着平面的第一方向进行移动，同时，控制传送机构带动该料件沿着该平面的第二方向移动，使该切割刀具在该料件上切割出预定的切割图案。

在步骤S32中，该切割刀具沿着该料件的图案边缘进行切割。切割步骤S32同实施例一的切割步骤S11，在此不再赘述。

本实施例与实施例一的区别在于：在切割步骤之前还进行对标步骤。经过该对标步骤之后，切割刀具就可在料件上沿着切割图案的轨迹位置进行切割，即在料件的指定位置上进行切割。且该对标步骤方便操作人员操作，且对标精度高。经实践证明，该定位精度可控制在 2个丝以内，即0.02毫米以内。

在其他实施例中，进一步地，该切割控制方法还包括切割提速步骤：在该切割刀具切割完成一个版面之后，控制该色标传感器回到原点X轴坐标位置，并同时控制该传送机构带动该料件快速前进预设距离，之后再控制该传送机构带动该料件慢速前进，以使该色标传感器寻找该料件的下一个色标位置。或者，根据实际工序的需要，该切割提速步骤还可以采用如下方法：在该切割刀具切割完成一个版面之后，控制该色标传感器回到该原点X轴坐标的位置，再控制该传送机构带动该料件快速前进预设距离，之后再控制该传送机构带动该料件慢速前进，以使该色标传感器寻找该料件的下一个色标位置。如图5所示，在一个版面的料件切割完成之后，将色标传感器移动到下一个版面的色标位置51。

进一步地，该切割控制方法还包括多版切割步骤：在该料件具有多个版面相同的该切割图案时，预设每一版面的加工文件，然后按顺序调取每版加工文件，循环执行，直至加工完或循环次数达到预设计数值。如图5所示，设置多个版面为四个，这样可对四个相同的版面连续进行切割，中间切割动作不停顿，能显著提高切割效率。在其它的实施例中，版面的数量也可以是任意数量(包括两个、三个或三个以上)。

进一步地，切割刀具沿着料件的图案边缘进行切割之前，还包括料件偏移矫正步骤：在该料件与该X轴方向和该Y轴方向存在角度偏移时，检测该料件同一版的左右两侧色标在该Y轴方向的坐标位置，根据该两个坐标位置的差值和该料件的宽度计算得出该料件的倾斜角，根据该倾斜角调整该切割刀具的切割轨迹，以使该切割轨迹与该料件的图案重合。

请参阅图6，当料件倾斜一定的角度之后，检测到色标51和色标52在Y轴方向的坐标差值为S，将该差值S除以料件的宽度D，即可得出料件的倾斜角。如图5所示，料件的宽度指的是料件位置正常时，色标51和色标52之间的X轴方向距离D，S<D。将料件的倾斜角记作θ，则倾斜角计算公式为：

根据该倾斜角可相应调整切割刀具在Y轴方向的进给位置，即调整切割刀具的切割轨迹，使该切割轨迹与该料件的图案重合，保证切割图案的完整。

实施例三：

请参阅图7，图7是本发明数码模切机的切割控制系统的一实施例的结构示意图。如图 7所示，该切割控制系统包括控制器71、切割部件72、电机73及传送机构74。控制器71可采用PLC控制器或运动控制器等。

切割部件72上设置有切割刀具721和色标传感器722，切割刀具721用于切割料件，色标传感器722用于感应该料件的色标位置。

电机73，用于带动切割部件72在平面的第一方向进行移动。优选地，电机73为伺服电机。

传送机构74用于带动该料件在该平面的第二方向移动。具体地，传送机构74包括电机 (图未示)和前后两个辊筒(图未示)，传送机构74的电机的数量可以为一个或两个。当设置为两个电机时，前后两个辊筒独立运行。当设置为一个电机时，前后两个辊筒为主、从动轮结构。通过控制器71控制该一个或两个电机的转速控制该前后两个辊筒的转速，以实现绷紧料件和输送料件。

控制器71用于读取控制参数以控制电机73、切割部件72及传送机构74进行动作，以执行如实施例一或实施例二所述的切割控制方法。

进一步地，该切割控制系统还包括上位机75，在上位机75上设置有上位机软件，该上位机软件用于设置和显示控制器71的控制参数。其中，该控制参数包括：料件切割厚度设置参数和料件形状设置参数；该料件切割厚度设置参数用于设置该料件的切割厚度；该料件形状设置参数用于设置该料件的图案形状。

具体地，料件形状设置参数以PLT文件格式或G代码文件格式输入到控制器71中。上位机75可支持不同类型的料件模板文件，如AI格式、PDF格式及DXF格式，上位机软件上设置有“一键导图”功能，点击该功能菜单，就可将不同类型的料件模板文件转换成PLT 文件或G代码文件，方便操作人员进行操作。此外，上位机75还包括存储器(图未示)，用于存储控制器71的控制参数。

其中，该控制参数还包括：多版面设置参数，该多版面设置参数用于在该料件具有多个版面相同的切割图案时，使切割刀具721能进行多版连续切割。

其中，该控制参数还包括：料件偏移矫正参数，该料件偏移矫正参数用于在料件与正常放置位置存在角度偏移时，调整切割刀具721的切割轨迹，以使该切割轨迹与该料件的图案重合。

其中，该控制参数还包括：切割提速设置参数，该切割提速参数用于在切割刀具721切割完成一个版面之后，控制该色标传感器722回到原点X轴坐标位置，并同时或再控制该传送机构74带动该料件快速前进预设距离，之后再控制该传送机构74带动料件慢速前进，以使该色标传感器722寻找该料件的下一个色标位置。

另外，该切割控制系统还包括电源开关76，电源开关76用于启动和停止控制器71的工作。该切割控制系统还可以包括键盘(图未示)，该键盘与控制器71连接，用于输入控制参数。当然，该切割控制系统还包括电源(图未示)，该电源用于给该切割控制系统供电。

此外，该切割控制系统还包括其他电机，该电机用于带动切割刀具721沿着与该平面垂直的空间方向上进行移动，以在执行如实施例一或实施例二所述的切割控制步骤之前进行“下刀”或在执行本实施例的切割步骤之后进行“抬刀”，在实施例一中已进行说明。

实施例四：

本发明还提供一种数码模切机，该数码模切机能实现如实施例一所述的切割控制方法或具有如实施例二所述的切割控制系统。

以上是对本发明的较佳实施进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可做出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (8)

1.一种数码模切机的切割控制方法，其特征在于，包括：

切割步骤：控制切割刀具沿着平面的第一方向运动以对料件进行切割，同时，控制传送机构带动所述料件沿着所述平面的第二方向移动，使所述切割刀具在所述料件上切割出预定的切割图案；

多版切割步骤：在所述料件具有多个版面相同的所述切割图案时，预设每一版面的加工文件，然后按顺序调取每版加工文件，循环执行，直至加工完或循环次数达到预设计数值；

所述第一方向为所述平面的X轴方向，所述第二方向为所述平面的Y轴方向，所述X轴方向与所述Y轴方向垂直；

所述切割步骤之前还包括对标步骤，所述切割刀具设置于切割部件上，所述切割部件用于在所述平面的所述X轴方向移动，所述切割部件上还设置有色标传感器；所述对标步骤包括：

控制所述传送机构带动所述料件沿所述平面的所述Y轴方向移动，在所述色标传感器感应到所述料件的色标时，记录所述料件的当前第一位置为所述料件的原点Y轴坐标并控制所述传送机构停止工作使所述料件停止移动料件。

2.根据权利要求1所述的切割控制方法，其特征在于，使所述切割刀具在所述料件上切割出预定的切割图案的步骤具体包括：

控制所述切割刀具沿着所述料件的图案边缘进行切割，切割出所述切割图案。

3.根据权利要求2所述的切割控制方法，其特征在于，所述对标步骤还包括：

控制所述切割部件在所述平面的X轴方向往复移动，在所述色标传感器感应到所述料件的色标时，记录所述料件对应所述色标传感器的当前第二位置为所述料件的原点X轴坐标并控制所述切割部件停止运动。

4.根据权利要求3所述的切割控制方法，其特征在于，所述步骤：控制所述切割刀具沿着所述料件的图案边缘进行切割，切割出所述切割图案，还包括：

料件偏移矫正步骤：在所述料件与所述X轴方向和所述Y轴方向存在角度偏移时，检测所述料件同一版的左右两侧色标分别在所述Y轴方向的坐标位置，根据两个坐标位置的差值和所述料件的宽度计算得出所述料件的倾斜角，根据所述倾斜角调整所述切割刀具的切割轨迹。

5.根据权利要求3所述的切割控制方法，其特征在于，所述切割控制方法还包括：

切割提速步骤：在所述切割刀具切割完成一个版面之后，控制所述色标传感器回到所述原点X轴坐标的位置，并同时控制所述传送机构带动所述料件快速前进预设距离，之后再控制所述传送机构带动所述料件慢速前进，以使所述色标传感器寻找所述料件的下一个色标位置；

或者，

在所述切割刀具切割完成一个版面之后，控制所述色标传感器回到所述原点X轴坐标的位置，再控制所述传送机构带动所述料件快速前进预设距离，之后再控制所述传送机构带动所述料件慢速前进，以使所述色标传感器寻找所述料件的下一个色标位置。

6.一种数码模切机的切割控制系统，其特征在于，包括：

电源，用于给所述切割控制系统供电；

切割刀具，用于在平面的第一方向进行移动；

传送机构，用于带动所述料件在所述平面的第二方向移动；

电机，用于带动所述切割刀具进行工作，以及

控制器，用于控制所述电机、所述切割刀具及所述传送机构进行动作，以执行如权利要求1所述的切割控制方法。

7.根据权利要求6所述的切割控制系统，其特征在于，还包括切割部件和色标传感器，所述切割部件和所述色标传感器均设置于所述切割部件之上，所述切割部件用于在所述平面的所述第一方向进行移动；

所述控制器还用于控制所述电机、所述切割部件及所述传送机构进行动作，以执行如权利要求2至5任意一项所述的切割控制方法。

8.一种数码模切机，其特征在于，所述数码模切机具有如权利要求6或7所述的切割控制系统。

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