CN111070422A - 一种自动仿型锯机 - Google Patents

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吕剑波
赵保东
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Abstract

本发明公开了一种自动仿型锯机，其包括：摄像头，用于获取待加工石材的侧面图像；含有视觉成像系统的上位机，与摄像头连接，将摄像头获取的侧面图像进行分析与标记，包括分析石材侧面的颜色，标记仿型线，仿型线可为曲线或直线，并基于仿型线与石板的明显色差，由视觉成像系统自动识别该仿型线的位置，然后等间距地在仿型线上取点坐标，并发送出给下位机，与上位机通信连接，用于接收上位机发送的含有点坐标的仿型线，并根据含有点坐标的仿型线，对待加工石材进行按侧面图像进行定位切割。本发明节省了人工输入时间和模板制作时间，大大提高了石材的切割质量和切割效率，定位精度在±1mm。

Description

一种自动仿型锯机
技术领域
本发明涉及石材加工设备领域，具体涉及一种自动仿型锯机。
背景技术
现有技术中的石材切割机，一般都是用来进行直线切割，当石材切割时，靠调整支架来调节石材与刀具的切割深度。直线切割时由于没有导轨，都是靠人为掌握切割时的移动轨迹，随意性强不能保证切割质量，切割效率也非常低下。
发明内容
有鉴于此，为解决上述技术问题，本发明的目的在于提出一种能够提高切割质量和切割效率的自动仿型锯机，其能自动识别图像、简单实用。
所采用的技术方案为：
一种自动仿型锯机，其特征在于，包括：
摄像头，用于获取待加工石材的侧面图像；
含有视觉成像系统的上位机，与摄像头电连接，将摄像头获取的侧面图像进行分析与标记，包括分析石材侧面的颜色，标记仿型线，并基于仿型线与石板的明显色差，由视觉成像系统自动识别该仿型线在待加工石材上的位置，然后等间距地在仿型线上取点坐标，并发送出；
下位机，与上位机通信连接，用于接收上位机发送的含有点坐标的仿型线，并根据含有点坐标的仿型线，对待加工石材进行按侧面图像进行定位切割。
进一步地，所述仿型线为曲线或直线。
进一步地，所述仿型线画笔宽度为1-10mm。
进一步地，所述摄像头的可视范围为1200mm×600mm或1500mm×1000mm或根据市场需求定制。
进一步地，所述下位机包括：
锯片，其能X轴和Z轴移动，以及能旋转切割；其用于将待加工石材进行定位切割；
料车，其能Y轴移动；其用于承载待加工石材，并配合锯片的动作，将承载的待加工石材运至能够被锯片切割的位置；料车可旋转90度，自动旋转加工另一面；
控制单元，用于控制锯片根据含有点坐标的仿型曲线进行切割动作。
进一步地，所述下位机还包括：
锯片支架，其用于安装锯片，在所述锯片支架上设有第一电机，所述第一电机受控制单元控制，用于旋转锯片；
X轴移动装置，用于实现锯片的X轴移动；其设有X轴横梁和X轴电机；X轴横梁设有X轴滑轨，锯片支架设有与X轴滑轨适配的X轴滑板，X轴电机受控制单元控制，用于使锯片支架在X轴横梁上X轴向移动；
Z轴移动装置，用于实现锯片的Z轴移动；其设有Z轴纵梁和Z轴电机，所述X轴横梁设有Z轴滑板，所述Z轴纵梁设有与Z轴滑板相适配的Z轴滑轨；Z轴电机受控制单元控制，用于使X轴横梁在Z轴纵梁上Z轴向升降移动；
Y轴移动装置，用于实现料车的Y轴移动，其设有Y轴轨道和Y轴电机，所述料车包括支撑架和装于支撑架底部的料车滑轮，所述料车滑轮适配于Y轴轨道上，所述Y轴电机受控制单元控制，用于使料车在Y轴轨道上Y轴向移动。
进一步地，所述支撑架包括上支撑板和下支撑板，所述上支撑板的底部设有上滑轮，所述下支撑板设有所述料车滑轮；所述上支撑板的底部还设有第二电机，所述第二电机受控制单元控制，用于带动上支撑板旋转。
本发明的有益效果在于：
通过采用含有摄像头、上位机和下位机的自动仿型机，在待加工石材表面拍照成像，上位机标记分析图像标记仿型曲线，视觉成像系统自动识别仿型曲线在待加工石材上的位置，并通过下位机执行定位切割，从而大大提高了石材的切割质量和切割效率，节省了人工输入时间和模板制作时间，定位精度在±1mm。其能自动识别图像、简单实用。
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简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，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为自动仿型锯机的主视结构示意图。
图2为自动仿型锯机的右视结构示意图。
图3为经自动仿型锯机加工后的石材半成品结构示意图。
图4为进一步加工后的石材成品结构示意图。
具体实施方式
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，所描述的实施例仅仅是本发明优选的实施例，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。
参见图1和图2所示，一种自动仿型锯机，主要由摄像头100、上位机(未图示)和下位机200三大部分组成。
摄像头100，用于获取待加工石材的侧面图像；其可以进一步形成自动成像系统。例如设置位置传感器，根据位置传感器的信号自动开启摄像头进行成像，从而可以构成一自动成像系统。
上位机，含有视觉成像系统，视觉成像系统与摄像头电连接，将摄像头获取的侧面图像进行分析与标记，包括分析石材侧面的颜色，标记仿型线，该仿型线可以为曲线、直线或者两者的组合；并基于仿型线与石板的明显色差，由视觉成像系统自动识别该仿型线在待加工石材上的位置，然后等间距地在仿型线上取点坐标，并发送给下位机。一般地，仿型曲线的画笔宽度为10mm以下,一般为1-10mm,根据实际情况可以设置大小；视觉成像系统的可视范围为1200mm×600mm或1500mm×1000mm或根据市场需求定制。
视觉成像系统的分析与标记功能根据说明书记载的功能通过PLC编程完成。
下位机200，与上位机通信连接，可以无线通信也可以有线通信，下位机用于接收上位机发送的含有点坐标的仿型曲线，并根据含有点坐标的仿型曲线，对待加工石材进行定位切割。
该下位机包括：
锯片210，其能X轴和Z轴移动；其用于将待加工石材300进行定位切割；
料车220，其能Y轴移动；其用于承载待加工石材300，并配合锯片210的动作，将承载的待加工石材300运至能够被锯片切割的位置；
控制单元(未图示)，用于控制锯片210根据含有点坐标的仿型曲线进行切割动作；
锯片支架240，其用于安装锯片210，在锯片支架240上设有第一电机，锯片210为圆盘式切刀，圆盘式切刀的中心与第一电机固定连接，第一电机受控制单元控制，用于旋转锯片；
X轴移动装置250，用于实现锯片的X轴移动；其设有X轴横梁251和X轴电机252；X轴横梁251设有X轴滑轨253，锯片支架240设有与X轴滑轨适配的X轴滑板，X轴电机受控制单元控制，用于使锯片支架240在X轴横梁251上X轴向移动；
Z轴移动装置260，用于实现锯片的Z轴移动；其设有Z轴纵梁261和Z轴电机262，X轴横梁251设有Z轴滑板，Z轴纵梁261设有与Z轴滑板相适配的Z轴滑轨263；Z轴电机262受控制单元控制，用于使X轴横梁251在Z轴纵梁261上Z轴向升降移动；
Y轴移动装置270，用于实现料车的Y轴移动，其设有Y轴轨道271和Y轴电机272，所述料车220包括支撑架和装于支撑架底部的料车滑轮221，料车滑轮221适配于Y轴轨道271上，Y轴电机272受控制单元控制，用于使料车220在Y轴轨道271上Y轴向移动。
支撑架包括上支撑板222和下支撑板223，上支撑板222的底部设有上滑轮224，下支撑板223设有该料车滑轮221；上支撑板222的底部还设有第二电机225，第二电机225用于带动上支撑板222旋转。
可以设置一个控制界面用来控制上述的多个电机。
工作时，将待加工石材放置于料车上，控制料车Y轴移动，根据实际需要，控制料车的上支撑板旋转，例如90°旋转,用于自动加工待加工石材的另一面；然后摄像头拍照成像，获取待加工石材的侧面图像；含有视觉成像系统的上位机将摄像头获取的侧面图像进行分析与标记，包括分析石材侧面的颜色，标记仿型线，并基于仿型线与石板的明显色差，由视觉成像系统自动识别该仿型线在待加工石材上的位置，然后等间距地在仿型线上取点坐标，并发送给上位机，上位机接收上位机发送的含有点坐标的仿型线，通过控制单元控制X轴电机、Z轴电机和第一电机来控制锯刀根据含有点坐标的仿型线，对待加工石材进行定位切割。
切割后的石材半成品结构如图3所示，图3中的各个间隔的空槽就是锯片工作的锯路301。
在石材半成品的基础上可以通过另外设备及人工抛磨进一步加工成最终的成品，如图4所示。
上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施例的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施例或变更均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种自动仿型锯机，其特征在于，包括：
摄像头，用于获取待加工石材的侧面图像；
含有视觉成像系统的上位机，与摄像头连接，将摄像头获取的侧面图像进行分析与标记，包括分析石材侧面的颜色，标记仿型线，并基于仿型线与石板的明显色差，由视觉成像系统自动识别该仿型线的位置，然后等间距地在仿型线上取点坐标，并发送出；
下位机，与上位机通信连接，用于接收上位机发送的含有点坐标的仿型线及并根据含有点坐标的仿型线，对待加工石材进行按侧面图像进行定位切割。
2.根据权利要求1所述的自动仿型锯机，其特征在于，所述仿型线为曲线或直线。
3.根据权利要求2所述的自动仿型锯机，其特征在于，所述仿型线画笔宽度为1-10mm。
4.根据权利要求3所述的自动仿型锯机，其特征在于，所述摄像头的可视范围为1200mm×600mm或1500mm×1000mm或根据市场需求定制。
5.根据权利要求1、2、3或4所述的自动仿型锯机，其特征在于，所述下位机包括：
锯片，其能X轴和Z轴移动，以及能旋转切割；其用于将待加工石材进行定位切割；
料车，其能Y轴移动；其用于承载待加工石材，并配合锯片的动作，将承载的待加工石材运至能够被锯片切割的位置；料车可旋转90度，自动旋转加工另一面；
控制单元，用于控制锯片根据含有点坐标的仿型线进行切割动作。
6.根据权利要求5所述的自动仿型锯机，其特征在于，所述下位机还包括：
锯片支架，其用于安装锯片，在所述锯片支架上设有第一电机，所述第一电机受控制单元控制，用于旋转锯片；
X轴移动装置，用于实现锯片的X轴移动；其设有X轴横梁和X轴电机；X轴横梁设有X轴滑轨，锯片支架设有与X轴滑轨适配的X轴滑板，X轴电机受控制单元控制，用于使锯片支架在X轴横梁上X轴向移动；
Z轴移动装置，用于实现锯片的Z轴移动；其设有Z轴纵梁和Z轴电机，所述X轴横梁设有Z轴滑板，所述Z轴纵梁设有与Z轴滑板相适配的Z轴滑轨；Z轴电机受控制单元控制，用于使X轴横梁在Z轴纵梁上Z轴向升降移动；
Y轴移动装置，用于实现料车的Y轴移动，其设有Y轴轨道和Y轴电机，所述料车包括支撑架和装于支撑架底部的料车滑轮，所述料车滑轮适配于Y轴轨道上，所述Y轴电机受控制单元控制，用于使料车在Y轴轨道上Y轴向移动。
7.根据权利要求6所述的自动仿型锯机，其特征在于，所述支撑架包括上支撑板和下支撑板，所述上支撑板的底部设有上滑轮，所述下支撑板设有所述料车滑轮；所述上支撑板的底部还设有第二电机，所述第二电机受控制单元控制，用于带动上支撑板旋转。
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