CN111411501A - 一种非接触式喷墨画线设备及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种非接触式喷墨画线设备及方法，喷墨画线设备包括：工作台、送料装置、画线装置、驱动装置、照明装置、定位装置和处理器；送料装置安装在工作台上，驱动装置安装在工作台上，且驱动装置上安装有画线装置；工作台包括依次相邻的上料区域、画线区域和烘干出料区域，照明装置安装在工作台上且位于画线区域的下方，定位装置安装在画线区域的上方，定位装置能够确定布料所在画线区域的位置，在照明装置的照射下，画线区域内没有布料的位置将会是明亮的，而有布料的位置会是相对较黑暗有阴影，阴影的轮廓即为布料的轮廓，定位装置根据阴影的轮廓能够精确的定位布料，从而实现高精度的画线要求。

Description

一种非接触式喷墨画线设备及方法

技术领域

本发明涉及画线设备领域，尤其涉及一种非接触式喷墨画线设备及方法。

背景技术

在对鞋、球等皮料在制作过程中，需要对皮料进行画线，然后根据画线对皮料进行加工，现有技术中，喷墨画线设备中灯源都设置在待画线的布料的上方，灯源对布料进行照明后，画线设备中的定位机构对布料进行拍照、定位。将灯源设置在布料的上方或两侧，容易出现反光或者出现阴影的情况，出现因为定位不准确而使得画线的精度达不到要求的情况。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明提供了一种非接触式喷墨画线设备及方法，旨在解决现有技术中因为定位不准确而使得画线的精度达不到要求的问题。

(二)技术方案

为了解决上述问题，本发明提供了一种非接触式喷墨画线设备，其特征在于，所述喷墨画线设备包括：工作台、送料装置、画线装置、驱动装置、照明装置、定位装置和处理器；

所述送料装置安装在所述工作台上，所述驱动装置安装在所述工作台上，且所述驱动装置上安装有所述画线装置；

所述工作台包括依次相邻的上料区域、画线区域和烘干出料区域，所述照明装置安装在所述工作台上且位于所述画线区域的下方，所述定位装置安装在所述画线区域的上方，所述定位装置能够确定布料所在所述画线区域的位置；

所述送料装置能够将所述上料区域的布料传输至所述画线区域和所述烘干出料区域，且所述处理器能够控制所述画线装置在所述画线区域的任意位置按照设定的轨迹运动。

优选地，所述驱动装置为机械手，且所述画线装置安装在所述机械手的末端。

优选地，所述机械手包括依次连接的安装底座、至少一个第一旋转臂、第二旋转臂和升降杆；

所述安装底座固定安装在所述工作台上，所述第一旋转臂的一端与所述安装底座转动连接，所述第一旋转臂的另一端与所述第二旋转臂的一端转动连接，所述第二旋转臂与所述升降杆可移动连接。

优选地，所述画线装置包括喷嘴、喷墨底座、控制阀和染料容器；

所述喷嘴和所述控制阀均安装在所述喷墨底座上，所述染料容器通过所述控制阀与所述喷嘴相连，所述喷墨底座固定安装在所述升降杆上。

优选地，所述送料装置包括：皮带、滚筒和电机；

所述工作台的两端均安装有所述滚筒，所述皮带通过两个所述滚筒安装在所述工作台上，所述电机能够驱动至少一个所述滚筒转动。

优选地，所述皮带为透明材质。

优选地，所述定位装置包括：摄像机和图像处理单元；

所述摄像机设置在所述画线区域的上方，且与所述图像处理单元通信连接。

优选地，本发明还提供了一种非接触式喷墨画线方法，所述方法基于如上述的非接触式喷墨画线设备设施，所述方法包括：

S1：所述定位装置对所述画线区域内的布料进行定位，确认布料在所述画线区域的位置信息；

S2：所述处理器根据布料在所述画线区域的所述位置信息通过控制所述驱动装置，进而驱动所述画线装置在布料上按照设定的轨迹画线。

优选地，所述步骤S1具体包括：

S11：所述照明装置对所述画线区域进行照明；

S12：所述摄像机对所述画线区域进行拍照得到照片样张；

S13：所述图像处理单元根据所述照片样张对所述画线区域内的布料进行定位，确认布料在所述画线区域的所述位置信息。

(三)有益效果

本发明将通过将通过将照明装置设置在画线区域的下方，即布料的下方。在进行定位时，在照明装置的照射下，画线区域内没有布料的位置将会是明亮的，而有布料的位置会是相对较黑暗的，黑暗的轮廓即为布料的轮廓，定位装置根据黑暗的轮廓能够精确的定位布料，从而实现高精度的画线要求。

附图说明

图1为发明一种非接触式喷墨画线设备的正视图；

图2为为发明一种非接触式喷墨画线设备的整体示意图；

图3为为发明中机械手与画线装置的装配示意图；

图4为图3在A处的放大图；

图5为本发明一种非接触式喷墨画线方法的流程图；

图6为本发明中定位装置对布料进行定位的流程示意图。

【附图标记说明】

1：工作台；11：烤箱；2：送料装置；21：皮带；22：滚筒；3：机械手；31：安装底座；32：第一旋转臂；33：第二旋转臂；34：升降杆；4：画线装置；41：喷嘴；42：喷墨底座；43：控制阀；44：染料容器；5：照明装置；6：定位装置。

具体实施方式

为了更好的解释本发明，以便于理解，下面结合附图，通过具体实施方式，对本发明作详细描述。

需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本发明提供了一种非接触式喷墨画线设备，包括：工作台1、送料装置2、画线装置4、驱动装置、照明装置5、定位装置6和处理器。

送料装置2安装在工作台1上，驱动装置安装在工作台1上，且驱动装置上安装有画线装置4。工作台1包括依次相邻的上料区域、画线区域和烘干出料区域，照明装置5安装在工作台1上且位于画线区域的下方，定位装置6安装在画线区域的上方，定位装置6能够确定布料所在画线区域的位置，照明装置5在对画线区域内进行照明时，画线区域上有布料的地方在定位装置6的探测下是一片阴影，阴影的轮廓就是布料的轮廓，将照明装置5设置在画线区域的下方更有利于定位装置6对画线区域内的布料进行定位，使得定位更加准确，从而使得画线的精度得到有效的提高。同时，通过定位装置6和照明装置5的配合自动对布料进行定位，无需人工定位，或者也无需限定布料在画线装置4上的位置。只需要将布料放置在送料装置2上，待送料装置2将布料运输至画线区域，定位装置6即可完成对布料的定位，为后续的自动化画线提供了基础。送料装置2能够将上料区域的布料传输至画线区域和烘干出料区域，且处理器能够控制画线装置4在画线区域的任意位置按照设定的轨迹运动。具体地，处理器根据定位装置6对布料进行定位后的结果，通过控制驱动装置在布料上按照设定的轨迹运动，进而带动画线装置4在布料上按照设定的轨迹进行画线。整个过程自动化完成。

在优选的实施例中，驱动装置可以为机械手3，且画线装置4安装在机械手3的末端。机械手3包括依次连接的安装底座31、至少一个第一旋转臂32、第二旋转臂33和升降杆34。安装底座31固定安装在工作台1上，在优选的实施例中，第一旋转臂32为一个，安装底座31上开设有多个安装孔，工作台1上设置有与安装孔相配合的内螺纹孔，安装底座31通过插入内螺纹孔内的紧固件安装在工作台1上。其中，紧固件可以为螺栓或螺钉。紧固件穿过安装底座31上的安装孔并拧入工作台1上对应位置的内螺纹孔即可将机械手3安装在工作台1上，同时安装底座31在工作台1上的安装位置并不与送料装置2在工作台1上的位置重合，从而使得机械手3不会影响到送料装置2的送料工作。

第一旋转臂32的一端与安装底座31转动连接，第一旋转臂32的另一端与第二旋转臂33的一端转动连接，具体地，其中第一旋转臂32能够在伺服电机和传动机构(例如，伺服电机通过谐波齿轮减速器控制第一旋转臂32)的配合带动下，绕着安装底座31旋转。第一旋转臂32的另一端与第二旋转臂33的一端转动连接，其中，第二旋转臂33能够在另外的伺服电机和传动机构(例如，伺服电机通过谐波齿轮减速器控制第一旋转臂32)的配合下，绕着第一旋转臂32的另一端旋转，第二旋转臂33与升降杆34可移动连接(至少包括第二旋转臂33与升降杆34能够相对转动或者滑动的连接情况中的一种)，当升降杆34与第二旋转臂33为转动连接时，升降杆34与第二旋转臂33的连接处可以设置为丝杆螺母的形式，将升降杆34的旋转运动转化为在竖直方向上的上下运动，通过控制升降杆34的旋转即可实现升降杆34在竖直方向上的上下运动，同时，若为了精确的控制升降杆34，还可以将升降杆34与第二旋转臂33的连接处设置为滚珠丝杆的形式。当升降杆34与第二旋转臂33为滑动连接时，可以将升降杆34设置为电动推杆的形式，直接控制升降杆34在竖直方向上的上下运动。

使用机械手3做为驱动画线装置4的驱动源，在画线区域对布料进行画线，能够减少误差累积，达到高精度画线的要求，且机械手3在现有的技术中应用广泛，在后续的日常维护和维修都比较方便，更换机械手3的成本也是相对便宜。使得本发明非接触式喷墨画线设备能够长期频繁的画线，满足高强度的工作需要。

在另外的实施例中，驱动机构还可以采用导轨的形式安装在工作台1上，具体的，通过安装相互垂直的X，Y导轨来配合使用，使得画线装置4能够在画线区域的所在的平面上做任意轨迹的运动。

进一步地，画线装置4包括喷嘴41、喷墨底座42、控制阀43和染料容器44；喷嘴41和控制阀43均安装在喷墨底座42上，染料容器44通过控制阀43与喷嘴41相连，喷墨底座42固定安装在升降杆34上。烘干出料区域的上方设置有烤箱11。染料容器44中设置有画线时所需要的墨水，通过控制阀43控制染料容器44中的墨水与喷嘴41的通断，当本发明非接触式喷墨画线设备在进行画线时，控制阀43控制染料容器44与喷嘴41相通，同时驱动机构按照设定的轨迹运动，喷嘴41进行喷墨，进行画线。当完成画线动作后，控制阀43控制染料容器44与喷嘴41的管路断开，送料装置2将已经完成画线的布料传输至烘干出料区域，烘干出料区域中的布料在烤箱11的作用下，布料上由墨水画的线迅速烤干出料。布料从画线到出料，整个过程耗时短，生产周期短，效率得到极大地提高。

更进一步地，送料装置2包括：皮带21、滚筒22和电机。工作台1的两端均安装有滚筒22，皮带21通过两个滚筒22安装在工作台1上，电机能够驱动至少一个滚筒22转动带动皮带21绕着滚筒22运动。通过电机将皮带21上的布料在上料区域、画线区域和烘干出料区域之间进行传输，实现自动化生产。优选地，皮带21为透明材质，将皮带21设置为通明材质，有利于画线区域下方的照明装置5的照明，使得皮带21上没有布料的位置和有布料的位置存在显著的亮度差别，即皮带21上没有布料的位置亮度大，而皮带21上有布料的位置亮度低，有阴影，定位装置6更容易区分皮带21上有无布料的位置，使得定位更加准确。

最后，定位装置6包括：摄像机和图像处理单元。摄像机设置在画线区域的上方，且与图像处理单元通信连接，摄像机在对画线区域进行拍照后，将照片发送至图像处理单元，图像处理单元根据照片对画线区域内的布料进行定位，确认布料在画线区域的位置信息。

此外本发明还提供了一种非接触式喷墨画线方法，该方法基上述非接触式喷墨画线设备实施，方法包括：

S1：定位装置6对画线区域内的布料进行定位，确认布料在画线区域的位置信息。

S2：处理器根据布料在画线区域的位置信息通过控制驱动装置，进而驱动画线装置4在布料上按照设定的轨迹画线。

本方法实现了自动化画线，由于在本方法中的非接触式喷墨画线设备中的照明装置5为画线区域的下方，在照明装置5的照射下，定位装置6对布料的定位更加准确，使得按照本方法进行画线时，能够达到高精度的要求。

进一步地，步骤S1具体包括：

S11：照明装置5对画线区域进行照明。

S12：摄像机对画线区域进行拍照得到照片样张。

S13：图像处理单元根据照片样张对画线区域内的布料进行定位，确认布料在画线区域的位置信息。

由于画线区域下方的照明装置5的照明，使得皮带21上没有布料的位置和有布料的位置存在显著的亮度差别，即皮带21上没有布料的位置亮度大，而皮带21上有布料的位置亮度低，有阴影，这样使得照片样张上的有无布料的位置的区别更加明显，图像处理单元对布料在画线区域的定位更加容易，对应的定位更加准确。

通过本发明提供的非接触式喷墨画线方法结合本发明提供的非接触式喷墨画线设备设施，使得定位装置6能够对画线区域内的布料进行准确的定位，实现高精度的画线。

需要理解的是，以上对本发明的具体实施例进行的描述只是为了说明本发明的技术路线和特点，其目的在于让本领域内的技术人员能够了解本发明的内容并据以实施，但本发明并不限于上述特定实施方式。凡是在本发明权利要求的范围内做出的各种变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种非接触式喷墨画线设备，其特征在于，所述喷墨画线设备包括：工作台、送料装置、画线装置、驱动装置、照明装置、定位装置和处理器；

所述送料装置安装在所述工作台上，所述驱动装置安装在所述工作台上，且所述驱动装置上安装有所述画线装置；

所述工作台包括依次相邻的上料区域、画线区域和烘干出料区域，所述照明装置安装在所述工作台上且位于所述画线区域的下方，所述定位装置安装在所述画线区域的上方，所述定位装置能够确定布料所在所述画线区域的位置；

所述送料装置能够将所述上料区域的布料传输至所述画线区域和所述烘干出料区域，且所述处理器能够控制所述画线装置在所述画线区域的任意位置按照设定的轨迹运动。

2.如权利要求1所述的非接触式喷墨画线设备，其特征在于，所述驱动装置为机械手，且所述画线装置安装在所述机械手的末端。

3.如权利要求2所述的非接触式喷墨画线设备，其特征在于，所述机械手包括依次连接的安装底座、至少一个第一旋转臂、第二旋转臂和升降杆；

所述安装底座固定安装在所述工作台上，所述第一旋转臂的一端与所述安装底座转动连接，所述第一旋转臂的另一端与所述第二旋转臂的一端转动连接，所述第二旋转臂与所述升降杆可移动连接。

4.如权利要求3所述的非接触式喷墨画线设备，其特征在于，所述画线装置包括喷嘴、喷墨底座、控制阀和染料容器；

所述喷嘴和所述控制阀均安装在所述喷墨底座上，所述染料容器通过所述控制阀与所述喷嘴相连，所述喷墨底座固定安装在所述升降杆上。

5.如权利要求1-3中任意一项所述的非接触式喷墨画线设备，其特征在于，所述送料装置包括：皮带、滚筒和电机；

所述工作台的两端均安装有所述滚筒，所述皮带通过两个所述滚筒安装在所述工作台上，所述电机能够驱动至少一个所述滚筒转动。

6.如权利要求5所述的非接触式喷墨画线设备，其特征在于，所述皮带为透明材质。

7.如权利要求1-3中任意一项所述的非接触式喷墨画线设备，其特征在于，所述定位装置包括：摄像机和图像处理单元；

所述摄像机设置在所述画线区域的上方，且与所述图像处理单元通信连接。

8.一种非接触式喷墨画线方法，其特征在于，所述方法基于如权利要求1-7中任意一项所述的非接触式喷墨画线设备设施，所述方法包括：

S1：所述定位装置对所述画线区域内的布料进行定位，确认布料在所述画线区域的位置信息；

S2：所述处理器根据布料在所述画线区域的所述位置信息通过控制所述驱动装置，进而驱动所述画线装置在布料上按照设定的轨迹画线。

9.如权利要求8所述的非接触式喷墨画线方法，其特征在于，所述步骤S1具体包括：

S11：所述照明装置对所述画线区域进行照明；

S12：所述摄像机对所述画线区域进行拍照得到照片样张；

S13：所述图像处理单元根据所述照片样张对所述画线区域内的布料进行定位，确认布料在所述画线区域的所述位置信息。

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