CN112372079A

CN112372079A - 一种用于文字图案标牌生产的雕刻机

Info

Publication number: CN112372079A
Application number: CN202011295928.9A
Authority: CN
Inventors: 张�林
Original assignee: Chongqing Kaizhou Sign Co ltd
Current assignee: Chongqing Kaizhou Sign Co ltd
Priority date: 2020-11-18
Filing date: 2020-11-18
Publication date: 2021-02-19

Abstract

本发明公开了一种用于文字图案标牌生产的雕刻机，包括承载结构、移动装置、载物装置、固定装置、显示装置、扫描装置以及雕刻装置，承载结构包括承载箱和设置在承载箱的顶部的载重板，承载箱为中空箱体结构。本发明通过承载结构中的控制主机为装置提供扫描结果的处理与神经网络的训练，提高了雕刻机的智能性，固定装置固定需要雕刻的标牌，提高了雕刻精度，而且第一导轨与第二导轨的配合可以改变伸缩杆的位置以调节固定范围，可以适应不同大小与形状的标牌，通过显示装置为扫描与雕刻提供了良好的可视性，可以操作按钮控制装置的启动与神经网络的训练识别。

Description

一种用于文字图案标牌生产的雕刻机

技术领域

本发明涉及标牌雕刻技术领域，特别涉及一种用于文字图案标牌生产的雕刻机。

背景技术

文字图案是雕刻领域的主要内容，使用雕刻机雕刻带有文字图案的标牌也能提高标牌等标识物的生产效率，常见的文字标牌生产雕刻机主要参考是人工输入的字符。

目前，现有的用于文字图案标牌生产的雕刻机还存在着一些不足的地方，例如；现有的用于文字图案标牌生产的雕刻机不能直接识别文字，尤其是手写文字，必须由人工识别后通过键鼠等输入，输入效率低，而且错误率较高，为此我们提出了一种用于文字图案标牌生产的雕刻机。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种用于文字图案标牌生产的雕刻机，可以有效解决背景技术中不能识别手写文字、输入效率较低等问题。

为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：一种用于文字图案标牌生产的雕刻机，包括承载结构、移动装置、载物装置、固定装置、显示装置、扫描装置以及雕刻装置，所述承载结构包括承载箱和设置在所述承载箱的顶部的载重板；

所述移动装置包括通过转动轴承可转动设置在所述承载箱的下端四角处的转动座、设置在所述转动座的下端的两个转动安装块和通过转轴与两个所述转动安装块可转动相连的转轮；

所述载物装置包括设置在所述载重板的顶端的中部的载物台、设置在所述载重板的顶端的一侧的第一支撑板和设置在所述载重板的顶端的另一侧的第二支撑板；

所述固定装置包括设置在所述第一支撑板与第二支撑板的顶部的工作板、设置在所述工作板的下端的多个第一导轨和滑动设置在多个所述第一导轨的下端的多个第二导轨、可滑动设置在两个所述第二导轨的下端的多个气缸和设置在所述气缸的伸缩杆的下端的橡胶头；

所述显示装置包括设置在所述第一支撑板的外侧的显示屏和设置在所述显示屏的下端的多个按钮；

所述扫描装置包括设置在所述工作板的顶部的支撑柱、设置在所述支撑柱的另一端的下表面的灯盘、设置在所述灯盘的下端的四周的多个照明灯和设置在所述灯盘的下端的芯部的扫描灯；

所述雕刻装置包括设置在所述载重板的一侧的底座、通过第一轴承可转动设置在所述底座的第一关节、可转动设置在所述第一关节上的第二关节、可转动设置在所述第二关节上的第三关节和设置在所述第三关节的另一端的雕刻头。

进一步，所述第二关节通过传动杆与所述第一关节可转动相连，所述第一关节的两侧均设置有驱动所述传动杆带动所述第二关节转动的传动电机；所述第二关节的两侧设置有便于转动所述第三关节的调节电机，所述调节电机的输出轴与所述第三关节传动相连，所述第一关节下端设有便于驱动第一关节转动的回转电机。

进一步，所述转动座的下端设置有便于容纳所述转轮的凹槽，两个所述转动安装块位于所述凹槽的两侧；所述转动座的一侧正对所述凹槽处可转动设置在所述转动座上用于防止所述转轮转动的锁定块。

进一步，所述第一导轨为三个，所述第二导轨为两个；所述第二导轨上表面均设有与所述第一导轨相配合的第一滑槽。

进一步，所述气缸的缸体的上端设置有第二滑槽，所述第二导轨的两侧设置有第三滑槽；所述第二滑槽的两侧壁上设置有便于固定滑块的固定槽；所述滑块的另一端与所述第三滑槽相配合；

所述气缸为四个；每个所述第二导轨上滑动设置有两个所述气缸。

进一步，所述按钮为三个。

进一步，所述承载箱为中空箱体结构；所述承载箱的内部设置有控制主机。

本发明具有如下有益效果：

1、本发明通过承载结构中的控制主机为装置提供扫描结果的处理与神经网络的训练，提高了雕刻机的智能性；

2、本发明通过移动装置为装置增加了移动性，扩大了装置的活动范围，方便转移提高了生产效率；

3、本发明通过固定装置固定需要雕刻的标牌，改善了雕刻时的稳定性，提高了雕刻精度，而且第一导轨与第二导轨的配合可以改变伸缩杆的位置以调节固定范围，可以适应不同大小与形状的标牌；

4、本发明通过显示装置为扫描与雕刻提供了良好的可视性，可以操作按钮控制装置的启动与神经网络的训练识别；

5、本发明通过扫描装置可以自动识别并输入待雕刻文字，提高了雕刻效率，而且改善了输入精度；

6、本发明通过雕刻装置进行雕刻工作，三关节的机械臂控制的雕刻头为灵活雕刻提供了可能。

当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述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一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的立体图；

图2为图1中A处的放大结构示意图；

图3为图1中B处的放大结构示意图；

图4为图1中C处的放大结构示意图；

图5为本发明的主视图；

图6为图5的右视图的部分剖；

图7为神经网络结构示意图；

图8为一般BP神经网络模型示意图；

图9为手写文字的识别流程图；

图10为神经网络文字图像识别流程图。

具体实施方式

为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”“前端”、“后端”、“两端”、“一端”、“另一端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

参阅图1—6，本发明为一种用于文字图案标牌生产的雕刻机，包括承载结构100、移动装置200、载物装置300、固定装置400、显示装置500、扫描装置600以及雕刻装置700，承载结构100包括承载箱110和设置在承载箱 110的顶部的载重板130；

移动装置200包括通过转动轴承210可转动设置在承载箱110的下端四角处的转动座220、设置在转动座220的下端的两个转动安装块230和通过转轴240与两个转动安装块230可转动相连的转轮250；通过移动装置为装置增加了移动性，扩大了装置的活动范围，方便转移提高了生产效率；

载物装置300包括设置在载重板130的顶端的中部的载物台310、设置在载重板130的顶端的一侧的第一支撑板320和设置在载重板130的顶端的另一侧的第二支撑板330；

固定装置400包括设置在第一支撑板320与第二支撑板330的顶部的工作板410、设置在工作板410的下端的多个第一导轨420和滑动设置在多个第一导轨420的下端的多个第二导轨430、可滑动设置在两个第二导轨430的下端的多个气缸450和设置在气缸450的伸缩杆460的下端的橡胶头470；通过固定装固定需要雕刻的标牌，改善了雕刻时的稳定性，提高了雕刻精度，而且第一导轨与第二导轨的配合可以改变伸缩杆的位置以调节固定范围，可以适应不同大小与形状的标牌。

显示装置500包括设置在第一支撑板320的外侧的显示屏510和设置在显示屏510的下端的多个按钮520；通过显示装置为扫描与雕刻提供了良好的可视性，可以操作按钮520控制装置的启动与神经网络的训练识别；

扫描装置600包括设置在工作板410的顶部的支撑柱610、设置在支撑柱610的另一端的下表面的灯盘、设置在灯盘的下端的四周的多个照明灯620 和设置在灯盘的下端的芯部的扫描灯630；通过扫描装置可以自动识别并输入待雕刻文字，提高了雕刻效率，而且改善了输入精度；

雕刻装置700包括设置在载重板130的一侧的底座710、通过第一轴承 720可转动设置在底座710的第一关节730、可转动设置在第一关节730上的第二关节760、可转动设置在第二关节760上的第三关节770和设置在第三关节770的另一端的雕刻头790。

进一步，第二关节760通过传动杆740与第一关节730可转动相连，第一关节730的两侧均设置有驱动传动杆740带动第二关节760转动的传动电机750；第二关节760的两侧设置有便于转动第三关节770的调节电机780，调节电机780的输出轴与第三关节770传动相连；第一关节730下端设有便于驱动第一关节730转动的回转电机731，通过雕刻装置进行雕刻工作，三关节的机械臂控制的雕刻头为灵活雕刻提供了可能。

进一步，转动座220的下端设置有便于容纳转轮250的凹槽，两个转动安装块230位于凹槽的两侧；转动座220的一侧正对凹槽处可转动设置在转动座220上用于防止转轮250转动的锁定块260。

进一步，第一导轨420为三个，第二导轨430为两个；第二导轨430上表面均设有与第一导轨420相配合的第一滑槽。

进一步，气缸450的缸体的上端设置有第二滑槽，第二导轨430的两侧设置有第三滑槽；第二滑槽的两侧壁上设置有便于固定滑块440的固定槽；滑块440的另一端与第三滑槽相配合；

气缸450为四个；每个第二导轨430上滑动设置有两个气缸450。

进一步，按钮520为三个。

进一步，承载箱110为中空箱体结构；承载箱110的内部设置有控制主机120；控制主机为装置提供扫描结果的处理与神经网络的训练，提高了雕刻机的智能性。

参阅图7—10，该雕刻机使用扫描装置扫描待雕刻文字，其中，非手写文字的识别可以已经可以实现极高的识别准确度与极快的识别速度，而手写文字的识别则由控制主机120中的神经网络程序控制识别，设置好神经网络后首先导入大量样本训练网络，调整迭代步数与学习因子使其初步达到较高的识别精度，然后进行使用，在使用过程中学习以不断提高识别手写文字的准确性，本装置使用的神经网络为一个具有一个隐含层的三层BP神经网络，三个按钮520分别控制扫描、训练以及启动。

x是输入信号，w是与x相连的权重，r是神经元接收到的外部控制信号，是神经元内部的阈值，o是神经元的内部状态，c是神经元的输出信号，神经网络的原理可以解释为人脑在许多简单函数关系的联系下实现对复杂事物的反应，而人工神经网络正是通过对人脑这种利用简单函数关系解决复杂问题功能的模拟产生的。

作为当前使用最广泛的一种网络形式，BP神经网络主要由三部分结构组成，分别是对应着输入外界信号的输入层，处理输入信号的隐含层还有输出分类结果的输出层，输入层的层数一般为1，节点数根据具体情况设计，输出层的层数通常也是1，节点数根据分类需要选定，隐含层的层数则必须大于等于1，节点根据具体情况而定。神经网络利用许多特定的权重将这三部分链接在网络中。

图10的BP网络模型中输入层，隐含层以及输出层分别由x、z、y代表，输入层、隐含层和输出层的节点数数则由r，h，c表示。设此网络中输入层和隐含层之间的链接权值大小为v_ki。设输出层和隐含层之间的链接权值大小为w_kj。则隐含层节点的输出表示为：

上述公式中f1代表了隐含层之中的传递函数。设函数f2为输出层的处理函数，则在把数据代入到f2中可以得到最终的输出公式：

输入M个学习样本，分别由X1,X2,X3,…XM用来表示。这些样本数据传输进神经网络后得到输出值为

设η为期望输出，将预想输出

跟实际输出

统统代入到平方型误差公式中，得到第M个样本误差Em的表达式如下：

对于M个样本，全局误差E为：

将上述计算所得的每个误差相叠加，根据所得的叠加结果调整v_ki和w_kj，则可以实现降低全局误差E，提高精度的目的。

如上述结果所展示的，在处理、传播数据的过程中可以不断对误差进行反向调整，不仅仅输出正向数据，而且能调整各个权重的大小使系统的精确度进一步完善是BP神经网络得以被广泛使用的重要原因。BP神经网络调整学习的依据是将输出数据与作为监督信号的期望比对并将误差向后传播分配到每一层中，藉由得到的误差数据，从输入层到隐含层乃至最后的输出层权重经得到更新。在这个不断循环的过程中，各层的权重被一次次调整，最终输出的误差也在允许的迭代次数内逼近期望

本文采用BP神经网络作为识别工具是因为BP神经网络具有以下优点：

1、非线性映射能力：BP神经网络实质上是一个数学逻辑工具，拥有按照一定规律处理输入到输出关系的功能，同时BP神经网络中的激活函数可以令其拥有处理非线性问题的能力，这使得它在处理复杂的现实问题时拥有显著的优势。

2、自学习和自适应能力：在大量的训练中，在有足够丰富的输入输出数据条件下，BP神经网络可以通过自我学习提取出数据间的规律，并通过更正权重的方式“记忆”这些内容实现对输入特性的适应。

3、泛化能力：BP神经网络的设计需要保证初始分类的精度达到一定水平，以保证特征提取的准确性。这样在训练后BP神经网络就可以拥有一定程度上分类受到污染的数据的能力。

4、容错能力：BP神经网络具有高度容错性的优点，即使部分神经元损坏或初始输入存在误差也不会对整体结果产生太大的影响。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims

1.一种用于文字图案标牌生产的雕刻机，包括承载结构(100)、移动装置(200)、载物装置(300)、固定装置(400)、显示装置(500)、扫描装置(600)以及雕刻装置(700)，其特征在于：所述承载结构(100)包括承载箱(110)和设置在所述承载箱(110)的顶部的载重板(130)；

所述移动装置(200)包括通过转动轴承(210)可转动设置在所述承载箱(110)的下端四角处的转动座(220)、设置在所述转动座(220)的下端的两个转动安装块(230)和通过转轴(240)与两个所述转动安装块(230)可转动相连的转轮(250)；

所述载物装置(300)包括设置在所述载重板(130)的顶端的中部的载物台(310)、设置在所述载重板(130)的顶端的一侧的第一支撑板(320)和设置在所述载重板(130)的顶端的另一侧的第二支撑板(330)；

所述固定装置(400)包括设置在所述第一支撑板(320)与第二支撑板(330)的顶部的工作板(410)、设置在所述工作板(410)的下端的多个第一导轨(420)和滑动设置在多个所述第一导轨(420)的下端的多个第二导轨(430)、可滑动设置在两个所述第二导轨(430)的下端的多个气缸(450)和设置在所述气缸(450)的伸缩杆(460)的下端的橡胶头(470)；

所述显示装置(500)包括设置在所述第一支撑板(320)的外侧的显示屏(510)和设置在所述显示屏(510)的下端的多个按钮(520)；

所述扫描装置(600)包括设置在所述工作板(410)的顶部的支撑柱(610)、设置在所述支撑柱(610)的另一端的下表面的灯盘、设置在所述灯盘的下端的四周的多个照明灯(620)和设置在所述灯盘的下端的芯部的扫描灯(630)；

所述雕刻装置(700)包括设置在所述载重板(130)的一侧的底座(710)、通过第一轴承(720)可转动设置在所述底座(710)的第一关节(730)、可转动设置在所述第一关节(730)上的第二关节(760)、可转动设置在所述第二关节(760)上的第三关节(770)和设置在所述第三关节(770)的另一端的雕刻头(790)。

2.根据权利要求1所述的一种用于文字图案标牌生产的雕刻机，其特征在于：所述第二关节(760)通过传动杆(740)与所述第一关节(730)可转动相连，所述第一关节(730)的两侧均设置有驱动所述传动杆(740)带动所述第二关节(760)转动的传动电机(750)；所述第二关节(760)的两侧设置有便于转动所述第三关节(770)的调节电机(780)，所述调节电机(780)的输出轴与所述第三关节(770)传动相连；所述第一关节(730)下端设有便于驱动第一关节(730)转动的回转电机(731)。

3.根据权利要求1所述的一种用于文字图案标牌生产的雕刻机，其特征在于：所述转动座(220)的下端设置有便于容纳所述转轮(250)的凹槽，两个所述转动安装块(230)位于所述凹槽的两侧；所述转动座(220)的一侧正对所述凹槽处可转动设置在所述转动座(220)上用于防止所述转轮(250)转动的锁定块(260)。

4.根据权利要求1所述的一种用于文字图案标牌生产的雕刻机，其特征在于：所述第一导轨(420)为三个，所述第二导轨(430)为两个；所述第二导轨(430)上表面均设有与所述第一导轨(420)相配合的第一滑槽。

5.根据权利要求4所述的一种用于文字图案标牌生产的雕刻机，其特征在于：所述气缸(450)的缸体的上端设置有第二滑槽，所述第二导轨(430)的两侧设置有第三滑槽；所述第二滑槽的两侧壁上设置有便于固定滑块(440)的固定槽；所述滑块(440)的另一端与所述第三滑槽相配合；

所述气缸(450)为四个；每个所述第二导轨(430)上滑动设置有两个所述气缸(450)。

6.根据权利要求1所述的一种用于文字图案标牌生产的雕刻机，其特征在于：所述按钮(520)为三个。

7.根据权利要求1所述的一种用于文字图案标牌生产的雕刻机，其特征在于：所述承载箱(110)为中空箱体结构；所述承载箱(110)的内部设置有控制主机(120)。