CN213012923U - 一种真皮自动修边机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种真皮自动修边机，包括依次相连的送皮机、识别机及修边机，还包括工业计算机；送皮机包括第一传送带和设置在第一传送带上方的压辊，所述识别机包括第二传送带和架设在第二传送带上方的工业相机，所述修边机和所述识别机公用第二传送带，所述修边机包括架设在第二传送带上方的修整装置。本实用新型设计一种机器结构，能够搭载切割刀头，替代人工，实现对真皮不规则的边缘自动化修整，节省人力、降低劳动强度；切割时行进速度需可达到数十米/分钟，且整体工作过程需体现高效率；配置专用视觉系统，用于拍摄行进中或静止的真皮，并根据拍摄到的图像自动确定修边方案；配置专用切割系统，自动生成修边的切割程序，免去人工编程。

Description

一种真皮自动修边机

技术领域

本实用新型属于不规则边缘自动修剪技术领域，具体涉及一种真皮自动修边机。

背景技术

所谓“真皮”是指使用动物的皮制作加工而成的材料。其特点是：在没有底部支撑的部位，由于自身重力作用，能向下发生变形，也会因为外力作用发生翘曲。

它们的边缘呈现无规则变化，生产中经常需要对这些材料的边缘进行修整，其修整较为复杂。从毛皮到成品皮的制造过程中，一般都需要对皮革外形进行多次修整，去除其外边缘处各种缺陷，使其满足后续的加工工艺要求、使用要求以及人们对动物皮革的形状心理期望。由于皮革外形不规则，在外边缘处还可能存在各种缺陷(如孔洞、疤痕、松散、重叠等)，且每一张皮革的外形都互不相同。因此，修剪时需要具体边缘情况确定方案。目前皮革生产商主要采用人工修剪，即通过人眼判断外形走向、设别皮革边缘存在的缺陷，根据操作人员的经验，利用剪刀对皮革进行手工修剪。而由于对修剪的工艺要求越来越高，在追求高质量修边的同时也要求高速的效率，很多时候手工修剪，难以保证修边的质量以及高的得革率，同时效率也比较低。

材料的边缘修整，目的是去除边缘不符要求的部分材料，属于切割范畴，但是不同于一般的修剪分割。一般的薄片类材料修剪分割，目的是切割分片，目前很多行业已经采用机器逐步取代传统的手工操作，对软材料进行自动排样、修剪，如布匹、皮革加工领域，使用计算机控制的软材料自动修剪系统，能够根据设计好的排样图，由电脑控制修剪头自动修剪材料，并且功能越来越强，广泛用于服装、汽车座椅与内饰件和家具等行业。这类修边机器适用于把大件的材料修剪为各种形状的小件裁片。但是用于修整材料的不规则边缘，需要把边缘修整作为修剪排样的一种特殊情况进行处理，视觉扫描后，需要人工编辑图形、修改切割方案，工序复杂，效率十分低下，远低于人工修剪，大批量生产中没有实际意义。

实用新型内容

本实用新型针对目前的不足，创新一种真皮自动修边机，代替人工对真皮边缘进行修剪。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

一种真皮自动修边机，其特征在于，包括依次相连的送皮机、识别机及修边机，还包括工业计算机；所述送皮机包括第一传送带和设置在第一传送带上方的压辊，所述识别机包括第二传送带和架设在第二传送带上方的工业相机，所述修边机和所述识别机公用第二传送带，所述修边机包括架设在第二传送带上方的修整装置；在送皮机上，皮料由所述第一传送带传送并被压辊碾压平整，而后皮料被传送到识别机上，由第二传送带传送并被所述工业相机扫描，最后皮料被传送到修边机，由第二传送带传送并被所述修整装置修整边缘，所述工业计算机和工业相机、修整装置相连。

优选地，所述送皮机还包括导轨、送皮机机架及驱动电机，所述送皮机机架通过滚轮安装在所述导轨上；所述第一传送带安装在所述送皮机机架上，由所述驱动电机驱动；所述压辊横架在所述第一传送带上，且所述压辊的两端固定在所述送皮机机架上。

优选地，所述第二传送带上设有若干网眼，所述识别机还包括光感系统所述光感系统设置在第二传送带下方，和所述工业相机上下对应，包括光源、光源外罩、光源外罩驱动电机以及光源传动机构，所述光源外罩驱动电机通过所述光源传动机构驱动所述光源外罩旋转，所述光源内置在所述光源外罩中。

优选地，所述光源传动机构包括皮带轮和皮带，所述皮带套在所述光源外罩上。

优选地，所述识别机还包括抗干扰组件，所述抗干扰组件位于所述第二传送带上方，且位于所述工业相机下方。

优选地，所述修整装置包括横向线性运动单元、纵向线性运动单元以及刀头组件，所述横向线性运动单元设置在纵向线性运动单元上，所述刀头组件设置在横向线性运动单元上，所述纵向线性运动单元带动所述横向线性运动单元和所述刀头组件沿纵向移动，所述横向线性运动单元带动刀头组件沿横向移动。

优选地，所述纵向线性运动单元包括纵向驱动减速电机、纵向线性移动模组以及纵向移动滑块，所述纵向线性移动模组沿所述第二传送带传送方向延伸设置，且位于所述第二传送带的两侧，所述纵向移动滑块位于所述纵向移动模组上，在所述纵向减速电机驱动下在所述纵向线性模组上滑动。

优选地，所述横向线性运动单元包括横向驱动减速电机、横向线性移动模组以及横向移动滑块，所述横向线性移动模组横跨在第二传送带上方，且两端分别连接在纵向移动滑块上，所述横向移动滑块设置在所述横向线性移动模组上，在所述横向减速电机驱动下在所述横向线性模组上滑动；所述刀头组件安装在所述横向移动滑块上。

优选地，所述刀头组件包括刀头移动滑块、伺服电机、振动刀电机及振动刀，所述伺服电机、振动刀电机以及振动刀安装在刀头移动滑块上，所述刀头移动滑块安装在横向移动滑块上，在所述伺服电机驱动下上下移动。

优选地，所述修边机还包括真空吸附装置，所述真空吸附装置位于所述第二传送带下方，所述真空吸附装置具有若干个，对应位于修边机的所述第二传送带的不同区域，所述吸附装置上连接有气管，所述气管上安装有电控阀，所述电控阀和所述工业计算机连接。

上述技术方案可以得到以下有益效果：

(1)本实用新型设计一种机器结构，能够搭载切割刀头，替代人工，实现对真皮不规则的边缘自动化修整，节省人力、降低劳动强度；切割时行进速度需可达到数十米/分钟，且整体工作过程需体现高效率；配置专用视觉系统，用于拍摄行进中或静止的真皮，并根据拍摄到的图像自动确定修边方案；配置专用切割系统，自动生成修边的切割程序，免去人工编程。

(2)本实用新型的真皮自动修边机，送皮机能够将被修整材料展平在机器传送带上，设别机对其外形轮廓及表面状况进行视觉识别，用振动刀对材料外形进行自动修整切割。机器配置自主研发的专用程序控制，替代人眼、人手，获取边缘几何信息(形状、孔洞等)、计算切割路径、从视觉识别到确定修整轨迹、再到修整加工，全部过程由机器自动完成。并且，修边机对前一件材料进行修整加工的同时间段内，视觉识别机对后一件材料完成识别、加工轨迹计算等计算工作，使修整生产率成倍提高。这种机器，特别适合用于代替人工，修整动物皮革这类天然材料，加工质量好、效率高。

(3)该机器是一种专用装备，是为真皮外形修边量身打造的专用设备，用途专一。其组成部分是特别设计、配置的，其工艺过程是特定的，控制系统软件也是专门开发的。本实用新型具备独特专用的组成与结构形式，其工艺过程、使用用途、具体结构明显不同于一般的电脑自动裁剪机。

(4)该机器相对于布匹、皮革电脑裁剪机而言，工作原理不同于普通电脑裁剪机，其修剪路径是由每张皮特定的边缘所决定的，没有人为指定或规则的形状，且无需人工编程；不同于电脑裁剪机的适用范围，本机器具备独特专用的组成与结构形式，专用于真皮外形修整，修整效率远远高于利用电脑裁剪机修整同类外形。

附图说明

图1是本实用新型的示意图。

图2是本实用新型的送皮机示意图。

图3是本实用新型的识别机和修边机的示意图。

图4是本实用新型的识别机的示意图。

图5是本实用新型的修边机的俯视图。

图中：

1、送皮机，2、识别机，3、修边机，4、光感系统，5、真空吸附装置，6、主传送带驱动机构，7、修整装置，8、工业相机，9、第一传送带，10、工业计算机，11、导轨，12、驱动电机，13、送皮机机架，14、压辊，21、视觉传送带驱动装置，22、视觉传送带，3、光感系统，23、抗干扰机构，24、相机支架，8、工业相机，31、毛毡传送带，32、机架，331、纵向线性移动模组，332、纵向驱动减速电机，333、纵向移动滑块，334、铝型材横梁，341、横向线性移动模组，342、横向移动滑块，343、横向驱动减速电机，351、伺服电机，352、振动刀电机，353、振动刀，41、光源，42、光源外罩，43、光源传动机构，45、光感外罩驱动电机。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步的说明：

如图1、2所示，一种真皮自动修边机，包括依次相连的送皮机1、识别机2及修边机3，还包括工业计算机10；送皮机1包括第一传送带9和设置在第一传送带9上方的压辊14，识别机2包括第二传送带和架设在第二传送带上方的工业相机8，修边机3和识别机2公用第二传送带，修边机3包括架设在第二传送带上方的修整装置7；在送皮机1上，皮料由第一传送带9传送并被压辊碾压平整，而后皮料被传送到识别机2上，由第二传送带传送并被工业相机8扫描，最后皮料被传送到修边机3，由第二传送带传送并被修整装置7修整边缘，工业计算机10和工业相机8、修整装置7相连。

送皮机1用于接收前序输送线或人工送来的待修整材料，上设置有展平物料的压辊14，保证把被切割材料摊开展平，为后续视觉设别与切割加工做好准备。设别机2上装有工业相机8，用于对待修整材料进行扫描获取图像，判别边缘具体情况，由工业计算机10内控制软件生成处理方案，形成修整轨迹。修边机3上装载修整装置7，根据计算机送来的运动轨迹指令，对材料进行移动修整切割。主传送带驱动机构6驱动第二传送带前进，在修边机3和识别机2(送皮机1的第一传送带是独立的)上，环绕图1所示的虚线做循环运动，第二传送带9上表面搭载被修整材料，工业计算机10装有专用软件。

继续参考图2，送皮机1还包括导轨11、送皮机机架13及驱动电机12，送皮机机架13通过滚轮安装在导轨11上；第一传送带9安装在送皮机机架13上，由驱动电机12驱动；压辊14横架在第一传送带9上，且压辊14的两端固定在送皮机机架13上。

送皮机机架13通过滚轮安装在导轨11上，可以沿着导轨11移动以调整合适的工作位置。机架上装有第一传送带9，驱动装置可以驱动第一传送带9做循环传送，把一张一张真皮传送给设别机2上的视觉传送带。压辊14能够对其下方通过的真皮进行碾压，使真皮翘曲部分变得平整，其压紧力可以调整。

如图3所示，在机架32一端装有主传送带驱动装置6，内含有减速伺服电机，用以提供第二传送带驱动动力。工作时，主传送带驱动装置6内的减速伺服电机受计算机伺服单元控制，驱动主传送带平稳前进。

修边机3和识别机2共用一个机架32，在机架32一端装有主传送带驱动装置6，内含有减速伺服电机，用以提供第二传送带驱动动力。工作时，主传送带驱动装置6内的减速伺服电机受工业计算机伺服单元控制，驱动第二传送带平稳前进。第二传送带和识别机相对应的部分为视觉传动带22，第二传送带和修边机3相对的部分为毛毡传送带31。

视觉传送带22上设有若干网眼，识别机还包括光感系统，4结合图4所示，光感系统4设置在视觉传送带22下方，和工业相机8上下对应，包括光源41、光源外罩42、光源外罩驱动电机45以及光源传动机构43，光源外罩驱动电机45通过光源传动机构43驱动光源外罩42旋转，光源41内置在光源外罩42中。

工业相机8安装在相机支架24上方适合的高度，光感系统4位于机架内部，光感系统4用于提高设别机2扫描的可靠性。视觉传送带22上有很多网眼，当视觉传送带22搭载被修整材料经过设别区域时，光感系统4内部设有圆柱形光源41，其外设置有保护外罩，该光源从机架32内部向上发出强光，光线从视觉传送带22的孔洞透射出来，放置有被修整材料的区域不能透射，如此增强有、无材料两部分区域的光线强度差别，提高工业相机8扫描效果的可靠性。工业相机8与视觉传送带配合，在视觉传送带22搭载材料前行运动中，对经过的材料进行扫描。

光源传动机构43包括皮带轮和皮带，皮带套在光源外罩42上，光源外罩驱动电机45通过皮带和皮带轮带动光源外罩42旋转，光感系统驱动电机41定时启动，通过光源传动机构43带动光源外罩42转动，使外表面保持整洁。

继续参考图3，识别机2还包括抗干扰组件23，进一步提高设别精度，抗干扰组件23位于视觉传送带22上方，且位于工业相机8下方。抗干扰组件23设置在相机支架24上，抗干扰组件23把当前扫描范围边缘之外的光线遮挡住，避免多余背景光对工业相机8的干扰。计算机内的专用设别软件将扫描信息进行拼接，按照软件里给定的专用方法设别出被切割材料的边缘，并对材料边缘处各种缺陷进行判断，根据专门研发的特定算法计算出修整轨迹。

结合图3、5所示，修整装置包括横向线性运动单元、纵向线性运动单元以及刀头组件，横向线性运动单元设置在纵向线性运动单元上，刀头组件设置在横向线性运动单元上，纵向线性运动单元带动横向线性运动单元和刀头组件沿纵向移动，横向线性运动单元带动刀头组件沿横向移动。

纵向线性运动单元包括纵向驱动减速电机332、纵向线性移动模组331以及纵向移动滑块333，纵向线性移动模组331沿第二传送带传送方向延伸设置，且位于第二传送带的两侧，纵向移动滑块333位于纵向移动模组331上，在纵向减速电机332驱动下在纵向线性模组331上滑动。

横向线性运动单元包括横向驱动减速电机343、横向线性移动模组341以及横向移动滑块342，横向线性移动模组341横跨在第二传送带上方，且两端分别连接在纵向移动滑块333上，横向移动滑块342设置在横向线性移动模组341上，在横向驱动减速电机343驱动下在横向线性移动模组341上滑动；刀头组件安装在横向移动滑块342上。

刀头组件包括刀头移动滑块、伺服电机351、振动刀电机352及振动刀353，伺服电机351、振动刀电机353以及振动刀353安装在刀头移动滑块上，刀头移动滑块安装在横向移动滑块342上，在伺服电机351驱动下上下移动。

毛毡传送带31与下方支撑机架32形成搭载真皮的台面，毛毡传送带31同时又能起到传送带的作用，在主传送带驱动机构6驱动下，可以循环传动。横向驱动减速电机343安装在横向线性移动模组341的一端，与横向线性移动模组341及横向移动滑块342构成横向线性运动单元，该单元安装在纵向线性移动模组331的纵向移动滑块333上表面。纵向驱动减速电机332与纵向线性移动模组331及纵向移动滑块333构成纵向线性运动单元，纵向线性移动模组331有两组，分置在机架32的前后两边，通过铝型材横梁334连接成框架结构，该框架结构安装在机架32上。纵向驱动减速电机332安装在铝型材横梁334的中部，通过两根传动半轴驱动纵向移动滑块333沿纵向线性移动模组331左右移动，进而带动横向线性运动单元整体左右移动。纵向、横向运动单元分别执行计算机数控系统发来的纵向、横向移动指令，在平面内，可以互相精确协调运动关系，沿任意曲线移动。本实用新型的装置，用于对真皮外形的修整，这些不规则的外形，被控制系统分解为很多直线段或圆弧组成。修边机3的数控伺服单元，执行的加工指令就是实现这些直线段或圆弧的运动轨迹。它们的伺服驱动方式，与一般的数控机床运动类似。伺服电机负担高度方向的运动驱动。纵、横向模组和高度变化的运动受计算机伺服系统所控，按照指令带动振动刀进行移动。

刀头安装在横向移动滑块的外表面，可以由纵、横向两组线性运动单元搭载着，沿任意曲线实现移动。刀头可采用振动刀353，振动刀353由专业的厂家生产，是目前在柔性材料切割工艺上用的较为广泛的一款加工装置，利用刀片的上下高频率振动进行裁切，能够实现精细切割，具有精度高、切割速度快、不限于切割图案的限制，可自动上下料，切口平滑、加工成本低等特点。本实用新型的，无论两组线性基本运动单元是否移动，刀头可以根据控制系统指令进行动作，实现对被修整材料的切割。工作时，材料进入修整区域，振动刀353电机的动作受计算机伺服系统所控，振动刀353的刀片按照指令在移动中对材料进行连续切割。

修边机3还包括真空吸附装置5，设于修边机3台面下方，真空吸附装置5位于第二传送带下方，真空吸附装置5上连接有气管，气管上安装有电控阀，电控阀和工业计算机连接。

真空吸附装置5用于吸附真皮，保证真皮被切割时不改变位置。真空吸附装置5可以是一个整体或者分区进行吸附。真空吸附装置5用于对台面进行抽真空吸附。在真皮修边机3主机运行过程中，设置的真空吸附装置5可以保证修边机3主机台面上的待修剪材料贴附于台面，不会因为震动而发生移位或者脱落等，确保真皮修边机3主机的修剪精确度。

也可以将台面分成多个吸附区，每个吸附区为一个独立的区域并分别通过带有电控阀的气管连接吸附装置，各电控阀分别与真皮修边机的主控系统连接，由主控系统控制电控阀的开启和关闭，主控系统内预存有各吸附区在台面上的位置；主控系统计算真皮修边机主机机头修剪时在台面上的坐标点，根据计算得到的坐标点，寻找该坐标点所匹配的吸附区在台面上的位置，并在找到该吸附区的位置后，开启对应该位置用于连接吸附区和吸附装置的气管上的电控阀。在不改变吸附装置功率的前提下，有效提高了吸附装置对台面的局部吸附力，防止待修剪材料发生移位或者脱落。

以上所述均为本实用新型的优选实施方式，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本实用新型的原理前提下，对本实用新型的各种等价形式的修改均属于本申请所附权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种真皮自动修边机，其特征在于：包括依次相连的送皮机、识别机及修边机，还包括工业计算机；所述送皮机包括第一传送带和设置在第一传送带上方的压辊，所述识别机包括第二传送带和架设在第二传送带上方的工业相机，所述修边机和所述识别机共用第二传送带，所述修边机包括架设在第二传送带上方的修整装置；在送皮机上，皮料由所述第一传送带传送并被压辊碾压平整，而后皮料被传送到识别机上，由第二传送带传送并被所述工业相机扫描，最后皮料被传送到修边机，由第二传送带传送并被所述修整装置修整边缘，所述工业计算机和工业相机、修整装置相连。

2.根据权利要求1所述的一种真皮自动修边机，其特征在于：所述送皮机还包括导轨、送皮机机架及驱动电机，所述送皮机机架通过滚轮安装在所述导轨上；所述第一传送带安装在所述送皮机机架上，由所述驱动电机驱动；所述压辊横架在所述第一传送带上，且所述压辊的两端固定在所述送皮机机架上。

3.根据权利要求1所述的一种真皮自动修边机，其特征在于：所述第二传送带上设有若干网眼，所述识别机还包括光感系统所述光感系统设置在第二传送带下方，和所述工业相机上下对应，包括光源、光源外罩、光源外罩驱动电机以及光源传动机构，所述光源外罩驱动电机通过所述光源传动机构驱动所述光源外罩旋转，所述光源内置在所述光源外罩中。

4.根据权利要求3所述的一种真皮自动修边机，其特征在于：所述光源传动机构包括皮带轮和皮带，所述皮带套在所述光源外罩上。

5.根据权利要求1所述的一种真皮自动修边机，其特征在于：所述识别机还包括抗干扰组件，所述抗干扰组件位于所述第二传送带上方，且位于所述工业相机下方。

6.根据权利要求1所述的一种真皮自动修边机，其特征在于：所述修整装置包括横向线性运动单元、纵向线性运动单元以及刀头组件，所述横向线性运动单元设置在纵向线性运动单元上，所述刀头组件设置在横向线性运动单元上，所述纵向线性运动单元带动所述横向线性运动单元和所述刀头组件沿纵向移动，所述横向线性运动单元带动刀头组件沿横向移动。

7.根据权利要求6所述的一种真皮自动修边机，其特征在于：所述纵向线性运动单元包括纵向驱动减速电机、纵向线性移动模组以及纵向移动滑块，所述纵向线性移动模组沿所述第二传送带传送方向延伸设置，且位于所述第二传送带的两侧，所述纵向移动滑块位于所述纵向移动模组上，在所述纵向减速电机驱动下在所述纵向线性模组上滑动。

8.根据权利要求7所述的一种真皮自动修边机，其特征在于：所述横向线性运动单元包括横向驱动减速电机、横向线性移动模组以及横向移动滑块，所述横向线性移动模组横跨在第二传送带上方，且两端分别连接在纵向移动滑块上，所述横向移动滑块设置在所述横向线性移动模组上，在所述横向减速电机驱动下在所述横向线性模组上滑动；所述刀头组件安装在所述横向移动滑块上。

9.根据权利要求8所述的一种真皮自动修边机，其特征在于：所述刀头组件包括刀头移动滑块、伺服电机、振动刀电机及振动刀，所述伺服电机、振动刀电机以及振动刀安装在刀头移动滑块上，所述刀头移动滑块安装在横向移动滑块上，在所述伺服电机驱动下上下移动。

10.根据权利要求1所述的一种真皮自动修边机，其特征在于：所述修边机还包括真空吸附装置，所述真空吸附装置位于所述第二传送带下方，所述真空吸附装置具有若干个，对应位于修边机的所述第二传送带的不同区域，所述吸附装置上连接有气管，所述气管上安装有电控阀，所述电控阀和所述工业计算机连接。

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