CN218903790U - 一种基于图像识别的板材自动切割系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种基于图像识别的板材自动切割系统，所述板材自动切割系统包括控制器、伺服电机、丝杠螺母、XYZ运动平台，电机承重轴、夹具、切割辅助定位区块、切割装置，所述切割装置包括摄像头、切割刀具；该切割系统结构完整，支撑刚度增强，自动化程度高，能形成完整的闭环系统，其提高传统切割装置的切割效率，并且改善劳动工人的劳动强度。
Description
技术领域
本实用新型属于板材自动切割领域，特别涉及一种基于图像识别的板材自动切割系统。
背景技术
随着中国机械制造业的发展，数控加工逐步取代传统加工方式，对于复杂曲线切割加工多需要借助辅助基准以及专业的工人进行加工。同时，当前一些传统板材切割机在切割操作前往往需要输入一些编程代码进行切割。手编程序一般需要有相关的编程基础，技术依赖性较高，不便于工人进行直接操作。编程在费时的同时又难以保证质量。目前仍有相当数量的数控线切割机基于手编程序运行，大大降低生产效率。基于此，如何方便快捷的切割有着复杂曲线轨迹的板材是亟需解决的问题。
实用新型内容
本实用新型主要目的是解决传统型切割机存在的问题，提出一种切割系统结构完整，支撑刚度增强，自动化程度高，能形成完整的闭环系统，其提高传统切割装置的切割效率，并且改善劳动工人的劳动强度。
为了达到上述目的，本实用新型采用如下方案：
一种基于图像识别的板材自动切割系统，所述板材自动切割系统包括XYZ运动平台，所述XYZ运动平台包括机身、机架、导轨，所述机身与所述机架垂直设置，用于支撑所述导轨，所述导轨包括沿X轴运动导轨、沿Y轴运动的电机承重导轨以及沿Z轴运动导轨，所述电机承重导轨下方，机身上方设置有电机承重结构，所述电机承重导轨至少为两个，以使板材与电机接触位置受力均匀；
所述电机承重导轨上方设置有切割平台，所述切割平台设置有板材放置区，所述板材放置区设置有所述切割辅助定位区块，其三个角设置定位角点，用于切割图像的定位；
所述沿X轴运动导轨上设置有切割装置，所述切割装置包括摄像头、切割刀具，所述摄像头位于切割刀具的一侧，用于获取需要切割的曲线，所述切割装置的一侧，通过连杆与所述至少一个夹具连接，用于根据板材的位置调整夹具的位置；所述摄像头上方电连接有控制器，切割装置上还设置有伺服电机，控制着切割装置的移动。
在本申请的一些实施例中，板材两侧设置有夹具，用于固定板材，防止板材移动。
在本申请的一些实施例中，所述切割平台下方还设置有丝杠螺母，所述丝杠螺母位于所述至少电机承重导轨之间，所述丝杠螺母的一端设置有步进电机，用于带动丝杠螺母运动，进而使切割平台沿Y轴运动。
在本申请的一些实施例中，通过切割平台下方设计了两根电机承重导轨，使板材与电机接触位置受力更加均匀，既避免了板材切割平台直接作用于电机上造成的电机损耗，又提高了整个装置的稳定性与安全性。
在本申请的一些实施例中，使用控制器使伺服电机主动输出控制力。
在本申请的一些实施例中，所述切割辅助定位区块包括定位角点。
在本申请的一些实施例中，所述定位角点为三个黑块。
在本申请的一些实施例中，通过二维码进行定位角点位置识别。
在本申请的一些实施例中，所述导轨优选为4个。
在本申请的一些实施例中，所述丝杠螺母优选为3个。
在本申请的一些实施例中，所述控制器为单片机。
在本申请的一些实施例中，将切割的曲线在板材上画出，将板材置于板材放置区，在控制工作台上利用辅助定位区块对复杂的板材切割曲线进行定位，然后由摄像头进行拍照，基于内置入控制器的程序，将拍下的复杂曲线切割轨迹运用图像处理，处理后的图像由工作台上的切割刀具根据曲线轨迹实现XYZ运动平台自动化切割。
本实用新型与现有技术相比具有以下优点：
1)将传统的电机驱动的单向切割轴改进成了具有直角坐标系的XYZ多向电机驱动切割轴，使其能够更加精准高效的实现复杂曲线的板材切割。
2)在切割平台上引入切割辅助定位块，用于切割图像的定位，帮助切割机正确地解读和识别位置信息，使切割刀具能够精准切割。
3)本实用新型采用图像识别技术、二维码定位点位置识别技术、多向电机驱动切割技术。
4)基于现代二维码定位点位置识别技术，在切割系统上增加图像辅助定位区块，使得相机在缩放时能够根据辅助定位区块的实际距离，准确得到需要切割的实际距离。
5)通过在切割平台下方设置电机承重导轨，以使板材与电机接触位置受力均匀，既避免了板材切割平台直接作用于电机上造成的电机损耗，又提高了整个装置的稳定性与安全性。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例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申请的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，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是本实用新型的切割系统的结构示意图；
图2是本实用新型的电机承重结构示意图；
图3为切割辅助定位块结构示意图；
1-伺服电机，2-摄像头，3-切割刀具，4-夹具，5-切割辅助定位区块，6-丝杠螺母，7-板材放置区，8-机身，9-机架，10-导轨，11-控制器，12-电机承重结构，13-电机承重导轨。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
如图1-3所示，一种基于图像识别的板材自动切割系统，所述板材自动切割系统包括XYZ运动平台，所述XYZ运动平台包括机身8、机架9、导轨，所述机身8与所述机架9垂直设置，用于支撑所述导轨，所述导轨包括沿X轴运动导轨、沿Y轴运动的电机承重导轨13以及沿Z轴运动导轨，所述电机承重导轨13下方，机身8上方设置有电机承重结构12，所述电机承重导轨13至少为两个，以使板材与电机接触位置受力均匀。
所述电机承重导轨13上方设置有切割平台，所述切割平台设置有板材放置区7，所述板材放置区7设置有所述切割辅助定位区块5，其三个角设置定位角点，用于切割图像的定位；通过在切割平台上引入切割辅助定位区块5，用于切割图像的定位，帮助切割机正确地解读和识别位置信息，使切割刀具3能够精准切割。
板材两侧设置有夹具4，用于固定板材，防止板材移动。
所述沿X轴运动导轨上设置有切割装置，所述切割装置包括摄像头、切割刀具3，所述摄像头位于切割刀具3的一侧，用于获取需要切割的曲线，所述切割装置的一侧，通过连杆与所述至少一个夹具4连接，用于根据板材的位置调整夹具4的位置；所述摄像头上方电连接有控制器11，切割装置上还设置有伺服电机，控制着切割装置的移动。
所述切割平台下方还设置有丝杠螺母6，所述丝杠螺母6位于所述至少电机承重导轨13之间，所述丝杠螺母6的一端设置有步进电机，用于带动丝杠螺母6运动，进而使切割平台沿Y轴运动。
通过切割平台下方设计了两根电机承重导轨13，使板材与电机接触位置受力更加均匀，既避免了板材切割平台直接作用于电机上造成的电机损耗，又提高了整个装置的稳定性与安全性。
本实用新型在线性切割机的基础上，将传统的电机驱动的单向切割轴改进成了具有直角坐标系的XYZ多向电机驱动切割轴，使其能够更加精准高效的实现复杂曲线的板材切割。
另一方面，所述基于图像识别的板材自动切割系统的使用方法，具体为：将切割的曲线在板材上画出，将板材置于板材放置区7，在切割平台上利用辅助定位区块对复杂的板材切割曲线进行定位，然后由摄像头进行拍照；基于内置入控制器11的算法程序，将拍下的复杂曲线切割轨迹运用图像处理，将处理后的图像由控制单元控制，切割刀具3根据识别的拟合曲线轨迹实现XYZ运动平台自动化切割。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不驱使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (9)
1.一种基于图像识别的板材自动切割系统，其特征在于，所述板材自动切割系统包括XYZ运动平台，所述XYZ运动平台包括机身、机架、导轨，所述机身与所述机架垂直设置，用于支撑所述导轨，所述导轨包括沿X轴运动导轨、沿Y轴运动的电机承重导轨以及沿Z轴运动导轨，所述电机承重导轨下方，机身上方设置有电机承重结构，所述电机承重导轨至少为两个，以使板材与电机接触位置受力均匀；所述电机承重导轨上方设置有切割平台，所述切割平台设置有板材放置区，所述板材放置区设置有切割辅助定位区块，其三个角设置定位角点，用于切割图像的定位；
所述沿X轴运动导轨上设置有切割装置，所述切割装置包括摄像头、切割刀具，所述摄像头位于切割刀具的一侧，用于获取需要切割的曲线。
2.根据权利要求1所述的一种基于图像识别的板材自动切割系统，其特征在于，板材两侧设置有夹具，用于固定板材，防止板材移动。
3.根据权利要求2所述的一种基于图像识别的板材自动切割系统，其特征在于，所述切割装置的一侧，通过连杆与所述至少一个夹具连接，用于根据板材的位置调整夹具的位置。
4.根据权利要求1所述的一种基于图像识别的板材自动切割系统，其特征在于，所述摄像头上方电连接有控制器，所述切割装置上还设置有伺服电机，控制着切割装置的移动。
5.根据权利要求1所述的一种基于图像识别的板材自动切割系统，其特征在于，所述切割平台下方还设置有丝杠螺母，所述丝杠螺母位于所述至少电机承重导轨之间，所述丝杠螺母的一端设置有步进电机，用于带动丝杠螺母运动，进而使切割平台沿Y轴运动。
6.根据权利要求1所述的一种基于图像识别的板材自动切割系统，其特征在于，使用控制器使伺服电机主动输出控制力。
7.根据权利要求1所述的一种基于图像识别的板材自动切割系统，其特征在于，所述定位角点为三个黑块。
8.根据权利要求7所述的一种基于图像识别的板材自动切割系统，其特征在于，
通过二维码进行定位角点位置识别。
9.根据权利要求5所述的一种基于图像识别的板材自动切割系统，其特征在于，所述丝杠螺母为3个。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202223246592.4U CN218903790U (zh) | 2022-12-05 | 2022-12-05 | 一种基于图像识别的板材自动切割系统 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202223246592.4U CN218903790U (zh) | 2022-12-05 | 2022-12-05 | 一种基于图像识别的板材自动切割系统 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN218903790U true CN218903790U (zh) | 2023-04-25 |
Family
ID=86016398
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202223246592.4U Active CN218903790U (zh) | 2022-12-05 | 2022-12-05 | 一种基于图像识别的板材自动切割系统 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN218903790U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115971563A (zh) * | 2022-12-05 | 2023-04-18 | 青岛理工大学 | 一种基于图像识别的板材自动切割系统及其工作方法 |
-
2022
- 2022-12-05 CN CN202223246592.4U patent/CN218903790U/zh active Active
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115971563A (zh) * | 2022-12-05 | 2023-04-18 | 青岛理工大学 | 一种基于图像识别的板材自动切割系统及其工作方法 |
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