CN104294575B - 自动裁剪机的校准方法及带校准功能的自动裁剪机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及材料裁剪领域，公开了自动裁剪机的校准方法及带校准功能的自动裁剪机。自动裁剪机的传送带上预先设有标识，该标识对应铺设台坐标系中的原点位置；该自动裁剪机的校准方法包含以下步骤：A.在自动裁剪机控制传送带传送预设距离后，利用数据读取模块读取传送带上的标识；B.根据数据读取模块读取的数据，确定标识在裁剪台坐标系中对应的坐标点；C.在坐标点不为裁剪台坐标系的原点时，计算坐标点至裁剪台坐标系原点的方向和距离；D.自动裁剪机根据方向和距离控制传送带移动，直至标识对应的坐标位置与裁剪台坐标原点位置重合；E.记录标识的位移距离，作为传送带下一次的传送距离。

Description

自动裁剪机的校准方法及带校准功能的自动裁剪机

技术领域

本发明涉及材料裁剪领域，特别涉及自动对材料进行裁剪的自动裁剪机的校准方法及其系统。

背景技术

目前，在一些皮革裁剪、布料裁剪等行业中，由于经常要根据生产的需要裁剪物料，而现代人由于对裁剪的工艺要求越来越高，在追求高质量裁剪的同时也要求高速的效率，比如剪切出不同形状、不同角度、不同长度的布料或皮革，或者根据不同形状的布料或皮料进行设计排版，节省材料，在很多时候都是需要通过工人的手工裁剪，难以保证裁剪的质量，同时效率也比较低，所以为了克服这种缺陷裁剪机孕育而生。

而裁剪机作为一种专门裁剪布料、皮革等材料的精密仪器，由于其具有较高的裁剪精度和较快的裁剪效率，已经被广泛应用在一些皮革、布料等行业中。其中，又以能够实现自动裁剪功能的数控裁剪机为主。

但目前，无论是普通裁剪机还是数控裁剪机，在移动摆放位置后都需进行校准工序，避免由于系统误差造成的裁剪初始位置错误。现有的方法一般由人工进行校准，随着裁剪机的精度要求越来越高，人工校准所带来的误差仍会产生一定的次品率。

发明内容

本发明解决的技术问题在于提供自动裁剪机的校准方法及带校准功能的自动裁剪机，使得实现自动裁剪机在调试过程中可以自动进行裁剪区与铺设区的原点校准，提高校准精度及效率。

为解决上述技术问题，本发明的实施方式提供了一种自动裁剪机的校准方法，所述自动裁剪机的传送带上预先设有标识，该标识对应铺设台坐标系中的原点位置；包含以下步骤：

A.在自动裁剪机控制传送带传送预设距离后，利用数据读取模块读取所述传送带上的标识；

B.根据所述数据读取模块读取的数据，确定所述标识在裁剪台坐标系中对应的坐标；

C.在所述坐标点不为所述裁剪台坐标系的原点时，计算所述坐标点至所述裁剪台坐标系原点的方向和距离；

D.自动裁剪机根据所述方向和距离控制所述传送带移动，直至所述标识对应的坐标位置与所述裁剪台坐标原点位置重合；

E.记录所述标识的位移距离，作为所述传送带下一次的传送距离；其中，所述位移距离为从所述铺设台的原点位置位移到所述裁剪台的原点位置的距离；所述铺设台和所述裁剪台上设有虚拟坐标系，分别为铺设台坐标系和裁剪台坐标系。

本发明的实施方式还提供了一种带校准功能的自动裁剪机，包含：裁剪台、铺设台和传送带，所述传送带上设有标识，该标识对应铺设台坐标系中的原点位置；

所述带校准功能的自动裁剪机还包含：数据读取模块、处理模块、检测器、控制器和存储器；

所述数据读取模块，用于在自动裁剪机控制传送带传送预设距离后，读取传送带上的标识；

所述处理模块，用于根据所述数据读取模块读取的数据，确定所述标识在裁剪台坐标系中对应的坐标点；还用于在所述检测器检测到不是所述裁剪台坐标原点时，计算所述坐标点至所述裁剪台坐标系原点的方向和距离；

所述检测器，用于在检测所述处理模块确定的所述坐标点是否为所述裁剪台坐标原点；

所述控制器，用于根据所述处理模块计算所得的所述方向和距离，控制所述传送带移动，直至所述检测器检测到所述标识对应的坐标位置为所述裁剪台坐标原点，并触发所述存储器；

所述存储器，用于记录所述标识的位移距离，作为所述传送带下一次的传送距离；

其中，所述铺设台和所述裁剪台上设有虚拟坐标系，分别为铺设台坐标系和裁剪台坐标系；所述位移距离为从所述铺设台的原点位置位移到所述裁剪台的原点位置的距离。

本发明实施方式相对于现有技术而言，主要区别及效果在于：利用传送带上预设的标识，在传送带转动预设距离后，跟随传送带从铺设台被传送到裁剪台，再利用数据读取模块对传送带上标识进行读取，从而确定该标识位置和裁剪台坐标原点位置的关系，通过控制传送带移动，使标识最终停止在裁剪台的坐标原点位置，将标识在校准进行中的实际位移距离作为传送带每次的转动距离。本发明实施方式中的校准方法实现了自动裁剪机在调试过程中可以自动进行裁剪区与铺设区的原点校准，提高校准精度及效率，降低了由于传送带的传送位置错误，造成的裁剪台上的材料裁剪错误。

作为进一步改进，所述数据读取模块为图像采集器；在所述步骤B中，对图像采集器获得的图像数据进行处理，确定所述标识在裁剪台坐标系中对应的坐标。

利用图像采集器的图像采集功能，确定标识的坐标，准确简便，实现成本低。

作为进一步改进，在所述步骤B中，对所述图像采集器获得的图像数据通过颜色识别进行特征提取和处理，确定所述标识在裁剪台坐标系中对应的坐标。利用颜色识别进行标识特征的提取和处理，从而确定出坐标，实现简便，准确度高。

作为进一步改进，标识的颜色可以和所述传送带的颜色不同。利用与传送带不同颜色的标识，便于后续的特征提取处理，进一步提高坐标确认的准确性。

作为进一步改进，所述数据读取模块为金属探测器，所述标识为金属标签；或者，所述传感器为RFID(射频识别)识别器，所述标识为RFID标签。

使得本发明实施方式中的自动裁剪机可以根据不同的应用需要设计不同的标识及传感器，灵活多变地满足用户不同场合的需求，从而保证了本实用发明可具备广泛的应用场景。

作为进一步改进，数据读取模块为信号接收器，所述标识为信号发射器。利用信号接收器接收信号发射器发出的信号，从而识别出标识，进一步提高了识别的精准度。

作为进一步改进，在所述步骤E之后，还包含以下步骤：清除所述标识。使得在一次校准流程后，标识不会影响之后的传送带运转。

作为进一步改进，所述标识利用胶带粘贴于所述传送带上。利用胶带固定标识，简单牢固。

附图说明

图1是根据第一实施方式中自动裁剪机的校准方法流程图；

图2a至图2d分别是根据第一实施方式中自动裁剪机铺设台和裁剪台的俯视图；

图3是根据第二实施方式中带校准功能的自动裁剪机铺设台和裁剪台的俯视图；

图4是根据第二实施方式中带校准功能的自动裁剪机的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的各实施方式进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本发明各实施方式中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本申请各权利要求所要求保护的技术方案。

本发明的第一实施方式涉及一种自动裁剪机的校准方法，其流程如图1所示，具体如下：

步骤101，在自动裁剪机控制传送带传送预设距离后，利用数据读取模块读取传送带上的标识。

具体的说，本实施方式中自动裁剪机的传送带上设有标识，该标识对应铺设台坐标系中的原点位置。需要说明的是，铺设台和裁剪台上设有虚拟坐标系，分别为铺设台坐标系和裁剪台坐标系。在本实施方式中，分别设铺设台和裁剪台的左下角顶点为坐标系的原点。在实际应用中，原点位置也可以根据需要自行设定，如在台面的右下角顶点等等。

还需要说明的是，传送带传送的预设距离为预设传送距离为自动裁剪机在运转过程中，传送带每次传送的距离，如可以是裁剪台的桌长。

值得一提的是，本实施方式中的数据读取模块可以为图像采集器，该图像采集器可以设置在自动裁剪机的机头上，可以对整个裁剪台台面的图像进行采集。具体的说，标识的颜色和传送带的颜色可以不同，更好地，标识可以采用与传送带颜色形成反差的颜色标识，更具体的说，本实施方式中，可以使用黄色标识，由于黄色较为醒目，也更利于后续的图像处理，此外，除了黄色还能采用红色、蓝色、绿色、橙色等等。本实施方式中，图像采集器可以获取到包含黄色标识的传送带的图像。

步骤102，确定标识在裁剪台坐标系中对应的坐标。

具体的说，本步骤中可以利用一处理模块，根据数据读取模块读取到的数据进行处理，并确定出该标识在裁剪台坐标系中的所在点坐标。比如说，在实际应用中，可以利用图像采集器对包含标识的传送带进行图像采集，一般来说需要进行包含裁剪台的全台面采集，可以从裁剪台台面上方对台面进行俯视采集，并将采集到的图像数据传给处理模块。

进一步来说，处理模块是对图像数据通过颜色识别进行特征提取和处理的，如提取出图像中的黄色部分，进行和标识标准图像的颜色、大小对比，确认出标识的所在位置，也就是坐标。当然，处理模块还可以对图像进行去除噪声、增强、复原、分割、提取特征等处理，更准确地获得标识的坐标。

值得一提的是，本实施方式中的数据读取模块可以利用各类传感器实现，如传感器为金属探测器，相应地，标识为金属标签，也就是说，在传送带上预先贴好的是金属标签，在被传送到裁剪台时，利用金属探测器检测金属标签的确切位置。由于金属标签成本较低，实现方便，可以有效降低校准功能硬件实现的成本。此外，在实际应用中，标识还可以利用RFID标签，相应地，传感器可以为RFID识别器，由于RFID识别技术抗干扰能力较好，在检测时，可靠性及精度更高，还使得本实施方式中的自动裁剪机可以根据不同的应用需要设计不同的标识及传感器，灵活多变地满足用户不同场合的需求，从而保证了本实用发明可具备广泛的应用场景。此外，本步骤也可以利用其它现有的装置来实现，在此不再一一列举。

还可以说明的是，在实际应用中，数据读取模块还可以为信号接收器，标识还可以对应为信号发射器。利用信号接收器接收信号发射器发出的信号，从而识别出标识，进一步提高了识别的精准度。

此外，还有很多可以用于读取传送带上标识的技术手段，在此不再一一列举。

步骤103，判断该坐标点是否为裁剪台坐标系的原点；若是，则执行步骤106；若否，则执行步骤104。

本发明的发明人发现，只需将两个虚拟坐标系对齐，利用原点至原点的距离确定材料从铺设台到裁剪台的平移位置，也就可以校准自动裁剪机的传送带每次转动的距离。

具体的说，是利用标识点在两个坐标系中分别对应的坐标进行对比，由于标识在起始位置时，对应的是铺设台坐标系的已知坐标位置(本实施方式中利用的是原点坐标)，标识在停止位置时，对应的是裁剪台坐标系的坐标位置，在校准后，标识应停止在裁剪台坐标系的原点坐标，所以通过对停止位置的坐标与原点坐标进行比较，即可判断是否需要微调进行校准。

步骤104，计算坐标点至裁剪台坐标系原点的方向和距离。

具体的说，可以利用处理模块计算出步骤102中确认的坐标点至裁剪台坐标原点的实际距离与方向。

举例来说，在实际校准中，可能传送带移动的距离并非实际所需的长度，那么标识停止的位置就可能不是裁剪台的坐标原点，此时，如果移动距离过短，标识停止的位置可能就在坐标原点的正方向位置，如果移动距离过长，标识停止的位置可能就在坐标原点的负方向位置。

值得一提的是，本步骤中可以是利用处理模块中的运算程序来实现坐标点之间的计算。

步骤105，自动裁剪机根据方向和距离控制传送带移动，直至标识对应的坐标位置对应裁剪台坐标系中的原点位置。

具体的说，自动裁剪机根据步骤104中计算所得的方向和距离，控制传送带移动，标识即会对应到裁剪台坐标系中的原点位置。如果还未对齐，即可重复步骤104至步骤105，直到标识所在的坐标点就是裁剪台坐标系原点。

步骤106，记录标识的位移距离，作为传送带下一次的传送距离。

具体的说，位移距离为从铺设台的原点位置位移到裁剪台的原点位置的距离，在校准后，设置传送带每次传送的距离均为该位移距离，即可确定传送的准确性。

下面以图2a、图2b和图2c为例，具体说明：(图中21为铺设台，O点为铺设台坐标系原点，OP两点的距离为铺设台桌长；22为裁剪台，Q点为裁剪台坐标系原点，OQ两点的距离为裁剪台桌长；传送带的预设传送距离为裁剪台桌长A。)

假如，如图2b所示，假如检测到标识停止位置在S1，QS1的距离为B1，在步骤104中计算所得的方向和距离为，正方向的B1，那么标识实际的位移位置S＝A+B1。

假如，如图2c所示，假如检测到标识停止位置在S2，QS2的距离为B2，在步骤104中计算所得的方向和距离为，负方向的B2，那么标识实际的位移位置S＝A-B2。

需要说明的是，本实施方式的应用中，如果仅需校准一次，那么校准完成后，标识也可以被清除掉，使得在一次校准流程后，标识不会影响之后的传送带运转。如设置每次自动裁剪机安装完毕后进行一次校准，或者每次自动裁剪机开机后进行一次校准。

本实施方式相对于现有技术而言，主要区别及效果在于：利用传送带上预设的标识，在传送带转动预设距离后，跟随传送带从铺设台被传送到裁剪台，再利用数据读取模块对传送带上标识进行读取，从而确定该标识位置和裁剪台坐标原点位置的关系，通过控制传送带移动进行微调，使标识最终停止在裁剪台的原点位置，然后记录下标识的实际位移距离，使得传送带每次的转动距离即为标识在校准进行中的实际位移距离。本实施方式中的校准方法实现了自动裁剪机在调试过程中可以自动进行裁剪区与铺设区的原点校准，提高校准精度及效率，降低了由于传送带的传送位置错误，造成的裁剪台上的材料裁剪错误。

本实施方式还可以进一步优化，传感器除了在平行与桌长的方向检测标识外，还可以利用垂直的两个方向共同检测标识，检测标识停止在如图2d所示的位置S3。也就是说，利用传感器沿裁剪台的X轴方向和/或Y轴方向检测，直至传感器检测到标识的位置；其中，X轴方向和Y轴方向垂直。相应地，在控制传送带移动时，是控制传送带沿裁剪台的X轴方向和/或Y轴方向移动，直至标识的位置与裁剪台的原点位置重合。进一步限定传感器可以在水平的X轴方向和/或Y轴方向进行检测，充分利用虚拟坐标系进行位置控制，达到精确控制标识的移动位置的目的。值得一提的是，需要传感器在二维方向上运动检测，可以利用另外安装的支架，也可以利用机头本身的支架，由于自动裁剪机上机头本身就有X轴方向和Y轴方向的支架，利用现有硬件设备还可以有效降低硬件成本，便于推广。

在记录位移距离时，就不仅要记录S3与Q两点间X轴的方向和距离，还要记录S与Q两点间Y轴的方向和距离。当然，如果QO方向为X轴方向，QR方向为Y轴方向，那么Y轴方向有偏移说明传送带的安装位置有误差，可以依靠对传送带的调整来完成，传送带实际移动的距离仍然只与X轴方向的距离有关。

值得一提的是，本实施方式在记录标识的位移距离后，还可以包含清除标识的步骤。使得在一次校准流程后，标识不会影响之后的传送带运转。还需说明的是，本实施方式中的标识可以利用胶带粘贴于传送带上，利用胶带固定标识，简单牢固。

本发明的第二实施方式涉及一种带校准功能的自动裁剪机，其结构如图3所示，具体包含：裁剪台22、铺设台21和传送带(图上未标号)，传送带上设有标识4，该标识4对应铺设台21坐标系中的原点位置。

此外，如图4所示，该带校准功能的自动裁剪机还包含：数据读取模块、处理模块、检测器、控制器和存储器，具体如下：

数据读取模块，用于在自动裁剪机控制传送带传送预设距离后，读取传送带上的标识。具体的说，数据读取模块设置于带校准功能的自动裁剪机的机头上。

处理模块，用于根据数据读取模块读取的数据，确定标识4在裁剪台22坐标系中对应的坐标点；还用于在检测器检测到不是裁剪台22坐标原点时，计算坐标点至裁剪台22坐标系原点的方向和距离。

检测器，用于在检测处理模块确定的坐标点是否为裁剪台22坐标原点。

控制器，用于根据处理模块计算所得的方向和距离，控制传送带移动，直至检测器检测到标识4对应的坐标位置为裁剪台22坐标原点，并触发存储器。

存储器，用于记录标识4的位移距离，作为传送带下一次的传送距离。

还需说明的是，铺设台21和裁剪台22上设有虚拟坐标系，分别为铺设台21坐标系和裁剪台22坐标系；位移距离为从铺设台21的原点位置位移到裁剪台22的原点位置的距离。

在实际应用中，数据读取模块可以为图像采集器或传感器，处理模块对图像采集器或传感器获得的数据进行处理，确定标识4在裁剪台22坐标系中对应的坐标点。具体的说，数据读取模块可以设置于带校准功能的自动裁剪机的机头上；标识4利用胶带粘贴于传送带上。

值得一提的是，本实施方式中的标识4可以为金属标签，传感器可以为金属探测器；在实际应用中，标识4还可以为RFID标签，传感器也可以为RFID识别器。

不难发现，本实施方式为与第一实施方式相对应的系统实施例，本实施方式可与第一实施方式互相配合实施。第一实施方式中提到的相关技术细节在本实施方式中依然有效，为了减少重复，这里不再赘述。相应地，本实施方式中提到的相关技术细节也可应用在第一实施方式中。

值得一提的是，本实施方式中所涉及到的各模块均为逻辑模块，在实际应用中，一个逻辑单元可以是一个物理单元，也可以是一个物理单元的一部分，还可以以多个物理单元的组合实现。此外，为了突出本发明的创新部分，本实施方式中并没有将与解决本发明所提出的技术问题关系不太密切的单元引入，但这并不表明本实施方式中不存在其它的单元。

本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施方式是实现本发明的具体实施例，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本发明的精神和范围。

Claims (10)

1.一种自动裁剪机的校准方法，其特征在于，自动裁剪机的传送带上预先设有标识，该标识对应铺设台坐标系中的原点位置；包含以下步骤：

A．在所述自动裁剪机控制所述传送带传送预设距离后，利用数据读取模块读取所述传送带上的标识；

B．根据所述数据读取模块读取的数据，确定所述标识在裁剪台坐标系中对应的坐标点；

C．在所述坐标点不为所述裁剪台坐标系的原点时，计算所述坐标点至所述裁剪台坐标系的原点的方向和距离；

D．所述自动裁剪机根据所述方向和所述距离控制所述传送带移动，直至所述标识对应的坐标点位置与所述裁剪台坐标系的原点位置重合；

E．记录所述标识的位移距离，作为所述传送带下一次的传送距离；其中，所述位移距离为从铺设台的原点位置位移到裁剪台的原点位置的距离；所述铺设台和所述裁剪台上分别设有虚拟坐标系，分别为所述铺设台坐标系和所述裁剪台坐标系。

2.根据权利要求1所述的自动裁剪机的校准方法，其特征在于，所述数据读取模块为图像采集器；在所述步骤B中，对所述图像采集器获得的图像数据进行处理，确定所述标识在所述裁剪台坐标系中对应的坐标点。

3.根据权利要求2所述的自动裁剪机的校准方法，其特征在于，在所述步骤B中，对所述图像采集器获得的图像数据通过颜色识别进行特征提取和处理，确定所述标识在所述裁剪台坐标系中对应的坐标点。

4.根据权利要求3所述的自动裁剪机的校准方法，其特征在于，所述标识的颜色和所述传送带的颜色不同。

5.根据权利要求1所述的自动裁剪机的校准方法，其特征在于，所述数据读取模块为金属探测器，所述标识为金属标签。

6.根据权利要求1所述的自动裁剪机的校准方法，其特征在于，所述数据读取模块为信号接收器，所述标识为信号发射器。

7.根据权利要求1所述的自动裁剪机的校准方法，其特征在于，在所述步骤E之后，还包含以下步骤：

清除所述标识。

8.根据权利要求1至7中任意一项所述的自动裁剪机的校准方法，其特征在于，所述标识利用胶带粘贴于所述传送带上。

9.一种带校准功能的自动裁剪机，包含：裁剪台、铺设台和传送带；其特征在于，自动裁剪机的所述传送带上预先设有标识，该标识对应铺设台坐标系中的原点位置；

带校准功能的所述自动裁剪机还包含：数据读取模块、处理模块、检测器、控制器和存储器；

所述数据读取模块，用于在所述自动裁剪机控制所述传送带传送预设距离后，读取所述传送带上的所述标识；

所述处理模块，用于根据所述数据读取模块读取的数据，确定所述标识在裁剪台坐标系中对应的坐标点；还用于在所述检测器检测到所述坐标点不是所述裁剪台坐标系的原点时，计算所述坐标点至所述裁剪台坐标系的原点的方向和距离；

所述检测器，用于检测所述处理模块确定的所述坐标点是否为所述裁剪台坐标系的原点；

所述控制器，用于根据所述处理模块计算所得的所述方向和所述距离，控制所述传送带移动，直至所述检测器检测到所述标识对应的坐标点位置为所述裁剪台坐标系的原点，并触发所述存储器；

所述存储器，用于记录所述标识的位移距离，作为所述传送带下一次的传送距离；

其中，所述铺设台和所述裁剪台上分别设有虚拟坐标系，分别为所述铺设台坐标系和所述裁剪台坐标系；所述位移距离为从所述铺设台的原点位置位移到所述裁剪台的原点位置的距离。

10.根据权利要求9所述的带校准功能的自动裁剪机，其特征在于，所述数据读取模块设置于带校准功能的所述自动裁剪机的机头上。