[實(shí)用新型]軟材料二維不規(guī)則外形的識別與修整裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201921983742.5
• 申請日: 2019-11-18
• 公開（公告）號: CN210850608U
• 公開（公告）日: 2020-06-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周建來
• 申請（專利權(quán)）人: 江蘇善開智能科技有限公司
• 主分類號: B26F3/00
• 分類號: B26F3/00;B26D7/06;B26D7/00;C14B5/00
• 代理公司: 連云港權(quán)策知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 32399
• 代理人: 何文豪

本實(shí)用新型公開了軟材料二維不規(guī)則外形的識別與修整裝置，本實(shí)用新型的裝置能夠?qū)⒈恍拚牧险蛊皆跈C(jī)器傳送帶上，對其外形輪廓及表面狀況進(jìn)行二維視覺識別，用水刀對材料外形進(jìn)行自動修整切割，修整后的材料自動返回上料位置附近；機(jī)器配置自主研發(fā)的專用程序控制，替代人眼、人手，獲取邊緣信息（形狀、孔洞、表面疤痕等）、計(jì)算切割路徑、從視覺識別到確定修整軌跡、再到修整加工、再返回上料位置，全部過程自動完成，并且，前一件材料被加工的同時間段內(nèi)，后一件材料的視覺識別、加工軌跡計(jì)算在線并行計(jì)算，提高效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于軟材料外邊緣修整技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及軟材料二維不規(guī)則外形的識別與修整裝置。

背景技術(shù)

本發(fā)明涉及利用水刀對外形不規(guī)則的軟材料外邊緣進(jìn)行修整，特別是對牛羊等大型動物皮革外形自動識別、修整，適用的加工對象是所謂“軟材料”，“軟材料”沒有嚴(yán)格的科學(xué)定義，本發(fā)明限定其為：在沒有底部支撐的部位，由于自身重力作用，能向下發(fā)生變形的薄片類固體材料。主要是指如布匹、皮革、纖維、薄膜等面積與厚度相對比值大、柔性大、硬度低的材料類型。

生產(chǎn)中經(jīng)常需要對這些材料的邊緣進(jìn)行修整，當(dāng)它們的邊緣呈現(xiàn)無規(guī)則變化的時候，其修整較為復(fù)雜。以皮革為典型代表，從毛皮到成品皮的制造過程中，一般都需要對皮革外形進(jìn)行多次修整，去除其外邊緣處各種缺陷，使其滿足后續(xù)的加工工藝要求、使用要求以及人們對動物皮革的形狀心理期望。由于皮革外形不規(guī)則，在外邊緣處還可能存在各種缺陷（如孔洞、疤痕、松散、重疊等），且每一張皮革的外形都互不相同。因此，修剪時需要具體邊緣情況確定方案。目前皮革生產(chǎn)商主要采用人工修剪，即通過人眼判斷外形走向、識別皮革邊緣存在的缺陷，根據(jù)操作人員的經(jīng)驗(yàn)，利用剪刀對皮革進(jìn)行手工修剪。

材料的邊緣修整，目的是去除邊緣不符要求的部分材料，屬于切割范疇，但是不同于一般的裁剪分割。一般的薄片類材料裁剪分割，目的是切割分片，目前很多行業(yè)已經(jīng)采用機(jī)器逐步取代傳統(tǒng)的手工操作，對軟材料進(jìn)行自動排樣、裁剪，如布匹、皮革加工領(lǐng)域，使用計(jì)算機(jī)控制的軟材料自動裁剪系統(tǒng)，能夠根據(jù)設(shè)計(jì)好的排樣圖，由電腦控制裁剪頭自動裁剪材料，并且功能越來越強(qiáng)，廣泛用于服裝、汽車座椅與內(nèi)飾件和家具等行業(yè)。這類裁剪機(jī)器適用于把大件的材料裁剪為各種形狀的小件裁片。但是用于修整材料的不規(guī)則邊緣，需要把邊緣修整作為裁剪排樣的一種特殊情況進(jìn)行處理，視覺掃描后，需要人工編輯圖形、修改切割方案，工序復(fù)雜，效率十分低下，遠(yuǎn)低于人工修剪，大批量生產(chǎn)中沒有實(shí)際意義。

另外，目前裁剪機(jī)多數(shù)使用激光器作裁剪頭，切割時會產(chǎn)生有害物質(zhì)或?qū)Σ牧袭a(chǎn)生破壞，特別是切割動物皮革這類材料，采用激光類型的高溫方式，容易引起蛋白燒結(jié)，既破壞邊緣材料狀態(tài)又產(chǎn)生有害氣體。

水刀，本名高壓水射流切割技術(shù)，是近年來新興的安全、環(huán)保切割方式，以高壓水為刀，可以對任何材料進(jìn)行任意曲線的切割加工。切割時材料無熱效應(yīng)，不產(chǎn)生高溫（屬于冷態(tài)切割），也不產(chǎn)生有害物質(zhì)，安全、環(huán)保。目前主要用于切割難加工材料或易燃易爆場合。水刀用于切割一般堅(jiān)硬固體，如陶瓷,石材,玻璃,金屬等，切割行進(jìn)速度較為緩慢。但用于切割軟材料，切割行進(jìn)速度可以很高，理論上可達(dá)到百米/分鐘的數(shù)量級。

此外，在普通的工業(yè)切割手段中，只有水切割屬于冷態(tài)切割，利用水射流的動能對金屬進(jìn)行切削而達(dá)到切割目的，切割過程中無化學(xué)變化，對切割材質(zhì)理化性能無影響、無熱變形、切縫窄、精度高、切面光潔。對切割時需要避免或最好不產(chǎn)生高溫的情況而言，采用水刀切割軟材料應(yīng)該是適用性較好的方式。

水刀由于自身特點(diǎn)，在具體的使用場合，還存在各種技術(shù)難點(diǎn)，制約了它的普及利用。比如如何提高切割行進(jìn)速度，使之達(dá)到數(shù)十米/分鐘這樣的數(shù)量級，采用一般水刀機(jī)器結(jié)構(gòu)，目前無法滿足這個要求；再比如水對被切割材料的浸泡，以及排水與支撐的矛盾問題等等。本發(fā)明解決了水刀在軟材料修整邊緣時遇到的主要技術(shù)難題，用水刀這種切割工具很好地實(shí)現(xiàn)了對一般軟材料的不規(guī)則外形修整。

發(fā)明內(nèi)容