数控柔性材料切割设备一键式切割系统.pdf

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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910730478.2 (22)申请日 2019.08.08 (71)申请人 广东骉马机器人科技有限公司 地址 528200 广东省佛山市南海区狮山镇 南海软件科技园内佛高科技智库中心 A座研发楼A415室 (72)发明人 刘亚懿伍和气李杰张子伦 许东伟 (74)专利代理机构 深圳市科吉华烽知识产权事 务所(普通合伙) 44248 代理人 谢肖雄 (51)Int.Cl. B26D 5/00(2006.01) (54)发明名称 数控柔性材料切割设备一键式切割系统 (57)摘要。

2、 本发明涉及柔性材料切割设备的控制系统， 尤其是数控柔性材料切割设备一键式切割系统。 该系统包括工业相机、 光源、 工控机、 切割设备、 总执行按键， 接受触发并发送开机信号； 切割控 制器， 包括主控制模块、 切割控制模块启动模块、 切割设备控制模块、 工业相机控制模块和光源控 制模块， 其中主控制模块连接工控机， 切割设备 控制模块连接切割设备的启动信号线， 工业相机 控制模块连接工业相机的拍照触发线、 光源控制 模块通过光源端口连接光源的开关信号线。 本发 明通过一次触发操作， 即可自动实现光源工作、 工业相机的拍照、 工控机的路径计算以及切割设 备切割执行的加工工序， 无需人为的多次参。

3、与发 送指令， 技术门槛低， 操作简单方便高效。 权利要求书2页 说明书4页 附图2页 CN 110640818 A 2020.01.03 CN 110640818 A 1.数控柔性材料切割设备一键式切割系统， 包括： 工业相机， 用于获取拍摄图像以确定被拍摄材料的图形； 光源， 用于在拍摄时照亮被拍摄材料， 以使工业相机获得清晰的图形； 工控机， 内设切割控制模块， 与工业相机连接并进行控制信号和数据信号的通讯， 获取 工业相机拍摄的图形文件并由切割控制模块读取， 切割控制模块根据图形文件计算被拍摄 材料的轮廓， 并基于该轮廓结合样片形状计算排版， 并在排版完成后生产切割路径数据； 切割设备。

4、， 与工控机连接并接受工控机产生的切割路径数据， 根据该切割路径数据执 行切割； 其特征在于， 还包括： 总执行按键， 接受触发并发送开机信号； 切割控制器， 包括主控制模块和与主控制模块连接的切割控制模块启动模块、 切割设 备控制模块、 工业相机控制模块和光源控制模块， 其中主控制模块通过一输入端口连接总 执行按键并通过一工控机端口连接工控机， 切割设备控制模块通过切割设备端口连接切割 设备的启动信号线， 工业相机控制模块通过工业相机端口连接工业相机的拍照触发线、 光 源控制模块通过光源端口连接光源的开关信号线； 切割控制器的主控制模块接收总执行按键的工作信号， 切割设备控制模块通过工控机 。

5、端口启动工控机的切割控制模块， 切割控制模块向主控制模块发送启动光源和相机的指 令， 主控制模块根据启动指令控制光源启动和工业相机启动并拍照， 切割控制模块接收工 业相机拍摄的图像文件并计算生产切割路径文件发送至切割设备， 发送完毕后， 切割控制 模块向切割控制器发送切割设备工作指令， 主控制模块根据该工作指令经切割设备控制模 块控制切割设备按照切割路径文件信息执行切割路径， 实现切割。 2.如权利要求1所述的数控柔性材料切割设备一键式切割系统， 其特征在于： 所述的工 控机和切割设备通过网线连接。 3.如权利要求2所述的数控柔性材料切割设备一键式切割系统， 其特征在于： 所述的工 控机和工业。

6、相机之间通过网线连接。 4.如权利要求3所述的数控柔性材料切割设备一键式切割系统， 其特征在于： 所述的切 割控制器的工控机端口为串口， 与工控机的串口连接并进行信号通讯。 5.数控柔性材料切割设备一键式切割系统， 包括： 工业相机， 用于获取拍摄图像以确定被拍摄材料的图形； 光源， 用于在拍摄时照亮被拍摄材料， 以使工业相机获得清晰的图形； 工控机， 内设切割控制模块， 与工业相机连接并进行控制信号和数据信号的通讯， 获取 工业相机拍摄的图形文件并由切割控制模块读取， 切割控制模块根据图形文件计算被拍摄 材料的轮廓， 并基于该轮廓结合样片形状计算排版， 并在排版完成后生产切割路径数据； 切割。

7、设备， 与工控机连接并接受工控机产生的切割路径数据， 根据该切割路径数据执 行切割； 其特征在于， 所述的工控机还包括： 切割执行控制模块， 该切割执行控制模块包括主控 制单元和与主控制单元连接的执行触发单元、 切割控制模块通信单元、 切割设备控制单元、 工业相机控制单元和光源控制单元， 其中切割控制模块通信单元与切割控制模块进行指令 传输； 权利要求书 1/2 页 2 CN 110640818 A 2 切割执行控制模块的主控制单元接收执行触发单元的触发信号， 切割控制模块向主控 制单元发送启动光源和相机的指令， 主控制单元根据启动指令控制光源启动和工业相机启 动并拍照， 切割控制模块接收工业。

8、相机拍摄的图像文件并计算生产切割路径文件发送至切 割设备， 发送完毕后， 切割控制模块向切割控制器发送切割设备工作指令， 主控制单元根据 该工作指令经切割设备控制单元控制切割设备按照切割路径文件信息执行切割路径， 实现 切割。 6.如权利要求5所述的数控柔性材料切割设备一键式切割系统， 其特征在于： 所述的工 控机和切割设备通过网线连接。 7.如权利要求6所述的数控柔性材料切割设备一键式切割系统， 其特征在于： 所述的工 控机和工业相机之间通过网线连接。 权利要求书 2/2 页 3 CN 110640818 A 3 数控柔性材料切割设备一键式切割系统 技术领域 0001 本发明涉及柔性材料切割。

9、设备的控制系统， 尤其是数控柔性材料切割设备一键式 切割系统。 背景技术 0002 柔性材料进行加工时一般都要预先进行切割， 例如纸张、 皮革等， 尤其是皮革， 在 加工鞋类、 箱包或其他皮质产品时， 需要根据产品形状在原材料上截取相应的区域， 为了合 理的利用材料， 对切割区域进行合理的布局， 现有的切割工序一般在数控视觉切割设备上 进行， 此类的数控视觉切割设备一般包括一工控机， 和与工控机连接的工业相机、 切割设 备、 光源， 在切割时， 需要分别启动工控机、 切割设备、 工业相机以及光源， 然后在工控机上 发送各种指令控制各个部分协同工作： 一般操作为开启光源， 在工控机上操作工业相机。

10、对 皮革的轮廓进行拍照并通过工控机根据需切割的形状进行路径规划， 形成切割路径， 拍照 的同时光源常亮或者在执行拍摄动作是闪亮一次， 然后操作工控机将切割路径发送给切割 设备， 发送完成以后， 发送启动切割的指令， 使切割设备根据该切割路径运行， 达到自动切 割的目的。 0003 由上述操作步骤可知， 现有的切割设备在工作开始时， 需要在工控机上实现多次 操作来控制各个关联设备， 需要熟练掌握工控机的操作， 技术门槛较高， 操作也较为不便。 发明内容 0004 本发明的目的之一是方便的通过一次按键操作即让切割设备进入切割工作状态 完成切割的提供数控柔性材料切割设备一键式切割系统。 0005 该。

11、系统包括： 0006 工业相机， 用于获取拍摄图像以确定被拍摄材料的图形； 0007 光源， 用于在拍摄时照亮被拍摄材料， 以使工业相机获得清晰的图形； 0008 工控机， 内设切割控制模块， 与工业相机连接并进行控制信号和数据信号的通讯， 获取工业相机拍摄的图形文件并由切割控制模块读取， 切割控制模块根据图形文件计算被 拍摄材料的轮廓， 并基于该轮廓结合样片形状计算排版， 并在排版完成后生产切割路径数 据； 0009 切割设备， 与工控机连接并接受工控机产生的切割路径数据， 根据该切割路径数 据执行切割； 0010 其改进在于， 还包括： 0011 总执行按键， 接受触发并发送开机信号； 0。

12、012 切割控制器， 包括主控制模块和与主控制模块连接的切割控制模块启动模块、 切 割设备控制模块、 工业相机控制模块和光源控制模块， 其中主控制模块通过一输入端口连 接总执行按键并通过一工控机端口连接工控机， 切割设备控制模块通过切割设备端口连接 切割设备的启动信号线， 工业相机控制模块通过工业相机端口连接工业相机的拍照触发 说明书 1/4 页 4 CN 110640818 A 4 线、 光源控制模块通过光源端口连接光源的开关信号线； 0013 切割控制器的主控制模块接收总执行按键的工作信号， 切割设备控制模块通过工 控机端口启动工控机的切割控制模块， 切割控制模块向主控制模块发送启动光源和。

13、相机的 指令， 主控制模块根据启动指令控制光源启动和工业相机启动并拍照， 切割控制模块接收 工业相机拍摄的图像文件并计算生产切割路径文件发送至切割设备， 发送完毕后， 切割控 制模块向切割控制器发送切割设备工作指令， 主控制模块根据该工作指令经切割设备控制 模块控制切割设备按照切割路径文件信息执行切割路径， 实现切割。 0014 优选地， 所述的工控机和切割设备通过网线连接。 0015 优选地， 所述的工控机和工业相机之间通过网线连接。 0016 优选地， 所述的切割控制器的工控机端口为串口， 与工控机的串口连接并进行信 号通讯。 0017 本发明还提供另一种通过一次操作即让切割设备进入切割工。

14、作状态完成切割的 提供数控柔性材料切割设备一键式切割系统。 0018 该系统包括： 0019 工业相机， 用于获取拍摄图像以确定被拍摄材料的图形； 0020 光源， 用于在拍摄时照亮被拍摄材料， 以使工业相机获得清晰的图形； 0021 工控机， 内设切割控制模块， 与工业相机连接并进行控制信号和数据信号的通讯， 获取工业相机拍摄的图形文件并由切割控制模块读取， 切割控制模块根据图形文件计算被 拍摄材料的轮廓， 并基于该轮廓结合样片形状计算排版， 并在排版完成后生产切割路径数 据； 0022 切割设备， 与工控机连接并接受工控机产生的切割路径数据， 根据该切割路径数 据执行切割； 0023 其改。

15、进在于， 所述的工控机还包括： 切割执行控制模块， 该切割执行控制模块包括 主控制单元和与主控制单元连接的执行触发单元、 切割控制模块通信单元、 切割设备控制 单元、 工业相机控制单元和光源控制单元， 其中切割控制模块通信单元与切割控制模块进 行指令传输； 0024 切割执行控制模块的主控制单元接收执行触发单元的触发信号， 切割控制模块向 主控制单元发送启动光源和相机的指令， 主控制单元根据启动指令控制光源启动和工业相 机启动并拍照， 切割控制模块接收工业相机拍摄的图像文件并计算生产切割路径文件发送 至切割设备， 发送完毕后， 切割控制模块向切割控制器发送切割设备工作指令， 主控制单元 根据该。

16、工作指令经切割设备控制单元控制切割设备按照切割路径文件信息执行切割路径， 实现切割。 0025 优选地， 所述的工控机和切割设备通过网线连接。 0026 优选地， 所述的工控机和工业相机之间通过网线连接。 0027 本发明的数控柔性材料切割设备一键式切割系统通过一次触发操作， 即可自动实 现光源工作、 工业相机的拍照、 工控机的路径计算以及切割设备切割执行的加工工序， 无需 人为的多次参与发送指令， 技术门槛低， 操作简单方便高效。 说明书 2/4 页 5 CN 110640818 A 5 附图说明 0028 图1为本发明第一实施例的模块结构示意图； 0029 图2为本发明第二实施例的模块结构。

17、示意图。 具体实施方式 0030 如图1所示， 本发明的第一实施例的数控柔性材料切割设备一键式切割系统包括： 0031 工业相机1， 用于获取拍摄图像以确定被拍摄材料的图形； 0032 光源2， 用于在拍摄时照亮被拍摄材料， 以使工业相机获得清晰的图形； 0033 工控机3， 内设切割控制模块31， 与工业相机连接并进行控制信号和数据信号的通 讯， 获取工业相机拍摄的图形文件并由切割控制模块读取， 切割控制模块根据图形文件计 算被拍摄材料的轮廓， 并基于该轮廓结合样片形状计算排版， 并在排版完成后生产切割路 径数据； 0034 切割设备4， 与工控机连接并接受工控机产生的切割路径数据， 根据该。

18、切割路径数 据执行切割； 0035 总执行按键5， 接受触发并发送开机信号； 0036 切割控制器6， 包括主控制模块61和与主控制模块61连接的切割控制模块启动模 块62、 切割设备控制模块63、 工业相机控制模块64和光源控制模块65， 其中主控制模块61通 过一输入端口66连接总执行按键5并通过一工控机端口67连接工控机3， 切割设备控制模块 63通过切割设备端口68连接切割设备的启动信号线， 工业相机控制模块64通过工业相机端 口69连接工业相机的拍照触发线、 光源控制模块65通过光源端口610连接光源的开关信号 线； 0037 工作时， 开启各个设备， 并在工控机上导入带切割的样片资。

19、料， 样片是指最终需要 将原料切割而得的形状尺寸， 例如根据鞋子、 箱包等产品的实际造型需要所需切割而成的 皮料形状， 并将整块的皮革原料放置在切割设备上， 此时， 按下总执行按键5， 向切割控制器 6发送工作信号， 切割控制器6的主控制模块61接收总执行按键的工作信号， 切割设备控制 模块63通过工控机端口启动工控机3的切割控制模块31， 切割控制模块31向主控制模块61 发送启动光源和相机的指令， 主控制模块61根据启动指令控制光源启动和工业相机启动并 拍照， 切割控制模块31接收工业相机拍摄的图像文件并计算生产切割路径文件发送至切割 设备4， 发送完毕后， 切割控制模块31向切割控制器6。

20、发送切割设备工作指令， 主控制模块61 根据该工作指令经切割设备控制模块63控制切割设备按照切割路径文件信息执行切割路 径， 实现切割。 0038 由于增设切割控制器6后， 工控机与切割设备之间和工业相机之间都仅传输数据， 本实施例中， 所述的工控机和切割设备和工业相机通过网线连接。 切割设备和工业相机的 工作指令均通过切割设备控制器来发送。 0039 本实施例中， 工控机3为一计算机， 切割控制模块31为安装于工控机内的软件模 块， 切割控制器6为一PLC控制器， 内置有信号和指令的执行程序， 连接时， 所述的切割控制 器的工控机端口为串口， 与工控机的串口连接并进行信号通讯， 通过工控机监。

21、听该串口， 当 该切割控制器6向该串口发送启动切割控制模块31的指令时， 工控机3自动运行该切割控制 模块程序即可。 说明书 3/4 页 6 CN 110640818 A 6 0040 上述第一实施例中， 通过外置的按键和控制器来实现了切割设备工作的便捷化操 作， 由于其中的工控机为一台电脑， 本身具有通知执行多个程序和输入指令的功能， 所以基 于上述第一实施例进一步提出第二实施例， 第二实施例提供一种将一键式控制模块作为工 控机自身的模块的实现方式， 来实现通过一次操作即让切割设备进入切割工作状态完成切 割的提供数控柔性材料切割设备一键式切割系统。 0041 如图2所示， 该系统包括： 00。

22、42 工业相机1， 用于获取拍摄图像以确定被拍摄材料的图形； 0043 光源2， 用于在拍摄时照亮被拍摄材料， 以使工业相机获得清晰的图形； 0044 工控机7， 内设切割控制模块71， 与工业相机1连接并进行控制信号和数据信号的 通讯， 获取工业相机1拍摄的图形文件并由切割控制模块读取， 切割控制模块根据图形文件 计算被拍摄材料的轮廓， 并基于该轮廓结合样片形状计算排版， 并在排版完成后生产切割 路径数据； 0045 切割设备4， 与工控机7连接并接受工控机7产生的切割路径数据， 根据该切割路径 数据执行切割； 0046 所述的工控机7还包括： 切割执行控制模块72， 该切割执行控制模块72。

23、包括主控制 单元721和与主控制单元721连接的执行触发单元722、 切割控制模块通信单元723、 切割设 备控制单元724、 工业相机控制单元725和光源控制单元726， 其中切割控制模块通信单元 723与切割控制模块71进行指令传输； 切割设备控制单元724通过切割设备接口727单元连 接切割设备3， 工业相机控制单元725通过工业相机接口728单元连接工业相机1， 光源控制 单元726通过光源接口729单元连接光源2。 0047 工作时， 现在工控机7上启动切割控制模块71， 在切割控制模块72中导入样片数 据， 切割执行控制模块72的主控制单元721接收执行触发单元722的触发信号， 。

24、主控制单元 721接收到触发信号以后， 控制切割控制模块通信单元723与切割控制模块71建立通信连 接， 建立通信连接以后， 切割控制模块71向主控制单元721发送启动光源和相机的指令， 主 控制单元721根据启动指令控制光源2启动和工业相机1启动并拍照， 切割控制模块接收工 业相机1拍摄的图像文件并计算生产切割路径文件发送至切割设备， 发送完毕后， 切割控制 模块向切割控制器4发送切割设备工作指令， 主控制单元721根据该工作指令经切割设备控 制单元724控制切割设备4按照切割路径文件信息执行切割路径， 实现切割。 0048 本实施例中， 由于切割执行控制模块72内置到工控机7中作为一个软件。

25、模块， 所以 其与工控机之间无实际的物理接口连接， 所以工控机与外部的切割设备和工业相机通过网 线连接， 光源可以利用工业相机上的闪光灯或者其他外部光源。 0049 第二实施例的方案在实施时， 可以保留现有的工控机与周边功能组件的连接线 路， 通过新增软件模块来达到一键式切割控制的目的。 0050 以上所述仅为本发明的优选实施例， 并非因此限制本发明的专利范围， 凡是利用 本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换， 或直接或间接运用在其他相关 的技术领域， 均同理包括在本发明的专利保本护范围内。 说明书 4/4 页 7 CN 110640818 A 7 图1 说明书附图 1/2 页 8 CN 110640818 A 8 图2 说明书附图 2/2 页 9 CN 110640818 A 9 。