本發明涉及材料裁剪技術領域，具體涉及一種剪裁機智能磨刀系統及其智能磨刀方法。

背景技術：

目前，在一些布料裁剪行業中，對于裁刀的磨削多是進行固定的程式進行，要么按照時間長短、要么按照行走的長度。這樣都會導致刀具可能在還沒有到達磨損的程度就進行了磨削，造成刀具的浪費；或是沒有能及時磨削刀具導致裁剪出現裁剪不透情況。而現在對刀具的要求是越來越高，刀具作為易損件，一件好的刀具就要保證其的使用壽命使其發揮最大的作用也是為企業帶來利潤的最大化。所以自動進行磨刀系統就誕生了。

作為一種自動磨刀系統，其在對提高刀具的使用壽命和帶給企業更大的利潤空間方面，還需要能領域技術人員的進一步開發研究。

中國專利：CN 104942715 A，公開了一種種智能自動磨刀機加工控制方法，包括自動取放控制步驟和刀具磨制控制步驟，可以在不停機的情況下進行程序的修改，如需要更改磨刀參數，只需將磨削單元系統暫停，便可更改磨刀參數及坐標，更改完后繼續運行即可，無需從頭開始，同樣，需要更改取放刀具參數，只需將機械手系統暫停，便可更改。在刀具抽檢中發現參數不正確需更改，亦是如此，方便修改參數及坐標。無需使用多軸系統或雙通道系統，使用兩臺普通三軸及五軸系統即可完成，兩系統獨立工作，只是在完成后實現一個信號的通訊，降低了成本 ；而且多軸系統的實現這種控制的編程較為麻煩，降低了難度。但上，述磨刀機不具備檢測板端刀具是否需要進行磨削或需要進行更換功能，因此給使用者帶來了許都不便。

技術實現要素：

本發明的目的在于克服現有技術中的缺陷，提供一種結構相對簡單、操作方便、使用安全可靠、并且能夠根據刀具的磨損情況來判斷刀具是否需要進行磨削，可以針對刀具的實際使用情況進行磨削或更換，可延長刀具使用壽命的一種剪裁機智能磨刀系統及其智能磨刀方法。

為實現上述目的，本發明所采用的技術方案是：

一種剪裁機智能磨刀系統，智能磨刀系統包括裁剪刀具，設置裁剪刀具附近的磨刀單元、成像單元和裁剪刀具換刀工步執行單元，所述磨刀單元、成像單元與裁剪刀具換刀工步執行單元分別通過數據線與主控制單元連接；所述成像單元將裁剪刀具的原始圖像數據，以及裁剪過程中定時掃描獲取的裁剪刀具磨損后的即時圖像數據傳送到主控制單元，所述主控制單元內設置有需要對裁剪刀具進行磨削的磨刀模型數據和需要對裁剪刀具進行更換的換刀模型數據，所述主控制單元依據內置的判斷處理程序將裁剪刀具的原始圖像數據與裁剪刀具磨損后的圖像數據進行比較，若所述比較結果達到磨刀模型數據的閾值，所述主控制單元發出指令驅動磨刀單元對裁剪刀具進行磨削，若所述比較結果達到換刀模型數據的閾值，所述主控制單元發出指令驅動裁剪刀具換刀工步執行單元對裁剪刀具進行更換。

其中優選的技術方案是，所述成像單元為紅外成像設備。采用紅外成像設備具有結構簡單，易于安裝，檢測效果好等特點。紅外成像設備只需將裁剪刀具表面溫度的檢測信息傳送到主控制單元，主控制單元通過裁剪刀具表面溫度的變化即可得到裁剪刀具磨損程度的信息。因為隨著裁剪刀具的不斷磨損，裁剪刀具與被剪切材料之間的摩擦力將逐步加大，而摩擦力的增加必將導致裁剪刀具表面溫度的增加，而當裁剪刀具表面溫度達到設定閾值后即為磨刀模型數據，則主控制單元即可發出指令，啟動磨刀單元中的磨刀裝置對裁剪刀具進行磨削，若所述比較結果裁剪刀具達到換刀模型數據的閾值，則主控制單元即可發出指令，啟動裁剪刀具換刀工步執行單元對裁剪刀具進行更換。

優選的技術方案還有，所述成像單元為CCD攝像機。CCD攝像機為工業專用攝像機，它可將裁剪刀具尤其是切削刀刃部分的原始圖像數據，裁剪刀具尤其是切削刀刃部分磨損后的幾何圖形或幾何尺寸圖形數據傳送到主控制單元，主控制單元通過裁剪刀具兩組數據的比對，若磨損后的幾何圖形或幾何尺寸的變化值大于設定的閾值范圍，如刀刃部分的尺寸變厚、或出現奇變如卷刃、豁口、裂紋等，則主控制單元即可發出指令，啟動磨刀單元中的磨刀裝置對裁剪刀具進行磨削，或啟動裁剪刀具換刀工步執行單元對裁剪刀具進行更換。

進一步優選的技術方案是，所述成像單元通過至少一面反觀鏡采集裁剪刀具的圖像信息，其中一面反光鏡靠近所述裁剪刀具。采用反觀鏡主要是為了避免CCD攝像機距離裁剪刀具太近會影響到裁剪刀具的作業，已發生運動干涉等問題的發生，然而若CCD攝像機距離裁剪刀具太遠又將會造成圖像的清晰度變差，因此采用反光鏡既可以避免運動干涉等問題的發生，又不會影響到圖形的清晰度。

本發明另一個目的在于，提供一種操作方便、使用安全可靠、并且能夠根據刀具的磨損情況來判斷刀具是否需要進行磨削，可以針對刀具的實際使用情況進行磨削或更換，可延長刀具使用壽命的一種剪裁機智能磨刀方法。

為實現上述目的，本發明所采用的技術方案是：

一種用上述剪裁機智能磨刀系統的智能磨刀方法，包括如下步驟：

S1、將新裁剪刀具安裝在裁剪機上；

S2、在裁剪刀具附件安裝好磨刀單元、成像單元和裁剪刀具換刀工步執行單元；

S3、在主控制單元內存入或設置需要對裁剪刀具進行磨削的磨刀模型數據和需要對裁剪刀具進行更換的換刀模型數據；

S4、啟動裁剪機對布料進行裁剪作業，同時成像單元和主控制單元開始工作；

S5、成像單元將裁剪刀具的原始圖像數據，以及裁剪過程中定時掃描獲取的裁剪刀具磨損后的即時圖像數據傳送到主控制單元；

S6、主控制單元依據內置的判斷處理程序將裁剪刀具的原始圖像數據與裁剪刀具磨損后的圖像數據進行比較，若所述比較結果達到磨刀模型數據的閾值，所述主控制單元發出指令驅動磨刀單元對裁剪刀具進行磨削，若所述比較結果達到換刀模型數據的閾值，所述主控制單元發出指令驅動裁剪刀具換刀工步執行單元對裁剪刀具進行更換。

其中優選的技術方案是，所述原始圖像數據包括新裁剪刀具的圖像數據和每次磨刀后的裁剪刀具的圖像數據。由于磨消后的剪切刀具其幾何尺寸將會減小，在相同摩擦力的情況下，其表面所產生的熱量將會有所增加，因此需要對其數據進行修正。

進一步優選的技術方案還有，所述主控制單元依據內置的判斷處理程序采用，將每次磨刀后的裁剪刀具的圖像數據替換在先的原始圖像數據作為新的原始圖像數據。由于磨消后的剪切刀具其幾何尺寸將會減小，在相同摩擦力的情況下，其表面所產生的熱量將會有所增加，因此需要對其數據進行修正。

進一步優選的技術方案還有，所述原始圖像數據與磨刀模型數據分別為紅外成像單元采集到的溫度數據，所述溫度數據是由裁剪刀具與被裁剪布料摩擦后產生的溫度數據。紅外成像設備只需將裁剪刀具表面溫度的檢測信息傳送到主控制單元，主控制單元通過裁剪刀具表面溫度的變化即可得到裁剪刀具磨損程度的信息。因為隨著裁剪刀具的不斷磨損，裁剪刀具與被剪切材料之間的摩擦力將逐步加大，而摩擦力的增加必將導致裁剪刀具表面溫度的增加，而當裁剪刀具表面溫度達到設定閾值后即為磨刀模型數據，則主控制單元即可發出指令，啟動磨刀單元中的磨刀裝置對裁剪刀具進行磨削，或啟動裁剪刀具換刀工步執行單元對裁剪刀具進行更換。

進一步優選的技術方案還有，所述原始圖像數據與磨刀模型數據分別為CCD攝像機采集到的幾何圖像數據，所述幾何圖像數據分比為原始刀具刀刃部位的幾何形狀或幾何尺寸的數據與磨損后刀具刀刃部位圖像的幾何形狀或幾何尺寸的數據。CCD攝像機為工業專用攝像機，它可將裁剪刀具尤其是切削刀刃部分的原始圖像數據，裁剪刀具尤其是切削刀刃部分磨損后的幾何圖形或幾何尺寸圖形數據傳送到主控制單元，主控制單元通過裁剪刀具兩組數據的比對，若磨損后的幾何圖形或幾何尺寸的變化值大于設定的閾值范圍，如刀刃部分的尺寸變厚、或出現奇變如卷刃、豁口、裂紋等，則主控制單元即可發出指令，啟動磨刀單元中的磨刀裝置對裁剪刀具進行磨削，或啟動裁剪刀具換刀工步執行單元對裁剪刀具進行更換。

優選的技術方案還有，所述裁剪刀具換刀工步執行單元包括由主控制單元發出控制指令，剪切機的剪切刀停止運轉，然后由人工執行剪刀具換刀工步，或由主控制單元發出控制指令，剪切機的剪切刀停止運轉，然后機械手執行剪刀具換刀工步。采用人工手執行剪刀具換刀工步的技術方案，具有剪切機結構簡單，設備投資好，占地面積小等優點。而采用手執行剪刀具換刀工步的技術方案，具有自動化程度高，換刀速度快等優點。

本發明的優點和有益效果在于：所述的剪裁機智能磨刀系統及其智能磨刀方法，具有結構相對簡單、操作方便、使用安全可靠、并且能夠根據刀具的磨損情況來判斷刀具是否需要進行磨削，可以針對刀具的實際使用情況進行磨削或更換，可延長刀具使用壽命等特點。可以實現能根據刀具的磨損情況來判斷刀具是否需要進行磨削，針對刀具的實際使用情況進行磨削。

附圖說明

圖1是本發明剪裁機智能磨刀系統的結構示意圖。

圖中：1、裁剪刀具；2、磨刀單元；3、成像單元；4、裁剪刀具換刀工步執行單元；5、主控制單元。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例，對本發明的具體實施方式作進一步描述。以下實施例僅用于更加清楚地說明本發明的技術方案，而不能以此來限制本發明的保護范圍。

如附圖1所示：本發明是一種剪裁機智能磨刀系統，智能磨刀系統包括裁剪刀具1，設置裁剪刀具1附近的磨刀單元2、成像單元3和裁剪刀具換刀工步執行單元4，所述磨刀單元2、成像單元3與裁剪刀具換刀工步執行單元4分別通過數據線與主控制單元5連接；所述成像單元2將裁剪刀具1的原始圖像數據，以及裁剪過程中定時掃描獲取的裁剪刀具1磨損后的即時圖像數據傳送到主控制單元5，所述主控制單元5內設置有需要對裁剪刀具1進行磨削的磨刀模型數據和需要對裁剪刀具進行更換的換刀模型數據，所述主控制單元5依據內置的判斷處理程序將裁剪刀具1的原始圖像數據與裁剪刀具磨損后的圖像數據進行比較，若所述比較結果達到磨刀模型數據的閾值，所述主控制單元5發出指令驅動磨刀單元2對裁剪刀具1進行磨削作業，若所述比較結果達到換刀模型數據的閾值，所述主控制單元5發出指令驅動裁剪刀具換刀工步執行單元4對裁剪刀具1進行更換。

本發明優選的實施方案是，所述成像單元3為紅外成像設備。采用紅外成像設備具有結構簡單，易于安裝，檢測效果好等特點。紅外成像設備只需將裁剪刀具1表面溫度的檢測信息傳送到主控制單元5，主控制單元5通過裁剪刀具1表面溫度的變化即可得到裁剪刀具1磨損程度的信息。因為隨著裁剪刀具1的不斷磨損，裁剪刀具1與被剪切材料之間的摩擦力將逐步加大，而摩擦力的增加必將導致裁剪刀具表面溫度的增加，而當裁剪刀具1表面溫度達到設定閾值后即為磨刀模型數據的閾值，則主控制單元5即可發出指令，啟動磨刀單元2中的磨刀裝置對裁剪刀具1進行磨削，若所述比較結果達到換刀模型數據的閾值，則主控制單元5即可發出指令，啟動裁剪刀具換刀工步執行單元4對裁剪刀具進行更換。

本發明優選的實施方案還有，所述成像單元為CCD攝像機。CCD攝像機為工業專用攝像機，它可將裁剪刀具1尤其是切削刀刃部分的原始圖像數據，裁剪刀具1尤其是切削刀刃部分磨損后的幾何圖形或幾何尺寸圖形數據傳送到主控制單元5，主控制單元5通過裁剪刀具1兩組數據的比對，若磨損后的幾何圖形或幾何尺寸的變化值大于設定的閾值范圍，如刀刃部分的尺寸變厚、或出現奇變如卷刃、豁口、裂紋等，則主控制單元5即可發出指令，啟動磨刀單元2中的磨刀裝置對裁剪刀具1進行磨削，或啟動裁剪刀具換刀工步執行單元5對裁剪刀具進行更換。

本發明進一步優選的實施方案是，所述成像單元通過至少一面反觀鏡采集裁剪刀具的圖像信息，其中一面反光鏡靠近所述裁剪刀具。采用反觀鏡主要是為了避免CCD攝像機距離裁剪刀具太近會影響到裁剪刀具的作業，已發生運動干涉等問題的發生，然而若CCD攝像機距離裁剪刀具太遠又將會造成圖像的清晰度變差，因此采用反光鏡既可以避免運動干涉等問題的發生，又不會影響到圖形的清晰度。

本發明另一個實施例是：

一種用上述剪裁機智能磨刀系統的智能磨刀方法，包括如下步驟：

第一步、將新裁剪刀具1安裝在裁剪機上；

第二步、在裁剪刀具1附件安裝好磨刀單元2、成像單元3和裁剪刀具換刀工步執行單元4；

第三步、在主控制單元5內存入或設置需要對裁剪刀具進行磨削的磨刀模型數據和需要對裁剪刀具進行更換的換刀模型數據；

第四步、啟動裁剪機對布料進行裁剪作業，同時成像單元2和主控制單元5開始工作；

第五步、成像單元3將裁剪刀具1的原始圖像數據，以及裁剪過程中定時掃描獲取的裁剪刀具磨損后的即時圖像數據傳送到主控制單元5；

第六步、主控制單元5依據內置的判斷處理程序將裁剪刀具1的原始圖像數據與裁剪刀具磨損后的圖像數據進行比較，若所述比較結果達到磨刀模型數據的閾值，所述主控制單元5發出指令驅動磨刀單元對裁剪刀具進行磨削，若所述比較結果達到換刀模型數據的閾值，所述主控制單元5發出指令驅動裁剪刀具換刀工步執行單元5對裁剪刀具進行更換。

本發明優選的實施方案是，所述原始圖像數據包括新裁剪刀具1的圖像數據和每次磨刀后的裁剪刀具1的圖像數據。由于磨消后的剪切刀具1其幾何尺寸將會減小，在相同摩擦力的情況下，其表面所產生的熱量將會有所增加，因此需要對其數據進行修正。

本發明進一步優選的實施方案還有，所述主控制單元5依據內置的判斷處理程序采用，將每次磨刀后的裁剪刀具的圖像數據替換在先的原始圖像數據作為新的原始圖像數據。由于磨消后的剪切刀具1其幾何尺寸將會減小，在相同摩擦力的情況下，其表面所產生的熱量將會有所增加，因此需要對其數據進行修正。

本發明進一步優選的實施方案還有，所述原始圖像數據與磨刀模型數據分別為紅外成像單元采集到的溫度數據，所述溫度數據是由裁剪刀具與被裁剪布料摩擦后產生的溫度數據。紅外成像設備只需將裁剪刀具表面溫度的檢測信息傳送到主控制單元5，主控制單元5通過裁剪刀具表面溫度的變化即可得到裁剪刀具磨損程度的信息。因為隨著裁剪刀具1的不斷磨損，裁剪刀具1與被剪切材料之間的摩擦力將逐步加大，而摩擦力的增加必將導致裁剪刀具表面溫度的增加，而當裁剪刀具表面溫度達到設定閾值后即為磨刀模型數據，則主控制單元5即可發出指令，啟動磨刀單元3中的磨刀裝置對裁剪刀具1進行磨削，或啟動裁剪刀具換刀工步執行單元4對裁剪刀具進行更換。

本發明進一步優選的實施方案還有，所述原始圖像數據與磨刀模型數據分別為CCD攝像機采集到的幾何圖像數據，所述幾何圖像數據分比為原始刀具刀刃部位的幾何形狀或幾何尺寸的數據與磨損后刀具刀刃部位圖像的幾何形狀或幾何尺寸的數據。CCD攝像機為工業專用攝像機，它可將裁剪刀具1尤其是切削刀刃部分的原始圖像數據，裁剪刀具尤其是切削刀刃部分磨損后的幾何圖形或幾何尺寸圖形數據傳送到主控制單元5，主控制單元5通過裁剪刀具兩組數據的比對，若磨損后的幾何圖形或幾何尺寸的變化值大于設定的閾值范圍，如刀刃部分的尺寸變厚、或出現奇變如卷刃、豁口、裂紋等，則主控制單元即可發出指令，啟動磨刀單元2中的磨刀裝置對裁剪刀具1進行磨削，或啟動裁剪刀具換刀工步執行單元4對裁剪刀具1進行更換。

本發明優選的實施方案還有，所述裁剪刀具換刀工步執行單元4包括由主控制單元發出控制指令，剪切機的剪切刀停止運轉，然后由人工執行剪刀具換刀工步，或由主控制單元5發出控制指令，剪切機的剪切刀停止運轉，然后機械手執行剪刀具換刀工步。采用人工手執行剪刀具換刀工步的實施方案，具有剪切機結構簡單，設備投資好，占地面積小等優點。而采用手執行剪刀具換刀工步的實施方案，具有自動化程度高，換刀速度快等優點。

在本發明中新剪切刀具1被安裝后，成像單元3會將裁剪刀具1的原始模型數據和刀具換刀模型數據放入到主控制單元5中，在剪切設備對布料進行裁剪的過程中，紅外成像單元3會定時的對剪切刀具1進行掃描拍攝，并將拍攝到的畫面傳輸到主控制單元5中和刀具原始模型數據進行對比，如果沒有達到需要磨削的閾值范圍，紅外成像單元3將繼續進行跟蹤拍攝；如果到達需要磨削的閾值范圍，主控制單元5將發出指令啟動磨刀單元2對剪切刀具1進行磨削，并由紅外成像單元3在磨削完成后對剪切刀具1再次進行拍攝，形成新的原始刀具模型，并將之傳輸到主控制單元5中替代原有的刀具原始模型，使得新刀具模型成為比較的標準。同時會和換刀模型數據的閾值進行對比，如果已經和換刀模型數據的閾值范圍，那就不需要磨削，而是對裁剪刀具進行更換。再次進行裁剪，紅外成像單元3對刀具進行拍攝圖像傳送給主控制單元5中和新的原始刀具模型進行對比……這樣在不斷的對比中，就不斷地會生成新的原始刀具模型直到刀具模型X，最終會出現在比較的過程中發現新的原始刀具模型X已經到達了換刀模型數據的閾值范圍，這樣主控制單元5就會發出設備需要進行更換新刀的提示。

以上所述僅是本發明的優選實施方式，應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明技術原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發明的保護范圍。