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一种自动检测切割长度的切割系统及其切割方法

阅读：783发布：2021-03-03

IPRDB可以提供一种自动检测切割长度的切割系统及其切割方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明公开了一种自动检测切割长度的切割系统及其切割方法，其系统，包括：摄像头；图像处理单元；显示单元；电机控制系统；输送电机、及传动机构，输送电机用于输出动能，且通过传动机构传输至输送机构，输送机构输送型材；电锯，用于切割型材；控制单元，用于接收图像处理单元识别的长度，同时与预设在其内部的切割长度进行比对，如果两个长度在误差范围内，则对电机控制系统发送停止指令，使得型材停止输送，然后控制电锯进行切割；摄像头输出端与图像处理单元通信连接，图像处理单元分别与显示单元、控制单元输入端通信连接，控制单元输出端与电机控制系统输入端通信连接，电机控制系统输出端与输送电机的电机驱动器输入端通信连接。，下面是一种自动检测切割长度的切割系统及其切割方法专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种自动检测切割长度的切割系统，其特征在于，包括：

摄像头，用于采集型材及参照物的图像，然后传输至图像处理单元进行处理；

图像处理单元，用于将接收到的图像进行识别，然后得出型材穿过锯片的长度；

显示单元，用于将图像处理单元识别的长度进行显示；

电机控制系统，用于控制电机的运行，将控制单元发送来的控制信号进行解析，然后转换成能被电机驱动器识别的电信号，最后输送至电机驱动器以使电机驱动器按照电信号驱动输送电机运行；

输送电机、及传动机构，输送电机用于输出动能，且通过传动机构传输至输送机构，输送机构输送型材；

电锯，用于切割型材；

控制单元，用于接收图像处理单元识别的长度，同时与预设在其内部的切割长度进行比对，如果两个长度在误差范围内，则对电机控制系统发送停止指令，使得型材停止输送，然后控制电锯进行切割；

所述的摄像头输出端与图像处理单元通信连接，所述的图像处理单元分别与显示单元、控制单元输入端通信连接，控制单元输出端与电机控制系统输入端通信连接，电机控制系统输出端与输送电机的电机驱动器输入端通信连接。

2.如权利要求1所述的切割系统，其特征在于，输送电机为步进电机或带刹车的减速电机。

3.如权利要求1所述的切割系统，其特征在于，所述的电锯上设置有底座，底座上固定有电锯机架，电锯机架上安装有锯片，锯片用于切割型材，且型材从底座和锯片之间的间隙通过。

4.如权利要求3所述的切割系统，其特征在于，所述的电锯上安装有光源，光源通电发光，且光线照亮锯片与型材对应处。

5.如权利要求4所述的切割系统，其特征在于，光源为激光器或高亮光源。

6.如权利要求1-5任一所述的切割系统，其特征在于，型材位于锯片两侧分别通过输送机构运输，输送机构，包括，输送电机，输送电机的输出轴上固定有第一带轮、第一带轮通过第一皮带与第一副带轮连接并形成带传动机构，第一副带轮固定在第一传输轴上，第一传输轴上还固定有第二带轮，且第一传输轴与整机机架可转动装配，整机机架安装在地面上；

第二带轮通过第二皮带与第二副带轮连接并形成带传动机构，第二副带轮固定在第二传输轴上，第二传输轴与整机机架可转动装配；

所述的第二皮带为传输带，型材放置在第二皮带上，通过第二皮带运行进行输送。

7.如权利要求6所述的切割系统，其特征在于，锯片切断型材一侧的整体机架上还安装有参照板，所述的参照板上设置有刻度，且参照板与第二皮带不接触，但其长度与型材输送方向平行。

8.如权利要求7所述的切割系统，其特征在于，刻度为以锯片为原点进行设置。

9.一种自动检测切割长度的切割方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、整机运行，型材放置在输送机构上输送至电锯，且型材端部到达电锯锯片的切割处后停止，此处系统认定为型材切割原点；

S2、向控制单元内输入需要切割的长度，控制单元根据输送机构的传动比、输送电机的转速计算输送电机转动圈数、角度，然后将相应参数传输给电机控制系统；

S3、电机控制系统对接收到的指令进行编码、转换成电机驱动器能识别的电信号，然后传输给电机驱动器；

S4、电机驱动器接收电信号，并控制电机按照相应电信号进行转动，电机快转动后进行减速或转动到位后停止运行，也就是型材停止输送；

S5、摄像头采集型材与参照物相对位置的图像、锯片与型材的相对位置图像，然后传输给图像处理单元；

S6、图像处理单元对接收到的图像进行识别，识别内容为锯片是否与型材侧面垂直、型材图参照物的位置，从而识别出型材伸出锯片的长度，并将此长度传输给控制单元；

S7、控制单元将接收到的长度信息与S2中输入的长度信息进行比对，如果两个值在允许的误差范围内，则控制电锯进行切割，如果在误差范围外，则根据误差值判断是型材伸出锯片的长度不够还是过多，然后根据误差值、传输机构传动比、输送电机转速计算输送电机需要正转或反转的圈数，计算完成后将指令交给电机控制系统，然后重复S3-S7，直到型材长度达到要求即可进行切割。

10.如权利要求9所述的切割方法，其特征在于，S7中，还包括：在识别过程中，如果发现锯片与型材侧面不垂直或不是预设的倾斜角，那么输送系统、电锯停止运行，并通过显示单元显示警告信息，从而提醒操作者。

说明书全文

一种自动检测切割长度的切割系统及其切割方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种切割技术，特别是涉及一种自动检测切割长度的切割系统及其切割方法。

背景技术

[0002] 现有的型材切割机没有自动监测装置,都是手动检查切割长度，这种方式效率低，而且切割长度的精度低。

发明内容

[0003] 有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种自动检测切割长度的切割系统及其切割方法，其通过图像识别的方式检测型材长度，然后进行自动切割，从而可以保证切割效率以及精度。

[0004] 为实现上述目的，本发明提供了一种自动检测切割长度的切割系统，包括：摄像头，用于采集型材及参照物的图像，然后传输至图像处理单元进行处理；
图像处理单元，用于将接收到的图像进行识别，然后得出型材穿过锯片的长度；
显示单元，用于将图像处理单元识别的长度进行显示；
电机控制系统，用于控制电机的运行，将控制单元发送来的控制信号进行解析，然后转换成能被电机驱动器识别的电信号，最后输送至电机驱动器以使电机驱动器按照电信号驱动输送电机运行；
输送电机、及传动机构，输送电机用于输出动能，且通过传动机构传输至输送机构，输送机构输送型材；
电锯，用于切割型材；
控制单元，用于接收图像处理单元识别的长度，同时与预设在其内部的切割长度进行比对，如果两个长度在误差范围内，则对电机控制系统发送停止指令，使得型材停止输送，然后控制电锯进行切割；
所述的摄像头输出端与图像处理单元通信连接，所述的图像处理单元分别与显示单元、控制单元输入端通信连接，控制单元输出端与电机控制系统输入端通信连接，电机控制系统输出端与输送电机的电机驱动器输入端通信连接。

[0005] 优选地，输送电机为步进电机或带刹车的减速电机。

[0006] 优选地，所述的电锯上设置有底座，底座上固定有电锯机架，电锯机架上安装有锯片，锯片用于切割型材，且型材从底座和锯片之间的间隙通过。

[0007] 优选地，所述的电锯上安装有光源，光源通电发光，且光线照亮锯片与型材对应处。

[0008] 优选地，光源为激光器或高亮光源。

[0009] 优选地，型材位于锯片两侧分别通过输送机构运输，输送机构，包括，输送电机，输送电机的输出轴上固定有第一带轮、第一带轮通过第一皮带与第一副带轮连接并形成带传动机构，第一副带轮固定在第一传输轴上，第一传输轴上还固定有第二带轮，且第一传输轴与整机机架可转动装配，整机机架安装在地面上；第二带轮通过第二皮带与第二副带轮连接并形成带传动机构，第二副带轮固定在第二传输轴上，第二传输轴与整机机架可转动装配；
所述的第二皮带为传输带，型材放置在第二皮带上，通过第二皮带运行进行输送。

[0010] 优选地，锯片切断型材一侧的整体机架上还安装有参照板，所述的参照板上设置有刻度，且参照板与第二皮带不接触，但其长度与型材输送方向平行。

[0011] 优选地，刻度为以锯片为原点进行设置。

[0012] 一种自动检测切割长度的切割方法，包括如下步骤：S1、整机运行，型材放置在输送机构上输送至电锯，且型材端部到达电锯锯片的切割处后停止，此处系统认定为型材切割原点；
S2、向控制单元内输入需要切割的长度，控制单元根据输送机构的传动比、输送电机的转速计算输送电机转动圈数、角度，然后将相应参数传输给电机控制系统；
S3、电机控制系统对接收到的指令进行编码、转换成电机驱动器能识别的电信号，然后传输给电机驱动器；
S4、电机驱动器接收电信号，并控制电机按照相应电信号进行转动，电机快转动后进行减速或转动到位后停止运行，也就是型材停止输送；
S5、摄像头采集型材与参照物相对位置的图像、锯片与型材的相对位置图像，然后传输给图像处理单元；
S6、图像处理单元对接收到的图像进行识别，识别内容为锯片是否与型材侧面垂直、型材图参照物的位置，从而识别出型材伸出锯片的长度，并将此长度传输给控制单元；
S7、控制单元将接收到的长度信息与S2中输入的长度信息进行比对，如果两个值在允许的误差范围内，则控制电锯进行切割，如果在误差范围外，则根据误差值判断是型材伸出锯片的长度不够还是过多，然后根据误差值、传输机构传动比、输送电机转速计算输送电机需要正转或反转的圈数，计算完成后将指令交给电机控制系统，然后重复S3-S7，直到型材长度达到要求即可进行切割。

[0013] 优选地，S7中，还包括：在识别过程中，如果发现锯片与型材侧面不垂直或不是预设的倾斜角，那么输送系统、电锯停止运行，并通过显示单元显示警告信息，从而提醒操作者。

[0014] 本发明的有益效果是：本发明使得操作者不需要工作的同时再不时停下来检测切割长度,可以自动显示要切割的型材的长度,大大提高切割效率,提高切割精度,减轻工作强度。

附图说明

[0015] 图1是本发明的系统示意图。

[0016] 图2是本发明的切割机结构示意图。

[0017] 图3是本发明的系统改进示意图。

[0018] 图4是本发明的参照板示意图。

具体实施方式

[0019] 下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：实施例一
参见图1，一种自动检测切割长度的切割系统，包括，
摄像头110，用于采集型材及参照物的图像，然后传输至图像处理单元进行处理；
图像处理单元120，用于将接收到的图像进行识别，然后得出型材穿过锯片的长度，可以是内置在控制单元内的程序；
显示单元130，用于将图像处理单元120识别的长度进行显示，可以是显示器；
电机控制系统140，用于控制电机的运行，主要是将控制单元发送来的控制信号进行解析，然后转换成能被电机驱动器识别的电信号，最后输送至电机驱动器以使电机驱动器按照电信号驱动输送电机运行；
输送电机150、及传动机构210，输送电机用于输出动能，且通过传动机构传输至输送机构，输送机构输送型材310；输送电机可以是步进电机或带刹车的减速电机；
电锯160，用于切割型材310；
控制单元，用于接收图像处理单元120识别的长度，同时与预设在其内部的切割长度进行比对，如果两个长度在误差范围内，则对电机控制系统140发送停止指令，使得型材停止输送，然后控制电锯160进行切割；控制单元可以是单片机或PLC；
本案的所有用电设备均通过外部电源供电。

[0020] 所述的摄像头110输出端与图像处理单元120通信连接，所述的图像处理单元120分别与显示单元130、控制单元输入端通信连接，显示单元130为自带显示驱动器的显示器，控制单元输出端与电机控制系统140输入端通信连接，电机控制系统输出端与输送电机的电机驱动器输入端通信连接。

[0021] 参见图2，所述的电锯160上设置有底座161，底座161上固定有电锯机架，电锯机架上安装有锯片162，锯片用于切割型材。锯片162由安装在电锯上的电机驱动，从而周向转动进行切割。优选地，本案的电锯选择自动电锯，如型号为LHDP-1800的圆盘锯。

[0022] 所述的电锯160上安装有光源170，光源170通电发光，且光线171照亮锯片162与型材310对应处，从而使得摄像头110能够采集到锯片与型材的清晰图像。

[0023] 优选地，光源170为激光器或高亮光源，使用时，其光线照射在锯片162可以锯断型材310处，从而形成明显分解，以使摄像头采集的图像能够被准确识别出型材能被锯断的位置。这样结合型材与参照物的图像就能够计算出型材穿过锯片后的长度，也就是型材能被切断的长度（锯片与参照物相对位置不变）。光源170的设计还能够使得摄像头获得型材与锯片的响度位置的图像，从而判断型材是否与锯片发生歪曲，从而影响切割面。这种技术十分成熟，可以直接采用现有的图像识别技术即可。

[0024] 当然，也可以不设置参照物，根据输送电机的转速，传动机构的传动比，就能够计算出型材穿过锯片的长度，从而也能进行切割。

[0025] 还可以在型材带切割端两侧设置光电传感器，通过光电传感器是否被遮挡来检测型材穿过锯片的长度。

[0026] 这种方式的好处就是，不用人工参与，系统直接根据采集的图像识别型材穿过锯片的长度，识别的长度与控制单元内预设长度匹配后即可进行切割，整个过程不需要人工测量、摆动型材等，可大大提高效率，且只要整个系统调试完成后，其切割精度较高，而且同一批产品精度相差不大，可以克服人工误差。

[0027] 实施例二参见图3-图4，本实施例中，型材310位于锯片162两侧分别通过输送机构运输，也就是输送机构有两个，每个输送机构，包括，输送电机150，输送电机150的输出轴上固定有第一带轮411、第一带轮411通过第一皮带410与第一副带轮412连接并形成带传动机构，第一副带轮412固定在第一传输轴511上，第一传输轴511上还固定有第二带轮421，且第一传输轴
511与整机机架可转动装配，整机机架安装在地面上，且支撑或安装本发明的系统；
第二带轮421通过第二皮带420与第二副带轮422连接并形成带传动机构，第二副带轮
422固定在第二传输轴512上，第二传输轴512与整机机架可转动装配；
所述的第二皮带420为传输带，型材放置在第二皮带420上，通过第二皮带420运行进行输送。所述的第一带轮411、第一副带轮412、第一皮带410即为实施例一中的传动机构。

[0028] 锯片切断型材的一侧（图3中右侧）的整体机架上还安装有参照板220，所述的参照板220上设置有刻度221，且参照板与第二皮带420不接触，但其长度与第二皮带420运行方向平行（型材输送方向）；刻度221为以锯片162为原点进行设置。

[0029] 使用时，型材被切断的一端端部与刻度221对应即可识别出型材穿过锯片的长度，一旦这个长度与控制单元内预设的长度在误差范围内相等，则控制电锯对型材进行锯断。

[0030] 实施例三本实施例为基于实施例一和实施例二记载系统的自动检测切割长度的切割方法，包括如下步骤：
S1、整机运行，型材放置在输送机构上输送至电锯，且型材端部到达电锯锯片的切割处后停止，此处系统认定为型材切割原点，也就是此时切割的型材长度为零；可以将型材穿过锯片后切割寻找这个以原点；
S2、向控制单元内输入需要切割的长度，控制单元根据输送机构的传动比、输送电机的转速等计算输送电机转动圈数、角度，然后将相应参数传输给电机控制系统；
S3、电机控制系统对接收到的指令进行编码、转换成电机驱动器能识别的电信号，然后传输给电机驱动器；
S4、电机驱动器接收电信号，并控制电机按照相应电信号进行转动，电机快转动后进行减速或转动到位后停止运行，也就是型材停止输送；
S5、摄像头采集型材与参照物相对位置的图像、锯片与型材的相对位置图像，然后传输给图像处理单元；
S6、图像处理单元对接收到的图像进行识别，识别内容为锯片是否与型材侧面垂直、型材图参照物的位置，从而识别出型材伸出锯片的长度，并将此长度传输给控制单元；
S7、控制单元将接收到的长度信息与S2中输入的长度信息进行比对，如果两个值在允许的误差范围内，则控制电锯进行切割，如果在误差范围外，则根据误差值判断是型材伸出锯片的长度不够还是过多，然后根据误差值、传输机构传动比、输送电机转速计算输送电机需要正转或反转的圈数，计算完成后将指令交给电机控制系统，然后重复S3-S7，直到型材长度达到要求即可进行切割；
在识别过程中，如果发现锯片与型材侧面不垂直或不是预设的倾斜角，那么输送系统、电锯停止运行，并通过显示单元显示警告信息，从而提醒操作者。

[0031] 本发明未详述之处，均为本领域技术人员的公知技术。

[0032] 以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

标题	发布/更新时间	阅读量
电锯-专利编号CN109465492A	2020-05-12	838
一种电锯-专利编号CN1257775A	2020-05-13	552
微型电锯-专利编号CN109530803A	2020-05-13	920
智能电锯-专利编号CN108202168A	2020-05-12	622
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电锯-专利编号CN107442855A	2020-05-11	982
电锯-专利编号CN101623874B	2020-05-11	812

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