机器视觉智能验布机贴标装置的制作方法

1.本发明涉及验布机技术领域，具体为一种机器视觉智能验布机贴标装置。


背景技术：

2.中国是世界第一纺织大国。据国家统计局公布数据，2020年上半年，中国规模以上印染企业印染布产量达219.95亿米，每天产量约1.2亿米。其中布料检测，贯穿于纺织行业织造、印染、制衣、家纺等产业链上下游每个环节。一直以来，纺织行业企业大都处于人工验布状态，在普通验布机上靠操作人员的目力观察，发现布面疵点。存在检出率低，速度慢，劳动强度大等弊端。人工验布平均速度是15米/分钟，人员目力集中度最多维持20-30分钟，若超过这个速度和时间，验布工会产生疲劳。面料检测已成为行业痛点，跟不上整个纺织行业数字化经济的发展。而机器视觉智能验布机的出现，克服了普通验布机的一些弊端，能有效降低用人成本。
3.一台智能验布机可替代3-5个传统验布工，平均检测速度40米/分钟。最高识别精度0.01mm,是人工的十倍，不受人工条件和情绪的影响，可以24小时不间断自动检测。平均检出率可达90％以上。另外机器视觉智能验布机有开放接口，快速对接erp，mes等生产管理系统。与自动包装机等纺织自动化设备串联形成纺织智能化生产线，打造纺织数字化智能工厂。可实时检测页面，查看验布情况。机器视觉智能验布机是验布机的发展方向。
4.在检验布料的过程中，如发现布面有大的疵点，传统纺织公司大部分是通过人工，在检验记录纸上作记录，并在疵点所在布边处钉入塑料标签。部分配有验布erp系统的纺织公司，通过人工在电脑中输入疵点的种类，然后在疵点所在的布边处钉入塑料标签。那么机器视觉智能验布机发现大的疵点后怎么办呢？以上的二种处理方式显然不符合机器视觉智能验布机的工作要求。那就必须研发一款新的贴标装置，来满足机器视觉智能验布机的工作要求。
5.为了解决上述问题，本案由此而生。


技术实现要素：

6.(一)解决的技术问题
7.针对现有技术的不足，本发明提供了一种机器视觉智能验布机贴标装置，解决了上述背景技术中提出的问题。
8.(二)技术方案
9.为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种机器视觉智能验布机贴标装置，用于在布料瑕疵处贴标警示，包括托布支撑座、plc控制器，布料在托布支撑座上通过驱动进行轴向传导，所述托布支撑座的端部设有工业照相机，托布支撑座上设有x-y轴机械臂组件，工业照相机通过不断摄入的布料照片与电脑端比对，通过plc反馈布料瑕疵点并给予信号使得x-y轴机械臂组件移动至布料相应瑕疵点，所述x-y轴机械臂组件上连接有贴标组件以及标签纸组件，所述标签纸组件位于布料上方，所述贴标组件通过z轴模组在竖
直方向上完成升降作业，在纵向吸附贴标组件上的标签后下移贴合于布料疵点处。
10.优选的，所述贴标组件包括吸嘴、真空发生器，所述真空发生器置于z轴模组上，其输出端连接吸嘴，启动时在吸嘴处形成负压，所述吸嘴的吸气端竖直向下布设。
11.优选的，所述z轴模组置于x-y轴机械臂组件上，其包括z轴伺服电机、丝杠组件，以驱动贴标组件在z轴方向移动，还包括微型气缸，所述微型气缸横向布设，以驱动贴标组件在水平方向位移调整。
12.需说明的是，贴标组件通过一水平布设的伸缩杆连接于丝杠组件上，且水平端连接微型气缸的输出端，使得在不影响z轴向移动的情况下，能够在微型气缸的推动下横向移动。该驱动移动部分并非方案改进创新点，属于常规结构，不作详细描述。
13.优选的，所述标签纸组件包括标签纸、标签纸芯轴、贴标支板、贴标收纸轴，所述贴标支板位于标签纸芯轴和贴标收纸轴的纵向间隔之间，其内侧连接有贴标托板，所述标签纸一端连接于缠绕于标签纸芯轴另一端出，经贴标托板水平传导后沿贴标托板向下传导，最后卷绕至贴标收纸轴上，所述贴标组件在贴标托板的前端将标签从标签纸上吸附脱取。
14.优选的，所述贴标支板的内侧间隔连接有导柱，导柱位于标签纸传导方向并给予标签纸支撑力，所述导柱上套接有环形挡块，环形导块抵置于标签纸的外沿，形成横向的限位。
15.优选的，所述贴标支板的内侧设置有固定块，固定块上衔接有限位座，所述限位座置于贴标托板的正上方并留有间隙，限位座的外侧通过长条状的软条延伸至贴标托板的中部位置，形成对标签纸的重力下压。
16.优选的，所述贴标支板的前端还设有捆绑带，捆绑带绕贴标托板一圈并将软条的前端一定程度上实现限位，防止被向上移动的标签纸一同折弯。
17.优选的，所述贴标支板的内侧铰接转块一，转块一的内端铰接另一转块二，所述转块二外端的两侧铰接于贴标托板外侧设有的延伸板上，所述转块一的下端连接一支块，支块的下端铰接有压柱，所述转块二的外端还连接有延伸杆，延伸杆通过驱动源形成的推力向斜上方移动。
18.优选的，所述压柱垂直于标签纸移动方向布设。
19.优选的，所述贴标支板的内侧设有探测头，探测头位于标签纸的正上方，用于监测标签纸传导位置是否到位。
20.(三)有益效果
21.采用上述技术方案后，本发明与现有技术相比，具备以下优点：
22.1、本发明机器视觉智能验布机贴标装置，满足了机器视觉智能验布机发现大的疵点后，通过贴标装置x轴方向，y轴方向，z轴方向的准确移动，自动在大的疵点边上贴上纸标签。同时在贴上纸标签的同时，电脑上的验布系统可自动在布料缺陷分布图上疵点所在位置加上一个圆点，不同的颜色代表不同种类的疵点，形成了可视化疵点地图。疵点的多少，种类，所在位置都一目了然。
23.2、本发明机器视觉智能验布机贴标装置，取代了人工的手工操作，比原来的操作方式更快。布料到服装厂的裁床时，由于纸标签比较醒目，可以比较方便的避开疵点，从而提高服装的质量。
24.3、本发明机器视觉智能验布机贴标装置，通过在吸嘴从标签纸上脱附吸取标签过
程中，适配增加限位结构，使得标签纸受到拉扯作用力后，避免向侧边/侧上方偏斜，使得回位过程中不会存在偏移，一定程度提高了吸嘴吸附以及后续贴标位置精准性问题。
附图说明
25.图1为本发明正向结构示图；
26.图2为本发明图1的a-a剖视结构示意图；
27.图3为本发明图1的b-b剖视结构示意图；
28.图4为本发明第一示例中贴标托板结构处改进示意图；
29.图5为本发明第二示例中贴标托板结构处改进后示意图；
30.图6为本发明第二示例中贴标托板结构处改进后侧向示意图；
31.图7为本发明图6中a处局部结构放大示意图。
32.图中：1、x轴模组；2、托布支撑座；3、托布支撑架；4、拖链支架板；5、托布板；6、导柱；7、环形挡块；8、固定环；9、挡标签板；10、标签纸；11、z轴伺服电机；12、z轴模组联轴器；13、z轴伺服电机固定座；14、z轴模组；15、吸嘴组件固定座；16、收纸伺服电机；17、真空发生器；18、z轴模组安装板；19、拖链；21、贴标固定板；22、支撑板；23、贴标支板；24、吸嘴组件；25、贴标托板；26、挡板；27、贴标收纸轴；28、收纸卡簧；29、轴承封盖；32、气缸安装底座；33、三轴杆气缸；34、标签纸芯轴；35、标签废纸；37、光纤安装板；38、光纤传感器；39、限位座；40、捆绑带；41、转块一；42、转块二；43、压柱；44、延伸杆。
具体实施方式
33.下面通过附图和实施例对本发明作进一步详细阐述。
34.参见附图1，一种机器视觉智能验布机贴标装置，本装置的创新处主要在于根据工业照相机发现布料上大的疵点后，通过x-y轴机械臂组件带动贴标组件整体进行x-y轴方向移动至疵点，并配合贴标组件在z轴上的移动实现精准位置贴标。
35.其中装置中装配的非重要部分零部件不做详细展述，具体的，x轴方向的相关零件组件如下，包括x轴模组1，托布支撑座2，托布支撑架3，拖链支架板4，托布板5，拖链19，贴标固定板21等。y轴方向的相关零件组件，包括三轴杆气缸33，气缸安装底座32，支撑板22，贴标支板23等。
36.z轴方向的相关零件组件，包括z轴伺服电机11，z轴模组联轴器12，z轴伺服电机固定座13，吸嘴组件固定座15，z轴滑块安装板，z轴模组安装板18，真空发生器17，吸嘴组件24组成等，具体采用为电机、丝杠组件，实现贴标组件在z轴方向上的移动。
37.其中z轴方向的相关零部件用于带动真空发生器17以及吸嘴组件24在z轴方向移动，其中的吸嘴逐渐需在水平方向移动微调，使得能够吸附标签纸10后向外侧移出，进而能够在z轴方向向下移至布料处。该移动微调进程采用一横向放置的微型气缸实现。
38.由于x-y轴机械臂组件仅需带动移动，属于常规的技术构件，本方案不做详述。贴标组件整体结构部分为本方案针对结构改进的核心点，参见附图2所示，其中标签纸10(采用虚线示意)缠绕于标签纸芯轴34上，并向下通出，经一系列位置设定的导柱6后，沿贴标托板25水平传导，并在贴标托板25上向下传导，最后通过导柱6传导后水平卷绕至贴标收纸轴27上。一侧设置的吸嘴组件24通过z轴方向的零部件驱动下，移至贴标托板25上方后，水平
移动一定行程并下移贴合标签纸10，通过真空发生器17作用后形成负压，使得喷嘴将标签从标签纸10上脱出吸附，最终贴合于布料疵点。
39.标签纸10部分的相关零件，包括导柱6，环形挡块7，固定环8，挡标签板9，标签纸10，贴标支板23，贴标托板25，挡板26，贴标收纸轴27，收纸卡簧28，轴承封盖29，收纸伺服电机16，光纤安装板37，光纤传感器38，挡板26轴，标签纸芯轴34，标签废纸35等。
40.上述方案带来的有益效果是：1.满足了机器视觉智能验布机发现大的疵点后，通过贴标装置x轴方向，y轴方向，z轴方向的准确移动，自动在大的疵点边上贴上纸标签。2.在贴上纸标签的同时，电脑上的验布系统可自动在布料缺陷分布图上疵点所在位置加上一个圆点，不同的颜色代表不同种类的疵点，形成了可视化疵点地图。疵点的多少，种类，所在位置都一目了然。3.取代了人工的手工操作，比原来的操作方式更快。4.布料到服装厂的裁床时，由于纸标签比较醒目，可以比较方便的避开疵点，从而提高服装的质量。
41.进一步的，在吸附标签纸10时，由于负压吸附作用力，容易将标签纸10整个的吸附脱位(标签具有粘性，在负压吸附时容易带动标签纸10一同向上拉扯)，具体表现为，标签纸10受到拉扯作用力后，一定程度会向侧边/侧上方偏斜，使得标签纸10回位过程中存在一定的偏移，影响后续传输过程，如果偏移较大程度后容易导致与侧向机构卡滞而影响使用。其次，由于负压吸附的吸嘴移动至贴标托板25正上方位置为预先设定，标签纸10在前次/前几次使用出现偏斜后，导致标签的位置也存在一定的偏差，影响吸嘴吸附以及后续贴标位置精准性问题。
42.因此，本方案通过如下示例进一步对其进行改进，以克服上述问题。
43.结合附图3-4，,第一示例为在贴标支板23的内侧设置固定块，固定块上衔接有限位座39，限位座39置于贴标托板25的正上方并留有狭小间隙，其外侧通过长条状的软条延伸至贴标托板25的中部位置(与贴标托板25前端之间留有间隔，留出标签位置供吸嘴吸附)。还设有捆绑带40(常规结构，一次性缩小调节紧缩尺寸)，捆绑带40绕贴标托板25一圈并一同将软条的前端绑定，一定程度上实现限位，防止被向上移动的标签纸10牵扯折弯。
44.进一步的，本方案在贴标支板23的内侧设有探测头38(具体采用为常规的光纤传感器，用于探测下方是否出现标签)，探测头位于标签纸10的正上方，用于监测标签纸10传导位置是否到位，即相邻两个标签在标签纸10上的间隔一致，因此只需测量移动一次后的标签是否落于探测头的下方即可判定标签纸10移动位置的准确性。
45.由于探测头38的设置，软条只能设置成长条状，不能完全覆盖压合整个的标签纸10，以供探测头探测位置的留存。
46.但上述方式存在的问题为，由于标签纸10需要在贴标托板25上移动传导，通过传导提供未使用的标签于吸嘴下方(贴标托板25的前端)，导致捆绑带40使用时无法完全将软条完全压合于贴标托板25上，即仍留存一定的间隙，导致依旧会存在标签纸10的移位问题。
47.结合附图5-7，为进一步解决第一示例的问题，给出第二示例。将限位座39、软条、捆绑带40进行替换。具体的，贴标支板23的内侧铰接转块一41，转块一41的内端铰接另一转块二42，转块二42外端的两侧铰接于贴标托板25外侧设有的延伸板上。在转块一41的下端连接一支块，支块的下端铰接有压柱43，在转块二42的外端还连接有延伸杆44。
48.本示例通过给予延伸杆44一个向上的推力，使得位于相对中部的压柱43向下移动，因此，只需保持在吸嘴形成负压吸附使用的同时，保持转块二42始终有一个向上的推
力，实现压柱43压紧标签带，防止标签带受吸嘴吸附而移位。在不进行吸取标签时，则不给予延伸杆44作用力，此时仅通过转块、压柱43等重力，不足以影响标签带的正常传导。
49.压柱43垂直于标签纸10移动方向布设，以更好的压制标签纸10。给予延伸杆44推力的动力源可以采用微型气缸给予瞬间向上顶的推力实现，当然，在后续使用过程中也会进一步针对该结构、位置的选取等进行优化，本方案不作详述。
50.需说明的是，压柱43在竖直方向移动为微移，同时，转块一41和转块二42的铰接处留有尺寸更大的孔隙(如附图7所示)，使得压柱43能够在转块一41和转块二42的移动下过程在随之下移。
51.以上所述依据实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项使用新型的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其保护的范围。