一种自动定位的布料打孔机的制作方法

本发明涉及打孔机技术领域，更具体地说，它涉及一种自动定位的布料打孔机。

背景技术：

布料的加工由最初的纯手工，再发展到了如今广泛采用的自动加工。打孔机是一种应用非常广泛的工业机械，几乎在所有的工业行业中都要用到；在纺织业中，打孔机也是一种非常重要的纺织机械，有不少纺织产品都有打孔要求，纺织行业的打孔机发展也非常迅速。

现有的布料打孔机如图6所示，其包括底座5和一体成型在底座5上的支撑柱51，支撑柱51上固定有升降钻孔机构52，升降钻孔机构52包括电机头521和钻针522，钻针522安装在电机头521的底部,并与电机头521一起相对于支撑柱51滑动连接，钻针522可贯穿底座5；需要对布料进行打孔时，将底座5放置在若干层叠放的布料上，通过驱动钻针522在竖直方向上滑动，将钻针522贯穿底座5插设在布料上需要打孔的位置，完成打孔。

但是，现有的布料打孔机靠人力将底座压在布料上，由于布料柔软且层数较多，底座底部无法保证水平则容易导致布料上打出的孔位置偏斜，故有待改善。

技术实现要素：

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种自动定位的布料打孔机，其具有减小打孔发生偏斜的几率，从而提高打孔质量的优势。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

一种自动定位的布料打孔机，包括机架，所述机架一侧设置有控制中心，所述机架上设置有用于检测布料打孔位置的定位装置，所述定位装置连接于控制中心，所述控制中心连接有设置于机架上的行走装置，所述行走装置上设置有用于在布料上进行打孔的打孔机构；所述机架底部沿宽度方向的两侧且朝向布料的一侧固定有夹持底板，所述机架两侧位于夹持底板顶部滑移连接夹持板，所述机架位于夹持板顶部设置有驱动夹持板下行的驱动件，所述驱动件连接于控制中心；所述夹持板上设置有用于检测夹持板水平度的倾斜检测装置，所述倾斜检测装置连接于控制中心。

通过采用上述技术方案，夹持板在驱动件的驱动下对布料进行夹持绷紧，然后夹持板上的倾斜检测装置用于检测布料固定的是否平整；当布料固定平整之后通过定位装置对布料上做出的打孔标记进行识别并将位置信号发送给行走机构，行走机构驱动打孔机构在机架上沿机架长度或者宽度方向移动至预定的然后驱动打孔机构对布料进行打孔；由于夹持底板保持水平，所以机架能够始终保持竖直，所以打孔机构竖直向下打孔不会导致打出的孔发生偏斜，从而保证了打孔的质量。

进一步地，所述定位装置包括用于检测布料表面标记的图像采集装置和图像处理模块，所述图像处理模块连接于控制中心，所述图像处理模块内部编辑有图像分割算法。

通过采用上述技术方案，图像采集装置和图像处理模块能够对布料上做出的标记通过图像分割算法进行分割并通过图像处理模块进行处理，从而便于控制中心实现对标记的自动识别。

进一步地，所述控制中心设置有将图像处理模块所得信息转化为打孔机构位置信息的位置分析模块，所述位置分析模块连接于行走装置。

通过采用上述技术方案，位置分析模块能够根据图像采集装置采集到的图像将标记的位置自动转化为机架上的坐标信息，从而便于实现对布料上的标记进行定位，从而使得打孔机构能够准确地移动至标记的位置进行打孔。

进一步地，所述行走装置包括长度位移装置和宽度位移装置，所述长度位移装置包括位于机架顶部沿轴向转动的丝杆、位于丝杆两端的支撑板和与丝杆螺纹连接的驱动块，所述丝杆一端固定有用于驱动丝杆转动的驱动电机；所述驱动块靠近图像采集装置的一侧设置有支撑杆，所述宽度位移装置滑移连接在支撑杆上。

通过采用上述技术方案，驱动电机驱动丝杆转动，由于驱动块与丝杆螺纹连接，从而使得驱动块能够沿丝杆长度方向滑移，驱动了宽度位移装置沿丝杆长度方向移动实现了行走机构在机架长度方向上的行走，从而使得行走装置可以行走至平面中除边缘以外的全部点。

进一步地，所述支撑杆远离丝杆的一端设置有滑移块，所述机架靠近滑移块的一端设置有供滑移块插设的滑移槽，所述滑移块沿支撑杆径向竖直截面为矩形，所述滑移槽为t型槽，所述滑移块的对角线长度长于滑移槽的槽宽。

通过采用上述技术方案，滑移块和滑移槽的设置便于对支撑杆的另一端进行固定，同时支撑杆在滑移槽内滑移还使得支撑杆的移动不受到滑移块和滑移槽的妨碍。同时滑移块的对角线长度长于滑移槽的槽宽减轻滑移块在滑移槽内的偏转而导致的打孔机构无法保持竖直，进一步保证了打孔的质量。

进一步地，所述滑移槽与滑移块间隙配合，所述滑移槽贴合于滑移块竖直方向上的底壁的表面设置有支撑滚子，所述滑移块底面与支撑滚子相抵。

通过采用上述技术方案，间隙配合的设置使得滑移块在滑移槽内的滑移更加顺畅，而支撑滚子的设置减小了滑移块与滑移槽底壁之间的摩擦，从而使得支撑杆的滑动阻力更小。

进一步地，所述宽度位移装置包括套设在支撑杆上的滑移环、设置在滑移环中的转动轮以及驱动转动轮转动的转动电机，所述转动轮与支撑杆顶壁相抵，所述打孔机构固定在滑移环的底壁上。

通过采用上述技术方案，滑移环套设在支撑杆上并通过转动轮与支撑杆顶壁相抵，从而有效地使得滑移环与支撑杆贴合，减轻了滑移环沿支撑杆长度方向偏转，从而保证了打孔机构在宽度位移装置行走时也能保持竖直状态。

进一步地，所述转动轮外侧壁设置有防滑齿，所述支撑杆顶壁设置有与防滑齿相啮合的防滑槽。

通过采用上述技术方案，防滑齿与防滑槽相啮合的设置提高了转动轮与支撑杆之间的摩擦，从而提高了转动轮的驱动力，减小了转动轮在支撑杆表面发生打滑的几率。同时由于防滑齿为斜齿，防滑槽为斜齿条，实现了转动轮停止转动时转动轮的自锁，从而保证了打孔时的稳定性。

进一步地，所述打孔机构包括固定在滑移环底壁的驱动电缸和固定在驱动电缸活塞杆上的电机头，所述电机头的输出轴上固定有钻座，所述钻座中可拆卸连接有打孔针。

通过采用上述技术方案，驱动电缸驱动活塞杆伸出驱动电机头下行以实现对布料的自动打孔，从而无需操作人员手动按压打孔针，减少了人力的投入。

进一步地，所述钻座中间位置开设有固定孔，所述打孔针顶部设置有固定部，所述固定部外侧壁设置有卡接槽，所述固定孔内侧壁设置有与卡接槽相适配的防滑块；所述固定孔的一侧侧壁螺纹连接有抵接杆，所述抵接杆远离打孔针的一端设置有驱动槽。

通过采用上述技术方案，固定孔上螺纹连接的抵接杆与插设在固定孔中的打孔针上的抵接面相抵，从而将打孔针固定在固定孔中。由于打孔针的可拆卸连接，从而便于更换不同型号的打孔针，从而能够打出不同大小的孔。

综上所述，本发明具有以下有益效果：

1、采用了控制中心、定位装置、行走装置、打孔机构、夹持底板、夹持板和驱动件相配合的技术，从而产生便于通过自动绷紧布料实现对布料的自动打孔的效果；

2、采用了图像处理模块、图像处理模块、图像分割算法和位置分析模块相配合的技术，从而产生对布料上的标记自动识别从而便于定位的效果；

3、采用了丝杆、支撑板、驱动块、支撑杆、滑移块、滑移槽、支撑滚子、转动电机、防滑齿、防滑槽相配合的技术，从而产生便于打孔机构在布料表面移动的效果。

附图说明

图1为实施例中一种自动定位的布料打孔机的整体结构示意图；

图2为实施例中用于展现控制中心控制关系的结构框图；

图3为实施例中用于展现长度位移装置处结构的示意图；

图4为实施例中用于展现宽度位置装置处结构的示意图；

图5为实施例中用于展现打孔针处结构的示意图；

图6为背景技术中布料打孔机结构的示意图。

图中：1、机架；11、控制中心；111、位置分析模块；12、夹持底板；121、工作板；13、夹持板；131、驱动件；132、倾斜检测装置；14、滑移槽；141、支撑滚子；2、定位装置；21、图像采集装置；22、图像处理模块；3、行走装置；31、长度位移装置；311、丝杆；312、支撑板；313、驱动块；314、驱动电机；32、宽度位移装置；321、滑移环；322、转动轮；3221、防滑齿；323、转动电机；33、支撑杆；331、滑移块；332、防滑槽；4、打孔机构；41、驱动电缸；42、旋转电机；421、钻座；422、固定孔；4221、防滑块；4222、抵接杆；4223、驱动槽；43、打孔针；431、卡接槽；5、底座；51、支撑柱；52、升降钻孔机构；521、电机头；522、钻针。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

实施例：

一种自动定位的布料打孔机，参照图1，其包括机架1，机架1一侧设置有控制中心11，控制中心11为工业用计算机。机架1底部沿宽度方向的两侧朝向布料的一侧一体成型有夹持底板12，夹持底板12上表面放置有工作板121，工作板121用于放置叠好的布料。

参照图1，机架1两侧位于夹持底板12顶部分别滑移连接夹持板13，机架1位于夹持板13顶部焊接固定有驱动夹持板13下行的驱动件131，机架1同一侧的驱动件131设置有两个，共同焊接固定在机架1的连板上。驱动件131优选为电动缸，驱动件131连接于控制中心11，控制中心11发送信号给驱动件131，电动缸驱动活塞杆伸长以驱动夹持板13对布料进行夹持。

参照图1和图2，夹持板13上位于中心位置设置有用于检测夹持板13水平度的倾斜检测装置132，倾斜检测装置132为双轴倾角传感器。倾斜检测装置132通过螺栓固定在夹持板13的表面上，倾斜检测装置132连接于控制中心11，倾斜检测装置132用于检测夹持板13的水平度并将信号传输给控制中心11。

参照图1和图2，机架1上通过支撑架固定有用于检测布料打孔位置的定位装置2，定位装置2连接于控制中心11。定位装置2包括用于检测布料表面标记的图像采集装置21和图像处理模块22，图像采集装置21为ccd工业摄像头和激光测距传感器，图像采集装置21将采集的图像信号发送给图像处理模块22进行处理。图像处理模块22连接于控制中心11，图像处理模块22内部编辑有图像分割算法，图像分割算法对待钻孔的标记进行分割将图像信号以及距离信息发送给控制中心11。

参照图1和图2，控制中心11连接有滑移于机架1上的行走装置3，控制中心11设置有将图像处理模块22所得信息转化为打孔机构4位置信息的位置分析模块111，位置分析模块111根据采集的图像以及检测所得距离计算出待打孔的位置坐标，位置分析模块111连接于行走装置3并将数据传输给行走装置3，从而控制行走装置3行走至标记位置进行打孔。

参照图2和图3，行走装置3包括长度位移装置31和宽度位移装置32，长度位移装置31包括沿长度方向设置于机架1顶部且沿其轴向转动的丝杆311、设置在丝杆311两端用于支撑丝杆311的支撑板312和螺纹连接在丝杆311上的驱动块313。支撑板312与机架1焊接固定，丝杆311插设并自由转动在支撑板312中，丝杆311一端固定有用于驱动丝杆311转动的驱动电机314。驱动电机314为伺服电机，驱动电机314连接有伺服电机控制器，伺服电机控制器连接于控制中心11以接收来自控制中心11的数据并转化为伺服电机输出轴转动圈数。

参照图3和图4，驱动块313靠近图像采集装置21的一侧焊接固定有支撑杆33，支撑杆33远离丝杆311的一端一体成型有滑移块331，机架1靠近滑移块331的一侧开设有供滑移块331插设的滑移槽14，滑移槽14为t型槽。滑移块331沿支撑杆33径向竖直截面为矩形，滑移块331沿支撑杆33端面的截面的对角线长度长于滑移槽14的槽宽，滑移块331滑移连接在滑移槽14中。

参照图4，滑移槽14与滑移块331间隙配合，滑移槽14贴合于滑移块331竖直方向上的底壁的表面嵌置有支撑滚子141，支撑滚子141为圆球状钢柱，其轴向方向沿槽深方向嵌置在滑移槽14底壁中，支撑滚子141自由滚动在滑移槽14中，滑移块331底面与支撑滚子141相抵，滑移块331在滑移槽14中滑动时，支撑滚子141自由滚动，从而减小滑移块331与滑移槽14底壁之间的摩擦系数。

参照图4，宽度位移装置32滑移连接在支撑杆33上，宽度位移装置32包括套设在支撑杆33上的滑移环321、沿支撑杆33长度方向设置于滑移环321中的转动轮322以及驱动转动轮322转动的转动电机323，转动电机323与驱动电机314相同，转动电机323的输出轴插设在转动轮322中并通过防滑键槽防止相对转动，以支撑转动轮322并驱动转动轮322转动，转动轮322与支撑杆33顶壁相抵，从而实现转动轮322转动带动滑移环321在支撑杆33上沿支撑杆33长度方向移动。

参照图4，转动轮322外侧壁一体成型有防滑齿3221，防滑齿3221为斜齿，支撑杆33顶壁通过螺栓固定有与防滑齿3221相啮合的防滑槽332，防滑槽332为与防滑齿3221相啮合的斜齿条，从而增加转动轮322相对于支撑杆33的摩擦并可以实现自锁。

参照图4，行走装置3上固定有用于在布料上进行打孔的打孔机构4，打孔机构4固定在滑移环321的底壁上。打孔机构4包括焊接固定在滑移环321底壁的驱动电缸41和通过螺栓固定在驱动电缸41活塞杆上的电机头42，电机头42的输出轴上焊接固定有钻座421，钻座421中可拆卸连接有打孔针43，驱动电缸41驱动钻座421下行从而驱动打孔针43抵接布料，实现对布料的打孔。

参照图5，钻座421中间位置开设有固定孔422，固定孔422内侧壁一体成型有三个防滑块4221，三个防滑块4221均匀设置。打孔针43顶部设置有固定部，固定部外侧壁开设有与防滑块4221相适配的卡接槽431，卡接槽431设置有三个，从而便于将打孔针43插设在钻座421中。固定孔422的一侧侧壁位于其中一个防滑块4221上螺纹连接有抵接杆4222，抵接杆4222远离打孔针43的一端端部开设有驱动槽4223，驱动槽4223为内六角槽，抵接杆4222抵接防滑槽332底壁实现对打孔针43的固定。

工作原理如下：

当需要对布料进行打孔时，先将布料叠好对齐，然后在布料表面需要打孔的位置做上标记。然后将布料放置在工作板121上，启动驱动件131，驱动件131驱动夹持板13下行对布料的两端进行夹持绷紧。

控制中心11从倾斜检测装置132获取两块夹持板13的倾斜角度信息，当两块夹持板13均保持水平时，控制中心11发送信号给图像采集装置21对布料表面上的标记进行识别。ccd工业摄像头对布料表面进行拍照，激光测距传感器对距离进行测量并将所有数据发送给位置分析模块111，位置分析模块111根据比例计算出标记所在位置并传输给控制中心11。

控制中心11将信号发送给行走装置3的伺服电机控制器。伺服电机控制器控制伺服电机转动，从而使得支撑杆33在机架1长度方向上移动，转动电机323接收到信号转动，从而实现滑移环321在机架1宽度方向上移动。

当滑移环321移动到标记位置时，控制中心11控制驱动电缸41下行并控制电机头42转动，从而对布料进行自动打孔。由于机架1预先提供夹持板13夹持绷紧并通过倾斜检测装置132检测保持水平，故打孔机构4打出的孔会保持打竖直，减少了打孔过程中产生的偏斜，提高了打孔的质量。

本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。