胶料定长裁断系统及方法
【专利摘要】胶料定长裁断系统，包括输送装置、裁断装置，动力系统为输送装置的动力源；还包图像采集装置及控制器，沿输送装置的输送方向设置有基准零点和图像中心点，基准零点和图像中心点之间的距离等于需裁断的胶料长度；所述裁断装置设置于输送装置的基准零点处，所述图像采集装置包括摄像镜头，摄像镜头位于输送装置的正上方，朝向输送装置的上端面，摄像镜头的中心与图像中心点位于同一竖直面内；控制器接收图像采集装置采集的图像信息，控制器计算单元计算控制信号，裁断装置接收控制器的控制信号，执行裁断动作；动力系统接收控制器的控制信号，控制输送装置的输送速度。该装置和方法可以实现对胶料精确定长检测、定长裁断。
【专利说明】
胶料定长裁断系统及方法
技术领域
[0001]本发明属于智能机械技术领域，涉及一种轮胎胶料裁断设备，具体的说，涉及一种轮胎生产过程中的胶料定长裁断装置及方法。
【背景技术】
[0002]橡胶轮胎设备的自动化、无人化是当前橡胶轮胎设备的发展方向。其中轮胎生产中的自动化必须要解决的一个问题就是胶料的精确定长裁断。
[0003]现有的定长方法主要有两种:第一、从零点(裁断位置)开始，通过伺服电机或变频电机驱动输送带向前输送胶料，同时通过编码器和电机驱动检测胶料移动距离，当检测距离与设定长度一致时停止输送实现定长，此种方法存在机械传动误差，同时测量的范围是胶料全长，偏差较大;第二、通过伺服电机或变频电机驱动输送带向前输送胶料，从检测参考点(检测开关检测位置)开始，通过编码器和电机驱动检测胶料向前移动距离作为检测值，将检测值与初始值(裁刀与检测开关间距)相加作为定长依据，当检测值与初始值之和与设定长度一致时停止输送实现定长，此种方法虽然减小了检测范围，但同样存在机械传动误差，并且还会出现系统反馈滞后引起的检测误差。
[0004]现有定长检测采用的技术均采用的是开环控制方法，将开关检测或者系统设定的初始值，作为检测标准，并通过驱动系统输出与编码器的反馈作为参照，计算胶料输送的长度，以此作为定长裁断的依据，这种方法存在的问题为，系统处于开环，无法检测因机械传动及系统反馈偏差造成的误差，致使裁断后胶料长度误差过大，无法满足使用要求。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种可以对胶料进行定长检测、定长裁断的胶料定长裁断系统及方法。
[0006]本发明的技术方案是:胶料定长裁断系统，包括输送装置、裁断装置，还包图像采集装置及控制器，输送装置接有伺服电机或变频电机，作为输送装置的动力系统，控制输送装置的工作。沿输送装置的输送方向标注设置有基准零点和图像中心点，基准零点和图像中心点作为两个位置基准点，二者之间的距离等于需裁断的胶料长度。裁断装置设置于输送装置的基准零点处，图像采集装置包括摄像镜头，摄像镜头位于输送装置的正上方，镜头的方向朝向输送装置的上端面;摄像镜头的中心与图像中心点位于同一竖直平面内。控制器包括数据接收单元、计算单元;数据接收单元接收图像采集装置采集的图像信息，计算单元计算控制信号，裁断装置接收控制器的控制信号，执行裁断动作。动力系统接收控制器的控制信号，控制输送装置的输送速度。
[0007]优选的是:还包括光源，安装在图像采集装置的一侧，朝向摄像镜头的摄像区域。光源用于为摄像镜头的工作提供光照的工作环境，保证摄像镜头的图像采集质量。
[0008]优选的是:基准零点或图像中心点的位置可调，S卩，裁断装置的位置或摄像装置的位置可移动。例如，可以设计移动轨道，裁断装置和摄像装置均安装在移动轨道上，当需要调整裁断长度时，移动裁断装置或摄像装置的位置，使二者之间的距离等于待裁断的胶料的长度。因此，该系统适用于裁断各种长度的胶料。
[0009]胶料定长裁断方法:
[0010]根据需裁断的胶料的长度，设定基准零点和图像中心点的位置，固定裁断装置和摄像镜头的位置；
[0011]胶料置于输送装置上，启动输送装置，胶料由基准零点向图像中心点的方向输送；
[0012]设摄像镜头的检测范围为“L”，胶料进入摄像镜头的检测范围开始，摄像镜头启动工作，将拍摄的图片传递到控制器；
[0013]控制器分析接收的图片，计算胶料料头的位置与图像中心点7之间的位置差，则胶料料头与基准零点6之间的距离；
[0014]当胶料料头的位置与图像中心点之间的位置差为零时，启动切断装置，将胶料切断。
[0015]本发明的有益效果是:
[0016]本发明通过摄像镜头实时检测胶料头部向前输送的位置，将实测胶料头部位置与基准零点的距离作为胶料定长误差的检测值，并通过图像采集数据控制胶料的输送机构调整输送速度及停止位置实现检测值与设定长度一致，实现精确定长，相对于传统的开环控制方法，不需要依赖开关部件和机械部件检测胶料长度，克服了系统机械传动偏差与系统控制反馈滞后造成的定长误差。
【附图说明】
[0017]图1为胶料通过基准零点位置示意图。
[0018]图2为胶料输送状态结构示意图。
[0019]图3为胶料通过图像中心点位置示意图。
[0020]其中，1-胶料，2-裁断装置，3-摄像镜头，4-光源，5-输送装置，6-基准零点，7-图像中心点，L-摄像镜头的检测范围
【具体实施方式】
[0021]以下结合附图对本发明的【具体实施方式】进行进一步的说明。
[0022]如图1至图3所示，胶料定长裁断系统，包括输送装置5、裁断装置2，还包图像采集装置及控制器。
[0023]输送装置5接有伺服电机或变频电机，作为输送装置的动力系统，控制输送装置是否执行输送动作。沿输送装置的输送方向设置有基准零点6和图像中心点7，基准零点6和图像中心点7作为两个位置基准点，二者之间的距离等于需裁断的胶料长度。裁断装置2设置于输送装置5的基准零点6处。
[0024]图像采集装置包括摄像镜头3，摄像镜头3位于输送装置5的正上方，摄像镜头3的方向朝向输送装置5的上端面，摄像镜头3的端面与输送装置5的上端面平行;摄像镜头3的中心与图像中心点7位于同一竖直平面内。
[0025]控制器包括数据接收单元、计算单元;数据接收单元接收图像采集装置采集的图像信息，计算单元计算控制信号，裁断装置2接收控制器的控制信号，执行裁断动作。动力系统接收控制器的控制信号，控制输送装置的输送速度。
[0026]还包括光源4，安装在摄像镜头3的一侧，朝向摄像镜头3的摄像区域。光源4的照射区域将覆盖摄像镜头3检测范围，用于为摄像镜头3的工作提供光照的工作环境，避免由于光线过暗，导致摄像镜头3的图像采集质量下降。
[0027]基准零点6或图像中心点7的位置可调，即摄像装置3的位置并不是固定的，而是可移动。这种结构是为了适应多种裁断长度的需求，若摄像装置3的位置的位置为固定的，则仅可以满足一种裁断规格的需求。设计移动轨道，摄像装置3安装在移动轨道上，当需要调整裁断长度时，沿移动轨道调整摄像装置3的位置，使二者之间的距离等于待裁断的胶料的长度。
[0028]采用该装置执行胶料胶料定长裁断的方法如下:
[0029]设需裁断胶料的长度为I，根据需裁断的胶料的长度，设定基准零点6和图像中心点7的位置，固定裁断装置2和摄像镜头3的位置，使二者之间的距离等于I;
[0030]胶料置于输送装置上，启动动力系统，输送装置工作，胶料由基准零点向图像中心点的方向输送；
[0031]设摄像镜头3的检测范围为“L”( “L”用于表示摄像镜头3拍照的横向长度范围，一般情况下，摄像镜头3的拍照区域为圆形，“L”用于表示摄像区域的直径)，胶料进入摄像镜头3的检测范围开始，摄像镜头3启动工作，将拍摄的图片传递到控制器；
[0032]控制器分析接收的图片，计算胶料料头的位置与图像中心点7之间的位置差Ae，则胶料料头与基准零点6之间的距离S = 1- Δ e ；
[0033]当胶料料头的位置与图像中心点之间的位置差Ae为零时，S= I，此时，基准零点和图像中心点之间的胶料的长度等于待切断的胶料的长度。启动切断装置，将胶料切断。
【主权项】
1.胶料定长裁断系统，包括输送装置、裁断装置，动力系统为输送装置的动力源;其特征在于:还包图像采集装置及控制器，沿输送装置的输送方向设置有基准零点和图像中心点，基准零点和图像中心点之间的距离等于需裁断的胶料长度;所述裁断装置设置于输送装置的基准零点处，所述图像采集装置包括摄像镜头，摄像镜头位于输送装置的正上方，朝向输送装置的上端面，摄像镜头的中心与图像中心点位于同一竖直面内；控制器接收图像采集装置采集的图像信息，控制器计算单元计算控制信号，裁断装置接收控制器的控制信号，执行裁断动作;动力系统接收控制器的控制信号，控制输送装置的输送速度。2.如权利要求1所述的胶料定长裁断系统，其特征在于:还包括光源，安装在图像采集装置的一侧，朝向摄像镜头的摄像区域。3.如权利要求1所述的胶料定长裁断系统，其特征在于:图像中心点的位置可调，即摄像装置的位置可移动。4.采用权利要求1所述的胶料定长裁断系统进行胶料裁断的方法，其特征在于: 根据需裁断的胶料的长度，设定基准零点和图像中心点的位置，固定裁断装置和摄像镜头的位置； 胶料置于输送装置上，启动输送装置，胶料由基准零点向图像中心点的方向输送； 设摄像镜头的检测范围为“L”，胶料进入摄像镜头的检测范围开始，摄像镜头启动工作，将拍摄的图片传递到控制器； 控制器分析接收的图片，计算胶料料头的位置与图像中心点7之间的位置差Ae，则胶料料头与基准零点6之间的距离S = 1-A e; 当胶料料头的位置与图像中心点之间的位置差Ae为零时，S=I，启动切断装置，将胶料切断。
【文档编号】B26D5/24GK105881632SQ201610172992
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2016年3月24日
【发明人】周学环, 王孔茂, 徐玉城, 段太瑞, 梁红芳, 方书明
【申请人】青岛万龙智控科技有限公司