一種基于計算機(jī)視覺技術(shù)的地毯縱切方法及系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種威爾頓地毯的縱切方法，具體說來是一種基于計算機(jī)視覺技術(shù)的地毯縱向自動切割方法。
【背景技術(shù)】
[0002]地毯作為一種常見的裝飾材料，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于家庭、酒店、工廠、商場、汽車、慶典場地等許多場所。地毯具有裝飾環(huán)境、吸音減噪、保溫導(dǎo)熱、減震、防滑等作用，受到人們的普遍喜愛。
[0003]威爾頓地毯是機(jī)制地毯的一種，由于生產(chǎn)工藝起源于英國的威爾頓地區(qū)而得名。威爾頓地毯一般通過經(jīng)紗、瑋紗、絨頭紗三紗交織，后經(jīng)上膠、切割等工序制成。由于威爾頓地毯織物豐滿、彈性好，鋪設(shè)房間腳感舒適，是各大酒店客房地毯、家居地毯的理想產(chǎn)品。目前，威爾頓地毯的切割是靠人工完成的，這種切割方法需要人工多，勞動強(qiáng)度大，容易切壞地毯，不易保證地毯的切割質(zhì)量。因此，需要一種地毯自動切割方法來減少人工需求、提高生產(chǎn)效率，提升產(chǎn)品質(zhì)量。
[0004]中國專利201220339715.6涉及一種地毯切邊裝置，該裝置由底座、切割刀、刀軸、切割傳動機(jī)構(gòu)、動力機(jī)構(gòu)和水平鋼板組成。該地毯切邊裝置結(jié)構(gòu)簡單，能夠提高地毯質(zhì)量、延長刀具的使用壽命，但是該地毯切邊裝置不能自動糾偏，不能自動切割地毯邊緣。
[0005]中國專利201220406412.1公開了一種地毯自動切割生產(chǎn)線的縱向切割裝置，該裝置能夠?qū)⒁粔K寬地毯切割成多條窄地毯，但是該縱向切割裝置沒有自動糾偏裝置，因而不能保證良好的縱向切割質(zhì)量，也不能自動切割地越的邊緣。
[0006]中國專利201310081990.1涉及一種PVC地毯的切割裝置。該裝置采用機(jī)器視覺技術(shù)和現(xiàn)代電機(jī)及控制技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)PVC地毯的自動切割。該地毯自動切割裝置包括一個切割平臺，切割平臺與地毯進(jìn)料裝置連接，切割平臺與地毯進(jìn)料裝置連接處上方至少有一臺成像裝置，成像裝置將獲取的圖像送入處理器模塊識別出圖像中地毯的邊沿，進(jìn)而確定切割邊界，并通過運(yùn)動控制模塊控制切割系統(tǒng)按照確定的切割邊界完成PVC地毯切割。該地毯自動切割裝置是一切一停的工作方式，不能連續(xù)切割，也不能同時切割多塊地毯，生產(chǎn)效率相對較低。當(dāng)?shù)靥罕容^寬時，需要多個線陣相機(jī)掃描圖像，再拼接圖像，識別圖像中地毯的邊沿，這會影響到圖像的處理速度，同時增加裝置的成本，同時，該裝置也沒有自動糾偏功會K。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明采用了計算機(jī)視覺技術(shù)和現(xiàn)代控制技術(shù)，能夠?qū)Φ靥哼M(jìn)行自動糾偏，能夠自動將一塊寬地毯連續(xù)切割成多條窄地毯。同時，攝像機(jī)安裝在刀座上，隨刀座一起移動，實時拍攝需要切割的地毯邊緣圖像，一個切邊裝置只需安裝I個攝像機(jī)。本發(fā)明成本相對較低，能夠顯著提高地毯切割質(zhì)量和生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本，改善工人的工作環(huán)境，增強(qiáng)企業(yè)的核心克爭力。
[0008]本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下:
[0009]一種基于計算機(jī)視覺技術(shù)的地毯縱切系統(tǒng)，主要包括兩套糾偏裝置、兩套切邊裝置、三套中間縱切裝置、控制柜、路由器和一臺上位機(jī)。其中，兩套糾偏裝置實現(xiàn)對地毯的自動糾偏功能，使得地毯到達(dá)切邊裝置和中間縱切裝置時，地毯的縱向相對位置基本不變。其中，兩套切邊裝置通過以太網(wǎng)相機(jī)采集地毯邊緣的圖像，通過圖像處理技術(shù)提取地毯邊緣的目標(biāo)黑線，計算地毯邊緣的切割位置相對于標(biāo)尺上參考黑線的偏移距離，并控制相機(jī)輸出相應(yīng)信號到控制柜里面對應(yīng)的PLC，進(jìn)而控制刀座精確移動，使圓盤刀片實時對準(zhǔn)地毯邊緣的切割位置，進(jìn)行連續(xù)、自動切割。其中，三套中間縱切裝置通過接近開關(guān)輸出信號，控制刀座精確移動，使圓盤刀片實時對準(zhǔn)地毯中間的切割位置，進(jìn)行連續(xù)、自動切割。根據(jù)地毯實際情況，選擇需要使用的中間縱切裝置數(shù)量。控制柜中有很多PLC和相關(guān)控制器件。路由器將兩個以太網(wǎng)攝像機(jī)和上位機(jī)連接起來。上位機(jī)上裝有地毯自動切割系統(tǒng)軟件。
[0010]所述每套糾偏裝置主要包括一套糾偏機(jī)械結(jié)構(gòu)和一對對射型光電傳感器。所述一對對射型光電傳感器包括一個發(fā)光器和一個收光器，發(fā)光器和收光器分別安裝在地毯的兩側(cè)，且正對安裝。
[0011 ]所述糾偏機(jī)械結(jié)構(gòu)包括一對壓緊地越的傳動滾筒和一個傳動機(jī)構(gòu)。該傳動滾筒表面粘貼防止打滑的材料，該傳動機(jī)構(gòu)控制傳動滾筒和地毯一起朝垂直于地毯移動的方向移動。
[0012]所述每套糾偏裝置的工作過程是，當(dāng)?shù)靥哼吘壸钃鯇ι湫凸怆妭鞲衅鞯墓饴窌r，光電傳感器輸出一個5V左右的高電平信號，該高電平信號被控制柜里的PLC接收，PLC發(fā)出信號控制傳動機(jī)構(gòu)動作，進(jìn)而控制傳動滾筒和地毯朝不阻擋光路的方向移動。當(dāng)?shù)靥哼吘壊蛔钃鯇ι湫凸怆妭鞲衅鞯墓饴窌r，光電傳感器輸出一個OV左右的低電平信號，該低電平信號被控制柜里的PLC接收，PLC發(fā)出信號控制傳動機(jī)構(gòu)動作，進(jìn)而控制傳動滾筒和地毯朝阻擋光路的方向移動。
[0013]所述兩套糾偏裝置實現(xiàn)對地毯的兩次自動糾偏，使得地毯到達(dá)切邊裝置和中間縱切裝置時，地毯的縱向相對位置基本不變，利于圓盤刀片對準(zhǔn)切割位置，提高地毯的切割質(zhì)量，利于地毯的連續(xù)自動切割。
[0014]所述每套切邊裝置包括一個以太網(wǎng)攝像機(jī)、一把標(biāo)尺、一個普通光源、一個背景板、一個刀座、一塊帶切刀槽的豎直鋼板和一把圓盤刀。
[0015]所述以太網(wǎng)攝相機(jī)為面陣相機(jī)，用于實時采集地毯邊緣圖像;所述白色標(biāo)尺上畫有3條Imm寬的黑色線條，相鄰2條黑色線條質(zhì)心之間的距離為11_，標(biāo)尺用于計算圖像中每個像素代表的實際寬度;所述普通光源給視覺系統(tǒng)補(bǔ)光;所述背景板上粘貼淺色的純色地毯，安裝在地毯的另一側(cè)，使獲得的圖像背景相對簡單;可以通過手動控制或者自動控制所述刀座的前后左右移動;所述帶切刀槽的豎直鋼板在豎直方向上有一個寬度比圓盤刀片稍寬的窄縫，圓盤刀片正對豎直鋼板上的窄縫;所述圓盤刀由電機(jī)帶動，用于切割地毯，圓盤刀片外安裝一個刀殼。同時，標(biāo)尺上的中間黑線和圓盤刀片在一條豎直線上。
[0016]所述以太網(wǎng)攝像機(jī)、標(biāo)尺、光源安裝在刀座上方，圓盤刀、驅(qū)動電機(jī)安轉(zhuǎn)在刀座里面，豎直鋼板和刀座固定連接，豎直鋼板和圓盤刀位于地毯的兩側(cè)，它們和刀座一起移動。
[0017]需要縱切的寬地毯邊緣織有一條和地毯周圍顏色存在明顯區(qū)別的黑線，該黑線作為地毯邊緣的穩(wěn)定識別目標(biāo)，進(jìn)而計算地毯邊緣的切割位置。該黑線在地毯鎖邊工序中被包在鎖邊布料中。
[0018]所述每套切邊裝置的切邊過程包括以下步驟:
[0019]步驟I，以太網(wǎng)攝像機(jī)獲取地毯邊緣的圖像，通過圖像處理技術(shù)提取標(biāo)尺上的3條黑線和地毯邊緣的黑線，計算得到每個像素代表的實際尺寸和地毯邊緣的切割位置相對于標(biāo)尺上中間黑線偏移的實際距離。
[0020]步驟2，如果獲得的偏移距離超出設(shè)定的允許偏移距離，則控制相機(jī)輸出端輸出相應(yīng)信號，傳送到控制柜的對應(yīng)PLC中。
[0021 ]步驟3，PLC輸出信號控制電機(jī)正傳或者反轉(zhuǎn)，實現(xiàn)刀座向左或者向右精確移動，使得標(biāo)尺上的中間黑線一直動態(tài)對準(zhǔn)地毯邊緣的切割位置，即圓盤刀片一直動態(tài)對準(zhǔn)地毯邊緣的切割位置，實現(xiàn)地毯邊緣的準(zhǔn)確、連續(xù)切割。
[0022]所述每套中間縱切裝置包括一個末端為梯形的薄鋼片、兩個接近開關(guān)、一個刀座、一把圓盤刀。
[0023]需要縱切的寬地毯的每個中間切割位置均有一條沒有織絨的窄縫。
[0024]地毯自動切割時，所述末端為梯形的薄鋼片插入地毯中間切割位置的