[发明专利]一种基于光反射检测的防抖动异形柔性材料裁剪装置

说明书

本发明涉及一种基于光反射检测的防抖动异形柔性材料裁剪装置，以解决裁剪装置裁剪异形柔性材料时刀具易受绕X、Y、Z轴的偏转以及沿刀轴方向的位移等非周期随机冲击而导致裁剪精度低、裁剪质量低的问题。包括机架、步进移动机构、转刀机构、刀架、刀轴、刀片、音圈电机、四象限光电探测器、激光二极管、上永磁体、下永磁体、上堆叠压电陶瓷、侧堆叠压电陶瓷、固定外磁环、固定内磁环、压缩弹簧、驱动板和控制器。通过激光二极管向刀片发射激光，经过反射被四象限光电探测器检测，从而识别刀片的各向偏转和位移，经过控制器转换后分别输出各向的控制信号，控制音圈电机提供轴向的反位移量，控制上堆叠压电陶瓷和侧堆叠压电陶瓷提供反向的偏转量。

技术领域

本发明涉及一种基于光反射检测的防抖动异形柔性材料裁剪装置。

背景技术

异形柔性材料是指材料各处的厚度、韧性、硬度等不均匀的一种柔性材料，如动物皮毛、带浮雕的墙纸等，不同韧性以及硬度的材料对于裁剪作业中刀具的作用力形式不同，特别是对于不均匀的材料进行切割时，刀具会受到非周期性的随机冲击，冲击的方向包括刀具绕X、Y、Z轴的偏转以及沿刀轴方向的位移等，导致切口出现毛刺或其他缺陷，这对于高效裁剪作业会极大的影响裁剪的质量。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于光反射检测的防抖动异形柔性材料裁剪装置，用以解决现有裁剪装置裁剪异形柔性材料时刀具易受绕X、Y、Z轴的偏转以及沿刀轴方向的位移等非周期随机冲击而导致裁剪精度低、裁剪质量低的技术问题。

本发明的技术方案如下：

基于光反射检测的防抖动异形柔性材料裁剪装置包括：

转刀机构，包括支架和转动装配在支架上的连接轴，连接轴的轴线竖直设置，连接轴的下部固定有调节盒，调节盒内具有矩形的安装腔，支架上还安装有驱动连接轴绕其轴线旋转的转刀驱动机构；

步进移动机构，用于驱动转刀机构沿相互垂直的X、Y、Z三个方向移动；

刀架，包括设在安装腔内的矩形块以及设置在矩形块下部的U形架，矩形块的上表面与安装腔的顶壁之间通过四个均布的上堆叠压电陶瓷连接，矩形块的下表面上设置有上永磁体，安装腔的底壁上设有与上永磁体对应设置的下永磁体，上、下永磁体相对的一侧极性相反以提供给彼此相斥的作用力，U形架包括间隔平行设置的两个边板，U形架的两个边板上分别设置有安装通孔，两个安装通孔同轴设置，安装通孔内安装有固定外磁环，矩形块上与边板平行的两个侧面和对应的安装腔上的侧壁之间分别设置有压缩弹簧，矩形块上的另外两个侧面与对应的安装腔上的侧壁之间分别设置有两个对称分布的侧堆叠压电陶瓷；

刀轴，中部安装有刀片，刀轴穿装在所述安装通孔和驱动孔中，刀轴上与所述固定外磁环一一对应套设有固定内磁环，固定内磁环与固定外磁环极性相反设置以彼此相斥；

刀具驱动装置，用于驱动刀轴旋转；

音圈电机，包括圆筒状的电机驱动块和由电机驱动块驱动的圆筒状的音圈动子，电机驱动块套设在音圈动子外且相对于U形架的一个边板固定，音圈动子套设并固定在刀轴上；

激光二极管，用于向刀片发射激光，安装在U形架的一侧的边板上；

四象限光电探测器，用于接收从刀片反射的激光以反馈刀片的偏转和位移量，安装在激光二极管的上方，固定在激光二极管所安装的边板上；

控制器，用于根据四象限光电探测器所反馈的刀片轴向位移信号和偏转信号以分别控制音圈电机提供反向的位移量、控制上堆叠压电陶瓷和侧堆叠压电陶瓷提供反向的偏转量。