工业缝纫机系统及利用该系统进行裁片缝合加工的方法
【技术领域】
[0001]本发明属于工业缝纫机领域，更具体地，涉及一种基于视觉识别的工业缝纫机系统及利用该系统进行裁片缝合加工的方法。
【背景技术】
[0002]随着服装加工、鞋业加工工艺要求和缝制机械制造水平的提高，带有数字控制系统的工业缝纫机，如电脑花样机、模板机等，应用越来越广泛。目前，这些工业缝纫机为实现自动控制，需要人工制作特定的模板，通过模板的定位、装夹和调用相应的缝制程序来实现所需缝纫线迹的缝制。
[0003]通过模板轨迹来进行缝制的缝纫机加工方法很多，在申请号为20141032359.6的中国发明专利的说明书中公开了一种工业缝纫机的工作方法，这种方法采用的是模板装夹并调用对应的缝纫程序来指导数字控制系统和缝纫机本体共同完成缝纫工作。在申请号为201310385755.3的中国发明专利中公开了一种简化模板操作的模板识别机构，该机构通过提高模板识别速率和定位准确性来提高生产效率。
[0004]在这些使用模板的控制系统和工作方法中，⑴涉及模板制作、装夹、定位，模板程序调用以及控制电机进行缝纫工作等多个环节，过程复杂；(2)其需要有专业的制板人员根据需求制作各种形状和尺码的模板和模板缝纫线迹程序，模板定位安装的时候需要有高效的定位识别装置，由于制版过程耗时长，需要反复试验与校准，对于多个尺码需逐个完成以上工作，较为繁琐，(3)由于部分加工品对缝线的位置要求较高，而布料及皮料属于柔性介质，在裁制裁片过程中容易引入误差，因而造成大量的休班时间和废品产生，无法实现高质量、高效率的生产。
【发明内容】
[0005]针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了工业缝纫机系统及利用该系统进行裁片缝合加工的方法，其提供一种基于视觉识别的可实时根据裁片形貌自动产生缝合路径，并进行后续缝纫过程的工业缝纫机系统，还提供了该系统进行裁片缝合加工的方法。本发明解决现有技术中需要反复大量制作模板，从而严重影响生产效率的技术问题。
[0006]为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种工业缝纫机系统，其特征在于，包括:
[0007]视觉识别装置，用于对待缝合的裁片进行拍照以获得其图像；
[0008]输入输出装置，用于输入缝纫过程的控制参数并显示实际缝纫过程参数；
[0009]缝纫机本体，其包括用于进行缝合工作的驱动电机；
[0010]控制单元，所述控制单元同时与所述视觉识别装置、所述输入输出装置以及所述缝纫机本体相电连接，用于处理裁片的图像以获得裁片边缘信息，并结合裁片边缘信息和输入输出装置输入的控制参数获得缝合路径文件，还用于根据缝合路径对缝纫过程进行控制。I
[0011]进一步的，所述视觉识别装置包括工业照相机和位于该工业照相机下方的灯光单元，所述灯光单元用于对需要被拍照的裁片打光，所需工业照相机用于对裁片进行拍照以获得其图像。
[0012]进一步的，还包括裁片固定装置，其置于第一工作位或第二工作位，并能在外界作用下在第一工作位和第二工作位间进行互换，用于固定待缝合的裁片或者正在被缝合的裁片。
[0013]进一步的，所述控制单元包括图像处理单元、系统控制单元和电机驱动单元，所述图像处理单元用于处理裁片的图像以获得裁片边缘信息，所述系统控制单元用于结合裁片边缘信息和输入输出装置输入的控制参数获得缝合路径文件，所述电机驱动单元，用于根据缝合路径文件控制所述驱动电机进行缝合。
[0014]按照本发明的另一方面，提供了一种利用工业缝纫机系统进行裁片缝合加工的方法，其特征在于，包括如下步骤:
[0015]S1:通过视觉识别装置拍摄获得待缝合的裁片图像；
[0016]S2:通过图像处理单元对所述裁片的图像进行处理以获得图像边缘信息，以图像边缘信息结合缝合参数生成实际加工的缝合路径文件；
[0017]S3:根据所述缝合路径文件进行缝纫加工。
[0018]进一步的，步骤SI中，在所述视觉识别装置拍摄获得待缝合的裁片图像前，将固定有该裁片的固定装置置于视觉识别装置包含的工业照相机下方，并采用射灯对该待缝合的裁片进行打光，以获得清晰、边界区分明显的裁片图像。
[0019]进一步的，步骤S2中，所述图像处理单元将图像边缘信息传输至系统控制单元，系统控制单元结合缝合参数生成实际加工的缝合路径文件。
[0020]进一步的，步骤S3中，系统控制单元将实际加工的缝合路径文件传输给电机驱动单元，电机驱动单元将数字信号转换成脉冲电信号，并通过控制总线驱动电机工作，进而控制工业缝纫机本体完成实际缝纫加工。
[0021]进一步的，所述裁片固定装置在缝纫机本体的加工台上具有两个工作位，其中一个工作位位于工业照相机下方以方便拍照，待该工作位上的拍照工作结束后，将裁片固定装置移动至另一个工作位，以进行实际缝合。
[0022]总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案，能够取得下列有益效果:
[0023]1、与目前市面上被广泛采用的基于模板的自动控制系统相比，采用基于视觉识别的缝纫机系统能够避开一些不利影响，比如由于裁片或者制板的尺寸不精确造成的影响，或者是裁片或者制板的定位问题给缝纫质量带来的影响，并且使得缝纫不再需要大量制板，消除了因为制板给生产效率的带来的影响。
[0024]2、根据裁片形貌生成与该裁片形貌一一对应的缝合路径，能适应各种柔性面料的生产需要，有效解决鞋服生产过程中所面临的柔性生产需求。
[0025]总而言之，本发明中系统和方法无需花费在制板和编程中的大量劳动力，还可减小对专业技术人员的能力要求，并能够实现高质量、高效率、高柔性化的生产，使得制衣制鞋业生产效率与产品质量获得双提升，进而推动制衣制鞋行业生产方式的更新换代。
【附图说明】
[0026]图1是本发明实施例中工业缝纫机系统；
[0027]图2是本发明系统加工方法流程图。
[0028]在所有附图中，相同的附图标记用来表示相同的元件或结构，其中:
[0029]1-工业照相机2-裁片固定装置3-控制单元
[0030]4-缝纫机本体5-输入输出装置A-第一工作位
[0031]B-第二工作位
【具体实施方式】
[0032]为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
[0033]本说明书所附图式的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的认识了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无视之变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。
[0034]本发明中的工业缝纫机系统包括视觉识别装置，控制单元3，缝纫机本体4，输入输出装置5，裁片固定装置2。其中，视觉识别装置包括工业照相机I和位于该工业照相机I下方的射灯。视觉识别装置用于对裁片的形貌拍照，获得待缝合的各种裁片的图像，并把该图像的信息传送到控制单元3。为了保证对裁片的拍摄质量，需要设置射灯对裁片进行打光。视觉识别装置和输入输出装置通过电缆连接，可以通过输入输出装置对视觉识别装置进行控制。同时视觉识别装置还通过电缆与控制单元进行连接。控制单元包括图像处理单元、系统控制单元和电机驱动单元。控制单元同时还通过控制总线与缝细机本体4连接，用于控制缝纫机本体4完成缝纫工作。
[0035]实际中，缝纫机本体4包括传感器组，该传感器组用以获取脚踏板和其他各项机构的动作信号，并形成检测信号输出到控制单元，缝纫机本体4包含的驱动电机分别直接连接缝细机本体的主传动轴及缝细机加工台的XY轴，用于驱动各个轴进行工作。
[0036]本发明系统的工作过程或者说是工作原理为:视觉识别装置通过电缆或者其他形式的信号传输线将拍摄的裁片图像传输至图像处理单元，图像处理单元对裁片图像进行边缘提取获得需要缝合的裁片边缘信息，系统控制单元综合裁片边缘信息、输入输出装置输入的关于缝纫要求的一些缝合参数，生成实际加工的缝合路径文件。缝合参数包括实际缝合加工过程所需的针距、缝纫速度、缝纫方向，缝纫起始点。一方面，电机驱动单元根据缝合路径文件驱动工业缝纫机本体上的电机工作，另一方面，系统控制单元还能控制工业缝纫机本体上的其他各机构按照缝纫要求协同工作，电机和其他各机构按照缝纫要求配合工作完成实际缝合加工工作。
[0037]本发明实施例中，工业缝纫机本体上的其他各机构还包括用于将裁片固定装置3进行工作位A与工作位B间互换的交换装置。工作位A与工作位B分别为第一工作位和第二工作位。裁片固定装置3具有两个工作位，工作位A处未缝合的裁片的固定装置可交换到工作位B处进行裁片缝合加工工作，工作位B处已完成缝合的裁片固定装置可交换到工作位A处，便于操作人员取出并更换新的未缝合的裁片或者新的裁片固定装置。一套工业缝纫机系统根据需要，可以配置多个裁片固定装置，以便于生产时候进行替换。
[0038]本发明中，一种工业缝纫机系统的加工方法，包括如下步骤:
[0039]S1:先调整视觉识别装置，即调整照工业照相机I的高度和射灯的照射方向，确保照相机拍照时能够得到清晰、边界区分