機器識別的全自動服裝模板縫紉技術的若干思考

肖春建

機器識別的全自動服裝模板縫紉技術的若干思考

肖春建

（江西服裝學院，江西南昌 330201）

本文主要在智能視覺技術的基礎上對全自動服裝模板縫紉技術進行了一番探討，以促進流程繁復的流水線作業，摒棄傳統的服裝作業步驟，全面實現流水化、規范化的服裝工藝模板，從而強化服裝整體生產水平。

機器識別；全自動服裝模板；縫紉技術

當前，我國對服裝生產工藝模板技術的關注度越來越高，但目前還缺乏一套完善的服裝加工工藝模板方面的理論，關于模板的研發還在嘗試階段，更別說全自動模板縫紉機的研發了。

1 機器視覺技術

1.1 復雜機械本體

主要是設計全自動的裁剪、制模、縫紉作業，采用的機械設施有裁割機、模板機、機械手、自動縫紉機。致力于實現一個能夠自由向X/Y/Z三個方向運動的機械本體與機頭，具體涵蓋了作業臺面、X/Y/Z導軌、真空吸附系統、機械傳動、落刀機構、走/緊模機構及其他輔助設備，將輪刀、銑刀等各類設備安裝于Y橫梁上，這樣就能順利的對各類材料如面料、皮革等進行裁剪或者制模，并且提高上下料與模機械手的自動化程度，所有面料都要置于配套的模板中，實現開/合模的自動化，經過合模后的模板應及時送至自動縫紉機中，然后利用電機驅動由自動縫紉機將模板推送至事先設置好的位置中，這樣就實現了全自動縫紉，同時可及時檢測機器斷線問題以及正確設置針距，除了要實現精準的機械傳動過程外，還應根據具體的工況現狀，分析載荷作用下，應力、慣性、阻尼等產生的影響程度，科學合理地預測機械手結構內部具有的持續動力學性質，對機械結構存在的固有頻率及振型進行準確無誤的計算，從而防止發生機械共振、疲勞等問題，規避不良后果。

1.2 智能視覺技術軟件

1.2.1 對圖形處理的智能化

圖形處理的智能化軟件主要利用工業攝像頭搜集原料、樣片的圖像，同時基于圖像處理技術有針對性的提取邊緣識別、輪廓，進而自動產生原料及樣片的外框，并對原料的不完善之處及時準確的識別，在原料外框、樣片和不完善之處的基礎上自動完成排料，為服裝設計者的設計與修改提供相應的幫助。首先，邊緣識別，將紙樣邊緣線提取出來，通過輪廓提取算法，也就是掏空外部點，逐行掃描像素點，倘若掃描出原圖中有一點是黑色時，同時其附近8個點均為黑色，那么該點就是圖像外部點，應予以刪除，反之是圖像邊緣點，由黑色改成紅色。在進行Sobel邊緣算子時，要求圖像的各個像素點必須與這兩種矩陣作卷積，第一個矩陣在垂直邊緣中產生了巨大的響應，第二個矩陣則在水平邊緣中產生巨大的響應，該點以兩個卷積具有的最高值為剃度值，并輸出，通過門限的控制作用，各剃度值生成了相應的輪廓圖。其次，輪廓提取，在提取二值圖像輪廓時只要將內部像素點全部挖空就算完成，如果亮點附近8個像素點都是亮點，那么該點就可以認定為內部點，反之則是輪廓點，那么就要將各內部點當做背景點，進而順利提取輪廓。

1.2.2 智能設計系統

對于CAD這一款式設計系統，涉及了推板、排料、修改等各種不同的工藝環節及流程，采用了計算機繪圖、顏色處理、優化排版等自動化設備，能夠有效改善成品的效果圖，從而產生一種電子效果圖文檔。

2 落實全自動縫紉技術

2.1 實現裁剪與縫紉的自動化

現階段，普通尖刀是我國最常見的一種工具，通過電磁鐵或者電機落刀來完成切割任務，該工具只能在一些硬質紙樣如牛卡紙等中使用，難以完成軟性材料如對布料等的切割，切割的最大厚度為1mm，僅在樣版房中適用，本次設計新添了頻率大的震動刀，以運轉速度每分鐘25000r的瑞士進口伺服電機為中心，能夠對蜂窩板、膠片、皮料、布料等各類不同的材料進行切割，切割厚度最大為20mm，布置氣動輪刀，這樣就能利用氣壓優化調節切割的壓力，充分發揮控制系統與壓力傳感器的作用，實現切割壓力的自動化調節，有效處理平面凹凸不平的情況。通過對轉刀電機的控制來完成主動轉刀目的，防止切割設備給材料帶來巨大的壓力，做到順利切割棉布、合成革等單層織物。真空與靜電吸附臺面，有效處理漏氣面料無法固定的情況。該模板采用自動縫紉工藝技術，操作人員只需將布料置于模板中，就能達到自動縫紉的目的，不再依賴于高級縫紉師，人工成本得到了大大節約。

2.2 實現圖形處理的數字化

對于一些天然材料如真皮等原料，由于其存在破損、結巴等問題，所以布料應對其紋理、光條等進行準確識別，避免出現倒排、斜排現象，筆者通過工業數字相機將樣片或者樣衣完整的拍攝下來，對系統采集到的需要裁剪、切割的原料圖像信息進行濾波、邊緣檢測等處理。通過計算機智能圖像處理技術對樣片或者皮革的外部輪廓形狀、大小進行自動化標示，將皮革的破損、結巴以及布料的紋理、光條等信息，形成數字圖像，緊接著完成曲線擬合與矢量化任務，從而產生能夠被CAD讀取的文件格式，為服裝設計者的修改和確認工作提供保障。通過使用曲線擬合、矢量化、工藝優化算法，促進了工藝數據的自動形成，為切割、制模、縫紉作業提供有力的數據依據，完成仿形裁剪及縫紉目的，從而使樣衣或樣片自動轉化為成品。

2.3 實現排料技術的全自動

通過計算機圖形學優化技術能夠很好地實現材料外框和樣片外框的全自動排料，保證原料的高效使用。以前進行排料時通常按照排版師的個人經驗來完成，排料的工作量大、失誤率大、效率差，達不到預期的排料效果。而利用先進的計算機技術排料主要從數學優化原理的角度，使傳統排料過程實現計算機化，在考慮排料師豐富的作業經驗的同時，還發揮了計算機的靈活性、便捷性等優勢，有效保證了材料的高效使用。計算機排料能夠滿足多次試排要求，并對所有排料圖的具體用料量進行準確合理地計算，明確理想的樣片組合方式，促使面料有效使用。按照要求對面料的質量進行自動化分區，最多能夠分為4個區域。計算機讀取布料信息后會在屏幕上自動顯示出來，使用者按照計算機提供的面料信息完成自動化或者手工排料。完成排料作業后通過模板縫紉工藝優化軟件進行準確合理地計算，最后產生切割、制模、縫紉幾種技術的數據信息，直接將該信息輸送至嵌入式控制平臺，進而實現流水線作業。

2.4 嵌入式控制平臺

該平臺主要將ARM9（S3c2440）芯片作為人機界面，其內部設置有WINCE操作系統，配置了7寸觸摸屏、鍵盤以及容量富余的FLASH存儲設備等，可采用工業相機圖像完成顯示和設置等工作。

并且涉及了網絡接口、USB接口、SD卡接口等眾多的通訊端口，適應于TCP/IP協議，從以太網接口實現和計算機的連接，對線路進行優化、對運動過程進行深入解析，充分發揮互聯網的作用，實施設備的遠程管理、自行檢測故障以及信息在各個區域中的及時有效傳遞。

嵌入式控制平臺采用的運動控制器為DSP+FPGA，可以進行浮點運算作業，主要以實時多任務控制技術及硬件插補技術等為主要手段。將人機界面中的指令傳達給控制中心，由控制中心利用電機控制、閉環運動軌跡控制、其他輔助信號的檢測及控制等方式，確保機器高效率的正常運轉。

應高度重視前期采用的圖像處理技術，處理技術是否精確可靠直接影響了機器裁剪與自動縫紉的精準可靠性，隨著嵌入式系統的生成與實際使用，為機器裁剪與自動縫紉設備的穩定性提供了保障，真正向智能化方向快速發展。

3 結論

綜上所述可知，將全自動模板縫紉技術應用于

服裝領域中，有效實現了智能化與人性化的目標，服裝生產量大大增強。同時，該項技術的使用，加快了服裝業的自動化發展進程，使國外一些關聯的自動設備銷售價格進一步下降，有效補充了我國在高端裁床與模板縫紉方面的不足，促進了有關行業的市場發展步伐，突出了自動裁縫核心技術的重要地位。

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Machine automatic sewing clothing template technology of thinking

XIAO Chun-jian
(Jiangxi Institute of Fashion Technology, Jiangxi Nanchang 330201,China)

This paper mainly on the basis of intelligent vision technology for full automatic clothing template discussed a sewing technology, to promote the process of the assembly line of heavy and complicated, instead of the traditional clothing job step, streamline the comprehensive implementation, standardization of garment process templates, so as to strengthen the overall production level of costume.

MSET；machine identification; automatic clothing template; sewing technology

J523.5

A

投稿日期：2017-04-20

肖春建（1976—），男，高校助理教師，研究方向：機電設備維修與管理。