專利名稱：功能集成式數(shù)控自動化皮革裁剪方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種功能集成式數(shù)控自動化皮革裁剪方法。
背景技術(shù)：
皮革裁剪是各類皮革制品加工工藝流程中一道必不可少的關(guān)鍵工序。在傳統(tǒng)皮革制品加工工藝中，一般采用人工或簡單機械輔助的方法裁剪皮革材料，[李思益。皮革制品生產(chǎn)機器及設(shè)備.北京中國輕工業(yè)出版社，2001.]介紹了用簡單機械進(jìn)行皮革材料沖裁及剪裁的多種方法，這些皮革裁剪方法存在工人勞動強度大、皮革裁剪質(zhì)量不高、品種變型不靈活、需要大量的裁剪模板或刀模、產(chǎn)品附加值低以及生產(chǎn)效率低下等缺點。[李亞靜.數(shù)控裁剪機設(shè)計及協(xié)同設(shè)計技術(shù)應(yīng)用.上海大學(xué)碩士學(xué)位論文，2002.；張宏建.數(shù)控裁剪機的系統(tǒng)設(shè)計與研究.上海大學(xué)碩士學(xué)位論文，2002.]研究了采用裁刀實現(xiàn)服裝自動化裁剪技術(shù)。[徐灝，李樹軍，楊貴修等.激光裁剪機中國專利，92216475.4；周洪宇.激光服裝自動裁剪系統(tǒng)的設(shè)計.長春理工大學(xué)碩士學(xué)位論文，2002.]介紹了激光服裝裁床的研制。從裁剪運動實現(xiàn)形式上看，皮革裁剪與服裝裁剪一樣都是二維裁剪運動，但是皮革材料具如下的特點面積大，一張皮革材料面積可達(dá)10平方米以上；每張皮都有其獨特的紋理分布；材料的邊界輪廓不是規(guī)則曲線；每張皮上的瑕疵分布情況不一樣；皮革材料質(zhì)地柔軟。皮革材料的這些特點決定了服裝自動化裁剪技術(shù)不能直接應(yīng)用于自動化皮革裁剪。傳統(tǒng)的皮革裁剪工藝中，一般先進(jìn)行皮革顏色、紋理分類，然后由裁剪師傅同時完成瑕疵檢測及邊界識別、模板排樣、裁剪等工序，而自動化皮革裁剪設(shè)備則必須是集成自動化皮革顏色及紋理識別分類、自動化瑕疵檢測及邊界識別、自動化優(yōu)化排樣等自動化裁剪輔助功能及自動化裁剪功能于一體的裁剪方法。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有的人工或機械輔助式皮革裁剪技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種功能集成式數(shù)控自動化皮革裁剪方法，該自動化裁剪方法可以實現(xiàn)皮革顏色及紋理自動化識別分類、皮革瑕疵自動化檢測及邊界識別、皮革裁剪自動化模板排樣、皮革材料自動化裁剪等功能，并且能將這幾個功能集成在一起，實現(xiàn)從皮革原材料到皮革制品裁片生成的自動化。
本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是該方法的步驟如下1)采用計算機輔助設(shè)計軟件繪制待裁剪樣片數(shù)字化圖形，并將該數(shù)字化樣片信息保存在皮革自動化優(yōu)化排樣子系統(tǒng)中；2)在皮革顏色及紋理識別子系統(tǒng)中，采用智能化算法識別皮革的顏色信息、皮革材料表面紋理分布情況，根據(jù)皮革制品加工的工藝需要，利用識別出來的皮革顏色及紋理信息將皮革材料分成不同的類別，在皮革裁剪中根據(jù)皮革材料不同的工藝用途進(jìn)行不同顏色及紋理類別的皮革材料匹配；3)采用工業(yè)攝像機拍攝獲取皮革圖像信息，將皮革圖像信息傳送到皮革表面瑕疵檢測及邊界識別子系統(tǒng)，在皮革瑕疵檢測及邊界識別子系統(tǒng)中，采用智能算法檢測皮革上存在的瑕疵信息、識別皮革的邊界信息，然后輸出皮革材料表面可以使用區(qū)域的邊界信息；4)在皮革樣片自動化優(yōu)化排樣子系統(tǒng)中，采用智能化算法，利用瑕疵檢測及邊界識別得到的皮革材料可以利用區(qū)域的信息，將待裁剪皮革樣片優(yōu)化排布在皮革材料表面可以使用的區(qū)域，輸出經(jīng)過排樣后的樣片輪廓在皮革材料上可以使用的區(qū)域分布信息；5)數(shù)控裁剪子系統(tǒng)則根據(jù)自動化優(yōu)化排樣信息，向裁剪控制系統(tǒng)發(fā)出控制裁刀運動的指令信息，控制裁刀在皮革裁剪機床上自動化裁剪皮革材料獲得所需要的裁片零件。
本發(fā)明具有的有益效果是可以將皮革裁剪中的輔助工藝過程皮革顏色及紋理識別、皮革表面瑕疵檢測及邊界識別、皮革排樣以自動化的軟件子系統(tǒng)實現(xiàn)，并將裁剪輔助功能子系統(tǒng)與數(shù)控自動化裁剪系統(tǒng)有機的結(jié)合在一起，形成功能集成式的自動化皮革裁剪系統(tǒng)。與傳統(tǒng)皮革裁剪方式相比，功能集成式自動化皮革裁剪方法可以大大減少從皮革表面瑕疵剪刀及邊界識別到手工裁剪整個工藝流程中的勞動力，減少了裁剪過程中人為的、偶然的因素對裁剪質(zhì)量的影響，提高裁剪質(zhì)量，去掉了人工裁剪中刀模或裁剪模板，可以靈活的改變皮革制品的型式，提高皮革制品生產(chǎn)廠家對客戶市場的響應(yīng)速度。


圖1是本發(fā)明的實施原理圖。
圖2是本發(fā)明數(shù)控裁床圖，圖2(a)是數(shù)控裁床主視圖，圖2(b)是數(shù)控裁床俯視圖。
圖3是本發(fā)明圖2(a)的側(cè)視圖。
圖4是本發(fā)明自動化紋理及顏色識別分類軟件系統(tǒng)工作界面圖。
圖5是本發(fā)明自動化皮革表面瑕疵檢測及邊界識別軟件系統(tǒng)工作界面圖。
圖6是本發(fā)明自動化優(yōu)化排樣軟件系統(tǒng)工作界面圖。
圖7是本發(fā)明自動化裁剪控制系統(tǒng)工作界面圖。
圖中1.待裁剪皮革材料，2.顏色及紋理識別子系統(tǒng)，3.瑕疵檢測及邊界識別子系統(tǒng)，4.自動化優(yōu)化排樣子系統(tǒng)，5.數(shù)控裁剪子系統(tǒng)，6.裁床，7.橫梁，8.攝像裝置，9.多功能裁剪刀架，10.多孔工作臺面，11.操作臺，12.真空吸附系統(tǒng)。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
如圖1、2所示，將皮革材料1鋪放在裁床6的多孔工作臺面10上，開啟真空吸附系統(tǒng)12如圖3所示，通過工作臺面上的吸氣口，真空吸附系統(tǒng)12將皮革材料1吸附在多孔工作臺面10上如圖2所示，也可以采用其他的皮革材料1定位方式將皮革材料1定位在工作臺面上。如圖2所示，開啟橫梁7驅(qū)動電機，驅(qū)動橫梁7沿著裁床6的縱向以一定的步距運動，在橫梁7每移動一個步距時，啟動橫梁7上的多功能裁剪刀架9驅(qū)動電機驅(qū)動多功能裁剪刀架9沿著橫梁7運動，此時在橫梁7每前進(jìn)一個步距位置，使用裝在多功能裁剪刀架9另一側(cè)的攝像裝置8拍攝皮革材料1表面的一幅局部圖像，當(dāng)橫梁7沿著導(dǎo)軌以步進(jìn)方式運動完皮革材料1長度方向的距離并且多功能裁剪刀架9沿著橫梁7以步進(jìn)方式運動完皮革材料1寬度方向的距離時，攝像裝置8就拍攝到若干幅皮革材料1表面局部圖像，將此若干幅圖像信息傳送到皮革材料1表面瑕疵檢測及邊界識別子系統(tǒng)3中，如圖5所示，進(jìn)行圖像拼接，就得到一張整塊皮革材料1的圖像信息，采用智能算法，如遺傳算法或螞蟻算法，也可以采用小波算法對此整張皮革材料1信息分析就可以得出皮革材料1的輪廓信息及瑕疵在皮革材料1表面的分布信息。將獲得的整張皮革材料1表面瑕疵分布信息及皮革材料1輪廓信息傳送到自動優(yōu)化排樣子系統(tǒng)4如圖6所示，自動化優(yōu)化排樣子系統(tǒng)4結(jié)合經(jīng)過皮革顏色及紋理識別子系統(tǒng)2如圖4所示分類的皮革材料1信息，從模板庫中調(diào)用相應(yīng)的模板信息，采用優(yōu)化算法，如遺傳算法，將樣片優(yōu)化排布在皮革材料1表面可以利用的區(qū)域，然后自動化優(yōu)化排樣子系統(tǒng)4將排樣后的信息傳送到皮革材料1數(shù)控裁剪子系統(tǒng)5中如圖7所示。根據(jù)排樣信息，通過數(shù)控裁剪子系統(tǒng)5的操作臺11控制，皮革數(shù)控裁剪子系統(tǒng)5如圖7所示向驅(qū)動橫梁7運動的伺服電機及驅(qū)動多功能裁剪刀架9運動的伺服電機發(fā)出控制信號，從而控制橫梁7沿著床身縱向運動及多功能裁剪刀架9沿著橫梁7運動，橫梁7沿著床身的縱向運動及多功能裁剪刀架9沿著橫梁7的運動相結(jié)合產(chǎn)生裁刀的二維裁剪運動，從而在皮革材料1裁剪上裁剪出所需要的樣片，如圖7所示。
這里給出本發(fā)明的一個施例，在實際使用中，功能集成式皮革裁剪自動化方法中各個子系統(tǒng)的實現(xiàn)方式可以采用與這里介紹的相類似的方式實現(xiàn)，而不限于這里介紹的方式。
權(quán)利要求
1.一種功能集成式數(shù)控自動化皮革裁剪方法，其特征在于該方法的步驟如下1)采用計算機輔助設(shè)計軟件繪制待裁剪樣片數(shù)字化圖形，并將該數(shù)字化樣片信息保存在皮革自動化優(yōu)化排樣子系統(tǒng)中；2)在皮革顏色及紋理識別子系統(tǒng)中，采用智能化算法識別皮革的顏色信息、皮革材料表面紋理分布情況，根據(jù)皮革制品加工的工藝需要，利用識別出來的皮革顏色及紋理信息將皮革材料分成不同的類別，在皮革裁剪中根據(jù)皮革材料不同的工藝用途進(jìn)行不同顏色及紋理類別的皮革材料匹配；3)采用工業(yè)攝像機拍攝獲取皮革圖像信息，將皮革圖像信息傳送到皮革表面瑕疵檢測及邊界識別子系統(tǒng)，在皮革瑕疵檢測及邊界識別子系統(tǒng)中，采用智能算法檢測皮革上存在的瑕疵信息、識別皮革的邊界信息，然后輸出皮革材料表面可以使用區(qū)域的邊界信息；4)在皮革樣片自動化優(yōu)化排樣子系統(tǒng)中，采用智能化算法，利用瑕疵檢測及邊界識別得到的皮革材料可以利用區(qū)域的信息，將待裁剪皮革樣片優(yōu)化排布在皮革材料表面可以使用的區(qū)域，輸出經(jīng)過排樣后的樣片輪廓在皮革材料上可以使用的區(qū)域分布信息；5)數(shù)控裁剪子系統(tǒng)則根據(jù)自動化優(yōu)化排樣信息，向裁剪控制系統(tǒng)發(fā)出控制裁刀運動的指令信息，控制裁刀在皮革裁剪機床上自動化裁剪皮革材料獲得所需要的裁片零件。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種功能集成式數(shù)控自動化皮革裁剪方法。它是由自動化皮革顏色及紋理識別分類、自動化皮革瑕疵檢測及邊界識別、自動化優(yōu)化模板排樣和數(shù)控裁剪四個子系統(tǒng)組成。自動化皮革顏色及紋理識別分類子系統(tǒng)識別皮革顏色及其表面紋理分布，用于在皮革制品加工時進(jìn)行顏色及紋理匹配；自動化皮革瑕疵檢測及邊界識別子系統(tǒng)對不同顏色及紋理特征的皮革，通過檢測皮革表面瑕疵、識別皮革邊界輪廓、圖像拼接獲得皮革表面可利用區(qū)域信息；自動化優(yōu)化排樣子系統(tǒng)根據(jù)皮革表面瑕疵檢測及邊界識別信息將待裁剪模板優(yōu)化排布在皮革表面可使用區(qū)域，以獲得最大限度的皮革材料利用率；在完成自動化優(yōu)化排樣后，數(shù)控皮革裁剪子系統(tǒng)完成皮革材料的自動化裁剪。
文檔編號G05B19/19GK1986835SQ20061015543
公開日2007年6月27日 申請日期2006年12月25日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月25日
發(fā)明者陳子辰, 王文, 梅德慶, 季國順, 賀福強, 賈叔仕, 黃嚴(yán)峻, 高貫斌, 沈俊佳, 杜小強, 林慶武, 朱年軍, 宋春剛 申請人:浙江大學(xué)