机器识别的全自动服装模板缝纫技术的若干思考

肖春建

机器识别的全自动服装模板缝纫技术的若干思考

肖春建

（江西服装学院，江西南昌 330201）

本文主要在智能视觉技术的基础上对全自动服装模板缝纫技术进行了一番探讨，以促进流程繁复的流水线作业，摒弃传统的服装作业步骤，全面实现流水化、规范化的服装工艺模板，从而强化服装整体生产水平。

机器识别；全自动服装模板；缝纫技术

当前，我国对服装生产工艺模板技术的关注度越来越高，但目前还缺乏一套完善的服装加工工艺模板方面的理论，关于模板的研发还在尝试阶段，更别说全自动模板缝纫机的研发了。

1 机器视觉技术

1.1 复杂机械本体

主要是设计全自动的裁剪、制模、缝纫作业，采用的机械设施有裁割机、模板机、机械手、自动缝纫机。致力于实现一个能够自由向X/Y/Z三个方向运动的机械本体与机头，具体涵盖了作业台面、X/Y/Z导轨、真空吸附系统、机械传动、落刀机构、走/紧模机构及其他辅助设备，将轮刀、铣刀等各类设备安装于Y横梁上，这样就能顺利的对各类材料如面料、皮革等进行裁剪或者制模，并且提高上下料与模机械手的自动化程度，所有面料都要置于配套的模板中，实现开/合模的自动化，经过合模后的模板应及时送至自动缝纫机中，然后利用电机驱动由自动缝纫机将模板推送至事先设置好的位置中，这样就实现了全自动缝纫，同时可及时检测机器断线问题以及正确设置针距，除了要实现精准的机械传动过程外，还应根据具体的工况现状，分析载荷作用下，应力、惯性、阻尼等产生的影响程度，科学合理地预测机械手结构内部具有的持续动力学性质，对机械结构存在的固有频率及振型进行准确无误的计算，从而防止发生机械共振、疲劳等问题，规避不良后果。

1.2 智能视觉技术软件

1.2.1 对图形处理的智能化

图形处理的智能化软件主要利用工业摄像头搜集原料、样片的图像，同时基于图像处理技术有针对性的提取边缘识别、轮廓，进而自动产生原料及样片的外框，并对原料的不完善之处及时准确的识别，在原料外框、样片和不完善之处的基础上自动完成排料，为服装设计者的设计与修改提供相应的帮助。首先，边缘识别，将纸样边缘线提取出来，通过轮廓提取算法，也就是掏空外部点，逐行扫描像素点，倘若扫描出原图中有一点是黑色时，同时其附近8个点均为黑色，那么该点就是图像外部点，应予以删除，反之是图像边缘点，由黑色改成红色。在进行Sobel边缘算子时，要求图像的各个像素点必须与这两种矩阵作卷积，第一个矩阵在垂直边缘中产生了巨大的响应，第二个矩阵则在水平边缘中产生巨大的响应，该点以两个卷积具有的最高值为剃度值，并输出，通过门限的控制作用，各剃度值生成了相应的轮廓图。其次，轮廓提取，在提取二值图像轮廓时只要将内部像素点全部挖空就算完成，如果亮点附近8个像素点都是亮点，那么该点就可以认定为内部点，反之则是轮廓点，那么就要将各内部点当做背景点，进而顺利提取轮廓。

1.2.2 智能设计系统

对于CAD这一款式设计系统，涉及了推板、排料、修改等各种不同的工艺环节及流程，采用了计算机绘图、颜色处理、优化排版等自动化设备，能够有效改善成品的效果图，从而产生一种电子效果图文档。

2 落实全自动缝纫技术

2.1 实现裁剪与缝纫的自动化

现阶段，普通尖刀是我国最常见的一种工具，通过电磁铁或者电机落刀来完成切割任务，该工具只能在一些硬质纸样如牛卡纸等中使用，难以完成软性材料如对布料等的切割，切割的最大厚度为1mm，仅在样版房中适用，本次设计新添了频率大的震动刀，以运转速度每分钟25000r的瑞士进口伺服电机为中心，能够对蜂窝板、胶片、皮料、布料等各类不同的材料进行切割，切割厚度最大为20mm，布置气动轮刀，这样就能利用气压优化调节切割的压力，充分发挥控制系统与压力传感器的作用，实现切割压力的自动化调节，有效处理平面凹凸不平的情况。通过对转刀电机的控制来完成主动转刀目的，防止切割设备给材料带来巨大的压力，做到顺利切割棉布、合成革等单层织物。真空与静电吸附台面，有效处理漏气面料无法固定的情况。该模板采用自动缝纫工艺技术，操作人员只需将布料置于模板中，就能达到自动缝纫的目的，不再依赖于高级缝纫师，人工成本得到了大大节约。

2.2 实现图形处理的数字化

对于一些天然材料如真皮等原料，由于其存在破损、结巴等问题，所以布料应对其纹理、光条等进行准确识别，避免出现倒排、斜排现象，笔者通过工业数字相机将样片或者样衣完整的拍摄下来，对系统采集到的需要裁剪、切割的原料图像信息进行滤波、边缘检测等处理。通过计算机智能图像处理技术对样片或者皮革的外部轮廓形状、大小进行自动化标示，将皮革的破损、结巴以及布料的纹理、光条等信息，形成数字图像，紧接着完成曲线拟合与矢量化任务，从而产生能够被CAD读取的文件格式，为服装设计者的修改和确认工作提供保障。通过使用曲线拟合、矢量化、工艺优化算法，促进了工艺数据的自动形成，为切割、制模、缝纫作业提供有力的数据依据，完成仿形裁剪及缝纫目的，从而使样衣或样片自动转化为成品。

2.3 实现排料技术的全自动

通过计算机图形学优化技术能够很好地实现材料外框和样片外框的全自动排料，保证原料的高效使用。以前进行排料时通常按照排版师的个人经验来完成，排料的工作量大、失误率大、效率差，达不到预期的排料效果。而利用先进的计算机技术排料主要从数学优化原理的角度，使传统排料过程实现计算机化，在考虑排料师丰富的作业经验的同时，还发挥了计算机的灵活性、便捷性等优势，有效保证了材料的高效使用。计算机排料能够满足多次试排要求，并对所有排料图的具体用料量进行准确合理地计算，明确理想的样片组合方式，促使面料有效使用。按照要求对面料的质量进行自动化分区，最多能够分为4个区域。计算机读取布料信息后会在屏幕上自动显示出来，使用者按照计算机提供的面料信息完成自动化或者手工排料。完成排料作业后通过模板缝纫工艺优化软件进行准确合理地计算，最后产生切割、制模、缝纫几种技术的数据信息，直接将该信息输送至嵌入式控制平台，进而实现流水线作业。

2.4 嵌入式控制平台

该平台主要将ARM9（S3c2440）芯片作为人机界面，其内部设置有WINCE操作系统，配置了7寸触摸屏、键盘以及容量富余的FLASH存储设备等，可采用工业相机图像完成显示和设置等工作。

并且涉及了网络接口、USB接口、SD卡接口等众多的通讯端口，适应于TCP/IP协议，从以太网接口实现和计算机的连接，对线路进行优化、对运动过程进行深入解析，充分发挥互联网的作用，实施设备的远程管理、自行检测故障以及信息在各个区域中的及时有效传递。

嵌入式控制平台采用的运动控制器为DSP+FPGA，可以进行浮点运算作业，主要以实时多任务控制技术及硬件插补技术等为主要手段。将人机界面中的指令传达给控制中心，由控制中心利用电机控制、闭环运动轨迹控制、其他辅助信号的检测及控制等方式，确保机器高效率的正常运转。

应高度重视前期采用的图像处理技术，处理技术是否精确可靠直接影响了机器裁剪与自动缝纫的精准可靠性，随着嵌入式系统的生成与实际使用，为机器裁剪与自动缝纫设备的稳定性提供了保障，真正向智能化方向快速发展。

3 结论

综上所述可知，将全自动模板缝纫技术应用于

服装领域中，有效实现了智能化与人性化的目标，服装生产量大大增强。同时，该项技术的使用，加快了服装业的自动化发展进程，使国外一些关联的自动设备销售价格进一步下降，有效补充了我国在高端裁床与模板缝纫方面的不足，促进了有关行业的市场发展步伐，突出了自动裁缝核心技术的重要地位。

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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，高校助理教师，研究方向：机电设备维修与管理。