基于机器识别的全自动服装模板缝纫技术解析*

秦俊举 曹选平

成都纺织高等专科学校机械工程学院 四川 成都 611731

引言

这些年来，我国的服装行业得到了良好的发展，与此同时，随着人工成本和原材料成本的不断提升，导致传统服装加工业面临着严峻的挑战。生产效率低下、招工难、高成本的劳动力、工作流程老化等等，都直接阻碍了服装行业的健康发展。所以，为了能够有效解决这一问题，就必须要实现服装产业的数字化和自动化管理。在缝制服装的过程之中，人工成本和设备维护成本较高，人们迫切需要寻找性价比更高的自动化技术。由此，生产工艺模板技术逐渐走进了人们的视野之中。

1 基于机器识别的全自动服装模板缝纫技术的诞生背景

早在二十世纪六十年代，德国最先提出服装模板，主要运用于西装带盖和衬衫领子等工序上。但是在这一时期，服装制作以钢板制作为主，故而缺乏较强的实用性，没有得到大规模的推广。很快，日本紧随其后，研发出有机玻璃制作模板，优化服装模板工艺，增加工艺模板的使用工序，极大的推动日本工艺模板的发展，实用性较强。和传统的工艺模板相比较而言，借助服装模板生产服装，能够保障最终的产品质量。随着时代的不断发展，我国服装行业也在不断发展，开始注重全自动服装模板的缝纫技术的研究。科研人员针对服装零部件工艺模板，展开智能化研究。对夹克口袋、创新袖开叉等工艺进行设计与改革，有效的优化工艺流程，提升服装生产质量与效率。不仅如此，人们也注重服装模板的智能化应用，并展开详细分析。不过我国的模板技术发展时间较短，自动化流行线设计暂时无法全面落实。在这样的背景下，机器识别的全自动服装模板缝纫技术诞生了。人们借助机器识别技术，开展服装制作工艺，在一定程度上，缩短加工时间，提升加工质量，推动服装工艺模板的高效化、标准化、流水化生产，促进我国服装行业的健康发展。

2 机器视觉

什么是机器视觉？通俗而言，就是机器取代人眼，原先由人眼观测，现在由机器观测。和人眼相比较而言，机器视觉具备精准度高、速度快、延展性强等强有力的优势。因此在当下的自动化生产时，机器视觉被大量普及和使用，有效地推动了行业生产，促进了生产质量和生产效率的有效提升。全自动缝纫工艺的出现，可以有效地提升缝纫质量，减少劳动力，节约生产成本，提升生产质量和生产效率。

2.1 智能视觉

想要用智能化的软件去处理图形，一般是借助于工业摄像头，以此来完成样片、原料等图像的搜集工作[1]。根据图像处理技术，对轮廓、边缘进行识别，从而进一步地将样片和原料的外框自动生产出来。同时还可以及时地识别出原料的误差之处，在此基础之上，进行排料工作，帮助服装设计者进一步的开展修改和设计工作。第一，边缘识别。提取出纸样的把边缘线，借助轮廓提取算法，开展扫描像素点工作。如果原图在扫描的过程之中，出现一点是黑色的情况，而且在其周围还有八个黑点，就可以确定，其为图像外部点，必须要及时进行删除。如果呈现出相反的情况，那么就可以确定是图像边缘点，工作人员可以把黑色变为红色。在开展sobel边缘算子工作时，每一个像素点，都需要和这两个矩阵作卷积。在垂直边缘之中，第一个矩阵有了响应；在水平边缘处第二个矩阵有了响应。采取两个卷积里的最高值作为剃度值，然后进行输出，利用门限的控制工序，让每一个剃度值都生成相对应的轮廓图[2]。之后，提取轮廓，全部挖空了内部的像素点之后，就已经完成了二值图像轮廓的提取工作。在亮点的周围，如果八个像素点都为亮点，这一点就能够看作是内部点。如果不是，那么就是轮廓点。

2.2 复杂机械本体

实现裁剪工作、制模工作、缝纫工作的全自动管理，借助模板机、裁割机、自动缝纫机、机械手等机械设备。以此来保证机械本体与机头实现x/y/z不同方向的自由运动。其主要包含了x/y/z导轨、作业台面、机械传动、真空吸附体系、落刀机构等等。在y横梁上面安装铣刀、轮刀等设备，如此这般，就可以有效的开展裁剪和制模工作。这种技术，能够有效促进模机械手和上下料机自动化程度的有效提升。在模板之中，所有的面料制备相应的面料，进一步保证开模、合模的自动化管理。完成合模之后，要在最短的时间里面，放到自动缝纫机里面。借助电机驱动，通过自动缝纫机进一步将模板放到已经设置好的位置里面，如此这般，就能够保证缝纫工作的全自动化。对机器断线的情况进行有效的检测，保证机械传动的精准化。根据实际的工作情况，对惯性、应力等进行分析，对机器设备内部的持续动力学性质进行有效的预测，准确的计算出其固定频率，降低疲劳、机械共振等问题的出现概率，尽量保证工作质量。

3 基于机器识别的全自动服装模板缝纫技术解析

3.1 裁剪和缝纫

就我国目前服装行业的发展情况而言，普通尖刀的运用较为普遍。借助电机落刀和电磁铁，进行有效切割。但是这种机械，只能够切割一席比较坚硬的纸样，无法切割软性材料，比如说制作服装的布料。加入震动刀，提升振动频率，可以切割多种材料，包括布料、皮料、胶片、蜂窝板等等，可以切割二十毫米厚的材料。设计气动轮刀，借助强有力的气压，提升切割的压力，保证压力传感器和控制系统的最优化，进一步实现自动化切割，及时地将凹凸不平的问题进行有效解决。控制转刀电机，实现主动转刀，减少切割机械对材料产生的压力。只有这样，菜可以更加高效率的进行合成革、棉布等织物的有效切割[3]。此模板借助自动缝纫技术，所以并不需要人工操作。工作人员可以直接在模板里面放入布料，机械就可以进行全自动化的缝纫。这样的话，人工成本就可以有效降低。现在切割过程之中遇到的突出问题是，面料会出现发黄的情况，将其铺设在工作台上，开启抽风机，将工作台与面料进行紧密联系，将烟尘及时抽走，以此来杜绝切割的时候，烟尘熏黄面料的情况。借助空压机，保证进气效果，将烟尘和挥发物吹走，如果采用的气体是氮气，那么效果会更好。

3.2 图像处理

就真皮这种天然的材料，经常会出现结巴、破损的情况，因此一定要准确识别其光条和纹理，以免产生斜排、倒排的情况。借助工业数字相机，拍摄下样衣或者样片。然后根据系统采集到的信息，将需要切割和裁剪的原料图像，通过边缘检测，滤波等工序处理。借助计算机只能图像处理方式，自动化表示皮革或者是样片的大小和轮廓。把皮革结巴或者是破损的地方，将布料的光条和纹理信息，制成的数字图像，然后进行矢量化工作，最终产生文件格式，被cad所读取[4]。这样的话，服装工作者就可以根据图像信息，进行详细的修改，保证工作质量。借助曲线拟合技术，保证工艺数据的顺利形成。从而为之后的制模、切割、缝纫等工序，提供扎实的数据基础，便于开展缝纫工作，实现自动化管理。

3.3 排料技术

借助计算机图形学优化技术，可以保证对样片外框和材料外框进行全自动排料，以此来提升原料的使用率。在过去，一般都是由排版师按照多年的工作经验，进行人工排料工作。众所周知，排料并不是一件简单事情，工作量非常大，人工操作的效率低，同时失误率也比较高，无法保证排料质量。借助计算机技术，可以实现排料工作的智能化管理，不仅仅具备丰富的排料经验，还具备超强的便捷性与灵活性，能够提升材料的使用率。利用计算机开展排料工作，能够开展多次试排工作。还可以用计算机，精准的计算出排料图的详细用料量。对样片的组合模式进行明确，如此这般，提升面料的使用率。根据不同的需求，自动化分区面料质量，一般来说，可以分为四个区域。通过计算机，将布料的具体信息读取出来，并呈现在使用者面前。使用者就可以根据这一信息，实现自动化工作。在排料工作结束了以后，借助模板缝纫技术，进行精准的计算，然后得出制模、切割、缝纫等工艺信息，在控制平台里面输入所有的信息，完成自动化作业。

3.4 控制平台

ARM9($3c2440)芯片是这个平台的人机界面，wince是其内部设置的操作系统，同时还配备了七寸的触摸屏，相应的键盘和存储设备缺一不可。借助工业相机图像，来开展设置和显示工作。在控制平台里面，设置了丰富多样的通讯端口，比如说SD卡、USB借口、网络接口等等。接口的多样性，保证了平台和计算机的有效连接。优化线路，深入了解运动过程，最大程度上保证互联网的价值。借助控制平台，可以远程管理各种设备，对设备可能出现的故障进行及时的检测，同时借助互联网，实现信息的有效传递。嵌入式控制平台借助DSP+FPGA的运动控制器，开展浮点运算工作。一般以硬件插补技术和实时多任务控制技术为主。这样就可以迅速的传输指令，借助电机控制、辅助信号控制和检测等技术，提升机器的运作效率。在开展图像处理工作时，工作人员必须要加以重视。只有保证了处理技术的精准度，才可以保证后续裁剪工作和缝纫工作的顺利开展，提升其准确度。借助嵌入式控制平台，开展实践工作，保证实现全自动化的疯人技术，实现服装产业由制造业到“智造业”方向发展的最终目的。

3.5 智能吊挂系统

在过去的服装生产过程之中，完成一道服装工序以后，工人们需要将半成品搬运到下一个工作流程之中。搬运过程中会耗费大量人力、时间和财力，工作效率低下。借助RFID技术，由机器识别各个半成品，借助软件系统，进行控制流转。如此一来，一个工序完成以后，就可以自动运输到下一工序之中，实现智能化加工。借助吊挂系统，能够有效避免人工搬运情况，降低人工成本，提升工作效率，保证流转速度。半成品在吊挂上，还能够维护工作间的整洁度。

4 结束语

在服装行业之中运用全自动模板缝纫技术，可以促进产业的智能化发展，提升服装行业的工作效率，保障服装质量，节约服装生产成本，这对于服装企业而言，是有百利而无一害的重要举措。借助这项技术，能够促进我国服装产业快速稳定的朝着自动化方向发展，从而刺激经济市场，打下国外自动化设备的价格，弥补我国服装产业生产上的缺陷，推动我国服装产业的健康可持续发展，为我国的经济增长贡献出积极力量。