CN102125338B - 自动视觉对位划线装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自动视觉对位划线装置，包括一桌体、一吸附定位器、一架桥、一移动平台、一服务控制器、一印刷头、一照相机、一灯体、一影像处理器，其系使用一平的桌体，而将待划线的各鞋材组件均放置在该桌体上，一图像系统其可辨识该置放的各鞋材组件，且测量其在该桌体上的位置及方位，本发明系利用一操纵器掌控一印刷头以在该桌体的上方移动该印刷头，并依据其在该桌体上特殊的位置及方位印刷该划线在各鞋材组件上。本发明具有数字化、体积小不占空间的优点。

Description

自动视觉对位划线装置

技术领域

本发明涉及一种划线装置，特别是涉及一种数字化、体积小不占空间的自动视觉对位划线装置。

背景技术

按，制作鞋子的过程，基本上构成鞋子上面的各个不同鞋材组件在将其组合在一起之前通常都需要在上面印刷出划线标记(例如，在鞋材组件上加上商标或图案的车缝线划线标记，或是鞋材组件与鞋材组件彼此间结合的位置线划线标记)，为了将这些鞋材组件或是用缝的或是用粘的方式结合在一起，在进行结合时这些划线标记往往会被用来作为引导裁缝师的缝制使用，且这些划线标记更可进一步引导裁缝师将装饰性的图样标记制作在该各鞋材组件所需的位置上。目前所采用的划线标记(stitch mark)有两种主要的方式，一种方式是准备一具有开缝的样板，即可在该开缝处描绘出该划线标记，操作时彼此间以一精确相对的位置将该样板放置在该各鞋材组件上，最后再用铅笔或笔在该样板中沿着该开缝移动，而将该图样标记绘制在该各鞋材组件上；另一种方式是准备一具有图样标记蚀刻在上面的绢印印刷遮蔽物，然后将此遮蔽物放置在该鞋材组件上，再于该遮蔽物与该鞋材组件两者之间以精确相对定位，最后施加涂料在该遮蔽物上，其即会渗透穿过该遮蔽物而落在下方的鞋材组件上，落在该图样标记的位置处。

上述两种方式都有很多的缺陷，它们都具有高度劳力密集的缺点。因为欲将该样板或遮蔽物定位在所需准确的每个鞋材组件上系相当的费时，的确是如此，操作时尽可能努力快速地将该各鞋材组件重复的放置在一大桌子上的精确位置处，其必须在各个位置处放置阻挡物，而后放置该样板或遮蔽物对着该各鞋材组件，如此该样板或遮蔽物才能够快速地从一个鞋材组件移动到另一个鞋材组件。不过，仍然需要有很多的时间去准备该各鞋材组件在该桌子上的精确定位，以及去调整该阻挡物相对于该各鞋材组件。如果节省时间即会带来不利的后果，以此种方式绘制图样标记，在工厂需要一大块面积来摆设很多的桌子装载很多的鞋材组件，对工厂而言即会增加购置不动产的成本。

上述实施方式的另一个缺点就是需要同时制作左脚及右脚鞋子其各种尺寸、各种型式的每个鞋材组件的各种样板或绢印遮蔽物，任何设定的鞋型，该样板的数目可能就会达到好几百个，对制作而言，如此即会增加昂贵的成本，不仅是制作该各样板，而且在大的面积里储存该各样板的物流，当需要时如何确保每组样板都能够顺利取得，都会造成成本的增加。

第三个缺点就是上述的方式被执行，其需要集中在一个工厂的大厅里，也就是说在工厂里所生产整个鞋子其鞋材组件的生产流动必须通过这个大厅，这个事实造成违反了过程中减少存货及使用弹性倾斜生产线的概念。

发明内容

本发明所要解决的技术问题，是提供一种自动视觉对位划线装置，其可消除上述所有的缺陷，提供使用自动的电脑化印刷，该各鞋材组件在各种鞋型的组装线不需使用样板或遮蔽物，仅需使用一小型印刷机即可。本发明更可消除该各鞋材组件必须精确地定位在印刷表面上，而使用机器图像在该印刷表面上去辨识及定位各鞋材组件，缘是，乃可在该各鞋材组件上的精确位置印刷该适当的图样标记在上面。其制作系利用喷墨印刷机，该印刷机系由一平的桌体及一喷墨印刷头所组成，该喷墨印刷头系装设在一移动的操纵器上，该操纵器可以在一涵盖该桌体所有面积的路径上移动该印刷头。

为解决上述技术问题，本发明自动视觉对位划线装置包括：

一桌体，系用以放置鞋材组件供印刷之用，其上设置有二导轨；

一吸附定位器，系用以将该鞋材组件吸附在该桌体的定位处；

一架桥，系可位移地装设在该桌体的导轨上，恰横跨在该桌体的上面，受动力的传动而作直线的位移动作；

一移动平台，系可位移地装设在该架桥上，受动力的传动而作直线的位移动作；

一服务控制器，系用以控制该架桥或该移动平台的直线位移动作；

一印刷头，系连结在该移动平台上；

一照相机，系设置在该移动平台上；

一灯体，系设置在该移动平台上；

一影像处理器，系连接该照相机，将涵盖整个桌体的一系列由该照相机所拍摄的照片均数字化地予以储存起来，所述影像处理器先行储存所有可取得鞋材组件的数字图形的资料库，对应待放置在该桌体上的印刷图形，并使用该资料库供执行辨识的图形配对程序，如此定出放置在该桌体上各鞋材组件的位置及方位；自动视觉对位划线装置使用一电脑，该电脑得利用预定的图形几何形状去进行印刷，相对于该各鞋材组件以便计算出实际所放置该各鞋材组件其在该印刷的图形上实际的定位，因此产生该印刷鞋材组件的实际印刷程序，该实际印刷程序系为自动视觉对位划线装置所执行，驱动该印刷头在该桌体上位移，而印刷在由该印刷程序所计算出的印刷位置上。

本发明所提供的一种自动视觉对位划线装置，包含有一采用数字照相机的图像副装置，该数字照相机系连结在该移动的印刷头上，一影像处理电脑及一图像分析软体。在印刷之前，当该各鞋材组件设置在该桌体上的任意位置时，以该照相机拍摄一组照片，涵盖所有的桌体面积。这些照片随后即可利用影像处理电脑予以处理。设定所有鞋材组件的几何形状以及各鞋材组件的几何形状至此鞋材组件划线标记的几何形状之间的关系，影像分析程序即会依据其独特几何参数辨识各个鞋材组件，其后其即可根据该鞋材组件几何形状的实际方位及位置定位该鞋材组件的方位及位置，最后该影像分析程序即可转化及转换该鞋材组件的划线标记以符合该鞋材组件的任意位置。如此当所有的图样标记都完成重新设置时，该最终的印刷几何图形在所需的位置处自会被转化成为滴下小滴墨水的印刷图案，如是即构成该设计的图样标记。

使用该印刷图样标记该印刷头操纵器即可在整个桌体处移动该印刷头依需要释出小滴墨水，且在到处所放置的鞋材组件处将其图样标记印刷出来。

将各鞋材组件放置在桌体上，可利用很多的方法将其固定在定位，例如，利用一种真空吸力或静电吸附的方式，其中该静电吸附系可利用直流高压电作用在该桌体上所放置的一绝缘层即可产生一静电场。本发明当已印刷过的鞋材组件从该桌体移走且放置新的鞋材组件时，可以持续的保持机器的印刷操作，其设计是使该印刷动作发生在该桌体的半部，而同时该桌体的另外半部操作者则是放置新的组件等待印刷。

可以清楚了解本发明的技术内容为何能够克服习知技术的限制，其几何形状资料系数字的，可以无需制作样板或遮蔽物，因此，无需数以百计样板的储存面积，再者，其印刷装置小，大约是办公桌的大小，而其之输出较之习用技术为高，所以，想象一下其在大的地面空间以精确地放置所有的鞋材组件及一个接一个在它们上面描绘一样板，当该印刷装置得为一操作者运作产生多位操作者依据习知的方法工作的性能时，确可大大地减少人力。

附图说明

图1是本发明实施例的流程方块图；

图2是本发明实施例的立体组合示意图；

图3是本发明显示桌体图像的立体示意图；

图4是本发明显示图3桌体的局部平面示意图；

图中附图标记说明：

2    导轨                3    导轨

4    架桥                5    马达

6    位置回馈编码器       7    马达

8    位置回馈编码器      9    印刷头

10   移动平台            1 1   照相机

12   透镜                13    灯体

14   鞋材组件            16   鞋材组件

18   可见区              19   可见区

20    桌体

20a  桌体半部            20b  桌体半部

23    阀门                24    阀门

26   柱体

30    真空泵

40   影像处理器

41    电脑                42    印刷头驱动器

43   服务控制器

具体实施方式

本发明为了达成上述目的、功能及优点，所采用的技术、手段及其效果，兹举一个较佳可行的实施例并配合附图详细说明如下：

本发明所提供的自动视觉对位划线装置，如图1至图4所示，其主要系由一桌体20、一吸附定位器、一架桥4、一移动平台10、一服务控制器43、一印刷头9、一照相机11、一灯体13及一影像处理器40等所组合而成，其中：

该桌体20系用以放置鞋材组件14、16供印刷之用，该各鞋材组件14、16系利用一吸附定位器，例如，利用真空泵30的真空吸力将其吸附在该桌体20处(如图2所示)。

该印刷头9系连结在一移动平台10上，该移动平台10则又系可滑动地装设在一架桥4上，该移动平台10可沿着该架桥4在Y的方向位移，且该移动平台10更可沿着该架桥4在X的方向位移通过该桌体20，使得该印刷头9可涵盖该桌体20的整个面积；值得注意的是，该架桥4在Y方向的位移定位系利用一马达5及一位置回馈编码器6(position feedbackencoder)来控制的，而该移动平台10在X方向的位移定位则是系利用一马达7及一位置回馈编码器8来控制的，使得该架桥4恰横跨在该桌体的上面，受驱动可在该桌体20上所设的导轨2、3上沿直线位移，本实施例中该导轨3系为螺杆，如此该马达5一旦启动自可带动该螺杆转动，从而达到带动该架桥4位移的目的，至于该移动平台10受该马达7动力的传动同样亦可沿直线位移。

该桌体20更可将其分割成两个相等的半部20a、20b，而分别利用一真空管路(图上未示)连接至该真空泵30，如此即可运用电性来控制阀门23、24的动作，通过该阀门23、24的分别操作自可获致选择性地分别作用该真空吸力于该桌体20不同的两个半部20a、20b上。

该具有透镜12的数字照相机11系装设在一柱体26上，而该柱体26则又设置在该移动平台10上，如此使得该照相机11可在桌体20上面为X方向与Y方向的位移，该照相机11具有可见区18，该可见区18可涵盖部份桌体20面积。值得注意的是，其中该照相机11也可以是设置成不动的状态，其定位在该桌体20上使得可见区可涵盖整个该桌体20的面积，当然，该照相机11也可以是设置成多只且均呈不动的状态，该多只照相机11定位在该桌体20上使得整体结合起来的可见区恰可涵盖整个该桌体20的面积。

该灯体13系设置在安装该照相机11的柱体26上，可与该照相机11一起位移，如此以致于该灯体13在灯体驱动器15的作动下可一直照亮该照相机11的可见区18。

各种可取得的鞋材组件的几何形状的数字资料库及该鞋材组件划线标记的结合的几何形状，均数字化地预先被输入到影像处理器40的记忆体中，此资料库系可从鞋子的电脑辅助设计系统输出取得，例如，英国的Delcam。

以上所述，即为本发明各构成组件装配的相互关系位置及其结构的概述。

至于本发明自动视觉对位划线装置的操作动作原理，如图1至图4所示，各鞋材组件，例如，鞋材组件14、16，均被放置在该桌体20任意的位置及方位上，当所有的鞋材组件14、16完成放置的动作后，即会为该真空泵30所产生的真空吸力吸附在该桌体20上，紧接着该照相机11即被移动至第一个位置(X_c，Y_c)，如此其可涵盖可见区18，而后在该位置拍照，接着再将该照相机11移动至下一个位置，如此其可涵盖可见区19，再进行另一次的拍照。是故，只要将该照相机11移动到一系列固定的位置处，且在各个位置处均予以拍照，即可将该一系列的照片均数字化地储存到该影像处理器40中，最终自可涵盖整个桌体20面积。该影像处理器40会从该各照片及利用图形配对的规则系统取得来进行分析该数字影像，该规则系统系属习知，已有很多的公司提供作为商业上的使用，例如，加拿大的Matrox、美国的Cognex即是，该规则系统系可在该桌体20上各鞋材组件与所有可适用鞋材组件之中的一个数字几何图形之间进行搜寻，而该所有可适用鞋材组件系能数字化地预先被输入到影像处理器40的记忆体中。一旦该配对被发现，该图形配对的规则系统即可辨识出放置在该桌体20上的鞋材组件。设定每张所拍摄出照片的可见区18位置，该图形配对的规则系统更可决定出在桌体20上该鞋材组件14、16的位置及方位，依此方式，该图形配对即可辨识及定位所有放置在该桌体20上的所有鞋材组件14、16的位置及方位。

再者，此所有放置鞋材组件14、16的位置资料系从该影像处理器40传送至一主系统电脑41，该主系统电脑41即计算每个划线标记图形需要去定位该图形在其对应鞋材组件的几何变换，就好比是将其放置在该桌体20上一样。该主系统电脑41更可相对于该桌体20的座标系统转化该新计算的划线标记几何形状至一印刷的座标程序，其可将该几何形状印刷在该各鞋材组件14、16上，准确地印刷每个划线标记图形在其对应的鞋材组件14、16上，就好比是将其放置在该桌体20的任意位置及方位上一样。

该印刷程序系从该主系统电脑41下载至一印刷头驱动器42，该印刷头驱动器42可直接从一XY服务控制器43接收该印刷头9位置资料。该主系统电脑41会命令该服务控制器43启动在该桌体20上面的路径中以移动该印刷头驱动器42，该路径最终乃涵盖该桌体20的所有面积。当该印刷头驱动器42位移时，该印刷头驱动器42即可直接先行从该服务控制器43接收到位置的资讯，从而依据自该主系统电脑41所下载的印刷程序的资料进行印刷的动作。

而为了使印刷划线标记装置具有较佳的实用性，可将该桌体20分割成两个半部20a、20b，而各个半部20a、20b均能够利用真空吸力分别地运作，以将该各鞋材组件14、16吸附在定位，如此使得操作者可下载新的鞋材组件待印刷在该桌体20的其中的一个半部上，而该桌体20的另一个半部则可继续执行印刷的动作，也就是使得本发明可连续的、同步的进行印刷与鞋材组件装载的动作。

综上所述，本案发明实施例所揭露的结构，其可消除习用技术所有的缺陷，提供使用自动的电脑化印刷，该各鞋材组件在各种鞋型的组装线不需使用样板或遮蔽物，只需使用一小型印刷机宜可；本发明更可消除该各鞋材组件必须精确地定位在印刷表面上，其可使用机器图像在该印刷表面上去辨识及定位各鞋材组件，缘是，自可在该各鞋材组件上的精确位置印刷出该适当的图样标记在上面。

Claims (6)

1.一种自动视觉对位划线装置，其特征是，包括：

一桌体，系用以放置鞋材组件供印刷之用，其上设置有二导轨；

一吸附定位器，系用以将该鞋材组件吸附在该桌体的定位处；

一架桥，系可位移地装设在该桌体的导轨上，恰横跨在该桌体的上面，受动力的传动而作直线的位移动作；

一移动平台，系可位移地装设在该架桥上，受动力的传动而作直线的位移动作；

一服务控制器，系用以控制该架桥或该移动平台的直线位移动作；

一印刷头，系连结在该移动平台上；

一照相机，系设置在该移动平台上；

一灯体，系设置在该移动平台上；

一影像处理器，系连接该照相机，将涵盖整个桌体的一系列由该照相机所拍摄的照片均数字化地予以储存起来，所述影像处理器先行储存所有可取得鞋材组件的数字图形的资料库，对应待放置在该桌体上的印刷图形，并使用该资料库供执行辨识的图形配对程序，如此定出放置在该桌体上各鞋材组件的位置及方位；自动视觉对位划线装置使用一电脑，该电脑得利用预定的图形几何形状去进行印刷，相对于该各鞋材组件以便计算出实际所放置该各鞋材组件其在该印刷的图形上实际的定位，因此产生该印刷鞋材组件的实际印刷程序，该实际印刷程序系为自动视觉对位划线装置所执行，驱动该印刷头在该桌体上位移，而印刷在由该印刷程序所计算出的印刷位置上。

2.根据权利要求1所述的自动视觉对位划线装置，其特征是，其中该吸附定位器系为一真空泵，利用真空吸力将该鞋材组件吸附在该桌体处。

3.根据权利要求1所述的自动视觉对位划线装置，其特征是，其中该吸附定位器系为一静电场，利用直流高压电作用在该桌体上所放置的一绝缘层以产生该静电场。

4.根据权利要求1所述的自动视觉对位划线装置，其特征是，其中该桌体系分割成两个相等的半部，分别操作控制各所述半部上组件的吸附。

5.根据权利要求1所述的自动视觉对位划线装置，其特征是，其中该照相机系设置成不动的，该照相机定位在该桌体上使得可见区涵盖整个该桌体的面积。

6.根据权利要求1所述的自动视觉对位划线装置，其特征是，其中该照相机系设置成多只且均不动的，该多只照相机定位在该桌体上使得结合起来的可见区涵盖整个该桌体的面积。

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