CN104527217A - 圆网印花机对花调整系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种圆网印花机对花调整系统，包括机电控制设备、模板特征存储设备、摄像设备、图像处理设备和单片机，模板特征存储设备预先存储了圆网的各个图案的模板特征，摄像设备用于对圆网印花后的织物进行拍摄以生成织物图像，图像处理设备与摄像设备连接，基于图像识别技术识别出织物图像中的各个印花图案的识别特征，单片机与摄像设备、图像处理设备和机电控制设备分别连接，将各个印花图案的识别特征与各个图案的模板特征分别匹配，并基于匹配结果控制机电控制设备调整圆网位置。通过本发明，能够实时检测圆网印花机的印花误差，并及时进行圆筒位置调整，保障圆网印花机的对花精度。

Description

圆网印花机对花调整系统

技术领域

本发明涉及印花机监控领域，尤其涉及一种圆网印花机对花调整系统。

背景技术

在纺织行业，为了将生产的纺织品呈现各种色彩缤纷的图案，以迎合顾客的审美要求，需要在已纺织好的布料了印上不同的定制图案，实现这种功能的机器为印花机，其中，圆网印花机最为常用。

圆网印花机，又称作为Rotary Screen Printing Machine，是使用连续回转的无接缝圆筒筛网进行印花的一种筛网印花机，按照圆网排列方式可分为立式圆网印花机、卧式圆网印花机和放射式圆网印花机，使用圆网印花机，先预先在圆网上定制各种需要的图案，之后能够通过圆网的滚动，以一圈为频率，将推送来的布料重复印上上述图案，实现预定的印花效果。

然而，在实际使用过程中，由于放置圆网的圆筒会出现水平位置、横向位置、上下位置或对角位置等各种偏移，脱离了预定位置，导致印花出现误差，没有获得标准的印花图案，因此需要相应的对花措施解决这个问题。现有技术中，都是通过人工观察、人工修正来完成圆网印花机对花调整，自动化水平低下，对花效果不精确。

因此，需要一种新的圆网印花机对花调整系统，能够自动检测到圆筒的偏移方向，并及时进行相应的位置调整，减少人工操作，提高圆网印花机的对花效果，保障对花后的纺织品的质量。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种圆网印花机对花调整系统，改造现有的人工对花调整模式，引用图像采集和识别技术进行对花检测，并引入位置参考机构确定出现偏差的印花偏移方向，以便采取相应措施解决对花误差，而且，引入了无线通信设备和显示设备以保障印花偏移提示信号在本地显示的同时，能够为远程管理部门接收和参考。

根据本发明的一方面，提供了一种圆网印花机对花调整系统，所述调整系统包括机电控制设备、模板特征存储设备、摄像设备、图像处理设备和单片机，所述模板特征存储设备预先存储了圆网的各个图案的模板特征，所述摄像设备用于对圆网印花后的织物进行拍摄以生成织物图像，所述图像处理设备与所述摄像设备连接，基于图像识别技术识别出所述织物图像中的各个印花图案的识别特征，所述单片机与所述摄像设备、所述图像处理设备和所述机电控制设备分别连接，将所述各个印花图案的识别特征与所述各个图案的模板特征分别匹配，并基于匹配结果控制所述机电控制设备调整圆网位置。

更具体地，在所述圆网印花机对花调整系统中，还包括：位置参考机构，位于圆筒的边缘位置附近，包括垂直放置的横杆和竖杆，用于为圆筒的定位分别提供圆网水平基准线和圆网垂直基准线；电力供应设备，为所述调整系统提供除了电力供应设备以外的各个用电设备的电力供应；圆网转速检测设备，用于实时检测圆筒的转动速度；WiFi通信接口，与远端的设备管理平台建立双向WiFi数据链路，用于接收所述设备管理平台发送的控制指令，所述控制指令包括启动调整命令和结束调整命令，还用于无线发送水平位置调节信号、横向位置调节信号、上下位置调节信号或对角位置调节信号；所述模板特征存储设备预先存储的各个图案的模板特征包括各个图案的中心分别相对圆网水平基准线和圆网垂直基准线的横纵坐标；所述摄像设备与所述圆网转速检测设备连接，基于一圈圆网的预定长度和圆筒的转动速度计算拍摄间隔时间，基于所述拍摄间隔时间实时拍摄织物图像，所述织物图像为圆网每滚动一圈所印花的织物的图像，所述织物图像中还包括了圆网水平基准线和圆网垂直基准线的成像；所述图像处理设备包括图像增强单元、灰度化处理单元、小波滤波单元、图案识别单元和图案特征提取单元，所述图像增强单元与所述摄像设备连接，以对所述织物图像执行图像增强处理，输出增强图像，所述灰度化处理单元与所述图像增强单元连接，灰度化处理所述增强图像以输出灰度化图像，所述小波滤波单元与所述灰度化处理单元连接，以对所述灰度化图像执行小波滤波处理以输出滤波图像，所述图案识别单元与所述小波滤波单元连接，以将所述滤波图像中灰度值在预设图案上限灰度阈值和预设图案下限灰度阈值之间的像素识别并组成多个印花图案，并识别出所述织物图像中拍摄到的圆网水平基准线和拍摄到的圆网垂直基准线，所述图案特征提取单元与所述图案识别单元连接，提取每一个印花图案对应的识别特征，所述识别特征包括印花图案的中心分别相对拍摄到的圆网水平基准线和拍摄到的圆网垂直基准线的横纵坐标；所述单片机与所述模板特征存储设备和所述图像处理设备分别连接，将所述模板特征存储设备输出的横纵坐标与所述图像处理设备输出的横纵坐标相比较，基于比较结果发出圆网位置调节信号，所述圆网位置调节信号包括水平位置调节信号、横向位置调节信号、上下位置调节信号和对角位置调节信号；所述机电控制设备与所述单片机和所述圆筒分别连接，基于所述圆网位置调节信号调节所述圆筒的位置；显示设备，与所述单片机连接，用于实时显示与所述水平位置调节信号、横向位置调节信号、上下位置调节信号或对角位置调节信号分别对应的提示文字信息；其中，所述单片机还与电力供应设备和WiFi通信接口分别连接，以在接收到启动调整命令时，控制电力供应设备停止对所述摄像设备、所述圆网转速检测设备和所述图像处理设备的供电，并在接收到结束调整命令时，控制电力供应设备恢复对所述摄像设备、所述圆网转速检测设备和所述图像处理设备的供电；所述预设图案上限灰度阈值和所述预设图案下限灰度阈值用于将图像中的圆网的图案与背景分开。

更具体地，在所述圆网印花机对花调整系统中，将所述摄像设备和所述图像处理设备集成在一块电路板上。

更具体地，在所述圆网印花机对花调整系统中，所述图像增强单元、所述灰度化处理单元、所述小波滤波单元、所述图案识别单元和所述图案特征提取单元分别采用独立的FPGA芯片来实现。

更具体地，在所述圆网印花机对花调整系统中，将所述摄像设备垂直于织物的传动方向来放置。

更具体地，在所述圆网印花机对花调整系统中，所述显示设备为液晶显示屏。

更具体地，在所述圆网印花机对花调整系统中，所述圆筒的转动速度为达到每分钟印花30-60米的转动速度。

附图说明

以下将结合附图对本发明的实施方案进行描述，其中：

图1为根据本发明实施方案示出的圆网印花机对花调整系统的结构方框图。

具体实施方式

下面将参照附图对本发明的圆网印花机对花调整系统的实施方案进行详细说明。

圆网印花机一般由进布、印花、烘干、出布等装置组成。印花部分的机械组成可分为印花胶导带、圆网驱动装置、圆网和印花刮刀架、对花装置、橡胶导带水洗和刮水装置以及印花织物粘贴和给浆泵系统，一般圆筒滚动速度为30-60米每分钟，可用于各种织物的印花。

圆网印花机印花的优点包括：装卸圆网、对花、加浆等操作方便，圆网轻巧，劳动强度低，产量高，套色多，而且，由于印花加工是在无张力下进行的，因此适宜印制容易变形的织物和宽幅织物，不需要任何衬布。

但是，现有的圆网印花机缺乏印花误差检测机制，只能凭借现场操纵人员的经验判断是否存在对花错误以及在存在对花错误的情况下继续凭经验确定对花偏差方向，而且调整也是全凭手工操作。

本发明的圆网印花机对花调整系统，将对花错误检测、对花偏差方向检测以及对花调整都采用了全程自动化的电子式手段实现，避免人工操纵带来的低效和误差。

图1为根据本发明实施方案示出的圆网印花机对花调整系统的结构方框图，所述调整系统包括：机电控制设备1、模板特征存储设备2、位置参考机构3、电力供应设备4、显示设备5、单片机6、摄像设备7、图像处理设备8、圆网转速检测设备9和WiFi通信设备10，单片机6与机电控制设备1、模板特征存储设备2、位置参考机构3、电力供应设备4、显示设备5、摄像设备7、图像处理设备8、圆网转速检测设备9和WiFi通信设备10分别连接，摄像设备7与图像处理设备8连接。

所述模板特征存储设备2预先存储了圆网的各个图案的模板特征，所述摄像设备7用于对圆网印花后的织物进行拍摄以生成织物图像，所述图像处理设备8与所述摄像设备7连接，基于图像识别技术识别出所述织物图像中的各个印花图案的识别特征，所述单片机6将所述各个印花图案的识别特征与所述各个图案的模板特征分别匹配，并基于匹配结果控制所述机电控制设备1调整圆网位置。

接着，继续对本发明的圆网印花机对花调整系统的具体结构进行进一步的说明。

所述位置参考机构3位于圆筒的边缘位置附近，包括垂直放置的横杆和竖杆，用于为圆筒的定位分别提供圆网水平基准线和圆网垂直基准线。

所述电力供应设备4为所述调整系统提供除了电力供应设备4以外的各个用电设备的电力供应。

所述圆网转速检测设备9用于实时检测圆筒的转动速度。

所述WiFi通信接口10与远端的设备管理平台建立双向WiFi数据链路，用于接收所述设备管理平台发送的控制指令，所述控制指令包括启动调整命令和结束调整命令，还用于无线发送水平位置调节信号、横向位置调节信号、上下位置调节信号或对角位置调节信号。

所述模板特征存储设备2预先存储的各个图案的模板特征包括各个图案的中心分别相对圆网水平基准线和圆网垂直基准线的横纵坐标。

所述摄像设备7还与所述圆网转速检测设备9连接，基于一圈圆网的预定长度和圆筒的转动速度计算拍摄间隔时间，基于所述拍摄间隔时间实时拍摄织物图像，所述织物图像为圆网每滚动一圈所印花的织物的图像，所述织物图像中还包括了圆网水平基准线和圆网垂直基准线的成像。

所述图像处理设备8包括图像增强单元、灰度化处理单元、小波滤波单元、图案识别单元和图案特征提取单元，所述图像增强单元与所述摄像设备7连接，以对所述织物图像执行图像增强处理，输出增强图像，所述灰度化处理单元与所述图像增强单元连接，灰度化处理所述增强图像以输出灰度化图像，所述小波滤波单元与所述灰度化处理单元连接，以对所述灰度化图像执行小波滤波处理以输出滤波图像，所述图案识别单元与所述小波滤波单元连接，以将所述滤波图像中灰度值在预设图案上限灰度阈值和预设图案下限灰度阈值之间的像素识别并组成多个印花图案，并识别出所述织物图像中拍摄到的圆网水平基准线和拍摄到的圆网垂直基准线，所述图案特征提取单元与所述图案识别单元连接，提取每一个印花图案对应的识别特征，所述识别特征包括印花图案的中心分别相对拍摄到的圆网水平基准线和拍摄到的圆网垂直基准线的横纵坐标。

所述单片机6与所述模板特征存储设备2和所述图像处理设备8分别连接，将所述模板特征存储设备2输出的横纵坐标与所述图像处理设备8输出的横纵坐标相比较，基于比较结果发出圆网位置调节信号。

所述圆网位置调节信号包括水平位置调节信号、横向位置调节信号、上下位置调节信号和对角位置调节信号。

所述机电控制设备1与所述单片机6和所述圆筒分别连接，基于所述圆网位置调节信号调节所述圆筒的位置。

所述显示设备5与所述单片机6连接，用于实时显示与所述水平位置调节信号、横向位置调节信号、上下位置调节信号或对角位置调节信号分别对应的提示文字信息。

其中，所述单片机6还与电力供应设备4和WiFi通信接口10分别连接，以在接收到启动调整命令时，控制电力供应设备4停止对所述摄像设备7、所述圆网转速检测设备9和所述图像处理设备8的供电，并在接收到结束调整命令时，控制电力供应设备4恢复对所述摄像设备7、所述圆网转速检测设备9和所述图像处理设备8的供电；所述预设图案上限灰度阈值和所述预设图案下限灰度阈值用于将图像中的圆网的图案与背景分开。

其中，在所述调整系统中，可以将所述摄像设备7和所述图像处理设备8集成在一块电路板上，所述图像增强单元、所述灰度化处理单元、所述小波滤波单元、所述图案识别单元和所述图案特征提取单元可以分别采用独立的FPGA芯片来实现，可以将所述摄像设备7垂直于织物的传动方向来放置，所述显示设备可选为液晶显示屏，所述圆筒的转动速度可选为达到每分钟印花30-60米的转动速度。

另外，印花圆网是在涂布感光胶的镍网上通过照相制网获得的，通常对于精细花样的色浆应当选用高目数镍网，反之，应当选择低目数镍网。印花圆网一般具有足够的强度、弹性、延展性和化学稳定性，能够保证他能承受一定的压力、在运转中不发生变形、便于制网脱网及能耐色浆中的酸碱腐蚀。

另外，圆网印花机还包括多种刮浆装置：刮刀刮浆装置、磁棒刮浆装置和混合型刮浆装置等。刮刀刮浆装置是靠刮刀与圆网的挤压作用，使得色浆透过圆网的网孔传印到织物上，其基本原理是刮压结合，以压为主。磁棒刮浆装置依靠圆网内滚动的磁棒与圆网下面胶毯下的电磁铁的吸引力，将网内的色浆均匀挤压透过网孔，转印到织物上。混合型刮浆装置采用的是刮刀刮浆和磁棒刮浆相结合的刮浆形式。

采用本发明的圆网印花机对花调整系统，针对现有圆网印花机缺乏有效的对花偏差检测调整机制而导致纺织品质量不可靠的技术问题，引入位置参考机构为圆筒提供参考位置，引入具有一定检测精度的图像采集识别技术实时完成对花检测，并能够指出具体的偏差原因，便于机电设备及时调整圆网位置，实现圆网印花机的高效、快捷的自动化对花。

可以理解的是，虽然本发明已以较佳实施例披露如上，然而上述实施例并非用以限定本发明。对于任何熟悉本领域的技术人员而言，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。

Claims (7)

1.一种圆网印花机对花调整系统，其特征在于，所述调整系统包括机电控制设备、模板特征存储设备、摄像设备、图像处理设备和单片机，所述模板特征存储设备预先存储了圆网的各个图案的模板特征，所述摄像设备用于对圆网印花后的织物进行拍摄以生成织物图像，所述图像处理设备与所述摄像设备连接，基于图像识别技术识别出所述织物图像中的各个印花图案的识别特征，所述单片机与所述摄像设备、所述图像处理设备和所述机电控制设备分别连接，将所述各个印花图案的识别特征与所述各个图案的模板特征分别匹配，并基于匹配结果控制所述机电控制设备调整圆网位置。

2.如权利要求1所述的圆网印花机对花调整系统，其特征在于，所述调整系统还包括：

位置参考机构，位于圆筒的边缘位置附近，包括垂直放置的横杆和竖杆，用于为圆筒的定位分别提供圆网水平基准线和圆网垂直基准线；

电力供应设备，为所述调整系统提供除了电力供应设备以外的各个用电设备的电力供应；

圆网转速检测设备，用于实时检测圆筒的转动速度；

WiFi通信接口，与远端的设备管理平台建立双向WiFi数据链路，用于接收所述设备管理平台发送的控制指令，所述控制指令包括启动调整命令和结束调整命令，还用于无线发送水平位置调节信号、横向位置调节信号、上下位置调节信号或对角位置调节信号；

所述模板特征存储设备预先存储的各个图案的模板特征包括各个图案的中心分别相对圆网水平基准线和圆网垂直基准线的横纵坐标；

所述摄像设备与所述圆网转速检测设备连接，基于一圈圆网的预定长度和圆筒的转动速度计算拍摄间隔时间，基于所述拍摄间隔时间实时拍摄织物图像，所述织物图像为圆网每滚动一圈所印花的织物的图像，所述织物图像中还包括了圆网水平基准线和圆网垂直基准线的成像；

所述图像处理设备包括图像增强单元、灰度化处理单元、小波滤波单元、图案识别单元和图案特征提取单元，所述图像增强单元与所述摄像设备连接，以对所述织物图像执行图像增强处理，输出增强图像，所述灰度化处理单元与所述图像增强单元连接，灰度化处理所述增强图像以输出灰度化图像，所述小波滤波单元与所述灰度化处理单元连接，以对所述灰度化图像执行小波滤波处理以输出滤波图像，所述图案识别单元与所述小波滤波单元连接，以将所述滤波图像中灰度值在预设图案上限灰度阈值和预设图案下限灰度阈值之间的像素识别并组成多个印花图案，并识别出所述织物图像中拍摄到的圆网水平基准线和拍摄到的圆网垂直基准线，所述图案特征提取单元与所述图案识别单元连接，提取每一个印花图案对应的识别特征，所述识别特征包括印花图案的中心分别相对拍摄到的圆网水平基准线和拍摄到的圆网垂直基准线的横纵坐标；

所述单片机与所述模板特征存储设备和所述图像处理设备分别连接，将所述模板特征存储设备输出的横纵坐标与所述图像处理设备输出的横纵坐标相比较，基于比较结果发出圆网位置调节信号，所述圆网位置调节信号包括水平位置调节信号、横向位置调节信号、上下位置调节信号和对角位置调节信号；

所述机电控制设备与所述单片机和所述圆筒分别连接，基于所述圆网位置调节信号调节所述圆筒的位置；

显示设备，与所述单片机连接，用于实时显示与所述水平位置调节信号、横向位置调节信号、上下位置调节信号或对角位置调节信号分别对应的提示文字信息；

其中，所述单片机还与电力供应设备和WiFi通信接口分别连接，以在接收到启动调整命令时，控制电力供应设备停止对所述摄像设备、所述圆网转速检测设备和所述图像处理设备的供电，并在接收到结束调整命令时，控制电力供应设备恢复对所述摄像设备、所述圆网转速检测设备和所述图像处理设备的供电；

其中，所述预设图案上限灰度阈值和所述预设图案下限灰度阈值用于将图像中的圆网的图案与背景分开。

3.如权利要求2所述的圆网印花机对花调整系统，其特征在于：

将所述摄像设备和所述图像处理设备集成在一块电路板上。

4.如权利要求2所述的圆网印花机对花调整系统，其特征在于：

所述图像增强单元、所述灰度化处理单元、所述小波滤波单元、所述图案识别单元和所述图案特征提取单元分别采用独立的FPGA芯片来实现。

5.如权利要求2所述的圆网印花机对花调整系统，其特征在于：

将所述摄像设备垂直于织物的传动方向来放置。

6.如权利要求2所述的圆网印花机对花调整系统，其特征在于：

所述显示设备为液晶显示屏。

7.如权利要求2所述的圆网印花机对花调整系统，其特征在于：

所述圆筒的转动速度为达到每分钟印花30-60米的转动速度。