CN108116057B - 喷墨对位系统与具有自动对位功能的喷墨设备 - Google Patents

Abstract

一种喷墨对位系统适用于从一个具有多个凹痕的素色真空吸塑板获得一个相关于喷墨位置的参数数据。喷墨对位系统包含一个摄像单元及一个处理单元。摄像单元用于朝素色真空吸塑板进行打光且撷取至少一幅影像。处理单元用于接收且分析影像，以运算多个分别由所述凹痕所界定的着色区块，并且处理单元根据由一个设计图档所运算的多个设计区块与所述着色区块进行特征匹配，而获得相关于特征匹配的结果的参数数据。在分析影像过程中，处理单元侦测素色真空吸塑板对光线的反射强度，以根据反射强度调整摄像单元的打光强度。借此能自动且正确地在所对应的着色区块上进行喷墨作业，使得生产效率及加工弹性得以提升，同时也能降低人力资源。

Description

喷墨对位系统与具有自动对位功能的喷墨设备

技术领域

本发明涉及一种系统与设备，特别是涉及一种喷墨对位系统与具自动对位功能的喷墨设备。

背景技术

由于无车缝(No Sew)制程可以精简制造过程的人力需求，以及减少其中所需进行的裁剪、车缝及修整等工序，而得以降低制造成本及提高产能，使得无车缝制程在成衣及皮件产业逐渐地被广为运用，其中又因为真空吸塑技术能够快速地构成如缝线、标记或特定图形的图纹分布，以达到外观的多样变化，所以最常应用于无车缝制程之中。

然而，因为真空吸塑技术必须借由加热吸塑板，使其软化而贴合于模具上，再通过真空吸塑成型。所以，该吸塑板在成型过程中必然得经过温度升降变化，而这温度变化过程势必会对该吸塑板上的颜料产生影响，使得成型后的产品色泽与设计图面容易产生极大差异。因此，对于产品色泽要求较高的制鞋产业要实行真空吸塑技术来进行鞋面制作，就得调整制程顺序，例如先将素色的吸塑板进行真空吸塑成型以形成鞋面再进行喷墨流程。然而，对于已经成型而呈立体形状的吸塑板而言，为了让喷墨装置能正确地在所对应的位置上进行喷墨作业，还是得通过操作人员从旁对其进行摆放调整而缺乏加工弹性。

发明内容

本发明的其中一个目的在于提供一种喷墨对位系统，适用于从一个具有多个凹痕的素色真空吸塑板获得一个相关于喷墨位置的参数数据，使喷墨装置能借由该参数数据准确且自动地调整对该素色真空吸塑板进行喷墨的位置。

本发明的喷墨对位系统包含一个摄像单元，及一个处理单元。

该摄像单元用于朝该素色真空吸塑板进行打光且撷取至少一幅影像。

该处理单元用于接收且分析该影像，以运算多个分别由所述凹痕所界定的着色区块，并且该处理单元根据由一个设计图档所运算的多个设计区块与所述着色区块进行特征匹配，而获得相关于特征匹配的结果的该参数数据。在分析该影像过程中，该处理单元侦测该素色真空吸塑板对光线的反射强度，以根据该反射强度调整该摄像单元的打光强度。

较佳地，该处理单元信号连接于该摄像单元，该处理单元于运算所述着色区块的过程中，同步调整该摄像单元对该素色真空吸塑板的打光强度，以优化运算结果。

较佳地，该摄像单元对该素色真空吸塑板的打光强度系相关于所述凹痕的导角及深度。

较佳地，该摄像单元包括至少一个摄影机，及一个供该摄影机设置的伺服装置。该伺服装置受该处理单元控制而带动该摄影机沿一个第一方向移动。

较佳地，该处理单元系执行以下动作，以运算出所述着色区块：对该影像进行曝光补偿，使该影像中的凹痕边缘明显，再将该影像进行灰阶转换，并通过调整一个阀值而取得优化的凹痕边缘，以界定所述着色区块。

较佳地，本发明喷墨对位系统还包含一个机台单元。该机台单元包括一个信号连接于该处理单元的喷墨装置。该喷墨装置由该处理单元接收该参数数据，并根据该参数数据调整对该素色真空吸塑板的喷墨位置，以对应所述设计区块分别在所述着色区块进行喷墨。

本发明的另一个目的在于提供一种采用上述喷墨对位系统而具自动对位功能的喷墨设备，适用将至少一个具有多个凹痕的素色真空吸塑板与一个设计图档的形状特征进行撷取与分析，以获得一个相关于喷墨位置的参数数据，使喷墨装置能借由该参数数据准确且自动地调整对该素色真空吸塑板进行喷墨的位置。

该喷墨设备包含一个机台单元、一个摄像单元，及一个处理单元。

该机台单元包括一个喷墨装置、一个用于将该素色真空吸塑板输送至该喷墨装置的输送装置，及一个设置于该输送装置上方的支架。

该摄像单元系设置于该支架且包括至少一个摄影机及一个打光装置。该摄影机朝在该输送装置上的素色真空吸塑板撷取至少一幅影像。该打光装置朝该素色真空吸塑板打光。

该处理单元包括一个信号连接于该机台单元与该摄像单元的控制器，及一个信号连接于该控制器且储存有该设计图档的处理器。该处理器接收且分析该影像，以运算多个分别由所述凹痕所界定的着色区块，并且根据由该设计图档所运算的多个设计区块与所述着色区块进行特征匹配，而获得相关于特征匹配的结果的该参数数据。该喷墨装置根据该参数数据而控制相对于该素色真空吸塑板的喷墨位置。在分析该影像过程中，该处理器侦测该素色真空吸塑板对光线的反射强度，以根据该反射强度调整该打光装置的打光强度。

较佳地，该摄像单元包括多个摄影机。该处理器分别接收所述摄影机所撷取的影像，并对所述影像进行三维重建。

较佳地，该摄像单元还包括一个设置于该支架且供该摄影机设置的伺服装置。该伺服装置受该控制器控制而带动该摄影机沿一个第一方向移动。

较佳地，该打光装置系固定地设置于该支架且受该控制器控制打光的强度，使所述凹痕在该影像中的影像特征强度增加。

本发明的有益效果在于：通过该摄像单元与该处理单元所建构的机器视觉，让该喷墨装置能够自动且正确地在所对应的着色区块上进行喷墨作业，不再需要通过人工排放该素色真空吸塑板，使得生产效率及加工弹性得以提升，同时也能降低人力资源。

附图说明

本发明的其他的特征及功效，将于参照图式的实施方式中清楚地呈现，其中：

图1是本发明具自动对位功能的喷墨设备的一个实施例的一个示意图；

图2是一个部分正视图，说明该实施例中的一个机台单元；

图3是图2的一个局部放大立体图，说明该机台单元中的一个摄像单元；

图4是图3在不同视角下的一个局部放大立体图；

图5是一个示意图，说明该实施例所使用的一个具有多个凹痕的素色真空吸塑板。

具体实施方式

参阅图1与图2，本发明具自动对位功能的喷墨设备的一个实施例包含一个机台单元100、一个摄像单元200，及一个处理单元300，而适用将至少一个具有多个凹痕410的素色真空吸塑板400(见图5)与一个设计图档500的形状特征进行撷取与分析，以获得一个相关于喷墨位置的参数数据。要说明的是，在本实施例中，该素色真空吸塑板400的颜色为白色，此为一般最为常见的颜色，但不以此为限，也能因应产品需求而为其它颜色。

该机台单元100包括一个喷墨装置110、一个用于将该素色真空吸塑板400输送至该喷墨装置110的输送装置120，及一个设置于该输送装置120上方的支架130。

配合参阅图3与图4，该摄像单元200包括一个摄影机210、一个设置于该支架130且朝该素色真空吸塑板400打光的打光装置220，及一个设置于该支架130且供该摄影机210设置的伺服装置230。该摄影机210朝在该输送装置120上的素色真空吸塑板400撷取至少一幅影像。该伺服装置230用于带动该摄影机210沿一个第一方向D1移动。

该处理单元300包括一个信号连接于该机台单元100与该摄像单元200的控制器310，及一个信号连接于该控制器310与该机台单元100且储存有该设计图档500的处理器320。

借此，该处理器320接收且分析该影像，以运算多个分别由所述凹痕410所界定的着色区块，并且根据由该设计图档500所运算的多个设计区块与所述着色区块进行特征匹配，而获得相关于特征匹配的结果的该参数数据。接着，该喷墨装置110根据该参数数据而控制相对于该素色真空吸塑板400的喷墨位置，使得该喷墨装置110能正确地在所对应的着色区块进行喷墨作业。

而在分析该影像的过程中，该处理器320系执行以下动作，以运算出所述着色区块：

首先，由于该素色真空吸塑板400容易反射该打光装置220的光线，造成该影像过度曝光，所以要对该影像进行曝光补偿。同时，借由该处理器320分析该影像获得该素色真空吸塑板400对光线的反射强度，使得该处理器320能根据该反射强度而通过该控制器310控制该打光装置220的打光强度，而让所述凹痕410在该影像中的影像特征强度增加。如此，即可让该影像中的凹痕410边缘明显，再将该影像进行灰阶转换，并通过调整一个阀值而取得优化的凹痕边缘，以清楚界定所述着色区块的边界。接着，再通过维纳(Wiener)反褶积，以强化该灰阶影像中的凹痕410边缘，并使用坎尼(Canny)侦测器搜寻强化后的凹痕边缘。值得一提的是，所述凹痕410的导角与深度也会影响打光强度，其导角愈小、深度愈深，该影像愈容易判别出所述凹痕410，就能降低打光强度；相反地，则愈难判别。一般而言，每一个凹痕410的导角应不大于0.5公厘，深度应不小于1.7公厘，才能让所述凹痕410清楚地显现在该影像中。

另一方面，该处理器320根据由该设计图档500所运算的多个设计区块与所述着色区块进行特征匹配，以运算出所述设计区块分别对应到所述着色区块的旋转平移矩阵，而所述旋转平移矩阵中的元素值即构成该参数数据。当该喷墨装置110接收该参数数据且要对其中一个着色区块进行喷墨作业时，便能从对应该着色区块的设计区块，以及由该参数数据找到对应的旋转平移矩阵，进而移动至对应的着色区块进行喷墨作业。

值得一提的是，在本实施例中，该摄影机210的数量为一个，但不以此为限，也能为两个以上，使得该处理器320分别接收所述摄影机210所撷取的影像，而能根据所述影像进行三维重建(3D Reconstruction)，以进一步获得所述凹痕410的三维空间坐标，以及识别所述着色区块的凹凸结构。如此一来，该参数数据便能引入喷墨路径规划，而让该喷墨装置110更有效率地移动至对应的着色区块进行喷墨作业，同时也能将所识别的凹凸结构作为影像特征，以辅助该处理器320运算出该参数数据。

此外，该处理器320在运算所述着色区块的过程中，也会提供该影像的分辨率供用户参考，而让使用者或是运行于该处理器320内的软件能进一步地调整该摄影机210撷取该影像的分辨率，以获得优化运算结果。举例来说，用户可以通过光学变焦的方式调整该摄影机210的镜头焦距，或是利用软件手动或自动地进行数字变焦，而让该影像中的凹痕特征更为显著，有助于提升该处理器320运算该参数数据的精度。

另一方面，该伺服装置230系受该控制器310控制，而能带动该摄影机210沿该第一方向D1来回移动，不仅能通过影像拼组的方式，将该影像所撷取的范围扩大而涵盖多个素色真空吸塑板400，使得该处理器320能同时对所述素色真空吸塑板400进行运算，以缩短整体运算时间，并且借由该摄影机210的移动，也能有效地降低该影像的撷取死角，提高对每一个素色真空吸塑板400立体侧面的影像分辨率，进而提升该处理器320运算的精度。

综上所述，本发明具自动对位功能的喷墨设备通过机器视觉进行对位，就能够自动且正确地让该喷墨装置110在所对应的着色区块上进行喷墨作业，而不再需要通过人工排放待喷墨作业的素色真空吸塑板400，使得生产效率及加工弹性得以提升，同时也能降低人力资源，所以确实能达成本发明的目的。

以上所述者，仅为本发明的实施例而已，当不能以此限定本发明实施的范围，即凡依本发明权利要求书及说明书内容所作的简单的等效变化与修饰，皆仍属本发明的范围。

Claims (10)

1.一种喷墨对位系统，适用于从一个具有多个凹痕的素色真空吸塑板获得一个相关于喷墨位置的参数数据，该喷墨对位系统包含一个摄像单元，及一个处理单元；其特征在于：

该摄像单元用于朝该素色真空吸塑板进行打光且撷取至少一幅影像；

该处理单元用于接收且分析该影像，以运算多个分别由所述凹痕所界定的着色区块，并且该处理单元根据由一个设计图档所运算的多个设计区块与所述着色区块进行特征匹配，而获得相关于特征匹配的结果的该参数数据，在分析该影像过程中，该处理单元侦测该素色真空吸塑板对光线的反射强度，以根据该反射强度调整该摄像单元的打光强度。

2.根据权利要求1所述的喷墨对位系统，其特征在于：该处理单元信号连接于该摄像单元，该处理单元于运算所述着色区块的过程中，同步调整该摄像单元对该素色真空吸塑板的打光强度，以优化运算结果。

3.根据权利要求2所述的喷墨对位系统，其特征在于：该摄像单元对该素色真空吸塑板的打光强度系相关于所述凹痕的导角及深度。

4.根据权利要求3所述的喷墨对位系统，其特征在于：该摄像单元包括至少一个摄影机，及一个为该摄影机设置的伺服装置，该伺服装置受该处理单元控制而带动该摄影机沿一个第一方向移动。

5.根据权利要求1所述的喷墨对位系统，其特征在于：该处理单元系执行以下动作，以运算出所述着色区块：对该影像进行曝光补偿，使该影像中的凹痕边缘明显，再将该影像进行灰阶转换，并通过调整一个阀值而取得优化的凹痕边缘，以界定所述着色区块。

6.根据权利要求1所述的喷墨对位系统，其特征在于：该喷墨对位系统还包含一个机台单元，该机台单元包括一个信号连接于该处理单元的喷墨装置，该喷墨装置由该处理单元接收该参数数据，并根据该参数数据调整对该素色真空吸塑板的喷墨位置，以对应所述设计区块分别在所述着色区块进行喷墨。

7.一种具有自动对位功能的喷墨设备，适用将至少一个具有多个凹痕的素色真空吸塑板与一个设计图档的形状特征进行特征匹配，以获得一个相关于喷墨位置的参数数据，该喷墨设备包含一个机台单元、一个摄像单元，及一个处理单元；其特征在于：

该机台单元包括一个喷墨装置、一个用于将该素色真空吸塑板输送至该喷墨装置的输送装置，及一个设置于该输送装置上方的支架；

该摄像单元设置于该支架且包括至少一个摄影机及一个打光装置，该摄影机朝在该输送装置上的素色真空吸塑板撷取至少一幅影像，该打光装置朝该素色真空吸塑板打光；

该处理单元包括一个信号连接于该机台单元与该摄像单元的控制器，及一个信号连接于该控制器且储存有该设计图档的处理器，该处理器接收且分析该影像，以运算多个分别由所述凹痕所界定的着色区块，并且根据由该设计图档所运算的多个设计区块与所述着色区块进行特征匹配，而获得相关于特征匹配的结果的该参数数据，该喷墨装置根据该参数数据而控制相对于该素色真空吸塑板的喷墨位置，在分析该影像过程中，该处理器侦测该素色真空吸塑板对光线的反射强度，以根据该反射强度调整该打光装置的打光强度。

8.根据权利要求7所述的具有自动对位功能的喷墨设备，其特征在于：该摄像单元包括多个摄影机，该处理器分别接收所述摄影机所撷取的影像，并对所述影像进行三维重建。

9.根据权利要求7所述的具有自动对位功能的喷墨设备，其特征在于：该摄像单元还包括一个设置于该支架且为该摄影机设置的伺服装置，该伺服装置受该控制器控制而带动该摄影机沿一个第一方向移动。

10.根据权利要求9所述的具有自动对位功能的喷墨设备，其特征在于：该打光装置固定地设置于该支架且受该控制器控制打光的强度，使所述凹痕在该影像中的影像特征强度增加。