CN109975323A - 基于自动光学检测的纹织组织与打印花型图案匹配系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提出了一种基于自动光学检测的纹织组织与打印花型图像匹配系统，包括自动光学检测系统和数码打印系统，自动光学检测系统包括内嵌系统、图形取样系统、数据转换系统和校对系统，图形取样系统和校对系统通过数据转换系统与内嵌系统相连，校对系统与自动化工作台相连接；所述数码打印系统包括数码打印头、打印控制系统和图像处理系统，打印控制系统和图像处理系统装载在内嵌系统内，数码打印头设置在自动化工作台的上方，数码打印头与数据转换系统相连接。本发明将自动光学检测系统与数码打印结合于一体，减少印织一体机织造纹织组织与打印花型图案匹配及检测过程中的漏洞，提高了工作效率，同时也保证了检测的速度、效率及稳定性。

Description

基于自动光学检测的纹织组织与打印花型图案匹配系统
技术领域
本发明涉及印织一体自动化的技术领域，尤其涉及一种基于自动光学检测的纹织组织与打印花型图案匹配系统。
背景技术
现阶段各个纺织印染生产厂家检查面料状况，基本上还是通过肉眼来检查，肉眼检查可以根据标准加以灵活判断，确定面料的合格率。但是，采取人工检查，对于点数多或者批量较大的面料，由于长时间检查，人眼会产生疲劳，从而造成漏检。
数码印花是将花样图案通过数字形式输入到计算机，通过计算机印花分色描稿系统编辑处理，再由计算机控制微压电式喷墨嘴把专用染液直接喷射到纺织品上，形成所需图案，然后根据不同面料的组织成分做不同的后处理，如烘干固色处理等。虽然现有数码印花已较为成熟，且具有传统印花工艺无法匹及的自动化、高效率，但也存在一些常见的问题。例如：印花过程因布料等原因，导致印刷出错出现瑕疵等问题，这些问题一般在印花过程中难以及时发现，一旦忽视，很有可能导致整块布料成为次品影响后续使用。如果这些次品流入市场，又会对消费者产生不利。对于该问题，现有技术没有较为理想的解决方案，大都是采用人工查验的方式，不仅费时费力，且容易漏检。为此，有待设计一种具有对印花质量进行自动监控的装置。
织物疵点检测基本用人工背光检测或机械灯光检测，也就是检验人员在没有眩光的北面窗旁或日光灯照明条件下按照自己的经验利用肉眼观察和手触摸等方式判别疵点，按照检验人员个人对织物疵点的认识和自身经验判定织物疵点及其类型，再按照织物评分、评等标准对织物等级做出评定，给出织物的扣分结果和评价结果。然而这种方法有很多弊端，首先，人工检测严重降低了织物工艺流程的自动化程度，检测速度较慢，一般在15-20米/分；其次，人工检测依靠验布工人的经验和培训的熟练程度，所以评判标准的不稳定和不一致经常会产生误检和漏检；第三，疵点检测对工人来说是一个繁重且单调的体力劳动，极大地伤害了验布工人的视力，这种传统的人工检测方法存在劳动强度大、漏检和误检率高，受主观因素影响大难以得到准确的检验结果，织物质量不能得到有效的保证和控制，因而急需发展新颖快速、检测率高的织物疵点自动检测系统来代替人工的检验工作。
机器视觉就是用机器代替人眼来做测量和判断。机器视觉系统是指通过机器视觉产品即图像摄取装置将要检测的目标转换成数字信号，这些数字信号再传送给专用的图像处理系统，图像处理系统根据要检测的任务要求来设置检测任务，然后记录检测结果或者根据判别的结果来控制现场的设备动作。
机器视觉系统的特点是提高生产的产品质量和生产线自动化程度，尤其是用在一些不适合人工作业的危险工作环境或人眼难以满足要求的场合，同时在批量工业生产过程中，用人工视觉检查产品质量效率低且精度不高，用机器视觉检测则可大大提高生产效率和生产的自动化程度，而且易于实现信息集成，是实现计算机集成制造的基础技术。在纺织行业，生产量大，生产环境较差，而且各类织物都是比较规则的，重复性很强，这些有利的条件为机器视觉技术在织物疵点检测领域的应用提供了非常广阔前景。
织物从织造---印染---使用的过程中，每个环节都会出现疵点。授权公告号为CN203945797 U的中国专利公开了印花疵点自动监控装置，授权公告号CN 102221559 B的中国专利公开了基于机器视觉的织物疵点在线自动检测方法及其装置，授权公告号CN100593716C 的中国专利公开了一种基于机器视觉系统对印花布瑕疵的在线检测方法，授权公告号为CN100561146C 的中国专利公开了一种基于机器视觉系统对印染染色色差的在线检测方法。但是印染数码印花在线修正方法未见报道。
发明内容
针对现有人工检查印染产品质量效率低，精度不高的技术问题，本发明提出一种基于自动光学检测的纹织组织与打印花型图案匹配系统，减少了印织一体机织造纹织组织与打印花型图案匹配及检测过程中的漏洞，提高工作效率。
为了达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：一种基于自动光学检测的纹织组织与打印花型图像匹配系统，包括自动光学检测系统和数码打印系统，自动光学检测系统与数码打印系统相连接；所述自动光学检测系统包括内嵌系统、图形取样系统、数据转换系统和校对系统，图形取样系统和校对系统通过数据转换系统与内嵌系统相连，校对系统与自动化工作台相连接；所述数码打印系统包括数码打印头、打印控制系统和图像处理系统，打印控制系统和图像处理系统装载在内嵌系统内，数码打印头设置在自动化工作台的上方，数码打印头与数据转换系统相连接。
所述数据转换系统装载与内嵌系统内，数据转换系统通过数据转换器与内嵌系统相连接；所述数据转换系统还包括并行I/O端口和RS232C接口，并行I/O端口分别与图形取样系统和数码打印头相连接，RS232C接口与校对系统相连接。
所述数据转换器包括A/D转换器和D/A转换器，A/D转换器和D/A转换器并联连接。
所述图形取样系统包括快门和同轴监视聚焦系统，快门通过并行I/O端口的输入端口与内嵌系统内的图像处理系统相连接；同轴监视聚焦系统设置在自动化工作台的上方。
所述同轴监视聚焦系统包括体视显微镜和镜头，体视显微镜和镜头相配合，体视显微镜和镜头均通过光学传感器件I与耦合透镜相连接，耦合透镜通过光学传感器件I与快门相连接。
所述镜头为聚焦透镜组，聚焦透镜组与体视显微镜相匹配。
所述数码打印头通过并行I/O端口的输出端口与内嵌系统中的打印控制系统相连接。
所述自动化工作台包括步进电机和X-Y 向工作台，步进电机通过精密滚珠丝杠与X-Y 向工作台相连接，X-Y 向工作台上方设有数码打印头和同轴监视聚焦系统。
所述数码打印头为微压电喷墨打印头。
本发明的有益效果：将自动光学检测系统与数码打印结合于一体，利用高自动化、高精确性的自动光学检测系统配合影响区域小、图像打印精度高、图像调整便捷的数码打印来减少印织一体机织造纹织组织与打印花型图案匹配及检测过程中的漏洞，提高工作效率，减少印织一体机运行过程中的诸多不良现象，确保面料纹织组织与打印花型图案匹配，同时也保证了检测的速度、效率及稳定性。本发明通过自动光学检测系统与数码打印系统相匹配在线自动修正设计不匹配的问题和现象，减少经济损失，提供训练样本，为未来设计提供自修正数据基础。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，一种基于自动光学检测的纹织组织与打印花型图案匹配系统，包括自动光学检测系统和数码打印系统，自动光学检测系统与数码打印系统相连接，自动光学检测系统利用光学器件实时检测印织一体机的打印花型的图案，与数码打印系统进行匹配。所述自动光学检测系统包括内嵌系统6、图形取样系统、数据转换系统7和校对系统8，图形取样系统和校对系统8通过数据转换系统7与内嵌系统6相连，校对系统8与自动化工作台相连接，校对系统8控制自动化工作台的运动。所述数码打印系统包括数码打印头、打印控制系统和图像处理系统，打印控制系统和图像处理系统装载在内嵌系统6内，数码打印头设置在自动化工作台的上方，数码打印头与数据转换系统7相连接。
所述数据转换系统7装载与内嵌系统6内，数据转换系统7通过数据转换器与内嵌系统6相连接；所述数据转换器包括A/D转换器和D/A转换器，A/D转换器和D/A转换器并联连接。内嵌系统6通过数据转换器及配套软件来完成各种运算处理。所述数据转换系统7还包括并行I/O端口和RS232C接口，并行I/O端口分别与图形取样系统和数码打印头相连接，RS232C接口与校对系统相连接。所述数码打印头1通过并行I/O端口的输出端口与内嵌系统6中的打印控制系统相连接。
所述图形取样系统包括快门2和同轴监视聚焦系统，快门2通过并行I/O端口的输入端口与内嵌系统6内的图像处理系统相连接。快门2对印织一体机织造的纹织组织进行拍照取样，并将图像通过数据转换器进行数据转换，完成数据转换后进入内嵌系统6进行运算处理和存储。同轴监视聚焦系统设置在自动化工作台的上方。内嵌系统6通过修改打印控制系统的参数以调节PWM（Pulse Width Modulation，脉冲宽度调制）信号，来控制数码打印头1的速度。
所述同轴监视聚焦系统包括体视显微镜4和镜头，体视显微镜4和镜头相配合，体视显微镜4和镜头均通过光学传感器件I与耦合透镜相连接，耦合透镜通过光学传感器件I与快门相连接。所述镜头为聚焦透镜组5，聚焦透镜组5与体视显微镜4相匹配。同轴监视聚焦系统用于捕捉欲打印面料的定位坐标点。所述数码打印头为微压电喷墨打印头，定位打印位置。当同轴监视聚焦系统捕捉到打印面料上的定位坐标点后，打印控制系统控制数码打印头启动工作，其发出的激光束穿过快门2的镜片照射到耦合透镜3上，再经聚焦透镜组5聚焦到捕捉到的定位坐标点上，对打印面料进行打印工作。
所述自动化工作台包括步进电机9和X-Y 向工作台10，步进电机9通过精密滚珠丝杠与X-Y 向工作台10相连接，通过步进电机驱动精密滚珠丝杠转动来控制X-Y 向工作台的运动。X-Y 向工作台10上方设有数码打印头和同轴监视聚焦系统。快门2拍摄的图像进行数据转换器处理为图像信息后传送至内嵌系统6，内嵌系统6内的图像处理系统将收到的图像信息与预先设定的图像样本进行比较，计算出两者之间的差异，然后内嵌系统6将其转化为控制信号并发送给校正系统8，由校对系统8 控制步进电机9带动X-Y 向工作台10运动，将工作台移动到准确的位置，便于打印面料与打印花型图像的相匹配。
本发明的基本工作过程是：将待打印的面料固定在X-Y 向工作台11 上，先由快门2对其进行拍照取样，并将拍到的图像传输至A/D转换器、D/A 转换器进行数据转换，完成数据转换后进入内嵌系统6，内嵌系统6 收到图像信息后，将其与预先设定的图像样本进行比较，计算出两者之间的差异，然后发出指令给校对系统8，由校对系统8 控制步进电机9带动X-Y 向工作台10运动，将工作台移动到准确的位置。接着利用同轴监视聚焦系统捕捉打印面料上的定位坐标点，捕捉到定位坐标点后，由数码打印机1发出激光束，激光束经聚焦透镜组5聚焦到捕捉到的定位坐标点上，对打印面料进行数码打印工作。
打印完成后，再次通过快门2对打印后的打印面料进行拍照取样，并将拍到的印造效果图传输至A/D转换器、D/A 转换器进行数据转换，完成数据转换后进入内嵌系统6，内嵌系统6收到图像信息后，将其与预存的标准图像进行比较，经过分析、处理和判断，如发现缺陷则在显示器上显示出来，供检修人员进行确认，如打印后的打印面料无缺陷，则进行下一个打印面料的数码打印工作。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种基于自动光学检测的纹织组织与打印花型图案匹配系统，其特征在于，包括自动光学检测系统和数码打印系统，自动光学检测系统与数码打印系统相连接；所述自动光学检测系统包括内嵌系统、图形取样系统、数据转换系统和校对系统，图形取样系统和校对系统通过数据转换系统与内嵌系统相连，校对系统与自动化工作台相连接；所述数码打印系统包括数码打印头、打印控制系统和图像处理系统，打印控制系统和图像处理系统装载在内嵌系统内，数码打印头设置在自动化工作台的上方，数码打印头与数据转换系统相连接。
2.根据权利要求1所述的基于自动光学检测的纹织组织与打印花型图案匹配系统，其特征在于，所述数据转换系统装载与内嵌系统内，数据转换系统通过数据转换器与内嵌系统相连接；所述数据转换系统还包括并行I/O端口和RS232C接口，并行I/O端口分别与图形取样系统和数码打印头相连接，RS232C接口与校对系统相连接。
3.根据权利要求2所述的基于自动光学检测的纹织组织与打印花型图案匹配系统，其特征在于，所述数据转换器包括A/D转换器和D/A转换器，A/D转换器和D/A转换器并联连接。
4.根据权利要求2或3所述的基于自动光学检测的纹织组织与打印花型图像匹配系统，其特征在于，所述图形取样系统包括快门和同轴监视聚焦系统，快门通过并行I/O端口的输入端口与内嵌系统内的图像处理系统相连接；同轴监视聚焦系统设置在自动化工作台的上方。
5.根据权利要求1或2所述的基于自动光学检测的纹织组织与打印花型图案匹配系统，其特征在于，所述同轴监视聚焦系统包括体视显微镜和镜头，体视显微镜和镜头相配合，体视显微镜和镜头均通过光学传感器件I与耦合透镜相连接，耦合透镜通过光学传感器件I与快门相连接。
6.根据权利要求5所述的基于自动光学检测的纹织组织与打印花型图案匹配系统，其特征在于，所述镜头为聚焦透镜组，聚焦透镜组与体视显微镜相匹配。
7.根据权利要求2所述的基于自动光学检测的纹织组织与打印花型图案匹配系统，其特征在于，所述数码打印头通过并行I/O端口的输出端口与内嵌系统中的打印控制系统相连接。
8.根据权利要求4所述的基于自动光学检测的纹织组织与打印花型图案匹配系统，其特征在于，所述自动化工作台包括步进电机和X-Y 向工作台，步进电机通过精密滚珠丝杠与X-Y 向工作台相连接，X-Y 向工作台上方设有数码打印头和同轴监视聚焦系统。
9.根据权利要求1或7所述的基于自动光学检测的纹织组织与打印花型图案匹配系统，其特征在于，所述数码打印头为微压电喷墨打印头。
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