CN114921911A - 一种自动识别股位的缝纫机及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及缝纫机控制技术领域，具体涉及一种自动识别股位的缝纫机及控制方法，包括：一缝纫机机头，缝纫机机头上设置有一图像传感器，图像传感器指向缝纫机的进料方向，并获取进料方向上的布料图像；主轴电机，主轴电机与缝纫机机头传动连接，以驱动缝纫机机头运动；控制器，控制器分别与图像传感器、主轴电机通信连接，控制器自图像传感器获取布料图像，并根据布料图像识别布料上的股位，进而根据股位控制主轴电机的转速。本发明的有益效果在于：通过设置图像传感器采集布料图像，实现了对布料上股位的识别以及超前检测，实现了对主轴电机较好的提前控制效果，有效避免了在高速缝纫过程中发生断针、线迹不平整的问题。

Description

一种自动识别股位的缝纫机及控制方法

技术领域

本发明涉及缝纫机控制技术领域，具体涉及一种自动识别股位的缝纫机及控制方法。

背景技术

缝纫机是用一根或多根缝纫线，在缝料上形成一种或多种线迹，使一层或多层缝料交织或缝合起来的机器。股位，指布料上凸起的部位，通常由两片布料重叠缝制形成，或是由单片布料折叠缝制形成。由于不同类型的服装的缝制需要，在布料上往往会形成多处股位。由于股位处布料相对于其他部位较厚，因此在接触高速运动的缝纫针时容易造成断针、线迹不平整等问题。

现有技术中，已存在有对布料中的股位进行检测，进而控制缝纫机的转速以避免断针的技术方案。比如，中国专利CN202121864608.0公开了一种股位自动检测装置。该类技术方案通过接触机构直接接触布料，并通过测距装置、压力传感器等方式检测到接触机构在高度方向上的变化，进而判断是否接触到布料的股位。通常情况下，为实现较低的设备成本，该类装置会被设置在缝纫机的压脚上，以避免设置额外的机械结构带来的成本。

但是，在实际实施过程中，发明人发现，上述技术方案由于是通过将检测装置设置在缝纫机的压脚上，其仅能够实现对缝纫针下方一定范围内的股位进行检测。当缝纫速度较快时，该类检测方案不能及时地控制主轴电机降速，从而造成了断针的隐患。

发明内容

针对现有技术中存在的上述问题，现提供一种自动识别股位的缝纫机及控制方法。

具体技术方案如下：

一种自动识别股位的缝纫机，包括一缝纫机机头，所述缝纫机机头上设置有一图像传感器，所述图像传感器指向所述缝纫机的进料方向，并获取所述进料方向上的布料图像；

主轴电机，所述主轴电机与所述缝纫机机头传动连接，以驱动所述缝纫机机头运动；

控制器，所述控制器分别与所述图像传感器、所述主轴电机通信连接，所述控制器自所述图像传感器获取所述布料图像，并根据所述布料图像识别布料上的所述股位，进而根据所述股位控制所述主轴电机的转速。

优选地，所述控制器包括：

图像采集模块，所述图像采集模块与所述图像传感器通信连接，以获取所述布料图像；

图像处理模块，所述图像处理模块连接所述图像采集模块，所述图像处理模块接收并对所述布料图像进行处理，生成图像控制参数；

转速控制模块，所述转速控制模块连接所述图像处理模块以接收所述图像控制参数；

所述转速控制模块连接所述主轴电机，并采用所述图像控制参数对所述主轴电机进行控制。

优选地，所述缝纫机还包括脚踏传感器，所述脚踏传感器于用户的控制下生成一脚踏信号；

所述控制器还包括：脚踏控制模块，所述脚踏控制模块与所述脚踏传感器电连接并接收所述脚踏信号，所述脚踏控制模块还根据所述脚踏信号生成脚踏控制参数；

所述转速控制模块连接所述脚踏控制模块，所述转速控制模块根据所述脚踏控制参数控制所述主轴电机。

优选地，所述缝纫机还包括控制面板，所述控制面板于用户的控制下生成一控制信号；

所述控制器还包括：面板控制模块，所述面板控制模块与所述控制面板电连接并接收所述控制信号，所述脚踏控制模块还根据所述控制信号生成面板控制参数；

所述转速控制模块连接所述面板控制模块，所述转速控制模块根据所述面板控制参数控制所述主轴电机。

优选地，所述图像处理模块包括：

股位识别子模块，所述股位识别子模块根据所述布料图像获取所述股位的位置；

距离判断子模块，所述距离判断子模块根据所述股位的位置判断所述股位是否达到限速距离；

当所述股位达到所述限速距离时，所述距离判断子模块向所述转速控制模块发出所述图像控制参数以降低所述主轴电机的转速。

一种缝纫机控制方法，适用于上述的缝纫机，包括：

步骤S1：获取所述缝纫机进料方向的布料图像，判断布料图像中是否存在股位；

若是，转向步骤S2；

若否，返回所述步骤S1；

步骤S2：自所述布料图像中获取所述股位的位置；

步骤S3：当所述股位到达一限速位置时，降低主轴电机的转速。

优选地，所述步骤S2还包括：

步骤A2：自所述布料图像中获取所述股位的移动速度；

则于所述步骤S3之后还包括：当所述股位通过一解限位置时，恢复所述主轴电机的转速。

优选地，所述步骤A2包括：

步骤A21：先后获取两帧连续的第一布料图像和第二布料图像；

步骤A22：分别自所述第一布料图像和所述第二布料图像中获取第一股位和第二股位；

步骤A23：根据所述第一股位、所述第二股位和图像传感器的帧率获取所述股位的移动速度。

上述技术方案具有如下优点或有益效果：通过设置图像传感器采集布料图像，实现了对布料上股位的识别以及超前检测，从而避免了现有技术中通过在压脚上检测股位的检测提前量小，不能适应高速缝纫的需求的问题，实现了对主轴电机较好的提前控制效果，有效避免了在高速缝纫过程中发生断针、线迹不平整的问题。

附图说明

参考所附附图，以更加充分的描述本发明的实施例。然而，所附附图仅用于说明和阐述，并不构成对本发明范围的限制。

图1为本发明实施例的整体示意图；

图2为本发明实施例中图像处理模块示意图；

图3为本发明实施例中控制方法示意图；

图4为本发明实施例中股位移动速度生成方法示意图。

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作出创造性劳动的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。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。

本发明包括：

一种自动识别股位的缝纫机，如图1所示，包括一缝纫机机头1，缝纫机机头1上设置有一图像传感器11，图像传感器11指向缝纫机的进料方向，并获取进料方向上的布料图像；

主轴电机2，主轴电机2与缝纫机机头1传动连接，以驱动缝纫机机头1运动；

控制器3，控制器3分别与图像传感器11、主轴电机2通信连接，控制器3自图像传感器11获取布料图像，并根据布料图像识别布料上的股位，进而根据股位控制主轴电机2的转速。

具体地，针对现有技术中的缝纫机依靠在压脚上设置检测装置，检测点较为靠后，不能在高速缝纫时及时控制主轴电机2降速的问题，本实施例中通过在缝纫机机头1设置图像传感器11，实现对进料方向上的布料的图像的超前采集，扩大了对布料的检测范围，进而实现了在较远的距离上检测到布料的股位，从而提前生成用于控制主轴电机2降速的控制参数，进而在布料股位到达预定位置时及时降低主轴电机2的转速，避免了撞针的现象，提高了生产效率和线迹的稳定性。

在实施过程中，缝纫机机头1指实际对布料进行加工的装置，其包括一横置于加工台上的缝纫机机臂，缝纫机机臂前端包括一竖直设置的缝纫针，其在主轴电机2的驱动下对布料进行加工。图像传感器11根据实际需要可设置在缝纫机机臂上方或前端或中间的任意一位置，也可通过支架设置在缝纫机上方。图像传感器11指向进料方向以获取到布料的图像。根据实际需要，还可设置特定的照明设备，比如激光投影灯、照明光源等，用于在布料上形成图案或阴影，进而使得控制器3根据图像变化有效识别出股位。比如，在一实施例中，通过照明光源投射在股位上的阴影能够有效判断出股位在布料上的位置。或者，在另一实施例中，仅通过图像处理算法对采集到的布料图像进行处理，从而提取出布料上的边缘区域。由于股位相对于布料的其他区域有着明显的厚度增加的趋势，因此通过提取边缘区域能够实现对股位、布料边缘形成的封闭区域进行识别，并结合其两侧的布料颜色对实际的股位进行筛选，从而实现对股位较好的识别效果。

在一种较优的实施例中，控制器3包括：

图像采集模块31，图像采集模块31与图像传感器11通信连接，以获取布料图像；

图像处理模块32，图像处理模块32连接图像采集模块31，图像处理模块32接收并对布料图像进行处理，生成图像控制参数；

转速控制模块33，转速控制模块33连接图像处理模块32以接收图像控制参数；

转速控制模块33连接主轴电机2，并采用图像控制参数对主轴电机2进行控制。

具体地，针对现有技术中仅通过在压脚上设置传感器，检测范围较小的问题，本实施例中通过设置图像处理模块32实现了对图像的处理，进而实现了对股位的识别，包括股位的位置、移动速度等信息。同时，通过连接外部设备获取信息，比如主轴电机2的当前转速、布料的进料速度等信息，可计算出股位于何时到达缝纫针处，以及当前剩余的针数，从而控制主轴电机2降低转速。

在一种较优的实施例中，缝纫机还包括脚踏传感器4，脚踏传感器4于用户的控制下生成一脚踏信号；

控制器还包括：脚踏控制模块34，脚踏控制模块34与脚踏传感器4电连接并接收脚踏信号，脚踏控制模块34还根据脚踏信号生成脚踏控制参数；

转速控制模块33连接脚踏控制模块34，转速控制模块33根据脚踏控制参数控制主轴电机2。

具体地，为实现对缝纫机较好的控制效果，本实施例中通过在缝纫机中设置脚踏传感器4采集用户的动作，进而根据用户需要对缝纫机进行控制，实现了较好的控制效果。

在实施过程中，脚踏传感器4根据实际需要可以设置不同的踩踏动作，并通过计数的方式实现对脚踏动作的组合。比如，当用户向脚踏板的前方踩下脚踏板时，根据用户在一段时间内连续踩下脚踏板的速度逐级增加主轴电机2的转速。而当用户需要停止主轴电机2时，通过踩踏脚踏板的后方可以触发一停止信号以直接停止主轴电机。上述操作方式仅是本发明中的一个实施例，其根据实际需要还可设置其他的控制方式，比如向左、右方向踩踏脚踏板，沿特定方向保持踩下的动作等等，其并不构成对实际技术方案的限制。

在一种较优的实施例中，缝纫机还包括控制面板5，控制面板5于用户的控制下生成一控制信号；

控制器3还包括：面板控制模块35，面板控制模块35与控制面板5电连接并接收控制信号，面板控制模块35还根据控制信号生成面板控制参数；

转速控制模块33连接面板控制模块35，转速控制模块33根据面板控制参数控制主轴电机2。

具体地，为实现对缝纫机较好的控制效果，本实施例中通过在控制器3中添加面板控制模块35，实现了根据用户的控制信号对主轴电机2的转速的控制，进而实现了较好的控制效果。

在实施过程中，控制面板可以体现为一触摸屏或者具有显示功能的案件面板，其上显示有当前缝纫机的缝制模式、缝纫参数等内容。根据实际需要可添加其他的内容，比如故障报警，缝制状态等。其在上述实施例中主要体现为缝制参数的输入界面，比如，设定触发开始限制主轴电机2的转速的第一距离、限速时的电机转速，以及当布料股位通过缝纫针后取消限速的第二距离等。

在一种较优的实施例中，如图2所示，图像处理模块32包括：

股位识别子模块321，股位识别子模块321根据布料图像获取股位的位置；

距离判断子模块322，距离判断子模块322根据股位的位置判断股位是否达到限速距离；

当股位达到限速距离时，距离判断子模块322向转速控制模块33发出图像控制参数以降低主轴电机2的转速。

具体地，针对现有技术中依赖于在压脚上设置传感器无法对股位进行有效识别的问题，本实施例中通过设置股位识别子模块321和距离判断子模块322实现了对股位当前位置的检测与判断，从而在股位到达限速距离时发出图像控制参数实现对主轴电机2的转速的降低。

一种缝纫机控制方法，适用于上述的缝纫机，如图3所示，包括：

步骤S1：获取缝纫机进料方向的布料图像，判断布料图像中是否存在股位；

若是，转向步骤S2；

若否，返回步骤S1；

步骤S2：自布料图像中获取股位的位置；

步骤S3：当股位到达一限速位置时，降低主轴电机2的转速。

具体地，针对现有技术中依赖于在压脚上设置传感器无法对股位进行有效识别的问题，本实施例中通过获取进料方向上的布料图像，从而判断出布料图像中是否存在有股位，进而使得当股位到达限速位置时降低主轴电机2的转速，从而实现了较好的提前降速效果，避免了现有技术中依赖于压脚上的传感器在高速缝纫时不能及时降速的问题。

在一种较优的实施例中，步骤S2还包括：

步骤A2：自布料图像中获取股位的移动速度；

则于步骤S3之后还包括：当股位通过一解限位置时，恢复主轴电机的转速。

具体地，为实现对主轴电机2较好的控制效果，本实施例中通过获取股位的移动速度，从而判断出股位何时通过解限位置，进而在股位通过解限位置时恢复主轴电机的转速。

需要说明的是，上述实施方式仅是本发明中的一个实施例，其在实施过程中可根据实际需要体现为其他检测方式，比如，在另一个实施例中，通过设置垂直向下拍摄的摄像头同时获取限速位置和解限位置的图像，从而实现对股位当前所处位置的快速判断。

在一种较优的实施例中，如图4所示，步骤A2包括：

步骤A21：先后获取两帧连续的第一布料图像和第二布料图像；

步骤A22：分别自第一布料图像和第二布料图像中获取第一股位和第二股位；

步骤A23：根据第一股位、第二股位和图像传感器的帧率获取股位的移动速度。

具体地，为实现对股位的较好识别效果，本实施例中，通过指向进料方向的图像传感器11连续获取第一布料图像和第二布料图像，从而获取到股位在相邻两帧图像之间的移动距离，从而结合图像传感器11的帧率判断出股位的移动速度，进而可以根据移动速度判断出股位何时通过解限距离。

本发明的有益效果在于：通过设置图像传感器采集布料图像，实现了对布料上股位的识别以及超前检测，从而避免了现有技术中通过在压脚上检测股位的检测提前量小，不能适应高速缝纫的需求的问题，实现了对主轴电机较好的提前控制效果，有效避免了在高速缝纫过程中发生断针、线迹不平整的问题。

以上仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.一种自动识别股位的缝纫机，其特征在于，包括一缝纫机机头，所述缝纫机机头上设置有一图像传感器，所述图像传感器指向所述缝纫机的进料方向，并获取所述进料方向上的布料图像；

主轴电机，所述主轴电机与所述缝纫机机头传动连接，以驱动所述缝纫机机头运动；

控制器，所述控制器分别与所述图像传感器、所述主轴电机通信连接，所述控制器自所述图像传感器获取所述布料图像，并根据所述布料图像识别布料上的所述股位，进而根据所述股位控制所述主轴电机的转速。

2.根据权利要求1所述的缝纫机，其特征在于，所述控制器包括：

图像采集模块，所述图像采集模块与所述图像传感器通信连接，以获取所述布料图像；

图像处理模块，所述图像处理模块连接所述图像采集模块，所述图像处理模块接收并对所述布料图像进行处理，生成图像控制参数；

转速控制模块，所述转速控制模块连接所述图像处理模块以接收所述图像控制参数；

所述转速控制模块连接所述主轴电机，并采用所述图像控制参数对所述主轴电机进行控制。

3.根据权利要求2所述的缝纫机，其特征在于，所述缝纫机还包括脚踏传感器，所述脚踏传感器于用户的控制下生成一脚踏信号；

所述控制器还包括：脚踏控制模块，所述脚踏控制模块与所述脚踏传感器电连接并接收所述脚踏信号，所述脚踏控制模块还根据所述脚踏信号生成脚踏控制参数；

所述转速控制模块连接所述脚踏控制模块，所述转速控制模块根据所述脚踏控制参数控制所述主轴电机。

4.根据权利要求2所述的缝纫机，其特征在于，所述缝纫机还包括控制面板，所述控制面板于用户的控制下生成一控制信号；

所述控制器还包括：面板控制模块，所述面板控制模块与所述控制面板电连接并接收所述控制信号，所述脚踏控制模块还根据所述控制信号生成面板控制参数；

所述转速控制模块连接所述面板控制模块，所述转速控制模块根据所述面板控制参数控制所述主轴电机。

5.根据权利要求2所述的缝纫机，其特征在于，所述图像处理模块包括：

股位识别子模块，所述股位识别子模块根据所述布料图像获取所述股位的位置；

距离判断子模块，所述距离判断子模块根据所述股位的位置判断所述股位是否达到限速距离；

当所述股位达到所述限速距离时，所述距离判断子模块向所述转速控制模块发出所述图像控制参数以降低所述主轴电机的转速。

6.一种缝纫机控制方法，其特征在于，适用于如权利要求1-5任意一项所述的缝纫机，包括：

步骤S1：获取所述缝纫机进料方向的布料图像，判断布料图像中是否存在股位；

若是，转向步骤S2；

若否，返回所述步骤S1；

步骤S2：自所述布料图像中获取所述股位的位置；

步骤S3：当所述股位到达一限速位置时，降低主轴电机的转速。

7.根据权利要求6所述的缝纫机控制方法，其特征在于，所述步骤S2还包括：步骤A2：自所述布料图像中获取所述股位的移动速度；

则于所述步骤S3之后还包括：当所述股位通过一解限位置时，恢复所述主轴电机的转速。

8.根据权利要求7所述的缝纫机控制方法，其特征在于，所述步骤A2包括：

步骤A21：先后获取两帧连续的第一布料图像和第二布料图像；

步骤A22：分别自所述第一布料图像和所述第二布料图像中获取第一股位和第二股位；

步骤A23：根据所述第一股位、所述第二股位和图像传感器的帧率获取所述股位的移动速度。

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