一種智能縫制裝置及系統的制作方法

一種智能縫制裝置及系統的制作方法
【專利摘要】本發明提供一種智能縫制裝置及系統，裝置包括：用于縫制布料的工業縫紉機，機械手夾具、操作機械手夾具以配合縫制的工業機器人、連接工業縫紉機和機械手夾具及設備保護裝置及工業機器人以控制的主控制器、及用于拍攝縫紉工作臺圖像并獲取布料圖像的縫紉視覺單元；系統包括多個智能縫制裝置、通信連接于各智能縫制裝置的主控制器的交換機、通信連接于交換機的進料控制器、連接進料控制器的上料裝置、用于供上料裝置放置布料并將布料運送至智能縫制裝置的進料裝置、及通信連接于交換機的運行人機交互平臺的集中控制計算機，通過整個系統實現自動化上料、進料及縫紉，且縫紉過程可應用布料定位或校正算法，縫紉精準，大大提升工作效率及產品良率。
【專利說明】一種智能縫制裝置及系統
【技術領域】
[0001]本發明涉及縫紉【技術領域】，特別是涉及一種智能縫制裝置及系統。
【背景技術】
[0002]在目前的各大制衣廠中，普遍采用的仍然是人工制衣方式，不僅效率低下且易出錯而導致不良制品，即使目前已有一些自動縫紉設備，但仍存在一定的缺陷。

【發明內容】

[0003]鑒于以上所述現有技術的缺點，本發明的目的在于提供一種智能縫制裝置及系統，解決現有技術中人工制衣的各種缺陷及問題。
[0004]為實現上述目標及其他相關目標，本發明提供一種智能縫制裝置，包括:工業縫紉機，包括用于縫制布料的縫紉工作臺；機械手夾具，用于操作所述布料以配合所述工業縫紉機完成所述縫制作業，所述操作至少包括:抓取、放置、及固定布料；工業機器人，用于移動所述機械手夾具至所述工業縫紉機的預定位置以供完成所述縫制作業；主控制器，連接并用于控制所述工業縫紉機、工業機器人及機械手夾具；縫紉視覺單元，拍攝所述工業縫紉機的縫紉工作臺圖像并從中獲取布料的布料圖像，所述布料圖像至少顯示有所述布料的輪廓、位置及縫紉方向。
[0005]優選的，所述主控制器通信連接有一交換機，所述交換機通信連接有一運行有人機交互平臺的集中控制計算機。
[0006]優選的，所述縫紉視覺單元通過所述交換機而通信連接至所述運行人機交互平臺的集中控制計算機。
[0007]優選的，所述集中控制計算機，用于通過所述人機交互平臺來導入縫紉設計信息，并根據所述縫紉設計信息生成對應的縫制動作指令集，將所述縫制動作指令集通過所述交換機發送到所述主控制器；并用于通過所述縫紉視覺單元所拍攝的縫紉工作臺圖像及所獲取的布料圖像來判斷布料的實際位置和預定位置的偏差；并用于根據所述偏差計算出調整參數并通過所述交換機發送給所述主控制器；所述主控制器，用于移動所述機械手夾具至所述工業縫紉機的預定位置，根據調整參數控制所述機械手夾具調整布料的實際位置以消除所述偏差，并在所述調整后根據所述縫制動作指令集完成所述縫制。
[0008]優選的，所述智能縫制裝置包括:圖像處理模塊，用于用于對所述縫紉縫紉工作臺圖像進行圖像處理以獲取布料圖像；其中，所述縫紉工作臺預設有基準點；圖像坐標獲取模塊，用于以所述縫紉工作臺圖像為坐標平面，在所述布料圖像中獲取布料的形心坐標、起縫點坐標、及由所述形心坐標及起縫點坐標確定的當前縫紉方向；坐標轉換模塊，用于以所述縫紉工作臺為真實位置坐標平面，獲得所述坐標平面內所述基準點的真實位置坐標，并將所述縫紉工作臺圖像內的形心坐標及起縫點坐標轉換為縫紉工作臺上的真實位置坐標；移動控制模塊，用于以所述形心的真實位置坐標為轉動中心在所述縫紉工作臺轉動布料至使當前縫紉方向平行于所述預定縫紉方向；并用于根據所述起縫點和基準點的真實位置坐標計算兩者間的移動路徑，并根據所述移動路徑來移動所述布料至起縫點與基準點相對應以進行縫紉作業。
[0009]優選的，所述圖像處理模塊設于所述縫紉視覺單元；所述圖像坐標獲取模塊設于所述集中控制計算機的人機交互平臺；所述坐標轉換模塊設于所述集中控制計算機的人機交互平臺；所述移動控制模塊設于所述主控制器。
[0010]優選的，所述主控制器包括:連接所述工業機器人的機器人控制器、及連接所述工業縫紉機及所述機器人控制器的縫紉機控制器；其中，所述機器人控制器還作為主控設備來通過所述縫紉機控制器控制所述工業縫紉機，以使所述工業縫紉機的縫制布料與工業機器人的操作布料相配合完成縫制作業。
[0011]為實現上述目標及其他相關目標，本發明提供一種智能縫制系統，包括:多個如上所述的智能縫制裝置；交換機，通信連接于各智能縫制裝置的主控制器；進料控制器，通信連接于所述交換機，所述進料控制器連接有上料裝置、及用于供所述上料裝置放置布料并將布料運送至智能縫制裝置的進料裝置；集中控制計算機，通信連接于所述交換機，其中，所述集中控制計算機運行有人機交互平臺。
[0012]優選的，所述各智能縫制裝置的縫紉視覺單元通過所述交換機而通信連接至所述集中控制計算機。
[0013]優選的，所述智能縫制系統具有順序縫制模式，在所述順序縫制模式下，所述各智能縫制裝置用于分別完成同一所述布料在縫制過程中的不同工序步驟。
[0014]優選的，所述智能縫制系統具有并行縫制模式，在所述并行縫制模式下，所述各智能縫制裝置用于分別對應不同布料來完成各布料的多個工序的縫制。
[0015]優選的，所述進料裝置包括至少兩個布料傳送帶，所述布料在經所述智能縫制裝置縫制之前是位于所述兩組布料傳送帶中的其中一個，而所述縫制之后所述布料位于所述兩個布料傳送帶中的另一個。
[0016]優選的，所述的智能縫制系統，包括:一一對應連接各個所述智能縫制裝置的位置傳感器，各位置傳感器分別連接于各智能縫制裝置的主控制器；所述進料裝置還包括控制所述兩個布料傳送帶的布料傳送帶控制器；所述位置傳感器，用于分別檢測布料在布料傳送帶上是否移動至與所述位置傳感器對應的位置，若是，則生成觸發信號；所述生成觸發信號的位置傳感器所在的智能縫制裝置，其主控制器接收所述觸發信號，并生成停送指令至所述布料傳送帶控制器以停止所述布料所在布料運送帶的運動，并且，所述主控制器控制所連接的工業機器人將所述所述布料移至所在的智能縫制裝置以進行縫制。
[0017]如上所述，本發明提供一種智能縫制裝置及系統，裝置包括:用于縫制布料的工業縫紉機，機械手夾具、操作機械手夾具以配合縫制的工業機器人、連接工業縫紉機和機械手夾具及設備保護裝置及工業機器人以控制的主控制器、及用于拍攝縫紉工作臺圖像并獲取布料圖像的縫紉視覺單元；而系統則包括多個智能縫制裝置、通信連接于各智能縫制裝置的主控制器的交換機、通信連接于交換機的進料控制器、連接進料控制器的上料裝置、用于供上料裝置放置布料并將布料運送至智能縫制裝置的進料裝置、及通信連接于交換機的運行人機交互平臺的集中控制計算機，從而通過整個系統實現自動化上料、進料及縫紉，且縫紉過程可應用布料定位或校正算法，縫紉精準，大大提升工作效率及產品良率。【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1顯示為本發明的智能縫制裝置的一實施例的結構示意圖。
[0019]圖2顯示為本發明的智能縫制裝置的一實施例的結構示意圖。
[0020]圖3顯示為本發明的智能縫制系統的一實施例的結構示意圖。
[0021]圖4a及4b顯示為本發明的智能縫制系統的一應用實施例的原理示意圖。
[0022]元件標號說明
[0023]I智能縫制裝置
[0024]11工業縫紉機
[0025]12工業機器人
[0026]13主控制器
[0027]131機器人控制器
[0028]132縫紉機控制器
[0029]14縫紉視覺單元
[0030]15設備保護單元
[0031]16機械手夾具
[0032]2交換機
[0033]3集中控制計算機
[0034]4上料裝置
[0035]51第一布料傳送帶
[0036]52第二布料傳送帶
[0037]53布料傳送帶控制器
[0038]6位置傳感器
[0039]7進料控制器
【具體實施方式】
[0040]以下通過特定的具體實例說明本發明的實施方式，本領域技術人員可由本說明書所揭露的內容輕易地了解本發明的其他優點與功效。本發明還可以通過另外不同的【具體實施方式】加以實施或應用，本說明書中的各項細節也可以基于不同觀點與應用，在沒有背離本發明的精神下進行各種修飾或改變。需說明的是，在不沖突的情況下，本申請中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。
[0041]如圖1所示，本發明提供一種智能縫制裝置1，包括:工業縫紉機11、工業機器人
12、主控制器13、縫紉視覺單元14、及機械手夾具16。
[0042]所述工業縫紉機11，用于縫制布料。在一實施例中，所述工業縫紉機11即可為常用的工業用縫紉機，包括平縫機、包縫機、繃縫機等，均具有用于進行縫制操作的縫紉工作臺，本發明無需對現有的工業縫紉機11進行改變，改變需要增加成本，而通過現有設備的改造可大大節約成本。
[0043]機械手夾具16，用于操作所述布料以配合所述工業縫紉機13完成所述縫制作業，所述操作至少包括:抓取、放置及固定布料。
[0044]所述工業機器人12，用于移動所述機械手夾具至所述工業縫紉機的預定位置以供完成所述縫制作業。在一實施例中，所述工業機器人12可例如為平面關節型工業機器人和多軸關節型機器人等，可由所述主控制器13控制移動，并可攜帶所述機械手夾具16移動至工業縫紉機11，然后由主控制器13控制所述機械手夾具16完成所述縫制。
[0045]所述主控制器13，連接并用于控制所述工業縫紉機11、工業機器人12及機械手夾具16。
[0046]所述縫紉視覺單元14，用于拍攝所述工業縫紉機的縫紉工作臺圖像并從中獲取布料的布料圖像，所述布料圖像至少顯示有所述布料的輪廓、位置及縫紉方向等，以供布料定位及校正使用。在一實施例中，縫紉視覺單元14可包括用工業攝像機加上圖像處理工控機組合而成或采用工業智能相機；所述縫紉視覺單元14所包括的包括的攝像機或工業照相機等，可例如安裝在工業縫紉機11機頭上方或者工業機器人12的抓手上；所述縫紉工作臺圖像可以是在工業縫紉機11上縫制過程的圖像，圖像中可以包含例如工業縫紉機11的縫紉工作臺、工作臺上的布料、機械手夾具16及工業機器人12等，從而可提供用于后續作布料是否偏移判斷、或者在圖像上設定虛擬參考線以供比對布料是否偏移等圖像利用的基礎，并可通過圖像處理例如特征點提取等方式從縫紉工作臺圖像中提取出布料圖像，此部分功能內容將在后文作詳細描述。
[0047]在一實施例中，所述主控制器13通信連接有一交換機2，所述交換機2通信連接有一運行有人機交互平臺的集中控制計算機3，所述人機交互平臺即例如為電腦系統等，配合集中控制計算機3的顯示屏及鼠標鍵盤或者觸摸顯示屏等實現人機交互，并可通過所述通信連接方式與所述智能縫制裝置I間作信令交互；而所述交換機2則可以給所述智能縫制裝置I分配ip，通過ip網絡方式建立連接，因此所述通信方式可以是有線網絡連接抑或是無線網絡連接等，而若所述智能縫制裝置I為多個，則所述集中控制計算機3即可實現一對多個智能縫制裝置I的通信交互，以完成例如集中性的總體工作狀態監控或控制，此部分會在后文進行描述。
[0048]在一實施例中，所述縫紉視覺單元14可以通過所述交換機2而通信連接至所述集中控制計算機3 ;也就是說，所述縫紉視覺單元14亦可通過所述交換機2而將所拍攝的圖像傳送至所述集中控制計算機3以供利用。
[0049]所述集中控制計算機3與交換機2之間、主控制器13和縫紉視覺單元14分別與所述交換機2之間的通信連接可為以太網連接。
[0050]在一實施例中，在具體功能上，舉例來說:
[0051]所述集中控制計算機3，用于通過所述人機交互平臺來導入縫紉設計信息，并根據所述縫紉設計信息生成對應的縫制動作指令集，將所述縫制動作指令集通過所述交換機發送到所述主控制器13 ;并用于通過所述縫紉視覺單元14所拍攝的縫紉工作臺圖像及所獲取的布料圖像來判斷布料的實際位置和預定位置的偏差；并用于根據所述偏差計算出調整參數并通過所述交換機2發送給所述主控制器13，所述縫紉設計信息即例如為服裝的例如CAD格式的設計文檔，當然亦可為其他格式的設計文檔，將所述設計文檔導入至集中控制計算機3，從而即可根據縫制工藝即制衣中所需要的操作對應制定對應于機械手夾具(優選的還可包括機器人)的縫制動作指令集，其中，所述縫紉動作指令集還可對應不同的縫制工藝步驟而分解成多個；進而，將所述各縫紉動作指令集發送到主控制器13。
[0052]所述主控制器13，用于控制所述工業機器人12移動所述布料至所述工業縫紉機11的預定位置，并根據所述偏差計算的調整參數來控制所述機械手夾具16調整布料的實際位置以消除所述偏差，并在所述調整后根據所述縫制動作指令集完成布料的縫制。
[0053]承上，所述偏差指的是布料在工業縫紉機11上放歪或放偏離預定位置了，導致布料實際縫紉方向和需要縫紉的預定縫紉方向不符，又或者導致布料需要縫紉的部位不對的各種情況，從而可能造成不良品而需重新縫制，因此就可能需要一個校正過程，以下舉例說明如何消除所述偏差，所述智能縫制裝置I包括:圖像處理單元、定位點獲取單元、坐標轉換單元及移動控制單元。
[0054]所述圖像處理模塊，用于拍攝所述工業縫紉機11的縫紉工作臺圖像，并進行圖像處理以獲取布料圖像；其中，所述縫紉工作臺預設有基準點。在一實施例中，布料是放在所述工業縫紉機11的縫紉工作臺進行縫制的，在拍攝到縫紉工作臺圖像后，所述圖像處理的作用主要是從所拍攝縫紉工作臺圖像中將布料的圖像截取出來并獲取布料圖像上的各定位要點，所述圖像處理的方式在后文會作詳細介紹，可以利用圖像特征點比對等常用方式來完成，例如圖像的邊緣提取，可根據其邊緣作特征點提取等常用方式來獲取參數，即例如比對其邊緣同周圍的像素灰度，在這條邊的像素灰度與外邊緣的像素灰度相差一定值時確定為特征點，即在照片中布料裁片的邊緣的像素灰度必然與工作臺不同，因此即可利用該原理進行邊緣提取；若為彩色圖片，亦可利用像素RGB的不同進行區分，本領域技術人員應當可以結合現有的圖像處理識別技術加以實現，各個特征點的集合即可構成邊緣，通過類似的特征點提取的方式來確定布料裁片邊緣，所述縫紉工作臺的縫紉工作臺圖像亦可為對工作臺進行邊緣提取所形成，當然，亦可為其他圖像處理方式，此類特征提取的技術對本領域技術人員而言皆為常見，本發明主要是利用此類圖像處理方式來完成定位。
[0055]具體來說，在一實施例中，所述圖像處理例如可包括:(a)從所拍攝圖像中分割出其中待布料所在的預設范圍內的部分；在本實施例中，即可根據所拍攝的例如照片的大小來截取待布料主要所在位置，例如照片大小為240*240mm，則截取60*60mm等，以作后續用途。(b)在所分割部分內對應待布料對作邊緣提取后獲取待布料圖像作為目標區域；在本實施例中，即在所分割的部分中沿待布料的邊緣進行截取，此可通過例如像素灰度比對方式進行，即在照片中待布料的邊緣的像素灰度必然與工作臺不同，因此即可利用該原理進行邊緣提取；當然若為彩色圖片，亦可利用顏色RGB的不同進行區分，本領域技術人員應當可以結合現有的圖像處理識別技術加以實現。
[0056]所述圖像坐標獲取模塊，用于以所述縫紉工作臺圖像為坐標平面，在所述布料圖像中獲取布料的形心坐標、起縫點坐標、及由所述形心坐標及起縫點坐標確定的當前縫紉方向。在一實施例中，所述待布料可以是方形或者弧形，所述形心即為所述方形或者弧形的中心或重心等，例如正方形的形心在中心上，而弧形例如圓形則形心在圓心上；而所述起縫點則例如為方形的角上的點，或者為弧形的弧線邊緣上的點，圓形則為圓周上點；每塊待布料必然具有其預定的要縫紉的方向，而所述當前縫紉方向則為圖像中與之對應的方向，例如若待布料是方形，預定縫紉方向是要沿垂直于所述方形頂邊向上，若所述待布料放正的話，則其當前縫紉方向應當是水平面上Y軸正向，而若放歪了，則其當前縫紉方向自然也偏離了所述Y軸正向，則所述待布料的當前縫紉方向是出現了偏差，如何進行校正將在后續步驟中說明。
[0057]所述坐標轉換模塊，用于以所述縫紉工作臺為真實位置坐標平面，獲得所述坐標平面內所述基準點的真實位置坐標，并將所述縫紉工作臺圖像內的形心坐標及起縫點坐標轉換為縫紉工作臺上的真實位置坐標；在一實施例中，所述真實位置坐標即以所述縫紉工作臺為坐標平面，在縫紉工作臺上各點的真實位置坐標；相對應的，在所述縫紉工作臺上的待布料上各個點所在位置必然對應有所述真實位置坐標，真實位置坐標與所述圖像中的各點坐標應當是等比例且相對應的，因此，通過此轉化即可獲取圖像中的形心坐標、起縫點坐標、預設基準點坐標所對應的真實位置坐標，從而通過所獲取的真實位置坐標數據來控制后續對待布料的移動操作；所述預設基準點在一實施例中，所述圖像中的形心坐標、起縫點坐標及預設基準點坐標可例如為圖像上的像素點坐標。
[0058]承上所述，所述布料可以為方形或弧形，則舉例來說，所述在圖像中預設基準點坐標并獲取待布料的形心坐標、起縫點坐標、及對所述待布料預分配的當前縫紉方向包括:
(I)對所述目標區域中心進行檢測來獲取圖像中所述形心坐標；在本實施例中，承上所述，即通過邊緣提取將待布料的圖像截取出來當作目標區域了，其中心即可作為所述待布料的形心。(2)對所述目標區域邊緣點進行檢測來獲取圖像中的所述起縫點坐標，其中，若所述布料為方形，則起縫點為其方形角上的點；若所述布料為弧形，則起縫點為其弧線外緣上的點；(3)對所述目標區域進行縫紉方向檢測來獲取圖像中的所述當前縫紉方向；在本實施例中，只要建立有參考物，即可獲取所述預分配的縫紉方向在當前待布料所擺放狀態而表現出的當前縫紉方向，如前所述，即例如垂直于方形布料頂邊向外的方向等，較佳的，所述垂直頂邊向外的方向是從所述形心所出發的。
[0059]所述移動控制單元，用于以所述形心的真實位置坐標為轉動中心在所述縫紉工作臺轉動布料至使當前縫紉方向平行于所述預定縫紉方向；并用于根據所述起縫點和基準點的真實位置坐標計算兩者間的移動路徑，并根據所述移動路徑來移動所述布料至起縫點與基準點相對應以進行縫紉作業。在一實施例中，通過與預定縫紉方向比較就可以了解所述待布料是否放歪，那么在此步驟中，通過轉動所述待布料使其放正。在一實施例中，所述待布料放正之后，即可對其平移至使得所述起縫點與所述預設基準點的真實坐標相對應例如重合，而所述預設基準點即例如為縫紉針所在的真實位置坐標，從而建立這樣一條移動路徑，較佳的是直線移動，當然也可以是橫向加縱向的移動，可以具體實施環境而加以選擇。在一實施例中，所述待布料放正之后，即可對其平移至使得所述起縫點與所述預設基準點的真實坐標相對應例如重合，而所述預設基準點即例如為縫紉針所在的真實位置坐標，從而建立這樣一條移動路徑，較佳的是直線移動，當然也可以是橫向加縱向的移動，可以具體實施環境而加以選擇。
[0060]需說明的是,所述圖像處理單元、定位點獲取單元、坐標轉換單元及移動控制單元可以是軟件實現亦可通過功能電路來實現，在一實施例中，所述圖像處理模塊可設于所述縫紉視覺單元14 ;所述圖像坐標獲取模塊可設于所述集中控制計算機3的人機交互平臺；所述坐標轉換模塊可設于所述集中控制計算機3的人機交互平臺；所述移動控制模塊可設于所述主控制器13，當然并非以此為限，所述各個模塊亦可均設于集中控制計算機3或主控制器13，為集中控制計算機3或主控制器13內功能電路或搭載的軟件模塊等皆可；另，從上可知,所述調整參數即例如包括所述轉動前的當前縫紉方向和預定縫紉方向的待轉動的偏差角度，還有起縫點和基準點間的移動路徑等。
[0061]另需說明的是，所述智能縫制裝置I還可以包括設備保護單元15，所述設備保護單元包括壓力傳感器或光電傳感器的機械機構，防止工業機器人12和工業縫紉機11在工作時因之間發生碰撞而損壞。
[0062]如圖2所示，優選的，在一實施例中，所述主控制器13可以包括:連接所述工業機器人12的機器人控制器131、及連接所述工業縫紉機11及所述機器人控制器131的縫紉機控制器132，即可由至少所述機器人控制器131和縫紉機控制器132連接組成；其中，所述機器人控制器131還作為主控設備來通過所述縫紉機控制器132控制所述工業縫紉機11，以使所述工業縫紉機11的縫制布料與工業機器人12的操作布料相配合；而上述圖像處理單元、定位點獲取單元、坐標轉換單元及移動控制單元等可全部搭載于所述機器人控制器131或縫紉機控制器132，又或者部分在機器人控制器131而另一部分在縫紉機控制器132。
[0063]需說明的是，所述工業機器人12用途廣泛，而非僅限于運送機械手夾具16來進行縫制過程，可四處移動來完成例如上料、下料等其他各種操作。
[0064]如圖3所示，本發明提供一種智能縫制系統，包括:多個如上所述的智能縫制裝置I ;交換機2，通信連接于各智能縫制裝置I的主控制器13 ;進料控制器7 (例如為PLC)，通信連接于所述交換機2，所述進料控制器7連接有上料裝置4 (例如可為機械手臂)、及用于供所述上料裝置4放置布料并將布料運送至智能縫制裝置I的進料裝置，所述進料裝置包括至少兩個布料傳送帶，所述兩個布料傳送帶可分為第一布料傳送帶51和第二布料傳送帶52，可例如用第一布料傳送帶51來進料，第二布料傳送帶52來接料；集中控制計算機3，通信連接于所述交換機2，其中，同前所述，所述集中控制計算機3運行有人機交互平臺。
[0065]在一實施例中，所述各智能縫制裝置I的縫紉視覺單元14通過所述交換機2而通信連接至所述集中控制計算機3，請參考上文，也就是說，所述集中控制計算機3可以用于監控各個智能縫制裝置I的工作情況，同時，在本系統中，所述集中控制計算機3還可以用于監控對所述各智能縫制裝置I上料、進料的情況。
[0066]在一實施例中，所述智能縫制系統可具有順序縫制模式，在所述順序縫制模式下，所述各智能縫制裝置I用于分別完成同一所述布料在縫制過程中的不同工序步驟，請參閱圖4a，所述進料裝置包括至少兩個布料傳送帶，所述兩個布料傳送帶可分為第一布料傳送帶51和第二布料傳送帶52 ;所述布料(即圖中黑色方塊所示)在經所述智能縫制裝置I縫制之前是位于所述兩組布料傳送帶中的其中一個，而所述縫制之后所述布料位于所述兩個布料傳送帶中的另一個；具體來說，上料裝置4將布料分揀放到第一布料傳送帶51上，當布料到達當前的智能縫制裝置I時，智能縫制裝置I中的工業機器人12操作布料在當前智能縫制裝置I中進行縫制，智能縫制裝置I完成縫制工序后，將縫料送到第二布料傳送帶52，第二布料傳送帶52再將完成當前縫制供需的布料送到下一道工序的智能縫制裝置1，縫制后在送回第一布料傳送帶51，如此交替直至完成所有縫制工序。
[0067]在一實施例中，所述智能縫制系統可具有并行縫制模式，在所述并行縫制模式下，所述各智能縫制裝置I用于分別對應不同布料來完成各布料的多個工序的縫制，請參閱圖4b，所述進料裝置包括至少兩個布料傳送帶，所述兩個布料傳送帶可分為第一布料傳送帶51和第二布料傳送帶52 ;所述布料(即圖中黑色方塊所示)在經所述智能縫制裝置I縫制之前是位于所述兩組布料傳送帶中的其中一個，而所述縫制之后所述布料位于所述兩個布料傳送帶中的另一個；具體來說，上料裝置4將布料分揀放到第一布料傳送帶51上，當各個布料分別到達對應智能縫制裝置I時，進行各自工序的縫制，并且縫制縫完成后送到到第二布料傳送帶52上送出。
[0068]優選的，為了在上述順序縫制模式和并行縫制模式下，當布料到達當前的智能縫制裝置I時，會需要使傳送帶自動停下，從而更便于將布料送入智能縫制裝置I而不致錯過；因此，所述的智能縫制系統還包括:一一對應連接各個所述智能縫制裝置I的位置傳感器6，各位置傳感器6分別連接于各智能縫制裝置I的主控制器13，參考上圖，例如所述各個智能縫制裝置I位于第一布料傳送帶51及第二布料傳送帶52之間，則所述位置傳感器6在真實位置上可以對位于智能縫制裝置1，如此一一對應地對位，也就是對位于各個布料進料的位置；所述進料裝置還包括控制所述兩個布料傳送帶的布料傳送帶控制器53 ;所述位置傳感器6，用于分別檢測布料在布料傳送帶上是否移動至與所述位置傳感器6對應的位置，若是，則生成觸發信號；所述生成觸發信號的位置傳感器6所在的智能縫制裝置1，其主控制器13接收所述觸發信號，并生成停送指令至所述布料傳送帶控制器53以停止所述布料所在布料運送帶的運動，并且，所述主控制器13控制所連接的工業機器人12將所述所述布料移至所在的智能縫制裝置I以進行縫制。在一實施例中，所述位置傳感器6可例如為紅外傳感器、光電傳感器，當感應到布料時即生成所述觸發信號。通過該方式可以在上圖的4a及圖4b中布料到達的各個表示進料箭頭之前的虛線框位置時，傳送帶停止使所述布料停止于當前位置以供上述縫制操作。
[0069]綜上所述，本發明提供一種智能縫制裝置及系統，裝置包括:用于縫制布料的工業縫紉機，機械手夾具、操作機械手夾具以配合縫制的工業機器人、連接工業縫紉機和機械手夾具及設備保護裝置及工業機器人以控制的主控制器、及用于拍攝縫紉工作臺圖像并獲取布料圖像的縫紉視覺單元；而系統則包括多個智能縫制裝置、通信連接于各智能縫制裝置的主控制器的交換機、通信連接于交換機的進料控制器、連接進料控制器的上料裝置、用于供上料裝置放置布料并將布料運送至智能縫制裝置的進料裝置、及通信連接于交換機的運行人機交互平臺的集中控制計算機，從而通過整個系統實現自動化上料、進料及縫紉，且縫紉過程可應用布料定位或校正算法，縫紉精準，大大提升工作效率及產品良率。
[0070]上述實施例僅例示性說明本發明的原理及其功效，而非用于限制本發明。任何熟悉此技術的人士皆可在不違背本發明的精神及范疇下，對上述實施例進行修飾或改變。因此，舉凡所屬【技術領域】中具有通常知識者在未脫離本發明所揭示的精神與技術思想下所完成的一切等效修飾或改變，仍應由本發明的權利要求所涵蓋。
【權利要求】
1.一種智能縫制裝置，其特征在于，包括: 工業縫紉機，包括用于縫制布料的縫紉工作臺； 機械手夾具，用于操作所述布料以配合所述工業縫紉機完成所述縫制作業，所述操作至少包括:抓取、放置、及固定布料； 工業機器人，用于移動所述機械手夾具至所述工業縫紉機的預定位置以供完成所述縫制作業； 主控制器，連接并用于控制所述工業縫紉機、工業機器人及機械手夾具； 縫紉視覺單元，用于拍攝所述工業縫紉機的縫紉工作臺圖像并從中獲取布料的布料圖像，所述布料圖像至少顯示有所述布料的輪廓、位置及縫紉方向。
2.根據權利要求1所述的智能縫制裝置，其特征在于，所述主控制器通信連接有一交換機，所述交換機通信連接有一運行有人機交互平臺的集中控制計算機。
3.根據權利要求2所述的智能縫制裝置，其特征在于，所述縫紉視覺單元通過所述交換機而通信連接至所述運行人機交互平臺的集中控制計算機。
4.根據權利要求3所述的智能縫制裝置，其特征在于: 所述集中控制計算 機，用于通過所述人機交互平臺來導入縫紉設計信息，并根據所述縫紉設計信息生成對應的縫制動作指令集，將所述縫制動作指令集通過所述交換機發送到所述主控制器；并用于通過所述縫紉視覺單元所拍攝的縫紉工作臺圖像及所獲取的布料圖像來判斷布料的實際位置和預定位置的偏差；并用于根據所述偏差計算出調整參數并通過所述交換機發送給所述主控制器； 所述主控制器，用于移動所述機械手夾具至所述工業縫紉機的預定位置，根據調整參數控制所述機械手夾具調整布料的實際位置以消除所述偏差，并在所述調整后根據所述縫制動作指令集完成所述縫制。
5.根據權利要求4所述的智能縫制裝置，其特征在于，包括: 圖像處理模塊，用于對所述縫紉縫紉工作臺圖像進行圖像處理以獲取布料圖像；其中，所述縫紉工作臺預設有基準點； 圖像坐標獲取模塊，用于以所述縫紉工作臺圖像為坐標平面，在所述布料圖像中獲取布料的形心坐標、起縫點坐標、及由所述形心坐標及起縫點坐標確定的當前縫紉方向； 坐標轉換模塊，用于以所述縫紉工作臺為真實位置坐標平面，獲得所述坐標平面內所述基準點的真實位置坐標，并將所述縫紉工作臺圖像內的形心坐標及起縫點坐標轉換為縫紉工作臺上的真實位置坐標； 移動控制模塊，用于以所述形心的真實位置坐標為轉動中心在所述縫紉工作臺轉動布料至使當前縫紉方向平行于所述預定縫紉方向；并用于根據所述起縫點和基準點的真實位置坐標計算兩者間的移動路徑，并根據所述移動路徑來移動所述布料至起縫點與基準點相對應以進行縫紉作業。
6.根據權利要求5所述的智能縫制裝置，其特征在于，所述圖像處理模塊設于所述縫紉視覺單元；所述圖像坐標獲取模塊設于所述集中控制計算機的人機交互平臺；所述坐標轉換模塊設于所述集中控制計算機的人機交互平臺；所述移動控制模塊設于所述主控制器。
7.根據權利要求1所述的智能縫制裝置，其特征在于，所述主控制器包括:連接所述工業機器人的機器人控制器、及連接所述工業縫紉機及所述機器人控制器的縫紉機控制器；其中，所述機器人控制器還作為主控設備來通過所述縫紉機控制器控制所述工業縫紉機，以使所述工業縫紉機與工業機器人配合完成縫制作業。
8.一種智能縫制系統，其特征在于，包括: 多個如權利要求1至7中任一項所述的智能縫制裝置； 交換機，通信連接于各智能縫制裝置的主控制器； 進料控制器，通信連接于所述交換機，所述進料控制器連接有上料裝置、及用于供所述上料裝置放置布料并將布料運送至智能縫制裝置的進料裝置； 集中控制計算機，通信連接于所述交換機，其中，所述集中控制計算機運行有人機交互T D O
9.根據權利要求8所述的智能縫制系統，其特征在于，所述各智能縫制裝置的縫紉視覺單元通過所述交換機而通信連接至所述集中控制計算機。
10.根據權利要求8所述的智能縫制系統，其特征在于，所述智能縫制系統具有順序縫制模式，在所述順序縫制模式下，所述各智能縫制裝置用于分別完成同一所述布料在縫制過程中的不同工序步驟。
11.根據權利要求8所述的智能縫制系統，其特征在于，所述智能縫制系統具有并行縫制模式，在所述并行縫 制模式下，所述各智能縫制裝置用于分別對應不同布料來完成各布料的多個工序的縫制。
12.根據權利要求10或11所述的智能縫制系統，其特征在于，所述進料裝置包括至少兩個布料傳送帶，所述布料在經所述智能縫制裝置縫制之前是位于所述兩組布料傳送帶中的其中一個，而所述縫制之后所述布料位于所述兩個布料傳送帶中的另一個。
13.根據權利要求12所述的智能縫制系統，其特征在于，包括:一一對應連接各個所述智能縫制裝置的位置傳感器，各位置傳感器分別連接于各智能縫制裝置的主控制器；所述進料裝置還包括控制所述兩個布料傳送帶的布料傳送帶控制器； 所述位置傳感器，用于分別檢測布料在布料傳送帶上是否移動至與所述位置傳感器對應的位置，若是，則生成觸發信號； 所述生成觸發信號的位置傳感器所在的智能縫制裝置，其主控制器接收所述觸發信號，并生成停送指令至所述布料傳送帶控制器以停止所述布料所在布料運送帶的運動，并且，所述主控制器控制所連接的工業機器人將所述所述布料移至所在的智能縫制裝置以進行縫制。
【文檔編號】D05B69/20GK104018297SQ201410260709
【公開日】2014年9月3日 申請日期:2014年6月12日 優先權日:2014年6月12日
【發明者】韓安太, 陳志強, 錢坤 申請人:新杰克縫紉機股份有限公司