CN102700278B - 一种织物上喷花的方法、装置和设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种织物上喷花的方法，包括：S1.获取至少一种花样模型，进行花样打板标定；S2.测量运动的织物需喷花的区域是否到达预设的喷花坐标点；S3.停止织物的运动，由喷枪在所述的织物需喷花的区域上喷花,以获得花型截面，织物再进给运动后，再由喷枪在所述的织物需喷花的区域上喷花，以获得花型；S4.判断在所述的织物需喷花的区域上喷花是否完成;S5.在所述的花型上通过加热烘干室进行烘干整形处理。本发明还公开了一种织物上喷花的装置和设备。实施本发明的织物上喷花的方法、装置和设备可以自动在织物上喷花，操作简便，花型多样，生产效率高。
Description
技术领域
本发明涉及在织物上喷花的领域，特别涉及一种织物上喷花的方法、装置和设备。
背景技术
织物上花型是指各种纺织品成品或半成品的表面图案、颜色、加工效果所表现出的这种纺织品独特的花样设计及排版。如果给它进行感性分类，可以分为古典型、现代型；也可以根据上面的花纹特征分为花卉型、卡通型、线条型、网格型等等。众多的花型，给了消费者更多的个性化的选择。
一款好的花型不仅给人带来美的视觉感受同样也有优异的印染技术作为保证，并根据不同的面料突出面料特性与之结合相辅相成。平布的花型套用到纹布、绒布上，同一款花型，有了不同的色彩搭配、后期整理，也会有不同的效果呈现。
目前，国内类似喷花机的产品有近十种，但市场使用的类似机型其结构、功能、原理基本上都是仿制进口且花型单一、单调，花型不能变化，已不能满足市场和广大客户的需求。
发明内容
本发明提出一种织物上喷花的方法、装置和设备，解决了织物上喷花时花型单一、单调，花型不能变化的问题。
本发明的技术方案是这样实现的：
本发明公开了一种织物上喷花的方法，包括：
S1.获取至少一种花样模型，进行花样打板标定；
S2.测量运动的织物需喷花的区域是否到达预设的喷花坐标点;若是，进入步骤S3, 若否，继续运送所述织物；
S3.停止织物的运动，由喷枪在所述的织物需喷花的区域上喷花, 以获得花
型截面，织物再进给运动后，再由喷枪在所述的织物需喷花的区域上喷花，以获得花型；
S4.判断在所述的织物需喷花的区域上喷花是否完成，若是，进入步骤S5,若否，返回步骤S3;
S5. 将所述的花型通过加热烘干室进行烘干整形处理。
在本发明所述的织物上喷花的方法中，所述的花样打板标定，包括抽取所述的花样模型三维图像的特性，建立标定阵列图像像素位置与花样位置之间的关系。
在本发明所述的织物上喷花的方法中，所述的喷枪可横、上下二维方向运动，走布机构可纵向运动。
在本发明所述的织物上喷花的方法中，所述的高速热介质包括高压蒸汽/高温空气。
本发明公开了一种织物上喷花的装置，用于实现上述的方法，包括：
花样打板标定单元，用于获取至少一种花样模型，进行花样打板标定；
喷花坐标点判断单元，与所述的花样打板标定单元相连，用于测量运动的织物需喷花的区域是否到达预设的喷花坐标点;
喷花单元，与所述的喷花坐标点判断单元相连，停止织物的运动，由喷枪
在所述的织物需喷花的区域上喷花, 以获得花型截面，织物再进给运动后，再由喷枪在所述的织物需喷花的区域上喷花，以获得花型；
喷花完成判断单元，与所述的喷花单元相连，用于判断在所述的织物需喷花的区域上喷花是否完成；
花型烘干整形处理单元，与所述的喷花完成判断单元相连，用于将所述的花型通过加热烘干室进行烘干整形处理。
在本发明所述的织物上喷花的装置中，所述的花样打板标定，包括抽取所述的花样模型三维图像的特性，建立标定阵列图像像素位置与花样位置之间的关系。
本发明公开了一种织物上喷花的设备，包括承载织物的机架部，还包括织物上喷花的系统，所述的织物上喷花的系统包括输入花型模型的花型输入装置，与所述的花型输入装置相连的喷花机构运动装置，与所述的喷花机构运动装置相连接的用于织物花型定型的热介质装置，其中，所述的喷花机构运动装置包括控制单元，所述的控制单元具有上述的织物上喷花的装置。
在本发明所述的织物上喷花的设备中，所述的喷花机构运动装置具有喷花座，所述的喷花座上安装喷枪。
在本发明所述的织物上喷花的设备中，所述的喷枪可横、上下二维方向运动与织物纵向进给运动合成三维方向运动。
在本发明所述的织物上喷花的设备中，喷枪喷出的为高速热介质接触织物绒面。所述的热介质装置用于提供高速热介质，所述的高速热介质包括高压蒸汽/高温空气。
实施本发明的一种织物上喷花的方法、装置和设备，具有以下有益的技术效果：
自动在织物上喷花，操作简便，花型多样，生产效率高。
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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1a是本发明一种织物上喷花的方法流程图。
图1b是本发明二维图形边界分割处理图。
图1c是本发明边缘两侧的灰度对比增强图。
图2是本发明一种织物上喷花的装置构造方框图。
图3是本发明一种织物上喷花的设备构造方框图。
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。
请参阅图1a，本发明的较佳实施例，一种织物上喷花的方法，包括：
S1.获取至少一种花样模型，进行花样打板标定；
S2.测量运动的织物需喷花的区域是否到达预设的喷花坐标点;若是，进入步骤S3, 若否，继续运送所述织物；
S3.停止织物的运动，由喷枪在所述的织物需喷花的区域上喷花, 以获得花
型；
S4.判断在所述的织物需喷花的区域上喷花是否完成，若是，进入步骤S5,若否，返回步骤S3;
S5. 在所述的花型上通过加热烘干室进行烘干整形处理。
花样是指将在面料上喷的图案，对于用户而言，花样只是可见的图案，但是对于喷花机而言则是控制机器运动的数据文件，体现为喷花花样打板数据。
喷花花样打板数据是抽取三维图像的特征，标定模板特征点图像坐标的精确提取，是求解喷花机数学模型内外参数的数值来源，在计算机视觉或者工业检测中，不管是对物体定位、定量分析还是对物体的形貌测量都涉及到一个基本问题，即物体与图像像素点之间的对应关系是什么。理解这一问题不仅要
了解成像数学模型，而且还需要知道该数学模型中各种参数的精确值，确定这些参数值的过程称作花样打板标定。也就是说，花样标定就是指建立标定阵列图像像素位置与花样位置之间的关系。其途径是根据花样模型，由已知标定模板特征点的图像坐标，确定花样模型相对坐标系的二维位置和方向。
提取标定模板图像特征点主要基于图像边缘检测理论，根据图像轮廓的几何特性和代数特性，采用图像分割的方法对标定模板的图像特征点坐标进行求解。通过标定阵列的几何对称特性、微积分特性或者数学形态学腐蚀法求取特征点的坐标。为保证提取的模板特征点图像坐标与理想值之间的偏差达到最小，根据标定模板的轮廓特性选择合理的图像分割方法显得尤为重要。依据点阵列标定模板图像边缘特性，采用坐标系变换和统计学思想，提出特征点提取方法，实现点阵列标定模板图像特征点坐标的精确提取。首先，在图像坐标系中用几何解析的方式完成图像边缘的描述，实现图像的边缘数学表达；再次， 通过引进参数坐标系完成图像坐标系的转换，同前者一样运用解析几何方式在参数坐标系中建立图像边缘的数学描述，并运用统计学思想完成对点阵列标定模板图像特征点的定位。实验证明，此方法能有效地识别点阵列标定模板图像的特征点，并能可靠地提取出点阵列标定模板图像特征点的坐标信息，如图1b所示。
根据客户对花型设计的需求，客户自行编制花型，输入电脑，快速改变花型，所见即所得；花型可存储在电脑里，随时调用，减少了重复设计成本，加快了打样速度,获得满意的喷花花样打板数据。
关于花样的边缘数据的确定，我们采用的快速模糊边缘增强算法，以找到一种边界清晰, 在抗噪性能和保持信息完整性方面二者得以兼顾的边缘检测方法来满足不同的需要。
根据模糊集理论,一个M′N个像素的L级灰度图像X, 可表示为M′N的模糊矩阵
(1)
式（1）中元素表示图像中像素(m,n)的灰度相对于最大灰度(L-1)的某种亮度程度。这是一个求模糊分布的问题。
（2）
L-1为图像的最大灰度级。得到后要对图像进行模糊增强处理, 采用如下变换对进行改变。
(3)其中
(4)
式中,当 时，结果是增大的值；当时，结果是减小的值。通过改变的值, 就可以适应不同的图像的灰度特点。
于是对进行逆变换，从而得到经过模糊增强后的图像，中的像素（m,n）的灰度级
(5)
经过以上模糊增强后，边缘两侧的灰度对比增强。如图1c所示。同时，通过调整迭代次数r，可以调整模糊增强程度。但随着r的增加, 细节边缘会逐渐消失。实验表明r取2或3时较好。
请参阅图2，一种织物上喷花的装置1，用于实现上述的方法，包括：花样打板标定单元10、喷花坐标点判断单元20、喷花单元30、喷花完成判断单元40、花型烘干整形处理单元50。
花样打板标定单10，用于获取至少一种花样模型，进行花样打板标定；
喷花坐标点判断单元20，与花样打板标定单元10相连，用于测量运动的织物需喷花的区域是否到达预设的喷花坐标点;
喷花单元30，与喷花坐标点判断单元20相连，用于停止织物的运动，由
喷枪在所述的织物需喷花的区域上喷花, 以获得花型；
喷花完成判断单元40，与喷花单元30相连，用于判断在所述的织物需喷花的区域上喷花是否完成；
花型烘干整形处理单元50，与喷花完成判断单元40相连，用于在所述的花型通过加热烘干室进行烘干整形处理。
其中，花样打板标定，包括抽取所述的花样模型三维图像的特性，建立标定阵列图像像素位置与花样位置之间的关系。
请参阅图3，一种织物上喷花的设备，包括承载织物的机架部100，还包括织物上喷花的系统，织物上喷花的系统包括输入花型模型的花型输入装置200，与花型输入装置相连的喷花机构运动装置300，与喷花机构运动装置300相连接的用于织物花型定型的热介质装置400，其中，喷花机构运动装置300包括控制单元，控制单元具有上述的织物上喷花的装置1。
喷花机构运动装置300具有喷花座，喷花座上安装喷枪。
喷枪横向、上下二维运动与织物纵向进给出运动合成三维方向运动。
热介质装置用于提供高速热介质，高速热介质包括高压蒸汽/高温空气。
本发明中的织物上喷花的设备，又名为电脑喷花机，是在平面两维多种运动合成的基础上研制而成的人造毛皮、装饰绒制品等表面风格化后处理设备。
花型输入装置200中，花型输入可由专用的电脑软件包完成，花型可人工在电脑屏幕上直观输入，按所见即所得的理念完成任务；也可由扫描仪扫描录入。在基础图形上由设计人员按工艺要求进行编辑，包括尺寸、花式循环、周期等等到。系统会自动储存前十个花型方案在电脑中，更多的花型可存储在电脑硬件中，以方便今后工作调用；外部资料可用U盘导入。内外资料转换需特定文件格式，需程序管理员密码导入。
喷花机构运动装置300可纵、横、上下三维方向动作，纵、横方向由电脑控制伺服电机精确移动，上下方向由汽缸控制；在喷枪工作时走布系统保持静止。
热介质装置400，又名为热源系统，可根据客户条件配备，热介质可用高压蒸汽或高温空气。热介质保持正常用工作状态，由电磁阀控制通与断，电磁阀由程序控制。
喷花机构运动装置300包括同步走布系统，由机械传动部分和电脑程序控制部分组成，当喷花系统工作时走布系统静止，当单位花型号喷好后走布系统工作。
喷花机主要机理是用特定的高速热介质在化纤绒类面料上进行热定型处理，由电脑花型控制系统完成花型轨迹的控制。
人造毛皮、小毛皮、腈纶绒布、PV绒、南韩绒、珊瑚绒、法兰绒、兔毛绒、超柔短毛绒、丝绒等等几乎所有的绒类面料表面用新型高科技超导热源方式，喷花定形后形成各种规则或特定规则的花纹形状，美观大方且不易变形。
控制单元可通过图像数据对比运动轨迹确定是否到达边界，是否逐步提离喷枪，满足花型的梯度和灰度要求。
根据目前喷花机功能特点，应用最新人机界面设计成果，将喷花机的功能、状态全部显示在屏幕上，为用户提供良好的工作界面，并具有在线帮助功能。喷花机嵌入式系统除了体积小、资源受限等特点外，还需要满足快速启动、图形界面、实时控制、特殊设备驱动等要求。
考虑到用户操作方便，所以本系统选用触摸和按键相结合的方法实现。屏幕界面的设计质量影响人的视觉，而键盘的设计水平影响信息输入的质量，设计的合理会减少输入的错误。例如: 喷枪步长、喷花座的运动、走布速度、温度等数据增加选用↑键，减少选用↓键；对喷花机的功能的选择用F1到F6键。
喷花座作横向间歇运动，可在织物表面形成周期性交替的直线型涡旋状花纹。喷花座作横向连续运动，在走布运动的共同作用下在织物表面形成周期性地类似于正弦曲线的花纹形状。当走布运动为间歇运动时，若喷花座相对不动，可在喷花机上获得普通的拧花效果，若喷花座横向间歇运动，可在织物表面形成周期性交替的直线型涡旋状花纹；当走布运动与喷花座横向运动均为连续运动时，可在喷花机上获得正弦曲线状的涡旋状花形，具有汽蒸定型机上的某些花形效果。
采用普通PID控制喷花效果在边界处理过程中有效数据得不到很好的挖掘，出现毛刺和不平整现象,利用快速模糊边缘增强算法对边界数据进行深度挖掘，捕捉到充分的数据。通过RBF神经网络控制器实现喷花，获得较好花型截面。边界过渡平滑，没有明显的毛刺和不平整,具有良好视觉效果。
采用神经网络控制自动喷花机加工织物，喷枪速度、温度、织物速度等得到比较精确的控制，获得较高的控制精度，织物花型的持久。
实施本发明的一种织物上喷花的方法、装置和设备，具有以下有益的技术效果：
自动在织物上喷花，操作简便，花型多样，生产效率高。
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 (6)
1.一种织物上喷花的方法，其特征在于，包括：
S1.获取至少一种花样模型，进行花样打板标定；
S2.测量运动的织物需喷花的区域是否到达预设的喷花坐标点；若是，进入步骤S3,若否，继续运送所述织物；
S3.停止织物的运动，由喷枪在所述的织物需喷花的区域上喷花,以获得花型截面，织物再进给运动后，再由喷枪在所述的织物需喷花的区域上喷花，以获得花型；
S4.判断在所述的织物需喷花的区域上喷花是否完成，若是，进入步骤S5,若否，返回步骤S3；
S5.将所述的花型通过加热烘干室进行烘干整形处理,
其中，所述的花样打板标定，包括抽取所述的花样模型三维图像的特性，建立标定阵列图像像素位置与花样位置之间的关系，具体为：首先，在图像坐标系中用几何解析的方式完成图像边缘的描述，实现图像的边缘数学表达；再次，通过引进参数坐标系完成图像坐标系的转换，同前者一样运用解析几何方式在参数坐标系中建立图像边缘的数学描述，并运用统计学思想完成对点阵列标定模板图像特征点的定位，利用快速模糊边缘增强算法对边界数据进行深度挖掘，捕捉到充分的数据，通过RBF神经网络控制器实现喷花。
2.根据权利要求1所述的织物上喷花的方法，其特征在于，所述的喷枪可横、上下二维方向运动，走布机构可纵向运动。
3.一种织物上喷花的装置，用于实现权利要求1所述的方法，其特征在于，包括：
花样打板标定单元，用于获取至少一种花样模型，进行花样打板标定；
喷花坐标点判断单元，与所述的花样打板标定单元相连，用于测量运动的织物需喷花的区域是否到达预设的喷花坐标点；
喷花单元，与所述的喷花坐标点判断单元相连，停止织物的运动，由喷枪
在所述的织物需喷花的区域上喷花,以获得花型截面，织物再进给运动后，再由喷枪在所述的织物需喷花的区域上喷花，以获得花型；
喷花完成判断单元，与所述的喷花单元相连，用于判断在所述的织物需喷花的区域上喷花是否完成；
花型烘干整形处理单元，与所述的喷花完成判断单元相连，用于将所述的花型通过加热烘干室进行烘干整形处理；
其中，所述的花样打板标定，包括抽取所述的花样模型三维图像的特性，建立标定阵列图像像素位置与花样位置之间的关系，具体为：首先，在图像坐标系中用几何解析的方式完成图像边缘的描述，实现图像的边缘数学表达；再次，通过引进参数坐标系完成图像坐标系的转换，同前者一样运用解析几何方式在参数坐标系中建立图像边缘的数学描述，并运用统计学思想完成对点阵列标定模板图像特征点的定位，利用快速模糊边缘增强算法对边界数据进行深度挖掘，捕捉到充分的数据，通过RBF神经网络控制器实现喷花。
4.一种织物上喷花的设备，包括承载织物的机架部，其特征在于，还包括织物上喷花的系统，所述的织物上喷花的系统包括输入花型模型的花型输入装置，与所述的花型输入装置相连的喷花机构运动装置，与所述的喷花机构运动装置相连接的用于织物花型定型的热介质装置，其中，所述的喷花机构运动装置包括控制单元，所述的控制单元具有权利要求3所述的织物上喷花的装置。
5.根据权利要求4所述的织物上喷花的设备，其特征在于，所述的喷花机构运动装置具有喷花座，所述的喷花座上安装喷枪。
6.根据权利要求5所述的织物上喷花的设备，其特征在于，所述的喷枪可横、上下二维方向运动与织物纵向进给运动合成三维方向运动。
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