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项目名称:
基于视觉识别技术的鞋面改刀方法及系统的研究
完成单位:
东莞爱玛数控科技有限公司
一、项目研究的背景
市场现有视觉裁切机对色差识别度低、机型光源分布不科学,难以持续地稳定工作,影响识别工序作业的连续性及有效性。如果仅能够识别部分色差对比强烈,及底层与图案对比强烈的材料,则影响设备的通用性。
市场现有视觉识别裁切机,对柔性材料的制造过程中会存在一定范围的(0.5~8mm)误差,特别是较软的材料在传送过程中变形程度较大,图案差异程度较大,也会影响识别的准确性。而精确度较高的裁切机又通常适用性低,增大了客户成本和企业生产成本,效益性低,不具备投资性推广难度大。
二、项目的特点及亮点
项目特点:
基于视觉识别技术的鞋面改刀方法及系统,采用爱玛核心技术——爱容:独有的软件数据格式转换技术,能兼容市场上绝大部分主流 CAD 软件格式,无差异、不变形,能降低客户的系统转换成本。并能重新定义每个分片的等级,与皮革等级对应,提高皮革利用率。
第四代鞋面是一种一体式鞋面,具有制作工艺流程少、强度高、款式新颖等特点,在市场上越来越广泛应用。现有技术生产第四代鞋面时存在多个需改进的地方,项目研究技术即是逐一消除传统生产模式弊端,创新改进第四代鞋面生产方式。
其一、传统生产上料时,通过气缸驱动横梁升降使横梁压设在皮料上,通过移动机构带动皮料向前送料,这种方式因两端气缸运动不同步或出现故障会容易导致皮料两边的压紧程度不一致,产生皮料传送精度不够、气缸容易卡死等问题。爱玛研发的自动送料装置,通过创新设置多层压料组件解决气缸不同步的问题,高效传输皮料。
其二、传统皮革切割机不支持自动排版,工作效率低、材料利用率对人工依赖大。爱玛针对该问题进行技术攻关,运用高效的智能优化求解皮革样片的排样问题,研究不规则多边形(皮革原料)上的不规则子多边形(生产样片)的自动最优化排布。
其三、传统鞋面切割加工不支持视觉识别,生产样片定位难,生产效率低下。爱玛的视觉识别技术,定位鞋面特征点位精准、耗时短。
其四、传统的鞋面改刀一般是通过人工挂钉定位,然后用刀模冲裁或激光切割机切割。挂钉定位方式人工、刀模成本高;挂钉加激光切割的方法虽然灵活些,但激光很不环保,且很多鞋面材料如白色材料加工后会烧焦、发黄,无法应用。爱玛研发的高振刀切割技术,自动改刀,能耗、人工成本低,适用性广,生产过程环保。
综上所述,爱玛研发了一种基于自动上料、视觉智能识别匹配排版技术和振动刀智能裁切技术的鞋面自动改刀系统,用于完全革新传统人工鞋面改刀作业。其首先通过多层压料送料装置压平皮革原料,传送到切割台上,接着利用皮革自动排版系统,高效智能求解出最优皮革切割,得到皮革样片,然后通过智能视觉系统拍照识别并返回特征点,经过校正、计算后得到相关角度及位置,然后送料至切割区,振动刀智能裁切系统开始切割。
项目亮点:
1、结合视觉智能识别技术和振动刀智能裁切技术,将鞋面改刀作业流程自动化,减少了挂钉加工和刀模制作环节,缩短了工艺流程,避免了制作大量刀模带来的存储、管理及浪费问题。满足了第四代鞋面快速生产、快速流转的精益生产需求。
2、系统采用2000万像素的高分辨率CCD相机拍摄鞋面图片,并进行自动校正匹配,识别匹配过程仅3秒左右。智能识别和切割后的鞋面的综合精度保持在±0.2mm范围内,鞋面改刀生产不良率从8%提升到0.5%,满足了第四代鞋面生产所需的标准化要求。
3、由于无需再像传统方式一样对多个孔去逐个孔位挂钉定位,采用新的自动化方式进行改刀的单人生产效率,是传统方式的四倍以上,生产效率大大提高,满足了第四代鞋面所需的大规模生产要求。
4、振动刀智能裁切系统采用高频振动刀片裁切,振动频率可达17000次/分,有效避免了激光切割带来的环境污染和品质不良。
5、识别和裁切系统均采用封闭式设计作业,并采用抽真空吸附材料方式固定材料,工人只需要将材料放置在进出料平台上即可,裁切后的鞋面可轻松取出,避免出现人身意外伤害,劳动强度大大降低,降低了劳动技能要求,是新一代年轻操作员喜爱的生产方式。
6、创新完成相机识别与自动裁切的融合设计。
7、创新地完成了开放空间光源与相机的布置设计。
8、创新出真空回转接头,可实现旋转台360°旋转,解决旋转台风管缠绕问题。
三、项目的应用情况及前景
爱玛自主研发的以“智能裁切+视觉”技术为导向的智能裁切系列设备,解决了第四代鞋面二次复裁的工艺难点,填补了国际技术空白,获得行业内的高度评价,被业界人士誉为全球鞋业第四次鞋面制造技术革命。产品广泛应用于耐克、阿迪达斯、安踏等国内外一线品牌的生产环节,与世界制鞋龙头企业形成良好的长期合作关系。
该项目的目标市场将扩展至包含可能超过100 个行业的应用及技术/机型。比如应用在布类服装、鞋、手袋、家具、汽车内饰、各种皮革制品、纸箱、包装、印刷、广告、复合材料等行业全球生产商,市场容量也将延伸至100亿以上,而且产品将持续研发,不断更新、整合,形成更先进的裁切设备。
来源:《北京皮革》
审核:樊永红
编辑发布:潘飞
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