1. Trang chủ
  2. » Cao đẳng - Đại học

Thiết kế và chế tạo hệ thống cấp mũ giày chính xác cho máy in lụa trong công nghiệp giày

7 9 0

Đang tải... (xem toàn văn)

THÔNG TIN TÀI LIỆU

Thông tin cơ bản

Định dạng
Số trang 7
Dung lượng 1,66 MB

Nội dung

M ộ t thu ật toán dùng để tính toán các sai lệch nêu trên được đề xu ất trong bài báo này... Mâm hút định vị mũ giày4[r]

(1)

Thiết kế chế tạo hệ thống cấp mũ giày chính xác cho máy in lụa công

nghiệp giày  Bùi Trọng Hiếu

Phùng Thanh Huy

Trường Đại học Bách khoa, ĐHQG-HCM

(Bài nhận ngày 31 tháng 10 năm 2014, hoàn chỉnh sửa chữa ngày 09 tháng 02 năm 2015)

TĨM TẮT:

Cơng đoạn cấp mũ giày cho máy in lụa tự động đểin vạch nhấn lên mũ giày tồn tại vấn đề sau: thứnhất, việc định vịmũ giày lên băng tải máy in lụa thực tay, chủ yếu dựa vào kinh nghiệm cơng nhân Vì vậy, làm giảm suất tăng chi phí sản phẩm; thứ hai, có sai lệch vị trí vạch nhấn mũ giày sau in (sai lệch ± mm) nên ảnh hưởng đến công đoạn là may đường viền trang trí lên vạch nhấn này Hiện nay, công ty sản xuất giày Việt Nam mong muốn giải vấn đề trên, nhưng nay, ngồi việc giải thủ cơng chưa có phương án sử dụng robot khả thi đưa Bài báo giới thiệu phương án cấp mũ giày xác cho máy in lụa 6 trạm dùng robot kỹ thuật xử lý ảnh Một camera sử dụng để chụp ảnh mũ giày

Ảnh chuyển sang ảnh nhị phân dùng cho việc xử lý ảnh đểtính tốn sai lệch vị trí theo phương X, Y sai lệch góc xoay mũ giày Một thuật tốn dùng để tính tốn sai lệch nêu đề xuất báo Mũ giày đặt bàn máy điều chỉnh vị trí

 Y

X Bàn máy XY có thể tịnh tiến

theo phương X, Y xoay góc , điều khiển ba động Nhiệm vụ bàn máy điều chỉnh xác vị trí mũ giày cách so sánh vị trí với vị trí chuẩn được lưu máy tính trước Tính hiệu quả của thuật tốn độ xác phần xử lý ảnh hệ thống khí chứng minh qua kết thực nghiệm hệ thống thực tế.

Từ khóa:mũ giày, vạch nhấn, bàn máy XY.

1 GIỚI THIỆU

Hiện nay, thịtrường có nhiều loại giày thể thao trang trí cách in vạch nhấn song song lên mũ giày bỡi máy in lụa tự động

Theo kết khảo sát, hầu hết công ty sản xuất giày Việt Nam sử dụng hình thức cấp mũ

(2)

trắng hình 1)

Có hai loại máy in lụa tựđộng dùng để in vạch nhấn song song lên mũ giày: máy in lụa tự động dạng xoay tròn máy in lụa dạng trạm đặt dọc Công đoạn cấp mũ giày cho hai loại máy in

này công nhân thực tay

Hình 1. Các vạch nhấn song song màu trắng mũ

giày thể thao

Cho đến nay, chưa có cơng trình nghiên cứu

trong ngồi nước liên quan đến việc dùng robot cấp mũ giày xác cho máy in lụa tựđộng

đểtăng độ xác vị trí vạch nhấn mũ giày Việc cấp phôi công nhân thực tay dựa vào đường chuẩn đường kẻ

dọc ngang băng tải máy in lụa Vì

độ khơng cao, có sai lệch vị trí vạch nhấn mũ giày sau in Sai lệch

là ± 1mm Điều ảnh hưởng lớn đến công đoạn may đường viền lên vạch nhấn

Bài báo trình bày việc thiết kế, chế tạo hệ

thống sử dụng robot cấp mũ giày xác cho máy in lụa tựđộng dạng trạm đặt dọc dùng để in vạch nhấn song song lên mũ giày nhằm tăng độ

chính xác vị trí vạch nhấn; đồng thời giảm bớt nhân công thời gian ởcông đoạn cấp phôi,

tăng hiệu kinh tế giảm phế phẩm Độ xác vị trí vạch nhấn mũ giày cần đạt ± 0,5 mm Kết nghiên cứu báo

sởđể thiết kế, chế tạo toàn hệ thống in lụa tự động trạm dùng để in vạch nhấn lên mũ giày cung cấp cho công ty sản xuất giày Việt Nam 2 PHƯƠNG ÁN CẤP MŨ GIÀY CHÍNH XÁC CHO MÁY IN LỤA

2.1 Thực trạng công đoạn in vạch nhấn lên

mũ giày

Hiện tại, Việt Nam, số công ty sản xuất giày sử dụng máy in lụa tựđộng dạng trạm đặt dọc để in vạch nhấn lên mũ giày Công đoạn

định vị mũ giày lên băng tải máy in lụa công nhân thực tay Công nhân định vị

mũ giày dựa vào đường chuẩn (dọc ngang)

đã vạch sẵn nhôm băng tải

hình Các nhơm có qt lớp keo mỏng để

kết dính mũ giày Sai lệch vị trí vạch nhấn mũ giày sau in ± mm

Hình 2.Định vị mũ giày băng tải máy in lụa tự động (do công nhân thực tay)

Công đoạn in vạch nhấn lên mũ giày doanh nghiệp tư nhân Giày Á Châu (Asia Shoes

Pte.) hồn tồn cơng nhân thực tay sản phẩm (hình 3)

Hình 3.Cơng đoạn in vạch nhấn lên mũ giày doanh nghiệp tư nhân Giày Á Châu

2.2 Phương án cấp mũ giày xác cho máy in lụa

Dùng bàn máy XY đểđiều chỉnh vị trí mũ giày tay máy để di chuyển mũ giày từ bàn máy

(3)

theo bước sau:

Bước 1: Dùng cấu cấp mũ giày (cấp thô) từ

khay chứa sang bàn máy điều chỉnh vị tríXY Bàn máy có bậc tự do: tịnh tiến theo hai

phương X, Y xoay quanh trục Z thẳng đứng Bước 2: Dùng 01 camera treo phía bàn máy

 Y

X để chụp ảnh mũ giày Sử dụng kỹ thuật xử lý ảnh xác định tâm góc định hướng mũ

giày

Hình 4.Phương án cấp mũ giày xác cho máy in lụa

Bước 3: Tính sai lệch theo hai phương X, Y

sai lệch góc xoay mũ giày từ việc so sánh vị trí với vị trí chuẩn mũ giày

lưu máy tính trước

Bước 4: Điều khiển bàn máy tịnh tiến theo hai

phương X, Y xoay góc để khử sai lệch vừa tính

Bước 5: Dùng tay máy để di chuyển mũ giày (đã

được điều chỉnh xác vị trí) từ bàn máy

 Y

X sang băng tải máy in lụa tựđộng

3 THIẾT KẾ, CHẾ TẠO BÀN MÁY ĐIỀU CHỈNH CHÍNH XÁC VỊ TRÍ MŨ GIÀY

 Y

X VÀ MÂM HÚT ĐỊNH VỊ MŨ

GIÀY

3.1 Thiết kế, chế tạo bàn máy điều chỉnh xác vị trí mũ giày XY

Bàn máy điều chỉnh xác vị trí mũ giày gồm ba bậc tự do: tịnh tiến theo hai phương X, Y mặt phẳng ngang quay quanh trục Z thẳng đứng Hai chuyển động tịnh tiến X, Y thực bỡi

các trượt, chuyển động quay quanh trục Z nhờ truyền trục vít-bánh vít Ba động bước

được sử dụng đểđiều khiển bàn máy Kết cấu thật bàn máy điều chỉnh vịtrí hình

Hình 5.Bàn máy điều chỉnh vị trí XY

3.2 Thiết kế, chế tạo mâm hút định vị mũ giày

Mâm hút định vị mũ giày đặt bàn máy

điều chỉnh vị trí XY Mâm hút có nhiệm vụ

hút giữ phẳng mũ giày Vì cần phải tính tốn, chọn quạt hút thỏa mãn yêu cầu đặt

Áp dụng công thức:

p F

P . (1)

trong đó: P lực quạt tác động lên mũ giày; p áp suất quạt hút; F phần diện tích mũ giày chịu tác động quạt hút Đây

là diện tích cửa hút mặt mâm hút, diện tích khoảng 500÷1350 mm2, chọn F=800 mm2 Căn cứvào kích thước, hình dạng của mũ

giày đểđảm bảo lực tác dụng lên mũ giày điểm đặt lực nhau; phôi giữ

(4)

Hình 6.Kích thước mũ giày

Do vậy:

) ( 821356 ,

10gm N

Pphôi (2)

Suy ra:

7 , 3526

 

F P

p (N/m2) (3)

Chọn quạt hút có p =3290N/m2, ký hiệu VFC308A Công ty FUJI Nhật sản xuất

Hình 7.Mâm hút định vị mũ giày

4 XỬ LÝ ẢNH MŨ GIÀY TÍNH TỐN SAI SỐ VỊ TRÍ CỦA MŨ GIÀY

4.1 Giải thuật, chương trình xử lý ảnh mũ giày

Lưu đồ giải thuật hình Camera chụp ảnh mũ giày xử lý nhiễu, sau chuyển sang ảnh nhị

phân Kiểm tra sai số mũ giày tại, sai

số nhỏhơn 0,5 mm chuyển mũ giày sang băng

tải máy in lụa, kết thúc trình; sai số lớn

hơn 0,5mm tiến hành tìm trọng tâm góc định

hướng mũ giày để tính sai lệch vị trí mũ

giày Từđó tiến hành điều khiển bàn máy XY

đểđưa sai lệch vềkhông Bước kiểm tra sai số vị trí mũ giày xem có thỏa u cầu (< 0,5mm) khơng Quá trình lặp lại bước nêu Sai sốđược tính tốn phương pháp

chồng hình ảnh mũ giày với mũ giày chuẩn để so sánh độ trùng khít

Đểđiều khiển xác vị trí mũ giày dùng kỹ thuật xử lý ảnh phải ý đến nhiễu gây không ổn định nguồn sáng giá trịđộ

xám tùy thuộc vào vị trí khung hình bắt ảnh Vì vậy, khơng cần phần cứng đáng tin cậy cho camera, nguồn sáng card hình ảnh mà cịn phải phát triển thuật tốn thời gian thực đểđảm bảo việc xác định xác đặc trưng hình học tiết diện ngang (tiết diện mũ giày chụp

ảnh), nghĩa phải điều chỉnh sai lệch vị trí mũ

giày cách điều khiển vị trí bàn máy

 Y

X thời gian thực Bộđiều khiển nhận tín hiệu từ bộđiều khiển PC-based (bộđiều khiển

chính) lái động dịch chuyển bàn máy

 Y

(5)

Chụp ảnh, Tiền xử lý ảnh

Kiểm tra sai số vị trí mũ giày

Sai số thỏa yêu cầu

(< 0,5mm)

Chuyển mũ giày sang băng tải

máy in lụa

Xác định trọng tâm mũ giày

Đúng

Sai

Ảnh nhị phân BẮT ĐẦU

KẾT THÚC

Tính góc định hướng

Tính tốn sai lệch vị trí mũ giày

Điều khiển bàn máy

 Y X

Hình 8.Lưu đồ giải thuật

Mũ giày chuẩn Mũ giày cần điều chỉnh vị trí Hình 9.Ảnh nhị phân mũ giày

4.1.1 Các đặc trưng hình hc của mũ giày Trong thuật toán xác định sai lệch vị trí mũ

giày, mục tiêu đặt xác định sai lệch vịtrí mũ giày so với mũ giày chuẩn lưu máy tính, bao gồm:

- Sai lệch tịnh tiến Δx theo phương ngang (phương dịch chuyển trái - phải)

- Sai lệch tịnh tiến Δy theo phương tới - lui - Sai lệch góc xoay θ

Để thực điều đó, hai đặc trưng hình học tiết diện ngang áp dụng lên ảnh chụp Tâm

và Góc định hướng Khi đó, ảnh chụp xác

định ( ,y , )xC CT, C(xC,yC) tâm α góc định hướng hình ảnh mũ giày chụp

Tâm mũ giày:

Hình 10.Xác định đặc trưng hình học tiết diện phẳng mũ giày

Tâm tiết diện phẳng mũ giày xác định công thức [1]:

(4)

1 C

F

C F

x xdF

F

y ydF

F

    

 

 

(6)

Trong trường hợp rời rạc:

(5)

trong đó, Fk diện tích nguyên tố vị trí

(x yk, k)T F Fk

Đối với ảnh nhị phân mũ giày xét, ảnh

được chia nhỏthành điểm ảnh (pixel) Như vậy, coi phân bố pixel qua hàm ảnh sau [3]:

   

foreground background y

x F

1 ) ,

( (6)

Nghĩa vịtrí điểm ảnh (x,y), F(x,y) = 1 đen (foreground – điểm thuộc ảnh mũ giày) F(x,y) = 0 trắng (background – điểm khơng thuộc ảnh mũ giày) Có thể coi diện tích nguyên tố giá trị pixel Nếu kích thước ảnh chụp mxn diện tích tồn phần mũ giày chụp ảnh

Khi với

( ,y , )xC C T

chụp, có thểxác định:

      

 

 

 

m

y C

n

x C

y y x F F y

x y x F F x

1

). , ( 1

). , ( 1

(7)

Hình 11.Xác định đặc trưng hình học mũ giày

được chụp lại ảnh nhị phân

Hệ trục trung tâm góc định hướng:

Hệ trục gọi hệ trục quán tính trung tâm nếu:

(1) Moment quán tính ly tâm tiết diện ngang

đối với hệ trục

(2) Gốc tọa độ trùng với tâm tiết diện Xét hệ trục tọa độG Oxy , moment quán tính ly tâm tiết diện phẳng hệ trục tọa độđược

xác định bởi[1]:

xy F

J xydF (8) Rời rạc hóa ứng dụng cho ảnh nhịphân để xác

định moment quán tính mũ giày chụp ảnh

đối với hệ trục tọa độảnh:

1 ,1

( , ) xy

x n y m

J xyF x y

   

  (9)

trong đó: mxn là kích thước ảnh nhị phân

Giả sử hệ trục toạđộ R Cuv  hệ trục quán tính ly tâm ảnh chụp mũ giày, với C tâm

ảnh chụp momen qn tính ly tâm tiết diện phẳng hệ trục Juv = 0 Rđạt 1

1

C k k

k

C k k

k

x x F

F

y y F

F

       

 

( , )

( , )

x y

F F x y

(7)

quay O góc α chiều lượng giác quanh O, sau

đó tịnh tiến từO vềC Lúc α gọi góc định

hướng tiết diện phẳng

Hình 12. Hệ trục qn tính trung tâm

Ởđây, mục tiêu xác định góc định hướng

Xét điểm có tọa độ(x,y)T G (u,v)T R, mối quan hệ thiết lập được:

cos sin sin cos cos sin sin cos C C C C x x u

y v y

x x

u

v y y

                                          (10) Khi đó:                  

x x y y  dF x x y y dF y y x x y y x x uvdF J C C F C C C C F F C C uv 2 2 sin cos cos sin cos sin sin cos                    (11) Do dF diện tích phân tố nên rời rạc hóa:

       cos 2 sin , 1 2                                  m y n x k C C m

y xn

k C k k C k uv F x x y y F x x F y y J (12)   Juv

(13)

Sử dụng giá trịđã rời rạc cơng thức để

tìm góc định hướng cho mũ giày:

1 ,1

2

1

2 ( )( )

1 atan

( ) ( )

C C k x n y m

C k C k y m x n

y y x x F

y y F x x F

                                          (14)

4.1.2 Biểu diễn dạng moment thống kê Trong không gian hai chiều theo hai biến x, y có phân phối rời rạc F(x,y), moment thống kê [2]:

 

, ,

F( , ) p q p q

x y

m x y x y



 

(15)

Với (p,q) là bậc moment, tồn khơng gian chứa hai biến

Moment trung tâm [2]:

 

, ,

F( , )( ) (p )q

p q C C

x y

x y x x y y



   

(16)

Khi đó, chuyển cơng thức tính dạng

moment sau: + Vị trí trọng tâm:

1,0 0,0 0,1 0,0 C C m x m m y m          (17)

Ngày đăng: 01/04/2021, 18:39

TỪ KHÓA LIÊN QUAN

TÀI LIỆU CÙNG NGƯỜI DÙNG

TÀI LIỆU LIÊN QUAN

w