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

TAÏP CHÍ PHAÙT TRIEÅN KH&CN, TAÄP 18, SOÁ K2- 2015 
Trang 5 
Thiết kế và chế tạo hệ thống cấp mũ giày 
chính xác cho máy in lụa trong 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) 
TÓM TẮT: 
Công đoạn cấp mũ giày cho máy in lụa tự 
động để in các vạch nhấn lên mũ giày đang tồn 
tại các vấn đề sau: thứ nhất, việc định vị mũ giày 
lên băng tải của máy in lụa được thực hiện bằng 
tay, chủ yếu dựa vào kinh nghiệm của công nhân. 
Vì vậy, làm giảm năng suất và tăng chi phí của 
sản phẩm; thứ hai, có sai lệch vị trí của các vạch 
nhấn trên mũ giày sau khi in (sai lệch hiện tại là 
± 1 mm) nên ảnh hưởng đến công đoạn tiếp theo 
là may đường viền trang trí lên các vạch nhấn 
này. Hiện nay, các công ty sản xuất giày ở Việt 
Nam mong muốn giải quyết các vấn đề trên, 
nhưng cho đến nay, ngoài việc giải quyết thủ 
công thì chưa có phương án sử dụng robot khả 
thi nào được đưa ra. Bài báo này giới thiệu một 
phương án cấp mũ giày chính xác cho máy in lụa 
6 trạm dùng robot và kỹ thuật xử lý ảnh. Một 
camera được sử dụng để chụp ảnh của mũ giày. 
Ảnh này được chuyển sang ảnh nhị phân dùng 
cho việc xử lý ảnh để tính toán các sai lệch vị trí 
theo các phương X, Y và sai lệch góc xoay  của 
mũ giày. Một thuật toán dùng để tính toán các sai 
lệch nêu trên được đề xuất trong bài báo này. Mũ 
giày được đặt trên bàn máy điều chỉnh vị trí 
 YX . Bàn máy  YX có thể tịnh tiến 
theo các phương X, Y và xoay góc  , được điều 
khiển bởi ba động cơ. Nhiệm vụ của bàn máy là 
điều chỉnh chính xác vị trí của mũ giày bằng cách 
so sánh vị trí hiện tại với vị trí chuẩn của nó đã 
được lưu trong máy tính trước đó. Tính hiệu quả 
của thuật toán cũng như độ chính xác của phần 
xử lý ảnh và của hệ thống cơ khí đã được chứng 
minh qua các kết quả thực nghiệm trên hệ thống 
thực tế.
Từ khóa: mũ giày, vạch nhấn, bàn máy  YX .
1. GIỚI THIỆU 
Hiện nay, trên thị trường có nhiều loại giày thể 
thao được trang trí bằng cách in các vạch nhấn 
song song lên mũ giày bỡi máy in lụa tự động. 
Theo kết quả khảo sát, hầu hết các công ty sản xuất 
giày ở Việt Nam đều sử dụng hình thức cấp mũ 
giày bằng tay cho máy in lụa tự động để in các 
vạch nhấn song song này (các vạch nhấn màu 
SCIENCE & TECHNOLOGY DEVELOPMENT, Vol.18, No.K2 - 2015 
Trang 6 
trắng như hình 1). 
Có hai loại máy in lụa tự động dùng để in các 
vạch nhấn song song lên mũ giày: máy in lụa tự 
động dạng xoay tròn và máy in lụa dạng 6 trạm đặt 
dọc. Công đoạn cấp mũ giày cho hai loại máy in 
này đều do công nhân thực hiện bằng tay. 
Hình 1. Các vạch nhấn song song màu trắng trên mũ 
giày thể thao 
Cho đến nay, vẫn chưa có công trình nghiên cứu 
trong và ngoài nước nào liên quan đến việc dùng 
robot cấp mũ giày chính xác cho máy in lụa tự động 
để tăng độ chính xác vị trí của các vạch nhấn trên 
mũ giày. Việc cấp phôi do công nhân thực hiện 
bằng tay dựa vào các đường chuẩn là các đường kẻ 
dọc và ngang trên băng tải của máy in lụa. Vì vậy 
độ chính không cao, có sự sai lệch vị trí của các 
vạch nhấn trên mũ giày sau khi in. Sai lệch hiện tại 
là ± 1mm. Điều này ảnh hưởng lớn đến công đoạn 
kế tiếp là may đường viền lên các vạch nhấn. 
Bài báo này trình bày việc thiết kế, chế tạo hệ 
thống sử dụng robot cấp mũ giày chính xác cho máy 
in lụa tự động dạng 6 trạm đặt dọc dùng để in các 
vạch nhấn song song lên mũ giày nhằm tăng độ 
chính xác vị trí của các vạch nhấn; đồng thời giảm 
bớt nhân công và thời gian ở công đoạn cấp phôi, 
tăng hiệu quả kinh tế do giảm phế phẩm. Độ chính 
xác vị trí của các vạch nhấn trên mũ giày cần đạt ± 
0,5 mm. Kết quả nghiên cứu của bài báo này là cơ 
sở để thiết kế, chế tạo toàn bộ hệ thống in lụa tự 
động 6 trạm dùng để in các vạch nhấn lên mũ giày 
cung cấp cho các công ty sản xuất giày ở Việt Nam. 
2. PHƯƠNG ÁN CẤP MŨ GIÀY CHÍNH XÁC 
CHO MÁY IN LỤA 
2.1. Thực trạng công đoạn in các vạch nhấn lên 
mũ giày 
Hiện tại, ở Việt Nam, một số công ty sản xuất 
giày sử dụng máy in lụa tự động dạng 6 trạm đặt 
dọc để in các vạch nhấn lên mũ giày. Công đoạn 
định vị mũ giày lên băng tải của máy in lụa do các 
công nhân thực hiện bằng tay. Công nhân định vị 
mũ giày dựa vào các đường chuẩn (dọc và ngang) 
đã vạch sẵn trên các tấm nhôm của băng tải như 
hình 2. Các tấm nhôm này có quét lớp keo mỏng để 
kết dính mũ giày. Sai lệch vị trí của các vạch nhấn 
trên mũ giày sau khi in là ± 1 mm. 
Hình 2. Định vị mũ giày trên băng tải của máy in lụa tự 
động (do công nhân thực hiện bằng tay) 
Công đoạn in các vạch nhấn lên mũ giày tại 
doanh nghiệp tư nhân Giày Á Châu (Asia Shoes 
Pte.) hoàn toàn do công nhân thực hiện bằng tay 
từng sản phẩm một (hình 3). 
Hình 3. Công đoạn in các vạch nhấn lên mũ giày tại 
doanh nghiệp tư nhân Giày Á Châu 
2.2. Phương án cấp mũ giày chính xác cho máy 
in lụa 
Dùng bàn máy  YX để điều chỉnh vị trí mũ 
giày và tay máy để di chuyển mũ giày từ bàn máy 
sang băng tải của máy in lụa. Trình tự thực hiện 
TAÏP CHÍ PHAÙT TRIEÅN KH&CN, TAÄP 18, SOÁ K2- 2015 
Trang 7 
theo 5 bước sau: 
Bước 1: Dùng cơ cấu cấp mũ giày (cấp thô) từ 
khay chứa sang bàn máy điều chỉnh vị trí  YX . 
Bàn máy này có 3 bậc tự do: tịnh tiến theo hai 
phương X, Y và xoay quanh trục Z thẳng đứng. 
Bước 2: Dùng 01 camera treo phía trên bàn máy 
 YX để chụp ảnh mũ giày. Sử dụng kỹ thuật 
xử lý ảnh xác định tâm và góc định hướng của mũ 
giày. 

Hình 4. Phương án cấp mũ giày chính xác cho máy in 
lụa 
Bước 3: Tính sai lệch theo hai phương X, Y và 
sai lệch góc xoay  của mũ giày từ việc so sánh 
vị trí hiện tại với vị trí chuẩn của mũ giày đã được 
lưu trong máy tính trước đó. 
Bước 4: Điều khiển bàn máy tịnh tiến theo hai 
phương X, Y và xoay góc  để khử các sai lệch 
vừa tính. 
Bước 5: Dùng tay máy để di chuyển mũ giày (đã 
được điều chỉnh chính xác vị trí) từ bàn máy 
 YX sang băng tải của máy in lụa tự động. 
3. THIẾT KẾ, CHẾ TẠO BÀN MÁY ĐIỀU 
CHỈNH CHÍNH XÁC VỊ TRÍ MŨ GIÀY 
 YX VÀ MÂM HÚT ĐỊNH VỊ MŨ 
GIÀY 
3.1. Thiết kế, chế tạo bàn máy điều chỉnh chính 
xác vị trí mũ giày  YX 
Bàn máy điều chỉnh chính xác vị trí mũ giày gồm 
ba bậc tự do: tịnh tiến theo hai phương X, Y trong 
mặt phẳng ngang và quay quanh trục Z thẳng đứng. 
Hai chuyển động tịnh tiến X, Y được thực hiện bỡi 
các thanh trượt, chuyển động quay quanh trục Z 
nhờ bộ truyền trục vít-bánh vít. Ba động cơ bước 
được sử dụng để điều khiển bàn máy này. Kết cấu 
thật của bàn máy điều chỉnh vị trí như hình 5. 
Hình 5. Bàn máy điều chỉnh vị trí  YX 
3.2. Thiết kế, chế tạo mâm hút định vị mũ giày 
Mâm hút định vị mũ giày được đặt trên bàn máy 
điều chỉnh vị trí  YX . Mâm hút có nhiệm vụ 
hút và giữ phẳng mũ giày. Vì vậy cần phải tính toán, 
chọn quạt hút thỏa mãn yêu cầu đặt ra. 
Áp dụng công thức: 
pFP . (1) 
trong đó: P là lực do quạt tác động lên mũ giày; 
p là áp suất của quạt hút; F là một phần diện tích 
của mũ giày chịu tác động của quạt hút. Đây chính 
là diện tích của các cửa hút trên mặt của mâm hút, 
diện tích này khoảng 500÷1350 mm2, chọn F=800 
mm2. Căn cứ vào kích thước, hình dạng của mũ 
giày và để đảm bảo lực tác dụng lên mũ giày ở tại 
mỗi điểm đặt lực là như nhau; phôi luôn được giữ 
chặt; phẳng trong suốt quá trình điều chỉnh vị trí thì 
cần phải có ít nhất 10 điểm có lực tác dụng lên phôi 
(kết quả nhận được từ thử nghiệm). 
SCIENCE & TECHNOLOGY DEVELOPMENT, Vol.18, No.K2 - 2015 
Trang 8 
Hình 6. Kích thước mũ giày 
Do vậy: 
)(821356,2..10 NmgP phôi (2) 
Suy ra: 
7,3526 
F
Pp (N/m2) (3) 
Chọn quạt hút có p =3290N/m2, ký hiệu VFC308A 
do Công ty FUJI của Nhật sản xuất. 
Hình 7. Mâm hút định vị mũ giày 
4. XỬ LÝ ẢNH MŨ GIÀY. TÍNH TOÁN SAI 
SỐ VỊ TRÍ CỦA MŨ GIÀY 
4.1. Giải thuật, chương trình xử lý ảnh mũ giày 
Lưu đồ giải thuật như hình 8. Camera chụp ảnh 
mũ giày và xử lý nhiễu, sau đó chuyển sang ảnh nhị 
phân. Kiểm tra sai số của mũ giày hiện tại, nếu sai 
số nhỏ hơn 0,5 mm thì chuyển mũ giày sang băng 
tải của máy in lụa, kết thúc quá trình; nếu sai số lớn 
hơn 0,5mm thì tiến hành tìm trọng tâm và góc định 
hướng của mũ giày để tính các sai lệch vị trí của mũ 
giày. Từ đó tiến hành điều khiển bàn máy  YX 
để đưa các sai lệch này về không. Bước tiếp theo là 
kiểm tra sai số vị trí của mũ giày xem có thỏa yêu 
cầu (< 0,5mm) không. Quá trình sẽ lặp lại các bước 
nêu trên. Sai số được tính toán bằng phương pháp 
chồng hình ảnh của mũ giày với mũ giày chuẩn để 
so sánh độ trùng khít. 
Để điều khiển chính xác vị trí của mũ giày dùng 
kỹ thuật xử lý ảnh thì phải chú ý đến nhiễu gây ra 
bởi sự không ổn định của nguồn sáng và giá trị độ 
xám tùy thuộc vào vị trí của khung hình bắt ảnh. Vì 
vậy, không những cần phần cứng đáng tin cậy cho 
camera, nguồn sáng và card hình ảnh mà còn phải 
phát triển các thuật toán thời gian thực để đảm bảo 
việc xác định chính xác các đặc trưng hình học của 
tiết diện ngang (tiết diện mũ giày được chụp trên 
ảnh), nghĩa là phải điều chỉnh sai lệch vị trí của mũ 
giày bằng cách điều khiển vị trí các bàn máy 
 YX trong thời gian thực. Bộ điều khiển nhận 
tín hiệu từ bộ điều khiển PC-based (bộ điều khiển 
chính) lái các động cơ dịch chuyển các bàn máy 
 YX để khử các sai lệch vị trí của mũ giày. 
TAÏP CHÍ PHAÙT TRIEÅN KH&CN, TAÄP 18, SOÁ K2- 2015 
Trang 9 
Chụp ảnh,
Tiền xử lý ảnh
Kiểm tra sai số vị trí 
của mũ giày
Sai số
thỏa yêu cầu 
(< 0,5mm)
Chuyển mũ giày 
sang băng tải của 
máy in lụa
Xác định trọng tâm
của mũ giày
Đúng
Sai
Ảnh nhị phân
BẮT ĐẦU
KẾT THÚC
Tính góc định hướng
Tính toán các sai lệch 
vị trí của mũ giày
Điều khiển bàn máy
 YX
Hình 8. Lưu đồ giải thuật 
 Mũ giày chuẩn Mũ giày cần điều chỉnh vị trí 
Hình 9. Ảnh nhị phân của mũ giày 
4.1.1. Các đặc trưng hình học của mũ giày 
Trong thuật toán xác định sai lệch vị trí của mũ 
giày, mục tiêu đặt ra là xác định được các sai lệch 
vị trí của mũ giày hiện tại so với mũ giày chuẩn đã 
lưu trong 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 hiện điều đó, hai đặc trưng hình học của 
tiết diện ngang được áp dụng lên ảnh chụp là Tâm 
và Góc định hướng. Khi đó, mỗi ảnh chụp được xác 
định là ( ,y , )TC Cx , trong đó C(xC,yC) là tâm 
và α là góc định hướng của hình ảnh mũ giày được 
chụp. 
Tâm của mũ giày: 
Hình 10. Xác định đặc trưng hình học của tiết diện 
phẳng mũ giày 
Tâm của tiết diện phẳng mũ giày được xác định 
bởi công thức [1]: 
 (4) 
1
1
C
F
C
F
x xdF
F
y ydF
F
SCIENCE & TECHNOLOGY DEVELOPMENT, Vol.18, No.K2 - 2015 
Trang 10 
Trong trường hợp rời rạc: 
 (5) 
trong đó, kF là diện tích nguyên tố tại và vị trí 
( , )Tk kx y và kF F  . 
Đối với ảnh nhị phân của mũ giày đang xét, ảnh 
được chia nhỏ thành các điểm ảnh (pixel). Như vậy, có 
thể coi sự phân bố các pixel qua hàm ảnh như sau [3]: 
foreground
background
yxF
1
0
),( (6) 
Nghĩa là tại mỗi vị trí điểm ảnh (x,y), F(x,y) = 1 
nếu tại đó là nền đen (foreground – điểm thuộc ảnh 
của mũ giày) và F(x,y) = 0 nếu đó là nền trắng 
(background – điểm không thuộc ảnh của mũ giày). 
Có thể coi diện tích nguyên tố chính là giá trị của 
pixel. Nếu kích thước ảnh chụp là mxn thì diện tích 
của toàn bộ phần mũ giày chụp trên ảnh là
. Khi đó với mọi 
( ,y , )TC Cx được chụp, có thể xác định: 


m
y
C
n
x
C
yyxF
F
y
xyxF
F
x
1
1
).,(1
).,(1
 (7) 
Hình 11. Xác định đặc trưng hình học của mũ giày 
được chụp lại trên ảnh nhị phân 
Hệ trục chính trung tâm và góc định hướng: 
 Hệ trục được gọi là hệ trục quán tính chính trung 
tâm nếu: 
 (1) Moment quán tính ly tâm của tiết diện ngang 
đối với hệ trục bằng 0. 
 (2) Gốc tọa độ trùng với tâm của tiết diện. 
Xét hệ trục tọa độ G Oxy , moment quán tính ly 
tâm của tiết diện phẳng đối với hệ trục tọa độ được 
xác định bởi[1]: 
xy
F
J xydF 
 (8) 
Rời rạc hóa và ứng dụng cho ảnh nhị phân để xác 
định moment quán tính của mũ giày chụp trên ảnh 
đối với hệ trục tọa độ ảnh: 
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 toạ độ R Cuv là hệ trục quán 
tính ly tâm của ảnh chụp mũ giày, với C là tâm của 
ảnh chụp và khi đó momen quán tính ly tâm của tiết 
diện phẳng đối với hệ trục Juv = 0. R đạt được khi 
1
1
C k k
k
C k k
k
x x F
F
y y F
F


( , )
( , )
x y
F F x y

 
TAÏP CHÍ PHAÙT TRIEÅN KH&CN, TAÄP 18, SOÁ K2- 2015 
Trang 11 
quay O một góc α chiều lượng giác quanh O, sau 
đó tịnh tiến từ O về C. Lúc đó α gọi là góc định 
hướng của tiết diện phẳng. 
Hình 12. Hệ trục quán tính chính trung tâm 
Ở đây, mục tiêu chính là xác định góc định hướng 
. 
Xét một điểm có tọa độ (x,y)T trong G và (u,v)T 
trong R, khi đó mối quan hệ thiết lập được: 
cos sin
sin cos
cos sin
sin cos
C
C
C
C
xx u
y v y
x xu
v y y
 (10) 
Khi đó: 
 
 
 
 dFyyxx
xxyy
dFyyxx
yyxxuvdFJ
CC
F
CC
CC
F F
CCuv
22
22
sincos
cossin
cossin
sincos
 (11) 
Do dF là diện tích phân tố nên có thể rời rạc hóa: 
2cos
2
2sin
1,1
1 1
22

 
mynx
kCC
my nx
kCkkCkuv
Fxxyy
FxxFyyJ
(12) 
0 uvJ (13) 
Sử dụng các giá trị đã rời rạc ở công thức trên để 
tìm góc định hướng cho mũ giày: 
1 ,1
2 2
1 1
2 ( )( )
1 atan
2
( ) ( )
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 dưới dạng moment thống kê 
Trong một không gian hai chiều theo hai biến x, 
y có phân phối rời rạc F(x,y), moment thống kê [2]: 
,
,
F( , ) p qp q
x y
m x y x y
 
 
(15) 
Với (p,q) là bậc của moment, là toàn bộ không 
gian chứa hai biến. 
Moment trung tâm [2]: 
,
,
F( , )( ) ( )p qp q C C
x y
x y x x y y
 
 
(16) 
Khi đó, chuyển các công thức tính về dạng 
moment như sau: 
+ Vị trí trọng tâm: 
1,0
0,0
0,1
0,0
C
C
m
x
m
m
y
m
 (17) 
+ Góc hợp bởi trục chính dài nhất và trục Ox: 
1,1
2,0 0,2
21 atan
2

 
(18) 
α

SCIENCE & TECHNOLOGY DEVELOPMENT, Vol.18, No.K2 - 2015 
Trang 12 
4.2. Tính toán sai lệch vị trí của mũ giày 
4.2.1. Sử dụng các đặc trưng hình học để xác định 
các sai lệch vị trí của mũ giày 
Sau khi có vị trí tâm và góc định hướng của mũ 
giày, so sánh với vị trí tâm và góc định hướng của 
mũ giày chuẩn. Xét ảnh mũ giày chuẩn 
( , y , )Tr Cr Cr rx và ảnh mũ giày hiện tại 
( ,y , )TC Cx : 
+ Sai lệch tịnh tiến: 
Cr C
Cr C
x x x
y y y
(19) 
+ Sai lệch góc: r (20) 
θ 
xC
yC
xCr
yCr
x
y
 α
 αr
Hình 13. Tính toán sai lệch vị trí của mũ giày 
4.2.2. Điều khiển bàn máy  YX 
Sau khi có các sai lệch vị trí của mũ giày, tiến 
hành điều khiển bàn máy  YX bằng số xung 
tương ứng: 
+ Tịnh tiến theo phương x: 
 xung (21) 
 lx là bước nguyên tố của động cơ. 
+ Tịnh tiến theo phương y: 
 xung (22) 
 ly là bước nguyên tố của động cơ. 
+ Quay quanh tâm: 
 xung (23) 
 φ0 là góc quay nguyên tố của động cơ. 
5. THIẾT KẾ, CHẾ TẠO TAY MÁY CẤP MŨ 
GIÀY CHÍNH XÁC TỪ BÀN MÁY ĐIỀU 
CHỈNH VỊ TRÍ  YX SANG BĂNG TẢI 
CỦA MÁY IN LỤA 
Tay máy sử dụng trục vít me bi được điều khiển 
bởi động cơ AC servo, có nhiệm vụ di chuyển mũ 
giày đã được điều chỉnh chính xác vị trí (trên bàn 
máy  YX ) sang băng tải của máy in lụa. 
Hình 14. Đầu hút mũ giày 
Đầu hút mũ giày lắp trên tay máy có nhiệm vụ 
hút và giữ mũ giày trong quá trình di chuyển. Đầu 
hút nâng-hạ nhờ xi lanh khí nén, có độ ổn định cao 
khi hoạt động liên tục, có khả năng dập tắt được dao 
động phát sinh trong quá trình làm việc và có kết 
cấu phù hợp để lắp ghép các bộ phận của máy. Tính 
toán trục vít me bi dựa theo tài liệu [4]. 
Hình 15. Mô hình 3D của hệ thống cấp mũ giày 
chính xác cho máy in lụa 
| |
x
x
xn
l
| |
y
y
yn
l
0
| |n

TAÏP CHÍ PHAÙT TRIEÅN KH&CN, TAÄP 18, SOÁ K2- 2015 
Trang 13 
1. Thân máy 2. Bàn máy điều chỉnh vị trí 
3. Động cơ 4. Đầu hút mũ giày 
5. Vítme 6. Camera 
7. Xilanh khí nén 8. Giá lắp camera 
6. THỬ NGHIỆM VÀ ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ 
Hệ thống cấp mũ giày đã được chạy thử nghiệm 
nhiều lần với nhiều màu sắc của mũ giày. Số lượng 
mũ giày chạy thử nghiệm là 450 mũ giày với 03 
màu sắc: 150 mũ giày màu đen, 150 mũ giày màu 
hồng và 150 mũ giày màu nâu. 
Hình 16. Hệ thống cấp mũ giày chính xác 
Hình 17. Mạch điều khiển thực tế 
Kết quả sai lệch vị trí của một số mũ giày đo được 
như bảng 1. Biểu đồ phân bố sai số vị trí của các 
mũ giày thử nghiệm như hình 18. 
Bảng 1. Sai số vị trí của mũ giày thử nghiệm 
Mũ giày 
màu đen 
Sai số 
(mm) 
Δx: 0,34 
Δy: 0,37 
Δx: 0,38 
Δy: 0,32 
Mũ giày 
màu 
hồng 
Sai số 
(mm) 
Δx: 0,36 
Δy: 0,35 
Δx: 0,37 
Δy: 0,33 
Mũ giày 
màu nâu 
Sai số 
(mm) 
Δx: 0,34 
Δy: 0,34 
Δx: 0,38 
Δy: 0,35 
SCIENCE & TECHNOLOGY DEVELOPMENT, Vol.18, No.K2 - 2015 
Trang 14 
0
0,05
0,1
0,15
0,2
0,25
0,3
0,35
0,4
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
Sai số Dx
Sai số Dy
 Hình 18. Biểu đồ phân bố sai số vị trí của mũ giày 
Nhận xét kết quả thử nghiệm: 
- Kết cấu cơ khí của hệ thống cấp mũ giày: đảm bảo 
độ cứng vững, hoạt động ổn định, đạt độ chính 
xác theo yêu cầu. 
- Mạch điều khiển, camera và phần mềm xử lý ảnh: 
hoạt động ổn định. 
- Sai số vị trí đo được của tất cả các mũ giày thử 
nghiệm: < 0,4mm (khoảng 0,3mm - 0,38mm). 
7. KẾT LUẬN 
Bài báo trình bày kết quả thiết kế và chế tạo hệ 
thống cấp mũ giày chính xác cho máy in lụa tự động 
dạng 6 trạm đặt dọc dùng để in các vạch nhấn song 
song lên mũ giày nhằm tăng độ chính xác vị trí của 
các vạch nhấn. Kết quả thử nghiệm cho thấy độ 
chính xác vị trí của mũ giày nhỏ hơn ± 0,4 mm; kết 
cấu cơ khí đảm bảo độ cứng vững, ổn định; mạch 
điều khiển hoạt động ổn định; đáp ứng thời gian 
thực. Kết quả nghiên cứu của bài báo là cơ sở để 
thiết kế, chế tạo toàn bộ hệ thống in lụa tự động 6 
trạm dùng để in các vạch nhấn lên mũ giày cung 
cấp cho các Công ty sản xuất giày ở Việt Nam. 
Lời cảm ơn: Nghiên cứu này được thực hiện nhờ nguồn kinh 
phí từ Sở Khoa học & Công nghệ Tp. Hồ Chí Minh. Các tác giả 
xin trân trọng cảm ơn.
Design and fabrication of precise shoe-
upper feeder system for screen printing 
machine in shoe industry 
 Trong Hieu Bui 
 Thanh Huy Phung 
Ho Chi Minh City University of Technology, VNU-HCM_ hieubt@hcmut.edu.vn 
ABSTRACT: 
The feeding stage of sport shoe-upper for 
automatic screen printing machine for printing 
press-segments on shoe-upper exists the 
following issues: Firstly, the locating shoe-uppers 
on the conveyor of screen printing machine is 
made by hand and based on the experience of 
TAÏP CHÍ PHAÙT TRIEÅN KH&CN, TAÄP 18, SOÁ K2- 2015 
Trang 15 
workers. So, this reduces productivity and 
increases the cost of the product. Secondly, there 
are deviations of the press-segments on shoe-
upper after printing (the current deviation is ± 1 
mm). So, these are affected to the next stage of 
sewing contour lines on the shoe-upper. Currently, 
the shoe manufacturing company in Vietnam wish 
solve these problems, but so far, in addition to 
resolve manually there is no feasible method has 
been given. 
In this paper, a precise position control of 
shoe-upper for screen printing machine using 
image processing techniques is introduced. A 
camera is used to capture the image of shoe-
upper. The binary image of shoe-upper is used for 
image processing to recognize the position errors 
in directions of X, Y and  coordinates. A new 
algorithm to calculate the position errors of shoe-
upper is proposed in this paper. The shoe-upper is 
locating on  YX tables which can move X, Y 
directions and rotating  angle. These tables are 
controlled by three servo motors. The mission of 
 YX tables are adjustable positioning 
accuracy of the shoes-upper by comparing the 
current position with its standard position that has 
been previously stored in the computer. The 
effectiveness of the calculation algorithm of shoe-
upper errors and the high accuracy of image 
processing and mechanical system are proven 
through experimental results. 
Key words: shoe-upper, press-segment,  YX tables. 
TÀI LIỆU THAM KHẢO 
[1] Dietmar Gross et al., Engineering Mechanics, 
Vol 1-2, Springer (2009). 
[2] Roy R. Craig, Mechanics of Materials, 2nd 
Edition, Wiley (1990). 
[3] Wilhelm Burger and Mark J. Burge, Principle 
of Digital Image Processing, Springer, 2009. 
[4] Nguyễn Hữu Lộc, Cơ sở thiết kế máy, NXB 
Đại học Quốc gia Tp. HCM (2013).