專利名稱：一種自動裁床裁刀轉(zhuǎn)角控制方法
一種自動裁床裁刀轉(zhuǎn)角控制方法技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于服裝加工設(shè)備自動裁床技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種自動裁床裁刀轉(zhuǎn)角控制方法。
背景技術(shù)：
自動裁床是服裝CAM設(shè)備當(dāng)中的高端產(chǎn)品，它利用服裝CAD系統(tǒng)中的款式設(shè)計、樣板設(shè)計、放碼、排料等數(shù)字化信息，控制自動生產(chǎn)制造系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)多層衣片自動裁剪。
有關(guān)自動裁床的相關(guān)技術(shù)在中國專利文獻(xiàn)(專利申請?zhí)?01020234741.3、 201120115281. 7,201010022892. 7,201010133261. 2)中已有披露。但是在這些現(xiàn)有技術(shù)中并沒有涉及裁刀轉(zhuǎn)角的控制方法，因此如何控制自動裁床裁刀轉(zhuǎn)角的方法，則是有待解決的問題。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種自動裁床裁刀轉(zhuǎn)角控制方法。
本發(fā)明的一種自動裁床裁刀轉(zhuǎn)角控制方法，依次包括下列步驟(O設(shè)定裁刀的運(yùn)動坐標(biāo)系設(shè)置為X軸、Y軸、M軸，以及旋轉(zhuǎn)軸C軸，由4個伺服電機(jī)分別控制各軸的運(yùn)動，裁刀不抬刀轉(zhuǎn)角的最小目標(biāo)角度值為額定角度α ( α >0)；(2)工作過程中，當(dāng)裁刀需要轉(zhuǎn)角時，如果轉(zhuǎn)角角度β(β>0)小于步驟(I)中設(shè)定額定角度α，則執(zhí)行(3)，否則執(zhí)行(6);(3)裁刀刀尖運(yùn)動到轉(zhuǎn)角點(diǎn)，C軸旋轉(zhuǎn)α/2角度，判斷此時角度Υ= β + α/2是否大于 α值；(4)如果(3)判斷為是，則執(zhí)行(6)； (5)如果(3)判斷為否，C軸再旋轉(zhuǎn)α/4角度，然后直接執(zhí)行(6)；(6)裁刀刀尖運(yùn)動到轉(zhuǎn)角點(diǎn)，旋轉(zhuǎn)C軸，同時移動X軸、Y軸，保持裁刀刀尖始終在轉(zhuǎn)角后的路徑上，刀尾在轉(zhuǎn)角前的路徑上，直至刀尖和刀尾都在轉(zhuǎn)角后的路徑上。
本發(fā)明的自動裁床裁刀轉(zhuǎn)角控制方法，其中，C軸在旋轉(zhuǎn)時，設(shè)定順時針旋轉(zhuǎn)為正向，逆時針旋轉(zhuǎn)為負(fù)向若正向旋轉(zhuǎn)時，則轉(zhuǎn)角后的角度等于在原角度的基礎(chǔ)上，加上旋轉(zhuǎn)角度；若負(fù)向旋轉(zhuǎn)時，則轉(zhuǎn)角后的角度等于在原角度的基礎(chǔ)上，減去旋轉(zhuǎn)角度。
本發(fā)明的自動裁床裁刀轉(zhuǎn)角控制方法，其中，額定角度α的數(shù)值隨著裁刀刀身的寬度、布料的材料和多層布料疊放后的總厚度不同而變化。
本發(fā)明的一種自動裁床裁刀轉(zhuǎn)角控制方法，控制方法的控制系統(tǒng)分別由四個交流伺服電機(jī)(X軸電機(jī)、Y軸電機(jī)、M軸電機(jī)，以及旋轉(zhuǎn)軸C軸電機(jī))，四個電機(jī)分別由4個交流伺服驅(qū)動器(X軸交流伺服驅(qū)動器、Y軸交流伺服驅(qū)動器、M軸交流伺服驅(qū)動器，以及旋轉(zhuǎn)軸C軸交流伺服驅(qū)動器)控制裁刀各坐標(biāo)軸的運(yùn)動。
根據(jù)裁刀刀身的寬度、布料的材料和布料的厚度，設(shè)定裁刀不抬刀轉(zhuǎn)角的最小目標(biāo)角度值為額定角度α(α>0)。在工作過程中，當(dāng)裁刀需要旋轉(zhuǎn)角度β (β>0)時，所述轉(zhuǎn)角控制方法，包括下列步驟首先要判斷β是否大于α，如果β大于α (含等于)，則執(zhí)行不抬刀轉(zhuǎn)角；如果β小于α，則當(dāng)裁刀刀尖運(yùn)動到轉(zhuǎn)角點(diǎn)時，旋轉(zhuǎn)軸C軸旋轉(zhuǎn)α/2角度，同時移動 X軸、Y軸，始終保持裁刀刀尖相對裁割布面位置不變，轉(zhuǎn)角后的角度Υ = β + α/2 ;如果Y小于α，則C軸再旋轉(zhuǎn)α/4角度，然后直接執(zhí)行不抬刀轉(zhuǎn)角；如果Y大于α，則直接執(zhí)行不抬刀轉(zhuǎn)角。
不抬刀轉(zhuǎn)角過程為當(dāng)裁刀刀尖切割刀轉(zhuǎn)角點(diǎn)時，通過旋轉(zhuǎn)軸C軸的旋轉(zhuǎn)，同時移動X軸、Y軸，使裁刀刀尖始終保持在轉(zhuǎn)角后的路徑上，裁刀刀尾始終保持在轉(zhuǎn)角前的路徑上，直至刀尖和刀尾都在轉(zhuǎn)角后的路徑上，此次裁刀轉(zhuǎn)角結(jié)束；旋轉(zhuǎn)方向有系統(tǒng)控制核心微控制器控制，設(shè)定順時針旋轉(zhuǎn)為正向，逆時針旋轉(zhuǎn)為負(fù)向。 設(shè)初始角度為Θ，若正向旋轉(zhuǎn)β角度時，則轉(zhuǎn)角后的角度等于在原角度的基礎(chǔ)上，加上旋轉(zhuǎn)角度，也即是θ+β;若負(fù)向旋轉(zhuǎn)時，則轉(zhuǎn)角后的角度等于在原角度的基礎(chǔ)上，減去旋轉(zhuǎn)角度，也即是θ-β。
額定角度α的確定一般按如下規(guī)則設(shè)置如果裁刀刀身越長，α越??；如皮革、麻布等粗糙、生硬布料，α設(shè)置較大，棉布、化纖類α設(shè)置較??；布料疊放后的總厚度越大，α 設(shè)置越小。
針對現(xiàn)有技術(shù)中存在裁刀拐角時，裁刀經(jīng)常需要強(qiáng)制抬起，然后再插入裁割，裁割過程經(jīng)常停頓不連貫，轉(zhuǎn)角時角料浪費(fèi)嚴(yán)重的問題，本發(fā)明提供了一種自動裁床裁刀轉(zhuǎn)角控制方法。采用本發(fā)明的方法，裁刀不抬刀轉(zhuǎn)角，實(shí)現(xiàn)了連續(xù)切割，解決了裁刀抬刀轉(zhuǎn)角過大，容易引起切割定位不準(zhǔn)，布料浪費(fèi)的問題，提高了工作效率。


圖1是表示自動裁床裁刀轉(zhuǎn)角控制結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是表示本發(fā)明自動裁刀轉(zhuǎn)角控制方法的流程圖；圖3是表示本發(fā)明自動裁刀轉(zhuǎn)角方向判斷流程圖。
具體實(shí)施方式
本發(fā)明將結(jié)合實(shí)施例參照附圖進(jìn)行詳細(xì)說明，以便對本發(fā)明的目的，特征及優(yōu)點(diǎn)進(jìn)行更深入的理解。如圖1所示，裁刀轉(zhuǎn)角控制系統(tǒng)包含微控制器1，邏輯控制器2，速度位置控制電路3，數(shù)字信號處理器4，X軸驅(qū)動器5，X軸電機(jī)6，Y軸驅(qū)動器7，Y軸電機(jī)8，M軸驅(qū)動器9，M軸電機(jī)10，C軸驅(qū)動器11，C軸電機(jī)12，信號轉(zhuǎn)換電路13，信號采集電路14，工作臺15，裁刀16。微控制器I通過CAN總線與邏輯控制器2和速度位置控制電路3接口。 CAN總線上有控制、地址、數(shù)據(jù)信號，通過CAN總線，微控制器I分別向邏輯控制器2和速度位置控制電路3發(fā)送工作指令，由邏輯控制器2判斷后輸出具體工作邏輯指令給速度位置控制電路3，由速度位置控制電路3判斷來自微控制器I和邏輯控制器2的指令是否一致， 如果判斷結(jié)果為是，則執(zhí)行指令，如果判斷結(jié)果為否，則不執(zhí)行。速度位置控制電路3將來自微控制器I和邏輯控制器2的指令傳輸給相應(yīng)的驅(qū)動控制器(X軸驅(qū)動器5，Y軸驅(qū)動器8，M軸驅(qū)動器9，C軸驅(qū)動器11)，驅(qū)動控制器包含位置控制、電流控制、速度控制三個部分， 驅(qū)動控制器依次將位置控制、電流控制、速度控制提供給各電機(jī)(X軸電機(jī)6，Y軸電機(jī)8，M 軸電機(jī)10，C軸電機(jī)12)。在實(shí)際工作中，X軸電機(jī)6，Y軸電機(jī)8，M軸電機(jī)10，C軸電機(jī)12 往往需要同步聯(lián)動工作。同步聯(lián)動指令由微控制器1發(fā)出，經(jīng)邏輯控制器2將工作指令分解后，速度位置控制電路3執(zhí)行具體工作過程。速度位置控制電路3此時需要控制一個四維運(yùn)動水平方向運(yùn)動、豎直方向裁割布料運(yùn)動和裁刀裁割方向運(yùn)動。水平方向運(yùn)動主要由X 軸電機(jī)6，Y軸電機(jī)8帶動裁床工作臺15完成，使之進(jìn)行橫向和縱向移動，X軸電機(jī)6，Y軸電機(jī)8合成方向即為水平面的裁割方向；豎直方向裁割布料運(yùn)動由M軸電機(jī)10帶動裁刀16 完成上下切割布料；裁刀裁割方向運(yùn)動通過控制C軸電機(jī)12來調(diào)節(jié)裁刀16刀身的方向的控制。工作時，水平面上的裁割方向應(yīng)與裁刀16刀身方向保持一致，如果不一致，則通過信號采集電路14調(diào)整，否則容易損壞裁刀，浪費(fèi)布料，甚至整個切割材料不符合設(shè)計要求。信號采集電路14包含兩部分功能一是采集裁刀旋轉(zhuǎn)角度是否到位，二是判斷裁刀16刀身是否與水平運(yùn)動方向一致。然后將采集的模擬信號數(shù)據(jù)發(fā)送給信號轉(zhuǎn)換電路13，經(jīng)信號轉(zhuǎn)換電路13把模擬信號量化后，傳輸給數(shù)字信號處理器4，數(shù)字信號處理器4與微控制器I互相通信后，微控制器I給數(shù)字信號處理器4 一明確處理方案，數(shù)字信號處理器4將處理方案處理后經(jīng)微控制器I。如果裁刀旋轉(zhuǎn)角度不到位，則微控制器I分別向邏輯控制器2和速度位置控制電路3發(fā)送要求調(diào)整裁刀16刀身角度的工作指令，速度位置控制電路3向C軸驅(qū)動器11下達(dá)微控制器I的指令，最好由C軸電機(jī)12來調(diào)整裁刀16刀身的角度。裁刀16刀身不與水平運(yùn)動方向一致，微控制器I根據(jù)采集信號，判斷是裁刀16旋轉(zhuǎn)角度的問題，還是水平運(yùn)動的問題，或者兩者均有問題，根據(jù)判斷結(jié)果，分別向邏輯控制器2和速度位置控制電路3發(fā)送要求調(diào)整工作指令，速度位置控制電路3向(X軸驅(qū)動器5，Y軸驅(qū)動器8，C軸驅(qū)動器11下達(dá)微控制器I的相應(yīng)指令，最好由X軸電機(jī)6，Y軸電機(jī)8，C軸電機(jī)12完成對應(yīng)的調(diào)整工作。
如圖2所示,步驟21為裁床系統(tǒng)處在正常工作狀態(tài)。步驟22為系統(tǒng)設(shè)置不抬刀轉(zhuǎn)角的額定角度α。步驟23為正常工作狀態(tài)下，判斷是否有有轉(zhuǎn)角動作請求，如果判斷結(jié)果為沒有轉(zhuǎn)角動作請求，則保持原有狀態(tài)，繼續(xù)工作，也即是沒有轉(zhuǎn)角請求，就是繼續(xù)沿直線切割，不做任何轉(zhuǎn)角動作；如果判斷結(jié)果是有轉(zhuǎn)角動作請求，則執(zhí)行步驟24。如果請求轉(zhuǎn)角角度為β，則步驟24判斷轉(zhuǎn)角角度β是否大于步驟22中設(shè)定的不抬刀轉(zhuǎn)角角度α如果判斷結(jié)果為是，則直接執(zhí)行步驟26不抬刀轉(zhuǎn)角裁割；如果判斷結(jié)果為否，如果判斷結(jié)果為否，則執(zhí)行步驟25。步驟25中，當(dāng)裁刀刀尖運(yùn)動到轉(zhuǎn)角點(diǎn)時，旋轉(zhuǎn)軸C軸旋轉(zhuǎn)α/2角度， 同時移動X軸、Y軸，始終保持裁刀刀尖相對裁割布面位置不變，轉(zhuǎn)角后的角度Y = β + α /2。 步驟25執(zhí)行完畢后，步驟27再次判斷旋轉(zhuǎn)后的角度Y是否大于額定角度α，如果判斷結(jié)果為否，則執(zhí)行步驟29 ;如果判斷結(jié)果為是，則執(zhí)行步驟26不抬刀轉(zhuǎn)角裁割。步驟29中，旋轉(zhuǎn)軸C軸旋轉(zhuǎn)α /4角度，同時移動X軸、Y軸，始終保持裁刀刀尖相對裁割布面位置不變。 步驟29完成后，直接執(zhí)行步驟26不抬刀轉(zhuǎn)角裁割。步驟26不抬刀轉(zhuǎn)角裁割執(zhí)行過程為 當(dāng)裁刀刀尖切割刀轉(zhuǎn)角點(diǎn)時，通過旋轉(zhuǎn)軸C軸的旋轉(zhuǎn)，同時移動X軸、Y軸、M軸，始終保持四周聯(lián)動，使裁刀刀尖始終保持在轉(zhuǎn)角后的路徑上，裁刀刀尾始終保持在轉(zhuǎn)角前的路徑上。步驟28主要是判斷步驟26轉(zhuǎn)角是否完成，如果判斷結(jié)果為否，則繼續(xù)步驟26的工作；如果判斷結(jié)果為是，則此次轉(zhuǎn)角結(jié)束。步驟28判斷的標(biāo)準(zhǔn)是刀尖和刀尾都在轉(zhuǎn)角后的路徑上，如果裁刀刀身的方向與設(shè)定轉(zhuǎn)角后方向一致，即可判斷轉(zhuǎn)角結(jié)束。
圖2中只判斷了旋轉(zhuǎn)角度的絕對值，沒有判斷旋轉(zhuǎn)角度的相對值，即是沒有判斷旋轉(zhuǎn)方向，具體旋轉(zhuǎn)方向依據(jù)圖3進(jìn)行。
如圖3所示，步驟31轉(zhuǎn)角前設(shè)初始角度Θ，步驟32系統(tǒng)需要轉(zhuǎn)角，旋轉(zhuǎn)角度為 β。步驟33判斷旋轉(zhuǎn)方向，旋轉(zhuǎn)方向有系統(tǒng)控制核心微控制器控制，設(shè)定順時針旋轉(zhuǎn)為正向，逆時針旋轉(zhuǎn)為負(fù)向，如果判斷結(jié)果為順時針，則執(zhí)行步驟34，如果判斷旋轉(zhuǎn)方向?yàn)槟鏁r針，則執(zhí)行步驟35。步驟34為順時針旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)后角度Y等于在原角度的基礎(chǔ)上，加上旋轉(zhuǎn)角度，也即是Υ = θ+β。步驟35為逆時針旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)后角度Y等于在原角度的基礎(chǔ)上， 加上旋轉(zhuǎn)角度，也即是Υ = θ-β。
在圖2中，步驟24的旋轉(zhuǎn)方向根據(jù)核心微控制器發(fā)出角度的符號判斷，如果微控制器發(fā)出旋轉(zhuǎn)角度大于零，表示正向旋轉(zhuǎn)，也即是順時針轉(zhuǎn)角；如果微控制器發(fā)出旋轉(zhuǎn)角度小于零，表示負(fù)向旋轉(zhuǎn)，也即是逆時針旋轉(zhuǎn)。步驟25，步驟26，步驟29的旋轉(zhuǎn)方向與步驟24 方向一致。因此，實(shí)際工作過程中，只需要判斷步驟24的旋轉(zhuǎn)方向，余下該旋轉(zhuǎn)過程的方向與步驟24保持一樣，只到此次旋轉(zhuǎn)結(jié)束。
在圖2中，步驟22額定角度α根據(jù)不同的工作環(huán)境和工作狀態(tài)來設(shè)置。一般而言，額定角度α的大小根據(jù)裁刀刀身的寬度、布料的材料和布料的厚度不同而變化，如果裁刀刀身越長，α越??；如皮革、麻布等粗糙、生 硬布料，α設(shè)置較大，棉布、化纖類α設(shè)置較??；布 料疊放后的總厚度越大，α設(shè)置越小。額定角度α的值需要經(jīng)過多次此測試，把測試結(jié)果保存在微控制器內(nèi)置存儲器中。
權(quán)利要求
1.一種自動裁床裁刀轉(zhuǎn)角控制方法，其特征在于所述控制方法依次包括下列步驟(1)設(shè)定裁刀的運(yùn)動坐標(biāo)系設(shè)置為X軸、Y軸、M軸，以及旋轉(zhuǎn)軸C軸，由4個伺服電機(jī)分別控制各軸的運(yùn)動，裁刀不抬刀轉(zhuǎn)角的最小目標(biāo)角度值為額定角度α ( α >0)；(2)工作過程中，當(dāng)裁刀需要轉(zhuǎn)角時，如果轉(zhuǎn)角角度β(β>0)小于步驟(I)中設(shè)定額定角度α，則執(zhí)行(3)，否則執(zhí)行(6);(3)裁刀刀尖運(yùn)動到轉(zhuǎn)角點(diǎn)，C軸旋轉(zhuǎn)α/2角度，判斷此時角度Υ= β + α/2是否大于 α值；(4)如果(3)判斷為是，則執(zhí)行(6)；(5)如果(3)判斷為否，C軸再旋轉(zhuǎn)α/4角度，然后直接執(zhí)行(6)；(6)裁刀刀尖運(yùn)動到轉(zhuǎn)角點(diǎn)，旋轉(zhuǎn)C軸，同時移動X軸、Y軸，保持裁刀刀尖始終在轉(zhuǎn)角后的路徑上，刀尾在轉(zhuǎn)角前的路徑上，直至刀尖和刀尾都在轉(zhuǎn)角后的路徑上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動裁床裁刀轉(zhuǎn)角控制方法，其特征在于所述C軸，在旋轉(zhuǎn)時，設(shè)定順時針旋轉(zhuǎn)為正向，逆時針旋轉(zhuǎn)為負(fù)向若正向旋轉(zhuǎn)時，則轉(zhuǎn)角后的角度等于在原角度的基礎(chǔ)上，加上旋轉(zhuǎn)角度；若負(fù)向旋轉(zhuǎn)時，則轉(zhuǎn)角后的角度等于在原角度的基礎(chǔ)上，減去旋轉(zhuǎn)角度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動裁床裁刀轉(zhuǎn)角控制方法，其特征在于所述的額定角度 α，額定角度α的數(shù)值隨著裁刀刀身的寬度、布料的材料和多層布料疊放后的總厚度不同而變化。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種自動裁床裁刀轉(zhuǎn)角控制方法，包括步驟設(shè)定裁刀不抬刀轉(zhuǎn)角的最小目標(biāo)角度值為額定角度α(α>0)；當(dāng)裁刀需要轉(zhuǎn)角時，如果轉(zhuǎn)角角度β(β>0)大于額定角度α，則執(zhí)行不抬刀直接旋轉(zhuǎn)切割；如果轉(zhuǎn)角角度β(β>0)小于額定角度α，則裁刀旋轉(zhuǎn)α/2角度，此時角度γ=β+α/2大于α值，則執(zhí)行不抬旋轉(zhuǎn)切割轉(zhuǎn)角；如果角度γ小于額定角度α，則裁刀再次旋轉(zhuǎn)α/4角度，然后直接執(zhí)行不抬刀旋轉(zhuǎn)切割轉(zhuǎn)角。采用本發(fā)明的方法，裁刀不抬刀轉(zhuǎn)角，實(shí)現(xiàn)了連續(xù)切割，解決了裁刀抬刀轉(zhuǎn)角過大，容易引起切割定位不準(zhǔn)，布料浪費(fèi)的問題，提高了工作效率。
文檔編號G05B19/4097GK103019156SQ20121040788
公開日2013年4月3日 申請日期2012年10月24日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月24日
發(fā)明者祝本明, 楊奕昕, 陳波, 石航飛, 劉玲, 劉必標(biāo), 趙毅忠, 張?zhí)煊? 任緯, 王體泮 申請人:綿陽市維博電子有限責(zé)任公司