服装裁割机控制系统的设计与实现

论文摘要

数控服装面料裁割是服装加工技术发展的必然趋势,其先进程度对于服装加工生产有着决定性影响。服装裁割技术正向着更快速更精确的方向发展,服装裁割机运动控制系统研究对提高裁割机的整体性能,提高服装行业生产率,提升企业的竞争实力有着深远的意义。为提高服装裁割机的切割精度和切割速度,在分析国内外服装裁割技术现状和服装裁割机运动控制系统技术难点的基础上,针对以下问题:1、如何对服装裁割机的切割图形样片进行图形重构,提高服装切割精度;2、如何对加工多路径段进行速度规划,加减速过渡控制,提高加工柔度和加工速度;3、如何设计服装裁割机的运动控制系统的运动控制器并且实现服装切割功能;进行了深入研究,取得如下研究成果:1、针对服装裁割机运动控制系统进行系统架构分析,并提出了以TMS320F2812主控芯片为核心,采用图形重构方法和速度控制方法提高服装裁割机性能的设计方案。2、比较了Bezier算法、Akima算法、B样条算法等典型图形重构算法,设计了准均匀B样条算法,仿真和实验结果表明该方法使加工轨迹曲线光滑,减小了加工轨迹的数据量和拟合误差。3、设计了六段前瞻速度规划方法与S曲线加减速过渡算法对服装裁割过程中连续微路径段的进行速度控制,实验结果表明该方法对于各类图形加工柔度优良,速度突变小,并且缩短了加工时间。4、设计并实现了基于TMS320F2812的服装裁割机的运动控制器,详细介绍了硬件设计方案和数据传输、数据解析、切割等系统功能。5、设计实验方案验证本文所设计方法并测试服装裁割机切割性能,实验结果表明本文所设计的服装裁割机运动控制系统提高了服装切割的性能。6、最后,对全文进行总结,并提出有待改进的研究内容。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 研究背景和意义
• 1.2 服装裁割技术概述
• 1.2.1 服装裁割技术
• 1.2.2 激光裁割方式
• 1.2.3 服装裁割机关键技术分析
• 1.3 服装裁割机技术研究现状及发展趋势
• 1.3.1 服装裁割机研究现状
• 1.3.2 轨迹重构方法研究现状
• 1.3.3 速度控制方法研究现状
• 1.3.4 服装裁割技术的发展趋势
• 1.4 本文主要研究内容
• 1.5 本章小结
• 第2章 服装裁割机系统架构设计
• 2.1 引言
• 2.2 服装裁割机机械平台架构设计
• 2.2.1 裁割机床身布局
• 2.2.2 伺服驱动器以及伺服电机
• 2.2.3 激光发生器
• 2.3 服装裁割机运动控制系统架构设计
• 2.3.1 运动控制系统总体设计分析
• 2.3.2 运动控制系统总体设计方案
• 2.3.3 运动控制系统总体设计特点
• 2.4 本章小结
• 第3章 服装裁割机裁割加工轨迹重构方法研究
• 3.1 引言
• 3.2 加工轨迹重构基本方法
• 3.2.1 Bezier 算法
• 3.2.2 Akima 算法
• 3.3 准均匀B 样条算法
• 3.3.1 B 样条基本算法
• 3.3.2 准均匀B 样条算法流程
• 3.4 算法仿真分析
• 3.5 本章小结
• 第4章 服装裁割机运动速度规划及加减速过渡算法研究
• 4.1 引言
• 4.2 速度规划算法
• 4.2.1 前瞻方法
• 4.2.2 回溯方法
• 4.2.3 多段前瞻预处理法
• 4.3 加减速过渡算法
• 4.3.1 问题的描述
• 4.3.2 算法分析与设计
• 4.3.3 加减速过渡方法的仿真
• 4.4 本章小结
• 第5章 服装裁割机运动控制系统软硬件设计
• 5.1 引言
• 5.2 运动控制系统的硬件设计
• 5.2.1 系统总体结构设计
• 5.2.2 伺服系统的配线和设置
• 5.2.3 系统输入/输出接口设计
• 5.2.4 硬件平台实物图
• 5.3 运动控制系统的软件设计
• 5.3.1 软件总体结构及功能模块设计
• 5.3.2 数据传输和解析
• 5.3.3 速度预处理
• 5.3.4 裁割功能
• 5.4 本章小结
• 第6章 服装裁割机运动控制算法实验研究
• 6.1 引言
• 6.2 服装裁割机平台简介
• 6.2.1 服装裁割机基本构成
• 6.2.2 服装裁割机性能指标
• 6.3 服装裁割运动控制算法验证实验
• 6.3.1 实验方案与设备
• 6.3.2 服装样片图形重构的性能验证实验
• 6.3.3 裁割机的加减速过渡算法的性能验证实验
• 6.3.4 服装样片切割性能验证实验
• 6.4 本章小结
• 第7章 总结与展望
• 7.1 研究工作总结
• 7.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间参加的科研项目和成果