專利名稱：一種自動裁床裁刀轉角控制方法
一種自動裁床裁刀轉角控制方法技術領域
本發明屬于服裝加工設備自動裁床技術領域，具體涉及一種自動裁床裁刀轉角控制方法。
背景技術：
自動裁床是服裝CAM設備當中的高端產品，它利用服裝CAD系統中的款式設計、樣板設計、放碼、排料等數字化信息，控制自動生產制造系統，實現多層衣片自動裁剪。
有關自動裁床的相關技術在中國專利文獻(專利申請號201020234741.3、 201120115281. 7,201010022892. 7,201010133261. 2)中已有披露。但是在這些現有技術中并沒有涉及裁刀轉角的控制方法，因此如何控制自動裁床裁刀轉角的方法，則是有待解決的問題。發明內容
本發明要解決的技術問題是提供一種自動裁床裁刀轉角控制方法。
本發明的一種自動裁床裁刀轉角控制方法，依次包括下列步驟(O設定裁刀的運動坐標系設置為X軸、Y軸、M軸，以及旋轉軸C軸，由4個伺服電機分別控制各軸的運動，裁刀不抬刀轉角的最小目標角度值為額定角度α ( α >0)；(2)工作過程中，當裁刀需要轉角時，如果轉角角度β(β>0)小于步驟(I)中設定額定角度α，則執行(3)，否則執行(6);(3)裁刀刀尖運動到轉角點，C軸旋轉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，則執行(6)； (5)如果(3)判斷為否，C軸再旋轉α/4角度，然后直接執行(6)；(6)裁刀刀尖運動到轉角點，旋轉C軸，同時移動X軸、Y軸，保持裁刀刀尖始終在轉角后的路徑上，刀尾在轉角前的路徑上，直至刀尖和刀尾都在轉角后的路徑上。
本發明的自動裁床裁刀轉角控制方法，其中，C軸在旋轉時，設定順時針旋轉為正向，逆時針旋轉為負向若正向旋轉時，則轉角后的角度等于在原角度的基礎上，加上旋轉角度；若負向旋轉時，則轉角后的角度等于在原角度的基礎上，減去旋轉角度。
本發明的自動裁床裁刀轉角控制方法，其中，額定角度α的數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。
本發明的一種自動裁床裁刀轉角控制方法，控制方法的控制系統分別由四個交流伺服電機(X軸電機、Y軸電機、M軸電機，以及旋轉軸C軸電機)，四個電機分別由4個交流伺服驅動器(X軸交流伺服驅動器、Y軸交流伺服驅動器、M軸交流伺服驅動器，以及旋轉軸C軸交流伺服驅動器)控制裁刀各坐標軸的運動。
根據裁刀刀身的寬度、布料的材料和布料的厚度，設定裁刀不抬刀轉角的最小目標角度值為額定角度α(α>0)。在工作過程中，當裁刀需要旋轉角度β (β>0)時，所述轉角控制方法，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)，則執行不抬刀轉角；如果β小于α，則當裁刀刀尖運動到轉角點時，旋轉軸C軸旋轉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，轉角后的角度Υ = β + α/2 ;如果Y小于α，則C軸再旋轉α/4角度，然后直接執行不抬刀轉角；如果Y大于α，則直接執行不抬刀轉角。
不抬刀轉角過程為當裁刀刀尖切割刀轉角點時，通過旋轉軸C軸的旋轉，同時移動X軸、Y軸，使裁刀刀尖始終保持在轉角后的路徑上，裁刀刀尾始終保持在轉角前的路徑上，直至刀尖和刀尾都在轉角后的路徑上，此次裁刀轉角結束；旋轉方向有系統控制核心微控制器控制，設定順時針旋轉為正向，逆時針旋轉為負向。 設初始角度為Θ，若正向旋轉β角度時，則轉角后的角度等于在原角度的基礎上，加上旋轉角度，也即是θ+β;若負向旋轉時，則轉角后的角度等于在原角度的基礎上，減去旋轉角度，也即是θ-β。
額定角度α的確定一般按如下規則設置如果裁刀刀身越長，α越小；如皮革、麻布等粗糙、生硬布料，α設置較大，棉布、化纖類α設置較小；布料疊放后的總厚度越大，α 設置越小。
針對現有技術中存在裁刀拐角時，裁刀經常需要強制抬起，然后再插入裁割，裁割過程經常停頓不連貫，轉角時角料浪費嚴重的問題，本發明提供了一種自動裁床裁刀轉角控制方法。采用本發明的方法，裁刀不抬刀轉角，實現了連續切割，解決了裁刀抬刀轉角過大，容易引起切割定位不準，布料浪費的問題，提高了工作效率。
圖1是表示自動裁床裁刀轉角控制結構示意圖；圖2是表示本發明自動裁刀轉角控制方法的流程圖；圖3是表示本發明自動裁刀轉角方向判斷流程圖。
具體實施方式
本發明將結合實施例參照附圖進行詳細說明，以便對本發明的目的，特征及優點進行更深入的理解。如圖1所示，裁刀轉角控制系統包含微控制器1，邏輯控制器2，速度位置控制電路3，數字信號處理器4，X軸驅動器5，X軸電機6，Y軸驅動器7，Y軸電機8，M軸驅動器9，M軸電機10，C軸驅動器11，C軸電機12，信號轉換電路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、數據信號，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， 如果判斷結果為是，則執行指令，如果判斷結果為否，則不執行。速度位置控制電路3將來自微控制器I和邏輯控制器2的指令傳輸給相應的驅動控制器(X軸驅動器5，Y軸驅動器8，M軸驅動器9，C軸驅動器11)，驅動控制器包含位置控制、電流控制、速度控制三個部分， 驅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(X軸電機6，Y軸電機8，M 軸電機10，C軸電機12)。在實際工作中，X軸電機6，Y軸電機8，M軸電機10，C軸電機12 往往需要同步聯動工作。同步聯動指令由微控制器1發出，經邏輯控制器2將工作指令分解后，速度位置控制電路3執行具體工作過程。速度位置控制電路3此時需要控制一個四維運動水平方向運動、豎直方向裁割布料運動和裁刀裁割方向運動。水平方向運動主要由X 軸電機6，Y軸電機8帶動裁床工作臺15完成，使之進行橫向和縱向移動，X軸電機6，Y軸電機8合成方向即為水平面的裁割方向；豎直方向裁割布料運動由M軸電機10帶動裁刀16 完成上下切割布料；裁刀裁割方向運動通過控制C軸電機12來調節裁刀16刀身的方向的控制。工作時，水平面上的裁割方向應與裁刀16刀身方向保持一致，如果不一致，則通過信號采集電路14調整，否則容易損壞裁刀，浪費布料，甚至整個切割材料不符合設計要求。信號采集電路14包含兩部分功能一是采集裁刀旋轉角度是否到位，二是判斷裁刀16刀身是否與水平運動方向一致。然后將采集的模擬信號數據發送給信號轉換電路13，經信號轉換電路13把模擬信號量化后，傳輸給數字信號處理器4，數字信號處理器4與微控制器I互相通信后，微控制器I給數字信號處理器4 一明確處理方案，數字信號處理器4將處理方案處理后經微控制器I。如果裁刀旋轉角度不到位，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發送要求調整裁刀16刀身角度的工作指令，速度位置控制電路3向C軸驅動器11下達微控制器I的指令，最好由C軸電機12來調整裁刀16刀身的角度。裁刀16刀身不與水平運動方向一致，微控制器I根據采集信號，判斷是裁刀16旋轉角度的問題，還是水平運動的問題，或者兩者均有問題，根據判斷結果，分別向邏輯控制器2和速度位置控制電路3發送要求調整工作指令，速度位置控制電路3向(X軸驅動器5，Y軸驅動器8，C軸驅動器11下達微控制器I的相應指令，最好由X軸電機6，Y軸電機8，C軸電機12完成對應的調整工作。
如圖2所示,步驟21為裁床系統處在正常工作狀態。步驟22為系統設置不抬刀轉角的額定角度α。步驟23為正常工作狀態下，判斷是否有有轉角動作請求，如果判斷結果為沒有轉角動作請求，則保持原有狀態，繼續工作，也即是沒有轉角請求，就是繼續沿直線切割，不做任何轉角動作；如果判斷結果是有轉角動作請求，則執行步驟24。如果請求轉角角度為β，則步驟24判斷轉角角度β是否大于步驟22中設定的不抬刀轉角角度α如果判斷結果為是，則直接執行步驟26不抬刀轉角裁割；如果判斷結果為否，如果判斷結果為否，則執行步驟25。步驟25中，當裁刀刀尖運動到轉角點時，旋轉軸C軸旋轉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，轉角后的角度Y = β + α /2。 步驟25執行完畢后，步驟27再次判斷旋轉后的角度Y是否大于額定角度α，如果判斷結果為否，則執行步驟29 ;如果判斷結果為是，則執行步驟26不抬刀轉角裁割。步驟29中，旋轉軸C軸旋轉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，直接執行步驟26不抬刀轉角裁割。步驟26不抬刀轉角裁割執行過程為 當裁刀刀尖切割刀轉角點時，通過旋轉軸C軸的旋轉，同時移動X軸、Y軸、M軸，始終保持四周聯動，使裁刀刀尖始終保持在轉角后的路徑上，裁刀刀尾始終保持在轉角前的路徑上。步驟28主要是判斷步驟26轉角是否完成，如果判斷結果為否，則繼續步驟26的工作；如果判斷結果為是，則此次轉角結束。步驟28判斷的標準是刀尖和刀尾都在轉角后的路徑上，如果裁刀刀身的方向與設定轉角后方向一致，即可判斷轉角結束。
圖2中只判斷了旋轉角度的絕對值，沒有判斷旋轉角度的相對值，即是沒有判斷旋轉方向，具體旋轉方向依據圖3進行。
如圖3所示，步驟31轉角前設初始角度Θ，步驟32系統需要轉角，旋轉角度為 β。步驟33判斷旋轉方向，旋轉方向有系統控制核心微控制器控制，設定順時針旋轉為正向，逆時針旋轉為負向，如果判斷結果為順時針，則執行步驟34，如果判斷旋轉方向為逆時針，則執行步驟35。步驟34為順時針旋轉，旋轉后角度Y等于在原角度的基礎上，加上旋轉角度，也即是Υ = θ+β。步驟35為逆時針旋轉，旋轉后角度Y等于在原角度的基礎上， 加上旋轉角度，也即是Υ = θ-β。
在圖2中，步驟24的旋轉方向根據核心微控制器發出角度的符號判斷，如果微控制器發出旋轉角度大于零，表示正向旋轉，也即是順時針轉角；如果微控制器發出旋轉角度小于零，表示負向旋轉，也即是逆時針旋轉。步驟25，步驟26，步驟29的旋轉方向與步驟24 方向一致。因此，實際工作過程中，只需要判斷步驟24的旋轉方向，余下該旋轉過程的方向與步驟24保持一樣，只到此次旋轉結束。
在圖2中，步驟22額定角度α根據不同的工作環境和工作狀態來設置。一般而言，額定角度α的大小根據裁刀刀身的寬度、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越小；如皮革、麻布等粗糙、生 硬布料，α設置較大，棉布、化纖類α設置較小；布 料疊放后的總厚度越大，α設置越小。額定角度α的值需要經過多次此測試，把測試結果保存在微控制器內置存儲器中。
權利要求
1.一種自動裁床裁刀轉角控制方法，其特征在于所述控制方法依次包括下列步驟(1)設定裁刀的運動坐標系設置為X軸、Y軸、M軸，以及旋轉軸C軸，由4個伺服電機分別控制各軸的運動，裁刀不抬刀轉角的最小目標角度值為額定角度α ( α >0)；(2)工作過程中，當裁刀需要轉角時，如果轉角角度β(β>0)小于步驟(I)中設定額定角度α，則執行(3)，否則執行(6);(3)裁刀刀尖運動到轉角點，C軸旋轉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，則執行(6)；(5)如果(3)判斷為否，C軸再旋轉α/4角度，然后直接執行(6)；(6)裁刀刀尖運動到轉角點，旋轉C軸，同時移動X軸、Y軸，保持裁刀刀尖始終在轉角后的路徑上，刀尾在轉角前的路徑上，直至刀尖和刀尾都在轉角后的路徑上。
2.根據權利要求1所述的自動裁床裁刀轉角控制方法，其特征在于所述C軸，在旋轉時，設定順時針旋轉為正向，逆時針旋轉為負向若正向旋轉時，則轉角后的角度等于在原角度的基礎上，加上旋轉角度；若負向旋轉時，則轉角后的角度等于在原角度的基礎上，減去旋轉角度。
3.根據權利要求1所述的自動裁床裁刀轉角控制方法，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
本發明提供了一種自動裁床裁刀轉角控制方法，包括步驟設定裁刀不抬刀轉角的最小目標角度值為額定角度α(α>0)；當裁刀需要轉角時，如果轉角角度β(β>0)大于額定角度α，則執行不抬刀直接旋轉切割；如果轉角角度β(β>0)小于額定角度α，則裁刀旋轉α/2角度，此時角度γ=β+α/2大于α值，則執行不抬旋轉切割轉角；如果角度γ小于額定角度α，則裁刀再次旋轉α/4角度，然后直接執行不抬刀旋轉切割轉角。采用本發明的方法，裁刀不抬刀轉角，實現了連續切割，解決了裁刀抬刀轉角過大，容易引起切割定位不準，布料浪費的問題，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 優先權日2012年10月24日
發明者祝本明, 楊奕昕, 陳波, 石航飛, 劉玲, 劉必標, 趙毅忠, 張天佑, 任緯, 王體泮 申請人:綿陽市維博電子有限責任公司