自动裁床裁刀轨迹控制算法(2)

　　[εmax=maxRsinθ2≤yCsRsinθ1y] （5）

　　对式（4）求一阶导数，得：

　　[dydyC=1-kRcoskyC+b] （6）

　　即最大法向误差εmax对应的[yC]满足：

　　[1-kRcoskyC+b=0] （7）

　　即：

　　[YC=cos-11kR-bk] （8）

　　式中：[cos-11kR]取值范围0～π，将式（8）代入式（4），得到实际轨迹的法向误差ε。

　　[ε=cos-11kR-bk-Rsincos-11kR] （9）

　　如式（9）小于误差设定值，则运动轨迹满足要求。

　　2 加工结果分析

　　本算法硬件平台以TI公司的DSP芯片TMS320LF2407A和ACTEL公司的A3P400 FPGA芯片为核心。DSP芯片作为控制处理器，主要完成各种运动控制算法、交流伺服控制算法、步进驱动控制算法。FPGA协助DSP工作，完成各种运动控制接口、系统开关量以及系统内部各种逻辑控制；DSP和FPGA协同工作，共同构建智能化缝制设备控制系统的核心单元，既充分利用DSP数据信号处理能力，进行复杂算法运算；又充分发挥FPGA运算速度快的特点，使其资源互补[7?8]。利用改进切割算法在终端用户现场切割效果如图3～图5所示。图3表明旋转角外围布料得到完整保护，旋转角具有清晰可见的边角；图4，图5表明，对于多层布料来说，上下切割基本一致，不存在明显的切割轨迹偏差。图3 切割布料效果

　　图6是统计结果，横轴表示转角个数，纵轴表示加工时间。图6表明，若切割过程中，转角越多本算法比传统算法节约时间越多，平均本算法比传统方式一节约10%的时间，比传统方式二节约20%的时间。同时大量的统计结果表明，平均本算法比传统方式一节约布料15%，比传统方式二节约布料5%。

　　图4 切割角料

　　图5 剩余角料

　　3 结 语

　　针对目前自动裁床裁刀抬刀旋转切割及刀尖保持不变旋转切割存在的问题，提出了一种全新的解决方案。大量实践表明，本文提出的算法不仅保持了目前两种自动裁床裁刀旋转切割方式的优点，同时避免了他们存在的缺点；不仅节约了生产材料，同时提高了生产效率。

　　图6 时间统计

　　参考文献

　　[1] 赵勇.智能型数控电脑裁床系统的研究与开发[D].成都：电子科技大学，2005.

　　[2] 黄建江.智能数控裁床的研究与开发[D].无锡：江南大学，2007.

　　[3] 郑荣.排料CAD技术对比分析与小衣片自动插入技术研究[D].杭州：浙江理工大学，2010.

　　[4] 王强.服装自动裁剪系统结构设计与优化研究[D].广州：广东工业大学，2007.

　　[5] 同济大学数学系.高等数学[M].北京：高等教育出版社，2007.

　　[6] 王体泮.裁刀切向跟随与切向刀补算法研究[J].兵工自动化，2013（2）：91?93.

　　[7] 王晓明，王玲.电动机的DSP控制：TI公司DSP应用[M].北京：北京航空航天大学出版社，2004.

　　[8] 潘松，黄继业.EDA技术实用教程[M].北京：科学出版社，2006.