服装裁割机控制系统的设计与实现

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1、服装裁割机控制系统的设计与实现作者姓名：胡磊指导教师：俞立、徐建明浙江工业大学信息工程学院20 1 1 年3 月D i s s e r t a t i o nS u b m i t t e dt oZ h e j i a n gU n i V e r s i 坶o f7 r e c h n o l o g yf o rt h eD e g r e eo fM a s t e rD e s i g no fC o n t r o lS y s t e m sf o rG a r m e n tC u t t i n gM a c h i n e sC a n d i d a t e ：H uL

2、e iA d v i s o r ：Y uL i ，X uJ i a nm i n gC o U e g eo fI n l 0 r m a t i o nE n g i n e e r i n gZ h e j i a n gU n i V e r s i 坶o fT e c h n o l o g yM a r2 0 1 l浙江工业大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所提交的学位论文是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的研究成果。除文中已经加以标注引用的内容外，本论文不包含其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果，也不含为获得浙江工业大学或其它教育机构的学位证书而使用过的材料。对本

3、文的研究作出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人承担本声明的法律责任。作者签名：1 闸象0日期：历，f 年j ，月才日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权浙江工业大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于作者签名：导师签名：l 、保密口2 、不保密年解密后适用本授权书。( 请在以上相应方框内打“寸)锏幼够日期：却年，月涉日日期：却f 1 年f 月砂日浙江工业大学

4、硕士学位论文服装裁割机控制系统的设计与实现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

5、且实现服装切割功能；进行了深入研究，取得如下研究成果：l 、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T M S 3 2 0 F 2 8 1 2 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B e z i 盯算法、砧【i m a 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

6、间。4 、设计并实现了基于T M S 3 2 0 F 2 8 1 2 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。关键词：服装裁割机，运动控制系统，图形重构，加减速过渡算法i浙江工业大学硕士学位论文D E S I G No FC O N T R o LS Y S T E M SF o RG A R M E N TC U T T I NGM _ A C H I N ESA

7、B S T R A C TN u I m r i c l n l r o lg 勰tc l I t t i n gi si n e 、，i t a b l y 心巴n do ft l l ed e v e l o p I n e n to fg 黜e n tp r o c e s s i n g ni sd e c i d e dg 蚴e n tp l 删汜豁i I l gp I 烈l u c t i o nb yt l l eq l l a l i 哆o fg 砌e n tc I m i n gI I I a c m n 略I ti st h et a r g 烈o fg 团强e n tc

8、u t t h l gm a c h i n e st h a tm o r el l i g h 哪，e e d 觚d c I l r ；l C y T h e他s e a r c l lw h i c hi m p r 0 V e s 圮p l e ：r f 0 r m 锄c eo fg 枷e n t 饥m i n gm a c l l i n e sa n dt h ep I o d u c t i V i 哆o fg 锄锄t 证d l l S t D rh 硒趾i n l p o l t a n ts i g I l i 6 c 锄C e ，a n d 睨l l l a n c 骼圮c

9、 ( n l p I 砘t i V e n e s so fe n t e r p r i s e s T 1 0 访l p r 0 V e 廿l ep I D c e s s i n g C l u ? a C y 甜l dS p e e do fg 姗e n tc l I t t i I l gm a c l l i n e s ，m i sp a p e rS t u d i e dt h em o t i o nc o n t r o ls ) ，妣mo fg 鲫m 锄tc u 施n gm h i l l e s0 nt l l eb 觞i so fr e v i c v 血gr e

10、l a t e dt ：h e o 巧锄dt e c h n o l o g i 鹪i ne x i s t i n gl i t e 翰t u r 豁T h ek e yp o i I l t Sw I l i c ha 陀s t i Un o t 他s o I v e da r eh o wt O 吼l p p 他鼹廿l ep m c e s s i n g 锄ro ft l l ec 咖n gm a c l l i I l eb yu s i n g 伊a p K c a l纰r e c o m 仃u c t i o na l g o r i t l l m h o wt 0s h o

11、r t e n 也ep I 0 I 鼹i n g 妇锄de n s 孵也eq u a l i 锣o f 仕屺p r o d u c t s ，锄dh 删t 0d e s 洒t h em 以o n I 炯U 盯锄di n l p l e m e n tt h e 知蜘o no fg 锄m n tc 嘶n gm a C s mm 血s t u d i e s 锄dc o n c l u S i o 璐o ft h i sp a p e ra r el i S t e d 雒b e l o w ：F i r s t l y i ti sd e s i g n e dn 1 0 t i o ns y

12、s t e mo fg 锄e n tc l m i I l gm a c h i I l e s 加砌y 2 虹gt 1 1 ec l l a m C t 耐S t i c so fg a 缸n e n tc u t t i I l gm 蛐s ni sa d o p t e d 伊a p m c a l r e C 0 n s t r t l c t i o I l ，锄dS p e e dc 0 曲0 li I l 也e l 埘0 nb 勰e do nt h eC 0 o f T M S 3 2 0 F 2 8 1 2 S e c o n d l y i ti sc o m p 鲫e dB

13、 e z i 盱a 1 9 0 r i t h m ，胁aa l g 嘶t h ma n dB - s p l i n ea 1 9 0 r i 吼I ti sd e s i 萨e dQ u 嬲i 枷f o mB - s p l i 鹏伊a p l l i c a ld a t a c o n S _ 吨以0 na l g o r i t l l ：mf 0 rm o t i o nc 0 砷IS y S t c mi nc u t t i n gm l l i I l e s ni sd e m o 船恻c d 也a tt h em e t l l o ds m o o t h st l l

14、 ec u r v e ，他d u c e s 也e铲印m c a ld a 执觚di m p r o v e st l l ep r o c e s s i I l g 伽- r a c yb yt h es i I n u l a _ t i o na n de x p e r i I m n t a lr e s u l t S 删r d l y i ti sd e s i 驴e dt h el o O k - h e a ds p e e dp l 觚I l i n gm e 也0 d 觚dS c u r v c c e l e r a t i o n 鲫dd e c e l e r

15、a t i o ni I lt c m so ft l l ec h a r a c t e r i s t i c so ft h ep r o c e s s i n gp a t l l I ti ss h o w e dt I I a tt l l em e m o ds h o 哟璐t 1 1 ep r o c 懿s i l l gt i m e 锄de n 跚r e st 1 1 ep r o c e S S i n gn e x i b i l i t ) ，b ye x p 鲥吼t a J 铬u l t s F o u r 衄y i ti sd e s i g I l e da

16、c o n 昀l l e r 晰m1 M S 3 2 0 F 2 8l2 ，a n dc a 玎i e do u tt l 圮m a i l l 胁C t i o 娜i n c l u d i n gd a t a s m i s s i o I l d a t a 锄a l y s i s 锄dc u t t i n gg 锄n 锄t F i f m l y i ti sd e s i g I l e dt l l ee x p e r i m e n t a lp r o g r a mt oV e r i 匆t l l ep e r f 0 珊a n c eo fg 觚r l e n t

17、c 们i n gm h i m sa r l dt l l ep r o p o s e dm e t l l o d si I l 也ep 印e r I ti sd e m o n s 砸I t e dm a tt l l em e t l I o d sa 坞i iv a l i d 锄dt 1 1 ep e r f o n 】Q 觚F i n a l l y ；i ti sb r i e n矗l n h 盯他眦h K e yw o r d s ：g 锄e n tc u t t i n gm h i I l e s m o t i o nc o n 臼0 Is y s t e m ，铲a

18、p l l i c a ld a 协坞c o m 栅c t i o 玛a c c e l e r a t i o nd e c e l e 瑚畸o na l g o r i t l l m浙江工业大学硕士学位论文摘要目录第l 章绪论i11 1 研究背景和意义11 2 服装裁割技术概述21 2 1 服装裁割技术21 2 2 激光裁割方式。21 2 3 服装裁割机关键技术分析31 3 服装裁割机技术研究现状及发展趋势31 41 5第2 章2 12 21 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。34本文主要研

19、究内容7本章小结8服装裁割机系统架构设计9弓l 言9服装裁割机机械平台架构设计92 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1 32 4第3 章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本章小结l5服装载割机裁割加工轨迹重构方法研究1 63 1引言163 2 加工轨迹重构基本方法。l63 2 1B c z i 盯算法3 2 2A k i m a 算法173 3 准均匀B 样条算法183 3 IB 样条基本算法l83 3 2 准均匀B 样条算法流程l93

20、4 算法仿真分析2 03 5 本章小结。2 6第4 章4 14 24 2 2 回溯方法4 2 3 多段前瞻预处理法。2 82 94 3 加减速过渡算法。3 04 4第S 章5 15 24 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3 03 l。3 8本章小结4 0服装裁割机运动控制系统软硬件设计4 lj ；l 言4l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 系统输入艚出接口设计5 2 4 硬件平台实物图4 24 24 34 54 55 3 运动控制系统的软件设计。4 65 3 1 软件总体结构及功能模块设

21、计5 3 2 数据传输和解析5 3 3 速度预处理4 65 05 3 4 裁割功能5l5 4 本章小结5 3第6 章服装裁割机运动控制算法实验研究一。5 46 16 26 36 4第7 章7 17 2参考文献致谢弓I 言5 4服装载割机平台简介。5 46 2 1 服装裁割机基本构成5 46 2 2 服装裁割机性能指标。5 5服装裁割运动控制算法验证实验5 56 3 I 实验方案与设备5 56 3 2 服装样片图形重构的性能验证实验。5 76 3 3 裁割机的加减速过渡算法的性能验证实验。6 06 3 4 服装样片切割性能验证实验6 2本章小结。6 3总结与展望。6 5研究工作总结。6 5J 是

22、望6 6攻读学位期间参加的科研项目和成果V。6 77 0第1 章绪论1 1 研究背景和意义服装加工制造业在我国制造业中有着重要的意义。一方面是由于我国拥有巨大的服装产品消费市场；另一方面是由于我国拥有众多服装加工基地。而如何提升服装加工技术满足市场的需求，是服装制造商的最大课题。服装面料裁割是服装加工技术中第一道工序，对服装加工制造品质有重要影响。传统服装裁剪技术主要依靠人力手工剪裁，这种加工方式劳动强度大、生产成本高、产品裁割精度不高、模具昂贵，传统技术不能满足市场的需求，市场竞争力低，将逐步被市场淘汰。数控服装面料裁割是服装加工技术发展的必然趋势，决定了服装加工产品的质量和生产率。服装载割

23、机运动控制系统作为数控服装裁割机的一个核心环节，其研究方向集中在高速高精度高性能方面，这些研究对提高裁割机的整体性能，降低生产成本，提高服装行业生产率，提升企业的竞争实力和创新能力有着深远的意义。国外对数控服装裁割机的研究早在上世纪6 0 年代就开始了【l 】。经历了5 0 年的历程，生产出了一大批技术先进、性能优异、自动化程度高的数控设备，基本上取代了传统的手工加工的模式。美国、日本、法国等欧美国家在该领域一直保持世界先进水平网。相比之下，国内的服装裁割机的研究从上世纪9 0 末才刚刚起步，经历了l O 多年的研究，也取得了一定的成绩，形成了一定的规模，但是始终处于产业链的末端，生产的产品仍

24、然以借鉴国外先进技术为主。在服装裁割机设备市场上，也是由欧美发达国家占据了9 0 以上的绝对控制权【3 】。究其原因，对研发高精度高速的服装裁割机需要投入大量的资金和大批高水平的技术专才，并且需要长时间的技术积累和投入，国内有能力进行该项研究的企业和机构还不是很多【 】。本文在浙江省科技重大专项“大型智能激光裁割系统的研究与开发”资助下，对激光裁割系统中的运动控制系统进行了研究与开发。通过性能测试，表明研制的服装裁割机设计新颖，功能比较完备，切割精度和速度均达到了预定目的。_ 。_ 。_ _ l _ _ _ _ l _ _ _ _ _ - - _ _ _塑望三些奎堂堡主兰垡笙塞_ - - -

25、o _ - o o - - - _ _ _ - _ _ - - - - - - - - l - _ - - _ _ _ _ _ _ _ _ - - - - - _ _ - _ _ - _ _ - - _ _ _ _ _ l _ _ _ _ - _ - _ - _ - _ - _ _ _ - _ _ l _ _ _ _ - _ - - _ _ ，- - - _ - - _ _ _ - - _ _ _ _ _ _ - - - _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ - l _ _ _ - - _ - _ _ - - _ - - _ - _ - - _

26、 _ _ _ _ _ _ 一1 2 服装裁割技术概述1 2 1 服装裁割技术面料裁割是服装加工制造的第一道工序，对于服装产品的样式和质量有重大影响【8 】。针对服装面料的数控裁割技术的研究，国外早在上世纪6 0 年代已经开始，其中裁割方式主要有刀具切割、水流束裁割和激光裁割【9 1 。以传统刀具方式进行服装裁割，首先将砧板放在机床台面上，然后将服装面料放在砧板上，安置刀模和压板，固定服装面料，对刀模进行运动控制，用刀模刃口切割服装面料，如图l l 所示。传统的刀具切割方式，在高精度高速加工条件下，对刀具的要求高，对电机拖动能力要求高，整机的成本高，对于多款式复杂的服装裁割并不十分合适【1 0

27、1 。l 压板2 刀具3 切割材料4 砧板5 机床台面图1 1 刀具裁割方式示意图1 2 2 激光裁割方式1 9 6 0 年，从第一束激光产生，开启了一个崭新的时代。在过去的5 0 年中，激光对人们的生活产生了重大影响。将激光引入的服装切割有以下几个优点【1 1 J 2 1 ：l 、激光亮度高，通过凸透镜聚焦后，可以在服装面料表面产生上千度的高温；2 、激光发出的光束很细，直径甚至可以达到微米级，工作时间可以短到纳秒级，激光切割加工适合高精度加工场合；3 、激光加工时激光头不与被加工材料直接接触，不存在工具的补偿和工具的磨损；4 、由于激光加工时激光头不与被加工材料直接接触，所以电机拖动负载较

28、小，选取小功率电机即可满足要求，有利于降低产品成本；5 、相比传统刀具加工模式，与昂贵的刀模成本相比，激光设备成本相对较低，而且刀模在处理不同材质时需要使用不同的模具，而激光只需调整功率就可以适应各种不同材2质的加工材料，在产品成本方面根据激光裁割方式的特点，课题组选择激光切割方式。1 2 3 服装裁割机关键技术分析从加工效率出发，必须力求高速高精度地完成每一次服装面料切割。因此，服装裁割机的运动控制技术的关键技术由以下的技术组成：( 1 ) 服装样片采集录入排料技术，样片采集录入是获取切割轨迹数据的第一步，对于加工精度有着举足轻重的影响，样片排料对减少在空路径上的时间，提高服装加工的效率有重

29、要的作用【1 3 l ；( 2 ) 服装样片轨迹重构技术，提高服装样片的精度是提高服装产品质量的保证。鉴于本文中采用的服装图样录入系统中没有实现服装样片图形的重构，导致裁割轨迹数据本身就存在一定的误差，因此这部分工作更是至关重要【；( 3 ) 服装样片轨迹插补技术，对于复杂的加工轮廓，需要采用曲线重构、路径插补方法来对路径进行改良，在保证裁割精度的前提下，改善加工轮廓，提高加工的平稳性和高速性旧；( 4 ) 速度规划和加减速控制技术，在服装样片的数据格式中，比较常见的数据格式是大量的连续微小路径段，这就需要有速度规划方法来实现小路径段的前瞻，由加减速控制方法来保证速度平滑过渡、减少频繁的速度变

30、化。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国外对于服装裁割机的研究从上世纪6 0 年代已经开始了，走过三个研究阶段，经历了5 0 年的技术积累和不断创新，欧美发达国家已经形成了自动化程度高、技术集成性强、功能强大、扩展性强的一系列高精度高速智能服装裁剪系统【1 6 】。美国的格伯公司、法国的力克公司、日本的高鸟株式会社在服装数控裁割机床领域占据了全球该领域绝大部分市场份额，其中格伯的最新的系列产品T a u n l s 功已经可以达到1 2 7 m ，s 的最大裁剪速度，精度可以达到O 1 姗；高鸟株式会社的产品以小巧、快速、低成本为主要特点，其中系列产品T A

31、 C 系列达到世界先进水平。国内的服装裁割机还处于起步阶段，基本以二维平面系统为主，强调功能的实用性，主要的产品有：J 埘S A 服装C A D 系统、四通的G C A D 系统、西安的- 1 系统、富怡C A D系统、比力服装C A D 系统等。对于激光切割技术的研究主要还停留在研发阶段。目前，服装裁割技术正向着功能智能化、通讯网络化、性能高端化方向发展，如何能利用更少的成本研制有针对性的服装裁割机是一个技术难题。3浙江工业大学硕士学位论文1 3 2 轨迹重构方法研究现状鉴于给定的服装裁割轨迹数据是由图形采集系统获得的，该图形采集系统受到光线、角度和震动的影响，对于采集到的服装样片轨迹数据存

32、在偏差，所以选用适合的轨迹图形重构方法是非常必要的。轨迹图形重构方法就是保证数据精度的前提下，对原图形数据进行重新整定，以达到优化加工轨迹，提高切割加工效率的目的。主要的轨迹图形重构方法包括R e 彻船算法、从l m 算法、B e z i 盯算法、B 样条算法等。B 样条算法又分类为均匀B样条曲线、准均匀B 样条曲线、非均匀B 样条曲线。轨迹图形重构方法是数控服装裁割技术研究的热点，已经取得不少研究成果，具体的研究内容如下：1 、对于图形加工轨迹研究的概述文献【1 7 】中概述了参数拟合轨迹方法表示离散轮廓的各种主要研究方法。文献 1 8 】中研究了高阶参数拟合方法在离散数据中的应用，提出了高

33、阶参数方法的使用条件和限制条件。文献【1 9 】中研究了在马尔科夫链中引入参数拟合方法，该方法的应用使原来的过程变得连续，提高了一定的性能。文献【2 0 】中比较了直线拟合加工轨迹方法和圆弧拟合加工轨迹方法的异同，并且验证了参数拟合曲线方法相比于传统的直线拟合轨迹方法在描述相同长度的轮廓时占用的信息量少。文献【2 1 】中采用曲线重构的方法来处理复杂路径段拐角问题，在加工精度允许范围内，挂角过渡点速度得到了较大提高。文献【2 2 】中采用2 次参数曲线拟合方法进行平面离散数据点的曲线重构，比较了2 次参数曲线拟合与其他方法进行曲线拟合的优缺点。2 、B 样条方法的研究文献【2 3 】中介绍B

34、样条方法的基本特点，对B 样条方法在2 D 中的进行图形畸变的条件和结果进行了分析。文献【2 4 】分析了在数控平台中应用B 样条图形重构方法的条件，介绍了算法实现过程，结果表明应用B 样条图形重构方法能提高轨迹加工精度，保证速度平稳过渡。文献【2 5 】中介绍了光滑B 样条算法在模糊数据逼近中的应用，并且分析了数据处理对图形误差的影响。文献【2 6 】中介绍了非均匀B 样条方法在图形重构中的应用，分析了均匀B 样条方法、准均匀B 样条方法、非均匀有理B 样条方法在图形重构中的效果、特点和适用领域。文献【2 7 】中针对了高速数控系统，应用非均匀有理B 样条方法进行加工轨迹重构，并且在F P

35、G A 硬件平台上实现，从实验效果表明，该方法提高了加工性能。文献【2 8 】中针对数控系统研制了应用非均匀有理B 样条方法的插补控制器，从实验结果表明，该方法提高了加工精度和速度。3 、其他轨迹重构方法的研究4浙江工业大学硕士学位论文文献【2 9 】中介绍了A k i m a 算法进行离散轮廓轨迹重构的方法，A k i m a 算法的特点是能适合各种复杂轮廓轨迹图形，并且能得到光滑曲线，同时保留原曲线的特征点，但是，该方法不能保证在所有特征点的一阶可导的。文献【3 0 】中给出了R e 彻燃方法的一般式，并应用该方法找到了奇异点阶数。文献【3 l 】中介绍了凡釉册算法进行离散轮廓轨迹重构的方

36、法，该方法的实质为分段三次多项式参数拟合曲线，R e n n e r 算法与A k i m a 算法同样能很好的适合各种复杂加工轨迹，并且能得到光滑曲线，同时保留原曲线的特征点。l b 加脚算法能更准确地重构出与原轨迹近似的弧长曲线来代替原曲线。但是，同样地，R e 尬盯方法也不能保证所有的一阶可导的。文献【3 2 】中介绍了在开放式系统中的应用拱长参数方法进行机器人路径规划，该方法简单易于实现，拥有良好的几何特性，与传统方法相比，路径误差小。文献【3 3 】中介绍了B e z i e r 算法应用于图形轨迹重构的计算方法和B e 五盯重构后曲线的特性，对于曲线连续条件进行了讨论，分析B e

37、五e r 算法在图形轨迹领域适用于多维系统，在二维平面应用时会有一定误差。借鉴已有图形轨迹重构技术研究成果，结合所设计服装裁割机的实际情况，本文中采用的是准均匀B 样条方法来进行图形轨迹曲线重构。该方法运算量适中，曲线重构后能保留原曲线特征点，曲线光滑自然。同时，采用A k h n a 算法和B e z i 盯算法与B 样条重构方法进行对比。1 3 3 速度控制方法研究现状鉴于给定的服装裁割轨迹数据是由大量连续微小路径段组成，因此速度规划方法和加减速过渡算法的研究是必不可少的速度规划方法是针对连续路径段，对后续的数据点进行预处理，使速度平稳过渡的速度控制策略。主要的速度规划方法包括回溯方法和前

38、瞻方法。加减速过渡算法主要目的是避免速度发生突变，保证速度柔性，缩短加工时间。主要的加减速过渡算法包括直线加减速方法、曲线加减速方法和指数加减速方法。速度规划方法和加减速过渡算法作为速度控制研究的重点，已经取得不少研究成果，具体的研究内容如下：l 、多段加工路径模型建立文献【3 4 】中针对微小路径段速度衔接的几何条件，引入了前瞻速度规划方法，建立了连续微小路径段的数学模型，但是，由于采用的是直线加减速方法，所以在加工过程中出现速度突变和不稳定，该方法只能适合应用在低速加工场合。文献【3 5 】建立了微线段模型并应用F e 唧n 样条过渡方法进行速度控制，该方法适合高速加工，但是算法有一定局限

39、性。文献【3 6 】是对加工路径中的微小直线段进行分解，采用插补算法，实现了连续直线段浙江工业大学硕士学位论文的连续加工，但是该方法不适合高速加工。2 、加减速方法研究文献【3 刀中主要研究在限定误差范围内进行连续曲线的加减速控制方法，并且比较了各种方法在误差限定下能达到的最高速度。文献【3 8 】中研究了S 加减速速度前瞻算法，并且对该算法进行具体应用，但在单一路径加减速过程中存在初速度和末速度相等的限制。文献【3 9 】中提出指数加减速过渡方法，该方法改善了机床速度特性，但是计算量相当大，对嵌入式平台计算能力有较高要求。文献【4 0 】中提出了7 段S 曲线加减速过渡方法，该方法很好地解决

40、了速度突变的问题，但是计算方法复杂，5 段S 曲线加减速过渡方法降低了原方法的计算复杂度。文献【4 l ，4 2 ，4 3 】中通过实验研究表明S 曲线加减速过渡方法可以改善加工过程中速度的突变冲击，速度过渡平稳，提高加工速度，保证了速度不产生极大突变。3 、速度规划方法研究文献【4 4 】中主要介绍了在高速数控系统中采用的传统的速度规划方法，并且提出了一种新的速度前瞻算法实现高速加工，通过实验表明，该方法适用于该运动平台的高速加工。文献【4 5 】中针对高速加工提出了一种达到切割最优的速度规划方法，通过实验表明，方法确实能保证高速加工的平稳性和前瞻性。文献【4 6 】中针对一个译码系统进行速

41、度规划的评估，对该系统的速度前瞻规划方法进行了全面的测试。文献【4 7 】中提出了应用于连续微小路径段自适应算法和速度规划方法相结合的新颖的速度前瞻方法，经过验证，该方法能有效地应用于普通的数控加工系统，有一定的实用价值。4 、轨迹插补方法研究文献【4 8 ，4 9 ，5 0 】中主要研究在数控系统中设计和实现高速高精度插补控制方法，设计了针对高速加工条件下的插补器，其中包括机器人多轴运动的复杂插补器的设计。文献【5 1 】中针对连续微小直线段的模型设计了插补控制器，该控制器能实现在连续多段直线段的加工轨迹中的连续运动。文献【5 2 】中讨论了在高速加工中的插补器的稳定性分析，分析了不同的插补

42、算法对于系统稳定性的影响。文献【5 3 】中建立机床动力学模型，针对连续小直线段设计插补控制器，并且在该平台上实现了插补算法，提高了加工的平滑性。借鉴已有速度控制技术研究成果，本文选择多段前瞻速度规划方法和S 曲线加减速过渡算法。多段前瞻速度规划方法对连续微小路径段进行前瞻速度控制，保证高速加工，同时避免速度过冲。S 曲线加减速过渡方法可以有效解决速度突变问题，算法计算量适中，适合应用于嵌入式平台。6浙江工业大学硕士学位论文1 3 4 服装裁割技术的发展趋势随着数控加工技术的飞速发展，数控服装裁割系统是由精密机械构造设计、嵌入式技术、运动控制技术、图像识别技术、网络技术等多种技术组成，其主要特

43、点是智能化、高集成度和多功能。( 1 ) 智能化。图样自动录入、服装智能排样、智能切割的自动化系统是服装裁割机系统的发展趋势。( 2 ) 高集成度。随着数字集成技术的发展，服装裁割机的硬件资源和系统功能在不断增强，而系统所占空间却越来越小。( 3 ) 多功能。服装裁割机的裁割性能不断突破，高速的服装裁割机的速度可以达到1 0 0 m ，m i n ，并且精度可以到达0 0 5 m m 。除了服装裁割的基本性能外，同时还包括了网络传输功能、图像识别功能、分布式控制功能等多方面技术。1 4 本文主要研究内容本文设计了服装裁割机的运动控制平台，并对服装样片加工轨迹重构算法和速度控制方法进行研究，提高

44、了加工精度，缩短了加工时间。同时，对服装裁割机运动控制系统的切割性能进行了评估和测试。本文主要从以下四个方面对本文工作进行安排：运动控制器的硬件电路设计和服装裁割系统功能实现以及调试过程、服装样片加工轨迹图形重构算法的研究、速度控制算法的研究、算法验证和性能测试。第一章主要介绍服装裁割机的研究背景和意义，相关技术国内外研究现状和发展趋势。第二章对服装裁割机进行系统架构设计，包括服装裁割机机床机械平台和运动控制系统架构的总体设计方案。第三章研究服装裁割机加工轨迹图形的重构方法，通过仿真，在不同的服装样片中分析算法的性能特性。第四章研究服装裁割机加工中的运动速度控制策略，包括速度规划方法和加减速控

45、制方法，设计了六段前瞻速度规划和S 曲线加减速过渡算法相结合的速度控制策略。第五章设计运动控制控制器，设计并实现了服装裁割机运动控制系统进行服装切割的各种系统功能。第六章设计实验方案验证本文所设计的方法和服装裁割机运到控制系统的切割性能，并且通过对实验结果的分析，找到适合本文所设计的服装裁割机运动控制系统的方法。第七章对全文工作进行总结，提出了进一步的研究内容。7浙江工业大学硕士学位论文1 5 本章小结本章针对服装裁割机的运动控制系统的相关背景知识和研究现状进行了详细的介绍，主要包括以下几部分：1 、服装裁割机研究的意义与背景。2 、服装裁割的相关技术，重点介绍了服装裁割机运动控制系统的关键技

46、术。3 、在阅读大量相关文献基础上，介绍了服装裁割机运动控制系统相关技术的研究现状和发展趋势。4 、介绍了本文主要的研究内容。8第2 章服装裁割机系统架构设计2 1引言本文所研发的服装裁割机主要由机械平台、图形录入系统平台、嵌入式控制显示平台、运动控制平台所构成，如图2 1 所示。在本章中，主要对与本文密切相关的机械平台和运动控制平台的系统架构进行设计。机械平台的设计包括裁床布局、伺服电机和激光器的选取和应用。运动控制系统设计主要针对服装裁割机运动控制系统中存在的影响服装加工精度和速度的各个部分进行设计图2 1 服装裁割机系统架构示意图2 2 服装裁割机机械平台架构设计2 2 1 裁割机床身布

47、局本文所研发的服装裁割机数控平台采用的结构布局如示意图2 - 2 和实物图2 3 所示。其中，横向轴是X 轴，伺服电机通过皮带沿固定的激光管固定槽的方向进行激光头的运动：纵向轴是Y 轴，伺服电机通过皮带沿垂直于X 轴的方向进行激光头的纵向运动。每轴的伺服电机都是通过同步带带动各自方向的运动，主要由2 根钢质转轴、6 个铝制带轮、2 根同步带组成。该设计有一定的优势，一方面是设计简单，易于开发；另一方面是降低了机械结构的成本，易于项目后期推广。项目中选用的电机为台达的A S D A A B 2 2 0 V 系列伺服电机E M C A C 3 0 6 0 4 ，该电机速度平稳、转动惯量小、扰动小、

48、噪音低，非常适合高精度的服装加工。同时，本项目采用激光加工，如图2 2 所示，在中间的横槽中固定安装了来创公司生产的C J G 1 6 0 0 型C 0 2 激光发生器的激光管，通过多次镜面反射，最后聚焦激光到激光头，进行服装切割。该设计对于激光管的位置安装、镜面角度调试、激光头的聚焦高度等机械结构设计提出很高的精度要求，所以机械结构设计的精度直接影响到后期的运动9浙江工业大学硕士学位论文控制平台精度，至关重要。(防尘罩I 服电机、BX 轴岗一|啭鳓?|-l，一激光发生嚣阒Il-防尘罩彳之入I昏冈一墨区K；图2 - 2 服装载割机数控平台示意图图2 3 服装裁割机数控平台实物图2 2 2 伺服

49、驱动器以及伺服电机伺服电机驱动器和电机均采用的是台达公司的A S D A - A B 2 2 0 V 系列产品，外型如图2 4 、2 5 所示。该系统的伺服电机驱动器具有操作简易、接口标准、便于升级等优点，而且价格合理，易于项目推广。伺服电机使用的是台达E M C A C 3 0 6 0 4 伺服电机，外观如图2 - 5 所示，其中采用的接口为高稳定性、抗干扰能力强的航空定制接头。伺服驱动器的与电源接口、伺服电机、P C终端、上位机控制器的接线图如图2 6 所示。台达E M C A C 3 0 6 0 4 伺服电机性能参数如表2 1 所示。I O浙江工业大学硕士学位论文胜地唯5瑚r H 啦翟旺

50、t 鸭2 一。，t 再m 叶土r ：打舶l r 癌 求t 对P 二U 3 一珥怄难俺一H 稿- U 丑：L L 摊崎_ V 一射孔o 2 如v 鬈朝旧O H 嚏乜矗t H 靠电一：RS T 压惦拒r I 眇屺柏O 一2 v 5 埘H t 一饲啦咀 壕出；I 乜饥l 皂砑撸 L LV w 毪疆：町iI j 砖电阿连接诖揸mG I 时q 叠重剿曲薯一篮内外量H h t m ： ) 控蚪蓐H 隹电m耐P c 曩捷电m D 疆J f 撼2 鸶内落H 毫m时P C 稿，f 翻P D 鼍誓赳曩图2 4 台达伺服驱动器实物图图2 5 台达伺服电机实物图表2 - l 台达E M C A C 3 0 6 0 4

51、 电机参数表额定输出功率4 0 0 W转矩系数0 4 9N m A额定转矩1 2 7 N 皿额定相电流2 6 A瞬间最大转矩3 8 2N m瞬间最大相电流7 8 A额定转速3 0 0 0 r p m电枢绕组相电阻1 5 5 Q最高转速5 0 0 0 r p m电枢绕组相电感6 7 l m H电机转子惯量0 2 7 7 k g c m机械时间常数0 5 3 m s编码器2 5 0 0 P 瓜电气时间常数4 3 m SI l图2 _ 6 台达伺服驱动接线图2 2 3 激光发生器本文中采用的激光发生器为南京来创公司生产的C J G 1 6 0 0 型C 0 2 激光发生器，主要包括激光管和激光电源两

52、部分组成，该产品主要采用水冷方式，所以另连接一个水泵来提供水循环系统。该激光管的外观如图2 7 所示。激光电源接口如图2 8 所示。接线图如图2 9 所示。激光管发光功率控制主要采用P W M 控制方法，通过调节P W M 波的占空比来调节激光发射功率，使用这种方式达到对激光功率的精密控制。( a ) 上视图左视图图2 7 激光管激光发射端1 2浙江工业大学硕士学位论文冷却水进阴图2 8 激光器电源接口实物图冷却水出图2 - 9 激光发生器接线图输出2 3 服装裁割机运动控制系统架构设计在建立了机械平台后，所设计的服装裁割机控制系统由嵌入式显示控制平台和运动控制平台两部分组成。嵌入式显示控制平

53、台主要完成包括界面显示、按键控制、系统运行、数据通信和显示等功能。运动控制平台主要完成包括加工轨迹重构、运动速度前瞻规划及加减速控制、数据通信和激光功率控制。2 3 1 运动控制系统总体设计分析服装裁割机作为数控服装加工设备，与传统的服装加工方式相比，其优势就在于省人工、加工速度快、加工精度高、可靠性强。设计服装裁割机运动控制系统时，主要目的就是提高服装切割加工精度、速度和可靠性。因此，系统设计中主要包括以下三点：l 、影响服装裁割机运动控制系统加工精度的因素包括图形拟合精度、伺服控制精度、机械平台精度等。2 、影响服装裁割机运动控制系统加工速度的因素包括所选用的速度规划方法、加减速控制方法、

54、插补方法。速度规划方法是嵌入式实时运动控制系统进行数控加工必要的方法，一个合适的速度规划方法，使系统兼具前瞻性和高速性，并保证系统的可靠性。加减1 3浙江工业大学硕士学位论文速方法保证数控加工中速度柔性和速度平稳性。3 、服装裁割机要完成服装切割功能，包括数据传输、数据存储、数据解析、激光功率控制、实时切割等功能。因此，在硬件设计上，加入必要的接口，比如数据使用串口传输，激光功率控制采用P W M 模式的接口，电机控制接口等；在软件系统上，设计数据存储、解析、切割等功能。2 3 2 运动控制系统总体设计方案本文中的服装裁割机的运动控制系统平台是建立在刚S 3 2 0 F 2 8 1 2 主控芯

55、片基础之上，其上位机控制系统是S 3 C 2 4 4 0 为主控芯片的平台，即A R M + D S P 的控制模式，删主要负责显示、控制、系统运行等功能，D S P 上主要实现加工轨迹重构、速度控制算法以及切割等功能。主要设计方案如图2 1 0 所示。从图2 1 0 中，可以得出以下结论：I 一一一一一一一一敦据传簟卜广切蜘功能矿霉雷雷图2 1 0 运动控制系统平台架构图l 、机械平台是实现系统功能的基础。2 、加工轨迹重构算法的应用，保证服装裁割机的运动控制系统的切割精度。这部分内容在本文中的第三章重点介绍。3 、对于服装加工来说，速度的平稳、柔和、快速都是重要的目标，为达到这些性能要求，

56、速度规划和加减速控制方法是必不可少的。这部分内容在本文中的第四章重点介绍。4 、服装裁割机运动控制平台包括与上位机的数据交互、数据解读、数据分析、数据存储和读取、切割功能和激光功率控制等基本功能。这部分内容在本文的第五章中介绍。5 、通过服装裁割机的实验平台，对服装裁割机的性能、第三章和第四章中设计的方法进行验证。本文的第六章就是服装裁割机的运动控制算法实现，其中包括了服装裁割机1 4浙江工业大学硕士学位论文运动控制系统的性能测试和算法验证两部分。2 3 3 运动控制系统总体设计特点服装裁割机运动控制系统架构主要有以下特点：l 、控制部分采用A R M + D S P 两部分分离的控制方法，该

57、方案便于分布研发，缩短了研发周期。删平台便于运行操作系统、实时性强，主要完成界面显示、按键控制等功能。针对D S P 处理运算能力突出，主要实现各种提高加工精度和速度的算法，达到服装加工的目的。2 、由于采用激光加工的方式，设计中服装加工精度对于机械装置的高精度有着依赖性，一旦机械精度出现偏差，那么对于服装加工的精度甚至安全性会造成很大影响。在系统实现和实验过程中需要注意考虑到这些因素。3 、提高加工精度和速度的方法对于D S P 芯片提出了计算能力的要求，在D S P 芯片选取上需要考虑到芯片计算能力能否满足算法的复杂度。2 4 本章小结本章对服装裁割机系统架构进行了设计，其中主要包括服装裁

58、割机的机械结构和服装裁割机运动控制系统的总体设计架构。其中，主要介绍机械结构中各个部分的布局，伺服电机的选取和使用，激光管的选取和使用。同时，重点介绍了运动控制系统总体设计方案和特点，对于系统设计的合理性和可行性进行了深入地分析。第3 章服装裁3 1引言针对研发的服装裁割机，采用的服装样片轮廓数据是基于肿G L 图形标准的P L T 格式数据文件。H P G L 是惠普图形语言，一种标准的C A D 绘图软件所支持的输出文件标准。采用该标准的P L T 文件由若干的坐标点组成，用离散的坐标点来表示样片轮廓的形状特征。本章中所使用的P L T 格式的数据文件是由摄像头拍摄后，再经P C 的图像录

59、入系统软件处理后获得的。由于图形采集系统受到光线、角度和震动的影响，对于采集到的服装样片轨迹数据存在系统误差。系统误差，是指期望的加工轨迹曲线和实际获得的加工轨迹曲线之间的误差。所得到的服装样片轨迹数据存在一些特性：l 、数据点密，数据是由大量连续微小线段组成；2 、图形存在以直线来近似曲线的情况，有一定的误差。采用曲线拟合的方法，可以补偿部分由于图像处理产生的误差。当样片轮廓复杂时，数据量就很大，在数控系统中消耗大量计算时间，这严重影响了裁割机的效率。因此，在裁割之前，对加工轨迹进行重构是十分必要的。实际的服装样片多种多样，在服装样品中普遍存在带有拐角的轮廓。传统的加减速算法，虽然能保证裁剪

60、的精度，但是裁剪速度减慢，裁剪效率低。本章通过参数曲线插值方法中常用的砧【i I I l a 算法和B e z i e r 算法实现了样片轮廓的重构，并且提出了一种改进的准均匀B 样条方法，并应用于服装裁割机运动控制系统。3 2 加工轨迹重构基本方法图形重构方法最初的研究是基于图形图像学的研究，其目的在于使图形更光滑地呈现在使用者面前。在加工轨迹中使用图形重构方法是为了使加工曲线过渡自然，线条更加光滑，从而达到减少加工时间，提高加工精度的目的。基于多段微路径段来描述加工样片轮廓的参数曲线方法是图形重构和拟合的常用方法，参数曲线方法可以让加工轨迹更加光滑，数据量相对减少，所以参数曲线重构加工样片

61、轮廓的方法非常适合于加工轨迹重构。在参数曲线方法中，B e z i 盯算法和心眦算法都是比较典型的三次多项式重构方法。3 2 1B e z i e r 算法B e z i e r 算法最初应用于汽车外形的设计。其表达如下：1 6给定空间内n 十l示式为P ( f ) = B 一( ，) 弓，o s ，1- ，I O其中只O = o ，l ，刀) 为特征点，马一( f ) 表达式如下( 3 - 1 )目一( ，) = q f ( 1 一，) 州( 3 - 2 )贝塞尔曲线的几何性质：贝塞尔曲线拥有正值性，对称性，递推性。除此之外，其起点和终点也是特征多边形的起始点和终止点。然而，贝塞尔曲线对二维

62、平面曲线的构造存在一定误差，不能精确地描述二维平面曲线。3 2 2 胧m a 算法1 9 7 0 年，灿【i r I I a 提出了一种用双五次多项式和连续的一阶偏导数进行光滑曲面拟合和内插的方法。已知原始数据点( 五，M ) O = l ，2 ，刀) ，设原图形的每一个原始数据点都在这条光滑曲线y = 八力上，即乃= ( 毛) 。假设光滑曲线每一点都是可导的，并且每一个数据点的导数为珥O = l ，2 ，刀) ，则可以得到下列方程组：( 3 - 3 )由式( 3 - 3 ) 计算可以求得曲线y = ，( 力。通过下面的一个实例来说明A k i m a 算法的几何意义。如图3 - l ，已知5

63、 个数据点，其坐标分别为：l ( 而，咒) ，2 ( 吃，坎) ，3 ( 而，乃) ，4 ( _ ，儿) ，5 ( 黾，弘) 。可计算得到点1 的导数4 为4 = 警臀其中局表示前后两点连接直线的斜率。对于起始点和终止点来说无法完成上式的计算，针对起始点和终止点，可以附加条件如下毛+ ：= 2 吒+ 一毛由式( 3 - 4 ) 易得到各数据点的导数，则前后两点数据点在区间【x 一，+ 。】上的对应的y = ( x ) 曲线表达式为1 7耳0OO44，厂=一一=d胪矿M 浙江工业大学硕士学位论文上式中灭功= 呜O 一毛) 3 + O 一) 2 + 口l O 一毛) + a ：D口o = 只，口I

64、 = 屯，吒= ( 3 k 一2 以一以+ I ) ( 毛+ l 一毛) ，呜= ( + 2 或“一2 ) ( k l 一而) 2该曲线是一条光滑曲线，并且算法简单、计算量小，但是该算法也有一定的缺点，就是必须以每一个数据点都是可导的为前提条件，对不满足该条件的情况就无能为力了。3 3 准均匀B 样条算法图3 1 数据点示意图3 3 1B 样条基本算法B 样条算法是在B e z i e r 方法基础上发展而来的。最早应用于造船和工程制图领域。其定义如下：即) = 弓马上( f )( 3 5 )其中P ( f ) 就是一条B 样条曲线，弓( ，= o ，l ，刀) 表示原始给定数据点，马j (

65、f ) ( j = o ，l ，功是一个B 样条算子，其定义如下：D ，、J1 ( f ，s ，)弓J ( f ) 2k ：I 姑删2 兰w f ) + 嚣l ( f )( 3 - 6 )所谓的B 样条算法可以看做是一个递推和叠加的过程。对于参数，的取值区间不同分布直接决定了B 样条的方法形成了不同的分类，其分类如下：( 1 ) 均匀B 样条方法均匀B 样条方法计算简单，非常直观，易于控制，但是经过重构的新特征多边形的初始点和终点与初始特征多边形的初始点和终点不重合，这种缺陷实际上是由算法本身造成的。( 2 ) 准均匀B 样条方法针对均匀B 样条的缺陷，准均匀B 样条算法随之产生，在初始点和终

66、点上设置重复特征数据点，这样就解决了均匀B 样条的缺点，而且保留了均匀B 样条所有的优点。( 3 ) 非均匀B 样条方法所谓非均匀就是与均匀B 样条相对而言的，除了均匀分布的均匀B 样条方法外，都称为非均匀B 样条方法。非均匀B 样条方法可以根据不同的曲线特征选择不同的B 样条基，但是算法复杂，计算量比较大。在本章所采用的方法中，考虑到微处理器的数据处理能力和储存空间的配置情况，选用准均匀B 样条方法作为用于实现的加工路径重构方法。3 3 2 准均匀B 样条算法流程本章采用的加工轨迹曲线重构方法为准均匀B 样条方法。该方法计算量适中，适合在嵌入式平台中应用。其主要实现步骤如下：图3 - 2 准

67、均匀B 样条算法流程图l 、给定原始图形轨迹曲线的一系列数据坐标值，也就是给定原始特征点；2 、选择合适的边界端点条件，包括首末段相切和两端自由的两种情况的选择，根据1 9加工轨迹实际特征点来判断选择判定边界端点条件；3 、由边界端点条件得到控制点计算方程组，从原始的轨迹数据坐标得到B 样条曲线的控制点坐标组；4 、确定矢量组和重构曲线的定义域：5 、利用B 样条基本算法求出曲线重构后的坐标点。其流程图如图3 2 所示。3 4 算法仿真分析本章通过几个典型的样片图形来验证各种不同的重构算法生成的裁割轨迹的效果。进行比较的算法包括B e z i e r 算法、瞄m a 算法、3 次B 样条重构算

68、法、4 次B 样条重构算法、5 次B 样条重构算法。选取的样片图形分别是U 型水杯轮廓、鞋样轮廓、四叶草轮廓。EE簿EE暴 -EE暴 -X 轴，m m( c )( e )( a ) B e z i e r 方法( b ) A k i m a ( c ) 3 次B 样条( d ) 4 次B 样条( e ) 5 次B 样条图3 - 3U 型水杯轮廓的图形重构图从图3 3 中可知，对U 型加工路径的算法仿真中，U 型加工路径包括了最基本的直线段和曲线段加工路径，对于这类图形的加工特性测试非常具有代表性。2 1浙江工业大学硕士学位论文从图3 3 中可知，B e z i e r 算法拥有良好的曲线特性，

69、但是与原路径的误差太大，失去了原图形的几何特征，所以不能选取这种方法。胧嫩算法在曲率较小处表现比较平稳，但是当曲率增大时，表现出剧烈的反复波动曲线，所以胧n 埝算法在处理圆弧曲线时不是很合适，非常适合直线型加工图形。3 次B 样条重构算法的结果与前两种算法的结果相比，有着明显的改善，不论是在连续直线段区间，还是在近似圆弧区间，都有着良好的表现。可以说3 次B 样条非常适合处理U 型路径的样片。然后，相比4 次和5 次B 样条重构方法，从图中比较可知，5 次B 样条重构算法效果最优，误差最小，最大程度还原了原图形。表3 15 组路径重构算法的U 型路径最大相对插值误差重构算法A k i m aB

70、 e 西e r3 次B 样条4 次B 样条5 次B 样条最大误差3 1 3 2 0 2 1 1 3 0 7 9 0 5 2 EE暴 -( a ) B e z i 盯方法( b ) A l c i m a ( c ) 3 次B 样条( d ) 4 次B 样条( e ) 5 次B 样条图3 - 4 鞋样轮廓的图形重构图从图3 4 的鞋样加工路径的算法仿真中，与U 型加工路径相比，差异明显。首先，鞋样加工路径有以下特点：封闭性，整个图形的起始点也是终止点；不确定性，整个图形没有特定的起点，每一个加工点都可以作为起点；不规则性，加工图形相比U 型图样，有更多的不规则路径。由于封闭性，对B e z i

71、e r 算法造成很大影响，从图中可以看出，重构曲线已经失去了原2 3浙江工业大学硕士学位论文加工图样的基本特征，误差相当大，所以可以得到结论，B e z i 既算法不能应用于封闭性的加工图形中。心m 算法对于封闭型加工图样倒没有特别的不适应，仍然保持了在曲率较小处表现比较平稳，但是当曲率增大时，表现出剧烈的反复波动曲线，所以朋d D 1 a 算法对于图形的封闭性完全可以适应3 次B 样条重构算法在一些转折点处柔化了线段，表现出一种特有的柔和性曲线，这虽然会使曲线产生一定的误差，但是完全在承受范围内，重构曲线和原图形基本拟合，过渡自然。可以说3 次B 样条也非常适合处理封闭型的鞋样路径的图形。然

72、后，相比4 次和5 次B 样条重构方法，从图中可知，5 次B 样条重构算法效果最优，误差最小，最大程度还原了原图形。表3 25 组路径重构算法的鞋样路径最大相对插值误差重构算法A k i m aB e z i e r3 次B 样条4 次B 样条5 次B 样条最大误差1 3 5 3 3 1 3 2 0 l 1 5 1 1 0 5 X 轴，m m( c )( a ) B e z i 盯方法( b 潍k i m a ( c ) 3 次B 样条( d ) 4 次B 样条( e ) 5 次B 样条图3 5 四叶草轮廓的图形重构图从四叶草加工路径的算法仿真中，与U 型加工路径和鞋样加工路径相比，可以得出以

73、下结论：l 、四叶草加工路径虽然也是封闭图形，但是图形是对称的，对于B e z i e r 算法，有一定误差，但是仍可以保持原图形的几何特性，说明B e z i e r 算法在对称封闭图形中仍有一定应用价值；2 、胧m a 算法和3 次、4 次、5 次B 样条重构算法一样，都表现出了优良的重构特性，误差很小，所以，对于对称封闭图形来说，这几种方法差别不大。表3 35 组路径重构算法的鞋样路径最大相对插值误差重构算法A k i m aB e z i 凹3 次B 样条4 次B 样条5 次B 样条最大误差0 5 1 5 0 2 8 0 2 2 0 1 5 3 S 本章小结本章针对服装裁割机的运动加工

74、轨迹重构方法进行研究，得出以下结论：l 、B e z i 盯算法虽然有优秀的数学特性，但是重构轨迹误差较大，并且不适合不规则的封闭曲线重构。2 、胧I 触算法在曲率比较小的线段中表现出比较优秀的几何特性，在曲率较大的部分重构曲线波动很大，所以灿洳唿算法不适合曲率较大的曲线重构。3 、准均匀B 样条算法有着良好的数学特性，而且针对U 型图样、鞋样图样、四叶草图样都表现出非常优秀的几何特性。但是运用该方法并不仅仅是为了还原图形，而是为了达到加工效果的最优化。所以，这种方法是否能适应实际加工的需要，还需要实验验证。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引言在数控系统中，运动轨迹有实

75、时性的要求，所以一般的运动指令都是采用数据输入、数据运算、指令执行同步的实时模式的。即要求数控系统在执行当前加工轨迹时，要计算出下一段甚至多段运动轨迹的参数。如果执行的加工轨迹距离短，并且进给速度快，就会产生运算赶不上下一段运动轨迹的情况。直接的后果是，造成过冲，轨迹失真。为了避免上述情况，针对具体应用平台，需要选择合适的速度规划以及加减速算法；在研发的服装裁割机运动控制系统中，基于1 M S 3 2 0 F 2 8 1 2 芯片来实现速度规划以及加减速算法。4 2 速度规划算法主要的速度规划方法有速度前瞻方法和速度回溯算法两种。4 2 1 前瞻方法前瞻方法的基本方式是，采用加速策略，计算若干

76、点之后数据点的速度估计值。对于一个连续加工的图形来说，需要通过一个预处理，预知需要减速到0 的点。那么在前瞻中，最重要的就是判断经历过若干点减速后，能否减速至O 。若能减速至0 ，则原加速策略成立；若不能减速至0 ，则需要重新计算。前瞻方法的基本步骤如下：1 、第f 段的初速度嘭，加速，得到第f 段末速度蟛。2 、第f 段与第f + l 段的夹角为口，该夹角会对刀进行限制，计算得到限制速度吃。若圪 形，则末速度为巧。并且以蟛为第计l 段的初速度刀。3 、叼+ 1 按照减速策略进行减速，直到段末结束，减速至形州4 、判断吃+ 1 是否为o 。若为o ，说明该前瞻策略可行；若不为o ，需要重新计算

77、该前瞻算法，重新进入第2 步。前瞻速度规划算法的流程图如图4 1 所示。浙江工业大学硕士学位论文图4 - l 前瞻方法流程图4 2 2 回溯方法回溯方法的基本方式是，采用若干段的数据缓冲，进行从段末开始的反向计算，对于数据缓冲的末端假设速度降为0 。从缓冲区末端速度为0 开始，方向加速计算缓冲区内的点的速度，包括所有的速度限制条件，直到计算到缓冲区最前点的速度值。回溯方法保证了当前点一定能经历缓冲区把速度降为0 。相比前瞻方法，回溯方法计算量相对较小，因为回溯方法只进行一次计算，而前瞻方法如果得到结果无法满足要求，比较要重新计算。图4 2 回溯方法示意图回溯方法的基本步骤如下：1 、设置回溯段

78、大小。2 、判断缓冲区是否为空。为空，则放入下一段数据；满，则进行计算。3 、设缓冲区末速度为0 ，从缓冲区末开始向前计算。若回溯得到的速度比原来的受限速度大，则放弃回溯。这说明该点主要受拐角的速度限制，而不是后续的距离限制。4 、判断是否到缓冲区是否已满同时判断是否已经把所有的加工数据都读入了。2 8回溯速度规划算法的流填入数据区数据读取一段数据进入缓冲区缓冲区是否满?由拐角计算速度限制适大稳弛多刍溯速度大于速度限制? 。= ，- r J IYI 回溯下一点占翌N4 2 3 多段前瞻预处理法前瞻方法和回溯方法各有特点，但是也有各自的缺陷。单纯的前瞻方法使计算变得复杂，而且有很多重复计算。单纯

79、的回溯方法对速度的计算不够灵活，比较死板，刻板地遵循缓冲区计算原则。因此，针对服装裁割机，设计了一种多段前瞻预处理方法，该方法参照了回溯方法中的多段数据缓冲区，但该数据缓冲区较灵活，根据预处理的减速点来调配缓冲区大小；同时根据前瞻方法采用先加速后减速的运算策略。该方法结合了两种方法的优点，动态地处理连续加工路径。多段前瞻预处理方法的基本步骤如下：l 、设置数据缓冲区大小，本章中设置缓冲区为6 ，由于服装裁割机加工中可能需要提高到较高速度，所以设置6 段有利于从高速降速到0 ，是一个适中的缓冲区。缓冲区过大，会增加计算量和占用数据空间；缓冲区过小则无法将一个高速点减速到0 ，导致加工速度缓慢。2

80、 、设定时间周期为O 0 I s 。3 、计算出全程减速点，即必须减速至O 点，并标志这些数据点。4 、在一个时间周期内，取一个数据点，判断该点是否为减速点。若是高速点，则再2 9图多段前瞻预处理方法缓冲区示意图图4 - 5 时间周期内的多段前瞻预处理方法流程图取下一个数据：若是减速点，则根据不同的分段来进行速度规划，分为单段加减速，双段加减速，先加速再平速后减速。若一直无法得到减速点，那么在每一时间周期内只获取一个数据点，实质为向后移动数据缓冲区。5 、判断是否已经读取完所有数据点。六段前瞻速度规划算法的流程图如图4 5 所示。4 3 加减速过渡算法4 3 1 问题的描述在服装样品加工中，服

81、装样品图形轮廓可以用连续多段微路径段来描述。在本章中所使用的P L T 文件中保存数据的形式正式连续多段微路径段来表示。在一个平面上，当加工浙江多段路径时，坐标运动轨迹相当于X ，Y 两轴的运动合成。加工过程可以转化成已知若干坐标点、速度极值、加速度极值等信息的运动分解问题。加工中，如何根据微小段之间的拐角情况对速度进行加减速控制并且做到速度过渡过程的平滑，让各段微小线段的加工速度都保持比较高的值，从而实现高速加工，同时保证加工柔性，是数控系统的一个难点。定义只为各个微路径段的起点，币磊为从只点起始指向R 。点的位移矢量，厶为初始点为只点所在的路径段长度，“，M ) 表示只点在平面中的坐标，q

82、 表示丘E 与Z 足的偏移角，局表示e 只。与X 轴的夹角，K 是霉点的速度矢量。以图4 - 6 为例说明，图4 - 6 为加工路径图，图中丑、昱、B 、只、只五个点，丽为从丑点起始指向昱点的位移矢量，厶为初始点为E 点所在的路径段长度，“，M ) 为丑点在平面中的坐标，为毋最与B B 的偏移角，压为最B 与X 轴的夹角，巧是丑点的速度矢量。从图中表明，已知数据坐标点，易计算得到各段线段的长度和线段与线段之间的夹角。本章利用上述加工数据信息，计算得到速度受到拐角处夹角大小的限制，通过加速和减速过程的分析，得到各段初速度、末速度之间的约束关系，通过仿真，比较本章的方法与一般的S 曲线加减速算法。

83、O图4 6 加工路径X4 3 2 算法分析与设计1 、单一路径的运动分析本章采用如图4 7 所示的S 曲线加减速过程是由加加速、减加速、匀速、加减速、减减速这5 个阶段按照先后顺序组成的。设s 为给定位移，在计算中为已知量，且s = + + 兄嗍( 其中为匀速过程位移，为升速过程位移，兄嗍为降速过程位移) ，y 为速度值，口为加速度值，- 厂为加速度的变化率，其为一恒值，屹为初速度值，K 为末速度值，为最大速度值。其中加加速和浙江工业大学硕士学位论文减加速过程的时间相等，都为r ：加减速和减减速过程的时间相等，都为五。匀速过程时间为互。加速度表达式如下：0图 S 曲线加减速I 西，【o ，五)

84、l 雹- ，O - 五)f 【石，2 五)口( f ) = of 【2 五，2 五+ 瓦) ( 4 - 1 )I - 以f - ( 2 五+ 互”f 【2 五+ 互，2 石+ 五+ 互)【，五+ ，( f - ( 2 五十巧+ 互) )，【2 正+ 互+ 互，2 五+ 互+ 2 互】速度表达式如下：矿( ，) =屹+ 寺沂2，【o ，五)圪+ 饵z 一委- ，( ，一2 石) zr 【石，2 五)屹+ 届2f 【2 五，2 五+ 互)( 4 - 2 )匕+ 啊：一委巾一( 2 五+ 五) ) 2，【2 五+ 互，2 五+ 互+ 互)屹+ - ，( 石2 一互2 ) + 去以f 一( 2 五+

85、写+ 2 互) ) 2，【2 石+ 互+ 互，2 五+ 互+ 2 互】位移表达式如下：S ( ，) =”扣( 圪+ 川2 ) ，一丢川一2 耵一届3( 圪+ 以2 ) r 一日3( 屹+ 以2 ) r 一丢巾_ ( 2 五+ 鳓3 一啊3，【0 ，五)f 【五，2 五)E 【2 石，2 五+ 印( 4 - 3 )f 【2 石+ 互，2 石+ 互+ 瓦)( 巧+ ，( 五2 一五2 ) ) ，+ 圭以，一( 2 五+ 互+ 2 互) ) 3f 【2 石+ 瓦+ 五，2 五+ 2 瓦+ 互】O+ ，瓦2 ( 2 五+ 五+ 五) 一，写33 2浙江工业大学硕士学位论文由式( 4 - 1 ) 、(

86、4 2 ) 、( 4 3 ) 可知，已知初速度圪、末速度K 及位移S 后，根据设定加速度的变化率J 和速度最大值，就能计算得到互，互，正。得到五，互，乃后，就能轻易计算得到各个参数值。当，= 2 五+ 2 瓦+ 互时，由式( 4 2 ) 得：K = 圪+ ，( 五2 一正2 )( 4 q即只要求得互，互中任意一个的值就可以求出另一个的值。以下分两种情况求解瓦，正。( 1 ) 如果O ，式( 4 2 ) 可得= 圪+ 饵2( 4 - 5 )则五= 孕将式( 4 - 5 ) 代入式( 4 4 ) 得= 匕+ 皿2( 4 6 )则瓦= 、平进而由式( 4 - 3 ) 可求得= 2 屹互+ 届3= (

87、 屹+ 届2 ) 互( 4 - 7 )品。= 2 圪五+ 皿3( 2 ) 如果沁 u ，表明孜有匀运区，即1 3 为0 ，且速度最大值达个剑y 眦由式( 4 3 ) 和( 4 _ 4 ) 得：跚) I f - ：枇_ 2 圪瓦+ 皿3 圯+ 圪+ 码2 ) 孕研如果上式中瓦看作变量，则s ( f ) k 7 i + 2 毛+ 5 可以当作关于瓦的函数，记作季( 瓦) ，即觚) - 2 K 瓦+ 皿3 圯+ 圪+ 皿2 ) 睁埘( 4 8 )其中( 互) 相对于瓦【0 ，佃) 区间是单调递增的。根据式( 4 6 ) 得瓦的取值上限是、仁盘竺。Y- ，3 3( a ) 当K 屹时，则瓦存在正数解速

88、度K 。( b ) 当屹浙江工业大学硕士学位论文一定范围内的速度变化，所以从图4 1 3 中可以看到在速度拐点有些速度变化的部分。从图4 1 3 中可知，在一些速度过渡点，存在着速度跳变，但是从图中反应的情况，和实际使用的电机特性可以判断，速度变化是在允许范围内，并且提高了加工速度。4 4 本章小结本章针对服装裁割机的运动速度规划和加减速过渡方法进行研究，选用了多段前瞻预处理方法和改进S 曲线加减速过渡方法的结合的方法，得出以下结论：l 、比较了前瞻速度规划方法和回溯速度规划方法，设计了多段前瞻预处理方法在服装裁割机的运动控制平台上应用。2 、通过算法仿真，本章设计的S 曲线加减速过渡方法在处

89、理连续微小路径段数据时确实减少了加工时间，提高了加工效率。需要在服装裁割机平台上进行实验测试其加工性能。3 、结合速度规划方法和加减速过渡方法作为服装裁割机运动控制系统主要的速度控制方法，从仿真结果可知，该方案可以有效提高加工效率，缩短加工时间，保证加工柔度，避免出现速度突变、过冲等危险动作。5 1如功能) 、于1 M S 3 2 0 F 2 8 1 2 的运动控制系统( 实现轨迹重构、速度规划、加减速过渡算法、电机控制、激光功率控制) 、摄像头装置( 采集样片图型) 、伺服电机及驱动、两轴机械平台在本章中，主要针对大型智能裁割机运动控制系统进行硬件和软件设计。裁割机运动控制系统中的硬件平台采

90、用刑S 3 2 0 F 2 8 1 2 主控芯片，该芯片提供了通讯模块与删数据交互，提供了专有的电机控制单元进行运动控制，提供了激光控制接口。设计裁割机运动控制系统软件功能包括裁割功能、数据传输与解析和激光功率控制。固日嚣图5 1 系统框架示意图图5 2 系统总体结构图4 lT M S 3 2 0 F 2 8 1 2 芯片作为1 1 公司推出C 2 0 0 0 系统的一款标志性定点数字处理芯片，其主频达到1 5 0 瑚z ，可处理3 2 位整型数据，具有强大的数据处理能力和扩展功斛洲6 1 。在拥有强大的整型数据处理能力的同时，T I 为用户提供了可以进行浮点运算的函数库I Q m a m ，

91、有力地支持了浮点型数据处理。该款芯片同时针对C 和C + + 逻辑语言进行支持，为系统开发提供了便利。该芯片上提供了丰富的扩展资源，其中包括：3 个C P U 定时器、2 个通用定时器、4 5 个外部中断、2 个串口通信模块和5 6 个通用I ，o 接口。( 2 ) 电源转换模块硬件的电源部分采用的输入电源为1 2 V ，对m S 3 2 0 F 2 8 1 2 芯片来说，所需要的工作电压为3 3 V 和1 8 V ，因此必须先用L M 2 5 7 6 5 将1 2 V 转换为5 V ，以提供仿真器的电源，再通过L M l l l 7 3 3 和L M l l l 7 1 8 芯片转化出3 3

92、 V 和1 8 V 。电源转换部分模块的电路原理如图5 3 和5 4 所示。图5 31 2 V 转5 V 设计原理图图5 45 V 转3 3 V 和1 8 V 设计原理图4 2浙江工业大学硕士学位论文( 3 ) 通信模块考虑速度控制算法实现与调试，并且在上位机中显示当前运动位置，需要与删进行数据通信。因此，在运动控制系统中加入串口通信模块。针对通信模块传输的特点，选用脚3 2 2 l 芯片，进行串口数据传输。该芯片最大波特率为1 1 5 2 0 0 ，无论从数据传输速度，还是从数据传输的稳定性方面，完全可以满足本章中设计要求，具体设计如图5 5 。图5 5 通信模块原理图( 4 ) 位置信号反

93、馈模块考虑到运动区域有限，故需要对X 轴和Y 轴的运动范围进行位置判定，本章中用限位开关输出信号判断刀具是否达到运动区域的边界。当产生限位信号时，采用中断方式处理，其原理图如图5 6 和5 7 所示。5 2 2 伺服系统的配线和设置采用的台达伺服驱动器的接线图如图5 8 ，其中包括电源部分接线、脉冲指令接线、输入控制信号接线、输出控制信号接线、与伺服电机接线、位置编码器反馈输出信号接线、位置编码器反馈输入信号接线、串口模块接线。正确的连线之后，还需要对驱动器进行一些必要的设置，驱动器才能正常使用。因为图5 6 反馈信号设计原理图4 3图5 7 采用中断查询方式检测限位信号设计原理图图5 8 台

94、达驱动器接口连接图在实际中主要采用位置模式，所以以位置模式为例来说明。l 、设定P 2 1 5 ( 逆向运转禁止极限) 、P 2 1 6 ( 正向运转禁止极限) 、P 2 - 1 7 ( 紧急停止)全部设定为O ，解除了电机运转限制2 、设定P 0 0 2 为0 6 ，正常画面为图5 9 调试画面显示图浙江工业大学硕士学位论文3 、设定P 2 3 0 为l ，强制伺服启动4 、运行J O G 模式设定P 4 0 5 为寸动模式，当在P 4 0 5 按下S E T 后，进入J O G 模式，一直按住上键就可以让电机动起来，下键是反向运动。5 2 3 系统输入输出接口设计伺服输出控制信号包括X 轴

95、的脉冲信号、X 轴的方向信号、Y 轴的脉冲信号、Y 轴的方向信号，其他输出信号包括激光功率控制信号和激光开关信号。反馈位置信号包括X 轴的A 相信号、X 轴的B 相信号、X 轴的Z 相信号、Y 轴的A相信号、Y 轴的B 相信号、Y 轴的Z 相信号，感应开关信号包括X 轴感应开关信号和Y轴感应开关信号。如表5 1 所示，反馈信号对应的控制芯片管脚和对应的属性均有说明5 2 4 硬件平台实物图如图5 1 l ，为运动控制器主控板，包括了主控芯片、电源模块、通信模块、存储模块和输入输出接口。表5 1 控制信号表管脚名称功能输入输出T l P ，M T l C N mXP U LX 轴脉冲输出T 3

96、P 、T 3 C 口Y P U LY 轴脉冲输出G P I O A l lXD i rX 轴方向输出G P I O B l lY D i rY 轴方向输出G P I O F l 3L a s e r - p O w 盯控制激光功率控制输出G P I O A l 4L 弱e r s w i t c h控制激光开关输出G P I O F l 2D Y R E S E T检测Y 轴限位信号输入G P l O F l lD X R E S E T检测X 轴限位信号输入Q E P lX AX 轴A 相反馈信号输入Q E P 2XBX 轴B 相反馈信号输入Q E P I lXZX 轴Z 相反馈信号输入Q

97、E P 3Y AY 轴A 相反馈信号输入Q E P 4YBY 轴B 相反馈信号输入Q E P l 2YZY 轴Z 相反馈信号输入4 5图5 1 0 控制信号原理图图5 1 l 运动控制器开发板实物图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服装裁割机的运动控制系统的软件部分包括样片图形解析、图形重构、速度处理、数据传输和激光功率控制等功能。模块主要分为四个部分：l 、P L T 文件存储、解析和再存储部分；2 、图形重构模块部分；3 、裁割功能模块，包括两轴回复原点、切割功能、重复切割、数据反馈和激光功率控制；4 、文件传输( 通信) 部分。以下就各个部分分别进行介绍

98、。浙江工业大学硕士学位论文图5 1 2 软件主要组成部分5 3 2 数据传输和解析这部分主要介绍数据传输和数据解析两部分内容。1 、数据传输设置数据传输主要采用S C I 串口传输方式，使用D S P 芯片中的S C I 串口传输模块来实现。串口使用前需要配置其波特率、数据格式，以及配置D S P 中S C I 模块以实现这些设置。串口传输采用的F I F O 传输方式：一个数据为8 位，所以两次传输传送一个完整的数据坐标。以下就是具体步骤：1 ) 设置G P I O 功能为外设功能2 ) 配置F O使能F I F O 模式，使能1 XF I F O 模式，清除盯口F 小I T 标志，使能中断

99、匹配；使能l F I F O 模式，清除心口F I N T 标志，使能中断匹配；禁止串口自动检测波特率；禁止F I F O 模式；8 位字符，一个停止位，禁止奇偶校验，禁止自测试模式，采用空闲位模式协议；使能接收错误中断。初始化S C I 状态机和操作标志位至复位，发送特征不被选择：禁止睡眠模式，使能发送和接收；使能R 之D Y 甩黜T 中断和D Y 中断。3 ) 波特率设置L P S C L K 默认时钟频率为3 7 5 M H Z ，根据需要进行合理配置。4 ) 重新使能S C I4 7浙江工业大学硕士学位论文2 、数据传输协议在完成S C I 串口传输配置后，设置通信协议，目的在于避免传

100、输发生错误、增强数据的可靠性以及配合裁割机加工过程的流程。该协议针对于服装裁割机的运动控制系统中的主控芯片1 M S 3 2 0 F 2 8 1 2 与S 3 C 2 4 4 0 之间的通信。具体流程如下图：l 请求连接lGI 确认连接l上弓l 回原点l弓等待回原点G确认回到原点等待数据传输 乡传输数据等待圊今数据传输结束传输完毕确认发送| l弋夕确认切割1卜、切割并返回位I I少置数据弋夕显示切割状态R M噼图5 1 3 通信协议流程图通信协议具体步骤如下：1 ) 由触洲发出连接请求信号，每隔l O s 发送1 次，直到D S P 端有确认连接的信号发送给删，同时D S P 端从等待连接程序

101、段进入回复原点程序段。2 ) 当切割头回复到坐标原点后，D S P 端发送回到原点的信号给删。3 ) 删确认回到原点后，开始向D S P 端发送切割数据格式文件。4 ) D S P 端接收切割数据格式文件，通过解析，存储到内存中去，完成后发送确认信号给越洲。5 ) 接收到D s P 端的确认数据传输完成信号后，进入切割页面，显示切割状态。6 ) 删确认切割信号发送，D S P 端接收到该信号，则开始切割，并反馈切割位置信号给鲇洲。4 8浙江工业大学硕士学位论文一个完整的显示控制部分与运动控制部分的数据交互过程，如图5 1 4 ：O 阱小旧0 T连接命令I N I T I L韧始化命令S 日删1

102、 发送数据命令盱I m 0 盯藏割命令厂一一百酾A 最历IL 宠瑟塾劐垒今：! 一蕊嘲：；：c N c E L c L r r lf 一百一U 十D 研m I 丌来连接c 【荆N 既m已连接I N I T I L I Z E D初始化完成系统初始化完成一I 一次裁割完成D T R 日C V致据接收完成C 们一r I N G藏剞中：品衙：i 藏剖暂停iC 圹r F I N l S H E D藏割完成图5 1 4 系统运行交互图3 、数据解析P L T 数据是有一定格式的，一般的模式为指令符+ 数据+ “；糟的格式，如图5 1 5 所示，这种形式非常浪费存储空间，而且有很多信息是重复的。因此需要进

103、行数据解析。裁割数据块I载割数据块2图5 1 5 发送数据结构示意图数据的解析是和数据的读取同时进行的，也就是说读完一个数据，程序就会立刻解析该数据。考虑到刚S 3 2 0 F 2 8 1 2 的内存资源较少，同时实际切割数据又都小于6 5 5 3 5 ( 1 6 位数据) ，所以在存储解析的点数据时，采用紧凑型的存储方式：一个数据点( x y ) 存储在一个I N T 型变量( 4 字节，3 2 位) 中，其中y 坐标占其高1 6 位，而x 坐标则储存在低1 6 位。因为在数据解析时，一个存储单元是1 6 位，所以采用高位和低位分别存储数据点的高位和低位。对于内存受限的系统来说，采用这种存储

104、方法法，是完全有必要的。4 9浙江工业大学硕士学位论文1 ) 数据在高位时取出地址位原低位数据，其中P _ 肿G L 为当前存储单元指针，T e m p D a t a 为一个1 6 位临时变量，其表达式如下：T I e m p D a t a 寻( ( 1 7 H P G L ”& O x O O F F ；将新写入的数据左移8 位，即置到高位，然后和原来的地位相加，其表达式如下： J I P G L ) = ( ( S c i b R e g s S C B U F b i t I b D E E 、暴EE暴 -X 轴，m m_-_X 轴，m m( c )( a ) 3 次B 样条( b

105、) 4 次B 样条( c ) 5 次B 样条图D 5 实验图形局部数据平面图表6 1 加工精度表类型最大误差比平均误差比3 次准均匀B 样条0 3 8 O 2 8 4 次准均匀B 样条0 3 1 O 2 5 5 次准均匀B 样条0 4 2 0 2 3 无图形重构0 5 5 0 3 8 浙江工业大学硕士学位论文表砚加工图形重构前后加工时间表无图形重构加工时间图形重构后加工时间类型( 单位：s )( 单位：s )3 次准均匀B 样条1 2 3 04 次准均匀B 样条1 2 6 01 1 3 05 次准均匀B 样条1 1 7 0图“实验图形重构加工实物图与原服装样图对比图6 3 3 裁割机的加减速过

106、渡算法的性能验证实验在本实验中，采用半圆形、尖弧型、尖三角形典型的转角图形段来测试速度过渡方法的性能，辅以直线加减速方法对比。在实验过程中，按照时间插补周期0 0 l s 进行一次数据记录，得到实验数据，并绘制成曲线。在实验中，设定的参数如下：最大速度为7 0 0 础，最大加速度为1 0 0 I l 珊詹，最大加加速度为1 0 n 皿S 3 。在图每7 、图每9 、图6 1 l 的速度曲线图中，第四章所提出的S 曲线加减速过渡算法结合速度预处理方法和速度前瞻规划方法，进行轨迹运行所得到的速度值，同时，采用了简单的直线加减速方法进行对比，图中，实线为第四章所提的方法产生的速度曲线，叉划线为直线加

107、减速方法产生的速度曲线。图6 8 、图1 0 、图6 - 1 2 绘制的是第四章所提出方法产生的加速度曲线图。从图6 7 速度曲线和图每8 加减速曲线可知，对于圆形加工路径，第四章的加减速过渡方法，速度变化自然平滑，相对于直线加减速方法，节约了图形行进时间。从图6 9 速度曲线和图6 - 1 0 加减速曲线可知，对尖弧型加工路径，第四章的加减速过渡方法，速度变化自然平滑，节约了图形行进时间，但是速度变化较多，导致电机频繁变速，而直线加减速方法在处理尖弧型加工段时虽然需要较长的加工时间，但是速度变化不大，所以在加工尖弧型加工段时应用直线加减速方法较合适。浙江工业大学硕士学位论文蚤霎图卯半圆形轨迹

108、的速度曲线图图6 8 半圆形轨迹的加速度曲线图图尖弧型轨迹的速度曲线图图每1 0 尖弧型轨迹的加速度曲线图从图6 1 1 速度曲线和图6 1 2 加减速曲线可知，对尖三角形型加工路径，第四章的加减速过渡方法，速度变化自然平滑，相比直线加减速方法略节约了图形行进时间，基本和6 l浙江工业大学硕士学位论文直线加减速方法的加工效果类同。磊E喜图每l l尖三角形轨迹的速度曲线图图6 1 2 尖三角形轨迹的加速度曲线图6 3 4 服装样片切割性能验证实验在服装裁割机的切割性能测定实验中，主要测定两个指标量：最大空载曲线运动速度和定位精度。实验方法在前面实验方案设计中已经介绍过了。在实验中，设定的参数如下

109、：最大速度为2 0 0 0 I l m 以，最大加速度为1 0 0 玎眦心，最大加加速度为1 0 m m S 3 。主要实验结果如表白3 和表6 4 所示。所测定的最大曲线速度略大于服装裁割机的项目指标4 0 m ，m 池在实验过程中可知，最大曲线速度值已经是该服装裁割机的一个极限速度，再加大时，发现两轴运动出现误差，并且有速度突变，机械部分也有晃动产生所测定的定位精度如表6 4 所示，经过1 0 次的测定，计算其定位误差平均值为0 3 8 I 砌，与原定的服装裁割机定位精度指标0 2 蚴精度还有不小的差距。分析其原因，一是由于机械部分精度有待提高，影响了整个服装裁割机的定位精度，二是由于测定

110、设备本身精度不高，带有一定的测量误差。所以，服装裁割机的加工精度也受到这部分误差的影响。完成服装裁割机的运动性能参数测定后，还有一个重要的指标，就是切割厚度，预定的切割厚度为2 n 埘，在实验中，发现切割所采用的皮革材质材料，实际的切割厚度只有l 衄。究其原因，一方面是激光管使用时间过长，激光功率下降；另一方面是皮革面料包括三层皮料，并且由胶水粘贴而成，有一定的切割难度。服装裁割机切割的皮革材料成品如图岳1 3 所示表6 - 3 最大曲线运动速度表所用时间最大曲线运动速度运行圈数( 单位：s )( 单位：删f m i n )1 01 4 5 02 02 9 8 04 0 4 53 04 4 5

111、 0表定位精度表序号l234567891 0误差( 单位：肋n )O 50 4O 30 30 30 40 50 40 40 3。? ? j 譬! ：诩图每1 3 切割成品实物图6 4 本章小结本章针对第三章中设计的服装裁割机的运动控制系统中所采用的加工样片重构方法、第四章中设计的速度过渡算法和切割性能进行了实验设计，并且通过实验对运动控制方法和切割性能进行了数据分析和性能估测，得到结果如下：l 、第三章中所提出的切割图形重构方法应用于所研制的服装裁割机运动控制系统，从实验结果表明该方法确实适用于该服装裁割机的运动控制系统，有效减小了加工误差。而且，四次准均匀B 样条方法较适合本文所研制的服装裁

112、割机运动控制系统。2 、运用第四章所提出的速度预处理方法、速度前瞻规划方法，针对提出S 曲线加减速速度过渡方法，以圆形、尖弧型、尖三角形为典型加工路径段，实验结果表明，相比于6 3浙江工业大学硕士学位论文直线加减速方法，对主要的性能指标进行了对比和分析，所提出的速度过渡方法在特定的加工路径段中表现出色，在部分加工路径段中加减速过于频繁，但整体性能比较优秀，并且有效地缩短了加工时间，保证了服装切割速度。3 、使用本章所设计的实验方法，有效地测定了服装裁割机运动控制系统的切割性能，包括最大曲线运动速度、定位精度和切割最大厚度，虽然有些参数未能达到预定的项目指标，但是经过实验数据的比较和分析，分析了

113、未能达到预定指标的原因并提出了改进意见。同时，通过实际的切割加工得到了服装样片加工成品，验证了服装裁割机运动控制系统的有效性。浙江工业大学硕士学位论文第7 章总结与展望7 1 研究工作总结服装裁割机运动控制系统相关技术对于提高服装裁割机的加工精度、加工效率、加工稳定性和安全性起到了决定性的影响。本文通过应用1 M S 3 2 0 F 2 8 1 2 芯片作为运动控制系统的主控芯片，研制了一款新颖的、功能强大的、高速的两轴多功能激光服装切割机，可实现点位运动控制、连续复杂轨迹运动控制、两轴同步运动控制等功能，对皮革等服装原材料进行激光切割加工，具有高速、高精度、高可靠性、低成本等特点。本文对服装

114、裁割机的运动控制系统进行了深入研究，包括：1 、服装裁割机的加工轨迹重构算法；2 、服装裁割机的速度规划方法；3 、服装裁割机的加减速过渡算法；4 、服装裁割机的运动控制器的硬件设计；5 、服装裁割机的运动控制器服装切割软件功能设计。运动控制器的设计实现了服装切割的基本功能，运动控制算法提高了加工的精度和速度，提高了服装裁割机的加工效率。首先，设计服装裁割机运动控制系统总体架构，并分析了设计的特点和有效性。其次，针对服装裁割机加工轨迹重构算法，设计准均匀B 样条方法，在实验中，比较了B e z i 盯算法、A k i m a 算法和准均匀B 样条方法中的三次、四次、五次方法，仿真和实验结果表明

115、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。再次，介绍了服装裁割机速度规划的典型方法，包括了前瞻算法、回溯算法，并从这些方法中，结合了它们的优势，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，缩短了加工时间，该速度规划算法能够动态灵活地处理不同的速度点，又具有一定前瞻性，能够有效地保证速度能减速至零，保证系统的稳定性。接着，介绍了服装裁割机运动控制系统的硬件设计和软件功能设计。硬件设计主要介绍了控制器系统架构、伺服系统的配线、输入输出接口的设计。同时，设计服装裁割机运动控制系

116、统的系统功能，实现主要包括了数据传输和解析、速度控制、裁割机功能。最后，在所搭建服装裁割机平台上验证了所采用算法的有效性，并提高了加工效率。7 2 展望对于服装裁割机的运动控制系统的研究，国内外的企业和科研机构已经开展多年了，相比于最先进的服装裁割设备，国内的服装裁割机系统还有不小的差距。本文所研究和设计的服装裁割机的运动控制系统也存在许多要改进之处。具体有以下几点：l 、显示控制模块和运动控制模块结合本项目设计采用了显示控制模块基于S 3 C 2 4 4 0 的触摸屏平台，而运动控制模块采用基于瑚S 3 2 0 F 2 8 1 2 芯片实现，这种设计方式有一定的优势，即开发周期短，两部分功能

117、可以并行开发完成调试，但是同时也增加了系统的复杂度，造成一些功能上的重复和资源的浪费。在运动精度不高的场合下，S 3 C 2 4 4 0 平台完全可以胜任显示控制和运动控制两部分功能。2 、服装裁割机的加工轨迹重构方法实时性问题由于本文采用的准B 样条加工轨迹重构算法尚不能满足在俐S 3 2 0 F 2 8 1 2 平台上进行实时性计算，后续的研究工作可以针对数控平台选择一些实时性较强的加工轨迹重构方法，对于加工的柔性、加工速度和实时性均有保证的方法。3 、激光切割方法激光切割方法有许多的优点，如切割功率可调，无需刀具补偿。但是，由于激光要经过三道反射后进行聚焦来切割皮革材料，需要一个前提条件

118、，即所设计的机械平台需要有相当高的精度，才能保证得到最佳的激光切割效果。而且激光管使用寿命有效，高品质激光管价格昂贵。本文中没有涉及激光功率和加工速度的配合的研究，但这部分对于提高激光切割效率也有着非常重要的意义。4 、加工精度由于研制的服装裁割机的机械部分精度不高，导致在运动控制部分无法避免地引入了一部分误差，导致加工精度无法进一步提高。因此，服装裁割机的机械部分的精度是至关重要的，特别是采用激光进行切割加工的方法，更应该重视机械部分的精度。只有一个良好的平台，才能充分发挥运动控制部分的作用。参考文献【1 】D u l i oS A p p l i c a l i o fa u t o m

119、a t i 妣l I n o l o 斟t ol e 砒盯c u n i l l g ：P 嗽d i n 眇I 触釉a t i o I l a lS y m p o s i 岫鲫A u t o m o t i V eT e c h n o l o g y & A u l o m a t i o l l V 3 ，A d v 锄c e dA u t o m 娟V eM 锄u f a c t 哪i I I g ：8 3 9 6 ，e m l a ，A u 蹦厶D I e c3 7l ”0 【C 】A u t o m 州V eA u t 0 I n 撕L t d ，l9 9 0 【2 】I 锄M A

120、 u t I 啪a 舡通I 螂c l I t sc o s t sf o rt h ea u t oi n d u s 仃y 【J 】E n g i n r i n g 儆h I o 鳜2 0 0 5 ，8 ( 3 ) ：4 4 【3 】H 啪p 乩U l t r a n i cc u n i n gs y s t e m ：U S ，6 5 3 0 7 6 8 唧2 3 加3 - 1 1 【4 】D e 心kKF M e t l l o d0 f 8 黜均缅gp 撇v i al 跚c u n i n gp r o 鹦o nac 1 0 t h 舛铀r i c ：U S ，6 9 3 4 5

121、9 8 时2 0 0 5 - 0 8 2 3 【5 】D 锄i e IC H Y 柚g ，T o mK o n g P a r 锄e t r i ci m c 甲o l a 由o rv e 璐鹏l i I l e 盯i n t e r p o l a t o ro fp c i s i o nC N Cm h i n i n g 唧C o m p u 姗a i d e dD e S i g f I 19 9 4 ，2 6 ( 3 ) ：2 2 5 - 2 3 4 【6 】K - 0 r YC o 曲同o fm h i mt o o I s 【J 】A S M E1 髓n 鞠c t i J o

122、u m a Io fM 柚u 缸n l r i n gS c i e n a n dE n g i n f i n g ，l9 9 7 ，1 19 ( 4 B ) ：7 4 9 7 5 5 【7 】K 绷E 加一( 脚乙Y 吣u f A l 咖t a s H 啦s p e 甜C N C 町咖md 船i 印P a nl ：j e r kl i m j 湖喇咖g 锄e 蒯蛐dq u i n 雠s p l i 舱m t e r l m l a ：t i o n 阴I n t e m a t i a 1 ，0 明_ I a lo fM a c l l i 鹏1 抽l s M 觚u 蠡K = t u 坤

123、，2 0 0 l ，4 l ( D ：1 3 2 3 1 3 4 5 【8 】易红数控技术【l 峋北京：机械工业出版社，2 0 0 5 【9 】G e 她rHJ I a s 盯c u n i n ga n dm e t I I o df j ”c u 仳i n gs h tm a t I e r i a I ：U S ，5 9 1 0 2 6 0 甲】1 9 9 9 0 6 0 8 【1 0 】季国顺皮革数控高速裁剪运动控制技术研究【D 】浙江大学博士论文，2 7 【l l 】李思益皮革制品生产机器及设备【M 】北京：中国轻工业出版社，2 0 0 1 【1 2 】周洪宇激光服装自动裁剪系统的设

124、计咧长春理工大学硕士论文，2 0 0 2 【1 3 】许逊基于开放式多轴运动控制系统的服装C A D C A M 的实现【D 】上海大学硕士论文，2 0 0 3 【1 4 】G X i I lg l l i ，W 锄gD ec a i ，L iC o n gx i I l L i uY ad o n g Ar a p 柑a n d 鲫m 眦p o s i 矗o nm e t h 棚w 池l i I l e 甜d e c e l e r a l i i I l r v os y s t e m 田娟o n a lJ o 明：l a lo fM l l i 他1 砷l s & M 柚u f l 蛾

125、u 他，2 0 0 2 ，4 2 ( 7 ) ：8 5 1 8 6 1 【1 5 】丛爽，李泽湘实用运动控制技术【l 川北京：电子工业出版社，2 0 0 6 【1 6 】杨继昌，李金伴数控技术基础【M 】北京：化学工业出版社，2 0 0 5 【1 7 】Y e 啪Y 吼S e o & L e e _ 舢n gH o ，H 锄S 彻gM i I l ，Y 柚gY 0 u n gS o S m t l I6 t t i n gw 油am e m o df o rd e t e 册i n i n gt h e 他g u l 撕z a t i o np 煳咖u n d 盯t l l e 鲈n e t

126、i cp 旷啪m i n ga l 酬t h m 明I n f 0 咖a t i o nS c i e n c 豁，2 0 0 l 。1 3 3 ( 3 4 ) ：1 7 5 1 9 4 【l8 】l I y i n aV V ，M a l c 锄屯：t SN V ，M o s k a I e n k oV V 1 n f I u e n o fh i g h e r m i i n v 习I r i 蛐t so nt l 他f i t t i n gp a m m e t c 璐o f i m p l 锄t e di 伽sd i s 仃i b u t i o n 【J 】V h c u u

127、m ，2 0 0 5 ，7 8 ( 2 ) ：3 8 1 3 8 4 【l9 】P e t e rB u c l l h o kP e t 盯K e m p c r ，J 蛐X f i e g c M u l t 沁l a 豁M a r k o v i 觚a 盯i V a lp r o s s 鹳肌dt l l e i rp 蹦瑚e t e rf i n i n g 【J 】P c r f o 朋柚c eE v a I u a t i o n ，2 0l0 ，6 7 ( 8 ) ：l0 9 2 ll0 6 【2 0 】田赐天五次样条曲线在数控加工中的全过程应用技术【D 】西北工业大学硕士论文，

128、2 0 0 3 6 7- _ _ - _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 一浙江工业大学硕士学位论文【2 l 】赵国勇数控系统运动平滑处理、伺服控制及轮廓控制技术研究【D 】大连理工大学硕士论文，2 0 0 6 【2 2 】刘海香，张彩明，粱秀霞平面上散乱数据点的二次曲线拟合佣计算机辅助设计与图形学学报，2 0 0 4 1 6 ( 1 1 ) ：1 5 9 4 _ 1 5 9 8 【2 3 】L

129、i I l S 吼L i 锄g ，X uF e n 昏Bs p l i n e I b 鲫e dm c m o d 矗 2 Dl a l l 萨d e 蠡眦n 砒i 伽觚a l y s i s 叨E n g i n r i n g A I I a l y s i sw 酏B o u n d a r yE l e m n t s ，2 0 ll ，3 5 ( 2 ) ：7 6 1 7 6 7 【2 4 】黄燕梅B 样条轮廓曲线的逼近方法及数控加工自动编程研究p 】华北电力大学硕士论文，2 0 0 4 【2 5 】、嘲e 唧e l aO ，P a 鼢d 镐M 。F u z 巧d a _ 主a 印p

130、 x i l T l a t i o n 鹏i n gs m o o t l l i n gc u b i cs p l i n 鹤：S 瓶i l a r i 妙锄de r r锄a l y s i s 川A p p l i 酣M a t I l 啪a l i c a lM 0 d e l l i n g 2 0 l l ，3 5 ( 11 ) ：2 1 2 2 2 1 4 4 【2 6 】施法中计算机辅助几何设计与非均匀有理B 样条嗍北京：高等教育出版社，2 0 0 1 【2 7 】Y a uH o 喈1 知n g L i nM i n g - T 枷g 仇iM g - S h i 吼黜m -

131、 t i m c 瓜B Si n t I r p o l 砒i 惦i n gF P G A 点叫h i g I Is p e e dm o 曲nc o 咖I 阴C o m p l I t e r - A i d e dD e S i g K2 0 0 6 ，3 8 ( 1 0 ) ：1 1 2 3 1 1 3 3 【2 8 】1 r i l c l l o nM ，l T J ，L S H ，K i mH S M 瓜B S m 1 硼p o l 劬叮矗河n s 缸m tm 鲫e r i a l 舢o v er 如i no p 蜘N Cm 扯h i 鹏t | I s 田h l t e m a t

132、 i a IJ 0 1 l m a Io f M a c h i 鹏I s & M 蛐u 伍c t L 鹏，2 0 0 4 ，4 4 Q - 3 ) ：2 3 7 乏4 5 【2 9 】A k i mH An 州m 础棚o f i n t e r I ，o l 硝伽锄ds m 0 0 t hc 帆雠i n gb a s e d l o c a lp 嗽君d u 螨叨J 0 眦1 a lo f t h eA s s o c i a t i f o I C 吣p u t i n gM l l i 他1 9 7 0 ，1 7 ( 4 ) ：5 8 9 - 6 0 2 【3 0 】L iz h ，L

133、iz I I e n h e n g C Y 0 u a I Lo r d 粥o f 恤R e 衄盯m 彻o i d s 四o l 啪a lo f A l g e b 仡，2 0 0 6 ，3 0 l ( 1 2 ) ：3 4 4 - 3 5 9 【3l 】M a r i l y r IE J 猢】M a n 奴i s o l 胡s t u d yo fn 碡V 嘲u l t r a I v i o I e tp h o t o l y s i so fm c t l l y lc y 姐i d e ：b r a t i o n a I 觚de l e c 仃o l l i cs p e c

134、仃ao f 龇C N C 触憎d i c a l 叽J o u m a lo fM o l u l 甜S p a 嗽咖p y l9 7 8 ，7 l ( 1 ) ：3 6 9 3 8 5 【3 2 】W a m gX i p i 唱A nL u H n g ，办锄gL i y a I l 压o u 城枷U I l i f 0 咖C o v e 孵o fF i b 瞄0 v 钉O p e n n t o u r e dF 嗽f o n n 蜘劬鹏B 啪d A 肛l 即蚰P a 舢吼e r 叽C h i n 雠J 0 1 l m a l0 fA e 啪砌鸭2 0 0 8 ，2 l ( 1 0 )

135、：5 7 1 5 7 7 【3 3 】C a iH 彻西i c ，W a n gG 峋i I LC o 璐昀j n e da p p 删i I I l a l i o fn l t i o n a lB 6 五盯u r V 鹤b 笛e d am a n 讧唧他豁i o f i t s dp o i r 她n 曲u n yc d i t i 【J 】C 鲫p u t e r - A i d e dD 鹤i g I l 2 0 l0 4 2 ( 6 ) ：4 9 5 - 5 0 4 【3 4 】王宇晗，肖凌剑，曾水生等小线段高速加工速度衔接数学模型明上海交通大学学报，2 0 0 4 ，3 8 (

136、6 ) ：9 0 l - 9 0 4 【3 5 】何均，游有鹏，王化明面向微线段高速加工的F e I g I 啪n 样条过渡算法【J 】中国机械工程，2 0 0 8 ，1 9( 17 ) ：2 0 8 5 - 2 0 8 9 【3 6 】邬义杰，商允舜微小直线段插补终点控制算法研究【J 】组合机床与自动化加工技术，2 0 0 6 ，5 ( 2 ) ：l - 2 【3 7 】Y 0 n gtN 肌I y 蛐鹋w 锄iR Ap 鲫帅e t r i ci n t e r l ) o l 酿o rw n h n f i n e dc h o r de 啪嘎嗽e I e r a t i 锄dd e c

137、e l e r a l i o nf o rN CI I 眦h i n i n g 【J 】C 伽p u t e r A i d c dD i g l l 2 0 0 3 ，3 5 ( 1 3 ) ：1 2 4 9 1 2 5 9 【3 8 】李晓辉，邬义杰，冷洪滨S 曲线加减速控制新方法的研究阴组合机床与自动化加工技术，2 0 0 7 ，( 1 0 ) ：5 m 5 3 【3 9 】曹宇男，王田苗，陈友东等插补前S 加减速在C N C 前瞻中的应用【J 】北京航空航天大学学报，2 0 0 7 ，3 3 ( 5 ) ：5 9 5 - 5 9 9 【4 0 】郭新贵，李从心S 曲线加减速算法研究

138、【J 】机床与液压，2 0 0 2 。( 5 ) ：6 0 6 2 6 8浙江工业大学硕士学位论文【4 l 】付科速度控制的前加减速控制算法研究【J 】航空计算，2 0 0 8 ，3 8 ( 5 ) ：2 9 - 3 2 【4 2 】胡磊，林示麟，徐建明S 曲线加减速速度控制新方法们组合机床与自动化加工技术，2 0 1 0 ，( 1 ) ：2 2 - 2 6 【4 3 】许良元，桂贵生，彭丹丹高速加工中加减速控制的研究川中国制造业信息化。2 0 0 5 。3 作) ：1 2 4 1 2 6 【4 4 】任锟，傅建中，陈子辰高速加工中速度前瞻控制新算法研究阴浙江大学学报，2 6 ，4 0 ( 1

139、 1 ) ：1 9 8 51 9 8 8 【4 5 】A l b e n iM ，C i 啪憾J ，C 笛a d e 溜M 。As y 咖mf o ro p t i m i s i n gc u n i n gp a r 锄e t e 佟w h e np l 锄i n gm i l l i l l go p e r a t i o 璐i nh i g h - s p e c dm h i n i n g 【J 】J o l l m a lo f M 眦m l sP m 燃s i n gT e c h n o l o 酗2 0 0 5 ，1 6 8 ( 1 ) ：2 5 - 3 5 【4 6 】

140、F 托= d e r i c kA H a d d a d P l 锄n i n gV 懿峭s p e e d ：锄e x p e r i m e n t a le 糊m 妇i o fw l 斌P l 锄n c dC 0 d e so fm eC o 鲫i t i v eA 蹴姗e n tS 姆e mm 娜u 懈陬A 砒i v 铭o f C l i I l i 翻N c 啪p s y c h o l o 鳜2 4 ，1 9 ( 2 ) ：31 3 - 31 7 【4 7 】徐志明，冯正进，汪永生等连续微小路径段的高速自适应前瞻插补算法们制造技术与机床，2 0 0 3 ，( 1 2 ) ：1 9

141、 8 5 - 1 9 8 8 【4 8 】Y o 姗沁呦I I l t e r p o l a 0 rf o ra m p u 衙n 啪e r i c a lc o 曲r o ls y s t c m 叨m E E1 h n 鞠c t i o 璐C 伽p m 1 9 7 6 ，2 5 ( 1 ) ：3 2 - 3 7 【4 9 】X uX 啪W ，W 抽gL i l l u i ，R o n gY i m i I l g s 1 E I 匕N C 柚d 缸1 c t i 蛐b l o c l 【sf i 河i 舭m l 瑚曲l em 锄u 风加r i n g叨正E ET r a n s a c

142、 t i o 璐A u t 姗a ：t i s c i e n a I l dE n g i n r i r 嵫2 0 0 6 3 ( 3 ) ：2 9 7 - 3 0 8 【5 0 】B 瑚d H c 喵A n d 阳wQA n e y n e Am b u s tc o n n o l 衙i I l t e 巾o J a 蝣d 骼i 印t e c h I l i q 明嘲n m s a c t i o 馏C o n 仃0 l ss y 螈釉sT e c h n o l 9 酗2 0 1 0 ，l8 ( 1 ) ：l - 1 0 【5 1 】叶佩青，赵慎良微小直线段的连续插补控制算法研究【J

143、 】中国机械工程，2 0 0 4 ，1 5 ( 1 5 ) ：1 3 5 4 1 3 5 6 【5 2 】s t i l w e nD J ，R 删g hW J 。s t a b i l i t yp 陀r v i n gi n t I 卸o l a l i 傩m e t l l o d sf i ”圮s y I I m 商so fg a i l l h e d u l e dc o n 仃0 n e 墙田A u t o m 撕c a ，2 0 0 0 ，3 6 ( 5 ) ：6 6 5 柳1 【5 3 】李黎基于机床动力学特性的连续小直线段高速插补算法【D 】华中科技大学硕士论文，2 0 0

144、 6 【5 4 】苏奎峰，吕强狄庆锋等1 M S 3 2 0 F 2 8 1 2 原理与开发【M 】北京：电子工业出版社，2 0 0 5 【5 5 】林示麟智能服装裁割机中运动控制系统的研究与开发【D 】浙江工业大学硕士论文，2 0 0 9 【5 6 】于飞服装裁割机轮廓误差控制研究与应用 D 】浙江工业大学硕士论文，2 0 l0 浙江工业大学硕士学位论文致谢感谢我的导师俞立教授，工作中，他事无巨细、严谨细致的科研作风使我受益匪浅；生活中，他为人平和、热情健谈，如慈父一般关心着我们的起居饮食：他的“做一个顶天立地的人一更是成为了我的人生信条。感谢徐建明、董辉、郑雅羽、陈朋等老师在科研过程中不厌

145、其烦地为我排忧解难，在生活上对我的关心。感谢我的师兄林示麟、于飞，师姐潘扬，朋友方鸣，同学刘连杰，陆欢佳，赵干，张斌，师弟洪斯宝、王宇、吴云等对我学习、生活的关心和帮助。感谢我的父亲、母亲长期以来对我学业生活的经济上的支持和精神上的鼓励。在此对所有帮助过我的朋友们表示最真挚的谢意。l 、S 曲线加减速速度控制新方法，组合机床与自动化加工技术，2 0 l O ，l ：2 心6 ( 第一作者) ；2 、没有自动化，就没有现代化，中学生时代，2 0 1 0 ，6 ：5 7 5 9 ( 第一作者) 申请专利l 、服装布匹、样片裁割过程中刀具空行程路径的控制方法发明专利，公开号：C N l 0 1 4 5 1 3 0 5 ；2 、基于空气质量检测仪的数据采集系统V 1 O 软件著作权，登记号：2 0 0 9 S R 0 4 5 2 1 3 参加的科研项目1 、大型智能激光裁割系统的研究与开发，浙江省重大科技专项项目7 1