一种自动裁床裁刀变形检测装置制造方法
【专利摘要】本发明提供了一种自动裁床裁刀变形检测装置。本发明的装置通过位移传感器对裁刀在旋转过程中切割布料引起的裁刀弯曲变形进行实时检测，将检测到的模拟电压信号经过数字化转换，并在微控制器中的程序控制下，首先对裁刀变形情况做出分析和判断，然后控制伺服电机并带动裁刀向发生变形相反的方向进行旋转补偿，实现对裁刀切割方向的自动纠正。保证了因裁刀变形引起的切割误差始终控制在容许的范围内，提高了切割质量和精度。
【专利说明】—种自动裁床裁刀变形检测装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种自动裁床裁刀变形检测装置。
【背景技术】
[0002]自动裁床是服装CAM设备当中的高端产品，它利用服装CAD系统中的款式设计、样板设计、放码、排料等数字化信息，控制自动生产制造系统，实现多层衣片自动裁剪。目前自动裁床主要产于欧美等国家，国外公司掌握核心技术，设备价格普遍比较高，零部件和维护费用高，设备往往不能及时得到维修。
[0003]需要一种能够对自动裁床裁刀变形进行检测和自动纠正裁刀变形的装置。
【发明内容】
[0004]本发明的主要目的是提供一种自动裁床裁刀变形检测装置，解决裁刀在旋转过程中切割布料引起的裁刀弯曲变形的检测问题，同时控制程序根据该检测信号对裁刀变形进行自动纠正控制，减小了因裁刀变形引起的切割误差，提高了切割质量和精度。
[0005]本发明的自动裁床裁刀变形检测装置，包括:
一个位移传感器，用于裁刀变形的检测；位移传感器与信号采集电路相连；
一个信号采集电路，用于对位移传感器输出的模拟电压进行变换，成为O?3V的直流电压；
一个微控制器，用于对信号采集电路产生的O?3V直流电压进行数字化处理，微控制器与信号采集电路和伺服驱动器连接；微控制器中设置有控制程序；
一个伺服驱动器，用于接收微控制器的控制指令及控制伺服电机旋转；
一个伺服电机，用于带动裁刀旋转，伺服电机与伺服驱动器连接，伺服电机的转动轴与裁刀连接。
[0006]本发明的自动裁床裁刀变形检测装置，所述检测装置中的微控制器中设置的控制程序，对信号采集电路产生的O?3V直流电压数字化处理成为对应的X数值，X数值的范围为O?4095，根据X的值判断裁刀的变形情况，并对裁刀变形自动纠正，依次包括如下步骤:
a、首先记录下裁刀没有变形时X的值，该值定义为B；
b、当0〈Χ〈Β时，表示裁刀顺时针变形，这时程序给伺服驱动器发出逆时针方向旋转的补偿指令，使伺服电机逆时针旋转，从而带动裁刀旋转；
C、当B〈X〈4095时，表示裁刀逆时针变形，这时程序给伺服驱动器发出顺时针方向旋转的补偿指令，使伺服电机顺时针旋转，从而带动裁刀旋转；
d、实时检测X的值；当发现有裁刀变形存在时，就重复执行步骤b或c ;当检测到X=B，已没有裁刀变形时，就不做补偿。
[0007]本发明所述的自动裁床裁刀变形检测装置，采用实时模拟采样检测裁刀变形情况，并根据变形量确定裁刀旋转的补偿，控制裁刀向与变形相反的方向旋转，从而实现对裁刀变形的自动纠正。
【专利附图】
【附图说明】
[0008]图1是本发明的自动裁床裁刀变形检测装置的结构方框图；
图2是说明信号采集电路的方框图；
图3是说明伺服驱动闭环控制的方框图；
图4是说明对裁刀变形进行实时检测及自动纠正的控制程序流程图。
【具体实施方式】
[0009]下面将结合附图和具体实施例对本发明进行进一步的详细说明。
[0010]本发明的自动裁床裁刀变形检测装置的结构框图如图1所示，包括:
一个位移传感器1，用于裁刀变形的检测；位移传感器I与信号采集电路2相连；
一个信号米集电路2,用于对位移传感器I输出的模拟电压进行变换,成为O?3V的直流电压；
一个微控制器3，用于对信号采集电路2产生的O?3V直流电压进行数字化处理，微控制器3与信号采集电路2和伺服驱动器4连接；微控制器3中设置有控制程序；
一个伺服驱动器4，用于接收微控制器3的控制指令及控制伺服电机5旋转；
一个伺服电机5,用于带动裁刀6旋转,伺服电机5与伺服驱动器4连接,伺服电机5的转动轴与裁刀6连接。
[0011]位移传感器I是裁刀变形检测控制的重要组成部分，采用涡电流位移传感器，如KEYENCE EX-200系列。位移传感器I固定安装在裁刀6的旁边，能精确测量出裁刀的偏心与偏向变形，并将变形的位移量以模拟电压的方式输出。
[0012]本发明的检测装置和控制程序一起构成了一套能对裁刀变形实时检测，并对变形进行自动纠正的闭环控制系统。
[0013]本发明中的信号采集电路2的方框图如图2所示。位移传感器I输出的模拟电压信号经运算放大器比例缩放电路11处理，变成O?3V的直流电压传输到DSP芯片12的ADC端口。运算放大器可选LM324。
[0014]本发明中的微处理器3采用高性能数字信号处理DSP芯片12，型号为TMS320F28332,该DSP芯片具有12位精度的ADC接口，能方便地将模拟输入电压O?3V转换为数字O?4095。同时它内部设置的控制程序向伺服驱动器4发出控制指令，使伺服电机5和裁刀6按具体的控制要求旋转。
[0015]本发明中的伺服驱动闭环控制方框图如图3所示。微控制器3向伺服驱动器4发出给定指令，使伺服电机5和裁刀6开始旋转；位置传感器I对裁刀6旋转时产生的变形进行检测，并将检测结果反馈到微控制器3 ;微控制器3根据裁刀6的变形情况发出相应的补偿指令，并通过控制指令综合处理程序21将给定指令和补偿指令进行合成，最后形成了发给伺服驱动器4的实际控制指令；实现了对伺服电机5和裁刀6旋转运动的闭环控制。
[0016]本发明中的裁刀变形实时检测及自动纠正控制程序流程图如图4所示。微控制器3中设置的控制程序对信号采集电路2产生的O?3V直流电压数字化处理成为对应的X数值，X数值的范围为O?4095，根据X的值判断裁刀的变形情况，并对裁刀变形自动纠正，程序流程说明如下:
在开始步骤31后该流程启动；
步骤32对裁刀的变形情况进行检测；
步骤33对检测到的模拟电压信号进行数字化处理为具体的数值X ；
在未进行裁料时，裁刀不会发生变形，步骤34记录下裁刀没有变形时X的值，并将该值定义为B ；
步骤35根据X的值对裁刀变形情况进行判断，然后选择不同的流程分支执行；
当0〈Χ〈Β时，步骤36判断出裁刀发生顺时针变形，步骤37给伺服驱动器发出逆时针方向旋转的补偿指令，步骤38使伺服电机逆时针旋转，并带动裁刀旋转；
当B〈X〈4095时，步骤39判断出裁刀发生逆时针变形，步骤40给伺服驱动器发出顺时针方向旋转的补偿指令，步骤41使伺服电机顺时针旋转，并带动裁刀旋转；
程序不断地对裁刀的变形情况进行检测，并实时地分析检测到的X值，当发现有裁刀变形存在时，就重复执行步骤36?38或步骤39?41 ;
当检测到X=B，步骤42判断出裁刀没有发生变形，步骤43结束该流程。
[0017]裁刀在旋转状态下切割布料时，裁刀时刻处于扭曲变形状态，因此切割轨迹与理想轨迹有一定的误差。本发明对自动裁床的裁刀变形进行实时检测，并控制伺服电机向裁刀变形相反的方向进行旋转补偿，实现对裁刀切割方向的自动纠正，保证了裁刀切割轨迹的误差始终控制在容许的范围内，提高了切割质量和精度。
【权利要求】
1.一种自动裁床裁刀变形检测装置，其特征在于，所述检测装置包括: 一个位移传感器(1)，用于裁刀变形的检测；位移传感器(I)与信号采集电路(2)相连； 一个信号采集电路(2)，用于对位移传感器(I)输出的模拟电压进行变换，成为O?3V的直流电压； 一个微控制器(3 )，用于对信号采集电路(2 )产生的O?3V直流电压进行数字化处理，微控制器(3)与信号采集电路(2)和伺服驱动器(4)连接；微控制器(3)中设置有控制程序; 一个伺服驱动器(4)，用于接收微控制器(3)的控制指令及控制伺服电机(5)旋转；一个伺服电机(5)，用于带动裁刀(6)旋转，伺服电机(5)与伺服驱动器(4)连接，伺服电机(5)的转动轴与裁刀(6)连接； 所述的控制程序，用于对信号采集电路(2)产生的O?3V直流电压数字化处理成为对应的X数值，X数值的范围为O?4095，根据X的值判断裁刀的变形情况，并对裁刀变形自动纠正。
2.根据权利要求1所述的自动裁床裁刀变形检测装置，其特征在于，所述的控制程序，依次包括如下步骤: a.首先记录下裁刀没有变形时X的值，该值定义为B; b.当0〈Χ〈Β时，表示裁刀顺时针变形，这时程序给伺服驱动器(4)发出逆时针方向旋转的补偿指令，使伺服电机(5)逆时针旋转，从而带动裁刀(6)旋转； c.当B〈X〈4095时，表示裁刀逆时针变形，这时程序给伺服驱动器(4)发出顺时针方向旋转的补偿指令，使伺服电机(5)顺时针旋转，从而带动裁刀(6)旋转； d.实时检测X的值；当发现有裁刀变形存在时，就重复执行步骤b或c;当检测到X=B，已没有裁刀变形时，就不做补偿。
【文档编号】G01B7/16GK103776360SQ201210407822
【公开日】2014年5月7日 申请日期:2012年10月24日 优先权日:2012年10月24日
【发明者】杨奕昕, 祝本明, 刘玲, 陈波, 张天佑, 任纬, 刘必标, 董明玉, 李 杰, 王体泮 申请人:绵阳市维博电子有限责任公司