复杂形状无纺织物空间裁剪控制系统研发

摘要

无纺织物是由纱线与纤维层交织，通过一些列的物理方法、化学反应形成的织物，其工艺过程与传统的织布过程并不相同。与其它服装类材料的生产过程相比，无纺织物具有生产周期短、产品应用面广、使用性能优良、产量高、成本低、用途广泛等优点。热模压成型的模杯作为复杂形状织物是女性内衣主要组成部分，年产量达亿件以上。经济全球化的今天，企业生产必须要实现自动化以形成规模效应，然而目前中国所有生产模杯类织物企业的裁剪方式主要靠手工以及少量自动化辅助设备，这种裁剪方式劳动强度大、生产成本高，无法满足三维立体模杯高精度的裁剪需求，且对工人的熟练程度有很高的要求，严重影响企业的经济效益。
　　针对上述问题，为了满足企业大批量、高精度裁剪的生产要求，本文在查阅国内外相关文献的基础上，基于SCD系列驱控一体机研发了复杂形状织物空间裁剪控制系统，以PC机为控制核心，通过以太网的方式和驱控一体机进行通信，裁剪路径数据文件经过PC机处理后转换成G代码文件，由驱控一体机控制执行。本文的研究内容如下：
　　（1）根据模杯结构特点及待裁剪曲线特征，设计了总体方案，并对系统硬件平台进行选型。
　　（2）对模杯待裁剪曲线进行拟合，用直线逼近圆弧、缩小误差，并导出Excel三维点坐标文件。
　　（3）采用弦插补的算法，逐点计算和判别裁剪偏差以控制坐标进给方向，从而自动地对各坐标轴进行脉冲分配计算，在误差范围内完成整个空间自由曲线插补。
　　（4）开发控制系统上位机软件，设计友好的用户操作界面，在界面中可以实现对模杯待裁剪曲线的编辑功能，同时还设计了状态监控界面，便于对控制系统运行状态进行实时监控。
　　最终对控制系统进行了调试与验证，试验结果表明系统能够在误差范围内按照规定的裁剪轨迹快速而又平滑地实现对模杯裁剪的控制，系统的运行状态也可以很好地反馈到上位机状态监控界面中，达到了预期效果。

目录

第一章 绪论

1.1 研究背景

1.2 国内外研究现状及发展趋势

1.3 课题来源

1.4 主要研究内容

第二章 控制系统总体设计

2.1 控制系统框架设计

2.2 裁剪方案设计

2.3 进给传动方式的选择

2.4 硬件平台选型与搭建

2.5 软件开发平台及开发工具

2.6 控制系统总体设计

2.7 本章小结

第三章 空间曲线的拟合与插补

3.1 曲线拟合

3.2 插补原理

3.3 本章小结

第四章 织物裁剪控制系统硬件开发

4.1 控制系统硬件总体分析

4.2 驱控一体机功能及应用

4.3 织物夹紧装置设计

4.4 裁剪装置控制

4.5 PLC梯形图

4.6 本章小结

第五章 织物裁剪控制系统软件开发

5.1 软件的功能分析

5.2 裁剪作业工作流程分析

5.3 软件界面设计

5.4 软件结构设计

5.5 软件功能实现

5.6 本章小结

第六章 织物裁剪控制系统集成

6.1 软件测试

6.2 硬件测试

6.3 测试结果

6.4 本章小结

第七章 总结与展望

7.1 总结

7.2 展望

参考文献

攻读学位期间本人出版或公开发表的论著、论文

致谢