裁床裁剪复杂形状速度控制研究.pdf

学兔兔 l lI5 化 裁床裁剪复杂形状速度控制研究 Research on speed control of cutting machine cutting complex shapes 项贤军，茹秋生 XIANG Xian-jun，RU Qiu-sheng (上海工程技术大学高等职业技术学院，上海200437) 摘 要：目前国内大部分企业还停留在手动裁剪和冲裁阶段，而进口裁床价格高昂。因此，研制适应 于中小企业的多层布料／革料数控裁剪机对于提高企业市场竞争力和生产能力具有重要意义。 提出PC+PLC的裁床控制方案，该方案能降低开发成本和缩短研发周期，提高方案的可行性 和产品的可靠性。针对裁床需要高速和高精度裁剪，必须寻找一种能解决速度与精度这对矛 盾的控制方式。接着对欧姆龙NJ系列PLC的直线插补和电子凸轮运动控制方式进行分析和测 试，最终得出采用电子凸轮运动控制方式能实现预期目标，样机运行稳定。 关键词：裁床；复杂形状；速度控制；PLC；电子凸轮 中图分类号：TP23 文献标识码：A 文章编号：1 009—01 34(2014)05(上)一0056—03 Ooi；1 0．3969／J．[ssn．1 009-01 34．2014．05(上)．1 6 0 弓I言 高速裁割，就需要控制系统有优良的运动控制方 随着数字控制技术的发展，全自动电脑裁床已经 式和运动控制算法。 广泛应用于软性材料的裁剪，如服装、制鞋 ”。目 1．1数控裁床的工作原理 前性能好的裁床主要还是国外品牌，价格比较高， 数控裁床的裁剪过程主要由以下三部分完成 ： 很多中441E装企业很难承担如此高的成本。我国 1)启动真空泵将软性裁剪材料稳固地吸附在裁剪工 服装企业的CAD／CAM使用率还不到10％，中4-,~E装 作台上，防止裁剪时材料的滑动；2)待压力达到 企业基本上仍采用手工裁剪的加工方法。因此， 要求后，开启振动伺服电机使凸轮做高速偏心旋 国内对裁床的需求量巨大，但需要性价比高的设 转，从而带动裁刀上、下往复振动准备切割；3) 备。虽然目前国内也有企业开始研发数控服装裁 准待工作完毕后，机头移动到开切点，刀头由气 剪系统，但由于数控裁剪系统结构复杂、机电集 推动，使裁刀切入裁剪材料。最后由伺服电机 成度高、控制难度大，国内自主研发的裁剪系统 驱动机头在X、Y方向沿直线导轨按预设的裁剪路 在整体性能和精度上都与国外先进水平差距较大。 径进行运动，同时转角电机控制裁刀刀1：3和裁片 控制系统是数控裁床的主 要组成部分I本文针对控 制系统在裁剪复杂形状裁 片时速度控制进行研究， 并在样机上进行测试，得 出最终的分析结果。 1裁剪复杂形状 速度限制 速度与精度是一对 矛盾，数控裁剪系统一 般要求达到的速度是 0．5m／s~Im／s左右，在保 证精度的前提下要实现 图