一种基于多轴的缝纫运动控制方法技术

本发明专利技术涉及数控技术领域，具体是一种基于多轴的缝纫运动控制方法，包括(1)CAD数控系统读取待加工图形，生成坐标文档，以及根据工艺参数生成五轴运动控制算法所需要的参数文档；(2)通过五轴运动控制算法读取步骤(1)中工件的所述坐标文档和参数文档，编译成运动控制库文件；(3)所述CAD数控系统回调步骤(2)中所述运动控制库文件，并将插补数据下发至PLC；(4)所述PLC发送脉冲指令并分别驱动五个轴运动。本方法通过增加双旋转轴的控制使得五轴缝纫机床可以加工具有内凹角的工件，同时双旋转轴可大大提高了工件加工效率。可大大提高了工件加工效率。可大大提高了工件加工效率。

【技术实现步骤摘要】
一种基于多轴的缝纫运动控制方法


[0001]本专利技术涉及数控
，尤其涉及一种基于多轴的缝纫运动控制方法。

技术介绍

[0002]缝纫机床的运动控制系统一直是研究的热点，缝纫行业涉及的行业较广，生产的品类更是数不胜数，从抗击疫情的口罩到防护服，从高档枕套到高档真皮座椅，运动控制系统的高速和高精度决定着生产效率和生产质量。
[0003]现有缝纫机床运动控制技术中较为常见的是三轴运动控制系统，此类机床的运动控制技术较为简单，只有X轴，Y轴和S轴，X轴和Y轴分别控制人为定义机械上对应的水平和垂直方向的位移。S轴则控制扎针缝制的停动框往复运动，也叫机头轴。
[0004]现有三轴机型有常见的两种加工方案：
[0005]1、机头固定，X轴和Y轴移动负责将工件的边缘送至机头处进行缝制加工；
[0006]2、机头不固定，可以在X轴方向上进行移动，因此只能加工一个方向，Y轴负责将工件送到机头位置并对齐，这样机头轴就可以边移动边对工件的X方向进行加工。
[0007]上述这两种三轴缝纫方案各有优劣势，第一种机头固定方案只适合加工规则的，一边较短的工件,加工效率较高。第二种机头移动方案可以加工较大的工件，但是需要进行人工换边，加工效率较低。但是，这两种三轴机型使用的运动控制算法都只能对平移方向进行控制，控制算法较为简单，只能够对简单的外凸形加工件进行缝制，且缝制效率较低，此类技术最大的痛点是无法加工具有内凹角且不规则的工件，如图1所示。而目前对于大部分含内凹角的不规则工件的加工主要仍是依赖人工。
[0008]因此，亟需一种新的技术方案来解决上述存在的技术问题。

技术实现思路

[0009]本专利技术的目的在于克服上述现有技术的问题，提供了一种基于多轴的缝纫运动控制方法，用于解决传统技术中不能高效加工不规则的带有内凹角工件的技术问题。
[0010]上述目的是通过以下技术方案来实现：
[0011]一种基于多轴的缝纫运动控制方法，包括如下步骤：
[0012]步骤(1)CAD数控系统读取待加工图形，生成坐标文档，以及根据工艺参数生成五轴运动控制算法所需要的参数文档；
[0013]步骤(2)通过五轴运动控制算法读取步骤(1)中工件的所述坐标文档和参数文档，编译成运动控制库文件；
[0014]步骤(3)所述CAD数控系统回调步骤(2)中所述运动控制库文件，并将插补数据下发至PLC；
[0015]步骤(4)所述PLC发送脉冲指令并分别驱动五个轴运动。
[0016]进一步地，所述五轴包括X轴、Y轴、S轴、R轴、C轴；
[0017]所述X轴用于控制人为定义机械上对应的水平方向的位移；
[0018]所述Y轴用于控制人为定义机械上对应的垂直方向的位移；
[0019]所述S轴用于控制扎针缝制的停动框往复运动；
[0020]所述R轴用来控制机头在加工过程中的姿态；
[0021]所述C轴用来控制工件在加工过程中的姿态。
[0022]进一步地，所述运动控制库文件的编译包括：
[0023]步骤(2
‑
1)根据工件坐标系下各点位坐标算出相邻向量之间的角度；
[0024]步骤(2
‑
2)根据设定比例将步骤(2
‑
1)中所述角度分配给R轴和C轴；
[0025]步骤(2
‑
3)将所述工件坐标系与机械坐标系建立映射关系；
[0026]步骤(2
‑
4)根据所述S轴停动时间对所述X轴、所述Y轴、所述R轴、所述C轴分别进行时间同步；
[0027]步骤(2
‑
5)所述X轴、所述Y轴、所述R轴和所述C轴根据时间和机械允许最大加速度进行S型插补速度曲线规划，并输出插补点位置信息。
[0028]有益效果
[0029]本专利技术所提供的一种基于多轴的缝纫运动控制方法，通过增加双旋转轴的控制使得五轴缝纫机床可以加工具有内凹角的工件，同时双旋转轴可大大提高了工件加工效率；采用时间同步算法能有效解决行业内普遍存在的拖针问题，即机床各轴运动不同步导致工件加工不符合工艺要求；采用S型速度曲线规划算法大大提高了各轴的运动平滑度，减少了对机械的冲击，提高了机床的机械使用寿命。
附图说明
[0030]图1为本专利技术所述一种基于多轴的缝纫运动控制方法的所对应的内凹角不规则工件示意图；
[0031]图2为本专利技术所述一种基于多轴的缝纫运动控制方法中五轴缝纫运动机型工作整体流程图；
[0032]图3为本专利技术所述一种基于多轴的缝纫运动控制方法中五轴缝纫运动控制算法流程图。
具体实施方式
[0033]下面根据附图和实施例对本专利技术作进一步详细说明。所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0034]如图2所示，本方法为了解决三轴机型无法加工内凹图形的问题，提出一种五轴运动控制算法，该算法在现有X轴，Y轴，S轴基础上，增加了对两个旋转轴C轴和R轴的控制。这两个旋转轴分别安装在工件模板的中心位置和机头的下方，算法内部的计算能够在时间同步的条件下对五个独立的轴实现分别控制，从而使各轴能够在规定时间内到达对应的位置，实现流畅的全自动加工缝制。
[0035]本方案提供的一种基于多轴的缝纫运动控制方法，包括如下步骤：
[0036]步骤(1)CAD数控系统读取待加工图形，生成坐标文档，以及根据工艺参数生成五轴运动控制算法所需要的参数文档；
[0037]步骤(2)通过五轴运动控制算法读取步骤(1)中工件的所述坐标文档和参数文档，编译成运动控制库文件；
[0038]步骤(3)所述CAD数控系统回调步骤(2)中所述运动控制库文件，并将插补数据下发至PLC；
[0039]步骤(4)所述PLC发送脉冲指令并分别驱动五个轴运动。
[0040]其中，所述五轴包括X轴、Y轴、S轴、R轴、C轴；
[0041]所述X轴用于控制人为定义机械上对应的水平方向的位移；
[0042]所述Y轴用于控制人为定义机械上对应的垂直方向的位移；
[0043]所述S轴用于控制扎针缝制的停动框往复运动；
[0044]所述R轴用来控制机头在加工过程中的姿态；
[0045]所述C轴用来控制工件在加工过程中的姿态。
[0046]如图3所示，本实施例中所述运动控制库文件的编译包括：
[0047]步骤(2
‑
1)根据工件坐标系下各点位坐标算出相邻向量之间的角度；
[0048]步骤(2
‑
2)根据设定比例将步骤(2
‑
1)中所述角度分配给R轴和C轴；
[0049]步骤(2
‑
3)将所述工件坐标系与机械坐标系建立映射关系；
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于多轴的缝纫运动控制方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤(1)CAD数控系统读取待加工图形，生成坐标文档，以及根据工艺参数生成五轴运动控制算法所需要的参数文档；步骤(2)通过五轴运动控制算法读取步骤(1)中工件的所述坐标文档和参数文档，编译成运动控制库文件；步骤(3)所述CAD数控系统回调步骤(2)中所述运动控制库文件，并将插补数据下发至PLC；步骤(4)所述PLC发送脉冲指令并分别驱动五个轴运动。2.根据权利要求1所述的一种基于多轴的缝纫运动控制方法，其特征在于，所述五轴包括X轴、Y轴、S轴、R轴、C轴；所述X轴用于控制人为定义机械上对应的水平方向的位移；所述Y轴用于控制人为定义机械上对应的垂直方向的位移；所述S轴用于控制扎针缝制的停动框往复运动；所述R轴用来控制机头在加工过程中的姿态；所述C轴用...

【专利技术属性】
技术研发人员：李顺鑫，陈利敏，魏旭东，张辉，李贵阳，
申请(专利权)人：无锡信捷电气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：