【技术实现步骤摘要】
一种基于FPGA的改进SpTA速度规划方法
[0001]本专利技术属于速度规划
，具体涉及到旋转式模板缝纫机送料的加减速控制方法
。
技术介绍
[0002]近年来由于服装
、
鞋子
、
汽车皮革等行业的不断扩大，缝纫机需求不断增加
。
传统的缝纫机对高水平的缝纫工依赖较大，缝制质量很难保证，逐渐被市场淘汰
。
[0003]模板化缝制技术解决了料柔软无法送料的问题，从而减少了缝纫机对高水平缝纫工的依赖并且提高了缝纫质量
。
普通的全自动模板缝纫机缝制时会产生锯齿形线迹，所以其普遍用于低端市场的缝纫，高端市场对线迹的美观程度以及精度都有着极高的要求
。
旋转式模板机通过旋转机头使得缝纫的角度和针步的角度相同，从而解决了锯齿形线迹的问题
。
旋转式模板缝纫机的送料机构在缝制过程中，由于频繁的加减速存在抖动严重，稳定性差等缺点
。S
型加减速算法可以进行平滑的加减速，但是由于
S
型加减速浮点运算量较大，实现时十分依赖芯片的浮点运算能力
。
技术实现思路
[0004]本专利技术的目的在于提供一种基于
FPGA
的改进
SpTA
速度规划方法，可以降低运算量，提高代码效率，减少送料机构的抖动，提高稳定性
。
[0005]为实现上述目的，本专利技术所采取的技术方案为：
[0006]一种基于
【技术保护点】
【技术特征摘要】 【专利技术属性】
1.
一种基于
FPGA
的改进
SpTA
速度规划方法，应用于旋转式模板缝纫机，其特征在于，所述基于
FPGA
的改进
SpTA
速度规划方法，包括：计算机针缝纫每一针的缝纫角度，并根据相邻针的缝纫角度差获取旋转轴在每一针的运行时间；根据送料时间占比计算送料机构在当前针的理想送料时间；若需要进行速度前瞻规划，则获取针梭轴的最大速度和送料时间占比得到送料机构的最短送料时间，比较最短送料时间
、
理想送料时间和旋转轴的运行时间，对当前针后
n
针的针梭轴进行速度前瞻规划；根据当前针的针梭轴的速度对送料机构在当前针的理想送料时间进行修正，得到实际送料时间；根据当前针较上一针的相对位置得到第一针步，根据步进电机的启动频率以及实际送料时间得到第二针步，若第一针步大于第二针步，则计算改进
SpTA
算法的参数，否则设置送料机构以步进电机的启动频率匀速运动；当针梭轴运行至送料开始角度时，若第一针步大于第二针步，则基于改进
SpTA
算法的参数采用改进
SpTA
算法控制送料机构进行送料，否则控制送料机构以匀速运动进行送料
。2.
根据权利要求1所述的基于
FPGA
的改进
SpTA
速度规划方法，其特征在于，所述计算机针缝纫每一针的缝纫角度，包括：
Δ
a
i
＝
a
i
‑
a
(i
‑
1)
式中，
a
i
为第
i
针的缝纫角度，
a
(i
‑
1)
为第
i
‑1针的缝纫角度，
(x
i
,y
i
)
为第
i
针较第
i
‑1针的相对位置，
Δ
a
i
为第
i
针与第
i
‑1针的缝纫角度差
。3.
根据权利要求1所述的基于
FPGA
的改进
SpTA
速度规划方法，其特征在于，所述根据送料时间占比计算送料机构在当前针的理想送料时间，包括：计算送料时间占比
p
为：式中，
h
为针在最高点距离送料平面的距离，
d
为缝纫布料的厚度，
l
为针在最低点距离送料平面的距离；计算当前针的缝纫周期
t
i
为式中，
v
mi
为当前针的针梭轴的速度；则得到送料机构在当前针的理想送料时间为：
t
fi
＝
p
×
t
i
式中，
t
fi
为送料机构在当前针的理想送料时间
。4.
根据权利要求1所述的基于
FPGA
的改进
SpTA
速度规划方法，其特征在于，判断是否需
要进行速度前瞻规划如下：若当前针为第一针或者当前针为上一次速度前瞻规划中的最后一针，则需要进行速度前瞻规划；否则无需进行速度前瞻规划
。5.
根据权利要求1所述的基于
FPGA
的改进
SpTA
速度规划方法，其特征在于，所述最短送料时间计算如下：式中，
t
f min
为最短送料时间，
p
为送料时间占比，
v
mm
为针梭轴的最大速度
。6.
根据权利要求1所述的基于
FPGA
的改进
SpTA
速度规划方法，其特征在于，所述比较最短送料时间
、
理想送料时间和旋转轴的运行时间，对当前针后
n
针的针梭轴进行速度前瞻规划，包括：
(1)
若
t
f min
≤t
fi
＜
t
r(i+n
‑
1)
＜
t
r(i+n)
且
n≤n
max
，则将第
i+n
针的旋转轴运行时间
t
r(i+n)
作为第
i+n
针的理想送料时间，得到第
i+n
针的针梭轴的速度
v
m(i+n)
为：式中，
t
f min
为最短送料时间，
t
fi
为当前针的理想送料时间，
t
r(i+n
‑
1)
为第
i+n
‑1针的旋转轴运行时间，
n
max
为速度前瞻规划的最大针数，
p
为送料时间占比；计算出针梭轴的速度
v
m(i+n)
后，则从第
i
针的针梭轴开始从当前速度
v
mi
匀减速至第
i+n
针的针梭轴的速度
v
m(i+n)
；
(2)
若
t
f min
≤t
fi
＜
t
r(i+n)
≤t
r(i+n
‑
1)
且
n≤n
max
，则将第
i+n
‑1针的旋转轴运行时间
t
r(i+n
‑
1)
作为第
i+n
‑1针的理想送料时间，得到第
i+n
‑1针的针梭轴的速度
v
m(i+n
‑
1)
为：计算出针梭轴的速度
v
m(i+n
‑
1)
之后，则从第
i
针的针梭轴开始从当前速度
v
mi
匀减速至第
i+n
‑1针的针梭轴的速度
v
m(i+n
‑
1)
；
(3)
若
t
f min
＜
t
r(i+n)
＜
t
r(i+n
‑
1)
＜
t
fi
且
n≤n
max
，则将第
i+n
针的旋转轴运行时间
t
r(i+n)
作为第
i+n
针的理想送料时间，得到第
i+n
针的针梭轴的速度
v
m(i+n)
为：计算出针梭轴的速度
v
m(i+n)
之后，则从第
i
针的针梭轴开始从当前速度
v
mi
匀加速至第
i+n
针的针梭轴的速度
v
m(i+n)
；
(4)
若
t
f min
＜
t
r(i+n
‑
1)
≤t
r(i+n)
＜
t
fi
且
n≤n
max
，则将第
i+n
‑1的旋转轴运行时间
t
r(i+n
‑
1)
作为第
i+n
‑1针的理想送料时间，得到第
i+n
‑1针的针梭轴的速度
v
m(i+n
‑
1)
为：计算出针梭轴的速度
v
m(i+n
‑
1)
之后，则从第
i
针的针梭轴开始从当前速度
v
mi
匀加速至第
i+n
‑1针的针梭轴的速度
v
m(i+n
‑
1)
；
(5)
若
t
r(i+n)
≤t
r(i+n
‑
1)
≤t
f min
＜
t
fi
且
n≤n
max
，或
t
r(i+n
‑
1)
＜
t
r(i+n)
≤t
f min
＜
t
fi
且
n≤n
max
，则从第
i
针的针梭轴开始从当前速度
v
mi
匀加速至第
i+n
‑1针的针梭轴的速度
v
mm
，
v
mm
为针梭轴的最大速度；
(6)
若
t
r(i+n
‑
1)
≤t
f min
＜
t
r(i+n)
＜
t
fi
且
n≤n
max
，则从第
i
针的针梭轴开始从当前速度
v
mi
匀加速至第
i+n
‑1针的针梭轴的速度
v
mm
；
(7)
若
t
f min
＜
t
r(i+n)
＝
t
r(i+n
‑
1)
＝
t
fi
且
n≤n
max
，则从第
i
针的针梭轴开始以当前速度
v
mi
匀速运动到第
i+n
针；
(8)
若
t
r(i+n)
≤t
r(i+n
技术研发人员：吴祥，袁立立，周瑞，黄光普，林文杰，董辉，鄢鹏飞，施安康，
申请(专利权)人：金华市浙工大创新联合研究院，
类型：发明
国别省市：
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