皮革数控裁剪系统裁剪控制技术研究

【摘要】： 我国是皮革制品的生产、消费和出口大国，皮革制品加工业是我国轻工业的支柱产业之一。目前，我国的多数皮革加工企业存在着产品单一、皮革利用率低及工人劳动强度大的问题，已经很难满足市场对高品质、个性化皮革制品的需求，而进口裁剪系统高昂的价格又限制了中小皮革企业的技术改造，因此在很大程度上制约了我国皮革行业的发展。 采用皮革数控裁剪技术可以有效地提高生产效率、增强产品竞争力，因此，本课题组结合浙江省重大科技攻关项目，研制了集皮革颜色瑕疵识别、纹理分类、排版优化及自动裁剪功能的皮革制品准柔性制造系统。 本论文主要针对皮革制品准柔性制造系统中的自动裁剪控制技术进行研究，主要内容包括： 第一章介绍了皮革裁剪技术及系统的国内外研究现状，分析了皮革数控裁剪系统的研究意义及研制难点，提出了本论文的主要研究内容，并确定了论文的框架结构。 第二章主要阐述了皮革数控裁剪系统的研制情况。首先介绍了系统的总体设计方案，并确定了主要设计参数；接着重点介绍了控制系统硬件、软件的开发设计工作。 第三章重点对皮革数控裁剪的路径优化方法进行了分析，结合皮革裁剪加工的特点，将裁剪路径优化问题归纳为两个方面：一是裁刀下刀点路径的优化；二是皮革样片轮廓的平滑优化。提出了基于自适应MMAS算法的裁刀下刀点路径优化算法，以及基于四次贝塞尔曲线的样片轮廓平滑优化算法，以解决裁剪路径优化问题。 第四章对皮革数控裁剪控制系统的PID参数整定方法进行了研究。首先介绍了PID控制理论及常用整定方法；接着针对传统整定方法的不足，提出采用基于蚁群算法的PID参数整定优化方法，并详细阐述了实现过程。 第五章结合课题组研制的样机，对本论文提出的皮革数控裁剪路径优化算法及PID参数整定优化算法等进行了实验研究，验证了算法的有效性。 第六章对论文的主要研究工作进行了总结，并对系统的后续研究工作进行了分析。