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皮革数控裁剪机关键控制技术研究

蒋金武  
【摘要】:皮革裁剪是皮革加工企业生产过程中的第一道工序,它直接决定着后续加工工序的质量和效率。目前,传统的皮革加工企业采用人工或少量机械设备的辅助方式来获取所需的皮革裁片。传统裁剪方法不但切割效率低下,精度较低,而且需要大量的熟练工,人力成本太高。因此,开发皮革数控裁剪机显得十分必要,此种机器集合了机械、软件工程、数控技术以及微电子技术于一体。 本论文主要侧重于控制系统研究,采用PC+运动控制卡的解决方案。包括整体方案的设计、控制系统的方案设计、系统软件的关键算法和具体实现以及系统调试等内容。首先,论文详细分析了目前国内外皮革裁剪设备的使用状况和数控技术方面的发展状况,通过对传统裁剪和多轴联动的机械刀裁剪两种方式优缺点的比较,从而得出采用数控多轴联动的机械刀裁剪方式进行项目开发。其次,重点介绍了皮革数控裁剪机的整体设计方案。此方案主要对裁剪机的关键机械结构进行了详细介绍,尤其是对气动皮革裁剪头的设计和传动机构的设计做了深入的描述。同时,对主控制器的选型做了简单的描述。最后综合机械、控制两方面的考虑,给出了整体设计方案框图。结合皮革数控裁剪机控制系统的功能需求,重点对裁剪机的硬件做了介绍。主要介绍了研华PCI-1240运动控制卡、MCX314运动控制芯片的工作原理,并给出了相应控制模块的硬件电路原理图,包括位置控制模块、提刀控制模块、气动控制模块等。最后,给出了软件设计的整体方案。此方案主要包括CAD接口模块、图形显示模块、参数设置模块、加工模块、回零模块等,同时也给出了数控加工中的转刀角度求取的关键算法。 通过调试,验证了此系统在硬件和软件系统上的可靠性,系统抗干扰能力较强,精度能够达到预期要求。 基于以上对皮革数控裁剪机的研究工作,初步解决了裁剪机中的一些关键控制问题。所以,本次开发的皮革数控裁剪机加工效率高,精度好,同时也为行业的发展提供一定的借鉴经验。


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