基于虛擬儀器的服裝裁剪機數(shù)控系統(tǒng)

　　服裝裁剪機的關鍵部件是裁剪機頭，它有三個自由度需要控制，即X軸位置、Y軸位置和圍繞Z軸的轉角C。出于成本考慮，本系統(tǒng)通過插在PC機ISA標準總線插槽上的MINAS型PMAC卡控制X軸和Y軸位置，帶動裁剪刀頭在X-Y平面內(nèi)運動，X、Y軸分別由400W交流伺服電機經(jīng)行星齒輪減速機減速來驅動。工作時刀頭根據(jù)X-Y平面內(nèi)的軌跡不斷調(diào)整旋轉角度C，使刀頭前進方向和曲線的切線方向一致。同時由位置電傳感器采集刀面受力情況，經(jīng)電壓比較電路處理后輸出為數(shù)字信號f0、f1、f2，根據(jù)這三個值的組合狀況對刀頭偏轉角度進行補償，使刀片兩面受力平衡，刀面保持豎直方向上下動作，使裁剪的衣片上下大小形狀一致，以保證裁剪精度。通用I/O卡通過PCI總線插在PC機的插槽上，它通過輸出控制信號CP、CW、EN來控制步進電機，實現(xiàn)刀頭的旋轉。J5口為通用數(shù)字輸入和輸出口，它提供8個普通用途的數(shù)字輸入和8個普通用途的數(shù)字輸出。這些輸入和輸出通常通過定義M變量由軟件進行讀取。在M變量的定義中，變量M1到M8分別用于讀取輸出1～8，M11～M18分別用于讀取輸入1～8。刀頭上下振動切割布料的動作由永磁無刷直流電動機經(jīng)同步齒輪帶傳遞，將偏心輪轉動轉變?yōu)榈额^的上下動作實現(xiàn)。變量M1用于控制該電機的起停。M2輸出數(shù)字信號控制刀頭提刀與下刀，M3、M4變量輸出分別執(zhí)行磨刀和壓腳功能。M11、M12、M13用于接收來自刀頭的檢測數(shù)字信號f0、f1、f2。M14用于檢測刀頭的旋轉零位，每次程序運行前，都要先完成刀頭位置的初始化，使刀頭準確回到初始零位，即旋轉運動的基準點。
2 軟件開發(fā)
　　PMAC卡的開發(fā)軟件包括PCOMM32和PCOMM16，前者是Windows下的動態(tài)鏈接庫函數(shù)，可使用VB、VC、LabVIEW等軟件開發(fā)。PCOMM16的功能和PCOMM32相同，只是前者為16位的DOS開發(fā)環(huán)境。實時操作系統(tǒng)可以提供一般通用操作系統(tǒng)無法保證的實時性。但對開發(fā)人員來說，系統(tǒng)的特殊性帶來了較大的開發(fā)難度。實時性是指系統(tǒng)能夠在有限的時間內(nèi)執(zhí)行要求的功能，并對外部的異步事件做出反應的能力，它是一個相對概念。結合本系統(tǒng)的具體要求，可以考慮應用基于Windows系統(tǒng)的軟件，通過程序結構優(yōu)化及對各任務的合理調(diào)度，開發(fā)滿足實時性要求的控制系統(tǒng)。
　　LabVIEW是NI公司開發(fā)的軟件，主要面向計算機測控領域的虛擬儀器軟件開發(fā)平臺，它是應用于Windows平臺的圖形化快速編程語言，被譽為工程師和科學家的語言[2]。LabVIEW的運行機制是一種帶有圖形控制流結構的數(shù)據(jù)流模式，程序框架從宏觀上講是一種多任務并行的運行機制。LabVIEW具有強大的外部接口能力，可以實現(xiàn)LabVIEW與外部的應用軟件，如C語言、Windows API等編程語言之間的通信。在LabVIEW中可用的外部接口包括：DDE、CIN、DLL等。合理使用這些接口，充分利用其他軟件的功能，可以編寫出功能更加強大的LabVIEW應用軟件?；贚abVIEW的以上特點，以及其獨特的多任務并行機制，本系統(tǒng)采用該平臺開發(fā)數(shù)控裁剪系統(tǒng)。
　　整個系統(tǒng)軟件按照模塊化的編程思想分為6個模塊，如圖2所示。