CN103668793B - 一种实现控制电子花样机进行多重缝的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种实现控制电子花样机进行多重缝的方法，首先建立花样数据中的关键点数据，然后由关键点数据生成多重缝关键点数据，由多重缝关键点数据对每段基本几何图形分别进行均匀离散化，并将各分段均匀离散化后的得到的花样点相对坐标按次序组合生成花样数据；最后由多重缝关键点数据、花样数据以及头文件，建立多重缝花样数据文件，将所得的花样数据文件存入电子花样机的电控系统，电子花样机的电控系统按照花样数据文件控制X轴步进电机和Y轴步进电机配合主轴伺服电机运行缝纫出设计好的花样。本发明有较强的通用性，能够解决所有类型的多边形多重缝的问题，并且该方法可以用在数控机床走刀路径规划上。

Description

一种实现控制电子花样机进行多重缝的方法

技术领域

本发明涉及一种实现控制电子花样机进行多重缝的方法。

背景技术

电子花样机是一个三轴协同工作的工业缝纫机，这三个轴分别是控制机针上下往复运动的主轴Z和控制布框在水平平面内前后左右运动的XY轴。缝纫过程中主轴按照设定的速度匀速在竖直方向做往复运动：机针从最高点运动到机针将要扎进布料的进布点到机针最低点，再到机针刚离开布料的出布点，最后到达最高点。机针从出布点到最高点再到进布点的这个过程是布框按照花样数据给定位移运动的时间段，其他时间XY轴停止运动。

任意复杂的花样都是由一针一针数据构成的有序的点的组合，这个组合的元素又是由一系列最基本的几何图形离散化后来表示。基本几何图形包括直线段、圆弧、圆和自由曲线，两点可确定一条线段，三点可以确定一个圆弧或者圆，若干个点又能确定一条通过这些点的光滑自由曲线。这些基本几何图形都是平面内连续的曲线，不能直接用来缝纫，只有经过离散化后才能使用。

随着缝制的花样图案越来越复杂，传统电子花样机往往采用简单线型组合来设计复杂的花样图案,既耗时又不方便，更重要的是缝制效果不好。因此深入研究包括多重缝在内的特殊花样生成方法对提高电子花样机整机性能有重要意义。

如图1所示，多重缝可分为三类：同向多重缝（a）和（b）、逆向多重缝（c）和（d）和补助缝（e）。（a）和（b）及（c）和（d）之间的区别只是原始花样和多重缝花样之间的连接段是缝纫还是跳针而已。确定一段直线或圆弧的多重缝需要给定以下控制信息：①多重缝的方向，是向行进方向左侧还是右侧多重缝；②多重缝间距d，即多重缝花样和原始花样之间的距离；③多重缝次数n，取值范围为1～9，上图1中（a）、（b）、（c）、（d）所示的重叠缝次数为3，图（e）所示的补助缝次数为2。

对上图1中（a）、（b）、（c）、（d）来说，有了以上所列的控制信息和点A、B的坐标很容易C、D、E、F的坐标，之后就转化成生成五段直线段花样的问题；同理对（e）来说，已知点A、B、C的坐标，就可以求出圆心O的坐标和半径r,再加上多重缝的控制信息就可以求出点D、E、F的坐标，之后就可转化为生成两个圆和连接直线段的花样的问题。但在实际应用中绝不会是图1中所示的简单情况，可能会出现由多条直线段首尾连接组成的折线或多边形，甚至是通过若干个点的光滑开口或闭合曲线，上面的方法就不能胜任了，必须有专门的方法根据基本花样信息和多重缝控制信息来自动生成多重缝花样。如图2所示，传统方法有一个致命的缺点就是不能生成凹多边形的多重缝关键点，不能包含所有情况，有较大的局限性。

发明内容

要解决的技术问题

为解决现有技术存在的问题，本发明提出了一种实现控制电子花样机进行多重缝的方法。

技术方案

本发明的技术方案为：

所述一种实现控制电子花样机进行多重缝的方法，其特征在于：采用以下步骤：

步骤1：建立花样数据中的关键点数据：根据缝纫工艺将花样分割为依次相连的若干段基本几何图形，所述基本几何图形包括直线段、圆弧、圆和自由曲线，其中决定直线段、圆弧、圆和自由曲线的若干个点的数据为关键点数据；

步骤2：由步骤1中的关键点数据生成多重缝关键点数据：

步骤2.1：按照顺序将步骤1中的关键点连成多边形；

步骤2.2：求出多边形每段线段的单位向量：

$\stackrel{\→}{e_{\mathrm{ij}}}=\frac{\stackrel{\→}{A_{\mathrm{ij}}{A}_{i(j+1)}}}{\left|\stackrel{\→}{A_{\mathrm{ij}}{A}_{i(j+1)}}\right|}$

其中A_ij表示关键点或多重缝关键点，i=0对应为步骤1中的关键点，i=1、2、3…对应为多重缝关键点，j=1、2、3…对应多边形上的第j个顶点；

步骤2.3：求出相邻两段线段所形成的夹角

步骤2.4：求出多重缝关键点的可能坐标：

$B_{(i+1)j}=A_{\mathrm{ij}}+\frac{d}{\sin ({\mathrm{\α}}_{\mathrm{ij}}/2)}(\stackrel{\→}{e_{i(j+1)}}-\stackrel{\→}{e_{\mathrm{ij}}})$

$C_{(i+1)j}=A_{\mathrm{ij}}-\frac{d}{\sin ({\mathrm{\α}}_{\mathrm{ij}}/2)}(\stackrel{\→}{e_{i(j+1)}}-\stackrel{\→}{e_{\mathrm{ij}}})$

其中d为多重缝间距；

步骤2.5：求出和单位向量：

$\stackrel{\→}{e_{\mathrm{Bij}}}=\frac{\stackrel{\→}{A_{(i+1)(j-1)}{B}_{(i+1)j}}}{\left|\stackrel{\→}{A_{(i+1)(j-1)}{B}_{(i+1)j}}\right|}$

$\stackrel{\→}{e_{\mathrm{Cij}}}=\frac{\stackrel{\→}{A_{(i+1)(j-1)}{C}_{(i+1)j}}}{\left|\stackrel{\→}{A_{(i+1)(j-1)}{C}_{(i+1)j}}\right|}$

若则取A_(i+1)j＝B_(i+1)j，否则取A_(i+1)j＝C_(i+1)j；

步骤2.6：由得到的多重缝关键点连成多边形；重复步骤2.2至步骤2.5，直至得到所有多重缝关键点数据；

步骤3：由步骤2得到的多重缝关键点数据对每段基本几何图形分别进行均匀离散化，并将各分段均匀离散化后的得到的花样点相对坐标按次序组合生成花样数据；

步骤4：由步骤2得到的多重缝关键点数据、步骤3得到的花样数据、以及头文件，建立多重缝花样数据文件，将所得的花样数据文件存入电子花样机的电控系统，电子花样机的电控系统按照花样数据文件控制X轴步进电机和Y轴步进电机配合主轴伺服电机运行缝纫出设计好的花样。

有益效果

本发明有较强的通用性，能够解决所有类型的多边形多重缝的问题，并且该方法可以用在数控机床走刀路径规划上。

附图说明

图1为多重缝类型示意图；

图2为传统多重缝方法的缺陷示意图；

图3为新型多重缝方法对传统方法缺陷的修正示意图；

具体实施方式

下面结合具体实施例描述本发明：

本实施例中的一种实现控制电子花样机进行多重缝的方法，采用以下步骤：

步骤1：建立花样数据中的关键点数据：根据缝纫工艺将花样分割为依次相连的若干段基本几何图形，所述基本几何图形包括直线段、圆弧、圆和自由曲线，其中决定直线段、圆弧、圆和自由曲线的若干个点的数据为关键点数据；

步骤2：由步骤1中的关键点数据生成多重缝关键点数据：

步骤2.1：按照顺序将步骤1中的关键点连成多边形；

步骤2.2：求出多边形每段线段的单位向量：

$\stackrel{\→}{e_{\mathrm{ij}}}=\frac{\stackrel{\→}{A_{\mathrm{ij}}{A}_{i(j+1)}}}{\left|\stackrel{\→}{A_{\mathrm{ij}}{A}_{i(j+1)}}\right|}$

其中A_ij表示关键点或多重缝关键点，i=0对应为步骤1中的关键点，i=1、2、3…对应为多重缝关键点，j=1、2、3…对应多边形上的第j个顶点；

步骤2.3：求出相邻两段线段所形成的夹角

步骤2.4：求出多重缝关键点的可能坐标：

$B_{(i+1)j}=A_{\mathrm{ij}}+\frac{d}{\sin ({\mathrm{\α}}_{\mathrm{ij}}/2)}(\stackrel{\→}{e_{i(j+1)}}-\stackrel{\→}{e_{\mathrm{ij}}})$

$C_{(i+1)j}=A_{\mathrm{ij}}-\frac{d}{\sin ({\mathrm{\α}}_{\mathrm{ij}}/2)}(\stackrel{\→}{e_{i(j+1)}}-\stackrel{\→}{e_{\mathrm{ij}}})$

其中d为多重缝间距；

步骤2.5：求出和单位向量：

$\stackrel{\→}{e_{\mathrm{Bij}}}=\frac{\stackrel{\→}{A_{(i+1)(j-1)}{B}_{(i+1)j}}}{\left|\stackrel{\→}{A_{(i+1)(j-1)}{B}_{(i+1)j}}\right|}$

$\stackrel{\→}{e_{\mathrm{Cij}}}=\frac{\stackrel{\→}{A_{(i+1)(j-1)}{C}_{(i+1)j}}}{\left|\stackrel{\→}{A_{(i+1)(j-1)}{C}_{(i+1)j}}\right|}$

若则取A_(i+1)j＝B_(i+1)j，否则取A_(i+1)j＝C_(i+1)j；

步骤2.6：由得到的多重缝关键点连成多边形；重复步骤2.2至步骤2.5，直至得到所有多重缝关键点数据；

步骤3：由步骤2得到的多重缝关键点数据对每段基本几何图形分别进行均匀离散化，并将各分段均匀离散化后的得到的花样点相对坐标按次序组合生成花样数据；均匀离散化的过程在申请号为201210532329.3的中国专利申请《一种实现花样均匀离散化的电子花样机控制方法》中有完整描述；

步骤4：由步骤2得到的多重缝关键点数据、步骤3得到的花样数据、以及头文件，建立多重缝花样数据文件，将所得的花样数据文件存入电子花样机的电控系统，电子花样机的电控系统按照花样数据文件控制X轴步进电机和Y轴步进电机配合主轴伺服电机运行缝纫出设计好的花样。

Claims (1)

1.一种实现控制电子花样机进行多重缝的方法，其特征在于：采用以下步骤：

步骤1：建立花样数据中的关键点数据：根据缝纫工艺将花样分割为依次相连的若干段基本几何图形，所述基本几何图形包括直线段、圆弧、圆和自由曲线，其中决定直线段、圆弧、圆和自由曲线的若干个点的数据为关键点数据；

步骤2：由步骤1中的关键点数据生成多重缝关键点数据：

步骤2.1：按照顺序将步骤1中的关键点连成多边形；

步骤2.2：求出多边形每段线段的单位向量：

$\stackrel{\→}{e_{\mathrm{ij}}}=\frac{\stackrel{\→}{A_{\mathrm{ij}}{A}_{i(j+1)}}}{\left|\stackrel{\→}{A_{\mathrm{ij}}{A}_{i(j+1)}}\right|}$

其中A_ij表示关键点或多重缝关键点，i=0对应为步骤1中的关键点，i=1、2、3…对应为多重缝关键点，j=1、2、3…对应多边形上的第j个顶点；

步骤2.3：求出相邻两段线段所形成的夹角

步骤2.4：求出多重缝关键点的可能坐标：

$B_{(i+1)j}=A_{\mathrm{ij}}+\frac{d}{\sin ({\mathrm{\α}}_{\mathrm{ij}}/2)}(\stackrel{\→}{e_{i(j+1)}}-\stackrel{\→}{e_{\mathrm{ij}}})$

$C_{(i+1)j}=A_{\mathrm{ij}}-\frac{d}{\sin ({\mathrm{\α}}_{\mathrm{ij}}/2)}(\stackrel{\→}{e_{i(j+1)}}-\stackrel{\→}{e_{\mathrm{ij}}})$

其中d为多重缝间距；

步骤2.5：求出和单位向量：

$\stackrel{\→}{e_{\mathrm{Bij}}}=\frac{\stackrel{\→}{A_{(i+1)(j-1)}{B}_{(i+1)j}}}{\left|\stackrel{\→}{A_{(i+1)(j-1)}{B}_{(i+1)j}}\right|}$

$\stackrel{\→}{e_{\mathrm{Cij}}}=\frac{\stackrel{\→}{A_{(i+1)(j-1)}{C}_{(i+1)j}}}{\left|\stackrel{\→}{A_{(i+1)(j-1)}{C}_{(i+1)j}}\right|}$

若则取A_(i+1)j＝B_(i+1)j，否则取A_(i+1)j＝C_(i+1)j；

步骤2.6：由得到的多重缝关键点连成多边形；重复步骤2.2至步骤2.5，直至得到所有多重缝关键点数据；

步骤3：由步骤2得到的多重缝关键点数据对每段基本几何图形分别进行均匀离散化，并将各分段均匀离散化后的得到的花样点相对坐标按次序组合生成花样数据；

步骤4：由步骤2得到的多重缝关键点数据、步骤3得到的花样数据、以及头文件，建立多重缝花样数据文件，将所得的花样数据文件存入电子花样机的电控系统，电子花样机的电控系统按照花样数据文件控制X轴步进电机和Y轴步进电机配合主轴伺服电机运行缝纫出设计好的花样。