CN108021103A - 一种裁床的曲线裁割系统 - Google Patents
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Abstract
一种裁床的曲线裁割系统，其包括一个定位点选取模块，一个定位点半径计算模块，一个最大半径速度定义模块，一个最小半径速度定义模块，以及一个裁割速度执行模块。所述裁割速度执行模块用于在所述最大裁割速度值与最小裁割速度值的范围内选择连续变化的速度值来裁割所述布料，所述连续变化的速度值遵循如下方程：V＝KRf+d，其中：V为半径为R时所对应的速度，K、f、d为变量。本发明提供的裁床的曲线裁割系统可以根据实际需求设计各种曲线速度优化的方案，并将其转化成数学公式，从而当在裁割布料是，只需要选择合适的速度方案即可，进而达到简化的目的，同时也可以根据不同弧度大小的曲线，由不同的速度去裁割，达到优化的效果，从而可以提高裁剪质量。
Description
技术领域
本发明涉及服装机械领域，尤其涉及一种裁床的曲线裁割系统。
背景技术
随着服装行业不断的更新发展，人们对服装品质不断的追求，裁床越来越被广泛应用于服装的各个领域。在裁床裁剪过程中，其根据CAD软件设计出来的图形来对原始布料进行裁割，以裁出高质量的裁片。众所周知的是，所述CAD的坐标系为迪卡尔坐标系，因此要裁割的裁片的外轮廓线的每一个点皆可以由所述迪卡尔坐标系来定位以及表示，从而可以将该裁片的外轮廓线进行数字化，以利于在数控裁床上进行裁割。
目前，随着数控技术的不断发展，它对诸多重要行业都产生了重要影响，数控领域计算能力的不断提高，使得一些计算量的大的算法也开始应用到数控领域。如杨亮亮等人在2014年9月14日公开了专利名称为基于偏移量NURBS曲线的数控裁床运动控制方法，专利号为201410197729.2的布料裁割系统。该基于偏移量NURBS曲线的数控裁床运动控制方法根据插补算法来进行运行轨迹的进行计算。但是由于NURBS曲线较为复杂，对于数学造诣不高的现场操作工来说太复杂而不利于推广。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种较为简单的裁床的曲线裁割系统，以满足上述需求。
一种裁床的曲线裁割系统，其用于裁割位于迪卡尔坐标系中的布料，所述布料包括至少一个外轮廓为曲线的裁片。所述曲线裁割系统包括一个定位点选取模块，一个定位点半径计算模块，一个最大半径速度定义模块，一个最小半径速度定义模块，以及一个裁割速度执行模块。所述定位点选取模块用于在所述裁片的曲线上选取至少三个位于迪卡尔坐标中定位点。所述定位点半径计算模块用于计算所述至少三个定位点中任意三个点所在的外切圆的半径，设所述任意三个定位点为A(X1，Y1)，B(X2，Y2)，以及C(X3，Y3)且设所述外切圆的圆心为O(X，Y),其计算公式为：
其中：R为所述外切圆的半径。
所述最大半径速度定义模块用于定义所述至少三个定位点中的最大半径值所在点的最大裁割速度值。所述最小半径速度定义模块用于定义所述至少三个定位点中的最小半径值所在点的最小裁割速度值。所述裁割速度执行模块用于在所述最大裁割速度值与最小裁割速度值的范围内选择连续变化的速度值来裁割所述布料，所述连续变化的速度值遵循如下方程：
V＝KRf+d
其中：V为半径为R时所对应的速度
K、f、d为变量。
进一步地，所述曲线为自由曲线。
进一步地，设外轮廓为曲线的裁片的最小半径为Rmin，所定义的最小半径所对应的最小裁割速度为Vmin，则
进一步地，设外轮廓为曲线的裁片的最大半径为Rmax，所定义的最小半径所对应的最小裁割速度为Vmax，则
进一步地，在所述f为1时，所述连续变化的速度值所遵循的方程为一次方程。
进一步地，所述曲线裁割系统还包括一个速度方程选择模块，所述速度方程选择模块用于选择不同的K、f、d值以获得不同的速度方程。
与现有技术相比，本发明提供的裁床的曲线裁割系统通过曲线上连续三点确定出的外接圆半径大小，来表示曲线上任意一点的弧度的大小。再选出最小曲线半径和最大曲线半径，来确定需要控制的曲线范围，然后引入最小曲线半径对应的速度值和最大曲线半径对应的速度值，来确定曲线的速度范围。这样形成坐标系上的两个点，这两个点的横纵坐标分别由所述最大、最小曲线半径以及由该最大、最小曲线半径所对应的最大、最小速度值确定。最后在这两点之间，根据实际需求设计各种曲线速度优化的方案，并将其转化成数学公式，从而当在裁割布料时，只需要选择合适的速度方案即可，进而达到简化的目的，同时也可以根据不同弧度大小的曲线，由不同的速度去裁割，达到优化的效果，从而可以提高裁剪质量。
附图说明
以下结合附图描述本发明的实施例，其中：
图1为本发明提供的一种裁床的曲线裁割系统的原理框图。
图2为图1的裁床的曲线裁割系统所具有速度方程在不同的指数值时的曲线图。
具体实施方式
以下基于附图对本发明的具体实施例进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅作为实施例，并不用于限定本发明的保护范围。
请参阅图1，其为本发明提供的一种裁床的曲线裁割系统的原理框图。所述裁床的曲线裁割系统包括一个定位点选取模块10，一个定位点半径计算模块11，一个最大半径速度定义模块12，一个最小半径速度定义模块13，以及一个裁割速度执行模块14。可以想到的是，所述裁床的曲线裁割系统还包括其他的一些功能模块，如计算模块，比较模块，裁刀机构，控制系统，以及电机驱动系统等等，其为本领域技术人员所习知的技术，在此不再一一详细说明。还需要进一步说明的是，当设计人员设计好一片需要裁剪出的裁片，该裁片的图形数据通常被保存在制图软件中，如CAD软件中。而众所周知的是，CAD软件具有平面设计功能，其坐标系为迪卡尔坐标系，因此所设计出的裁片的每一个点也皆由迪卡尔坐标系上的坐标点来定位和表示。
所述裁片通常为一件衣服的单个待缝制布料，它是根据一件衣服的缝制要求在一块布料上裁剪而成。当将一件衣服的所有裁片缝合在一起使制成一件完整的衣服。因此，任意一片裁片的外轮廓线都包括有曲线，且该曲线可以为自由曲线。如上所述，该曲线也是由迪卡尔坐标系上的坐标点来定位和表示的。
所述定位点选取模块10用于在所述裁片的曲线选取至少三个位于迪卡尔坐标系中的定位点。可以理解的是，一条任意的曲线其是由无数个点组成的。所以所述定位点选取模块10在要裁剪的所述裁片的外轮廓线上任意选取三个定位点是很容易的。为了更容易地解释说明本发明，设所述任意三个定位点为A(X1，Y1)，B(X2，Y2)，以及C(X3，Y3)。该三个点位于裁片的外轮廓线的曲线上，并由迪卡尔坐标系标示。根据几何知识可知，三个点可以确定一个圆，即外接圆，因此在所述定位点选取模块10每一次选取时，只要选取三个点即可定义出一个外接圆，通过重复选取，便可以将一条曲线上的所有点所在外接圆定义出来。
所述定位点半径计算模块11用于计算所述至少三个定位点中任意三个点所在的外切圆的半径，设所述外切圆的圆心为O(X，Y),则其计算公式为：
其中：R为所述外切圆的半径。
因为，A(X1，Y1)，B(X2，Y2)，以及C(X3，Y3)三个点为裁片的外轮廓线上的任意三个点，其坐标值在迪卡尔坐标中是固定的且明确的，因此通上述方程即可算出该三个定位点的外接圆的半径R。通过重复上述的计算，便可以算出整个裁片的外轮廓线上或者是整个裁片的部分外轮廓线上的每一个点的半径R。
所述最大半径速度定义模块12用于定义所述至少三个定位点中的最大半径值所在点的最大裁割速度值。通过所述定位点半径计算模块11的计算，得到待裁剪的所述裁片的外轮廓线上的每一个定位点的半径，通过比较计算即可以获得最大半径的定位点Rmax。所述最大半径速度定义模块12为该具有最大半径的定位点Rmax赋予一个最大裁割速度值Vmax。该最大裁割速度值Vmax由用户根据实际的需要或实际情况，如曲线的平缓度来设定。
所述最小半径速度定义模块13的工作原理与所述最大半径速度定义模块12的工作原理相同，其用于定义所述至少三个定位点中的最小半径值所在点的最小裁割速度值Vmin。同理，通过比较计算所述定位点半径计算模块11所计算得到的每一个定位点的半径，获得最小半径的定位点Rmin。然后该最小半径速度定义模块13为该具有最小半径的定位点Rmin赋予一个最小裁割速度值Vmin。该最小裁割速度值Vmin也是由用户根据实际的需要或实际情况来设定的。通过设定所述最大半径的定位点Rmax所对应的最大裁割速度值Vmax以及最小半径的定位点Rmin所对应的最小裁割速度值Vmin，即可以确定所述裁片的曲线裁割系统的裁割速度范围。
所述裁割速度执行模块14用于在所述最大裁割速度值Vmax与最小裁割速度值Vmin的范围内选择连续变化的速度值来裁割所述布料。所述连续变化的速度值应当遵循如下方程：
V＝KRf+d
其中：V为半径为R时所对应的速度
K、f、d为变量。
所述K、f、d的值可以由用户根据实际的需要或实际情况，如曲线的曲率来设定。由于所述Rmin、Vmin，以及Rmax，Vmax为已知数，所以仅由用户设定所述K、f、d三个常量中的一个，便可以求得其他的两个，即设外轮廓为曲线的裁片的最小半径为Rmin，所定义的最小半径所对应的最小裁割速度为Vmin，则以及设外轮廓为曲线的裁片的最大半径为Rmax，所定义的最小半径所对应的最小裁割速度为Vmax，则根据一般的数学知识可知，V的变化主要由指数f来决定，因此，在设定所述K、f、d三个常量时，通常仅设定所述指数f即可，例如在所述f为1时，所述连续变化的速度值所遵循的方程为一次方程，在迪卡尔坐标系中，该连续变化的速度值，即为一条直线，其表示曲线半径小的曲线点裁割速度慢，而曲线半径大的曲线点裁割速度快。而当所述f越大，该速度方程在迪卡尔坐标中的曲线也将越陡，表示随着半径的增大，其速度增加很快。如图2所示，a线为f等于1时所述速度方程所对应的曲线，b线为f等于2时所述速度方程所对应的曲线，而c线为f等于3时所述速度方程所对应的曲线。从图2中可以看出，而曲线b比a的速度增长快，c比b速度增长的更快。因为一般布料的裁割过程中，弧度大的曲线点，即曲线半径R小的曲线点，裁割速度要相对慢点，而弧度小的曲线点，即曲线半径R大的曲线点，裁割速度可以快点，以提高裁割的质量。
所述裁片的曲线裁割系统还包括一个速度方程选择模块15。所述速度方程选择模块15用于选择不同的K、f、d值以获得不同的速度方程。通过选择不同的K、f、d值便可以形成不同的速度方程，以适应不同裁片的曲线弧度。
与现有技术相比，本发明提供的裁床的曲线裁割系统通过曲线上连续三点确定出的外接圆半径大小，来表示曲线上任意一点的弧度的大小。再选出最小曲线半径和最大曲线半径，来确定需要控制的曲线范围，然后引入最小曲线半径对应的速度值和最大曲线半径对应的速度值，来确定曲线的速度范围。这样形成坐标系上的两个点，这两个点的横纵坐标分别由所述最大、最小曲线半径以及由该最大、最小曲线半径所对应的最大、最小速度值确定。最后在这两点之间，根据实际需求设计各种曲线速度优化的方案，并将其转化成数学公式，从而当在裁割布料是，只需要选择合适的速度方案即可，进而达到简化的目的，同时也可以根据不同弧度大小的曲线，由不同的速度去裁割，达到优化的效果，从而可以提高裁剪质量。而且由于所述最大裁割速度值Vmax，以及最小裁割速度值Vmin已经由确定，在选择速度方程时，只要根据实际情况选择合适的指数f的值即可以完成速度方程的选择，因而简单方便可行，且可操作性强。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则的内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种裁床的曲线裁割系统，其用于裁割位于迪卡尔坐标系中的布料，所述布料包括至少一个外轮廓为曲线的裁片，其特征在于：所述曲线裁割系统包括一个定位点选取模块，一个定位点半径计算模块，一个最大半径速度定义模块，一个最小半径速度定义模块，以及一个裁割速度执行模块，所述定位点选取模块用于在所述裁片的曲线上选取至少三个位于迪卡尔坐标中定位点，所述定位点半径计算模块用于计算所述至少三个定位点中任意三个点所在的外切圆的半径，设所述任意三个定位点为A(X1，Y1)，B(X2，Y2)，以及C(X3，Y3)且设所述外切圆的圆心为O(X，Y),其计算公式为：
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其中：R为所述外切圆的半径；
所述最大半径速度定义模块用于定义所述至少三个定位点中的最大半径值所在点的最大裁割速度值，所述最小半径速度定义模块用于定义所述至少三个定位点中的最小半径值所在点的最小裁割速度值，所述裁割速度执行模块用于在所述最大裁割速度值与最小裁割速度值的范围内选择连续变化的速度值来裁割所述布料，所述连续变化的速度值遵循如下方程：
V＝KRf+d
其中：V为半径为R时所对应的速度
K、f、d为变量。
2.如权利要求1所述的裁床的曲线裁割系统，其特征在于：所述曲线为自由曲线。
3.如权利要求1所述的裁床的曲线裁割系统，其特征在于：设外轮廓为曲线的裁片的最小半径为Rmin，所定义的最小半径所对应的最小裁割速度为Vmin，则
4.如权利要求1所述的裁床的曲线裁割系统，其特征在于：设外轮廓为曲线的裁片的最大半径为Rmax，所定义的最小半径所对应的最小裁割速度为Vmax，则
5.如权利要求1所述的裁床的曲线裁割系统，其特征在于：在所述f为1时，所述连续变化的速度值所遵循的方程为一次方程。
6.如权利要求1所述的裁床的曲线裁割系统，其特征在于：所述曲线裁割系统还包括一个速度方程选择模块，所述速度方程选择模块用于选择不同的K、f、d值以获得不同的速度方程。
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