基于虛擬儀器的服裝裁剪機數控系統

　　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平面內運動，X、Y軸分別由400W交流伺服電機經行星齒輪減速機減速來驅動。工作時刀頭根據X-Y平面內的軌跡不斷調整旋轉角度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，經電壓比較電路處理后輸出為數字信號f0、f1、f2，根據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，實現刀頭的旋轉。J5口為通用數字輸入和輸出口，它提供8個普通用途的數字輸入和8個普通用途的數字輸出。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同步齒輪帶傳遞，將偏心輪轉動轉變為刀頭的上下動作實現。變量M1用于控制該電機的起停。M2輸出數字信號控制刀頭提刀與下刀，M3、M4變量輸出分別執行磨刀和壓腳功能。M11、M12、M13用于接收來自刀頭的檢測數字信號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
　　PMAC卡的開發軟件包括PCOMM32和PCOMM16，前者是Windows下的動態鏈接庫函數，可使用VB、VC、LabVIEW等軟件開發。PCOMM16的功能和PCOMM32相同，只是前者為16位的DOS開發環境。實時操作系統可以提供一般通用操作系統無法保證的實時性。但對開發人員來說，系統的特殊性帶來了較大的開發難度。實時性是指系統能夠在有限的時間內執行要求的功能，并對外部的異步事件做出反應的能力，它是一個相對概念。結合本系統的具體要求，可以考慮應用基于Windows系統的軟件，通過程序結構優化及對各任務的合理調度，開發滿足實時性要求的控制系統。
　　LabVIEW是NI公司開發的軟件，主要面向計算機測控領域的虛擬儀器軟件開發平臺，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據流模式，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。基于LabVIEW的以上特點，以及其獨特的多任務并行機制，本系統采用該平臺開發數控裁剪系統。
　　整個系統軟件按照模塊化的編程思想分為6個模塊，如圖2所示。