工控机I/O输出卡I/O输入卡运动控制卡(二块4轴)钻孔升降电磁阀压料盘升降电磁阀抬刀下刀电磁阀变频器变频器驱动器驱动器变频器激光灯电机(无刷直流)钻孔电机电机(无刷直流)裁刀电机伺服变频驱动器报警信号裁床限位开关按钮控制信号裁床XY轴原点传感器A轴原点传感器伺服驱动器伺服电机伺服驱动器伺服电机伺服驱动器伺服电机A轴(转刀)电机电机电机检料台传送电机裁剪台传送电机真空泵X轴Y轴
图6 控制系统原理图
7、软件系统:
操作系统采用中文windows2000,设计和编程VC控制软件、裁剪路径优化和排料位置自动校正软件,适合不同排料CAD数据格式。在windows2000环境中,集成控制操作监检和修改裁剪进程,裁剪数据管理系统实现裁剪文件的管理和存贮。15寸TFT显示,参数设定简单方便,运行参数、真空强度、裁剪速度和裁刀速度等连续显示。具有TCP/IP联网功能,实现远程通讯和数据交换。 1.1.2 自动服装裁剪机裁剪方式
服装裁剪系统作为典型的机电一体化系统,其裁剪过程一般是先将服装布料展开平铺并固定在一个平台上,然后用切割工具将布料按照预先设计的任意形状进行裁剪。按裁剪布料的方式分为接触式和非接触式;根据裁剪头的动力形式不同有压力水切割、激光刀、机械刀、钢丝超声波振动切割[7]。 1.1.3 国内外研究现状
欧美、日本等国在服装裁床开发与制造领域掌握着先进的技术,通过几十年的发展积累了大量的经验,无论是在技术研发领域,还是在市场开拓方面都处于行业领先地位[8]。
国内在服装CAD/CAM方面的研究起步相对较晚,但发展势头良好,取得了一定成果。与服装CAM不同,经过十多年的高速发展,国内服装CAD开发商己经不
少,约10家左右,他们是宏华、时高、航天710、樵夫、日升天辰、爱科、扬格等,其中以航天710、扬格、爱科等表现突出,具备了一定的与进口CAD产品竞争的能力,国内用户较多。以格柏的典型产品DCS2500 为例,其主要技术参数为最大裁剪速度1.1m /s ,加速度0.5g ,裁剪精度几千分之一英寸,有效裁剪长度2.7——35.6m ,有效裁剪宽度0.91——4.3m ,裁剪头具有多工位工具架,一次可安装三个工具和一支笔,可裁剪布料、复合材料、皮革、工业面料等,可见其性能是十分优异的[9]。
服装CAM 特别是自动裁剪系统方面的论文来看,宁波大学李国富等研究了数控服装裁剪机的控制系统[10]。上海大学张建宏等对基于可编程多轴运动控制器(PMAC)的开放式裁剪机进行了一定的研究[11]。西安交通大学的丁文捷探讨了基于格柏裁床的数字程序控制技术二次开发[12]。2003 年福州大学吴盛速在他的硕士论文中研究了以激光为切割方式的服装CAD / CAM系统,阐述了整机结构设计、激光光学装置、硬件控制等[13]。浙江大学的朱年军探讨了用于皮革的裁剪机控制系统设计[14]。
格柏公司最近发布了第一款在中国本土制造的裁床xLc7000 ,最大裁剪厚度可达70mm ,适合多种织物类型,具有智能变频蒸汽系统和空气浮选平台。如图7和图8所示为格柏公司在中国本土生产的第一台XLC7000自动服装裁剪机。
图7 XLc7000裁床示意图
1-土料控制器 2-紧急停止开关和按钮 3-横梁控制面板(BCP) 4-塑料薄膜覆盖装置 5-操作员控制台 6-触摸屏 7-真空(面板后)8-空气浮动收料台AFTOT(控制器未显示)9-消声器 10-电源开关11-裁头 12-横梁 13-裁割机桌面(鬃毛砖)14-塑料膜自动给料卷轴
图8 XLc7000外观示意图
XLc7000多层裁割系统,可裁割真空压缩后高达7.2cm厚的面料,它适合多种材质面料和多种宽度(最宽可达2.0m)。
(1)注重裁割精确度,以保证每次产出最佳裁片。XLc7000配备强劲的真空系统,裁割过程中牢牢固定面料位置,从而使每一层裁片都完全精确一致。运用格柏刀智能技术(Knife Intelligence?)——刀具在裁割时可感应难裁材料或高层铺布对其影响而产生的偏差,并及时改变刀具角度,从而补偿修正偏差,这就有可能允许裁片排版图排得更紧,从而达到更佳面料利用率。
此外,自动SMARTbite?计算分析每个排版图,以确定用最少的面料裁割需要的最多裁片数量,从而实现最大的裁割产量;垂直长刀定时自动磨刀消除裁割毛边,保证裁片从上层到下层精确一致;操作人员可根据所裁面料类型,方便地调整刀速,达到最大产出。
(2)易于使用,操作舒适。XLc7000裁割系统在高度、尺寸及控制定位上均采用高度人体工学设计;夹布杆和履带式转移台利用鬃毛砖裁割表面可自动从铺布区域传送面料到裁割区域;履带式转移台面便于裁片从鬃毛砖表面快速转移
和捆包;CutWorks? MPC控制软件采用图形化触摸屏用户界面,操作培训非常简便;所包含的CutWizard可指导操作人员按裁割步骤工作。连续、实时、图形化显示操作参数、真空级别及裁割速度,便于全面监控整个裁割过程;轻松存储裁割设定文件以备将来裁割时迅速调用,加快裁割工作;软件屏幕及操作菜单支持语言包括:中文、英文和西班牙文;完全融入网络环境,非常方便从CAD系统中调用数据。
(3)实现快速投资回报。自动化裁割系统人工需求更低,裁割产量却更大;可选项智能、高效真空控制系统降低电力损耗及相关费用。
图9所示为XLc7000的技术参数。
图9 XLc7000技术参数
1.2 项目研究的意义
虽然,目前中国自动裁剪系统的市场还不是很旺,但这并不等于就是没有商机。浙江有近万家服装加工企业,对于全国来说,服装加工企业的数目更多,但是目前他们的服装裁剪方式主要还是以手工裁剪为主,辅以半自动的裁剪工具。
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