數(shù)控服裝裁剪機的系統(tǒng)設計
摘要：目前國內(nèi)服裝生產(chǎn)企業(yè)采用的裁剪方式通常還是手工裁剪或者是半自動設備裁剪，這些方式不僅工作效率低，而且布料利用率很低，數(shù)控服裝裁剪機作為一種專用的數(shù)控機床，自動化程度高，裁剪數(shù)讀快，利用率高，所以針對數(shù)控服裝裁剪機的加工特點，圍繞市場調(diào)研提出的性能要求，對服裝裁剪機數(shù)控系統(tǒng)的硬件、軟件總體方面進行設計，為后續(xù)軟件控制系統(tǒng)的開發(fā)奠定基礎。
關鍵詞：服裝裁剪機;自動化;控制系統(tǒng)
一、引言
隨著社會的發(fā)展變化，機電一體化的進程推進，人工成這的增加，產(chǎn)品效率的提高迫在眉睫，自動化系統(tǒng)應運而生。這課題設計的是以工業(yè)控制計算機為核心的數(shù)控服裝裁剪機控制系統(tǒng)，并由多軸運動控制卡實現(xiàn)X、Y和轉刀同步運動。此外，控制機構還要實現(xiàn)裁刀切割速度的自動控制、自動磨刀機構的控制以及真空吸附控制等�？刂栖浖幊滩捎肰C語言，系統(tǒng)不僅具有文件管理，CAD數(shù)據(jù)讀取，繪圖，加工跟蹤，運動控制等功能，而且還能優(yōu)化裁剪路徑。
這控制系統(tǒng)的研制成功，將在服裝裁剪機的開發(fā)道路上掃除一重要障礙。配合高效的機械結構就能設計出一臺真正意義上服裝裁剪機。而這種設備的研發(fā)成功，將對服裝行業(yè)自動化設備的技術創(chuàng)新產(chǎn)生帶動作用，會大大增加服裝行業(yè)生產(chǎn)中的高科技含量，為服裝高效率、高精度生產(chǎn)提供可靠的保障，進一步幫助服裝行業(yè)打造服裝品牌，擴大產(chǎn)業(yè)規(guī)模，為 “用高科技改造傳統(tǒng)行業(yè)”做出重大貢獻。
二、數(shù)控裁剪機的設計要求
無論設計什么樣的機構或者系統(tǒng)結構都要滿足一定的設計要求，這樣才能達到該機構或系統(tǒng)結構的性能，為了使裁剪機具有高效率，高精度的特性， 設計的數(shù)控裁剪機滿足的設計要求如下：
(1)自動進給布料：由于是大批量的，不間斷的的裁剪，進出布料的速度和方向的準確是提高工作效率的前提;
(2)快速，操作簡單：服裝廠的服裝裁剪量很大，需要較高的工作效率;同時對操作工人的技能要求較低，通過簡單培訓，即能上崗。
(3)連續(xù)裁剪：為了實現(xiàn)系統(tǒng)的自動化，節(jié)省工作時間，提高工作效率，連續(xù)性裁剪可以滿足工作需要。
(4)安全性可靠：機器的安全性是設計者設計時必須考慮的重要因素，只有可靠安全的設備才能投入生產(chǎn)。
(5)經(jīng)濟性：在保證控制系統(tǒng)性能的前提下，盡可能的降低成本，提高性價比。
三、系統(tǒng)設計
(1)系統(tǒng)概述。數(shù)控裁剪機設備是設計了一個自動化的機械裝置。通過對服裝裁剪機傳動機構的研究，確定傳動方式，選擇合適的運動控制器、伺服系統(tǒng)等設備，選擇開放式數(shù)控系統(tǒng)作為服裝裁剪機的控制系統(tǒng)，已達到提高工作效率的效果。我們主要研究系統(tǒng)運動控制和傳動機構，該機構主要是對裁剪布料方式的不同所需要的不同的機械刀位置進行數(shù)控定位，在前后左右上下六個方位采取典型的數(shù)控機床閉環(huán)控制進給系統(tǒng)動，它主要由位置比較，放大元件、驅(qū)動單元、機械傳動裝置和檢測反饋元件等幾部分組成。數(shù)控服裝裁剪機的進給系統(tǒng)主要包括橫梁在機床上的運動(X方向)和機頭在橫梁上的運動(Y方向)。
下面將主要介紹傳動機構及其運動。
(2)轉刀結構。衣料的裁剪路徑很少是筆直的.直線，多事由不規(guī)則的折線和曲線組成。所以我么們在用機械刀進行切割的過程中采用齒輪傳動以配合X、Y方向上的運動實現(xiàn)轉向切割，從而處理了路徑上的拐角和曲線切割[3]。
(3)裁床平面運動結構[1]。裁剪機在裁床平面上的運動包括X和Y方向上的運動，根據(jù)對服裝裁剪機性能的分析，以及對伺服電機的參數(shù)要求，我們選擇了日本三菱公司生產(chǎn)的伺服電機[8]作為服裝裁剪機控制系統(tǒng)3軸的進給驅(qū)動，其中X、Y軸驅(qū)動源選擇三菱的型號HF-KP73的交流伺服電機，其額定功率為750W。X像由電機6驅(qū)動安裝在電機軸上的同步帶輪5，通過X向同步齒輪帶7驅(qū)動橫梁8，使Y向橫梁總成和機頭裝置在X方向上運動。Y向運動由Y向電機2驅(qū)動安裝在電機軸上的同步帶輪3，通過Y向同步齒輪帶4驅(qū)動機頭在Y方向上運動[7]。
(4)機頭起落與刀片振動結構[2]。機頭落到工作通過及頭部分的下移，是的裁剪工作是機頭與布料指教的距離最短，同時下移壓盤輕輕壓主布料，該動作由氣缸完成。刀片切割機構由偏心輪個連桿組成曲柄滑塊刀片振動機構，刀片振動由直流電機將回轉運動傳遞給偏心輪，通過連桿和萬向刀頭滑塊將回轉運動變?yōu)樯舷峦鶑椭本�運動，刀片切割的振動頻率為振動電機的轉速，刀片振幅由偏心距決定[2]。
(5)工作流程。1)首先將布料鋪在工作平臺上;2)然后進行裁剪前準備，包括參數(shù)設定，機器回零等;3)接著計算機讀取DXF文件，提取有用信息，轉換成標準的G代碼[3]格式保存;4)根據(jù)獲取的信息，在窗口界面繪制圖形，以便讓操作員直觀地了解裁剪的樣片;5)啟動裁剪，自動讀取保存的G代碼格式，并逐條進行裁剪加工;6)裁剪完成后，系統(tǒng)自動回零。
四、結論
通過各個機構巧妙的組裝在一起，即得到能滿足設計需要的數(shù)控裁床的整體結構[1]�，F(xiàn)實之中還沒有數(shù)控程度、自動化程度如此高的裁剪機，作品在這個方向上進行了創(chuàng)新和改造，結果表明目前這個產(chǎn)品的切實可行的。通過進紙機構將需要的布料傳送到傳送機構上，然后執(zhí)行編程中的復位程序，在此基礎上，根據(jù)需要的不同，伺服驅(qū)動機構定位到指定的裁剪位置，然后裁剪機構開始運行，在預先指定的裁剪方向和坐標，完成一系列的裁剪工作。每完成一套裁剪工作，可以根據(jù)下一批布料所需裁剪方向或者大小的不同對程序進行相關調(diào)整，繼而自動的完成一批批服裝裁剪工作。憑借整體機構運行的高效率以及安全簡單可靠的操作要求，數(shù)控裁剪機能夠滿足絕大部分服裝廠需要的服裝裁剪要求。這裁剪機的設計將機械機構，電機及傳感器等知識進行相關融合。在實質(zhì)上是做到了節(jié)約勞動力，提高效率為目標的一種數(shù)控機電一體化裝置。
參考文獻：
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[4]李幼涵.伺服運動控制系統(tǒng)的結構及運用[M].機械工業(yè)出版社，2006.
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