服装设备自动化的发展和现状

服装设备自动化的发展和现状王永忠，王妍萍（北京服装学院信息工程学院，北京100029）摘要：自动喂毛机是粗梳毛纺工艺中梳毛机的重要组成部分,提高自动喂毛机的测控精度可以改善粗梳毛纺中粗纱条的纵向均匀度，从而提高毛纱和粗纺产品的质量。针对工艺要求，设计了基于MSC1210单片机的自动喂毛机测控系统，实现了每斗的精确称重、多种参数的实时显示、重要参数的在线修改及各种工作状态的有效控制。本系统充分利用设备及工艺特点，采用自动改变控制给定值的办法，实现对累积误差的在线修正及补偿，从而提高了测控精度。关键词：自动喂毛机；测控系统；称重；MSC1210中图分类号：TP273文献标识码：A文章编号：DesignofmeasurementandcontrolsystemofautomaticfeederinwoolencardingmachineWANGYong-zhong,HANRun-ping(SchoolofInformationEngineering,BeijingInstituteofFashionTechnology,Beijing100029,China)Abstract:theautomaticfeederisanimportantcomponentofwoolencardingmachineinwoolenspinningprocess.Enhancingthemeasurementandcontrolprecisionofautomaticfeedercanimprovethelongitudinalevennessofrovingyarninwoolenspinning,andthenimprovethequalityofwoolenyarnandwoolenproducts.ThemeasurementandcontrolsystemoftheautomaticfeederinwoolencardingmachinebasedonMSC1210isdesignedanddescribedinthepaper.Thissystemcanweighwoolmaterialineachhopperprecisely,displaymulti-parameters,modifyimportantparametersonlineandcontrolthefeederefficiently.Thecontrolsetvalueischangedautomaticallybasedonthecharacteristicsoffeedingandcardingprocess,bywhichthecumulativeerrorcanbecompensatedonlineandmeasurementandcontrolprecisionisenhanced.Keywords:automaticfeeder;measurementandcontrolsystem;weighing;MSC12100引言服装设备也经历了一系列的发展变化。在18世纪之前，服装生产设备是纯手工制作设备，如剪刀、米尺、手针等，自从1790年英国人托马斯·塞因特首先发明了世界上第一台先打洞，后穿线，缝制皮鞋用的单线链式线迹手摇式缝纫机以来，服装设备进入了机械时代。1825年,法国裁缝蒂莫尼埃开始研制缝纫机,改进发明了一种双线链式线迹缝纫机。于是,1829年在巴黎建立工厂专门生产缝纫机,它与最初的机器一样,也是由木料做成机体,非常笨重,但工作运行平稳、耐用,其主要结构设计已经和今天的缝纫机几乎完全相同,缝制速度要比手工缝制快10倍以上,是较先进的商品缝纫机手动机械设备。第一架以生铁为主要原材料的缝纫机1855年在美国胜家公司诞生了，这家19世纪最大缝纫机公司的创办人艾萨克·梅里特·胜家(IsacaMerittsinger)是近代缝纫机发展史上最有声望的人物。胜家缝纫机,用皮带使脚踏。自美国人托马斯•阿尔瓦•爱迪生发明电动机后，胜家公司于1889年成功研制了世界上首台通过电动机驱动的缝纫机，并就此开创了缝纫机工业发展的新纪元，服装设备进入了电动时代，即半机械半自动化时代。常见的工业缝纫机驱动电动机包括：离合器电动机、交流异步电动机、有刷直流电动机、无刷直流电动机和永磁同步电动机。1940年，瑞士爱尔娜公司发明了采用筒式底版铝合金铸机壳、内装电动机的便携式家用缝纫机。而在1950年以后又进一步发展了家用多功能缝纫机。1975年,美国发明的电脑控制操纵的多功能家用缝纫机,在其发展历史征程中写下了崭新的篇章，服装设备进入了电脑时代。服装设备也从普通型向全自动化方向发展。而服装设备也从早期单一的裁剪、缝纫设备发展到更细化丰富的服装生产设备。包括缝前设备、缝纫设备、缝后设备。其中缝前设备有生产准备设备(包括：绘图机、验布机、预缩定型机、三维测量仪、服装CAD设备等)、衣片加工设备(包括：拉布机、铺布机、断布机、裁剪机、自动裁床、粘合机等)。缝纫设备包括通用服装设备、专用服装设备、装饰服装设备和特种服装设备。其中，通用服装设备包括平缝机、包缝机、链缝机、绷缝机；专用服装设备包括套结机、锁眼机、钉扣机、暗缝机；装饰服装设备包括曲折缝机、绣花机、绗缝机、珠边机；特种服装设备包括自动开袋机、自动装袋机、自动省缝机、锁钉机。1服装设备自动化的发展服装设备也是从手工设备逐渐发展到自动化设备。服装测量设备从最早的竹尺发展到伸缩灵活柔软的放码尺，发展到现在采用的非接触式三维测量仪。人体测量技术的发展,经历了由接触式到非接触式!由二维到三维的过程，随着计算机视觉技术的兴起,非接触式三维测量己成为现代人体测量技术的主要特征三维人体测量技术是以现代光学为基础,融光电子学、计算机图形学、信息处理、机械技术、电子技术、计算机视觉、软件应用技术和传感技术等科学技术于一体的测量技术。服装裁剪设备由早期的剪刀发展成电动裁剪机，电动裁剪机又包括普通裁剪机和自动裁剪机。普通裁剪机包括直刀式裁剪机、圆刀式裁剪机和带刀式裁剪机；自动裁剪机包括刀具式裁剪机和非接触式裁剪机；非接触式裁剪机又包括激光裁剪机、超声波裁剪机。缝纫设备由早期的手针发展成手摇式单线链式缝纫机、双线锁式缝纫机、全金属材料缝纫机、电动缝纫机直到现在各种自动专用缝纫机。熨烫设备由早期的火熨斗、普通电熨斗、调温电熨斗、蒸汽熨斗、全蒸汽熨斗直到现在的整烫机，粘衬设备由手工涂浆发展成刮浆刀到现在的自动粘合机。2服装设备自动化的现状由于服装的柔软性和多样性，服装生产在总的工业生产中的自动化水平还是比较落后的，大多是单台设备实现了自动化，整个服装生产过程中的许多环节都需要人工参与，因此无法实现整个生产线的全自动化。下面按照服装设备的分类进一步介绍各设备的自动化情况。2.1缝前设备验布机主要是检验面料的织造、染整、印花等的疵点、还能对面料的幅宽、色差、纬斜进行检验，同时也能对面料的长度进行复核，并且对疵点数量、等级及位置进行统计、分析和自动标记。早期验布主要靠人工肉眼观察来检验，但人工验布受主观、情绪视力影响,常有漏检、影响正确统计，且三班倒验布、稳定性有波动。人工验布,往往有复验和抽验,耗时长,不能一道工序完成。人工验布不能及时反馈信息,不能有助生产管理、维护人员及早处理前道工序的问题,以采取措施控制质量,减少次品废品的数量,起到积极作用。疵点性质是随机的,其所处位置,疵点形状大小,是经常变化的,不可预见的而且随产品品种而异。人工验布凭眼扫视运动着的布面,固属需要目光锐利、明察秋毫,另方面仍有经验、有其智能因素,才能对布面疵点很快加以捕捉,迅速认定,尽管疵点不会重复一样的,但大致相似疵点仍能察觉判别出来。因此，为了有效地克服人工验布的缺陷，诞生了自动验布机。自动验布机分为验布系统和布面牵引系统。验布系统包括疵点检测系统、图像处理系统、疵点记录标记系统、布锭计长系统、整个光电验布机系统主要由布面牵引系统!视觉系统!图像处理系统!控制系统和标记系统组成瑞士乌斯特自动验布体系能完成如下的任务:(1)能掌握与识别织物各类疵点的特征;(2)正确确定疵点在布面上的位置;(3)自动做好标记;(4)记录储存疵点信息;(5)自动对疵点进行分析定级。自动验布机的主要功能体现在以下几个方面:(1)原色布经过两个照射光源)))反射光、传导光,根据织物密度、疵点种类选择光源类型,能指出纺织生产过程中发生疵点的环节。(2)依据被检验织物宽度范围110~440cm,在光源上方放置2~8个专用CCD高清晰度在线摄像机,对织物进行连续扫描检测(其间距为1m),可高清晰度地检验通过的布面。(3)对新疵点,自动验布机具有对第1m织物的初始认识阶段,记录储存疵点的外观,使织物通过自动识别程序。(4)正常的检验速度为120m/min,自动验布系统可对正常的布面外观局部问题进行检验和分析,判断是否属疵点,根据判断分析的结果,自动验布系统在布面上做出标记并进行分级。(5)自动验布系统是由终端控制系统控制工作的,特殊疵点的检验标准及分级依据均被记录储存或由条形码输出,由终端器进行报告。(6)被检验出的疵点在荧屏上即时显示报告,速度快捷、简便。对频率高的疵点或很少发生的新疵点,自动验布系统都能适应。做到直观显示、正确评定和纠正检验结果。自动验布系统主要分两类:一类是光电式,采用高密度激光扫描,通过光电传感器来接受信号,以不同的信号来判断疵点;另一类是通过高速图像采集,借助于计算机处理来对疵点进行识别和分类。自动验布系统基本上是由以下8个部分组成:光源、传动机构、高速CCD相机(图像采集卡)、图像采集处理系统、疵点判别分类系统、管理计算机、疵点记录系统和疵点记录机构。系统采用特制的高速数字摄像机采集图像,通过直观图像计算机来进行图像处理,得到疵点的大小、形状和在布卷中的位置,然后利用神经网络对其进行分类,最小可检测出015mm的疵点。为满足高速处理的需要,其处理器的处理能力相当于2000台个人计算机并行处理的能力。2.2方大同3服装设备自动化未来该项目对总的生产系统进行了研究和开发,建立起能适应各种服装加工的一般生产技术,其中包括四种基本技术的组合:(l)缝制准备技术;(2)缝制和部件组合技术;(3)织物处理技术;(4)系统管理和控制技术。以女上装为例对整体服装加工自动化系统的四个分系统进行分析和评价。整个系统的四个分系统分别为:(])高速激光裁剪系统;(2)柔性缝纫系统;(3)高科技部件拼装系统;(4)立体柔性熨烫系统。引进行业领先的高科技服装自动裁剪系统、智能化服装吊挂系统、数字化车间管理系统、ERP服装管理软件等产品，采用交流伺服马达、非接触离合电子马达、定位马达、步进马达等电子控制马达替代传统的摩擦离合器马达,是当今服装机械发展的主流。采用伺服马达、脉冲马达(步进电机)等控制马达的动力驱动系统,可以很容易由电子、微电脑控制系统控制,从而实现服装工艺所需的各种速度要求,完成传统摩擦离合器马达所不能完成的各种功能。最早出现的缝纫机是在1850年,由美国胜家公司制造,其结构简单,只用一根线缝纫,主要机件是机针和钩针。世界上已有4000多种服装机械设备,基本上形成了机械化、连续化、自动化的工业生产体系。目前,服装机械可有3种不同的分类:按动力分类,有手摇式、脚踏式和电动式;按用途功能分类,有裁剪设备、缝纫设备、钉扣设备、锁眼设备、包缝设备、套结设备、粘合设备、蒸烫设备以及各种专用设备等;一般情况下按设备的功能和用途分类。据此,服装机械设备大体分类如下:准备机械:验布机、预缩机等;裁剪机械:拖铺机、断料机、裁剪机、粘合机等;缝纫机械:各种不同功能和用途的缝纫机,如平缝机、锁眼机、钉扣机、包缝机等;整烫机械:熨制、压制和蒸制设备等;其它设备:服装检验仪器与机械、吊装运送机械设备等。从目前世界服装机械发展的总趋势来看,在机器的性能方面主要向高速发展;在结构方面主要向精度高、密封好、小而轻方向发展。家用缝纫机向多功能、自动化、轻小型方向发展工业用服装机械向高速、自动、联动和专业化方向发展数字化硬件设备至少有