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缝制机械工业“十三五”技术发展态势分析

2016-4-15 17:00:39   作者:本站编辑   来源:本站编辑

       缝制机械行业是精密机械与电子信息技术相结合的高新技术产业,是支撑服装、箱包、鞋帽、汽车飞机内饰和家具、家纺行业发展的重要装备制造业。“十二五”期间,在科技创新的引领下,缝制机械在产品结构调整、加快机电一体化进程、开发自动化智能化缝制设备等方面成效显著,机电一体化和计算机控制的缝制机械在行业产品占比中已占主导地位产品性能和质量有明显提高,为实现缝制机械由大变强奠定了基础。

       “十三五”期间将是缝制机械行业提升产品核心竞争力的关键攻坚阶段,缝制机械行业应在深入掌握服装等加工工艺对缝制设备缝纫动作需求的基础上,推进缝制机械机构运动与控制技术、信息技术的深度整合,本着提高效率、减轻劳动强度、提升缝纫品质的宗旨,从缝纫细节入手,扎实有效地提高缝制机械的质量和可靠性、稳定性。“十三五”技术发展总的态势如下:

       一、缝纫机单机自动化智能化技术发展趋势

       自动化、智能化是指缝制设备与计算机技术、网络技术、精密传感与控制技术集成,在无人或较少人的直接参与下,按照人的要求,经过自动检测、信息处理、分析判断、操纵控制,实现预期工作的过程。

       “十三五”在此方面的技术发展将主要集中在高精度机电控制系统开发、缝纫机智能控制技术、缝纫机独立驱动技术、立体缝纫技术和模块化设计技术等方面。  

       1.高精度机电控制系统开发

       电控系统是机电一体化缝制机械的核心,电控系统的高效精准直接决定了缝制机械整机的质量高低。

       “十三五”期间电控系统产品方面发展方向将是通过对缝制加工机理和计算机控制驱动原理等相关技术的研究,针对缝纫细节和线迹美观度,开展机构特性和电控特性研究,分析机构惯性,阻力矩特性、电机驱动特性对缝纫加工质量的影响,重点探究机电系统匹配特性,实现运动的精确控制,提高电控产品控制精度和可靠性,使行业缝制设备电控综合技术和稳定性达到国际先进水平。同时要积极开发适用物联网应用的拥有采集、处理、分析的电控系统,并实现生产线的示范应用,为服装等行业自动化生产线加工和生产管理奠定技术支持基础。

       2.缝纫机智能控制技术

       缝纫机智能控制技术涉及采用伺服电机来控制缝纫机的送料机构,根据缝料的厚薄情况自动调整压脚高度,经由电控装置,实现针距自动调节、压脚压力自动调节、交替压脚高度自动调节和夹线器线张力有级自动调节,达到更美观和更高质量的缝纫效果。

       “十三五”期间,缝纫机智能技术研究将集中在五个方面:一是要实现缝纫机智能控制技术的普及化,通过在普通缝纫机上加装控制送料的伺服电机和设置缝料厚度感应装置,实现缝线张力的有效控制,完成高质量范围的缝纫线迹加工;二是要积极从制造和控制技术两方面入手,着力提升现有智能缝纫技术的可靠性,大幅度提升智能缝纫线迹的美观度,达到明显区别于普通缝纫的缝纫品质;三是研究低线张力缝纫技术,满足特殊缝纫要求;四是研究要应的智能物联模块技术,真正实现多系统物联,开展智能物联计件、生产线平衡分析,对服装生产现场实时监控和管理,提供产品智能维护;五是要研究平面缝纫的立体化呈现技术,推进市场应用。

       3.缝纫机独立驱动技术

       独立驱动技术是指缝制机械针杆和挑线机构与旋梭勾线机构分别采用不同的伺服电机驱动,通过对伺服电机的控制,实现高速缝纫时多轴的电机协调稳定工作,并可实现针杆与勾线机构的同步旋转,缝纫针迹规整美观,自动化程度高。目前部分花样机和模板机采用了独立驱动技术,大大提高了缝纫线迹的美观度,引领了行业技术发展方向。

       “十三五”期间,缝纫机独立驱动技术研究将集中在两个方面:一是要探索机针旋转位置的精准匹配技术,实现倒缝和顺缝线迹一致,直线缝和曲线缝线迹美观度一致,以及确保曲线缝制不同区段加工线迹之间的高度一致性,提升缝纫线迹的美观度;二是要提升缝制加工的工作速度,降低噪声振动。

       4.缝纫机立体缝纫技术

       它是通过机械手与缝纫机的有机集成形成的立体缝纫设备,可进行缝料的空间曲线缝纫,改变了缝纫机的传统缝纫方式,实现了缝料静止、缝纫机空间运动达到缝纫的目标,为缝纫设备的创新发展开创了新的空间。目前行业有部分企业推出了基于立体缝纫的工业缝制机械手,拓展了缝纫加工的领域和范围。

       “十三五”期间,缝纫机立体缝纫技术研究将集中在三个方面:一是要研究开发适用于缝制机械领域的机器人技术以及视觉成像技术,大幅度降低成本,提高工业缝纫机械手缝纫部位的刚性和精确度,实时控制机针在空间的方位,确保有效可靠的缝纫;二是研究工业缝纫机械手的立体时影像纠编技术;三是研究工业机器人技术、实时影像纠偏技术和缝纫机技术的集成,实现立体缝纫技术的应用和推广。

       5.缝纫机模块化设计技术

       模块化设计技术是将产品中具有独立功能的机构形成相对独立的不同模块,可根据用户要求,选择不同的模块进行装配,组成一台缝纫机整机的技术。目前多个企业推出了采用模块化设计技术或基于模块化设计理念的新产品,可形成普通型、长臂型、平板式、筒式、立柱式和单双针等多种形式的缝纫机。

       “十三五”期间,模块化技术研究会集中在两个方面:一是研究将高端厚料机模块化技术应用于中低端厚料机,简化模块化的机械和电控结构,相应减少一定的功能,降低成本,实现市场的推广应用;二是研究普通缝纫机设计开发的模块化设计技术创新,采用同一机型不同型号通用零部件设计的理念和思路,大幅度减少普通缝纫机的型号及零部件数量,为精品缝纫机奠定技术基础。

       6.缝制机械机构优化和附加装置开发技术

       基于无油或微油技术的缝制机械机构优化技术和基于效率提升及缝纫线迹美观度要求的缝纫机附加装置开发将是“十三五”技术发展的重要趋势之一。

       二、缝制机械自动缝制单元的开发技术

       自动化缝制单元为服装加工客户提供整套解决方案,是集机械、电子控制、光电检测、电磁钱和液气动驱于一身的高技术集成的专业化产品,自动化缝制单元提升了服装等加工的效率和质量,节约了加工成本,符合人性化需求,成为缝制机械新的发展趋势。

       “十三五”期间,自动缝制单元正朝着技术集成化、设备自动化方向快速发展,形成了一批集机械、电控和液压、气压驱动于一体自动缝制单元。目前行业已拥有自动贴袋机、自动开袋机、门襟机、橡筋机、裤攀机、单双头包缝工作站、毛巾缝制单元、六工位袖口暗缝自动缝制单元、全自动六标合订合订缝制单元、枕套自动缝制单元等,还出现了一用于皮革、羽绒制品等缝制的模板机。尤其值得一提的是出现了经由工业机械手送料的全自动锁眼、钉扣、包缝和袖口暗缝、安全气囊缝制等的全自动化缝制单元,大大提高了劳动生产率,其与影像纠偏定位集成,确保了缝制加工的质量。

       行业在“十三五”期间将会大力加强缝制单元和相关技术的研发力度:一是提高缝制单元在服装等加工企业的应用比率,围绕服装等加工工艺流程及其对缝制设备的功能需示,针对服装等加工作业方式进行研究,开展自动缝制单元制造技术创新,从缝料送取方式、简化模板设计、整机智能电控技术等方面开展研究,开发缝料自动定位、自动进料、自动缝纫和平稳移动机构,在此基础上,整合服装等加工工序,开发出更多更好适合下游需求的自动缝制单元;二是研究采用工业机器人技术实现可靠稳定快速的上料和收料,探索缝料抓取技术和无模板的模板机加工技术,形成集机、电、气等于一体的经自动缝制单元,提高服装加工效率和服装等加工工艺质量;三是研究基于特定自动缝制单元的开发两衣两裤自动化程度较高的加工生产线;四是研究模板机机架系统的模态振动控制技术,提高模板机的工作速度,降低相应的机头振动及整机噪声。  

       三、电脑刺绣机技术发展趋势

       “十三五”期间,高速刺绣、超多头刺绣和刺绣机智能集成云服务平台是其技术发展的主要趋势:一是结合全伺服精品刺绣机的电控系统,行业推出了具有压脚升降、步进电机动态前线、步进闭环高速换色的高端刺绣机;二是结合先进控制技术、可靠机架结构及合理的传动机构实现了高速刺绣的目标,出现了最高运动速度达1500RPM的高速刺绣机,提高了刺绣生产效率;三是出现了超多头的刺绣机,机头采用双针同时绣作,实现超小针距刺绣,效率大幅提升,有的刺绣机推出了成熟的自动换底线技术,大大减轻了工人的劳动强度;四是出现了刺绣机智能集成云服务平台,可实现对电控系统的智能监控、远程诊断维护和实现刺绣机的生产管理信息化;五是刺绣机电控采用了全新的集成一体化电控箱设计,具有数控压脚机头控制技术、自动换底线和智能高速换色技术、单光耦智能断检、精线绣控制和玻璃散珠绣技术等。

       行业在“十三五”期间将会针对电脑刺绣机产品,开展技术创新:一是继续推进精品电控高端刺绣机相关技术开发,实现相关技术可靠性和稳定性的提升,达到简化操作及呈现更优质的刺绣效果;二是开展机架及横梁的振动特性和隔振技术应用研究,研究机架轻量化设计技术,探讨减轻机架重量、降低振动幅度的可行途径;三是将研究高速刺绣机的可靠性和稳定性,降低断线率,提高绣品的质量;四是刺绣机智能集成云服务平台技术研究更加深入,实现市场应用示范;五是探索缝纫刺绣技术集成的可行性,实现工业化的缝绣一体机。
 
       四、缝前缝后设备技术发展趋势

       “十三五”期间,缝前缝后设备的科技创新成果不断涌现,形成了一批自动化智能化的铺布裁剪熨烫吊挂产品,目前行业已拥有伺服智能自动铺布机、高层自动裁床、真皮裁床、超声波刺激光碳纤维剪系统、智能整烫系统以及智能吊挂系统,同时出现了服装虚拟展示、人体三维测量系统、服装设计CAD等,缝前缝后设备的自动化智能化水平较高。

       行业“十三五”期间将会推进缝前缝后设备的技术创新:一是推进三维测量系统和服装板型的综合研究,提高三维测量系统的可靠性和准确性;二是与服装定制需求相适应,提高单量单裁技术、自动贴标技术和服装智能CAD技术的融合度,实现智能裁剪,提高单件流服装加工的效率;三是根据服装等自动化加工生产线的要求,研究铺布、裁剪、缝纫、熨烫及吊挂系统相互之间的信息交换,以及与互联网的技术集成,达到自动化生产和生产信息化管理的目标,为两衣两裤自动化生产线的实现提供相应的技术支持;四是推进计算机图像处理技术的应用研究,在智能裁剪和激光切割上实现高精度对条对格或对花对位的裁剪;五是研究特殊材料的自动化裁剪技术,扩大自动裁剪的应用领域,比如不透气面料、碳纤维材料、医疗领域用品等;六是研究自动上料和无误差传输技术、刀片温度有效控制技术以及设备轻量化技术、降噪技术等;七是研究熨烫温度控制与面料材质特性的智能适应技术,实现熨烫效果和美观的高度统一。

       五、其他相关技术发展趋势

       在“十三五”期间,与缝制机械有关的其他技术发展趋势有:一是研究3D打印技术应用于服装及饰品制作,重点是研究相关的基础材料特性及降低成本;二是研究彩色喷墨打印技术应用于相关服装等图案的制作加工,重点在于研究色牢度、耐水洗以及对人体的无害化;三是研究无缝缝纫技术,尤其在内衣加工制作采用粘合技术,重点研究如何提高缝料粘合的可靠性、耐水洗和粘合的持久度;四是研究与激光切割、激光加工相关的有害废气处理技术。

       总的来说,“十三五”期间,缝制机械的技术发展态势是上述各单项技术在集成融合中进一步发展,拓展新的应用空间;在与互联网连接以实现缝制机械数据采集、处理、分析统计管理、维护方面进一步推进;以及各单项技术自身应用在精度、可靠性、质量、效率以及加工对象美观呈现需求的进一步提升。在此过程中,电控技术与机械技术有效融合,以及实现与互联网的信息交互与控制,将会有力推进缝制机械的自动化智能化发展,因此要注重电控企业与整机企业的深度合作,针对不同的缝制机械产品需求,设计具有特殊性的电控装置,提升整机产品的质量、可靠性和稳定性,使服装等加工的线迹和呈现的美观度更佳,相应提升设备的加工效率和便利使用,为服装等行业的转型升级提供切实的装备支撑,为实现缝制机械的强国梦奠定基础。

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