全自动服装模板机毕业823024.docx
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全自动服装模板机毕业823024
开题报告
一、综述本课题国内外研究动态，说明选题的依据和意义
服装是中国对外出口的主要产品之一，随着世界经济的发展和人们生活水平的提高，消费者对该类产品的需求量和品质要求越来越高。
这就促使产品的加工精度要求越来越高，并且加工周期越来越短。
而在服装行业中，自动化水平不高，生产设备落后，生产效率低下，国内的人均劳动效率仅为日本的1/26、美国的1/25。
产业的主要技术依靠国外，没有形成集研发、设计、制造等于一体的纵向产业链。
服装面料缝合是服装加工技术中比较关键一道工序，对服装加工制造品质有重要影响。
传统服装缝合主要依靠人力手工，劳动强度大、生产成本高、产品精度不高，不能满足市场的需求，市场竞争力低，将逐步被市场淘汰。
主要原因是：
人员和材料的成本增加、利润降低；服装款式多样化，交货期缩短；服装质量要求提高，熟练的工人越来越难找；新老员工交换，新手技能低；服装设备升级，逐渐向自动化发展。
中国改革开放以后，服装模板技术随着中外合资企业进入中国服装企业，由于成本和模板技术问题，开始也只是很小一部分应用。
到二十世纪末，中国改革开放的深入，一些新型的技术、新型材料、自动化科技设备开始出现在各行各业。
进入2000年以后，服装行业的劳工、原材料等各项成本直线上升，加剧了服装企业对自动化、数字化、智能化生产的需求。
服装CAD、CAM解决了服装制作生产前的智能自动化。
同时引发了服装模版技术从业者对服装车缝自动化生产的思考与研发。
服装模板技术是一种缝纫工艺，利用自动化设备在有机胶板上按需要的尺寸开槽，在车缝设备上改装相对应的压脚针板，牙齿等工具，实现按照模具开槽轨迹进行车缝的一种技术。
服装模板是现今服装生产最先进的工艺之一，将复杂工序简单化、标准化，提升效率，降低品质不良率，提高品质及生产时间的稳定性，减少对高技能人员的依赖程度，使用服装模板生产有以下几大优点：
1．提高缝制效率
流水线使用模板和不使用模板缝制效率明显不同，比如在没有使用模板前，服装贴袋前需要一个人整烫，一个人定位、缝制，而使用模板后，一个人就可以制作了，而且速度快、质量高，提高了效率，节约了人工。
2．降低缝制难度
使用模板工艺后，对工人的要求不再那么高，即使不会制作服装的人员经过简单地培训就可以做出高质量的服装。
比如，上拉链、开口袋、上领子以往均需要两三年以上的技术人员方可操作，但使用模板之后只要员工会缝纫，培训一星期后即可上岗。
3．提高缝纫质量
使用模板，面板和底板吧裁片夹住以后，裁片很难错位，有弹性的面料或者对条对格的面料，很轻松地就缝制完成，并且质量很高。
0.1厘米或者0.6厘米的明线只要缝制人员沿着槽缝线就可以，并且质量很高。
使用模板之后每件衣服的口袋高低，大小均可一样，拉链平整，不起拱，服装质量高。
4．易于平衡工序，使流水线更流畅
由于工艺的加工难度降低，这样的缝制节拍更容易控制。
如果某个工位需要加人，组长可找的工人就比较多，不会因为工人水平有限，而不能上岗。
5．节约人工，节约成本
使用模板之后，很多工序就简化了，人工也减少了。
比如肩袢、裤袢，普通缝制要一个人用净样板熨烫缝份，另一个人缝制，再有一个人清剪缝份，翻转、熨烫，总共至少两人完成此工序。
如果运用工艺模板，只要一个人即可，而且很快，简单化了工艺，节约了人工成本。
6．减少特种机的购买
一些平时难于控制的部位和效率低下的工艺，通常会购买特种机，但是特种机一般价格较高。
英语服装模板之后，可以摆脱常见的服装技术困扰，如领头、门襟、袋口、对条、对格等部位的缝制，基本可以取代一些价格较高的专用设备，如开袋机、上袖机、打褶机等。
制作服装模板的材料一般有背胶条、牛皮胶、双面胶、海绵条、背砂条、珠针和PVC板。
各种胶条用于裁片的定位；海绵条用于对裁片部位增加融会，海绵条的厚度决定融会多少；背砂条贴在PVC板上，置于透明PVC板与裁片之间，为防止压脚压力将裁片压变形，以及裁片的位置移动，故在线缝周围的位置用背砂条固定，在模具合上以后，祈祷固定裁片的作用；珠针同样起到固定裁片的作用。
目前，服装企业一般采用PVC板作为模板的开模材料。
PVC硬质再生塑料板成本低、整体性好，具有优良的化学稳定性、耐腐蚀性，尺寸稳定，耐摩擦，强度高，耐老化，绝缘性可靠，表面光洁平整，不吸水不变形，易清灰，易加工。
20世纪60年代，德国已经开始在衬衫的制作上运用模版技术，当时衬衫的袖口、领子等部位最早使用模板，模板制作用的材料是钢板。
20世纪80年代后，在中国台湾开始用有机玻璃制作服装模板，那时的服装模板最大的问题是有机玻璃不易保存。
随着科技的进步，PVC版、亚克力板等材料逐渐在服装模板中使用。
20世纪90年后，我国广东、福建等地逐渐开始使用服装模板，但是只是局部使用，主要使用部位有领子、口袋和袖子等。
进入21世纪，由于劳动力、原材料等各项成本直上升，加剧了服装企业对自动化、数字化、智能化生产的需求，也引发了服装模版技术从业者对服装车缝自动化
生产的思考与研发。
随着长臂缝纫机的兴起，服装模板技术已经不再局限于某个部位，而是整件衣服都可以做服装模板。
而现在服装模板的兴起与应用，服装模板制作就成了模板技术发展的重要环节，服装模板机开模应用也成了对接服装模板技术革新的关键所在。
随着服装模板的深入发展，各个应用方面不断进行改良革新，尤其是借助服装CAD绘图软件与智能切割设备的直接对接，提升了服装模板开模制作效率。
所以本课题是要设计一款可以切割PVC板的设备，可以方便、精确、快速地制作服装模板，同时考虑去除有害气体的功能。
二、研究的基本内容，拟解决的主要问题
因为服装模板在服装制作过程中的重要性十分明确，所以有必要针对服装模板的制作设计一款自动化设备，以实现服装模板精确快速的制作，并尽量降低成本，让中小型的服装生产厂家可以装备。
该机要完成的主要指标：
1.裁剪厚度：
至少5mm且可调；
2.样片固定方式：
负压吸附；
3.切割速度：
50-100mm/s；
4.有效作业范围：
1500mmx900mm。
主要完成任务：
1.服装模板裁剪工艺分析；
2.裁剪机结构总体方案设计；
3.裁剪机结构具体结构及三维设计；
4.裁剪机传动系统设计；
5.结构总装配图及关键零部件的二维工程图设计；
6.撰写毕业设计论文。
拟解决问题：
1.根据技术指标选择安全可靠的传动方式；
2.根据技术指标选择安全可靠的动力及传动部件；
3.设计可靠的PVC固定方式；
4.设计可靠的PVC切割方式；
5.根据指导老师的意见改进完善。
三、研究步骤、方法及措施
1．主要研究步骤
主要研究步骤如图1所示。
图1主要研究步骤
1.2．研究方法
（1）文献检索法：
查找有关服装模板切割机的相关中英文文献、专利等，并进行学习；
（2）计算分析法：
对所需切割的材料进行了解，初步掌握切割所需的力以及材料固定所需的力；
（3）仿真法：
利用三维软件进行建模，对设计进行干涉检查。
（4）指导教师、技术人员指导。
2.3．研究措施
对于本课题的研究，涉及基本的、常见的传动原理，并要求对零部件加工工艺、加工成本控制方面有很多了解，总体而言牵涉面非常广，囊括了机电相关的很多知识。
对于我本人，本科课程学习都比较扎实，所以传动方面基本可以胜任。
但是，在零部件的加工工艺和加工成本控制方面有所欠缺。
对此，首先我正在通过图书馆和网络等渠道自学这方面的知识，其次我也在向指导老师和企业相关的设计人员学习，相信通过别人的指导和自己的刻苦学习，我还是可以完成任务的。
3.四、研究工作进度
4.
序号
时间
内容
1
2013.12.10
选题
2
2013.12.11～2014.2.19
查找相关文献并进行学习
3
2014.2.20～2014.3.12
文献整理，完成开题报告、文献综述、外文翻译
4
2014.3.13～2014.3.26
方案的比较，确定整体方案
5
2014.3.27～2014.4.24
完成三维建模和力学校核
6
2014.4.25～2014.5.8
完成二维工程图出图
7
2014.5.9～2014.5.21
完成毕业论文
8
2014.5.22～2014.5.30
对论文进行修改，准备答辩
9
2014.6.1
毕业答辩
5.
五、主要参考文献
[1]张华玲．服装模板技术的应用[J]．轻纺工业与技术，2013．
[2]汪云涛等．激光在服装裁剪中的应用[J]．纺织学报，1998，10．
[3]张昭质．服装模板强势来袭[J]．中外缝制设备，2013，8．
[4]华尔天．微机控制的服装裁剪机结构设计[J]．机电工程，2005，3．
[5]蒋金武等．数控服装裁剪机裁刀切割机构的设计及平衡校核[J]．现代纺织技术，2011，3．
[6]Jacobs-Blecha，C．，Ammons，J．C.，Schutte,A．，Smith，T．：
Cutorderplanningforapparelmanufacturing．IIETransactions 30，1996．
[7]姜忠．服装模板的制作和应用[J]．中外缝制设备，2010，3．
[8]胡磊．服装裁割机控制系统的设计与实现．中国优秀硕士论文全文数据库，2011．
[9]杨明才．服装模板的制作技术[J]．中外缝制设备，2013，1．
[10]陈燕玲．服装裁剪生产能力研究[J]．轻纺工业与技术，2013，6．
[11]Bouziri，Ahlem．Ahybridgeneticalgorithmforthecutorderplanningproblem.LectureNotesinComputerScience（includingsubseriesLectureNotesinArtificialIntelligenceandLectureNotesinBioinformatics）．v4570LNAI，2007．
[12]蒋建新．激光自动化切割设备的技术特点及应用前景[J]．金属加工（热加工），2012：
20．
[13]赵卫东，孙浩波，卫刚等．三维钢结构CAD软件中的节点设计[J]．计算机工程，2003，7．
[14]尹志强．机电一体化系统设计课程设计指导书[M]．北京：
机械工业出版社，
2007．
[15]濮良贵．机械设计[M]．北京：
高等教育出版社，2001．
[16]刘党生．金属切削原理与刀具[M]．北京：
北京理工大学出版社，2009，8．
6.
六、指导教师审核意见：
指导教师签字：
年 月 日
七、系（教研室）评议意见：
系（教研室）主任签字：
年 月 日
八、开题小组评审意见：
开题小组负责人签字：
年 月 日
九、学院领导审核意见：
1．通过；2．完善后通过； ３．未通过
学院领导签字：
年 月 日
全自动服装模板机结构设计文献综述
1.前言
20世纪60年代，德国已经开始在衬衫的制作上运用模版技术，当时衬衫的袖口、领子等部位最早使用模板，模板制作用的材料是钢板。
20世纪80年代后，在中国台湾开始用有机玻璃制作服装模板，那时的服装模板最大的问题是有机玻璃不易保存。
随着科技的进步，PVC板、亚克力板等材料逐渐在服装模板中使用。
20世纪90年后，我国广东、福建等地逐渐开始使用服装模板，但是只是局部使用，主要使用部位有领子、口袋和袖子等。
进入21世纪，由于劳动力、原材料等各项成本直上升，加剧了服装企业对自动化、数字化、智能化生产的需求，也引发了服装模版技术从业者对服装车缝自动化
生产的思考与研发。
随着长臂缝纫机的兴起，服装模板技术已经不再局限于某个部位，而是整件衣服都可以做服装模板。
而现在服装模板的兴起与应用，服装模板制作就成了模板技术发展的重要环节，服装模板机开模应用也成了对接服装模板技术革新的关键所在。
随着服装模板的深入发展，各个应用方面不断进行改良革新，尤其是借助服装CAD绘图软件与智能切割设备的直接对接，提升了服装模板开模制作效率。
图1所示为某品牌服装模板机的图片。
图1
服装面料缝合是服装加工技术中比较关键一道工序，对服装加工制造品质有重要影响。
传统服装缝合主要依靠人力手工，劳动强度大、生产成本高、产品精度不高，不能满足市场的需求，市场竞争力低，将逐步被市场淘汰。
主要原因是：
人员和材料的成本增加、利润降低；服装款式多样化，交货期缩短；服装质量要求提高，熟练的工人越来越难找；新老员工交换，新手技能低；服装设备升级，逐渐向自动化发展。
使用服装模板生产有以下几大优点：
（1）提高缝制效率
流水线使用模板和不使用模板缝制效率明显不同，比如在没有使用模板前，服装贴袋前需要一个人整烫，一个人定位、缝制，而使用模板后，一个人就可以制作了，而且速度快、质量高，提高了效率，节约了人工。
（2）降低缝制难度
使用模板工艺后，对工人的要求不再那么高，即使不会制作服装的人员经过简单地培训就可以做出高质量的服装。
比如，上拉链、开口袋、上领子以往均需要两三年以上的技术人员方可操作，但使用模板之后只要员工会缝纫，培训一星期后即可上岗。
（3）提高缝纫质量
使用模板，面板和底板吧裁片夹住以后，裁片很难错位，有弹性的面料或者对条对格的面料，很轻松地就缝制完成，并且质量很高。
0.1厘米或者0.6厘米的明线只要缝制人员沿着槽缝线就可以，并且质量很高。
使用模板之后每件衣服的口袋高低，大小均可一样，拉链平整，不起拱，服装质量高。
（4）易于平衡工序，使流水线更流畅
由于工艺的加工难度降低，这样的缝制节拍更容易控制。
如果某个工位需要加人，组长可找的工人就比较多，不会因为工人水平有限，而不能上岗。
（5）节约人工，节约成本
使用模板之后，很多工序就简化了，人工也减少了。
比如肩袢、裤袢，普通缝制要一个人用净样板熨烫缝份，另一个人缝制，再有一个人清剪缝份，翻转、熨烫，总共至少两人完成此工序。
如果运用工艺模板，只要一个人即可，而且很快，简单化了工艺，节约了人工成本。
（6）减少特种机的购买
一些平时难于控制的部位和效率低下的工艺，通常会购买特种机，但是特种机一般价格较高。
英语服装模板之后，可以摆脱常见的服装技术困扰，如领头、门襟、袋口、对条、对格等部位的缝制，基本可以取代一些价格较高的专用设备，如开袋机、上袖机、打褶机等。
所以本课题是要设计一款可以切割PVC板的设备，可以方便、精确、快速地制作服装模板，同时考虑去除有害气体的功能。
2.主要研究内容
2.1PVC板切割方式
PVC板相对来说成本较低，整体性也很好，具有优良的化学稳定性、耐腐蚀性。
而且制作完成以后尺寸稳定，耐磨、强度高，同时不容易老化，绝缘性好。
对PVC板的加工一般分为机械式的铣刀切割和激光切割。
（1）铣刀切割：
PVC板的铣刀加工，一般使用立式铣刀。
加工速度较快，而且加工时无烟无味。
加工时可以达到效率高、不粘屑的效果。
因为PVC板特殊的制造工艺，所以加工时基本不会出现爆口。
刀纹也十分细致，甚至没有刀纹。
最后的产品表面光洁平整，需要的话也可以达到磨砂效果。
（2）激光切割
二十世纪六十年代，世界上第一次出现了激光，它的到来引引领了新的时代。
在之后的几十年里，激光让我们的生产生活有了很大不同。
激光切割有以下几个优点：
1.激光亮度极高，通过聚焦以后，可以在被加工材料表面产生超高温；2.激光的光束可以做到非常细，可以达到微米级甚至纳米级；3.激光加工时属于非接触式加工。
因此不需要考虑工具的补偿，也不用考虑工具的磨损；4.激光加工时属于非接触式加工。
所以所需要的牵引力较小，选取小功率电机即可满足要求。
但是激光切割也有缺点：
1.激光产生设备相对价格较高，会增加成本；2.因为激光切割是靠高温，类似于燃烧，所以切割时产生有害气体，对人体有害。
2.2PVC固定方式
（1）夹具固定
1.保证加工精度
当工件固定在设备上加工时会受到很多方向力的作用，加工的刀具的运动路径是相对工作台而言的，所以要想保住加工精度就必须保证工件和工作台的相对静止。
当工件和工作台相对静止得到了保证，刀具就会准确地在工件上进行加工，使得最后加工出的产品与设定的数据一致。
2.提高生产率
因为原材料与产品并不是一对一的，一件原材料有时可以做出多个成品。
使用夹具固定以后就可以一次性加工出较多的产品，省去中间多次定位、对刀的过程，提高了效率。
要是采用气动、液压等夹紧方式，可以进一步缩短时间。
3.扩大机床的使用范围
许多夹具的设计时针对特定的操作的，这就使得原本功能单一的设备有了多重功能。
这样，一台设备有了多台设备的功能，可以让企业减少很多成本投入。
4.保证生产安全
使用夹具固定，保证了加工过程中的安全性，不会存在物件飞出等事故。
同时减少了操作工的工作量，能更加集中精力，确保安全。
图2-1a所示是夹具的固定方式，利用螺母旋转使夹具上的铁片压紧材料，达到固定的作用。
2-1b所示是固定用的夹具。
图2-1a夹具固定方式图2-1b固定夹具
（2）负压吸附
厚度较小的板材类工件，在高速铣削加工是可以采用负压真空吸附的固定方式。
它的工作原理如图2-2所示。
通过工件1、定位部件3、密封材料4形成密闭空间，同时将一个抽气泵与密封腔连接。
开始工作时，抽气泵将气体从密封腔内吸出，使密闭空间内产生真空。
外部的大气压力就会将材料压紧在工作台上。
这样的情况下各处受力均匀，工件的变形达到最小。
等到加工结束以后，让密闭腔与外界相通，同时抽气泵停止工作，工件就会与工作台分离。
图2-2负压吸附的结构
2.3电机类型
（1）直流电机
直流电机是直接将直流电转换成机械能的电机。
实现是直流电能和机械能互相，当它作动力源时，将电能转换为机械能。
直流电机主要优点如下：
1.调速范围广，易于平滑调节；2.过载、启动、制动转矩大；3.易于控制，可靠性高；4.调速时的能量损耗较小。
缺点是:
1.换向困难；2.容量受到限制；3.精度有限。
（2）步进电机
步进电机的工作是由驱动器发出的脉冲信号来控制的。
每当驱动器向步进电机发送一个脉冲信号，电机就转过一个特定的角度，这个角度就叫做步进角。
优点：
1.步进电机旋转过的角度和脉冲数成正比，方便控制；2.当步进电机停止转动时，拥有最大转矩；3.步进电机每一步的精度在百分之四左右。
它不会将上一步的误差积累到下一步。
所以位置精度、运动重复性很好；4.优秀的起停和反转响应；5.步进电机没有电刷。
所以电机的寿命较长，可靠性也好；6.因为步进电机的响应仅和输入脉冲数有关。
所以可以采用开环控制，控制方便；7.因为速度和脉冲频率成正比，所以转速的范围比较宽。
缺点：
1.控制要恰当，否则容易产生共振；2.难以运转到较高的转速。
（3）伺服电机
伺服电机的主要优点：
1.因为伺服电机可以反馈数据。
所以可以实现闭环控制，不存在步进电机失步这种问题；2.伺服电机可以达到较高的转速，一般转速在2000～3000转左右；3.伺服电机适应性强，抗过载能力也很突出；4.伺服电机在低速运行是十分平稳。
不存在类似于步进电机的共振现象，在高速响应要求的场合下效果好；5.伺服电机反应很快，电机加减速的时间极短，基本上在几十毫秒之内。
但是缺点是价格较贵，而且控制闭环回路难度增加。
2.4传动方式
（1）齿轮齿条
齿轮齿条传动的优点是可以承受非常大的载荷，同时精度也有保证。
传动过程中，精度可以达到0.1毫米。
并且在长度上不受限制，可以对接延长。
传动速度也可以较快，可以大于2m/s。
但是缺点也同样存在，要是加工精度或者安装精度不好，使用时会有很大的噪音。
（2）同步带
同步带传动的优点是承载力相对较大。
当负载变大时可以加宽皮带解决。
传动时精度较高，在距离不是非常大的情况下十分可靠。
而且同步带与同步带轮的啮合比较可靠，不会发生打滑等问题。
最主要的是传动过程中运行平稳，基本上没有噪音。
（3）滚珠丝杆
滚珠丝杠主要作用是将旋转运动运动变为直线运动。
滚珠丝杆主要分为螺杆、螺母两部分。
使用时螺杆与旋转部件相连，螺母与直线运动部件相连。
具有很高的精度，而且寿命较长，被广泛应用于各种工业设备和精密仪器中。
优点是精度高，寿命长，缺点是价格比较贵。
3.总结
总之，服装模板是现今服装生产最先进的工艺之一，将复杂工序简单化、标准化，提升效率；降低品质不良率，提高品质及生产时间的稳定性；减少对高技能人员的依赖程度,降低人工成本。
这些优点都证明它是近期服装制造产业的方向，将有极大的市场空间。
所以本课题研究的全自动服装模板机也将会有很大的市场。
我们还将尽量地在保证质量的前提下降低成本，使更多的中小型企业可以装备，缓解进口同类设备价格较高的局面。
主要的参考文献
[1]张华玲．服装模板技术的应用[J]．轻纺工业与技术，2013．
[2]汪云涛等．激光在服装裁剪中的应用[J]．纺织学报，1998，10．
[3]张昭质．服装模板强势来袭[J]．中外缝制设备，2013，8．
[4]华尔天．微机控制的服装裁剪机结构设计[J]．机电工程，2005，3．
[5]蒋金武等．数控服装裁剪机裁刀切割机构的设计及平衡校核[J]．现代纺织技术，2011，3．
[6]Jacobs-Blecha，C．，Ammons，J．C.，Schutte,A．，Smith，T．：
Cutorderplanningforapparelmanufacturing．IIETransactions 30，1996．
[7]姜忠．服装模板的制作和应用[J]．中外缝制设备，2010，3．
[8]胡磊．服装裁割机控制系统的设计与实现．中国优秀硕士论文全文数据库，
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[9]杨明才．服装模板的制作技术[J]．中外缝制设备，2013，1．
[10]陈燕玲．服装裁剪生产能力研究[J]．轻纺工业与技术，2013，6．
[11]Bouziri，Ahlem．Ahybridgeneticalgorithmforthecutorderplanningproblem.LectureNotesinComputerScience（includingsubseriesLectureNotesinArtificialIntelligenceandLectureNotesinBioinformatics）．v4570LNAI，2007．
[12]蒋建新．激光自动化切割设备的技术特点及应用前景[J]．金属加工（热加工），2012：
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[13]赵卫东，孙浩波，卫刚等．三维钢结构CAD软件中的节点设计[J]．计算机工程，2003，7．
[14]尹志强．机电一体化系统设计课程设计指导书[M]．北京：
机械工业出版社，
2007．
[15]濮良贵．机械设计[M]．北京：
高等教育出版社，2001．
[16]刘党生．金属切削原理与刀具[M]．北京：
北京理工大学出版社，2009，8．
数控切割机的进化规划
摘要：
本文基于进化理论,为切割装置是建立一个自发的、智能的CAD／CAM编程控制器智能系统（例如一个数控激光切割机床）。
数控切割设备是应具有能够自主优化由该产品的CAD模型确定的切割轨迹的能力的。
一种改进的遗传算法就是用于此目的。
关键词：
遗传算法；数控激光切割；路径规划
数控机床自动编程的相关工作
传
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