機(jī)電一體化研制的思考
自從縫紉機(jī)發(fā)明問(wèn)世以來(lái)，人們對(duì)其作了不斷的提高和改進(jìn)，在操作便利，提高縫紉效率方面作了不少的工作。早期的改進(jìn)是由手搖改為腳踹，115年前又創(chuàng)制了電動(dòng)式縫紉機(jī)，為縫制工業(yè)的規(guī)模奠定了良好基礎(chǔ)。
隨著縫制工業(yè)大規(guī)模發(fā)展，對(duì)縫紉機(jī)也提出了更高的要求，其中縫制效率的提高始終是人們不斷追求的重要課題之一，在工業(yè)用縫紉機(jī)方面要求更為迫切。
一、縫紉機(jī)縫制效率提高的幾個(gè)階段
縱觀國(guó)內(nèi)外縫制設(shè)備的發(fā)展歷程，縫制效率的提高大體上經(jīng)過(guò)了下述幾個(gè)發(fā)展階段：
1、專用化階段
早期的縫紉機(jī)大部分都以直線縫為主要行式。由于縫制品種類繁多，某一個(gè)縫制產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝又需要若干道不同工序綜合才能完成，如果僅以直線縫縫紉機(jī)來(lái)縫制全部工序，不僅操作人員勞動(dòng)強(qiáng)度增加，而且生產(chǎn)效率低下。為了解決這一問(wèn)題，人們陸續(xù)發(fā)明了各種專門(mén)用途的縫紉機(jī)。一些工業(yè)用縫紉機(jī)還是為某種特定縫制品，甚至是某一特定工序而專門(mén)設(shè)計(jì)。迄今全球縫紉機(jī)的專用機(jī)種已超過(guò)5000種。諸如：專用于品種的有編織品、針織品、皮革、箱包、蓬帆、制鞋、制袋、制球、書(shū)籍裝訂縫紉機(jī)等，專用于工序的有平縫、包縫、繃縫、鎖鈕扣、上袖、打折、暗縫、加固、曲折縫縫紉機(jī)等，以及由此派生的各種特殊機(jī)型。專用機(jī)的發(fā)明使用為生產(chǎn)效率的提高和省力帶走了良好的效果。
2、提高化階段
早期縫紉機(jī)的縫紉速度，每分鐘僅能縫紉約200個(gè)線跡，雖然和手工縫紉相比已經(jīng)有了長(zhǎng)足的進(jìn)步，但從工業(yè)生產(chǎn)的角度來(lái)考慮共效率是相當(dāng)?shù)拖碌?，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足生產(chǎn)的需要，為此提高縫紉機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)速度也即能提高縫紉效率，必然地成為人們所追求的目標(biāo)。經(jīng)過(guò)不斷努力縫紉機(jī)的縫紉速度由低速（每分鐘約縫1000個(gè)線跡）發(fā)展到中速（每分鐘約縫1000個(gè)線跡）發(fā)展到中速（每分鐘約縫3000個(gè)線跡）又發(fā)展到高速（每分鐘約5000個(gè)線跡）和超高速（每分鐘約縫7000個(gè)甚至10000個(gè)線跡）。
由于縫紉機(jī)仍然需要人員操作，人的反應(yīng)速度必須與縫紉機(jī)速度相適應(yīng)，因此縫速的提高必然會(huì)受到一定的限制，不可能無(wú)限提高。大致上每分鐘7000－8000轉(zhuǎn)的縫速是操作人員可能適應(yīng)的極限值，而且僅限于某些直線縫工序。
3、機(jī)電一體化階段
上述專業(yè)化、提速化，其性質(zhì)均屬于機(jī)械技術(shù)的改進(jìn)提高。專用機(jī)的應(yīng)用必然需要在縫紉機(jī)上增加許多機(jī)械機(jī)構(gòu)，一些零件結(jié)構(gòu)特殊、復(fù)雜，精度要求也高，相應(yīng)增加了制造難度，復(fù)雜系數(shù)的增加也會(huì)伴隨著增加機(jī)器的故障率。關(guān)于提高縫紉速度也必然需要在材質(zhì)、熱處理工藝、潤(rùn)滑條件、機(jī)構(gòu)選用，機(jī)器平衡等方面采取一系列的相應(yīng)措施，這些都成為制造成本增加的有關(guān)因素。有鑒于此近20－30年來(lái)，國(guó)內(nèi)外有關(guān)單位均在縫紉機(jī)的機(jī)電一體化上做了大量的工作，也取得了不小的成績(jī)。
所謂機(jī)電一體化對(duì)縫紉機(jī)而言，其含義概略地說(shuō)就是縫紉機(jī)的刺布、挑線、鉤線、送料等執(zhí)行部件仍沿用原機(jī)械機(jī)構(gòu)，而控制方面則采用電子或微電腦系統(tǒng)。一般的區(qū)分是含有編程和CPU處理的控制系統(tǒng)稱為微機(jī)控制或電腦控制系統(tǒng)，無(wú)編程和CPU處理的稱為電子控制系統(tǒng)，其中電子控制技術(shù)較為簡(jiǎn)單。從控制內(nèi)容的廣度來(lái)區(qū)分又可分為單機(jī)電腦控制和縫紉單元（縫紉組合）電腦控制二大類，后者智能化、自動(dòng)化程度更高。
據(jù)對(duì)日本二家著名縫紉機(jī)公司近年生產(chǎn)工業(yè)用縫紉機(jī)品種的不完全統(tǒng)計(jì)，其機(jī)電一體化機(jī)種的比例分別達(dá)到全部機(jī)種的58.4％和46.6％，而且還有不斷上升的趨勢(shì)。品種有自動(dòng)剪線平縫、包縫、繃縫縫紉機(jī)、雙針、曲折、加固、平釘扣、繞線釘扣、裝飾縫、花樣縫縫紉機(jī)，平頭鎖眼、圓頭鎖眼縫紉機(jī)，家用刺繡、工業(yè)刺繡縫紉機(jī)，大面積圖案接縫、自動(dòng)換梭芯、手跡縫縫紉機(jī)以及自動(dòng)貼袋、自動(dòng)開(kāi)袋口，自動(dòng)開(kāi)胸等縫紉單元。
國(guó)內(nèi)機(jī)電一體化縫紉機(jī)雖在上世紀(jì)80年代中期即已起步，但礙于條件發(fā)展較慢，目前技術(shù)比較成熟且有一定批量生產(chǎn)的機(jī)種有：自動(dòng)剪線平縫機(jī)、多頭電腦刺繡機(jī)、工業(yè)曲折縫縫紉機(jī)等。生產(chǎn)批量較少的還有家用電腦多功能縫紉機(jī)、家用電腦刺繡機(jī)、工業(yè)用自動(dòng)開(kāi)袋口機(jī)、電腦花樣套結(jié)機(jī)等若干大類。
二、機(jī)電一體化縫紉機(jī)的特點(diǎn)：
相對(duì)于機(jī)械式縫紉機(jī)而言，機(jī)電一體化縫紉機(jī)的優(yōu)勢(shì)在于：
1、可以完成機(jī)械式縫紉機(jī)無(wú)法完成的一些功能
可以完成例如：自動(dòng)停針位、自動(dòng)線跡技術(shù)、自動(dòng)加固縫、自動(dòng)縫繡、自動(dòng)換色線、慢速啟動(dòng)、鏡像變換、花樣縮放、花樣旋轉(zhuǎn)、另設(shè)起縫原點(diǎn)、功能顯示等功能。
2、自動(dòng)化、智能化程度高
可以根據(jù)縫制過(guò)程中條件的變化，在檢測(cè)和反饋后自動(dòng)進(jìn)行設(shè)定的縫制工作。例如：激光或紅外衣片定位、自動(dòng)縫邊、厚薄縫料縫線張力自動(dòng)調(diào)整、自動(dòng)變速、自動(dòng)變轉(zhuǎn)矩、自動(dòng)剪線、自動(dòng)補(bǔ)針、人機(jī)對(duì)話用戶編程、縫紉過(guò)程實(shí)事跟蹤等等。
3、可以擴(kuò)大單機(jī)使用性能
可以在一臺(tái)機(jī)電一體化縫紉機(jī)上完成若干臺(tái)機(jī)械式縫紉機(jī)才能完成工作。例如工業(yè)曲折縫縫紉機(jī)，一般一臺(tái)機(jī)械式曲折縫機(jī)只能完成一種花紋的縫紉，而一臺(tái)電腦曲折縫機(jī)卻可完成20種甚至更多花紋的縫紉。
4、減少機(jī)械零部件的應(yīng)用
由于采用了電腦控制，原來(lái)需要由機(jī)械機(jī)構(gòu)實(shí)施控制的許多零部件可以省卻不用，相應(yīng)減少了機(jī)械加工內(nèi)容。而這些省卻的機(jī)械部件往往都是形狀復(fù)雜、精度要求高、加工費(fèi)時(shí)、制造成本相對(duì)較高的零件。
5、操作省力
由于自動(dòng)化程度高，可以減少許多工人操作。僅需掀壓按鈕或操旋踏板即可進(jìn)行工作，甚至是全自動(dòng)進(jìn)行工作。
上述各點(diǎn)無(wú)不顯示了機(jī)電一體化縫紉機(jī)所具有的優(yōu)越性。
三、機(jī)電一體化是縫紉機(jī)技術(shù)發(fā)展的必然趨勢(shì)
機(jī)電一體化縫紉機(jī)由于其技術(shù)含量高，控制系統(tǒng)復(fù)雜，因此研制開(kāi)發(fā)投入較大，相對(duì)價(jià)格較高，成批生產(chǎn)還有賴于社會(huì)電子工業(yè)的配合和提供合適的元器件，此外行業(yè)從事機(jī)電一體化的技術(shù)人才缺乏，既熟悉縫紉機(jī)技術(shù)又掌握微電子技術(shù)的復(fù)合型人才更少，這些都為發(fā)展機(jī)電一體化縫紉機(jī)帶來(lái)了不利因素。
但從性價(jià)比的角度來(lái)衡量，在發(fā)展競(jìng)爭(zhēng)中由于機(jī)電一體化縫紉機(jī)所具有的功能多，性能好、生產(chǎn)效率高等固有優(yōu)勢(shì)，已逐步取得市場(chǎng)的認(rèn)可。因此，可以予計(jì)將是我國(guó)縫紉機(jī)工業(yè)技術(shù)發(fā)展的必然趨勢(shì)。
