機(jī)電一體化：踏上集成設(shè)計(jì)的旅程

    CISMA2009期間，一款高集成式電腦直驅(qū)平縫機(jī)引起業(yè)內(nèi)人士的高度關(guān)注，無需單獨(dú)安裝電控箱，外觀簡潔大方，操作簡便，機(jī)型結(jié)構(gòu)屬世界首創(chuàng)。日前，該結(jié)構(gòu)的發(fā)明者南京裁圣縫紉設(shè)備有限公司總經(jīng)理?xiàng)蠲鞑啪驮摽町a(chǎn)品的具體情況，接受了本刊記者的采訪。

    信息化、智能化、低能耗的縫紉機(jī)電腦控制系統(tǒng)研究，高速、低噪聲縫紉機(jī)開發(fā)，無油縫紉機(jī)開發(fā)及產(chǎn)業(yè)化是行業(yè)“十一五”科技發(fā)展指南的項(xiàng)目。根據(jù)這一發(fā)展趨勢，技術(shù)出身的楊明才于2008年開始對現(xiàn)有電腦直驅(qū)平縫機(jī)進(jìn)行研究、分析。他認(rèn)為，高速、低噪聲縫制機(jī)構(gòu)開發(fā)及產(chǎn)業(yè)化主要是通過應(yīng)用伺服電機(jī)直接驅(qū)動技術(shù)、電腦控制技術(shù)、優(yōu)化機(jī)械結(jié)構(gòu)、提高加工精度、采用無油技術(shù)等方式，使傳統(tǒng)的縫制機(jī)械通過技術(shù)改進(jìn)和創(chuàng)新后實(shí)現(xiàn)高速、高效、低損耗、高可靠性的目的。幾個(gè)月時(shí)間里，楊明才潛心研究，反復(fù)實(shí)驗(yàn)，終于在2008年12月研制出了首款“裁圣”CDL-9000M直驅(qū)電腦一體式高速平縫機(jī)，并于2009年2月投入市場。

    何謂“一體式”電腦平縫機(jī)？據(jù)楊明才介紹，從結(jié)構(gòu)上講就是將電機(jī)、控制器、操作面板和機(jī)頭連成一體，開發(fā)小體積控制器，放置直驅(qū)電機(jī)下部，連接線束更少，外表基本看不到線束。因?yàn)闆]有皮帶傳動機(jī)構(gòu)，減少了傳動損耗及皮帶污染，使用更加方便，節(jié)能效果更為顯著。同時(shí)，由于它的控制器與機(jī)頭作為整體同時(shí)出廠，無需現(xiàn)場安裝，極大地減少了經(jīng)銷商的安裝工作，操作更為簡便，維修也更為容易。據(jù)其介紹，該機(jī)型結(jié)構(gòu)屬世界首創(chuàng)（中國專利號：200810121091.9），國外同行業(yè)到目前為止也沒有同類產(chǎn)品生產(chǎn)。

    在“裁圣”CDL-9000M直驅(qū)電腦一體式高速平縫機(jī)產(chǎn)品介紹中，提及“采用無油技術(shù)”。目前，縫紉機(jī)要真正實(shí)現(xiàn)無油技術(shù)并非易事，該款產(chǎn)品又是如何實(shí)現(xiàn)的？楊明才回答，縫紉機(jī)要做到真正無油，的確非常困難，而且成本會增加很多，現(xiàn)實(shí)意義也不大。“裁圣”CDL-9000M從實(shí)用出發(fā)，在盡可能降低成本的情況下，對主要機(jī)構(gòu)中的旋梭、針桿、挑線桿、針桿滑塊等關(guān)鍵零件運(yùn)轉(zhuǎn)部位采用油性耐磨材料，即采用固體潤滑技術(shù)中的核心“固體潤滑材料”，高分子工程塑料，以超微細(xì)化（粒徑為小于10微米粉末）顆粒分散于經(jīng)過精心選擇的膠全粘劑等基體材料一次壓制成型的固態(tài)復(fù)合物整體的形式應(yīng)用。傳統(tǒng)潤滑材料是摩擦界面上形成某種形式的流體和半流體壓力油膜，靠低阻力的各層潤滑膜間“層移”產(chǎn)生有效潤滑，而此固體潤滑材料則是依靠自身或其轉(zhuǎn)移膜的低剪切特性，而具有優(yōu)良的抗磨和減磨性能。這種固體耐磨材料有N個(gè)分子層，其間就有N-1個(gè)具有低剪切特性，極易滑動的良好潤滑層就能產(chǎn)生出足夠的減磨性能。實(shí)現(xiàn)部分機(jī)構(gòu)中的無油潤滑，徹底解決縫紉中因磨損或密封不好而出現(xiàn)漏油污染縫料的難題。

    據(jù)悉，“裁圣”CDL-9000M的伺服控制系統(tǒng)是由某電氣研究院研發(fā)的，裁圣公司采購后再進(jìn)行改良。伺服電機(jī)輸出功率為400 瓦，短時(shí)最大輸出功率1 000 瓦，最高速度每分鐘5 000轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)矩為0.76牛頓米，加速轉(zhuǎn)矩為3.5 牛頓米，轉(zhuǎn)動慣量Jmot為7.6×102 千克平方米，最大縫紉機(jī)轉(zhuǎn)動慣量為10千克平方米。集成式設(shè)計(jì)要求控制箱體積較小，有業(yè)內(nèi)專家提出“如何保證散熱性”的問題，楊明才解釋：永磁同步電機(jī)的對風(fēng)道進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)，可大幅度降低系統(tǒng)溫升，提高使用舒適性。據(jù)悉，該款一體機(jī)的市場銷售價(jià)只有進(jìn)口同功能電腦平縫機(jī)售價(jià)的一半左右。

    2010年1月底，上海富山精密機(jī)械科技有限公司在寧波個(gè)展上也推出了一款型號為H9100N-7C的高集成機(jī)電一體型電腦直驅(qū)（針桿無油、旋梭微油）三自動平縫機(jī)。盡管目前縫紉機(jī)機(jī)頭標(biāo)準(zhǔn)化較低，會給高集成式電腦平縫機(jī)的普及帶來一定阻力，但隨著行業(yè)個(gè)性化、差異化發(fā)展趨勢的愈發(fā)明顯，機(jī)電一體化有望盡快踏上集成設(shè)計(jì)的旅程。