縫制機(jī)械工業(yè)“十三五”技術(shù)發(fā)展態(tài)勢(shì)分析
縫制機(jī)械行業(yè)是精密機(jī)械與電子信息技術(shù)相結(jié)合的高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)，是支撐服裝、箱包、鞋帽、汽車(chē)飛機(jī)內(nèi)飾和家具、家紡行業(yè)發(fā)展的重要裝備制造業(yè)。“十二五”期間，在科技創(chuàng)新的引領(lǐng)下，縫制機(jī)械在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整、加快機(jī)電一體化進(jìn)程、開(kāi)發(fā)自動(dòng)化智能化縫制設(shè)備等方面成效顯著，機(jī)電一體化和計(jì)算機(jī)控制的縫制機(jī)械在行業(yè)產(chǎn)品占比中已占主導(dǎo)地位產(chǎn)品性能和質(zhì)量有明顯提高，為實(shí)現(xiàn)縫制機(jī)械由大變強(qiáng)奠定了基礎(chǔ)。
“十三五”期間將是縫制機(jī)械行業(yè)提升產(chǎn)品核心競(jìng)爭(zhēng)力的關(guān)鍵攻堅(jiān)階段，縫制機(jī)械行業(yè)應(yīng)在深入掌握服裝等加工工藝對(duì)縫制設(shè)備縫紉動(dòng)作需求的基礎(chǔ)上，推進(jìn)縫制機(jī)械機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)與控制技術(shù)、信息技術(shù)的深度整合，本著提高效率、減輕勞動(dòng)強(qiáng)度、提升縫紉品質(zhì)的宗旨，從縫紉細(xì)節(jié)入手，扎實(shí)有效地提高縫制機(jī)械的質(zhì)量和可靠性、穩(wěn)定性。“十三五”技術(shù)發(fā)展總的態(tài)勢(shì)如下：
一、縫紉機(jī)單機(jī)自動(dòng)化智能化技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)
自動(dòng)化、智能化是指縫制設(shè)備與計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、精密傳感與控制技術(shù)集成，在無(wú)人或較少人的直接參與下，按照人的要求，經(jīng)過(guò)自動(dòng)檢測(cè)、信息處理、分析判斷、操縱控制，實(shí)現(xiàn)預(yù)期工作的過(guò)程。
“十三五”在此方面的技術(shù)發(fā)展將主要集中在高精度機(jī)電控制系統(tǒng)開(kāi)發(fā)、縫紉機(jī)智能控制技術(shù)、縫紉機(jī)獨(dú)立驅(qū)動(dòng)技術(shù)、立體縫紉技術(shù)和模塊化設(shè)計(jì)技術(shù)等方面。
1.高精度機(jī)電控制系統(tǒng)開(kāi)發(fā)
電控系統(tǒng)是機(jī)電一體化縫制機(jī)械的核心，電控系統(tǒng)的高效精準(zhǔn)直接決定了縫制機(jī)械整機(jī)的質(zhì)量高低。
“十三五”期間電控系統(tǒng)產(chǎn)品方面發(fā)展方向?qū)⑹峭ㄟ^(guò)對(duì)縫制加工機(jī)理和計(jì)算機(jī)控制驅(qū)動(dòng)原理等相關(guān)技術(shù)的研究，針對(duì)縫紉細(xì)節(jié)和線跡美觀度，開(kāi)展機(jī)構(gòu)特性和電控特性研究，分析機(jī)構(gòu)慣性，阻力矩特性、電機(jī)驅(qū)動(dòng)特性對(duì)縫紉加工質(zhì)量的影響，重點(diǎn)探究機(jī)電系統(tǒng)匹配特性，實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)的精確控制，提高電控產(chǎn)品控制精度和可靠性，使行業(yè)縫制設(shè)備電控綜合技術(shù)和穩(wěn)定性達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。同時(shí)要積極開(kāi)發(fā)適用物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的擁有采集、處理、分析的電控系統(tǒng)，并實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)線的示范應(yīng)用，為服裝等行業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)線加工和生產(chǎn)管理奠定技術(shù)支持基礎(chǔ)。
2.縫紉機(jī)智能控制技術(shù)
縫紉機(jī)智能控制技術(shù)涉及采用伺服電機(jī)來(lái)控制縫紉機(jī)的送料機(jī)構(gòu)，根據(jù)縫料的厚薄情況自動(dòng)調(diào)整壓腳高度，經(jīng)由電控裝置，實(shí)現(xiàn)針距自動(dòng)調(diào)節(jié)、壓腳壓力自動(dòng)調(diào)節(jié)、交替壓腳高度自動(dòng)調(diào)節(jié)和夾線器線張力有級(jí)自動(dòng)調(diào)節(jié)，達(dá)到更美觀和更高質(zhì)量的縫紉效果。
“十三五”期間，縫紉機(jī)智能技術(shù)研究將集中在五個(gè)方面：一是要實(shí)現(xiàn)縫紉機(jī)智能控制技術(shù)的普及化，通過(guò)在普通縫紉機(jī)上加裝控制送料的伺服電機(jī)和設(shè)置縫料厚度感應(yīng)裝置，實(shí)現(xiàn)縫線張力的有效控制，完成高質(zhì)量范圍的縫紉線跡加工；二是要積極從制造和控制技術(shù)兩方面入手，著力提升現(xiàn)有智能縫紉技術(shù)的可靠性，大幅度提升智能縫紉線跡的美觀度，達(dá)到明顯區(qū)別于普通縫紉的縫紉品質(zhì)；三是研究低線張力縫紉技術(shù)，滿足特殊縫紉要求；四是研究要應(yīng)的智能物聯(lián)模塊技術(shù)，真正實(shí)現(xiàn)多系統(tǒng)物聯(lián)，開(kāi)展智能物聯(lián)計(jì)件、生產(chǎn)線平衡分析，對(duì)服裝生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)監(jiān)控和管理，提供產(chǎn)品智能維護(hù)；五是要研究平面縫紉的立體化呈現(xiàn)技術(shù)，推進(jìn)市場(chǎng)應(yīng)用。
3.縫紉機(jī)獨(dú)立驅(qū)動(dòng)技術(shù)
獨(dú)立驅(qū)動(dòng)技術(shù)是指縫制機(jī)械針桿和挑線機(jī)構(gòu)與旋梭勾線機(jī)構(gòu)分別采用不同的伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)，通過(guò)對(duì)伺服電機(jī)的控制，實(shí)現(xiàn)高速縫紉時(shí)多軸的電機(jī)協(xié)調(diào)穩(wěn)定工作，并可實(shí)現(xiàn)針桿與勾線機(jī)構(gòu)的同步旋轉(zhuǎn)，縫紉針跡規(guī)整美觀，自動(dòng)化程度高。目前部分花樣機(jī)和模板機(jī)采用了獨(dú)立驅(qū)動(dòng)技術(shù)，大大提高了縫紉線跡的美觀度，引領(lǐng)了行業(yè)技術(shù)發(fā)展方向。
“十三五”期間，縫紉機(jī)獨(dú)立驅(qū)動(dòng)技術(shù)研究將集中在兩個(gè)方面：一是要探索機(jī)針旋轉(zhuǎn)位置的精準(zhǔn)匹配技術(shù)，實(shí)現(xiàn)倒縫和順縫線跡一致，直線縫和曲線縫線跡美觀度一致，以及確保曲線縫制不同區(qū)段加工線跡之間的高度一致性，提升縫紉線跡的美觀度；二是要提升縫制加工的工作速度，降低噪聲振動(dòng)。
4.縫紉機(jī)立體縫紉技術(shù)
它是通過(guò)機(jī)械手與縫紉機(jī)的有機(jī)集成形成的立體縫紉設(shè)備，可進(jìn)行縫料的空間曲線縫紉，改變了縫紉機(jī)的傳統(tǒng)縫紉方式，實(shí)現(xiàn)了縫料靜止、縫紉機(jī)空間運(yùn)動(dòng)達(dá)到縫紉的目標(biāo)，為縫紉設(shè)備的創(chuàng)新發(fā)展開(kāi)創(chuàng)了新的空間。目前行業(yè)有部分企業(yè)推出了基于立體縫紉的工業(yè)縫制機(jī)械手，拓展了縫紉加工的領(lǐng)域和范圍。
“十三五”期間，縫紉機(jī)立體縫紉技術(shù)研究將集中在三個(gè)方面：一是要研究開(kāi)發(fā)適用于縫制機(jī)械領(lǐng)域的機(jī)器人技術(shù)以及視覺(jué)成像技術(shù)，大幅度降低成本，提高工業(yè)縫紉機(jī)械手縫紉部位的剛性和精確度，實(shí)時(shí)控制機(jī)針在空間的方位，確保有效可靠的縫紉；二是研究工業(yè)縫紉機(jī)械手的立體時(shí)影像糾編技術(shù)；三是研究工業(yè)機(jī)器人技術(shù)、實(shí)時(shí)影像糾偏技術(shù)和縫紉機(jī)技術(shù)的集成，實(shí)現(xiàn)立體縫紉技術(shù)的應(yīng)用和推廣。
5.縫紉機(jī)模塊化設(shè)計(jì)技術(shù)
模塊化設(shè)計(jì)技術(shù)是將產(chǎn)品中具有獨(dú)立功能的機(jī)構(gòu)形成相對(duì)獨(dú)立的不同模塊，可根據(jù)用戶(hù)要求，選擇不同的模塊進(jìn)行裝配，組成一臺(tái)縫紉機(jī)整機(jī)的技術(shù)。目前多個(gè)企業(yè)推出了采用模塊化設(shè)計(jì)技術(shù)或基于模塊化設(shè)計(jì)理念的新產(chǎn)品，可形成普通型、長(zhǎng)臂型、平板式、筒式、立柱式和單雙針等多種形式的縫紉機(jī)。
“十三五”期間，模塊化技術(shù)研究會(huì)集中在兩個(gè)方面：一是研究將高端厚料機(jī)模塊化技術(shù)應(yīng)用于中低端厚料機(jī)，簡(jiǎn)化模塊化的機(jī)械和電控結(jié)構(gòu)，相應(yīng)減少一定的功能，降低成本，實(shí)現(xiàn)市場(chǎng)的推廣應(yīng)用；二是研究普通縫紉機(jī)設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)的模塊化設(shè)計(jì)技術(shù)創(chuàng)新，采用同一機(jī)型不同型號(hào)通用零部件設(shè)計(jì)的理念和思路，大幅度減少普通縫紉機(jī)的型號(hào)及零部件數(shù)量，為精品縫紉機(jī)奠定技術(shù)基礎(chǔ)。
6.縫制機(jī)械機(jī)構(gòu)優(yōu)化和附加裝置開(kāi)發(fā)技術(shù)
基于無(wú)油或微油技術(shù)的縫制機(jī)械機(jī)構(gòu)優(yōu)化技術(shù)和基于效率提升及縫紉線跡美觀度要求的縫紉機(jī)附加裝置開(kāi)發(fā)將是“十三五”技術(shù)發(fā)展的重要趨勢(shì)之一。
二、縫制機(jī)械自動(dòng)縫制單元的開(kāi)發(fā)技術(shù)
自動(dòng)化縫制單元為服裝加工客戶(hù)提供整套解決方案，是集機(jī)械、電子控制、光電檢測(cè)、電磁錢(qián)和液氣動(dòng)驅(qū)于一身的高技術(shù)集成的專(zhuān)業(yè)化產(chǎn)品，自動(dòng)化縫制單元提升了服裝等加工的效率和質(zhì)量，節(jié)約了加工成本，符合人性化需求，成為縫制機(jī)械新的發(fā)展趨勢(shì)。
“十三五”期間，自動(dòng)縫制單元正朝著技術(shù)集成化、設(shè)備自動(dòng)化方向快速發(fā)展，形成了一批集機(jī)械、電控和液壓、氣壓驅(qū)動(dòng)于一體自動(dòng)縫制單元。目前行業(yè)已擁有自動(dòng)貼袋機(jī)、自動(dòng)開(kāi)袋機(jī)、門(mén)襟機(jī)、橡筋機(jī)、褲攀機(jī)、單雙頭包縫工作站、毛巾縫制單元、六工位袖口暗縫自動(dòng)縫制單元、全自動(dòng)六標(biāo)合訂合訂縫制單元、枕套自動(dòng)縫制單元等，還出現(xiàn)了一用于皮革、羽絨制品等縫制的模板機(jī)。尤其值得一提的是出現(xiàn)了經(jīng)由工業(yè)機(jī)械手送料的全自動(dòng)鎖眼、釘扣、包縫和袖口暗縫、安全氣囊縫制等的全自動(dòng)化縫制單元，大大提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率，其與影像糾偏定位集成，確保了縫制加工的質(zhì)量。
行業(yè)在“十三五”期間將會(huì)大力加強(qiáng)縫制單元和相關(guān)技術(shù)的研發(fā)力度：一是提高縫制單元在服裝等加工企業(yè)的應(yīng)用比率，圍繞服裝等加工工藝流程及其對(duì)縫制設(shè)備的功能需示，針對(duì)服裝等加工作業(yè)方式進(jìn)行研究，開(kāi)展自動(dòng)縫制單元制造技術(shù)創(chuàng)新，從縫料送取方式、簡(jiǎn)化模板設(shè)計(jì)、整機(jī)智能電控技術(shù)等方面開(kāi)展研究，開(kāi)發(fā)縫料自動(dòng)定位、自動(dòng)進(jìn)料、自動(dòng)縫紉和平穩(wěn)移動(dòng)機(jī)構(gòu)，在此基礎(chǔ)上，整合服裝等加工工序，開(kāi)發(fā)出更多更好適合下游需求的自動(dòng)縫制單元；二是研究采用工業(yè)機(jī)器人技術(shù)實(shí)現(xiàn)可靠穩(wěn)定快速的上料和收料，探索縫料抓取技術(shù)和無(wú)模板的模板機(jī)加工技術(shù)，形成集機(jī)、電、氣等于一體的經(jīng)自動(dòng)縫制單元，提高服裝加工效率和服裝等加工工藝質(zhì)量；三是研究基于特定自動(dòng)縫制單元的開(kāi)發(fā)兩衣兩褲自動(dòng)化程度較高的加工生產(chǎn)線；四是研究模板機(jī)機(jī)架系統(tǒng)的模態(tài)振動(dòng)控制技術(shù)，提高模板機(jī)的工作速度，降低相應(yīng)的機(jī)頭振動(dòng)及整機(jī)噪聲。
三、電腦刺繡機(jī)技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)
“十三五”期間，高速刺繡、超多頭刺繡和刺繡機(jī)智能集成云服務(wù)平臺(tái)是其技術(shù)發(fā)展的主要趨勢(shì)：一是結(jié)合全伺服精品刺繡機(jī)的電控系統(tǒng)，行業(yè)推出了具有壓腳升降、步進(jìn)電機(jī)動(dòng)態(tài)前線、步進(jìn)閉環(huán)高速換色的高端刺繡機(jī)；二是結(jié)合先進(jìn)控制技術(shù)、可靠機(jī)架結(jié)構(gòu)及合理的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了高速刺繡的目標(biāo)，出現(xiàn)了最高運(yùn)動(dòng)速度達(dá)1500RPM的高速刺繡機(jī)，提高了刺繡生產(chǎn)效率；三是出現(xiàn)了超多頭的刺繡機(jī)，機(jī)頭采用雙針同時(shí)繡作，實(shí)現(xiàn)超小針距刺繡，效率大幅提升，有的刺繡機(jī)推出了成熟的自動(dòng)換底線技術(shù)，大大減輕了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度；四是出現(xiàn)了刺繡機(jī)智能集成云服務(wù)平臺(tái)，可實(shí)現(xiàn)對(duì)電控系統(tǒng)的智能監(jiān)控、遠(yuǎn)程診斷維護(hù)和實(shí)現(xiàn)刺繡機(jī)的生產(chǎn)管理信息化；五是刺繡機(jī)電控采用了全新的集成一體化電控箱設(shè)計(jì)，具有數(shù)控壓腳機(jī)頭控制技術(shù)、自動(dòng)換底線和智能高速換色技術(shù)、單光耦智能斷檢、精線繡控制和玻璃散珠繡技術(shù)等。
行業(yè)在“十三五”期間將會(huì)針對(duì)電腦刺繡機(jī)產(chǎn)品，開(kāi)展技術(shù)創(chuàng)新：一是繼續(xù)推進(jìn)精品電控高端刺繡機(jī)相關(guān)技術(shù)開(kāi)發(fā)，實(shí)現(xiàn)相關(guān)技術(shù)可靠性和穩(wěn)定性的提升，達(dá)到簡(jiǎn)化操作及呈現(xiàn)更優(yōu)質(zhì)的刺繡效果；二是開(kāi)展機(jī)架及橫梁的振動(dòng)特性和隔振技術(shù)應(yīng)用研究，研究機(jī)架輕量化設(shè)計(jì)技術(shù)，探討減輕機(jī)架重量、降低振動(dòng)幅度的可行途徑；三是將研究高速刺繡機(jī)的可靠性和穩(wěn)定性，降低斷線率，提高繡品的質(zhì)量；四是刺繡機(jī)智能集成云服務(wù)平臺(tái)技術(shù)研究更加深入，實(shí)現(xiàn)市場(chǎng)應(yīng)用示范；五是探索縫紉刺繡技術(shù)集成的可行性，實(shí)現(xiàn)工業(yè)化的縫繡一體機(jī)。
四、縫前縫后設(shè)備技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)
“十三五”期間，縫前縫后設(shè)備的科技創(chuàng)新成果不斷涌現(xiàn)，形成了一批自動(dòng)化智能化的鋪布裁剪熨燙吊掛產(chǎn)品，目前行業(yè)已擁有伺服智能自動(dòng)鋪布機(jī)、高層自動(dòng)裁床、真皮裁床、超聲波刺激光碳纖維剪系統(tǒng)、智能整燙系統(tǒng)以及智能吊掛系統(tǒng)，同時(shí)出現(xiàn)了服裝虛擬展示、人體三維測(cè)量系統(tǒng)、服裝設(shè)計(jì)CAD等，縫前縫后設(shè)備的自動(dòng)化智能化水平較高。
行業(yè)“十三五”期間將會(huì)推進(jìn)縫前縫后設(shè)備的技術(shù)創(chuàng)新：一是推進(jìn)三維測(cè)量系統(tǒng)和服裝板型的綜合研究，提高三維測(cè)量系統(tǒng)的可靠性和準(zhǔn)確性；二是與服裝定制需求相適應(yīng)，提高單量單裁技術(shù)、自動(dòng)貼標(biāo)技術(shù)和服裝智能CAD技術(shù)的融合度，實(shí)現(xiàn)智能裁剪，提高單件流服裝加工的效率；三是根據(jù)服裝等自動(dòng)化加工生產(chǎn)線的要求，研究鋪布、裁剪、縫紉、熨燙及吊掛系統(tǒng)相互之間的信息交換，以及與互聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)集成，達(dá)到自動(dòng)化生產(chǎn)和生產(chǎn)信息化管理的目標(biāo)，為兩衣兩褲自動(dòng)化生產(chǎn)線的實(shí)現(xiàn)提供相應(yīng)的技術(shù)支持；四是推進(jìn)計(jì)算機(jī)圖像處理技術(shù)的應(yīng)用研究，在智能裁剪和激光切割上實(shí)現(xiàn)高精度對(duì)條對(duì)格或?qū)▽?duì)位的裁剪；五是研究特殊材料的自動(dòng)化裁剪技術(shù)，擴(kuò)大自動(dòng)裁剪的應(yīng)用領(lǐng)域，比如不透氣面料、碳纖維材料、醫(yī)療領(lǐng)域用品等；六是研究自動(dòng)上料和無(wú)誤差傳輸技術(shù)、刀片溫度有效控制技術(shù)以及設(shè)備輕量化技術(shù)、降噪技術(shù)等；七是研究熨燙溫度控制與面料材質(zhì)特性的智能適應(yīng)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)熨燙效果和美觀的高度統(tǒng)一。
五、其他相關(guān)技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)
在“十三五”期間，與縫制機(jī)械有關(guān)的其他技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)有：一是研究3D打印技術(shù)應(yīng)用于服裝及飾品制作，重點(diǎn)是研究相關(guān)的基礎(chǔ)材料特性及降低成本；二是研究彩色噴墨打印技術(shù)應(yīng)用于相關(guān)服裝等圖案的制作加工，重點(diǎn)在于研究色牢度、耐水洗以及對(duì)人體的無(wú)害化；三是研究無(wú)縫縫紉技術(shù)，尤其在內(nèi)衣加工制作采用粘合技術(shù)，重點(diǎn)研究如何提高縫料粘合的可靠性、耐水洗和粘合的持久度；四是研究與激光切割、激光加工相關(guān)的有害廢氣處理技術(shù)。
總的來(lái)說(shuō)，“十三五”期間，縫制機(jī)械的技術(shù)發(fā)展態(tài)勢(shì)是上述各單項(xiàng)技術(shù)在集成融合中進(jìn)一步發(fā)展，拓展新的應(yīng)用空間；在與互聯(lián)網(wǎng)連接以實(shí)現(xiàn)縫制機(jī)械數(shù)據(jù)采集、處理、分析統(tǒng)計(jì)管理、維護(hù)方面進(jìn)一步推進(jìn)；以及各單項(xiàng)技術(shù)自身應(yīng)用在精度、可靠性、質(zhì)量、效率以及加工對(duì)象美觀呈現(xiàn)需求的進(jìn)一步提升。在此過(guò)程中，電控技術(shù)與機(jī)械技術(shù)有效融合，以及實(shí)現(xiàn)與互聯(lián)網(wǎng)的信息交互與控制，將會(huì)有力推進(jìn)縫制機(jī)械的自動(dòng)化智能化發(fā)展，因此要注重電控企業(yè)與整機(jī)企業(yè)的深度合作，針對(duì)不同的縫制機(jī)械產(chǎn)品需求，設(shè)計(jì)具有特殊性的電控裝置，提升整機(jī)產(chǎn)品的質(zhì)量、可靠性和穩(wěn)定性，使服裝等加工的線跡和呈現(xiàn)的美觀度更佳，相應(yīng)提升設(shè)備的加工效率和便利使用，為服裝等行業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)提供切實(shí)的裝備支撐，為實(shí)現(xiàn)縫制機(jī)械的強(qiáng)國(guó)夢(mèng)奠定基礎(chǔ)。
