摘 要
纺织行业作为一个传统行业，其显著特点之一是劳动力密度大，尤其在进入21世纪以来，中国纺织企业更是面临招工难、人力成本高等困境。作为世界领先的高档纯棉衬衫生产商之一，溢达集团更是需要转型以适应市场变化。而无疑，对自动化设备进行大量的引进以及研发，是快速适应市场、提高竞争力的有效方式之一。
自动化生产设备的优点有：把人从繁重的劳动中脱离出来，提高生产效率，可减少人工等。广东溢达已经把生产自动化列为了重点发展规划当中，其中，针织面料中的网脚工序作为瓶颈工序，更是早早列入了集团研发计划。所以，进行自动网脚装置的研制是非常有必要的。
本课题围绕制衣自动化生产，基于网车设备，研制一可自动送料、车缝以及收料的装置，其包括的整机的三维设计、机构设计以及电气设计等，可大大提高企业的生产自动化水平和生产效率， 并且节省成本，为传统制衣企业转型提供了广阔的前景。
关键词：制衣；自动化；网车；网脚；机电一体化
The Manufacturing Based On The Automatic Bottom Device Of 3-Needle Interlock M/C
Abstract
The textile and garment industry is a traditional labor-intensive industry. In particular, having stepped into the 21st century, Chinese textile enterprises face a series of difficulties, such as recruit and high manpower costs. As one of the leading manufacturers of high-class pure cotton shirts, the sequel is even in greater need of transition to adapt to the market changes. Undoubtedly, widely introducing and developing automatic equipment are one of the best transitional ways to rid the predicament.
Automatic manufacturing equipment can set people free from the heavy labor, increase productivity and reduce manual labor, which solves a series of problems like recruit and high manpower costs. The sequel has highlighted production automation in its developing plan. Particularly bottom process, the bottleneck process in the knitting materials was listed in the company’s developing plan at the very beginning. As a result, it is of vital necessity to do researches to develop automatic bottom device.
The thesis is around automatic manufacturing to do researches to develop a device of auto-feeding, sewing and receiving including the three - dimensional designing of the whole machine, the structure design of the machine, the electrical design and so on based on bottom device. This device can greatly improve the standard of manufacturing automation, increase productivity of the enterprise and save costs, which provides a bright future for the traditional garment enterprises’ transition
Key words: garment; automation; 3-Needle Interlock M/C; Bottom; Mechanical and electrical integration
目 录
第一章 前言 （1）
1.1 目前制衣行业的状况 （1）
1.2 课题研究意义 （1）
1.3 课题研究内容以及方法 （2）
第二章 方案概述 （3）
2.1 主要实现的功能 （3）
2.1.1 网脚工序介绍 （3）
2.1.2 本课题功能介绍 （4）
2.2 方案原理分析 （5）
2.2.1实现网脚折叠的原理 （5）
2.2.2裁片送料原理 （8）
2.2.3车缝原理 （9）
2.3 本章小结 （9）
第三章 结构设计 （10）
3.1 结构方案 （10）
3.1.1折叠成型机构 （10）
3.1.2吸风定位机构 （12）
3.1.3送料机构 （14）
3.1.4结构优缺点分析 （14）
3.2 重要结构尺寸计算以及校核 （14）
3.2.1重要面板材料校核 （15）
3.2.2 重要轴的校核 （19）
3.3 本章小结 （21）
第四章 电气设计 （22）
4.1 基本电气元件介绍 （22）
4.1.1电磁阀 （22）
4.1.2可编程逻辑控制器 （22）
4.1.2.1 PLC的基本构成 （23）
4.1.2.2 PLC的选型 （23）
4.1.3步进电机 （23）
4.1.4电源 （24）
4.2 控制方案分析 （25）
4.2.1控制框图 （25）
4.2.2程序框图 （26）
4.3 电气图 （27）
4.3.1 PLC端口分配说明 （27）
4.3.2 PLC接线图 （27）
4.3.3电箱布局图 （28）
4.3.4电气元件选型表 （28）
4.4 PLC程序设计 （28）
4.4.1基本程序设计 （28）
4.4.2电机运转程序设计 （29）
4.4.3整机程序设计 （30）
4.5 触摸屏设计 （30）
4.6 本章小结 （31）
第五章 实物展示以及调试结果 （32）
5.1 实物展示 （32）
5.2 调试结果 （34）
5.3 存在问题及优化方案 （35）
5.4 本章小结 （35）
结论与展望 （36）
附录 （37）
附录A 总电路原理图 （37）
附录B电箱布局图 （38）
附录C电气元件选型表 （39）
附录D 整机程序设计 （40）
参考文献 （45）
致谢 （46）
第一章 前言
1.1 目前制衣行业的状况
进入21世纪以来，中国以自身廉价的劳动力、强大的制造能力，一直有着着“世界工厂”的称号。而作为劳动型密集型产业的代表之一的制衣行业，在中国也有着较大的发展。据《2011-2015年中国服装行业市场环境调查及发展分析报告》显示，中国以世界第一的人口数量，毫无争议地成为了世界最大的服装生产国和消费国。也正因为而此，制衣产业也为中国的GDP作出了巨大的贡献，大大推动的中国的经济发展。同时，中国的服装生产加工产业也成了世界龙头，占据了全世界总份额的三分之一。
但是，中国的制衣行业最大的特点之一是：水平低。其指的是在高端品牌，中国常常扮演的是加工制造角色，而设计角色通常是国外商家，这就导致了利润的大大减少。而且，中国目前制衣品牌的竞争大部分还停留在价格、款式等方面，产品销售也以批发等大流通的方式为主，企业的品牌意识也较差。这些都导致了行业利润低，从而行业生存越来越困难，发展速度也逐渐降低。
从生产设备上看，中国的生产的缝纫机质量不高、功能单一。在高档缝纫机层面，目前中国的主要方式还是进口，比如日本JUKI、Brother等。这也是制约我国制衣行业转型的重大因素，昂贵的设备费用以及维修成本，足以让很多中小型企业头痛不已。所以说，研发高质量的自动化生产设备，对于减低企业成本、提高企业竞争力，有着非常显著的作用。
根据文章《机器凭什么替代人工》显示，实行自动化设备后，“有61.5%的企业减少一线员工超过10%，68.9%的企业生产成本下降5%以上；有27.3%的企业以机器换人后，劳动生产效率提高了30%以上，有16.6%的企业提高了20%至30%，有29%的企业提高了10%至20%”。这些数据表明了，自动化生产的效益是比较明显的，将会促使企业开展新一轮的自动化研发变革。
1.2 课题研究意义
本课题主要针对的是目前制衣行业自动化设备不多的难点进行研究，目的在于通过对自动化设备的研发，提高企业的自动化程度，从而提高生产效率，增强企业竞争力。采用自动化设备，可以减少工人数量，同时可通过机器，设定一个标准，从而提高产品质量，减少产品的返工率。
从目前中国的自主研发制衣设备状况来看，中国的自主产品还是比较少的，这也包括了行业龙头企业溢达纺织有限公司。目前企业针织的自动化覆盖率只有30%左右，而且大部分还只是简单、分散的工序，很难将几个工序连为一生产线。若能研发出一瓶颈工序的自动化设备，不仅仅可以提高此工序的生产效率，还有可能与前后工序连接，形成2个以上工序组成的生产线，那样的生产效率、节约的成本将不是简单的1+1=2的效果了。
网车自动网脚装置装置是一具有高度自主产权的机械设备，无论是机械结构设计，还是电气部分的，都是高质量的配套生产设备。针对目前针织制衣的瓶颈工序网脚，研发一只需工人放料、可自动折叠、自动送料、自动收料的智能化设备，这对提高企业、工人的自动化意识，解放劳动生产力，具有实际的意义。
1.3 课题研究内容以及方法
本课题研制的目的主要是为解决了目前针织衣服网脚工序瓶颈难题，研制一可自动车缝网脚的机器，从而提高工厂的生产效率，推进工程自动化设备研发进程。研制的主要内容有：
（1）分析纺织制衣行业的市场现状以及前景；
（2）熟悉和掌握项目的基本资料，包括网车的工作原理，材料的选型以及订购，车间的工序流程等
(3)基于现有网车设备的总体辅助机构设计，包括折叠机构设计，送料机构设计以及收料机构设计等等；
(4)对装置的控制系统进行设计，包括电箱的设计布局、气缸的全局布置等；
(5)对网脚的生产动作进行分析研究，提出优化方案，在原有工艺基础上提高生产效率；
(6)对研制过程中出现的问题进行分析，并提出改善建议。
研究的方法如下：
（1）向制衣行业工作的人、查阅相关论文报告等了解制衣行业的前景和发展概况；
（2）通过自学以及向工程工程师请教项目经验；
（3）研究分析国际与国内的制衣纺织设备，汲取经验，总结工厂研究教训；
（4）项目开展前，自行进行三维模拟以及建模分析；
（5）向制衣工厂的工程师请教生产实践的经验。
第二章 方案概述
2.1 主要实现的功能
2.1.1 网脚工序介绍
网脚，是针织衣服中必不可少的一道工序，其形状呈网状线，形状如下面所示：
图2-1 网脚
网脚所需要的设备是网车，又叫冚车、绷缝。网车车缝线迹为网状，针织网脚使用绷缝机产生网状线迹，既可起到装饰线作用，又可减少摺边的厚度，而且操作容易，可直接起到所需要的车缝需求，可以节省操作工序及时间。如下图所示：
图2-2 平网车（飞马牌）
2.1.2 本课题功能介绍
装置全过程分解为五个部分：放料、成型、送料、车料和收料，其中放动作由工人操作，成型、送料、车料和收料动作由自动网车自动完成，通过机械结构、气缸来执行设备主要动作，通过PLC来控制，从而实现用机械自动化来代替人工，起到减轻工人劳动强度，提高生产效率的作用。其布局如下图：
