1 前言

　　随着人们生活水平的不断提高，对服装质量，缝纫工艺要求也越来越高；而传统缝纫机制造业长期的过度竞争，盈利能力大大下降；而以前开袋还停在手工阶段，生产效率低，质量不稳定；因此应客户需求和企业发展的需要，主要用于西服自动开袋的设备也就应运而生。在人工成本日益上涨的今天，为企业进一步发展增强了竞争力。图1为自动开袋机实物图。

　　图1 自动开袋实物图

　　2 开袋机介绍

　　该机型机头由专用伺服马达驱动，以固定速度高速针缝。应用台达高性能EH2系列可编程控制器，编程控制器简称PC（英文全称：Programmable Controller），它经历了可编程序矩阵控制器PMC、可编程序顺序控制器PSC、可编程序逻辑控制器PLC（英文全称：Programmable Logic Controller）和可编程序控制器PC几个不同时期。通过高速脉冲控制台达ASD-B系列伺服马达以不同速度拖动大压脚送布，从而完成“密缝－线缝－密缝”、角刀、中心刀定位，再配合友好的操作界面及配方功能实现了袋盖、定长、循环不同工艺要求。相应关系如图2所示。

　　图2 自动开袋机的中心刀线和角刀线及密缝长度之间的关系

　　1），机头：工业缝纫机，专用伺服马达控制，额定转速2000RPM，具自动定针功能；

　　2），左右大压脚：将布料压于台面，由伺服马达拖动连续送布。并可防止布料缝缩，起皱；

　　3），左右袋盖压脚：将袋盖压紧，跟随大压脚运行；防止袋盖缝缩，起皱；

　　4），上下剪线：剪断上下线头；

　　5），角刀：分固定角刀和动角刀，动角刀由伺服拖动，保证开角位置；

　　6），中心刀：分固定中心刀和动中心刀，动中心刀由伺服拖动，保证开袋长度；

　　7），卸料架：成型袋盖自动卸料；

　　8），十字激光灯：布料缝制基准定位；

　　9），激光电眼：袋盖感测；

　　10），夹线：保持线张紧及断线检测；

　　11），脚踏开关：驾车式设计：启动，停止右脚单脚控制；

　　3 控制系统：

　　3.1 设备配置

　　设备的电气规格如表1所示：

　　表1 系统设备配置表

　　3.2 系统框图

　　系统框图如图3所示：

　　图3 控制系统框图

　　自动开袋机控制系统采用台达人机界面作为主站监控设备，利用人机界面DOP-B05S100的RS232通讯口。PLC主机DVP32EH00T2采用RS232通讯口与HMI设备连接，同时利用RS485通讯口与伺服驱动器ASD-B0421-A相连，伺服驱动器经由U、V、W端口控制伺服马达ECMA-30604ES，进而控制开袋机进行相应工艺操作。人机界面设定电机目标转速，读取电机实际转速。伺服驱动器是用来控制伺服电机的一种控制器，伺服驱动器其作用类似于变频器作用于普通交流马达，属于伺服系统的一部分。 目前主流的伺服驱动器均采用数字信号处理器（DSP）作为控制，可以实现比较复杂的控制算法，实现数字化、网络化和智能化。功率器件普遍采用以智能功率模块（IPM）为设计的驱动电路,IPM内部集成了驱动电路,同时具有过电压、过电流、过热、欠压等故障检测保护电路,在主回路中还加入软启动电路,以减小启动过程对驱动器的冲击。 功率驱动单元首先通过三相全桥整流电路对输入的三相电或者市电进行整流，得到相应的直流电。经过整流好的三相电或市电，再通过三相正弦PWM电压型逆变器变频来驱动三相永磁式同步交流伺服电机。

　　4 系统控制流程及上位机操作画面：

　　原点回归前位－>左右大压脚压合－>贴边盖压脚压合－>左右袋盖压脚压合－>启动－>伺服送布－>激光电眼感应－>缝纫机头启动－>前密缝开始－>动角刀移动－>前密缝长度到达－>动中心刀移动－>线缝开始－>激光电眼脱离－>动中心刀移动停止－>后密缝开始－>后密缝长度到达－>缝纫机头停止－>动角刀移动停止－>角刀上升开角线－>角刀下降－>伺服送布到后位－>松开左右袋盖压脚－>松开贴边盖压脚－>松开左右大压脚－>卸料；然后按启动周期循环。

　　其上位机操作画面如图4所示。

　　图4 上位机操作画面

　　5 调试注意事项：

　　本机台机架结构简单，为了便于移动，采用带刹车脚轮支撑，刚性明显不足。而且在正常工作中，由于左右大压脚、角刀、中心刀汽缸相继压合松开，使得负载惯量周期波动，增加了伺服的控制难度。为了保证送布过程中速度平稳、线缝针距均匀，伺服控制器的增益必须维持在一个较高的水平，但是由于几乎不允许出现任何的振动，伺服控制系统的增益又不能够过大，否则在密缝－线缝－密缝过程中将会出现明显“跳针”。

　　6 结束语

　　本系统主要控制组件全部采用台达机电产品，一体化的整合方案，既降低了设备的制造成本，也大大提高了系统自动化程度和控制，充分体现了台达机电产品高性能和高性价比的特点，为客户赢得可观的经济效益。