1 引言

　　18世纪第一次工业革命，全新开启了人类由工厂传统工业转为机械自动工业的大局面，在后来的两百年之间，再度经历了第二次、第三次的工业革命，随着科技日新月异的变迁，各种生产工艺的深度不断的提高，同时也随着市场强势的需求提升而出现大幅度的改进，也满足了所有的需求者!

　　历经工业革命之后，各种有助于提升生产设备的工艺被提出并进行倡导，藉由高科技的提倡使得质量与产能的潜力被激发!而在所有对工艺生产的需求中，纺织相关产业的需求最为明确与急迫，依照不同阶段而产生出不同的生产设备，例如：通用工业缝纫机(平缝机、包缝机、链式缝纫机、绷缝机)、专业缝纫机(套结机、钉扣机、锁眼机、撬边机、躺袖机)和装饰用缝纫机(曲折缝机、月牙机、抽褶机、装饰线机、绣花机)等等设备因应市场需要而上市，要如何让这些生产设备满足实际生活的需求与期望，在下文中会有简单说明。

　　此篇文章将针对专业工业用缝纫机项目来做说明。不同于商业用途缝纫机，这些设备必须被要求夜以继日不间断工作，其具备工艺包含平缝、包缝、链式缝纫、绷缝机缝纫等多样式功能。回顾传统的生产模式，仰赖大量的人工来达成所需要的产能，但生产时效与质量往往不能被企业主所掌握，需依靠长期积累的生产经验来传承技术或评估产能，但是在需求与技术飞速发展的现在，却无法做出及时反馈，终致被淘汰。

　　故利用新技术从而开发出新机种，以满足各种功能是必然的趋势。近几年藉由嵌入式的软硬件相继开发上市，使得现代的工业缝纫机可以具备丰富的显示、复杂的运算、繁琐的运动控制，并具备大容量的储存环境来储存更多样式(pattern)设定，同时允许快速样式转换操作。对于研华自动化而言，其具备二十多年的行业开发经验，结合最高端与最稳定的嵌入式软硬件技术，融入客户的实际产业经验，开发出更适合于客户所需要的工业计算机缝纫机，并将产品客制化，融入新的工艺外型，更轻易进行系统整合及提升集成的可靠性。

　　目前我们将工业用缝纫机进行如下归类：套结机、钉扣机、锁眼机、撬边机、躺袖机..等等，均需集成多种工艺以及简化操作流程，但使以上生产设备大多是安置生活环境及教育程度较为落后的地方，在操作环境与人员素质很难到达要求，所以严苛的产品质量与生产环境的稳定程度将是所有生产厂商关注的问题。

　　2. 需求

　　近十年来，由简单的PLC加继电器的整体方案，逐渐转为单芯片集成方案，经过市场多年的需求考虑及演进之后，再区隔成高端与低端两部分的专业控制器产品，先前以单芯片所集成的高端控制器所开发出的缝纫机，发现由于工业用缝纫机因为结合诸多的驱动电机，故会遭遇到驱动电机所产生的机构共振，使传统计算机控制器无法发挥可靠效能。

　　高端集成则基于基础工艺概念再结合嵌入式软硬件，并融入在研华所擅长的工业等级的电路集成工艺与防护设计，研华提出了以PC/104为集成总线架构并提供外壳的专业工业等级PC-Base控制器，不同于一般PCI 卡可能从插槽松脱的疑虑，若是考虑具备防震特点的CompactPCI 总线总成，对此种低成本与高效能的缝纫机行业而言又太昂贵。

　　针对产业特性，罗列出行业必须具备的四个特点：

　　? 新系统需具备储存能力，来储存更多样式的程序，还必须具备快速变换样式的程序能力。

　　? 新系统应为嵌入式无风扇计算机系统，方可轻易从远程总设计处计算机应用程序透过各种通讯接口来达成转换图型与程序。

　　? 专用缝纫机需要三个移动伺服主控制轴，还需要一到三轴周边搭配功能步进轴，并具备更多的数字量输出入接口作传感状态的收集与控制。

　　? 新系统应为嵌入式无风扇计算机系统，减少系统因风扇质量与散热与积尘等等问题而导致系统不稳定。

　　3. 系统图

　　4. 系统描述

　　研华PCI-1240为研华销售多年的热消产品，口碑与高质量稳定的运动控制集成为产业首选，研华的研发设计团队将该卡片再重新设计调适为PC/104接口之电路，集成设计融入PC/104特点具备更强的抗震与抗噪声，并以高稳定度宽温的x86处理器，ADAM-5510M作为根基，制作出PC/104 框架的主机板。主机板还配备RAM 与内建的防震闪存，其中闪存用来储存ROM DOS、缝纫程序与精选的样式。插入延伸储存体区块，并利用DOS 指令加载样式即可更换样式。

　　除了主要的控制箱以外，还有集成两个重要的系统，一个是脚踏控制单元与缝纫机机头同步定位器，另外一个是具备功能按键的LCD显示屏。

　　此系统包含一组功能按键的LCD显示屏，透过抗干扰RS-422接口作独立显示与操作的LCD人机接口。

　　透过结合脚踏板控制单元 由控制器所控制的高速平缝机要求电机在150～4500r/min范围内可调适，并且能够实现自动停针位、拨线、剪线功能。当然，缝纫机作出这些动作都是要在作业员的具体操作下完成的，脚踏板控制单元在缝纫机系统中起的作用为︰作为电机的启动信号，速度给定信号以及剪线信号的发生控制单元。

　　电源相关配套设计上，考虑到全球的不同工作电压与电源噪声过滤而设计，使得该控制器足以平稳的运作在全球各地不同的工作电压之下。

　　时间就是金钱，原本藉助半自动操作方式，来完成一件完整样式的衣服约需30 秒，但不含袖子部位，需再考虑袖子工艺要在第二台机器完成。再备妥织线并从控制器主存储器中储存的数百种样式选出一种后(缝纫速度由计算机控制，并根据布料厚度、所需的针脚长度与使用者设定的速度限制来设定。缝纫中与缝纫后，LCD屏幕会显示缝线类型、缝线长度、针脚数目与其它缝纫数据。)，实际上作业员只需按一个按扭即可开始缝纫工艺的程序演示。透过多轴的客制化的PCI-1240做集成，一轴用来旋转衣服，第二轴则用来上下移动针头，第三轴则提供衣服边缘的松紧带，第四，五轴则针对织线的绕结与裁剪。

　　5. 结论

　　归纳上述所有的流程与软硬件必须具备的特点，我们可以很清楚的看出PC-Base架构的控制器，其所产生的经济效益，将是传统的专用控制器的多倍效果。

　　? 生产率比其它专用系统增加30% 以上

　　? 改善缝纫质量并提高一致性

　　? 机器操作简单且结构坚固，可防止震动与机器撞击

　　? 作业员很快就上手，缩短学习曲线

　　? 从计算机应用程序输出后样式文件后不需要再转译    摘自 中国传动网