[01743487]西服面料全工序数字化裁切智能装备关键技术及应用

1、课题来源与背景：项目来源于广东工业大学、广东瑞洲科技有限公司、青岛酷特智能股份有限公司、广东浪登服装有限公司、报喜鸟控股股份有限公司、佛山世科智能技术有限公司、广东新瑞洲数控技术有限公司的长期产学研合作,开展柔性件数字化振动裁切、柔性件加工变形补偿控制、智能视觉数控系统技术研发,以及全工序数字裁切柔性化集成系统研制工作。项目的主要内容及技术来源于国家自然科学基金项目“柔性材料多工位连续制造系统智能维护虚实一体建模方法的研究”（51675109）、广东省协同创新项目“柔性材料高速多刀头振动切割嵌入式智能数控装备研发”（2015B090901009）、广东省省级科技计划项目“紧凑型柔性材料高频振动切割模组关键技术研发”（2014A010104012）。 2、技术原理及性能指标：项目针对西服面料、纺织纤维等柔性件的数字化裁剪面临需求和难点问题,开展柔性件小线段轨迹连续加工变形补偿控制技术研究,发明了基于双向速度曲线进行速度规划的小线段轨迹裁切方法、新型数控冲切刀头、带旋转驱动机构的切割机头;发明了面料拉伸张力预测误差流（SOV）方法、基于SOV模型建立故障源控制图进行误差溯源的方法,解决了西服面料铺放过程的褶皱、凸起、平面变形等问题,提升面料裁切准确度;发明了一种可多自由度旋转作业的柔性卷材面料抓取机器人系统、矩阵式柔性面料智能拾取装置、智能吊挂系统及裁片吊挂分配控制方法,研发结合面料缺陷智能识别和和裁片形状切片排料系统,研制出全工序集成的数字化裁切智能装备及智能裁剪数据处理中心软件系统,有效提升面料裁切的生产效率和材料利用率。 3、技术的创造性与先进性：（1） 针对西服面料种类多且具有纱线结构复杂、撕裂强度高的特征,提出一种基于双向速度曲线进行速度规划的小线段轨迹裁切技术,根据轨迹信息-路径信息-正反向速度信息进行路径判断,合理规划链接点的进给速度,使得加工速度平稳、材料形变量小,材料冲击性小。 （2） 发明了刀刃方向垂直于材料厚度的竖直切割技术,减小材料轨迹方向的受力,并通过在刀头上增加旋转驱动机构实现小线段轨迹连接处的冲切角度精准快速切换控制,实现经纬向、斜纹交织区域面料的直接裁断,解决切割不断、锯齿、拉丝等问题。 （3） 引入误差流理论,提出一种在有限传感器情况下进行卷料张力估计的误差流模型方法,将形变调控转换为张力调节的问题,创建面料拉伸形变评估SOV模型,通过张力调节控制面料拉伸形变量,保证面料卷出形态地一致性,解决了西服面料铺放过程的褶皱、凸起、平面变形等问题,有效提升后续面料裁切的准确度。 （4） 柔性机构集成控制技术,结合面料切片轮廓智能识别和机器人技术,发明了矩阵式柔性面料智能拾取装置、可多自由度旋转作业的柔性卷材面料上料系统单元,发明了面料裁片吊挂分配控制方法实现服装面料智能输送分配,通过多核数字化裁切控制系统与全智能裁剪数据处理中心平台协同控制,实现面料裁剪多工序和多装置机构的柔性化衔接和集成,整体生产效率提高约 15%,材料利用率由70%提升到80%。 4、技术的成熟程度,适用范围和安全性：项目技术已进入产业化应用阶段,技术成熟。项目成果已在多个系列裁床上应用,取得了理想的效果,大量销往国内外各类服装生产企业,充分实现高效、高标准、高质量制造。 5、应用情况及存在的问题：1000多台套智能裁切装备系统输出到青岛酷特智能、浪登、报喜鸟、如意集团、江苏阳光、际华国际等服装行业龙头,服务于际华集团、广东浪登的大规模军用、警用服装生产;近100台大幅面智能面料裁切设备在酷特智能工厂高速运转,支撑着西服的全球个性化定制。项目的技术应用前景广阔,还推广应用到了柔性电路基板、新能源电池电芯生产与军工行业,为“卡脖子”工程与国家智能制造示范工程项目提供技术支撑。