機電一體化研制的思考
自從縫紉機發(fā)明問世以來，人們對其作了不斷的提高和改進，在操作便利，提高縫紉效率方面作了不少的工作。早期的改進是由手搖改為腳踹，115年前又創(chuàng)制了電動式縫紉機，為縫制工業(yè)的規(guī)模奠定了良好基礎。
隨著縫制工業(yè)大規(guī)模發(fā)展，對縫紉機也提出了更高的要求，其中縫制效率的提高始終是人們不斷追求的重要課題之一，在工業(yè)用縫紉機方面要求更為迫切。
一、縫紉機縫制效率提高的幾個階段
縱觀國內外縫制設備的發(fā)展歷程，縫制效率的提高大體上經過了下述幾個發(fā)展階段：
1、專用化階段
早期的縫紉機大部分都以直線縫為主要行式。由于縫制品種類繁多，某一個縫制產品的生產工藝又需要若干道不同工序綜合才能完成，如果僅以直線縫縫紉機來縫制全部工序，不僅操作人員勞動強度增加，而且生產效率低下。為了解決這一問題，人們陸續(xù)發(fā)明了各種專門用途的縫紉機。一些工業(yè)用縫紉機還是為某種特定縫制品，甚至是某一特定工序而專門設計。迄今全球縫紉機的專用機種已超過5000種。諸如：專用于品種的有編織品、針織品、皮革、箱包、蓬帆、制鞋、制袋、制球、書籍裝訂縫紉機等，專用于工序的有平縫、包縫、繃縫、鎖鈕扣、上袖、打折、暗縫、加固、曲折縫縫紉機等，以及由此派生的各種特殊機型。專用機的發(fā)明使用為生產效率的提高和省力帶走了良好的效果。
2、提高化階段
早期縫紉機的縫紉速度，每分鐘僅能縫紉約200個線跡，雖然和手工縫紉相比已經有了長足的進步，但從工業(yè)生產的角度來考慮共效率是相當低下的，遠遠不能滿足生產的需要，為此提高縫紉機的運轉速度也即能提高縫紉效率，必然地成為人們所追求的目標。經過不斷努力縫紉機的縫紉速度由低速（每分鐘約縫1000個線跡）發(fā)展到中速（每分鐘約縫1000個線跡）發(fā)展到中速（每分鐘約縫3000個線跡）又發(fā)展到高速（每分鐘約5000個線跡）和超高速（每分鐘約縫7000個甚至10000個線跡）。
由于縫紉機仍然需要人員操作，人的反應速度必須與縫紉機速度相適應，因此縫速的提高必然會受到一定的限制，不可能無限提高。大致上每分鐘7000－8000轉的縫速是操作人員可能適應的極限值，而且僅限于某些直線縫工序。
3、機電一體化階段
上述專業(yè)化、提速化，其性質均屬于機械技術的改進提高。專用機的應用必然需要在縫紉機上增加許多機械機構，一些零件結構特殊、復雜，精度要求也高，相應增加了制造難度，復雜系數的增加也會伴隨著增加機器的故障率。關于提高縫紉速度也必然需要在材質、熱處理工藝、潤滑條件、機構選用，機器平衡等方面采取一系列的相應措施，這些都成為制造成本增加的有關因素。有鑒于此近20－30年來，國內外有關單位均在縫紉機的機電一體化上做了大量的工作，也取得了不小的成績。
所謂機電一體化對縫紉機而言，其含義概略地說就是縫紉機的刺布、挑線、鉤線、送料等執(zhí)行部件仍沿用原機械機構，而控制方面則采用電子或微電腦系統(tǒng)。一般的區(qū)分是含有編程和CPU處理的控制系統(tǒng)稱為微機控制或電腦控制系統(tǒng)，無編程和CPU處理的稱為電子控制系統(tǒng)，其中電子控制技術較為簡單。從控制內容的廣度來區(qū)分又可分為單機電腦控制和縫紉單元（縫紉組合）電腦控制二大類，后者智能化、自動化程度更高。
據對日本二家著名縫紉機公司近年生產工業(yè)用縫紉機品種的不完全統(tǒng)計，其機電一體化機種的比例分別達到全部機種的58.4％和46.6％，而且還有不斷上升的趨勢。品種有自動剪線平縫、包縫、繃縫縫紉機、雙針、曲折、加固、平釘扣、繞線釘扣、裝飾縫、花樣縫縫紉機，平頭鎖眼、圓頭鎖眼縫紉機，家用刺繡、工業(yè)刺繡縫紉機，大面積圖案接縫、自動換梭芯、手跡縫縫紉機以及自動貼袋、自動開袋口，自動開胸等縫紉單元。
國內機電一體化縫紉機雖在上世紀80年代中期即已起步，但礙于條件發(fā)展較慢，目前技術比較成熟且有一定批量生產的機種有：自動剪線平縫機、多頭電腦刺繡機、工業(yè)曲折縫縫紉機等。生產批量較少的還有家用電腦多功能縫紉機、家用電腦刺繡機、工業(yè)用自動開袋口機、電腦花樣套結機等若干大類。
二、機電一體化縫紉機的特點：
相對于機械式縫紉機而言，機電一體化縫紉機的優(yōu)勢在于：
1、可以完成機械式縫紉機無法完成的一些功能
可以完成例如：自動停針位、自動線跡技術、自動加固縫、自動縫繡、自動換色線、慢速啟動、鏡像變換、花樣縮放、花樣旋轉、另設起縫原點、功能顯示等功能。
2、自動化、智能化程度高
可以根據縫制過程中條件的變化，在檢測和反饋后自動進行設定的縫制工作。例如：激光或紅外衣片定位、自動縫邊、厚薄縫料縫線張力自動調整、自動變速、自動變轉矩、自動剪線、自動補針、人機對話用戶編程、縫紉過程實事跟蹤等等。
3、可以擴大單機使用性能
可以在一臺機電一體化縫紉機上完成若干臺機械式縫紉機才能完成工作。例如工業(yè)曲折縫縫紉機，一般一臺機械式曲折縫機只能完成一種花紋的縫紉，而一臺電腦曲折縫機卻可完成20種甚至更多花紋的縫紉。
4、減少機械零部件的應用
由于采用了電腦控制，原來需要由機械機構實施控制的許多零部件可以省卻不用，相應減少了機械加工內容。而這些省卻的機械部件往往都是形狀復雜、精度要求高、加工費時、制造成本相對較高的零件。
5、操作省力
由于自動化程度高，可以減少許多工人操作。僅需掀壓按鈕或操旋踏板即可進行工作，甚至是全自動進行工作。
上述各點無不顯示了機電一體化縫紉機所具有的優(yōu)越性。
三、機電一體化是縫紉機技術發(fā)展的必然趨勢
機電一體化縫紉機由于其技術含量高，控制系統(tǒng)復雜，因此研制開發(fā)投入較大，相對價格較高，成批生產還有賴于社會電子工業(yè)的配合和提供合適的元器件，此外行業(yè)從事機電一體化的技術人才缺乏，既熟悉縫紉機技術又掌握微電子技術的復合型人才更少，這些都為發(fā)展機電一體化縫紉機帶來了不利因素。
但從性價比的角度來衡量，在發(fā)展競爭中由于機電一體化縫紉機所具有的功能多，性能好、生產效率高等固有優(yōu)勢，已逐步取得市場的認可。因此，可以予計將是我國縫紉機工業(yè)技術發(fā)展的必然趨勢。
