十字绣线板自动穿线机的研发

可视化控制十字绣线板自动穿线机研发

可行性报告

（义乌工商职业技术学院 楼忠兴 浙江义乌322000）

十字绣(cross stitch)，是用专用的绣线和十字格布，利用经纬交织的搭十字的方法，对照专用的坐标图案进行刺绣，任何人都可以绣出同样效果的一种刺绣方法。十字绣是一种古老的民族刺绣，具有悠久的历史。在我国许多少数民族的日常生活中，一直以来就普遍存在着自制的十字绣的工艺品。由于各国文化的不尽相同，随着时间的推移，十字绣在各国的发展也都形成了各自不同的风格，无论是绣线、面料的颜色还是材质、图案，都别具匠心。

十字绣在民间俗称为“挑花”或“挑补绣”。最早的十字绣是用从蚕茧中抽出的蚕丝线在动物毛皮的织物上刺绣，这种十字绣在许多国家被人们用来装饰衣服和家具，由于各国的文化不尽相同，随着时间的推移，都形成了各自的风格，无论是绣线，面料的颜色还是材质，都各有特色。 公元十五世纪，十字绣开始进入民间，逐渐为广大普通的消费者所接受。在几十年前，十字绣进入亚洲市场，并在菲律宾、马来西亚、新加坡、泰国、印度尼西亚、韩国和日本等国家以及台湾、香港、澳门等地区流行。韩国在大约十几年前开始引进十字绣，经过几年的市场普及和消费者认知，十字绣在韩国蓬勃发展，现在韩国大约有3000家左右经营或者有十字绣经营内容的店。 美国是世界十字绣的最大市场，其最近一波的十字绣发展浪潮开始于二十世纪六十年代并延续至今。你可以在各种shopping mall、百货商店、超市和杂货店看到各种不同形式的十字绣产品。

一、项目的背景、意义及必要性

根据统计资料，2005年以前国内十字绣生产厂家仅不足十家，而2009年11月份统计的数字是481家（仅工商注册在内，不包括贴牌生产）。以目前统计情况来看，十字绣生产厂家主要分布在浙江、上海、山东、广东四个区域，浙江的义乌和山东潍坊最为集中，经过近十年的发展，十字绣产业已经逐渐形成规模化，2009年统计产值过亿的厂家已经超过5家。已有著名品牌二十多个。根据最新资料显示，义乌2009年有200多家大大小小的十字绣企业。产业发展过快以及顾客对质量、价格上的要求不断提高给一些新兴十字绣企业造成了一定的压力，据悉，十字绣的平均利润已经由2006年的50%-200%下降到目前的10%-40%。

十字绣这个产业，一定会在中国成为具有竞争力的，有长远前景的完整产业链。为此十字绣应从源头参与竞争，即从解决十字绣半成品的生产过程开始，提高生产效率开始。人们从传统加工工艺的手法，配上现代高科技的技术，使他成为一个朝阳产业。

十字绣半成品套装里除了绣图外，还会提供十字绣线，绣线穿在线板上，这是一道重要的工序，目前都是来料加工的纯手工活，需要大量的手工劳动力，生产效率低下，质量也无法保证。因而，程控十字绣绣线板自动穿线机的研发具有迫切性，同时还具有以下几个方面的现实意义：

1、为十字绣行业提供高性能的专用绣线板穿线机，填补业内该工艺纯手工制作为自动化加工的空白，为十字绣行业的创新，创造必要的条件。

2、为提高义乌市十字绣半成品生产质量和降低生产成本，提高义乌市区域块状特色的产业技术水平起到积极的推动作用。

3、推动产学研合作，为企业输送合格的高素质技能型人才。

二、国内外技术现状、发展趋势

国内十字绣设备主要停留于十字绣产品下游后期处理设备上，如切角机、订角机框条、金银条、卡纸、角花腰花、十字绣装裱设备等，还没有专门用于十字绣套件（半成品）生产的装备。而义乌主要是提供十字绣产品套件，产业的规模化需要科技研发的投入。十字绣套件生产环节最重要的环节是标准色线绣线板的生产，全手工操作，占据80%的劳动力。目前，国内还没有这种生产装备。

国际上十字绣行业设备技术主要是看美国、日本及欧盟，目前国内尚无引进。

义乌区域经济较为发达，企业以劳动密集型为主，生产成本过高，工人也难以培训和招收，总体产业技术工艺层次较低，科研能力弱，随着对十字绣材料以及套件的需求迅速增长，其生产和组装速度慢的问题凸现出来。目前大多数企业采用加大工人劳动强度、延长工作时间，如想进一步做大做强，必须提高生产率和降低生产成本，减少对人员的依赖性。因此，十字绣行业的发展趋势必然是走科技之道，研发自动化成度较高性能先进的专业生产设备，将能大大推动义乌相关企业在十字绣行业的竞争力。

三、主要研究内容和研究思路

十字绣套件生产的主要工序是绣线标准色线板的生产制作。本项目根据企业需求，产学研相结合的方式研制，主要用于十字绣套件色线板的自动组装生产设备。该设备集机械设计与制造，材料工艺，金属材料与处理，液压气动，自动控制等多学科多专业综合应用技术研究，研制一台全自动的绣线标准色线板的生产制作设备，从机械与电气设计两方面着手，设置线长，经绕线及裁线，到最后的穿线等机电一体化设备。

图1 十字绣色线样板图

1、机械结构功能设计

十字绣色线板自动装载设备是一种目前国内尚无的全新概念，因而在设计上并无参考机型，机械结构设计根据用户要求及自身经验出发，提出分三个层面进行设计和加工试验。

第一，绕线部分

绕线包括从绞子线加工成锭子线，然后通过导轮在二位线架上计数、成型。关键技术其一是二位，解决一次取线后避免人工接线问题；其二是割线，解决通过气动手指取线后把支线一分为N段（根据需求计数）；其三是计数及线长，解决30种色线或更多色线的各自计数并加以控制。

第二，取线穿孔部分

取线通过磁性无杆气缸实现。由于色线较长（单根1000mm），对折后是500mm，因而，取线气动手指行程在350mm以上。但由于线板孔径只有10mm，设计难度较大。经过反复试验，最后决定采用短程气缸、刹车线（自行车）、加长杆、夹指等机构加以延长的办法解决。

图2 绕线工艺示意图

第三，送料机构和传输定位装置

送料机构包括线板（纸质）和绣线的传送及定位。主要采用气动或机械连杆送线板，同步带传送及緾绕计长及气动取线方式，关键在于定位的准确性和抓取的准确度。

图3 穿线工艺示意图

2、气动部件设计

本文来源：https://www.2haoxitong.net/k/doc/fd6d3f41a8956bec0975e39d.html