摘要：本文主要介紹了研華自動化在紡織行業(yè)客制化提出的解決方案，以PCI-1240產(chǎn)品設(shè)計理念為核心，結(jié)合紡織客戶實際所需軟硬件要求，深入淺出闡明基于PC-Base架構(gòu)控制器所帶來的經(jīng)濟產(chǎn)能。 1 引言 18世紀(jì)第一次工業(yè)革命，全新開啟了人類由工廠傳統(tǒng)工業(yè)轉(zhuǎn)為機械自動工業(yè)的大局面，在后來的兩百年之間，再度經(jīng)歷了第二次、第三次的工業(yè)革命，隨著科技日新月異的變遷，各種生產(chǎn)工藝的深度不斷的提高，同時也隨著市場強勢的需求提升而出現(xiàn)大幅度的改進，也滿足了所有的需求者！ 歷經(jīng)工業(yè)革命之后，各種有助于提升生產(chǎn)設(shè)備的工藝被提出并進行倡導(dǎo)，藉由高科技的提倡使得質(zhì)量與產(chǎn)能的潛力被激發(fā)！而在所有對工藝生產(chǎn)的需求中，紡織相關(guān)產(chǎn)業(yè)的需求最為明確與急迫，依照不同階段而產(chǎn)生出不同的生產(chǎn)設(shè)備，例如：通用工業(yè)縫紉機（平縫機、包縫機、鏈?zhǔn)娇p紉機、繃縫機）、專業(yè)縫紉機（套結(jié)機、釘扣機、鎖眼機、撬邊機、躺袖機）和裝飾用縫紉機（曲折縫機、月牙機、抽褶機、裝飾線機、繡花機）等等設(shè)備因應(yīng)市場需要而上市，要如何讓這些生產(chǎn)設(shè)備滿足實際生活的需求與期望，在下文中會有簡單說明。 此篇文章將針對專業(yè)工業(yè)用縫紉機項目來做說明。不同于商業(yè)用途縫紉機，這些設(shè)備必須被要求夜以繼日不間斷工作，其具備工藝包含平縫、包縫、鏈?zhǔn)娇p紉、繃縫機縫紉等多樣式功能?；仡檪鹘y(tǒng)的生產(chǎn)模式，仰賴大量的人工來達成所需要的產(chǎn)能，但生產(chǎn)時效與質(zhì)量往往不能被企業(yè)主所掌握，需依靠長期積累的生產(chǎn)經(jīng)驗來傳承技術(shù)或評估產(chǎn)能，但是在需求與技術(shù)飛速發(fā)展的現(xiàn)在，卻無法做出及時反饋，終致被淘汰。 故利用新技術(shù)從而開發(fā)出新機種，以滿足各種功能是必然的趨勢。近幾年藉由嵌入式的軟硬件相繼開發(fā)上市，使得現(xiàn)代的工業(yè)縫紉機可以具備豐富的顯示、復(fù)雜的運算、繁瑣的運動控制，并具備大容量的儲存環(huán)境來儲存更多樣式（pattern）設(shè)定，同時允許快速樣式轉(zhuǎn)換操作。對于研華自動化而言，其具備二十多年的行業(yè)開發(fā)經(jīng)驗，結(jié)合最高端與最穩(wěn)定的嵌入式軟硬件技術(shù)，融入客戶的實際產(chǎn)業(yè)經(jīng)驗，開發(fā)出更適合于客戶所需要的工業(yè)計算機縫紉機，并將產(chǎn)品客制化，融入新的工藝外型，更輕易進行系統(tǒng)整合及提升集成的可靠性。 目前我們將工業(yè)用縫紉機進行如下歸類：套結(jié)機、釘扣機、鎖眼機、撬邊機、躺袖機..等等，均需集成多種工藝以及簡化操作流程，但使以上生產(chǎn)設(shè)備大多是安置生活環(huán)境及教育程度較為落后的地方，在操作環(huán)境與人員素質(zhì)很難到達要求，所以嚴(yán)苛的產(chǎn)品質(zhì)量與生產(chǎn)環(huán)境的穩(wěn)定程度將是所有生產(chǎn)廠商關(guān)注的問題。 2． 需求 近十年來，由簡單的PLC加繼電器的整體方案，逐漸轉(zhuǎn)為單芯片集成方案，經(jīng)過市場多年的需求考慮及演進之后，再區(qū)隔成高端與低端兩部分的專業(yè)控制器產(chǎn)品，先前以單芯片所集成的高端控制器所開發(fā)出的縫紉機，發(fā)現(xiàn)由于工業(yè)用縫紉機因為結(jié)合諸多的驅(qū)動電機，故會遭遇到驅(qū)動電機所產(chǎn)生的機構(gòu)共振，使傳統(tǒng)計算機控制器無法發(fā)揮可靠效能。 高端集成則基于基礎(chǔ)工藝概念再結(jié)合嵌入式軟硬件，并融入在研華所擅長的工業(yè)等級的電路集成工藝與防護設(shè)計，研華提出了以PC/104為集成總線架構(gòu)并提供外殼的專業(yè)工業(yè)等級PC-Base控制器，不同于一般PCI 卡可能從插槽松脫的疑慮，若是考慮具備防震特點的CompactPCI 總線總成，對此種低成本與高效能的縫紉機行業(yè)而言又太昂貴。 針對產(chǎn)業(yè)特性，羅列出行業(yè)必須具備的四個特點： ‧ 新系統(tǒng)需具備儲存能力，來儲存更多樣式的程序，還必須具備快速變換樣式的程序能力。 ‧ 新系統(tǒng)應(yīng)為嵌入式無風(fēng)扇計算機系統(tǒng)，方可輕易從遠程總設(shè)計處計算機應(yīng)用程序透過各種通訊接口來達成轉(zhuǎn)換圖型與程序。 ‧ 專用縫紉機需要三個移動伺服主控制軸，還需要一到三軸周邊搭配功能步進軸，并具備更多的數(shù)字量輸出入接口作傳感狀態(tài)的收集與控制。 ‧ 新系統(tǒng)應(yīng)為嵌入式無風(fēng)扇計算機系統(tǒng)，減少系統(tǒng)因風(fēng)扇質(zhì)量與散熱與積塵等等問題而導(dǎo)致系統(tǒng)不穩(wěn)定。 3. 系統(tǒng)圖 4. 系統(tǒng)描述 研華PCI-1240為研華銷售多年的熱消產(chǎn)品，口碑與高質(zhì)量穩(wěn)定的運動控制集成為產(chǎn)業(yè)首選，研華的研發(fā)設(shè)計團隊將該卡片再重新設(shè)計調(diào)適為PC/104接口之電路，集成設(shè)計融入PC/104特點具備更強的抗震與抗噪聲，并以高穩(wěn)定度寬溫的x86處理器，ADAM-5510M作為根基，制作出PC/104 框架的主機板。主機板還配備RAM 與內(nèi)建的防震閃存，其中閃存用來儲存ROM DOS、縫紉程序與精選的樣式。插入延伸儲存體區(qū)塊，并利用DOS 指令加載樣式即可更換樣式。 除了主要的控制箱以外，還有集成兩個重要的系統(tǒng)，一個是腳踏控制單元與縫紉機機頭同步定位器，另外一個是具備功能按鍵的LCD顯示屏。 此系統(tǒng)包含一組功能按鍵的LCD顯示屏，透過抗干擾RS-422接口作獨立顯示與操作的LCD人機接口。 透過結(jié)合腳踏板控制單元 由控制器所控制的高速平縫機要求電機在150～4500r/min范圍內(nèi)可調(diào)適，并且能夠?qū)崿F(xiàn)自動停針位、撥線、剪線功能。當(dāng)然，縫紉機作出這些動作都是要在作業(yè)員的具體操作下完成的，腳踏板控制單元在縫紉機系統(tǒng)中起的作用為︰作為電機的啟動信號，速度給定信號以及剪線信號的發(fā)生控制單元。 電源相關(guān)配套設(shè)計上，考慮到全球的不同工作電壓與電源噪聲過濾而設(shè)計，使得該控制器足以平穩(wěn)的運作在全球各地不同的工作電壓之下。 時間就是金錢，原本藉助半自動操作方式，來完成一件完整樣式的衣服約需30 秒，但不含袖子部位，需再考慮袖子工藝要在第二臺機器完成。再備妥織線并從控制器主存儲器中儲存的數(shù)百種樣式選出一種后（縫紉速度由計算機控制，并根據(jù)布料厚度、所需的針腳長度與使用者設(shè)定的速度限制來設(shè)定?？p紉中與縫紉后，LCD屏幕會顯示縫線類型、縫線長度、針腳數(shù)目與其它縫紉數(shù)據(jù)。），實際上作業(yè)員只需按一個按扭即可開始縫紉工藝的程序演示。透過多軸的客制化的PCI-1240做集成，一軸用來旋轉(zhuǎn)衣服，第二軸則用來上下移動針頭，第三軸則提供衣服邊緣的松緊帶，第四，五軸則針對織線的繞結(jié)與裁剪。 5. 結(jié)論 歸納上述所有的流程與軟硬件必須具備的特點，我們可以很清楚的看出PC-Base架構(gòu)的控制器，其所產(chǎn)生的經(jīng)濟效益，將是傳統(tǒng)的專用控制器的多倍效果。 ‧ 生產(chǎn)率比其它專用系統(tǒng)增加30% 以上 ‧ 改善縫紉質(zhì)量并提高一致性 ‧ 機器操作簡單且結(jié)構(gòu)堅固，可防止震動與機器撞擊 ‧ 作業(yè)員很快就上手，縮短學(xué)習(xí)曲線 ‧ 從計算機應(yīng)用程序輸出后樣式文件后不需要再轉(zhuǎn)譯