多层皮革/布料数控裁剪机真空吸附系统研究

摘要

在激烈的市场竞争与客户需求越来越个性化趋势下，服装、制鞋、皮包等企业在生产技术方面不断地面临新的挑战。目前国内中小型企业主要还停留在手动裁剪和冲裁的落后状态，而进口裁剪系统价格高昂又限制了中小企业的技术改造。因此，研制适应于中小企业的、具有自主知识产权的多层皮革/布料数控裁剪机对于提高企业市场竞争力和生产能力具有重要意义。真空吸附系统作为多层皮革/布料数控裁剪机的重要组成部分，其所耗费的能源占整台机床的80％以上，因此，研究真空吸附系统具有重要的经济和社会效益。
　　 本文针对国内目前的裁剪机真空吸附存在电机恒速运转、整体吸附的情况，采用理论计算与软件仿真相结合的方法，解决真空吸附系统能源浪费的问题。本文的主要工作与成果如下：
　　 (1)通过对数控裁剪机刀头的机械结构及裁剪的基本工作原理分析，探讨了真空吸附装置需要实现的功能，指出真空吸附结构，控制系统存在不足，提出优化结构，变频控制的解决方案。运用FLUENT软件模拟分析整体吸附与分段吸附真空腔内流场变化，结果显示分段吸附较整体吸附更节能。
　　 (2)对裁剪机裁剪皮革/布料工作原理进行分析，得到直刀式裁刀切割皮革/布料时切割力的各种影响因素，建立多层皮革/布料的切割力计算模型，进而利用理论力学理论，通过皮革力矩平衡建立皮革吸附力的数学模型。模型的建立，为以后各种各样裁床设计提供理论依据与指导方向。
　　 (3)针对风机以额定转速进行抽气造成能源浪费的问题，提出了采用模糊神经网络控制变频器的方式来调节风机的转速，使风机的转速根据真空吸附腔内的实际压强差与设定压强差的关系来改变风机的转速，从而起到节能的作用。
　　 本论文综合了理论研究和虚拟仿真的优点，有效的解决了多层皮革/布料真空吸附浪费能源等问题，给企业提高生产技术水平提供了一条新的思路与途径。