自動(dòng)吊掛流水線系統(tǒng)是將服裝、家用紡織品等行業(yè)與計(jì)算機(jī)科學(xué),信息技術(shù),電力電子科學(xué),控制理論等相融合的智能化設(shè)備,是提升服裝生產(chǎn)效率和企業(yè)生產(chǎn)管理水平的有效工具�？刂葡到y(tǒng)是整個(gè)系統(tǒng)的核心,是將運(yùn)動(dòng)控制與生產(chǎn)管理智能融合的關(guān)鍵�？刂葡到y(tǒng)的優(yōu)良直接決定了自動(dòng)吊掛流水線的好壞。國(guó)外自動(dòng)吊掛流水線的控制系統(tǒng)發(fā)展較為成熟,穩(wěn)定性強(qiáng)、智能化程度高。國(guó)內(nèi)該產(chǎn)品的研究尚處于初級(jí)階段。中國(guó)是世界上最大的紡織品服裝生產(chǎn)國(guó),加強(qiáng)對(duì)服裝吊掛流水線控制系統(tǒng)的研究,提高服裝生產(chǎn)效率對(duì)國(guó)內(nèi)服裝制造業(yè)有著重要的社會(huì)意義和市場(chǎng)前景。本課題基于自主研發(fā)的自動(dòng)吊掛流水線設(shè)備,開(kāi)發(fā)了一套功能完備的控制系統(tǒng),對(duì)其關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了研究,并投入到實(shí)際生產(chǎn)中應(yīng)用。本文對(duì)自動(dòng)吊掛流水線控制系統(tǒng)進(jìn)行了全面的研究與闡述。1、實(shí)地觀察,現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研并且查閱了相關(guān)國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn),深入了解自動(dòng)吊掛流水線設(shè)備的發(fā)展現(xiàn)狀,并對(duì)其運(yùn)行原理,流程工藝進(jìn)行了研究。2、闡述了自動(dòng)吊掛流水線的基本運(yùn)動(dòng)原理和進(jìn)出站流程;并從實(shí)際應(yīng)用角度對(duì)其市場(chǎng)需求,功能與非功能需求進(jìn)行分析。并對(duì)部分要滿足的功能提出了基本的理論依據(jù)。3、在分析現(xiàn)今市面上的控制系統(tǒng)架構(gòu)的基礎(chǔ)上,提出了本課題的控制系統(tǒng)架構(gòu)。并在基于此列出了其所需具有的功能以及需要研究的控制原理及策略。最終提出控制系統(tǒng)總體開(kāi)發(fā)方案。4、根據(jù)總體方案與架構(gòu),提出上位機(jī)軟件的設(shè)計(jì)原則,架構(gòu)以及功能結(jié)構(gòu)。并基于此以Visual Studio 2008和SQL Sever 2012為平臺(tái),C++為編譯語(yǔ)言,從人際交互層,業(yè)務(wù)邏輯層,數(shù)據(jù)訪問(wèn)層三大部分詳細(xì)闡述了具體解決方案,并對(duì)衣架準(zhǔn)確進(jìn)出站,軟件的安全性等問(wèn)題進(jìn)行了研究。5、根據(jù)功能結(jié)構(gòu)和下位機(jī)系統(tǒng)的特點(diǎn),以PIC18芯片為主芯片,C語(yǔ)言為下位機(jī)驅(qū)動(dòng)開(kāi)發(fā)語(yǔ)言,對(duì)下位機(jī)硬件和下位機(jī)軟件兩大部分的開(kāi)發(fā)與設(shè)計(jì)進(jìn)行闡述。并且對(duì)下位機(jī)系統(tǒng)的核心提升臂電機(jī)的控制方法進(jìn)行了研究。6、對(duì)開(kāi)發(fā)完成的控制系統(tǒng)進(jìn)行模擬仿真測(cè)試和整合現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試,并得出各階段的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與分析結(jié)果。本課題研究開(kāi)發(fā)的自動(dòng)吊掛流水線控制系統(tǒng)已通過(guò)測(cè)試并投入實(shí)際生產(chǎn)中,能夠滿足企業(yè)生產(chǎn)管理需要,并且控制系統(tǒng)準(zhǔn)確性較之之前有所提高。通過(guò)實(shí)際應(yīng)用證明了本課題研究的可行性和市場(chǎng)價(jià)值。

1、緒論

1.1 課題的來(lái)源及意義

我國(guó)是世界上最大的紡織品服裝生產(chǎn)國(guó)、出口國(guó)和消費(fèi)國(guó)[1]。2002 年，紡織服裝業(yè)的影響力系數(shù)為 1.22，在全部 41 個(gè)行業(yè)門(mén)類(lèi)中位居第六位，感應(yīng)度系數(shù)為 1.16，在全部 41 個(gè)行業(yè)每類(lèi)中位居第十二位，均高于平均水平[2]。2008 年紡織品服裝出口達(dá)到 1896 億美元，約占全球市場(chǎng)的 30%；2014 年中國(guó)服裝出口全年累計(jì)出口 1863.1 億美元，占全年貨物貿(mào)易出口額的 8.03%，，但增速較上年度下降 6%。目前，我國(guó)服裝出口占全球貿(mào)易比重約 36%[3]，印度占 4%，越南占 2%。從以上數(shù)據(jù)不難看出，我國(guó)服裝產(chǎn)業(yè)的市場(chǎng)占有率仍在提升，出口量及貿(mào)易額也較大，并且紡織服裝業(yè)所帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)影響在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中也扮演這重要的角色，在我國(guó)仍有旺盛的生命力。因此在數(shù)字化信息化智能化的今天，如何能讓服裝業(yè)從人工轉(zhuǎn)向自動(dòng)化乃至智能化是提升紡織服裝行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力乃至未來(lái)發(fā)展的關(guān)鍵。

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1.2 自動(dòng)吊掛流水線系統(tǒng)概要

服裝吊掛傳輸系統(tǒng)是一種服裝快速反映生產(chǎn)技術(shù)，是機(jī)電一體化技術(shù)在服裝業(yè)的集中應(yīng)用[7]。自動(dòng)吊掛流水線系統(tǒng)是在原有機(jī)械控制吊掛系統(tǒng)的基礎(chǔ)上衍生出來(lái)的，它增加了能將每道工序的生產(chǎn)時(shí)間最小化、多方面提高生產(chǎn)效率的軟件處理系統(tǒng)。其由一套離地的傳輸系統(tǒng)組成,這種傳輸系統(tǒng)改變了服裝行業(yè)傳統(tǒng)的捆扎式生產(chǎn)方式, 有效地解決了制作過(guò)程中輔助作業(yè)時(shí)間比例大、生產(chǎn)周期長(zhǎng)、成衣產(chǎn)量和質(zhì)量難以有序控制等問(wèn)題, 對(duì)服裝企業(yè)小批量、多品種、短周期的市場(chǎng)需求, 形成快速反應(yīng)能力具有十分重要的作用[8]。自動(dòng)吊掛流水線設(shè)備如圖 1.1 所示。

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2、自動(dòng)吊掛流水線系統(tǒng)的需求分析

2.1 自動(dòng)吊掛流水線設(shè)備機(jī)構(gòu)和控制系統(tǒng)的介紹

自動(dòng)吊掛流水線設(shè)備從整體上可分為機(jī)構(gòu)和控制系統(tǒng)兩部分�？刂撇糠钟绍浖陀布䞍刹糠纸M成；機(jī)構(gòu)部分包括主傳動(dòng)模塊與各個(gè)工位模塊。主傳動(dòng)模塊由主導(dǎo)軌（主傳動(dòng)部分）及主導(dǎo)軌上的執(zhí)行、檢測(cè)元件等組成；各工位模塊由工作站、進(jìn)站傳輸裝置和出站傳輸裝置組成。其機(jī)構(gòu)自動(dòng)吊掛流水線示意圖如圖 2.1 所示。從機(jī)構(gòu)部分的角度，目前市面上的自動(dòng)吊掛流水線設(shè)備可按各個(gè)關(guān)鍵部件的不同分別進(jìn)行分類(lèi)。從整體的外觀上可分為兩種：落地式和高吊懸空式。這兩種劃分的區(qū)別是主導(dǎo)軌部分的支撐力是否由地面提供。落地式是用立柱支撐主導(dǎo)軌，其優(yōu)點(diǎn)是穩(wěn)定牢固；高吊懸空式是將主導(dǎo)軌懸掛在天花板上，其優(yōu)勢(shì)是增大了地面的空間。

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2.2 自動(dòng)吊掛流水線系統(tǒng)市場(chǎng)需求分析

市場(chǎng)需求指的是一定的顧客在一定的地理區(qū)域、一定的時(shí)間、一定的市場(chǎng)營(yíng)銷(xiāo)環(huán)境和一定的市場(chǎng)營(yíng)銷(xiāo)方案下購(gòu)買(mǎi)商品的總量[19]。隨著時(shí)代環(huán)境的不同，市場(chǎng)需求也在不斷的變化，影響商品價(jià)格銷(xiāo)量等多方面因素的同時(shí)也受商品的質(zhì)量性能等因素制約。對(duì)自動(dòng)吊掛流水線設(shè)備市場(chǎng)需求的分析，主要包涵兩方面，一方面是清晰用戶對(duì)整個(gè)設(shè)備的各個(gè)部分的要求，另一方面是使設(shè)備突破原有的制約以適應(yīng)當(dāng)今環(huán)境，時(shí)代等因素的要求。只有有效的對(duì)市場(chǎng)需求進(jìn)行分析才能研發(fā)出更好的設(shè)備。

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【學(xué)位級(jí)別】：碩士

3、自動(dòng)吊掛流水線控制系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)..............13

3.1 自動(dòng)吊掛流水線控制系統(tǒng)的架構(gòu)設(shè)計(jì)..................13

3.2 自動(dòng)吊掛流水線控制系統(tǒng)主要功能............15

4、上位機(jī)軟件設(shè)計(jì).................20

4.1 上位機(jī)軟件設(shè)計(jì)原則..............20

4.2 上位機(jī)軟件系統(tǒng)架構(gòu).............21

5、下位機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)...............52

5.1 下位機(jī)系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)............52

5.2 下位機(jī)系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)..............54

6、控制系統(tǒng)的測(cè)試與仿真

6.1 控制系統(tǒng)測(cè)試原則

控制系統(tǒng)測(cè)試是整個(gè)系統(tǒng)在運(yùn)行前至關(guān)重要的一步。系統(tǒng)測(cè)試中，性能指標(biāo)的選取，以及對(duì)各部分測(cè)試結(jié)果細(xì)節(jié)的處理都會(huì)影響到整個(gè)自動(dòng)吊掛流水線的后期使用。因此控制系統(tǒng)測(cè)試必須要滿足下述原則。(1) 測(cè)試時(shí)必須分階段進(jìn)行，不同測(cè)試階段采取不同測(cè)試方法，盡早開(kāi)展測(cè)試，發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤、驗(yàn)證其正確性[60]。(2) 測(cè)試方案的設(shè)計(jì)必須考慮先后順序，在每個(gè)階段先測(cè)試基礎(chǔ)性能，再對(duì)功能進(jìn)行測(cè)試，否則會(huì)加大排錯(cuò)的難度，降低測(cè)試的效率。(3) 測(cè)試方案的設(shè)計(jì)應(yīng)該從用戶的角度考慮，分清主次，對(duì)用戶認(rèn)為的性能重要性進(jìn)行排序，按照順序依次測(cè)試，這樣才能在有限的時(shí)間內(nèi)完成滿足用戶需求的設(shè)備。

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6.2 控制系統(tǒng)模擬測(cè)試

實(shí)際工廠中使用的自動(dòng)吊掛流水線系統(tǒng)，至少會(huì)有 30 個(gè)工位，占地面積也較大，若直接在一條實(shí)際的流水線中進(jìn)行測(cè)試，那會(huì)加大任務(wù)量并且各項(xiàng)指標(biāo)難以調(diào)適。因此在初步測(cè)試階段將硬件連接圖簡(jiǎn)化為一個(gè)模擬測(cè)試環(huán)境，在進(jìn)行測(cè)試。如圖所示，按照控制系統(tǒng)的硬件連接圖取主控制節(jié)點(diǎn)和一個(gè)工作位節(jié)點(diǎn)進(jìn)行連接，進(jìn)出站狀態(tài)通過(guò)看電磁閥的狀態(tài)便可得知。這樣就可完成模擬系統(tǒng)的搭建。然后將測(cè)試部分為硬件，軟件，電機(jī)控制三部分依次進(jìn)行。

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結(jié)論

在現(xiàn)代工業(yè)化服裝生產(chǎn)中，自動(dòng)吊掛流水線系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了成衣制作工序銜接的自動(dòng)化。本課題與企業(yè)合作，以自主研發(fā)的吊掛機(jī)構(gòu)設(shè)備為基礎(chǔ)，對(duì)自動(dòng)吊掛流水線的控制系統(tǒng)進(jìn)行了研究和設(shè)計(jì)。完成了吊掛流水線控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及其中關(guān)鍵技術(shù)的研究，并最終投入使用。本論文在了解自動(dòng)吊掛流水線產(chǎn)品國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，進(jìn)行各方面的需求分析，并以此為據(jù)對(duì)自動(dòng)吊掛流水線控制系統(tǒng)進(jìn)行總體設(shè)計(jì)；緊接著分為上位機(jī)和下位機(jī)系統(tǒng)兩部分分別進(jìn)行設(shè)計(jì)與研究，最終對(duì)其進(jìn)行測(cè)試并得出結(jié)果。在上位機(jī)設(shè)計(jì)的過(guò)程中，依據(jù)軟件的設(shè)計(jì)原則，提出了軟件的系統(tǒng)架構(gòu)和功能結(jié)構(gòu)，再依據(jù)此分人機(jī)交互層，業(yè)務(wù)邏輯層，數(shù)據(jù)訪問(wèn)層，三個(gè)模塊對(duì)各部分功能進(jìn)行實(shí)現(xiàn)。對(duì)每個(gè)模塊的功能都從設(shè)計(jì)方法，使用方法，界面實(shí)現(xiàn)等方面進(jìn)行了詳細(xì)闡述。并且對(duì)業(yè)務(wù)邏輯層中衣架進(jìn)出站控制進(jìn)行了深入的研究，提出了新的控制方法與控制策略并且得以實(shí)現(xiàn)。

參考文獻(xiàn)（略）