自動(dòng)鋪布機(jī)在服裝裁剪自動(dòng)化系統(tǒng)中的應(yīng)用

王 政壽弘毅盛衛(wèi)民

(1.杭州中泰激光科技有限公司，浙江杭州310000；2.浙江省新型紡織品研發(fā)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，3.浙江紡織服裝科技有限公司，浙江杭州310009)

自動(dòng)鋪布機(jī)在服裝裁剪自動(dòng)化系統(tǒng)中的應(yīng)用

王 政1壽弘毅2,3盛衛(wèi)民2,3

(1.杭州中泰激光科技有限公司，浙江杭州310000；2.浙江省新型紡織品研發(fā)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，3.浙江紡織服裝科技有限公司，浙江杭州310009)

自動(dòng)鋪布機(jī)是現(xiàn)代服裝裁剪自動(dòng)化系統(tǒng)中的重要裝備。文章分析了制約我國(guó)服裝加工自動(dòng)化的薄弱環(huán)節(jié)，介紹了自動(dòng)鋪布機(jī)的主要功能，陳述了鋪布機(jī)的分類與選擇，并用實(shí)例說(shuō)明自動(dòng)鋪布機(jī)與裁剪機(jī)的合理配置。

服裝裁剪；自動(dòng)鋪布機(jī)；自動(dòng)化系統(tǒng)

1 自動(dòng)鋪布裁剪系統(tǒng)是服裝生產(chǎn)數(shù)字化的重要裝備

服裝生產(chǎn)的四大工序分別為準(zhǔn)備、裁剪、縫制和整理。裁剪工序的主要任務(wù)是按服裝樣板把整匹布料切割成不同形狀的裁片，以供縫制工序加工成衣。

裁剪工序是成衣生產(chǎn)中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，其質(zhì)量好壞不僅會(huì)影響到成衣尺寸規(guī)格，使產(chǎn)品達(dá)不到設(shè)計(jì)要求，還直接影響到產(chǎn)品質(zhì)量和成本。裁剪質(zhì)量問(wèn)題導(dǎo)致的成衣質(zhì)量問(wèn)題是成批出現(xiàn)的，同時(shí)，裁剪工程還決定著用料的消耗，直接關(guān)系到產(chǎn)品的成本，因此，裁剪工序是服裝生產(chǎn)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，必須高度重視。

在服裝生產(chǎn)系統(tǒng)內(nèi)，相對(duì)于前端CAD軟件的迅速普及，以及后端縫紉設(shè)備的大規(guī)模發(fā)展，自動(dòng)鋪布和裁剪技術(shù)的發(fā)展明顯偏緩。國(guó)內(nèi)目前自動(dòng)鋪布機(jī)普及率不到4%，數(shù)控自動(dòng)裁剪設(shè)備的使用率不到2%，和發(fā)達(dá)國(guó)家使用率達(dá)到60%～80%相比具有較大差距。因此我國(guó)現(xiàn)今服裝加工裝備現(xiàn)代化所缺少的是自動(dòng)鋪布以及在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步發(fā)展的自動(dòng)裁剪裝備，這已成為服裝加工的薄弱環(huán)節(jié)，制約服裝加工的發(fā)展。

國(guó)家“十二五”計(jì)劃出臺(tái)了大量鼓勵(lì)和支持?jǐn)?shù)控裁剪設(shè)備行業(yè)發(fā)展的產(chǎn)業(yè)政策，推進(jìn)紡織服裝工業(yè)、裝備制造業(yè)等的結(jié)構(gòu)調(diào)整和產(chǎn)業(yè)升級(jí)，支持服裝企業(yè)自動(dòng)化、數(shù)字化、信息化生產(chǎn)，加快機(jī)械技術(shù)裝備自主化，都是有助于數(shù)控裁剪設(shè)備、自動(dòng)鋪布機(jī)設(shè)備在國(guó)內(nèi)的推廣。

隨著改革開(kāi)放的進(jìn)一步深化，中國(guó)經(jīng)濟(jì)的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)正在發(fā)生顯著變化，人口紅利的攤薄，勞動(dòng)力成本的持續(xù)上漲，使得紡織、服裝等勞動(dòng)密集型企業(yè)的人工成本壓力增大，使用先進(jìn)設(shè)備替代人工的需求越來(lái)越迫切，從而為數(shù)控裁剪設(shè)備的推廣和市場(chǎng)開(kāi)拓提供了發(fā)展機(jī)會(huì)。

2 自動(dòng)鋪布系統(tǒng)的重要功能

實(shí)現(xiàn)裁剪工序自動(dòng)化，將自動(dòng)設(shè)計(jì)、推擋、排料、切割、裁剪等服裝加工自動(dòng)化新技術(shù)應(yīng)用到生產(chǎn)中，是服裝企業(yè)提高裁剪車間效益的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，決定著衣片的精度及用料的利用率，直接關(guān)系到產(chǎn)品的質(zhì)量和成本，影響企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

服裝企業(yè)裁剪車間CAD／CAM自動(dòng)化系統(tǒng)中，鋪布系統(tǒng)作為自動(dòng)數(shù)控裁剪的前道工序，鋪布質(zhì)量的好壞和精度直接影響著裁片的質(zhì)量。自動(dòng)鋪布系統(tǒng)由3部分組成：自動(dòng)鋪布機(jī)、裁床和集電裝置。自動(dòng)鋪布機(jī)是置于裁床上工作的，而裁床除承裁鋪布機(jī)外，還可就地裁剪衣片。集電裝置是對(duì)鋪布機(jī)提供電源的導(dǎo)規(guī)等電器構(gòu)件。

自動(dòng)鋪布機(jī)能給廣大用戶帶來(lái)實(shí)實(shí)在在的效益。以日本川上NK-390VS-2全自動(dòng)鋪布機(jī)為例，1個(gè)操作人員、1臺(tái)鋪布機(jī)，鋪布平均速度為50米/分，工作8小時(shí)，可鋪110卷面料，而未采用這種機(jī)器的工廠，則9個(gè)人（3組）也未必能完成如此大的工作量，這種效率是顯而易見(jiàn)的。

以下是經(jīng)科學(xué)測(cè)算自動(dòng)鋪布機(jī)與人工鋪布效益對(duì)比的相關(guān)參考數(shù)據(jù)。

自動(dòng)鋪布：2人一組1天可鋪布量約7500米(以10小時(shí)計(jì)算)；人工鋪布：4人一組1天可鋪布量約3000米(以10小時(shí)計(jì)算)。也就是說(shuō)1臺(tái)鋪布機(jī)+2名工人所完成的鋪布量等于10名工人所能做的鋪布量。

以江浙地區(qū)2014年度某服裝企業(yè)人工直接成本說(shuō)明：假如1名工人月平均工資為3000元，則年收入為3.6萬(wàn)元。如果按照1臺(tái)鋪布機(jī)可以減少8名員工計(jì)算，1年可節(jié)約人工費(fèi)用為：8人×3.6萬(wàn)元/年/人=28.8萬(wàn)元/年。按照中等價(jià)位自動(dòng)鋪布機(jī)25萬(wàn)元/臺(tái)來(lái)計(jì)算，則該工廠1年的鋪布投入=25萬(wàn)元+3.6萬(wàn)元/人×2人=32.2萬(wàn)元，也就是說(shuō)只要1年多就可以收回購(gòu)買(mǎi)1臺(tái)自動(dòng)鋪布機(jī)的投資。此類機(jī)器的使用壽命一般為20年，刨去折舊和零配件損耗等因素，剩余18年間可創(chuàng)造的效益是一筆可觀數(shù)字，這就不難理解為什么發(fā)達(dá)國(guó)家，即使很小的服裝企業(yè)也都采用鋪布機(jī)的緣由了，機(jī)器代人在未來(lái)中國(guó)必將是發(fā)展趨勢(shì)。另外，鋪布機(jī)的精度可控制在2～3mm之內(nèi)，而人工鋪布時(shí)，上、下層的誤差最小也要10mm，從這個(gè)意義上說(shuō)，節(jié)約面輔料也可為企業(yè)創(chuàng)造一筆可觀的財(cái)富。

服裝CAD技術(shù)的不斷完善和應(yīng)用，促進(jìn)了服裝CAM技術(shù)的研制和開(kāi)發(fā)。鋪布機(jī)與自動(dòng)裁剪等設(shè)備配合使用，能最大限度地減少誤裁、漏裁、多裁等問(wèn)題，提高裁片質(zhì)量和效率。自動(dòng)裁床本身并不能帶來(lái)多少經(jīng)濟(jì)效益，但與 CAD、鋪布機(jī)組成整體裁剪車間后，能使女裝、西服企業(yè)提高20%～30%的效率，針織服裝企業(yè)提高10%以上的效率。

3 中國(guó)市場(chǎng)自動(dòng)鋪布機(jī)分類與選擇

目前在中國(guó)市場(chǎng)推廣自動(dòng)鋪布系統(tǒng)的廠商主要來(lái)自美國(guó)、歐洲、日本等發(fā)達(dá)國(guó)家的企業(yè)。歐美比較著名的自動(dòng)鋪布系統(tǒng)生產(chǎn)廠家有美國(guó)格博公司（GERBER）和匹吉姆（PGM）、法國(guó)力克公司（LECTRA）、加拿大派特（PAD）、德國(guó)艾斯特奔馬（現(xiàn)被中國(guó)一家縫紉機(jī)公司收購(gòu)，更名為拓卡奔馬公司）（ASSYST/ BUMMER），日本有川上（KAWAKAMI）、日本高崗（TAKAOKA）、高鳥(niǎo)、日本NCA和日本島精（SEIMOSKI），國(guó)內(nèi)有上海和鷹（YIN）、上海歐西瑪（OSHIMA，原產(chǎn)臺(tái)灣）、上海德卡、寧波伊士曼、廣東元一、香港成豐、深圳富怡（RICHPEACE）、蘇州西島等等公司?？傮w上講國(guó)內(nèi)產(chǎn)品在性能和功能方面還略遜于進(jìn)口設(shè)備，但價(jià)格和售后服務(wù)具有明顯優(yōu)勢(shì)。

3.1 鋪布機(jī)的分類

鋪布機(jī)按自動(dòng)化程度來(lái)分，可分為手動(dòng)鋪布機(jī)、半自動(dòng)鋪布機(jī)和全自動(dòng)鋪布機(jī)。按鋪疊縫料的種類與特性來(lái)分，可分為針織彈力縫料用鋪布機(jī)，針、梭織縫料兼用鋪布機(jī)和特殊縫料用鋪布機(jī)。按鋪布機(jī)的價(jià)格水平來(lái)分，可分為低價(jià)位鋪布機(jī)、中價(jià)位鋪布機(jī)和高價(jià)位鋪布機(jī)。歐美及日本產(chǎn)的鋪布機(jī)平均價(jià)位較高，日本NCA是專業(yè)拉布機(jī)的制造商，被公認(rèn)為最好的拉布機(jī)，但很貴；PGM是韓國(guó)的拉布機(jī)廠商為其OEM的；格柏的拉布機(jī)是丹麥OEM的；日本川上于10多年前來(lái)到中國(guó)與中國(guó)服裝企業(yè)第一家上市企業(yè)茉織華合資在中國(guó)成立了合資企業(yè)，在浙江嘉興生產(chǎn)自動(dòng)鋪布機(jī)為主，價(jià)格適中。國(guó)產(chǎn)鋪布機(jī)歐西瑪來(lái)自于臺(tái)灣，仿日本NCA，銷售以南方、海外為主；伊士曼是世界知名裁剪設(shè)備生產(chǎn)商美國(guó)伊士曼公司在寧波投資興建的子公司，其鋪布機(jī)也是仿NCA的；國(guó)產(chǎn)品牌中，廣東元一的鋪布機(jī)分類較細(xì)，按不同的用途分為22個(gè)系列型號(hào)。下面通過(guò)對(duì)不同公司不同型號(hào)鋪布機(jī)之間的對(duì)比，來(lái)分析它們之間的異同，從而為正確選擇和應(yīng)用鋪布機(jī)提供理論根據(jù)。見(jiàn)表1。

表1 不同公司不同型號(hào)鋪布機(jī)對(duì)比

3.2 鋪布機(jī)的結(jié)構(gòu)和功能

手動(dòng)鋪布機(jī)是利用人工手推，將卷布或匹布進(jìn)行單向或往返鋪疊的機(jī)器，是由三角支架、穿布桿、輪子、手柄等組成。它的最大特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉；缺點(diǎn):操作人員多、效率低、鋪布質(zhì)量不穩(wěn)定，與人工鋪布區(qū)別不大。多為小型服裝廠使用。

半自動(dòng)鋪布機(jī)：操作人員借助于馬達(dá)的動(dòng)力使卷布或匹布平整地鋪放在裁剪臺(tái)上。該機(jī)器在對(duì)邊、縫料的送出以及縫料的切斷等均可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)操作。它的特點(diǎn)是：較手動(dòng)鋪布機(jī)的自動(dòng)化程度明顯提高，鋪布質(zhì)量大為改善，減少了操作人員并可改善勞動(dòng)條件，基本做到單邊縫料整齊。缺點(diǎn)：需要操作人員隨機(jī)器一起運(yùn)動(dòng)，即人和機(jī)器不能分離，所以生產(chǎn)效率仍然不高。長(zhǎng)度的測(cè)定需要有一定的經(jīng)驗(yàn)積累。這種鋪布機(jī)主要用于小批量、排版長(zhǎng)度很短的時(shí)裝工廠。

自動(dòng)鋪布機(jī)是采用微電腦控制，使卷裝或匹裝縫料自動(dòng)鋪平并自動(dòng)切斷的機(jī)器，它由自動(dòng)行走裝置、自動(dòng)松布裝置、自動(dòng)送料裝置和張力自動(dòng)控制系統(tǒng)、自動(dòng)切刀裝置、自動(dòng)對(duì)邊裝置、自動(dòng)布料層數(shù)計(jì)數(shù)器、自動(dòng)提升裝置、布尾感應(yīng)裝置、單向壓布裝置、往返壓布裝置、匹布專用臺(tái)等組成。它的最大特點(diǎn)：自動(dòng)化程度高，鋪布過(guò)程中不需要人工操作，節(jié)約了大量勞動(dòng)力。由于鋪布速度快，生產(chǎn)效率較人工或半自動(dòng)鋪布機(jī)大大提高；由于采用獨(dú)特的松布和送布技術(shù)，所以縫料可以保持無(wú)張力放平；由于應(yīng)用微電腦測(cè)長(zhǎng)，所以切斷時(shí)縫料的首尾精度可達(dá)±3毫米左右；由于自動(dòng)對(duì)邊技術(shù)的應(yīng)用，可使縫料邊緣非常整齊，從而可提高縫料的利用率。由于上述種種優(yōu)勢(shì)，因此自動(dòng)鋪布機(jī)得到了廣泛的應(yīng)用。

4 企業(yè)如何合理配備自動(dòng)鋪布機(jī)和裁剪系統(tǒng)

例如：一個(gè)西褲生產(chǎn)企業(yè)年產(chǎn)1000萬(wàn)條褲子，問(wèn)：需幾臺(tái)自動(dòng)鋪布機(jī)、數(shù)控裁剪機(jī)和鋪布臺(tái)板？

按平均每年300天、每天工作10小時(shí)計(jì)算，則每天生產(chǎn)量：10000000/300=33333條/天。每條褲子實(shí)際裁剪周長(zhǎng)按30米計(jì)算，每床套排10條褲子，嘜架長(zhǎng)12米，平均每床鋪布層數(shù)為100層，自動(dòng)裁剪機(jī)（CAM）實(shí)際裁剪速度設(shè)定為6米/分，自動(dòng)鋪布機(jī)（CAS）的實(shí)際鋪布速度設(shè)為35米/分。則計(jì)算：

每天需要裁剪的床數(shù)：33333條/（10條×100層）≈33個(gè)嘜架；每床裁剪需要的時(shí)間：30米×10條÷6米/分=50分鐘；每床鋪布需要的時(shí)間：12米×100層÷35米/分×2≈70分鐘；每天裁剪產(chǎn)量完成需要CAM臺(tái)數(shù)：33×50分鐘÷60分鐘÷10小時(shí)=2.75臺(tái)≈3臺(tái)；每天鋪布產(chǎn)量完成需要CAS臺(tái)數(shù)：33×70分鐘÷60分鐘÷10小時(shí)=3.85≈4臺(tái)。

鋪布臺(tái)的長(zhǎng)、短取決于衣片排版的長(zhǎng)度，鋪布臺(tái)的高度（H），根據(jù)人體工學(xué)原理，一般在76～85厘米之間。使用自動(dòng)鋪布時(shí)可選擇普通鋪布臺(tái)或氣浮式鋪布臺(tái)，但與自動(dòng)裁剪機(jī)配套使用時(shí)必須采用氣浮式鋪布臺(tái)。鋪布臺(tái)的長(zhǎng)度也要考慮工作場(chǎng)地的大小，一般情況為版長(zhǎng)的2～3倍。鋪布臺(tái)有n多塊臺(tái)板拼接而成，每塊臺(tái)板的長(zhǎng)度通常為1.2米。

根據(jù)該企業(yè)褲子套排嘜架長(zhǎng)12米計(jì)算，設(shè)定鋪布臺(tái)長(zhǎng)度為12米×2.5倍（取中間值）=30米；一列鋪布臺(tái)板數(shù)量為：36米÷1.2米/塊=25塊；CAS臺(tái)數(shù)為4臺(tái)，則總共需要臺(tái)板數(shù)為：4臺(tái)×25塊=100塊。

以上計(jì)算可得，一家年產(chǎn)1000萬(wàn)條褲子的生產(chǎn)企業(yè)，需要配備3臺(tái)自動(dòng)裁剪機(jī)，4臺(tái)自動(dòng)鋪布機(jī)，至少4條鋪布臺(tái)，共計(jì)100塊臺(tái)板。

服裝企業(yè)根據(jù)自身生產(chǎn)的產(chǎn)品種類和年產(chǎn)量，可以按以上方法計(jì)算所需的自動(dòng)鋪布機(jī)、裁剪機(jī)以及鋪布臺(tái)板的數(shù)量，以確保合理高效地籌劃自動(dòng)化裁剪車間。

5 結(jié)語(yǔ)

借助自動(dòng)化系統(tǒng)提高生產(chǎn)效率，穩(wěn)定產(chǎn)品品質(zhì)，已經(jīng)成為現(xiàn)代服裝生產(chǎn)的共識(shí)。服裝自動(dòng)化生產(chǎn)諸環(huán)節(jié)中，自動(dòng)鋪布是服裝企業(yè)提高裁剪車間效益的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，對(duì)于服裝生產(chǎn)相當(dāng)重要。

數(shù)控裁剪設(shè)備廣泛應(yīng)用于服裝、箱包、鞋帽等市場(chǎng)，并不斷向汽車內(nèi)飾、航空內(nèi)飾、家具、玻璃纖維和碳纖維等領(lǐng)域滲透，而這些下游應(yīng)用行業(yè)的不斷擴(kuò)大和持續(xù)、穩(wěn)定的高增長(zhǎng)必然會(huì)帶動(dòng)數(shù)控裁剪設(shè)備行業(yè)的快速增長(zhǎng)。隨著下游行業(yè)規(guī)模企業(yè)制造信息化、數(shù)字化進(jìn)程的快速推進(jìn)，我國(guó)數(shù)控裁剪機(jī)、自動(dòng)鋪布機(jī)行業(yè)將保持快速發(fā)展趨勢(shì)，未來(lái)國(guó)內(nèi)數(shù)控裁剪機(jī)、自動(dòng)鋪布機(jī)市場(chǎng)潛力巨大。

[1]沈國(guó)先，張輔中.自動(dòng)鋪布系統(tǒng)在現(xiàn)代服裝業(yè)中的應(yīng)用[J].現(xiàn)代紡織技術(shù)，2010，06(11)：43-44.

[2]黃平，許樹(shù)文.鋪布機(jī)與自動(dòng)裁剪系統(tǒng)應(yīng)用維護(hù)[M]，上海：東華大學(xué)出版社，2010.

[3]國(guó)內(nèi)數(shù)控裁剪機(jī)市場(chǎng)潛力巨大[EB/OL].[2012-07-28][2014-09-12]http://www.sewworld.com/news/5/64140.html

Application of Automatic Spreading Machine in Automatic Tailoring System

WANG Zheng SHOU Hong-yiSHENG Wei-min
(1.Hangzhou Zhongtai Laser Technology Co.,Ltd. Hangzhou Zhejiang,310000,China; 2.Zhejiang Key Laboratory of New Textiles Research and Development;3.Zhejiang Textile and Apparel Technology Co.,Ltd.Hangzhou Zhejiang,310009,China)

The automatic spreading machine is an important equipment in modern automatic tailoring system. This paper analyzes the weak links constraining the automation of garmentprocessing in China,introduces the main functions of the machine,explains theclassification and selection and illustrates the reasonable configuration of automatic spreading machine and cutting machine.

garment cutting;automatic spreading machine;automation system

TP273

A

1674-2346(2015)01-0037-04

（責(zé)任編輯 竺小恩）

2014－10－13

浙江省科技廳科技條件建設(shè)項(xiàng)目 [編號(hào)：2013F10026]

王政，男，工程師。研究方向：自動(dòng)控制及激光裁切、激光打標(biāo)技術(shù)。