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制造业

需求背景

随着纺织制造技术的不断提高，纺织机械也呈现出智能化和自动化的发展趋势，但目前纺织机械大多停留在单机上实现了自动化，各个工序之间物料的搬运仍然采用以人工操作为主的生产线模式，所有的纺织布料的送料下料工序都依靠人工完成。这种传统的搬运方式速度慢、效率低、需要占用大量的人力，已然成为制约我国纺织制造自动化发展的瓶颈，不符合现代纺织制造市场发展要求。

为改善纺织制造现状，需要实现纺织布料的抓取、送料、放料等工作的自动化。目前能够实现纺织布料的搬运的主要方式有机械抓取、针刺机构、静电吸附和真空吸附等。Nagata等研究设计了一种仿真的多关节手指，可在抓取纺织布料中通过手指分离后夹取物料，通过多手指联动，可完成纺织布料抓取和搬运，但是对布料的耐磨度有较高要求，容易造成面料表面划伤、抽丝等。Ding等研发了一种非接触式吸盘，可用于纺织布料的抓取和搬运，同时通过止动部件可防止布料在搬运过程中出现相对滑动的现象；Schaler等设计了一种静电吸盘，通过面料与静电吸附单元之间产生电位差，从而使其相互之间产生静电吸附力，可用于纺织布料的吸附与搬运。其中机械抓取对设备的定位精度要求很高，针刺结构会对布料本身产生破坏，静电吸附对无尘环境要求很高从而难以用于普通实验教学，相比之下，采用真空吸附的方式抓取布料，运行较为稳定，且不会对纺织布料本身造成破坏。

需解决的主要技术难题

设计一款面向纺织布料的自动化搬运系统，采用真空吸附的搬运方式，同时配合搬运手臂与视觉传感器，通过自动化控制技术可实现各个纺织机械之间物料的自动化搬运，实现各个生产工序之间的自动化衔接，以促进纺织工艺生产效率的显著提升；同时由于此类设备涉及机电一体化学科中的PLC技术、气动技术、工业网络、组态仿真等内容

期望实现的主要技术目标

当前机电一体化技术在纺织机械中的应用在不断增加，以机电一体化技术作为支撑推动纺织行业的发展，能够显著提升纺织行业的生产质量与工作效率。该面向纺织布料搬运的自动化搬运设备能够完成各个纺织机械之间物料的搬运，实现各个生产工序之间的自动化衔接.

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