1．目的及意义

1.1目的及意义

热压加工是对铺装成型后的板坯进行加热，同时加压制成具有一定机械强度和耐水性能的纤维板材的工艺过程。热压分为干法和湿法，无论是湿法生产硬质板和半硬质板，还是干法生产硬质板和中密度板，都要经过热压才能成为板材。

模切是用模切刀根据产品设计要求的图样组合成模切版，在压力的作用下，将印刷品或其他板状坯料轧切成所需形状或切痕的成型工艺。模切加工工艺流程为：排刀—上版—设置机器压力—调规矩—贴海绵胶—试压模切—调准压力—正式模切—清废。模切主要分为钢刀模切、旋转模切和激光模切。钢刀模切是定制模切最常用的形式，其方法是按客户规格要求做成仿形“钢刀”，以冲压方式切出零部件。旋转模切主要用于大宗卷材切削。旋转模切适用于软性到半硬性材料，将材料压进圆柱形模具和圆柱形铁砧上的刀刃间实现切割。该形式常用于衬垫模切。旋转模切的优点：批量折扣，成本低；加工快速，产量高，材料损耗低；适合“吻切”项目；切削精度高、公差小；可以与涂覆法和层压法结合进行。激光模切用于传统钢刀模切无法满足切削精度的材料，切削过程干净、无切削热生成，适用于大批量切削。

随着改革开放中国服装业迅速发展，现在已经成为世界第一大服装生产大国和出口大国。我国女性内衣市场起步较晚，一直没有形成一个成熟的市场。直到1993年首届国家级内衣展在北京展出，标志着进入了发展阶段。但是自2000年以来，中国内衣市场增长迅速，相比全球消费年平均增长率2.9%，中国市场的增长率则为11%，近几年增长率达到20%。

目前女性内衣材料大部分采用PU海绵，未加工的海绵料放入热压成型设备中，经过高温高压加工产生塑性变形后，加工出半成品，再通过模具切割成型。随着制造业中自动化技术日渐普及，自动化生产逐渐替代人工劳动。目前用于服装海绵衬垫的自动化热压模切成型设备尚未出现，生产仍由人工现场劳动。车间温度高，劳动强度大，需要大量的重复性物料搬运。自动化设备代替人工生产可让工人远离高温高压，多粉尘环境，既减少生产成本又能提高生产效率。热压模切设备更换不通的模具可以加工不同的工件。

1.2国内外研究现状

热压成型工艺开始于1909年，当时主要生产木粉、石棉、石英粉为填料的酚醛复合材料制品。在100多年的发展历程中，热压工艺技术逐渐由引进、消化吸收到自主集成创新，热压工艺用复合材料装备水平不断提升。发展至今，已建成一批具有国际先进水平的生产线，据不完全统计，国内现有SMC生产线150条、SMC/BMC用压机800台、LFT-D生产线15条，在年产456.71万吨纤维增强复合材料制品中约占15%的比例。20世纪60年代SMC首先出现在欧洲，60年代末全世界已经初具规模，之后每年以20%-25%的速度增加。60年代末我国生产出DMC，63年251厂开始生产酚醛预混料。76年251厂开发成功了SMC。86年开发了第一台国产SMC设备。85-90年引进十几条SMC生产线。90年后欧洲在汽车领域、日本在建筑领域发展速。2000年后国内迅速发展，到2008年，国内复合材料领域有大约140余台SMC机组和数百台BMC捏合机。其中，进口机组24台，国产机组约120台。设备的控制水平也逐步产生从简单控制、部分开环到局部实现闭环控制的进步。SMC产品的生产控制精度也随之有了较大的提高，设备的整体水平已大大缩短了与世界先进水平的差距，大大增强了产品的国际竞争力。近年来，德国迪芬巴赫（Dieffenbacher）公司还开发了D-SMC，可在一定温度条件下利用计量混合设备直接将SMC各原料混合均匀，并在一定温度下快速稠化，而后直接热压成型。

传统的模切机几乎占据了国内外的主要市场，但随着市场不同的需求，还出现了像卷筒纸模压、联机模切、用于柔性版印刷的模切、磁性模切技术、激光模切等先进的模切技术。目前，世界上生产烫印设备的厂商主要集中在欧洲、日本、韩国和中国。在2008德鲁巴展会上，海德堡推出了Dymatrix145CSB，该模切机集裁切、剥离和烫印于一体。2012 德鲁巴瑞士Bobst公司推出的EXPERTCUT106PER平压平模切机带有自动联线清废、自动连线纸料分离、自动纸堆传送、印张纸堆传送、自动输纸装置、精密的套准系统等无不彰显着它的全自动化及高精度、高稳定性。在2012德鲁巴的展会上，迅速崛起的还有山东潍坊的信川公司。借鉴于国内外先进的技术,依靠企业自身优势,成功的研制了“手护神”平压平模切机,获得了大批订单。总共分为五个等级的模切机：一星的往复式平压平模切机；三星的半自动平压平模切机；四星的半自动带清废平压平模切机；五星的全自动(带全清废)平压平模切机、清孔机等。该产品与国内同类产品相比，其优势在于：运用 PLC可编程序控制器集中控制，实现了给纸、模切、收纸、故障显示、检测等全程的自动化。适用性更广泛了，可以加工瓦楞纸，卡纸等，操作灵活便捷且性能稳定。{title}

2. 研究的基本内容与方案

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本文主要论述自动化控制设备的系统设计，采用热压和模切成型一体化加工，PLC控制系统进行控制以实现热压模切成型过程的自动化控制。通过对控制流程的构建，拟写相应的控制流程图和控制程序，对控制设备PLC进行选型并绘制相关的电气控制原理图，进行调试并采集相关参数并进行适当调整，实现热压成型的温度控制和热压—模切的时序控制。拟开发的自动化控制系统主要考虑以下功能的实现：

① 热压-模切成型的时序控制：工作时，启动模具中的加热器进行加热，使温度升高到预定值后，将加工料放入下模。启动液压泵使上下模结合在一起，同时切除毛边，并在一定温度下保持压力。达到设定的工艺时间后，上模自动上移到位停止等待，取出工件后，进行下一个工作循环；

② 热压成型机的上、下模加热系统均采用 PID对温度进行控制；