Автоматизация в швейном производстве

Введение

     Важнейшая роль в производстве швейных изделий принадлежит технологическим процессам. Все технологические операции по обработке и сборке швейных деталей в своей совокупности должны быть экономически целесообразны. А достигнута эта цель может быть только при достаточно высоком уровне используемого оборудования на производстве, а также современных технологий и организации производства.

 
     Внедрение высококачественного швейного оборудования, автоматизация швейных процессов, улучшение качества оборудования, постоянное его обновление, все это неотъемлемые части совершенствования швейного производства.

 
     Эффективность швейного производства, в первую очередь, зависит от используемого на предприятии оборудования. Для производства одежды высокого качества необходимо внедрять новые технологические процессы с применением швейных полуавтоматов, швейных автоматов, машин с электронным управлением и автоматическими функциями.

 
     За счет автоматизации таких операций, как автоматическая программируемая закрепка, обрезка нити, позиционирование иглы, электромагнита подъема лапки, производительность увеличивается на 20-30 %.

 
     Эти машины в значительной степени облегчают труд работника. Увеличивается качество и количество выпускаемой продукции.

 
     Следует вывод, что автоматизация и комплексная механизация швейных производств выгодна всем швейным предприятиям и не зависит от размеров производства, будь то крупные или совсем небольшие.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Понятие автоматики  и автоматизации. Значение автоматизации в современном швейном производстве.

 

      Автоматика - это область науки и техники, изучающая и разрабатывающая совокупность теоретических и технических методов и средств для построения автоматических систем и средств функционирующих без участия человека.

Перспективным и более высоким уровнем комплексной автоматизации швейного производства, основанном на применении встроенных в швейное оборудование роботов, технологических машин со встроенными микропроцессорными системами управления, является роботизация швейного производства.

Технологические процессы состоят из простых операций, а машины – из механизмов.    Операции и механизмы связаны между собой в определённой последовательности и во времени. Таким образом, процессы и машины функционируют на верхнем уровне системы швейного производства, а технологические операции и приёмы, кинематические звенья и механизмы, кинематические пары и рабочие и рабочие инструменты машин, о работе которых необходимо собирать информацию с помощью датчиков для работы автоматических устройств и автоматизированных систем на нижнем уровне этой же системы.

 

     Автоматизация производства означает, что все операции, стадии или процесс в целом выполняются машинами или аппаратами и регулируются приборами или механизмами под контролем человека. Принцип автоматизации производства реализуется созданием многооперационных и многопозиционных полуавтоматов, автоматов и агрегатов и линий полуавтоматического или автоматического действия. В швейном производстве проводятся большие работы по автоматизации выполнения отдельных операций, созданию агрегатов, отдельных полуавтоматических линий.

Современный уровень развития технологии одежды, основанный на новых научно-технических решениях, значительно изменился и, поэтому, требуется обновление устаревших сведений по всем технологическим и техническим направлениям, особенно в области подготовки производства, новой технологии, техники, ее автоматизации, технологических процессов сборки изделий и их управления.

Большая роль в повышении эффективности производства и выживания в конкурентной борьбе сейчас принадлежит информационным технологиям, а также новой рациональной организации труда на рабочих местах с учетом повышения технологических возможностей новой техники.

 

     Сокращение доли ручного труда за счет введения автоматизированного управления принципиально важно с точки зрения технического обеспечения стабильности стежкообразования, а, следовательно, уменьшения потерь прочности игольной нитки и ее обрывности. В свою очередь это позволяет увеличивать скорость машины без ущерба качества соединения.

Сокращению машинно-ручного времени способствует функция автоматизированного останова с позиционированием иглы в крайнем верхнем или нижнем положении. Останов с иглой внизу необходим для выполнения поворотов детали, формирования соединяемых срезов. Окончание строчки и последующая обрезка ниток требуют останова с иглой вверху. Доля строчек, требующих точное позиционирование иглы, в процессах по изготовлению, например, мужских сорочек составляет 60-70%.

 

     Автоматизированный подъем и опускание производится после позиционирования иглы и обрезки ниток.

Автоматическая обрезка ниток ликвидирует ручной труд на эту операцию.

Закрепление окончания строчки одинарной или двойной закрепкой выполняется с помощью функции:

- изменение направления  подачи материала и отсчета  числа стежков.

 

     Одним из важных устройств автоматики для швейного оборудования является микропроцессорная система управления стежкообразующими механизмами. Это - комплекс функций регулирования натяжения верхней нитки, давления прижимной лапки, усилия прокола материала иглой в зависимости от целого комплекса факторов: угла поворота и частоты вращения главного вала, направления перемещения деталей, физико-механических свойств текстильных материалов, изменения толщины пакета или появления локальных утолщений.

 

     Для прокладывания двухлинейной отделочной строчки в уголках видовых элементов одежды таких, как борта, рельефов, шлицы, воротников, манжет, других деталей на обычной двухигольной машине необходимо отключать, а затем снова подключать одну из игл. При этом затрачивается целый ряд ручных приемов, а качество не всегда обеспечивается стабильно. Фирмами «Дюркопп», «Пфафф» (ФРГ) и др. созданы средства для автоматического рассоединения игловодителей в процессе шитья и последующего подключения иглы в заданной точке.

 

     Работа на двухигольной машине с микропроцессором осуществляется по программе, которую вводят в память машины. При этом указывают, какая из игл должна отключаться и, сколько стежков до и после поворота нужно сделать одной иглой. Затем осуществляется шитье двумя иглами.

 

     Краеобметочные и стачивающие - обметочные машины всегда котировались очень высоко. В этой области фирма «Yuki» представила ряд машин МО-6100 с «сухой» головкой, он обладает всеми достоинствами «сухих» головок, главное из которых — исключение попадания масла на обрабатываемые детали. Машины снабжены механизмами изменения наклона зубчатой рейки и дифференциального соотношения шага реек, что позволяет их настроить на любые виды обрабатываемых материалов. Они имеют в базовом варианте механизм микроподъема прижимной лапки, что также повышает качество строчек на проблемных материалах.

 

     Автоматизация швейных машин общего и специально назначения заключается в автоматизации электропривода. 

2. Автоматизированный электропривод технологических машин и агрегатов для автоматизации основных и вспомогательно-переместительных приемов, специальных и сервисных функций.

     В общем случае электроприводом называется совокупность электродвигателя, средств передачи и редуцирования движения на главный вал машины, системы управления, контроля и защиты, включая пульт управления и средства отображения информации.

 
    При работе на швейных машинах неавтоматического действия оператору приходится тратить время и силы на выполнение таких повторяющихся операций, как “Остановить машину”, “Обрезать нитки после окончания строчки”, “Поднять в конце и опустить в начале работы лапку”.  
 
   Современные автоматизированные швейные машины отличаются от обычных универсальных машин неавтоматического действия целым рядом автоматизированных функций. Перечень автоматизированных функций представлен в таблице № 1. Этот перечень постоянно пополняется. 

№ п/п	Виды автоматизированных функций
1	Останов и позиционированирование иглы
2	Подъем и опускание лапки
3	Обрезка ниток
4	Закрепка
5	Регулирование длины стежка
6	Контроль края обрабатываемой детали
7	Отсчет числа стежков
8	Регулирование скорости
9	Регулирование давления
10	Регулирование усилия прокола
11	Регулирование натяжения верхней нити
12	Контроль пропуска стежков
13	Регулирование длины стежка при выходе на край детали
14	Регулирование верхнего и нижнего двигателя ткани
15	Регулирование растяжения и посадки материала и его месторасположение
16	Контроль положения края криволинейной детали
17	Совмещение деталей по рисунку
18	Контроль сопряжения срезов
19	Выполнение надсечек
20	Рассоединение игловодителей
21	Контроль верхней иглы
22	Контроль нижней нити
23	Контроль исправности иглы
24	Контроль нагрева иглы
25	Вдевание нити в ушко иглы
26	Смена шпули
27	Контроль плотности намотки нити на шпулю
28	Окрашивание верхней нити

Таблица 1. Автоматизированные функции универсальных швейных машин

 
     Основой данных устройств является автоматизированный привод, главное отличие которого от традиционного фрикционного привода – наличие в нем фиксированных частот вращения главного вала. Например, 1-ая ступень – частота вращения главного вала – 150÷200 об/мин, обеспечивающая доводку машины при е останове в заданном положении. 2-ая ступень – частота вращения ала - 1000÷2000 об/мин, производящая выполнение в автоматическом цикле закрепление нала и конца строчки, и промежуточные частоты вращения вала, при которых осуществляется пошив изделия.  
 
     После того, как машина выполнит заданное число стежков, происходит автоматический останов с позиционированием иглы, подъемом лапки, обрезка ниток.  
 
     Помимо выполнения технологических функций, автоматизированные системы управления обеспечивают ряд диагностических функций, которые контролируют работу. Следовательно, возможно сокращение времени на обслуживание и простои оборудования по механическим причинам. 

 

3. Классификация автоматизированных функций. Формирование набора автоматизированных функций в швейных машинах.

 
     Автоматизированные функции швейных машин по целевому назначению подразделяются на три группы: сервисные, специальные и типовые. 
 
     Классификация автоматизированных функций по целевому назначению приведена в таблице 2. 

 

Виды автоматизированных функций	Типовые	1	Останов и позиционированирование иглы
		2	Подъем и опускание лапки
		3	Обрезка ниток
		4	Закрепка строчки
		5	контроль длины стежка
		6	Контроль края обрабатываемой детали
		7	Отсчет числа стежков
		8	Регулирование скорости
		9	Регулирование давления лапки
		10	Регулирование усилия прокола
		11	Регулирование натяжения верхней нитки
		12	Контроль пропуска стежков
	Специальные	13	Регулирование длины стежка при выходе на край детали
		14	Регулирование верхнего и нижнего двигателей ткани
		15	Регулирование растяжения и посадки материала и его месторасположения
		16	Контроль положения края криволинейной детали
		17	Совмещение деталей по рисунку
		18	Контроль сопряжения срезов
		19	Выполнение надсечек
		20	Рассоединение игловодителя
	Сервисные	21	Контроль верхней нитки
		22	Контроль нижней нитки
		23	Контроль исправности иглы
		24	Контроль нагрева иглы
		25	Вдевание нити в ушко иглы
		26	Смена шпули
		27	Контроль плотности намотки нити на шпулю
		28	Окрашивание верхней нити

Таблица № 2. Классификация автоматизированных функций

 
     Минимально необходимый уровень автоматизации обеспечивают функции автоматизированного электропривода: 8 – регулирование частоты вращения главного вала; 2 – подъем-опускание нажимной лапки; 1 – останов и позиционирование иглы; 3 – обрезку ниток после окончания строчки. Следующая ступень автоматизации – 4 – программирование длины и конфигурации закрепки, ее местораположения; 7– отсчет числа стежков на отрезках строчки; 6 – контроль края обрабатываемой детали. Область применения этих функций охватывает практически все виды операций.  
 
     Универсальный характер имеют функции: 11 – регулирование натяжения верхней нити; 9 – давление лапки и 10 – усилия прокола материала иглой, так как служат для оптимального затягивания стежков и 5 – точного продвижения материала на длину стежка, при различных условиях соединения деталей. Все они обеспечивают качественное прокладывание строчек, а также функции контроля пропуска стежка.  
 
     Перечисленные функции необходимы для всех видов операций и швов, поэтому их можно выделить как типовые функции.  
 
     Разнообразие и особенности технологических операций: виды материалов, конфигурация и назначение детали, конструкция шва – требуют специальных функций. К таким функциям можно отнести: 13 – регулирование длины стежка при выходе на край детали при выполнении отделочных строчек; 14 – регулирование верхнего и нижнего двигателей для образования посадки или мягких складок; 17 – совмещение деталей по рисунку; 20 – рассоединение игловодителей в двухигольных машинах при прокладывании строчки в углах деталей; 19 – выполнение надсечек при страчивании выпуклых или вогнутых срезов; 16 – контроль положения края криволинейной детали относительно иглы; 18 – контроль сопряжения срезов; 15 – регулирование растяжения и посадки материала и его месторасположения.  
 
     Функции, направленные на автоматизацию обслуживания рабочего места, можно назвать сервисными. Это 21 и 22 – контроль состояния верхней и нижней ниток; 23 - контроль состояния иглы; 24 – контроль нагрева иглы; 25 – вдевание иглы в ушко шпули; 26 – смена шпули, 27 – контроль плотности намотки нити на шпулю; 28 – окрашивания верхней нити.

 

4. Формирование набора автоматизированных функций в швейных машинах.

 
     Для выделения типов машин с широкими наборами автоматизированных функций необходимо решить две проблемы: с одной стороны, в машине должно быть максимальное число функций для более широкого охвата спектра технологических операций; с другой стороны, невозможно, чтобы одна машина могла выполнять все известные специальные, типовые и прочие функции.  
 
     Создание швейных машин осуществляется по базовым моделям. Базовая модель содержит набор взаимосвязанных типовых функций и отличается от другой характерной специальной функцией. Можно выделить восемь основных базовых моделей автоматизированных швейных машин (таблица № 3), а на их основе разрабатываются другие модификации, включая и зависимость способа укладывания и манипулирования деталей в соответствии с конструктивными особенностями.