Книга
← К списку книгЗагрузка разделов…
активнаАктивные записи участвуют в каталоге и синках. Неактивная книга скрыта, но не удалена из базы.
Книга
ПРЕДИСЛОВИЕ
Основной задачей, стоящей перед швейной промышленностью СССР, наряду с совершенствованием ассортимента и улучшением качества изделий является повышение производительности труда. В последние годы проявились две тенденции, сделавшие эту задачу особенно актуальной. Это, во-первых, повышение трудоемкости нздели访 из-за усложнения моделей одежды, появления большого количества отделочных элементов и повышения требований к качеству изделий, во-вторых, значительное сокращение числа работающих. По оценкам специалистов только для компенсации влияния на швейную про-- мышленность этих тенденций необходимо обеспечить ежегодный рост производительности труда в отрасли 3,2—3,5%.
Одновременно с этим новой редакцией Программы КПСС и другими документами партии и правительства предусмотрено резкое повышение эффективности производства, которое осуществимо только на базе коренного технического перевооружения промышленности, разработки и применения принципиально новых технологических процессов с одновременным совершенствованием организации производства и труда.
При реализации указанных возможностей особую роль в швейной промышленности может играть робототехника. Такие достоинства робототехники, как возможность автоматического выполнения манипуляционных операций, превалирующих в швейной промышленности, прямое высвобождение работающих, дефицит которых резко ощущается в отрасли, гибкость и универсальность, требующиеся в связи с разнообразием ассортимента, моделей н перерабатываемых материалов, заставляют оценивать эти средства как весьма перспективные для применения в производстве одежды.
Несмотря на «молодость» робототехника уже успела пережить взлеты и падения. Пожалуй, ни одному техническому средству не было выдано авансом столько похвал, не было уделено столько внимания. В нашей стране был принят ряд постановлений партии н правительства, в результате выполнения которых создана сеть специализированных предприятий и организаций по роботостроению во многих отраслях. Резко возросло серийное производство промышленных роботов (с 6 тыс. в десятой пятилетке до 100 тыс. в двенадцатой). Казалось, что такое внимание в сочетании с известными достоинствами робототехники должно обеспечить ее весомый вклад в решение задач интенсификации производства, сокращения ручного труда. На практике это не всегда достигается. Более того, ряд специалистов утверждает, что робототехника начинает переживать кризис.
Между тем этот кризис вызван не какими-то вдруг открывшимися пороками промышленных роботов, а допущенными просчетами в осуществлении технической политики в области робототехники. Таких просчетов достаточно много, но здесь мы выделим только один ——несоответствие традиционной технологии и применяемых робототехнических средств. Именно по этой причине в производстве используется лишь 40—50 % всех изготовленных промышленных роботов.
Это обстоятельство заставляет по-иному взглянуть на технологические аспекты применения робототехники. Более того, можно утверждать, что центр
тяжести в роботизации производственных процессов сместился из облас конструкторской в область технологическую. Иными словами, основное вн манне следует уделить роботизированной технологии, а не робототехннческр средствам как таковым.
В швейной промышленности робототехника еще только делает сам上 первые шаги. На современном этапе особенно важно заложить рациональнь технологические принципы при роботизации швейного производства.
В истории автоматизации швейной промышленности можно выделить д， сятилетпя, протекание которых определялось теми или иными техническим достижениями. Так, 70-е годы прошли под знаком начала широкого ис пользования швейных машин с автоматизированным приводом и основны типов швейных полуавтоматов. Развитие техники 80-х годов определяете все более широким применением мнкрозлектроники в управлении процессе: пошива и всем циклом обработки и сборки изделий. Например, в выставоч ннх экспозициях ведущих машиностроительных фирм начиная с 1985 г. не менее цоловины экспонатов оснащено микропроцессорными системами управления. Степень автоматизации в наибольшей мере определяет и степень совершенства швейной техники.
Прогнозируя тенденции развития швейной технологии н техники, можно с большой долей вероятности предположить, что 90-е годы станут началом Применения роботизированной технологии изготовления одежды. На эту воз- Тложность указывают не только специалисты в области швейной промышленности и швейного машиностроения, но и авторитетные специалисты-робототехники, например П. Скотт.
Материал данной книги представлен таким образом, что главы 1—4 освещают теоретические основы роботизированной технологии одежды, а гла- ры 5——6 ——практические вопросы ее применения. Автор старался не повторять известные положения швейной технологии и организации производства, а остановился только на тех особенностях, которые вносятся в них при создании роботизированных процессов.
Автор выражает искреннюю признательность д-ру техн, наук, проф. Д. Я. Ильинскому, взявшему на себя труд по рецензированию рукописи н сделавшему ряд ценных замечаний.
Являясь первой в области роботизированной технологии швейных изделий, книга, естественно, не лишена недостатков, и автор с благодарностью примет замечания и предложения по улучшению ее содержания.
ВВЕДЕНИЕ
В зависимости от годового объема производства и размера партии изделий в промышленности принято выделять единичное, мелкосерийное, серийное, крупносерийное и массовое производство [1; 2]. Эти виды производства существенно различаются по своим организационным и технологическим признакам, по применяемой технике.
В современной отечественной швейной промышленности по организационно-техническим признакам можно обнаружить всего два вида производства — мелкосерийное и серийное. В мелкосерийном производстве средний размер партии изделий не превышает нескольких сотен единиц. Это потоки малых серий, мелкие швейные предприятия п цехи с общим годовым объемом выпуска не более 20—30 тыс. ед.
Подавляющее большинство швейных предприятий имеет характер серийного производства, в котором размер партии изделий может достигать нескольких тысяч штук, а общий годовой объем выпуска составляет сотни тысяч штук.
Для иллюстрации изменения затрат, приходящихся на единицу изделий, в зависимости от серийности производства на рнс. 1 приведен соответствующий график. По горизонтальной оси отложен средний размер партии изделий в логарифмической шкале.
На рис. 1 горизонтальной прямой отмечен нижний предел стоимости единицы продукции, равный стоимости материалов. В идеальном случае он не зависит от серийности производства, хотя отмечается тенденция по мере БОзрастання серии использовать более дешевые материалы [1].
Мелкосерийнд& производстваМелкосерийнд& производстваСерийное производствоСерийное производство◎:次勿 произволНизкий пределство(стоимость материалов)i I I I I 1 I◎:次勿 произволНизкий пределство(стоимость материалов)i I I I I 1 IСтоимость единицы продукции помимо стоимости материалов складывается из затрат (заработной платы, капитальных затрат и т. д.), а также прибыли. Очевидно, что затраты определяются во многом производительностью труда, характерной для данного типа производства.
Мелкосерийнд& производства
Мелкосерийнд& производства
Серийное производство
Серийное производство
◎:次勿 произвол
Низкий пределство
(стоимость материалов)
i I I I I 1 I
◎:次勿 произвол
Низкий пределство
(стоимость материалов)
i I I I I 1 I
10° 加7 Ю2 加з 勿4105 加§ 1q7Средний размер партии,也10° 加7 Ю2 加з 勿4105 加§ 1q7Средний размер партии,也Рис. 1. Зависимость затрат иа едини-цу продукции от серийности выпус-ка для различных видов производ-стваРис. 1. Зависимость затрат иа едини-цу продукции от серийности выпус-ка для различных видов производ-стваСложившееся положение дел в промышленности на рис. 1 отмечено сплошными линиями. Затраты на единицу продукции в мелкосерийном производстве выше, чем в серийном, ято объясняется разницей в производительности применяемого оборудования, потерями при частой смене продукции и затратами по подготовке производства, приходящимися на малое количество изделий в серии.
10° 加7 Ю2 加з 勿4105 加§ 1q7Средний размер партии,也
10° 加7 Ю2 加з 勿4105 加§ 1q7Средний размер партии,也
Рис. 1. Зависимость затрат иа едини-цу продукции от серийности выпус-ка для различных видов производ-ства
Рис. 1. Зависимость затрат иа едини-цу продукции от серийности выпус-ка для различных видов производ-ства
По мере увеличения серии общие .затраты несколько снижаются, пока 空 не достигают своего минимального
значения, характерного для данного типа производства. В серийном производстве эти затраты меньше, чем в мелкосерийном, в связи с иной организацией потоков, другими разделением труда и составом применяемого оборудования.
Анализируя рис. 1, можно прийти к выводу, что имеются производства^ которые по размеру партий изделий могут относиться к крупносерийному производству, ио по своим организационно-техническим признакам и применяемому оборудованию ие отличаются от серийного.
Это в основном предприятия, изготовляющие изделия стабильного ассортимента, например ведомственную и рабочую одежду, а также отдельные виды бытовой одежды.
Таким образом, имеется определенный разрыв между размерами партий при изготовлении швейных изделий стабильного ассортимента и возможностями применения принципов крупносерийного производства, т. е. организации мощных поточных линий с большим количеством автоматического и полуавтоматического обрабатывающего и сборочного оборудования, которое с помощью промышленных роботов (ПР) может преобразовываться в роботизированные технологические комплексы (РТК). Это позволяет широко применять методы групповой обработки деталей, т. е. обеспечить полную загрузку высокопроизводительного оборудования.
Следует учесть, что в машиностроении в крупносерийном производстве производительность труда в 5——7 раз выше, чем в мелкосерийном. Это справедливо как для развитых капиталистических стран [1], так и для Советского Союза [2].
Таким образом, основной путь снижения себестоимости изделий стабильного ассортимента ——это автоматизация производства в основном на базе применения ПР и создания РТК. При этом большинство РТК состоит из операционного полуавтомата и ПР с цикловой системой управления, выполняющего приемы по загрузке и выгрузке деталей. Здесь возможно широкое использование технологии рулонного питания, химической технологии. Расчеты указывают на значительную эффективность этого направления при относительно малых капитальных затратах и возможности использования серийно выпускаемых технических средств.
При автоматизации процессов изготовления рассмотренной группы изделий имеется возможность обеспечить повышение производительности труда в 2—3 раза.
Кривая, иллюстрирующая это направление, изображена на рис. 1 штриховой линией.
В мелкосерийном производстве применение робототехники в обозримом будущем, вероятно, не будет эффективным, так как потребует ее частой переналадки либо создания настолько сложных систем, что они окажутся неработоспособными из-за низкой надежности. Тем не менее производительность труда здесь будет расти благодаря широкому применению вычислительной техники на подготовительно-раскройных участках и при проектировании изделия, применению швейных машин и обор}гдования для влажно-тепловой обработки с микропроцессорными системами управления, быстросъемных приспособлений, технологической и организационной оснастки, автоматизированных транспортных систем и диспетчеризации производства, использованию специальных организационных форм потоков, при которых на одном рабочем месте используются 2——3 вида различного технологического оборудования (так называемая система QRS [3]). В целом следует оценить возможности роста производительности труда в мелкосерийном производстве на 40——50 % в ближайшие пятнадцать лет (штриховая линия на рис. 1).
На серийное производство в швейной промышленности приходится большинство объемов — не менее 60%, причем имеется тенденция снижения размеров партии изделий. Этот вид производства представляет для автоматизации существенные трудности, так как необходимо совместить высокую производительность труда и максимальную гибкость технологических процессов. Это, в принципе, достижимо на основе применения ПР с контурным и адаптивным управлением, швейных ма^шн с микропроцессорными системами 6
управления, систем распознавания образов, быстропереналаживаемого оборудования для фальцевания и влажно-тепловой обработки деталей и т. д.
Капитальные затраты при этом возрастают, по крайней мере, иа порядок по сравнению с роботизацией изделий стабильного ассортимента. Область применения такого способа роботизации теоретически шире, но его практическая реализация в настоящее время затруднена.
Тем не менее при условии решения ряда задач технического характера возможность роботизации серийного производства будет обеспечена уже в 90-е годы текущего столетия, т. е. следует ожидать роста производительности труда при автоматизации серийного производства швейных изделий в 1,5—— 2 раза.
Таким образом, определяются две области роботизации процессов изготовления швейных изделий: производство изделий стабильного ассортимента В крупносерийном производстве и серийное производство бытовой одежды. Роботизированное производство швейных изделий (РПШИ)——это один из частных случаев гибкого автоматизированного производства (ГАП), которое является высшей на сегодняшний день формой автоматизации. Ойо в состоянии обеспечить выпуск разнообразной продукции с высокой производительностью, основанной на безлюдной или малолюдной технологии, применении систем автоматизированного проектирования (САПР) и управления (САУ) и отказе от технической и сопроводительной документации.
Следует особо остановиться на рассмотрении термина 《гибкое» производство. Выделяется несколько компонентов гибкости, которые необходимо учи- тывать уже на стадии проектирования производства.
Первым и основным таким компонентом является технологическая гибкость, под которой понимается размер семейства (группы) изделий, изготовляемых в ГАП [4]. Если в лучших машиностроительных ГАП технологическая гибкость Гт измеряется 50——70 типоразмерами деталей, то для швейной промышленности такое количество типоразмеров характерно только для изделий стабильного ассортимента. Так, при изготовлении только одной модели одежды необходимо выпускать 30——40 изделий, определяемых размероросто- вочным многообразием. Этим обстоятельством и объясняется стремление выбрать в качестве первоочередного объекта роботизации изделия стабильного ассортимента, например ведомственную и рабочую одежду, а также отдельные виды бытовой одежды. Такие изделия в общем объеме производства продукции швейной промышленности составляют 15——20 %. Эту долю можно увеличить путем концентрации и специализации производства, В таких ГАП Гт будет ограничено величиной порядка 100—150 типоразмеров.
Технологическая гибкость достигается двумя основными путями — гибкостью обрабатывающих ячеек, в том числе составом технологического обо* рудования, технологической оснастки, роботов, гибкостью программного обеспечения, а также гибкостью маршрутов обработки изделий, т. е. возможностью изменять последовательность и состав технологических операции. Например, на современном этапе развития швейного технологического оборудования практически невозможно создание автоматического оборудования, на котором можно бкло бы изготовлять как прорезные, так и накладные карманы. Зато можно установить два операционных автомата, к которым можно направлять изделия в соответствии с изготовляемой в настоящий момент моделью, и тем самым обеспечить необходимую гибкость.
Вторым важнейшим компонентом гибкости является скорость перестройки ГАП при переходе на выпуск изделий другого вида. Этот фактор в значительной степени определяется автоматизацией процесса получения управляющей информации для ГАП и в то же время существенно зависит от унификации свойств используемых материалов, конструкций изделий и технологических процессов. Скорость перестройки ГАП также зависит от гибкости отдельных обрабатывающих ячеек. В частности, еще 10 лет назад для переналадки полуавтоматов для изготовления накладного кармана на его другую форму или размер требовалось 1,5—2 ч, причем количество таких форм и размеров было строго ограничено и не превышало 10 видов. В настоящее время благодаря конструктивному совершенствованию оборудования такая 7
Рис. 2. Зависимость гибкости от производительности технологических процессовРис. 2. Зависимость гибкости от производительности технологических процессовзамена производится за 15—20 мин, но опять- такн при ограниченном количестве форм и раз- меров. Наконец, последнее достижение ——применение ЧПУ для прокладывания строчки по заданному контуру — снизило время замены Формы (размера) кармана до 2 мин, а использование соответствующих программ для управления металлорежущим оборудованием, изготовляющим сменные шаблоны и фальцузлы^ открыло возможность практически неограниченного варьирования формами, размерами карманов, шириной шва и т. д.
Рис. 2. Зависимость гибкости от производительности технологических процессов
Рис. 2. Зависимость гибкости от производительности технологических процессов
Третий важнейший компонент гибкости — это способность продолжать обработку заданного множества типоразмеров деталей" при отказах отдельных технологических элементов ГАП. Этот компонент характеризует надежность ГАП.
Часто вводится еще целый ряд характеристик гибкости, например гибкость по объему — способность ГАП экономически выгодно работать при различных объемах производства, гибкость по расширению — возможность легкого развития ГАП за счет введения новых технологических элементов и др., но эти характеристики коррелируют с рассмотренными выше и являются их производными [4].
Так как неограниченное повышение гибкости может быть технически невыполнимо либо экономически неоправданно, приходится говорить не о гибкости вообще, а о степени гибкости производства Сг, которая характеризуется отношением СГ = ГД/Гтр, где Гд 一достигнутая гибкость, а Гтр — требуемая гибкость. При Сг= 1 требование гибкости полностью удовлетворяется, при Сг> 1 ГАП будет иметь избыточную гибкость, т. е. для конкретных групп изделий она будет использована не полностью, Сг< 1 означает, что в системе не все изделия могут быть изготовлены при оптимальных условиях или вовсе не будут изготовлены.
Поскольку в конкретных условиях「口 всегда конечна, для ГАП характерна ниспадающая зависимость гибкости от производительности (рис. 2). На рис. 2 кривая / характерна для традиционных видов производства — мелко- 'серийного, серийного, массового. Прн повышении производительности резко падает гибкость производства. Производительность в массовом производстве в 5—7 раз выше, чем в мелкосерийном, но и гибкость в десятки раз ниже. В ГАП (см. рис. 2, кривые 2 н 3) также при повышении производительности гибкость падает, но не столь круто. Наконец, теоретически возможна ситуация, при которой гибкость не будет падать с повышением производительности (кривая 4), однако на современном уровне развития техники такая ситуация еще недостижима.
Стремление к созданию ГАП или роботизированного производства заставляет пересмотреть и концепцию применения робототехнических средств. Если в недалеком прошлом робототехника рассматривалась как средство замены человека в производственном процессе, допускалось применение робототехники на отдельных операциях, то сегодняшний момент характеризуется переходом к роботизированной технологии, в которой физическим функциям человека остается все меньше места, но для которой характерны прежде всего высокая производительность труда, гибкость, улучшение качества выполнения операции.
Таким образом, генеральное направление комплексной автоматизации производственных процессов состоит не в замене человека при обслуживании известных машин и аппаратов, а в создании высокоэффективных производственных процессов, которые были бы невозможны при непосредственном участии человека.
С учетом этой концепции сформулированы следующие принципы применения робототехники [5]. 一
Первый принцип — принцип достижения конечных результатов: средства роботизации должны не просто замещать действия человека, а выполнять производственные функции быстрее и лучше, что сделает их по-настоящему эффективными. Анализ работ по автоматизации показывает, что 60—70 % экономического эффекта получается благодаря более высокой производительности автоматизированного оборудования по сравнению с неавтоматизированным, 15—20 % — путем повышения качества и всего 15—20 % — благодаря экономии фонда заработной платы.
Второй принцип •— принцип комплексности подхода. Под этим понимается то, что все важнейшие компоненты технологического процесса ——объекты производства, технология, основное и вспомогательное оборудование, системы управления и обслуживания, кадры, удаление отходов и др.——должны быть взаимосвязаны и решены на более высоком уровне. Отсюда понятна бесперспективность попыток вычленить и автоматизировать отдельные компоненты производства, например применить АСУП без автоматизации оборудования, сбора информации, транспортных потоков н т. д, или создать сложное оборудование с микропроцессорными системами управления при сохранении отсталой технологии. Промышленные роботы и АСУ должны разрабатываться и внедряться с учетом прогресса технологии, конструкции изделий н в комплексе приспосабливаться к требованиям производства.
Третий принцип ——принцип необходимости: средства роботизации должны применяться не там, где их можно приспособить, а там, где без них нельзя обойтись. Многоинструментальные и многопозиционные роботизированные ячейки с дифференциацией и концентрацией операций в десятки раз производительней однопозиционного оборудования, а представить их с ручной загрузкой и выгрузкой невозможно, т. е, применение средств роботизации, обеспечивающих загрузку-выгрузку в заданном темпе, является в данном случае единственной возможностью. При этом человек в паре с действ\-ющи- ми механизмами конкуренцию роботокомплексу составить не может. '
Четвертый принцип — принцип своевременности: внедрение н тиражирование недостаточно созревших технических решений недопустимо. На практике часто бывают попытки применения средств, едва доведенных до уровня «способных функционировать». В итоге внедрение дорогих, малонадежных и тихоходных средств роботизации приводит лишь к их дискредитации.
Такнм образом, создание роботизированного производства является принципиально новым шагом в автоматизации, подготовке и управлении производством.
Глава 1. ПОДГОТОВКА ПРОИЗВОДСТВАК РОБОТИЗАЦИИ ПРОЦЕССОВ
ИЗГОТОВЛЕНИЯ ШВЕЙНЫХ ИЗДЕЛИЙ
1.1. СТРУКТУРА И ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИРОБОТИЗИРОВАННОГО ПРОИЗВОДСТВА
Создание роботизированного производства швейных изделий заставляет изменить и автоматизировать всю систему производства, его подготовки и проектирования. Особую важность имеет объединение САПР и АСТПП(изделий с ГАП. Только создание интегрированных систем позволит вывести человека из непосредственного участия в технологическом процессе и возложить на него функции оператора.
На рис. 3 приведена схема системного обеспечения роботизированного производства, где введены следующие обозначения: АСНИ ——автоматизированная система научных иоследований, САПР — система автоматизированного |проектирования, АСТПП — автоматизированная система технологической подготовки производства, АСКИО — автоматизированная система контроля и испытания объектов, БД ——база данных, МТ О —— материально-техническое обеспечение.
Столь сложную систему создавать следует постепенно, так как ее эксплуатация обусловит существенные изменения в структуре предприятия. В качестве первого этапа целесообразно рассматривать подсистему САПР/АСТПП/ГАП. Для реализации даже этой подсистемы необходимо унифицировать содержимое соответствующих баз данных и установить взаимосвязь между соответствующими записями в этих данных. Значительное разнообразие свойств материалов, контуров лекал, видов отделки швейных изделий делает эту задачу весьма объемной и сложной.
ИзделиеИзделиеРис. 3. Системное обеспечение роботизированного производства 1GРис. 3. Системное обеспечение роботизированного производства 1G
Изделие
Изделие
Рис. 3. Системное обеспечение роботизированного производства 1G
Рис. 3. Системное обеспечение роботизированного производства 1G
- 1
Рис. 4. Структура роботизированного производства швейных изделий
Однако только в этом случае с помощью САПР можно создавать конструкции и детали, технологичность которых применительно .к ГАП не вызовет сомнений, работа АСТПП упростится за счет исключения задач типа распознавания образов.•
На рис. 4 приведена структурная схема роботизированного 'производства швейных изделий. Оно включает АСМ — автоматизированный склад материалов, ГАЦПР — гибкий автоматизированный цех .подготовки и раскроя, ГАЦЗО ——гибкий автоматизированный цех заготовительных операций, ГАЦМ.0 ——гибкий автоматизированный цех монтажа и отделки, АСИ——автоматизированный склад изделий.
В качестве примера показаны комплексы, входящие в ГАЦЗО： АОК —— автоматический обрабатывающий комплекс.
АТрК — автоматический транспортный комплекс, АИК — автоматический дамерительный комплекс, АСК ——автоматамеский складской комплекс (промежуточный склад).
Более детально рассмотрим подсистемы, входящие в АОК， Основу АОК составляет С ОС ——подсистема обработки (сборки), включающая в себя устройства рабочих перемещений и систему управления. Автоматическая загрузка заготовок в С ОС осуществляется подсистемой загрузки СЗ, а выгрузка обработанных (собранных) деталей —— подсистемой выгрузки СВ, Помимо основных рассмотренных технологических ^подсистем в АОК входят подсистемы контроля СК, удаления отходов СУО, замены ниток и инструмента СЗНИ, замены приопособлений СЗП. Доставка заготовок в АОК и эвакуация готовых деталей осуществляются транспортной подсистемой, входящей в АТрК. Помимо материальных объектов в АОК поступает задание от цеховой системы управления, включающее контур обработки, схему шва, цвет и номер ниток, номер и тип иглы и т. д.
Сложность и эф1фектив1НО'Сть входяЩ'йх в АОК подсистем могут существенно различаться. Например, в современных швейных полуавтоматах автоматически выполняются только рабочие перемещения и выгрузка деталей (на рис. 4 обведены двойными линиями), но это дает повышение производительности труда в 2——3 раза по сравнению с выполнением швейной операции на машине неавтоматического действия. Создание автоматических подсистем загрузки СЗ превращает полуавтомат в автомат и обеспечивает дополнительный рост производительности труда в 5——7 раз благодаря переходу к многостаночному обслуживанию оборудования. В то же Бремя создание автоматических систем замены ниток, инструмента и .приспособлений не повышает существенно производительности АОК, но значительно увеличивает его сложность.
Частным случаем АОК является роботизированный технологический комплекс РТК, который представляет собой совокупность единицы технологического оборудования, промышленного робота ПР и средств оснащения, автономно функционирующую и осуществляющую многократные циклы.
В сборочных швейных РТК с помощью ПР обычно реализуются подсистемы загрузки и 'Выгрузки — СЗ и СВ.
Ниже приведены основные характеристики и особенности структур РПШИ, выявленные при его сравнении с традицион- ннм производством одежды.
Высокая производительно'сть технологического оборудования при его узкой специализации. Сменный' выпуск единицы оборудования может достигать 6——10 тыс. деталей, в то время как на машине неавтоматического действия можно изготовить <в-сего 2——3 тыс. аналогичных деталей за смену. Н(о есл|И в традиционном производстве швейное изделие можно изготовить с применением всего трех-четырех видов машин и полуавтоматов, 1 о
т0 в РПШИ требуется 30—50 видов технологического обарудо- вания. -
Высокая производительность оборудования достигается благодаря автоматизации выполнения основных и вспомогательных одержий, сов<меице1НИ|Я их во времени, конценирац^и операций на одной рабочей позиции, многопозиционной обработке п т. д. Реже производительность может расти в результате интенсификации режимов обработки, так как скорость швейных машин уже практически достигла ciBioero технического предела.
Специализация оборудования неизбежна из-за большого разнообразия технологических операций. Процессы могут резко различаться 叼 включают в себя резание, ниточное соединение, сварку, склеивание, влажно-тепловое воздействие, а количество переходов в технологических процессах изготовления одежды может достигать 200—300.
Применение систем ЧПУ и микропроцессорного управления в состоянии лишь отчасти расширить область применения оборудования из-за того, что все равно требуется наличие кассет, зажимов, шаблонов, ,повторяющих контур обработки. Кроме того, в 64 % швейных anepai^MH тре(б|уется не просто лрокладывать строчку по заданному контуру, но и одновременно формировать соединяемые срезы, что с применением только ЧПУ не может быть обеспечено.
Тем не менее группа операций, выполняемых полуавтоматическим и автоматическим швейным оборудованием, непрерывно расширяется. Например, созданы прямострочные полуавтоматы для прокладывания двух параллельных -строчек, где применяется не двухигольная шьющая головка, а две одноигольные, уста~ новленные рядом. Это позволяет легко и заменять расстояние между иглами.
До создания многофункциональных обрабатьивающих центров в швейном производстве еще очень далеко.
Из рассмотренной особенности швейного оборудования вытекают две другие, уже организационного характера.
Высокая производительность труда, на отдельных операциях в десятки раз превышающая ту, которая дсстижима при работе на швейных машинах неавтоматического действия. Такая производительность обеспечивается преяеде всего путем многостаночного обслуживания оборудования.
При использовании современного полуавтоматического оборудования многостаночное его обслуживание практически невозможно из-за очень короткого времени автоматического цикла. Исключение составляют только полуавтоматы для изготовления петель на полочках сорожек, где один оператор может обслуживать 3—4 полуавтомата.
Для обеспечения широкого применения многостаночного об
служивания имеется три возможности.
Первая из них состоит в увеличении времени автоматического цикла работы оборудования благодаря совмещению и концентрации операций на одной рабочей позиции. В этом случае время автоматического цикла % = £%，， где ^ — 'количество сконцентрированных операций, выполняемых последовательно, a tai — время нх выполнения. В качестве примера можно указать роботизированную установку MARS100 фирмы《Зингер» (США), в которой последовательно выполняются одной рабочей головкой две операции ——подгибание края накладного кармана джинсов с закреплением его двумя параллельными строчками 'и лрокладывание отделочной строчки по карману.
К сожалению, область применения такого подхода весьма ограниченна.
Вторая возможность ——автоматизация загрузки оборудования, обеспечение многократных циклов его функционирования. Для него ta = ntaf, где 〃 ——количество деталей в партии, автоматически загружаемой в оборудование; taj ——время обработки одной детали. Это достигается созданием РТК・
Данный подход отличается широтой применения,- надежностью и гибкостью. _
Третья возможность ——создание автоматических линий с ручной загрузкой заготовки и автоматической передачей полуфабриката между позициями. В этом случае время автоматического цикла не увеличивается, но автоматизируется процесс передачи полуфабрикатов. К настоящему времени созданы линии для обработки манжет сорочки, включающие пресс для утюжки, загружаемый вручную, швейную станцию для прокладывания отделочной строчки и швейные станции для изготовления петли и пришивания пуговиц.
Недостатки этих линий ——низкая надежность (при отказе любой из станций останавливается вся линия) и ограниченная гибкость, определяемая неизменностью маршрута обработан.
Специализация и концентрация производства, вызванная производительностью и специализацией оборудования. Для эффективной работы РПШИ необходимо обеспечить полную загрузку его оборудования, что может быть достигнуто только специализацией и концентрацией производства.
Проявляющееся в настоящее время стремление иметь в каждой области на территории СССР весь ассортимент швейных изделий несовместимо с требоъанн咒мм РПШИ.
Групповой характер произ!в1одства. В роботизированном процессе заложена система организации производства, получившая название групповой. Групповое производство —— это форма организации диюкретных пр оизв од,с тв e-HiH ы х процесс oib, э<коно- М'И|К'О-органивациоиной основ。宓 ко.торых Я1ВЛ!яелся целевая подетальная (1П；редметная) спеодаливащия унастою© и цехов, а тех- 14
нологи'ческой составляюяцей.——у^ифвд^рованна<я груцповая форма орган иза1ЦИ1И техно логи ч ес(к и х лрацеасов.
Под групповым технологическим процессом понимается совокупность групповых технологических операций, обеспечивающих обработку (сборку) различных деталей группы (или нескольких групп) по общей технологической последовательности. При этом допускается пропуск отдельных операций или переходов некоторыми деталями или их группами [4].
Групповая технология позволяет до определенной степени расширить специализацию техн о логичеоког о оборудования и увеличить его загрузку, как это будет проиллюстрировано ниже.
Универсальность и простота замены приспособлений. Как известно, специализация швейного оборудования общего назна- чеН'Ия достигается применением на нем .приспособлений для формирования шва и направления полуфабриката к игле. Такие приспособления обычно устанавливаются стационарно и не требуют замены в течение длительного времени. В последние годы набладается стремление упростить и убыстрить замену приспособлений. В качестве реализации этой тенденции нужно отметить системы приспособлений УСП-1, УСП-2 и УСП-3, которые на базе агрегатно-модульного принципа сделали возможным в течение смены несколько раз менять .приспособления на машинах.
В условиях РПШИ резко ужесточаются требования к быстроте за>мены П1риспособлений. Это вызвано высожой производительностью оборудования и rpynnoBbiiM характером производства. Повышаются требования к к сам'им приспособлениям, так как они должны обеспечивать заправку и направление полуфабрикатов в автоматическом режиме.
Естественно, было бы желательно обеспечить автоматическую -смену приспособлений по типу того, как меняется инструмент в металлорежущих об[р аб а тыв аюЩ'Их центр ах. Однако на практике в настоящее время для работы Р(ПШИ достаточно добиться их быстрой замены вручную в течение 1——2 мин.
Направленное изменение м унификация изделий, изготовляемых в РПШИ. Можно с уверенностью сказать, дто для про- изво)дст1ва существующ'их изделий трудно ссз 以 ать работоспособную и эффективную робототехническую систему. Изделия, которые будут выпускаться в робототехнических системах, должны принципиально отличаться от существующих. Эти изменения могут не коснуться внешнего >вида одежды, но ее конструкция и способы сборки должны быть изменены.
Даже при наиболее гибкой роботизации производства со сборочной линии можно будет лолучить не любое произвольное изделие, а только с такими -свойствами, (которые определяют его принадлежность к некоторому заранее определенному множеству. Речь в данном случае не -идет о самообучающ1ихся и самосовершенствующихся системах. Указанное множество может
быть очень велико, включать миллионы вариангов, но оно будет всегда конечным.
Основой подготовки изделий к изготовлению в РПШИ является унификация конструкции, отдельных деталей, ширин швов, контуров обработки. Овдельно следует выделить унификацию свойств материалов, из которых изготовляются швейные изделия.
Для швейной промышленности характерно чрезвычайное разнообразие перерабатываемых материалов по виду волокон, содержанию синтетики, виду переплетений, состоянию поверхности, ф'изико-1механическим свойствам. Естественно, что ни одна робототехническая система не будет в состоянии перерабатывать все эти материалы. Речь идет прежде в'сего об устройствах для отделения деталей от пачки, работа которых напрямую зависит от свойств материалов.
В этих условиях необходима унификация свойств материалов, которая достигается не только их типизацией л группированием, но и добавлением специальных пролиток, стабилизирующих, в частности, жесткость и цепкость материалов.，
В отличие от ГАП в машиностроении, которые в большинстве случаев создаются силами самих предприятий в условиях их экспериментальных цехо^в, РПШИ не может быть создано силами швейных пре;дп|риятий. Это объясняется тем, что швейные предприятия практически не приспособлены к металлобработке м созданию машин и механизмов, составляющих основу ГАП. Тем самым существенно возрастает цена ошибок, допущенных nip и создании РПШИ, так как само предприятие не в со-стоянии их исправить. Многократно возрастает роль технологической п(одгото,в>ки производства как прн с о здании РПШИ, так и п,ри его жсплуат аци(и, причем теме логи чеокая подготовка роботи- зи)рО1ванного процесса существенно отличается от традиционных методoiB его подготовку принятых в швейном праизводстве.
НАУЧНО-МЕТОДИЧЕСКИЕ ОСНОВЫТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ подготовкиРОБОТИЗИРОВАННОГО ПРОИЗВОДСТВА
Состав и последовательность работ, которые необходимо выполнять при проектировании и экаплуатации роб о тизи!рова1н ных технологических процессов (РТП), различаются.
При проектировании ноъых РТП (рис. 5, а) особую роль играют этапы |работ по анализу л прогнозированию развития моды, конструкции .изделий, технологических процессов. Особое значение приобретают вопросы унификации, которая становится сквозной и охватывает конструкцию изделий и отдельных деталей, технологические процессы и оснастку, управляющие программы и математическое обеспечение. Разумеется, унификация не должна существенно ограничивать гибкость в выборе моделей и в их изготовлении. В схеме это отражено обратной связью от ,16
a
Рис. 5. Состав работ, выполняемых при проектировании (а) и эксплуатации (6) роботизированных технологических процессов:
/ _ прогнозирование тенденций развития моды, конструкций изделий, материалов, технологического оборудования; 2 ——анализ и 5гнификация изделий, их элементов и материалов; 3 — анализ и унификация технологических процессов и их элементов; 4 — группирование деталей; 5 — проектирование РТП; 5 — проектирование оснастки； 7 — модел：＜ровзние обработки (сборки) деталей: S — проектирование роботизированных Участков (РУ)； 9 — моделирование работы РУ; 10 — отбор коллекций моделей, с учетом изготовления в РТП; 11 — конструирование изделий; 12 — отработка деталей на технологичность： 13 — определение графика запуска -выпуска изделий
этапов унификации к этапу выбора моделей. Конечными этапами являются этапы проектирования и моделирования работы роботизированных участков (РУ). В схеме предусмотрено три этапа оптимизации: при проектировании технологических процессов, оснащения и роботизированных участков.
При эксплуатации РТП требуется такая последовательность работ при вылуске нобых изделий (рис. 5,6). Новые изделия отрабатываются на технологичность на основе библиотек унифицированных конструкций, деталей, технологических процессов и их элементов, а рабочий технологический процесс проектируется методом адресации к групповому технологическому про* Цессу. Здесь также предусмотрена обратная связь с этапом выбора коллекции моделей .и конструкции изделий.
В схеме технологической подготовки к созданию роботизированного производства (см. рис. 5) существенное место отво- днтся типизации и унификации изделий, деталей и процессов их изготовл&ния, а также материалов деталей.В отличие от машиностроения, в котором детали несут толь- ко Функциональные свойства, в швейной промышленности оо новополагающим являются эстетические качества изделий. В с^яз，и с этим при подготовке производства особое значение при- ооретает адаптивное конструирование изделий, -под которым здесь понимается обеспечение максимальной технологичности из- делн自 без снижения их эстетичеокого уровня. При групповой технологии требования к технологичности конструкций сущест- •венно возрастают, так как в процессе приходится иметь дело не с одной деталью, а с группой деталей. В таких условиях резко повышается значение унификации деталей.Унификация ——это установление рационального числа разновидностей изделий (деталей, конструкций) одинакового функционального назначения, проводимое с целью достижения технико-экономического эффекта. Унификация в любом случае предполагает сокращение числа вариантов и может проводиться одним из трех методов:простым сокращением вариантов изделий (деталей, конструкций) ;разработкой новых изделий (деталей, конструкций) с усредненными значениями свойств и параметров;созданием конструктивно-унифицированных рядов изделий (деталей, конструкций) с параметрами из предварительно разработанных параметрических рядов.Совершенно очевидно, что возможности унификации первые мн двумя методами в швейной промышленности крайне ограиН ченны. Они ведут к прямому обеднению моделей, что чаще го бывает неприемлемым.ЖТретий метод позволяет до определенной степени удовле^Ев 18■В схеме технологической подготовки к созданию роботизированного производства (см. рис. 5) существенное место отво- днтся типизации и унификации изделий, деталей и процессов их изготовл&ния, а также материалов деталей.В отличие от машиностроения, в котором детали несут толь- ко Функциональные свойства, в швейной промышленности оо новополагающим являются эстетические качества изделий. В с^яз，и с этим при подготовке производства особое значение при- ооретает адаптивное конструирование изделий, -под которым здесь понимается обеспечение максимальной технологичности из- делн自 без снижения их эстетичеокого уровня. При групповой технологии требования к технологичности конструкций сущест- •венно возрастают, так как в процессе приходится иметь дело не с одной деталью, а с группой деталей. В таких условиях резко повышается значение унификации деталей.Унификация ——это установление рационального числа разновидностей изделий (деталей, конструкций) одинакового функционального назначения, проводимое с целью достижения технико-экономического эффекта. Унификация в любом случае предполагает сокращение числа вариантов и может проводиться одним из трех методов:простым сокращением вариантов изделий (деталей, конструкций) ;разработкой новых изделий (деталей, конструкций) с усредненными значениями свойств и параметров;созданием конструктивно-унифицированных рядов изделий (деталей, конструкций) с параметрами из предварительно разработанных параметрических рядов.Совершенно очевидно, что возможности унификации первые мн двумя методами в швейной промышленности крайне ограиН ченны. Они ведут к прямому обеднению моделей, что чаще го бывает неприемлемым.ЖТретий метод позволяет до определенной степени удовле^Ев 18■
В схеме технологической подготовки к созданию роботизированного производства (см. рис. 5) существенное место отво- днтся типизации и унификации изделий, деталей и процессов их изготовл&ния, а также материалов деталей.
В отличие от машиностроения, в котором детали несут толь- ко Функциональные свойства, в швейной промышленности оо новополагающим являются эстетические качества изделий. В с^яз，и с этим при подготовке производства особое значение при- ооретает адаптивное конструирование изделий, -под которым здесь понимается обеспечение максимальной технологичности из- делн自 без снижения их эстетичеокого уровня. При групповой технологии требования к технологичности конструкций сущест- •венно возрастают, так как в процессе приходится иметь дело не с одной деталью, а с группой деталей. В таких условиях резко повышается значение унификации деталей.
Унификация ——это установление рационального числа разновидностей изделий (деталей, конструкций) одинакового функционального назначения, проводимое с целью достижения технико-экономического эффекта. Унификация в любом случае предполагает сокращение числа вариантов и может проводиться одним из трех методов:
простым сокращением вариантов изделий (деталей, конструкций) ;
разработкой новых изделий (деталей, конструкций) с усредненными значениями свойств и параметров;
созданием конструктивно-унифицированных рядов изделий (деталей, конструкций) с параметрами из предварительно разработанных параметрических рядов.
Совершенно очевидно, что возможности унификации первые мн двумя методами в швейной промышленности крайне ограиН ченны. Они ведут к прямому обеднению моделей, что чаще го бывает неприемлемым.Ж
Третий метод позволяет до определенной степени удовле^Ев 18■
В схеме технологической подготовки к созданию роботизированного производства (см. рис. 5) существенное место отво- днтся типизации и унификации изделий, деталей и процессов их изготовл&ния, а также материалов деталей.
В отличие от машиностроения, в котором детали несут толь- ко Функциональные свойства, в швейной промышленности оо новополагающим являются эстетические качества изделий. В с^яз，и с этим при подготовке производства особое значение при- ооретает адаптивное конструирование изделий, -под которым здесь понимается обеспечение максимальной технологичности из- делн自 без снижения их эстетичеокого уровня. При групповой технологии требования к технологичности конструкций сущест- •венно возрастают, так как в процессе приходится иметь дело не с одной деталью, а с группой деталей. В таких условиях резко повышается значение унификации деталей.
Унификация ——это установление рационального числа разновидностей изделий (деталей, конструкций) одинакового функционального назначения, проводимое с целью достижения технико-экономического эффекта. Унификация в любом случае предполагает сокращение числа вариантов и может проводиться одним из трех методов:
простым сокращением вариантов изделий (деталей, конструкций) ;
разработкой новых изделий (деталей, конструкций) с усредненными значениями свойств и параметров;
созданием конструктивно-унифицированных рядов изделий (деталей, конструкций) с параметрами из предварительно разработанных параметрических рядов.
Совершенно очевидно, что возможности унификации первые мн двумя методами в швейной промышленности крайне ограиН ченны. Они ведут к прямому обеднению моделей, что чаще го бывает неприемлемым.Ж
Третий метод позволяет до определенной степени удовле^Ев 18■
Особую роль при прдекти/роваллл РТП играет отбор и нн. лнз моделей и конструкции изделий. Он должен ос уществл ять» на^основе базово-семейственного принципа и включать в сем отоор базовых моделей, их расчленение на сборочные единица дополнение множества сборочных единиц новыми элементами образование нового множества семейств моделей на основе б Я зо'вых, полученных как композиция указанных элементов. В ра、 боте [6] с помощью математического аппарата теории множеств показано, что такой подход позволяет получить весьма обшир^ ные множества, включающие до 50-106 элементов.
УНИФИКАЦИЯ ИЗДЕЛИЙ,ДЕТАЛЕЙ И ПРОЦЕССОВ ИХ ИЗГОТОВЛЕНИЯ
ЙТь как требования потребителей одежды, так и условия ее роизводства.
'Типизация в отличие от унификации не ведет, ：как правило, сокращению вариантов. Ее задача состоит в упорядочении ис- Одной информации и построении параметрических рядов.
Можно выделить следующие этапы унификации изделий (де- алей, конструкций) при подготовке роботизированного произ- водства одежды:
классификация и типизация изделий по назначению, применяемым материалам, базовым конструкциям. На этом этапе устанавливаются виды 'изделий и может проводиться межвидовая унификация;
“ разделение изделий на элементы, классификация и типизация элементов по конструкции, формам, размерам, установление гиповых рядов элементов. Здесь возможно сокращение количества элементов благодаря межгиповой унификации;
унификация элементов ——сокращение количества элементов по формам, размерам, конструкциям исходя из условий визуального восприятия или рекомендуемых размерных рядов;
параметрическая унификация элементов — сокращение количества элементов по какому-либо параметру исходя из возможностей применяемого обору|ДС|Вания; построенне унифици|ро- ванных рядов элементов по предпочтению.
Проиллюстрируем ход выполнения выделенных этапов унификации на примере унификации мужских сорочек.
Мужские сорочки классифицируются то назначению и применяемым материалам. По назначению выделеяо четыре группы (рис. 6): для торжественных случаев, для работы, для отдыха и для занятий спортом. Группы можно несколько переформировать: в первую включить сорочки, которые носят под пиджаком, зо вторую — без пиджака, в брюки (рабочая, форменная, для отдыха), 'В третью — для занятий спортом, поверх брюк.
Следующий классификационный признак ——применяемые материалы. Например, для первой группы ——это шелк, хлопок, полиэфир/хлопок и полиэфир/лен; для второй группы ——ХЛО'ПОК, шерсть, шерсть/хлопок, полиэфир/хлолок, полиэфир/лен, поли- эфир/шерсть и т. д. По виду рисунка на тканях выделены гладкокрашеные, с мел%И1М регулярньим рисунком, в мелкую клетку, в крупную клетку, в мелкую полоску, в разноцветные ПОЛО.СЫ.
Далее вводится единая базовая конструкция изделий или несколько базовых конструкций. При этом любая деталь внутри одной базовой конструкции соответствующего размера и роста может быть использована в любой модели, разработанной на ℃нове этой конструкции.
В коллекции моделей обычно содержится несколько базовых конструкций: с втачным рукавом, с рукавом реглан, цельновы- кроенная (кимоно); с различными видами застежек (централь- 2* . ■ 19
W "%A*AK
5£3 /也A*AKA .
П(Ш"КМ
С сдпатной застежкой
? 〃後mpo^ifou планкой
МУЖСКИЕ СОРОЧКИ
С кокетка" с кзтюглкспТ шюнкай
J бггшунмм рукавом
6 подгибку
* Реглан
Цельнокроена^
С цельнокроенойполомкой
£ вь/ma^ffNu Са встречной 'складкой
СПИНКИ —
，QueypHoo кокеткоО
，магк"м& складами
Lie爪 hq； кроеная
.Цельнокро- с отрезной 已化应стойкой
С настроуной' плануй
'закругленными краями
ВОРОТНИКИ —'
，п〃анко&-ру/ш-
, кам
袋漑觀办^嘘就％絵潜而而^
РУКАВА 4
с планкой в 刀иктебон шбе
карманы
& с卜叫映聲弊 краями Прямоугольный〃 скдаакои■ с планкой
с ОСШрЫМ KQH- а〃“ 〃 к ьапоном
Рис. 6. Классификация мужских сорочек и их деталей
рис. 7. Конструкции настрочных 1P-—卜 планокИ
ной, центрашьной короткой, боковой, двумя боковммн, без за- СТ6ЖЖ1).
На этом этапе может проводиться межвидовая унификация. Например, сорочка, попавшие в разные группы (для торжественных случаев и рабочая), могут иметь одинаковые модельные признаки, а отличаться только материалом и его расцветкой. Следующий зтап ——разбиение изделий на элементы и тнпн・ зация элементов. В конструкции сорочки можно выделить полочки, спинку, воротник, рукава с манжетами и карманы.
Полочки отличаются видом обработки планок под пуговицы и под петли, наличием кокетки и других дополнительных элементов, формой низа (прямо瓦 фигурной).
Спинки различаются наличием кокеткн, вытачек, складок.
BoipoTiHHtKH отличаются общей к0|Н1Струкцией (не〃ьнов瓦国роен- ный, отрезной, стойка и т. п.), формой отлета, внутренней конструкцией (с дублированной прокладкой, на «косточках» и др.)・
Рукава различаются длиной, конструкцией и формой манжет, обработкой разреза.
Карманы различаются формой, отделочными элемента(ми, наличием клапанов.
Таким образом, на этапе типизации.элементов учитываются практически все возможные варианты выполнения изделия.
Последующие два этапа — собственно унификация ——связаны с сокращением колдаества вариантов.
В.начале целесообразно провести унификацию конструкции элементов, не влияющую на их внешний вид и отчасти эксплуатационные показателе.
На рис. 7 приведены конструкции настрочных планок, одина* ковые по внешнему виду. Первый тип (рис. 7, а) может использоваться только на гладкокрашеных тканях, изнаночная сторона которых не отличается от лицевой. Второй тип (рис. 7,6) имеет более широкую область применения, следовательно, ему нужно отдать предпочтение. Применять отрезную планку (рис. 7, е), изготовление которой более трудоемко, следует только на тканях в клетку или полоску, где нельзя попользовать цельновы- кроенную планку.
Аналогичным образом из вариантов конструкции отлета воротника (без усилителей, с ткаными усилителями, с усилителя- мн в виде пасты, с усилителями типа 《косточка») следует выбрать один-два, отвечающие технологическим и потребительским требованиям. По условиям роботизации лучше всего, чтобы это бьгна прокладка с усилителями в внде пасты.
Далее проводится -сокращение вариантов в основном по раз； верным признакам исходя из визуального восприятия изделий
и его элементов. Например, таким образом унифицированы на кладные детали одежды, в том числе и накладные карман窗 сорочек [7].у “
'ПРОВОДЯ унификацию элементов, на этом этапе необходимо использовать возможности межтиповой унификации. Например конструкция и параметры центральной планки и планки карма- на могут полностью совпадать. Это же касается и отделочных элементов —「огон, пат, настрочных полос, складок.
Последний этап унификации, в результате которого должна °мть определены ряды унифицированных элементов по предпочтению, должен проводиться с учетом наличия конкретных вн* дов оборудования на предприятии.
Например, на предприятии имеется роботокомплекс или полуавтомат для настрачивания накладного кармана, фальцпреес, шве访нал машина с микропроцессорным управлением, швейная машина неавтоматического действия. Исходя из назначения из- дели瓦 серийности его изготовления, требований по качеству, "можно выбрать один из трех основных способов настрачивания накладного кармана: на полуавтомате или роботокомплексе, на швейной машине с микропроцессорным управлением -после фа ль- цевания краев на фальцпрессе, на швейной машине с ручным подгибанием краев. Первый способ наиболее производительный н предпочтительный по точности и качеству выполнения опера^ шт Однако полуавтомат имеет строго ограниченное число форм и размеров шаблонов и управляющих программ, более того, н| кем нельзя даже изменить расстояние от строчки до края кар| мана (табл. 1.1),|
Еслн требуются иные форма и размер кармана, ширина шва| то применяется фальцпресс, число шаблонов которого в 3——4 р重 за больше, и нет ограничений на ширину шва при настрачивав инн. Однако затраты времени при этом в 2—2,5 раза больше, чем в первом случае.
Наконец, последний способ дает полную свободу модельеру при выборе формы, конструкции, размера карманов, однако его П1роизводительность по сравнению с первым способом в 3—3,5 раза ниже, а качество выполнения операции полностью определяется квалификацией работницы.
Таким образом строятся унифицированные ряды деталей: первый ряд ——с учетом настрачивания на полуавтомате, второй ip兄工——с использсванием фальциреоса и т.，口. Каждо?му ряду пр^* сваивается. коэффициент, характеризующий трудоемкость изготовления деталей (табл. 1.2). Модельер на стадии проектирования модели может определить трудоемкость ее изготовления J решить вопрос о целесообразности тех или иных изменений пользу технологичности конструкции.i
Подобную работу целесообразно проводить при подготов!^ любого производства, а при организации |роботизированно1| производства одежды она совершенно необходима.j
КлассификационныйпризнакКлассификационныйпризнакКод группыКод группыЗначения признакаЗначения признакаКод вариантаКод вариантаформа карманаЙ о□форма карманаЙ о□Размер (/X/i), ммРазмер (/X/i), ммШирина шва, ммШирина шва, ммФорма закрепокФорма закрепокР110X130120X1401-30x160Ш1—23—4(1-2‘)十(5—6)Р110X130120X1401-30x160Ш1—23—4(1-2‘)十(5—6)7731 2 3 1 2 3 十 1 р р р ш ш ш J 331 2 3 1 2 3 十 1 р р р ш ш ш J 32 3 43 3 32 3 43 3 3ОО12 3ООО12 3ООО
Классификационныйпризнак
Классификационныйпризнак
Код группы
Код группы
Значения признака
Значения признака
Код варианта
Код варианта
форма кармана
Й о
□
форма кармана
Й о
□
Размер (/X/i), мм
Размер (/X/i), мм
Ширина шва, мм
Ширина шва, мм
Форма закрепок
Форма закрепок
Р110X130
120X140
1-30x160
Ш1—2
3—4
(1-2‘)十(5—6)
Р110X130
120X140
1-30x160
Ш1—2
3—4
(1-2‘)十(5—6)
7
7
3
1 2 3 1 2 3 十 1 р р р ш ш ш J 3
3
1 2 3 1 2 3 十 1 р р р ш ш ш J 3
2 3 4
3 3 3
2 3 4
3 3 3
О
О
12 3
ООО
12 3
ООО
Наличие отделочных
|^ементов
$з элементов
{J';iaiiKa ■
Встречная складка
Ряд 1-й
Ряд 2-й
Ряд 3-й
1.2. Ряды предпочтения накладных карманов (^-коэффициент трудоемкости)
• Кт = 0,8—1,0
3Ш12ф3Ш12ф4 4 4 一一一 3 3 3 ООО шшш ррр ф ф ф4 4 4 一一一 3 3 3 ООО шшш ррр ф ф ф3W 2 р 2 ф3W 2 р 2 ф4 4 4 3 3 3 ООО шшш ррр 2 2 2 ф ф ф4 4 4 3 3 3 ООО шшш ррр 2 2 2 ф ф фФ2 РО ШО 33 — 4Ф2 РО ШО 33 — 44 4 4 --- 3 3 3 333 ООО шшш р р р ф ф4 4 4 --- 3 3 3 333 ООО шшш р р р ф фФЗРОШОЗЗ-4ФЗРОШОЗЗ-4шшш ррр ф ффшшш ррр ф фф33 —33 —33 —33 —33 —33 —Ф4 РО ШО 33 — 4Ф4 РО ШО 33 — 4Примечания: случае ширины шва)2. Обозначение 3 четвертого вида.Примечания: случае ширины шва)2. Обозначение 3 четвертого вида.1. Обозначение Шможет быть любым.3—4 означает, что1. Обозначение Шможет быть любым.3—4 означает, чтоО означает, что значение признака (в даиЯ может выполняться закрепка третьего *О означает, что значение признака (в даиЯ может выполняться закрепка третьего *
3Ш12ф
3Ш12ф
4 4 4 一一一 3 3 3 ООО шшш ррр ф ф ф
4 4 4 一一一 3 3 3 ООО шшш ррр ф ф ф
3
W 2 р 2 ф
3
W 2 р 2 ф
4 4 4 3 3 3 ООО шшш ррр 2 2 2 ф ф ф
4 4 4 3 3 3 ООО шшш ррр 2 2 2 ф ф ф
Ф2 РО ШО 33 — 4
Ф2 РО ШО 33 — 4
4 4 4 --- 3 3 3 333 ООО шшш р р р ф ф
4 4 4 --- 3 3 3 333 ООО шшш р р р ф ф
ФЗРОШОЗЗ-4
ФЗРОШОЗЗ-4
шшш ррр ф фф
шшш ррр ф фф
33 —
33 —
33 —
33 —
33 —
33 —
Ф4 РО ШО 33 — 4
Ф4 РО ШО 33 — 4
Примечания: случае ширины шва)
2. Обозначение 3 четвертого вида.
Примечания: случае ширины шва)
2. Обозначение 3 четвертого вида.
1. Обозначение Шможет быть любым.
3—4 означает, что
1. Обозначение Шможет быть любым.
3—4 означает, что
О означает, что значение признака (в даиЯ может выполняться закрепка третьего *
О означает, что значение признака (в даиЯ может выполняться закрепка третьего *
Особую роль при подготовке роботизированного произволе ва одежды играет исследование и унификация свойств текстик них материалов. Известно, что число комбинаций материал по видам волокон, содержанию синтетики, виду переплетет состоянию поверхности достигает 8-105, причем ежегодно э величина растет на десятки тысяч ноевых комбинаций. В шир ких пределах могут изменяться свойства материалов, в/и兄ющ на процессы манипулирования деталями швейных изделий (ъ эффициент тангенциального сопротивления, жесткость, воздух проницаемость, толщина и т. д.). [
К настоящему времени еще не создано технических сред^ способных производить поштучное отделение деталей из любь| текстильных материалов от пачки. Все имеющиеся средства 哂 гут надежно работать с довольно ограниченным кругом мам риалов. I
В таких условиях при подготовке производства необходиЯ заранее выяснить предельные возможности имеющихся техм чески,х средств, прежде всего устройюив для отделения детали от пачки. Необходимо иметь количественные значения свойсЯ материалов, при которых еще обеспечивается функционированЯ процесса с заранее заданной надежностью. Пусть предельн^ значения свойств определены опытным путем, обозначим н[ |S1|, |s2|, .. ., js/l， I
Необходимо все множество текстильных материалов разбить на прунпн，отшичающ-иеся значениями их свойств, в〃н兄ющих на процесс манипулирования. Например, специалисты ГДР предло- *и」н разбить множество материалов на четыре группы [8].
Материалы первой группы —— преимущественно из полиэфирных волокон ——имеют плотную гладкую поверхность, низкую воздухопроницаемость и незначительную силу сцепления между слоями.
Материалы второй группы — из полиамадных волокон —— имеют рыхлую поверхность с низкой силой сцепления между слоями.
Материалы третьей группы —— из смесовых тканей (80 % хлопка и 20% полиэфирных волокон) — имеют ворсованную поверхность. Сила сцепления между слоями больше, чем у материалов двух первых групп, но не превышает силы тяжести нижнего слоя материала.
У материалов четвертой группы —— хлопчатобумажных——сила сцепления между слоями больше силы тяжести нижнего слоя матер'иала.
Такая классификация не учитывает некоторых важных характер wcTHiK материала и может быть рассмотрена в качест- ве первого шага к ун1И|фжащии свойств текстильных материалов.
После определения предельных значений ювойств |si| 'и группирования свойств материалов необходимо проводить 'исследования и анализ всех видов материалов, поступающих в произ-
водство.
Если значения их свойств s】,s?,... Qt не превышают .предельных значений ®|, |^2|,... , |s儿 то эти материалы могут поступить в производство. При этом возможны три случая.
Первый —— запуск нового материала не требует никаких переналадок устройств манипулирования.
Второй — запуск нового материала требует регулировок элементов устройств манипулирования.
Третий — запуск нового материала требует замены отдель-1 ных устройств, например, для поштучного отделения. В этом случае значение $力 материала превосходит ®| конкретного уст・ р。限 гв а,, но имеется другое устройство, у которого |s 力 >5兀
В том случае, если на предприятии отсутствуют устройства, У которых |5；| >s^ требуется проведение новой разработки уст* Ройстаа манипулирования либо следует отказаться от приме- нени只 данного материала.
Унификация технологических ^процессов делится на пять. Уровней. На нижнем уровне унифицируются ходы. Здесь могут бнть выделены рабочие ходы, связанные с изменением формы, Уединением деталей, ；и вспомогательные перемещения.
Второй уровень унификации — переход. Это такой элемент °перации, как загрузка оборудования, выгрузка, обработка и
25
т. п. Здесь унифицируются тип стежка, элементарные контур] обработки (соединения) и т. д. ]
Третий уровень унификации — элементарная схема обрабо! ки (сборки). В этом случае упорядочиваются поел едов ат ел ьн od тн элементарных контуров обработки. 1
Четвертый уровень унифи-кации ——операция. Отличительна особенность этого уровня — связь со структурными свойствам деталей, в то время как предыдущим уровням свойственна на зависимость от конкретного вида детали. Объекты типизаци этого уровня ——вид и характер обработки некоторой rpyinni деталей, технологическое оборудование и вид оснастки. ]
Пятый уровень унификации —— маршрут обработки детала В этом случае унифицируется последовательность операций, ка торая справедлива для множества деталей, принадлежащих 1 одной классификационной совокупности. |
Такой подход к унификации технологических процессов 也《 山ает обязательным использование агрегатно-модульного прин цила создания технологического оборудования. Имеется в видч что АОК должен состоять из модулей, структура и параметр, которых способны легко меняться в зависимости от требовании Например, наряду с модулями автоматической загрузки дета лей должен быть предусмотрен модуль ручной загрузки для т@ случаев, когда поступают детали из трудно1перерабатываемог| материала или неунифицированных параметров для изготовлю ■ния малой серии изделий и т. д. |
ГРУППИРОВАНИЕ ДЕТАЛЕЙ 1
Важный этап подготовки группового технологического пра цесса ——это груади：ро1ваяие,деталей. Пс^дirpyimn-овым технологичен ким процессом понимается совокупность групповых технологи веских операций, обеспечивающих обработку (сборку) различ ных деталей группы (или нескольких групп) по общему технея логическому маршруту. При групповом технологическом марля руте некоторые детали или их группы могут пропускать отделы «ые операции. J
Отметим, что группой называется совокупность деталей, х4 растеризуемая общностью оборудования, оснастки и техноля гического процесса. 1
Грушпирование деталей швейных изделий может произв@ даться по конструктивным признакам деталей (сборочных едя ниц): размерам, количеству соединяемых деталей, форме, м, териалам либо по технологическим признакам операций: вид! технологического процесса, способу соединения, виду шва и т.用
Первый подход -при своей реализации требует замены ра6@ чих органов — шьющих головок — ,и до сих пор не получил ши рокого распространения, но интенсивно разрабатывается в рам ках Я1ПОНСКОГО проекта создания роботизированного произвол^ 26 扌
；тВа [9]. В этом случае требуется создание швейных обрабатьг заюших центров. Например, все лолочки сорочки рассматрива- отся как единая группа, а олерации, производимые с полочка- ми, как модификации группы, т. е. операции, реализуемые смен- нккн элементами — петельными, пуговичными, лрямострочны- мн головками. .
Второй подход для швейного производства более естествен- нЫй> что объясняется традицией создания оборудования в виде операционных машин (например, полуавтоматов).
При втором подходе требуется группировать детали ло признакам операций (виду контура обработки, виду инструментов, ^числу подгибок И Т. Д.).з
I Например, имеется прямострочный полуавтомат, предназначенный для застрачивания планки сорочки. Требуется сгр}<ппи- р0Вать остальные детали с целью обработки на этом оборудовании Анализ показал две возможности группирования: включить [в группу детали других размеров, но с аналогичным видом шва (например, карманы, короткие рукава), причем требуется замена либо отключение укладчика; сгруппировать по размерам детали с частичным соответствием (вида шва. В частности, при двух параллельных строчках может изменяться вид подгибки. Для реализации требуется замена приспособления.
Алгоритм группирования деталей по технологическим про- I цессам, представленным графами-структурами, и терминология I приведены в работе [4].
Имеется N деталей, каждая из которых описывается техн о л о- I гическими операциями в виде цепочки s, °2, °з,°*・ Процесс
I группирования градов выполняется 旧 три этапа. На первом эта- I пе все детали упорядочиваются по длине цепочки. Наиболее I длинная последовательность операций принимается за основной I лидер. Для всех деталей, начиная со второй, проверяется воз- I можность включения ее графа в основной лидер. При анализе I возможности .присоединения детали к лидеру допускаются про- I пуски операций в лидере, но без изменения их последо!ватель- I ности. Первая деталь, граф которой не вкладывается в основной лидер, считается вторым лидером. Тем самым осуществляется вы-деление лидера и их групл для всей совокупности деталей “•
I В результате множество графов (деталей) разбивается на не- пересекающиеся подмножества (группы). Каждая группа имеет ■лидера, остальные детали, входящие в данную группу, являются
I подграфами графа-лидера. С позиций технологии это означает, ЧТО для любой группы деталей можно сформировать единую по-
I сле|ДовательН|Ость технологических операций. Ею может бнть I ^юбая технологическая последовательность, полученная из гра- I Фа-лидера, а остальные детали будут обрабатываться по этой I последовательности с пропусками некоторых операций.
I Если даны два графа А ,и В, то граф А считается подграфом I гРаФа В (АиВ), если множество вершин Л является подм*ноже-
сивом вершин В и при существовании пути между вершина а и а； графа 4 имеется путь между соответствующИ|Ми верп нами графа В. Путем называется непрерывающаяся последо. тельность связей (дуг).
Для иллюстрации последующих рассуждений рассмотр следующий пример. Введем следующие обозначения операц] ■1 ——застрачивание цельновыкроенной планки (вне зависимо( от схемы шва, так как схема шва может изменяться замеь приспособления)； 口2 — изготовление метель; аз 一 пришива! пуговиц;仪4—настрачивание кармана. Тогда обработка пола сорочки с петлями выразится графом А (рис. 8), обработка : лочки без накладного кармана — графом 8, обработка полек с пуговицами ■— графом С, обработка накладного кармана графом D.
Выбираем граф Л в качестве лидера. В силу сформули. ванного выше определения граф В будет подграфом графа 厶工 е. 8и4 Очевидно, детали, описываемые графами Я и можно объединить в группу, так как для них допустима лю€ ■ технологическая последовательность, получаемая из графа При этоад на операциях щ и @2 повышается запрузка оборудо ния. Граф А полностью описывает группу и является графе лидером. Первая деталь, которая не может быть присоедини
Рнс. 8. Графы выполнения технологических операцийРнс. 8. Графы выполнения технологических операцийdGHDdGHD
Рнс. 8. Графы выполнения технологических операций
Рнс. 8. Графы выполнения технологических операций
dGHD
dGHD
к графу-лидеру, становится лидером следующей группы. В на* тем случае лидер ново丘 группы —— граф С, а его подграф —— граф °. На этом первый этап группирования заканчивается.
На втором этапе группирования лидером объединенной группы становится один из бывших лидеров, на граф которого накладываются дополнительные связи. Пусть мы имеем граф Е, изображенный на рис. 8. Сравним его с графом-лидером С.
Из рис. 8 видно, что С把EUC, но если на граф 右 наложить дополнительную связь аз ~〃4, то получим граф Е‘, причем СиЕ'. Наложение дополнительных связей уменьшает общее количество последовательностей, которые можно получить из данного графа. Поэтому, начиная со второго этапа, необходимо обоснованно выбирать лидеро：в. Критерием выбора может служить средняя загрузка оборудования, которая определяется следующим образом:
л7 s =
где k ——количество вершин графа-лидера; ^ ——число деталей в группе; а”一время на обработку i-й детали на /-й операции; [ 2 。门]—целая часть числа; §j——коэффициент, учитывающий степень важности недогрузки /-го вида оборудования.
На третьем этапе происходит объединение как с наложением связей, так и 仁 добавлением вершин. Графы Л и С на рис. 8 различаются по составу вершин, поэтому не могут быть 'подграфами друг друга.
Если рассмотреть усеченньге графы 4’ и С, т. е. графы 4 用 С после удаления оригинальных вершин。2 и Оз, то они совпадут. Добавив ,к графу 4’ ранее усеченные вершины и связи, получим новый граф Л*. Загрузка же оборудования повысится только на операциях, попавших ш область пересечения (4‘ или С'). Объе-
-Динение групп производят до тех пор, пока улучшаются показатели s запрузки обору口ованк血 или пока загрузка s не достигнет предварительно заданного значения. После этого группа считается сформированной.
На основании изложенного можно сделать следующий вывод. С позиций технологии 】в настоящее время принята поузловая специализация участков (участок по изготовлению полочек, Участок по изготовлению мелких деталей, в том числе карманов Н г д.). При групповой технологии принята .пооперационная специализация, т. е. полочки и карманы изготовляются ,на одно>м Участке, так как ъключают аналогичные операции (застрачива- Ние планки, пришивание пуговицы и т. д.).
Глава 2. ОСОБЕННОСТИ РОБОТИЗИРОВАННОЙТЕХНОЛОГИИ ШВЕЙНЫХ ИЗДЕЛИЙ
Технологический процесс изготовления швейных изделие представляет собой совокупность большого количества операций обработки и сборки деталей из текстильных материалов. Основными видами технологических процессов обработки и сборка швейных изделий являются соединение, формование и резание Соединение деталей осуществляется посредством ниточных клеевых и сварных швов. Формование применяется для пр ид а- ния формы деталям, частным случаем формования является вы ворачивание. Резание служит для снятия припуска деталей ил! для разъединения деталей, обработанных совместно. Поскольк! четкая граница между обработкой и сборкой отсутствует, а об работку можно рассматривать как частный случай сборки, т( в дальнейшем, говоря о процессе сборки, подразумеваем Kai собственно сборку, так и обработку.
Детали крояДетали кроя.I уровень II уровень. III уровень IV уровень.I уровень II уровень. III уровень IV уровеньЗаготовительные операцииМонтажные операцииЗаготовительные операцииМонтажные операции
Детали кроя
Детали кроя
.I уровень II уровень. III уровень IV уровень
.I уровень II уровень. III уровень IV уровень
Заготовительные операцииМонтажные операции
Заготовительные операцииМонтажные операции
Рис. 9. Схема процесса сборки швейного • изделия
Инструменты, 'приспособленияИнструменты, 'приспособленияВспомогательные материалыВспомогательные материалыЗадание П на опера цию 口 口 口 JЗадание П на опера цию 口 口 口 J
Инструменты, 'приспособления
Инструменты, 'приспособления
Вспомогательные материалы
Вспомогательные материалы
Задание П на опера цию 口 口 口 J
Задание П на опера цию 口 口 口 J
Процесс сборки швейного изделия может рассматриваться как множество операций по сборке деталей из текстильных ма- териалов, выполняемых как последовательно, так и параллель- н0> На рис. 9 представлена схема процесса сборки изделия. В процессе выделены сборочные операции (СО) нескольких уровни： COj — 'Соединение деталей кроя в сборочную единицу; CQ — присоединение детали кроя к сборочной единице или обработка деталей, прошедших предварительную обработку; СОз — соединение нескольких простых 'сборочных единиц; СО4 — соединение сложных сборочных единиц. Как правило, в процессах принято выделять заготовительные и монтажные операции. Четкую границу между заготовкой и монтажом провести слож- н0> Обычно монтаж начинается с уровня СОз и характеризуется приданием изделию объемной формы. Если трудоемкость отдельных сборочных операций остается неизменной, то трудоемкость сборочного процесса в целом пропорциональна числу сборочных операций.
Рассмотрим более подробно структуру сборочной операции. В случае пачковой системы питания рабочих мест, принятой на подавляющем большинстве сборочных операций, она имеет ®ид, изображенный на рис. 10. На вход сборочной операции поступает после транспортирования (ТР)月 пачек деталей или сборочных единиц. Затем м раз по числу деталей в парках повторя-
□ формация о вы-, полнении зада-
&4
Рис. 10. Структура сборочной операции
(2.1(2.1(2.2)(2.2)
(2.1
(2.1
(2.2)
(2.2)
ются подпроцессы загрузки-'выгрузки 3 и В деталей и собствен но сборки СБ. В результате выполнения операции образуете партия (пачка) сборочных единиц. В ряде случаев удаетс обеспечить не последовательную сборку, повторяющуюся п раз а параллельную или одновременную сборку, повторяющуюс I раз, причем /<л. Тогда трудоемкость сборочной операци выразится так:
л — I А
7СВ= X W(*〃 + ^ + е)'
где 裔力 f СБ^,纭,一время соответственно загрузки детали, собственно сбор кн и выгрузки сборочной единицы при выполнении i-й операции.
Анализируя выражение (2.1), можно выделить следующи возможности снижения общей трудоемкости сборочной операци
Изменение способа соединения деталей и на этой основ уменьшение /сбр
. Изменение способа подачи, ориентации и вывода детале из рабочих зон, т. е. снижение /3Z/ и /вг
Уменьшение количества 月 собираемых деталей.
Замена последовательной сборки на параллельную, т. увеличение 厶■
Рассмотрим, каким образом эти 1возможности могут быт реализованы при роботизации процессов сборки швейных изд ЛИЙ.
ПРОЦЕССЫ СОЕДИНЕНИЯ И ФОРМОВАНИЯ
В настоящее время свыше 90 % соединений деталей(прихо- дится на ниточные соединения. Между тем им присущи некого рые недостатки, существенно затрудняющие эффективную ро ботизацию сборочных процессов. Основные из них следующие
Низкая надежность из-за возможности обрыва, пропуск и недостаточной затяжки стежков. При работе на швейной ма шине челночного стежка один обрыв приходится на 40——50 строчки. Если в смену оборудование производит 2000 сборочны единиц, то при средней длине строчки на сборочную единиц 0,5 м оборудование 20 раз в смену будет остановлено из-за о рыва ниток.
Необходимость замены шпули при выполнении строке челночного переплетения. Емкость шпуль колеблется в зави-си мостн от линейной плотности ниток и конструкции челнока oi 40 до 180 м. При тех же условиях, что и в предыдущем прим ре, оборудование будет остановлено для замены шпули 5—2 раз в смену.
Необходимость смены цвета ниток при изготовлении разноцветных изделий. На отдельных видах ассортимента число смен цвета ниток .может достичь 10—12 раз в смену.
32
Необходимость обрезки ниток между деталями или при окончании строчек. Правда, в последнее время применяются надежные и отработанные устройства для обрезкн ниток, но их наличие ведет к усложнению оборудования и к снижению его надежности, так как на 100 циклов обрезки возможен один. сдой. Это приведет еще к 20 остановам оборудования в смену.、
Необходимость охвата соединяемых деталей с двух сторон. Шьющие органы швейных машин располагаются по разные стороны материала: с одной стороны игла, с другой —— челнок иЛИ петлитель. Это в ряде случаев существенно затрудняет ав： томатизацию процесса сборки.
Последовательный способ прокладывания строчек. Строчка представляет собой совокупность стежков, выполняемых во времени последовательно. Это позволяет легко изменить контур строчки, но снижает щоизводительность ниточного соединения.
Перечисленные недостатки ниточных соединений приводят к- тому, что оборудование может быть остановлено до 70 раз в， смену и его роботизация в таких условиях будет неэффективной:.
Рассмотрим некоторые -возможности компенсации недостат
ков ниточного соединения.
Замена строчек челночного переплетения на строчки цепного переплетения. При этом в 2——2,5 раза уменьшается число обрывов ниток [10], исключаются остановы оборудования по причине замены шпули, так как длина ниток в бобине более чем в 200 раз превосходит длину нитак в шпуле. Переход к строчкам двухниточного цепного стежка позволяет на 20 % повысить число оборотов главного вала швейной машины по сравнению с машинами челночного стежка,
Известны и другие достоинства строчек цепного переплете- нп兄：эластичность, большое разнообразие, красивый внешний вид и т. д. [11].
Строчки цепных стежков имеют два недостатка: возможность их распускания и .повышенный расход ниток. Однако некоторые цепные строчки являются труднораспуокаемыми и этот недостаток может практически не сказываться при эксплуатации швейных изделий. Отношение длины 厶式 ниток, требующихся на строчку двухниточного цепного стежка, к длине 厶口 ниток, приходящуюся на стройку челночного стежка, можно определить следующим образом [12]:
Ln _ 2/ + А _ ] _j!—
77 -1+恤
гце / — длина стежка; h — толщина соединяемых деталей.
Очевидно £ц/Ьч растет с увеличением длины стежка и уменьшается при увеличении толщины соединяемых деталей.
При 2=1,5—з,5 мм и /1 = 0,2—2,5 мм отношение LJL4 нахо- 4Нтся в пределах 1,37—1,94.
3—137333
«Экстра»№ 4050,0№ 5039,4№ 6030,3№ 8022,725ЛХ22,036ЛХ33,022〃24,533〃37,5«Экстра»№ 4050,0№ 5039,4№ 6030,3№ 8022,725ЛХ22,036ЛХ33,022〃24,533〃37,5НесмотряНесмотря5 J9O5O'8君u^o^a^e^-thj^r^q^5 J9O5O'8君u^o^a^e^-thj^r^q^■9'9JBJ3 二18 6 4 8 4 - 一■9'9JBJ3 二18 6 4 8 4 - 一сго^сгб лъо^я^и^сго^сгб лъо^я^и^7 4 10 8 0弘4%4&722113 37 4 10 8 0弘4%4&722113 3на указанные недостатки, наблюдаетсяна указанные недостатки, наблюдаетсявытеснения челночных строчек строчками цепного стежка. У# сейчас в процессах по .изготовлению мужских сорочек строчк цепного переплетения составляют до 50 % всех строчек ——npai тичеоки все прямые строчки и строчки с малым отклонением с прямой. В дальнейшем их доля может достигнуть 65—70 现 Это создает хорошие предпосылки для роботизации сбороднм процессов изготовления сорочек. .2. Применение ниток с повышенной разрывной нагрузко] К таким относятся армированные нитки, состоящие из лавсаж вой основы и покрытия из хлопчатобумажных волокон, а так邦 нитки из лавсановых волокон. .вытеснения челночных строчек строчками цепного стежка. У# сейчас в процессах по .изготовлению мужских сорочек строчк цепного переплетения составляют до 50 % всех строчек ——npai тичеоки все прямые строчки и строчки с малым отклонением с прямой. В дальнейшем их доля может достигнуть 65—70 现 Это создает хорошие предпосылки для роботизации сбороднм процессов изготовления сорочек. .2. Применение ниток с повышенной разрывной нагрузко] К таким относятся армированные нитки, состоящие из лавсаж вой основы и покрытия из хлопчатобумажных волокон, а так邦 нитки из лавсановых волокон. .Отечествен1ной промышленностьюОтечествен1ной промышленностьюные нитки 25ЛХ и 36ЛХ, 22Л, ЗЗЛ и др. Основныеные нитки 25ЛХ и 36ЛХ, 22Л, ЗЗЛ и др. Основные(выпускаются(выпускаютсяа также нитки из лавсановых характеристики этих ниток ва также нитки из лавсановых характеристики этих ниток внии с нитками《Зкстра》приведены в табл. 2.1.Анализ данных табл. 2.1 показал, что разрывная нагрузк армированных и лавсановых ниток в 1,5—2 раза выше, че хлопчатобумажных с одинаковой линейной плотно'стью, а уд;п некие при разрыве в 3,5——4 раза больше, чем хлопчатобумая ных. Эти свойства ниток предолределили снижение обрывное! при их использовании в 1,6—1,8 раза, однако их применениении с нитками《Зкстра》приведены в табл. 2.1.Анализ данных табл. 2.1 показал, что разрывная нагрузк армированных и лавсановых ниток в 1,5—2 раза выше, че хлопчатобумажных с одинаковой линейной плотно'стью, а уд;п некие при разрыве в 3,5——4 раза больше, чем хлопчатобумая ных. Эти свойства ниток предолределили снижение обрывное! при их использовании в 1,6—1,8 раза, однако их применение2.1. Характеристика швейных ниток
«Экстра»
№ 40
50,0
№ 50
39,4
№ 60
30,3
№ 80
22,7
25ЛХ
22,0
36ЛХ
33,0
22〃
24,5
33〃
37,5
«Экстра»
№ 40
50,0
№ 50
39,4
№ 60
30,3
№ 80
22,7
25ЛХ
22,0
36ЛХ
33,0
22〃
24,5
33〃
37,5
Несмотря
Несмотря
5 J9O5O'8君u^o^a^e^-thj^r^q^
5 J9O5O'8君u^o^a^e^-thj^r^q^
■9'9JBJ3 二
18 6 4 8 4 - 一
■9'9JBJ3 二
18 6 4 8 4 - 一
сго^сгб лъо^я^и^
сго^сгб лъо^я^и^
7 4 10 8 0
弘4%4&722
113 3
7 4 10 8 0
弘4%4&722
113 3
на указанные недостатки, наблюдается
на указанные недостатки, наблюдается
вытеснения челночных строчек строчками цепного стежка. У# сейчас в процессах по .изготовлению мужских сорочек строчк цепного переплетения составляют до 50 % всех строчек ——npai тичеоки все прямые строчки и строчки с малым отклонением с прямой. В дальнейшем их доля может достигнуть 65—70 现 Это создает хорошие предпосылки для роботизации сбороднм процессов изготовления сорочек. .
2. Применение ниток с повышенной разрывной нагрузко] К таким относятся армированные нитки, состоящие из лавсаж вой основы и покрытия из хлопчатобумажных волокон, а так邦 нитки из лавсановых волокон. .
вытеснения челночных строчек строчками цепного стежка. У# сейчас в процессах по .изготовлению мужских сорочек строчк цепного переплетения составляют до 50 % всех строчек ——npai тичеоки все прямые строчки и строчки с малым отклонением с прямой. В дальнейшем их доля может достигнуть 65—70 现 Это создает хорошие предпосылки для роботизации сбороднм процессов изготовления сорочек. .
2. Применение ниток с повышенной разрывной нагрузко] К таким относятся армированные нитки, состоящие из лавсаж вой основы и покрытия из хлопчатобумажных волокон, а так邦 нитки из лавсановых волокон. .
Отечествен1ной промышленностью
Отечествен1ной промышленностью
ные нитки 25ЛХ и 36ЛХ, 22Л, ЗЗЛ и др. Основные
ные нитки 25ЛХ и 36ЛХ, 22Л, ЗЗЛ и др. Основные
(выпускаются
(выпускаются
а также нитки из лавсановых характеристики этих ниток в
а также нитки из лавсановых характеристики этих ниток в
нии с нитками《Зкстра》приведены в табл. 2.1.
Анализ данных табл. 2.1 показал, что разрывная нагрузк армированных и лавсановых ниток в 1,5—2 раза выше, че хлопчатобумажных с одинаковой линейной плотно'стью, а уд;п некие при разрыве в 3,5——4 раза больше, чем хлопчатобумая ных. Эти свойства ниток предолределили снижение обрывное! при их использовании в 1,6—1,8 раза, однако их применение
нии с нитками《Зкстра》приведены в табл. 2.1.
Анализ данных табл. 2.1 показал, что разрывная нагрузк армированных и лавсановых ниток в 1,5—2 раза выше, че хлопчатобумажных с одинаковой линейной плотно'стью, а уд;п некие при разрыве в 3,5——4 раза больше, чем хлопчатобумая ных. Эти свойства ниток предолределили снижение обрывное! при их использовании в 1,6—1,8 раза, однако их применение
Условное ' обозначение
Линейная плотность.
Разрывная нагрузка. Н
Коэффициент вариации по разрывной нагрузке, %
Удлинение прн разрын %
Белые
Цветные
машинах цепного стежка может приводить к повышенном стягиванию швов.
Переход к физико-химическим методам соединения детг лей швейных изделий: сварным, клеевым и основанным 工 впрыскивании полимерного вещества в материал.
Достоинства этих методов для роботизации: высокая надея ность процесса, отпадает необходимость в смене цвета 'ниток их обрезки, в остановке процесса для перезаправки машин и т. д. В ряде случаев удается с их пО'Мощью перейти от посл< довательного прокладывания строчек к параллельному. Напр〕 мер, изготовление петли методом сварки осуществляется благ( даря применению специального электрода за один прием.
Сварные швы в производстве одежды используют давно, однако область их применения невелика. Это связано с тем* чт0 для надежного соединения деталей необходимо, чтобы в их материале содержалось не менее 60 % синтетических волокон.. Ожидаемые в начале 70-х годов темпы использования синтети- ческих волокон для производства материалов одежды не подтвердились. Более того, имеется тенденция к снижению их^со- держания в высококачественной одежде, одежде для детей к молодежи, ,в частности в курточном ассортименте, и т. д.
Из существующих методов сварки для термопластичных ма- тер палов ——!dOiPi»4ihm всздухом, т е р-м о，ио н т акт кого, то.камй высо^ кОй частоты (ТВЧ) и ультразвуком (УЗ)—— первые два используются только для сварки синтетических материалов (поливинилхлорида, полистирола, полипропилена, полиэтилена и т, д.) или материалов с синтетическим покрытием, доля которых в современной одежде очень мала. В связи с этим практического внимания с точки зрения применения сварных методов соединения деталей для роботизации процессов заслуживают ТВЧ- метод и УЗ-метод. 1
При ТВЧ-методе термопластичный материал помещается между двумя электродами, к которым подается переменный электрический ток высокой частоты. В электрическом поле заряженные частицы, образующие молекулы пластмассы, поляризуются вследствие их смещения в направлении электрического поля. При высокой частоте изменений направления электрического тока смещение зарядов частиц полимера запаздывает, а для их поляризации затрачивается энергия поля, которая выделяется в виде тепла внутри самого материала. Выделяемого тепла достаточно для сваривания термопластических материалов, причем разогрев происходит очень быстро. Если электроды сжимают материал, т. е. создают давление в зоне разогрева, то образуется сварное соединение. Электроды при этом остаются холодными, поэтО|Му прикасающийся к ним материал .не налипает на них.
Описанный метод используется для прикрепления к тканым деталям эмблем из термопластических материалов. Метод применяется сравнительно давно и заключается в том, что материал эмблемы (обычно пластифицированный поливинилхлорид) укладывается на тканую деталь и помещается между двумя металлическими пластинами, к которым подается электрический ток высокой частоты. Верхняя пластина (электрод) имеет вн- стУпы, определяющие рисунок эмблемы. На участках выступов обеспечивается давление, способствующее скреплению полимера с материалом детали. На остальных участках полимер хотя и разогревается, но не проникает в структуру ткани. После окон- "ання процесса сварки лишний полимерный материал до своего полного остывания должен быть удален с тех участков, которые Не ^ыли подвергнуты давлению.
3* 35
700-1000-1400X1000X11200020700-1000-1400X1000X11200020на деталях сна деталях сПоказательБШМ-1БШМ-2, 15ШМ-3УПУ-1ПоказательБШМ-1БШМ-2, 15ШМ-3УПУ-112 3—1012 3—1010He более 5 0,5X410He более 5 0,5X42.2. Характеристики машин для сварки деталей УЗ-методом2.2. Характеристики машин для сварки деталей УЗ-методом8X40Не более 28X40Не более 2Производительность, м/мин 血аг сварной строчки, мм Длина участка сварки, ммПроизводительность, м/мин 血аг сварной строчки, мм Длина участка сварки, ммТолщина свариваемых материалов, Не более 2 ммТолщина свариваемых материалов, Не более 2 мм0,2-20,2-2строчку)строчку)иисплошныесплошныелрессовая、лрессовая、установкаустановкасварные швы.Разработана также ультразвуковая .УПУ-1, предназначенная для вы1П>олнения петель и закрепок насварные швы.Разработана также ультразвуковая .УПУ-1, предназначенная для вы1П>олнения петель и закрепок на
700-1000
-1400X1000X11200020
700-1000
-1400X1000X11200020
на деталях с
на деталях с
Показатель
БШМ-1
БШМ-2, 15ШМ-3
УПУ-1
Показатель
БШМ-1
БШМ-2, 15ШМ-3
УПУ-1
12 3—10
12 3—10
10
He более 5 0,5X4
10
He более 5 0,5X4
2.2. Характеристики машин для сварки деталей УЗ-методом
2.2. Характеристики машин для сварки деталей УЗ-методом
8X40
Не более 2
8X40
Не более 2
Производительность, м/мин 血аг сварной строчки, мм Длина участка сварки, мм
Производительность, м/мин 血аг сварной строчки, мм Длина участка сварки, мм
Толщина свариваемых материалов, Не более 2 мм
Толщина свариваемых материалов, Не более 2 мм
0,2-2
0,2-2
строчку)
строчку)
и
и
сплошные
сплошные
лрессовая、
лрессовая、
установка
установка
сварные швы.
Разработана также ультразвуковая .
УПУ-1, предназначенная для вы1П>олнения петель и закрепок на
сварные швы.
Разработана также ультразвуковая .
УПУ-1, предназначенная для вы1П>олнения петель и закрепок на
Трудоемкость операции определяется в основном временем удаления лишнего материала: чем больше замкнутых участка необходимо удалить, тем больше трудоемкость. Кроме тог автоматическое удаление лишнего материала при большом к личестве участков очень затруднено. В условиях роботизирован ного процесса необходимо подбирать такие рисунки эмблем которые бы давали минимальное количество замкнутых участ ков.
Проведенные в ЦНИИШПе и ЦНИИбыте экспериментал ные исследования показали, что эмблемы, выполненные св а ны,м способом, выдерживают до 40 сти；рО|К с кицгяненнем и с и( 'пользованием универсальных моющих средств. Гладить эмбл му следует с изнаночной стороны или через проутюжильник пр температуре 180 ℃.
Для изготовления эмблемы ТВЧ-методом используется прес УЗП-2500-А производства НРБ, техническая характеристика ко тор ого приведена ниже:
Производительность штук в смену Потребляемая мощность, кВт.
Габарит, мм
Масса, кг
При УЗ-методе сварки термопластичный материал подверга ется воздействию ультразвуковых колебаний с одновременны давлением, создаваемым металлическими излучателями, преоб разующими электрические колебания в механические. Под воз действием ультразвуковых колебаний свариваемые поверхност переходят в вязкотекучее состояние и соединяются.
Прочность сварного соединения ниже аналогичного ниточ ного ——разрывная нагрузка на 30——50% меньше даже для ткане со 100 %-м содержанием термопластичных волокон. Чтобы пр близить прочность сварного шва к ниточному приходится ув личивать -время воздействия ультразвуковых колебаний на каЖ дый участок шва и зону сварки (ширину стежка). Имеются та же существенные сложности в обеспечении заданной прочност сварного соединения при переходе линии оваркн через ме^тны] утолщения, например поперечные твн. В этом случае необх дим о автоматически регулировать мощность источника ультр звуковых колебаний или время воздействия ультразвуковн колебаний на соответствующие участки шва, что на практик
затруднительно.
Для выполнения краевых сварных швов
10：0 %-м содержанием полмзДжрннх и по^л и амидных воли аО серийно выпускается 'Машина БШМ-1 и готовятся к произво.工ст ву усовершенствованные машины БШМ-2 и БШМ-3. Они со сто ят из механизма подачи ткани реечного типа и сварочного)ст ройства с генератором ультразвуковых колебаний. На них мо求
но получать пунктирные (имитирующие
деталях одежды, изготовленной из тканей и трикотажных полотен из термопластичных волокон.
Наличие датчика проплава прорези петли повышает надежность установки и улучшает качество юбрабатываемого изделия. Петли и закрепки, выполненные н4 установке, выдерживают разрывную нагрузку не менее 2,24-104 Н/м для всех видов полиамидных эфирных полотен, за исключением кружевных, на которых обеспечивается прочность не менее 0,12^ 104 Н/м. ,
Технические характеристики машин БШМ и установки УПУ-1 промышленного объединения «Промш^зеймаш» (г. Орша) приведены в табл. 2.2.
Разработан метод безниточного прикрепления пуговиц к тка- певьгм деталям и изделиям, получивший название《Комби-текс》 【6]. Сте|Циальные пу>г01ВИ|ЦЫ на ножках из термопластического материала (рис. 11,2) устанавливаются на ткань и прижимаются сверху металлической пластиной, а снизу металлическим излучателем УЗ-колебаний. При одновременном воздействии на пуговицы УЗ-колебаний и давления материал ее ножки нагре- вается до внзкотеку^его состоявля и щрон切кает в структуру уани, а затем формируется на другой ее стороне (рис. 11,6). Количество слоев ткани, толщина и состав материала изделия 1 署 оказывают влияния на прочность прикрепления пугов'ицы. прочность прикрепления пуговицы оказывается выше прочности тканевой детали, т. е. вырвать установленную пуговицу можно только вместе с тканью.
ТДрп ' Метод безни- Чного прикрепления
Пуговиц
Рис. 12. Установка《Ко, би-текс» для безниточн го прикрепления пуговиРис. 12. Установка《Ко, би-текс» для безниточн го прикрепления пугови
Рис. 12. Установка《Ко, би-текс» для безниточн го прикрепления пугови
Рис. 12. Установка《Ко, би-текс» для безниточн го прикрепления пугови
Форма, рисунок и цвет пуговицы могут варьироваться в ши роких пределах, в том числе имитировать ниточное прикрепле ние пуговицы.
Рассмотренный способ нашел применение при изготовлен и, изделий сорочечного ассортимента. Способ позволяет совместит операции прикреплен™ пуговИ'Ц на полочку сорочки и застсги вания сорочки, так как пуговицы мюгут устанавливаться на пс лочку сквозь петли (рис. 11, в). Еще одно его достоинство 一 параллельный метод установки фурнитуры, т. е. одновременно прикрепление пуговиц на полочке, воротнике и манжетах со рочки.
Для реализации рассмотренного способа прикрепления фур нитуры разработана установка, показанная на рис. 12. На об щей станине 7 смонтирован стол 9, на котором располагаете: полочка сорочки. Пуговицы засыпаются в бункер 5, откуда п каналам 6 поступают к пуг0В|И'Цедержателям 4, 7, 3 cootibctci венно воротника, 'полочки и манжет. Количество пуговицеде| жателей определяется требуемым количеством пуговиц на изд< лии. Пуговицедержатели 3, 4, 7 смонтированы на осях 8 и пр повороте могут совмещаться с плоскостью стола Рис плоск( стью столика 2 для размещения манжет. Под столом 2 и cd лом 9 установлены излучатели /0 УЗ-толебаний, количество к торых и местоположение определяются количеством и месте расположения пуговиц и соответствуют количеству пуговице де жателей 3, 4, 7.
С помощью установки «Комби-текс» можно прикрепля1 пуговицы как к опдельньш деталям (нанкамер,区 лолочке ( рочки), так и к готовому изделию. В последнем случае рабо ■на установке происходит следующим образом. Оператор заг{ жает бункер 5 пуговицами требуемой формы, размера и цве1 На рабочие позиции в пуговицедержатели 3, 4, 7 пуговицы ri 38
даются автоматически в ориентированном виде. Далее оператор размещает полочку -с петлями на поворотных пластинах 8, причем Н0Ж1КИ пуговиц о>казы1вают1ся йставленными в петли. Вторую ,полоч；ку он размещает .на столе 2 по специальным упорам. Затем нажатием .на пусковую кнопку оператор включает автоматический цикл работы установки. При этом пластины 8 с пу「о- В1ицедержателями 3^4 поворачиваются и опускаются на стол 9, под которым размещены ультразвуковые излучатели 10. Под воздействием УЗ-ко^ебаний ножки пуговиц формируются в материале полочки и воротни|ка. Во время автоматического цикла оператор размещает манжеты на столе 9, после чего на них автоматически опускаются пластины 8 с пуговицедержателем 7. После завершения процесса пластины 8 автоматически поднимаются и оператор снимает совочку с уют ан о® л е,н н ьгм и на ней пуговицами и с застегнутыми полочками и воротником. Затем цикл работы повторяется.
Производительность установки ——2000 сорочек в смену.
Клеевые способы соединения деталей одежды известны давно, но требования роботизированной технологии должны дать дополнительный толчок для их более широкого распространения.
Для клеевого соединения деталей применяют термопластические вещества, переходящие в вязкотекучее состояние при на- грева-нии и затвердевающие при охлаждении (например, полиэтилен высокого давления в виде пленки толщиной 0,16——0,2 мм, порошок, клеевая нитка, поливин'илхлоридная пленка, поли- амвдлые клеи и т. д.). Прочность клеевых швов на сдвиг в 2—2,5 раза превышает прочность анало-пичных ниточных соединений, ,но их прочность на расслаивание в 2 раза ниже, чем для ниточных швов. Этим объясняется то обстоятельство, что клеевые швы используются в основном там, где они не подвергаются значительным нагрузкам при эксплуатации изделий. К таким швам относятся соединение .прокладок с основным материа- лом, краевые швы по низу изделия, рукава, по краю мелких Деталей ——клапанов, погон, хлястиков и т. и. В ряде случаев хорошие результаты может дать комбинация клеевого и ниточ- ного соединения деталей, причем монтажное соединение вьшол- няется клеевым способом, а стделочная строчка ——.ниточным, одновременно увеличивается прочность шва на расслаивание. Возможности такой комбинации рассмотрены несколько ниже.
Так как клеевые соединения в целом достаточно подробно освещены в литературе [13, 14], здесь рассмотрены только не- вторые современные тенденции, позволяющие эффективно ре- 山а;ь вопросы роботизации технологических процессов.
К таким направлениям относится метод активации клеящего ^ещества др и склеивании ло поверхности в поле ТВЧ. В состав "‘兄 Добавляется токопроводящее вещество (например, метал- 加неокнй порошок), и соединяемые детали помещаются в элек-
「「Рис. 13. Способ формования деталей с использованием клеевого соединенияРис. 13. Способ формования деталей с использованием клеевого соединения
「
「
Рис. 13. Способ формования деталей с использованием клеевого соединения
Рис. 13. Способ формования деталей с использованием клеевого соединения
тромагнитное поле высокой частоты (10—500 кГц). Электромаг битные волны, переходя из диэлектрика (клея) в толщу метал ла, быстро затухают. Их энергия переходит в теило-вую, причел теплота выделяется лишь в тонком поверхностном слое провод ника. Так как проводник в в>иде порошка разбит на межие от дельные частицы, между которыми находится диэлектрик, практически все частицы быстро разогреваются, так как их размерь соизмеримы с глубиной проникания волн в металл. Это в свок очередь вызывает разогрев клея и быстрое склеивание соеди няемых поверхностей ткани. При этом требуется минимальное давление по поверхности соединяемых деталей, а разогреву он? вообще практически не подвергаются, что исключает ловрежде ние поверхности материалов, пожвление лас и других де фекто(в.
Особую ценность метода определяет возможность переход; от поштучного соединения деталей верха с прокладками к пар1 тгюнному. При этом формируют пачку, в которой чередуются детал-и верха и прокладки, и помещают эту пачку в поле ТВ1® Так как клеящее вещество с металлическим порошком нанесена только с одной стороны прокладки, детали попарно соедин» ются с прокладками. Такая возможность ведет к существеннолИ повышению производительности метода.* ■
Клеевые методы могут служить не только для соединен1в деталей, но и для закрепления срезов. Метод состоит в следу^И щем. Раскроенные пачки деталей складывают пирамидой выс^И той до 1 м. Чтобы избежать смещения деталей, сверху пира миды устанавливают груз. На верхнюю пачку и между пачкам] деталей разных (разме/ро-в помещают бумажные пройладаи, что бы избежать загрязнения поверхности детали. Затем начинав! ся процесс обработки срезов деталей полимерным составом Состав наносится оператором с помощью пистолета-распылител： или роботом с контурным управлением, причем применение рс бота является предпочтительным с точки зрения обеспечены： точности режимов нанесения покрытия, так как скорость распьз линия и количество покрытий зависят от вида тканн. В т。，】 случае, если оператор нанесет излишне толстый слой, край тка нн может стать жестким. Это проявляется в особенности у рыл лых тяжелых тканей, хорошо впитывающих состав.!
Затем обработанные детали автоматически разъединяются что занимает до 10 мин времени, и помещаются в сушильнуК /камеру на 15 мин лри температуре 140℃.
Средняя масса химического состава для обработки одно^ юбки составляет 17 г. При этом время обработки срезов юбк сокращается с 1,12——1,20 мин до 5 с. Обеспечивается высвобо^ дение 8 человек при выпуске 3,5 тыс. юбак в день.；
Высокая производительность метода и в этом случае достН гается в результате замены последовательного способа обмет^ ■вания срезов на параллельный. '
40
Применение клеевых со- .единений позволяет изменить и методы формования деталей швейных изделий, в частности, исключить выворачивание деталей. Вывора- ■чивание является не толыко трудоемким и малопроизво- дительньш процессом фор- мовання, но и крайне трудно поддается автоматизации. Многочисленные 口。・ (пытки создать автоматы ,и полуавтоматы для выворачивания отдельных сборочных единиц швейных изделий не привели к положи-
тельным практическим ре
зультатам. Е|Д'И|НственнЫ1М положительным примером может Q/y- жить вакуумная установка для выворачивания брюк. Полуавтомат кл. 3556 фирмы «Пфафф» (ФРГ) для выворачивания атлетов воротников сорочек серийно не вьипуака|Лся и в настоящее
время исключен из программы фирмы.
Перечисленные факты свидетельствуют в пользу отказа от операции выворачивания в случае создания роботизированных технологических процессов. В этом случае процесс «стачива- ние ——выворачивание ——прокладывание отделочной строчки》 должен быть заменен на процесс «внутреннее подгибание краев——склеивание ——прокладывание отделочной строчки》.
Рассмотрим несколько примеров такой технологии.
Детали типа клапанов, погон, хлястиков обрабатывают следующим образом (рис. 13). Край верхней детали укладывают на формовочную матрицу 7, затем опускают на деталь формовочный шаблон 2, который входит в матрицу /, прогибает деталь таки〔м образом, что ее загибаемые края припод|нимают;ся вверх. Далее на приподнятые края наезжает подушка 3, которая загибает края детали внутрь. После этого выводится шаблон 2 и осуществляется под прессовка краев детали. Верхняя подушка отводится, на деталь с загнутыми внутрь краями накладывается вторая деталь, выполненная из ткани со сплошным полиэтиле- новнм покрытием. Затем пакет из двух деталей прессуется вто- Р°й подушкой 4, в результате чего детали склеиваются. Деталь из ткани с полиэтиленовым покрь/тием может иметь открытые срезу. Если же обе детали выкраиваются из ткани без покры- тия, то нео-бхюдамо асут&ствитъ внутреннюю загибку краев обе- Хх деталей, а между ними проложить клеевую пленку.
Рассмотренный метод может быть реализован на специаль- Н°М прессе-шолуавтомате либо на более простом оборудовании,
5*
Рис. 14. Изготое ление манжет к& евым методом я оборудовании пД ходиого типа ，
включающем фальцпресс и универсальный пресс，с ручной пер Я дачей деталей. После оклеивания деталей прокладывается' од делочная строчка..
Сборо1чные еди1НИ'ЦЫ ,П1рямоуго1Льной формы (например; м^Н жеты сорочки) можно собирать на оборудовании проходнс|И типа. Технологическая схема такого процесса приведена тЯ рис. 14.
Прямоугольная заготовка соединяется с прокладкой а (см рис. 14) с клеевым покрытием, затем на оборулованни проход ног о типа загибаются внутрь и по 口 пресбовнваются оба к>рая п- длинным сторонам прямоугольника б. При движении детали запнутькми краями в направлении, перчен口ику』兄рнсм перв&нг чальному, загибаются внутрь и подпрессо(вываются края дву других сторон 6 и на них наносится клеевая пленка, например из полиэтилена высокого давления г. Затем деталь сгибаете пополам и прессуется д, ,в результате чего ее края склеиваются После этого по краю детали прокладывается отделочная строч к а е, изготовляется петля и пришивается пугоеица 宛,детал] укладываются в пачку з.
Рассмотренная технологическая схема позволяет доволен’ •просто изменить длину и ширину получаемых прямоугольны: сборочных единиц, что особенно важно в реальных процессах связанных с изготовлением различных моделей изделий.
Разработаны новые методы безниточного соединения деталс одежды, которые не могут быть отнесены ни к сварным, ни ； клеевым. Они основаны на впрыскивании в детали из текстиле ных материалов полимерного вещества. Область применения тЯ ких методов может быть очень широкой в случае .получения nQ ложительных результатов их производственной проверки. Я 42fl
Рассматриваемый метод состоит в следующем. Полимер в виде гранул разогревается, полученный расплав под значительным избыточ- ннм давлением впрыскивается в соединяемые детали, 叩 о б ивая их н асквозь. За- тем осуществляется перемещение зоны впрыскивания относительно деталей на war, равный длине стежка. При этом расплав ^продол- жает поступать на поверхность деталей, но лод меньшим давлением. Образуется полоска полимерного вещества, имитирующая стежок. Затем вновь следует впрыс
кивание расплава в толщу Рис. 15. Установка безниточного соеди- материала и т. д. Полимер, нения деталей одежды методом EIS ' лоступивший в материал, об
лучается ультрафиолетовыми лучами, вызывающими его термофиксацию и частичное отвердение. В ^процессе соединения деталей расплав полимера О1крашивается в требуемый цвет путем добавления красящих веществ. Получаемая таким образом строчка имеет ннешннй в田口 и характери|ст-и1ки обычного ннтои- ного соединения, а по прочности его Пгревосвддит. Весь п(роце(с(с управляется эле-ктрпнной системой.
Разработана установка для безниточного соединения деталей, ,получившая название EIS (Швеция)——Electronic IneictLon Sewing. Ее схема приведена на рис. 15. Она содержит дисковую сенсорную нажимную лапку 7, опускаемую на соединяемые дета- сн (на рис. 15 неиредставлены), набор средств для регулирова- ни兄 глубины проникания полимерного вещества в соединяемые Материалы, состоящий из установочного винта S и пружинно-контактного датчика 6 контроля толщины материалов, Электрон- ное устройство 5 регулирует длину стежка путем обеспечения пРодвижения соединяемых деталей. Расплав полимера подается ］。трубке / мембранным насосом 2, проходя через сменные Фильтры //, разогревается устройством 10, а его дискретный впрыск в материалы обеспечивается электромагнитным меха- низмом 9. Установка содержит ряд кабелей 12, 4 для контроля пРоцесса пошива и разогрева полимера и крепится к руке 3
Рассмотренная установка имеет ряд достоинств с точки зре- ^н只 ее использования в роботизированных системах. Это высо- а只 надежность процесса, так как нет н-итки и иглы, отсутствие
необходимости смены цвета нитки, поскольку полимер окраши^ вается во время пошива, одностороннее расположение установки относительно соеди1Н-яемых материалов, компактность, воз、 можно-сть ее монтажа на руке робота и т. д.
2.2. МЕТОДЫ ЗАГРУЗКИ-ВЫГРУЗКИ ОБОРУДОВАНИЯ
Переходы загрузки заготовками оборудования и выгрузки из него полуфабрикатов в значительной степени оп<реде?1яют производительность и надежность технологического процесса в целом. Именно эти показатели, а также конструктивная слож* ность средств выгрузкн л загрузки оборудования и до?1жны ссу- жить критериями их выбора при создании роботизированных технологических процессов.
Так как до недавнего времени в большинстве случаев эти пе* реходы выполнялись вручную, их технологическим основам не уде厶兄刀ось достаточного влималия. Цри автомат罔зации процессов сборки одежды это лоложение в корне меняется.
Технологический переход загрузки оборудования заготовками содержит в общем случае следующие элементы (рис. 16，。)： отделение деталей от пачки ОП, транспортное перемещение ТП (подачу)г ориентацию ОР, совмещение деталей СД (срезов 二& талей) и их фиксацию ФД. В отдельных случаях некоторые из этих элементов могут отсутствовать.
Элемент отделения деталей от пачки есть в переходе только при пачковой системе подачи полуфабрикатов на рабочие мес・ та. Задача этого элемента — обеспечить в каждом цикле сборки надежное отделение от стопки (пачки) деталей требуемое их количество. Чаще всего речь идет о поштучном отделении от пачки, но в отдельных случаях может требоваться отделение пары или большего числа деталей. 。
Транспортное перемещение требуется для передачи деталей от позиции к позиции. В случае разделения позиций отделения>
Рис. 16. Схемы технологических переходов загрузки и выгрузки оборудования
ориентации, совмещения может требоваться несколько транс-* портных перемещений.
Ориентация вводится для придания деталям заданного положения с требуемой для сборки (обработки) точностью. Можно выделить грубую ориент&ншо и позйциони'ро1ва1ние.
Совмещение деталей или срезов призвано сформировать пакет полуфабрикатов перед их соединением, в частности наложением деталей друг на друга, совмещением срезов одной детали с ее перегибaiHHeiM, совмещением срезсв нескольких деталей и т. Д-
Фиксация деталей должна придать им временную жесткость путем закрепления их в специальных приспособлениях, например кассетах. Временная жесткость деталей необходима для обеспечения точного относительного перемещения детали и инструмента при сборке (обработке).
Результатом технологического перехода загрузки являются детали, закрепленные в приспособлениях в ориентированном" виде.
Технологический переход выгрузки полуфабрикатов включает элементы (рис. 16,6): разрыв связи между полуфабрикатами PC, транспортные перемещения ТП, укладывание в пачку УП.
Так как после сборки полуфабрикаты могут быть связаны между собой нитками, тесьмой, окантовкой, в ряде случаев эти Связи После сборки необходимо разрушить.
Назначение транспортного перемещения — доставить полуфабрикат с поз'ици,и сборки на позицию укладывания в па^ку.
Укладывание деталей в пачку сводится к формированию партии деталей, уложенных друг на друга. Партия деталей пос-. ле этого элемента готова для передачи ее на следующее рабочее место.
Общая производительность технологического процесса зависит от времени как рабочих, так и холостых перемещений (или загрузки-'выгрузки).
Из теории произво1дительности машин-автоматов [15] известно следующее соотношение:
Q=xK, (23)
где Q ——цикловая производительность машины-автомата； 乂一■ коэффициент, характеризующий степень использования возможностей технологического процесса в машине-автомате; К — технологическая производительность про- Несса.l
х— ―， (24)
-г AG
°区£ fx — время выполнения холостых ходов машины-автомата.
Технологическая производительность К характеризует пре- Дельные возможности технологического процесса, реализуемого в машине-автомате, причем К—^Ир, где % — .время выполнения
45
рабочих перемещений. Технологическая производительность процесса определяется способом сборки (параллельным, последовательным или параллельно-последовательным) и режимами сборки, например частотой вращения главного вала швейной машины и длиной стежка или температурой, давлением и временем формования, оклеивания, сварки.
В случае ниточного, сварного и других видов последователь* ного соединения
к=®厶 ‘(2.54 где / — величина подачи (длина стежка или шага сварного соединения); п J частота вращения главного вала машины； L — длина контура обработм (сборки). Я
Согласно данным [10] в 85 % всех швейных операций дли™ контура, вдоль которого осуществляется соединение без nepN рыва для выполнения холостых ходов, не превышает 0,8 м. При характерных значениях 几=50——70 с'1 и величине подачи /=2・10~з м значение К^0,125, или &=1/К не превышает 8 с. Как будет показано ниже, это обстоятельство затрудняет переход к многостаночному обслуживанию.
Время /х равно той доле времени выполнения переходов за- грузки-выгрузки, которая не перекрывается временем рабочих перемещений, и существенно зависит от способа залрузки- выгрузки полуфабрикатов.
Известны две группы способов загрузки оборудования в швейной промышленности: поштучная и партионная. К рабочему месту полуфабрикаты доставляются, как правило, партиями в виде пачки, но затем следует поштучная загрузка и выгрузка полуфабрикатов, включающая все перечисленные выше элементы.
Выделим при поштучной загрузке-выгрузке два ее способа: поштучный «от пачки к ланке》и поштучный 《от кассеты к кассете», или кассетный (рнс； 17). Первый из них наиболее распространен при ручной загрузке-выгруже оборудования, но требует в каждом цикле выполнять операции по отделению деталей от пачки и укладьгванию их в па.чку. Помимо снижения производительности процесса это вызывает пониженную его надежность и требует применения относительно сложных механизмов.
Стремлением повысить надежность путем исключения наименее надежного элемента операции —— отделения деталей от пачки——вызвано ггоя;вле1ние кассетного способа загрузки-вььпрузкИ оборудования. В этом случае детали на операцию .поступают в кассете, где они разделены между собой перегородками. В о% дельных случаях детали могут находиться в ,носителях-спутнщ| ках в виде пластин (пластины-носители). Я
Перегородки кассеты или пластины-носители полностью нА ключают межслоевое сцепление между деталями, позволя^Д выполнять захват деталей со 100 %-й надежностью. ВыгрузЯ 46 Я
Рис. 17. Поштучный (а, б) и партионный (8, г) спосо- 6н загрузки оборудования:《от пачки к пачке» (а), «от кассеты к кассете» (6), рулонное питание (в), квази- рулонное питание (г)
полуфабрикатов из оборудования также может осуществляться в кассеты.
Кассетный способ может применяться для загрузки-^выгрузки 譽 пкнх деталей, црошвдших п,р ед в а рит ел ьную обрабогку (ман- ворогни'ков, клапанов, погон и т. д.).
口Рн поштучной загрузке-выгрузке полуфабрикатов, как пра- и』о, не перекрыты во времени с рабочими перемещениями Ранспо；ртные операции по выпруже обработанного лолуфабри- Н：та，загрузке следующего, его 巾иксаннн, а иногда и ориента- 门团 Анализ существующих роботоком'Плексов и полуавтоматов н "зал, что в них %х = 2—4 с. Это означает, что в диапазоне в иболее распростр аненн ых значений К величина х находится пР&делах 0,4—0,6, т. е. технологические возможности процесса
■Г0.8 。7 46 0,5 04 。3 碇 5■Г0.8 。7 46 0,5 04 。3 碇 5七x=2c厶力0七x=2c厶力0±х 乜 2с £『《父±х 乜 2с £『《父Рис. 18. Зависимость коэффи-циента производительности оттеоретической производитель-ности при различных значенияхвремени холостых ходовРис. 18. Зависимость коэффи-циента производительности оттеоретической производитель-ности при различных значенияхвремени холостых ходовпри поштучной загрузке-выгрузк! оборудования используются приб лизительно нашоловину.
■Г
0.8 。7 46 0,5 04 。3 碇 5
■Г
0.8 。7 46 0,5 04 。3 碇 5
七x=2c
厶力0
七x=2c
厶力0
±х 乜 2с £『《父
±х 乜 2с £『《父
Рис. 18. Зависимость коэффи-циента производительности оттеоретической производитель-ности при различных значенияхвремени холостых ходов
Рис. 18. Зависимость коэффи-циента производительности оттеоретической производитель-ности при различных значенияхвремени холостых ходов
Здесь нужно для 'Сравнения от метить, что при работе на швейных машинах неавтоматического дейсь вн* х не превышает 0」5—0,2. Хотя значение х лри автоматической поштучной загрузке-выгрузке в 2— 3 раза .выше, чем при работе на машинах неавтоматнчеокого действия, оно остается относительно ннзк目縛 Более того, его значение падает я увеличением К, т. е. -чем совершеги нее технологический шроцеос, peal лизуемый м ашин о й - ав то(м а том ； те*
меньше доля его использования при поштучной загрузке-вььгруЛ ке (рис. 18, кривые /). 1
Это заставляет искать партионные опособы загрузки-выгруз* ки, из .которых мы выделим рулонное питание ——подачу группы заготовок, объединенных в рулон в ирое, и квазирулонное питание —— подачу группы заготовок, предварительно выкроенных в раскладках поштучно и затем объединенных в рулон.
При рулонном питании детали подаются с рулона в рабочую зону, обрабатываются и обычно выводятся из зоны в виде рулонов или ленты (см. рис. 17, s). Тем самым открывается возможность избежать взятия каждой детали, введения ее в направляющее приспособление и снятия обработанной детали. Достаточно выполнить эти операции с первой деталью рулона.
При квазирулонном питании необходима дополнительная операция — формирование рулона из раскроенных деталей,翟 последующие операции не отличаются от рулонного варианта (см. ркс. 17, е). ■
При рулонном и квазирулонном питании обеспечиваются у* ловия наиболее полного использования скорости машины, пр金 чем машинное время практически равно общему времени вылоя нения операции, т. е. достигается перекрытие машинного времЛ ни во времен 诅 выполнения вспо мог ательных приемов. Ц
При рулонной и квазирулонной загрузке-выгрузке полуфабрикатов рез'ко уменьшается значение tXf которое в пересчете на одну деталь не превышает 0,2—0,5 с. Коэффициент к в этом случае находится в пределах 0,9——0,95 и лишь незначительно снижается с ростом К (рис. 18, кривые 2).
Наряду с существенным ростом производительности при рУ” лонном питании открываются исключительно благоприятные ус~ ловия автоматизации обработки и сборки деталей. Отпадает .необходимость в создании сложных устройств поштучного отде” ления и подачи деталей, упрощаются методы ориентации дет
лей в рабочей зоне, механизмы вывода деталей из рабочей зоны.
Рассмотрим более подробно технологию поштучной и партионной загрузки-выгрузки оборудования.
При поштучной загрузке-выгрузке в варианте《от пачки к па(1ке» существенные сложности представляет автоматическое манипулирование деталями из текстильных материалов, прежде всего отделение их от пачки. Сложились три направления автоматизации таких процессов. .
Первое из них сводится к предварительной подготовке деталей. Здесь сложились две области исследований. Одна из них связана с попытками придать деталям из текстильных материалов такую временную жесткость, которая увеличила бы их модуль упругости в 102—103 раз. Это приблизило бы детали из текстильных материалов по свойствам к деталям из картона или тонкой фанеры, позволило бы отказаться от закрепления Их при обработке в кассетах, повторяющих их контуры, резко расширило бы универсальность швейного оборудования. Кроме того, поштучное отделение, захват, подача, ориентация жестких деталей позволили бы использовать богатый опыт, накопленный робототехникой в магинностроительннх отраслях.
Для придания деталям временной жесткости применяют специальные пропитки химическими веществами на основе нафталина либо увлажняют детали с их последующей заморозкой. Оба метода до сих пор еще не вышли из стадии лабораторных исследований по ряду причин. Во-первых, пропитки могут изменять оттенок ткани, во-вторых, требуются значительные усилия для их удаления, в-третьих, что самое существенное, при проколе жестких деталей иглой текстильные волокна материалов разрушаются, вызывая неустранимые дефекты на изделии. Кроме того, .при заморозке увлажненных деталей требуется столь сложное оборудование для поддержания низкой темпе- ратурн, что делает метод зкономииескн неэффективным.
Более реальны исследования, проводимые во второй области, в частности, японскими специалистами. Они не ставят задачу получить «жесжий» объект, а стремятся лишь несколько повысить значение модуля упругости, стабилизировать другие свойства, в частности трение между слоями. Такая постановка задачи позволила обрабатывать не каждую раскроенную деталь изделия, а все полотно перед его раскроем. На специальном оборудовании на одну сторону ткани наносится 'стабилизирующее вещество во время перемотки ткани из рулона в рулон. После раскроя ткани детали со стабилизированными свойствами собирают в изделие. Нужно отметить, что некоторые операции, например пространственное соединение деталей без придания деталям повышенной жесткости, практически не могут быть реализованы. Использование пропиток позволяет повысить Надежность процессов манипулирования деталями ——отделения °т пачки, переноса, позиционирования, съема и т. д. Имеется 4-1373 49
существенный недостаток этого метода ——необходимость уда ления стабилизирующего вещества из готового изделия. Кроме того, после его удаления остается неприятный залпах, снижаю щий потребительские качества одежды.
Второе направление ——это предварительная подготовка пач， ки деталей. Задачи 'Предварительной подготовки ——уменьшит! силы межслоевого сцепления в пачке и придать ей конфигура* цию, облегчающую захват деталей и поштучное их отделение*
Наиболее перспективный способ предварительной подготовки пачки ——это обеспечение относительного сдвига между слоями таким образом, что срезы деталей в пачке образуют «лесенку». Благодаря такой подготовке достигается 100 %-я надежность поштучного отделения деталей, так как обеспечивается возможность во время отделения верхней детали удержи
вать все остальные за их выступающие срезы.
Третье направление — это манипулирование деталями без всякой предварительной подготовки деталей или пачек.
Еще одна проблема перехода загрузки — точное позиционирование и совмещение срезов деталей. Здесь существует мно
жество вариантов, которые можно разделить на две группы: системы силовой ориентации и системы следящей ориентации. Первые предполагают ориентацию по жестким упорам с использованием гравитационных сил, вибрации, аэродинамических сил или механических устройств. Вторые 『включают систему дат
чиков, по сигналам которых с помощью следящей системы производится смещение детали.
Одним из наиболее интересных является следующий способ совмещения срезов: во время раскроя срезы деталей заряжаются положительными и отрицательными зарядами, что позволяет в дальнейшем благодаря силам притяжения достаточно точно совместить срезы.•
Задача перехода выгрузки полуфабрикатов при работе «о1 лачки к пачке» сводится к формированию пачки обработанн! деталей или сборочных единиц.
Технологии форми|ро'ва!ния пачки различаются)в зависимое от размеров укладываемых деталей. Небольшие детали уклады^ ваются в развернутом виде на плоскость одна на одну и обычно фиксируются. Укладывание деталей в пачку достигается их свободным падением в бункер, либо продавливанием через зазор в плоскости, либо несколькими передачами детали манипуляторами. Детали больших габаритов при укладывании в пачку перегибаются пополам в вертикальной плоскости для экономии
важважплощади.
важ
важ
При кассетном способе загрузки-выгрузки оборудования
нейшим моментом является конструкция кассеты-накопителя, 'которой предъявляются следующие требования:
возможность поштучной' выдачи и приема полуфабрикатов
одного уровня;
50
Рис. 19. Конструкция кассеты для реализации загрузки оборудования по принципу «от кассеты к кассете»
возможность хранения полуфабрикатов в ориентированном положении, овделенных друг от друга пла'станам<и;
возможность перемещения кассеты между рабочими местами；
обратимость кассеты, т. е. возможность использования одной н той же кассеты для .загрузки и выгрузки полуфабрикатов;
свободный доступ захватного органа манипулятора к той Пластине, на которой находится выдаваемый полуфабрикат;
. ем-кость кассеты — не менее 100 полуфабрикатов;
простота, небольшие габариты и масса.
На рис. 19 представлена одна из конструкций такой кассе- Tbi, разработанная в ЦНИИШПе и удовлетворяющая сформулированным требованиям.
Устройство содержит шибер 8, приводимый в движение Я горизонтальной плоскости пневмоцилиндром 9. Магазины 7 * 23 смонтированы на общем основании / и имеют общую вер)^| нюю крышку 22, которая связана с основанием / направля!^И хцими стержнями 2. На них установлены с возможностью ве^Н тикального перемещения подвижные основания 3 и 27, на kotoW рых посредством пружин 4 H 26 смонтированы днища 5 и 24 магазинов 7 и 23. Основания 3 и 27 связаны друг с другом тросиками 6 и 25, которые перекинуты через оси И и 21, установленные на верхней крышке 22. На днища 5 и 24 уложены стопки । пластин 20, В крышке 22 имеются окна для прохода пластин 20,； края которых удерживаются - направляющими Ю, Направляю-' Щие 10 имеют выборки 15 для перемещения пластин 20 из магазина 7 в магазин 23. Над магазином 23 установлен манипулятор 17 с захватным устройством /9, закрепленным на штоке /8. Пластина 20 имеет в средней части выборку /4, в которую помещается деталь 16 швейного изделия, например манжета со- родкн.
На торцах пластины 20 вььполнены скосы 13 и выемки ?2, с <которЫ|М1И вза!имо|дей>ст1вует шиб&р 8.
В начальный момент все пластины 20 находятся в магазине 7. Выборки 14 пластин 20 заполнены деталями 16, Днище 24 магазина 23 находится на уровне крнщки 22. Верхняя пластина 2° прижата к направляющим 10 тросиками 6 и 25 и пружинами 4,
По команде срабатывает пневмоцилиндр 9, перемещающий шибер о, который входит в выемки 12 пластины 20 и сдвигает ее по направляющим 10 на позицию магазина 23. На деталь /6 мани-пулятор 17 опускает захватное устройство /9, осуществляется захват детали 16,
Шибер 8 в это время уходит на исходную позицию, что позволяет следующей пластине 20 занять верхнее положение в магазине 7 и упереться в направляющие 10, Затем шибер 8 смещает эту пластину на позицию магазина 23. При этом скос 13 переднего торца перемещаемой пластины 20 наезжает на скос заднего торца неподвижной пластины 20, находящейся в магазине 23. Это вызывает смещение неподвижной пластины 2。 вниз. Днище 24 опускается из-за сжатия пружин 26 и несколько смещается подвижное основание 27 в результате сжатия пружин 4. При уходе шибера 8 на исходную позицию перемещается вверх днище 5,и подвижное основание 3, а через троен』 ки 6 и 25 происходит смещение основания 27 вниз по направл^^ ющим стержнем 2・Я
Далее циклы выдачи деталей 16 повторяются, и в конце пр^Я цесса все пластины 20 оказываются в магазине 23, детали /6-^ переданными на последующую обработку.■
Затем пустые пластины 20 перемещаются пакетом в магазиИ 7 и для заполнения их деталями снова поштучно переводятся 52fl
Рис. 20. Схема изготовления пододеяльников с применением рулонного питания
шибером 8 на позицию магазина 23, где манипулятор 17 укладывает детали 16 в их выборки /4.
Метод рулонной загрузки о-борудования при всех его положительных качествах имеет существенный недостаток —— область его применения невелика из-за разнооттеночности перерабатываемых материалов. В основном он может применяться для изготовления отделочных элементов из контрастных тканей и деталей из тканей без существенной разнооттеночности. Перспективно также .применение этого метода для изготовления изделий, состоящих из одной детали, например постельного белья.
На рис. 20 приведена технологическая схема изготовления пододеяльников пои рулонной подаче деталей, разработанная в ЦНИИШПе [16].
На края полотна //, подаваемого из рулона /2, настрачивают отделочные ленты 9, подаваемые с бобин 10, затем разрезают заготовку на вставки 4 прямоугольной формы.
Пододеяльники получают непосредственно из рулонного полотна. Материал .подается непрерывно из рулона 8. На одну из кромо'к 5 рулонного полотна одновременно настрачивают вставку 4 продольным краем длиной на два пододеяльника и отделочную ленту 6, подаваемую с бобины 7. Затем производится "Перегибание полотна по продольной линии и стачивание второй кромки 2 рулонного полотна с другим продольным краем встав-- ки 4 c одновременным пристрачиванием отделочной ленты 3. Отделочную ленту 3 прокладывают между краем вставки 4 и， кромкой полотна.
Тем самым получают заготовку пододеяльника /, имеющую трубчатую форму. Затем разрезают рулонное полотно по средней линии вставки 4. Далее расправляют заготовки пододеяльников таким образом, чтобы вырез, обработанный отделочной лентой, был расположен симметрично в центре заготовки, и ста- 5*
в：：т отрезанные края заготовки пододеяльника, после чегЯ лододеяльник выворачивают на лицевую сторону.[
В результате существенно повышается производительности 2мляС°КРаЩаеТСЯ ЧИСЛ° операций, достигается экономия м j
Следует подчеркнуть еще одно достоинство рулонного пнт・ 吗丁 сокращение времени на раскрой деталей：.
пат~ИР°КОе пР™енение рулонного питания наталкивается НЯ -пя^нпЛ°ЖН0СТеИ' Напрнмер, в некоторых случаях не допускаетД
РЙ°иТеН0ЧН°СТЬ дета〃ен, собранных в рулон, и остальных дЛ 产”ня，нежелательно также увеличение расхода тка』 (детали, подаваемые из рулона, приходится исключать из pa# кладки и выкраивать отдельно) и т. п..'卞
к Для применения рулонного питания в процессе изготовлений '器謂吗"*筋巾 ормы специалистами ЦНИИШПа К
Jбыли проведены исследования разноотте,ночно1сти
：ка* поплин арт. 704 с целью разработки рекомендаций S мдбору оттенка ткани деталей, подаваемых из рулона. Былал предложена следующая методика.j
Делается представительная выборка образцов ткани различЛ :?)н：；те“к°в，которые используются для изготовления опреде-1 генной модели. Разнооттеночность тканей зависит не только о卩 того, что они могут поставляться разными поставщиками но и •от конкретных условий работы текстильных предприятий кра- снтелеи, режимов отделки и т. д., которые могут меняться в течение короткого времени. Возможны случаи разнооттеночнос- ти ткани в одном рулоне. Указанные обстоятельства требуют производить выборку образцов тканей в течение длительного времени — до одного года.
Па/ве образцам ткани дается количественная оценка. Для образцов белой ткани измеряется белизна в лроцентах напри- • мер, с помощью лейкометра «Цейс» (ГДР). Затем образцы тка- ни склаанваютсх в два, три и четыре сложения, и для каждогОИ количества сложений также устанавливается белизна.Я
На основе исследований разработаны калориметрические ат. /асн образно归 Т1ка)ней и рекомендации ло подбору тка(ней белогв цвета для деталей, изготовляемых из рулона. 一■
Однако описанный подход может применяться в тех .случая；™ когда разнооттеночность невелика либо несущественна
• внешнего вида изделия.Я
В других случаях приходится вначале поштучно раскроенО НЬ1е детали^ соединять в рулон, а затем додавать из этого ру/о「 на. Данный способ подачи получил название квазиру刀онного.
；1рн использовании квазирулонного .питания необходимо, Чтобы |ВЫПОЛНЯЛОСЬ условие▲
厶十方2十f3 Vfo,
где 九——затрата времени па соединение деталей в ленту, отнесенная к одной детали; /г — затрата времени на выполнение операции при рулонном питании; /3 — затрата времени, на отделение одной детали от другой; /о ——затрата времени на выполнение операции при штучном питании процесса.
Эффективность квазирулонного питания существенно возрастает, если имеется возможность выполнить несколько последовательных операций без разрушения рулона.
Одним из центральных вопросов при квазирулонной загрузке-выгрузке является выбор способа формирования рулона или С|К,репления деталей друг с другом. Пр，и этом следует различать две ситуации: детали формируются в рулон в ходе предыдущих технологических операций или детали формируются в рулон, даже не пройдя предварительной обработки введением дополнительных операций.
В первом случае рулон может формироваться с помощью цепочки из ниток либо прокладочной ленты, тесьмы, кромки, окантовки и т. ш. Достоинство этого метода —— отсутствие каких-либо дополнительных операций на формирование рулона, а следовательно, доио(лнлтельных затрат времени и материальных средств. Недостатки метода ——значительная подвижность деталей в рулоне, так как они скреплены лишь ло одной стороне, что затрудняет точную подачу деталей на последующих операциях^ Последующую подачу деталей можно осуществлять в направлении того технологического прохода, после которого формировался рулон.
Во втором случае имеются следующие возможности: ниточное скрепление заднего среза предыдущей детали с передним' срезом последующей, скрепление отрезками клейкой ленты, закрепление на едином носителе в виде ленты. Первый способ требует значительных затрат времени и ,приводит к перерасходу ткани, так как места соединений приходится вырубать. Он находит применение для скрепления длинных узких деталей: поя* cons, ллано.к.
Второй способ более производителен, не требует дополнительного расхода основного материала, но детали в рулоне-.и-ме- Rt излишнюю подвижность, требуется постоянный расход вспомогательного материала ■— клейкой ленты.
Третий способ может быть весьма перспективным, так как обеспечивает жесткую фиксацию деталей, не требует расхода вспомогательного материала.
Рассмотрим примеры квазирулонной технологии.
Известны способ и ряд устройств для рулонной обработки накладных карманов джинсов. После застрачивания верхнего KiPaw накладного кармана на полуавтомате двумя строчками Двухниточного цепного стежка цепочка ниток между ними не Разрывается и используется как связующее средство. Соединен- нь【е таким образом карманы подаются к намоточной станции в коробках 1 (рис. 21), располагаемых радом с переда<ижным
Рмс. 2L Намоточное устройство для формирования рулойа из деталей'
разделительно-ловоротным устройством, имеющим валик 3 с фланцами 2, смонтированными на станции 8. Намоточная станция включает в себя стол 7 с крышкой 5, приемную, вращаемую от электродвигателя, кассету 6 и поворотный лоток 4, смонтированный на столе на пути прохождения цепочки из карманов между валиком 3 и крышкой стола 5. После выхода из коробки 7 лента деталей огибает валик 3, проводится через лоток 4 и крышку 5 стола и закрепляется на приемной бобине. После схт да с валика 3 лента ориентируется таким образом, что карман -свисает вертикально вниз и в таком виде поступает на лоток 4. Конфигурация лотка 4 обеспечивает поворот карманов, которые при подходе к крышке 5 стола занимают горизонтальное положение и в этом положении наматываются на кассету 6. Затем кассета 6 с намотанными на нее карманами устанавливается на автомат для прокладывания отделочной строчки по накладному карману и служит питателем для этого автомата (рис. 22). Автомат состоит из станины 7, на которой смонтированы кулачок 2 и рычажная система 3 механизма 8 поперечного перемещения деталей 7, шьющая головка 4 и устройство 6 намотки рулона обработанных деталей. Механизм 8 содержит раму Ю, на которой установлены бобина И с заготовками деталей, транспортирующий ремень 5 и направитель 9. При перемотке карманов с бобин И на устройство 6 кулачком 2 за以автсн контур отделочной строчки, которая прокладывается шьющей го- -ловкой 4. Это обеспечивает рычажная система 3, приводящая в .движение раму /0 механизма 8 поперечных перемещений. Скорость намотки деталей регулируется устройством 6 в зависимости от диаметра наматываемого рулона.
В ряде случаев, как отмечалось выше, целесообразно соединять детали в цепочку не нитками, а отрезками клейкой ленты. Например, известны способ и агрегат для подшивания краев изделий прямоугольно自 формы, напрнмер лоютельното белья
Рис. 22. Автомат, реализующий квазирулонное питание при изготовлении накладных карманов
Рис. 23. Схема агрегата квазирулонного питания деталями, соединенными клейкой лентой
[12]. Агрегат имеет два ленточных конвейера (рис. 23), один нз которых 14 размещен перед шьющей головкой 4, а второй /6 — позади нее, направитель 5, транспортирующие ролики 3, Устройство / для отделения друг от друга обработанных изделий н Устройство для соединения изделий перед обработкой. Поступающие поштучно на конвейер /4 детали 13 и 15 соединяются Клейкой лентой и далее поступают в направитель 5, где произ- водится подгибание краев детали вокруг ленты. После подги- 6анн8 и стачивания подогнутых краев деталей производится'
обрезка участков ленты между изделиями с помощью ножевог《 устройства /, работающего от фотоэлектрического датчика 2, следящего за краем материала и останавливающего перед об- рез1кой вюе тр анслор т и；р ующие органы. Подала клейкой лен ты осуществляется с помощью питателя, включающего в себя смонтированные на поворотном рычаге 12 бобину 11 с лентой /〃 барабан 7 и разделительные ролики 8 и 5. Клейкая лента наматывается на рулон вместе с защитной пленкой, предохраняющей клеющий слой. Через ролик 8 лента подается на барабан, а защитная пленка заправляется между роликами 8 и 9 н отво днтся в сторону. Грани барабана имеют длину отрезков ленты, на которые необходимо резать ленту для осуществления дальнейшего технологического процесса. Между гранями предусмотрены углубления, в которые входит ,нож 6, разрезающий ленту. Подача ленты на изделия производится при повороте рычага 12 с барабаном, лричем в этот момент изделия неподвижны.
2.3. ПРОЧИЕ МЕТОДЫ РОБОТИЗИРОВАННОЙ ТЕХНОЛОГИИ
Из выражения (2.1) следует, что снизить трудоемкость сборочной операции можно не только путем уменьшения времени -собственно сборки и загрузки-выгрузки, но и в результате умень- шення количества собираемых деталей и перехода к параллель- ■ ному выполнению операций. Рассмотрим, как реализуются эти возможности.
Весьма значительные резервы уменьшения числа собираемых деталей заключаются в усовершенствовании конструкции швейных изделий путем создания технологичных конструкций. Это направление разрабатывается в течение ряда лет учеными -МТИЛПа: предложены конструкции брюк без боковых швов, рукавов пиджака без передних швов, бортов пиджака с неотрезными подбортами, цельновьп^роенных воротников пиджа-ка [13]. В последние годы это направление интенсивно развивает- .ся. Существенные результаты получены для изделий сорочечного ассортимента. В качестве примера рассмотрим возможность уменьшения количества деталей и сборочных операций при изготовлении воротника с отрезной стойкой.
Для изготовления цельновьгкроенного воротника сорочки требуется выполнить всего пять операций: застрачивание низа, об- ташвание по контуру, вы：ворачи(вание и прессованме, прокладывание отделочной строчки, изготовление петли. Для изготовления воротника с отрезной стойкой требуется уже восемь операций: обтачивание отлета по контуру, выворачивание и прессование, прокладывание отделочной строчки по отлету, застрачивание низа стойки, обтачивание стойки с вкладыванием отлета, выворачивание и прессование стойки, прокладывание отделочной строчки по стойке, изготовление петли. С точки зрения требований роботизированного производства и минимизации： .58
44
4
4
затрат времени предпочтительнее первая конструкция воротника. В то же время с точки зрения потребительских свойств, тре-- бований торговли желательно изготовлять воротник с отрезнойг стойкой.
Предложена такая конструкция воротника, которая по своим внешним признакам не отличается от воротника с отрезной стойкой, а по затратам времени на изготовление, -возможности использования роботизированного оборудования приближается к воротнику с отрезной стойкой. Что очень важно, исключается операция выворачивания стойки. Рассмотрим, каким образом это достигается.
Цельновыкроенный верхний воротник / (рис. 24, а) раскран* вается с учетом прибавки 11 мм в области среза стоики (за* штрихованная область) по сравнению с цельновы'кроенным ниж- ним воротником 2.
В воротнике используются прокладки (рис. 24,6): 3 ——в стойку, 4 — в основную часть, 5 ——усилительная в основную； часть.
Зазоры (рис. 24,s) составляют: по срезу стойки между срезом стойки воротника 1 и верхним срезом прокладки в стойку 3—9,5 мм; между срезами прокладок 3 и 4 1,6 мм; между срезами прокладо-к 4 и 5 (по всему .периметру) 9,5 мм. Размеры прокладки 4 и основной части воротника практически совпадают.
Усилительная прокладка 5 используется в воротниках сорочек адассического стиля. В воротниках других изделий (бнуз- ках, сорочках для отдыха), где жесткие детали нежелательны, ◎та прокладка не применяется.
После размещения прокладок на верхнем воротнике детали Подвергаются процессу дублирования. ,
Далее стойку перегибают по линии зазора между проклад. ками 3 и 4, застрачивают (строчка 7) и отгибают, образуют ■складку 6 (рис. 24, г).
Затем используют практически традиционную технологию для обработки цельновыкроенного воротника: верхнюю и ннж- нюю детали воротника обтачивают, выворачивают и прокладывают отделочную стройку (рис. 24,0).
Число операций при этой конструкции возрастает всего на одну по сравнению с изготовлением цельновыкроенного воротника. Полностью используется оборудование, предназначенное Для изготовления цельновыкроенного воротника.
Еще один пример. Известно, что наличие вытачек на полочках женских блузок придает деталям пространственную форму и делает левозможным ислэльзование полуавтомата или роботокомплекса для настрачивания накладных карманов. В связи с этим разработана конструкция женских блузок без вытачек [17]. Конструкция позволяет проводить размножение лекал на различные размеры, исключить операцию по стачиванию выта-； чек и обеспечить возможность применения полуавтоматического) оборудования для настрачивания накладных карманов. |
Еще одной возможностью по уменьшению количества собираемых деталей является нанесение на материал для прида.шгя ему формоустойчивости паст вместо применения многослойных прокладок. Пасты стали использовать 10——15 лет назад прежде всего для придания формоустойчивости воротникам мужских сорочек. Способ, получивший название 《Зтасет》，был разработан фирмой 《Штотн》 (Швейцария) в середине 70-х годов. Способ предусматривает применение однослойной прокладки в воротник, но с различной зональной жесткостью. Различная жесткость обеспечивается нанесением на определенные участки прокладочного материала вещества, названного разработчиками ВЕ-7. Линии сгиба воротника и части прокладки, попадающие в шов, остаются мягкими, так как вещество ВЕ-7 на них нд наносится. После нанесения вещества осуществляется его тем мофиксация. 'I
Для реализации метода имеется установка «Этасет», состоЯ щая из устройства загрузки и подачи карусельного типа, устроМ ства для трафаретного печатания, сушилки непрерывного деД ствия и укладчика обработанных прокладок. Максимальна! производительность установки — 7000 шт. прокладок в сменд Требуется только один олератор, загружающий установку прл кладками. 1
Описанный метод позволяет отказаться от применения мно| гослойных прокладок и сократить число частей прокладки I двух-шяти до одной, исключаются операции по точечному спека! .нию прокладок, открывается возможность -простой роботизаци!| установки, обеспечивается экономия от 300 до 500 см2 прокла! доч ной ткани на каждый воротник. |
В настоящее время делается следующий шаг в применении паст для придания формоустойчивости деталями одежды ——пас- 『н наносятся непосредственно на материалы верха (ткани и трикотажные полотна) путем обработки их химическим составом на основе амино альдегидных смол. Имеется также способ стабилизации текстильных материалов, при котором используется наста, цриготовлен1ная ,на основе rouhofo，раст旧ора аммх’акз. Перед обработкой пастой деталь подвергается нагреванию до температуры 160 ℃. Паста наносится без применения прессующих режимов. После обработки производится стабилизация в течение 4—6 мин при температуре 145—160℃. Паста практически не ухудшает влагопроницаемости ткани и обеспечивает высокую стабильность поверхности материала. Состав пасты может меняться в зависимости от свойств основного материала.
Уменьшение количества собираемых в одной операции деталей может носить определяющий характер для решения вопроса о роботизации той или иной операции. Если вероятность безотказной работы РТК при обработке одной детали 99%, то при сборке трех деталей она падает до 97 %, т. е. три сборке узла из комплекса деталей по 100 шт. в каждом оператору придется трижды подойти к РТК для устранения неисправностей.
Второй путь снижения общей трудоемкости сборки ■— замена последовательной сборки (обработки) деталей на параллельную.
На возможность применения параллельной обработки существенное влияние оказывает конструкция изделия. Например, замена конструкции и способа обработки прилуска полочки под застежку позволила отказаться от последовательного обметывания среза и заутюживания. Обработка происходит за один проход двумя параллельными строчками. Хорошие результаты в ходе работы над блузой пионерской формы удалось получить, изменив конструкцию погончиков. В настоящее время погончики обрабатываются за один проход на специальном приспособлении. При этом одновременно подгибаются срезы и прокладываются отделочные строчки [18].
При роботизированном производстве одежды необходимо организовать не только транспортные потоки, но и информационные. Требования к последним существенно повышаются по сравнению с неавтоматизированным производством.
Чтобы повысить надежность протекания всех компонентов технологического процесса, необходимо выбирать режимы обработки и сборки перерабатываемых материалов в зависимости от их свойств. Для этого предлагается робототехническая сис- тема с управлением от микроЭВМ, которая включает в себя Участок ивдытаная матери国лов, банк данных 阴 участии автома- тезированной сборки.
В систему должны вводиться априорные данные, получен- 书Ые от текстильных предприятий: тип и состав волокна, тип и
61
состав пряжи, структура полотна, его масса, характер поверх ности, наличие отделки и пролиток и т. д. На участке испыта ния материалов должны определяться характеристики и свой： ства материалов, пределы упругости и разрыва, усадка, обес- цвечиваемость, возгораемость, реакция на стирку и истирание, относительное удлинение, драпируемость, жесткость, толщина, осыпаемость и пр.
Система должна содержать программы, которые по введен、 ным данным позволили бы получить следующие данные, влияю* щие на протекание технологического процесса: тип иглы и тип заточки о©три；я мплы, ти|П нитки, натяжение нитки, усилие при* жима лапки, время выдержки, температура и давление при влажно-тепловой обработке, частота вращения главного вала швейных машин, длина стежка, режимы резания, тип используемого при раскрое ножа и т, д. Эти данные учитываются при обработке каждого конкретного материала, что позволяет стабилизировать технологический процесс.
Глава 3. МАНИПУЛИРОВАНИЕ ПЛОСКИМИ ДЕТАЛЯМ^ ИЗ ТЕКСТИЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ Я
КЛАССИФИКАЦИЯ ПРОЦЕССОВ МАНИПУЛИРОВАНИЯ . Я
Для детального анализа сборочных операций швейного производства необходимо раскрыть содержание их отдельных пе* реходов, рaiciOMотренных в главе 2, а именно загрузки, собственно сборки и выгрузки. Это позволит выявить совокупность приемов (назовем их подпроцессами), входящих в сборочную one* рацию. Расчлененная на подпроцессы структура швейной' сборочной олерации представлена на рис. 25.
При сложившейся технологии изготовления швейных изделий первый переход операции, или загрузка, включает в себя^ как правило, следующие подпроцессы: отделение / н 7’ деталей от пачки деталей, их транспортные перемещения 2 H 2’ к позициям базирования и ориентирования 3 и 3‘, совмещение и фиксацию 4, транспортные перемещения 5 к позиции собственно сборки.
Собственно сборка связана с выполнением следующих рабо* чих процессов: образование ниточного соединения, выполнение клеевого или сварного соединения, придание заданной форм"，
Рис. 25. Структура сборочной операции, расчлененной на подпроце< 62Рис. 25. Структура сборочной операции, расчлененной на подпроце< 6247S47S耳耳
Рис. 25. Структура сборочной операции, расчлененной на подпроце< 62
Рис. 25. Структура сборочной операции, расчлененной на подпроце< 62
47
S
47
S
耳
耳
снятие припуска. В подавляющем большинстве случаев в швейных сборочных операциях сборка осуществляется последовательно по мере перемещения рабочей головки относительно полуфабриката. Эти перемещения -принято называть рабочими [101-
Процессы собственно сборки и рабочих перемещений представляют собой последовательность чередующихся элементарных актов сборки и перемещения. В ряде случаев элементарные акты могут перекрывать друг друга во времени. Переход собственно сборки представлен на рис. 25 как одновременно выполняемые во времени процессы сборки 6 и рабочих перемещений 7.
Переход выгрузки представляет собой совокупность подпроцессов снятия связей между деталями и О|0во1божде<н'и.я от фиксации 8, транспортных перемещений 9 и укладывания 10 образованных сборочных единиц в пачку.
Анализ подпроцессов, входящих в швейную сборочную операцию, показал, что большинство из них (исклю'чая подпроцессы ^ и (8) представляют собой некоторые манипуляционные воздействия на детали или сборочные единицы, т. е. такие, которые могут быть выполнены рукой (руками) человека в технологическом процессе. При автоматизации швейных технологических операций рука человека должна быть заменена манипулятором или манипуляторами, способными воспроизвести ее двигательные функции, а в отдельных случаях и ее чувствительность (в частности тактильную). Подобный вывод еще раз овнае- тельствует о целесообразности роботизации отдельных операций и процесса изготовления швейных изделий в целом.
Остановимся на рассмотрении выделенных нами подпроцессов сборочной операции.
Подпроцессом поштучного отделения детали будем называть разрыв связей между отдельной деталью и пачкой (стопой) деталей, в результате которого деталь занимает определенное положение в пространстве, характеризуемое отсутствием контакта с остальными деталями пачки.
Ниже рассматривается классификация подпроцесса поштуч- норо отделения деталей от пачки по технологическим признакам с возможностью установления в дальнейшем соответствия меж- 〃У свойствами деталей из текстильных материалов и признака- Мн подпроцессов их поштучного отделения.
Весь подпроцесс поштучного отделения деталей разбивается На фазы, проводится анализ и классификация вариантов вьшол- нення фаз процесса, а затем устанавливается соответствие меж- "У Различными вариантами фаз.
Анализ процесса поштучного отделения деталей от пачки Изволил выделить четыре основные его фазы: предварительное Уменьшение сил межслоевого сцепления, захват детали, предва- Рнтепьное отделение, окончательное отделение от пачки.
Рис. 26. Классификация способов предварительного уменьшения сил мел слоевого сцепленияРис. 26. Классификация способов предварительного уменьшения сил мел слоевого сцепления
Рис. 26. Классификация способов предварительного уменьшения сил мел слоевого сцепления
Рис. 26. Классификация способов предварительного уменьшения сил мел слоевого сцепления
Фаза предварительного уменьшения сил межслоевого cueii ления деталей .в пачке вводится с целью повышения надежност процесса отделения. Ее можно классифицировать по способа» уменьшения сил межслоевого сцепления (рис. 26): сдвигу д@ талей, вспушиванию, встряхиванию.
Сдвиг деталей относительно друг друга может осуществлять ся путем изгибания пачки деталей на криволинейной поверхнос ти (а“ или смещения торца пачки (a". j
Вспушивание выполняется с помощью потока воздуха, на； правленного в торец пачки (的)，или с помощью механически] щеток (щ). ' 《
Встряхивание, или вибрация, всей пачки перед захватом от| деляемой детали (&5)приводит к тому, что за счет инерции 口3闻 ка расслаивается на отдельные детали. |
Теоретически возможен также способ сообщения деталям oj поименных электрических зарядов, но на практике он распря странения не получил. [
Вторая фаза подпроцесса —— захват отделяемой детали 6司 перемещения детали относительно пачки, т. е. силы межслоев^ го сцепления на эту фазу влияния не оказывают. 1
Захват детали может осуществляться сверху или снизу па1!
ки и отличаться по виду области контакта и месту контакта (рис. 27). Захват может происходить по плоскости (6/ линий ，厶，б4, б6) или точке (б3, б5, 6了)и быть периферийным (б4—б7) ли'бо центральным (б^—6/ Выделение реализуемых 'СОчетаниГ дает семь вариантов выполнения этой фазы (6】——б7).
Фаза предварительного отделения детали от пачки возника ет в начале отделяющего движения захватного устройства. { этот же момент начинает проявляться действие сил межслоево*
го сцепления междуго сцепления междув какой-либо области по-в какой-либо области по-деталями. Окончание этой фазы характер*"
го сцепления между
го сцепления между
в какой-либо области по-
в какой-либо области по-
зуется преодолением сил сцепления верхности деталей.
^ плоскости По линии 3 точке По линии Вео“кр По линии В точке
Рис. 27. Классификация способов захвата деталей
%6?&%%%%
Рис. 28. Классификация способов предварительного отделения деталей
Эта фаза может быть классифицирована по двум признакам: Направлению действия отделяющей силы или момента сил к последовательности отделения: одновременно по всей поверхнос- Детали или по отдельным областям поверхности (81 — 87) (рис. 28).
Сила Fotp, вызывающая отрыв детали, должна преодолеть ^"』比,препятствующие отрыву. В векторном виде это условие 5唾т выглядеть следующим образом:
丄65
F()Tp =尸2 +居 + 尸М +尸д +尸c +尸 T+尸p +尸 H,(3.1
где 尸乱—сила адгезии;尸® — сила электростатического притяжения; FM — сил| механического взаимодействия поверхностей;尸д ——сила деформации детали； Рс — сила тяжести детали； £т — сила тангенциального сопротивления; Fp — -сила реакции при контакте детали с дополнительными средствами удержания лачки;尸н — сила инерции.
Первые три составляющие правой части выражения (3.1) вне зависимости от физической природы сил представляют собой общую силу межслоевого сцепления, которая действует только в нормальном к поверхности пачки направлении и может быть представлена следующим образом:
尸а + 尸3 + Ьм = ASoTp,(3.2)
где 々с ——коэффициент сцепления, определяемый как величина, равная силе отрыва, действующей в нормальном направлении, отиесеииой к единице площади; Sqtp ——площадь области, на которой происходит нарушение сил межслоевого сцепления,•
Очевидно, что при одинаковых kc, значение которых зависит только от свойств материалов разделяемых деталей, уменьшение Sotp ведет к уменьшению трех первых составляющих уравнения (3.1) и улучшению условий отделения детали.
На рис. 28 представлены варианты протекания фазы предварительного отделения детали.
'При горизонтальном действии отделяющей силы отделение может осуществляться по всей поверхности детали с одновременным ее перемещением и соответственно с преодолением сил межслоевого сцепления одновременно по всей поверхности. В этом случае выражение (3.1) перейдет в следующее уравнение:
尸 отр = ^T«g + 々CtSk,(3.3)
где &т——коэффициент трения между поверхностями деталей; qg ——поверхностная плотность материала; ^Ст — коэффициент сцепления деталей (в тангенциальном направлении); Sk — площадь контакта деталей.
Для уменьшения площади области отрыва применяют способ последовательного отделения без перемещения всей детали. Это позволяет уменьшить площадь контакта S冗 от значения, равного площади всей поверхности детали, до значения, равного площади пограничной поверхности вдоль линии разрыва меЖДУ деталями.
При вертикальном способе отделения нарушение сил ме*" слоевого сцепления также может осуществляться по всей п°‘ верхности, тогда выражение (3.1) примет вид/
尸 OTP=^cSoTp,
а при последовательном отделении необходимо учитывать также йзгибные нагрузки в детали.
При произвольном направлении действия отделяющей силы происходит последовательное отделение, которое может сопровождаться перемещением всей детали или не вызывать ее перемещения по поверхности пачки.
Наконец, предварительное отделение деталей может осуществляться за счет вращательного момента. Он может создаваться двумя прижимами, опущенными на поверхность пачки, вращающимися в противоположных направлениях. При этом часть поверхности детали по одну сторону от прижимов удлиняется, а по другую сжимается, что вызывает нзгнб растянутой части детали и ее отрыв от пачки. Силы межслоевого сцепления действуют только в зоне отделения. Для далБнейшето перемещения детали требуется дополнительное захватное устройство.
Фаза окончательного отделения начинается после преодоления сил межслоевого сцепления в какой-либо области и включает в себя дальнейшее разделение деталей по всей поверхности, транспортировку отделяемой детали и удержание остальных деталей в пачке. При окончательном отделении могут использоваться специальные способы предотвращения захвата более чем одной детали.
Очевидно, для надежного поштучного отделения деталей необходимо, чтобы выполнялось неравенство
(3.5)(3.5)F12 Vf23+G2,
(3.5)
(3.5)
т. е. сила 尸 12 межслоевого сцепления между первой (верхней) и второй деталью в пачке должна быть меньше суммы силы F23 межслоево-го сцепления между второй и третьей деталями и тяжести G2 второй петат玄.
Для выполнения неравенства (3.5) можно уменьшать силу "12 либо увеличивать силу F23.
Можно выделить следующие способы а^ ——г& (рис. 29), уменьшающие силу сцепления между первой и второй деталями 'Пачки；
'вибрацию, при которой верхнюю деталь заставляют вибриро- вать, например, путем использования турбулентных завихрений потока воздуха при аэродинамическом способе отделения (г2);
применение ограничителей смещения пачки при горизонталь- HGM способе л;редварительно,го отделения (г3);
сбивание лишних захваченных деталей специальными средствами, например, вращающимися роликами (г4);
ввод между отделяемой деталью и пачкой дополнительных Разделителей, например разделительной пластины, или вдувание воздуха в зазор между первой и второй деталями (25).
Из способов, увеличивающих силы сцепления между деталя- Мн лачки, выделим следующие:
Окончательноеотделение
Уменьшение F12Уменьшение F12Увеличение >%Увеличение >%
Уменьшение F12
Уменьшение F12
Увеличение >%
Увеличение >%
без допол^ ните^ьных. устрпйстдбез допол^ ните^ьных. устрпйстд丨 1」~т~Видра- Препят- С би 6а-4"# стбие weедва гу丨 1」~т~Видра- Препят- С би 6а-4"# стбие weедва гуРазделениеРазделениеПричин Прокол Вакуум ПрижимПричин Прокол Вакуум Прижим==f==f芸 ^旦‘身乏芸 ^旦‘身乏
без допол^ ните^ьных. устрпйстд
без допол^ ните^ьных. устрпйстд
丨 1」~т~
Видра- Препят- С би 6а-4"# стбие weедва гу
丨 1」~т~
Видра- Препят- С би 6а-4"# стбие weедва гу
Разделение
Разделение
Причин Прокол Вакуум Прижим
Причин Прокол Вакуум Прижим
==f
==f
芸 ^旦‘身乏
芸 ^旦‘身乏
‘7北 G〃(?б27 加乙 g *
Рис. 29. Классификация способов окончательного отделения детален Я прижимание всей пачки, кроме отделяемой детали (%)；，
прокалывание пачки иглами (力)；|
удержание пачки благодаря разрежению воздуха (г8); Я 1прижй'Мание всей пачки вместе с отделяемой деталью с 口樹 мощью устройства из материала с коэффициентом трения значительно меньшим, чем между деталями пачки (г9).
Области применения тех или иных вариантов выполнения фаз процесса поштучного отделения изобразим путем построения соответствий.
Соответствия, заданные в табличной форме, определяют, какие из вариантов выполнения фаз могут применяться совместно, что отмечается знаком «+◎.
Первое из соответствий Г\ определяет, какими типами захватных органов может быть обеспечен тот или иной вариант захвата. Областью отправления этого соответствия является множество захватных органов, а областью прибытия — множ^ ство способов отделения (табл. 3.1). я
Соответствие Г\
Область сОтправ деиияОбласть сОтправ деиия仇仇6э仇仇6эОбластьОбласть仇仇仇仇仇仇^Л^^ш^^^68^Л^^ш^^^68++•卜+•卜++++十 十+ 十+十 十+ 十+十+4-+-I-十十十4-十十4-4-+十+4-+-I-十十十4-十十4-4-
Область сОтправ деиия
Область сОтправ деиия
仇仇6э
仇仇6э
Область
Область
仇仇
仇仇
仇
仇
^Л^^ш^^^68
^Л^^ш^^^68
+
+
•卜
+
•卜
+
+
+
+
十 十
+ 十
+
十 十
+ 十
+十
+4-+-I-
十十
十4-
十十4-4-
+十
+4-+-I-
十十
十4-
十十4-4-
Соответствие Г2
Область оТпра&ле- нняОбласть оТпра&ле- нняGiGiОбласть прибытия9，6，e5Область прибытия9，6，e51 2 3 4- 5 б Т66666651 2 3 4- 5 б Т6666665+ +十 + ++ +十 + ++ + + ++ + + ++++ +:+ +:+ + + + + ++ + + + + ++ ++ ++ ++ +++
Область оТпра&ле- ння
Область оТпра&ле- ння
Gi
Gi
Область прибытия
9，6，e5
Область прибытия
9，6，e5
1 2 3 4- 5 б Т6666665
1 2 3 4- 5 б Т6666665
+ +十 + +
+ +十 + +
+ + + +
+ + + +
+
+
+ +:
+ +:
+ + + + + +
+ + + + + +
+ ++ +
+ ++ +
+
+
Соответствие Г3
Область прибытияОбласть прибытия2，2$ 备 г72，2$ 备 г7Область отправленияОбласть отправления+ + + + + + + + + ++ 十十十 十十十十十 + +十+十十+十 ++ + ++ + + + ++ +1 2 3 4-5 6 78 8 8 8 88+ + + + + + + + + ++ 十十十 十十十十十 + +十+十十+十 ++ + ++ + + + ++ +1 2 3 4-5 6 78 8 8 8 88
Область прибытия
Область прибытия
2，2$ 备 г7
2，2$ 备 г7
Область отправления
Область отправления
+ + + + + + + + + +
+ 十十十 十十十十十 + +
十+十十
+
十 ++ + ++ + + + ++ +1 2 3 4-5 6 78 8 8 8 88
+ + + + + + + + + +
+ 十十十 十十十十十 + +
十+十十
+
十 ++ + ++ + + + ++ +1 2 3 4-5 6 78 8 8 8 88
Из множества вариантов захватных органов выделим следующие: механические, аэродинамические, адгезионные. Механические захваты распадаются на две группы ■— с прониканием зах(ватных органов в материал детали и без лроникания. Аэродинамические захваты разделены на вакуумные и струйные, из адгезионных выделены захваты с клейкой лентой (рис. 30).
Второе соответствие Г2 устанавливает зависимость между вариантами захвата и способами предварительного отделения (табл. 3.2).
Третье соответствие Г3 устанавливает связь между способами предварительного и окончательного отделения (табл. 3.3).
Транспортные перемещения ——это подпроцесс перемещения Деталей из одной позиции в другую в произвольном устойчиво^ положении ка.к с временннмн связями с тражпо;рти(рующ'йм органом, так и без жесткой связи с ним.
В технологическом отношении рассматриваемый процесс ха- Рактеризуется временем G и длиной % траектории перемещения, прнием £т=『(/т), что позволяет однозначно определять интерва- времени, в течение которых детали поступают на следующие
Д』я классификации транспортных перемещений деталей це- лШобразно выдел1ить фи|ксаиию деталей и собственню переме- 也енне (рис. 31, а).
Захватные устройства
办&%
Фиксация деталей характеризуется следующими7 признаками: состоянием детали при транспортировке (свободна или зафиксирована), местом фиксации (снизу или сверху), характером фиксации (в точке, по линии или плоскости).
Перемещение характеризуется траекторией перемещения в плоскости (горизонтальной или вертикальной) или в пространстве и видом перемещения ——поступательное, вращательное, комбинированное.
В ряде случаев важно указать принципы действия фиксирую’ щего и транспортирующего устройства. Первое может характеризоваться набором вариантов устройств, близким к описанным выше захватным устройствам (см. рис. 30), а второе может быть механическим, гравитационным, вибрационньтм, аэродина, млческим и комбинированным (рис. 31, б).
По аналогии с рассмотренным выше установлением соотвег ствий между вариантами выполнения фаз поштучного отделения деталей от пачки можно установить соответствия и между в" риантами подпроцесса транспортных перемещений.
Ориентирование и базирование — это подпроцессы, призвав ные привести детали в определенное положение с заданной т。' «остью. 『
В подпроцессе автоматического ориентирования выделяв первичное и вторичное ориентирование.
Первичное ориентирование — это часть процесса автомат веского ориентирования, во время которого объекты переводя ся из хаотического состояния в любое определенное и устои4 вое положение относительно ориентирующихся, поверхностей.
Рис. 30. Классификация захватных органовРис. 30. Классификация захватных органов
Рис. 30. Классификация захватных органов
Рис. 30. Классификация захватных органов
Так как при сборке швейных машин необходимо обеспечить совершенно определенную последов а те л ьность ластупл е няя дета- лей из пачки к позиции сборки, детали уже в пачке содержатся не в хаотическом состоянии, а в состоянии первичной ориен- та^ии，т. е. первая фаза подпроцесса может отсутствовать.
Как один из вариантов первичного ориентирования может рассматриваться подпроцесс переворота плоских деталей в вер- тикальной (Плоскости на 180°. Этот подпроцесс имеет место при необходимости изменения ориентации лицевой поверхности шве^шой детали относительно лицевой поверхности второй из сопрягаемых деталей.
Вторичное ориентирование — часть процесса автоматическо- Го ориентирования, во время которого объекты переводятся из одного устойчивого положения в другое до тех пор, пака объект "е будет переведен в заданное положение относительно ориен- тнрующмх поверхностей в П'ростражт1ве (;прО|Стражтвеняюе ори- ентнрование) или относительно требуемых поверхностей соеди- нительных деталей (взаимное ориентирование).
Вторичное ориентирование объектов состоит из опознавания ^°^оясения объектов и активного или пассивного изменения их Риентации. Здесь 叮од пассивным ориентированием понимается Далекие неправильно ориентированных объектов, а под актив- Jim ориентированием — создание условий для перевода объек- °в в заданное положение.
R。тем же причинам, что и первичное ориентирование, пас- ' вн°е применяется в швейном производстве только при мани-
Рис. 32. Классификация способов ориентирования деталейРис. 32. Классификация способов ориентирования деталей6]6]Рис. 31. Классификация транспортных перемещений деталей и транспорт ющих органовgРис. 31. Классификация транспортных перемещений деталей и транспорт ющих органовg
Рис. 32. Классификация способов ориентирования деталей
Рис. 32. Классификация способов ориентирования деталей
6]
6]
Рис. 31. Классификация транспортных перемещений деталей и транспорт ющих органовg
Рис. 31. Классификация транспортных перемещений деталей и транспорт ющих органовg
пулировании с фурнитурой, но не с деталями из текстильных материалов.
Способы ориентирования плоских деталей из текстильных материалов можно классифицировать по принципу ориентирования, физической природе ориентирующих средств, количеству ориентируемых координат (рис. 32).
По принципу действия выделены способы силового и следящего ор(иент'и(ровай'ия. Под силовым понимается продвижение ориентируемых деталей до жестких упоров с последующим сн- ^овым замыканием. Под следящим ориентированием понимает- ся перемещение ориентируемых деталей до положения, определяемого сигналами датчиков. В зависимости от физической природы выделены средства гравитационного действия: край пластины с расположенной деталью П'О|ДНимается до тех пор, п°ка деталь не начнет скользить по пластине; аэродинамичес- к0ro действия, в которых перемещение детали обеспечивается Направленным воздушным потоком; вибрационных и механичес- Кнх действий, в которых на детали воздействует механизм, при- в°димь1й в движение следящим приводом.
По количеству ориентируемых координат при плосколарал- "е』ьном движении детали выделено от одной до трех коорди- нат. В последнем случае это две прямоугольные координаты и °4на угловая.
В результате выполнения процесса ориентирования объект% базируются, т. е. располагаются в пространстве, в строго окр& деленном устойчивом положении относительно базовых поверх， ностей.
Базирование характеризуется погрешностью уста'навливаниэ деталдй и должно рассматриваться по конкретным схемам ег& реализации. При базировании необходимо обеспечить контакт соответствующих поверхностей объекта и базовых поверхностей рабочих зон, которыми могут служить и отдельные упоры. Д脏 сохранения занимаемого положения объект должен быть зафик- сирован, чтобы возмущение среды не нарушало требуемой ня- ности базирования.
Фиксирование деталей — совокупность действий, направлен- ннх на сохранение требуемого положения объекта на базовых поверхностях.
Выделяют кинематическое, силовое и комбинированное фик сирование деталей. При кинем этическом фиксировании требуе- мое положение детали обеспечивается кинематическим замыка- нием между деталью и фиксирующим органом (использование рамок, кассет, повторяющих контур детали). При силовом замыкании требуемое положение деталей обеспечивается их прижатием к базовым поверхностям (использование прижимов, фиксирующих детали на плоскости, средств, прижимающих боковые 'срезы деталей к упорам и т. д.). Комбинированное фиксирование включает в себя оба рассмотренных способа.
В общем случае базирование плоских деталей может быть обеспечено с помощью штырей, зхсдяшдх в отверстия деталей; орраничи1вающих noiBQpxHостей; же；стких или упругнх yinopos, а также световых меток или сигналов ооюtibетс^вующих датчиков.
Первый из способов не 'получил распространения в швейном производстве из-за малой жесткости материалов, из которых выполнены детали. Остальные способы применяются в производстве.
Совмещение или сопряжение деталей ——это подпроцесс наложения деталей друг на друга или отдельных зон одной дета- ли на другие зоны той же детали, в результате чего обеспечивается .полный контакт совмещаемых поверхностей.
Может быть три варианта протекания подпроцесса сопряжения: формирование и совмещение срезов одной детали (напри^ мер, совмещение срезов цельновыкроенного рукава); разворз” чивание детали и совмещение ее с плоскостью (например, раз” ворачи'вание на плоскости спинки сорочки с притачанной кокет* кой); совмещение двух и более деталей (например, полочки сорочки и накладного кармана).
Сопряжение включает в себя фазы захвата деталей, приве^ дение их в заданное состояние, фиксацию заданного состояний деталей. Оригинальной фазой здесь является приведение ~ 74
ей в заданное состояние, которое может рассматриваться как ±нн из частных случаев взаимного ориентирования.
Совмещение деталей может выполняться параллельно и по- сле口。вательно. В первом случаев одновременно совмещаются все точки контактирующих поверхностей.
Во втором случае coiBiM-ещение деталей вылолняепся одновременно с рабочими перемещениями во время их соединения. 口рн этом совмещается только та зона деталей, которая посту- лает к рабочей головке и фиксируется ниточным, сварннм или клеевым способом. Последовательное совмещение реализуется благодаря м.алой жесткости текстильных материалов деталей и открывает возможность совмещать детали с несовпадающей конфигурацией, выполнять соединение с заданной посадкой одного из слоев материала.
Подпроцесс рабочих 'перемещений выполняется с учетом требований, предъявляемых к степени и точности ориентации рабочей головки относительно соединяемых контуров. Исчерпывающая классификация этого .процесса приведена в работе [10].
Наконец, подпроцесс укладывания деталей в пач：ку классифицируется в зависимости от размеров узлов и обрабатываемых контуров, способа промежуточной и окончательной фиксации пачки (рис. 33).
Здесь выделяют три группы деталей по соотношению размеров деталей и контуров обработки: мелкие детали, крупные детали с малым контуром обработки, крупные детали с большим контуром обработки.
Подпроцесс может 'протекать с наличием 1промежуточной фиксации или ее отсутствием (свободное падение). По вариантам выполнения окончательной фиксации можно выделить фиксацию одностороннюю на плоскости или стержне и фиксацию двустороннюю между плоскостя1М,и или стержнями.
Предложенная классификация процессов 1мани1пулирования Деталями швейных изделий позволяет проводить анализ таких процессов, определять области применения тех или иных вари- антов, перейти к расчетам отдельных фаз процессов.
32 СВОЙСТВА ТЕКСТИЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ,ВЛИЯЮЩИЕ НА ПРОЦЕССЫ МАНИПУЛИРОВАНИЯ
Процессы манипулирования деталями из текстильных мате- Риалов не могут рассматриваться без учета свойств^ этих ма- ТеРиалов. Чрезвычайное разнообразие сочетаний свойств текс- Тильных материалов, охарактеризованное в главе 1, предопределяет и большое число вариантов манипуляций с деталями швей- н*х изделий. Наибольшее влияние на эти процессы^оказывают геометрические свойства деталей, механические свойства мате- Риалов — жесткость и трение, а также воздухопроницаемость.
Под толщиной материала (понимается расстояние между
Укладывание в пачку
Мелкие деталиМелкие деталиКрупные деталиКрупные детали@упные детали с малым конту. ром обработки@упные детали с малым конту. ром обработки
Мелкие детали
Мелкие детали
Крупные детали
Крупные детали
@упные детали с малым конту. ром обработки
@упные детали с малым конту. ром обработки
Со； свободным падениемСо； свободным падениемС односторонней фиксациейС односторонней фиксацией
Со； свободным падением
Со； свободным падением
С односторонней фиксацией
С односторонней фиксацией
С промежуточной, фиксацией
С двусторонней фиксацией
Рнс. 33. Классификация способои укладывания деталей в пачку
участками нитей, наиболее выступающими с его лицевой сторо- ны и изнанки.
“Толщина ткани Т определяется диаметром d。нитей и высотой h их волн: T=do + h. Наибольшая толщина однослойной ткани может равняться 3d。, а наименьшая ——2do.
На толщину ткани оказывает влияние плотность. В тканях большой плотности нити могут сплющиваться, приобретая фор- му эллипса, или располагаться со сдвигом в два ряда, что обусловливает при прочих равных условиях большую толщину плотных тканей в сравнении с тканями с меньшей плотностью.
Толщина трикотажных полотен в зависимости от вида переплетения может колебаться от 2do до 6do. Плотность трикотаж ных полотен также влияет на их толщину.
Сложность определения толщины текстильных материалов связана с их деформируемостью. Попадая между пластинам" толщиномера, материал сжимается, причем чем рыхлее ег° структура, тем ш большей степени измеренная его толщина о『 личается от его толщины в свободном состоянии.
Для определения толщины материала при любом заданно? давлении имеется аналитическая расчетная зависимость, Я 76 I
Tx = Tp+ ， (3.6)
где Тх — толщина материала при искомом давлении, мм; Тр ——толщина материала лрн заданном давлении, мм; р — заданное давление, Па; х — искомое нли фактическое давление, Па;。——коэффициент, характеризующий начальное сопротивление материала сжатию (жесткость при сжатии), Па/мм; 匕 一 коэффициент, характеризующий конечную несжимаемость образца, мм-1.
Остальные геометрические параметры деталей определяют по фактическим измерениям ширины и длины образцов с помощью металлических линеек, а при необходимости повышенной точности измерений ——с помощью простейших измерительных приспособлений с нониусом.
Под жесткостью понимают способность тела (материала) сопротивляться деформации. В зависимости от вида деформации различают жесткость на растяжение, сжатие, изгиб, сдвиг и т. д.
Для практических расчетов процессов манипулирования деталями из текстильных материалов в целом ряде случаев необходимо знать характер поведения материала при приложении к нему растягивающих нагрузок, т. е. установить связь между напряжением и деформацией в абсолютном или относительном виде, причем имеется необходимость в исследовании поведения материала в области нагрузок, не превышающих 10 % разрывных.
Полная деформация текстильных материалов слагается из трех составляющих: упругой, эластической и пластической.
Сетчатое строение тканей, петельное строение трикотажа и волокнистое нетканых материалов (приводит к образованию многочисленных связей, которые принято разделять на две груЛ' пы: внешние, определяемые особенностями строения материала^ и внутренние, обусловленные особенностями строения пряжи (нитей) и волокон.
Для ткани и трикотажа характер деформации в области малых нагрузок определяют главным образом внешние связи. Они проявляются *в виде сил трения и сцепления в точках контакта нитей, а также изгибом и взаимным расположением отдельных нитей. В то же время силы трения между волокнами в пряже или нитях, межмолекулярные связи в волокнах в начальный период деформации сказываются в меньшей степени. Для нетканых материалов уже при малых нагрузках определяющими являются внутренние связи.
Упругая деформация ——часть полной деформации текстильных материалов, которая исчезает полностью сразу после снятия нагрузки. Упругая деформация распространяется в материале со скоростью, близкой к скорости звука, и объясняется выведением связей в материале из равновесного состояния. Упругая деформация описывается в теории законом Гука:
0=族打 (3.74
где о ——напряжение, Н/м2; Е — модуль продольной упругости, Н/м2, еу — от- Иосительная упругая деформация.
Эластическая деформация ——часть полной деформации текстильных материалов, характеризуемая возвратом материалов в исходное состояние (релаксацией) после снятия нагрузки. Наличие этой части обратимой деформации объясняется тем, что связи материала, проявившиеся в виде упругой деформации, со времени действия нагрузки продолжают накапливать энергию. Это происходит до тех пор, пока накопленная энергия не превысит предельную силу данной связи, что приведет к ее нарушению. Нарушение ранее существовавших связей приводит к возникновению новых, которые в свою очередь участвуют в упругой и эластической деформации. Последняя в текстильных материалах в связи с особенностью их структуры проявляется в течение длительного времени.
Для описания эластической деформации необходимо учитывать не только упругие свойства материала, но и вязкостные.
Пластическая деформация ——часть полной деформации в материале, образуемая вследствие необратимого нарушения внешних，и внутренних связей. Разрушение начинается с наименее устойчивых связей ——сближения нитей, перемещения их в точках контакта, увеличения изгиба нитей, а затем затрагивает и смещение макромолекул и их блоков в волокнах.
При приложении нагрузки под углом к нитям основы или утка растет полная деформация ткани и изменяется соотношение между обратимой и необратимой ее составляющими. Наибольшая полная деформация и доля необратимой наблюдаются при приложении нагрузки под углом 45° к основе. Это вызвано поворотом нитей основы и утка в точках пересечения и зависит главным образом от их плотности и переплетения.
Для описания поведения волокон и материалов при приложении к ним нагрузки большое распространение получил модельный метод. Он заключается в том, что каждая из составляющих полной деформации моделируется комбинацией звеньев, состоящих из упругих и вязкостных элементов. При этом пользуются следующими правилами:
при последовательном соединении любых элементов модели действующая сила одинакова во всех элементах, а общая деформация равна сумме деформаций в каждом из элементов;
при параллельном соединении элементов общая дефор： мация в них одинакова, а напряжение равно сумме напряжений в каждом элементе.
Поскольку полная деформация материала равна сумме упругой £у, эластической еэ и пластической еп деформаций, имитирующая их модель должна включать последовательно соединенные элементы. Упругой деформации соответствует упругий：! 78 』
рис. 34. Модели для определения полной деформации текстильных материалов：
—- с вязкостным элементом для учета пластической деформации; б ——Кукнна- Соловьева
элемент, эластической—(параллельная комбинация упругого и вяжостного эшеме1НТ01В, п』а- стилеской ——(вяжо1стный элемент или параллельная ком- бинаадя упругого элемента со cTOiHopQM л вязкостного эше-
,мента. Соответствующие модели приведены на рис. 34.
Поведение каждой из моделей при приложении к ней нагрузки описывается соответствующим дифференциальным зфавнени- ем. Для первой модели можно получить уравнение [19] при постоянном напряжении (a = const)
£(/) =u/Ei + o[l — exp (—tE2/^2)] /^2+^/Пз,(3.8)
а для второйi
£«) =o/£i + o[l — ехр(~/£，2/т]2)]/£，2 +
+ о[ 1 — exp (—££з/т]з)]/Ез,(3.9)
где f — время; Е】，£2, Ез ——жесткость соответствующей пружины; т)2, т)з—— Вязкость жидкости соответствующего демпфера.
Экспериментальные данные подтверждают хорошее приближение последнего уравнения для описания свойств волокон и нитей на их основе. Однако отмечается [19], что при длительном нагружении в изотермических условиях можно зафиксировать отклонение кривых от графиков экспоненциальных функций. Для описания быстро протекающих во времени процессов манипулирования они вполне пригодны.
На практике уравнение (3.9) используют в более простом виде:
€«)=吟(1 —「Af)+柒(1 —е-叫+%(1 —『3,(3.10)
гДе е\, el, е'п ——условные значения упругой, эластической и пластической цистой деформации, определенные по кривым ползучести и отдыха е = 8(0； "，8Hd — параметры материала, определяемые по экспериментальным кри- Внм ползучести (отдыха), иа которых условно отмечаются составные части Деформации.
Следует иметь в виду, что из-за высокой гибкости волокон ^ нитей текстильные материалы практически не воспринимай! сжимающих нагрузок в продольном направлении, на чем осн(^ ваны положения теории мягких оболочек [20].
При исследовании жесткости на изгиб ткань рассматривает ся как ортотропный материал, в каждой точке которого имеют ся две взаимноперпендикулярные оси симметрии упруги: свойств, совпадающие по направлению с основой и утком.
Жесткость ткани при изгибе Fn относительно оси, параллель ной направлению основы (утка), может быть представлена : виде [21]
f门=£ Ei/〃
Считая, что £ /(= 1, т. е. что сумма моментов инерции сеСчитая, что £ /(= 1, т. е. что сумма моментов инерции сегде п — число элементарных волокон в образце; Е； — модуль улругости ментариого слоя (волокна); /： — момент инерции сечеиия волокна от тельио нейтральной оси сечеиия ткаии.
Считая, что £ /(= 1, т. е. что сумма моментов инерции се
Считая, что £ /(= 1, т. е. что сумма моментов инерции се
(=1
чений отдельных волокон равна моменту инерции пря ного сечения тканн шириной & и толщиной 九，можно постоянную для данной ткани величину
(3.12(3.12расчет；расчет；/=Ь 胪/12
(3.12
(3.12
расчет；
расчет；
за знак суммы. Тогда
л =/ S
где £ 岁_斤=1/где £ 岁_斤=1/I I
где £ 岁_斤=1/
где £ 岁_斤=1/
—E называется условным【модулем изгиба ткани.
Поскольку / определяется из выражения (3.12), для Fn необходимо уметь определять значения Е для разных
В работе [21] найдены выражения, связывающие прогиб конца свешивающейся части длиной / полосы ткани, защемле ной с одной стороны и свободной с другой, погонный вес « тк ни и ее жесткость 居г = Е7：
El =El =6,39(r//)3 - 0,028(〃/)2+8(〃/)6,39(r//)3 - 0,028(〃/)2+8(〃/)при 〃У0,35;при 〃У0,35;
El =
El =
6,39(r//)3 - 0,028(〃/)2+8(〃/)
6,39(r//)3 - 0,028(〃/)2+8(〃/)
при 〃У0,35;
при 〃У0,35;
e/工占（力）e/工占（力）
e/工占（力）
e/工占（力）
(г//)57,23 (〃/)з - 80,37 (〃/尸十31,75 (г//) + 2,16
при 0,35^г//^0,8.
Соотношения (3.13) позволяют проводить расчеты процессов манипулирования деталями из текстильных материалов в тех случаях, когда детали подвергаются изгибным нагрузкам, например при последовательном методе отделения деталей от пачки, совмещении срезов одной детали и т. д.
При относительном перемещении двух контактирующих тел, находящихся под действием нормальной нагрузки, возникает сопротивление, называемое трением скольжения. В текстильных материалах, имеющих на поверхности неровности, чешуйки, во・ локинца, помимо трения имеется и цепкость, т. е. сопротивление относительному перемещению двух контактирующих тел при нулевой нагрузке. Совместное проявление трения и тангенциальной составляющей цепкости называется тангенциальным сопротивлением, а нормальной составляющей цепкости — сцеплением.
Согласно теории И. В. Крагельского тангенциальное сопро- гивление обусловливается механическим и молекулярным воздействиями, возникающими лишь в точках фактически соприкасающихся поверен остей. Наложенные друг на друга ттоверх- пости соприкасаются микроскопическими выступами, образующими площадь контакта, которая составляет менее 1 % общей площади соприкасающихся тел. Площадь контакта возрастает при увеличении нормального давления, в результате чего выступы поверхностей взаимно перекрываются и возникает как механическое занепленне, так и силы молекулярного взаимодействия.
Элементарные фрикционные связи образуются тремя способами: взаимным внедрением поверхностей соприкасающихся тел, молекулярным сцеплением ловерхностей и взаимным зацеплением мнкронеровноетей. Обща(я сила Т т а.нг е нц(и а л ьн ого сопротивления определяется как сумма всех элементарных сил на площади контакта:
Т = Ет = а5ф + ВМ (3.14)
гДе т — элементарная сила тангенциального сопротивления； а и р — параметра, зависящие от механических и молекулярных свойств соприкасающихся по- верхностей； 5ф—площадь контакта; N ——сила нормального давления.
Первая составляющая уравнения (3.14) выражает цепкость, а вторая —— трение скольжения.
Тангенциальное сопротивление принято характеризовать от- н°Шением сил тангенциального сопротивления к ‘нормальному давлению, которое называется коэффициентом тангенциального сопротивления:
仁十*+% (3」5)
Из выражения (3.15) следует, что коэффициент тангенци- Qhhoqo !оопротивлен.И|Я уменьшается ю ^возраетанием я(>р<ма!ль- 6、1373 81
ного давления, что подтверждается многочисленными эксперт ментальными данными.
Зависимость коэффициента тангенциального сопротивления от скорости и скольжения выражается формулой [22]
f= (a+bvj^+d,(3.16)
где а, Ь, с, d — параметры, зависящие от свойств соприкасающихся тел и нормального давления.
Коэффициент тангенциального сопротивления покоя обычно больше коэффициента тангенциального сопротивления движе^ ния, а с увеличением скорости скольжения он падает. Коэффициент тангенциального сопротивления увеличивается в завись мости от времени контакта соприкасающихся поверхностей к влажности.
В текстильных материалах,, обладающих выраженной анизотропией свойств в направлениях нитей основы и утка, коэф- фициент тангенциального сопротивления существенно зависит от направления перемещения соприкасающихся тел. Он зависит также от того, по каким поверхностям деталей происходит скольжение — лицевым или изнаночным.j
Анизотропия фрикционных свойств текстильных материал характеризуется 'коэффициентом анизотропии [23]Я
С~^max/fCminj]
где fcmax, /cmm — соответственно максимальное и минимальное значение эффициента тангенциального сопротивления покоя.*
Значение коэффициента Са .колеблется в заЕДсимости от вида переплетения материалов в следующих Диапазонах: для лицевых соприкасаемых поверхностей 2,18——6,05, для из-наночны^ соприкасаемых поверхностей 1,06—4,62, при соприкосновении лицевой и изнаночной поверхностей 1,56——7,77.
Столь значительную анизотропию фрикционных свойств текстильных материалов необходимо учитывать при проектировании процессов захвата деталей, в особенности механическими ср®* ствами. Коэффициент анизотропии в случае соприкосновения детали из текстильного материала и захватного органа составляет 1,08—1,73 при взаимодействии с лицевой поверхность^ • детали и 1,02—1,19 при взаимодействии с изнаночной поверх
ностью.
Рассмотрим взаимодействие следующих пар трения： захва： ного органа (0) с первой деталью (1) пачки, первой дет- пачки со второй деталью (2) и второй детали с третьей деталь" (3). Обозначим с о от!Вет(с тв у ющи е 1коэ|ф1ф|ици е^ т ы та1нген|ци.ально^ сопротивления следующим образом:储，九 и』•
Условие надежного одиночного захвата верхней детали 償
KOBO：KOBO：f(H>fl2V%3・f(H>fl2V%3・《3・W《3・W
KOBO：
KOBO：
f(H>fl2V%3・
f(H>fl2V%3・
《3・W
《3・W
3-4. Значения коэффициентов регрессии уравнения (3.18Y
Пара трения
О)
6
Лицо — ЛИЦО
0,26
0,009
Изнанка — изнанка
0,99
0,0087
Захватный орган — лицо
1,22
0,0012
Захватный орган — изнанка
1,14
0,0057
Лицо — изнанка
0,18
0,0059
При всех остальных соотношениях коэффициентов либо не возникает захвата детали foiV厶2<，2з； AhV/i2>，23, причем 血<С%з, либо происходит сдвоенный захват foi〉fi2>%3； foiV <fi2>fe при foi>f23・ Условия равенства коэффициентов тангенциального сопротивления здесь не рассматриваются, так как они эквивалентны неустойчивым равновесным состояниям пар грения.
Для строгого выполнения условия (3.17) необходимо учитывать анизотропию фрикционных -свойств текстильных материалов.
Коэффициент тангенциального сопротивления линейно зависит от угла а между направлением измерения и нитями основы [23]: при изменении а от 0 до 90°
(3.18)(3.18)产к西十40.
(3.18)
(3.18)
Значения “о и а{ ведены в табл. 3.4.Значения “о и а{ ведены в табл. 3.4.для подкладочного шелка арт. 32290 при-
Значения “о и а{ ведены в табл. 3.4.
Значения “о и а{ ведены в табл. 3.4.
В^следствие симметричности свойств текстильных материалов при изменении угла а от 90 до 360° характер изменения коэффициента тангенциального сопротивления также можно определить, анализируя его изменение в первом квадранте.
Для иллюстрации выполнения соотношения (3.17) на рис. 35 приведены диаграммы зависимости f° (для ткани арт. 32290) от угла-а в диапазоне 0—360° с шагом 15°. Выполнение условия (3.17) возможно TOvibKO в заштрихованных областях диаграм- Y", во всех других случаях будет происходить сдвоенный зах- ват деталей. Сравнивая заштрихован'ные области рис. 35, при- ходнм к -выводу, что они не пересекаются при взаимодействигг ухватного органа с лицевой или с изнаночной поверхностью. ТсюДа следует важный практический вывод. При необходи- "℃ти поштучного отделения деталей, лежащих в пачке «лицом * пнцу», необходимо обеспечить возможность поворота захват- "°「о органа механического типа на 90° перед захватом каждой Целующей детали. Его перво,начальное положение определяется !° ^аграмме рис. 35.
Пр" положении деталей в пачке «лицом вниз》надежное от- аЗ'ение деталей невозможно, так как при этом %2 = %з, что вынется условием неустойчивого равновесия сил, возникающих 7 37383
150°150°55aa%。%。О°Основа^1 360° fcО°Основа^1 360° fcРис. 35. Диаграмма зависимости тангенциального сопротивления от угл; для .оледующих пар трения：Рис. 35. Диаграмма зависимости тангенциального сопротивления от угл; для .оледующих пар трения：卓—захватный орган — изнанка, лицо — лицо, изнанка — изнанка; 、орган — лицо, нзнанка — изианка, лицо — лицо
150°
150°
5
5
a
a
%。
%。
О°Основа^1 360° fc
О°Основа^1 360° fc
Рис. 35. Диаграмма зависимости тангенциального сопротивления от угл; для .оледующих пар трения：
Рис. 35. Диаграмма зависимости тангенциального сопротивления от угл; для .оледующих пар трения：
О — захвалУО — захвалУв парах трения, и будет приводить к сдвоенному захвату дета- лей. Чтобы избежать сдвоенного захвата, необходимо применять методы удержания деталей в пачке (см. п. 3.1).
О — захвалУ
О — захвалУ
Значительное влияние на процессы манипулирования деталями из текстильных материалов оказывает сцепление деталей. Как показали исследования, проведенные в ЦНИИШПе, необ
ходимо различать поверхностное сцепление деталей и их краевое сцепление по срезу. Первое обусловлено взаимо'проникнове- нием микронеровностей (ворса, чешуек, волоконцев на поверхности деталей) и макронеровностей (нитей), а второе ■— мн； грацией волокон и ворса текстильных материалов ,под действием pacKpcii'Horo инструмента из одного слоя в другие слои пачки.
В качестве характеристики поверхностного сцепления была принята величина kXi = F0TVIS0^^ а краевого сцепления величина 々k = Fcp/〃ср, где Fcp ——сила сцепления деталей по срезу, а 〃ср-^ периметр детали.
В ходе исследований было выявлено, что на величины kn 开 々к оказывают влияние как определенные свойства материaлo^^ так и режимы отделения деталей, прежде всего предварительная нагрузка (нормальное давление), время выдержки пачки под нагрузкой, скорость отделения деталей от пачки, влажность деталей.
Наименьшее значение 力п наблюдается при минимальном зн& чении предварительной нагрузки. По мере увеличения пр едва- рительной нагрузки N изменение удельного сцепления 力口 харак” теризуется экспоненциальной зависимостью с насыщение^ (рис. 36,。)，причем .насыщение у тканей с относительно гладко^ поверхностью наступает при предварительной нагрузке 6。贬 2,5 кПа, а у ворсовой ткани типа вельвета — при нагрузке j 84'$
Рис. 36. Зависимость величины 左口 от режимов отделения детали от пачкиРис. 36. Зависимость величины 左口 от режимов отделения детали от пачки
Рис. 36. Зависимость величины 左口 от режимов отделения детали от пачки
Рис. 36. Зависимость величины 左口 от режимов отделения детали от пачки
лее 5 кПа. Характер изменения ^п для всех тканей одинаков..
Анализ влияния скорости отделения деталей на ^п показа,】” ито в области низких скоростей отделения ^п для тканей с- гладкой поверхностью характеризуется возрастанием по экспоненте, а для тканей ворсовых (типа вельвета)——падением значения 々и. При скоростях отделения выше 0,5 м/мин показатель 3 стабилизируется (рис. 36,6).
При исследовании влияния времени выдержки лод нагрузкой на показатель 瓦 пачка выдерживалась .под нагрузкой 2,5 кПа, а детали отделялись ■ со скоростью 0,5 м/мин. С увеличением времени выдержки показатель ^п у тканей с гладкой поверхностью стабилизируется уже после выдержки в течение 10 ч, а у ткани типа вельвета в исследованном диапазоне времени выдержки стабилизация показателя ^п не наблюдалась, он возрастал вместе с увеличением времени выдержки (рис. 36, в).
Анализ влияния относительной влажности образцов на показатель 力и позволял установить, что относительная влажность 0-25% не влияет на межслоевое сцепление тканей типа вельвета, для тканей с гладкой поверхностью при такой влажности образцов показатель ^п незначительно уменьшается, а затем- стабилизируется.
Исследование влияния режимов отделения деталей на показатель 々и позволило обосновать режим отделения, при котором пРоводился второй этап исследований, т. е. определение связи' между 々口 и свойствами материалов. Верхняя деталь отделялась со скоростью 0,5 м/мин после выдержки в течение 30 с под на- гРузкой 2,5 кПа.
Установлено, что на поверхностное сцепление в наибольшей мере оказывают влияние поверхностная 'плотность ткани и сос- тояние поверхности, которое характеризуется коэффициентом Тангенциального сопротивления и ворсистостью.
' На краевое сцепление помимо состояния поверхности суще- ственн。влияют толщина детали и ее жесткость на изгиб.
Выявлена также коррел яционн ая связь показателей ^п и 厶心
%с коэффициентам корреляции для исследованных материал^ = 0,83.
Представляет также интерес анализ соотношения поверх “"постного и краевого сцепления для различных тканей. Общ^ усилие отделения ^общ складывается из двух составляющих；
尸общ =々nS + 々к〃 .(3.19)
Приняв 尸общ за 100 %, можно указать, какую долю в усилии ^•отделения составляют первое и второе слагаемое выражения (3.19). Установлено, что удельный вес краевого сцепления составляет 30—85 % общего усилия отделения, что необходимо при- инмать во внимание при проектировании процессов ма.1НйпулИ' ,рования деталями из текстильных материалов.
Воздухопроницаемость текстильного материала.— это его способность пропускать воздух.
Степень воздухопроницаемости в текстильном материалове- -дении принято характеризовать коэффициентом воздухопрони* 一 цаемости
B = Q/S,(3.20)
тле Q — расход воздуха через материал, м3/с； S—площадь материала, м2.
Коэффициент воздухопроницаемости зависит от перепада ,да!вле1ний <по сторонам материала, что делает необХ'0|ДИ1мьгм ука- ,змвать, при каком перепаде давлений он определен. Если при определении эксплуатационных свойств текстильных материалов 9To не вносит серьезных неудобств, то при анализе процессов ..манипулирования деталями из текстильных материалов необхо* Димо учитывать указанный перепад давлений.
На детали, которые захватываются или переносятся вакуум- ными и струйными устройствами, в технологическом процессе воздействуют потоки воздуха, изменяющиеся по перепаду дав- «пений как во времени, так и в пространстве. Даже без использования средств аэродинамического действия -на детали, подвергаемые манипулированию со значительными ускорениями, также будет оказывать влияние их воздухопроницаемость, так как •будет меняться сопротивление воздушной среды и, следо'ватель- н。，перепад давлений по сторонам материала. Эти О|б1стоятелЪ' ства вынуждают лользоваться иными характеристиками воздУ' хопроницаемости материалов.
В качестве такой характеристики предлагается [24] исполь- зовать безразмерный коэффициент сопротивления ткани С冲 •Этот коэффициент зависит как от характеристик материала так и от режима течения потока, т. е. характеристик среды.
При рассмотрении установившегося течения через материа" -.газообразной среды, имеющей в равномерном потоке ;перед м" териалом скорость 5, необходимо учитывать ее инерционность 力6Л
н вязкость, характеризующиеся плотностью р и динамическикс коэффициентом вязкости т].
Текстильный матер1иа；л (ткань) определяете只 рядом парамет- 〕ов 勿(/ = 1, 2,.. . , m), ка'к безразмерных (число нитей осно ；н или утка в раппорте переплетения, число переплетений ни tit оСновы или утка в раппорте переплетения и т. д.), так и имеющих размерность (например, плостно,сть ткани по основе или утку). Считаем, что 瓦=或，т. е. характерному поперечному размеру нити основы.
Систему параметров, определяющих Cw, таким образом, составят
5, Р，% bj (/ = 2, ..., "%).
В теории подобия динамически подобные течения и режимы! течения определяются числом Рейнольдса Re = Uipd。/!)и безразмерными коэффициентами 勿(i= 1, 2,…，b, 6<m), составленными из параметров % и полностью характеризующими геометрическую структуру ткани как объекта последования.
Тогда безразмерный перепад да!вле1ния Cw={\pl\^)v2\/2) является функцией числа Re и параметров а»：
( = Ap/(p*/2)=f(&,初(3.21)
При исследовании воздухопроницаемости тканей X. А. Рах- ' матуллнн 1показал, что при протекании воздуха через ткань имеет место квадратичная зависимость перепада давления от скорости:
^p = avi + bv2b(3.22р
что при лодборе коэффициентов а и & хорошо согласуется с экспериментальными данными.
В работе [24] показано, что
Ьр = к(а6 ^^—5+ ^?Р*.(3.23》
Подставляя уравнение (3.23) в выражение (3121) и обозна-- цая =fi(S)и d* = d。空"'，получим:*
. CW = CWQ f 1 + ——) '(3.2仆
「Ie Cw 一 сопротивление ткаии в случае бесконечно малых： сил вязкости, т. е.： 11PH /^f 8, a d* — эффективный диаметр нити, из которого выработана ткань
Зависимость (3.24) — это записанный в форме характерис- тнк сопротивления закон протекания среды через ткань, отра-
-Жающий линейную зависимость между перепадом давления\ ■ силами внутреннего трения и инерции. "
На процессы манипулирования могут оказывать влияние » .некоторые другие свойства текстильных материалов, налримеп 「их ворсистость, содержание в них синтетического волокна и т. J ，кото|рые еще требуют шроведения даполнитальньгх ；йс1след1о®а， гНИЙ. &
ИССЛЕДОВАНИЕ И РАСЧЕТЫ Я ОТДЕЛЬНЫХ ПРОЦЕССОВ МАНИПУЛИРОВАНИЯ ■
В соответствии с приведенной <в п. 3.1 классификацией 諏 цессов ^отделения деталей от пачки предварительное отделение ..деталей может осуществляться сразу по всей плоскости либо постепенно. Сделан вывод о целесообразности последователь- ,но「о отделения, приводящего к уменьшению мгновенного значения сил сцепления и тангенциального сопротивления при от ,делении. При подъеме верхней детали пачки сразу по всей ее поверхности силы сцепления равны сумме всех сил сцепления отдельных точек контакта, а при последовательном отделении .мгновенное значение силы сцепления существенно меньше об- ^Щей суммы сил сцепления отдельных точек, так как разрыв связей ведется не по всей плоскости, а только в граничной об .ласти, названной зоной разделения.
На рис. 37 приведена схема действия сил при последовательном разделении деталей. К краю отделяемой детали приложена сила 尸отр. Если угол 0 приложения силы меньше п/0, то с нача- .лом подъема в крайней точке 。 зоны разделения шириной А возникает реактив-ная сила Fr, которую можно разложить на -Две составляющие: силу FT тангенциального сопротивления, действующую в горизонтальной плоскости, и силу сцепления 艮 .действующую по нормали к разделяемой поверхности. Если край отделяемой детали поднимается над пачкой на угол $, 2 очевидно, Ft^=Fr sin ф я 尸с =尸r cos g
Помимо указанных сил на отделенную часть верхней детали .действует изгибный момент Мн* Как известно из теории упрУ' гости,
Мн=Е〃р, (3.25)
где Е——модуль упругости; I——момент инерции поперечного сечения 口ета№； р ——радиус кривизны отделяемой детали.
В том случае, если угол 6 приложения силы 尸°тр боль瑯 冗/2, то в крайней точке О зоны разделения с началом подъев детали реактивная сила Fr переходит в силу сцепления Р^ J -сила тангенциального сопротивления при этом отсутствует. У1^： ютрыва ф увеличивается, что способствует уменьшению зоны。； рыва и, следовательно, значению силы 凡.Таким образом,父 忍8 ■
рис. 37. Схема действия сил при последовательном отделении детали от пачкирис. 37. Схема действия сил при последовательном отделении детали от пачкиРис. 38. Зависимость мгновенного значения сил тангенциального сопротивления при отделении деталей при центральном н периферийном захватеРис. 38. Зависимость мгновенного значения сил тангенциального сопротивления при отделении деталей при центральном н периферийном захвате
рис. 37. Схема действия сил при последовательном отделении детали от пачки
рис. 37. Схема действия сил при последовательном отделении детали от пачки
Рис. 38. Зависимость мгновенного значения сил тангенциального сопротивления при отделении деталей при центральном н периферийном захвате
Рис. 38. Зависимость мгновенного значения сил тангенциального сопротивления при отделении деталей при центральном н периферийном захвате
уменьшения сил сцепления необходимо, чтобы угол приложения силы отрыва 0>л/2.
Очевидно, силы сцепления и тангенциального сопротивления выступают при отделении деталей в качестве основных компонентов, препятствующих этому процессу. Поэтому очень важно для практических расчетов иметь зависимости мгновенных значений этих сил как от свойств материалов, так и от параметров, определяющих режимы отделения.
Изложим в связи с этим некоторые подходы к определению^ мгновенных значений сил тангенциального сопротивления и сцепления.
Эксперименты, проведенные немецкими специалистами из Дрезденского технического университета [25], позволили определить зависимость силы тангенциального сопротивления от высоты подъема захваченного участка детали и свойств текстильных материалов. При этом верхняя деталь захватывалась в средней точке, а пачка опускалась, фиксировалось усилие, при-- воженное к захватному органу. Оно включало две составляющие——смлу тяжести G детали и силу тангенциального сопротивления. Путем вычитания силы тяжести из общего усилия' °пределялась искомая зависимость (рнс. 38,а). Предложено^ аппроксимировать кривую следующими зависимостями:
FT-Cexp {-[\n(h/A)/By}}(3.26)
К = С ехр{—口(九一Л)/Ву}(3.27)
俨е А, В, С — постоянные, определяемые свойствами данного материала;, высота подъема детали.
Выражениями (3.26) и (3.27) можно пользоваться только в ：°М случае, если деталь имеет осесимметричную форму (круг,, Квадрат), а захват осуществляется строго по центру.。
Если точка захвата смещается к краю детали (периферий- “瓦立 захват), то кривая 尸*=f (九)изменяется (рис. 38,6) и м。-
Рис. 39. Схема определения ширины зоны разделенияРис. 39. Схема определения ширины зоны разделенияпричем эта разница можетпричем эта разница может.ральном захвате, .300%..ральном захвате, .300%.жет содержать два локально максимума. Первый максимум возникает, как и в предыду. тем случае, благодаря увелц. ченкю зоны отрыва, а второе максимум -соответствует нача， лу отделения самого удаленно, го от точ1ки захвата края 国& тали. Абсолютные значения максимумов силы тангенциального сопротивления меньше, чем максимум при цент- составлять 200-
Рис. 39. Схема определения ширины зоны разделения
Рис. 39. Схема определения ширины зоны разделения
причем эта разница может
причем эта разница может
.ральном захвате, .300%.
.ральном захвате, .300%.
Неудобство использования выражений (3.26) и (3.27) состоит в том, что в -них входят постоянные Л, 5, С, характеризующие материал детали и определяемые только эксперименталь- ■Ным путем, т. е. это не некоторые общепринятые показатели, а комплексные параметры, зависящие в основном от массы и вор- •спетости материалов. Это вызывает необходимость дополнительных исследований, направленных на определение зависимости постоянных Л, В, С от общепринятых показателей свойств текстильных материалов.
Как было отмечено выше, мгновенное значение силы сцепления при отделении деталей зависит от площади зоны разделения. На рис. 39 ^представлена упрощенная схема отделения детали, позволяющая определить ширину зоны разделения. Схема основана на следующих представлениях: считается, что ширину зоны контакта определяют высота микронеровностей поверхности, в частности ворса, степень взаимного внедрения микро。 неровностей, угол отделения 屮，а также удельное поверхностное оцепление деталей 自口©
(3.28)(3.28)Fc = gn.c/Actg tp,
(3.28)
(3.28)
тде / ——длина зоны разделения, зависящая от места и вида захвата и траектории движения захватного органа; А=26 ——т]——высота зоны взаимного 'внедрения микронеровностей, равная удвоенной высоте 6 микронеровностей за вычетом расстояния 刀 между поверхностями деталей.
Величины «и.с и 6 являются характеристиками текстильного .материала. Расстояние между поверхностями деталей п зависит в основном от предварительной нагрузки и времени выдержки деталей под нагрузкой. Величины / и 中 определяются режимами отделения, т. е. имеется реальная возможность выбирать такие виды захвата и траектории перемещения захватного органа， которые обеспечивают минимальное значение мгновенной силЫ сопротивления.
Отделение детали от пачки при точечном ее захвате — эТ° процеюс, иа который оказывают влияние сцепляем ость, *&『
Рис. 40. Расчетная модель отделения деталей при центральном захвате:
а — конусообразная поверхность; б — схема действия сил
кость материалов, анизотропия их свойств и точка приложения^ отделяющей силы. С началом отрыва от пачки деталь образует некоторую конусообразную поверхность. В основании этой поверхности в общем случае лежит эллиптическая кривая за счет неравномерности упругих и фрикционных свойств материалов нем основе, утку и другим направлениям. В работе [25] на основе ряда допущений получено уравнение конусообразной поверхности, образуемой детально при ее отделении от пачки. Текстильный материал при этом полагали изотропным, без различий свойств по любому направлению. Тем самым кривую в основании конусообразной поверхности принимали за окружность. Было принято также, что конусообразная поверхность образована некоторой линией, перемещающейся вдоль окружности и имеющей неподвижную вершину, соответствующую точке захвата. При этом считалось, что образующая линия представляет собой абсолютно гибкую нить, воспринимающую только рас- тяшвающие усилия и нагруженную только собственньш рас- пред елейным весом q§.
На рис. 40,а приведена описанная модель, где обозначены; Действующие на отделяемую деталь силы: Готр ——сила отрыва; "с — сила сцепления;尸т ——сила тангенциального сопротивле- няя； G ——сила тяжести отделенного участка детали, а также Радиус отделенной зоны г, длина L образующей отделенного ко- нуса, угол ф между ними. На рис. 40,6 выделен участок обра- зующей кривой, находящейся под действием распределенной * натрузкн qg и перечисленных выше сил.
Исходя из равновесия проекций сил на оси хну получим
,F—dF*(3.29)
F 匸+qgdL = F ©+dF с,
Ue dL — участок кривой бесконечно малой длины, причем
d厶=)/ djd+ dp2 = dx |/"4十(^-) *(3.30г
91,
(С другой стороныFbdg ,
Ftdx
Продифференцируем уравнение (3.31) no dx:
"с — р d2ydx _ T 用
(3.33)(3.33)3i подставим выражения (3.30) и (3.32) во второе уравнен^ системы (3.29). Имеем
(3.33)
(3.33)
После замены переменных р — -^— и工一^^ получу
ах dx dx
"蜜3 уравнения (3.33)
&-d%= 9P •(3.34|
Интегрируя обе части уравнения (3.34), получим 9
-у— (x-x0)==Arsh р
31 выразим из (3.35) переменную
р= ir=sh[7T(x~Xo)] ■
Для определения х0 введем соответствующее граничноаИ ловие: при х=г, у=0 и определим из (3.36), что %。=匚 Я
(3.B)(3.B)Далее лроиитегрируем уравнение (3.36) и получим * У — Уо = f - ch 芈- (х — г)
(3.B)
(3.B)
При указанных выше граничных условиях из уравнения (3.37) получим %= •
Окончательно имеем
片卜 h(% —г)]—1片卜 h(% —г)]—1(3.38)(3.38)
片卜 h(% —г)]—1
片卜 h(% —г)]—1
(3.38)
(3.38)
Пользуясь у|ра|внением (3.38) и зная ^g, радиус г основан： конусообразной поверхности и си1ду .тангенциального оап；ротН ления, можно рассчитать высоту подъема детали в любой т必 0w工总匚 ■
Приведенной зависимостью (3.38) (можно -пользоваться в тех случаях, когда область за- хвата значительно меньше площади детали, а жесткость на хзгиб отделяемого материала невелика. В противном 'случае ^писанный метод приведет .к значительным погрешностям.
Разделение сцепленных деталей в пачке ——это необходимое условие для их надежного
поштучного отделения..
Приведенные в <п. 3.2 дан- Рис- 4L Расчетная модель для опре- ные свидетельствуют。том, деления 1 и J₽ "РИп₽^±рИЙН0М За' что наибольшее сцепление деталей наблюдается по краям
лачки. Отсюда возникает в е об ход И'мо1сть нарушения сил ацетле- ния вначале 叮。краю детали, а уже затем по плоскости.
Предположим, что захватное устройство надежно захватило край верхней детали пачки и несколько приподняло его над пачкой. В случае значительных сил сцепления край второй детали также может приподняться. Эта ситуация изображена на рис. 41. К верхней детали / приложена сила 戸°тр. Деталь 2 сцеплена с деталью / за счет действия сил:尸丁 ——тангенциального сопротивления, 尸口工一поверхностного сцепления,尸к.с — краевого сцепления. Считая, что в сечении О ——О〔 имеет место жесткая заделка деталей, приходим к выводу, что одновременно с препятствующими разделению деталей силами на деталь 2 воадейстоуют силы диформаиин растяжения 尸就 и изпибные силы Fh*
Из анализа действующих на край детали 2 сил следует, что а』я надежного разделения деталей необходимо предельно уменьшать длину отгибаемой части и увеличивать угол ф. Од- нако этот путь в реальных условиях ограничен, во-первых, тоя- ностью размещения пачек, во-вторых физической природой за- хватного органа, который должен надежно захватить верхнюю деталь и в то же время исключить захват второй детали. В св貝зи с этим возникает задача определения максимально воз- Ложного значения длины / отгибаемого }7частка и минимально возможного значения угла 中，при которых еще будет обеспечи- ваться разделение краев деталей.
Для решения этой задачи запишем уравнения равновесия сн% действующих на деталь 2 по оси。一 Oi и уравнение ра- венства моментов сил относительно точки О:
(3.39)(3.39)Fy = FT——G sin ф； Л1и=ЛГп.сЧ~-Л1к.с,— Mq.
(3.39)
(3.39)
Сила 尸у, возникающая от деформации растяжения участ^ текстильного материала, принимается в первом приближенна прямо пропорциональной деформации, т. е. материал рассмат. ривается как упругое тело. Тогда
Fy=ES~^—，(3.40)
где Е——модуль упругости материала; S — площадь поперечного сечения де. тали; M=h ——L；厶——первоначальная длина отделенной части второй детали- 勾一длина отделенной части второй детали после приложения нагрузка.
Из геометрических соображений для средних линий деталей можно записать:
/1 = /+(р + Л/2)(р；
勾=/十(p + 3/i/2)q),
где / — длина поверхностного участка детали 7; р ——радиус кривизны изогнутого участка поверхности детали /; h ——толщина деталей.
Из системы уравнений (3.41) определим, что AZ=% —— 厶=加.
Е-сли ширина детали b остается неизменной на участке изгиба края деталей, то S = bh, а
Fy = Eb^l[l+ (p + /i/2)(p].(3.42)
Сила тангенциального сопротивления, действующая на отогнутом участке деталей, может быть найдена как произведение раапределеЕной нагрузки qT на площадь согцрнкоснавення деталей, т. е.
務=д「加+(p+7i)g(3.43)
Силу тяжести G можно выразить через распределенную н" Грузку qa и площадь приподнятой части детали 2, т. е.
G sin 中=夕6匕[/十(p + ^)(p]sin ф.(3.44)
Момент сил, возникший от изгибной деформации края детали 2, определяется по известному соотношению (3.21) теорйй упругости:
М 1=_ ЕЬМ
L (р+3/1/2) 一 12(р + 3%/2)
где /=———момент инерции прямоугольного сечения.
Моменты сил поверхностного сцепления и тяжести выраз^ через соответствующие распределенные по .площади нагруз^ ^п.с и (7g, а момент сил краевого сцепления ——через нагрУ工 9кс, распределенную ло длине линии среза:*
94Я
力九< =小 n.c [/+(P 十用)中]2 = qn.cb[l+ Ср 十九)中F/2;
(3.46)
мК.с = ?К<1[/+ (p+ 后)中]/2 + 型."[/十(p + 九)①]=
=，н.*+|(р +Л)ф[& + /+((р +А) ср]；
(3.47)
MG = qG —^― [/+ (р + ^)ф]2 cos q?,
(3.48)
где 尸и.с 一 сила поверхностного сцепления； FB.Ci и Ес. с> — соответственно силы краевого сцепления соответственно по боковым сторонам отгибаемого участка и по юрцевой стороне.
Подставив выражения (3.42)—(348) в систему (3.39), полу- -чим следующую систему уравнений:
/Ebh2^/[i+ (p + /i/2)rf] = ^т&К+|(Р+Л)ф] —
—qab[l+ (р + /г)ф] sin ф；(3.49)
Ebh3[ 12]p + 3力/2] = Gn.c --[/+ (p+九)中]2+
+*人口+8十九)①][b十?十(p十九)①]-
——9g ； [/+ (p + 力)屮]2 sin 屮.
В ЦНИИШПе разработана программа решения уравнений (3.49) на ЭВМ, позволяющая олределить / и ф для любых значений Е,瓦 7т, 7g, 7п.с, 7к.с, являющадся характериютика*ми текстильного материала отделяемой детали.
Чтобы проанализировать влияние на допустимую длину / различных свой1сгв текста,льного (материала, рассмотрим частный случай, считая 中=冗/2, так как большие значения этого угла трудно получить по конструктивным соображениям. Кроме того, принимаем р = 0, что соответствует наилучшим условиям разделения деталей. Тогда система уравнений (3.49) примет следующий зид:
(Ebh2n/2(l + nh/4) = qTbf(l + nh/Q)—
—qGb(l^nh/2)-(3.50)
I Ebh?/18л = цn.c―~—(/+ 冗九/2) + (/к.с(/ +冗用/2) (& + Z +ji/i/2).
Разделив левую и правую части второго уравнения системы <3.50) на соответствующие им части первого уравнения и про- ВеДя элементарные преобразования, получим
[ = 36&(1+2硒)+36% - %02(351)
一 4c2/冗 一36(0,5 + &/万 '
'* °】 — Qk.cIQu.c^。2= (% — Qg}|Qa.c^
Рис. 42. Захват деталей с помощью игл:
а — ззхватныб орган; б — расчетная модель; в — схема действия сил
Анализируя выражение (3.51), можно сделать следующие выводы: допустимое значение / возрастает с увеличением А и ^ и уменьшается с ростом С2 Hb.
Обычно заранее известны группа обрабатываемых в конкретном технолог ин иск ом процессе тканей и выполняемая на данном рабочем месте группа операций, поэтому, пользуясь выражени* ем (3.51), можно определить допустимое значение 厶 а затем несколько уменьшить его для обеспечения надежности.
Рассмотрим процесс захвата деталей механизмом игольчатого типа, которн访 в общем «случае происходит следующим образом (рис. 42,а)： на пачку деталей 7 опускается захватное устройство, состоящее из отдельных иглодержателей 2 и 5, в которых под углом а к вертикали установлены иглы 5 и 4. После контакта с верхней деталью 6 пачки / иглы 3 и 4 выходят из иглодержателей 2 и 5 на определенную глубину, а иглодержатели разводятся в • стороны по стрелкам а. Первоначальное расстояние между иглодержателями 2 и 3 обозначено через /о, * ра!С；стоян<ие после рааведения ——через 乙.После захвата детали & иглодержатели поднимаются вверх по стрелкам Ъ.
Цель расчета [26] обычно сводится к определению усилия захвата одной иглой необходимого количества игл и геометрических параметров работы устройства — угла а и раздвижк" А/ = /[ — /о (рис. 42,6). з
Выделим элементарный участок ткани, взаимодействующий с иглой, а расчет будем вести, исходя из предположения о поведении ткани в области малых нагрузок как абсолютно упрУ* гого тела. В этом случае участок ткани, находящийся межДУ иглами, может рассматриваться как пружина с модулем угтрУ" гости Е.
Очевидно, на выделенный элементарный участок в виде ни： ти (в поперечном разрезе окружность) действуют силы раст/ жения Fy (рис. 42, в), нормального давления N иглы, трения『； иглы о материал и сила тяжести материала G, приходящаяс на одну иглу, равная 尸отр・
Исходя из равновесия сил, спроектированных на оси хну, имеем
N cos а — FT sin а —尸у=0;
(3.621(3.621N sin аЧ-Т^т cos/а — 0=0.
(3.621
(3.621
Согласно принятому допущению F#=EA/, а 尸丁=耳"，где 々т—коэффициент трения материала иглы о ткань.
С учетом этих выражений из уравнений (3.52) получим
尸 отр= 0=£Д/尸 отр= 0=£Д//sin а+Н cos а ' \cos а — &т sin а./sin а+Н cos а ' \cos а — &т sin а.(3.53)(3.53)
尸 отр= 0=£Д/
尸 отр= 0=£Д/
/sin а+Н cos а ' \cos а — &т sin а.
/sin а+Н cos а ' \cos а — &т sin а.
(3.53)
(3.53)
Если известен общий вес Ообщ детали, то G()6m=MG, где 〃~ число игл. Чтобы увеличить подъемную силу каждой из игл необходимо увеличивать раздвижку игл А/, однако этот путь ограничен прочностными характеристиками текстильного материала. Исследования [26] показали, что для ткани е=Д///0 не должно превышать 0,1, а для трикотажа это значение может быть существенно большим.
Анализируя влияние угла а на силу 凡тр, приходим к выво ду, что при cxKp=arcctg Кт наступает разрыв функции в круглых скобках вьпражения (3.53). Так как 0<^т< h то 45<ас90о. Это означает, что функция в скобках в указанном диапазоне углов уходит в бесконечность, т. е. теоретически можно полу- чить сколь угодно большое значение подъемной силы. На практике при этих углах может происходить повреждение поверх、 ности текстильного материала иглой, в связи с чем рекомендуй ется выдерживать а в пределах 30—45°, что обеспечит надеж* ный захват детали и исключит повреждение поверхности ма・ териала. -
В том случае, если сх = О, условие надежного захвата детали выразится следующим образом:
几Н尸отр =Хз Собщ, (3.54)
「ае пк — количество игл；尸отр ——усилие захвата детали одной иглой; %з—4 ,зффнциент запаса; Оо^щ = т^ — общий вес детали; тл — общая масса Детали； g — ускорение свободного падения.
Для этого случая получены выражения, связывающие гео* Метрические параметры захватных игл с в& Личинами, характеризующими .свойства и раз- f^#ji деталей, а также режимы их отделения
Рис. 43. Захватный орган игольчатого типа
7373’
Обозначая через "к и “ц нормальные составляющие снд, действующие на конусную и цилиндрическую части иглы (рис. 43), получим следующее уравнение равенства сил по оси иглы:
G = ^тЛ^ц+k7NKicios В — "к sin В,(3.55)
где р ——половина центрального угла конусной части иглы.
Выразив нормальные силы через упругое давление текстильного -материала на единичные элементы площади цилиндрической и конической поверхностей, получим
О=л^^п[(Ли —Ак)十厶(Mg В — 1隅/4],(3.56)
где д — удельное упругое давление, определяемое известными соотношениями Теории упругости:.
q^EEfl[E(\-^ +£<(1 -(/)],(3.57)
где Е и Е‘ ——модули упругости текстильного материала и материала иглы； р, и ц7 — коэффициенты Пуассона материала (текстильного и иглы), равные отношению поперечной деформации к продольной при растяжении; с?и — диаметр иглы.
Так как Е，》Е, выражение (3.57) может использоваться в упрощенном виде:
q=E/{\ — ^).(3.58)
При этом полагают, что текстильный материал ведет себя как упругое тело.。
Так как иглы обычно делают из стали, для которой ji,==0,26—
—0,33, то для ориентировочных расчетов можно принять q= =1,4Е
Глубина захода иглы в материал 〃н во избежание сдвоенного захвата не должна превышать минимальной толщины детали ftmin. С некоторым запасом примем hn = 0,9hm[n.
Выразив ctg р через высоту конусной части иглы и ее диаметр ctg р = 2йк/^и и подставив уравнение (3.56) в условие 《3.54), получим с учетом приведенных выше соображений
"瓦=%3 恤 g/{l,4 冗 Е应"и[0,9/1тт - 0,5/hc- 0,25或/旬}.(3.59)
Из выражения (3.59) следует, что для уменьшения треб吟 мого количества игл необходимо уменьшать длину их конусно насти. Однако с уменьшением Ак возрастает усилие прокалывания и возможность повреждения поверхности материала. $
Коэффициент запаса Х3 следует выбирать в диапазоне 2—4 с учетом большого разброса значений Е и 左т.
Если отделение детали от пачки происходит со значител ным ускорением, то это также следует учитывать при опреД лении числа игл, уменьшая g на величину ускорения “，г-'
械=j(0,45 ... 0,57)/(g — a) / {Ek^dJO,9Amin —
-0,5/ik — 0,25厶自]}.(3.60)]
Диаметр игл du следует определять с учетом срезающих нагрузок, действующих на них во время переноса деталей.
Суммарную нагрузку на иглы с учетом сил инерции и центробежных 'Сил можно определить следующим образом [27]:
(3.6Ц(3.6ЦR=Wn|/q)2 十①4,
(3.6Ц
(3.6Ц
где /*п — радиус поворота детали в плоскости； (р, (р> (р — соответственно угол, угловая скорость и угловое ускорение поворота детали в горизонтальной плоскости.
На процесс захвата деталей вакуумными устройствами ос* новное влияние оказывает степень воздухопроницаемости текстильных материалов.
Вакуумные схваты могут быть одиночными или групповыми в зависимости от габаритов деталей. Собственно схват может иметь различную геометрию и выполняться из металла, пласт- массы, резины.
На рис. 44 изображен простейший пневмо!присос. В полости 2 пневмоприсоса создается вакуум с помощью внешнего побудителя тяги или эжектора. Пневмоприсос опускают на деталь /； а после плотного контакта наконечника 3 с деталью / пневмоприсос начинают поднимать. В результате разности давлений воздуха под деталью и внутри пневмоприсоса происходит удержание детали, если внешние силы меньше удерживающей силы.
Очевидно, надежная работа устройства может осуществляться при условии достаточной разности давлений Ра ——Pi, что мо- 水ет иметь место при значительном сопротивлении текстильного материала просасыванию через него воздуха, т. е. при его малой воздухопроницаемости. Суммарная площадь срезов вакуумных схватов должна быть такова, чтобы при заданном разрежении' Удерживающая сила была больше суммы противодействующих внешних сил. Необходимо добиться надежного контакта нако- нечника пневмоприсоса с деталью для уменьшения подсоса воздуха в зазор между срезом наконеч-ника и деталью.
Равнодействующая внешних противодейст- вУющих сил R в общем случае направлена произвольно и может быть разложена на нормальную N и та；нген.циашьную Т ©оставляющие 128]. Нормальной составляющей противодействует удерживающая сила
Рис. 44. Конструкция пневмоприсоса
《362户《362户N п =/ТпП4/^ (pa — "1)/4,
《362户
《362户
где пп — количество присосов одного размера; d — диаметр входного отверс- тия присоса у его среза.
Для надежного удержания детали схватом необходимо, чтобы Мп〉” или N°=MN, где 厶i —'коэффициент надежности удержания.
Тангенциальная Т составлящая нагрузки определяется в основном тангенциальным сопротивлением деталей. Если коэффициент трения между текстильным материалом и материалом наконечника с хвата равен 々т, то развиваемое ка|сателыное усилие будет следующим:
.hRNn — N) =%7,(363)
以е 瓦一коэффициент надежности удержания детали при сдвиге.
Принимая 入1 =九2=九，получим после подстановки выражения| К3.63) в формулу (3.62)[
4T 結I
"а —"1=1~7~Г -1
Минимальное значение разности "а — "i достигается прй 九=2, тогда в общем случае
Ра —/Ъ=
力T〃nd2.
а при наличии только нормальной составляющейfl
"а — "1 =•《3.65)
Необходимый расход воздуха может быть определен по выражению
м = л(/2пя[2р(ра — Р1)]叫％(3.66)
где р ——плотность воздуха; Е — коэффициент потерь, Определяемый экспериментально.
: С ростом воздухопроницаемости текстильных материалов и с увеличением доли воздуха, подсасываемого между срезом схвата и поверхностью детали из-за значительных неровностей последней, полезный перепад давлений /?а—Pi уменьшается на некоторую величину Ар.
Для воздухопроницаемых деталей при разрежении в полости присоса 10—12 кПа течение воздуха через материал характеризуется переходом от ламинарного режима к турбулентному» а потери давления Ар определяются соотношением [29]
Ар = AhuM/S2Qc)-\- BhNP-fK^S^^(3・67)
ioo
『де 4 и В — экспериментально определяемые коэффициенты, зависящие от свойств тканей； h ——толщина детали; v и р — соответственно коэффициент кинематической вязкости и плотность воздуха; Л1 — массовый расход воздуха через ткань; So — площадь среза присоса; g — гидравлический радиус пор, равный отношению объема пор ткани к площади их боковой поверхности; 5< —пористость ткани, равная отношению объема пор к объему всей ткани.
Для сорочечных тканей из хлопка и хлопка с лавсаном 4 = 52 и 5=1,74, для тканей из шелка с лавсаном Д = 18,8 и 8= 1,68,
При подсосе воздуха по поверхности детали потери давления определяются следующим образом [29]:
Др=Л121/2р^2рХ1А2б, (3.68)
где 卩р——коэффициент расхода; %]—пористость каналов, образованных неровностями поверхности; L ——пфиметр рабочей части присоса; 6 — высота неровностей поверхности ткаии.
Глава 4. ОРГАНИЗАЦИОННЫЕ
И СОЦИАЛЬНО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИРОБОТИЗИРОВАННОЙ ТЕХНОЛОГИИ
КОНЦЕНТРАЦИЯ И СПЕЦИАЛИЗАЦИЯ ПРОИЗВОДСТВА
При создании и внедрении роботизированного производства швейных изделий концентрация и специализация производства играют гораздо более важную роль, чем при использовании традиционной швейной технологии. Естественно, что при традиционных швейных процессах концентрация и специализация производства могут в известных пределах повысить отдельные его технико-экономические показатели, однако не являются обязательным условием функционирования процесса. В случае же применения роботизированной технологии концентрация и специализация производства являются обязательным условием. Зто связано, во-первых, с многократным повышением производительности процессов, а, во-вторых, с возрастанием потерь от Частой сменхемостн 'Моделей.
Рассмотрим более подробно понятия концентрации и специализации производства.
Под концентрацией производства понимается в общем слу- "ае сосредоточение средств производства, рабочей силы и вы- 関ска продукции на предприятиях оптимального размера [30]. Основной смысл создания роботизированного производства — 近° экономия рабочей силы, т. е. в этом случае один и тот же об'ем продукции может быть достигнут с уменьшением рабочей ^^ путем увеличения объема основных фондов (средств про- извод.ствау> в этом случае количество рабочей силы или сред-
ства производства не должны выступать характеристикой коц. центрации производства. Возникает необходимость использования комплексного показателя, увязывающего объем производства, рабочую силу и средства производства, либо з первом при- ближении характеризовать степень концентрации производства объемом продукции.
На концентрацию производства действуют общие и специ^ фические для данной отрасли или региона факторы.
К первой группе факторов относятся: уровень развития тех- ники и технологии производства, уровень специализации и коо- перации в промышленности, транспортные связи и т. д., ко второй——наличие рабочей силы, демографическая ситуация, спрос на те или иные изделия и др.
Техника и технология роботизированного прсизводства существенно отличаются от техники и технологии традиционного производства одежды. Особенность традиционного производства заключается в том, что разнородная продукция и разные операции производят с помощью однородного оборудования. У круп- нение производства характеризуется лишь увеличением числа единиц этого оборудования или их комплектов, а не увеличением мощности и производительности отдельных машин. Это приводит к тому, что степень концентрации производства определяется не производительностью отдельной машины или группы машин, а мощностью комплекса машин, образующих поточную линию.
В роботизированном производстве используется оборудовав ние, производительность которого может многократно превышать производительность швейных машин неавтоматического действия. Это оборудование специализировано на выполнении одной, реже двух однородных операций, т. е. отсутствует возможность загрузить его выполнением других операций. В этих условиях производительность отдельного РТК или автомата может значительно сказываться на общей производительности линии, так как линия будет состоять из уникального оборудования с меньшей долей универсальных машин. Возникает задача не просто укрупнить производство, а обеспечить его оптимальную мощность, определяемую наивысшими технико-экономическими показателями.
С точки зрения производственного уровня, на котором находится укрупняемый объект, различают три вида концентрации： агрегатную, внутрифабричную и фабричную.
Агрегатная концентрация заключается в увеличении на ра" бочем месте выпуска продукции и стоимости основных фондов и сводится к увеличению производительности оборудования " его агрегатизации. Этот вид концентрации является определяю” щим в случае создания роботизированных технологических пр°" цессов изготовления одежды. Он непосредственно выражает степень совершенства техники и технологии, обеспечивает снижение удельных текущих и производственных затрат. В слу“а°
роботизации технологических процессов этот вид концентрации проявляется в повышении 'Производительности оборудования, г. е. увеличении выпуска в единицу времени, либо в повышении производительности труда путем автоматизации ручных приемов, агрегатирования машин, перехода к многостаночному обслуживанию оборудования. Если выпуск продукции на рабочем месте в единицу времени растет быстрее стоимости рабочего места, можно говорить об интенсивном пути развития концентрации,-так как он не .сопровождается увеличением числа операторов на рабочем месте. С точки зрения управления производством в этом случае практически устраняются препятствия к укрупнению производства.
Внутрифабричная концентрация выражается в увеличении размеров производства в поточных линиях предприятия. Этот вид концентрации может развиваться как на основе роста выпуска 1Црюду!кции с рабочего места, т. е. интенсивным путем, так и увеличением числа однотипного оборудования, т. е. экстенсивно. Поскольку даже в перспективных роботизированных процессах изготовления одежды маловероятно применение РТК на всех без исключения операциях, оба указанных фактора будут действовать одновременно, причем первый будет определяющим. Это означает, что внутрифабричная концентрация при росте единичной мощности рабочих мест с одновременным уменьшением их числа повышается медленнее агрегатной.
Фабричная концентрация отражает рост размеров предприятия в результате повышения внутрифабричной концентрации и увеличения числа подразделений при усложнении структуры предприятия. Этот вид концентрации в малой степени зависит от особенностей 口рименяемкх техники и технологии и в дальнейшем ‘нами не рнссматривается.
Остановимся несколько подробнее на внутрифабричной концентрации или выборе оптимальной мощности потоков. Традиционные методы определения оптимальной мощности потока в недостаточной степени учитывают особенности роботизированного производства [31].
Как уже отмечалось выше, один из показателей мощности потока — количество рабочих в случае многостаночного обслуживания оборудования не может быть объективной характеристикой мощности. Так как наибольшее влияние на показатели Функционирования высокопроизводительного роботизированного оборудования оказывает его загрузка, критерием оптимальности потока может служить показатель средней загрузки оборудования, определяемый следующим образом:
,S(5c/Qi)Pi
(4.1)(4.1)0= —К (^[Bc/Qi]1
(4.1)
(4.1)
где К 一 количество установленного* в потоке оборудования； К\ — количество видов оборудования в потоке; Вс——сменный выпуск изделий с потока, шт.； Qi — сменнаи производительность i-й единицы технологического оборудования потока, шт.; Р/ — коэффициент значимости оборудования; [ ]—число, округленное до ближайшего большего целого.
Коэффициент значимости оборудования вводится для повышения в показателе средней загрузки удельного веса уникаль* ного, дорогостоящего оборудования. Представляется целесообразным определять коэффициент 仇 как отношение цены »го оборудования к цене наиболее дорогостоящего оборудования r потоке, т. е.
0，= 〃，/〃max*
За поток оптимальной мощности при выбранном критерии должен быть пр1инят такой, у которого 6i = 6imax.
ритму:1. Задаются значениями Qi и "t для каждого вида оборуритму:1. Задаются значениями Qi и "t для каждого вида оборуПоиск 6imax осуществляется на ЭВМ по следующему алго
ритму:
1. Задаются значениями Qi и "t для каждого вида обору
ритму:
1. Задаются значениями Qi и "t для каждого вида обору
дования.
Определяют Цтах и вычисляют Р/.
Задаются начальным значением В&
Вычисляют В J Qi и [Bc/QJ
Определяют K=^[BC/Qi].
Вычисляют б.
Повторяют процесс при другом значении В& выбирают Вс, при котором б = 6тах. Возможна ситуация, когда б возрастает до б= 1 без локальных оптимумов.
В этом случае следует предварительно ограничить величину 6, например, задавшись условием, что [(>+1 —，)/&]100W
<3...5 %, либо величину 艮 с
Рис. 45. Зависимости средней загрузки оборудования и годового выпуска в НСО на одного рабочего от сменного выпуска блузы пионерской формыРис. 45. Зависимости средней загрузки оборудования и годового выпуска в НСО на одного рабочего от сменного выпуска блузы пионерской формыучетом действия cneiun фи ческой для дайной отрасли факторов, нзложенннх выше.
Рис. 45. Зависимости средней загрузки оборудования и годового выпуска в НСО на одного рабочего от сменного выпуска блузы пионерской формы
Рис. 45. Зависимости средней загрузки оборудования и годового выпуска в НСО на одного рабочего от сменного выпуска блузы пионерской формы
Для одного из вариантов роботизированного производства сорочек в качестве примера рассчитаны значения 6 (рис. 45).
Следует, отметить, что отно- .сительные показатели опти- мально'сти потоков [31] при роботизированном производстве возрастают 'практически без ограничений в диапазоне реализуемых значений 8& На рис. 45 приведены кривые изменения годового выпуска в НСО
на одного рабочего от изменения сменного выпуска на примере производства блузы пионерской формы. Возрастающий характер показателей объясняется интенсивным характером концентрации производства, ：когда выпуск ^продукции с одного рабочего места растет быстрее количества рабочих мест.
Следует иметь в виду, что концентрация на основе создания универсальности производства малоэффективна, так как не позволяет в достаточной мере использовать передовую технику и технологию, совершенную организацию труда. Рассмотрение перспектив концентрации осуществимо лишь при одновременном рассмотрении и специализации производства в отрасли. Здесь под специализацией понимается процесс сосредоточения в различных произ;вод；сивенных звеньях конструктигвно и технологически однородной продукции в масштабах, обеспечивающих эффективное использование ресурсов производства [30]. Специализация требует для своего осуществления определенного уровня концентрации выпуска продукции, но в свою очередь увеличивает объемы этого выпуска в результате более экономного потребления производственных ресурсов.
Специализация может быть классифицирована по уровню производства и по способам -достижения концентрации выпуска однородной продукции. С точки зрения уровня производства различают внутрифабричную и фабричную специализацию, а в соответствии со способом повышения однородности производства выделяют предметную, подетальную и технологическую специализации.
Внутрифабричная специализация определяется разделением труда, проявляющимся в сосредоточении, во-первых, однотипных технологических процессов и операций, а, во-вторых, однородных по конструктивным и технологическим признакам изделий (деталей) на определенных производственных звеньях: мехах, участках, потоках, рабочих местах. Этот вид специализации приводит к ограничению круга работ, выполняемых на каждом рабочем месте, сокращению переналадок оборудования, а главное, открывает возможность использования высокопроизводительного специализированного оборудования, служит основой автоматизации выполняемых операций.
Фабричная специализация ——это результат разделения тру- Да между предприятиями и производственными объединениями отрасли, приводящий к повышению однородности производства на предприятии в целом за счет формирования номенклатуры продукции на основе ее конструктивно-технологической общно- сти. Фабричная специализация сокращает номенклатуру про- Изводимой предприятием продукции, обеспечивая при этом по Всей совокупности предприятий отрасли выпуск изделий в необходимом ассортименте. В швейной промышленности этот вид специализации проявляется в разделении труда по ассортимент- н°му признаку.
Предметная специализация заключается в сосредоточении объединений, предприятий, цехов, участков на выпуске однород^ ной продукции.
Подетальная специализация заключается в выделении централизованных цехов объединений и реже предприятий для обособленного производства отдельных частей швейных изделий. Например, широко распространены централизованные цехц подготовки, раскроя, окончательной отделки, склады материалов и готовых изделий. Делаются попытки создания централи* зованных раскройных производств [32], можно указать на централизованные производства прокладок в воротники и отдельных деталей на объединении по выпуску мужских сорочек & ГДР.
Технологическая специализация проявляется в выделении r самостоятельные производства отдельных стадий технологического процесса. Объекты технологической специализации обычно выполняют операции в пределах однородной технологии. Этот вид специализации имеет неразрывную связь с подеталь* >ной специализацией в условиях современной швейной промыш- ленност!и.
Создание роботизированного производства швейных изделий требует более узкой специализации во всех указанных формах. Это требование может в определенной степени вступать в противопечие с территориальным рассредоточением швейного производства, которое проявляется в стремлении иметь в каждой республике, области производство полной номенклатуры швейных изделий. Разумная специализация и разделение труда между республиками и областями могут привести к существенному повышению производительности труда в отрасли.
Например, в настоящее время в СССР блузу пионерской формы изготовляют более 70 швейных предприятий со среднегодовым выпуском менее 100 тыс. шт. В результате концентрации этого ассортимента на 7——10 крупных предприятиях отрасли по расчетам ЦНИИШПа высвободилось бы около 1000 рабочих даже без созданяя роботизированных технологических вропес- сов, а просто путем вывода показателей производства этого ассортимента на уровень показателей передового пре口прня：ти£ отрасли МПШО «Старт».
В роботизированном производстве недопустима резкая смен^ ассортимента продукции, которая зачастую имеет место на швей- ных предприятиях. Однако если при традиционном уровне технологии смена ассортимента ведет к существенным потерям, н° принципиально возможна, то при роботизированной технологий она может привести к парализации всего производственного процесса. Это еще раз подчеркивает необходимость тщательного выбора коллекции моделей и технологической подготовки робо* тизирО'Ванного производства, о чем подробно говорилось в глз* ве 1. ..建 106 I
Уровень предметной специализации процесса можяо охарактеризовать средневзвешенным коэффициентом однородности выпускаемой на нем продукции Кер [33]:
Кср= (d()+ S diKt о)оьн, (4.2)
где d。——удельный объем производства основного изделия в общем выпуске продукции в НСО в технологическом процессе;门——количество видов изделий； '—номер изделия, изготовляемого в процессе;山一удельный объем производства i-го изделия в общем выпуске продукции в НСО в процессе; Kto — коэффициент конструктивно-технологической однородности i-ro изделия п0 сравнению с основным изделием в процессе; ан — коэффициент широты номенклатуры изделий.
Коэффициент конструктивно-технологической однородности вычисляют по специальной методике [33]. В основе методики лежат разбиение технологического процесса изготовления швейных изделий на четыре стадии (подготовка производства, раскрой, заготовка и монтаж, отделка и хранение), выделение в каждой стадии трех материальных объектов производства (рабочая сила, материалы, оборудование), каждый из которых сопоставляется по трем критериям однородности. Однако этот ко- эффициент не учитывает влияния модельных особенностей изделий, что также важно при роботизированном производстве одежды. В качестве примера можно отметить, что сорочка мужская шерстяная и шелковая по отношению к хлопчатобумажной имеет К о=О,9, а по отношению к сорочке для мальчиков Кг 0,86.
Определение коз巾巾ициента ан основано на предположении, что с увеличением количества видов изделий, сходящих с одного потока, на один ви以 коэффициент ан уменьшается на одну и ту же вел!и；чи!ну 0 по сравнению ао своим лредыдущ(и1м значением,
ан=(1—0)f (4.3)
На основании экспертных оценок определено [33], что ₽=0,05, тогда ссн = 0,95AL
Для обеспечения эффективной роботизации производства известными на сегодняшний день техническими средствами необходимо, чтобы Кср№,9. Этому условию в настоящее 'Время могут удовлетворять только производства, специализированные на выпуске стабИ|Льного ищи ограниченно гибкого ассортимента.
СТРУКТУРА РОБОТИЗИРОВАННОГОСБОРОЧНОГО ПРОЦЕССА
И МНОГОСТАНОЧНОЕ ОБСЛУЖИВАНИЕ ОБОРУДОВАНИЯ
Структура роботизированного сборочного процесса в основ- Ном может быть двух видов. Один — это процесс, состоящий нз отдельных РТК или автоматов при их многостаночном об- с^уживании оператором, причем запрузка-выпрузка партий де-
талей и частично транспортные межоперационные передачи в*, полняются им вручную. Другой — это автоматическая линия состоящая из нескольких связанных позиций, между которым； отсутствуют межоперационные заделы. Очевидно, в первом варианте организация таких заделов не представляет технических сложностей. Загрузка автоматических линий осуществляется оператором вручную поштучно, что, как правило, исключает возможность одновременной загрузки нм нескольких линий. Число связанных позиций в реально существующих сборочных линиях колеблется от двух до четырех.
Определение оптимального числа связанных позиций автоматической сборки является одним из основных вопросов синтеза- роботизировaiHHых процессов сборки ш,вей1ных изделий.
Производительность Qi линии, состоящей из q позиций сбор, кн, между которыми отсутствуют накопители, определяется следующим выражением [15]:
QLK——Kfx+Kfng+1QLK——Kfx+Kfng+1(4.4)(4.4)
QLK——
Kfx+Kfng+1
QLK——
Kfx+Kfng+1
(4.4)
(4.4)
где К и /х — определяются выражениями (2.3) и (2.4); /п—суммарное время внецикловых потерь.
Производительность линии, состоящей из нескольких раздельно работающих роботокомплексов с неавтоматической за- г.рузкой-выгрузкой партий деталей выразится следующим обра* зом:
Q2 = ^Q2 = ^К£х + К(/п + /с) +1К£х + К(/п + /с) +1.(4.5).(4.5)
Q2 = ^
Q2 = ^
К£х + К(/п + /с) +1
К£х + К(/п + /с) +1
.(4.5)
.(4.5)
где /с—время, затрачиваемое на неавтоматическую загрузку-выгрузку ра-' ботокомплекса партией деталей.
Отметим сразу, что в том случае, если & = 0, т. е. загрузка- выгруз'ка производится без остановки роботокомплекса, задача определения оптимального ：по производительности числа связан-： вых позиций не имеет смысла. В этом случае отдельные роботокомплексы будут заведомо производительней линии. 】
Все внецикловые потери можно разделить на две группы:
неслучайные потери. Обозначим суммарное время этих потерь /т. Для швейных агрегатов это в)ремя на смену ниток力 замену шпуль, смену вспомогательных материалов, например замену тесьмы, замену технологической оснастки и др. Эти потери в значительной мере неизбежны, а их величину можно заранее рассчитать, зная режимы работы агрегатов;
случайные потерн. Это время, обозначенное /н, которое* затрачивается на устранение обрывов ниток, замену инструментов после их лоломки, прежде всего игл, а также время на по- тери по организационным 'поичинам (отсутствие заготовок, от* сутствие рабочего и др.). В дальнейшем будем рассматривать 108
рис. 46. Номограмма для определения числа связанных позиций в автоматической линии
идеализированный случай, считая, что организационные потер и устра йены по лностью- Время % можно рассчитать лишь лриблизительно, исходя из вероятностного характера распределения отказов во времени.
Принимая Qi = Qz и имея в виду, что ^п=^ + /н, лол учим из выражений (4.4) и (4.5)
дрт + ^н) =%+，％ + %, откуда
/н/%т=£с〃тН"д—1 )1—L '.(4.6)]
Зависимость (4.6) изображена графически на рис. 46 -в ко- орД|Инатах (д, /н/爲) для различных значений 力J%.
Экспериментальные исследования показали, что для швей-- ных ,маш;и1н челночного стежка 九/备=2...8, а для машин цепного стежка %〃т=1,5 …2.
С другой стороны отношение &/% находится в црвдел ах 1…3・ ('： s Проводя на рис. 46 соответствующие горизонтальные линии до пересечения с гиперболами tc/tT = 2 и 九/爲=3, получим на оси ординат то звачение связанных позиций линии, при котором ее производительность не уступает производительности отдельных роботокомплексов. ‘
Анализируя полученные результаты, можно сделать вывод, что линия, (включающая швейные машины челночного стежка, не должна лметь более двух позиций, а при низких значениях »с〃т предпочтительнее отдельные роботокомплексы.
На увеличение числа связанных позиций можно идти в случае комбинации позиций ниточного соединения с поз1ициями более надежных процессов, лапрнмер с клеевыми или сварными. В этом случае общая надежность линии будет ошределяться надежностью позиций ниточного соединения. “
Однако в большинстве случаев роботизированный технологический сборочный процесс должен иметь структуру в виде отдельных позиций с межоперационными заделами. Это делает Необходимым широкое применение в швейной промышленности Многостаночного обслуживания оборудования, что до сих пор было для этой отрасли нехарактерно.
Основное назначение многостаночного обслуживания оборудования — повышение производительности труда путем более полного использования периодов вынужденного бездействия оператора и повышения коэффициента загрузки оборудования.
При обслуживании одним оператором нескольких автоматов ；(РТК) наибольшая эффективность работы достигается при вы- полнении следующего условия:
/а.ц= 2 ^s.n + S/n.x, (4.7) 1 1
Где /ан ——автоматический цикл машины, во время которого она функционирует без участия оператора; п — расчетное число автоматов (РТК), закрепленных за одним оператором; t^n—время выполнения оператором вспомогательно-ручных приемов；卜工一время перехода оператора от одной машины к другой.
Кроме условия (4.7) для организации многостаночной работы важно определить структуру технологической операции. Здесь выделяют одноподходные и многоподходные операции.
Одноподходными являются операции, для выполнения которых оператор должен подойти к автомату только один раз с целью обработки (сборки) каждой детали (узла) или группы деталей, т. е. ручное время сконцентрировано в начале обработки (сборки) либо в конце.
• При выполнении мн；ог-о1подходных операций оператору необходимо подходить к автомату несколько раз для выполнения ручных приемов при обработке (сборке) детали (узла) или группы деталей, т. е. ручные приемы в этом случае присутствует не только на конечных стадиях, но и 《внутри》 операции.
За одним оператором при организации многостаночного обслуживания могут быть закреплены одинаковые либо разные технологические операции.
Признаком необходимости многостаночной работы служит наличие в структуре операции достаточного времени автоматического цикла, когда оператор свободен от выполнения ручной работы на оборудовании и управления им.
Основными вопросами организации многостаночного обслуживания оборудования являются определение зоны обслуживания или числа автоматов для обслуживания одним оператором, производительности участка, необходимых межоперационных заделов.
Из условия (4.7) можно определить расчетную зону обслуживания оборудования для конкретных вариантов его расстановки.
В частном случае при ^а.ц = const и ^в.п:== const, имеющем наибольшее распространение на ^практике, оборудование может располагаться двумя основными способами.
Первый способ — автоматы расположены в линию, затраты времени на переход от первого к каждому последующему равно
ны /п.х, а от последнего к первому (^—1)%х・ Тогда условие (4.7) примет вид
力 а.ц=；(也—1)^в.п+*2(^— 1"и.х, огкуда
П= _Д"_+1.(4.8)
^в.п + ^п.х
Второй способ —— автоматы расположены так, что время на переход от одного к другому одинаково, т. е. ^п.х=const. В этом случае из выражения (4.7) следует:
;^а.ц=1(^—1) /в.п + 泣 n.x#откуда”
n= &红.(4.9)
^В.п4-/п.Х
Значения п, рассчитанные по выражениям (4.8) и (4.9) в большинстве случаев оказываются дробными. В то же время размеры зоны обслуживания должны быть целыми числами, что обеспечивается округлением полученного значения п до ближайшего большего или меньшего целого числа. В первом слу- чае возникнут простои оборудования, во втором ——оператора. Ниже будет показано, что в реальных процессах возникают простои оборудования из-за их отказов, что свидетельствует о целесообразности округления 孔 до большего целого числа. В общем случае этот вопрос решается с учетом целого ряда организационных и технических факторов.
При соблюдении условия (4.7) пр одолжительность цикла 7\, под которой понимается время, в течение которого полностью осуществляются регулярно повторяющиеся работы в зоне об* служивания, определяется следующим образом:
Тц = 2/в.п + Х£ц.х = fa.n+ ^В.п.(4.10)
1
На практике равенство (4.7) с большой точностью соблюдаться не может, поэтому у оператора возникают перерывы в работе либо имеют место простои оборудования.
Если /а.ц> 2 /в.п + S^n.x, то у оператора возникают перерывы
R работе:
/цр =「а.и( X %в.п十У/п.х)・
Общая продолжительность цикла в этом случае
,7,ц^2^в.п*4_2/п.хН_ ^пр«(4.11).
/I n
ЕсЛи /а.ц< 2 /в.п+2/п.х, то появляются простои оборудо,
11
П—1/I
вания /п.о = { £ /в.п+2^п.х) — fa.% а общая продолжительность
цикла определяется выражением ,(4.10).
Норма времени будет определяться следующим образом:
нВр=片-[1 + (人.3.0也斗人工Л十-^О.у.т)/100],(4.12)
где Гц — определяется выражением (4.10) или (4,11); % —суммарное количество одинаковых деталей (узлов), одновременно обрабатываемых (собираемых) на обслуживаемых машинах в течение цикла; Лп.з.о,若о.т.л, Л0.у.т — соответственно проценты времени на подготовительно-заключительные операции и обслуживание рабочего места, на отдых и личные надобности, на отдых за различные элементы условий труда, определяемые по справочной литературе [34, 35].
Рассмотрим пример определения зоны многостаночного обслуживания при работе на полуавтоматах для изготовления петель на полочке сорочки.
Время, с, автоматического цикла определяется по следующему выражению [34]:
爲必=(+ 0,3 + 0,9 (瓦一1) + 2,0 =
\〃r・0,95/
=謠鵲 5+。,3 +。而4 + 2,0=15,9,
где m — число стежков (m= 120); пг—число оборотов главного вала полу- автомата (для полуавтомата кл. 741-7 фирмы «Дк)|ркопп» пг = 3800 мин-1)； fen — число петель; 0,9 ——время на перемещение головки от петли к петле, с; 2,0 ——время передачи полочки в рабочую зону, с.
Время выполнения вспомогательных приемов определяем по нормативам (табл. 4.1).
При расположении полуавтоматов на равном расстоянии друг от друга из выражения (4.9) получим, что
也— З.ц + ^в.и 一 15,9 + 8,13 — 2 g
%.口+方11.*8,13 + 1,2
где /п.х=1,2 определено по нормативам [34].
При округлен ил 也=2,6 до м=3 будут ^возникать простой оборудования, с
tn.o= ( S ^вр + Sfn.x)—力а.ц = 8,13・2+1,2*3 — 15,9 = 3,96.
11久
Последовательвость выполнения вспомогательных приемовна полуавтомате [34|
Bs3Hd 口TsxBs3Hd 口TsxНаименование приемаНаименование приема°*sox-&cен Kswara°*sox-&cен Kswara°工 hec° oaJQahHKOy°工 hec° oaJQahHKOyо кяз^лх ^^sxs^ ен K9dо кяз^лх ^^sxs^ ен K9d270 3 3 OB1 7 3 51 1 6 1270 3 3 OB1 7 3 51 1 6 1Взять пачку полочек н доставить до места работыРазвязать пачку полочекОтогнуть пачку полочекРазложить пачку полочек на рабочем местеВзять полочку и доставить до места работыРасправить полочкуУложить полочку на укладочном столикеПодложить полочку под зажимы столикаНагнуться к укладчику -Освободить пачку полочек из зажимаСложить пачку полочек пополамВзять тесьму и связать пачку полочекОтложить пачку полочекВзять пачку полочек н доставить до места работыРазвязать пачку полочекОтогнуть пачку полочекРазложить пачку полочек на рабочем местеВзять полочку и доставить до места работыРасправить полочкуУложить полочку на укладочном столикеПодложить полочку под зажимы столикаНагнуться к укладчику -Освободить пачку полочек из зажимаСложить пачку полочек пополамВзять тесьму и связать пачку полочекОтложить пачку полочек巨2K J巨2K J6,МММ -6,МММ -°8a°8aH0507H0507554,04,060606060ОО о6 6 6ОО о6 6 60,040550,04055°7°7
Bs3Hd 口Tsx
Bs3Hd 口Tsx
Наименование приема
Наименование приема
°*sox-&cен Kswara
°*sox-&cен Kswara
°工 hec° oaJQahHKOy
°工 hec° oaJQahHKOy
о кяз^лх ^^sxs^ ен K9d
о кяз^лх ^^sxs^ ен K9d
270 3 3 OB1 7 3 5
1 1 6 1
270 3 3 OB1 7 3 5
1 1 6 1
Взять пачку полочек н доставить до места работы
Развязать пачку полочек
Отогнуть пачку полочек
Разложить пачку полочек на рабочем месте
Взять полочку и доставить до места работы
Расправить полочку
Уложить полочку на укладочном столике
Подложить полочку под зажимы столика
Нагнуться к укладчику -
Освободить пачку полочек из зажима
Сложить пачку полочек пополам
Взять тесьму и связать пачку полочек
Отложить пачку полочек
Взять пачку полочек н доставить до места работы
Развязать пачку полочек
Отогнуть пачку полочек
Разложить пачку полочек на рабочем месте
Взять полочку и доставить до места работы
Расправить полочку
Уложить полочку на укладочном столике
Подложить полочку под зажимы столика
Нагнуться к укладчику -
Освободить пачку полочек из зажима
Сложить пачку полочек пополам
Взять тесьму и связать пачку полочек
Отложить пачку полочек
巨2K J
巨2K J
6,МММ -
6,МММ -
°8
a
°8
a
H0507
H0507
5
5
4,0
4,0
6060
6060
ОО о
6 6 6
ОО о
6 6 6
0,04055
0,04055
°7
°7
ИтогоИтого^в.п — 8,13 с
Итого
Итого
Общая продолжительность, с, цикла
ru=2fB.n + ^n.x = 8,13-3+1,2-3 = 27,99. 11
Норма времени, с, на единицу изделия
"вр ="вр =1 +1 +4 п. з.о 九 +Ао・т.л+4о.у.т100,4 п. з.о 九 +Ао・т.л+4о.у.т100,27,9927,991 +1 +3-7,96 + 5,93 + 2^53-7,96 + 5,93 + 2^5100100= 12,34.= 12,34.
"вр =
"вр =
1 +
1 +
4 п. з.о 九 +Ао・т.л+4о.у.т
100,
4 п. з.о 九 +Ао・т.л+4о.у.т
100,
27,99
27,99
1 +
1 +
3-7,96 + 5,93 + 2^5
3-7,96 + 5,93 + 2^5
100
100
= 12,34.
= 12,34.
Норма выработки, шт.； в смену
2880012,342880012,34= 2334.= 2334.
28800
12,34
28800
12,34
= 2334.
= 2334.
Полученное значение ЯВыр = 2334 шт. является расчетным 我нн максимальным, так как не учитывает потери производительности от простоев оборудования по организационно-техни- Кским причинам.
J373 113
ражению:ражению:В случае учета потерь производительности от простоев оба* рудования норма выработки определяется по следующему вы
ражению:
ражению:
%ир=号也 + T«N N"、.(4.13)
"ер(/а.ц+/в.п)К1
где Тц — суммарное время простоев, с; №ц — количество деталей, которые можно было бы обрабатывать на простаиваемом оборудовании за один цикл； 而一丿=1,323.
Для рассмотренного нами примера при выходе из строя од* ного полуавтомата из выражения (4.13) по-лу1чи*м
авНрп 28800-% + -厶里一1)=2334 — 0,018几，
12,34(15,9+8,13)1,323
а для случая простоя одновременно двух полуавтоматов
"внр = 2334 — 0,05TH.
Задаваясь конкретным значением НВыр, определяемым из расчетного выпуска изделий линией, можно найти предельные значения Т» при которых участок обеспечит заданный выпуск.
Пусть "внр = 2000 шт., тогда при простое одного полуавтомата Гитах = 5Д5 ч, а П'ри .простое двух полуавтоматов Гптах = = 1,86 ч.
Рассмотрим более сложный случай, когда в зону многоста* ночного обслуживания входит оборудование с различным временем автоматического цикла и с разным временем выполие* ния вспомогательных приемов.
В этом случае продолжительность цикла будет определять* ся оперативным временем самой длительной операции:
「□= (^ал + ^в.и )niax-
На автоматах с оперативным временем, меньшим времени Цикла, возникнут простои Е/п.о^пГц — S (%国—/в.п — %.х)・ При этом одновременно могут возникать и простои оператора %【р = 7" — S (^В-п+ /п-х).
Расчет нормы выработки оператора, обслуживающего не* сколько разных автоматов, необходимо производить отдельно по каждому автомату по выражению
еде М — количество деталей, обрабатываемых на рассматриваемом автомате за цикл.
Последовательность расчета в этом случае может быть следующей:
Задаются величиной сменного выпуска, рассчитывают /аЛ, ^в.п И /ц.х для каждого автомата (РТК).
Определяют производительность каждого автомата на участке, определяют автоматы, не обеспечивающие установленный сменный выпуск изделий с участка.
Добавляют необходимое количество автоматов для обеспечения выпуска, разбивают участок на зоны многостаночного обслуживания.
Определяют потери от простоев автоматов по организационно-техническим причинам и рассчитывают объем межоперационных заделов.
Рассмотрим пример расчета участка по изготовлению полочек блузы пионерской формы со сменным выпуском 1600 изделий. Участок должен включать следующие автоматы: для нзго- товления планки под петли (I), для изготовления планки под пуговицы (II), для обметывания петель на полочке (III), для пришивания пуговиц на полочку (IV), для настрачивания карманов на полочки (V).
Расчеты времени, с, автоматического цикла для автоматов приведены ниже. '
Za.Uj п = QOfnih/nxk = 60-5 - 70/4000 • 0,95= 5,52;
fa.Km =^0fnmkn/nmk+ 0,9(瓦一1) + 1,5 = = 60-120- 5/3800 • 0,95+ 0,9 (5 — 1) + 1,5=15,07;
fa.%v = 60miv^nZ Miv^ + 0,9 (йп — 1) +1,5 =
=60，14，5/1000，0,95+0,9(5- 1)+ 1,5=9,52;
kuv =60mvZvW + 4,0=60-5.40/3500-0,95-9,61,
以е /и】，7nу 一 число стежков в 1 см строчки, см; mni, miv 一 число стежков :строчке, см; /i, /у ——средняя длина строчки, см;九厶、九丫 一 число оборотов Тайного вала, юн—.
Расчет вспомогательного времени проведен с использованием м^крозлементннх нормативов [36], так как в отраслевой документации необходимые нормативы отсутствуют (табл. 4.2).
Время /п.х= 1,2 с.•
Определим сменную производительность каждого из автома- тов на участке по выражению
力=
(^ + /в.п)(1+ ---^0^
4.2，Расчет /в.п для автоматов с рулонной подачей
Прием
Время на приемы, определенное по [36], с
Количество приемов иа 50 ед.
Общее вре1cB нм 50 ej<7
Пройти 6 шагов за тележкой-накопи-
3,24
0J3
телем
50
Протянуть руку к ручке тележки- накопителя
0,662
1 一
0,02&
50人2
Взять тележку-накопитель за ручку
0,072
1 -
0,0028
50
Пройти 6 шагов, перемещая тележку-накопитель к рабочему месту
3,672
1
0,14&
50 Х2
Переместить тележку-накопитель в рабочей зоне для ее- точной установки
1,56
1 . _
0,062
50 х2
Усгаиовить рулой на рабочем месте
4,0
1 . _
ода
50
Взять конец детали
0,3
2
0,6
Оттянуть конец детали от рулона
0,3
2
0,6
Протянуть концы ленты по направ- ляющим
1,8
1 .-
0,072
50入2
Закрепить ленту на барабане
1,2
1
0,04&
-Х2
50
Протянуть руки к ручке тележки-
0,662
1 ,
0,028
50 Х2
Взять тележку-накопитель за ручку
0,072
1 _
0,0028
50
Переместить тележку-накопитель к
1,56
1
0,062
рабочему месту
Снять рулой иа тележку-накопитель
4,0
1
0,16；
——Х2 '
50
Отодвинуть тележку-накопитель от
3,672
1
0,14 序
рабочего места
—--Х2
50
组!1=2,25 他
З^есь ^о.т.л и Ло.у.т Приняты одинако1вы>М1и для всех автома* тов, причем 'о.т.л = 5,93 %, ЛО.У.Т = 2,5 %. Доля времени 4.в Аля I, II автоматов 11,76%; для автомата III 7,96 %; для автомата IV 5,92 %; для автомата V 7,89 % [34]. 〃工=3089 тт； 〃口 = 3089 шт.; 77m=1433 шт.; 771V=2140 шт.; /7У= 1759 шт.
力
Анализ полученных данных позволяет определить, что про* изводительности III автомата не хватает для обеспечения смен* ного выпуска, кроме того, лотребуется два автомата V, так как карманы имеются на обеих полочках, т. е. необходимо обеспе^ qHTb сборку 3200 карманов в смену.
Таким образом, на участке должно (быть семь автоматов: по одному I, II л IV типа, по два III и V типа, что позволит обес” печить заданный сменный выпуск.
Проверим выполнение условия (4.7). Воспользуемся при 5Том упрощенным методом, принимая 旧。внимание, что для автоматов I—IV /в.п = const = 2,25 с, а для автоматов V 力в» = =(const==i2ZB.n2 =4,5 с. Будем условно считать, что по затратам времени вспомогательных (приемов каждый из автоматов типа V равен двум автоматам из группы I—IV. В этом случае максимальное время автоматического цикла будет у автомата типа V, так как при установке двух параллельно работающих авто* матов типа III время /а.ц для каждого из них уменьшилось а два раза и стало 1-^^ = 7,5 с. Не будем учитывать 力口^二飞丁с» которое исчезающе мало по сравнению с ^а.ц и tB.n.
При допущениях из условия『(4.8) или (4.9)
tl tl 9,61+2,252,259,61+2,252,25= 5,27.= 5,27.
tl
tl
9,61+2,25
2,25
9,61+2,25
2,25
= 5,27.
= 5,27.
Сравнивая -пол учен ное значение с количеством автоматов на участке, которое с учетом принятых допущений равно девяти^ убеждаемся, что участок необходимо разбить на >две зоны многостаночного обслуживания.
Пусть в шервой зоне 'Сосредоточены автоматы типа I—IV, а во второй зоне автоматы типа V. Проверим выполнение условия (4.9) для каждой из зон в отдельности：
也1 =也1 =口也]十『в-"] — 9,52+2,25口也]十『в-"] — 9,52+2,252,252,25=5,23;=5,23;%2 =%2 =/max 」/%.% +%• 口 2 9,61 +4,5/max 」/%.% +%• 口 2 9,61 +4,5^в.п2^в.п24,54,5= 3,14.= 3,14.
也1 =
也1 =
口也]十『в-"] — 9,52+2,25
口也]十『в-"] — 9,52+2,25
2,25
2,25
=5,23;
=5,23;
%2 =
%2 =
/max 」/
%.% +%• 口 2 9,61 +4,5
/max 」/
%.% +%• 口 2 9,61 +4,5
^в.п2
^в.п2
4,5
4,5
= 3,14.
= 3,14.
Убеждаемся, что и в первой и во второй зоне будет некоторая недогрузка оператора. Учитывая, что в связи с усталостью оператора к концу смены значение /в.п может несколько возрасти, останавливаемся на |полученном варианте.
Определим теперь требуемое межоперационные запасы.
При нормальной работе автоматов общая норма выработки* Пт., (4.16) составит:
для первой зоны
"выр 1 —"выр 1 —ТемТемf霹:+%.п, /14-f霹:+%.п, /14-Ап.з.о+^о.т.л +』О.у.тАп.з.о+^о.т.л +』О.у.т1001002880028800(9/2+2,05)1,256(9/2+2,05)1,256= 2140;= 2140;
"выр 1 —
"выр 1 —
Тем
Тем
f霹:+%.п, /14-
f霹:+%.п, /14-
Ап.з.о+^о.т.л +』О.у.т
Ап.з.о+^о.т.л +』О.у.т
100
100
28800
28800
(9/2+2,05)1,256
(9/2+2,05)1,256
= 2140;
= 2140;
для второй ЗОНЫдля второй ЗОНЫ
для второй ЗОНЫ
для второй ЗОНЫ
ТемТемt瑞 +%.口2 ( 1 +t瑞 +%.口2 ( 1 +^2(^п.з.о + ^о.т.л+^о.у т)100,^2(^п.з.о + ^о.т.л+^о.у т)100,28800(9,61 + 4,8)1,24228800(9,61 + 4,8)1,242=/1643.=/1643.
Тем
Тем
t瑞 +%.口2 ( 1 +
t瑞 +%.口2 ( 1 +
^2(^п.з.о + ^о.т.л+^о.у т)
100,
^2(^п.з.о + ^о.т.л+^о.у т)
100,
28800
(9,61 + 4,8)1,242
28800
(9,61 + 4,8)1,242
=/1643.
=/1643.
-Поскольку заданная про изводи-тел ь н ость участка 1600 шт. в смену, то любой из автоматов первой зоны может простоять в бездействии =1,76 ч, а второй зоны —
(1643 — 1600), л ЕЧ 1Л TY М。0
(9,Ь1 十 4,5) = 1U мин. Наибольший межоперационныи 60
запас должен быть между зонами. Если задаться временем
11,76-3600—10-60
простоя 1,7b ч, то этот запас должен равняться-二
9,61+4,5
= 406 деталям или 8 рулонам.
При многостаночном обслужива'нии оборудования к оператор ам .предъявляются определенные ф из ио логичегаи е требования, вызванные своеобразным характером их труда.
При многостаночной работе в образе деятельности операторов преобладает повторяемость и монотонность, вызывающие у них особое психическое состояние и физиологические сдвиги. Анализ характера монотонности неделимых элементов, выполняемых оператором (например, прк обслуживании трех полуавтоматов для обметывания 'петель на -полочках), позволил отнести его к IV степени 'монотонности (более 300 повторений в 吗ас одной операции).
Между тем изучение показателей сердечно-сосудистой системы операторов выявило наибольшие физиологические сдвиги при •выполнении операций III и IV степени монотонности. У операторов этих групп имеется тенденция к 'стойкой гипотонии, сохраняемой на шротяжении всей смены.
Физиологическое состояние оператора усугубляется его позой во время работы (стоя) и круговыми перемещениями между автоматами с переходами в 1,5... 2 и реже 3.. . 5 шагов.
Напряженность оператора увеличивается из-за лоступленик частых сигналов о технологических остановах машин, например» для замены шпуль. Длины нити одной шпули хватает на обра*
ботку 24 полочек при пяти петлях на каждой. При выпуске 2000 изделий в смену потребуется 83 раза заменить шпулю.
Перечисленные особенности многостаночной работы «позволяют сформулировать основные требования к операторам.
Возраст оператора не должен превышать 30 лет, рост — в пределах 158——168 см, не рекомендуется им быть полнымиг.. Предпочтение следует отдавать операторам, выдерживающим продолжительное стояние на ногах.
Одним из критериев подбора кадров является отсутствие у оператора варикоза. Использование оператора :на многостаночной работе более четырех лет не рекомендуется, так как может привести к профессиональному заболеванию. Исключается работа на данном месте беременных женщин.
В целях компенсации условий труда по физиологической нагрузке 'необходимо предусмотреть дополнительное материальное поощрение операторов.
СОЦИАЛЬНО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИРОБОТИЗИРОВАННОЙ ТЕХНОЛОГИИ
Разработка и внедрение роботизированной технологии изготовления швейных изделий способствуют решению четырех важных народнохозяйственных задач: удовлетворение потребностей трудящихся в высококачественной одежде； повышение произво- дительно'сти труда, сокращение потребности в рабочей силе и улучшение условий труда работающих. '
Следует отметить, что применяемые в настоящее время в легкой промышленности методики расчета технико-экономических показателей от внедрения новой техники и технологии [37] в лучшей степени позволяют учитывать экономию овеществленного труда и в гораздо меньшей степени — экономию живого труда.
Основными источниками экономической эффективности роботизированных технологических процессов являются:
повышение производительности: труда путем замены ручного труда на ряде основных и вспомогательных операций и перехода на этой основе к многостаночному обслуживанию оборудования;
повышение производительности технологического оборудования, т. е. объема выпуска продукции на основном технологическом оборудовании;
повышение ритмичности .производства;
уменьшение (потерь, связанных с особенностями организма человека за счет обеспечения постоянства режима работы в те- Чение смены;
' снижение「процента брака и повышение качества лродукции 11 его стабильности;
уменьшение размеров оборотных средств в незавершенном производстве. "
Помимо этого внедрение роботизир о*в ан ной технологии позволяет решить в народном хозяйстве и целый ряд социальных за工叫 прежде всего изменить характер труда и создать бла， гоприятные условия труда рабочих -в швейной промышленности повысив на этой основе престиж профессии, сократить травма' тизм, профессиональные заболевания, текучесть кадров, облегчить проблему нехватки рабочих кадров в отрасли.
Иными словами, при расчетах общей экономической эффективности Зо.э от применения роботизированной технологии необходимо учитывать как собственно экономический эффект *Ээ, так .и социально-экономический эффект &, т. е.
За—5Э+5С.
* Капитальные затраты в роботизированных технологических процессах более чем на порядок превышают капитальные затраты традиционных швейных потоков. Это вызывает необходимость тщательного анализа и учета всех 'составляющих общего экономического эффекта.
Важным шатом на пути более полного учета экономических и социальных фактов яв1илось (появление инструкции [38], рекомендованной к применению при расчетах экономической эффективности ПР и РТК ГКНТ, Госпланом СССР и Госкомцен СССР.
В этой инструкции учитываются -следующие факторы: ；
Для отражения выгоды, .получаемой от высвобождения рабочих, предусматривается более полный учет льгот и выплат из общественных фондов потребления;
эффект от улучшения условий труда, лолучаемый за счет перевода рабочих в другую категорию труда и сокращения в связи с этим всякого рода специальных льгот и долл ат;
учет экономии капиталовложений на жилищное -и культурно- бытовое строительство;
учет повышения коэффициента загрузки оборудования благодаря улучшению форм организации .производства <и уменьшению объема незавершенного производства.
Так как заработная 'плата при социализме является стоимостной формой лишь части необходимого продукта, получаемого работниками на предприятиях через механизм распределе- яия >по труду, а второй его составляющей являются выплаты ИЗ общественных фондов потребления, возник вопрос об учете размеров этих выплат.
Представляется целесообразным учитывать эти выплаты в виде коэффициентов к зарплате. Надо отметить, что такие к°" эффициенты не остаются постоянными, а неуклонно возрастают- Так, если в 1961—1970 гг. коэффициент 乂 не превышал 1,6, т° 120 ；：
в 1981——1988 гг. он приближается к 2,0 по официальной статистике [39].
С другой стороны, специальные исследования, проведенные Н0H труда показали, что х= 1,4. Это позволило -в упомянутой внте инструкции в составе эксплуатационных издержек при расчете заработной платы работающих учитывать отчисления в фонды общественного потребления в размере 1,43 с учетом [4% отчислений на социальное страхование.
С внедрением робототехники, как правило, улучшаются условия труда рабочих, например снижается его монотонность^ уменьшаются ф|Изи1чески.е Haripys™, снижается уровень звукового давления и т. д. Это позволяет уменьшить доплаты к заработной плате рабочих, учитывающие тяжесть труда. Поскольку максимальные поп〃ать1 состав〃兄ют 24 %, а ‘с внедрением роботизированной технологии они уменьшатся до 8——12 %, то экономия составит 0,12——0,16 заработной платы работающих.
В сопутствующих капитальных затратах потребителя при уменьшении количества работающих учитывается сокращение затрат на жилищное и культурно-бытовое строительство. Расчет затрат на жилищное и культурно-бытовое строительство ведется для базового и нового вариантов производства ио формуле
(4.16>
где 〃出—стоимость жилищного и культурно-бытового строительства, приходящаяся на одного рабочего; она равна 6,6 тыс. руб. в соответствии с нормативными данными [38]; Ра — расчетное число рабочих по вариантам.
Помимо этого в сопутствующих капитальных затратах учитывается стоимость служебно-бытовых помещений (бытовые помещения, столовые, заводоуправление), приходящихся на работающих:
Ксл = ЦпдЗбРщ (4.17)
Ue НцЛ ——стоимость 1 м2 служебно-бытовых помещений, 〃пл=200 руб. 138]； 5б —площадь служебно-бытовых помещений, приходящаяся на одного Рабочего (S& = 7 м2).
Соответственно, .при определении эксплуатационных издер* *ек потребителя учитывается разница в годовых затратах на Удержание служебно-бытовых помещений по формуле
〃с” = 〃п“5бР“， (4.18>
「4е "пл — стоимость содержания (затраты на освещение, вентиляцию, ремонт "Уборку) 1 м2 площади; принимается равной 14——18 руб.
Наконец, инструкция [38] лозволяет учесть капитальные за- JJaTbi в виде оборотных средств в незавершенном 'Производстве. С Учетом всего объема незавершенного производства эта вели- □нна выразится следующим образом:
(4.19)121(4.19)121Кнез = "нез j(Сз + О,5 ~^-) ‘
(4.19)
121
(4.19)
121
где ^иез £ —объем незавершенного производства в i-м варианте производ ства; С3 — стоимость заготовки, С3 = Си5и, где Си 一 стоимость 1 м2 матера •ла изделия； 5И — норма материала на одно изделие, м2； 0,5―——усреднен， нал стоимость, учитывающая увеличение стоимости изделия в незавершенной производстве по мере его приближения к финишным операциям； Ci—себе. стоимость изделия в i囤 варианте производства; Вг — годовой выпуск 窥： делий. '
Объем незавершенного производства складывается из объе- мов полученного кроя, проверенного кроя, запаса полуфабрикатов на рабочих местах заготовки, запаса полуфабрикатов между заготовительным и монтажным участками, запаса полуфабрикатов на рабочих местах монтажного участка, заласа полуфабрикатов между монтажными и отделочным1И участками, запасов полуфабрикатов на участке отделки и в зоне комплектовки изделий [40],
Учитывая (Принятые лимиты незавершенного производства [40], его общий объем определяется следующим образом:
Л/нез= 1,25Вс + МзРз + МмРм +4Mо, (4.20)
где Вс—сменный выпуск, шт.; ^з, ^мJ Nq — объемы пачек соответственно ла заготовительном, монтажном и отделочном участках; Рз — число рабочих на наибольшем участке заготовительной секции; Рм ——число рабочих в монтажной секции.
Поскольку Рз и Рм изменяются в базовом и новом вариантах, будут изменяться и значения %吟 и Кнез.
Вместе с. отмеченными выше достоинствами инструкции [38] она не в состоянии учесть целый ряд факторов, связанных с социальным эффектом. Однако имеются определенные подходы к расчету этих составляющих [39].
Каждое предприятие самостоятельно покрывает следующие затраты, непосредетвен,но .связанные с услов(ия'ми труда работающих: вызванные потерями вследствие производственного травматизма A3】, 1из-за текучести трудовых ресурсов АЗ?, от времен； ной нетрудоспособности по болезни Д33, связанными со стойкой нетрудоспособностью, приводящей к преждевременному выбытию работников из производства Д34, из-за шрогулов и административных отпусков Л35, от брака и недостаточной производительности труда вследствие наличия 'потерь и утомляемости ра" ботников А%, а также связанные с потерями вследствие использования дополнительных трудовых ресурсов ввиду отсутствия необходимых средств механизации л автоматизации и применения ручного труда АЗ7 и с необходимостью включения в зар& ботную плату соответствующих доплат с учетом положенный льгот АЗ&.
Для укрупненных расчетов в виде первого приближения м。*’ но считать [39]
122
II
(=2
А3соц= 2 Л3^0,2С, (4.21 >
где С — себестоимость продукции в базовом варианте.
До настоящего времени дискутируется вопрос о правомер- ности учета экономического эффекта, получаемого в виде допол- нательной чистой продукции, которую может произвести весе。- бождаемый рабочий на другом рабочем месте. Ряд составляющих этого эффекта в настоящее время учитывается в методиках стран — членов СЭВ.
МЕТОДИКА РАСЧЕТА ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИВНЕДРЕНИЯ РОБОТИЗИРОВАННОЙ ТЕХНОЛОГИИ
Настоящая методика основана на положениях инструкции [38] и предназначена для оценки экономической эффективное^ ти внедрения роботизированной технологии швейных изделий на стадиях определения целесообразности ее внедрения и фактического экономического эффекта от внедрения.
В качестве базы сравнения на этапе внедрения принимаются показатели заменяемых технологических процессов. Решение о целесообразности внедрения того или иного технологического процесса принимается по минимуму приведенных затрат по сравниваемым вариантам производства. Размер фактической экономии определяется путем сравнения с заменяемым технологическим процессом.
На всех стадиях внедрения годовой экономический эффект> руб., от внедрения роботиз1ированной технологии определяется по формуле
3「=3] — 32— (С] +^нК1) — (。2十国兄)， (4.22)
где 3]—приведенные затраты потребителя по базовому варианту произвол* ства, рассчитанные на годовой объем продукции, производимой при исполь* зовании роботизированной технологии, руб.; 32 ——приведенные затраты по* требителя при использовании роботизированной технологии, руб.; Ci — себестоимость по базовому варианту производства в расчете на годовой объем продукции, производимой при использовании роботизированной технологин> руб.；' £ц — нормативный коэффициент капитальных вложений, равный 0,15; (1 — капитальные вложения потребителя по базовому варианту производства в расчете на годовой объем продукции, производимой при использовании роботизированной технологии, руб.; С2 — себестоимость годового выпуска про* Дукциц при использовании роботизированной технологии, руб.； ^2~ капитальные вложения потребителя при использовании роботизированной технологии, руб.
Эффективность будет в случае !положительной разницы приведенных затрат 3i>32, причем срок окупаемости капитальных вложений должен быть меньше 1/Ен = 6,7 года.
Срок, лет, окупаемости - капитальных вложений определяет-：
са по выражению
4・3・ Расчетные зависимости для определения капитальных затрат потребителя
Составляющая затрат
Формула для расчета
Значение переменных
Балансовая стоимость
Кб =*СЕ1〃Вг£шт/51@об
«1=1— 1,1 — КОЭффи，
оборудования
циент, учитывающий затраты на доставку, монтаж и пусконаладочные работы
Ц — оптовая цена основного технологического
оборудования
8r — годовой выпуск из
делий
Гшт — время иа изготовление одного изделия,
мин
61 = 0,6—0,8 — коэффи
циент загрузки оборудования с учетом потерь на его переналадку
Фоб 一 годовой фонд
времени работы оборудования, мин
Ст оимостьп о меще иия,
Кз.о^Дп.з5у1ВгХ
"п.з — стоимость 1 ма
занимаемого оборудова
Х/шт/Фоб
площади цеха для швей
нием
ных цехов, 〃п.з= 137 руб. S — площадь, занимае
мая оборудованием по
планировке
Yi=l,3 — коэффициент, учитывающий дополни
тельную площадь, зани
Стоимость служебио-бы-
Кс л == “h.gSgP
маемую оборудованием Цл.б — стоимость 1 м2
новнх помещений
площади служебно-бытовых помещений, 〃口6 = 200 руб.
So — площадь служебно-бытовых помещений, приходящаяся на одного
работника; по существующим нормам 勺б=7м*
Р — количество работни
Стоимость оборотных
Кнез по выражению
ков в одну смену
средств в иезавершеииом производстве
(4.19)
Стоимость приспособлений
Кир ==а2〃пр
“пр — цена приспособлений, руб.
出=1,1 - козффициент» учитывающий затрат^
на установку и отладку
Стоимость комплекта
Кп .у нК'.у。十 О!зКб
приспособлений
К%.у — стоимость поД*
программ управления, разработки техиологичес-
готовки программ упраВ"
124
.1
.Составляющая затрат
Формула для расчета
Значение переменных
кого процесса и нормированиякого процесса и нормированияЗатраты * проектные работы по привязке тех- мологического процесса к условиям заказчикаЗатраты на жилищное и культурно-бытовое строительствоЗатраты * проектные работы по привязке тех- мологического процесса к условиям заказчикаЗатраты на жилищное и культурно-бытовое строительствоКтех по выражению (4.26)Ктех по выражению (4.26)Кж по выражению (4.16)Кж по выражению (4.16)ления на одну модель изделия, руб.а — количество моделей изделий, изготовляемых за год, шт.а3= 1,1 — коэффициент, учитывающий долю затрат на разработку технологического процесса и нормированияления на одну модель изделия, руб.а — количество моделей изделий, изготовляемых за год, шт.а3= 1,1 — коэффициент, учитывающий долю затрат на разработку технологического процесса и нормированияТок =Ток =К? ~ &К? ~ && 一e2& 一e2(4.23)(4.23)Капитальные -вложения /потребителя К, руб., определяются ло формуле
кого процесса и нормирования
кого процесса и нормирования
Затраты * проектные работы по привязке тех- мологического процесса к условиям заказчика
Затраты на жилищное и культурно-бытовое строительство
Затраты * проектные работы по привязке тех- мологического процесса к условиям заказчика
Затраты на жилищное и культурно-бытовое строительство
Ктех по выражению (4.26)
Ктех по выражению (4.26)
Кж по выражению (4.16)
Кж по выражению (4.16)
ления на одну модель изделия, руб.
а — количество моделей изделий, изготовляемых за год, шт.
а3= 1,1 — коэффициент, учитывающий долю затрат на разработку технологического процесса и нормирования
ления на одну модель изделия, руб.
а — количество моделей изделий, изготовляемых за год, шт.
а3= 1,1 — коэффициент, учитывающий долю затрат на разработку технологического процесса и нормирования
Ток =
Ток =
К? ~ &
К? ~ &
& 一e2
& 一e2
(4.23)
(4.23)
К = Кб + КздЧ~ Кел + Кнез 十 Кпр + Дп.у + Ктех + Лж,(4.24)
где Кб — балансовая стоимость оборудования, руб.; Кзд — стоимость помещения, занимаемого оборудованием, руб.; Ксп 一 стоимость служебно-бытовых помещений, руб.; Кнез ——стоимость оборотных средств в незавершенном производстве, руб.; Кпр — стоимость комплекта универсальных и специальных приспособлений для изготовления изделий, включая затраты на проектирование и изготовление, руб.; /Сп.у — стоимость комплекта программ управления, руб.; Ктех 一 затраты на проектные работы по привязке новой технологии к условиям потребителя, руб.; Кж — затраты на жилищное и культурно-бытовое строительство, руб.
Выражения для расчета составляющих капитальных вложе- н^й потребителя сведены в табл. 4.3.
Себестоимость годового выпуска продукции С, руб., опре- Делается по формуле
С = И3 + ^п.у + ^пр + ^б + ЯПл + ^сл + ^р+^э + //в,」(4.25)
'"е 玄3一годовая зарплата рабочих со всеми начислениями, руб.; Яп.у——го- 口 ов&е затраты на подготовку и возобновление программ управления, РУ6・；Ицр——годовые затраты на ремонт универсальных и специальных при- СПособлений, руб.; Яб — годовые амортизационные отчисления на полное вое- ^ановленне оборудования, руб.; %口汽——годовые затраты на содержание по ^ення, занимаемого оборудованием, руб.; Ясл —'годовые затраты на со- ^еРЖание служебно-бытовых помещений, приходящихся на работников, за- т}&х в технологическом процессе, руб.； Яр — годовые затраты на ремонт и хпическое обслуживание оборудования, руб.; Яэ — годовые затраты на си- в?ю электроэнергию, руб.; Ив 一 годовые затраты на сжатый воздух, руб.
4.4. Расчетные зависимости для определения годовых эксплуатационных издержек потребителя
.Составляющая.
издержекФормула) для расчета
Значение переменных
Годовая заработ-玄3 = 61626364夕с X ная плата с начнс- Х^штВг/60 лениямн
61 = 1,3—1,5 — коэффициент учитывающий премиальные д0* платы
р2= 1,2 一 коэффициент, учн, тывающий доплаты за работу по технически обоснованным нормам
6з= 1,04—1,28 — коэффици， ент, учитывающий доплаты за тяжелые условия труда
р4= 1,11 —— коэффициент, учи- тывающий дополнительную зарплату •
Чс — средняя часовая тариф， ная ставка рабочего при сдель'
Затраты на подго- Яп.у=72^п.у/2 товку и возобнои- ленне программ управления
ной оплате труда, руб.
丫2=1,1 — коэффициент, учитывающий затраты на возоб* новление программоносителей 2 — продолжительность выпуска детали одного наименования, лет
Затраты на ремонт Япр = КПр (Ya +1 /г) специальных и универсальных приспособлений
Затраты на содер- Яз.o^Япл^з.o/Z^п.в жание помещения, занимаемого оборудованием
丫3 = 0,04 — коэффициент,' учитывающий затраты на ремонт приспособлений
Нил — стоимость содержания (освещения, отопления, вентиляции, ремонт, уборка) 1 м3 площади цеха, //пл= 14-^
Затраты на содер- ЯСл=ЯплКсл/Дсл жание служебно-
18 руб.
бытовых помеще-
НИЙ
Амортизационные . Яо = раЛб отчисления на полное восстановление оборудования
Ва — доля амортизационных отчислений, установленная для автоматов и полуавтома* ТОВ 6а = 0,23 для швейных машин = 0,158 для специальных машии 6а = 0,205
для прессов 6а = 0,151
Затраты иа ремонт И卩=Н「СкВ点厘/6 (включая капитальный) и техническое обслужива-.
ние оборудования
для утюгов ра = 0,116&
% — стоимость ремонта и 吗 служивания одной условной ■ единицы сложности оборуАоВ»' ния, Нр = 46,4 руб.
Ск — суммарная категор^ сложности ремонта и обслу** вания оборудования
Окончание табл. 4.4
Составляющая_—
издержекФормула для расчета
Значение переменных
Затраты на сило- Иэ=Сэ^626зу4Фоб/т1 вую .электроэнергию
Сз — стоимость 1 кВт-ч электроэнергии, Сэ = 0,018 руб.
^э,— суммарная установленная мощность электродвигателей, кВт
62, 6з — коэффициенты, учитывающие использование двигателя по мощности и времени Y4=i,oB — коэффициент, учитывающий потери энергии в сети
П — коэффициент полезного действия двигателей
Затраты на ежа- ^b = QbCb^o6Y5 тый воздух
Qb — расход сжатого воздуха в час, м3
Св — стоимость I м3 сжатого воздуха, Св = 0,005 руб.
75= 1,15 ——коэффициент, учитывающий потери воздуха
Выражения для расчета составляющих себестоимости продукции сведены в табл. 4.4.
При оценке целесообразности внедрения роботизированной технологии используют расчетные шоказатели (годовая программа выпуска изделий, количество моделей и т. д.) и нормативные данные.
Проектные работы по привязке технологического процесса к условиям заказчика принимают по смете к договору 1или по данным заказчика. Анализ затрат на разработку технологических проектов комплексно-механизированных линий на примере ЦНИИШПа 'показал наличие корреляционной связи между этими затратами и стоимостью оборудования для одного вида изделий. В первом приближении можно считать
Ктех = уКб, (4.26)
тде y = 0,05—0,07 — для изделий сорочечного ассортимента； 丫=0,1—0,12 — Для изделий верхнего ассортимента; Кб — балансовая стоимость оборудования.
Если подобранная номенклатура моделей изделий обеспечивает частичную загрузку отдельных РТК, то необходимо провести корректировку этой номенклатуры в соответствии с принципами, изложенными в главе 1, с тем, чтобы загрузка РТК составила 3 = 0,85. Расчеты можно вести, основываясь на этом нормативном значении.
Следует отметить, что в выражение (4.22) входит величина 3【，которая представляет собой 'приведенную то ряду показателей величину затрат по базовому варианту, т. е.
где «1 — коэффициент, учитывающий различия в годовых выпусках продув ции в базовом ВГ1 и внедряемом ВГ2 вариантах производства, «1 = Вг2 /Вг - «2 ——коэффициент, учитывающий разницу в производительности процессоа базового "у и нового /?т2 вариантов производства, а2=^т2 Щ^^ ; аз —ко~ эффициент, учитывающий разницу в сроках зксплуатации базового Т3 〔 а нового Т?2 вариантов с учетом морального старения оборудования, “3= = ^э2/ГЭ1.
Глава 5. ТЕХНИЧЕСКИЕ СРЕДСТВАРОБОТИЗИРОВАННОЙ ТЕХНОЛОГИИШВЕЙНЫХ ИЗДЕЛИЙ
Переход к многостаночному обслуживанию оборудования — это основной путь резкого снижения трудоемкости сборочных процессов швейного производства.:
Основным препятствием .перехода к многостаночному об* служиванию является, как это 'показано в главе 2, малое вре* мя рабочих ходов, а следовательно, и автоматического цикла швейного оборудования, которое редко 'превышает 8—10 с. В настоящее время лишь незначительное количество швейных операций допускает применение многостаночного обслуживания^ например изготовление летель на 'полочках сорочки, где работница может сразу обслуживать 3——4 полуавтомата, В подавляющем большинстве операций эта возможность отсутствует.
Увеличить время автоматического цикла работы швейного оборудования без снижения его производительности можно следующими методами: автоматизацией загрузки оборудования» концентрацией операций на одной рабочей позиции, заменой ручной передачи полуфабрикатов между рабочими позициями на автоматическую. Эти три возможности могут 'быть реализованы соответственно созданием РТК, обрабатывающих центров и автоматических линий.
РТК — это совокупность единицы технологического оборудования, ПР и средств оснащения, автономно функционирую* щая и осуществляющая многократные циклы.
Возможны три основных способа создания РТК обработки и сборки швейных изделий.
При использовании первого способа РТК 'состоит из швейного полуавтомата или пресса-лолуавтомата и ПР -преимущественно с цикловой системой управления. В функции ПР входят отделение заготовок от лачки и загрузка полуавтомата, а в отг дельных случаях и выгрузка обработанных деталей. Рабочие перемещения детали <или инструмента выполняются самим полу* автоматом. Конкретная схема РТК зависит от количества и раз* меров обрабатываемых деталей, функций ПР, количества 口* приходящихся на единицу технологического оборудования, ПИ 128г
в рассматриваемой схеме является обслуживающим или вспомо- гательным.
Из опыта робототехники известно, что при манипулировании деталями массой свыше 3——5 кг робот в состоянии функционировать быстрее человека, а при манипулировании легкими деталями —наоборот. Робот осуществляет загрузку и выгрузку обо* рудования не менее чем за 3 с, в то время как работница затрачивает на подобные операции всего 2 с. Это вызывает необходимость поиска альтернативных методов загрузки оборудования, например перехода к квазирулонному питанию, применения специальных структур РТК, в которых многорукие ПР загружали бы несколько позиций оборудования одновременно или работали бы параллельно (в то время как один снимает полуфабрикат, другой загружает следующий).
При создании таких РТК учитывается, что простейшие ПР не могут ориентировать детали: в каком ^положении их взяли ■из магазина, в таком и доставят на рабочую позицию. Для достижения необходимой точности в структуру РТК вводятся спе亠 циальные ориентирующие устройства. :
РТК, построенные первым способом, являются специализированными, способными выполнять ограниченный круг операций с четко очерченным набором деталей. Чтобы не утратить одно из достоинств роботизации — универсальность, необходимо применять РТК, построенные по модульному -принципу. Такие РТК при незначительном количестве типовых структур в состоянии выполнять швейные операции, влажно-тепловую обработку, фальцевание, резание (например, изготовлять петли и пришивать пуговицы -на манжетах, фальцевать накладные карманы, подрезать неровности воротников и т. д.).
На операциях по сборке и обработке деталей швейных изделий могут применяться ПР грузоподъемностью до 10 Н и величиной линейных перемещений до 500 мм с двумя-тремя степени- мн подвижности (без учета степеней подвижности охвата). Предпочтительно применение двух- и четырехзахватных манипуля- торов для одновременного взятия нескольких деталей с разных позиций. Из серийно выпускаемых ПР могут применяться робо- тн с пневмолриводо；м [41, 42].
Второй способ создания РТК обработки и сборки деталей °Дежды предполагает наличие швейной машины с микропро- Рессорным управлением [43]: автоматическим позиц1ионирова- Н"ам иглы, обрезкой ниток, подъемом лапки, автоматическим отсчетом заданного числа стежков и ПР, в функции которого вХодит отделение деталей от пачки, установка ，их(на рабочую п°зицию, ^перемещение деталей относительно шьющих органов Машины, съем деталей，и укладывание их в пачку. Робот должен Обладать контурной системой управления, т. е. воспроизводить °нтур строчки л обеспечивать заданную скорость 'перемещения детали на каждом участке строчки. Перемещения манипулятора §7373 129
ПР должны быть синхронизированы с работой швейной машину. Помимо контурного управления ПР должен обладать и элементами распознавания образов： положения края детали, формы детали, лицевой или изнаночной стороны материала. Манипулятор должен иметь не менее четырех степеней подвижности. Точное ^позиционирование детали осуществляется с помощью следящих систем ПР.
Такие РТК обладают большей универсальностью, но могут применяться на операциях, где необходимо .прокладывать строчки без подгибания срезов, например отделочные, вышивальные, стегальные. Если же требуется подгибать срезы, то необходимо менять приспособление на машине либо иметь фальцующую установку с широкими возможностями изменения формы 弘 размеров фальцуемых деталей, что в настоящее 'Время лроблема-
тично.
Применение РТК）（по,ст|рое[нныхnepiBbimинвумя 1сиюсаба（ми, возможно в условиях действующих организационных форм производства, прежде всего в условиях :пачко*вой системы литания полуфабрикатами рабочих мест.
РТК, созданный третьим способом, предназначен 'преимущественно для монтажных и отделочных участков и предполагает наличие ПР, надевающего полуфабрикат на манекен, транспортного устройства, перемещающего манекены между позициями обработай, и группы роботов, осуществляющнх ста'чивалие срезов деталей по пространственному контуру и влажно-тепловую обработку изделий, В этой схеме должны 'Применяться ПР с числом степеней подвижности не менее шести и с адаптивными системами управления.
При создании таких РТК серьезной проблемой является разработка соответствующих шьющих органов —— малогабаритных, высоконадежных, обеспечивающих выполнение различных типов стежков, 'причем 'Преимущественно бесшпулечного типа. Значительные трудности возникают при ориентации совмещаемых срезов. ПР должен не только уметь различать срезы, но и обладать органами для их совмещения. Применение последнего способа требует перехода на поштучный запуск полуфабрикатов.
Рассмотренные способы создания РТК не исключают 口РУ「 друга, а могут удачно сочетаться. Например, на заготовительных участках могут применяться РТК, построенные первыми двумя способами, а на монтажных и отделочных — третьим способом.
С применением РТК одна работница в состоянии обслу*"' вать 3——5 единиц оборудования, так как ей приходится толь^ загружать и выгружать пач*ки деталей, устранять обрывы нит° и менять шпули.
Гибкость РТК достигается применением принци1пов числовопрограммного управления и следящих систем. Гибкость 厶乱/；состоящей из нескольких РТК, достигается возможностью ”130*
1
，нять маршрут сборки, исключая или добавляя отдельные операции. Способность линии функционировать (при выходе отдельных РТК из строя обеспечивается межоперационными заделами и запасным оборудованием» ;
Обрабатывающий центр — это многоцелевое оборудование с числовым программным управлением, с автоматической сменой рабочего инструмента и средствами контроля выполняемой операции.
Швейный обрабатывающий центр представляет собой рабочий стол, на который укладывается полуфабрикат, и ряд шьющих головок (например, прямострочная головка, головка для изготовления петель, головка для пришивания луговиц), которые могут лодводиться к полуфабрикату в соответствии с выполняемой операцией. ■
Область применения таких средств в швейном производстве' невелика, так как относительно редко встречаются операции,, выполняемые с использованием одной технологической базы 风 без сложного шодгибания срезов полуфабрикатов.
Автоматическая линия ——это совокупность нескольких единиц технологического оборудования для осуществления определенного технологического цикла, ПР для передачи полуфабрикатов между единицами оборудования, средств контроля и оснащения, осуществляющая многократные циклы. В швейных автоматических линиях, как правило, отсутствуют промежуточные заделы полуфабрикатов между единицами технологического оборудования.
Производительность линии выше, чем РТК и обрабатывающих центров, но гибкость и надежность ниже, так как маршрут сборки практически не изменяется, а при вьгходе из строя любой единицы технологического оборудования о^танамивается нся линия.
В табл. 5.1 приведен сравнительный анализ возможностей применения рассмотренных ср едств. Отдельные показатели средств проранжированы: 1 соответствует первому месту, 2 — второму и т. д.
.Минимальная сумма баллов получена РТК, что свидетельствует в пользу их преимущественного применения.
Основная доля существующих РТК построена по первому способу. В работе [23] для таких роботокомплексов проведена
Сравнительные характеристики робототехнических средств
рабатывающий центр Соматическая линиярабатывающий центр Соматическая линия13 213 22 3 12 3 112312312 312 351095109
рабатывающий центр Соматическая линия
рабатывающий центр Соматическая линия
13 2
13 2
2 3 1
2 3 1
123
123
12 3
12 3
5109
5109
Вид оборудования
Область применения
Производительность
Гибкость
Надежность
Сумма баллов
классификация и типизация структур на примере робототехнических средств для изготовления сорочки. В соответствии с указанной работой на основе анализа следующих признаков: количества собираемых (обрабатываемых) деталей, размеров деталей, способа обработки (на проход или нет) и анализа частоты встречаемости их сочетаний выделены четыре типовые структуры, охватывающие до 84 % всех операций, которые можно автоматизировать <при изготовлении сорочки. Это следующие структуры：
Для обработки одной мелкой детали на проход, например для стачивания манжет по двум сторонам, прокладывания отделочных строчек по краям манжет, воротников, клапанов.
Для обработки одной мелкой детали не на проход, например изготовление 'петель и пришивание пуговиц на манжетах, воротниках, карманах, погонах, клапанах.
Для обработки одной крупной детали на проход. Это такие операции, как застрачивание планки, пришивание пуговиц и изготовление петель на полочках.
Для сборки двух мелких деталей, например дублирование воротников, манжет с прокладкой, обтачивание воротников. '
Так как в конструктивном отношении РТК двух первых групп схожи, характеристики и описание таких РТК объединены в один раздел. Кроме того, уделено внимание автоматическим линиям и отдельным средствам для укладывания деталей в лачку.
5.L РТК ДЛЯ ОБРАБОТКИ МЕЛКИХ ДЕТАЛЕЙ
РТК для прокладывания отделочных строчек по краю ман- жет и отлетов воротников с отрезной стойкой содержит швейный полуавтомат, укладчик обработанных деталей, манипулятор для отделения деталей от лачки и подачи в рабочую зону. Структурная схема РТК приведена на рис. 47, а, где приняты с^едую-
Рис. 47. РТК для прокладывания отделочных строчек по краю деталей:
а — общая комлоиовка; б — манипулятор для подачи заготовок
щие обозначения: / ——манипулятор-укладчик обработанных деталей; 2 ——накопитель обработанных деталей; 3 ——швейная станция； 4 ——накопитель заготовок; 5 ——манипулятор для загрузки заготовками швейной станции.
Швейная станция 3 представляет собой полуавтомат со швейной маш1иной челночного стежка с комбинирова'нным реечным и верхним ленточным механизмами для перемещения материала, снабженной устройствами закрепления начала и конца строчки и обрезки ниток, электропневматической системой слежения за краем детали, ^прижимом детали, пневмомеханическим устройством поворота детали и микропроцессорной системой управления.
Перемещение обрабатываемой детали осуществляется механизмом для перемещения материала швейной машины, а система слежения за краем детали обеспечивает постоянный контакт края детали с упором-ограничителем, расположенным справа от иглы швейной машины. Если край детали отходит от упора, то струйные исполнительные устройства, вмонтированные в прижим, осуществляют коррекцию положения детали. Если датчик положения края детали продолжает давать сигнал об отсутствии детали, несмотря на подачу воздуха из сопел, включается пневмомеханическое устройство .поворота детали.
На деталь опускается прижим, который 'поворачивает ее вокруг оси (Иглы до контакта с упором-ограничителем. Во время поворота осуществляется останов машины с иглой в нижнем положении. Когда от патынка положения края поступает сигнал о наличии детали, прижим устройства поворота поднимается, возобновляется пошив. После прокладывания последнего участка строчки следует автоматический останов, закрепление конца строчки, обрезка ниток и подъем прижима детали.
На обработанную деталь опускается -прижим манипулятора- укладчика /, который 'Прижимает ее к плоскости сто^а и перемещает в зону укладки. Далее путем взаимодействий ряда механизмов манипулятора / деталь помещается в бункер 2. Работа укладчика типа ST фирмы «Адлер» (ФРГ) описана в п. 5.5.
Наиболее интересным узлом РТК является манипулятор 5 Для подачи заготовок е зону шитья. Его схема 1пр|Иведена на рнс. 47, 6. Он смонтирован на отдельной станине 5, которая установлена 'на колесах, и жестко фиксируется на станине швейной станции. Манипулятор содержит захватное устройство 2, ме- ханизм 3 перемещения захватного устройства 2 в зону шитья и Механизм подъема кассеты 4 с заготовками. Захватное устрой- ствс игольчатого типа с двумя секциями по шесть прямых игл в каждой. Иглы в каждой секции расположены по окружности, Нх острия направлены к поверхности заготовок. При срабатывании захватного устройства иглы выходят под определенным уг- 口°用 из его корлуса и прокладывают поверхность заготовки.
Механизм 3 'перемещения захватного устройства 'представля-
.133
ет собой бесштоковый пневмацилиндр (линейный пневмопри^ вод) с электромагнитным замыканием. Передача движения от ииршня к поводку, расположенному снаружи на гильзе лневмо— цилиндра, обеспечивается электромагнитной муфтой. Благодаря этому отсутствует шток, а длина привода практически в два. раза меньше, чем в штоковых пневмоцилиндрах. Наружная по. верхность гильзы выполнена прямоугольной, что исключает поворот наружного поводка. К поводку снизу крепится корпус захватного устройства.
Привод механизма подъема кассеты 4 с заготовками смонтирован в вертикальной колонне / станины 5, а движение к кассете 4 передается с помощью тросиков.
Работает РТК следующим образом. Оператор устанавливает кассету 4 с заготовками на основание механизма подъема 及 фиксирует ее защелками. Остальные олерации выполняются автоматически. Механизм подъема перемещает вверх кассету 4 до такого уровня, при котором верхняя заготовка прижимается к захватному устройству 2. Выдвигаются иглы захватного устройства, прокалывающие -верхнюю заготовку, а кассета 4 с остальными заготовками опускается вниз. Далее механизм 3 .перемещает захватное устройство 2 с заготовкой в зону шитья швейной 'станции. При этом обеспечивается подъем прижимной ланки машины(И прижима детали. Деталь, поданная в зону шитья, освобождается от игл, захватное устройство уходит в исходное 'положение, а прижимная лапка и лрижим детали опускаются, начинается цикл обработки. После окончания обработки прижим и лапка поднимаются, а обработанная деталь снимается манипулятором-укладчиком.
Микропроцессорная система управления обеспечивает программирование iH выполнение операций по отстрачиванию заданного числа участков, а также программирование расстояния от края детали до строчки. В случае, если необходимо проложить две .параллельные отделочные строчки, необходимо еще раз поместить детали в кассету. Цикл обработки повторится, но расстояние от края до строчки автоматически изменяется. Микропроцессор может обеспечить работу ло 10 программам.
Производительность РТК — 300 деталей в час. Недостаток РТК ——необходимость использования заготовок, подготовленных по строго определенной технологии. В РТК могут обрабаты- ваться только обтачные манжеты с клеевыми прокладками и%" ределенной жесткости. Однако по формам и размерам деталей жестких ограничений нет.
Известен РТК такого же 'назначения* но его структура существенно отличается от рассмотренной из-за того, что оДйН робот осуществляет поочередно автоматическую загрузку Д^УХ полуавтоматов (рис. 48). ,
Он содержит две шьющие головки 2 и 7, установленные н； столах 3 и 8. На этих же столах смонтированы вспомогательны 134
манипуляторы 4 Hg. Позади щвейных головок 2 и 7 установлены укладчики / и 6 обработанных деталей. Промышленный робот (ПР) 11 смонтирован на отдельной станине 12, где установлены также накопители /3 заготовок. На столах 3 и 8 е непосредственной близости от ПР // закреплены дополнительные столиманипуляторы 4 Hg. Позади щвейных головок 2 и 7 установлены укладчики / и 6 обработанных деталей. Промышленный робот (ПР) 11 смонтирован на отдельной станине 12, где установлены также накопители /3 заготовок. На столах 3 и 8 е непосредственной близости от ПР // закреплены дополнительные столиРнс. 48. РТК для прокладывания отделочных строчек по краю деталейРнс. 48. РТК для прокладывания отделочных строчек по краю деталейки /0 и 14. Система управле
манипуляторы 4 Hg. Позади щвейных головок 2 и 7 установлены укладчики / и 6 обработанных деталей. Промышленный робот (ПР) 11 смонтирован на отдельной станине 12, где установлены также накопители /3 заготовок. На столах 3 и 8 е непосредственной близости от ПР // закреплены дополнительные столи
манипуляторы 4 Hg. Позади щвейных головок 2 и 7 установлены укладчики / и 6 обработанных деталей. Промышленный робот (ПР) 11 смонтирован на отдельной станине 12, где установлены также накопители /3 заготовок. На столах 3 и 8 е непосредственной близости от ПР // закреплены дополнительные столи
Рнс. 48. РТК для прокладывания отделочных строчек по краю деталей
Рнс. 48. РТК для прокладывания отделочных строчек по краю деталей
ния 5 выполнена ,в виде отдельного блока с пультам управления, расположенным на его верхней панели.
После того как оператор разместит заготовки в накопителях /3, начинается автоматический цикл работы. ПР 11 захватывав ет верхнюю заготовку из правого накопителя 13, смещает ее к столу 10 и поворотом своего захватного уст|ройства ориентирует таким образом, чтобы край заготовки попадал в зажим дополнительного манипулятора 9. Затем ПР 11 освобождает заготовку и смещается к левому накопителю 13. Заготовка перемещается мангшулятором 9 к шьющей головке 7 ио столу 8. В кояечной тю^ке ее перехватывает направитель головки 7, и начинается процесс прокладывания отделочной строчки то краю манжеты, причем слежение за краем осуществляется так же, как и в полуавтомате, описанном выше, После прокладывания последнего участка строчки обработанная деталь попадает в укладчик 6. Параллельно с обработкой первой заготовки ПР // захватывает вторую заготовку и помещает ее на стол 14. Здесь ее зажимает манипулятор 4, (передает ：к шьющей толовке 2 по столу 3, а после ее обработки деталь передается в уклад- чик 1.
Таким, образом, ПР 11 поочередно загружает шьющие го- 门овкн 2 к 7, что позволяет повысить производительность оборудования гпо сравнению с шредыдущим РТК на 25 %.
Робототехнический комплекс марки РТК ОП-1 (рис. 49), Разработанный совместно ВНИИЛтекмашем и ЦНИИШПом, предназначен для обметывания петель на манжетах сорочек. Комплекс автоматически выполняет следующие операции： отде- 泯нне манжет от стопы и подачу на рабочую позицию, ориента- "ью правых и левых манжет, базирование деталей, обметыва- "е и прорубание петли, а также укладывание обработанных 」е：алей в кассету [44]. Оператору помимо наблюдения за рабо- :，丘 комплекса ,и устранения обрнвсв ниток, остаются операинн ^■■правки стопы необработанных манжет и извлечения из кассе- стопы обработанных деталей,
© Кроме швейного полуавтомата 9 и промышленного робота 6 ' захватными устройствами 7 и 10 ^ комшлекс входят кассета-
135
1й1йitit6655445574741515丁丁12731273Рнс. 49. РТК ОП-1 для обметывания петель иа манжетахРнс. 49. РТК ОП-1 для обметывания петель иа манжетах87—87—
1й
1й
it
it
6
6
5
5
4
4
5
5
74
74
15
15
丁
丁
12
73
12
73
Рнс. 49. РТК ОП-1 для обметывания петель иа манжетах
Рнс. 49. РТК ОП-1 для обметывания петель иа манжетах
8
7—
8
7—
наколитель 4 заготовок и кассета-'накопитель 11 обработанных деталей, устройство 8 ориентации манжет.
Работает комплекс следующим образом. Робот 6 захватным уст,ройст|ВО'М 7 отделяет от стопы манжет, уложенной в кассету- накопитель 4, верхнюю заготовку, поворачивается на 60° и помещает ее в устройство 8 ориентации. Из устройства 8 ориен- тании манжета подается в швейный полуавтомат 9. После окон* чания ее обработки она захватывается устройством 10, и робот 6 укладывает ее в кассету-накопитель 11. Процессы захвата н переноса деталей с исходной позиции на позицию ориентации и от полуавтомата 9 к позиции стопы 11 выполняются одновре* менно. Пневмоцили'ндр 3 осуществляет поворот кассеты-накопи- теля 4 на 180° для ориентации 'Правых и левых манжет.
Подъем стопы 5 заготовок на заданную высоту и опускание ст?тш 77 манжет осуществляется пневмогидравлическим устройством. Оно содержит цилиндры 2 и /3, бесштоковые полости которых заполнены маслом с малой 'вязкостью. Штоки цилинД' ров связаны с подвижными основаниями кассет-накопителей, в которых располагаются детали до и после обработки.
При получении сигнала от датчика захватного устройств3 об отсутствии верхней детали на заданном уровне включает^ 136
клапан 12, который подает воздух в штоковую полость цилиндра 13 и переключает клапан 15 е открытое состояние. Это вы- ；ь【вает выдвижение штока цилиндра 2 и втягивание штока ни- лнн口ра 13 из-за перетока масла по клапану /5，Скорость пен- 脑ния штока регулируется дросселем 14. Когда верхняя деталь сТопы касается датчика захватного устройства, клапан 72 выключается, что вызывает запирание линии перетока масла клапаном 75. Верхняя деталь фиксируется на заданной высоте. Для возвращения механизма в исходное положение включается клапан /.
Захватное устройство смонтировано на подпружиненной подвеске и -содержит две иглы, приводимые в движение пневмоци* линером. В основании захватного устройства есть сопло аат、 чика наличия захватываемой детали. Смещением основания относительно пневмоцилиндра регулируется глубина захода игл в деталь. Захватное устройство опускается на стопу деталей, иглы прокалывают верхнюю деталь, а л о сигналу от сопла в контакте с ней пневмоцилиндр разводит иглы в различные 'Стороны.
Далее устройство с захваченной деталью подливается.
Ориентирующее устройство содержит основание, сопла, выполненные в основании под разными углами к его поверхности, смещаемые пневмоцилиндром упоры и датчик)положения заготовки. Заготовка помещается роботом на основании, и воздух подается в сопла. Это вызывает движение заготовки, пока она не дойдет до упоров. С(игнал об этом поступает с датчика, что прекращает подачу сжатого воздуха в солла.
В робототехническом комплексе использован пневматический промышленный робот модульной конструкции ПР5-2. Использованы модули поворота и подъема робота, причем они снабжены конечными выключателями для контроля положения исполнительных механизмов.
Разработаны два варианта системы управления. Первый реализован на пневматической аппаратуре КОМПАС по .позиционной структуре, а второй выполнен на базе микроконтроллера программируемого МКП-1-16, входящего в состав робота ПР5-2Э. Система управления позволяет осуществить работу комплекса в автоматическом и наладочном режимах, перепрограммирование в зависимости от порядка следования иравых и левых манжет. В случае невзятия заготовки робот делает повторную попытку взять манжету. При потере заготовки, перекосе нрн ориентации, обрыве ниток и других сбоях робот прекращает работу и вызывает оператора подачей звукового и светового сигналов.
Рассмотренная конструкция комплекса является универсальной и с заменой швейного полуавтомата, захватных устройств, кассет и устройства ориентации может применяться для любых ■операций по обработке мелких деталей: пришивание пуговиц к
манжетам и карманам, настрачивание на карманы этикеток, из* готовление петель на полочках, клапанах и т. п.
Производительность комплекса составляет 360 деталей в час^
Практически единственными серийно выпускаемыми РТК, построенными вторым способом, являются роботизированные рабочие места MARS фирмы «Зингер» (США). РТК марка MARS-100 предназ|Начены для заготовки 篁 на1СТ|рачи'вания на- кладного кармана джинсов. РТК состоит из швейной машины, двухниточного цепного стежка с микропроцессорной системой, управления, фальцующей станции и электромеханического ПР с контурным управлением с четырьмя степенями подвижности. ПР имеет оригинальную конструкцию захватного органа, обеспечивает ^надежное отделение деталей из джинсовых тканей от пачки и может работать с любыми захватными устройствами.
Первые модификации установки MARS-100 предназначались- для обработки верхнего среза накладного кармана и проклады^ вания на нем отделочной строчки. Вид отделочной строчки мог быть изменен программным путем в течение нескольких секунд. В дальнейших разработках фирма предполагает снабдить РТК фальцующей станцией для загибания срезов кармана, что позволит осуществить и операцию настрачивания кармана.
РТК модели MARS является ‘примером использования робо- та, выполняющего не только вспомогательные операции, но к рабочие 1перемещен1ия. Программирование робота осуществляется с помощью специального датчика путем направления манипулятора робота вручную в соответствии с выполняемой операцией. При этом датчик фиксирует перемещения манипулятора но трем пространственным координатам 玄 передает данные в микропроцессорную систему управления робота. Так же записываются данные о лоследовательности выполнения вспомогательных операций.
В начале операции захватное устройство робота опускается на пачку деталей из текстильных материалов, в частности заготовок 'Накладных карманов джинсов, поднимает верхнюю деталь и перемещает ее под иглу. Когда деталь занимает требуемое положение, микропроцессорная система робота дает команду микропроцессору швейной машины к началу пошива. Манипулятор робота направляет и ориентирует деталь во время пошива, а после окончаН|Ия обработки укладывает в пачку. Стоимость РТК составляет около 40 тыс. долларов.
Функции оператора при работе с MARS-100 сводятся к контролю выполнения операции и загрузке установки пачками деталей.
Один оператор может обслуживать до восьми роботизированных установок.
Подобные РТК целесообразно .применять при частой сменяемости контура обработки, где необходимо прокладывать строчки в основном без подгибания срезов (например, отделочные
строчки, вышивание, лростегивание). Если требуется 1подгибать срезы, то нужно менять приспособление на машине либо применять фальцующую установку с широкими возможностями изменения формы фальцуемых деталей. Универсальность РТК при этом уменьшается.
Технические характеристики рассмотренных и лроинх РТК для обработки мелких деталей приведены в табл. 5.2.
РТК ДЛЯ ОБРАБОТКИ КРУПНЫХ ДЕТАЛЕЙ
Бельгийская фирма 《Куртрей》разработала роботизированную установку сДжогаматик» для захвата【и лодачи в зону шитья крупных деталей.
Установка (рис. 50) включает в себя два захватных устройства /, смонтированных на планке 2, которая может перемещаться в вертикальной плоскости (по стрелкам а). Захватные устройства 7 снабжены небольшими прямым иглами, расположенными под углом к корпусу. Угол наклона игл и расстояние, на которое они выступают из корпуса, регулируются в зависимости от вида текстильного материала отделяемых деталей. С увеличением толщины и массы материала это расстояние увеличивается. Можно обеспечить и одновременный захват двух деталей соответствующей регулировкой величины выхода игл. Положение захватных устройств можно изменять, (перемещая их по планке 2, а положение планки 2 может регулироваться относительно края лачки деталей.
Захватные устройства 7 опускаются на верхнюю деталь 3 пачки, 'последняя прокалывается иглами и 'поднимается вместе с планкой 2. В зазор между пач1кой и верхней деталью 3 bibo- Дится стержень 5 (по стрелкам б). Иглы захватных устройств /
'S
Марка, разработчик
Назначен1ие
-Соста
Технологическое оборудование
в РТК
ПР
Производительность, шт./ч
Примечание
52 Технические характеристики основных типов РТК для сборки и обработки деталей швейных изделий
,СССР
Обработка петель на манжетах сорочки
Петельный полуавтомат кл, 525 ПО «Промшвсй- мащ》(г. Орша)
Пневматический с цикловым управлением грузоподъ-
360
емностью 0,32 ПР-5-2Э
8721/1201,
«Текстима»
объединение (ГДР)
8720/1401,
«Текстима»
объединение (ГДР)
UR10-060M/A + RB-110, фирма «Римольди> (Италия)
UR30-360M/A + RB-H0-
-60/08А, фирма «Рлмоль- Ки》(Италия)
Обработка верхнего среза накладного кармана джинсов
Обтачивание подкладки кармана джинсов
Обработка верхнего среза накладного кармана джинсов
Настрачивание за- стежкп-молиии из рулона на откосок джил^ор
Выполнены в едином агрегате
To же
Полуавтомат прямострочный UR-10- -060 фирмы «Ри- мо/ь口и》
11олуавтомат пря- мострочный UR-30-
Пневматический
с
цикловым управлением RB-110
То же
600
240
1200
120Q
-360 фирмы
мо,пе>ди»
：Рн-
При замене шьющего полуавтомата захватного устройства и кассет-на- копителей может применят ься для пришивания пуговиц к маижс1ам, во* ротникам, карманам со- роикн, обработки петель, на воротниках, погонах,, клапанах, ILmcct модульное исполнение
Выгрузка деталей осуществляется укладчд|сом ПО-г луавтомата
RB-120-40/08A, фирмы
《Римольдн》(Италия)
Разделение пачки деталей, лежа
—
RB-120
600
щих 《лицом к лицу》， на две пачки деталей, лежащих
«лицом к изнанке》
Пневматический с
300
961-24-5, фирма «Адлер»
Прокладывание от-
Полуавтомат 961-
(ФРГ)
делочлой строчки по краю манжет
-24-3, фирма «Адлер»
цикловым управлением HS-1-I
«Робот-Текс» RT-3-5060, фирма «Майер» (ФРГ)
сорочки
Дублирование деталей воротников сорочек
Дублирующии прессRPS1O00,
фирма «Майер»
Комбинированный пневмоэлсктроме- ханический с позиционным управ
500—750 в зависимости от числа про
лением
кладок
«Робот-Текс》RT-3-1010,
Дублирование по
То же
То же
400
фирма «Майер» (ФРГ)
лочек мужского
КАН+«Мультистар», фирма«Каннегиссер^
(ФРГ) 3548-1/01+EAG《Robot》, фирма «Пфафф» (ФРГ)
пиджака
То же
Застрачивание планок на полочках
Дублирующий пресс «Мультистар супер»
Полуавтомат кл. 3548-1/01
Пневматический с цикловым управлением。
Пневматический с цикловым управлением
500
3557-4/31, фирма «Пфафф» (ФРГ)
сорочек Прокладывание отделочной строчки по краю ман
Машина кл. 488 + «Сенсыомат»
Пневматический с циклов им управлением
600
RB-1/ACF-161-373, фирма «Джуки» (Япония)
жет сорочки Пришивание пуговиц на полочку сорочки
Пуговичный полуавтомат ACF-161- 373, фирма «Джу-
Пневматический с цикловым управлением RB-1
~300
RB-2/ACU-331, фирма «Джуки» (Япония)
Прокладывание отделочной строч
ки》
Два полуавтомата
ACU 331, фирма
С позиционным управлением RB-2
400
ки по краю ман-
《Джукп»
жет
Выгрузка деталей осуществляется укладчиком полуавтомата
То же
А
Производительность зависит от числа пуговиц: указана для пяти пуговиц
ПР загружает два полу、 автомата прочередне?'
// 冬 он
—нфкчдв§&0 ^^лйй
ОШННК 2&srt§^SM &JO9od a BZBBBHBdu®
WOXHhtfBKyA KQLgKFmLQ。 .^00弓 Big BymAdJ BJBWOImFOU ^s OHHO ，3dOHEO шг-ЖАвт d
SHHEhawHdu
■9 E9EHBHHEhHOXO
0g3^фчоюH
009
b-jrnлнооалчоьmomgHodu
，BJOH 口》sos^§ira^K^ S3§3S^
■очм^лк^ S3K«SH，匸ВНР090d會 hHHBXBWOdlxGйкт^о^ KSWXOK^boK5^^3H0^9MH9K>s^^rHdAIHM』090d ^к^оф^，Hxoodxo<ш。)《H4。9HLi
езеу》
KdexHUAIfM》-ogod
^.ax ^0§§§=sM°0hHHBsra9HLi
BX*0JJ OJOHhoHKOh ^§s«s KBH1s '5U OJOHhosHKAmH raxssws kbh 巻m BEHqKOJHX口 rdomHBdJ SSKtfoH BdN dxJK9 OjOHhOHKSh ВННПТ ，кд^^ч O^KOX^-0 oeodj ss^s &OU B口 SOMHO^Oa —si 0 c《dzHMe》 s^ 7Л oom BHWOJJ O^O^KS OJ •OHhoJnHXAgw ВННШ ，EKBHqlfo-WXAa 《doJHHm》end ^SS^O^HOCSK^C
-貪上A%口》 взф -NIZ 二，I3 WHra^oHmra^^- ，ou xiqHqireiou ^s
^xx-rtaosaoco
BOMJOhHJOIfoHX。'-
Md 8eJJ0，！
«ознмжн Уонна 'ОИ-OK rt£ о^а^юо
oHHWKWS^ra^ ojoh■я-газтал BmeGJ0*^^ffl BXGOgBdgo
«S2H0OM ojoho员 Аяico OMmoIBmHhEJ。AHBWdBM OK нм—hodl江 онко。口o^S^SWS^^SO^K нHdxe① d。Ou■O^^^OMXIO9pd909ybоконимi^^-KHqyBCLLHOn
yhodoxbi ХАН EXIOABO
QH-HoheHEB工
《1"》BMd-^0^-H
А^^&й^* OTS&^ 72J
(V3。)《deuBd口》BxnoH，BJKBHHBqodHmMJOgod
(vme a ，HHQBdCOOSHVW 《d2HHe济 в 芝 dM4}sz (ВМНСШК)《HXK更5 ras &НФ ^-^з'-к'хз
HHh&PBdmBd -saas-
4
утягиваются, а деталь 3 зажимается между стержнями 4 115m лроавигаегся к лен точному конвейеру 6 (по стрелкам в), который перемещает ее в зону обработки. Детали на конвейере выравниваются четырьмя парами роликав. Скорость перемещения детали конвейером с инхро-низлруе т；с я с(о скоростью проклады-- * ванн兄 строчки швейной машины. Используется привод постоянного тока, уп р ав л я емы й микролр оде：С1С-ором.
Пачки деталей располагаются на поворотном диске, имею^ щем две 'позиции. На одной располагается обрабатываемая пачка, а на другой можно установить во время обработки следующую пачку. На рис. 50 резервна阮 позиция не показана. После скончания пачки поворотный диск автоматически перемещает резервную лачку на позицию отделения. Пос/启 снятия каждой детали диск аато^матичеоки по(дн№мает|ся на высоту, ра(вную толщине детали.
Установка имеет устройство для предва；ри(телыногп перекладывания пачки деталей, лежащих «лицом к 刀ниу》，а также для развертывания деталей, сложенных пополам. Это достигается доло1Л1Нительньгми Д|вижениями захватных устройств I и стержней 4 и 5. При этом требуется от одного до трех дополнительных движений.
Разработаны два варианта установки — Т-102 и Т-104.
РТК Т-102 применяется для выполнения операции ^подогнуть край и проложить строчки по краю накладного кармана》. Используется двухигольная швейная машина ценного стежка, оснащенная направителем и автоматическим приспособлением для обрезки ниток. Одна сторона заготовки продвигается но направителю. Ремень транспортирующей системы расправляет деталь, чтобы избежать образования морщин. Точную подачу детали в зону шитья контролирует фотоэлемент.
РТК TJ04 предназначен для обработки крупных деталей (например, половинок дж.инсов). Он снабжен тремя захватными устройствами и обсопевАвает подачу 100 деталей в минуту
Используя совместно РТК Т-102 и Т-104, можно скомпоновать установку для сборки деталей (например, для настрачивания кармана на 1половинки джинсов). Установка может работать 'С различными материалами (от сорочечных поверхностной плотностью 80 г/м2 до тяжелых пальтовых тканей). Проводятся работы по усовершенствованию установки для выполнения операций с деталями размером до 1400X650 мм.
Производительность РТК зависит от вида выполняемой операции. В случае подгибания края кармана она может достигать 2000 шт./ч.
Фирмой 《Драпер лаборатори» (США) разработан РТК оригинальной конструкции. Он включает в себя следующие основ-
деталей на сбо-деталей на сбо-нне модули (рис. 51):
деталей на сбо-
деталей на сбо-
、 1. Автоматический загрузчик для передачи рочную линию.
斤 систем^прадпений
Рис* 51. РТК фирмы «Драпер лаборатории (США)
Контрольный стол с автоматичежой системой ра|апозна вания деталей.'
Робот, который может подгибать и совмещать срезы.
Транспортный узел для передачи деталей к швейной стая ции.
.. Швейная станция с ленточным конвейером и электронный управлением шьющей головкой.
Автоматический загрузчик / содержит стол с ленточным кон вейером 2, на который оператор вручную укладывает детали предназначенные для обработки, обеспечивая ирн укладке сдвн】 между их концами, ；ра,вный 30——50 мм. Bjce остальные олераци1 выполняются автоматически. Манипулятор 4 с захватным уст ройством 5 подводится к краю конвейера 2. Далее обеспечива' ется подача деталей конвейером 2 к захватному устройству 5 Когда край первой детали входит в зазор захватного устройств? 5, фотодатчик дает команду на останов конвейера 2, а захватное устройство 5 зажимает край детали. На детали опускается вакуумный захват 3, который приподнимает все детали, кромМ первой, освобождая ее от остальных. Захваченная деталь перемещается манипулятором 4 на следующую позицию. Затем цикл работы 1повторяется.
Следующая позиция представляет собой стол 6 с перфорированной поверхностью для обеспечения прижима детали с помощью вакуума. Захватное устройство 5 оставляет доставленную деталь на столе 6. Над столом 6 на кронштейне установлена распознающая камера 9, которая определяет истинное 'положение детали, передавая информацию к системе управленм* а также считывает контур и размеры детали. Система управл&
ния в соответствии с полученной информацией выводит манипулятор 8 робота-формоватсля в такое положение, в котором он может захватить край детали захватным устройством 7. Последнее зажимает край детали вдоль ее среза. Оно имеет индивидуальный электромеханический привод. Робот-формователь может в зависимости от программы шередать деталь на следующую позицию, от1корректи.ро1вав ее положение, сложить деталь пополам или загнуть только край детали, а также совместить данную дет аль с другой, поданной на 9Toл 6 в предыдущем так- те. Следующий модуль прадста1вляет собой транспортный узел 16 для передачи деталей к швейной станции 14. Он представляет собой стол /5, на поверхность которого может опускаться ленточный конвейер 10. Робот 8 перемещает детали на стол 15, когда транспортер 10 поднят.
После сигнала от датчика о наличии деталей на них опу・ скаегся транспортер 10, который перемещает их к швейной станции /4.
Швейная станция /4 содержит шьющую головку 12 и систему ленточных конвейеров (ремней) //, 13, расположенных до и после шьющей головки 12.
С применением перемещения детали транспортирующими ремнями было обеспечено перемещение шьющей головки /2 пер- певдикулярно ремням. Перемещение шьющей голО'В'ки по детали и от нее сделало визмсжным отслеживать иглой кра访 мате-
ризл а,
В первом варианте машины была применена обычная шьющая го л ода а челночного стежка, которая устанавливалась на платформе с возможностью поворота вокруг оси иглы. Это позволило .применить обычные шьющую головку, прижимную лапку 'И рейку.
В дальнейших модификациях рейка была заменена на верх-. ■Ний лен ТО'Ч'НЫЙ механизм перемещения ткани.
различную посадку материала в швах.Во время пошива обеспечивается выстой деталей в те моменты, когда игла находится в материале, что позволяет получить высокое качество строчки на любых материалах.『РТК может снабжаться также укладчиком обработанных де- талеи (на рис. 51 не показан).различную посадку материала в швах.Во время пошива обеспечивается выстой деталей в те моменты, когда игла находится в материале, что позволяет получить высокое качество строчки на любых материалах.『РТК может снабжаться также укладчиком обработанных де- талеи (на рис. 51 не показан).РТК в линиях приведе-РТК в линиях приведе-ранспортирующие ремни надежно фиксируют деталь, превращая ее в《жесткий》объект. Ремни /3, которые обхватывают и покрывают деталь, размещаются вокруг шьющей головки для обеспечения возможности пошива. Группа ремней 11 фиксирует детали перед шьющей головкой. Двумя ленточными системами // и /3, имеющими несколько различные линейные скорости, детали ：из текстильных материалов могут аккуратно перемещаться одна за другой. Различие в скоростям ремней обеспечивает
различную посадку материала в швах.
Во время пошива обеспечивается выстой деталей в те моменты, когда игла находится в материале, что позволяет получить высокое качество строчки на любых материалах.『
РТК может снабжаться также укладчиком обработанных де- талеи (на рис. 51 не показан).
различную посадку материала в швах.
Во время пошива обеспечивается выстой деталей в те моменты, когда игла находится в материале, что позволяет получить высокое качество строчки на любых материалах.『
РТК может снабжаться также укладчиком обработанных де- талеи (на рис. 51 не показан).
РТК в линиях приведе-
РТК в линиях приведе-
Примеры использования описанного
ны ниже.
РТК ДЛЯ СБОРКИ ДЕТАЛЕЙ
Роботизированные установки фирмы «Майер» (ФРГ) маркц «Робот-Текс» предназначены для дублирования деталей с клее- вой прокладкой. РТК состоит из дублирующего пресса проход, ного типа с укладчиком сдублированных деталей и промышленного робота. К настоящему времени разработано несколько мсь дификаций роботокомплекса, отличающихся типом робота в за* виснмости от размеров и числа собираемых деталей. Одна из схем РТК приведена на рис. 52, а. РТК состоит из робота-загрузчика 7, пресса 2 и укладчика 1 сдублированных деталей. Робот- загрузчик 7 в зависимости от габарита и количества дублируемых деталей может иметь от одной до трех загрузочных секций (на рис. 52,а——1 секция).
Каждая загрузочная секция включает в себя накопители 10, захватные устройства 8 и 9, позиционирующее устройство 6, а в отдельных случаях и устройство 5 подачи мелких деталей. Накопители 10 смонтированы на одном столе с ленточным конвейером 4.
Пачки деталей м прокладок укладываются в накопители /О, причем конфигурация накопителей может легко регулироваться в зависимости от формы и размеров деталей и лрокладок. Ннакопители имеют специальные приспособления, 【препятствующие сдвоенному захвату деталей, которые выполнены в виде щеток с коротким ворсом, обращенным к торцам деталей. Накопители имеют подвижные основания ", которые поднимают пачки деталей и прокладок на заданную высоту. Сверху на пачки деталей >и прокладок опускаются с помощью манипуляторов с пнев- ■ •моприводом точечные захватные устройства 8 и 9, которые также можно легко перемещать в горизонтальной плоскости и изменить их количество с учетом формы и размеров деталей. После захвата и отделения верхней детали и прокладки, последние переносятся к позиционирующему устройству 6, где они точно ориентируются и совмещаются. Совмещенные детали с помощью конвейера 4 перемещаются к устройству 5 подачи мелких деталей. На этой позиции при необходимости на пакет полуфабрикатов помещаются мелкие детали, например усилители прокладки воротников.
Таким образом можно сформировать пакет из двух-трех 吟 талей. Далее пакет перемещается конвейером 4 на ленточный конвейер 3 пресса 2, идет процесс дублирования с последующим укладыванием деталей в пачку.
«Робот-Текс» в состоянии обеспечить надежное поштучное отделение с последующим совмещением деталей и прокладок различной толщины и поверхностной плотности. Одновременно с отделением деталей может осуществляться их маркировка с ломощью дополнительного устройства. Очевидно, данное загрузочное устройство является достаточно универсальным и м°*е\ 146
Рис. 52. РТК «Робот-Текс»:
& — общая схема; 6 — варианты компоновок
Ю**
Рис. 53, РТК для втачивания рукавов в проймы пиджакаРис. 53, РТК для втачивания рукавов в проймы пиджака
Рис. 53, РТК для втачивания рукавов в проймы пиджака
Рис. 53, РТК для втачивания рукавов в проймы пиджака
использоваться для загрузки не только прессов, но и швейного оборудования.
Робот-за(г；рузчи1к может работать в нескольких режи'Мах. При совмещении трех деталей ]в .пакет такт его работы состав/兄. ет 20—30 с, при совмещении двух деталей — 12—20 с. Робот может также отделять и передавать на конвейер одну деталь с тактом 6——7 с, но тогда вторую деталь должен вручную накла^ дывать оператор. Приведенные данные характеризуют производительность одной загрузочной секции установки. Очевидно, при двух-трех секциях частота подачи деталей пропорционально увеличивается, т. е. робот может подавать детали на ленточный конвейер каждые 4—6 с (для случая совмещения двух деталей).
На рис. 52,6 .приведены варианты выполнения робота-загрузчика, / — схема трехсекционного загрузчика (тип RT-3). В этом случае совмещение деталей происходит непосредственно на конвейере. II — схема двухсекционного робота-загрузчика с расположением конвейера между секциями (тип КТ-2Д). Имеется вариант III устройства карусельного типа, где перемещение деталей обеспечивается поворотным движением манипулятора (тип RT-R-2).
Единственным РТК, осуществляющим пространственную
сборку деталей, является роботизированная установка фирмы «Джуки》 (Япония), предназначенная для втачивания рукавов в проймы пиджака.
Она содержит (рис. 53) объемный манекен 6 и пространственные шаблоны / для рукавов, установленные на общем основании 7, а также ПР 3 с шестью степенями подвижности, несущий шьющую головку 4, По верхним срезам шаблонов / и на проймах манекена 6 установлены раздвижные зажимы 2 и 5.
Оператор надевает вывернутый на изнаночную сторону пиджак на манекен 6. Его проймы фиксируются зажимами 5, которые несколько растягивают проймы. На шаблон^ / оператор надевает рукава, верхние срезы которых также фиксируются зажимами 2. Затем начинается автоматический цикл работы РТК. Пр"
зтом шаблоны / с рукавами вводятся изнутри в полый манекен 6 и занимают такое положение, что срезы рукавов совмещаются со срезами проймы пиджака. Затем зажимы 2 H 5 отводятся, освобождая срезы, а ПР 3 подводит к ним шьющую головку 4, Начинается процесс втачивания, во время которого ПР 3 ведет головку 4 вдоль пространственного контура проймы пиджака, ориентируя ее по нормали к этому контуру. После втачивания одного рукава ПР 3 .переводит головку 4 ко второму рукаву, где ^процесс повторяется.
Оди(н оператор в состоянии об|служ1ивать .несколько таких РТК. В них используются ПР с контурной системой управления, предполагается создать систему автоматического распознавания срезов изделия.
Широкому использованию такого РТК в промышленности препятствует несколько причин. Во-первых, возникает необходимость в предварительном присборивании о.ката рукава, которому заранее придается пространственная форма. Во-вторых, соединяемым срезам 'необходимо придать дополнительную жесткость. Это достигается цредварительньпм пракла/дь〕ванием клеевой кромки, что (приводит к дополнительным трудозатратам и приемлемо далеко не для всех видов изделий. Попытки увеличить жесткость срезов с помощью стабилизирующих веществ положительных результатов пока не дали.
РОБОТИЗИРОВАННЫЕ ЛИНИИ
Современные роботизированные линии представляют собой агрегаты, в которые входит несколько еди'ниц технологического оборудования, причем загрузка линии осуществляется, как правило, оператором поштучно вручную, а дальнейшая /передача от позиции к позицрш, обработка и съем продукции выполняются автоматически. В наиболее распространенных линиях агрега- тированы 2——4 швейных полуавтомата или ^пресса-полуавтомата.
Наибольшее распространение получили линии для изготовления манжет, воротников и полочек сорочек, карманов джинсов ■ Н брюк. х
Линия фирмы 《①.С. Бабкок» (Франция) по изготовлению манжет сорочки включает в себя четыре единицы технологического оборудования: пресс для прессования манжет, полуавтомат Д^я прокладывания отделочной строчки, петельный и пуговичный полуавтоматы, а также манипуляторы для передаад деталей и укладывания их в пачку (рис. 54). Линия выполнена по Модульному принципу.
Обслуживает линию олератор, который осуществляет выво- Рачпвание манжет и надевает их на шаблон Л Все дальнейшие °перац(ии выполняются автоматически. Шаблон / с манжетой бодается в пятипозиционный карусельный пресс 2, где манжеты Прессуются. С последней позиции 3 пресса манжета вынимается
149
1111L =L =Рис. 54. Роботизированная линия фирмы《Ф. С. Бабкок» (Франция)Рис. 54. Роботизированная линия фирмы《Ф. С. Бабкок» (Франция)/0987£/0987£рис. 55. Роботизированная линия кл. gSS-ЗОО фирмы 《Вразер》 (Япония)рис. 55. Роботизированная линия кл. gSS-ЗОО фирмы 《Вразер》 (Япония)
11
11
L =
L =
Рис. 54. Роботизированная линия фирмы《Ф. С. Бабкок» (Франция)
Рис. 54. Роботизированная линия фирмы《Ф. С. Бабкок» (Франция)
/0987£
/0987£
рис. 55. Роботизированная линия кл. gSS-ЗОО фирмы 《Вразер》 (Япония)
рис. 55. Роботизированная линия кл. gSS-ЗОО фирмы 《Вразер》 (Япония)
манипулятором 4 и передается на позицию полуавтомата 5 для прокладывания отделочной строчки. Полуавтомат 5 прокладывает строчку вдоль- края манжеты, с большой точностью выходя： в углы строчки. Для этого используется следящая система, позволяющая изменять длину последнего стежка перед выходом на угол строчки, Повороты манжеты осуществляются манипулятором 6 полуавтомата 5.
Далее отстроченная манжета подается манипулятором 4 на ориентирующий круг 7. Здесь происходит точное базирование детали, причем круг может поворачиваться на 180° для ориентации правых и левых манжет. На этой же позиции осуществляется измерение длины манжеты датчиками 8. В зависимости от этой длины с помощью следящей системы производится позиционирование пуговичного полуавтомата 9, установленного под- еижно на направляющих.
С ориентирующего круга манжета передается манипулятором 10 на позицию обработки петли и пришивания пуговицы. Здесь установлены пуговичный 9 с 'бункерной подачей .и петельный 11 полуавтоматы, которые одновременно пришивают пуговицу и изготовляют петлю. Далее обработанная манжета поступает в укладчик /2 большой емкости, рассчитанный на 4 я непрерывной работы линии. Работа линии управляется электронно-пневматической системой управления, командная часть коК>* рой оформлена в блок. Система управления останавливает ра“ боту линии в случае обрывов ниток, дефектов в прокладывании строчек, отказов при подаче пуговиц и других отказах техноло- гииР-кого оборудования и манипуляторов.
На линии можно обрабатывать манжеты с закругленными * скошенными краями, причем по -выбору оператора: только 口Р@； вые, только левые и с чередованием правых и левых. Измененй 150
длины манжет не влияет на работу линии. При изменении их ширины требуется механическая наладка упоров ориентирующего круга. Производительность линии в смену: 2880 манжет со скошенными краями, 3600 манжет с закругленными краями.
Роб от изиро® анн а я линия кл. BSS-300 фирмы《бразер》(Япония), как и предыдущая, пре;工назначена для изпэтовлення манжет сорочек, может использоваться для обработки отлетов воротников. В отличие от рассмотренной выше линии она содержит устройство для автоматической загрузки заготовок. От оператора требуется только поместить пачку заготовок в загрузочное устройство. Манжеты должны быть предварительно обтачаны, вывернуты и отпрессованы. Линия содержит загрузочное устройство 7 (рис. 55), ленточный конвейер 2, швейную станцию 3 для прокладывания отделочной строчки по краю заготовки, манипулятор 4 для поворота мавжеты на 180°, манипулятор 5 для подачи заготовок к петельной машине 6, манипулятор 7 для подачи заготовок к пугов(ич(ному полуавтомату 8, укладчик 9 обработанных манжет.
Оператор помещает пачку заготовок в загрузочное устройство /, откуда они автоматически 1поштучно подаются на конвейер 2. Около каждой швейной станции в столе выполнены выдвигающиеся штыри, останавливающие манжету, двигающуюся по конвейеру 2* Манжета останавливается у швейной станции 3, где ее захватывает 'манипулятор 4 и вводит в рабочую зону станции 3. Здесь осуществляется прокладывание отделочной строчки по краю заготовки с помощью еле工印щей системы. Обработанная манжета вновь захватывается манипулятором 4, пеРеносится к конвейеру 2 ,и при необходимости разворачивается На 180°. Если правые и левые манжеты следуют одна за другой, т。 манипулятор 4 разворачивает манжеты через одну. Далее Манжеты последовательно перемещаются к петельной 6 и пуговичной 8 швейным станциям, где захватываются манипуляторами 5 и 7 и подаются в рабочие зоны швейных станций. Обработанные манжеты (раздельно правые и левые) укладываются в пачки укладчиком 9. Манипуляторы снабжены вакуумными захватннми устройствами. На линии мож'НО обрабатывать ман・ Мет/ и отлеты Воротников любых форм. Размеры манжет: шиРЕна от 30 до 80 мм, длина от 220 до 280 мм. Имеются воз- Ложности изменять расстояние от отделочной строчки до края заготовки, изготавливать манжеты с двумя шетлями, ,приш?ивать
Рис. 56. Роботизированная ЛИНИЯ КЛ. UAN 2511 фирмы 《Некки》 (Италия)Рис. 56. Роботизированная ЛИНИЯ КЛ. UAN 2511 фирмы 《Некки》 (Италия)
Рис. 56. Роботизированная ЛИНИЯ КЛ. UAN 2511 фирмы 《Некки》 (Италия)
Рис. 56. Роботизированная ЛИНИЯ КЛ. UAN 2511 фирмы 《Некки》 (Италия)
по две луговицы, изменять расстояние от края до петли, пуговицы.
Цикл обработки детали равен 18 с, т. е. сменная производительность линии составляет 1600 шт. Производительность ниже, чем линии фирмы 《①.С. Бабкок» (Франция), 'но не требуется постоянного присутствия оператора, линия в течение 30 мин работает в автоматическом режиме, так как емкость накопителя ■составляет 100 деталей.
Линия для изготовления манжет кл. UAN 2511 фирмы《Нек- ки》(Италия) по степени автоматизации уступает рассмотренной, но позволяет выполнить весь цикл изготовления манжет, начиная от поступления деталей кроя. Линия включает в себя следующие компоненты: загрузочно-прессовую станцию I (рис. 56), вращающийся стол 2 для передачи манжет от позиции к позиции, устройство 3 для вырубания уголков деталей, швейную станцию 4 с числовым программным управлением длЯ обтачиван1ия деталей и прокладывания отделочной строчки, манипулятор 5 для передачи деталей от вращающегося конвейера к петельному 6 и пуговичному 7 полуавтоматам и к уклад” чику 8 обработанных деталей.
Оператор помещает в зажимное устройство загрузочно-пре^ совой станции детали манжеты (верхнюю, нижнюю и проклад^ 1Klу) и включает линию в работу. Пакет передается^на вращаю щийся стол 2, который поворачивает его по часовой стреле н 90° и подводит к устройству 3 для вырубания уголков. 3" пакет снова поворачивается на 90°, оказываясь на позиций тачивания (швейная станция 4). Здесь шьющая головка по 3 данной программе обтачивает детали манжеты. Далее враШ^ щийся стол 2 дважды поворачивается на 90°, и обтачанная м жета вновь оказывается на исходной позиции. Здесь ее сниМ
оператор； выворачивает, надевает на шаблон и помещает под пресс /. Отпрессованная манжета вновь попадает на стол 2, который поставляет ее к ш>вейной станции 4, где про1кла,дывает1ся отделочная строчка. Следующий поворот стола 2 на 90° доставляет заготовку в позицию, с которой ее снимает манипулятор 5. Манипулятор 5 в случае необходимости разворачивает манжету на 180° и доставляет к петельному 6 и пуговичному 7 полуавтоматам. Расстояние между ними устанавливается автоматически в зависимости от размера манжеты. Пришивание пуговицы и обметывание петли выполняются одновременно. Затем манипулятор 5 доставляет обработанную манжету к укладчику 8.
Фирмой 《Некки》 (Италия) разработана еще одна линия, кл. UAN 3021, предназначенная для соединения отлета ворот- пика со стойкой, пришивания пуговицы и изготовления петли на стойке. По конструкции и принципу действ,ия она напоминает предыдущую. Для работы линии применяется прокладка в стойке воротника с двусторонним клеевым покрытием. Воротник 'Подготовляется таким образом, что его можно втач1ивать в горловину одной строчкой. Производительность линии составляет 2000 'Воротников в смену.
В рамках проекта (ТС)2 (Textile Clothing Technology Corporation) фирмами сДрапер лаборатори» и《Зингер» (США) разработан ряд роботизированных линий для сборки основных узлов мужского костюма и трикотажных изделий. Основу линий составляют роботокомплексы, рассмотренные в п. 5.2.
Линия для сборки брюк (рис. 57,。) включает в себя следующие модули: модуль 17 автоматической загрузки заготовок, распознающие модули 5, /0, /5, промышленные роботы (ПР) 6, 11 с адаптивными системами управления, транспортирующие модули 3, 8, 13, шьющие модули 2, 7, 12 и манипулятор-укладчик 1 собранных полуфабрикатов.
Оператор загружает деталям^! стол загрузочного модуля /7. Детали на столе должны быть размещены со сдвигом срезов 30—50 мм, причем, если осуществляется сборка 'нескольких деталей, они должны быть расположены на столе одна за другой. На загрузку одной детали оператор затрачивает 3——5 с, т. е. з〃я осуществления сборки двух пачек по 50 деталей в каждой требуются затраты времени оператора, равные 5—8 мин.
После загрузки деталей все остальные операции выполняют- с只 автоматически. При этом манипулятор 16 модуля 17 загрузки ^Дает переднюю и заднюю половинки брюк на вакуумный стол ‘4 распознающего модуля 15. Здесь с помощью видеосистемы определяется .положение первой детали, которое корректируется Манипулятором 16} затем определяется положение второй дета- 门口, которую манипулятор 16 поднимает и совмещает по боковому срезу с предыдущей. Пакет из двух совмещенных деталей бодается к транспортирующему модулю 13. Последний направ-
Рис. 57. Роботизированные линии проекта (ТС)2 для изготовления ⑷ и рукавов (6) костюма
ляет пакет полуфабрикатов в -шьющий модуль /2, где с комо- шью 'следящей системы осуществляется стачивание боковых сре- зов. После стачивания сборочная единица поступает к следую- ЩемУ распознающему модулю 10 на вакуумный стол 9. После определения положения сборочной единицы ПР 11 расправляет детали на столе, складывает их для уменьшения занимаемой имм площади и подает к деталям пояс из пачки, которую опр- ратор заранее устанавливает на вакуумном столе 9. Пакет полуфабрикатов через транспортирующий модуль 8 поступает к шьющему модулю 7, который притачивает пояс к брюкам. Дз- лее сборочная единица -поступает к последнему распознающему модулю 5 на вакуумный стол 4, где ПР 6 расправляет детали на плоскости и сгибает их вдоль, совмещая шаговые срезы. Через транспортирующий модуль 3 полуфабрикат поступает к шьющему модулю 2, где стачиваются шаговые срезы, после чего сборочная единица укладывается в лачку манипулятором-укладчиком 1.
На рис. 57,6 представлена схема модульной лоточной линий для выполнения операций на рукаве пиджака. Отметим,勺丁° поточная линия имеет те же базовые модули, которые соответствующим образом модифицирова)ны для другого применения- Поточная линия может иметь модификации для изготовлен^ 154 冉
подкладку рукавов, прокладывания боковых и средних срезов пиджака. \
Линия для сборки трикотажных изделий несколько проще, чем рассмотренные выше.
Трикотажные изделия запускаются в процесс без изменения своих размеров в течение ^нескольких часов, что делает ненуж- ной гибкость распознающей системы. Кроме того, комбинация операции подрезки кроя и стачивания при обработке трикотажа делает ненужным точное совмещение срезов. Основываясь на этих особенностях трикотажных изделий, создана более простая линия.
Общая схема изготовления изделий с применением роботизированной технологии (ТС)2 следующая. Одна работница обслуживает сразу несколько линий л о изготовлению отдельных узлов мужского костюма: рукавов верха и подкладки, правой и левой половинок брюк и т. д. Ее функции заключаются в загрузке подающего модуля деталями таким образом, чтобы они располагались с некоторым сдвигом одна на другой. Все дальнейшие операции вплоть до монтажа выполняются автоматически.
Другие возможные области применения линий: стачивание среднего шва пиджака, внутреннего и локтевого срезов подкладки рукава, боковых 'срезов пиджака и др.
Большим недостатком рассмотренных линий является отсутствие промежуточных накопителей, что при выходе из строя любого механизма линии приводит к остановке линии в целом.
Технические характеристики роботизирован'ных линий приведены в табл. 5.3.
МАНИПУЛЯТОРЫ ДЛЯ УКЛАДЫВАНИЯ
полуфабрикатов в пачку
Устройства для укладывания деталей швейных изделий предназначены для вывода деталей из рабочей зоны и укладывания их в пачку. Исходя из назначения и конструкции этих устройств Нх правомерно рассматривать как простейшие автоматические Манипуляторы. Они содержат от одного до 「пяти исполнительных механизмов, в основном пневмоциЛ|И'Ндров, а их функционирование описывается жесткой последовательностью команд [45].
Конструкция этих устройств определяется прежде всего га- барнтамн деталей, укладываемых в пачку, и контурами обра- боткн деталей. Исходя из этих признаков можно выделить три гРуппы устройств:
Укладчики мелких деталей.
Укладчики деталей большого габарита после обработки 4』и*нных контуров.
Марка, фирма
Выполняемые операции
Количество единиц оборудования в линии, шт.
Производительность,, шт./ч
Прочие данные
технологического
манипуляторов, конвейе
ров
UAN2511,《Неккн》 (Италия)
Обтачивание манжет сорочки, вырубание уголков, прокладывание отделочной строчки, изготовление петли и пришивание пуговнц
4
3
—
Обтачивание и прокладывание отделечной строчки выполняется на одном полуавтомате, загрузка осуществляется оператором
UAN 3021,《Некк。》 (Италия)
Притачивание отлета воротника сорочки к стойке, прессование воротника, изготовление петли и пришивание ПУГОВИЦЫ
4
2
250
Линия по изготовлению манжет сорочки, 《Ф. С. Вабкок》(Франция)
Прессованно, прокладывание отделочной строчки, изготовление петли и пришивание пуговицы
4
3
360—450
Заявки Франции
№ 2563706 и № 2546380 (загрузка осуществляется оператором)
Линия по изготовлению коротких рукавов сорочки, «Ф. С. бабкок》 (Франция)
Линия по изготовлению полочек,《Ф. С. Бабкок», (Франция)
Подгибание и застрачивание низа рукава, стачивание срезов рукаиов
2
3
Загрузка осуществляет-,
ся оператором
Застрачивание планки и изготовление петель
2
1
—
То же
84-28, АМФ (США)
Настрачивание отрезного бочка и обтачивание подкладки кармана
2
2
Линия по изготовлению карманов джинсов, «Г\①а①①》(QPT)
Подгибание верхнего среза кармана с прокладыванием от дело чн ки, пришивание эмблемы
4800
j
5.3. Технические характеристики основных типов роботизированных линий, для сборки узлов швейных изделий
Окончание табл. 5 3
Марка, фирма
Выполняемые операции
Количество единиц оборудования в линии, 屮丁.
Производительность, ШТ./ч
Прочие данные
техноло- гическо£'о
манипуляторов, конвейеров
3557-4/31-1-3525-1/01 +
+ «Хандимат», «Пфафф»
(ФРГ)
Прокладывание отделочной строчки, изготовление петли и пришивание пуговицы к манжете сорочки
3
4
600
—
BSS-300, «Бразер», (Япония)
Прокладывание отделочной строчки, изготовление петли и пришивание пуговицы к манжете сорочки
3
6
200
—
811-1-1, «Адлер» (ФРГ)
То же
3
—
300
Требует присутствия одного оператора
Линия (ТС)2 по изготовлению брюк, «Зингер» (США)
Стачивание боковых и шаговых срезов, притачивание половинок пенса
3
5
—
Загрузка осуществляется оператором
Линия (ТС)2 по изготовлению рукавов пиджака, «Зингер» (США)
Стачивание передних и локтевых сре- з叫 подшивание низа рукавд
3
5
То же
сл
Рис. 59. Манипулятор для укладывания в пачку мелких деталейРис. 59. Манипулятор для укладывания в пачку мелких деталей
Рис. 59. Манипулятор для укладывания в пачку мелких деталей
Рис. 59. Манипулятор для укладывания в пачку мелких деталей
Укладчики деталей -большого габарита с малым контур。礪 обработки, ”
Манипуляторы для укладывания е пачку мелких деталей содержат транспортирующие органы и органы укладывания. Назначение транспортирующих органов ——^вывод обработанных деталей из рабочей зоны швейной машины и их перемещение в зону укладывания. Наибольшее распространение получили следующие транспортирующие органы： ленточные конвейеры, конвейеры на воздушной 1лодушке, а также устройства, осуществляющие перемещение деталей по крышке стола (прижимы и сдувающие устройства).
Назначение органов укладывания —— обеспечить укладывание деталей в пачку без нарушения последовательности их поступления. Надежность укладывания во многом определяется способом фиксирования деталей в процессе укладывания. По этому признаку можно выделить устройства без фиксации (со свободным падением), с односторонней фиксацией и с двусторонней фиксацией деталей.
В качестве примера рассмотрим укладчик мелких деталей типа ST-F фирмы «Адлер» (ФРГ).
Этот манипулятор представляет собой смонтированную на отдельной станине систему лолок, -выполненных из металлических стержней. Транспортирующее устройство / (рис. 58) прижимает детали 2, подлежащие укладыванию, к поверхности сто- ла 3 и в случае необходимости разворачивает их на 90° с по* мощью поворотного механизма 4. Затем детали 2 транспорт* руются по поверхности стола 3 и доставляются на поднятую в верхнее положение подвижную толку 5. Далее полка 5 опускается вниз, а транспортирующее устройство / возвращается в исходное положение. В нижнем положении полка 5 выводится влево. При этом вертикальные стержни 6 задерживают детали 2, которые опускаются на пачку 7, расположенную на нелодв1иж- ной полке 8. Полка 5 возвращается в верхнеее положение. Максимальные размеры уложенной пачки 560X335 мм при высота до 310 мм. J
Рис. 58. Манипулятор типа ST-F фнР мы《Адлер» (ФРГ) для укладЕэжан^ в пачку мелких деталей J
」58I
В данном манипуляторе детали з каждый момент времени фиксируются снизу с одной стороны, т. е. укладывание осуществляется с односторонней фиксацией.
В качестве примера манипулятора, укладывающего детали в пачку с двусторонней их фиксацией, рассмотрим укладчик, разработанный в НПО «Текстильмаш».
На рис. 59 показана конструкция экспериментального образца укладчика мелких деталей, таких, как манжеты, клапаны, накладные карманы, воротники.
На каркасе / закреплены все основные узлы манипулятора- укладчика： блок управления 2, ленточный конвейер 3 для вывода детали из зоны шитья и доставки ее на наклонную пластину 6, подвижная пластина 4 в направляющих 5, два копира 7* червячный редуктор 8 с электродвигателем 9, рычаг 10, механизм .продавливания 1 /л бункер /2 с 'подвижной полкой 13 и собачкой 14.
Механизмы укладчика приводятся в движение от электродвигателя мощностью 0,09 кВт. На выходном валу редуктора за- креплены два копира, которые управляют подъемом и опусканием конвейера 3, а также через рычаг движением пластины 4, Один 'из копиров находится в контакте с микропереключателем,. ^ото,рый пе|риО|Дйчески, через каждый оборот копира, выключает Электродвигатель.
В конструкцию укладчика входит также пульт управления,, закрепленный на столе машины. Укладчик устанавливается око* $о промышленного стола так, -чтобы пластина 6 касалась торца стола, а конвейер 3 в нижнем (положении располагался на столе Машины.
Укладчик включается в работу нажатием кнопки ла пульте управления. После этого конвейер 3 О|Пускается на деталь% перемещает ее из зоны шитья на накло-нную пластину 6. Далее ■деталь скользит нс пластинам 6^4, ориентируясь в кояце дви- жения У стенки бункера. После этого пластина 4 сдвигается рычагом лсд пластину 6, опуская деталь на верх пачки, находя- хценс兄 на полке. Полка вместе с тачкой деталей периодически оп)ткается вниз ^од действием механизма продавливания, кото- рнн продавливает верхнюю деталь в пачке до определенного УР?внД? фиксируемого собачкой /4, взаимодействующей с рей- кон 1Ь, Деталь укладывается на пачку деталей, конвейер 3 вновь поднимается над столом, пластина 4 занимает исходное М положение. Уклэдчик готов к новому циклу.■
Весь цикл по укладыванию длится 2—3 с.Н
GtoGh пачка уложенных деталей занимала меньшую пло- | тааь, детали большого габарита лри укладывании складыва- I Рте兄 в поперечном направлении и фиксируются в таком поло- I жен-ии.■
В конструкции устройств для укладывания в тачку деталей больших габаритов можно выделить следующие органы: накопительный брус, средства временной фиксации деталей', сред- ства забрасывания края деталей на пачку и средства окончательной фиксации.
Укладчик можно классифицировать по типу исполнения перечисленных органов. Они могут быть с подвижным или неподвижным накопительным брусом, со струйными или меха(ни- “ескнми средствами забрасывания края детали на пачку, без органов окончательной фиксации, с одним или несколькими фик-Л сирующими органами.一 М
Технические характеристики основных типов укладчиков при-^| в едены в табл. 5.4.И
Рассмотрим функционирование оеречислеяных средств праймере манипулятора для укладывания крупных деталей, раз-^Н работанного НПО «Текстильмаш».f
На рис. 60 показа1на конструкция укладчика. На плите / за- креплены редуктор 2 с электродвигателем 3, четыре стойки 8, две опоры 11, кронштейны 12. Стойки совместно с кронштейна- ми 9 образуют столик для укладывания пачки деталей. На выходном валу редуктора закреплены два копира 5, которые управляют рычагами 4, 6 н 10. Один из копиров находится в кон- такте с микропереключателем 13, который периодически через 冷常'£ оборот копира включает электродвигатель мощностью
В конструкцию укладчика входят также пульт управления, установленный на столе машины, и небольшой блок с электро* аппаратурой (на рис. 60 не показаны).
Укладчик уст а н а в ли вается вплотную к столу швейной маш^" ^j ны так, чтобы рычаги би/。^находились под крышкой стола，|М|
9°Х6°аo"xgz m
6xgz m9xdl m
66X0Ioxza
I g"08ezz ZI—608gZZZI—6I OS1II【
-g 咆9 咆9 g
g
03£ZIgzgN
Z°X8°I I 。二 g°gN
-OX-I 寸 I gs g°s
ZOX6°I 寵°"I I 8
9°X8°I 08?。"— 1'
(Бнийитп X X вннкЕ) к 'qUEYnoiru кэ -BeinoiXpadj,
аокЕннеха也
Х1ЧНЧ1Г91ИН|
-KOUJH ок。％
-эжкйиин
'вхбмеоа
BOXDBd
'ex/Esoa
ОЛОХРЖЭ аннзмаеН
«■1Ан
-HW П НО1ГУНП
*Чи0НЧ1Г01
-и^онеиойц
091OoeOoeOoeooz0910gl
I0 glooz
也也*йУ) -ЬИЦ В1ОЭ1ЧСТ
g寸s^寸
003 g
邑
(AmByBmmmOu 丨6)
009 00WT0S OS 篦 08 9 00^ 70s 邑 Ogg
I0目00
00寸00«70ю^
00g
倉旦
(KHdEH1s《ЗИНПР BMdHe "/00SH
(Jd6)《dguHJ,2HHBy》BHIdTLS
тф)《d8JHJ6=EM^ EMdHeTLS《ФФВФИ》 EwdHe d/00寸
(Jd6)《ФФЕФЕ вМнф003
(Jde)A&§<^ rasas^ TIS 工
tide)《doKEV》 EwdHe -p^u《deKBV》EndCOIS
^000^《m,号言。1》OH0y'a§ XHmq09 XHhEEirxA.iB^H^ OUH CK，E§ XHXFOn ХШИВЕак
xHhiogedszd -EHdEW
AxhEun 1PlTS8M"HHEaKWEIfxA я§ HodoJBIfAUHHE8HNHSHdsIHEdEX UHHQUhHHXUI ・'g
Рис. 60. Манипулятор для укладывания в пачку крупных деталейРис. 60. Манипулятор для укладывания в пачку крупных деталейРис. 61. Схема манипулятора для укладывания в пачку крупных деталей кл. Z 112 фирмы «Дюркопп» (ФРГ) 162Рис. 61. Схема манипулятора для укладывания в пачку крупных деталей кл. Z 112 фирмы «Дюркопп» (ФРГ) 162
Рис. 60. Манипулятор для укладывания в пачку крупных деталей
Рис. 60. Манипулятор для укладывания в пачку крупных деталей
Рис. 61. Схема манипулятора для укладывания в пачку крупных деталей кл. Z 112 фирмы «Дюркопп» (ФРГ) 162
Рис. 61. Схема манипулятора для укладывания в пачку крупных деталей кл. Z 112 фирмы «Дюркопп» (ФРГ) 162
После обработки детали один ее край свешивается со стола, а другой, связанный цепочкой ниток со следующей заготовкой, остается на столе. Сигнал на обрезку ниток является командой для включения укладчика в работу.
Включение укладчика осуществляется нажатием кнопки на пульте управления. Далее рычаг 10 прижимает свешивающийся край детали к пачке, находящейся на кронштейнах. С другой стороны положение пачки фиксирует рычаг 4. После того как рычаг 10 прижмет свешивающийся край де-
тали к пачке, рычаг 6 начина- ет стаскивать деталь со стола
штейн. В конце своего движенияштейн. В конце своего движенияи забрасывает ее за крон- рычаг 6 посредством ролика 7 отжимает рычаг 4 от пачки, л второй конец детали падает за - кронштейном. При обратном ходе рычага 6 пачка деталей вновь зажимается рычагом 4, а рычаги 6 s 10 возвращаются под крышку стола. В конце цикла микропереключатель 13 отключает электродвигатель укладчика. Деталь уложена на пачку, укладчик готов к -следующему циклу.
штейн. В конце своего движения
штейн. В конце своего движения
Весь цикл по укладыванию детали совершается за 2——3 с.
Манипулятор типа Z 112 фирмы «Дюркопп» (ФРГ) содержит две штанги окончательной фиксации (рис. 61).
После обработки детали один ее край свешивается со стола, а второй находится под прижимной лапкой. При поступлении сигнала на укладывание обрезаются нитки и начинает работать укладчик. Свешивающийся
край детали прижимается штангой 1 к накопительному брусу 2, а другой край ——тормозным механизмом 3 к столу 4, забрасывающая штанга 5 начинает движение и забрасывает второй край детали, уже освобожденный тормозным механизмом 3, на накопительный брус 2. Одновременно отводятся штанги 6 и 7 окончательной * фиксации, давая возможность детали занять правильное по-
Рис. 62. Схема манипулятора для укладывания в пачку крупных деталей кл. HS600/4 фирмы «Шипе» (Швейцария)Рис. 62. Схема манипулятора для укладывания в пачку крупных деталей кл. HS600/4 фирмы «Шипе» (Швейцария)ложение на накопительном брусе. После этого все штанги возвращаются в исходное состояние.
Рис. 62. Схема манипулятора для укладывания в пачку крупных деталей кл. HS600/4 фирмы «Шипе» (Швейцария)
Рис. 62. Схема манипулятора для укладывания в пачку крупных деталей кл. HS600/4 фирмы «Шипе» (Швейцария)
Несколько иначе функционирует укладчик с захватом типа «механическая рука» HS 600/4 фирмы «Шипе» (Швейцария). В нем роль органа промежуточной фиксации играет захват 1 (рис. 62), в который поступает край обработанной детали 2. Захват 1 приводит в движение и укладывает деталь 2 на накопительный брус 3, после чего возвращается в исходное состояние.
Укладчики деталей большого габарита с малым контуром обработки представляют собой зажимы неавтоматического действия.
Глава 6. ЛИНИЯ С РОБОТИЗИРОВАННЫМИ УЧАСТКАМИПО ИЗГОТОВЛЕНИЮ СОРОЧЕК
КОНЦЕПЦИЯ и ПРИНЦИПЫ СОЗДАНИЯ линии
Рассмотрим, каким образом изложенные в предыдущих гла- вах общие положения используются при создании конкретного роботизированного технологического процесса, разрабатызаемо- го ЦНИИШПом.
В качестве объекта разработки была принята одна из раз- новндностей детской сорочки ——блуза пионерской формы, нз- готовляемая для мальчиков и девочек, причем сохраняется возможность изготовления и других моделей сорочек на единой конструктивной основе. Иными словами, данные изделия подпадают под понятия изделия стабильного ассортимента (не более двух-трех моделей в год на единой базовой основе) и изделия ограниченно гибкого ассортимента (две-три базовые основы с большим количеством модификаций, при изготовлении которых более 50 % трудоемкости составляют стабильно выполняемые операции).
Целью создания роботизированного технологического процесса является экономически обоснованное повышение производительности труда при изготовлении изделий в 2——2,2 раза путем перехода к многостаночному обслуживанию оборудования.
，При разработке концепции создания линии с роботизиро-
16$
ванными участками по изготовлению сорочек были использова ны следующие о б щетехнически е принципы.
Блочно-модульное построение процесса. В данном случае под этим понималось, во-первых, представление процесса в вид( ■отдельных модулей, способных к взаимной стыковке, у сложив нию и замене без изменения остальных модулей процесса. Во- вторых, отдельные роботокомплексы также должны быть построены по блочно-модульному принципу и сохранять принципи- .альную возможность загрузки оборудования в ручном режим( в тех случаях, когда автоматическая загрузка затруднена. Такая необходимость может возникнуть при изменении вида ткани или при изготовлении малой серии изделий.
Разработка процесса 《от простого к сложному» и, как следствие, поэтапная реализация процесса. Блочно-модульныТ принцип позволяет начать разработку линии с создания наиболее простых блоков, а затем их постепенно усложнять. При этом на первых этапах можно получить реальный эффект от внедрения результатов, поэтапно обработать технические решения и перенести удачные из них на другие предприятия и т. д.
Для определения очередности реализации отдельных решений был проведен анализ трудоемкости изготовления изделия, сложившейся в МПШО 《Старт》. Результаты анализа приведены в табл. 6.1.
Около половины всех затрат приходится на швейные заготз^ вительные операции, которые и следует автоматизировать в пер- вую очередь. На монтажные операции приходится чуть больше четверти общих затрат. Учитывая это соотношение и известные технические сложности автоматизации пространственной сборки изделия на монтажных операциях, было (принято решение создать роботокомплексы в первую очередь для тех операций, где
Подготовительные операции Раскройные операции, включая настилание и нумерацию деталей Комплектация и запуск кроя в процессЗаготовительные операции Монтажные операции Отделка и упаковкаПодготовительные операции Раскройные операции, включая настилание и нумерацию деталей Комплектация и запуск кроя в процессЗаготовительные операции Монтажные операции Отделка и упаковка24 3 3901 2 2 瓦&*24 3 3901 2 2 瓦&*7 32 1-л^л^.7 32 1-л^л^.5л5л1625L1625L3 оа仇3 оа仇7 8 7 9< 4 2 0Qa 仇7 8 7 9< 4 2 0Qa 仇力 2 496乙6&4 2力 2 496乙6&4 2
Подготовительные операции Раскройные операции, включая настилание и нумерацию деталей Комплектация и запуск кроя в процесс
Заготовительные операции Монтажные операции Отделка и упаковка
Подготовительные операции Раскройные операции, включая настилание и нумерацию деталей Комплектация и запуск кроя в процесс
Заготовительные операции Монтажные операции Отделка и упаковка
24 3 390
1 2 2 瓦&*
24 3 390
1 2 2 瓦&*
7 3
2 1-л^л^.
7 3
2 1-л^л^.
5л
5л
1625
L
1625
L
3 оа仇
3 оа仇
7 8 7 9
< 4 2 0
Qa 仇
7 8 7 9
< 4 2 0
Qa 仇
力 2 496乙6&
4 2
力 2 496乙6&
4 2
Наименование перехода
Затраты времени, мин
Всего
В том числе
иа транспортно- складские операции
на расчетно-учетные операции
6.1. Затраты времени на изготовление блузы пионерской формы I
=h甘9оm ^ jHHSIfaoLOJ 'ms гая ннзп ，Iqlealem
ИтогоИтого33,72,732,04
Итого
Итого
полуфабрикат может разворачиваться иа плоскости, т. е. заготовительных.
Третье место по объему затрат занимают отделка и упаковка. Есть возможность существенно снизить эти затраты, передавая полуфабрикаты по процессу в .подвешенном состоянии, что исключает смятие материала и уменьшает долю окончательной влажно-тепловой обработки [46].
Раскрой деталей составляет всего 7 % общего объема затрат. Однако учитывая, что от качест自а 1ВЬШ1О711нения раскройных операций зависит точность кроя, а следовательно, эффективность всего процесса сборки, было принято решение о необходимости автоматизации раскроя. Это позволит на 3——5 % снизить
время заготовительных операций, затрачиваемое на подрезку деталей, и почти вдвое снизить время на комплектование и запуск кроя, (где также устраняются неточности контура деталей.
На транспортные ол^рац^и в целом преходится около 8 % общей трудоемкости изделия. В то же время автоматизация этих о；пе(раций, не представляющая прИ!Н1ци；пнальных сложное тей, позволяет облегчить тяжелый -ручной труд, повысить гибкость процесса, придать процессу упорядоченный характер.
Бурное развитие вычислительной техники делает возможным автоматизировать расчетные операции, оформление сопроводительной документации и учет продукции. Кроме того, АСУ позволяет снизить общефабричные расходы, которые не учтены в табл. 6.1 (например, путем автоматизации труда бухгалтеров, нэрмировщиков, учетчиков и других 'Служб).
Для выбора конкретных технических решений был проведен анализ аналогичных проектов автоматизации и роботизации швейного производства в Японии, США и Западной Европе. Ниже дается краткая характеристика этих проектов.
В Японии с 1982 г. реализуется проект ASS (Automated Sewing System) [6]. Над ^троектолт (работает ас-сациатия технологических исследований, включающая в себя 28 фирм и компаний. Среди них имеются швейные предприятия и лаборатории (например, 《Торей》，«Тойбо», «Кинд Веар》)，фирмы швейного машиностроения («Джуки»,《Вразер》，《Ямато》，《Пегасус》)，фирмы —производители электронной аппаратуры и робототехники («Хитачи», «Мицубиси Электрик»,《Саньо»), химическая фирма «Асахи» и т. д. По предварительным данным, на реализацию проекта требовалось 60 млн долларов, причем большая часть финансируется государством, так как проблема автоматизации швейного производства входит в число общенациональных программ, которых в Японии около 10.
Роботизированное производство по проекту ASS охватывает все переходы процесса изготовления швейных язделий. Наиболее интересные особенности технологического процесса следую- nine.
На складе материалов должны быть лрименены установки для нанесения на одну из поверхностей тканей вещества, стабн- лизирующего свойства текстильных материалов, прежде всего увеличивающего их жесткость.
Ткань поступает на автоматическую разбраковочную маши， ну, на которой измеряется ширина и длина рулона, разноотте- ночность, а также идентифицируются местные пороки и определяются их координаты. К настоящему времени создан эксперт ментальный образец и математическое обеспечение для этой машины.
Раскрой осуществляется б еан а стильным методом с помощью лазерного луча. Ткань с рулона поступает на конвейер, над которым на высоте около 1,5 м расположены источник лазерного излучения, система автоматической фокусировки луча ,и отклоняющееся зеркало. Луч лазера попадает на зеркало и в зависимости от его положения в заданную точку материала. Поскольку расстояние от зеркала до точки раскроя постоянно изЦ меняется, система автоматической фокусировки корректируеИ положение точки фокусировки луча. Alacca и инерционность поН движного зеркала в сотнн раз меньше применяющихся сейчаИ портальных манипуляторов, .перемещающих лазерный резаС Это позволяет существенно повысить скорость раскроя, доведя ее приблизительно до 1000 м/мин. Иными словами, производительность установки безнастильного раскроя будет ле ниже, чем автоматизированных настилочно-раскройных комплексов, а гибкость существенно увеличится. В предельном случае установка может ,ра|ск：раивать единичные !иад1елия. (При^менение |бе,знастиль- ного раскроя позволяет обойти сложнейшую техническую проблему ——поштучное отделение деталей от лачки за счет -перехода от лачковой системы питания агрегато-в к штучному питанию.
На сборочные участки детали поступают по ленточным конвейерам и автоматически доставляются к рабочим местам.
Основное средство для сборки деталей в плоском состоянии ——это швейный обрабатывающий центр с числовым программным управлением и с автоматической сменой шьющих головок. Передача деталей с лент конвейера на рабочие позиции обрабатывающих центров выполняется специальным роботом* оснащенным системой распознавания деталей. Робот может совмещать несколько деталей. Перемещение деталей относительно шьющих головок может осуществляться роботом с контурным управлением.
Участок пространственной сборки деталей ^содержит мане” кены с изменяемой геометрией. Манекен выполнен из отдельных частей, положение которых может изменяться по программе с помощью системы приводов. Стан изделия надевается на манекен, который перемещается к шьющему роботу. Робот с адаптивным управлением несет специальную малогабаритную шыо- 166
тую головку, автоматически распознает положение стачиваемых срезов и соединяет их по заданному пр остр анственному контуру.
На всех участках правильность выполнения операций контролируется системами промышленного зрения.
Операторы 'контролируют только правильность выполнения процесса.
В США выполняется аналогичный проект [6].
Для разработки и реализации проекта автоматизации сборки швейных изделий была создана организация (ТС)2 (Textile Clothing Technology Corporation), куда вошли специалисты текстильной и швейной отраслей. Швейная отрасль была 'представлена фирмами ——изготовителями мужской одежды. Более половины средств на реализацию проекта было предоставлено министерством торговли. Вложения составили 3,35 млн долларов в год, что позволило быстро развязать работы. Проект и разрабатываемая технология также получили название (ТС)2.
Основным разработчиком выступила лаборатория 《Драпер», известная сволми исследованиями в области космической техники и следящих систем.
Работы были начаты в 1981 г. С 1985 г. к работам подключилась фирма 《Зингер》, которая создала первые промышленные образцы. Впервые их демонтировали на выставке《боббян- Шоу» в 1986 г. В конце 1986 г. образцы установлены для производственных испытаний .на фабриках 《Палм Бич» и «Харт- маркс». Технологические исследования и определение областей применения проекта провела И1сследовательская фирма «Курт Сальмон».
Изучение возможности применения технологии (ТС)2 на различных видах ассортимента (пиджак костюма, брюки мужские н женские, юбки, сорочки, джинсы, трикотажные изделия и т. д,), степени развития технологии и необходимости быстрой реализации позволило сделать заключение, что первые промышленные образцы должны относиться к мужской одежде.
Проект (ТС)2 охватывает только швейные заготовительные участки производства, где основными техническими средствами являются РТК и линии, рассмотренные .подробно в главе 5.
Проект западноевропейских стран — членов ЕЭС носит название BRITE (Basic Reseach in Industrial Texnologies for Europe). Затраты на реализацию проекта достигали к настоящему моменту 2,5 млн фунтов стерлингов, половина из которых выплачивается из единого фонда ЕЭС. Непосредственное участие в проекте принимают крупная английская швейная фирма «Кур- то厶ьдс», проводящая технологические исследования, машиностроительная фирма 《Пфафф》 (ФРГ) и английское отделение ^Дженерал Электрик Компани» (GEC), разрабатывающее промышленные роботы и системы управления. Работы начаты в 1983 г. [6].
Проектом охватываются только те сборочные операции, ко* торне выполняются в плоскости. По данным фирмы《Кур. тольдс», они составляют свыше 60 % всех операций по сборке ] одежды. Основная цель исследования — создание гибкой авто* матической системы, способной перерабатывать широкий ассор* тимбнт моделей и размеров одежды, причем с такими зконс^^ мическими показателями, которые сделали бы ее конкурентбЯЦ способной в Западной Европе.
Основная концепция разрабатываемой системы следующа^^| Роботизированный участок представляет собой набор ро6отизи^^| рованных ячеек. Каждая из ячеек включает в себя промышленИИ ный робот с контурным управлением и швейную машину с мнк^^ ропроцессорной .системой управления. При необходимости в состав ячейкгг может входить модуль поштучного отделения дета-' лей и модули промежуточного нако1пления. Передачу полуфабрикатов между ячейками осуществляют промышленные роботы, входящие в их состав. Вся система строится по модульному принципу, состав и количество роботизированных ячеек могут : легко изменяться. Работой роботизированного участка управля- ■ ет вычислительная система, построенная по иерархическому^ ] принципу ——система робота и система машины——система ячейЯШ ки—система участка.
На первых этапах в качестве робота использовались пр&^И мышленные роботы «Пума» фирмы 《Юннмейшн» (США). дальнейшем планируется разработка специального робота1И обеспечивающего выполнение установленных в ходе технологи-^И ческих исследований требований по рабочим перемещениям, ихНВ точности и максимальной скорости, а также возможности нести^ ! соответствующие захватные органы.
Совершенствование применяемых швейных машин ведется в следующих направлениях: оснащение системами контроля пра- вилыносТ|И петлеоб-р азов ал и я и качества получаемого шва, разработка специальных нацраеителей, устрой,ств подрезки, под- гиб'ки и посадки, а также при1менение специальных п：ри(во-дов, обеспечивающих точную синхронность работы машины и робота.
Универсального средства для поштучного отделения деталей от пачки в настоящее время не существует. Имеются решения для работы с определенными материалами. Тем не менее специалисты считают принципиально возможным создание устройства, способного отделять от -пачки тканые и трикотажные детали как из материалов верха, так и из легких бельевых материалов.
Помимо перечисленных средств роботизированный участок должен включать в себя модули манипулирования деталями. Установлена необходимо，сть в четырех основных видах манипулирования: накладывание одного полуфабриката на другой; 口匕亠 реворачивание лолуфабриката или сборочной единицы; сгибание 168■
полуфабриката или сборочной единицы .по линии; расправление на плоскости полуфабриката или сборочной единицы.
Предполагается создать единый модуль, выполняющий все перечисленные операции манипулирования.
Существенное внимание уделяется системам искусственного зрения, распознающим положение и очертание деталей швейных изделий. К настоящему времени разработаны прототип такой системы и ее математическое обеспечение. В дальнейшем пред^ полагается развитие системы для определения контура деталей из кружевных материалов.
Данные сравнительного анализа рассмотренных проектов сведены в табл. 6.2.
Проект ЦНИИШПа имеет ряд принципиальных отличий от рассмотренных проектов, основные из которых следующие. 二•卜
1. Четкая определенность ассортимента. Выбраны массовый изделия, относительно .простые и стабильные, какими являются мужская и детская сорочки. Это в известной мере сужает универсальность полученных результатов, но все равно оставляет широкую область для применения роботизированных процессов, так как в СССР в год выпускается около 230 млн сорожек. Ограничение ассортимента позволило применить методы адаптив-. ного конструирования изделий, изложенные -ниже, а также получить конкретные результаты, реализовать проект на прак
тике и т. 〃,тике и т. 〃,2. Широкое применение рулонного и квазирулонного пита*2. Широкое применение рулонного и квазирулонного пита*ния оборудования. О достоинствах этих видов загрузки-выгрузки машин было сказано в главе 2. Здесь следует отметить, что рулонная подача обеспечивается цри заготавливании и настрачивании Шлевки (рис. 63, а), при обработке обтачкой разреза рукава (рис. 63, б) н при изготовлении погончиков (рис. 63, 6).
тике и т. 〃,
тике и т. 〃,
2. Широкое применение рулонного и квазирулонного пита*
2. Широкое применение рулонного и квазирулонного пита*
Квазирулонная подача Применена при застрачивании планок, пришивании пуговиц, изготовлении петель на полочках, 皿PH s^cTipачи1вани;и планки на кармане и настра- &%в а н ии к ар,м ана (,ри1С.
а), -прикреплении 二 ^пемы/ настрачи1ва1Н'Ии 】1—1373
6.2. Сравнительный аналнз проектов автоматизации тве/нсго производства
Проекты
Показатель
ASS (Япония)
(ТС)? (США)
BRITE (Западная Европа)
цниишп (СССР)
Охват переходов производства
Полный
Швейные заготовительные операции
Швейные заготовительные операции
Раскройные, швейные заготовительные и транспортные операции
Затраты йй реализацию проекта, млн руб.
42
14
2,5
一
Ассортимент
Произвольный
Костюм мужской, трикотажные изделия
Произвольный
Сорочки детская и мужская
Гибкость
Высокая
Предположительно высокая
Высокая
В пределах заданных моделей
Срок реализации*
1992
1988
1990
1990
Использование новых технологических процессов
Стабилизация материала,— дублирование в поле твч
—
Рулонное н квазирулон- ное питание, сварное соединение
Технологические возможности
стачивание по заданному контуру
Обеспечив ается в плос- Обеспечивается в плоскости и в пространстве кости и не по всем контурам
Обеспечивается в плоскости
Обеспечивается в плоскости
* подгибание срезов перед соединением
ОбеспечиваетсяНе обеспечивается
》А
А
Применяемые технические средства
структура роботизированных средств
РТК, объединенные кои- Линии изготовления от- вейерной системой с про- дельных сборочных еди- межуточными накопите- ниц лями
Отдельные РТК со взаимной передачей полуфабрикатов
Отдельные РТК при многостаночном обслуживании
шьющие устройства
Обрабатывающие центры Шьющая головка с верх- со сменными шьющими ним ленточным механиз- головкамимом для перемещения
материала
Швейная машина с микропроцессорным управлением
Швейные полуавтоматы
/
промышленные роботы
С адаптивным и контур- С позиционным управле- ным управлением, 6 сте-ннем, 4 степени подвиж- пеней подвижности ности
С контурным управлением, 4-5 степеней подвижности
С цикловым управлением, 3—4 степени подвижности
Транспортирующие средства
Ленточные конвейеры с Ленточные конвейеры промежуточными накс--
пителями
Передача полуфабрикатов осуществляется самими ПР рабочих мест
Конвейеры с передачей полуфабрикатов в подвешенном состоянии
шлевки ,и притачивании надетажи к рукаву (рис. 64,6), при на；с^рачи!вании манжет на жесткую прокладку (рцс. 64, в). Таким образом, квази；руло!нная подача применена в тех случаях, ковда МОЖ1НО последовательно выполнить две и более операции без ,раз)рушения :рулона, иначе весь аффект будет сведен на нет (затратами на фор1ми;ро1ванле рулона.■
В линии используются отдельные РТК, представляющие ： Собой полуавтомат, загружаемый роботом либо автоматы с ру・ лонной и ква,3|Ирулон1ной загрузкой полуфабрикатов. Тем самым , обеспечивается надежность и гибкость протекания процесса, | так как можно пропустить часть операций или изменить марш-； рут. Простота применяемых РТК, состоящих из серийно выпускаемых полуавтоматов и цикловых ПР, позволяет получать эффективные технические решения, в то время как высокая стоимость роботов с контурным управлением делает их применение в швейном производстве в большинстве случаев неЭ'ффе!кти1В；нЫ'М.；
Раскрой материалов осуществляется в один слой раскрои- | ным роботом 2 (рис. 65). Резание материала выполняется струей воды, подаваемой под давлением (2—3) 102 МПа через сопло диаметром 0,3 мм. Максимальная скорость перемещения ре*У" } щего инструмента достигает 80 м/мин, но <при прохождении 彳 реальных контуров она снижается до 24 м/мин. Одной установки хватает для раскроя 500——600 сорочек в смену. С целью 编е
Рис. 65. Безнастильный раскрой материалов с автоматическим формирова- нием рулонов заготовок
личения производительности может быть рассмотрен вариант производства с двумя раскройными головками на одной установке.
После раскройного стола установлен робот-комплектовщик / кроя. Используя программу раскроя, робот выходит в заданную точку раскроенного полотна, захватывает определенную деталь и переносит ее к одному из автоматов 4 для формирования рулона либо на отдельные столики 5.
Автоматы 4 формируют из отдельных деталей рулоны правых й левых полочек, рукавов, карманов, манжет. Сформированные рулоны могут быть захвачены транспортирующей системой 3 и перемещены далее по процессу.
Данная схема имеет следующие достоинства: отсутствие кон- Цевых отходов, так как раскрой ведется по кадрам с возможностью перехода части контуров в 'Следующий кадр, возможность обхода пороков материала, исключение операции маркировки Деталей и комплектовки кроя, так как управляющая -система Уста1новки запоминает последовательность подачи деталей в автоматы или на комплектовочные столы, автоматическое выполнение операций раскроя и транспортирования деталей.
Т,ранспортирующие системы осуществляют передачу рулонов, пачек и полуфабрикатов в подвешенном состоянии.
Анализ транспортных средств, применяемых в проектах ASS, (ТС)2 и BRITE, выявил следующие их недостатки: недостаточную гибкость, которая вызвана прямоточным методом подачи
173
174174175175
174
174
175
175
полуфабрикатов ленточными конвейерами или возможностью передачи полуфабрикатов только к соседнему месту в проекте BRITE. Трудность партионной передачи полуфабрикатов, На. пример, в виде рулонов или панек, возможность смятия полуфабрикатов во время передачи, труднодоступность групп рабочих мест, отделенных конвейерами друг от друга.
При передаче рулонов, пачек полуфабрикатов в подвешенном виде обеспечивается максимальная гибкость производства, возможность промежуточного хранения деталей, исключается смятие полуфабрикатов.
Сочетание всех перечисленных принципов создания роботи- зирова1нного процесса позволяет получить работоспособное, надежное и эффективное техническое решение. .
6・2・ РАЗРАБОТКА КОНСТРУКЦИИ ИЗДЕЛИЯ
В соответствии с общими положениями, изложенными в гл" в ах 1 и 2, были разработаны модели блузы 1пионерской формы, отвечающие требованиям роботизированного производства.
Выбор тех или иных конструктивных и технологических решений основывался на следующей методике: отбирались конкурирующие между собой варианты, проводился их анализ с точки зрения затрат времени на их производство и возможности его эффективной автоматизации, принимался оптимальный в
конкретных условиях вариант.
Воротник. При выборе конструкции воротника были проанализированы затраты времени на изготовление обтачных严- ротников с цельновыкроенной стойкой, с отрезной стойкой и конструкции «трлсистем» (табл. 6.3). Та：к как пе；р!вые две конструкции широко известны [40] и давно применяются на inpaK- тике, здесь даны пояснения только по конструкции воротника «трисистем». Конструкция и технология обработки отлета при этом не отличаются от традиционных для воротников с 0Tpy? ной стойкой. Стойка состоит из двух частей (верхней и нижней), каждая из которых фальцуется по всему периметру на специальном прессе. В результате получают две детали с загнутыми внутрь краями. Затем детали стойки совмещают друг с другом, вкладывая между ними нижний край отлета, и стачивают по верхнему срезу отделочной строчкой. Эта операция выполняете на 'полуавтомате с ЧПУ? так как требуемую точность сборк нельзя достичь на швейной машине. Изготовленный таким о разом воротник втачивается в горловину одной строчкой.
По своим качественным показателям воротник «трисисте занимает промежуточное положение между воротником с ° резной стойкой и цельновыкроенным.
С учетом того что для изготовления воротника «трисисте требуются опециально-е оборудование и прокла瓜о^ные матер лы, было принято решение на первом этапе реализации прое
'Операция
Цельновы- кроенный воротннк
Воротник с отрезной стойкой
Воротник «трисистем»
Застрочить низ воротника (стойки)
0,26
0,26
с огибанием прокладки Обтачать воротник (отлет)
0,25
0,25
0,25
Вывернуть и отпрессовать воротник (отлет)
Проложить отделочную строчку по
0,48
[0,48
f 0,48 1
0,40 .
1 0,20 .
1 020 J
краю воротника (отлета)
Обтачать отлет воротника стойкой
0,74
Вывернуть и отпрессовать (зафальце-
0,35
0,27
вать) края стойки Проложить отделочную строчку по
0,42
0,27
щву притачивания отлета к стойке Подрезать неровности низа воротни-
0,50
0,50
ка (стойки) и нанести метки Изготовить петлю и пришить пуго-
0,25
0,25
0,25
вицу
Втачать воротник в горловину
0,48
0,48
0,60
Настрочить воротник по горловине
0,48
0,48
—
6・3・ Затраты времени, мин, на изготовление н прикрепление воротника
4,21
2,12
что операции выполняются одно-
Итого3,10
Примечание. Фигурные скобки означают, временно.
остановиться на воротнике с цельновыкроенной стойкой, а на последующих перейти к конструкции «трисистем». Следует отметить, что в блузе пионерской формы традиционно применялся цельновыкроенный воротник.
В воротнике используется клеевая прокладка арт. 276/1 без дополнительных усилителей, что делает возможным автоматизацию операции дублирования воротника с прокладкой.
Форма отлета и стойки воротника выбрана в соответствии с направлением моды. Эта форма выбрана одинаковой в воротниках всех размеров. Размножение воротника по размерам выполняется по прямой линии, что позволяет применить для ее пошива известные обтачивающие полуавтоматы.
Предложено пришивать пуговицу и изготовлять петлю на стойке воротника до втачивания воротника в горловину. Это Позволяет автоматизировать выполнение данных операций, так Как приходится манипулировать деталями малого размера и Плоской формы, а не 'практически собранным изделием. Кроме 'ого, упрощается сборка изделия в подвешенном состоянии на Монтажном участке. Для обеспечения втачивания воротника с Пришитой пуговицей в горловину изделия разработана нажнм- Ная лапка специальной конструкции.
Погоны. Для выбора конструкции и технологии изготов- Пенн只 и прикрепления погон был проведен анализ затрат време-
ОперацияОперацияВтачать погон в плечевой шов Пришить пуговицу Застегнуть погои на пуговицуВтачать погон в плечевой шов Пришить пуговицу Застегнуть погои на пуговицуИтого на изготовлениеИтого на изготовлениеПритачать уголок к прокладке или стачать уголок Выправить уголокСтачать боковые стороныВывернуть погоиОтпрессовать погонСтачать иижние части в ленту Проложить отделочную строчку по краюИзготовить петлюПритачать уголок к прокладке или стачать уголок Выправить уголокСтачать боковые стороныВывернуть погоиОтпрессовать погонСтачать иижние части в ленту Проложить отделочную строчку по краюИзготовить петлюИтого на изготовление 2,29 и прикреплениеИтого на изготовление 2,29 и прикрепление6.4. Затраты времени, мин, на изготовление и прикрепление погонразличных вариантов6.4. Затраты времени, мин, на изготовление и прикрепление погонразличных вариантовIIП1IVIIП1IVVVВариантВариант0,20,2——0,150,150,250,250,250,600,250,250,250,050,050,05—0,150,150,420,42—0,120,120,120,12—1,440,921,090,720,40,420,420,420,420,470,350,350,350,350,350,080,080,080,080,20,2——0,150,150,250,250,250,600,250,250,250,050,050,05—0,150,150,420,42—0,120,120,120,12—1,440,921,090,720,40,420,420,420,420,470,350,350,350,350,350,080,080,080,081,77* 1,941,77* 1,941,571,221,571,22ни на изготовление погон пяти различных конструкций (рис 66, табл. 6.4).
Операция
Операция
Втачать погон в плечевой шов Пришить пуговицу Застегнуть погои на пуговицу
Втачать погон в плечевой шов Пришить пуговицу Застегнуть погои на пуговицу
Итого на изготовление
Итого на изготовление
Притачать уголок к прокладке или стачать уголок Выправить уголок
Стачать боковые стороны
Вывернуть погои
Отпрессовать погон
Стачать иижние части в ленту Проложить отделочную строчку по краю
Изготовить петлю
Притачать уголок к прокладке или стачать уголок Выправить уголок
Стачать боковые стороны
Вывернуть погои
Отпрессовать погон
Стачать иижние части в ленту Проложить отделочную строчку по краю
Изготовить петлю
Итого на изготовление 2,29 и прикрепление
Итого на изготовление 2,29 и прикрепление
6.4. Затраты времени, мин, на изготовление и прикрепление погонразличных вариантов
6.4. Затраты времени, мин, на изготовление и прикрепление погонразличных вариантов
II
П1
IV
II
П1
IV
V
V
Вариант
Вариант
0,2
0,2
—
—
0,15
0,15
0,25
0,25
0,25
0,60
0,25
0,25
0,25
0,05
0,05
0,05
—
0,15
0,15
0,42
0,42
—
0,12
0,12
0,12
0,12
—
1,44
0,92
1,09
0,72
0,4
0,42
0,42
0,42
0,42
0,47
0,35
0,35
0,35
0,35
0,35
0,08
0,08
0,08
0,08
0,2
0,2
—
—
0,15
0,15
0,25
0,25
0,25
0,60
0,25
0,25
0,25
0,05
0,05
0,05
—
0,15
0,15
0,42
0,42
—
0,12
0,12
0,12
0,12
—
1,44
0,92
1,09
0,72
0,4
0,42
0,42
0,42
0,42
0,47
0,35
0,35
0,35
0,35
0,35
0,08
0,08
0,08
0,08
1,77* 1,94
1,77* 1,94
1,571,22
1,571,22
Пого-н с уголком, притачанным к прокладке, изображен н‘ рис. 66, а. Для его изготовления выполняются следующие опе' рации: прокладку притачивают к уголку сложенной вдвое за* готовки погона, затем уголок выворачивают и выправляют, °^ тавляя прокладку внутри, далее (погон перегибают попол^ вдоль осевой линии и стачивают боковые стороны. После это . 176
I погон выворачивают на лицевую сторону, приутюживают, про- I кладывают отделочную строчку по краю ,и обметывают петлю.
I Погон со стачанным уголком приведен на рис. 66,6. Нижние части погон стачивают в ленту, которая затем сматывается в рулон. Далее подают нижние части погон из рулона, а верхние поштучно, подгибают внутрь боковые стороны и стачивают на двухигольной машине. Затем стачивают, лерегибая пополам, ：уголок каждого погона, одновременно отрезая его от ленты.
После этого выправляют уголок, обметывают петлю, прессуют погон. Эта конструкция и технология применялись в старой модели блузы.
Обтачной погон с уголком или прямоугольный ИЗГОТОВЛЯЮТ следующим образом (рис. 66,6). Верхнюю и нижнюю части погона вкладывают лицевыми сторонами внутрь, обтачивают по контуру, затем выворачивают, прессуют, прокладывают отделочную строчку и отметывают петлю. Здесь присутствует крайне затруднительная для автоматизации операция выворачивания погона.
П|ря!моугольный цельн о в ы кро ен.н ы й noroiH (рис. 66, г) 1вы1К(раи- вают длинной стороной по направлению нитей утка, что позволяет в дальнейшем исключить прессование, заправляют в специальное приспособление, подгибающее боковые края и сгибающее погон пополам поперек, и стачивают по боковым сторонам На двухигольной машине. Затем на погоне изготовляют петлю.
1177
Все описанные выше погоны лрикрепляют к изделию одинаков вым образом: задний срез погона втачивают в шов притачивав ния рукава, а на плечевом шве пришивают пуговицу и на нее застегивают !передний край погона с петлей.
Была предложена также оригинальная конструкция погона (рис. 66,0) и иной способ его прикрепления к изделию. Нижняя часть погона подастся из ленты, а верхняя 〃и6。из ленты, либо поштучно, боковые срезы лодгибают внутрь и стачивают на двухигольной машине. Затем передний срез погона втачивают в плечевой срез изделия, одновременно отрезая погон от ленты. Далее задний срез погона втачивают в шов притачивания рукава и закрепляют погон, пришивая сквозь него пуговицу к плечевому шву.
В трех первых вариантах конструкции погона имеются операции по выворачиванию погона на лицевую сторону либо по выправлению уголков и прессованию детали. В первом и третьем вариантах погона существует дополнительная операция по прокладыванию отделочной строчки по краю погона. Эти недостатки конструкций заставили выбрать на первом этапе четвертый вариант погона, а на последующих этапах —— пятый.
Четвертый вариант погона при малых затратах времени изготовляется на основе малооперационной технологии. Количество операций по сравнению с существовавшей конструкцией сокращено -с шести до двух.
Пятый вариант погона содержит минимальное количество операций, легко поддается автоматизации.
Манжеты. При выборе конструкции манжет рассматривались два варианта: цельновыкроенная прямоугольная манжета и обтачная манжета со скошенными уголками. Анализ затрат времени показал, что при использовании современного технологического оборудования трудоемкость их изготовления практически не отличается друг от друга. В то же время расход ткани на изготовление цельновыкроенной манжеты приблизительно на 20 % меньше, чем обтачной, что предопределило выбор конструкции манжеты в пользу цельновыкроенной.
Рукава. При изготовлении рукава было применено два способа сборки, которые редко встречаются в традиционных технологических процессах: рулонное питание и сварное соединение эмблемы.
Рулонное питание применяется на операциях изготовления J шлевки, настрачивания шлевки на левый рукав блузы и обтачивания разреза рукава рукавной планкой.
В прежней конструкции изделия шлевки изготовлялись поштучно для каждой единицы изделия. Рулонное питание преП” полагает централизованную заготовку шлевок из основной тк” ни, предварительно раскроенной в виде ленты соответствующей ширины. Лента из рулона автоматически подается к двухиголь* ной машине, где она подгибается по боковым сторонам и за» 178
Рис. 67. Конструкции разреза рукава
крепляется строчками. Готовые шлевки сматываются в рулон и затем подаются к полуавтомату для настрачивания. Отсекание от рулона шлевки требуемой длины, ее подгибание по краям и подача в рабочую зону полуавтомата для изготовления закрепок выполняются автоматически. Ориентация шлевки на рукаве при настрачивании выполняется по положению эмблемы, предварительно нанесенной на рукав. Применение описанного способа сборки данного узла позволяет сократить затраты времени на ее выполнение на 19 с, перейти к многостаночному обслуживанию оборудования.
Были сопоставлены три варианта конструкции и -способа обработки разреза рукава. Первый предполагает разрез в шве притачивания надставок к рукавам (рис. 67, а) и заключается в следующем: вначале застрачивают припуск на застежку на надставке рукава швом вподгибку с закрытым 'Срезом. Затем в верхней части застроченного припуска притачивают рукавную планку строчкой по треугольному контуру. В заключение стачивают надставку с основной частью рукава, притачивая .при этом рукавную планку.
Второй вариант предполагает выполнение настрочной планки в разрезе рукава (рис. 67,6). Его первая операция： застрачивание нижней части разреза швом с двойной подгибкой, вторая ——формование и настрачивание планки. Для последней .операции может применяться полуавтомат.
Третий вариант — обработка застежки рукава в разрезе, (рис. 67,8). Предварительно выкроенные заготовки рукавной планки подаются из рулона, подгибаются и настрачиваются на рукав. После настрачивания рукавная планка автоматически отрезается от рулона. Далее рукавную .планку складывают пополам в верхней части и закрепляют строчкой.
Вариант обработкиОперацияIИIIIВариант обработкиОперацияIИIII6.5. Затраты времени, мин, на обработку разреза рукава/6.5. Затраты времени, мин, на обработку разреза рукава/0,320,320,380,17 :0,380,17 :0,320,250,320,25Застрочить припуск на застежку иличасть разреза рукаваНастрочить планкуЗакрепить верхнюю часть разреза рукава'Стачать надставку с рукавом, притачивая планку (выделена доля времени на притачивание планки)Застрочить припуск на застежку иличасть разреза рукаваНастрочить планкуЗакрепить верхнюю часть разреза рукава'Стачать надставку с рукавом, притачивая планку (выделена доля времени на притачивание планки)0,270,10,270,10,550,550,690,690,570,57заменить тканук> и наносить ее назаменить тканук> и наносить ее наполе ТВЧ (см. главу 2).поле ТВЧ (см. главу 2).рукав с помощью пресса врукав с помощью пресса вДеталь рукаваДеталь рукава
Вариант обработки
Операция
IИIII
Вариант обработки
Операция
IИIII
6.5. Затраты времени, мин, на обработку разреза рукава/
6.5. Затраты времени, мин, на обработку разреза рукава/
0,32
0,32
0,38
0,17 :
0,38
0,17 :
0,32
0,25
0,32
0,25
Застрочить припуск на застежку или
часть разреза рукава
Настрочить планку
Закрепить верхнюю часть разреза рукава'
Стачать надставку с рукавом, притачивая планку (выделена доля времени на притачивание планки)
Застрочить припуск на застежку или
часть разреза рукава
Настрочить планку
Закрепить верхнюю часть разреза рукава'
Стачать надставку с рукавом, притачивая планку (выделена доля времени на притачивание планки)
0,27
0,1
0,27
0,1
0,55
0,55
0,69
0,69
0,57
0,57
заменить тканук> и наносить ее на
заменить тканук> и наносить ее на
поле ТВЧ (см. главу 2).
поле ТВЧ (см. главу 2).
рукав с помощью пресса в
рукав с помощью пресса в
Деталь рукава
Деталь рукава
Итого
Анализ затрат времен% приведенный в тайл. 6.5, 1по|казалг что последний способ имеет наименьшую трудоемкость.
Для применения рулонного питания при выполнении рассмотренных операций были проведены колориметрические исследования, описанные в главе 2.
В традиционной модели блузы эмблема настрачивалась на ру^ав с подгибанием срезов внутрь. Эта операция являлась одной из наиболее трудоемких. Применение полуавтоматического оборудования было затруднено, так как требовалось отказать- ся °т подгибания срезов. Это оказалось невозможным из-за осыпаемости материала эмблемы, выполненной из вискозных во- локон. Попытки сдублировать эмблему с полимерной пленкой или оплавить ее края также не дали положительных результатов, так как материал эмблемы был многослойным и не содержал термопластических волокон. Застилание среза эмблемы зигзагообразной строчкой не удовлетворило разработчиков по
эстетическим соображениям.
В этих условиях было принято решение эмблему на эмблему из полимерной пленки
укладывают на прессе по меткам, в месте рас-
положения эмблемы на деталь накладывают заготовку из поливинилхлоридной пленки и осуществляют процесс сварки. За* тем с ее поверхности пинцетом удаляют излишки пленки, освобождая контур рисунка. Как отмечалось в главе 2, особое значение для сокращения затрат времени на операцию и обеспечения возможности ее автоматизации имеет контур рисунка эмблемы. Вначале был выбран рисунок (рис. 68,а), который практически повторял рисунок тканой эмблемы. В нем были три замкнутые области, удаление излишков пленки из которых было связано в .известными трудностями. Поэтому была предложена другая эмблема (рис. 68,6), которая позволяла удалять излит-
ки пленки за один прием. Экономия времени на эту операцию по сравнению с настрачиванием эмблемы составляла 22 с, а по сравнению с первым вариантом сварной эмблемы—6 с.
Полочки. В разработанной модели блузы припуски на застежку обрабатываются в виде цельновы- кроенных планок различной конструкции.
Если центральная план
ка под .петли имеет тр адащио1Н!Н.ую конструкцию, то планка под пуговицы выполняется путем двойной подгибки среза и закреп- ления его на двухигольной машине. До настоящего времени припуск под застежку обрабатывался за два прохода: обметывался срез, а затем припуск заутюживался на изнаночную сторону. :；
Новая конструкция позволила обрабатывать припуск под застежку за один проход, применить известное полуавтоматическое оборудование. 。
Карманы. В старой модели блу^ы верхний край накладного кармана обрабатывался в виде ложного клапана треугольной формы. Припуск на клапан перегибали на лицевую сторону кармана и приутюживали, подгибая срезы уголка. Затем ложный клапан настрачивали на карман по контуру и пришивали пуговицу. Затраты времени на изготовление двух карманов coic- тавляли 60 с.
Было предложено изменить конструкцию и способ обработки верхнего среза накладного кармана: вместо ложного клапана по верхнему срезу застрачивать цельновыкроенную планку. Это позволило обрабатывать данный узел за одну операцию вместо двух, применить производительное оборудование проходного типа и снизить затраты времени до 12 с.
Так как карман предполагалось настрачивать на полуавтоматическом оборудовании, форма кармана была принята в соответствии с направлениями моды, а его размеры выбраны из стандартного ряда вариантов, предлагаемых фирмой «Адлер》: для 60—92-го размера 109,5X131,5 мм, с 94-го размера 120Х:
140 мм. Форма закрепки кармана прямоугольная, ширина шва 1,5 мм. з
Фурнитура. Для обеспечения автоматической подачи луго- вид в пуговицедержатель швейных полуавтоматов для пришивания пуговиц встала необходимость изменения существовавшей конструкции пуговицы. Кроме того, она не удовлетворяла заказчика по эстетическому уровню*
Была разработана новая конструкция луговицы, которая имеет диаметр 14 мм, плоское донышко .и углубление сверху в области расположения отверстий глубиной более 0,5 мм. Новая конструкция технологична для массового изготовления и отвечает как эстетическим, так и технологическим требованиям.
Автоматизация подачи пуговиц позволила экономить 2——2,5 с на пришивании каждой пуговицы, что по изделию составило более 20 с. Помимо этого открылась возможность выполнения операций в автоматическом режиме.
Унификация деталей изделия. При разработке конструкций новой блузы пионерской формы была проведена унификация как всего изделия в целом, так и параметрическая унификация его всех основных деталей и узлов. Модели блуз для мальчиков и девочек выполнены на одной конструктивной основе (только застежки на разные стороны). Сняты необоснованные различия, существовавшие в этих моделях. Вытачки на блузе для девочек введены только начиная с 96-го размера, что позволяет использовать полуавтомат для настрачивания карманов при изготовлении 80——85% изделий.
Форма воротника и манжет единая для всех размерных групп, длина этих деталей изменяется в зависимости от размерив изделия, причем эти ‘изменения в моделях 以лх мальчиков и девочек могут быть разными. Резко сокращено количество типоразмеров деталей: воротников — с 18 до 7, манжет—с 18 до 3, погон — с 8 до 2. Это позволило изготовить и применить в производстве ограниченный набор резаков для вырубки прокладок воротников, сократить число перекал а以 ок оборудования.
Подверглись унификации места расположения карманов на полочках, эмблем на рукавах, длина разреза рукава, расстояние между петлями и пуговицами на полочках, положение петель и пуговиц на воротниках и манжетах. Например, вместо 18 вариантов расположения эмблем на рукаве в результате унификации осталось всего три варианта без различий моделей для мальчиков и для девочек. Также осталось всего три варианта расположения карманов на полочках.
Уделено внимание межрядной унификации. В частности, параметры центральной планки и планки на кармане полностью совпадают, совпадают расстояния между строчками в планках под петли и под пуговицы.
Указанные мероприятия позволили применить автоматическое и полуавтоматическое оборудование, обеспечить его загрузку и сократить число переналадок, что в итоге привело к уменьшению трудоемкости изделия. Чтобы оценить эту величину, примем среднее количество переналадок в смену в старом варианте равным шести, в новом — двум. Время на переналадку составляет: полуавтомата для обтачивания воротников 2 мин, для ста* чивания манжет 1,5 мин. В смену потери времени на переналад- 182
ку составят в старом варианте 21 мин, в новом — 7 мин. Таким образом, экономия времени равна 14 мин в смену.
Описание модели. Блуза (рис. 69) с центральной бортовой застежкой на вертикальные петли и пуговицы на планке, петлю и пуговицу на воротнике. Воротник отложной с цельновыкроен- ной стойкой, концы воротника и стойки острые.
Сппнка на притачной одинарной кокетке, от кокетки целая. Полочки с цельновыкроенньши планками. Карманы на полочках накладные, прямоугольной формы с цельновыкроенной планкой по верхней стороне. Карманы настрачиваются одинарной строчкой в край. Верхние углы закрепляются треугольной закрепкой..
Рукава втачные, двухшовные, длинные с притачными манжетами прямоугольной формы. Манжеты застегиваются на пуговицу.
По воротнику, планкам на полочках и карманах пррклады- вается отделочная строчка на расстоянии 6 мм от края.
Погоны прямоугольные или с острым уголком на луговице, обтачанные по двум сторонам в край.
Низ блузы обработан швом вподгибку с закрытым срезом.
В верхней части левого рукава расположена шлевка и эмблема с пионерской символикой.
ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ ОПЕРАЦИЙ
Учитывая технические, организационные и психологические сложности быстрого перехода к изготовлению изделий в роботизированных технологических процессах, было принято решение о поэтапной реализации проекта роботизации производства блузы пионерской формы..
1ТИ- 昼1ТИ- 昼喜镖号sd «oxttrtseE £Е喜镖号sd «oxttrtseE £Е^я^^^со q&QQHqlTNBqo 蓍 QQU KEHMhHJOUQHX-・9・9^я^^^со q&QQHqlTNBqo 蓍 QQU KEHMhHJOUQHX-・9・9
1ТИ- 昼
1ТИ- 昼
喜镖号sd «oxttrtseE £Е
喜镖号sd «oxttrtseE £Е
^я^^^со q&QQHqlTNBqo 蓍 QQU KEHMhHJOUQHX-・9・9
^я^^^со q&QQHqlTNBqo 蓍 QQU KEHMhHJOUQHX-・9・9
Первый этап включает в себя внедрение новой конструкций^ изделия, основных видов технологического оборудования на за* готовительном участке процесса. Второй этап предусматривал^ окончательную отработку отдельных элеме1нтю»в конструкций" блузы ― воротника, погон, эмблемы, внедрение оборудования для пришивания пуговиц и изготовления петель, технологичес- кого оборудования монтажного участка и участка отделки и упаковки, а также двух РТК — для изготовления петель на манжетах и пришивания пуговиц к манжетам.
Третий этап предусматривал переход к квазирулонной технологии на основных заготовительных операциях, внедрение транспортных систем. В дальнейшем намечался переход к без- настильному раскрою материалов и автоматической загрузке транспортной системы.
Тешол-огическая последовательность операций приведена в табл. 6.6.
Обработка воротника. На первом этапе сохранена конструкция воротника с отрезной стойкой. Воротник дублируют с прокладкой на прессе проходного типа, застрачивают низ на машине с приспособлением и укладчиком, обтачивают воротник по контуру на полуавтомате с ЧПУ. Затем воротник выворачивают, пр&ссуют на прессе, прокладьивают о сделочную строч!ку на машине с верхнем механизмом для перемещения материала и укладчиком.
На втором этапе введена конструкция с отрезным отлетом «трисистем». Обработка воротника включает в себя его дублирование с прокладкой, обтачивание отлета на полуавтомате с ЧПУ, выворачивание и прессование отлета, фальцевание нижней и в&рхней детали стойки, прита.чивамие отлета к стойке отделочной строчкой на полуавтомате с ЧПУ, изготовление петли и пришивание пуговицы на полуавтоматах. На третьем этапе Две последние операции должны выполняться с помощью РТК с использованием принципа кассетной загрузки оборудования.
Обработка погон. На первом этапе изготовлялись прямоугольные цельновыкроенные погоны на двухигольной машине с приспособлением за один проход, затем петли на погонах. Погон втачивается в шов притачивания рукава и застегивается на пуговицу, пришитую к плечевому шву.
На втором и третьем этапах погон изготовляется в виде непрерывной ленты на двухигольной машине, работающей в двух режимах. Для тканей с малой разнооттеночностью машина с нижним и игольным двигателями ткани и дономнлтельн垃м тянущим роликом работает в автоматическом режиме. Верхняя и нижняя части погона подаются с двух рулонов, их края подгибаются, они стачиваются и сматываются в новый рулон. Для тканей с большой разнооттеночностью нижняя часть погона автоматически подается с рулона, а сдвоенные погоны подают
поштучно вручную, причем машина работает в полуавтомати
No
H«sobM«^4oc No
8-I z°0 Xld 誉 Xld &0 A
IBWOIHIfoFaadu 8p0 h ss^srt&oe ёи^^э 90 SSOHMrt^e-oc zo lEnojBBAuou 纟ad匚
НИИ
HiBdxeg
SHHBgnAdogo
Ш uejg
H«SOHM«^5C'0
2" I z"
OIOSOBh
80 3gEd фодймолинй^&< z
=-n ЕНН1ПВП KBHq4EH冒。0-°
0 寸0 ・oged оодх«§акн«г-о&< oo
电 0 А 96
IBnoInBAFOU 9-0 OHOOS
0^0 ・09Bd BOHHBBodHjBjadJV 9do
JEWOJBBAIfon—aadu-n
®хми«с§аоюо
=UBHe
IBWOIqBAIfou
HrtsoHMrt^oc
ВНИП1ВП KBHqFBMmu0ged acHHEHOdTUBJOdJEЛА ^^ззе-оёоео
Hrt2OHffl^^§c
ОНОФЕ BBh 9Bd ООШД«МОЛШЬ20&< HrtsobMrt^sc-ooo^c
НИИ 'HHawada
IebIG
3S&^ SO^O^WEOSC 3«^4^ KSKW4MOS^MS BWnodu
m^& ^mm^&M qJmlodlJBm 1
Апино-и qlsnlRdu
2SVC ssssfes ^o^o^t ^sss^s ① У ・OIx s^s qlBhBISdu ин
•^OHO BBdЯНЕНО'паи'вфвт Hxm ИЗВНЕ н н ЙМКЯ HLOHoH qlEnedHOU
AMhodI OIAHhoIWHO ^^s^o^o^c (lolflo) MSHIOdoq ЛНДИ ■ooo^aeB н лн^ш&§й (loir •Ho^ yHHIOdoB qlBhEHgo •кльолодHH qlHhodJSBm HHodoH qlBBOdHIfgAn*
«aso&^
Олерация
Этап I
Этап II
Этап III
Оборудование
Оборудование
Оборудование
III
Стачать манжеты по бэ- 》 ковым сторонам
Вывернуть и отпрессо- Пресс-полуавтома г вать манжеты Изготовить петлиПолуавтомат
Пришить пуговицы》
Итого
Полочки
Застрочить планку петли
Застрочить、планку пуговицы
Изготовить петли на лочке
Пришить пуговицы полочку
Настрочить карманы
под Полуавтомат
под 》
по- 》
на 》
》
Итого
Карманы
Застрочить планку
Рукава
Стачать шлевку
Полуавтомат
0,3》
0,3
Автомат
0,3
Пресс-полуавтомат
0,3
Пресс-полуавтомат
0,2
Агрегатированное рабо-
0,16
РТК
чее место
0,18
Полуавтомат
0,13
РТК
1,18
—
1,09
0,18
Полуавтомат
0,18
Полуавтомат
0,18
0,18
0,58
3 полуавтомата
0,14
Автомат
0,60
2 полуавтомата
0,11
0,54
Полуавтомат
0,54
2,08
一
1,15
0,22
Полуавтомат
0,22
Полуавтомат
0)01
0,01
Автомат ；лйййашм|мшй1
даа
3
°2
°2
6 а
8
8
°2
°2
4
2
* Обтачать разрез рукава Агрегатйрованное рабочее обтачкойместо .
Закрепить обтачку Автоматизированная машина
Изготовить эмблемуПресс-полуавтомат
Настрочить шлевкуПолуавтомат
Притачать надставки к Специальная машина рукавам
Итого
Погоны
Застрочить боковые сре- Специальная машина зы погон
Спинка
Притачать кокетку к То же спинке
Монтаж
Стачать плечевые срезы 》.
Втачать рукава в откры- 》■
тую пройму, вкладывая погоны
Стачать боковые срезы и 》 срезы рукавов
Втачать воротник в гор- Автоматизированная ма- ловинушина
Настрочить воротник по То же горловине
Притачать манжеты к 》 рукавам
с Подшить низАвтоматизированная ма-
оошина
0,3S Агрегатированноб рабочее место
0,2 Полуавтомат
0,42 Пресс-полуавтомат
0,25 Полуавтомат
0,54》
л'26-25,>43л
о о ООО 1
АгрегатироваййОб рябо qcc место
Полуавтомат
Пресс-полуавтомат '
Автомат
Полуавтомат
8
3 п^
6 2 6
2 0 3 а
0,6 Автомат0,02 Автомат
0,34 Полуавтомат0,23 Полуавтомат
28
4 1
Специальная машина
То же
0,47
1,08
Специальная машина То. же
1,05
0,95
0,73
Автоматизированная ма
0,73
Автоматизированная ма
шина
шина
0,77
То же
0,77
То же
1,20
Агрегатированное рабо
1,00
Агрегатированное рабо
чее место
чее место
0,6
Автоматизированная машина
0,5
Автоматизированная машина
°2
23
7 2 5 5 7
м^ ^ V ^ ад м
Окончание табл. 6.6
星
Этап Л
Этап Н】
Операция
Оборудование
廿h
Оборудование
Но»
Оборудование
Полуавтомат
0,8 Полуавтомат
Ручная операция
0,13 Ручная операция
6,88—
Пришить пуговицы к Полуавтомат плечевым швам, к запасному лоскуту, к ворот- 眠рнуть рукава^ая операция
Итого
Отделка д упаковка
Ручная операция
Полуавтомат
Ручная операция
Полуавтомат
8 3 2
巨3 л
6
5
21а
Ручная операция
Пресс-полуавтомат
Ручная операция
》》
Полуавтомат
^й ^я--3 10 6 а а а
1,93ад
°9
工
Очистить изделие от про
Ручная
операция
изводственного мусора Приутюжить изделие Застегнуть пуговицы
Пресс-полуавтомат Ручная операция
Очистить изделие от пя
тен
Сложить изделие
Упаковать изделие в полиэтиленовый пакет
Скомплектовать изделия по 10 шт. и связать в
пачку
И
того
Всего с учетом 20,5
времени на комп
лектование и запуск, по заготав-
獨анию и монтаж 曲=^ 亠 ^1L^
песком режим-останавливаясь после ВЕХОпа погона нз Рабо; пей WOKS- Затем погони отрезаются от seHTbL втачнваютсн в плечевое ЕВЕ и пройм blзакрепляются ^з§ё^. Обработка манжеМанжеты настрачивают на полуавтомат те на жесткую прокладку》причем на первом зтапе прокладку предварнтельно вырубаютн цопают” отделяя от naqK》а на ВТО* ром прокладка лопаете工 с рулона S автоматически режется по длине манжетьь Затем ма!нж-ета перегибается п_пола_м и Стаси— вается на полуавтомате по боковом сторонам* ВЕВОРачнвание S утюжка манжет вьтолняется на карусельном прессе с уклап, инком* Затем изготовляется петля S пришивается пуговища* х^ втором зтапе пве последние oa^^^pss внполняютсн с примене, нием ртк・
Третий зтап препусматрвает квазирулонную попаду маюкет на пвух первых операциях” а на послепнх onepauHX ——кассет, ную загрузку рт
Обработка рукавов. На левом рукаве вьтолняется змблема 3 поливиниххлорипнопленки на прессе метопом сварки в По— ле ТВ卢 затем настрачивается шлевка на полуавтомате с попа, пей из рулона* Разрез надставки рукава Обрабатывают Планко - подаваемой из рулона или поштучно》затем закрепляют планку в верхней части разреза* После зтого рукав соединяют с налетав; “ §^ на машине стачиваюЕе—обметочного стежка》а на втором зтане 丨 на Полуавтомат
На третьем зтапе обработка левого рукава н ста匸нванне 一 надставок с рукавами И^05^ОТО>5НО» с квазнрулонной nonaqe 宀 деталей* •
Обработка карманов к тюлонек, Планка кармана》планки под HyFOBHUEПетин на полочках застрачиваются на попуав* томатах* Петли на полочках на первом зтапе ВЫПОЗНЯЮТСН на ' полуавтомате с ручннм перемещением полочки от петли к нет， ле・ На втором зтапе применяются полуавтомата с автоматичес， ким перемещением похоиекз причем 0nин оператор работает на ТХ полуавтоматах* АналогичнЕМ образом пришиваются Пуг? -ВИЬ1 на планку， кармана настрачиваются на IIOJIOqKна полу: ' автомат
〔 На третьем зтапе все перечисленное oa^^^pss выполняются X no квазирулонной технологии.
」 Монтаж изделнн，монтакнне онераинн ВЕНОЛНЯЮТСН на пер， вом зтапе на машинах общего назначения иелночного и CTaq・ ваюЕе—обметоиного стежка， На втором зтапе применяются аг・ регатированнне рабочие места ё» стачивания nxeqeBblx сре- 30втачивания рукавов》притаиивання манжет) ПОПЕИВКИ H3a・ На третьем зтапе монтаж ведется в ЛОАВеЕенном состсшннн с помощью транспортной система
Отделка к упаковка， На первом зтапе длн окончательно влажно—тепловой Обработкнизпелик применяется комплект пре? сов и утюгов》позволяющие отпрессовать MaH^KeTbL воротннкн》
• 189
полочки и спинки. Складывание и упаковка изделия в полиэтиленовый пакет выполняются вручную.
На втором этапе сокращается' число прессовых операций, вводится полуавтоматическое оборудование для складывания,
упаковки изделия в пакеты и перевязывания пакетов.
исключаетсяисключаетсяокончательнаяокончательнаяНа третьем этапе полностью
исключается
исключается
окончательная
окончательная
утюжка.
ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ ЛИНИИ
Основная доля экономического эффекта от внедрения линии с роботизированными участками по изготовлению блузы пионерской формы складывается из экономии времени на изготовление изделия. В связи с этим целесообразно более детально проанализировать источники экономии времени как по конечным показателям, так и по этапам реализации проекта.
В табл. 6.7 приведены сравнительные затраты времени на изготовление изделия в существовавшем в МПШО《Старт》процессе и в линии с роботизированными участками.
Анализ этих данных приводит к следующим выводам:
Общий рост производительности труда от применения линии с роботизированными участками составляет 2,3 раза. По отдельным участкам этот показатель существенно колеблется — от 0,2 на запуске и 0,45 раза на монтаже до 60 раз при изготовлении погон. По основным заготовительным участкам повышение производительности труда составляет 3—6 раз.
От разработки технологичной конструкции изделия, изменения способов обработки и сборки большинства деталей и сборочных единиц достигается экономия 7,46 мин, что составляет 46% общей экономии времени. Следует отметить, что это не простое упрощение изделия, а именно направленное совершенствование конструкции, так как сложность изготовления изделия в НСО остается неизменной и составляет 1,25 руб.
От применения полуавтоматического оборудования, швейных машин с автоматизированным приводом и устройствами обрезки ниток, прессов и оборудования для складывания и упаковки, транспортной системы обеспечивается экономия 6,62 мин, что составляет 41 % общей экономии времени.
От выполнения ряда операций в автоматическом режиме благодаря применению РТК и автоматов, перехода к миогоста- ночному обслуживанию экономится еще 2,18 мин (13% общей экономии времени).
Естественно, приведенные результаты являются в значительной мере условными, так как при создании РТК комплексно решаются вопросы конструирования, технологии изготовления изделия, применения технологического оборудования и ПР, т. е. выделение отдельных составляющих носит скорее методический, чем практический смысл.
28'a
= 95ea Eooe I'oZE E-o28'0
ё
О a"9
9G У9О«z 06-18 二一091-0r 8IS61 z-o«0 1-1316-0ю« g-。
9* 9Hz 82 ▼92-I ezi za z-0 9》 G6 1-1-9 oz g-0 0S9 «0 8-0 06 s 翁 о es z--0 e^g — —а Zb Z-I 邑 SI &0 за
% 'EZ&d工 и±э
-ончиэтиоя
-еиойп 丄30d
9N9I ^ 96-s E Z'I 6"e Z9" 9=9 Й-ОТ 邑 豈0 鼠1 INI s.o &I 8al 7*1 zs 巴二 z'0 Z'I 66" wo68" W-I 9*0 0" zs w25 8709*1 S--
2 OIS
emhoxeuA h EMKglo
焚IHO 3KOUOC
Hdy SM^OSC
ник *инанв4|0 MHKOHOMg
HWUJllJVh л ИИ1ЧННВЯ -ОбИЕИЮроб э 'НИН 'ННО 貫 -adfl mpdj.BE?
ник 'инэлас1а Hipdiee аигп
-аеаоахээ'гпХэ
2
HWEMIUPhA HssHHrtaodHMHIO90d°hhhmithBastlodu ©^OBfflrtfflofflHWO^W SX^SUAa 35&««qHqT2HH8Vdu .9
Ti.MUH 户何%
BHC0fmbiC.py5.
20
10
-120
/勿
-80
60
-40
20
/2
8
6
4
2
W
—80
- 60
-4。
-20
力w 3(ВНС0^.
Др^Лф, % 70 60
5G
40
30
20
W
Z&)
相
UM.mbic,py^ % “7.
%"2
7
- 8
-7
$
4
3
2
-6
-5
-4
-2100
-1800
150U 1200 900
600 3勿
a
Э^тысру^.
Иа^р^с.ру^
1陶
о
ш
в
блузы
линии по изготовлению
150
100
74a
-120
-100
- 80
-60
-40
—2。
350
300
250
20C
2 凉
3/爾
Рис. 70. Технико-экономические показатели
пионерской формы по этапам реализации проекта
Следует отметить, что по мере автоматизации процесса су щественно вырастает доля затрат времени на монтажные one рации. Если до автоматизации она составляла около четверт времени на сборку и отделку изделия, то в линии с роботизиро ванными участками доля времени монтажных операций состав ляет почти половину общего времени.
П
Представляет интерес анализ изменения затрат времени этапам реализации линии с роботизированными участками. На 口
рис. 70, а приведена динамика изменения этого показателя по j этапам (линия /).I.
Для наглядности рассчитаны и представлены на рис. 70，" £ производные от экономии затрат времени показатели:|
рост производительности труда (линия 4), %, определяется g следующим образом:I
РПТ=
70 f
100,
где То — базовые затраты времени, мии； 7\ — затраты времени после реали* зации t-го этапа реализации проекта.
Выработка в НСО, руб., в год на одного рабочего (линия 3) рассчитывается по выражению:■：
где Фг — годовой фонд времени одного рабочего, мин; Cj — стоимость обра^ боткн единицы продукции, .руб., для блузы пионерской формы, &=1,25 руб,
① г == Тсм^Ссм,
где Тем—продолжительность смены, Тсм=480 мин; Кем — число смен в, году, принято Кем = 245.
Условное высвобождение рабочих (линия 2) определяется по выражению:
где 4г — годовой выпуск изделий, для расчета принято Лг = 1 млн шт.
Вместе с уменьшением затрат времени на изготовление из* Делия в линии с роботизированными участками происходят н качественные изменения характера труда рабочих. В частности, ручной труд вытесняется механиз-ированньгм и автоматизированным.
Расчетную долю, %, ручного труда принято определять как
где ^p ——количество неделимых операций, выполняемых вручную; No — общее количество операций по процессу.
В сложившихся процессах этот показатель равен в среднем 36%.
С внедрением роботизированных участков Др уменьшается до 16—18%, т. е. в два раза. Остаются ручными операции по комплектованию деталей и отдельные операции окончательной отделки изделия.
Вместе с тем принятый показатель 〃р не в полной мере отражает ручной труд в швейном производстве. Дело в том, что в машинно-ручных операциях также выполняется значительное число ручных приемов. Более того, машинно-ручное время не превышает 15——20% времени операции с использованием швейных машин и 50% времени операции с использованием полуавтоматов. Таким образом, фактическая доля Дф, %, ручного тру-
星星6.8. Характеристика состава оборудования в линиях по изготовлению блузы пионерском формы
星
星
Операции или группа оборудования
Существовавший процесс
I этап реализации
II этап реализации
Лищия с роботнзн- рованнымн участками
Рабочие места
擒
Рабочие места
券
Рабочие места
Рабочие места
шт.
шт.
%
шт.
шт.
%
Ручные операции
33
26
3,3
18
20
1,8
10
12
1
8
12
1
Утюги
6
5
1,2
6
7
1,2
—
—
—
—
一
一
Машины швейные общего назначения
30
24
12
一
Машины швейные специального назначения
24
18
19,2
20
22
16
12
15
10
12
19
10
Машины швейные автоматизированные
15
12
30
10
10
20
12
15
24
6
9
8
Агрегатированные рабочие места
—
—
—
5
6
20
6
8
.24
4
$
16
Машины-полуавтоматы
9
7
9,3
20
22
260
25
35
420
12
19
204
Прессы-полуавтоматы, оборудование для складывания и упаковки
10
8
30
.11
12
62
9
11
55
8
12
50
РТК, автоматы
—
—
—
1
1
2
3
4
15
14
23
322
Итого
127
100
105
91
100
'481
79
100
549
64
100
601
6.9. Расчет стоимости ремонта, обслуживания и амортизационных отчислений оборудования
Группа оборудования
S55
Существовавший процесс
I этап реализации
II этап реализации
Лнння с роботизированными участками
翡。 弾 5■警色
о
黯d ps
о K g
^ К 1*0
К 1 *
炉s .
d g Н言
Утюги
11,6
0,383
0,278
0,383
0,278
——
—
一
Машины швейные общего назначения
20,5
1,5
2,460
2,088
—
—
—
—
—
—
Машины швейные специального назначения
15,8
3,0
3,034
3,341
2,528
2,784
1,580
1,670
1,580
1,670
Машины швейные автоматизированы ые
20,5
3,5
6,150
2,436
8,200
2,436
9,840
2,923
4,923
1,624
Машины-полуавтоматы
23,1
10,0
2,148
4,176
60,060
9,280
97,020
12,992
47,124
5,568
Прессы-полуавтоматы
15,1
3,0
4,53
1,392
9,362
1,531
8,305
1,253
7,550
1,114
РТК, автоматы
23,1
13,5
0,462
0.626
3,465
1,879
74,382
8,770
Итого
18,705 13,7И80,99516,935 120,2120,717 135,55618,746
да существенно выше расчетной. Она может быть определена как
Дф=总，r：［ I0"
где Тр, — время выполнении ручных приемов в /-й операции； Го.— общее время /~й операции.
На рис. 70,6 приведена динамика изменения показателей Др и Дф по мере реализации линии с роботизированными участками.
Следует обратить внимание, что Др и Дф — относительные показатели. Поскольку в линии с роботизированными участками То более чем в два раза меньше общих затрат в сложившихся процессах, для достижения Дф = 40 время выполнения ручных операций 7P уменьшается более чем в четыре раза.
Однако сокращение общих затрат времени и фактической доли ручного труда при роботизации линии сопровождается существенным ростом капитальных затрат за счет резкого изменения парка оборудования.
Процентное соотношение различных групп оборудования, стоимости этих групп для различных этапов внедрения линии приведены в табл. 6.8，из расчета мощности линии 1 млн изделий в год.
Данные табл. 6.8 подтверждают принципиальные изменения, происходящие в парке оборудования. Совершенно отсутствуют утюги и швейные машины общего назначения. Доля полуавтоматов и прессов-полуавтоматов достигает 31%, автоматы и РТК составляют 23%. Швейные машины и агрегатированные рабочие места составляют 34%, всего 12% приходится на долю ручных мест.
Указанные изменения вызывают рост капитальных вложений почти в 6 раз, а в пересчете на одно рабочее место этот рост еще значительнее. Так, в существовавшем процессе стоимость рабочего места 〃м составляет 0,8 тыс. руб., после I этапа реализации проекта — 5,3 тыс. руб., после II этапа — 6,9 тыс. руб., в линии с роботизированным.и участками — 9,4 тыс. руб.
Одновременно с этим растет и площадь Sm, приходящаяся на одно рабочее место: с 5,85 м2 в существовавших процессах до 7,9 м2 в линии с робот113Hlpаванннмк yqacTKaiMiH. Однако общая площадь, требуемая под процесс на выпуск 1 млн шт. изделий в год уменьшается с 740 до 500 м2. Соответственно возрастает выпуск продукции Вм с 1 м2 площади с 1346 до 1980 шт. Динамика изменения этих показателей по этапам приведена на рис. 70,6.
Результаты расчетов стоимости ремонта и обслуживания оборудования, а1М0'ртиза|ЦИ'0Н1ные огчи|сления даны в табл. 6.9 и на рис. 70, в, а аканомнтеский эффект — на рмс 70, г.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
Эйрис М., Миллер С. Перспективы развития робототехники, М.( 1986.
Роботизированные производственные комплексы / Ю. Г. Козырев, А. А. Кудннов, В. Э. Булатов н др.; Под ред. Ю* Г. Козырева, А. А. Кудинова. М., 1987.
Оборудование на выставке IAM-87 // Bekleidung und Wasche. 1987. N 19. S. 26-31.
Гибкое автоматическое производство / В. О. Азбель, В. А. Егоров, А. Ю. Звоннцкнй н др,; Под общ. ред. С. А. Майорова, Г. В. Орловского, С Н. Халкиопова. Л., 1985.
Скотт П. Промышленные роботы — переворот в производстве. М., 1987.
Гаиулич А. А. Роботизация процессов изготовления швейных изделий // Швейн. пром-сть: Обзор, ннформ. / ЦНИИТЭИлегпром, 1988. Вып. 4.
Унифицированные параметры накладных деталей одежды, ОСТ 17-352—85. М, 1986.
Кохлер Е. Влияние свойств текстильных материалов иа выбор видов схватов роботов // Textiltechnic. 1985. Bd. 33, S. 262—264.
Ганулич А. А., Костин Д. В. Автоматизация процессов швейного производства на основе применения робототехнических средств: Обзор, информ. / ЦНИИТЭИлегпром. 1985. Вып. 5.
Зак И. С, Автоматизация процессов сборки швейных изделий. Мп 1974.
Полухин В. П., Рейбарх Л. Б. Швейные машины цепного стежка зарубежных фирм. М., 1979.。
Ризер В., Ширбаум В. Справочник по обработке швейных изделий / Пер. с нем. М. Н. Козлова. М., 1979.
Савостицкий А. В., Меликов Е. X. Технология швейных изделий / Под ред. А. В. Савостнцкого. М., 1982.
Кокеткин П. П. Механические и физико-хнмнческие способы соедине- цня деталей швейных изделий. М., 1985.
Артоболевский И. И., Ильинский Д. Я. Основы синтеза систем машин автоматического действия. М., 1983.
А. с. 820795 СССР, МКИН A47G9/02, А41В13/00. Способ изготовления пододеяльников / Зак И. С., Лейбман С. Я., Рейбарх Л. П., Карелина Е. Н. Опубл. 15.04.81.
Размножение основы блузы без грудовой вытачкн Ц Bekleidung 4- Wasche. 1985. № 11. S. 50, 55, 56.
Ганулич А. А., Капкина Л. А., Машкова О. В. Технологическая подготовка к созданию линии с роботизированными участками // Швейн. пром-сть. 1987. № 3. С. 12—14.
Аскадский А. А. Деформация полимеров. М., 1973.
Гольденвейзер А. Л. Теория упругих тонких оболочек. М., 1976.
Эксплуатационные свойства тканей и современные методы их оценки / Под ред. П. А. Колесникова. М., 1960.
Бузов Б. А., Модестова Т. А., Алыменкова Н. Д. Материаловедение швейного производства. М., 1986.
Комплексная механизация и автоматизация процессов изготовления швейных изделий. / Под ред. И. С. Зака〃С6. науч. тр. ЦНИИШП. М., 1987.
Исследование парашютов н дельтапланов на ЭВМ / С. М. Белоцерковский, М. И. Нншт, А. Т. Пономарев н др.; Под ред. С. М. Белоцерковского. М., 1987.
Нестлер Р., Пакулат Д. Исследование процесса отделения деталей
197
текстильных изделий от пачкн // Textiltechnic. 1984. Т. 34. № 2 S. 95-98- № 3. S. 151—155; № 4. S. 212—216.*
Манипулирование деталями с помощью робота при автоматическом изготовлении одежды / Дж. К. Паркер, Р. Дубн, Ф. В. Пауль н др.// Journal of Engineering for Industry — Transactions of the ASME. 1983. V. 105. № 2 P. 21-26.” '
Тонковнд Л. А. Автоматические манипуляторы в обувном производстве. М., 1987.■
Ганулич А. А. Пневмоавтоматика и пневмопривод швейного оборудования. М., 1986.、”
Зайцев Б. В. Основы расчета вакуумных схватов робототехнических систем легкой промышленности Ц В сб.: Основные направления использования микропроцессорной н робототехники в ' легкой промышленности. М., 1988 С. 136—140.”
Афанасьев В. А. Специализация н концентрация производства в обувной промышленности. М., 1982.
Справочник по организации труда и производства на швейных предприятиях / П. П. Кокеткин, Ю. А. Доможиров, И. Г. Никитина и др. М 1985.
Централизованные подготовительно-раскройные производства в легкой промышленности / А. А. Бирюков, Г. А. Смирнова, Л. М. Сафонов и др. М 1984.
Новнк Г. Б., Испирян Г. П. Специализация, концентрация производства и управление в швейной промышленности. М., 1974.
Отраслевые поэлементные нормативы времени по видам работ н оборудования при пошиве легкой одежды, швейных изделий для новорожденных и детей ясельного возраста, нательного и постельного белья. М., 1983.
Определение нормативов времени на отдых н личные надобности. М., 1982.
Методические рекомеидацнн по применению системы микроэлементных нормативов для рационализации трудовых процессов в швейной промышленности. М., 1980.
Методика (основные положения) определения экономической эффективности использования в народном хозяйстве новой техники, изобретений и рационализаторских предложений. М,, 1978.
Инструкция по оценке экономической эффективности создания и использования автоматических манипуляторов с программным управлением (промышленных роботов). М., 1983.
Промышленная робототехника / А. В. Бабич, А. Г. Баранов, И. В. Калабин и др.； Под ред, Я. А. Шифрина. М., 1982.
Типовая техническая документация по конструированию, технологии изготовления, организации производства и труда, основным и прикладным материалам, применяемым при изготовлении мужских и детских сорочек. М， 1981. 、
Козырев Ю. Г. Промышленные роботы: Справ. М., 1988.
Беляннн Н. П. Промышленные роботы и их применение. М., 1983.
Ганулич А. А., Артюхов В. В., Зак И. С. Совершенствование технологических процессов швейного производгтва на основе применения швейных машин, управляемых микропроцессорами // Швейная промышленность. Обзоо. ннформ// ЦНИИТЭИлегпром. 1984. Вып. 4.
Роботизированный технологический комплекс для обработки петель на манжетах сорочки / А. А. Ганулич, Б. Н. Кисин, Б. С. Шкрабов и др. //Оборудование для легкой промышленности: Экспресс-ннформ. / ЦНИИТЭИлегпи- щемаш. 1987. Вып. 3.
Ганулнч А. А., Эскин И. Ю., Зак И. С. Агрегатированные рабочие места для сборочных операций швейного производства 〃 Швейн. пром-сть: О°" зор. информ. / ЦНИИТЭИлегпром. 1983. Вып. 2.
Эскнн И. Ю., Хлебалнн В. С., Ганулич А. А. Рационализация труда ьу1 основе применения агрегатированных рабочих мест // Швейн. пром-сть. 19* ♦ № 4.
ОГЛАВЛЕНИЕОГЛАВЛЕНИЕ
ОГЛАВЛЕНИЕ
ОГЛАВЛЕНИЕ
Предисловие
Введение
Глава 1. Подготовка производства к роботизации процессов изготовления швейных изделий .10
Структура и основные характеристики роботизированного производства10
Научно-методические основы технологической подготовки роботизированного производства16
Унификация изделий, деталей н процессовихизготовления18
Группирование деталей26
Глава 2. Особенности роботизированной технологии швейных изделии 30
Процессы соединения н формования 32
Методы загрузки-выгрузки оборудования»...44
Прочие методы роботизированной технологии.58
Глава 3. Манипулирование плоскими деталями из текстильных материалов 62
Классификация процессовманипулирования.62
Свойства текстильных материалов, влияющие на процессы манипулирования 76
Исследование и расчеты отдельных процессов манипулирования 88
Глава 4. Организационные и социально-экономические особенности роботизированной технологии10.1
Концентрация н специализация производства .,..101
Структура роботизированного сборочного процесса и многостаночное обслуживание оборудования107
Социально-экономические особенности роботизированной технологии 119
Методика расчета экономической эффективности внедрения роботизированной технологии 123
Гла ва 5. Технические средства роботизированной технологии швейных изделий 128
РТК для обработки мелких деталей •.算 ・..*132
РТКдля обработки крупных деталей139
РТКдля сборки деталей146
Роботизированные линии149
Манипуляторы для укладывания полуфабрикатов в пачку .155
Глава 6. Лнння с роботизированными участками по изготовлению сорочек .163
Концепция н принципы создания линии163
Разработка конструкции изделия..174
Технологическая последовательность операций .... 183
Техиико-экономнческие показатели лнннн190
Список литературы,197
ББК 37.24 Г 19
УДК 687:6 21.865.8
Рецензент — д-р техн, наук, проф. Д. Я. Ильинский (ВИПКлегпром
Ганулич А. А.
Г 19 Роботизированная технология швейных изделий.——М.: Лепп,ро-мбытиз；дат, 1990.—200 с.: ил.— ISBN 5-7088-0085-2
Рассмотрены технологические аспекты автоматизации сборочны; процессов швейного производства на основе использования робототех нических и микропроцессорных средств (подготовка производства i роботизации процессов, выбор конструкции и технологии изделий). При ведены характеристики робототехнических и микропроцессорны:
средств.。 u
Для инженерно-технических и научных работников швейной про мышленности.
ББКББК© Ганулич А. А.,© Ганулич А. А.,“ 3003000000—045^ лл
ББК
ББК
© Ганулич А. А.,
© Ганулич А. А.,
Г45—90
044(01)-90
ISBN 5-7088-0085-2