Методологические основы оптимизации подготовки производства одежды из легкодеформируемых текстильных материалов (стр. 3 )

Проведенный анализ средств для измерения длины рулонных ЛДТМ показал, что наиболее перспективными с точки зрения практической значимости и дальнейшего внедрения в производство методами измерения линейных параметров на настоящий момент являются:

- технические средства, у которых в качестве движителя полотна используется транспортёрная (мерная) лента, а в качестве преобразователя линейных перемещений - оптоэлектронная система с блоками динамической коррекции результатов измерения по стационарной или подвижной эталонной мере длины;

- прямые методы измерения, основанные на применении различных физических эффектов, в том числе пьезопреобразователей.

Проведенные аналитические исследования показали, что основная погрешность измерения длины рулонных материалов, возникающая при использовании существующих технических средств с мерной транспортерной лентой, обусловлена изменяющейся деформацией сжатия эластичной транспортёрной ленты в зоне измерения вследствие взаимодействия с движущимся материалом непостоянной толщины, определяемой величиной допуска, и вытекающим отсюда непостоянством коэффициента передачи преобразователя линейных перемещений.

С учетом обозначенных требований и результатов аналитических исследований в работе предложено техническое решение измерителя длины ЛДТМ, выполненного на базе использования транспортёрной ленты, несущей функцию эталонного мерного элемента. По отношению к аналогам разработанное устройство отличается возможностью проведения измерений материалов с поверхностью, чувствительной к повреждению, более высокой точностью измерения за счет устранения деформации материала, возникающей при сжатии эластичных лент транспортера, и повышенной надежностью в использовании, что особенно важно при обработке ВЭМ.

Разработан и практически апробирован способ измерения длины движущихся легкодеформируемых текстильных материалов сетчатой структуры, обеспечивающий повышение точности измерения при одновременном упрощении его аппаратурного оснащения, основанный на использовании пьезопреобразователя в качестве чувствительного элемента. Предложенный способ предусматривает вычисление длины L с помощью микропроцессора с использованием линейного размера раппорта переплетения материала в соответствии с заданным алгоритмом:

(9)

где - число раппортов переплетения на эталонном участке длины; - длина эталонного участка материала; - число генерируемых им импульсов

Необходимо подчеркнуть, что под раппортом переплетения в данном случае понимают расстояние между соседними структурными элементами, например, в ткани – между соседними уточными нитями. Структурная схема системы измерения для реализации разработанного метода представлена на рисунке 16, где 1 – пьезопреобразователь со щупом (чувствительным элементом) 2; 3 – блок усиления; 4 – блок сопряжения; 5 – процессор; 6 – движущийся материал, длину которого измеряют.

Не менее важным линейным параметром, точность измерения которого в значительной степени влияет на качество кроя, размерные характеристики и, в конечном итоге, на качество готового изделия, является ширина материала. В работе предложен способ, и на его базе изготовлено и апробировано принципиально новое техническое решение измерителя ширины ЛДТМ. Устройство обеспечивает повышение точности измерения ширины движущихся ВЭМ при одновременном упрощении процесса измерения и расширении его технологических возможностей. Принципиальное отличие данного устройства от ранее существующих заключается в возможности компенсации краевого эффекта, связанного со способностью одинарных трикотажных полотен, в том числе и высокоэластичных, к закручиванию свободного края.

Рисунок 16 – Схема системы измерения длины движущихся легкодеформируемых текстильных материалов сетчатой структуры с использованием пьезопреобразователя

На рис. 17 показана структурно-кинематическая схема измерителя ширины, где 1 и 2 - датчики положения кромок материала; 3 и 4 - блоки, формирующие потенциальные сигналы необходимого уровня, совместно образующие блок формирования сигнала опроса датчиков 1 и 2; 5 - блок совпадения «И»; 6 и 7 – блоки, представляющие собой датчик считывания импульсов линейного перемещения каретки, 8 – каретка с профилированными пазами 9 и 10, 11 - контроллер, 12 - микропроцессор, 13 - транспортёрная лента с оптоактивной полосой 14 в зоне измерения, 15 и 16 - расправители спиралевидных кромок материала; 17 - направляющая рамка; 18 и 19 – подпружиненные рычаги, установленные на транспортерной ленте с заданным шагом и возможностью обеспечения периодической связи с последней; 20 – направляющие; 21 и 22 – профильные сухари, обеспечивающие периодическое вертикальное возвратно-поступательное перемещение направляющей рамки; 23 – опорные фиксаторы и 24 – подпружиненные упоры, которые совместно обеспечивают фиксацию рамки в крайнем верхнем положении; 27 – светодиод, взаимодействующий со стационарно установленной фотодиодной линейкой 28 считывания ширины, которая связана с блоками 6 и 7 датчика считывания импульсов линейного перемещения каретки. Величина перемещения каретки и, соответственно, величина хода расправителей определяется регулируемым положением ограничителей 25 и 26.

Рисунок 19 - Структурно-кинематическая схема измерителя ширины высокоэластичных материалов

Одной из наиболее проблемных вспомогательных операций подготовительно-раскройного производства с точки зрения возникновения напряженно-деформированного состояния, влияющего на размерное качество готовых изделий из ЛДТМ, является операция размотки рулонов, предшествующая практически всем основным технологическим операциям ПРП, в том числе определению линейных параметров материалов, процессу формирования настилов для раскроя и др. Для выполнения технологической операции размотки рулонов материалов в условиях, когда требуется решать задачи одновременного обеспечения минимума и стабильного натяжения легкодеформируемого текстильного материала, в схеме последовательного построения исполнительных механизмов технологического оборудования разработана адаптивно-управляемая размоточная система. Конструктивное решение разработанной системы обеспечивает постоянство и минимальный уровень напряженно-деформированного состояния текстильных материалов легкодеформируемой структуры в процессе размотки рулона.

Все разработанные технические решения прошли апробацию в производственных условиях, а их новизна подтверждена патентами РФ.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ

1. Установлено, что главным направлением совершенствования системы подготовки производства является внедрение CALS(ИПИ)-технологий, обеспечивающих системный подход к информационной поддержке стадий ЖЦ продукции. При этом отсутствие информационных моделей продукта на некоторых стадиях ЖЦ швейных изделий и недостаточная интеграция процессов их проектирования и производства являются основными причинами, сдерживающими внедрение ИПИ-технологий в швейную отрасль.

2. В ходе аналитических исследований показано, что подготовка производства одежды, как система, включает в себя все стадии ЖЦ. На основе анализа информационно-логических связей между подсистемами подготовки производства одежды и детальной проработки их структуры построена модель информационного взаимодействия между информационными объектами выделенных подсистем. В качестве подсистем при этом выступают подготовительные, производственные и эксплуатационные процессы, что определяет подход к разработке структуры интегрированной информационной среды производства одежды и ее ядра – общей базы данных.

3. Проведен системный анализ влияния структуры и свойств ЛДТМ на протекание процессов ЖЦ одежды. При этом выявлено, что наиболее значимыми для проектирования и производства изделий из ВЭМ являются характеристики деформационных свойств материала, что обуславливает необходимость разработки достаточно точных и технически легко реализуемых инструментальных методов исследований указанных свойств.

4. Показано, что наиболее проблемными с точки зрения обеспечения заданного уровня напряженно-деформированного состояния материала являются такие этапы ЖЦ одежды, как входной контроль качества и измерение линейных параметров материалов, КТПП и производственная стадия. Таким образом, обоснована необходимость разработки методов обеспечения требуемой величины напряженно-деформированного состояния материалов при выполнении технологических операций подсистем ЖЦ изделий. Выявлены наиболее характерные модельные и конструктивные решения изделий существующего ассортимента изделий из ВЭМ, что позволило предложить их классификацию и обосновать возможность использования принципов типового проектирования при разработке конструкций.

5. С использованием теории системного подхода проведена формализация процесса проектирования одежды и построены структурно-информационные и математические модели основных подсистем подготовки производства, отражающие информационно-логические связи внутри подсистем и системы в целом.

6. Теоретически с некоторым приближением доказана возможность моделирования деформационно-релаксационного поведения легкодеформируемых волокнистых материалов при фиксированной деформации посредством известных модельных методов.

7. Разработан и апробирован новый патентоспособный экспериментальный метод исследования деформационных свойств ВЭМ, принципиальной отличительной чертой которого является возможность определения растяжимости при фиксированной ширине пробы, что позволило приблизить условия проведения эксперимента к реальным условиям деформирования материала в плотно облегающем изделии при его надевании. В ходе программной апробации метода предложена классификация высокоэластичных трикотажных полотен по группам растяжимости и даны рекомендации по установлению значения базового предела заужения для каждой группы. Экспериментальные образцы изделий, изготовленные с учетом разработанных рекомендаций, показали необходимый уровень соответствия размеров запроектированным значениям.

8. Теоретически обоснованы и разработаны экспериментальные методы исследования деформационно-релаксационного поведения материалов при выполнении различных механических и термомеханических операций, основанные как на прямых, так и косвенных измерениях характеристик их деформационных свойств. Разработанные методы характеризуются точностью и широкими исследовательскими возможностями. Проведенные экспериментальные исследования деформационных свойств материалов доказали их высокую эффективность при получении исходной информации для определения параметров и режимов технологических процессов. Новизна всех предложенных методов или технических средств для их реализации подтверждена патентами РФ.

9. Разработана информационно-логическая структура процесса и предложен алгоритм получения рациональных конструкций одежды из ВЭМ с учетом их деформационных свойств, реализованный на базе современных информационных систем.

10. Разработан аналитический метод определения величин конструктивных параметров плотно облегающих изделий, основанный на расчете предела заужения по величине растяжимости полотна при фиксированной ширине пробы, а коэффициента относительного удлинения по проценту его поперечного сокращения. В ходе макетной проработки доказана эффективность предложенной методики для обеспечения размерного соответствия и качества посадки проектируемых изделий.

11. Разработана концепция проектирования одежды из высокоэластичных материалов с использованием принципов ИПИ-технологий. На основе результатов информационного моделирования разработана структура, информационное и алгоритмическое обеспечение функционирования основных ИО ОБДИ. Сформулированы принципы разработки рациональных конструкций плотно облегающих изделий на базе методологии ИПИ-технологий.

12. Установлено, что особенностью процессов подготовки легкодеформируемых материалов к раскрою и пошиву является значимость происходящих в них релаксационных процессов, параметры протекания которых во многом определяют размерное соответствие готовых изделий и принципы создания ресурсосберегающих технологий. Выявлены наиболее проблемные с точки зрения возникновения напряженно-деформированного состояния материалов технологические процессы их подготовки. Показано, что для реализации современной компьютерной технологии системы ПМкПШИ и создания интегрированной информационной среды, прежде всего, необходим высокого уровня автоматизированный контроль количества и качества длинномерных легкодеформируемых материалов с возможностью формирования на современных носителях технологической и управленческой информации.

13. С учётом доказанной значимости процесса измерения линейных параметров материалов для обеспечения качества кроя и, как следствие, размерного соответствия готовых изделий и сформулированных принципов совершенствования его технологического и технического обеспечения разработаны высокоточные методы измерения линейных параметров длинномерных легкодеформируемых материалов, защищенные патентами РФ.

14. Теоретически обоснована необходимость и разработана размоточная система адаптивного принципа построения, обеспечивающая постоянное и минимальное натяжение материала в процессе его обработки с учетом изменения параметров рулона. Предложено техническое решение, позволяющее обеспечить постоянство натяжения материала при обработке, новизна которого подтверждена патентом РФ.

15. Результаты работы, связанные с изготовлением одежды из текстильных легкодеформируемых материалов, внедрены в производство на предприятиях Дальнего Востока и Сибири, в домах моделей и проектных организациях, а также используются в учебном процессе при подготовке специалистов швейного и трикотажного производств. Экономический эффект от внедрения полученных результатов, подтвержденный соответствующими актами, за счет снижения материалоемкости и повышения качества готовой продукции составил 2 500 тыс. рублей в ценах 2009 года.

ОСНОВНЫЕ ПУБЛИКАЦИИ ПО РЕЗУЛЬТАТАМ РАБОТЫ

Монографии

1. Железняков, и автоматизация подготовительных процессов швейного производства: монография/ , , . - Новосибирск: Сибвузиздат, 2007. – 204 с.

2. Королева процессов автоматизированного проектирования одежды: монография/, , и др. – Владивосток, ВГУЭС, 2008. – 224 с.

3. Старкова, информационной базы для проектирования спортивной одежды/, , , – ЦНИИ - М., 2004. – Деп. в ВНИИТИ. – 64 с.

4. Старкова, свойств и состояний высокоэластичных материалов при разработке технологий проектирования трикотажных изделий / , , , : ЦНИИ - М.: 2007 –– 150 с. - Деп. в ВНИИТИ № 000 – В 2007.

5. Старкова, свойств и структур вывсокоэластичных материалов в равновесном и напряженно-деформированном состояниях /, И. А. Шеромова, , : ЦНИИ - М.: 2007 –– 140 с. - Деп. в ВНИИТИ № 000 – В 2007.

6. Совершенствование процесса получения рациональных конструкций изделий из высокоэластичных материалов на основе принципов типового проектирования/ , , и др.: ЦНИИ – М.: 2008 – 79с. – Деп. в ВИНИТИ № 000 – В 2008

Статьи в журналах, рекомендованных ВАК, и иных изданиях

1. Шеромова, И. А. Анализ деформационных свойств высокоэластичных трикотажных полотен с учетом условий их эксплуатации/И. А Шеромова, , //Известия вузов. Технология текстильной промышленности - 2007, № 1.- С. 17 – 19.

2. Шеромова, И. А. Исследование влияния параметров паровоздушной среды на релаксацию напряжения волокнистых материалов/ И. А. шеромова, //Известия вузов. Технология текстильной промышленности - 2007, № 3. - С. 139 – 142.

3. Шеромова, И. А. Моделирование динамики напряженного состояния текстильных материалов при фиксированной деформации / , , // Известия вузов. Технология текстильной промышленности – 2007, №5.- С. 86-91.

4. Шеромова, И. А. Исследование деформационных характеристик высокоэластичных материалов посредством цифровых технологий / , , // Швейная промышленность – 2008, №2.- С. 45-46.

5. Шеромова, И. А. Исследование процесса размотки рулонных материалов рабочими органами V-образного типа / , , // Швейная промышленность – 2008, №3.- С. 55-56.

6. Завзятый, влияния тканенаправителей на точность измерения длины движущихся длинномерных материалов / , , , // Швейная промышленность – 2008, №5.- С. 44-45.

7. Шеромова, И. А. Применение стратегии ИПИ-технологий при проектировании одежды // Известия вузов. Технология текстильной промышленности – 2008, №2.- С.41-45.

8. Шеромова, И. А. Исследование и учет деформационных свойств высокоэластичных материалов при проектировании одежды / , , // Известия вузов. Технология текстильной промышленности – 2008, №2С(307).- С. 28-32.

9. Шеромова, И. А. О методе исследования НДС волокнистых материалов/, , // Известия вузов. Технология текстильной промышленности – 2008, №3.- С. 21-23.

10. Шеромова, И. А. Реализация методики получения рациональных конструкций швейно-трикотажных изделий из высокоэластичных материалов посредством информационных технологий/, , //Швейная промышленность – 2009, № 3.

11. Старкова основы сертификации текстильной продукции/ , , // Вестник ВГУЭС - 2002, №4. – С. 11-22.

12. Sheromova, Irina A. Automation of knitted fabric structure testing / Irina Sheromova, Galina Starkova // Shenyang Institute of Chemical Technology – 2004. – p. 150-152.

13. Данилова, дизайн-проектирования костюма с учетом свойств материалов/, // Вестник МГУДТ - 2005, выпуск 3. – М.: МГУДТ, 2005. – С. 178-184.

14. Sheromova, Irina A. Using of CALS-technologies in manufacture of clothes from high elastic materials/Irina Sheromova, Galina Starkova, Aleksandra Novikova // Shenyang Institute of Chemical Technology – 2006. – p. 285 – 287.

15. Sheromova, Irina A. Reduction of products are prodused from high-elastic materials due to application of rational methods of designing clothes/ Irina A. Sheromova, Galina P. Starkova, Aleksandra V. Novikova// Shenyang Institute of Chemical Technology – 2008.

16. Sheromova, Irina A. Substantiation of directions the improvement of quality and development resource-serving technologies in manufacture of garments/ Irina A. Sheromova, Galina P. Starkova, Aleksandra V. Novikova// Shenyang Institute of Chemical Technology – 2008.

Материалы конференций

1. Старкова, информационной базы данных о свойствах высокоэластичных полотен при выполнении НИРС / , , // Информационные технологии в управлении и учебном процессе вуза: Мат-лы 3-й Всеросс. очно-заоч. научно-практ. конф.. – Владивосток, 2002. – С. 175-176.

2. Шеромова, И. А. Управление процессом проектирования и изготовления изделий из высокоэластичных трикотажных полотен / , .// Интеллектуальный потенциал ВУЗОВ – на развитие дальневосточного региона: Мат-лы VI междунар. конф. Книга 5. - Владивосток: Изд-во ВГУЭС, 2004. – С. 135-142.

3. Шеромова, И. А. Влияние структуры и свойств материалов на проектирование костюма / , // Проблемы совершен-я качеств. подготовки специалистов высшей квалификации: Мат-лы междунар. науч.-практ. конф. – Омск, 2004. – С. 87-89.

4. Шеромова, И. А. Разработка принципов управления качеством процесса проектирования высокоэластичной одежды / , , // Современные наукоемкие технологии и перспективные материалы текстильной и легкой промышленности (ПРОГРЕСС 2004): Мат-лы междун. науч.-техн. конф.– Иваново: ИГТА, 2004. – С. 212-214.

5. Шеромова, И. А. Анализ влияния показателей качества высокоэластичных трикотажных полотен на процессы проектирования и изготовления одежды / , , // Интеллектуальный потенциал вузов - на развитие Дальневосточного региона России и стран АТР: Мат-лы VII междун. науч.-практ. конф. Книга 4 – Владивосток: ВГУЭС, 2005. – С. 130-133.

6. Шеромова, И. А. Классификация изделий из высокоэластичных материалов и анализ их конструктивных решений / , , // Развитие межкультурных коммуникаций и международного сотрудничества в области моды, дизайна и культуры: Мат-лы III междун. науч.-практ. конф.–Владивосток: ВГУЭС, 2005. – С. 113-116.

7. Шеромова, И. А. Прибор для исследования деформационно-релаксационных свойств текстильных материалов / , , // Новое в технике и технологии текстильной и легкой промышленности: Сб. статей междун. науч.-техн. конф. – Витебск (Республика Беларусь): УО <ВГТУ>, 2005. – С. 89-90.

8. Шеромова, И. А. Совершенствование системы управления этапами жизненного цикла одежды из высокоэластичных материалов на базе CALS-технологий / , , // Конкурентоспособность предприятий и организаций: Сборник статей IV Всеросс. Науч.-практ. конф. – Пенза, СГЭА, 2006. – С. 76-79.

9. Шеромова, И. А. Об экспериментальном методе исследований НДС легкодеформируемых материалов / , , // Экологические и ресурсосберегающие технологии промышленного производства: Сб. статей междун. науч.-техн. конф. – Витебск (Республика Беларусь): УО <ВГТУ>, 2006.

10. Шеромова, И. А. О новом методе измерения напряженно-деформированного состояния легкодеформируемых материалов / , // Современные технологии и оборудование текстильной промышленности: Мат-лы междун. науч.-техн. конф. (ТЕКСТИЛЬ-2006). – М.: МГТУ им. , 2006.

11. Шеромова, И. А. Разработка информационного массива о свойствах высокоэластичных материалов при формировании обобщенной базы данных об изделии // Современные технологии и оборудование текстильной промышленности: Мат-лы междун. науч.-техн. конф. (ТЕКСТИЛЬ-2006). – М.: МГТУ им. , 2006.

12. Шеромова, И. А. Исследование динамики напряженно-деформированного состояния текстильных материалов при фиксированной деформации / , , М. Б. // Современные наукоемкие технологии и перспективные материалы текстильной и легкой промышленности (Прогресс – 2007): Мат-лы междун. науч.-техн. конф.– Иваново: ИГТА, 2007. – С. 204-205.

13. Шеромова, И. А. Моделирование структуры высокоэластичных трикотажных полотен / , // Современные технологии и оборудование текстильной промышленности: Мат-лы междун. науч.-техн. конф. (ТЕКСТИЛЬ-2007). – М.: МГТУ им. , 2008. – С. 48-49.

14. Шеромова, И. А. Совершенствование метода исследования деформационных свойств высокоэластичных материалов // Современные технологии и оборудование текстильной промышленности: Мат-лы междун. науч.-техн. конф. (ТЕКСТИЛЬ-2007). – М.: МГТУ им. , 2008 . – С. 73.

15. Шеромова, И. А. Высокоэластичные материалы. Проблемы терминологии, классификации и исследования свойств / , // Совершенствование профессиональной подготовки специалистов в области материаловедения, экспертизы и управления качеством изделий, услуг и работ: Мат-лы науч.-метод. семинара по матерериаловедению в области сервиса, текстильной и легкой промышленности. - Черкизово, 2008. – С. 164-170.

16. Шеромова, И. А. О методе измерения длины легкодеформируемых материалов / , , // Современные наукоемкие технологии и перспективные материалы текстильной и легкой промышленности: Мат-лы междун. науч.-техн. конф. (ПРОГРЕСС – 2008). – Иваново: ИГТА, 2008. – С. 182-183.

17. Шеромова, И. А. Исследование деформационных свойств высокоэластичных трикотажных полотен / , // Современные технологии и оборудование текстильной промышленности: Мат-лы междун. науч.-техн. конф. (ТЕКСТИЛЬ-2008). – М.: МГТУ им. , 2008. – С. 88

18. Завзятый, деформационно-релаксационного поведения материалов в процессах подготовительно-раскройного производства / , // Проблемы экономики и прогрессивные технологии в текстильной, легкой и полиграфической отраслях промышленности: Мат-лы Всеросс. науч.-техн. конф. «Дни науки 2008». – С.-Пб.: Изд-во СПУТД, 2008. – С. 196 – 200.

19. Новикова, методики автоматизированного проектирования швейных изделий из высокоэластичных материалов/, // Интеллектуальный потенциал ВУЗОВ – на развитие дальневосточного региона: Мат-лы Х междун. конф. Книга 2. - Владивосток: Изд-во ВГУЭС, 2008. – С. 303 – 307.

Патенты и решения о выдаче патентов

1. Пат. 2 Российская Федерация, ПМК G01N 33/36. Устройство для исследования релаксации напряжения текстильных материалов при фиксированной деформации / , , А.– опубл. 20.09.07, Бюл. .

2. Пат. 2 Российская Федерация, МПК G01N29/00. Способ оценки напряженно-деформированного состояния легкодеформируемых волокнистых композитов / , , А., - опубл. 10.04.2008 г., Бюл. №10-2008 г.

3. Пат. 2 Российская Федерация, ПМК G01B 21/32,
G01N 33/36. Способ оценки напряженно-деформированного состояния легкодеформируемых материалов сетчатой структуры / , , , –опубл. 10.07.07, Бюл. .

4. Пат. №2 Российская Федерация, МПК G01B11/16 . Устройство для измерения поперечной деформации легкодеформируемых материалов / , , , - опубл. 10.09.2008, Бюл. №22-2008.

5. Пат. на полезную модель 73474, Российская Федерация, МПК G01B7/00, G01N33/00. Устройство для измерения поперечной деформации/ , , – опубл. 20.05.2008, Бюл. №14-2008.

6. Пат. 2 Российская Федерация, МПК G01B 7/04. Измеритель длины движущихся материалов / , , , –опубл. 20.12.07, Бюл. .

7. Пат. 2 Российская Федерация, МПК G01B7/02, G01B11/04. Измеритель ширины движущихся высокоэластичных материалов / , , А. –опубл. 10.10.2008, Бюл. №28-2008.

8. Пат. 2 Российская Федерация, МПК B65H16/00. Адаптивное размоточное устройство / , , А., –опубл. 20.07.08, Бюл. .

9. Пат. РФ № 000 на полезную модель, Российская Федерация, МПК G01N33/36 (2006.01). Устройство для определения деформационных свойств трикотажного полотна / , , - опубл. 20.07.2008, БИ №20-2008.

10. Пат. по заявке , Российская Федерация (решение о выдаче патента от 2008.12.10.), МПК G01B7/02. Способ измерения длины легкодеформируемых материалов сетчатой структуры / , , , – заявл. 28.11.07.; приоритет 28.11.2007.

11. Пат. по заявке №, Российская Федерация (решение о выдаче патента от 2008.10.03), МПК G01B11/16 (2006.01). Устройство для измерения поперечной деформации / , , , – заявл. 09.01.2008.; приоритет 09.01.2008.