Файл: Зак И.С. Автоматизация процессов сборки швейных изделий (основы построения оптимального ряда полуавтоматов).pdf

Рассмотрим пример, иллюстрирующий охарактеризованную выше схему расчленения процесса сборки швейного изделия на подпро­ цессы.

Операцию настрачивания аппликации (применительно к условиям ее выполнения на вышивальном полуавтомате) разобьем на следующие переходы:

установку (сводится к закреплению полуфабриката в пяльцах); рабочий процесс (заключается в соединении полочки с апплика­

цией); процесс рабочих перемещений (сводится к перемещению пялец

относительно рабочей головки, закрепленной на стойке); съем (обрезка ниток и удаление сборочных единиц из пялец);

транспортные перемещения (возврат пялец в исходное положение). Процесс управления сводится к преобразованию информации, нанесенной на перфоленту, в перемещения кареток полуавтомата вдоль двух взаимно перпендикулярных осей и подаче вспомогательных

команд.

В качестве составных элементов, из которых складывается кон­ струкция полуавтомата, условимся рассматривать процессоры, пред­ назначенные для выполнения отдельных переходов, а также систему управления полуавтоматом и приспособление для закрепления полу­ фабриката.

Каждый из названных выше элементов конструкции полуавтомата может иметь множество вариантов исполнения.

Соответствующие множества обозначим следующим образом: У — множество процессоров, осуществляющих установку;

РГ — множество процессоров, осуществляющих собственно сборку или обработку;

С — множество процессоров, предназначенных для съема сбороч­ ных единиц;

П — множество приспособлений для закрепления полуфабриката;

• РП — множество кинематических цепей, связывающих рабочие головки и приспособления и осуществляющих рабочие перемещения; ТП — множество кинематических цепей, осуществляющих тран­

спортные перемещения; СУ — множество систем управления полуавтоматами.

Исходя из сложившейся практики разработки и эксплуатации швейного оборудования, уточним функции отдельных элементов по­ луавтомата.

Под рабочей головкой будем понимать комплекс, состоящий из рабочих инструментов и механизмов, сообщающих рабочим инстру­ ментам движение по заданной траектории.

В настоящей работе рассматривается множество рабочих головок, предназначенных для выполнения ниточных соединений.

Преобразование вращательного движения в перемещения рабочих инструментов по заданной траектории выполняется механизмами, смонтированными в рабочей головке.

Возможно создание специальных рабочих головок для формования, например для фальцовки накладных карманов. Устройства, обеспе­

56

чивающие движение рабочих инструментов по заданной траектории, будем рассматривать как составную часть таких головок.

Устройства для съема, рассматриваемые в настоящей работе, об­ ладают элементами, обеспечивающими останов рабочей головки в мо­ мент, когда инструменты занимают заданное положение, обрезку ни­ ток и укладывание сборочных единиц.

Устройства для установки полуфабрикатов, рассматриваемые ниже, представляют собой приспособления, способствующие сниже­ нию затрат времени на установку, осуществляемую вручную.

Устройства для рабочих и транспортных перемещений состоят из кинематических цепей, осуществляющих относительные перемещения рабочих головок и приспособлений.

Функции системы управления полуавтоматом сводятся к управле­ нию рабочими и транспортными перемещениями, а также к обеспече­ нию заданной последовательности срабатывания подсистем, выпол­ няющих остальные переходы.

Полуавтомат, предназначенный для выполнения произвольной сборочной операции швейного производства, в общем случае можно представить как комплекс, состоящий из процессоров названных выше наименований.

Каждому эдементу множеств РП, ТП, СУ, РГ, П, С и У ниже присвоен определенный индекс, причем рабочие головки обозначены номером, присвоенным им по техническим условиям на изготовление, а остальные процессоры — условными индексами.

Произвольный элемент условимся обозначать индексом v, конеч­ ный — индексом -v*.

При определении функции затрат, а также при установлении кор­ реляционных связей элементы конструкции полуавтомата будем ха­ рактеризовать путем указания значений величин, названных в табл. И.З.

Известны два направления в проектировании швейных полуавто­ матов.

1. Разработка операционных полуавтоматов на основе создания специальных процессоров, предназначенных для выполнения отдель­ ных переходов, в том числе специальных рабочих головок, устройств для рабочих перемещений, систем управления и т. д.

57

* Величину вылета рабочей головки d г принято измерять как расстояние от иглы

менты, которые требуется ориентировать относительно нормали к контуру.

*** Ход стола полуавтомата — предельная величина перемещения стола, несущего по­ луфабрикат или рабочую головку.

Примерами могут служить полуавтоматы для пришивания пуго­ виц, изготовления петель и закрепок.

2. Разработка полуавтоматов на основе агрегатного принципа. Базами для создания таких полуавтоматов являются устройства для выполнения рабочих и транспортных перемещений, а также системы управления. Оснащение базовых конструкций различными рабочими головками, приспособлениями и устройствами для установки и съема сборочных единиц позволяет изготовлять на одной базе группу моди­ фикаций и выполнять с их применением различные операции.

Последнее направление дает возможность провести в широких масштабах унификацию элементов оборудования, снизить его себе­ стоимость и ускорить оснащение швейной промышленности полуавто­ матами.

Существенные технико-экономические преимущества, связанные с построением конструкций полуавтоматов по агрегатному принципу, предопределяют необходимость создания ряда полуавтоматов, опти­ мального по экономическому критерию, на основе этого принципа.

58

В множества РП, ТП, СУ, РГ и С условимся включать элементы, которые отвечают следующим требованиям.

1. Каждый из элементов множеств должен обеспечивать возмож­ ность выполнения любой операции из числа операций, характеризуе­ мых данным кортежем у{. Какие-либо дополнительные ограничения на область применения этих элементов не допускаются.

2. В множествах не должно быть лишних элементов. Замена од­

3. Множества должны содержать достаточно широкий набор эле­ ментов, обеспечивающий выполнение всех операций, свойства кото­ рых описываются кортежами y,-^W.

Приспособления для закрепления полуфабрикатов и устройства для установки полуфабрикатов в большинстве случаев являются спе­ циальными элементами, которые разрабатываются применительно к условиям выполнения конкретных операций. Конфигурация при­ способлений в большинстве случаев повторяет конфигурацию кон­ тура, по которому требуется выполнить сборку. Конфигурации линеек, упоров, укладочных столиков зависят от конфигурации устанавли­ ваемых полуфабрикатов. В множества Я и У объединим типовые эле­ менты, которые дают представление о свойствах многочисленных мо­ дификаций приспособлений и устройств для установки, предназна­ ченных для выполнения конкретных операций.

Следует отметить, что при выполнении операций с описаниями вг

ив4 могут находить применение устройства для рабочих перемещений

исистемы управления, выбор структуры и значений параметров кото­ рых зависит не только от значений дескрипторов, но и от конкретных значений величин, характеризующих конфигурацию и закон движения рабочей головки относительно приспособления.

Методика разработки и примеры таких устройств (ниже их будем

множеств устройств для рабочих и транспортных перемещений, си­ стем управления, а также множеств элементов, применяемых для на­ ладки полуавтоматов применительно к условиям выполнения конк­ ретных сборочных операций.

Устройство для рабочих перемещений было определено выше как кинематическая цепь, на звеньях которой закрепляются рабочие го­ ловки и приспособления. Звенья цепи служат для перемещения ра­ бочих головок и приспособлений по заданной траектории во время вы­ полнения рабочих ходов. Законы движения ведущих звеньев кине­ матической цепи определяет система управления полуавтоматом. По­ ложения рабочей головки относительно приспособления будем описы­ вать путем задания перемещений отрезка прямой М М ', жестко свя­ занного с рабочей головкой. Условимся, что точка М совмещена с ин­ струментом, а отрезок М М ' в начальный момент направлен по нор­

59

тельности движения, можно перейти к описанию перемещений при­ способления относительно рабочей головки, закрепленной на стойке.

Основываясь на определении структуры механизма, приведенном в работе 142], варианты устройства для рабочих перемещений, отли­ чающиеся типом кинематических пар, их числом и последовательно­ стью расположения, будем определять как структурные.

Множество вариантов структуры устройств для рабочих переме­ щений, отличающихся значениями названных выше признаков, ус­ ловимся обозначать так:

А = [Ai, А 2, ■■■, A va , • • • > Мv»}.

Содержание символов А х, А 2, . . . , A v* раскрыто в главе IV. . Схемы, где рабочая головка установлена на одном из неподвижных звеньев, а приспособление — на стойке, будем называть исходными. Для каждого варианта структуры, описываемого определенным зна­ чением A Va, на основе принципа относительности движения выделим

преобразования исходных схем, отличающиеся условиями установки рабочей головки и приспособления (установка на стойке или на под­ вижных звеньях). Исходную схему и ее преобразования представим как множество возможных значений свойства В. Множество вариан­ тов структуры представим в виде произведения А X В.

Построение множества вариантов устройств для рабочих переме­ щений будем осуществлять в такой последовательности (рис. 11.11).

р е м е щ е н и й .

Входами в подпроцесс построения множества возможных вариан­ тов структуры устройств для рабочих перемещений являются:

возможные сочетания значений свойств б и в , выделенные при по­ строении функции спроса;

информация о структурах известных устройств для рабочих пере­ мещений, применяемых в швейных полуавтоматах и других видах обо­ рудования, используемых для воспроизведения заданных контуров.

Положения прикладной механики [43] определяют тип и количе­ ство кинематических пар в цепи, посредством которой можно выпол­ нить требования к перемещениям, заданные определенными сочета­ ниями значений свойств б и в .

Выделение возможных сочетаний кинематических пар, удовлетво­ ряющих этим положениям, и представление таких сочетаний в виде таблиц дает возможность построить упорядоченное множество А, куда входят как известные, так и потенциально возможные варианты.

Применение принципа относительности движения дает возмож­

ц е л е с о о б р а з н о р е а л и з о в а т ь п р и п о с т р о е н и и м н о ж е с т в а Р П.

60