Технологические процессы и аппараты отрасли
Министерство образования Республики Беларусь
Учреждение образования «Витебский государственный
технологический университет»
Контрольная работа №1
по предмету: “ Технологические процессы и аппараты отрасли”
Выполнил:
Проверил:
г. Витебск
2012
- Петельные полуавтоматы с использованием микропроцессорных систем управления.
Петли используются в основном при изготовлении одежды (пальто, костюмы). Такие петли образуются с помощью двух нитей: иглы и петлителя. Особенности образования фигурной петли заключаются в том, что сначала осуществляется прорубание ткани с контуром глазка и расширение входа в петлю. После этого выполняется обметывание правой кромки, обметывание глазка, левой кромки и закрепки. При обметывании глазка игла и петлители разворачиваются на 180 градусов, с чем связана сложность конструкции полуавтоматов для выполнения фигурных петель.
Параметры
петель, выполняемых на различных
петельных полуавтоматах,
Длина петли L может быть равна от 6 мм (полуавтомат челночного стежка 3114 класса фирмы "Пфафф" (ФРГ)) до 76,2 мм (полуавтомат однониточного цепного стежка 31 класса фирмы Пфафф").
Ширина петли В может быть равна от 2,5 мм (полуавтомат челночного стежка 01179-Р2 класса фирмы "Минерва" (Чехия)) до 8 мм (полуавтомат двухниточного цепного стежка 62761 класса фирмы "Минерва" (Чехия)).
Ширина кромки петли может быть равна от 1 мм (полуавтомат челночного стежка 01179-Р2 класса фирмы "Минерва") до 4 мм (полуавтомат челночного стежка 01179-РЗ класса фирмы "Минерва")
В соответствии
с ОСТ 17-835-80 в изделиях госзаказа
форма петель устанавливается
нормативно-технической
Петельные полуавтоматы
Обзор
петельных полуавтоматов
класс LH4-В816 фирмы "Бразер" (Япония),
класс 556 фирмы "Дюркопп" (ФРГ),
класс 741 Фирмы 'Дюркопп",
класс LBH-780 фирмы "Джуки" (Япония),
класс 860 фирмы Дюркопп-Адлер" (ФРГ),
класс 3116 фирмы "Пфафф",
и не превышает 2000 стежков в минуту в петельных полуавтоматах цепного (однониточного, двухниточного) стежка:
класс 62761 фирмы "Минерва",
класс 578 фирмы Дюркопп-Адлер",
класс 229 фирмы "Зингер"
Таким образом, петельные
Обзор петельных
полуавтоматов приведен в
Иллюстрация
некоторых полуавтоматов
Конструкции механизмов продвижения материала швейных полуавтоматов можно разделить на два типа:
1. Кулачково-рычажные:
- короткошовные полуавтоматы классов КL-980, LК-1850 фирмы «Джуки» (Япония), 469 фирмы «Зингер» (США), 220, 820 АО «ЗШМ» (Беларусь);
- петельные полуавтоматы классов 8И, 0П79-Р2 фирмы «Минерва» (Чехия), 25-А ПМЗ (Россия), 525 АО «ЗШМ» (Беларусь).
2. С гибкими элементами с приводом от шагового электродвигателя:
- ременными (короткошовный полуавтомат класса АМS-212А фирмы «Джуки» (Япония));
- зубчато-ременными (петельный полуавтомат патент N4501207 (Япония), тросовый- вышивальный полуавтомат)).
В механизмах
подачи материала
Новым этапом в развитии механизмов подачи материала явилось создание механизмов подачи материала с приводом от шагового электродвигателя, где в качестве программоносителя используется плата ПЗУ или гибкий магнитный диск.
На рисунке 1.1 представлена кинематическая схема механизма подачи материала полуавтомата класса АМS-212А фирмы «Джуки» (Япония). В направляющих 18 на подшипниках линейного перемещения установлена каретка 17, к которой прикреплен ремень 14, связанный с шаговым двигателем 12 с одной стороны, а с другой ремень охватывает шкив 15, установленный на оси 16. Задняя часть двигателя материала выполнена в виде рамки с закрепленным в ней винтами 11 валом 9, который через подшипник линейного перемещения связан с направляющей 8. Шаговый двигатель 12 вращает шкив 13, который с помощью ремня 14 приводит в движение двигатель материала 10. Механизм продольного перемещения состоит из шагового двигателя I, на шкив которого 2 надет ремень 3, который звеном 6 связан с направляющей 8 и закреплен на ней винтом 7. Направляющая через вал 9 связана с двигателем материала 10. В каретке 17 выполнены направляющие, в которых установлен двигатель материала на подшипниках линейного перемещения. При вращении шкива 2, закрепленного на валу шагового двигателя 1, движение через ремень 3 передается на вал 8, который перемещает в продольном направлении двигатель материала 10.
Рисунок 1.1- Механизм подачи материала полуавтомата АМС-212А фирмы «Джуки» (Япония)
На рисунке 1.2 представлена кинематическая схема механизма подачи материала петельного полуавтомата с шаговым приводом. Материал зажимается между лапкой 1 и нижней пластиной 2 при помощи прижимного приспособления 3 и получает перемещения в двух взаимно-перпендикулярных направлениях от двух шаговых двигателей 4 и 5 через зубчато-ременные передачи 6 и 7.
Основные преимущества механизмов подачи материала с шаговыми приводами следующие: повышение технологических возможностей и мобильности, улучшение качества строчки, широкие функциональные возможности, рост производительности, снижение требований к квалификации оператора.
Рисунок 1.2 - Механизм подачи материала. Заявка№61-42591В (Япония).
На рис. 1.3 представлена кинематическая цепь привода каретки вышивального полуавтомата. Ткань заправляется в пяльцы 15а, которые жестко прикреплены к пластине 15б, последняя закреплена на каретке 15. Сложное движение каретки 15 и пяльцев 15а получается за счет сложения движений по осям X и У. Движение по оси X траверсе 8 сообщается от шагового электродвигателя 1, через зубчатые колеса 2 и 3, вал 16, барабаны За и 36, гибкие проволочные тросики 4 и 5, ролики 6 и 7. Вместе с траверсой 8 движение вдоль оси X сообщается каретке 15 и пяльцам 15а. Движение вдоль оси У сообщается каретке 15 и пяльцам 15а от шагового электродвигателя 9 через зубчатые колеса 10, 11, вал квадратного сечения 17, барабан 12, гибкий тросик 13, ролик 14. Концы верхней ветви гибкого тросика 13 прикреплены к каретке 14. При вращении квадратного вала и барабана 12 гибкий тросик 13 перемещает каретку 15 по направляющим 8а и 8б траверсы 8. Перемещения пялец 15а по осям X и У программируются в соответствии с требуемым узором вышивки. состоящая из подвижных блоков и гибкого тросика. Основным неостатком таких приводов является длинная кинематическая цепь. Гибкий металлический тросик неоднократно огибает направляющие ролики, при работе тросик подвергается многократному изгибу, что приводит к быстрому износу тросика. Жесткость таких приводов невысока. Все виды передач с гибкой связью обладают легкостью, плавностью работы, малоииерционностью, но имеется проскальзывание и деформируемость, что снижает качество выполняемой операции.
Рисунок 1.3 - Координатное устройство вышивального полуавтомата
На рисунке 1.4
представлена схема механизма подачи
материала петельного полуавтомата
с микропроцессорным
Шаговый двигатель 1 передает прижиму 9 поперечные перемещения через кривошип 2, жестко закрепленный на валу шагового двигателя, вал квадратного сечения 5, установленный на шарнирных опорах в корпусе, коромысло 4, жестко закрепленное на валу квадратного сечения, шатун 3, шарнирно связанный с кривошипом 2 и коромыслом 4, коромысло 10, закрепленное на валу квадратного сечения 5 с возможностью вращения вместе с ним и перемещения вдоль его оси шатун 7, шарнирно связанный с этим коромыслом, шатуном 8 и прижимом 9.
Шаговый двигатель 11 передает продольные перемещения прижиму 9 через два вала квадратного сечения 5 и 12, установленных на шарнирных опорах в корпусе, два коромысла 10 и 13, закрепленных на валах квадратного сечения с возможностью вращения вместе с ними и перемещения вдоль их осей, каретку 14, кинематически связанную с валом шагового двигателя и установленную на вагах квадратного сечения с возможностью перемещения вдоль их осей совместно с коромыслами, зубчатую рейку 15, жестко закрепленную на каретке 14 и находящуюся в зацеплении с шестерней 16, шатун 8, шарнирно связанный с коромыслом 13 и с прижимом 9, второй шатун 7, шарнирно связанный с шатуном 6, коромыслом 10 и прижимом 9.
Рисунок 1.4 - Механизм подачи материала петельного полуавтомата с МПУ
В петельном полуавтомате с МПУ механизм продольных перемещений материала (рисунок 1.4) сообщает рамке 9 псевдопоступательное движение, что является технологически удовлетворительным из-за малых размеров ширины петли. Однако такой механизм ограничивает технологические возможности полуавтомата, поэтому назревает необходимость в проектировании механизма, который сообщал бы рамке поступательные перемещения в продольном направлении. К тому же разрабатываемый механизм мог бы быть унифицированным и по отношению к ряду закрепочных полуавтоматов. Таким образом, ставится задача проектирования координатного устройства, где перемещение по декартовым координатам передается исполнительному инструменту – прижимной рамке – через зубчатые передачи.
Приведем несколько
вариантов кинематического
Рисунок 2.1 – Кинематическая схема механизма перемещения материала
Рисунок 2.2 – Кинематическая схема механизма перемещения материала
Рисунок 2.3 – Кинематическая схема механизма перемещения материала.
Кинематическая схема петельного полуавтомата с МПУ. Полуавтомат петельный предназначен для автоматического обметывания петель с закрепками любой формы (прямыми, поперечными, клиновидными и др.) двухниточным челночным стежком на швейных изделиях из легких, средних и средне-тяжелых материалов.
Кинематическая схема
Механизм вертикальных
Игловодитель 9 получает вертикальное возвратно-поступательное движение от главного вала 3 через кривошип 4, шатун 5, ползун 6, поводок 7.
Механизм челнока.
Ротационное движение
Механизм зигзага (отклонений иглы).
Качательное движение поперек линии строчки
рамка игловодителя 8 с установленным
в ней игловодителем 9 получает по заданной
управляющей программе от шагового электродвигателя
ШД-1 через коромысло 13, шатун 12, коромысло
11. Рамка игловодителя 8 совершает одно
поперечное перемещение за два укола иглы.
Величина этого перемещения соответствует
ширине кромки петли.
Координатное устройство
Поступательное движение по оси Y прижимная рамка 18 получает от шагового электродвигателя ШД-3 через шестерню 27, зубчатую рейку 26, кронштейн 25, коромысла 22, 28, шатуны 20, 21, кронштейн 19. Прижимное усилие сообщается рамке пружиной 52.
Механизм ножа.
Нож 43 для прорезки петли получает вертикальное движение вниз от электромагнита ЭМ2, через коромысло 51, шатун 50, двуплечее коромысло 49, тягу 48, двуплечее коромысло 47, шатун 46, поводок 45, стержень 44.
Электромагнит ЭМ2
механизма ножа срабатывает одновременно
с электромагнитом
Механизм подъема прижимной
Механизм служит для подъема прижимного устройства 18 после окончания шитья.
Подъем прижимной рамки 18 осуществляется от электромагнита ЭМ1 через двуплечее коромысло 39 и тягу 38, коромысло 37, вал 36, коромысло 35, тягу 34, коромысло 33, вал 23, коромысло 22, шатуны 21, 20, кронштейн 19
Порядок работы петельного
Петельный полуавтомат
деталь к игольной пластине.
Шаговым электродвигателям
ШД-1, ШД-2, ШД-3 с помощью системы
программного управления
Обметывание кромок петли
Закрепки выполняются
в результате сложения вертикального
возвратно-поступательного
После
обметывания петли и
Рисунок 2.2 - Общий вид петельного полуавтомата с МПУ
1 - стол; 2 - блок управления; 3 - переключатель рычажный; 4 -электропривод; 5 - поддон; 6 - механизм зигзага; 7 - стойка катушечная; 8, 10 -ограждения; 9 - швейная головка; 11 - пульт; 12 - координатное устройство; 13 - крышка; 14 - выключатель; 15 - блок электромагнитов; 16 - педаль; 17 -опора; 18 - башмак;
19 - болт; 20 - шарнир;
21 - электромагнит дополнительной
обрезки.
Техническая характеристика
Максимальная
скорость шитья, стежков/мин
Длина петли
по ножу, мм
Ширина петли,
мм
Ширина обметки
петли, мм
Длина закрепки
по концам прямой петли, мм
Шаг обметки,
мм
Максимальная
толщина обрабатываемых
состоянии, мм
Концы ниток
после обрезки, мм, не более
Высота подъема
прижима, мм
Установленная мощность электродвигателей, кВт 0,7
Масса, кг, не
более
Габариты полуавтомата, мм, не более:
Длина
Ширина
Высота (регулируется)
Полуавтомат (рис. 2.5) состоит из стола 1, на котором установлены швейная головка 9, блок управления 2, электропривод 4, пульт управления 11, стойка катушечная 7. На швейной головке установлены механизм зигзага 6, координатное устройство 12.
Из
базовой машины 31-13+50 класса ОАО
«Орша» используются
Оригинальными составными частями полуавтомата являются: механизм зигзага (отклонений иглы), координатное устройство, механизм ножа, блок микропроцессорного управления.
- Оборудование для сборки верха обуви с микропроцессорно
й системой управления.
Швейные полуавтоматы
с микропроцессорным
1997 г. в рамках
белорусской республиканской
В 2000 г. в рамках
Государственной научно-
В 2000-2001 гг. на базе ОАО «Лидская обувная фабрика» разработана и опробована технология автоматизированной сборки верха мужской обуви (кроссовок) с использованием швейного полуавтомата. Работа выполнена благодаря содействию бывшего директора ОАО О.И. Трофименко, за что разработчики приносят ему глубокую благодарность.
Внедрение автоматизированной технологии сборки на ОАО «Лидская обувная фабрика» позволит:
- сократить количество производственных рабочих на участке сборки на 9 человек: с 40 до 31;
- сократить количество швейного оборудования на 10 единиц;
- уменьшить на 20% занимаемые производственные площади;
- улучшить внешний вид обуви.
Расчеты показали, что только за счет сокращения числа рабочих может быть получен годовой экономический эффект в размере 25 млн. белорусских руб. при выпуске 100 тыс. пар обуви. Капитальные затраты на приобретение 2-х полуавтоматов и изготовление оснастки к ним окупятся за 0,8 года.
Общий вид полуавтомата приведен на рис. Он состоит из следующих частей:
- модернизированной
автоматизированной швейной
- промышленного
стола оригинальной
- автоматизированного электропривода Mits-bishi;
- координатного
устройства, предназначенного для
перемещения по заданной
- блока микропроцессорного управления с силовым блоком.
Модернизированная швейная головка 31-го ряда содержит механизм самоустанавливающегося по толщине стачиваемого пакета верхнего прижима с приводом от шагового электродвигателя, механизм нижнего упора с приводом от электромагнита. Механизмы иглы, нитепритягивателя, челнока и автоматической обрезки нитей оставлены без изменений.
Промстол представляет собой сварную конструкцию из уголков, на которой установлены крышка и координатное устройство, автоматизированный электропривод и пульт управления.
Координатное
устройство содержит каретку, которой
сообщается движение в двух взаимно
перпендикулярных направлениях от двух
шаговых электродвигателей
Кассета состоит
из четырех пластин: нижней базовой,
2-х промежуточных и верхней. К
нижней базовой пластине прикреплена
планка, на которой закреплены призма
и пластина. С помощью последних
пластина базируется на 2-х штифтах
каретки координатного
На нижней базовой
пластине запрессованы два штифта,
оси которых расположены на оси
Y. В штифтах просверлены осевые
отверстия. Пластина имеет пазы для
прохода иглы при стачивании заготовки
обуви, оси которых идентичны
контурам соединительных швов. При
монтаже полуавтомата предусматривается
проверка параллельности оси Y, соответствующей
координатной оси, по которой происходит
перемещение каретки
Первая промежуточная
пластина устанавливается на нижнюю
базовую пластину таким образом,
чтобы отверстия в ней
Вторая промежуточная пластина своими отверстиями устанавливается на штифты базовой пластины. Эти же отверстия являются базовыми при обработке контуров вырезов для установки накладных деталей. Контуры вырезов аналогичны контурам размещаемых в них деталей. Это обеспечивает точное расположение контуров вырезов относительно пазов в нижней пластине, а следовательно, и контуров соединительных швов.
Верхняя пластина своими отверстиями устанавливается на штифты базовой пластины. Это обеспечивает точное взаимное расположение пазов этих пластин.
Блок микропроцессорного управления выполнен на базе персонального компьютера типа IBM PC со встроенными платами управления и предназначен для программного управления шаговыми электродвигателями координатного устройства и верхнего прижима, а также связан с автоматизированным приводом Mits-bishi.
Автоматизированный комплекс для проектирования и изготовления оснастки и разработки управляющих программ к швейному полуавтомату с МПУ включает в себя систему автоматизированного проектирования (САПР) оснастки и станок с ЧПУ.
Состав технического обеспечения САПР оснастки:
- Персональный компьютер: Celeron с тактовой частотой процессора 400 MHz, ОЗУ 32 МБ, видеопамять 4МБ, жесткий диск 4,3 ГБ.
- Монитор с диагональю 14’’, зерном 0,28 мм.
- Сканер формата А4, разрешения 600ґ600 dpi, с глубиной цвета 24 бит и дополнительным источником освещения.
- Принтер формата А4, разрешения 600ґ600 dpi.
Программное обеспечение САПР оснастки включает:
- Операционную систему Windows’98 (Windows NT/Me/2000).
- Прикладные пакеты CorelScan, CorelTrace, A-toCAD.
Исходная информация о заготовках верха обуви представляется в виде картонных шаблонов деталей верха, вырубленных резаками, чертежа заготовки верха с указанием припусков на сборку и расположения соединительных строчек.
В результате обработки
исходной информации в САПР получают
контуры вырезов в
Изготовление оснастки производится на малом предприятии «Эвито» (Витебск). Для изготовления вырезов и пазов в пластинах кассеты используется станок с ЧПУ типа «Микрон». При подготовке управляющей программы к станку с ЧПУ используется выходная информация о контурах вырезов и пазов в пластинах, полученная в САПР оснастки, а также специально разработанный транслятор для перевода векторной информации в коды станка (код ISO). Средняя стоимость одного комплекта оснастки — $160. Срок изготовления — 2–3 дня.