Способ автоматического контроля и управления влажно-тепловой обработкой швейных изделий
Владельцы патента RU 2290467:
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Орловский государственный технический университет" (ОрелГТУ) (RU)
Изобретение относится к швейной промышленности и может быть использовано при влажно-тепловой обработке швейных изделий. Способ автоматического управления процессом влажно-тепловой обработки швейных изделий заключается в том, что полуфабрикат, расположенный на рабочем органе после перевода волокон тканей в высокоэластическое состояние подвергается виброобработке. При этом температура и плотность конденсата в обрабатываемом пакете тканей автоматически измеряются во времени и корректируются до технологически допустимых пределов, для чего используется пар, проходящий через полуфабрикат. Частота с амплитудой колебаний и длительность динамического механического воздействия постоянно вычисляются системой управления, сравниваются с заданными их значениями. По достижении требуемого технологического эффекта подается команда об окончании процесса виброформования и переходу к следующему процессу. При этом в процессе автоматического управления учитывается пористость и масса тканей. Предлагаемый способ позволяет оптимизировать процесс виброформования и полностью его автоматизировать, повысить производительность и улучшить качество ВТО.
Изобретение относится к швейной промышленности и может быть использовано при влажно-тепловой обработке (ВТО) швейных изделий.
Известен способ формования деталей одежды по авторскому свидетельству SU 739159 A1, 05.06.1980, который предусматривает автономное независимое регулирование температуры в материале, а частоту, амплитуду и длительность виброформования устанавливают жестко до ВТО посредством специальных устройств.
Данный способ не обеспечивает требуемого качества и производительности, т.к. температура, частота, амплитуда и длительность виброформования осуществляются в независимом режиме от физических процессов виброформования, без обратной связи.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является способ автоматического управления влажно-тепловой обработкой по книге А.П.Черепенко, Внутрипроцессная малооперационная влажно-тепловая обработка швейных изделий, Москва, Машиностроение, 2000, с.48-60, включающий программируемую длительность виброформования, величину амплитуды и частоты динамического воздействия на полуфабрикат.
Данный способ не в полной мере обеспечивает требуемое качество и производительность, т.к. для управления процессом виброформования используются временные и механические сигналы управления без обратной связи и учета физико-механических свойств тканей.
Задача, на решение которой направлено изобретение, заключается в повышении производительности обработки и улучшении качества швейных изделий.
Это достигается тем, что в предлагаемом способе автоматического контроля и управления в отличие от прототипа при виброформовании температура и плотность конденсата в обрабатываемом пакете тканей автоматически измеряются во времени и корректируются до технологически допустимых пределов, для чего используется пар, проходящий через полуфабрикат.
Частота с амплитудой колебаний и длительность динамического механического воздействия постоянно вычисляются системой управления, сравниваются с заданными их значениями, и по достижении требуемого технологического эффекта подается команда об окончании процесса виброформования и переходу к следующему процессу. При этом в процессе автоматического управления учитывается пористость и масса тканей.
Например, после окончания процесса перевода волокон тканей полуфабриката в высокоэластическое состояние подается команда о переходе к виброформованию в автоматическом режиме.
При этом для поддержания макромолекулярной разорванности волокон тканей в процессе динамического воздействия на полуфабрикат осуществляется измерение и корректировка параметров пара, поступающего в зону обработки, до необходимых пределов. Частота и амплитуда колебаний рабочего органа и длительность их воздействия на полуфабрикат измеряются и сравниваются с заданными значениями. По достижении изменения структуры тканей полуфабриката, т.е. взаимного смещения нитей основы и утка для получения заданной объемной формы, процесс заканчивается и подается команда о переходе к следующей операции.
Способ осуществляется следующим образом.
В процессе виброформования полуфабриката при влажно-тепловой обработке поддержание температуры осуществляется технологическим паром, поступающим через рабочие органы в течение первой половины динамического воздействия. Основными параметрами тепловых процессов представляются температура ткани - ТT и плотность воды (конденсата) - рв, и являются функциями времени t, т.е. TT(t), рв(t). Эти функции рассчитываются системой автоматического контроля и управления (САКУ) согласно уравнениям:
с граничными условиями
где: СT - теплоемкость ткани;
pT - плотность ткани;
k(x) - коэффициент теплопроводности ткани;
gradTT - вектор градиента;
α(t,x) - коэффициент теплоотдачи от ткани к воде;
K1 - удельная теплота парообразования;
Tc - температура внешней среды;
Т0 - температура рабочего органа.
При этом расчетные параметры представляются функциями ТTk(t), рвк(t), где t - текущее время. В процессе виброформования в каждый момент времени t измеряются реализуемые значения ТT(t), pв(t), которые сравниваются со значениями ТTk(t), pвк(t), вычисленными. При значительном расхождении величин реального процесса и величин," вычисленных САКУ, подается команда о корректировке режимов. Следует учесть также, что функции ТTk(t), pвк(t) будут зависеть от характеристик ткани: плотности ткани рT коэффициента теплопроводности λT, что позволяет рассчитать функции ТTk(t), pвк(t), для различного вида тканей и учесть характеристики тканей для рассматриваемого процесса ВТО.
Управление процессом виброформования осуществляется компьютером согласно разработанной блок-схеме (чертеж). В части выделенных экспертизой вопросов сообщаем, что: параметры температуры пара измеряются малоинерционными термопарами, установленными в покрытиях рабочих органов, через которые он поступает в полуфабрикат, а плотность конденсата измеряется косвенным методом такими же термопарами, соприкасающимися с полуфабрикатом, и в зависимости от агрегатного состояния конденсата определяется его температура, которая соответствует той или иной плотности (газообразно-жидкостное состояние соответствует меньшей плотности с температурой больше 95°С, а жидкое состояние большей плотности с температурой меньше 95°С.
Для качественной ВТО плотность конденсата с температурой больше 95°С предпочтительнее.
Корректировка параметров в заданных пределах является оптимизацией реальных значений температуры и плотности, позволяет продолжить процесс до достижения требуемого качества или подать команду о его окончании с переходом к следующему процессу. При этом оба параметра зависят друг от друга, т.е. чем выше температура ткани, тем меньше плотность конденсата и наоборот.
Сравнение измеряемых параметров с заданными технологическими осуществляется системой автоматического контроля и управления (САКУ) по специально разработанной программе, регламентирующей их оптимальные пределы. Под технологическим эффектом подразумевают оптимальные значения параметров.
Влажно-тепловая обработка полуфабриката включает следующие технологические этапы или теплофизические и физико-механические процессы, следующие друг за другом:
- перевод волокон тканей в высокоэластическое состояние (пропаривание);
- состояние теплофизических параметров при прессовании полуфабриката;
- статическое механическое воздействие на полуфабрикат (прессование);
- состояние теплофизических параметров при виброформовании полуфабриката;
- динамическое механическое воздействие на полуфабрикат (виброформование);
- сушка волокон тканей полуфабриката нагретым воздухом;
- перевод волокон тканей в застеклованное состояние (стабилизация).
Предлагаемый способ позволяет оптимизировать процесс виброформования и полностью его автоматизировать, повысить производительность и улучшить качество ВТО без дополнительной технологической доработки.
Способ автоматического контроля и управления влажно-тепловой обработкой швейных изделий, отличающийся тем, что при виброформовании температуру и плотность конденсата в обрабатываемом пакете тканей автоматически измеряют во времени и корректируют до технологически допустимых пределов, для чего используют пар, проходящий через полуфабрикат, а частоту с амплитудой колебаний и длительность динамического механического воздействия постоянно вычисляют системой управления, сравнивают с заданными их значениями и по достижении требуемого технологического эффекта подают команду об окончании процесса виброформования и переходу к следующему процессу, при этом в процессе автоматического управления учитывается пористость и масса тканей.
