устройство для оценки повреждаемости нитей текстильных материалов при шитье

Формула изобретения

Устройство для оценки повреждаемости нитей текстильных материалов при шитье, отличающееся тем, что содержит устанавливаемый на кожухе опоры игловодителя швейной машины оптоэлектронный модуль, снабженный веб-камерой и комплектом оптических линз, смонтированные в рабочей области нитеподатчика швейной машины оптоэлектронные элементы, обеспечивающие синхронизацию формирования стежка швейной строчки и поступающего с веб-камеры изображения, а также компьютер и блок сопряжения, связывающий оптоэлектронные элементы с системным блоком компьютера.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к оборудованию для швейной промышленности, в частности, к техническим средствам для экспериментальной оценки повреждаемости нитей текстильных материалов при изготовлении швейных изделий.

Повреждения нитей материала иглой (прорубание) в процессе стачивания возникают при изготовлении изделий из материалов, имеющих ниточную структуру и обрабатываемых на швейных машинах, - тканей, искусственной кожи, трикотажа, при этом возможно их частичное повреждение (скрытая прорубка) или полное разрушение (явная прорубка). Прорубание нитей текстильного материала снижает качество готовых изделий и их эксплуатационную надежность, в частности приводит к ухудшению внешнего вида изделия (появление затяжек), снижению прочности шва, уменьшению срока эксплуатации изделия. Эти повреждения особенно опасны для трикотажа, поскольку приводят к распусканию петель. Прорубание является неустранимым дефектом, при этом из-за наличия множества факторов, влияющих на повреждение нитей текстильных материалов (структура, плотность, жесткость, вид отделки исходной пряжи и самого материала, а также тип и размер иглы, натяжение швейной нитки и др.), невозможно предусмотреть его появление и масштабы только на основе анализа показателей физико-механических свойств материала.

Испытание на прорубаемость, определяемую как отношение общего числа выявленных повреждений нитей к числу проколов иглой, является обязательным условием перед запуском в производство моделей из новых материалов.

Практически все используемые на практике экспериментальные методы оценки прорубаемости основаны на визуальном подсчете числа повреждений (полной прорубки и частичного разрушения) нити вдоль швейной строчки установленной длины с определенным числом стежков.

Методика оценки прорубаемости ткани при шитье, описанная в «Лабораторном практикуме по материаловедению швейного производства» Б.А. Бузова и др. Легпромиздат, 1991, с.205-207, включает выполнение параллельных машинных строчек без нитки на сложенных вдвое образцах ткани длиной 150 мм каждая и частотой 7 стежков на 1 см с последующим визуальным подсчетом числа разрушенных и поврежденных нитей с помощью увеличительной лупы, при этом в качестве оборудования часто используют стол с матовым стеклом и подсветом.

Прорубаемость П_я, %, относящаяся к явной прорубке, выражается формулой:

П_я, %=100Н _я/К_о,

где Н_я - число полностью разрушенных нитей на всей длине строчки; К_о - число проколов по всей длине строчки.

Прорубаемость П_с, %, относящуюся к скрытой прорубке, определяют после стирки и высушивания образца путем подсчета общего числа поврежденных нитей Н_о за вычетом числа полностью разрушенных Н_я:

П_с, %=100(Н_о -Н_я).

При этом общая прорубаемость П_о, % определяется выражением:

П _о, %=100Н_о/К_о.

Основными недостатками известной методики являются низкая производительность процедуры при высоких трудозатратах и субъективность оценки вследствие визуального подсчета числа прорубленных и поврежденных нитей на длине швейной строчки, а также недостаточная информативность оценок и ограниченные технологические возможности.

Известна (http://www.znaytovar.ru/s/Texnologicheskie_pokazateli_tek.html) методика оценки устойчивости текстильных материалов к проколу иглой, включающая определение числа явных и скрытых повреждений, в соответствии с которой для определения скрытых повреждений полоски из прошитого образца и полоски без машинной строчки испытывают на разрывной машине при зажимной длине 100 мм, фиксируя разрывную нагрузку. Степень повреждения П, % оценивают по изменению значения разрывной нагрузки прошитых образцов по сравнению с контрольными образцами:

П=P_v/Р_рк×100,

где Р_р - разрывная нагрузка прошитых образцов; Р_рк - разрывная нагрузка контрольных образцов (Р _рк=5 даН).

Недостатками известной методики являются недостаточно высокая производительность, субъективность оценки вследствие визуального подсчета числа повреждений, а также недостаточная информативность оценок и ограниченные технологические возможности.

Известен прибор СП-1 (ГОСТ 26006-83 с изменениями 1990 года «Полотна и изделия трикотажные. Методы определения явной и скрытой прорубки»), который взят в качестве наиболее близкого аналога к заявляемому, используемый для экспериментального определения показателя повреждаемости (прорубаемости) нитей текстильных материалов (трикотажных полотен) при выполнении швейной строчки на изделии. Известный прибор содержит подвижные зажимы с прижимными планками, обеспечивающие растяжение образца материала в направлении, параллельном испытуемому шву, шкив для подвешивания груза, обеспечивающего растяжение испытуемого образца материала в направлении, перпендикулярном испытуемому шву, натяжные зажимы и фиксаторы для закрепления натяжных зажимов в исходном положении, шкалу, отображающую установленную амплитуду перемещения подвижных зажимов, счетчик импульсов, показывающий установленное число циклов перемещения. Подсчет числа разрушенных и поврежденных петель осуществляется визуально, преимущественно с использованием лупы.

К недостаткам известного прибора следует отнести низкую производительность проведения испытаний, связанную с продолжительностью подготовительных процедур, включающих ручную подготовку образца с использованием специального шаблона, изготовление образца с «карманом» для груза предварительного натяжения и установка подготовленного образца в прибор, а также необходимость использования дополнительных приспособлений к прибору (специальный шаблон, направляющая линейка). Кроме того, известный прибор не исключает необходимость непосредственного визуального подсчета числа поврежденных и разрушенных петель в области соединительной швейной строчки, в результате чего оценка является субъективной и недостаточно точной.

Задачей изобретения является создание высокопроизводительного устройства с высокой чувствительностью и разрешающей способностью, обеспечивающего объективную оценку повреждаемости (степени прорубаемости) нитей текстильного материала при шитье с учетом вида швейной строчки и характера стежка.

Технический результат изобретения заключается в расширении технологических возможностей и повышении производительности устройства, сокращении времени и трудозатрат на подготовительные процедуры, проведении испытаний и анализе результатов, а также в повышении разрешающей способности и чувствительности, обеспечении точности и объективности оценки.

Указанный технический результат достигается устройством для оценки повреждаемости нитей текстильных материалов при шитье, которое в отличие от известного содержит устанавливаемый на кожухе опоры игловодителя швейной машины оптоэлектронный модуль, снабженный веб-камерой и комплектом оптических линз, смонтированные в рабочей области нитеподатчика швейной машины оптоэлектронные элементы, обеспечивающие синхронизацию информации о формировании стежка швейной строчки и поступающего с веб-камеры изображения, а также компьютер и блок сопряжения, связывающий оптоэлектронные элементы с системным блоком компьютера.

На чертеже наглядно показана структурно-кинематическая схема предлагаемого устройства для оценки повреждаемости нитей текстильных материалов при шитье швейных изделий, которое обеспечивает также анализ вида швейной строчки и частоты ее стежков практически в режиме реального времени.

Автоматизированное устройство, выполненное в виде съемной приставки к швейной машине, в базовом варианте включает оптоэлектронную систему модульного типа (оптоэлектронный модуль) 1 с веб-камерой 2, причем модуль 1 содержит набор оптических линз 3, выполненный с возможностью изменения кратности оптического увеличения следующих структур: а) элементов (нитей) текстильного материала, б) заданного участка швейной строчки и в) стежков при проколе материала иглой 4 для получения их сканированного изображения. Изменение кратности увеличения необходимо при варьировании размерных характеристик структурных элементов материала, длины стежка и скорости процесса петлеобразования.

Устройство содержит оптоэлектронные элементы 5, установленные на корпусе швейной машины в рабочей области нитеподатчика, блок сопряжения 6 оптоэлектронных элементов 5 с системным блоком 7 персонального компьютера, а также каналы передачи результатов исследований в базу данных (на чертеже не показаны).

В состав оптоэлектронного модуля 1 также входят элементы 8 его монтажа к неподвижному кожуху 9 опоры игловодителя 10, т.е. к неподвижной части механизма иглы швейной машины.

Оптоэлектронные элементы 5 служат для синхронизации кинематического цикла работы иглы швейной машины (цикла формирования стежка) и поступающего с веб-камеры изображения, отражающего отсутствие или наличие повреждения нитей исследуемого образца, характер повреждения при его наличии. Оптоэлектронные элементы 5 обеспечивают формирование сигнала петлеобразования, синхронное с отражаемым веб-камерой изображением, и передачу информации в компьютер при каждом рабочем ходе нитеподатчика 11, т.е. для каждого стежка.

Критерием идентификации прорубания либо неполного повреждения нитей сшиваемых образцов, движущихся в номинальном или варьируемом режиме, служит контрастность пикселей (структурных элементов), из которых складывается отображение обрабатываемого участка и непосредственно строчки, прокладываемой иглой швейной машины. Таким образом, каждый пиксель выступает в роли элементарного информативного параметра, совокупность которых характеризует вид швейной строчки и характер стежка сшиваемых образцов текстильного материала, а также степень повреждаемости нитей в процессе шитья изделий в результате прокола иглой.

Устройство работает следующим образом.

После закрепления с помощью монтажных элементов 8 съемного оптоэлектронного модуля 1 на неподвижном кожухе 9 опоры игловодителя 10, размещения образцов материала и фиксации их положения на опорной поверхности рабочего стола швейной машины 12 включают указанный модуль 1 и швейную машину 12 в номинальный режим работы.

При каждом стежке, подтверждаемом импульсным сигналом от оптоэлектронных элементов 5, информация в виде увеличенного оптическими линзами 2 и оптикой веб-камеры 4 соответствующего изображения нитей исследуемого образца материала и данного стежка прокладываемой швейной строчки 13 на сшиваемых образцах 14 по знаку логического совпадения через блок сопряжения 6 поступает в системный блок 7. В соответствии с характером повреждений, устанавливаемых по критерию контрастности, которая является условием различения изображений, полученная информация о прорубании или повреждении нитей текстильных материалов при выполнении швейной строчки направляется компьютером в один из двух массивов данных на электронных носителях процессора.

По заданной программе компьютер выполняет подсчет относительного числа прорубании и скрытых (частичных) повреждений нитей материала иглой швейной машины с записью данных о виде повреждения, характере швейной строчки и виде стежка. Затем в соответствии с наперед заданной длиной швейной строчки он формирует команду прекращения приема информации и по заданному алгоритму рассчитывает искомые показатели для данного участка швейной строчки.

Таким образом, технологические возможности предлагаемого устройства обеспечивают экспресс-метод определения степени повреждения текстильного материала и одновременного исследования процесса петлеобразования швейной строчки.

В условиях реальной эксплуатации предлагаемое устройство, представляющее собой автономный оптоэлектронный модуль, может быть установлено на швейных машинах любого типа для исследования повреждаемости нитей текстильных материалов, а также характера стежков строчки при шитье изделий.