7.4. Вышивальные полуавтоматы

Кому не приходилось любоваться ярко расшитыми сарафанами, жилетами, скатертями, салфетками. На протяжении многих веков вышивка служит органической составной частью одежды и интерьера. Искусно расшитый обыкновенный холст и роскошный бархат становятся одинаково бесценны.

Вышивальные машины относятся к оборудованию для отделки изделий. Они разделяются на машины для одноцветной вышивки и многоцветной вышивки. В одноцветных машинах не предусмотрена автоматическая смена цвета нити при выполнении рисунка. В проспектах зарубежных фирм такие машины определены как машины для выполнения монограмм: букв, цифр, мелких рисунков и т.д. Зарубежными фирмами выпускаются для одноцветной вышивки одно и двухголовочные полуавтоматы. Примером могут служить полуавтоматы классов Г800, Г812, Г900 фирмы «Пфафф», BAS46, BAS361, BAS350 фирмы «Бразер» и др. Поле обработки в них достигает 600x250 мм. Максимальная длина стежка 12,6 мм. Частота вращения главного вала 1100 об/мин. Технологические возможности машин такие же, как машин для многоцветной вышивки.

Многоцветная вышивка широко используется для отделки швейных изделий, для нанесения рисунка на полотна ткани или трикотажа. До недавнего времени выполнялась на одноигольных машинах путем ручной перезаправки нитей разного цвета. В настоящее время фирмами «Бурудан», «Таджима», «Хираока Коге Ко» (Япония), «Пфафф», «Бразер» и другими разработан ряд модификаций оборудования для многоцветной вышивки. Характерная особенность этих машин наличие нескольких игл (от 5ти до 9ти в зависимости от конструкции), в которые заправляются нити разного цвета. Смена нити осуществляется автоматически путем включения или отключения игл. Выполняется многоцветная вышивка на одно, двух и многоголовочных (до 28 головок) полуавтоматах.

Все вышивальные полуавтоматы оснащаются системами микропроцессорного управления головками, двигателем ткани, устройствами для смены нити. В качестве исполнительного транспортирующего устройства используются специальные рамы или пяльцы. Программоноситель гибкий магнитный диск.

8. Классификация полуавтоматов по типу системы управления

Одной из основных задач при проектировании машин автоматического действия является правильный выбор системы управления. Рациональная система управления характеризуется малым количеством элементов и позволяет снизить энергоемкость и металлоемкость машины, повысить ее надежность и производительность, а также улучшить условия труда. Системы управления можно разделить по степени централизации на централизованные, децентрализованные и смешанные.

В централизованной или программной системе управления рабочие органы машины управляются центральным командным устройством. Необходимая последовательность, скорость и величина перемещения рабочих органов устанавливается, рассчитывается и фиксируется в соответствующих хранителях (кулачках, перфоленте, магнитном диске) и затем вводится в командоаппарат или на распределительный вал машины, которые обеспечивают выполнение соответствующей работы.

В децентрализованной системе управления рабочими органами машины или технологическим процессом осуществляется с помощью датчиков, которые последовательно включают или выключают рабочие органы. К децентрализованным системам относятся системы с путевым управлением и следящие системы.

Смешанная система управления является комбинацией первых двух систем. Здесь управление некоторыми элементами цикла осуществляется как в децентрализованной системе, а остальными элементами- от центрального командного устройства.

Строгого разделения полуавтоматов по системам управления осуществить невозможно. В системах управления почти всех петельных полуавтоматов присутствуют элементы разных типов. Поэтому системы управления большинства полуавтоматов относятся к смешанному типу. Однако по преобладающим признакам можно выделить полуавтоматы, принадлежащие к централизованной (с распределительными валами, с программным управлением) и децентрализованной (путевого управления) системам управления.

Полуавтоматы с распределительными валами содержат механизмы иглы, нитепритягивателя, челнока или петлителя, механизм зигзага или подачи материала, распределительный вал с программоносителем в виде набора кулачков. За цикл выполнения технологической операции программоноситель совершает один полный оборот, причем, все необходимые команды на включение и выключение механизмов полуавтоматов в определенные моменты цикла осуществляются от кулачков (класс 1601 фирмы “Некки”, класс 556 фирмы “Дюркопп”, авторское свидетельство N616351 (Россия)) [ ]. Ведущими звеньями в полуавтоматах с распределительными валами являются кулачки. Ввиду сложности их изготовления, полуавтоматы с распределительными валами имеют высокую стоимость. Также они требуют длительной регулировки и наладки при изменении параметров строчки, что ограничивает их применение в условиях частой смены ассортимента обрабатываемых изделий. К недостаткам конструкций полуавтоматов с распределительными валами следует отнести также необходимость перерегулировки положения кулачков программоносителя при изменении числа стежков в строчке, раздельная и зависимая регулировка ее параметров, невозможность переналадки полуавтомата на изготовление строчки другого вида, большие нагрузки на кулачок механизма перемещения материала, что неблагоприятно сказывается на долговечности и надежности полуавтомата.

Система путевого управления обеспечивает заданные тактограммой состояния рабочих инструментов полуавтомата на протяжении кинематического цикла его работы. Информация о состоянии рабочего органа полуавтомата поступает в систему управления от путевых переключателей. Швейные полуавтоматы относятся к типу швейных машин, в которых цикл работы коротковременный, циклограмма машины сложная и содержит много механизмов, последовательно вступающих в действие. В таких машинах целесообразно применять механическую систему путевого управления.

Примером полуавтомата с механической системой путевого управления может служить петельный полуавтомат 811 класса фирмы “Минерва” (204 кл. ПМЗ) [ ]. В указанном петельном полуавтомате продвижение ткани осуществляется в двух направлениях- вдоль и поперек платформы с помощью подвижной каретки продвижения. Для изменения направления продвижения используются путевые переключатели, роль которых выполняют механические упоры, ползун-переключатель в роликовой обгонной муфте. Кинематическая схема и подробное описание работы маханизма продвижения материала петельного полуавтомата 811 класса фирмы “Минерва” дано в подразделе 10.2 настоящего пособия.

Недостатком систем путевого управления является наличие ударов при изменении направления движения рабочего органа и связанные с ними шум при работе машины, скоростные ограничения, снижение долговечности механизмов.

Полуавтоматы с числовым программным управлением обладают значительно большими технологическими возможностями, чем полуавтоматы с распределительными валами или путевым управлением. Использование в полуавтоматах числового программного управления позволяет в 1,5-2 раза повысить их скорость, а следовательно производительность. В системах числового программного управления применяются шаговые электродвигатели и двигатели постоянного тока. В приводах механизмов швейных полуавтоматов более широкое применение нашли шаговые электродвигатели [ ]. Основное отличие шагового привода от приводов непрерывного действия- способность осуществлять точные перемещения с фиксацией конечной координаты пути без накопления ошибки. Причем, шаговый привод выполняет функцию суммирования команд, поданных на вход коммутатора, вследствие чего, он наиболее приспособлен для работы с управлением от ЭВМ. По принципу действия шаговый двигатель представляет собой дискретный синхронный двигатель, ротор которого поворачивается дискретно после каждого импульса на входе системы управления и остается неподвижным, когда импульсы не поступают. Статическая точность шагового электропривода лежит в пределах одного шага шагового двигателя, следовательно, задача получения требуемой для полуавтомата точности перемещения материала может быть решена при использовании шагового электропривода. Улучшение устойчивости, качества движения и точностных показателей может быть достигнуто электрическим дроблением шага.

Известны закрепочные, петельные, вышивальные и другие полуавтоматы с микропроцессорным управлением для выполнения строчек сложного контура [ ]. Эти полуавтоматы содержат механизмы иглы, петлителя (челнока), ножа, механизм подачи материала, включающий держатель материала с прижимным механизмом, связанный с координатным столом, имеющим возможность перемещения в горизонтальной плоскости в двух взаимно-перпендикулярных направлениях X и Y, два шаговых электродвигателя, средства кинематической связи шаговых электродвигателей с координатным столом, блок микропроцессорного управления.

Микропроцессорное управление позволяет иметь набор программ для изготовления строчек практически с любыми требуемыми размерами, что дает возможность быстро переходить на обработку строчек с другими параметрами при смене пошиваемых изделий. Не представляет также никаких проблем изменение формы закрепок, вида выполняемых петель, контура рисунка, что невозможно при кулачковой системе управления. Все перечисленные достоинства делают полуавтоматы с микропроцессорным управлением незаменимыми для предприятий с частой сменой ассортимента изделий.

По конструктивным особенностям передачи, преобразующие вращательное движение приводного устройства в прямолинейное движение координатного устройства или качательное движение игловодителя с иглой различают:

 рычажные,

 зубчатые,

 реечные,

 с гибкой связью,

 комбинированные.

Использование зубчатой передачи в средстве кинематической связи шагового электродвигателя с исполнительным инструментом из-за необходимости высокой точности изготовления и монтажа повышает возможность возникновения вибраций и шума при работе полуавтомата, что ухудшает условия его эксплуатации, приводит к увеличению утомляемости оператора, снижению производительности труда, неблагоприятно сказывается на долговечности и надежности полуавтомата.

Привод исполнительного инструмента с гибкой связью, состоящий из подвижных блоков и гибкого тросика также имеет ряд недостатков. Основным недостатком 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, малоинерционностью, но имеется проскальзывание и деформируемость, что снижает качество выполняемой операции.

Наиболее предпочтительными являются рычажные передаточные механизмы. Благодаря небольшой массе звеньев рычажного механизма снижаются инерционные нагрузки в механизмах, что повышает их долговечность и надежность, позволяет увеличить скоростной режим полуавтомата, а следовательно, и его производительность. К тому же, благодаря жесткости рычажной передачи, достигается постоянное передаточное число, обеспечивающее необходимую точность перемещения исполнительного инструмента, что способствует улучшению качества обработки. Простота изготовления и монтажа рычажного механизма благоприятно сказывается на эксплуатационных характеристиках полуавтомата.