Автоматизация швейного производства на базе лазерной обработки материалов

Изучив возможное™ применения САПР с целью разработки прикладной программы по формированию внешнего облика подростка, можно сделать вывод о том, что система обеспечивает заказчику наглядность проектируемого изделия и позволяет точно охарактеризовать внешнюю форму фигуры заказчика.

Для подростка имеет большое значение возможность "увидеть" себя со стороны, объективно оценить достоинства и недостатки своей фигуры. В этом возрасте появляется повышенный интерес к своему внешнему виду, своей фигуре. Это возраст самосознания, поиска, когда из-за отсутствия сложившихся потребностей и привычек у подростков очень часто меняются вкусы. [4] Влияние взрослых уже не так важно и подросток может сам принимать решения.

Задача специалистов, занимающихся моделированием и конструированием одежды, состоит в том, чтобы помочь подростку грамотно выразить свое "я" посредством одежды.

В то же время, говоря о формировании облика недостаточно рассматривать только одежду, цельная картина складывается из множества составляющих: это и прическа, макияж, обувь, аксессуары. Необходимо научить подростка умению рационально составлять свой гардероб.

С целью определения значимых показателей при формировании внешнего образа подростка было проведено социологическое исследование подростков 15-18 лет. Опрос показал, что при формировании задания дизайнеру необходимо учесть следующие факторы: пол

возраст

характеристика внешней формы тела психологические особенности подростка цветотип его внешности ситуация потребления

В. В. ПЛАСТИНИН М. А. ЧИЖИК Ю. Н. ВОЛКОВА

Омский государственный институт сервиса

УДК 687:678.029.42

Одним из перспективных направлений комплексной автоматизации процесса изготовления изделий одежды является внедрение новых, нетрадиционных для швейного производства технологий обработки материалов. Требование мобильности и производительности удовлетворяется при создании гибких автоматизированных производств. Ускоренное внедрение новых интенсифицированных технологических процессов, техническое перевооружение легкой промышленности, в том числе и одной из её составных частей - швейной отрасли, невозможно без использования современного высокопроизводительного оборудования и средств вычислительной техники, комплексной механизации и автоматизации. Реализация этой задачи возможна на основе применения на швейных предприятиях прогрессивной технологии, не уступающей мировому уровню, и высокой степени организации производства.

сведения об имеющемся и желательном гардеробе.

По мнению авторов, разработка программы по формированию внешнего образа подростка нашла бы практическое применение а школах для повышения уровня эстетического воспитания подрастающего поколения, малых предприятиях и ателье, торгующих организациях, специализирующихся на одежде для подростков.

Литература

1. Новые возможности совершенствования процессов конструирования, предоставляемые САПР "Грация"/ Булатова Е.Б. Гладкова J1.Г. Журавлева Л.Г.// Швейная промышленность, 2000. - № 5,- с. 38-40.

2. Бескоровайная Г.П. Коблякова Е.Б. Конструирование женского пальто на фигуры различного телосложения.-М.: Легпромбытиздат 1990. -128 с.

3. Козлова Т.В. Степучев RA. Петушкова Г.И. Рытвин-ская Л.Б. Рыбкина Е.А. Яковлева Н.Б. Основы теории проектирования костюма: учебник для вузов/ под редакцией Т.В. Козловой .- М.: Легпромбытиздат, 1998. - 352 с.

4. Бескоровайная Г.П. Куренова C.B. Проектирование детской одежды //Учебное пособие для студентов вузов/ под общей редакцией Бескоровайной Г.П - М: Мастерство, 2000. - 96 с.

5. Информационный портал легкой промышленности http://legprominfo. ru/.

АБДУЛИН Султан Файзрахманович, доктор технических наук, профессор.

КОЛОКОЛОВ Александр Александрович, доктор физико-математических наук, профессор. КОРОБОВА Антонина Брониславовна, кандидат технических наук, доцент, декан художественно-технологического факультета.

КУЗНЕЦОВА Елена Ивановна, аспирант кафедры КШИ.

Значительный интерес в этой области может представлять использование лазерной технологии, которая в настоящее время нашла широкое применение в обработке различного рода материалов. Этому способствуют уникальные свойства лазерного излучения - монохроматичность, высокая когерентность, малая расходимость луча и высокая плотность мощности излучения [1,2]. Области применения лазерной техники расширяются за счет многообразия ее конструкций и возможности гибкого управления параметрами технологического процесса.

Следует отметить, что в производстве изделий из текстильных материалов лазерная технология нашла применение для раскроя и соединения деталей методом сварки, для гравирования рисунков, фиксирования красителей, для упрочнения текстильных нитей на стадии подготовки к ткачеству. Однако возможности лазерной технологии в швейном производстве мало изучены и до

АВТОМАТИЗАЦИЯ ШВЕЙНОГО ПРОИЗВОДСТВА НА БАЗЕ ЛАЗЕРНОЙ ОБРАБОТКИ МАТЕРИАЛОВ_

В СТАТЬЕ РАССМАТРИВАЮТСЯ ВОЗМОЖНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ ЛАЗЕРНОЙ ТЕХНОЛОГИИ В ШВЕЙНОМ ПРОИЗВОДСТВЕ ДЛЯ РАЗЛИЧНЫХ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ, ПРЕДСТАВЛЕНА КЛАССИФИКАЦИЯ ФАКТОРОВ, ВЛИЯЮЩИХ НА ПРОЦЕСС ОБРАБОТКИ ТЕКСТИЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ ЛАЗЕРНЫМ ИЗЛУЧЕНИЕМ.

конца не раскрыты, а исследований в этой области недостаточно.

Вместе с тем последние достижения других отраслей промышленности в области исследований процессов лазерной обработки материалов дают основание утверждать, что лазерная технология позволяет обеспечить высокую степень автоматизации технологического процесса за счет применения координатных устройств перемещения луча и детали и числового представления программы движения луча, включая весь цикл работы. Способность лазерного излучения расходовать лишь часть энергии благодаря использованию специальных зеркальных систем позволяет создавать параллельные методы обработки, расщеплять луч на несколько лучей и использовать их одновременно для нескольких операций - резки, сварки и поверхностной модификации.

Применение лазерной технологии возможно на всех стадиях производства швейных изделий от снятия размерных признаков и отделки текстильного материала до окончательной отделки уже готового изделия.

Преимущество метода лазерной обработки заключается в отсутствии химических превращений на обрабатываемой поверхности и неизменности химического состава материалов. Вместе с тем отсутствует механическое воздействие на обрабатываемый материал, что исключает его деформацию и повреждение.

Локальность обработки обуславливает сохранение большей части детали в ненагретом состоянии, т.е. лазерная обработка отдельного участка детали не влечет изменения свойств прилежащих участков. Еще одним достоинством метода лазерной обработки является возможность осуществлять точную глубину обработки благодаря свойству лазерного луча дозировать вводимую энергию со сколь угодно малым диапазоном и в довольно широких энергетических пределах.[1,2]

Сегодня лазерное излучение применяется для резки металлов, древесных материалов, неметаллов и труднообрабатываемых материалов (оргстекла, фторопласта, полиэтилена, поливинилхпорида до 2 мм, асбоцемента, базальтовых тканей, тканей для бронежилетов, кожи, картона, керамики, ситалла, ковров и текстиля). Лазерная технология используется при нанесении размерных шкал на мерительный инструмент, пробивки отверстий диаметром 0,2-1,2 мм при толщине материала до 3 мм. Воздействие лазерного излучения на поверхность сплавов позволяет получить глубину упрочнения до 1,5 мм, такой обработке подвергаются детали, работающие в условиях износа. С помощью легирования и наплавки на поверхности сплавов получают слои с уникальными свойствами: высокой износостойкостью, теплостойкостью и т.д.

На сегодняшний день широко применяется лазерная стереолитография, (де суть состоит в послойном изготовлении вещественных копий компьютерных образцов деталей, формируемых с помощью пакетов трехмерной графики. Применение лазерная технология нашла и в медицине.

Таким образом, теория и практика лазерной обработке материалов подтверждает огромные возможности лазерных технологических процессов, которые позволяют эффективно решать крупные производственные задачи.

При этом независимо от типа и назначения применяемых лазеров установки имеют общую структурную схему (рис.1).

Для обработки материалов в легкой промышленности в основном используют твердотельные и газовые лазеры. В твердотельных лазерах генерация излучения осуществляется в твердом активном элементе, в качестве которого используют стержни из кристалла искусственного рубина, стекла с примесью редкоземельного элемента неодима или иттрий-аллюминиевогб фаната с добавкой неодима.

В газовых лазерах в качестве активной среды используют различные газы и смеси газов. Наиболее прием-

Рис.'!. Принципиальная схема лазерной установки:

1-технологический лазер; 2-лазерное излучение;

3-оптическая система; 4-обрабатываемый материал; 5-устройство для закрепления и перемещения материала;

6-датчики параметров технологического процесса;

7-программное устройство;

8-датчнки параметров излучения.

лемым для обработки текстильных материалов является С02-лазер, т.к. в области их излучения (10,6 мкм) текстильные материалы имеют максимальный коэффициент поглощения (а = 66-94%) и цвет тканей не оказывает влияния на оптические характеристики.

Для эффективного использования технологического процесса лазерной обработки в швейном производстве и его математического описания необходимо иметь ясное представление об основных факторах, влияющих на процесс и их взаимосвязи.

На основании проведенных исследований авторами была предложена классификация факторов (рис.2), влияющих на процесс обработки текстильных материалов лазерным излучением. Взаимодействие лазерного излучения с материалами представляет собой сложный процесс с точки зрения восприятия излучения материалом, поэтому факторы, влияющие на процесс обработки, разделяют на две фуппы.

Первая группа - это факторы, зависящие от свойств обрабатываемых материалов. Установлено, что площадь зоны обработки и ее качественные характеристики во многом определяются структурными параметрами обрабатываемого материала, такими, как структура, плотность и толщина материала.

Из других свойств обрабатываемых текстильных материалов, влияющих на процесс обработки, следует выделить теплофизические свойства, такие, как теплоемкость, теплопроводность и температуру плавления, и оптические свойства - коэффициенты поглощения, пропускания и отражения.

Вторая фуппа факторов - это параметры режимов обработки. Следует отметить, что одни из параметров задаются непосредственно в технологическом процессе и являются основными, другие используются наряду с основными и характеризуют их взаимодействие (так называемые производные параметры). Кроме того, существуют технологические приемы, способствующие повышению показателей качества, при осуществлении которых появляются дополнительные вспомогательные параметры.

Анализ факторов, выявленных в результате изучения процесса взаимодействия лазерного излучения с текстильными материалами, позволил выделить основные, оказывающие влияние на процесс обработки. При этом следует отметить, что первостепенное значение имеют основные параметры режимов лазерной обработки, которые являются регулируемыми, и изменяя значения этих параметров, можно достичь желаемого результата при различном их сочетании. [3, 4, 5]

При разработке технологии лазерной обработки деталей швейных изделий, обеспечивающей получение мате-

_I

Свойства материалов

Параметры режимов обработки

Теплофизические: теплопроводность, теплоемкость температура плавления

Основные

Оптические: коэффициенты поглощения пропускания, отражения

Структура и плотность материала

Толщина материала

Мощность излучения

Время воздействия

Параметры фокусирующей системы

Зазор между срезом сопла и поверхностью обрабатываемого материала

Давление газа

Сварочное давление

Свойства материала подложки

Рис. 2. Классификация факторов, влияющих на процесс обработки текстильных материалов лазерным излучением.

риалов и соединений с заданными свойствами, необходимо установить взаимосвязь основных параметров режимов процесса с критериями качества. Оптимизация параметров режимов по критериям качества является главной задачей при выборе режимов любого технологического процесса.

Анализ методов моделирования процессов лазерного воздействия на текстильные материалы показал, что моделирование интенсивно используется в последнее время, причем развитие идет в направлении более полного учета факторов и нелинейных явлений. Следует отметить, что различные авторы расходятся в решении этого вопроса, так как общих и универсальных способов построения математических моделей не существует и в любом частном случае модель формируется исходя из цели и задачи требуемой точности решения.

В настоящее время ведется построение математической модели процесса соединений текстильных материалов методом сварки и процесса поверхностной обработки текстильных материалов лазерным излучением. На наш взгляд, весьма актуальной является задача нелинейного программирования, решая ее, можно получить оптимальные режимы работы лазера. Для решения задач такого типа существует значительное число алгоритмов [6], решение задачи будет выполнено с помощью программы, разработанной в лаборатории дискретной оптимизации Омского филиала Института математики, им. С.Л. Соболева СОРАН.

Литература

1. Лазерная и электронно - лучевая обработка материалов: Справочник // H.H. Рыкалин, A.A. Углов, И.В. Зуев и др, - М.: Машиностроение, 1985. - 494 с.

2. Григорьянц А.Г., Шиганов И.Н. Оборудование и технология лазерной обработки материалов. Учеб. для ПТУ. - М.: Высшая школа, 1990. - 159 с.

3. Чижик М.А. Прогнозирование свойств соединений деталей швейных изделий, выполненных методом лазерной сварки: Дис... канд. техн. наук. - Л., 1995. - 247 с.

4. Сухова Т.Н. Разработка технологии сварки материалов для швейных изделий. Дис... канд. техн. наук. -1990. - 187 с.

5. Бородай Н.В. Исследование оптических характеристик материалов (тканей) в естественном и поляризованном свете. Автореф. Дис...канд. техн. наук. -М., 1983. -23 с.

6. Еремеев A.B., Заозерская Л .А., Колоколов A.A. Задача о покрытии множества: сложность, алгоритмы, экспериментальные исследования II Дискретный анализ и исследования операций. 2000. Сер. 2,Т.7. С. 22-46.

ПЛАСТИНИН Василий Васильевич, доктор физико-математических наук, профессор.

ЧИЖИК Маргарита Анатольевна, кандидат технических наук, доцент кафедры конструирования швейных изделий. ВОЛКОВА Юлия Николаевна, аспирант кафедры конструирования швейных изделий.