اتوماسیون چرخ های خیاطی در صنعت پوشاک

در دوران باستان مردم با دست هایشان کار می کردند. آنها هر کاری را بدون داشتن هیچ کمکی انجام می دادند. بعدها شروع به انجام کارهای ساده کردند، کم کم ماشین آلاتی مثل چرخ های آبی برای بیرون آوردن آب از چاه ها و کانال ها به خدمت گرفته شدند، از آسیاب های بادی و آبی برای آسیاب ذرت و گندم استفاده می شد.

انسان ها سپس از نیروی حیوانات بهره گرفتند و از قدرت آنها برای به کار انداختن ماشین آلات، وسایل نقلیه و غیره استفاده کردند. در قرن ششم ماشین آلات قادر به انجام بسیاری از کارها بودند. ماشین آلات بخار انرژی مکانیکی را به همه ماشین ها می رساندند. در این زمان انسان ها مجبور شدند ماشین ها را کنترل کنند. کنترل به چه معناست؟کنترل شامل برخی فعالیت ها است که عبارتند از:

•  مشاهده پدیده ها (مثل سرعت ماشین، فشار بخار، دمای آب و غیره)
• محاسبه (یا تصمیم گیری) در مورد فعالیت های مورد نیاز (مثل کاهش یا افزایش مقدار سوخت)
•  تنظیم مناسب دستگاه (مثل تغییر تنظیم شیرهای سوخت)

به طور کلی کنترل شامل 3 بخش است: اندازه گیری، محاسبه، تنظیم. ماشین آلات در طول فرآیند تکامل قدرتمندتر، سریع تر و دقیق تر شدند؛ از این رو دیگر کنترل انسان با وظایف آنها سازگار نبود. در این برهه از زمان کنترل ماشین آلات توسط ماشین های دیگر به یک ضرورت تبدیل شد. این کنترل چیزی است که از آن به اتوماسیون تعبیر می شود.

در واقع مطالبی که گفتیم به سادگی سرگذشت اتوماسیون را به تصویر می کشیدند. ما می توانیم درباره اتوماسیون مطالعه کنیم و قادریم اتوماسیون چرخ های خیاطی مورد استفاده در صنعت پوشاک را اجرایی کنیم. در این زمینه اولین کار تجزیه و تحلیل است و مرحله بعد چیزی نیست به جز یکپارچگی. اتوماسیون چیز غریبی نیست، می توان آن را در زندگی فردی انسان ها، در صنعت، در ماشین آلات و در بسیاری از سیستم های خودکار مشاهده کرد. ما با چنین سیستمی روبرو هستیم که در آن اتوماسیون توسط دستگاه های اتوماتیک ماشین آلات اجرایی می شود.

کنترل خودکار پایه دوخت چرخ های خیاطی صنعتی

محرک نیروی الکترومغناطیسی در یک چرخ خیاطی راسته دوز صنعتی قرار داده شده است. یک سیستم کنترل رایانه محور برای پیاده سازی یا کنترل نیروی سرعت متغیر، کنترل حلقه بسته و یا تقلید از یک سیستم سنتی با نیروی ثابت طراحی شده است. مقدار حداکثر جابه جایی پایه دوخت اندازه گیری می شود و در شرایط دوزندگی مربوطه مورد تجزیه و تحلیل قرار می گیرد، و کیفیت درز نیز ارزیابی می شود. سیستم کنترل پیشنهادی امکان تنظیم اتوماتیک و انطباق نیرو با تمامی حالات دوخت را فراهم می کند، ضمناً حمل و جابه جایی مواد را در سرعت های پایین آسان تر می نماید، بدون اینکه عملکرد تغذیه در سرعت های بالا با تهدید مواجه شود.

در ضمن ممکن است از سیستم کنترل حلقه بسته به عنوان یک سیستم آموزشی برای کنترل موارد وابسته به سرعت استفاده شود. به دلیل نیاز به کنترل مستقیم نیرو یک شیر برقی با نیروی متناسب به جای انواع دیگر محرک انتخاب می شود؛ زیرا در بازه وسیعی، ضربات نیرو با جریان ورودی متناسب است. Wandfluh PI60 حداکثر نیروی اسمی 65 نیوتن، حداکثر ضربه 6 میلی متر و زمان پاسخ پله ای حدود 50 میلی ثانیه را نشان می دهد.

زمان پاسخ در برگه مشخصات فنی ذکر نشده است و مقدار آن توسط تولید کننده مشخص می گردد. این مقدار یک پارامتر اساسی است که حتماً باید در نظر گرفته شود. این پارامتر زمان مورد نیاز محرک بین 10% تا 90% مقدار خروجی نهایی را پس از یک تغییر سریع جریان ورودی اندازه گیری می کند.

با توجه به اینکه سرعت دوخت چرخ خیاطی حداکثر 4000 کوک در دقیقه است، لذا هر کوک حدود 15 میلی ثانیه طول می کشد و این بدان معنی است که محرک تنها پس از 3 کوک قادر است تا به مقدار نهایی دلخواه برسد. ضمناً ممکن است به همین دلیل برای برخی از مشکلات در هنگام تغییرات شدید سرعتی فکری شود. هنوز هم این نوع محرک ها در حال گذراندن آزمایشات اولیه هستند، با این حال در زمان استفاده از شیر برقی نیرو که به صورت مستقیم به میله پایه دوخت متصل شده است نتایج ضعیفی مشاهده می شود؛ به همین دلیل تنظیمات آن اصلاح شده و یک فنر نیز در آن جایگذاری گردیده است.

بنابراین محرک مثل سیستم PFAFF’s SRP قبل از کشش فنر تغییر می کند. در این پیکربندی محرک می تواند حداکثر نیرویی در حدود 33 نیوتن تولید کند. به منظور کنترل سیستمی که در سیستم مهندسی Labview توسعه یافته، یک رایانه به تابلوی جمع آوری اطلاعات و نرم افزار National Instruments PCI-6251 مجهز شده است. در ضمن سیستم مهندسی Labview به دلیل انعطاف پذیری فوق العاده در تولید نمونه اولیه سیستم کنترل کننده به عنوان ابزاری برای توسعه انتخاب گردیده است.

ربات ها

یک ربات ممکن است یک بازوی مکانیکی چند منظوره قابل برنامه ریزی مجدد باشد که برای حرکت دادن مواد، قطعات، ابزارها یا دستگاه های تخصصی از طریق حرکات برنامه ریزی شده متغیر برای انجام کارهای مختلف طراحی شده است.

• حواس انسان: که شامل بینایی، شنوایی، لامسه، چشایی و بویایی است اطلاعات حیاتی را برای زنده ماندن و کار کردن در اختیار ما قرار می دهند.
• حسگرهای رباتیک: پیکربندی / حالت و محیط ربات را مورد ارزیابی قرار می دهند و اطلاعات ارزیابی شده مثل سیگنال های الکتریکی را برای بخش کنترل کننده ربات ارسال می کنند.

ربات ها معمولاً به اطلاعاتی فراتر از 5 حس انسان نیاز دارند: مثلا آنها باید توانایی مشاهده اجسام در تاریکی، تشخیص مقدار کمی تابش مرئی و اندازه گیری حرکتی که در چشم انسان بسیار کوچک یا سریع است را داشته باشند.

1- انتقال رباتیک هوشمند پارچه ها به بخش خیاطی

تولید منسوجات در مقایسه با سایر صنایع مثل اتومبیل سازی، کامپیوتر و موارد دیگر کمتر به سمت مکانیزه و خودکار شدن حرکت کرده است. این تاخیر بیشتر به دلیل انعطاف پذیری و خمش زیاد پارچه ها و تغییر شکل آنها در هنگام حمل است. تنوع زیاد اندازه مواد، نوع، شکل و مشخصات آنها مشکلات مرتبط با وارد کردن اتوماسیون انعطاف پذیر را به صنعت تولید پوشاک افزایش می دهد.

مشخصه سیستم های خودکار به روز، تخصص بالا، نیاز به برنامه ریزی حداقل، انعطاف پذیری محدود در تغییرات و نیاز کمتر به مداخله انسان برای مطابقت با اندازه ها و پارچه های مختلف است. عملیات حمل و انتقال پارچه در صنعت پوشاک به کارهایی مثل جداسازی، دریافت، انتقال، استقرار، تعیین موقعیت، تغذیه و دوخت تقسیم می شود. بسیاری از این کارها به گیرنده های رباتیک محول شده است. این در حالی است که تحقیقات اندکی بر روی تغذیه خودکار مواد به چرخ های خیاطی انجام گردیده است.

2- خط جمع آوری و دوخت اتوماتیک MAGIX

خط Magix امکان اتوماسیون دوخت را در مقیاس بزرگ تری نسبت به خط Multiplex SA فراهم می کند. خط Magix نه تنها کار جمع آوری و دوخت درون خطی را انجام می دهد، بلکه ممکن است به صورت خودکار بسته پارچه های دوخته شده را تخلیه کرده و آنها را به یک پالت پرکن اتوماتیک یا دستگاه آسترزنی منتقل نماید. خط Magix از یک ماشین جمع آوری MX و حداکثر 5 چرخ خیاطی جعبه ای Aster با امکان تخلیه و بارگیری خودکار تشکیل شده است.

ممکن است ماشین های دوخت Aster 180، Aster 220C و Aster 220 S استاندارد یا بزرگ باشند. وجود تعداد زیاد چرخ های خیاطی، به خط Magix این توانایی را می دهد تا به اندازه کافی بسته بندی های کتابی را در دقیقه تامین کند و بدین گونه سریعاً یک منبع برای مقصد بسته ها به صورت اقتصادی ایجاد می شود.
ممکن است تخلیه بخشی از سیستم Magix با مدل های دیگر سیستم های بارگیری خودکار مثلMultiplex SA، Bombax و Bombix ترکیب شود.

دستگاه جمع آوری MX از ماژول های سه ایستگاهی تشکیل شده است که هر کدام توسط سیستم Siemens S7 PLC خود را کنترل می کنند. به همین دلیل ایستگاه ها به صورت متوالی روشن و خاموش می شوند و در مراحل بعدی ماژول های اضافی مستقیماً به روز می گردند. سرعت دستگاه جمع آوری با توجه به ملزومات چرخ های خیاطی به صورت خودکار تغییر می کند. به طوریکه همواره مشخصه های مازاد جمع آوری می شوند. قیف های دستگاه جمع آوری MX مجهز به سیستم تشخیص خطای بارگیری و جمع آوری SignaLynx هستند.

فناوری دید مصنوعی ترکیب شده با اسکن تصاویر حاوی وضوح بالا، سیستم SignaLynx را قادر می سازد تا بدون هیچ مغایرتی حتی مشخصه های متنی را نیز تائید کند. سیستم SignaLynx برای به خاطر آوردن خودکار توالی مشخصه ها فقط به یک کتابچه نیاز دارد. قیف ها تنظیمات متمرکز را براساس طول چرخش مشخصه ها انجام می دهند. گیرنده های استخراج کننده مجهز به سیستم کنترل خودکار ضخامت هستند که می توان از آن برای تشخیص مشخصه های حذف شده و برداشت های مضاعف استفاده کرد.

پله های کوچک به اپراتور این امکان را می دهد تا به سادگی به سمت مقابل دستگاه جمع آوری برود. هنگام تحویل موارد جمع آوری شده، بسته های جمع آوری شده در قالب بسته هایی با ضخامت 100 میلیمتر انباشته می شوند. ایستگاه لایه برداری نیازی به تنظیم ندارد و به واسطه پنجره های بزرگش دید خوبی دارد. بسته های مشخصه بین کانال های حمل و نقل توزیع می شوند و به سمت چرخ های خیاطی منتقل می گردند.

مشخصه ها انباشته شده و در موقعیتی عمودی نسبت به موقعیت چرخشی خود حمل می شوند، بنابراین دیگر ریسک علامت گذاری وجود ندارد. نهایتاً مشخصه ها به قیف های چرخ های خیاطی حمل گردیده و در صورت لزوم به صورت خودکار بارگیری می شوند.