Параметричний синтез та оптимізація параметрів аеродинамічного захоплювача деталей крою з текстилю зі стосу для автоматизованого завантаження швейних машин

Abstract

Автоматизація завантаження швейних машин деталями крою на засадах параметричного синтезу з метою оптимізації процесу поштучного відокремлення від пачки деталей крою аеродинамічним захоплювачем швейного маніпулятора та визначення найбільш раціонального поєднання параметрів, які характеризують критерій оптимізації базування деталей крою з текстилю відносно їх центру мас і одного з конструктивних параметрів аеродинамічної пластини захоплювача швейного маніпулятора. Для оптимізації процесу поштучного відокремлення від пачки деталей крою з текстилю застосована методика теорії планування і аналізу багато факторного експерименту для запропонованого узагальненого показника якості побудованих експериментально-статистичних моделей і для визначення екстримальних значень параметрів процесу поштучного відділення за допомогою аеродинамічного способу та пристрою діади "захоплювач швейного маніпулятора – деталь крою з текстилю" при найбільш раціональному поєднанні значимих параметрів. Для оптимізацію процесу поштучного відокремлення від пачки деталей крою з текстилю аеродинамічним захоплювачем розроблено експериментальну установку і виконано чисельний експеримент. Побудовано графічні номограми двомірних перерізів поверхонь відгуку цільової функції для інженерних розрахунків конструктивних параметрів і робочого процесу аеродинамічного захоплювача швейного маніпулятора завантаження машин деталями крою з текстилю різних груп швейних виробів. Виконано графічну інтерпретацію та чисельні розрахунки отриманих формул та математичних моделей для оптимізації процесу поштучного відділення з пачки текстильних деталей крою за допомогою аеродинамічного способу та пристрою для проектування механіко-технологічної пари "захоплювач швейного маніпулятора – деталь крою з текстилю" при найбільш раціональному поєднанні параметрів, які характеризують процес базування деталей крою з текстилю відносно їх центру мас і один з конструктивних параметрів аеродинамічної пластини захоплювача швейного маніпулятора. Наукова новизна полягає в розкритті закономірностей оптимізація параметрів аеродинамічного захоплювача деталей крою з текстилю зі стосу для автоматизованого завантаження швейних машин за результатами центрального рототабельного композиційного плану експерименту 2-го порядку (ЦРКПЕ-2) при скоригованих нульових рівнях керованих параметрів: p = 1,5 ∙105 Н/м2 (Па), lц = 62,5 мм, lc = 35,0 мм та реалізованої матриці ЦРКПЕ-2 розміром 20х8 (20 серій дослідів по 8 повторень). Виконані статистичні оцінки, які дозволили отримати адекватні процесу поштучного відділення текстильних деталей крою зі стопки математичні моделі 2-го порядку для трьох критеріїв оптимізації 𝑌𝑐, 𝑌к, 𝑌п – тривалості циклу поштучного відділення зі стопки деталей крою з тканин сорочкової костюмної та пальтової груп. Розроблений метод параметричного синтезу для визначення оптимальних параметрів аеродинамічного захоплювача і циклу поштучного відокремлення деталей крою з текстилю зі стосу на підставі теоретичного обґрунтування і експериментального дослідження взаємодії робочого середовища з деталями крою сорочкової, пальтової та костюмної групи.

Automation of loading sewing machines with cut parts on the basis of parametric synthesis in order to optimize the process of individual separation of cut parts from a pack by the aerodynamic grabber of a sewing manipulator and to determine the most rational combination of parameters that characterize the criterion for optimizing the basing of textile cut parts relative to their center of mass and one of the design parameters of the aerodynamic sewing manipulator gripper plates. In order to optimize the process of individual separation of cut textile parts from a bundle, the method of planning theory and analysis of a multi-factor experiment was applied for the proposed generalized indicator of the quality of constructed experimental-statistical models and to determine the extreme values of the parameters of the individual separation process using the aerodynamic method and the dyad device "sewing manipulator grabber – textile cut detail" with the most rational combination of significant parameters. To optimize the process of piece-by-piece separation of textile cut parts from a bundle with an aerodynamic gripper, an experimental setup was developed and a numerical experiment was performed. Graphical nomograms of two-dimensional cross-sections of the response surfaces of the target function for engineering calculations of design parameters and the work process of the aerodynamic gripper of the sewing manipulator for loading machines with cut parts from textiles of various groups of sewing products were constructed. Graphical interpretation and numerical calculations of the obtained formulas and mathematical models were performed to optimize the process of individual separation of textile cut parts from a pack using an aerodynamic method and a device for designing a mechanical-technological pair "sewing manipulator gripper – textile cut part" with the most rational combination of parameters that characterize the process of basing textile cut parts relative to their center of mass and one of the design parameters of the aerodynamic plate of the sewing manipulator gripper. It consists in revealing the regularities of the optimization of the parameters of the aerodynamic grabber of textile cut parts from the stack for automated loading of sewing machines according to the results of the central rotatable composite plan of the 2nd order experiment (TsRKPE-2) at the adjusted zero levels of the controlled parameters p = 1,5 ∙105 Н/м2 (Па), lц = 62,5 мм, lc = 35,0 мм and the realized 20x8 TsRKPE-2 matrix (20 series of experiments with 8 repetitions each). Statistical evaluations were carried out, which made it possible to obtain adequate 2nd-order mathematical models for the process of individual separation of textile cut parts from a stack for three optimization criteria 𝑌𝑐, 𝑌к, 𝑌п – the duration of the cycle of individual separation from a stack of cut parts from shirt suit and coat group fabrics. A method of parametric synthesis was developed to determine the optimal parameters of the aerodynamic grabber and the cycle of individual separation of textile cut parts from the pile based on theoretical justification and experimental research of the interaction of the working environment with the cut parts of the shirt, coat and suit group.