УДК 685.31.65.011

НОВЫЙ СПОСОБ ДЛЯ АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ КОНТУРНОЙ ОБРАБОТКИ ДЕТАЛЕЙ ОБУВИ

Баубеков С.Д. - Таразский инновационно - гуманитарный университет, д.т.н., профессор; Таукебаева К.С., Таукебаева Т.Д. №53 СШ г.Тараз,

Качество процесса шитья во многом зависит от правильной ориентации изделия относительно рабочих инструментов швейной машины. Создание СМК улучшает не только качество шитья, но и повышает производительность труда, дает социальный эффект, освобождая руки оператора во время выполнения операций шитья [1]. Так как основной технологический процесс – контурная обработка деталей изделия, который осуществляется с участием ФТОУ различных типов, от них зависит точность сборки изделия.

Среди многообразия технологических операций обувного производства большое место занимают сборочные операции. Их автоматизация является большим резервом роста производительности труда.

Наибольшую сложность среди сборочных операций представляет выполнение настрочных швов по краю детали, расстояния которых от края по технологическим требованиям составляет 1.0¸1.5 мм, с допускаемой погрешностью, например, для модельной обуви ± 0.2 мм [1].

В то же время точность обработки на автоматическом оборудовании определяется, помимо прочего, величиной отклонения линейных размеров, поступающих на обработку деталей от заданных. По ГОСТу 179-51 на гражданскую обувь это отклонение должно лежать в пределах ± 0.1 мм. Однако в работе [1] отмечается, что величина отклонения детали от шаблона непостоянна и колеблется для берца размером 24.5/мод.01428/ в пределах ± 0.35¸2.28мм, а для размеров 29 - ± 0.13 ¸ 1.74 мм. В работе [1] исследованы причины возникновения этих отклонений. Например, представлены результаты контрольных замеров резаков и деталей верха обуви, вырубленных из хромовых и юфтевых кож. В семи выборках из сорока наблюдались случаи, когда общий разброс размеров превышал 2,0 мм. Кроме того, в производстве в связи с изменением влажности в цехах и по другим причинам, даже при строгом соблюдении линейных размеров деталей при их изготовлении, неизбежна ошибка в линейных размерах собранной заготовки верха /без учета ошибок выполнения операций строчки, которая теоретически составляет не менее ± 2.0 мм. Поскольку при разработке механизма автоматического ориентирования обрабатываемых деталей необходимо обеспечить заданную технологическими требованиями точность, становится очевидной трудность создания такого механизма. Необходимо также учесть следующие требования, влияющие на качество выполнения операции: транспортирующие органы машины не должны оставлять след на заготовке, должны обеспечивать ориентирование и перемещение деталей с краем различной кривизны по знаку и модулю, т.е. обладать достаточной технологической гибкостью. Механизм должен быть максимально прост по конструкции и надежен в работе [2]. Помимо этого, необходимо учитывать и ряд параметров, определяющих экономическую эффективность машины в целом. Основными из них являются: объем капиталовложений, себестоимость, производительность, количество высвобождаемой рабочей силы, срок окупаемости.

Проведенный анализ технологических требований к механизмам для ориентирования и перемещения деталей позволяет перейти к обзору конструкций существующих видов механизмов и сравнительному анализу их характеристик.

Особенности конструкции и работы устройств для автоматизации ориентирования и перемещения сшиваемых деталей, а также рабочих инструментов относительно них, достаточно широко освещены в работе [1], где авторы рассматривают целесообразность применения тех или иных устройств для конкретных задач по контурной обработке в основном текстильных материалов.

В МГУДе (Россия) разрабатываются и исследуются швейные полуавтоматы, оснащенные различными следящими системами, предназначенные для выполнения краевых строчек на заготовках верха обуви. Это фотоэлектрическая следящая система, фотоэлектрическая с использованием стекловолоконной оптики, пневмогидравлическая, механическая следящая система [1].

Применительно к кожевенным деталям эти вопросы рассмотрены в работе [1].

В работе [1] большое количество типов выпускаемых машин-автоматов классифицировано с учетом обобщенно-функциональных признаков, где отмечено, что степень универсальности машин-автоматов во многом определяется используемой системой управления.

Так, в работе [1] исследованы и разработаны устройства с применением ЧПУ, обеспечивающие выполнение краевых строчек; полуавтомат с применением кулачковых систем; центроидные механизмы с фиксированием деталей в кассете; полуавтомат с гибкими, стальными шаблонами и ленточным транспортером, перемещающим детали; полуавтоматов, оснащенных мобильными системами циклового программного управления.

Среди систем управления, используемых в швейных полуавтоматах, оснащенных механизмами автоматической ориентации обрабатываемых деталей, чаще всего используются два типа систем управления /СУ/ - системы ЧПУ и следящие системы [1].

Системы ЧПУ удовлетворяют практически всем требованиям, предъявляемым к СУ механизмов для ориентации деталей. Они мобильны, универсальны. Но одним из недостатков, тормозящих их широкое применение, являются сложность конструкции и высокая стоимость /стоимость машины типа АСВ-А /США/ составляет 70000 долларов [1].

Существенным недостатком всех автоматов с ЧПУ является необходимость точной установки детали в кассете или в зажиме перед обработкой, что вызывает потери времени при заправке, а также неспособность компенсировать погрешность в линейных размерах деталей, поступающих на обработку, о которой сказано выше.

Следящие системы лишены этих недостатков, однако широкому использованию полуавтоматов, оснащенных следящими системами, препятствуют сложность, недостаточная надежность в работе и ограниченные технологические возможности устройств ориентации, оснащенных такими СУ. Что касается разработанных к настоящему времени устройств ориентации, можно отметить, что основными из используемых в них способов ориентации обрабатываемых деталей являются:

-поступательное перемещение, включая перемещение по двум
координатам; - вращение относительно неподвижной оси; - вращение

относительно подвижной оси.

Наиболее распространенным способом ориентации детали относительно рабочих органов машины является ее поворот вокруг мгновенного центра вращения /МЦВ/ [1], который реализуется в двух вариантах:

- поворот относительно МЦВ, лежащих вне зоны взаимодействия рабочего инструмента с деталью;

- поворот относительно МЦВ, лежащих в зоне взаимодействия.
Данный способ представляется нам наиболее перспективным, тем более, что в ряде случаев он позволяет устройству ориентации обойтись без системы управления - преимущества, обусловленные данным обстоятельством, сомнений не вызывают. Исходя из изложенного, нами предлагается способ перемещения и ориентирования деталей при выполнении настрочных швов [2], который состоит в следующем. Деталь перемещается двумя рабочими инструментами, одним из которых являются ролики С, а вторым – игла В, причем игла расположена на перпендикуляре к направлению перемещения детали роликами и скорость ее линейного перемещения (при отклонении) в несколько раз превышает скорость перемещения детали роликами (рис. 1). Вследствие указанной разности скоростей, а также того, что ролики имеют фрикционный привод, перемещение детали сопровождается ее поворотом до расположенного в рабочей зоне упора А. Способ может быть реализован в двух вариантах - при непрерывном или стартстопном вращении роликов.

Машина в таком случае может иметь ведущий и ведомый или два ведущих старт - стопно или непрерывно движущихся транспортирующих ролика, иглу, отклоняющуюся вдоль строчки и упор. При этом величина отклонения иглы вдоль строчки регулируется автономно, т.е. независимо от величины перемещения детали транспортирующими роликами. Для уменьшения деформаций края детали и уменьшения проскальзывания поверхности роликов относительно детали транспортирующие ролики снабжены фрикционной передачей.

Рисунок 16 - Способ контурной обработки деталей при их сборке.

Здесь ориентирование и перемещение сшиваемых деталей /детали/ осуществляется иглой В, перемещающей деталь прямолинейно, на неизменную величину υ_В и парой /двумя парами/ роликов С , υ_С, причем величина перемещения иглой υ_В < υ_С / в случае вогнутого контура детали/, так и меньше υ_В > υ_С /в случае выпуклого контура/, что обеспечивает поворот детали относительно МЦВ Р, меняющего свое положение в зависимости от кривизны контура детали.

Данная машина содержит два упора, которые обеспечивают постоянные припуски деталей и исключают выход строчек за край деталей. Нижний упор А₂ смонтирован на игольной пластине слева, а верхний А₁ – на разделительной пластинке справа от роликов С₁ и С₂. При этом положение каждого из упоров может регулироваться вдоль строчки и по высоте. Таким образом, упоры А₁ и А₂ смещены относительно оси вращения роликов в сторону, противоположнную скорости поступательного движения деталей, и расположены на нормалях ( n – n) к контурам деталей, повернутых от линии ( к – к ) на угол α ( для верхней детали – по часовой стрелке, а для нижней – против часовой стрелки). Разделительная пластинка смонтирована на лапке (или на платформе машины). Величина давления пластинки на нижнюю деталь регулируется пластинчатой пружиной с помощью винта.

Устройство работает следующим образом. Нижняя деталь Д₁ (см. Рис.1) укладывается на игольной пластине и её край совмещается с упором А₁, а верхняя деталь Д₂ – на разделительной пластинке, и её край совмещается с упором А₂ . Затем опускается верхний ролик (на рис.1–точка С), который прижимает верхнюю деталь Д₂ к разделительной пластинке. Давление через разделительную пластинку передаётся на нижнюю деталь Д₁, вследствие чего она прижимается к нижнему ролику. Перемещение деталей Д₁ и Д₂ осуществляется роликами и иглой, причем, величина перемещения детали нижним роликам в 3-5 раз больше, а величина перемещения верхней детали верхним роликам в 3-5 раз меньше, чем перемещения деталей иглой. Это достигается за счёт соответствующего расположения коромысла на валу механизма отклонения иглы и увеличения передаточного отношения зубчатой пары в цепи верхнего ролика. В результате деталь Д₁ поворачивается вокруг мгновенного центра вращения Р₁ по часовой стрелке, а деталь Д₂ – вокруг центра Р₂ в противоположенную сторону, что приводит к их соприкосновению с упорами А₁ и А₂. Силы давления деталей Д₁ и Д₂ на упоры А₁ и А₂ могут быть изменены путём регулирования предварительной деформации пружин тормозных устройств, создающих постоянные моменты сопротивления вращению роликов при разных величинах их проскальзывания. В результате выполняется контурная строчка на деталях, соединяемых внакладку, без предварительного скрепления.

Таким образом, вследствие разных величин перемещения деталей иглой и роликами, наличия упоров, тормозных устройств, разделительной пластинки, уменьшения ширины нижнего ролика и изменения конструкции игольной пластины обеспечивается эквидистантность строчки краям обеих деталей, минимальный припуск на накладку при их сборке и предохраняются от чрезмерной деформации края деталей.

Использованная литература:

1. Баубеков С.Д., Таукебаева К.С. Немеребаев М.Н. Машинатанудағы инновациялар. Оқу құралы Тараз, Х.А.Ясави ҚТХУ Тараз институты типографиясы, 2009.- 304 б.

2. Баубеков С.Д., Таукебаева К.С., Казахбаев С.З. Способ принудидельной сборки заготовок при из контурной обработке Патент РК №23216 от 15.11.2010. НПВ РК., опубл. от 27.04.2010, г.Алматы. Бюл. № 12. - 4 с:

АННОТАЦИЯ

В работе описана принцип работы нового способа для автоматизации выполнения контурной обработки. Этот способ выгодно отличается от существующих тем что обрабатываемый любой контур является программой для работы устройства, а не наоборот как в известных способах. Известные способы обрабатывают один вид контура, а при изменений контура надо написать другую программу, это требует затраты времени и средств.

ANNOTATION

In-process described principle of work of new method for automation of implementation of contour treatment. This method advantageously differs from existing that processed any contour is the program for work of device, but not vice versa as in the known methods. The known methods process one type of contour, and at changes of contour it is necessary to write other program, it requires the expenses of time and facilities.