автореферат диссертации по технологии материалов и изделия текстильной и легкой промышленности, 05.19.01, диссертация на тему:Разработка метода оценки структурных пороков тканей на основе оптической идентификации образов

ЛЕНИНГРАДСКИЙ ОРДОНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗШ.Е1Ш ИНСТИТУТ ТЕКСТШШЮЙ И ШКОЛ ПРОМЫШЛЕННОСТИ ИМ. С .и. КИРОВ А

На правах рукописи

ГОРОБЧИШША Валентина Сергеевна

РАЗРЛБОТНЛ МЕТОДА ОЦЕНКИ СТРУКТУРНЫХ ПОРОКОВ ТКАЧЕЙ НА ОСНОВЕ ОПТИЧЕСКОЙ ИДЕНТИФИКАЦИИ ОБРАЗОВ

Специальность 05.19.01 - Материаловедение (текстильное, кожевенно-мвховое, обувное, швейное)

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Ленинград 1990

Работа выполнена в Ленинградском ордена Трудового Красного Знамени институте текстильной и легкой промышленности им. C.M.K рова на кафедре Материаловедения и в лаборатории кафедры технологии и конструирования швейных изделий Хмельницкого технологического института.

Научный руководитель - кандидат технических наук, доцент

Куличенко A.B.

Научный консультант - доктор технических наук, доцент

Бардаченко В.Ф.

Официальные оппоненты -доктор технических наук, профессор

Днитриев JI.H.

кандидат технических наук, доцент Осипов A.C.

Ведущее предприятие: Украинский научно-исследовательский

институт швейной промышленности

Защита состоится " ¿'ä&d.föj 1990 г. на заседании специализированного Совета К 063.67.01 в Ленинградском ордена Трудового Красного Знамени институте текстильной и легкой промышленности ии. С.М.Кирова

С диссертацией можно ознакомиться d оиблиотеке института.

Адрес: I9I065, Ленинград, ул. Герцене, 18, оуд. 2'tt

Автореферат разослан " " ис>Л^/и/ iocq г>

Учений секреторь специализированного Совета, к.т.н., доцент

А.М.Бойцсвп

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. 3 условиях интенсификации производственник процессов большое значение придается пови-веник; качества продукции. Достижение наивысшего уровня качеств возможно на основе внедрения новейших технологических процессов, современных методов организации труда, совершенствования стандартов.

Сложившаяся на сегодняшний день система контроля продукции не обеспечивает потребителю надежной гарантии ее качества. Вся изготовленная продукция, свойства которой ниже заданного уровня бракуется, продается как низкосортная, не подлежит сбьту или в лучшем случае возвращается в'производство для доработки. Это требует значительных затрат на содержание многочисленного штата рабочих, задействованных на разбраковке тканей. По данным Европейской организации по контроле качества примерно 10 % национального продукта в европейских странах теряется из-за низкого качества материалов и изделий.

Известные специальные метод» и приборы, пригодные для автоматизированного обнаружения и оценки пороков текстильных материалов дают результат» контроля, которые не удовлетворяют современным требованиям. Вместе с тем, применяемые в настоящее время в других областях автоматизированные средства неразрушаю-щего контроля качества материалов позволяют получить объективную оценку состояния объекта, проанализировать виды и характер дефектов, предупредить их появление, что ведет к повышении эф- . Т:ективности производства.

В таких условиях системы автоматизированного контроля качества тквней являются основной частью автоматических систем управления технологическими процессами. Учитывая большой круг вопросов теоретического и практического характера, возникающих при разработке автомате-контролере, в роботе предложено решение части общей задачи, заключающееся в разработке устройства и методи-си обнаружения оценки текстильких пороков.

Актуальность теми диссертационной работа обусловлена низким сачеством внпусквемых в стране тканей, что я определенной мере :вязано о отсутствием систем автоматизированного контроля качест-|й текетиямшх полотей - обнаружения и оценки их пороков.

й'ИЬ^йботн: Основной цель») диссертационной работы явилась

разработка предпосылок и создание метода обнаружения и объективной оценки структурных пороков ткани на основе оптической идентификации образ.от.

В соответствии с общей целью были поставлены следующие задачи:

изучение пороков тканей и разработка рекомендаций по их автоматизированному обнаружению;

разработки устройства и методики по виявленшо и оценке пороков тканей, возникающих на тканых полотнах.

Методика исследования. Методической и теоретической основой диссертационной работы явились труды советских и зарубежных ученых по вопросам геометрической оптики, интерференции, дифракции, поляризации света, светотехники, изучения оптических спойст! текстильных полотен, разработки методов и устройств обнаружения пороков текстильных материалов и теоретических основ, на которых они базируются. Для изучения возможности автоматизированного обнаружения и оценки текстильных пороков в ткацком производстве применена методика, разработанная автором. Постановка и обработка всех экспериментальных исследований осуществлялась с исполь-' зованием современных негодов математической стптистики.

Научная новизна предлагаемой работы состоит в следующем: разработана классификация пороков тканей, позволившая выбрать способ контроля пороков в зависимости от их типа и строения; -

разработана классификация методов неразрушакцего контроля качества текстильных полотен, позволяющая обосновать выбор перспективного метода автоматизированного обнаружения и оценки пороков тканей;

разработана классификация технических средств обнаружения пороков текстильных полотен, но основе которой опоеделен их технический уровень?

создан датчик контроля качества тканей с высокой разрешавшей способностью;

на основе проведения анализа возможных вариантов конструкций отдельных узлов разработано устройство и предложена методика объективной оценки пороков тканей;

предложены оценочные показатели, и установлены зависимости их величин от размеров и строенит пороков и структурных характеристик тканей.

Практическая значимость работы заключается и том, что [аз-рпботаннне устройство и методика при их гспользонании т) производ-гтвенних условиях позволяют обеспечить повышение уровня контроля сачества текстильных полотен, эффективность обнаружения н объективность оценки имевяпхея пороков. Данный метод позволяет осуществлять контроль з реальном масштабе времени, оперативно вносить изменения в, ход технологического процесса в случае его нарушения. Доказательная способность метода, основанная ка докумен-галыю зарегистрированной информации, полученной без прямого участия человека дает возможность целенаправлено воздействовать 1а факторы, влияющие на качество продукции на этапах ее планирования, проектирования и управления производством.

Апробация^ работ». Основные результаты работы докладывались ¡бсулпплись и получили положительную оценку на XII Всесоюзной 1вучноП конференции по .текстильному материаловедению в г. Киеве '1988 г.), на Всесоюзной научно-технической конференции молодых ченых в г. Иванове (1987 г.), на Областной научно-технической :онференции в г. Иванове (1986 г.), на научно-технической коифе-1енщш в г. Черновцы (1506 г.)» на республиконской конференции г. Воросиловограде (1985 г.), на Всесовзной научно-технической онференции в г. Ленинграде (1984 г.), на межреспубликанской печной конференции в г. Кировобаде (1988 г.) и опубликованы в борниках тезисов докладов указанных конференцией.

Роб ото обсуждалась и била одобрено на заседании кафедры атериаловедения ЛИТЛП им. С.М.Кирова, 1990 г.

Публикации. По результатам исследований опубликовано один-адцать работ, из них положительное решение о выдаче авторского видетельства.

Структура п объем работы. Диссертационная работа включает ведение, пять глав с выводами, общие выводы и рекомендации, спи--эк использованной литературы (121 наименование), 22 приложения, збота выполнена на 203 страницах, имеет 78 рисунков и 19 таблиц,

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во_введении обоснована актуальность работы, сформулированы ¡ли, основные задачи и методы исследования, научная новизна и |актическая значимость работы.

Пепвая глава посвящена обзору литературы по вопросам современного состояния качества текстилышх материалов и проблем, связанных с обнаружением пороков.

'"¡риведенн результаты производственных экспериментов по изучению причин, оказывающих влияние на качество выпускаемой продук ции. Расчет их весомости подтвердил, что ведущее место занимают факторы, связанные с предметами и средствами труда и квалификацией персонала.

На основании исследований по изучению факторов, влиявших не эффективность обнаружения пороков в производственных условиях пс казана субъективность применяемого способа контроля, что является одерживающим фактором ускорения развития производственных процессов в целом.

Анализ нормативных показателей обнаружения пороков тканей и уровня их оценки показал, что существуяций подход к определении сортности не позволяет получить объективную оценку об изделии, что усложняет внедрение авп'матизированных средств контроля качества продукции. Существенным недостатком является также отсутствие обоснованной методики обнаружения и оценки текстильных пороков.

Обзор технической литературы и патентных исследований по промышленно'развитым странам показал, что наиболее приемлемым для контроля качества текстильный полотен является оптический метод. Большинство рассмотренных систем не нашли промышленного применения, главным образом, из-за их ограниченной разрешаюией способности, из-за низкой надежности оборудования, сложности технической реализации и обслуживания, высоких материало- и энергоемкости.

Методологической основой разработки средств обнаружения структурных пороков.тканей явились разработанные две классификации - классификация пороков тканей и классификация технических средств автоматизированного контроля качества текстильных полотен, оценка технического уровня современных разработок. Подробное описание особенностей пороков позволило вибрать метод контроля, разработать конструкцию первичного преобразователя устройства, установить требования к техническим характеристикам проектируемой система.

Во второй глрве теоретически обоснсьина рэзриб^тки метода

оценки порсков тканей. В главе раскрыта сущность процессе .-армирования зрительного образа при исследовании ткани на просвет, изучено влияние свойств полотна на его светопроницаемость и па этой основе разработан принцип воспроизведения контролируемого полотно з виде электронного образа, представляющего собой комплекс выходных сигналов, соответствующих состоянию контролируемой пробы.

При прохождении светового потока через полотно описание "расположения нитей в плоскости ткани сводится к описанию неравно-сти расположения отдельных частей и небольпих групп гатей или полного их отсутствия.

Так как взаиморасположение нитей в ткани, их толщины и плотность являются случайно распределенными величинами, то световой поток, проведший через полотно пропорционален суммарной площади сквозных пор и оптической плотности нитей. Уровень изменения прохождения светового потока через дефектный участок ткани по отношению к стандартному зависит от структуры порока и выраженности его на полотне, от четкости границы раздела "нормальный участок ткани - дефект". Различие одного и того же порока по строении, форме, протяженности, степени выраженности, вирокий диапазон его характеристических размеров не позволяют осуществить его строгую идентификацию при автоматизированном контроле полотен. Геометрическая идеализация пороков позволила определить диапазон их граничных величин.. Кроме того, ряд допущений в частности о том, чяо площади, занятые нитями и промежутками между ними для ■ условно-нормальной ткани есть величина постоянная, а нити, в первом приближении, приняты непрочными - позволили математически описать состояние тканй, позволявшее С различной степенью точности определить величину проходящего светового потока через обозреваемый участок и с такой же точность!» судить о качестве ткани.

Установлено, что в ебяен случав процесс взаимодействия светового потока с текстильным ка*ериалон Сопровождаем изменением . зго абсолютной величина, зависящей от! вида текстильного материа-та с характерными параметрами строения ясак» ( Ст >, величины,

зида и структуры дефекта < Вд ) и ог плоцади обозреваемого гчаетка ткани I 5 . ): ¿ ф Вд^).

1ыра*ая световой г,о*о* фо , падающий не площадь 3 . через ювепениость, ¿писанная выше модель при 3 = СОГ?$* . имеет вид:

дф = /(-йЕ или А £ ={'( Ст, Вд).

Применительно к конкретным тканям математическая модель имеет свои особенности:

аЕ = Фс(1-Е2)>

где Ф0 - падающий световой поток, лм;

- поверхностное заполнение ткани, %.

То есть, освещенность пропорциональна отношению площади сквозных пор дефектного участка ткани к площади сквозных пор усредненной стандартной ткани и не зависит от площади обозреваемого участка.

Для целей практического применения оптоэлектронных устройсп основанных на методе прошедшего светового потока через текстильный материал, изучено влияние свойств полотна на его светопропус-кание. По полученному уравнению зависимости проходящего световоп потока от поверхностного заполнения ткани оценивиется величина "проходной" освещенности, которую мояно обеспечить при использовании конкретного источника излучения. Зодьвоя конкретные значения уровня "выходной"- освещенности, определяется величина освещенности со стороны падающего потока. Установлено, что методом "на просвет" могут бить проконтролированы ткани с величиной поверхностного заполнения до 50 %. При больней величине заполнения ткани необходима освещенность полотна , величину которой практически трудно достичь, используя применяемые в работе излучатели.

Обоснован выбор оценочных показателей в зависимости от размеров и строения пороков тканей: значимость порока - по его размерным признакам и степени выраженности на полотне, ориентация -и координаты порока.

Основой разработанного метода явился анализ применяемых мет( дов распознания пороков текстильных полотен.

Обособленность нитей в ткани, возможность перегруппировки отдельных элементов или участков ткани (слабое закрепление нитей в структуре ткани), неровнота нитей по тонине предопределяют наличие в полотне локальных чередующихся участков уплотнения и разрежения ткани и дифференциальную ее светопроницаемость. Варьирование величин проницаемости отдельной площади ткани зависит от соотношения размеров и типов локальных учатков в пределах это; площади. Появление на таком фоне дефектов усложняет процесс их обнаружения и распознавания.

Сущность предложенного метода идентификации структурных ■ сроков ткани заключается в дифференциальной оценке состояния объекта, получаемой последовательным "опросом" какдого фотопркемсика. Сигнал/ поступивший от любого единичного элемента сравнивается с сигналом от близлежащего элемента. В случае, когда.оба фотоэлемента "опрашиваемой" пары находятся на бездефектном участке ткани, их виходине сигналы равны. Когда один из приемников пары находится в зоне дефекта, .то его выходной сигнал отличается от соседнего. Происходит сравнение контролируемого напряжения с мгновенным напрякением от близлежащего элемента, принимаемом на данном участке за эталонное. При переходе к другому контролируемому участку действительное напряжение изменяется и новое значение принимается за эталонное. Тогда соотношение "сигнал/шум" значительно повышается, что адекватно распознаванию любых дефектов строения ткани, в т.ч. минимальных. Этим объясняется повышение качества процесса браковки тканей.

Основой разработки метода и устройства для обнаружения и оценки пороков тканей явились результаты исследований строения тканей, анализа особенностей структурных пороков тканей и выявление функционально.! зависимости оптических характеристик тканей от параметров их строения.

Третья глава посвящена вопросам разработки устройства и методики по обнаружению структурных пороков тканей. Для формулировки требований к разрабатываемому устройству изучены вопросы повышения разрешающей способности систем автоматизированного об-10ружений и оценки пороков тканей. Обоснован выбор возможного варианта оптической пары устройства: лампа нвкаливания с плотным расположением нити накала увеличенного диаметра для обеспечения эавномерного и интенсивного распространения излучения в пространнее и фототранзисторы, имещие. незначительный, фоновнй сигнал.

Работа источника и приемника лучистой энергии в ввдимой и тфракрпсной областях спектре обеспечивает дифференциальную оцен-у визуального обреза в системах распознавания образов.

При разработке конструкции устройства решалась задача: обес-ечення высокой чувствительности и разрешающей способности скани-увпей системы и проведение испытаний материалов'в условиях, мак-имчдъно моделирующих эксплуатационный..Сплошное зондирование по-отнп обеспечивается тем, ч»о скаиируюаий узел представляет собой пухрчлчоо со С!1СГ!С1'1!П1 р'-.ппп-'.хени« злемеитпр^нх 'фотоприемников

с попарным их опросом. Последнее позволило отойти от применяемого в подобных устройствах принципа сравнения выходных сигналов с однажды установоенным или текущим отилонным значением сигнила. В разработанном устройстве любое мгновенное значение сигнала является эталонным для последующего. Ка основе реализации разработанного принципа "опроса1' йотоприемников появилась возможность усгра нить известные (фоновые) псгрепности, вызванные неоднородностью ткани; снизить требования к частным характеристикам приемников и вести обработку сигнала простыми средствами; устанавливать координата дефектов не только по длине, но и по ширине ткани.

Устройство состоит (рис. I) из ламгш накаливания 2, дифраг-мы 3, линейки 6 фотоприемников, узла 5 закрепления и продвижения пробы ткани блоков преобразования 7, обработки 8, 10, II и индикации 9 информации и внешних исполнительных кехэнизмов(прибо-ра 15 самопипуцего, осциллографа 16, люксметра 13, регулятора 1'4 силы светового потока). Пульт управления-устойство имеет несколько режимов работы: ручной, полуавтоматический и автоматический. Княдый из них соответственно используется: для подстройки или проверки работы отдельных элементарных фотоприемников; для осуществления (в статическом рекиме) однократного сканирования ткаш всеми парами и получения цифровой информации о состоянии зондируемого участка; для непрерывного контроля полотна параллельно го временл. Устройство может обеспечить диэ'пазои скорости сканирования ткани 60'м/мин ... 90 и/мин.'Быстродействие опроса фотоли-пейки исключает необходимость в стабилизации светового потока, т.к. частота колебаний сетевых нопрякений значительно меньше времени опроса всей линейки и тем более каждой фртопапч.

Методики обнаружения и оценки пороков ткани заключается в определении величины выходных сигналов (амплитуды и продолжительности), формы и частоты их повторяемости и позволяет оценить технические возможности разработанного устройства. Так ке.к стандартная ткань имеет локальные участки неоднородчос-тей и выходной сигнал при отом будет иметь граничные значения варьирования, то полезным будет такой сигнал, который выходит за ьти граничные значения, Сипщчы, превышающие граничные значения стандартной ткани являотся сигналами положительной полярность и они будут отражать пороки, связанные о уплотнением строения ткани, а сигналы, пеньке граничных значений сгандоргчой ткани отрицательной полярности отражзьт пороки, связанные с ртрехзннем срмод'Я ткани.

»(

Н220Ь 1 '50Га

Рис.1. Блок-схема устройства для обнаружения и оценки структурных пороков тканой.

rr

Частота изменения полезного сигнала (повторяемость сигнала, постоянство или изменение численного значения кода (или величины амплитуды) во времени позволили установить ориентацию и степень выраженности порока. Таким образом, по характеру изменения величины сигнала можно объективно судить не только о типах пороков (разрешение или уплотнение), но и о их направленности, размерах, степени выраженности. Выбор объектов исследования определялся основными задачами, вытекающими,из результатов теоретических исследований, касающихся обеспечения эффективного обнаружения как минимальных (регистрируемых) структурных пороков ткани, так и получения дифференциальной оценки их видов (или типов), строения, значимости. Выбранные ткани отличаются способом получения пряжи и ткани, числом нитей не IOO мм и поперхностиым заполнением ткани

Учитывая наличие широкого спектра разнохарактерных пороков и необходимость создания для их обнаружения различных датчиков, в данной работе исследованы те пороки, которые подлежат обнаружению на суровых хлопчатобумажных полотнах в соответствии с нормативно-технической документацией на определение сортности. Для исследования характера влияния особенностей строения и размеров структурных пороков ткани на изменение выходных сигналов, пороки объединены в группы по подобию внесшего вида. Имитация дефектов на ткани производилось строго по разработанной методике для исключения неоднозначного влияния строения одно и того же порока на характер выходных сигналов.

В четвертей главе приведены результаты экспериментальных исследований по оценке структурных пороков тканей. Исследовалось влияние размеров пороков, их степени выраженности на полотне, ориентации, и, в зависимости от строения ткани - уровня контрастности дефекта с фоном полотна, - на параметры выходных сигналов.

Установлено, что структурные пороки ткани, имея подобие формы и занимаемой площади, вызывают появление сигналов, сходных по 'форме и повторяемости. Полярность сигналов при этом может быть различной. Одинаковый по форме и частоте возникновения сигнал вызывают линейные (пролет; близка, утолщенные нити), линейно-плоскостные (забоина, недосека) и локально-плоскостные (дыра, подтшр-ко, подплетина) пороки. Поэтому исследование пороков осуществлено по выделенным группам.

Результаты экспериментальных исследований, получены»* с по-мопыо разработанных устройства и методики, поквзяли:

для линейных пороков: уровень обнаружения пороков' зависит ог ориентации, типа дефекта (разрешающего или уплотняющего структуру ткани), степени выраженности его на полотне и размеров;

зависимость величин выходных сигналов ог ширины, протяженности и ориентации пороков имеют прямолинейный характер (рис. 2). Различнмй угол неклона прямых показывает неодинаковую светопроницаемость тканей, отличные друг от друга соотношения просвечиваемости полотна и порока и поэтому различный уровень обнаружения одинаковых по виду и размерам пороков;

наиболее высокий уровень обнаружения пороков характерен для ткани с большими значениями коэффициентов уплотненности (0,7 ... 0,9)' и налой сквозной пористостью (10 % ... 20

отсутствие в зоне порока различных по толщине и размерам, способу прядения нитей оказывает различное влияние на величину выходного сигнала. Например, при отсутствии в ткани крученой пряжи из тонковолокнистого хлопка гребенного способа прядения изменение выходного сигнала в среднем на 10 % меньше, чем при отсутствии кардной пряжи пневмомеханического способа прядения;

уточные пороки п'знипют больший размах амплитуды выходного сигнала, чем основные тех же размеров и сходного строения, причем уровень обнаружения уточных пороков разрешавших структуру ткани на 25 % ... ''О %, а уплотняем* структуру полотна но 10 $ ... 15 % больпе, чем основных;

устройство обеспечивает длфференциальчу» опенку степени выраженности пороков, что является существенным в идентификации портов и присвоении им определенного количества штрафных баллов при установлении сортности продукции;

чувствительность устройства обеспечивает обнаружений таких [¡ипнмвльтех пороков, как трехкратное утояпение нити и близко в одну нить. Рпзне'ч^кппя способность устройства позволяет различить дна соседних значения контролируемого параметра порска (например, 'инпчн п одну и я две нити\

д ля г о ч о ч и н х и локально- п л п с -к о с т н ы х пороков:

уровень обнаружения порсков зависит от запимаепой »¡«и и;»-цпди " егтечи в"пп;-'енности на полотне;

,гведи"сняе пяоцодп порока и'знрве? интенсивннй рост гиг»».::п-го сигно-ш. Однако при достижении величин размеров, чччр'к* о г:5-

Величина сигнал«,, ед,

Зеличима сигнала , ед.

iJ

■о о

7.

№

\ ! л \\1 а \

v „yv \ До v \ v

Д; з\ \ о Ь ь

—— \

V-

/ -<1 v о \ i x/1 i to

\ —

ет

торых световой поток без изменений проходит через дефектную зону, например в случае порока "дыра", амплитуда выходного сигнала пре-терперает иезначительнме изменения (рис. 3 );

ткани, имеющие более высокую плотностьупаковки нитей и сквозную пористость в пределах 10 % ... 20 |5 обеспечивает высокую контрастность фона для порока и вызывают больший всплеск сигнала, Экспериментально установлено, что ткани с одинаковой сквозной пористостью имеют суиественнне различия в показателях обнаружения рассматриваемой группы пороков, Это может объясняться возможностью перераспределения размеров пор ткани, увеличением расплющивания пряхи (особенно в тканях из стапельной пряжи ПМСП) во время продвижения полотна при контроле. Уменьшение в этом случае по сравнению с расчетной фактической величины сквозной пористости ткани обеспечивает более высокий контраст дефекта с фоном, чем в случае ткани, например из гребенной пряки.

Установлено, что ткани, отличоюциеся высокой суммарной плотностью (числом нитей на 1СО мм по основе и по утку) полотна (700 ... 750 нитей) при высоких значениях коэффициентов связности и наполнения ткани обеспечивают наиболее динамичное изменение внхедного сигнала при увеличении размеров пороков "дыра" и "под-плетим а", что адекватно дифференцированному распознавании уровня критического состояния пороков;

точечные пороки (например, прокол) вызывают изменение выход*-ннх сигналов, характер которых подобен характеру сигнала в случае порока "дпра".

для линейно-плоскостных пороков: уровень обнаружения пороков зависит от размеров, степени выраженности на полотне и ориентации; ,

увеличение инрпны порока (намоимер, недосека) при неизменном количестве отсутствующих нитей ведет к снижений его разрежения и уменьшению величины выходного сигнала (для исследованных тканей г среднем па 35

при "разрелмпи" порока (для неизменной его аирпни) в 50 % ... Уг-- $ няблрдпется максимальная величина сигнала. При степени лира-чениости порско в -О % амплитуда выходного сигнала снимается но •(■З ... 10 ДзчьнеПшее "уплотнение" порока вызывает пропорпи-(и.'льиое изменение .-игчала. Описанная динамика изменения выходного ни увеличение степени "разрешения" порока недосека характерно .¡¡лч тко!1т1 пяотинх структур. Характер изменения сигнала уст-

Зависимость величины выходных сигийлаа от количясгтза. нитей в 1 см порок/ч медосбкА.

Количество нитей в 1см.

Ряс. 4 .

Зависимость величины выходных

сигналов от ширины порока забоина .

ройства при исследовании этого же порока на.разреженных тканях отличается меньшей динамичностью; '

устройство обеспечивает, в соответствии с требованиями нормативно-технической документации на определение сортности, дифференцированное обнаружение порока недоеека, имеющего в своей зоне разное количество оставшихся нитей (от одной до пяти) на сирине 10 мм (рис. 4 ); „

картину подобную изложенной, но с выходными сигналами противоположно" полярности, представляет характер изменения амплитуда сигналов по обнаружению порока забоина. При этом данный порок вызывает выходные сигналы, величина которых не 10 ¡5 ... 15 ¡» . меньше, чем в случае порока "недоеека" тех же размеоов{рис.5).

Все полученные зависимости описывается эмпирически полученными уравнениями. Для машинной обработки данных о состоянии контро* лируемого полотна разработана "Программа обнаружения и оценки структурных пороков тканей".

Таким образом, изучение структурных порокои тканей при помощи разработанного устройства показало, что показателями оценки пороков тканей являются величина амплитуды, определяющая уровень значимости порока, длительность, по которой возможно установить ширину и ориентации порока, в также форма выходного сигнала, определяющая вид и тип дефекта.

Пятая гла?а посвяиена применению метода и устройства для обнаружения и оценки дефектов в лабораторных и производственных условиях. Показано применение устройства для объективного отображения информации о качестве продукции при выполнении как выборочного, так и сплошного контроля полотен на ткацком станке в то-варо-брековочном отделе. Устройство может быть использовано тспс в качестве источника объективной информации при г;.1/«рении комплексной системы управления качеством на основе примл- спия еги.п.-.тизи-рояаиннх средств контроля и сбора данных. Показано, что р.".:~ тэнннй метод позволяет в лабораторных условиях изучить епгнческие характеристики и получить колк-'естве'пгуг оценку свстг>ар ■-•^ниг.'-.с-ти текст»» льни х полотен и их пс;»<чия>. Лгиккс зависимости гг/сн •■•■г сип'плоз от хар!».кторист>:х пюокоь тквчеП гпгг- шть иепользоЭлчм для развития р»2пвбсгнч«ого (гсгеда и его нри-м? «гения для л&ргкто-скопии других тег.-;тглм!их материалов.

В главе описано серия экспери^чюв со специально размотанными и изготовленными тест-образцами, с помощью которых и.-учош/

и оценены технические возможности разработанного устройства.

Приведен пример организации процесса разбраковки ткани в производственных условиях о использованием разработанного устройства.

Разработана классификация пороков по признаку их разделения на группы по размерным признакам и степени выраженности на полотне. На ее основе возможна фиксаций наличия пороков недопустимых в гладкокраоейних и отбеленных тканях, но допустимых в рисунчатых тканях, а также пороков недопустимых для любых тканей. В главе показано, что дифференциальная оценка пороков суровых хлопчатобумажных чтканей позволяет осуществлять их рассортировку на:

ткани 1-го сорта для гладкого крашения;

ткани для «внесения набивного рисунка;

внесортну» продукцию.

Подтверждена эффективность использования устройства по обнаружению определенных видов дефектов на ткацких станках. Получены эмпирические уравнения, позволявшие оценивать и прогнозировать качество выпускаемой продукции в зависимости от наличия различных вадов пороков. Определен экономический эффект от повы-вения качества продукции с одного ткацкого станка, который составляет 500 руб. в месяц (при коэффициенте сменности - 2).

Расчитан годовой экономический аффект от внедрения устройстве по оОкьруиению и оценке структурных пороков ткани на операции разбраковки. При выпуске 148 тыс.м ткани в смену ожидаемый экономический оффект Составит 15,3 тыс.руб.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

I. Широко применяемый в отечественной промышленности визуальный контроль качества тем, сильных полотен является субъективным, связан о ограниченными возможностями психофизиологических функций человека, которыми определяется предельный уровень производительности и качества труда исполнителя.

2» Многообразие выпускаемой текстильной продукции различного отроения, широки« диапазон ее назначения, реальные условия производстве вызывают образование пороков различного вида и строения, что усложняет процесс изучения и системе*иза«ии анализируемых дйннык.

3. Многообразие текстильных пороков отражено в существующих

классификациях, котрне, однако, неприменимы при разработке методов и приборов неразпутающего контроля кочества тканей. Глазным признаком разработанной в диссертации классификации структурных пороков тканей вобрана степень влияния пороко на величину поверх« постного заполнения ткани по месту его расположения.

4. Проведенный анализ нормативно-технической документации ■ на определение сортности тканей показал несовершенство существующей систем« обнаружения и оценки пороков, характеризующейся низким уровнем объективности оценки качества текстильных полотен

и сложностью внедрения на ее базе автоматизированных устройств и систем управления качеством продукции в производственных условиях.

5. Анализ известных методов неразрумаицего контроля текстильных полотен показал, что наиболее приемлемым является оптоэлек-трошшй метод, как обеспечивающий высокий уровень чувствительности и отяечзппий требованиям высокопроизводительного объективного выявления пороков текстильного материала.

Имеете с тем, устройства фотоэлектронного контроля отличаются большой сложностью аппаратного решения, что затрудняет их эксплуатацию в условиях производства, низкой разрешающей слособ-н остью.

6. Описано влияние различных видов дефектов на еветрпропуска-ние ткани и на формирование зрительного образе, обоснована зависимость проницаемости дефектного участка от соотношения размеров нитей, их строения, плотности упаковки нитей в ткани, размеров пор.

7. Математически списано состояние ткани, позволяющее определить величину проходящего светового потока через контролируемый участок, и на этой основе оценить качество ткани.

О. Разработаны принципы дефектоскопии тканей, основанные на дифференциольней оценке зрительных образов о обоснованием их преимуществ по огноиению к существующим.

9. Ка этой основе разработано оптоэлсктронное устройство для автоматизированного зондирования и обработки Информации о состоянии контролируемого полотна.

10. С помощьэ разработанной методики изучена объективность обнаружения структурных пороков тканей. Установлено, что показателями оценки пороков тканей являются величина амплитуды,, длительность я форма выходного сигнала. По комплексу перечисленных пока-

зателей Яозмокно объективно идентифицировать размер, тип, ориен- . точна, координата и уровень критического состояния структурных пороков тканей.

П. Изучена зависимость появления выходных сигналов от параметров строения пороков и структурных характеристик '»каней. Параметр:! выходного сигнала и эффективность'обнаружения пороков тканого полотна тем выше, чем больые размер и степень выраженности порока, и чем четче граница раздела "нормальный участок ткани -дефект".

- 12. С учетом многообразия пороков и широкого диапазона варьирования их характеристик в соответствии с разработанной методикой их регистрация осуществляется не по видан, как предусмотрено нормативной документацией на определение сортности, а по степени их вирвяеннсгсти на ткани, то есть по величине амплитуды, длительности и Форме полученного выходного сигнала.

В связи с этим структурные пороки ткани по уровню значимости т.е. степени выраженности и величине, разделены нв малые, средние и большие.

13. Разработаны варианты возможного применения разработанного устройства с цель» совершенствования организации процесса обнаружения и оценки пороков, повышения экономических показателей производства.

14. Внедрение разработанного автоматизированного .устройства по обнаружения и оценке пороков на операции разбраковки тканей обеспечит годовой экономический эффект 15,3 тнс. руб., при выпуске и контроле I'i8 тнс.и ткани в смену.

15. Дальнейшее развитие данной работы может заключаться в дифференцированном исследовании и анализе параметров выходного сигнала, с целы) их систематизации > классификации для обучения автоматизированных средств по объективному отображению визуальной информации.

Основное содержание диссертации опубликовано в следующих работах:

I. Мищенко А.И., Роробчивина B.C. Робототехнические системы в технологических процессах" легкой промышленности. / Робототехнические системы для промышленных технологических процессов: Тез. докл. республ. науч.-техн.конф. 26-28 сентября t905 г. - Ворошиловград, 1985. - С.И».

2. Бардзчечко D.i., Алоксеенко А,И., Горобчикина B.C. Прннци ли лефсхтоокшши мзсйннх материалов, используютше робототехничес-кие системы технического зрения на тапмерчнх скаляторах. / Известия пупов. Технология легкой прон-сти. -1986, Ю.~ С.26-29.

3. Ег'рдпчснко П.'},, Алексеспко А.И., Горобчишина B.C. Кибернетический метол контроля качества тскстильннх материалов,/Текстильной промпуленности передовую технику и прогрессивную безотходную технологию: Тез. докл. областной ноуч .-техн-.коиф. 15—Гб мая 1986 г. - I'Bü-ioijo, 1906, - С Л ВО. •

4. Гпрдаченко П.Ф., Горобчипина B.C., Радельчук Г.Я,, Довго-полок O.A. Автоматизация контроля качества швейных материалов с использованием технического зрения роботов./Роботизация и гибкие автоматизированные производстве: Гез. докл. науч.-техн. конф. '»-б декабря 1966 г. - !!., Г905. - C.I22-I23.

5. Горобчнг.ипп П.С. Применение системы технического зрения для оценки качества текстильных материалов,/Технически.! прогресо в развитии ассортимента и качество изделии легкой промышленности: Гез. докл. Всес. науч. техн.конф. молодых ученых. 13-15 мая, 1987г. - Иваново, 1907. - С. 131.

6. Зпсорнов A.C., Бордачснко В.Ф., Горобчишина B.C. Исследования но обнапутанно текстильных пороков на тканях с помо'лыо систем технического прения./Прогрессивная техника и технология в текстильной и легко!: промышленности: Сборник Меяресп. науч. конф. 21-23 апреля, I5C8 г. - Кировабад, 1968. - С. IÖO.

7. Горобчипина B.C. Исследования по обнаружению текстильных потоков ткпкнх полотен./Вопроси технического и экономического со-вер'ленсгволания бытового обслуживания: Сборник науч. трудов. -Киев.: УПК ВО, I9C8. - С.62-65.

8. Гопобчимннп B.C., Куличепко A.B. Оперативный Контроль качества тканых полотен с использованием современных технических

средего./Актуальные проблемы техники и технологии в текстильной и лягкоЯ прсм.чслеиности: Тез. докл. респ. науч.конф. - Кировабад, 19П9. - С. II') -115.

9. Алекссенко А.И., Мурзин В.А., Гпробчийппш B.C. Ресение ГЯТЗИ от 23.03.15Г0 г. о выдаче авторского свидетельства на изобретение по г<еч1!ке !'■ !i68732V3I-I2.

10. Кулпеико A.B., Горобчишина B.C. Оценка технических воз-не.-.1'>стс:/< усгроПотз для автоматизированного контроля качества текстильных положен./'Пеосмектипч развития производство товаров народ-

ного потребления: Тез. докл. респ. науч.-практ. семинара 13-17 ноября 1990 г. - Хмельницкий, 1990. - С.96.

II. Куличенко A.B., Горобчишина B.C. Классификация физических методов нераэрушающего контроля с целью определения возможности их применения для текстильных материалов./ Перспективы развития производства товаров народного потребления: Тез. докл. респ. науч.-практ. семинаре 13-17 ноября 1990 г. - Хмельницкий,

Подписано к печати 29.10.ЭД. формат бОхб^/Тб. Печать офсетная Уч.-И9ц.яЛ ,3. Усл.печ.п.1,24. Закаэ^^ Тираж 100 экз. Песппат Отпечатано на ротапринте ЛИТЛП им.С.М.Кирова 191028, Ленинград, уп.Моховая,26

1990. - С.90-91