Содержание к диссертации
Оглавление 2
Введение 4
Глава 1. Пороки пряжи, неровнота и методы исследования 7
Основные характеристики продуктов прядения 7
Неровнота продуктов прядения, её источники и виды 9
Виды локальной неровноты 11
Исследование неровноты по линейной плотности продуктов прядения.. 13
Характеристики неровноты и методы их оценки 16
Автоматизированные средства измерения неровноты по линейной плотности 19
Спектральные методы исследования неровноты продуктов прядения 22
Особенности обнаружения локальной неровноты 27
Выводы по главе 1 29
Глава 2. Исследование и разработка методов автоматизированного расчета числа
пороков 30
2.1. Постановка задачи обнаружения пороков 30
Виды пороков: утонения, утолщения, непсы 30
Задача обнаружения пороков и проблемы ее решения 31
2.2. Метод скользящего среднего, его преимущества для использования 32
Виды среднего (обычное среднее, скользящее среднее, взвешенное скользящее среднее), их свойства и возможности 32
Характеристики метода скользящего среднего 34
Исследование динамических характеристик системы выделения пороков 34
Методика оценки пороков прибором Uster Tester 40
Описание алгоритмов вычисления числа пороков 41
2.4.1. Алгоритм определения пороков с использованием скользящей
средней 41
2.4.2. Алгоритм определения пороков с использованием обычной средней..
48
2.4.3. Алгоритм определения непсов с использованием обычной средней,
предположительно применяемый в Uster Tester 52
2.4.4. Алгоритм определения непсов с использованием скользящей средней
57
2.5. Моделирование продукта с заранее заданными и известными свойствами.
2.6. Метод построения спектрограммы 74
Выводы по главе 2 81
Глава 3. Оптимизация методов выявления пороков 84
3.1. Оптимизация методов определения количества пороков продуктов
прядения на экспериментальном материале 84
Определение длины интервала усреднения вычислением расстояния между значениями количеств пороков 85
Определение длины интервала усреднения расчетом интегрального критерия различия 93
3.2. Результаты расчета количества пороков по экспериментальным данным
хлопчатобумажной пряжи 101
Результаты расчета количества утонений и утолщений хлопковой пряжи методом, основанным на скользящем среднем 101
Результаты расчета количества утонений и утолщений хлопковой пряжи методом, основанным на среднем арифметическом 104
Результаты расчета количества непсов хлопковой пряжи методом, основанным на скользящем среднем 107
3.3. Моделирование продукта в виде последовательности линейных
плотностей и в виде последовательности чисел волокон в сечении пряжи с
генерацией локальной и периодической неровноты 110
Моделирование продукта в виде последовательности линейных плотностей ПО
Моделирование продукта в виде последовательности чисел волокон в сечении пряжи 118
Выводы по главе 3 127
Глава 4. Разработка модели автоматизированного измерительного комплекса... 128
Схема модели автоматизированного измерительного комплекса 128
Описание модели автоматизированного измерительного комплекса 132
Структура данных 135
Работа с программным комплексом 138
Выводы по главе 4 147
Общие выводы 148
Литература 151
Приложения 158
Введение к работе
В настоящее время важнейшей задачей текстильных предприятий является выработка такой продукции, которая будет способна выдержать конкурентную борьбу в условиях рыночных отношений. Конкурентоспособность продуктов прядения и изделий из них напрямую зависит от их качества. Негативное влияние на качество продуктов прядения оказывает наличие неровноты по линейной плотности и в частности локальной неровноты, которая выражается в резком уменьшении или увеличении линейной плотности продукта. Локальная неровнота является одним из видов пороков. Порок представляет собой достаточно большое отклонение линейной плотности от среднего значения при небольшой протяженности.
Наличие локальной неровноты оказывает существенное влияние на качество пряжи и изделий из неё, так как пороки, при существенном отклонении от среднего значения линейной плотности, становятся заметными для глаза и сильно портят внешний вид продукции.
Неровнота по линейной плотности является важнейшим видом неровноты, так как она взаимосвязана с другими свойствами пряжи и оказывает на них существенное негативное влияние. Например, увеличение неровноты по линейной плотности приводит к росту неровноты по прочности пряжи и т.д. Так неровнота, возникшая на первых этапах процесса прядения, на последующих этапах изменится и дополнится другими видами неровноты. Поэтому очень важно определить причины возникновения неровноты, для предотвращения производства некачественной продукции.
Для сырья, используемого в хлопчатобумажной индустрии характерно наличие остатков шелухи и несозревших волокон, что при обработке может сказываться на производительности труда, являясь источником неровноты по толщине и причиной обрывности.
Однако основная причина присутствия локальной неровноты в полуфабрикатах и готовых изделиях - это не оптимальная организация процессов технологической обработки.
Своевременное выявление пороков пряжи поможет осуществить подержание оптимальных условий на различных этапах производственного процесса и обеспечит требуемое качество используемых полуфабрикатов.
Для выявления пороков требуется применение специальных методов определения их количества. Поэтому над разработкой методик оценки этих характеристик неровноты по линейной плотности, существенно влияющих на качество текстильной продукции, трудились многие российские и зарубежные ученые.
Изначально выявление неровноты продуктов прядения велась ручными методами оценки. Стремительное развитие техники привело к тому, что органолеп-тические способы оценки параметров ответственных за качество продуктов прядения уступили место измерению с помощью специальной измерительной аппаратуры, разработке которой постоянно уделяется большое внимание в России и за рубежом. Классическим примером такой аппаратуры является комплекс измерения неровноты по линейной плотности и других характеристик швейцарской фирмы Zellweger Uster, который признан де-факто эталонным средством для сравнения характеристик продуктов прядения. В России аналогичный комплекс КЛА-2 проводит измерения неровноты и позволяет получать в оцифрованной форме измеренные значения линейной плотности продукта по его длине. Однако результаты измерения на этих приборах существенно отличаются, что объясняется не различием в качестве измерений, а существенным различием в методике расчета. Сами методики расчета числа пороков не доведены до уровня алгоритма, и большинство важных деталей расчета остается неизвестной для потребителей.
Спектр, выводимый швейцарским прибором Uster Tester, не позволяет оценить суммарный вклад диапазона длин волн с каждого технологического перехода в коэффициент вариации, что затрудняет задачу выявления проблемного участка производственного цикла, так как невозможно избавится от «шумов», созданных предыдущими переходами технологического процесса. В этом заключается существенный недостаток метода, применяемого в приборе швейцарской фирмы Zellweger Uster.
Для того чтобы метод построения спектрограммы позволял выделять неравномерность, возникающую на определенном переходе технологического процесса, используемый спектр должен быть квадратичным. Тогда суммируя столбцы
спектрограммы требуемого диапазона длин волн, можно будет получить численное выражение вклада в квадрат CV всего продукта.
Различия в измерениях характеристик локальной неровноты по линейной плотности разными приборами, которые применяются в текстильной индустрии в настоящее время, не дают возможности провести сопоставление полученных результатов.
Поэтому насущно необходима разработка алгоритма оценки величины локальной неровноты, который по данным дискретных отсчетов линейной плотности пряжи однозначно определяет число пороков на единицу длины пряжи.
Целью данной диссертационной работы является:
разработка методологических и алгоритмических основ измерения частоты локальных выбросов линейной плотности продуктов прядения;
разработка методов такой оценки спектрограммы продуктов прядения, которая позволяет определить вклад того или иного перехода технологического процесса в общую неровноту продукта;
создание автоматизированной системы для расчета этих характеристик в рамках задачи управления качеством пряжи.
