Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА I. РАЗВИТИЕ МАТЕМАТИЧЕСКОИ ТЕОРИИ И АВТОМАТИЗАЦИИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ТКАЦКИХ ПЕРЕПЛЕТЕНИЙ 10
I. Вопросы теории строения ткани и разработка техники построения ткацких переплетений 10
2. Развитие теории построения креповых переплетений и выработки креповых тканей 14
3, Исследование датчиков псевдослучайных чисел и их применение к решению практических задач 27
4. Автоматизированные системы проектирования ткацких переплетений 30
Выводы по I главе 36
ГЛАВА II. МАТЕМТИЧЕСКАЯ ТЕОРИЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ СЛУЧАЙНЫХ РИСУНКОВ ПЕРЕПЛЕТЕНИЯ КРЕПОВОГО ТИПА 39
I. Классификация способов построения креповых переплетений 39
2. Определение случайного крепового рисунка переплетения 41
3. Укрупненная блок-схема процесса проектирования случайных рисунков с помощью ЭВМ 42
4. Датчик псевдослучайных чисел, его статистическая проверка и настройка на заданное Н 44
5. Описание входной информации к задаче проектирования случайных рисунков переплетения 48
6, Проектирование случайного рисунка переплетения
по заданному базисному раппорту 50
7. Компоновка базисного раппорта из заданного набора эксцентриков 56
8. Постановка задачи проектирования случайных рисунков переплетения, крупнораппортных по утку 61
9. Определение диапазонов задания входной информации 63
10. Построение таблицы всевозможных вариантов количеств основных настилов при заданном значении коэффициента вариации длин этих настилов 77
II. Алгоритм вычисления элементов матрицы количеств основных настилов 80
12. Построение базисного раппорта по заданной матрице количеств основных настилов 86
Выводы по П главе 92
ГЛАВА III. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПРОГРАММ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО
ПРОЕКТИРОВАНИЯ СЛУЧАЙНЫХ РИСУНКОВ ПЕРЕПЛЕТЕНИЯ КРЕПОВОГО ТИПА, СОСТАВЛЕННЫХ ДЛЯ ЭВМ ДВУХ ПОКОЛЕНИЙ 95
I. Диалоговый режим общения оператора с ЭВМ второго поколения "Наири-2" 95
2. Примеры рисунков, построенных о помощью ЭВМ "Наири-2" 96
3. Диалоговый режим общения оператора с ЭВМ третьего поколения СМ-4 116
4. Проектирование случайных рисунков переплетения на ЭВМ СМ-4 121
Выводы по Ш главе 123
ГЛАВА ІV. ВЫРАБОТКА ТКАНЕЙ ПО СЛУЧАЙНЫМ РИСУНКАМ ПЕРЕПЛЕТЕНИЯ КРЕПОВОГО ТИПА И ВНЕДРЕНИЕ В ПРОИЗВОДСТВО МЕТОДА ИХ ПРОЕКТИРОВАНИЯ 125
I. Изготовление экспериментальных образцов тканей в ЭВМ 125
2. Производственная проверка метода проектирования случайных крупнораппортных рисунков переплетения крепового типа при помощи ЭВМ на предприятиях Советского Союза 126
3. Внедрение метода проектирования тканей, создаваемых по случайным рисункам переплетения крепового типа 127
4. Дальнейшее развитие автоматизированной системы проектирования тканей 128
Выводы по ІУ главе 129
ВЫВОДЫ 136
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 139
Приложения:
1. Таблица первых 120 псевдослучайных чисел Щ-ь , полученных с помощью датчика (3) 150
2. Диапазоны изменения значений Кл при МЛ^МИ... 151
3. Диапазоны изменения значений Кл при ММИ 152
4. Акт о результатах внедрения законченных научно-исследовательских и опытно конструкторских работ.. 153
5. Расчет фактической экономической эффективности внедрения на Московском камвольном производственном объединении и0ктябрь" систем "Автодессинатор" и "Автоколорисг" в 1977 году 154
6. Акт внедрения научно-технического мероприятия № 058205-69 156
7. Расчет экономической эффективности внедрения на московском производственном камвольном объединении "Октябрь" по теме № 058205-69 163
8. Атлас случайных рисунков переплетения крепового типа (в отдельной книге)
9. Программа проектирования рисунков переплетения крепового типа для ЭВМ СМ-4 (в отдельной книге
- Вопросы теории строения ткани и разработка техники построения ткацких переплетений
- Классификация способов построения креповых переплетений
- Диалоговый режим общения оператора с ЭВМ второго поколения "Наири-2"
- Изготовление экспериментальных образцов тканей в ЭВМ
Введение к работе
Главными направлениями научно-технического прогресса в текстильной промышленности на I98I-I985 гг. и на период до 1990 года являются комплексная механизация и автоматизация технологических процессов на базе внедрения бесчелночных ткацких станков, электронных вычислительных машин и автоматизированных систем управления производством и его технологическими процессами.
Актуальность темы.
Широкое внедрение станков СТБ и дополнение их кареточным зевообразовательным механизмом позволяет значительно расширить ассортимент и улучшить качество выпускаемой продукции во всех отраслях текстильной промышленности.
При существующих на ткацких фабриках методах ручного проектирования сложных крупнораппортных рисунков переплетения процесс построения ткацкого рисунка протекает недопустимо долго, приводит к быстрой утомляемости дессиватора и отвлекает его от подлинно творческой работы.
Креповые рисунки переплетения относятся к наиболее трудоемким для их построения ручным способом. Поэтому при разработке автоматизированной системы проектирования тканей одним из важнейших этапов ее развития является создание математической теории, алгоритма и программы, позволяющих при помощи ЭВМ осуществлять автоматизированное проектирование сложных крупнораппортных рисунков переплетения крепового типа.
Цель работы.
I. Разработать математическую теорию проектирования рисунков переплетения крепового типа.
2. Создать математическую модель автоматизированного про** актирования креповых рисунков переплетения для их реализации на станках СТБ как с эксцентриковым зевообразовательным механизмом, так и оснащенных ремизоподъемными каретками.
Научная новизна.
Для достижения поставленной цели впервые: разработан математический метод проектирования креповых рисунков переплетения высокой степени сложности, базирующийся на принципе равной уработки нитей основы в процессе ткачества, на применении датчика псевдослучайных чисел и на использовании средств вычислительной техники; создан алгоритм автоматизированного проектирования рисунков переплетения крепового типа, реализованный на ЭВМ двух поколений; подучен атлас случайных рисунков переплетения крепового типа, показывающий возможности алгоритма проектирования рисунков; проведен анализ рисунков, полученных с помощью ЭВМ, на их применимость для производства тканей; заложены основы создания автоматизированной системы проектирования тканей, получившей наименование АВТОДЕССИНАТОР, предназначенной для решения широкого круга дессинаторских задач. '
Практическая ценность работы.
Автоматизированная система проектирования ткацких переплетений крепового типа может быть использована любой ткацкой фабрикой, в ассортименте которой имеются ткани, созданные как на чисто креповом переплетении нитей, так и на комбинированном переплетении, элементами которого являются креповые рисунки.
Система прошла производственную проверку на Ивановском камвольном комбинате им. В.И.Ленина, где по рисункам, изготовленным с ее помощью, выработана ткань "Титан" в количестве 543 тыс.пог.м.
С использованием системы АВТОДЕССИНАТОР выполнены заказы более, чем двадцати предприятий Советского Союза по проектированию креповых рисунков переплетения.
За участие на выставке "Технический прогресс в легкой промышленности11 система награждена серебряной медалью ВДНХ СССР.
Внедрение работы.
Система АВТОДЕССИНАТОР внедрена на московском производственном камвольном объединении "Октябрь" совместно с системой АВТОКОЛОРИСТ с общим экономическим эффектом 309,6 тыс.руб.
Апробация работы.
Результаты исследований по диссертационной работе доложены и одобрены: на научно-техническом семинаре "Ассортимент и качество продукции текстильной промышленности", г.Москва; на Большом Ученом Совете ЦНИИШерсти, г.Москва; на Всесоюзной научно-технической конференции в республиканском доме экономической и научно-технической пропаганды общества "Знание" Украинской ССР, г.Киев; на научно-техническом семинаре на Ивановской камвольном комбинате им. В.И.Ленина, г.Иваново; * на однодневной встрече с представителями предприятий шерстяной промышленности на выставке "Технический прогресс в легкой промышленности", ВДНХ СССР, г«Москва; на научно-техническом семинаре "Применение математических методов планирования эксперимента в текстильной промышленности", г.Киев; на выездном заседании Большого Ученого Совета ЦНИИШерсти, МПКО "Октябрь", г.Москва; на семинаре-совещании по применению микроэвм в АСУ Тії легкой промышленности, ВНИПИАСУдегпром, г.Иваново.
Публикации по работе.
Результаты диссертационной работы опубликованы в четырех статьях /43-46/.
Вопросы теории строения ткани и разработка техники построения ткацких переплетений
Теория ткацких переплетений как наука зарождается в 90-е годы ХП столетия. Её основы заложены в работах русских ученых Лангового Н.П. /55/ и Когурвицкого П.В. /42/, а также в трудах математиков Франции Сантоса /109/, Ренуара /107/ и Лямуатье /103/. Проф.Ланговой Н.П. и французские ученые с различной степенью полноты исследовали математические закономерности в сатиновом переплетении» Проф. Котурницкий П.В. вводит понятие квинкункса как заковоиервости взаимного расположения точек множества относительно одной из них, произвольно расположенной в а - мерном пространстве. В качестве примера плоской задачи, подчиняющейся закону квинкункса, автор теории рассматривает задачу построения сатиновых (атласных) переплетений. В своей работе Котурницкий П.В. впервые дает определение главного переплетения как переплетения с постоянным сдвигом.
За время, предшествующее возникновению теории ткацких переплетений, накопился богатейший практический материал по наглядному изображению ткацких рисунков, который воплотился в атласы переплетений, изданные в России /35,36/ и в Германии /91,92/, причем атлас Доната /92/, благодаря изданию его на трех основных европейских языках - немецком, французском и английском, получил особенно широкое распространение.
Первые труды по теории переплетений в целом выходят Германии /93/ (Франц Донат "Методика теории переплетений, их анализа и расчета для ремизного ткачества") и в России /14/ В первой работе приводится наиболее полная для того времени классификация ткацких переплетений с обширным иллюстративным материалом. Проф. Ганешин С.А. строит свой труд значительно шире. Он планирует создание монографии, посвященной описанию всего технологического процесса приготовления ткани, в которой теория переплетений должна занять незначительное место среди подготовительных операций к ткачеству, однако, преждевременная кончина прерывает его работу.
Классификация способов построения креповых переплетений
Креповые переплетения относятся к классу комбинированных. Существует множество способов их построения, и перечислить все различные способы вряд ли возможно. Однако, следует выделить характерный признак получения этих рисунков, опираясь на который можно провести классификацию способов. Таким признаком является число базовых переплетений В, взятых для построения крепового рисунка, В 2 главы I даны главные способы построения креповых переплетений. Сочетая два или несколько главных способов, можно получить комбинированный способ проектирования рисунков.
На основе приведенных главных способов можно построить следующую их классификацию.
При В=0 имеет место лишь один способ - построение слу чайного рисунка переплетения.
При В=1 рассмотрены следующие способы: І.І.Ї. добавление одного или нескольких перекрытий к базовому рисунку в пределах раппорта переплетения;
1.1.2. устранение одного или нескольких перекрытий в раппорте переплетения базового рисунка;
1.1.3. одновременное присоединение и удаление нескольких перекрытий в раппорте рисунка; 1.2.1.1. упорядоченная перестановка нитей основы (утка);
1.2.1.2. упорядоченная перестановка групп нитей основы (утка);
1.2.2.1. случайная перестановка нитей основы (утка);
1.2.2.2. случайная перестановка групп нитей основы (утка);
1.3. негативный способ;
1.4. зеркальный способ;
1.5.1. способ вращения мотива по часовой стрелке;
1.5.2. способ вращения мотива против часовой стрелки.
При В 2 приводятся способы: 2.1. наложение рисунков:
2.1.1. с добавлением несовпадающих основных перекрытий;
2.1.2. с удалением основных перекрытий первого рисунка, на которые накладываются основные перекрытия хотя бы одного из последующих рисунков;
2.1.3. с заменой перекрытий первого рисунка на противоположные при аналогичном наложении;
2.2.1. чередование нитей основы (утка);
2.2.2, чередование групп нитей основы (утка);
2.3. негативный способ.
Приведенный в 2 гл.1 способ заполнения уточных перекрытий дополнительными узорами из основных перекрытий является частным случаем способа I.I.I.
В настоящей работе излагается теория проектирования наиболее сложного случая крепового переплетения при В=0.
class3 ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПРОГРАММ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО
ПРОЕКТИРОВАНИЯ СЛУЧАЙНЫХ РИСУНКОВ ПЕРЕПЛЕТЕНИЯ КРЕПОВОГО ТИПА, СОСТАВЛЕННЫХ ДЛЯ ЭВМ ДВУХ ПОКОЛЕНИЙ class3
Диалоговый режим общения оператора с ЭВМ второго поколения "Наири-2"
Программа, включенная в математическое обеспечение специализированной ЭВМ второго поколения вНаири-2п, которая предназначена для автоматизированного проектирования случайных рисунков переплетения крепрвого типа, принимает входную информацию в диалоговом режиме, т.е. по схеме "вопрос -ответ11. Такой режим общения с ЭВМ позволяет допускать к пульту дессинатора, который не знаком ни с особенностями вычислительной машины, ни с приемами программирования для нее. Оператор должен знать порядок включения и выключения ЭВМ и уметь обращаться с печатающей машинкой типа 9,Consu& 254", являющейся одновременно устройством ввода и вывода информации.
В нижней части машинки перед ее клавиатурой расположены 6 подсвечивающихся клавиш, крайняя из которых (слева или спра-ва, в зависимости от схемы подключения) называется "Пуск-Р. Нажатие этой клавиши и клавиши с буквой иаи вызывает автоматическую печать текста: построение случайного рисунка переплетения по заданн1 . Дальнейший текст формируется по выбору оператором того или иного входа. Если литеры, печатаемые вручную, обозначить заглавными, то 4 входа в систему АВТОДЕССИНАТОР примут следующий вид: вход I - Автодесеинатор построение случайного рисунка переплетения по заданным коэффициентам вариации длин основных настилов, вход 2 - Автодесеинатор построение случайного рисунка переплетения по заданным количествам основных настилов, вход 3 - Автодесеинатор построение случайного рисунка переплетения по заданному Набору эксцентриков, вход 4 - Автодесеинатор построение случайного рисунка переплетения по заданному Базисному раппорту. При вводе числовой информации иНаири-2п печатает наименование вводимой величины и диапазон допустимых ее значений,нарушать который система не длпускает и возвращает при его нарушении к повторению ввода той же величины. Вводить числовое значение следует при останове ЭВМ в ожидании ввода, обозначаемом на печати знаком равенства. Конец ввода числа фиксируется нажатием клавиши ВК (возврат каретки}.
Изготовление экспериментальных образцов тканей в ЭВМ
Первые опыты построения крупнораппортных креповых рисунков переплетения проводились в Центральном научно-исследовательском институте шерстяной промышленности (Цниишерсти) в начале 70-х годов, когда еще не существовало математического метода их проектирования.
В то время рисунки создавались вручную, и процесс их подготовки отнимал много времени. Для выработки экспериментальных образцов тканей было сделано несколько рисунков, раппорты которых по основе и утку достигали 120 нитей.
Построение переплетений в тех случаях, когда очередное перекрытие могло быть произвольным, сопровождалось подбрасыванием монеты. По заполнении раппорта рисунок корректировался путем добавления или снятия отдельных основных перекрытий.
Комплект приготовленных рисунков и их характеристик составил задание экспериментально-производственным мастерским (ЭПМ) института на выработку образцов тканей, представленных на рис. 28-31.
По результатам экспериментов фабрикой Ленсукно выпущено 180 тыс.м пальтовой ткани "Электрон", которая на осенней Лейп-цигской ярмарке 1971 г. награждена дипломом и золотой медалью.
