Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Разработка методов машинной визуализации структуры трикотажа кулирных переплетений с целью его рационального проектирования Шустов Евгений Юрьевич

Разработка методов машинной визуализации структуры трикотажа кулирных переплетений с целью его рационального проектирования
<
Разработка методов машинной визуализации структуры трикотажа кулирных переплетений с целью его рационального проектирования Разработка методов машинной визуализации структуры трикотажа кулирных переплетений с целью его рационального проектирования Разработка методов машинной визуализации структуры трикотажа кулирных переплетений с целью его рационального проектирования Разработка методов машинной визуализации структуры трикотажа кулирных переплетений с целью его рационального проектирования Разработка методов машинной визуализации структуры трикотажа кулирных переплетений с целью его рационального проектирования Разработка методов машинной визуализации структуры трикотажа кулирных переплетений с целью его рационального проектирования Разработка методов машинной визуализации структуры трикотажа кулирных переплетений с целью его рационального проектирования Разработка методов машинной визуализации структуры трикотажа кулирных переплетений с целью его рационального проектирования Разработка методов машинной визуализации структуры трикотажа кулирных переплетений с целью его рационального проектирования
>

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Шустов Евгений Юрьевич. Разработка методов машинной визуализации структуры трикотажа кулирных переплетений с целью его рационального проектирования : Дис. ... канд. техн. наук : 05.19.02 Москва, 2005 220 с. РГБ ОД, 61:05-5/2434

Содержание к диссертации

Введение

Глава 1. Состояние вопроса развития машинных систем визуализации при автоматизированном проектировании трикотажа 8

1.1. Технологические и конструктивные особенности современного плосковязального оборудования и терминальных комплексов для проектирования трикотажных изделий 8

1.2. Классификация систем автоматизированного проектирования трикотажа 28

1.3. Характеристика существующих программ анализа структур трикотажа 39

Выводы по главе 48

Глава 2. Разработка системы кодирования структуры трикотажа 50

2.1. Развитие информационных форм представления трикотажа 51

2.2. Универсальная матричная система кодирования структуры трикотажа 56

2.2.1. Патрон-матрица рисунка (узора) 59

2.2.2. Патрон-матрица структуры 62

Выводы по главе 82

Глава 3, Разработка методов визуализации структуры трикотажа 84

3.1. Разработка методов машинной визуализации кулирных переплетений трикотажа 87

3.1.1. Полу автоматизированная система визуализации переплетений трикотажа с использованием универсальной матричной системы кодирования структуры трикотажа (УМК) 88

3.1.2. Образцы машинной визуализации переплетений трикотажа 95

3.1.2.1. Визуализация простейших трикотажных переплетений 95

3.1.2.2. Визуализация сложных трикотажных переплетений 100

3.1.3. Автоматизированное построение структуры переплетений трикотажа по его аналитическим моделям 109

3.2. Автоматизированное проектирование графиков прокладывания нитей 116

3.3. Имитационное моделирование внешнего вида поверхности трикотажа 118

3.3.1. Визуализация патрона-матрицы рисунка трикотажа 121

3.3.2. Визуализация поверхности и структуры трикотажа с условно упрощенным изображением элементов структуры...123

3.3.3. Моделирование конфигурации цвета элементов структуры поверхности трикотажа 124

Выводы по главе 128

Глава 4. Исследование реальных конфигураций остовов петель трикотажных полотен компьютерными методами 130

Выводы по главе 143

Глава 5. Моделирование трикотажной петли 145

5.1. Методы математического определения длины нити в петле 145

5.2. Разработка графоаналитического метода определения длины нити в петле 150

5.3. Экспериментальная проверка предложенного метода определения длины нити в петле 161

Выводы по главе 164

Общие выводы по работе 165

Литература 167

Приложения 172

Введение к работе

В связи с развитием компьютерной техники особую актуальность приобретает вопрос о внедрении компьютерных технологий во все области науки. Интегрирование компьютерной техники в процесс исследований открывает перед учеными широкие возможности по ускорению процесса исследований, повышает точность научных расчетов, позволяет разрабатывать и внедрять новые методики исследований.

Изучение строения трикотажных полотен является одной из важнейших задач стоящих перед текстильщиками. Знание строения трикотажных полотен позволяет полнее и лучше изучить влияние строения трикотажных полотен на их свойства. Кроме того, информация о строении трикотажных полотен дает возможность установить и наиболее оптимально провести этапы проектирования, производства, эксплуатации, полученных изделий, что, в свою очередь, позволяет оптимизировать качество текстильных полотен, свести к минимуму затраты на разработку, производство новых видов трикотажных полотен, улучшить их свойства. Использование факторов строения при управлении свойствами и качеством трикотажных полотен чаще всего не требует существенных затрат сырья, нового оборудования, изменения технологии производства, вследствие чего данный фактор отличается высокой мобильностью, экономичностью, большим количеством возможностей для управления свойствами трикотажных полотен.

Таким образом, оптимизация строения трикотажа повышает ее качество при минимальных по сравнению с другими методами повышения качества затратах, а, следовательно, приобретает важнейшее значение в условиях рыночной экономики.

Основная цель работы направлена на разработку метода получения изображения строения трикотажа с помощью современной компьютерной техники, которая позволяет минимизировать время расчета этих показателей. Это дает возможность за более короткий период исследовать большее количество трикотажа, т.е. сократить затраты на исследование уже существующих и разработку новых видов трикотажных полотен.

В соответствии с целью исследования были поставлены следующие задачи: проведение анализа существующих подходов к проектированию трикотажных переплетений; разработка систем автоматизированного проектирования структуры трикотажа; разработка компьютерного метода распознавания строения трикотажных полотен; разработка метода определения длины нити в петле.

Методика исследования. В работе проведены теоретические и экспериментальные исследования. Для решения поставленных задач использован системный подход. Методической и теоретической основой явился анализ научных источников, зарубежной литературы, труды советских и российских ученых по технике и технологии трикотажного производства. Постановка экспериментальных исследований проводилась с применением современных методов математической статистики. Достоверность и обоснованность результатов подтверждена статистическими оценками результатов измерений, аналитическими расчетами. Оценка и исследование трикотажных полотен проводилась на основе существующих нормативно-технических документов.

Научная новизна. При проведении теоретических и экспериментальных исследований автором получены следующие результаты: разработана система автоматизированного преобразования исходной информации о рисунке в элементы структуры трикотажа для различных видов его переплетений; разработана система построения изображения единичных элементов структуры трикотажа с учетом аналитических моделей, принципов масштабирования и вида используемого сырья; разработан алгоритм автоматизированного построения изображений трикотажа с учетом индивидуальных особенностей и взаимного расположения элементов структуры; создан механизм построения изображения структуры переплетения, графика прокладывания нитей и условно упрощенного изображения структуры; разработан алгоритм анализа трикотажа с использованием методов электронной микроскопии; предложен метод определения длины нити в петле с использованием сплайн-метода.

Практическая ценность. Создана и реализована автоматизированная система визуализации изображений трикотажных переплетений. Разработанная система доведена до практической реализации и получила применение в производстве и в учебном процессе в МГТУ. Ее использование позволяет существенно снизить трудозатраты на процесс проектирования и заправку нового ассортимента полотен и исключает многочисленные экспериментальные проработки, уменьшает сырьевые затраты.

Апробация работы. По результатам работы разработана методика и программный продукт автоматизированного проектирования трикотажа различных переплетений. Основные положения диссертационной работы были доложены и обсуждены: на Международных научно-технических конференциях «Поиск-2001», «Поиск- 2004» в ИГТА (г.Иваново), Международной научно-технической конференции «Прогресс- 2002» ИГТА (г.Иваново), Международной научно-технической конференции «Пиктел-2003» в МГТУ им. А.Н.Косыгина (г. Москва), Всероссийских научно-технических конференциях «Текстиль-2003», «Текстиль-2004» в МГТУ им. А.Н.Косыгина (г. Москва), Всероссийской научной конференции «ИНФОТЕКСТИЛЬ-2004» в МГТУ им.А.Н.Косыгина (г. Москва).

По результатам диссертации опубликовано 8 статей, 11 тезисов докладов.

Структура и объем работы: Диссертационная работа имеет объем 220 страниц машинописного текста из них 172 страницы основного текста состоящего из введения, 5 глав имеющих 60 иллюстраций, 5 таблиц, выводов по каждой главе, общих выводов, списка литературы включающего 63 позиции, 11 приложений, представленных на 47 страницах.

Классификация систем автоматизированного проектирования трикотажа

Основными задачами САПР - является разработка автоматизированных систем определения различных элементов структуры проектируемого переплетения образца. Иными словами, цель САПР представить узор, характеризующий трикотаж в новой форме доступной для понимания и последующего анализа. Важнейшая проблема при проектировании трикотажа - это разработка наиболее приемлемой системы представления трикотажа. Основные требования к протеканию процесса автоматизированного проектирования заключаются в следующем: - представить информацию в максимально пригодном виде для автоматизированного проектирования; - добиться наибольшей наглядности изображения проектируемой структуры; - создать интегрированную систему, способную к анализу различных переплетений.

Современные производства, используемые на текстильных предприятиях последнего поколения, получили название - СІМ (Computer Integrated Manufacturing) - т.е. производства интегрированные на базе компьютерной техники и подразумевающие повсеместное использование компьютерных систем различных уровней для сопровождения, как основных, так и вспомогательных производств [11]. В свою очередь производства интегрированные на базе компьютерной технологии называются - CAI (Computer Aided Industry) и всегда включают в себя ряд подсистем, без которых невозможно осуществление полного спектра работ по автоматизированному проектированию трикотажа, а именно: САМ (MANUFACTORING) - системы обеспечения процесса выработки В России системы PPS и САР - принято называть АСУ (автоматизированные системы проектирования), CAD и САЕ САПР технологической подготовки, САМ - автоматизированное управление технологическим процессом, а система CAQ - только начинает внедряться. Наибольшее распространение в настоящее время получила система CAD. Она строится на базе ПК, с установленными на них графическими системами, включающими в себя дисплеи, сканеры и другие устройства, имеющие связь с механизмами узорообразоваиия (приложение 1). В последние 2-3 года всё чаще производители трикотажа оснащают свои производства системами САЕ - компьютерными системами обеспечивающими инжинеринг производства. В этом случае производитель составляет базы данных для расхода сырья не только одной машины, но и производства в целом. Создание системы САПР для какого-либо изделия включает несколько этапов; - художественное проектирование образца; - автоматизированное технологическое проектирование; - воспроизведение трикотажа по расчету; - стандартизация продукции, дополнение, корректировка технико экономической показателей. Для осуществления процесса автоматизированного проектирования с использованием ЭВМ в первую очередь необходимо иметь детальное описание структуры проектируемого трикотажа, методы автоматизированного определения элементов структуры трикотажа с учетом информации об узоре, алгоритм расчета показателей и алгоритм расчета узоров и подготовки программы вязания.

Не менее важной задачей САПР трикотажа является разработка систем кодирования, которые способны стать универсальным инструментом для наглядного отражения проектируемого трикотажа. Благодаря применению систем кодирования возможно достаточно просто решить ряд задач, среди которых: упрощенное вычисление данных о механизмах отбора вязальных машин; установление взаимосвязи между параметрами поля вязания и характеристиками раппорта; определение универсального языка понятного машинам; автоматизированное преобразование данных о раппорте рисунка в данные о автоматизированном проектировании. Примеры реализации и общие теоретические основы САПР трикотажа подробно описана в работах проф. Л.А. Кудрявина [11-13]. В данных работах предложены исчерпывающая классификации САПР трикотажа состоящая из трех основных подсистем CAD, САМ, САЕ. Подсистема CAD (Computer Aided Desing) представляет собой автоматизированную систему подготовки рисунка конструкции, изделия или детали. Художественное проектирование осуществляется путем ввода патрона-матрицы рисунка, или внесением формы изделия или детали с указанием структуры трикотажа. На современных предприятиях наиболее часто используются подсистемы CAD состоящие из различных дизайнерских программ, входящих в состав пакетов программного обеспечения, поставляемого вместе с трикотажным оборудованием. Вторая подсистема САЕ (Computer Aided Engineering) обеспечивает технологическое проектирование или инженерную подготовку производства трикотажа с заданным рисунком генерированного дессинатором в подсистеме CAD, такие как: модуль петли, петельный шаг А, ширину петли В, коэффициент соотношения плотностей С, характеристики сырья, особенности механизмов узоро образования вязального оборудования. Вышеперечисленные характеристики являются соединительными звеньями подсистем CAD и САЕ. С помощью этих данных подсистема САЕ обеспечивает определение основных параметров трикотажа и изделий: поверхностной плотности полотна, возможные заправки, расходы сырья на изделие или деталь и др., осуществляет расчет данных для воспроизведения рисунка. Инженерная подготовка также осуществляется на базе программ, входящих в пакет сопровождающий оборудование, либо программ разработанных отдельно для использования с теми или иными типами вязального оборудования. Данные пакеты содержат базы данных для обеспечения и всестороннего сопровождения процесса производства: базы данных по сырью (содержащие все данные о возможном сырьевом составе изделий), коллекций моделей изделий (разбитые по ассортиментным или сезонным группам), конструкций и деталей, базы данных ростов, список возможных прикладных деталей и т.д. Ряд программ, разработанных для вязального оборудования, позволяет редактировать уже существующие или создавать новые базы данных, по желанию пользователя,

Иногда в состав подобных программ входят дополнительные модули позволяющие считать, например материалоёмкость производства или какие- либо другие дополнительные параметры, однако, как мы уже говорили выше, они являются лишь прикладными и их возможности варьируются от производителя к производителю. Третья подсистема САМ (Computer Aided Manufacturing) обеспечивает воспроизведение структуры трикотажа и заданную форму изделия. Программы разработки рисунка оснащены либо системами трансляции данных от дизайнерских систем к системам воспроизведения, расположенными на оборудовании, либо специальными программами, осуществляющими процесс адаптирования графических изображений к виду, понятному для узорообразующих систем оборудования. Подсистема САМ управляет технологическим процессом и обеспечивает производство заданной в подсистемах CAD/CAE продукции, осуществляет воспроизводство данных рисунка, формы изделия непосредственно на оборудовании, обеспечивает управление вязанием и выполняет автоматизированный процесс самого производства. Подсистемы САМ также входят в программное обеспечение вязального оборудования. Данные программы позволяют технологам, работающим на оборудовании, контролировать выполнение программ вязания, рассчитывать расход материала и перестраивать режимы работы машины в системе интерактивного диалога. Кроме того, эти программы регистрируют рабочие характеристики процессов, а также диагностируют весь производственный процесс.

Универсальная матричная система кодирования структуры трикотажа

Универсальная матричная система кодирования (УМК) - дает возможность машинными методами получать всю информацию о трикотаже, пользуясь универсальными логическими подходами к её анализу и преобразованию. Как известно, для выяснения основных данных о проектируемом трикотаже применяется универсальная матричная система кодирования. Элементами данной матрицы являются на начальных этапах символические изображения элементов узора (число которых весьма велико), а далее данные о структуре проектируемого переплетения в виде элементов структуры (число которых ограничено). Основными элементами структуры трикотажа являются остовы петель, наброски и протяжки. Задачей кодирования трикотажа на конечном этапе является автоматическое преобразование элементов матрицы узора в элементы структуры трикотажа. Принципиальную схему автоматизированного построения изображения трикотажа можно разделить на несколько этапов (рис. 2,1, приложение №3). Проследим данный процесс от начала до конца этап за этапом: этап. Производится определение и уточнение раппорта рисунка или переплетения проектируемого трикотажа. 2 этап. Внесение данных о рисунке. 3 этап. Автоматизированное преобразование патрона-матрицы рисунка в матрицу структуры лицевой и изнаночной сторон трикотажа, а также в обобщенную матрицу структуры, образованную путем технологического сложения матриц лица и изнанки. 4 этап.

Осуществление автоматизированного построения изображения структуры переплетения проектируемого трикотажа с учетом соединений элементов структуры, построение изображения графической записи проектируемого трикотажа, 5 этап. Построение изображений проектируемого трикотажа с учетом масштабирования изображения элементов структуры. 6 этап. Сравнение изображения полученного на компьютере и изображения реального образца трикотажа. Несомненно, важнейшим этапом при осуществлении вышеописанных этапов проектирования является построение обобщенной матрицы структуры как лица, так и изнанки, с учетом особенностей элементов структуры проектируемого трикотажа, таких как количество цветов в переплетении и т.д. На любом этапе автоматизированного проектирования, возможно, получить информацию о каждом цвете нити и вывести её на экран. Используя данные матрицы, в дальнейшем упрощается процесс построения изображений структуры, поскольку построение осуществляется по тому же принципу, что и разработка матриц-структуры, т.е. поэтапное изображение, где символические элементы заменяются элементами структуры трикотажа, разработанные отдельно. Первым этапом проектирования произвольного рисунка в любой известной системе является внесение информации о патроне-матрице рисунка. Узор (рисунок) в трикотаже образуется путем сочетания в заданном порядке различных элементов, например остовов петель разного цвета. Узор любой формы, предложенный дессинатором, характеризуется раппортом, под которым подразумевают односвязную геометрическую фигуру, повторением которой можно замостить всё поле вязания без просветов и наложений. Согласно другому определению [36] раппорт - наименьшее число петельных рядов (раппорт по высоте Rh) или петельных столбиков (раппорт по ширине Rb), после которых порядок чередования изогнутых отрезков нитей в виде петель, набросков или протяжек в переплетении повторяется.

Раппорт переплетения выражается целыми числами. Ширина раппорта определяется характером расстановки рабочих органов, а высота ограничена лишь фантазией автора. Если поместить начало декартовых координат в нижний левый угол раппорта, то положение и размеры раппорта вдоль этих осей характеризуются векторами а (хь уО и b (х2, у г) по направлениям которых проходит замощение раппортами (рис. 2.2) поля вязания. Наибольшее распространение получили так называемые четырехсторонние прямоугольные раппорты, контуры которых совпадают с направлением петельных рядов и петельных столбиков. Для таких раппортов допускается обозначение размера, высоты, ширины раппорта, выраженные числом петельных рядов и петельных столбиков. Разработав раппорт, которым заполняется поле вязания, художник совместно с технологом переходят к техническому описанию трикотажа предполагаемого к выпуску. На данном этапе разрабатывается и заполняется патрон-матрица рисунка. Её элементами являются условные обозначения эффекта, который предполагается на проектируемом полотне.

Автоматизированное построение структуры переплетений трикотажа по его аналитическим моделям

В качестве математического описания проектируемого трикотажа могут быть использованы различные модели зависимостей длины элементов структуры трикотажа от высоты петельного ряда, ширины петли и диаметра нити, из которой выполнена петля. Например, на рис. 3.14 А представлено изображение петли выполненное с использованием модели А.С. Далидовича по стандартным методам проектирования [14].

После первоначальной разработки графической части, был произведен структурный анализ проектируемой единичной петли с целью разработки математического обеспечения. Проще говоря, были проанализированы взаимные размеры элементов петли, для определения координат контрольных точек данной петли, при которых наиболее точного описывается взаимное расположение элементов петли и используемое при построении её конфигурации. Как уже говорилось ранее, основным по параметром при проектировании единичной петли является линейная плотность, или диаметр нити или пряжи, используемой для выработки анализируемого трикотажа.

Для определения диаметра воспользуемся широко известными формулами, по которым определяем условный, расчётный и средний диаметры нитей: где dpt dy- расчетный и условный диаметры нитей, мм; Т - линейная плотность нитей, текс; S- объёмная масса нити, г/см3; у- плотность вещества, г/см3. Значения плотности вещества и объёмной массы нити принимаем в соответствии с сырьевым составом вырабатываемого образца.

В итоге после получения расчетного и условного диаметра определяют средний диаметр, необходимый для последующих расчётов по формуле: Определив диаметр нити, из которой выработан трикотаж, приступаем к расчету значений других частей петли.

Остовы петель различных кулирных переплетений содержат две палочки петли, соединенные дугой иглы (рис 3.14). Дуги игл в геометрических моделях трикотажа различных кулирных переплетений равны половине окружности с диаметром:

А соответственно, длина нити в дуге иглы составляет: Длину нити в палочках остова петли определяют по разному. В частности, если не учитывать наклона палочки петли к линии петельного ряда и плоскости полотна, её принимают равной высоте петельного ряда В. В соответствии с этим, длина нити в остове петли определяется следующим образом:

Для дальнейшего проектирования, необходимо также определить расстояние между правой и левой платинными дугами. Данный параметр условно обозначим / вн. Он определяется по формуле исходя из факта, что если провести горизонтальное сечение между точками соединения игольной дуги петли второго ряда и левой и правой частями палочек петли первого ряда, то на этом соединении будут находиться четыре среза нитей: два среза нитей первого ряда и два среза нитей второго ряда (рис,3.15). Координаты точек касания палочек остова петли с дугами выводятся из построения касательной m-m палочки петли к окружностям описывающих дуги игл и дуги платин.

Соответственно расстояние I вн будет равно диаметру дуги иглы за вычетом четырех диаметров нити: Необходимо определить расстояние между соседними петлями. Поскольку в данном случае рассматривается единичная петля не как комплекс, состоящий из ряда петель и взаимодействующим между собой, принимаем для проектирования единичной петли половину длины нити в протяжке, соединяющей остовы петель одного петельного ряда называемой протяжкой типа е:

Также возможно определить расстояние между условно ключевыми точками петли. Данными точками можно назвать две точки находящиеся в верхней и нижней части петли. Первая располагается в месте, условно названном центром петли и являющейся центром игольной дуги. Вторая точка располагается на плоскости сечения, соединяющего палочки с платинными дугами правой и левой сторон. Если не учитывать наклон палочек петли, то расстояние по вертикали между этими двумя точками приравниваются к высоте петельного ряда В,

Компьютерное построение визуального образа переплетения трикотажа по изложенной геометрической модели допускает масштабирование получаемого изображения и при этом программой выполняются следующие преобразования: рассчитывается средний диаметр нити пряжи используемой в проектировании переплетений трикотажа по общеизвестным формулам. Величина среднего диаметра нити принимается за единицу. Данная величина может содержать реальное или заданное, в зависимости от выбранного масштаба изображения, целое число пикселей (точность изображения зависит от разрешающей способности дисплея)

Исследование реальных конфигураций остовов петель трикотажных полотен компьютерными методами

С целью уточнения уже существующих, проектирования новых конфигураций элементов структуры трикотажа и совершенствования методов их компьютерной визуализации использовались компьютерные методы анализа реальных петель [38].

Основная задача при осуществлении этого состоит в подробном и тщательном изучении распознаваемых объектов. Необходимо определить особенности изучаемых объектов или явлений, что роднит и отличает их друг от друга. При этом следует осуществить выбор надлежащего принципа классификации для исследуемых элементов.

Выбор принципа классификации, как правило, определяется требованиями, предъявляемыми к системе исследования, которая, в свою очередь, зависит от того, какие решения должны быть, в принципе приняты, на основе результатов распознавания системой анализируемых объектов. Следующая важная задача при исследовании - составление базы данных для определения поступающей на вход системы информации и последующего распознавания. К этой задаче вплотную примыкает вопрос о проектировании и создании специальных технических средств наблюдения для определения признаков распознаваемых объектов. В каждом конкретном случае этот вопрос имеет свое решение. Общее состоит лишь в том, что эффективность практически любых систем распознавания в значительной мере определяется объемом и качеством информации полученной о распознаваемых объектах. Этим обусловливается необходимость создания таких средств наблюдения, которые позволяют с максимально возможной точностью определять наиболее информативные признаки объектов и явлений. В ходе данной работы была разработана методика получения изображения строения трикотажа с помощью современной компьютерной техники, которая позволяет минимизировать время расчета этих характеристик, что, в свою очередь, дает возможность за более короткий период исследовать большее количество трикотажа, т.е. сократить затраты на исследование уже существующих и разработку новых видов трикотажных полотен (приложение 6).

Необходимость в разработке данного метода определялась использованием современных информационных технологий при совершенствовании методов проектирования трикотажа и систем компьютерной визуализации его структуры.

Для реализации данного метода использовался компьютер с набором специального программного обеспечения, а также компьютерный оптический микроскоп « Intel Play QX3» . На первом этапе был сформирован алгоритм выполнения операций данного метода (рис.4.1), согласно которому первоначально необходимо решить задачу, связанную с операцией подготовки образца к исследованию. Проведенные исследования показали, что для анализа достаточно подготовить образец 10x10 мм. Образец располагается на предметном столике, сверху накрывается покровным стеклом.

На втором этапе получили изображение подготовленной пробы для компьютерного анализа. Для этого были определены оптимальные параметры настройки микроскопа по яркости, контрастности, разрешающей способности. Критерием оптимизации служило получение четкого изображения всего объекта. В качестве объектов исследования использовали трикотажные полотна различных переплетений.

На третьем этапе решался комплекс вопросов связанных с нанесением шкалы-сетки на изображение объекта и определением цены деления этой сетки, с целью последующей обработки полученного изображения. В качестве эталонного образца при определении цены деления шкалы используется объективный микрометр с ценой деления 0,01 мм.

После проведения соответствующих мероприятий полученная информация выводится на печать.

Для получения изображений единичных элементов реального трикотажа был использован электронный микроскоп фирмы INTELL .

Данный микроскоп специально разработан компанией для решения прикладных задач. Фактически микроскоп представляет собой интерактивную видеокамеру, позволяющую транслировать полученное изображение напрямую на компьютер, с возможностью его последующего редактирования (рис.4.2).

Рассматриваемый электронный микроскоп состоит из соединительного кабеля (І), благодаря которому осуществляется его подключение к персональному компьютеру. Ручками фокусировки (2) производится настройка фокуса изображения, путем приближения или удаления от объектива препаратного столика (3) с расположенным на нем материалом. С помощью кнопки фотографирования (4), производится съемка анализируемого объекта. Кольцо настройки масштаба (5), позволяет

Разработчиками предусмотрена возможность использования микроскопа отдельно от станины. Благодаря чему, возможно, анализировать ткани, полотна или объекты, без помещения их на препаратный столик, либо если размеры анализируемых объектов не позволяют поместить их на него.

Процесс анализа исследуемого объекта достаточно прост. Для начала необходимо поместить образец на препаратный столик либо рассоединить микроскоп и станину, если образец в связи с большими размерами невозможно поместить на препаратный столик.

Далее следует выбрать тип подсветки который будет использоваться при исследовании образца. Возможно использование двух типов подсветки: верхней и нижней.

Микроскоп оснащен специально разработанной системой подсветки, контроль которой осуществляется через программное обеспечение. Включение подсветки происходит автоматически при включении программного обеспечения, а отключение при выходе из программы или при входе в меню редактирования, где она не используется. На экране находится опция контроля подсветки, с помощью которой происходит контроль уровня подсветки в реальном времени. Данная регулировка представляет собой вертикальную шкалу со скользящей отметкой, которая служит для изменения интенсивности подсветки. Перемещение скользящей отметки вверх позволяет «осветлить» изображение анализируемого объекта, а перемещение скользящей отметки вниз позволяет добиться «затемнения» изображения исследуемого объекта. Верхняя подсветка используется, как правило, при анализе образцов имеющих высокую плотность, а использование нижней подсветки, возможно, применить для анализа прозрачных образцов. В случае если штатная подсветка является недостаточной, то возможно использование дополнительной подсветки, как-то различных внешних ламп.

Применительно к анализу трикотажа, благодаря использованию верхней подсветки, возможно, получить изображение верхнего слоя трикотажа, где достаточно четко наблюдается преимущественно структура поверхности исследуемого трикотажа и внешний вид нитей, из которой он образован (рис. 4.3. А). Используя нижнюю подсветку, возможно, получить более четкое изображение петельной структуры исследуемого образца (рис. 4.3. Б).

Похожие диссертации на Разработка методов машинной визуализации структуры трикотажа кулирных переплетений с целью его рационального проектирования