Введение к работе
Актуальность работы. Для соединения деталей изделий в швейной промышленности используется высокоскоростное оборудование. Дефекты настройки механизмов приводят к нарушению заданных параметров строчки, что ухудшает внешний вид, снижает сортность и стоимость швейного изделия.
Важен внешний вид строчки: отсутствие пропусков стежков, нетехнологичных искривлений, обрывов нити.
В настоящее время на большинстве швейных предприятий проверка изделий после каждой технологической операции производится вручную. При обнаружении дефекта в изделии оно забраковывается. Выявление дефектов соединений в процессе пошива уменьшит количество брака за счет своевременной остановки машины и ее наладки.
Для контроля качества шва рациональна разработка цифровой измерительной системы, устанавливаемой на швейной машине или используемой для разбраковки готовых изделий, а также системы управления блоком подсветки шва. С этой целью проведен анализ возможных технологических дефектов швейного производства и причины их возникновения. Анализ работ в области систем автоматизации контроля качества стачивающей строчки челночного стежка, а также современных систем распознавания образов изображений показал, что предлагаемые устройства используют аналоговые сигналы, имеют недостаточную помехозащищенность, разрешающую способность и не позволяют проводить непрерывный контроль параметров в реальном времени. Поэтому актуальным является разработка и развитие цифровых методов и систем непрерывного контроля качества швейных изделий в реальном времени.
Внедрение на предприятии разрабатываемой системы контроля качества шва позволит сократить себестоимость и увеличит скорость выявления дефекта в готовой продукции за счет оперативности контроля. При выявлении дефекта в продукции предполагается остановить швейную машину, при помощи сигнала от персонального компьютера (ПК). Разрабатываемая система позволит своевременно обнаруживать дефекты и неполадки швейной машины и ее узлов, таких к примеру как: неправильный ход иглы, неполадки с натяжными устройствами, неправильная работа нитепротягивателей и др.
Цель и задачи работы. Целью работы является повышение качества шва в готовой продукции за счет оперативного контроля машинной строчки на основе применения системы компьютерного зрения.
Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
выбор на основе анализа существующих методов нахождения дефекта и распознавания изображений строчек;
разработку метода определения дефекта строчки в реальном времени;
создание алгоритма и программы обработки изображений шва;
разработку макета системы цифрового контроля качества машинной строчки с целью проведения натурных экспериментов;
провести натурный эксперимент на образцах с целью отладки и выработки рекомендаций по настройке разработанного алгоритмического и программного обеспечения (ПО);
определить технические средства, на которых будет проектироваться и разрабатываться цифровая система контроля качества строчки в реальном времени.
Методы исследований. В работе использованы следующие методы:
математического моделирования изображения строчки на основе теории распознавания образцов и сравнения его с эталоном;
автоматизированного проектирования технических устройств;
статистические методы обработки результатов натурного эксперимента.
Научная новизна работы заключается в разработке критериев оценки качества строчки по ее оцифрованному изображению и алгоритмов для реализации контроля качества ниточного соединения.
В работе впервые:
разработаны принципы функционирования цифровой системы контроля качества машинной строчки на основе теории распознавания образца и сравнения его с эталоном в режиме реального времени;
разработана методика оперативной обработки изображения строчки;
разработаны критерии оценки качества строчки по ее изображению;
разработаны алгоритмы оценки качества строчки по ее изображению, позволяющие в реальном времени производить оперативный контроль;
разработана структура цифровой системы оперативного контроля качества строчки.
Практическая значимость результатов работы.
разработана цифровая система позволяющая проводить непрерывный автоматический контроль качества машинной строчки. Это ведет к снижению количества брака в швейных изделиях;
разработано устройство оптической цифровой системы контроля качества шва и системы управления блоком подсветки шва;
создан макет цифровой системы контроля качества шва для апробации разработанного алгоритмического и программного обеспечения непосредственно на рабочем органе швейной машины;
разработана программная часть цифровой системы и произведена ее отладка и настройка;
разработанная система контроля может быть использована на предприятиях швейной промышленности и в учебном процессе по направлениям «Автоматизация технологических процессов и производств» и «Машины и аппараты швейной промышленности».
Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы доложены на четырех научно-технической конференциях: 2-ая Международная научная конференция молодых ученых «Актуальные проблемы науки и техники», Всероссийская научная конференция молодых ученых «Инновации молодежной науки 2011», Всероссийская научная конференция молодых ученых «Инновации молодежной науки 2013» и VIІI Международной научно-практической конференции «Новости передовой науки – 2013», а также на профессорском семинаре Костромского государственного технологического университета от 16 мая и неоднократно на семинарах кафедры.
Публикации. Основное содержание диссертации опубликовано в 10 научных работах, в том числе 3 статьи в журналах, входящих в «Перечень …» ВАК РФ, 3 статьи в других научных изданиях и 4 тезиса докладов.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, общих выводов и рекомендаций. Содержит 183 страницы, 93 рисунка, 31 таблицу и список литературы из 82 наименований.
