книги из ГПНТБ / Зак И.С. Автоматизация процессов сборки швейных изделий (основы построения оптимального ряда полуавтоматов)
.pdf
И .С .ЗА К
нвтоматизация процессов
сборки
швейных
изделий
(основы построения оптимального ряда полуавтоматов)
МОСКВА «ЛЕГКАЯ ИНДУСТРИЯ:
1974
6П9.3
3-18
УДК 687.023 : 658.011.56
_
3' / 3 / £
Рецензент Карелин Н. М.
Зак И. С.
3-18 Автоматизация процессов сборки швейных изде лий (основы построения' оптимального ряда полуав томатов). М., «Легкая индустрия», 1974.
208 с.
Монография посвящена проблеме частичной автоматизации про цессов сборки швейных изделий на основе замены оборудования неав томатического действия полуавтоматами.
Рассмотрена комплексная модель построения ряда полуавтома тов, оптимального по критерию приведенных^затрат, позволяющая од новременно с построением ряда усовершенствовать технологию сборки для увеличения экономического эффекта от автоматизации.
Охарактеризованы свойства типовых сборочных операций швей ного производства и полуавтоматов, включенных в оптимальный ряд.
Рассмотрен пример построения процесса сборки с применением
предлагаемого ряда полуавтоматов. |
и инженерно-техниче |
Монография предназначена для научных |
|
ских работников швейной промышленности. |
|
31603—010 |
6П9.3 |
63—74 |
|
036(01)—74 |
|
© Издательство «Легкая Индустрия», 1974 г.
ПРЕДИСЛОВИЕ
Директивы XXIV съезда КПСС по пятилетнему плану развития народного хозяйства на 1970—1975 гг. предусматривают техническое перевооружение предприятий легкой промышленности на основе внед рения новой техники, прогрессивной технологии, а также механиза ции и автоматизации производства.
Швейная промышленность СССР по числу занятых рабочих яв ляется крупнейшей отраслью легкой промышленности.
Основная доля трудоемкости при производстве швейных изделий приходится на операции, выполняемые на швейных машинах неавто матического действия, что ограничивает возможности увеличения производительности труда. Качество выполнения операций полностью определяется квалификацией рабочего.
Наряду с разработкой новых видов соединений, в том числе свар ных и клеевых, дальнейший технический прогресс швейного произ водства связан с автоматизацией процесса шитья.
Как первый шаг в этом направлении следует рассматривать замену швейных машин неавтоматического действия полуавтоматами. При обслуживании полуавтоматов функции оператора сводятся главным образом к установке полуфабриката. Рабочий процесс и съем продук ции после выполнения операции осуществляются автоматически.
Замена швейных машин неавтоматического действия полуавтома тами позволяет в среднем снизить штучное время выполнения опера ции в два раза.
За последние 10 лет выполнен ряд исследовательских и конструк торских работ, посвященных созданию швейных полуавтоматов. Од нако вследствие узости области применения полуавтоматов, рассчи танных на выполнение конкретных операций сборки отдельных видов швейных изделий, сложности эксплуатации, низкой надежности за мена швейных машин неавтоматического действия полуавтоматами, несмотря на снижение штучного времени, в ряде случаев не дала эко номического эффекта.
Далеко не все разработанные полуавтоматы были рекомендованы для серийного выпуска. Некоторые полуавтоматы, купленные за гра ницей, не нашли широкого применения в промышленности.
Опыт станкостроения показывает, что существенное расши рение области применения полуавтоматов достигается путем разра ботки базовых полуавтоматов и разнообразной оснастки, позволяю щей осуществить их наладку применительно к условиям выполнения конкретных операций.
1* |
3 |
Экономический эффект, получаемый при замене швейных машин неавтоматического действия полуавтоматами, зависит от свойств, ха рактеризующих конструкцию швейного изделия и технологический процесс сборки, а также от свойств оборудования. Изыскание эффек тивных путей автоматизации сборочных операций должно основы ваться на комплексном рассмотрении всех этих свойств.
В настоящей работе сделана первая попытка комплексного, систем ного подхода к проблеме автоматизации сборочных операций швей ного производства.
Глава I посвящена обоснованию пути решения проблемы автома тизации сборочных операций швейного производства.
Здесь рассмотрены модели, которые применялись для построения оптимальных рядов оборудования, и выявлены особенности, которыми должна отличаться модель, применяемая для выбора оптимального варианта автоматизации сборочных операций.
Вглаве II рассмотрена методика выбора оптимального варианта автоматизации сборочных операций швейного производства.
Вглаве III приведены результаты изучения свойств сборочных операций швейного производства методами математической статис
тики. Выделены^операции, характеризуемые такими сочетаниями зна чений свойств, которые встречаются с наибольшими частостями. По казано, что в условиях замены швейных машин неавтоматического действия полуавтоматами свойства совокупности сборочных операций должны быть изменены в таких направлениях, которые позволят по высить эффективность автоматизации.
Глава IV посвящена построению множества возможных вариантов полуавтоматов и установлению зависимостей, позволяющих опреде лить затраты времени на выполнение операций с применением полу автоматов, рассчитать их цену и расходы по эксплуатации.
В главе V из множества возможных вариантов полуавтоматов, построенного в главе IV, выделен типоразмерный ряд, свойства ко торого обеспечивают минимизацию приведенных затрат на выполне ние совокупности сборочных операций, построенной в III главе ра боты. Здесь же описаны технологические процессы сборки отдельных видов швейных изделий с применением полуавтоматов, включенных в оптимальный ряд, и результаты, полученные при внедрении отдель ных базовых полуавтоматов.
Автор выражает свою искреннюю признательность рецензенту докт. техн. наук проф. Н. М. Карелину, который сделал ценные за мечания по рукописи, а также сотрудникам ЦНИИШП И. Ю. Эскину, В. И. Метелеву и Г. А. Сахаровой, принимавшим участие в сборе ис ходных данных, использованных в настоящей работе, и их статистиче ской обработке.
В В Е Д Е Н И Е
ОСНОВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ МЕХАНИЗАЦИИ И АВТОМАТИЗАЦИИ ПРОЦЕССОВ СБОРКИ ШВЕЙНЫХ ИЗДЕЛИЙ
Производственный процесс изготовления швейных изделий состоит из трех основных технологических процессов: подготовки и раскроя ткани; сборки и обработки узлов * и изделия в целом; отделки изде лия.
70—80% трудозатрат приходится на технологические процессы сборки и обработки, выполнением которых на швейных предприятиях
СССР занято около 1 млн. рабочих. Трудоемкость изготовления одежды соизмерима с трудоемкостью изготовления ткани из сырья.
Соединение деталей и сборочных единиц (посредством ниточных, сварных и клеевых швов), снятие припуска резанием и формование (придание заданной формы) составляют основные виды рабочих про цессов, применяемых для обработки деталей и их сборки в изделие.
Технологические процессы обработки и сборки швейного изделия складываются из значительного количества операций. Четкая гра ница, отделяющая обработку от сборки, отсутствует. Обработке часто подвергаются ранее собранные сборочные единицы. В ряде случаев одновременно со сборкой выполняется тот или иной вид обработки. Для краткости изложения в дальнейшем будем говорить о процессе сборки, подразумевая при этом как собственно сборку, так и обработку, выполняемую в едином процессе со сборкой.
Для оборудования, используемого при сборке швейных изделий, характерно следующее распределение функций между производствен ными рабочими — операторами — и технологическими машинами.
Установку полуфабриката на позицию сборки, как правило, вы полняет оператор. На абсолютном большинстве операций рабочие процессы выполняются совместно машиной и оператором. Оператор задает направление перемещения, а машина перемещает полуфабри каты в заданном направлении. В дальнейшем эти перемещения будем называть рабочими перемещениями (в отличие от вспомогательных перемещений, выполняемых при установке, съеме и транспортирова нии соединяемых полуфабрикатов, подводе или отводе инструмента и т. д.), а устройство, осуществляющее относительные перемещения обрабатываемых деталей и инструментов по заданному контуру во время выполнения рабочих ходов, будем называть устройством рабо чих перемещений.
* Ниже в соответствии с терминологией, рекомендованной Единой систе мой конструкторской документации (ЕСКД), вместо термина «узел» приме няется термин «сборочная единица».
5
Исходя из общих направлений механизации и автоматизации тех нологических процессов [ 1 ] и кратко охарактеризованного выше уровня развития технологического оборудования, применяемого для сборки швейных изделий, можно выделить направления механизации и автоматизации операций сборки швейных изделий, описанные ниже.
СОЗДАНИЕ ОБОРУДОВАНИЯ НЕАВТОМАТИЧЕСКОГО ДЕЙСТВИЯ НА ОСНОВЕ ПРОГРЕССИВНЫХ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ
В настоящее время интенсивно разрабатывается оборудование, позволяющее совместить выполнение нескольких операций. Приме рами являются многоигольные швейные машины, выполняющие за один проход две или более линий строчки, в том числе объединяющие операции соединения и обметывания срезов, до последнего времени выполняемые раздельно; швейные машины, оснащенные устройст вами для подгибания срезов полуфабриката (за один проход осуще ствляется формование и соединение); машины, оснащенные режущими инструментами, которые позволяют совместить соединение срезов и снятие припуска; оборудование, реализующее новые виды рабочих процессов, в частности производящее сборку одновременно по всему контуру или поверхности (машины для высокочастотной или ультра звуковой сварки, прессы для формования и проклеивания полочек пиджаков и пальто) и т. д.
ЧАСТИЧНАЯ АВТОМАТИЗАЦИЯ НА ОСНОВЕ ЗАМЕНЫ ОБОРУДОВАНИЯ НЕАВТОМАТИЧЕСКОГО ДЕЙСТВИЯ ПОЛУАВТОМАТАМИ
Как отмечалось выше, в подавляющем большинстве случаев отно сительные перемещения инструмента и полуфабриката в процессе сборки выполняются с участием оператора. Ручное управление пере мещением полуфабриката вызывает необходимость пребывания ра бочего около швейной машины, а также затрудняет совмещение уста новки полуфабриката, рабочих ходов и съема сборочных единиц.
При выполнении закрепок, пришивании пуговиц, обметке петель находят применение швейные полуавтоматы. Основное отличие швей ных полуавтоматов от машин неавтоматического действия заключается в автоматизации управления рабочими перемещениями. В отдельных типах полуавтоматов дополнительно автоматизированы транспортиро вание полуфабрикатов от одной позиции к другой, а также съем сбо рочных единиц.
Установка полуфабриката на позицию сборки на операциях, где используются швейные полуавтоматы, как правило, осуществляется вручную (за исключением установки пуговиц и некоторых других ви дов фурнитуры).
Аналогичное распределение функций между оператором и маши ной характерно и для полуавтоматов, применяемых в металлообра
ботке [ 1 ].
В настоящее время швейные полуавтоматы находят применение при выполнении ограниченного круга операций.
6
В то же время замена швейных машин неавтоматического действия полуавтоматами открывает путь для резкого повышения производи тельности труда при выполнении сборочных операций швейного про изводства (за счет прямого сокращения машинного времени при вы полнении соединений по контурам сложной конфигурации, совмеще ния нескольких переходов одной операции, многостаночного обслужи вания на операциях с большим машинным временем, обеспечения взаимозаменяемости деталей и т. д.).
Использование полуавтоматов позволяет также улучшить качество сборки и создать основу для разработки и внедрения новых техноло гических процессов.
ПОЛНАЯ АВТОМАТИЗАЦИЯ СБОРОЧНЫХ ОПЕРАЦИИ
Приемы «взять и совместить полуфабрикаты», «закрепить полу фабрикаты в приспособлении», «подвести приспособление к инстру менту» в дальнейшем будем рассматривать как переход «установка полуфабриката на рабочую позицию». Этот переход при частичной автоматизации с применением полуавтоматов, как правило, выпол няется вручную.
Проблема полной автоматизации сборочных операций швейного производства может быть решена на основе создания устройств, осу ществляющих автоматическую подачу штучных полуфабрикатов в ра бочую зону, и укомплектовывания такими устройствами швейных по луавтоматов, а также путем перехода к непрерывным технологиче ским процессам сборки швейных изделий, где полуфабрикат поступает в зону сборки в виде непрерывной полосы, и создания оборудования, позволяющего осуществить такие процессы.
Опыт проведения работ по автоматизации технологических про цессов в ряде отраслей промышленности показывает, что автомати зацию целесообразно осуществлять поэтапно [2].
Попытки внедрения полной автоматизации, минуя частичную, наталкиваются на серьезные технические, экономические и социаль ные трудности [2].
В настоящее время основной объем сборочных операций выпол няется с применением оборудования неавтоматического действия. В связи с этим на первый план выдвигается проблема частичной ав томатизации операций сборки швейного производства на основе при менения полуавтоматов.
До последнего времени основное внимание уделялось созданию специализированных полуавтоматов, предназначенных для выпол нения отдельных операций сборки.
За период от разработки задания на проектирование до изготовле ния образца полуавтомата часто отпадала необходимость в выполне нии соответствующих операций вследствие изменения процесса сборки швейного изделия или его конструкции. По названной причине не нашли широкого применения полуавтоматы, закупленные у фирмы «Некки» (Италия), предназначенные для обтачивания воротника муж ской сорочки.
7
За последние 5—7 лет осуществлен большой объем проектно-кон структорских работ по созданию полуавтоматов для сборки одежды. Но так как при создании новых видов оборудования усилия конструк торов направляются на поиск частных решений, абсолютное боль шинство сборочных операций швейного производства как в СССР, так и за рубежом в настоящее время выполняется с применением обо рудования неавтоматического действия.
Вместе с тем следует отметить, что существующий уровень разви тия техники принципиально позволяет автоматизировать рабочие и транспортные перемещения любой операции сборки, встречающейся в швейной промышленности. Подтверждением может служить при менение машин с автоматическим управлением подачей при выполне нии перемещений, характеризуемых весьма сложным контуром и вы сокими требованиями к точности (станки с программным управлением, машины для вырезки лекал швейных изделий и т. д.).
Узкая область применения многих полуавтоматов, длительность срока разработки и освоения их серийного выпуска, высокая стоимость и сложность эксплуатации снижают технико-экономические показа тели, достигаемые при замене оборудования неавтоматического дейст вия полуавтоматами.
Наиболее эффективной в экономическом отношении является ком плексная механизация и автоматизация всего технологического про цесса сборки изделия, при которых сам процесс должен быть пере строен с учетом особенностей, применяемого оборудования. Сроки ос воения оборудования, его себестоимость зависят от уровня унифика ции деталей. Опыт работы ПМЗ имени М. И. Калинина и других пред приятий показывает, что создание базовых конструкций швейных ма шин обеспечивает снижение себестоимости оборудования, ускоряет серийный выпуск новых машин, выполняемых как модификации ба зовых конструкций, и дает возможность расширить номенклатуру оборудования.
Выполнение полуавтоматов по базовому принципу способствует расширению области их применения. Используя ограниченное число базовых конструкций и разнообразную оснастку к ним, можно соз дать полуавтоматы для выполнения широкого круга сборочных опе раций и на этой основе коренным образом изменить соотношение ме жду объемом сборочных работ, выполняемых с применением полуавто матов, и швейного оборудования неавтоматического действия.
Настоящая работа направлена на решение проблемы автоматиза ции сборочных операций швейного производства на основе построе ния ряда базовых полуавтоматов, оптимального с экономической точки зрения.
Г Л А В А I
ОБОСНОВАНИЕ ПУТИ АВТОМАТИЗАЦИИ СБОРОЧНЫХ ОПЕРАЦИЙ ШВЕЙНОГО ПРОИЗВОДСТВА
В настоящей главе приведены краткий обзор и анализ работ, по священных автоматизации операций сборки швейных изделий и раз работке полуавтоматов, а также работ, посвященных построению оптимальных рядов оборудования.
Проблема замены швейных машин неавтоматического действия по луавтоматами в последние годы находится в центре внимания специа листов, занятых разработкой швейного оборудования.
По неполным данным, за 1968—1972 гг. вышло более 200 публика ций, в том числе авторских свидетельств и патентов, посвященных исследованию технологических процессов, выполняемых с примене нием полуавтоматов, и разработке конструкций швейных полуавто матов или их отдельных элементов. За этот период количество разра боток в рассматриваемой области возросло в 3—4 раза. Резкое уве личение числа разработок, отражаемое в части публикаций, является свидетельством актуальности проблемы.
Как показывает опыт ряда отраслей промышленности, технология автоматизируемого производства должна быть перестроена примени тельно к условиям автоматического управления. Это утверждение относится как непосредственно к рабочим процессам, осуществляемым при выполнении отдельных переходов и операций с применением оборудования с автоматическим управлением, так и к построению технологического процесса сборки в целом.
В области изучения рабочих процессов, выполняемых швейными полуавтоматами, получены следующие результаты.
Исследована зависимость между типом переплетения ниток в чел ночном стежке и направлением подачи полуфабриката. Для челноч ных устройств различных конструкций установлены допустимые на правления перемещения, обеспечивающие получение заданного типа переплетения ниток в стежке [3, 4].
Предложены способы образования цепного двухниточного стежка и механизмы для переплетения ниток, позволяющие осуществлять процесс при изменении направления подачи материала относительно рабочей головки.
Установлена область операций, при выполнении которых допус кается замена прерывистого перемещения материала (с выстоем в пе риод нахождения иглы в материале) непрерывным [5].
Исследованы особенности работы устройств для обрезки края по луфабриката на оборудовании с автоматической подачей. В результате предложена геометрия рабочих инструментов типа ножниц, обеспечи
9