Разработка метода автоматизированного анализа и проектирование групп полотен льняного ассортимента тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.19.03, кандидат технических наук Сокова, Галина Георгиевна

• Сокова, Галина Георгиевна
• кандидат технических наук
• 2000

Оглавление диссертации кандидат технических наук Сокова, Галина Георгиевна

ВВЕДЕНИЕ

1. СОВРЕМЕННОЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЕ О МЕТОДАХ АНАЛИЗА И ПРОЕКТИРОВАНИЯ СТРУКТУРНЫХ ПАРАМЕТРОВ ТКАНИ.

1.1. Методы и способы анализа структуры ткани.

1.1.1.Инструментальный метод.

1.1.2.Расчетный метод.

1.1.3. Классификация методов и способов анализа структурных параметров ткани.

1.2.Методы проектирования ткани.

1.2.1.Метод компьютерного проектирования ткани.

1.2.2.Расчетный метод проектирования ткани.

2. НЕРАЗРУШАВДИЙ МЕТОД АНАЛИЗА СТРУКТУРЫ ТКАНИ.

2.1. Требования к новому методу анализа и выбор прототипа.

2.2. Описание метода компьютерной фотограмметрии.

2.3.Выбор и обоснование принципа распознавания изображения ткани в компьютерной фотограмметрии.

2.3.1.Описание способа распознавания компьютерного изображения ткани.

2.3.2.Определение и исследование факторов, влияющих на информативность компьютерного изображения ткани.

2.3.3.Рекомендации для получения информативного компьютерного изображения ткани.

2.4.Результаты исследований структуры ткани способом компьютерной фотограмметрии.

2.4.1. Оценка точности результатов анализа.

2.4.2.Определение чувствительности способа компьютерной фотограмметрии.

Выводы по 2 разделу

3. СПОСОБ РАСПОЗНАВАНИЯ КОМПЬЮТЕРНЫХ ИЗОБРАЖЕНИЙ ТКАНИ.

3.1.1. Выбор принципа распознавания компьютерного изображения.

3.1.2. Описание способа пошагового распознавания компьютерного изображения ткани.

3.2. Результаты программной реализации способа пошагового распознавания компьютерных изображений ткани.

Выводы по 3 разделу.

4.ЛАБОРАТОРНАЯ И ПРОИЗВОДСТВЕННАЯ ПРОВЕРКА МЕТОДА КОМПЬЮТЕРНОЙ ФОТОГРАММЕТРИИ.

4.1.1.Условия и результаты лабораторной проверки.

4.1.2.Результаты производственной проверки. 108 4.2. Автоматизированное проектирование.

4.2.1. Выбор способа расчета у работки нити в ткани.

4.2.2.Алгоритм и результаты автоматизированного проектирования подобных тканей.

Выводы по 4 разделу.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Разработка метода автоматизированного анализа и проектирование групп полотен льняного ассортимента»

Перспективы текстильной и легкой промышленности Российской Федерации отражены в ряде концепций, разработанных как государственными ведомствами, так и отдельными организациями и специалистами. В основном, в них обосновывается необходимость сохранения отрасли для обеспечения нужд государства и насыщения своей продукцией внутреннего и внешнего рынка посредством льгот различного направления. Но все эти концепции не дают ответа на вопрос, выживут ли конкретные предприятия в условиях рынка.

Из-за низкой платежеспособности населения и высоких цен на отечественную продукцию на рубеже 90-х годов резко упал товарооборот, что позволило конкурентам с Запада и Юго-Востока наводнить наш рынок, как правило, низкокачественной продукцией, продаваемой практически по демпинговым ценам.

В настоящее время более 70 % продукции текстильной и легкой промышленности завозится в Россию из-за рубежа, что может повлечь за собой угрозу национальной безопасности в случае обострения международной ситуации. Поэтому сегодня подьем и развитие текстильного производства и в частности, возрождение льняного комплекса России и связанного с ним производства льняных тканей стали наиболее актуальными.

Конкурентноспособность продукции текстильных предприятий в современных условиях обеспечивается оперативной сменой ассортимента, а также выпуском тканей с заданными структурными и физико-механическими свойствами. К настоящему времени в России и за рубежом разработан ряд систем автоматизированного проектирования, при использовании которых дессинатор имеет возможность в короткий срок рассмотреть различные варианты тканей, спроектированных из имеющегося сырья и выбрать наиболее выгрдный для предприятия вариант с учетом пожелании заказчика.

Среди методов автоматизированного проектирования тканей следует выделить проектирование по заданным параметрам. Применение данного метода позволяет сократить время разработки новой ткани с заданными структурными или физико-механическим параметрами. Однако, анализ существующих методов автоматизированного проектирования тканей показал, что в большинстве своем они предназначены для проектирования хлопчатобумажных, синтетических или шерстяных тканей и не могут быть применены для льняного ассортимента.

Качественное проектирование новых тканей может быть обеспечено только при наличии определенной информации о подобных тканях, причем параметры, несущие эту информацию, должны наиболее точно характеризовать структуру ткани.

Проведенный анализ существующих методов исследования структурных параметров ткани показал ,что нет способа »который бы в полной мере удовлетворял современным требованиям, а именно, был неразрушающим, оперативным, точным, предоставляющим полную информацию о ткани, экономичным и экологически безопасным. Развитие компьютерной техники способствует созданию новых автоматизированных систем анализа, удовлетворяющих упомянутым требованиям, и дает возможность повысить качество проектирования ткани льняного ассортимента.

Актуальность темы диссертационной работы заключается в том, что она направлена на совершенствование метода анализа структуры ткани с использованием компьютерной техники для последующего проектирования льняных тканей рациональных структур.

- б

Перспективная цель работы заключается в обеспечении конкурентноспособности текстильных предприятий за счет оперативной смены ассортимента тканей, которая достигается введением современных компьютерных технологий в проектирование ткани.

Целью настоящей работы является создание способа и методики автоматизированного анализа текстильного материала, результаты когорого применяются для проектирования льняных тканей.

Для достижения данной цели поставлены и решены следующие задачи:

- проанализировать и классифицировать существующие методы и способы анализа и проектирования тканей;

- определить требования, предъявляемые к современным способам анализа и разработать метод исследования структуры ткани, удовлетворяющий данным требованиям;

- разработать методику определения структурных параметров ткани новым методом;

- исследовать влияние ряда факторов на информативность компьютерных изображений ткани и сформулировать рекомендации для получения качественной исходной информации;

- выбрать и обосновать принципы диагностирования компьютерных изображений текстильного изделия, на основании которых разработать способ автоматизированного распознавания заданных элементов на изображении;

- провести лабораторные и производственные исследования по оценке точности и чувствительности созданного метода анализа структуры ткани;

- результаты анализа ткани применить для автоматизированного проектирования ткани льняного ассортимента.

Научная новизна работы заключается в том, что впервые:

- разработан метод компьютерной фотограмметрии для анализа структурных параметров ткани, отличающийся тем, что стартовые точки определяются в автоматизированном режиме с учетом оптических свойств текстильного материала;

- обосновано применение шаблонно-пятенного и пошагового способов распознавания элементов ткани и предложен новый метод диагностирования текстильных изделий, позволяющий получить полную и точную исходную информацию;

- предложена методика построения компьютерной модели ткани, которая основана на анализе результатов исследований компьютерных изображений ткани с учетом геометрической теории строения ткани и частных особенностей выработки ее на станке;

- разработана оригинальная классификация методов и способов анализа ткани, позволяющая исследователю выбрать для анализа структурных параметров ткани тот способ, который соответствует информативным запросам и техническим возможностям исследователя.

В результате теоретических и экспериментальных исследований, разработан компьютерный метод анализа структурных параметров ткани и два способа распознавания компьютерных изображений ткани, техническая новизна которых подтверждена патентом N 2131605 от 29.04.98 г., и положительным решением на выдачу патента N Ш-99111448/12,заявленого 27.05.99 г. Для практического применения:

- разработаны алгоритм и программная реализация метода компьютерной фотограмметрии;

- сформулированы рекомендации для получения качественной исходной информации при анализе структурных параметров ткани;

- разработан алгоритм выдвижения гипотез при пошаговом способе распознавания и его программная реализация, которая используется

- в для определения заданных элементов ткани при компьютерном исследовании.

Разработанный метод анализа позволяет, не разрушая, исследовать ткань на различных этапах ее формирования, дает полную и точную информацию о структуре ткани. Результаты анализа структуры ткани использованы для проектирования группы подобных тканей льняного ассортимента.

Результаты работы прошли производственную проверку в условиях ткацкого производства "Костромской Льняной Корпорации". По данным, полученным после компьютерного анализа, спроектирована и выработана льняная ткань рациональной структуры, что подтверждает работоспособность созданного метода.

Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, общих выводов, списка литературных источников и приложений.

Заключение диссертации по теме «Технология текстильных материалов», Сокова, Галина Георгиевна

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1.На основании аналитического обзора отечественных и зарубежных источников, посвященных методам и способам анализа и проектирования ткани, разработаны их классификационные схемы и определены требования, предъявляемые к современным способам анализа.

2.Предложен метод анализа структурных параметров ткани -компьютерная фотограмметрия, который позволяет производить компьютерное построение профиля нити, заработанной в ткань и рассчитывать некоторые параметры ткани, не разрушая ее при этом.

3. Разработаны алгоритм, программная реализация и методика анализа ткани компьютерной фотограмметрией с шаблонно-пятенным и пошаговым способами распознавания компьютерных изображений ткани.

4. Созданий алгоритм выдвижения гипотез при пошаговом распознавании изображений ткани, обеспечивает при анализе структуры ткани учет особенностей ее выработки, внесение корректив в процессе ее распознавания и формирование компьютерной модели ткани.

5.Для получения качественной исходной информации, выработан-ны рекомендации по выбору параметров освещения и технических характеристик компьютерной периферии.

6. Точность и чувствительность метода компьютерной фотограмметрии подтверждены результатами лабораторных и производственной проверок.

7. Разработаны алгоритм, программная реализация и методика автоматизированного проектирования подобных тканей по критерию равновесности с использованием результатов компьютерного анализа ткани.

8.По результатам компьютерного проектирования в условиях производства "Костромской льняной корпорации", выработан образец

- 120 льняной ткани, структурные параметры которого подтвердили работоспособность предложенного метода проектирования.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Сокова, Галина Георгиевна, 2000 год

1. Советский энциклопедический словарь. /сост.: A.M.Прохоров.- 4-е изд.-М.: Советская энциклопедия,1989.- с 808.

2. Словарь русского языка. / сост.: С.И.Ожегов.- 18-е изд.-М.: Русский язык,1986.- с 658.

3. Т.С.Грановский. Строение и анализ ткани.-М.,Легбытпромбы-тиздат.,1985.- 151с.

4. Г.Б.Дамянов и др. Строение ткани и современные методы ее проектирования.-М., Легкая и пищевая промышленность. ,1984.-236с.

5. Н.Г.Новиков. О строении ткани и проектировании ее с помощью геометрического метода.// Текстильная промышленность.-М N2-1946.-45с.

6. Д.В.Паукштене. Исследование влияния механической предисто-рии деформационные и релаксационные свойства и строение саржевых тканей.: Автореф. канд.техн.наук.-Каунас, 1980.-17с.

7. Патент N SU 469086. Способ определения параметров строения ткани. / А.Б.Казлаускене.В.М.Милашюс (СССР) .1718373/28-12 от 29.11.1971.,опубл.30.04.75., бюл.N16.

8. Т.Н.Верман. Разработка методов исследования и экспериментальное изучение формирования мешочной ткани при фронтальном и точечном прибое утка. /Дисс.к.т.н.-Кострома,1967.-275с.

9. С.Л.Костюков, В.Т.Новиков .Применение телевизионных измерительных средств при решении задач контроля поверхностного состояния текстильных материалов .//В кн.тезисов научно-технической конференции Прогресс-98. ,ИвГТА,Иваново, 1998. -62с.

10. Zdenek Dusek. Rationelle 100% optische Warenkontrolle der Vlies- und Textilproduktion mit der digitalen Bildverarbeitung C0SS//Textil praxis international .,N6-1994.

11. Pete Lennox-Kerr. Laser Krempelvlles - Kontrollsys-tem.//Melli and textil berichte . ,N 4-1991.

12. B.B.Яковлев. Индикатрисы отражения света тканями и строение ткани. //Технология текстильной промышленности.-Иваново, N5 -1967.

13. В.В.Яковлев. Применение дифракционных методов для измерения диаметров волокон и нитей. //Технология текстильной промышленности.-Иваново, N 2-1965.

14. М.Я.Мустафаев и др. Кривые распределения отражающих микроплощадок, как характеристика тканей. //Технология текстильной промышленности.-Иваново, N5-1969.

15. Г.К.Морозов. Разработка технологии программирования рисунков для жаккардовых тканей с помощью комплекса автоматических устройств.:Дисс. к,т.н.-М.,1976.-181с.

16. П.Г.Шляхтенко, Ю.Н.Ветрова. Исследование фраунгоферовой дифракции света He-Ne лазера на нити. //Текстильная промышленность.-М. ,N3-1997.

17. П.Г.Шляхтенко, Т.П.Мещерякова. Математическая модель профиля нити. //Текстильная промышленность.-М.,N 4-1997.

18. П.К.Власов. Исследование возможностей применения радиоактивного излучения при нормализации процесса ткачестваю.-М. :Гиз-легпром.,1963.-137с.

19. S.S.Yukhin, Ye.A.Yukhlna. A teoretlcal consideration of the warp and weft constractions in woven fabrics. //Helsinri.77-internassional textils conferens.,1996.-108p.

20. Ю.Р.Ерохин и др. О взаимосвязи технологических параметров заправки ткацкого станка с параметрами строения ткани. //Технология текстильной промышленности.-Иваново.,N1-1993.

21. С.С.Юхин и др. Методы расчета параметров строения ткани.

22. Технология текстильной промышленности, -Иваново. ,N5-1996.

23. С.С.Юхин и др. Теоретический расчет параметров строения тканей с использованием нелинейной теории изгиба. //Технология текстильной промышленности.-Иваново.,N1-1997.

24. В.А.Синицын и др. К вопросу определения геометрической плотности ткани полотняного переплетения. //Текстильная промышленность .-М.,N4-1991.

25. В. А. Синицын и др. Номограмма для приведенных коэффициентов наполнения ткани полотняного переплетения. //Технология текстильной промышленности.-Иваново.2-1995.

26. А.А.Мартынова,Л.А.Черникина. Лабораторный практикум. Строение и проектирование тканей.-М.»Легкая индустрия.,1976.-89с.

27. Справочник льноткачество.-М. .Легпромбытиздат. ,1985.-390с.

28. Н.Ф.Сурнина. Проектирование ткани па заданным параметрам. -М., Легкая индустрия., 1973. -87с.

29. Н.В.Васильчиков. Исследование строения и свойств тканей из химических волокон.-М. ,Легпробытиздат. ,1977.

30. Н.А.Федоренко. Коэффициенты смятия нитей в льняных тканях. //Технология текстильной промышленности.-Иваново.,N2-1997.

31. В.М.Милашюс. Матричный способ построения саржевых переплетений. //Технология текстильной промышленности.- Иваново., N3-1980.

32. В.М.Милашюс. К вопросу цифровой оценки ткацких переплетений. //Технология текстильной промышленности.-Иваново.4-1983.

33. В.М.Милашюс. Система кодирования ткацких переплетений ориентированных на работу ЭВМ. //Технология текстильной промышленности .-Иваново.,N 3-1985.

34. В.М.Милашюс.и др. Алгоритмический подход к построению ткацких переплетений и его реализация на ЭВМ. //Технология текстильной промышленности.-Иваново.,N4-1985.

35. V.Milashus,A.Matukonis. Audlnlu structura.-, Vilnius: Mokslo ir enciklopediju leidykla.,1993.-205c.

36. H.Y.Lin, A.Newton. Computer représentation of woven fabric by using B-splines. //The durnal of the textile institu-te.-UK.,Nl,part 1,1999.

37. X.Chen. P.PotiyoraJ. CAD/CAM for complex woven fabrics. //The journal of the textile instltute.-UK.Nl,part 1,1999.

38. С.В.Малецкая. Проектирование крупноузорчатых тканей с помощью компьютера. //Текстильная промышленность.-М.,N2-1998.

39. Н.Г.Мариева. Программа построения переплетений на основе четырех элементного заправочного рисунка. //Текстильная промышленность. -М. N 1-1999.

40. Г.И.Борзунов. Расчет рациональных параметров графической системы при автоматизированном проектировании тканых узоров. //В кн. тезисов научно-технической конференции Текстиль-98.М. ,1998.

41. Н.М.Сафьянов. Система компьютерного дизайна тканей. //В кн. тезисов научно-технической конференции Текстиль-98.М. ,1998.

42. Справочник хлопкоткачество, /сост.П. Т.Букаев.2-е изд.-М. Легпромбытиздат.,1987.

43. Лустгартен. Обоснование и разработка метода определения уработки основной пряжи в процессе ткачества. :Дисс.раб.к.т.н.-Кострома.,1969.- 125

44. В.П. Склянников. Анализ структуры ткани и качество тканей. //Текстильная промышленность.-М.N4-1984.

45. Н.А.ФеДоренко, Г.Г.Сокова. Разработка метода проектирования льняных тканей на ЭВМ.: Отчет по Гос.бюджетной НИР 57-БФ-96.-Кострома.,1996.

46. Приказ Министерства легкой промышленности СССР N 478 об утверждении отраслевых норм расхода и использования сырья в льняной и пенькоджутовой промышленности.-М.1981.

47. А.Переберин. Еще один взгляд на компьютерную графику .//Компьютерра.-М.N41-1998.

48. Патент N 2131605 Ш, Бесконтактный способ анализа структуры ткани / Н.В.Лустгартен, Г.Г.Сокова, А. С. Сергеев. Ш 98108331/12, заявлено 29.04.98., опубл. 10.06.99г. Бюл^ 16.

49. К.В.Неблит. Фотография.-М.: Искусство, 1958.-672с.

50. М.Г.Доррер. Психологическая интуиция искусственных нейронных сетей.:Автореф.дисс. раб.к.т.н.-Красноярск.1998.

51. Положительное решение на выдачу патента. Способ распознавания компьютерного изображения текстильных изделий / Г.Г.Сокова, Е.В.Магнитский, А.Л.Лукоянов. Ш-99111448/12, заявлено 27.05.99.