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DinamicaTricotagem Andre` Catarino

1. 9 8921 9126 9044 9085 9030 9071 Tabela 3 1 Resposta do sensor aplica o de for as Pretende se medir a tens o de sa da do sistema de medida e obter a recta que exprime a rela o entre for a e tens o el ctrica Recorrendo a este m todo de ensaio procurou se aproximar as condi es de ensaio s reais sendo o m todo habitual a suspens o simples da massa 0 que corresponde a um a ensaio est tico A Tabela 3 1 fornece sentido crescente os resultados obtidos pelas experi n 80 cias S el Conforme se pode observar na 8 tabela as forcas aplicadas ao sensor G vile x Oe 3 entrada bem como a tens o resul 24 Ed tante sa da est o expressas em fun S o do seu valor m ximo o que im 0 t t t k li A b E d y Soo Sapo CEO vb 00 plica que os par metros obtidos se Entrada encontrem expressos em F S Em Figura 3 9 Curva de calibra o m dia do sensor anexo encontra se uma tabela com 11 Ver anexo C em C 2 Determina o da Recta de Regress o 28 Sistema de Medida todos os valores necess rios aos resultados apresentados A exactid o experimental obti da 5 79 a 0 27 F S A precis o do sistema no m ximo 1 23 F S obtida atra v s da linha de dados com maior dispers o entre as leituras da Tabela 3 1 para o mesmo valor no sentido ascendente e descendente da aplica o da for a A Figura 3 9 apresenta a curva de calibra o m dia experimen
2. scscsscescescessessesssesesscssessssscesseasensees 117 Lista de Figuras Figura 2 1 Fio em contacto com uma superficie e respectivas for as envolvidas 1 Figura 3 1 Esquema do sistema utilizado para a realiza o das experi ncias 17 Figura 3 2 Aspecto do cilindro do tear e do sensor de tens o cssessessessseesneerneeseeseen 18 Figura 3 3 Formato das cames de agulhas e platinas do tear Tricolab 19 Figura 3 4 Pormenor do sistema de alimenta o positivo 20 Figura 3 5 Pormenor do Sensor ptico ais sexcscssussensautnriesi sar aulsrnuiaunamanauansenne 22 Figura 3 6 Esquema de medi o da tens o no fid sssssesssssssssssseessessssssessesseesneesesseesees 22 Figura 3 7 Medi o da tens o pelo sensor da BTSR emma 23 Figura 3 8 Vista de frente do sensor da Rotschild ssssesssssssssssssessesssssssssesssensesssesenssessves 23 Figura 3 9 Curva de calibra o m dia do Sensor ssssssssscssssscsssesssssescsssesceessseesseeecesseecsssees 28 Figura 3 10 Curva do erro em fun o da entrada sessssssssssscsssscssssensscessccessccensscensccenseeens 29 Figura 3 11 Resposta do sensor ao degrau ssssssssscsssssscssscscssscssscscsssccssssnsesscessessecssenseesses 30 Figura 3 12 Resposta em frequ ncia do Sensor sssssssssscssssscsssescssssscsssescsssuseessesecssueecessees 31 Figura 3 13 Resposta em frequ ncia do sensor escala log
3. tagem velocidade de rota o 0 15 m s e grau de aperto 13 para o fio poliester 240 dtex Como dado a observar existem algumas zonas an malas no que conceme ao conside rado como sendo uma rota o em condi es de tricotagem normal A causa destas ano malias deve estar no pr prio tear e respectivo sistema de tricotagem muito provavel mente excentricidades pois como se pode constatar s o situa es repetidas em todas as rota es da Figura 5 3 Com o decorrer das experi ncias e nomeadamente com a utiliza o de fios diferentes verificou se que estas anomalias se repetiam nas mesmas posi es Nomeadamente existe uma zona onde o valor m dio da tens o de entrada sofre um de cr scimo para voltar a seguir a linha m dia da tens o Mais adiante inverte esta tend ncia decrescente para voltar a estabilizar Note se ainda que as cinco amostras n o foram reti radas consecutivamente pelo que este problema intr nseco ao tear D esta forma e tendo constatado que estes problemas n o dependem da mat ria prima e que se repetem para todas as rota es com maior ou menor magnitude julga se que o seu efeito ser minimizado no caso de se pretender comparar formas de onda com de feitos e sem defeitos no entanto conveniente escolher uma zona onde estas anomalias n o ocorrem ou est o minimizadas de maneira a se poder interpretar com maior correc o os fen menos relacionados com o aparecimento de defeitos e sua repercu
4. o de cada vez devido ao ajuste da base de tempo em fun o do intervalo en tre agulhas e a velocidade do cilindro do tear Estes dados v o sendo acumulados num vector bidimensional para mais tarde serem processados No entanto e em simult neo cada vector bidimensional de dados recebido do buffer analisado com o intuito de se procurar uma transi o n vel alto n vel baixo sin nimo de uma rota o Esta an lise permite a apresenta o medida que o ensaio se desenrola do n mero de rota es que foram armazenadas o que permitir decidir se deve ou n o terminar o ensaio Esta paragem pode ser realizada manualmente ou de forma autom tica Representa se ainda o tempo total do ensaio realizado Ap s a realiza o do ensaio propriamente dito segue se a organiza o dos dados que foram adquiridos Como se referiu anteriormente os dados dos dois canais utilizados s o armazenados num vector bidimensional D estes dados apenas o vector referente forma de onda da tens o que tem real interesse O vector correspondente ao sinal do sensor ptico serve apenas para determinar a posi o de cada rota o completa do cilindro As sim a segunda fase da aquisi o resume se organiza o por rota es da forma de onda Recorre se para tal coloca o das formas de onda em colunas sucessivas de uma matriz O processo de detec o de cada rota o segue um princ pio muito simples procurar a posi o no vector resultant
5. o de carregamento B zona onde existe uma escova que se encarrega de limpar as agulhas A partir de C as agulhas entram na came descendente sendo ali mentadas por fio e puxando o medida que percorrem esta came para mais adiante na posi o D bater a la ada Segue se a entrada na zona de desenganchamento E em que a agulha sobe ligeiramente para entrela ar completamente a la ada nova na la ada velha e mais adiante sobe novamente para a sua posi o final As platinas come am o seu movi mento para tr s em G para depois avan arem em H ajudando a reter a la ada rec m formada O sistema de alimenta o do tear tal como foi referido pode ser exclusivamente ne gativo ou ent o combinado com o sistema de alimenta o positivo A Figura 3 4 repre senta o sistema de alimenta o utilizado O sistema de alimenta o positivo est montado numa coluna vertical que lhe transmite o movimento de rota o retirado a partir de uma engrenagem ligada correia respons vel pela rota o do cilindro de agulhas A regula o deste sistema feita atrav s de um variador mec nico accionado a partir de um bot o girat rio modificando a velocidade de rota o da polia e portanto a quantidade de fio fomecido s agulhas Esta regula o pode ser realizada com o tear em movimento O tensor de discos utilizado para conferir uma pr tens o ao fio de maneira a se controlar 19 Estudo da tens o de entrada do fio e sua aplica o em
6. pedido que se opte pelo dom nio dos tempos ou dom nio das frequ ncias tal como a Figura 4 11 representa Ap s esta escolha passa se para o modo de visualiza o propriamente dito cujo aspecto geral muito semelhante ao que surge quando se executa pela primeira vez o programa Para manipula o das ferra mentas existentes de processamento dos dados aparecem alguns controlos que de se guida se descrevem conjuntamente com o seguimento da descri o do modo de visuali za o 52 Software de Leitura da Tens o Seleccionando Tempo automatica mente visualizada a forma de onda da ten s o de entrada Em simult neo e conforme Frequ ncia a Figura 4 12 apresenta existe um controlo que permite a selec o do n mero de rota Figura 4 11 Selec o da unidade do eixo es visualizadas poss vel observar cerca das abcissas de dez rota es em simult neo N o permitido um n mero maior devido s di ficuldades de visibilidade e distin o das v rias curvas representadas em diferentes cores A manipula o dos gr ficos das formas bastante completa existindo para esse efeito duas paletas com algumas ferramentas por baixo do gr fico a paleta geral permite a defi ni o autom tica ou manual da escala da tens o ou do tempo poss vel realizar a deslo ca o no gr fico tanto no eixo do tempo frequ ncia como na tens o recorrendo ao controlo fl A ferramenta permite por sua vez a realiza
7. cerca de 1 6 cN correspondente agulha 47 A partir daqui essa quebra de tens o vem a ser recu perada ao fim de cerca de 12 agulhas A diminui o inicial da tens o m dia que ocorre antes da agulha defeituosa poder estar relacionado com o excesso de fio ou a posi o mais elevada da pr pria malha motivada pela acumula o de fio na agulha defeituosa Por volta da 46 agulha a tens o do fio continua a diminuir registando se algumas pequenas atenua es motivadas provavelmente pelo contacto com elementos tricotadores como as platinas A partir da agulha 47 recupera se o funcionamento normal Este defeito tam b m tem condi es para ser unicamente identificado A sua localiza o apresenta se mais problem tica pois a altera o detect vel n o ocorre na agulha com defeito No entanto conv m referir que esta a segunda fase em termos de forma de onda defeituosa tal como foi referido no par grafo anterior pelo que a hist ria acumulada com a tricotagem sucessiva de fileiras defeituosas pode muito provavelmente ter induzido este comporta mento 5 3 3 6 Presen a de um n no fio A presen a de um n no fio que seja dado manualmente origina uma zona no fio com v rias vezes a sua espessura normal Como consequ ncia a malha produzida apre senta um defeito bem vis vel sob a forma da la ada normalmente escondido no avesso da malha O aparecimento do n tamb m pode ser motivado pela acumula o de fibras durante o t
8. n o h a forma t pica da tens o isto subida e descida da tens o como era de esperar Assim d se uma descida abrupta da tens o a qual s ser corrigida muito mais tarde A agulha agulha 46 agulha 47 2 5 2 defeituosa 1 normal Tens o Entrada cN Po 25 30 35 40 45 50 55 60 65 Agulhas Figura 5 6 Zona defeituosa correspondente a falta de uma agulha numero 47 permite j uma pequena varia o da tens o coincidente com a forma o da la ada poss vel constatar como as formas da tens o em cada agulha s o semelhantes s da rota o padr o representada na Figura 5 6 Observa se ainda que logo ap s a falta da agulha a varia o da tens o representativa da forma o da la ada retoma o seu aspecto normal sendo diferente apenas no valor m dio para cada agulha Este fen meno de re cupera o do excesso do fio prossegue em tantas agulhas quantas as necess rias e dever ser fun o do n mero de agulhas existentes na zona de tricotagem devendo ser poss vel a sua determina o As agulhas continuar o a puxar mais fio que se encontra excedent rio n o recorrendo s lacadas anteriores v se pela baixa tens o e que vai aumentando mas medida que este se vai esgotando passam a ir buscar tamb m s la adas na zona de tricotagem at terminar o fio excedent rio altura em que o valor m dio da tens o de en trada estabiliza Concluindo a simula o da falha de uma
9. o de Z oom na ou nas formas de onda que est o visualizadas As possibilidades de Zoom s o diversas e v o desde a am Seleccione i gt KnitLab Escolha a Op o Data 02 01 1998 Hora 14 57 41 Ensaio PES Sem agulha Estado Actual An lise das tens es Rota es Visualiza o entre Tempo m dio por rota o a rota o E 2 0036E 0 Seg e Tempo entre agulhas aaa EEN 1 1926E 2 Seg Tia legenda Tempo por aquisi o rota o O 9 9400E 4 Seg rota o 1 Velocidade m dia do Tear rota o 2 29 95 RPM rota o 3 Dados Gerais da Aquisi o Tens o no Fio Desvio Padr o rota o 4 001 RPM Coeficiente de varia o 0 04 rota o 5 rota o 6 rota o 7 rota o 8 rota o 9 Rota es Escolha Dados Nes te despesa Figura 4 2 Menu de visualiza o no dom nio dos tempos plia o de um rect ngulo do gr fico no eixo tempo frequ ncia e eixo tens o amplitude at apenas uma faixa do gr fico para um dos eixos deixando o outro inalterado Existe ainda a possibilidade de ampliar com base num mesmo ponto A paleta dos cursores proporciona o recurso a um n mero ilimitado de cursores para identifica o de pontos considerados importantes na an lise das formas de onda Uma possibilidade extrema mente til poder fixar lok o cursor forma de onda A posi o do cursor que est a 53 Estudo da tens o de entrada do fio e sua aplica o em controlo da qua
10. o em controlo da qualidade menta o permitiu ilustrar nesse campo as potencialidades desta ferramenta Embora esta anomalia n o provocasse aparentemente defeitos graves na malha o mesmo pode n o ser verdadeiro para outros problemas Este m todo permite uma localiza o mais r pida destes defeitos caso se conhe am as caracter sticas do tear nomeadamente dia metros Contribui ainda para uma melhor afina o do mesmo No que conceme identifica o de defeitos embora se possa distinguir diferen as entre um ou outro caso n o poss vel afirmar categoricamente que determinado espec tro se atribui a um determinado defeito Os espectros t m diferen as mas estas podem tamb m ser interpretadas como erros motivados pelo processo de transforma o do dom nio dos tempos para as frequ ncias dada a proximidade entre harm nicos Assim e devido s potencialidades que esta ferramenta poder representar para o dia gn stico de anomalias e do funcionamento em geral do tear justifica se um estudo futu ro mais aprofundado A utiliza o de teares em melhores condi es de funcionamento e que sejam utilizados sob o ponto de vista produtivo conduzir o a espectros com harm nicos em frequ ncias mais elevadas cujo aspecto poder ser comparado com os obtidos para este e interpretados convenientemente Em todos os espectros observa se ainda mais dois pequenos harm nicos compreendidos entre as frequ ncias 40 e 60 Hertz para os qu
11. portante que se deve levar em conta os sensores de tens o devido s suas caracter sticas din micas podem n o ser capazes de medir as varia es de tens o da forma que se pre 20 Sistema de Medida tende pelo que pode ser necess rio diminuir a velocidade de rota o do tear de maneira a se detectar correctamente a forma de onda da tens o de entrada do fio O variador de velocidade seleccionado foi o modelo 363XV A4007 RS fabricado pela OMRON 16 e baseia se na varia o ou altera o da frequ ncia da tens o de ali menta o com uma resolu o de 0 1 Hz e erro de 0 01 e apresenta como principal vantagem a varia o da velocidade de rota o at virtualmente velocidade zero man tendo as caracter sticas do bin rio motor Ao n vel do circuito de comando apresenta tr s hip teses utiliza o da consola varia o da tens o de entrada entre 0 e 10 V 4 e 20 mA atrav s de terminais espec ficos e ainda por controlo remoto via RS 232 ligado a um PC Este variador de velocidade tem a possibilidade de alterar a velocidade do motor com este em carga podendo se modificar a velocidade de acelera o e desacelera o desde 0 1 at 600 s Em termos de protec o prev a sobrecarga do motor picos de cor rente sobretens o falha de energia entre outras protec es Finalmente este inversor capaz de conduzir motores at 1 cv 750 W de pot ncia A sua utiliza o pr tica revelou no entanto que n
12. s o e que dever coincidir com nova alimenta o para a agulha seguinte Este ciclo volta a repetir se para a pr xima agulha e assim sucessiva mente A partir deste gr fico pode se definir as caracter sticas que se consi deram mais importantes e que ser o capazes de caracterizar conveniente mente a forma da tens o de entrada no tempo decorrente da forma o de uma la ada 5 6 2 Pontos caracter sticos da la ada Tens o Entrada cH Tempo s 0 0E 00 5 0E 03 1 0E 02 2 38 237 2 36 2 35 2 34 2 33 2 32 2 31 sen Vira der i ee en at Po bd Figura 5 29 Correspond ncia entre a varia o da tens o e a posi o da agulha na zona de tricota gem Tendo por base os estudos realizados na sec o 5 3 verificou se que a forma da la a da varia conforme as condi es de funcionamento do tear Em particular esta altera o vis vel se for comparada a forma da la ada obtida em condi es normais com a forma 92 Simula es e An lise de Resultados resultante de um defeito Assim consideraram se como sendo fundamentais os seguintes pontos caracter sticos da la ada e Tens o m dia de entrada para a la ada em an lise e Tens o m xima para a la ada em an lise e Tens o m nima para a la ada em an lise e Posi o no tempo da tens o m xima e tens o m nima e Tempo compreendido entre a tens o passar pela primeira vez pela tens o m dia nes sa la ada e a segund
13. As informa es fornecidas pelo fabricante permitem identificar o sensor utilizado como um sistema de segunda ordem O recurso a sistemas de segunda ordem relaciona se com a melhor rapidez de resposta a sinais de entrada com varia es muito r pidas permitindo o estudo de fen menos transit rios com maior rigor 25 26 27 Os sistemas de primeira ordem apesar de n o apresentarem sobre sinal s o mais lentos tornando se mais adequados a fen menos de caracter sticas de varia o mais lentas A resposta em frequ ncia de um sistema de segunda ordem representa se pela seguinte equa o 27 Figura 3 11 Resposta do sensor ao degrau 30 Sistema de Medida 1 G j 4 O E a ay eae ea da Be n n Cujo modulo se exprime por 1 2 82 em que a frequ ncia natural e a raz o de amortecimento express o a partir da qual se obt m a resposta em frequ ncia deste sistema A determina o da frequ ncia de resson ncia que por defini o a frequ ncia onde ocorre o valor de pico num sistema IG jo de segunda ordem pode ser obtida quando o denominador de G j um m nimo 26 27 Esse valor ocorre quando 0 0 1 2C7 6 Segundo o fabricante a frequ ncia natural do sensor de f 180 Hz O sistema de medida esta dimensionado para subcriticamente amortecido de maneira a se aproveitar cerca de 70 da sua frequ ncia de resson ncia Se se considerar que esta frequ ncia cor
14. a m manuten o e a sua n o repara o contribuem para a forma o de defeitos que poder o imputar grandes custos empresa Muitas vezes estes defeitos s o detectados tarde demais A produ o de uma malha de boa qualidade exige uma afina o dos componentes do tear perfeita e permanente pelo que obrigat rio uma revis o e substitui o peri dica dos elementos que est o sujeitos a maior desgaste Os maiores contribuintes para a forma o de defeitos na malha jersey s o uma possi vel m posi o dos guia fios os rg os respons veis pela abertura da lingueta tens es insuficientes ou demasiado fortes o batimento exagerado um ou mais sistemas de ali menta o mal regulados aspereza das pe as que conduzem o fio nomeadamente tenso res e guia fios uma tiragem insuficiente platinas de reten o mal posicionadas e agulhas defeituosas partidas ou com lingueta torta Mais do que uma destas situa es podem provocar o mesmo defeito Apresentam se de seguida alguns do defeitos que aparecem na produ o da malha jersey e cujos respons veis s o os elementos tricotadores 5 8 e Um dos defeitos mais comuns s o os buracos Por alguma raz o o fio n o chega a ser alimentado agulha resultando numa la ada flutuante Os principais causadores deste defeito dever o ser a m posi o do elemento de abertura das linguetas a lin gueta que n o abriu ou ainda a m posi o da platina de reten o Como resultado apa
15. as entre a forma de tens o para cada la ada formada a placa de aquisi o s conse gue adquirir a uma taxa de amostragem de n meros inteiros para alguns valores dando lugar a uma ligeira diferen a quando isso n o acontece A este problema acrescenta se a variabilidade da velocidade de rota o que embora seja pequena existe o que faz com que mais ou menos pontos sejam adquiridos por rota o Um terceiro factor a aleatori edade do fio e os problemas intr nsecos ao tear que fazem variar a tens o de entrada A consequ ncia da conjun o dos tr s problemas um deslocamento no tempo da forma de onda para cada la ada quando esta o resultado da separa o da rota o em janelas de 12 pontos representativas de cada agulha o que faz com que a forma apresentada na Figura 5 28 para a forma o da la ada n o seja sempre igual Este efeito foi mais ou me nos minimizado pela compensa o e ajuste da taxa de amostragem pelo que o efeito de necess rio observar todas as restantes caracter sticas 96 Simula es e An lise de Resultados deslocamento s se come a a verificar para o avan o de um ponto nas janelas ao fim de cerca de 100 la adas representando assim um pequeno erro As varia es de forma s o inevit veis quando provocadas pela irregularidade do fio e imprecis es do pr prio pro cesso de produ o da malha pelo que se pode aceitar a forma apresentada mas sujeita a confirma o posterior em t
16. cada m min cada 1 m min cada m min cm cm cm Poliester 0 38 19 15 0 33 16 63 0 29 14 62 240 dtex massa linear Algod o pente 0 38 19 15 0 33 16 63 0 29 14 62 ado 24 Ne Algod o carda 0 38 19 15 0 33 16 63 0 29 14 62 do 24 Ne Tabela 5 1 Velocidade de alimentacao do fio Antes de se proceder a uma medida de qualquer natureza o tear realiza cerca de 20 rota es a produzir malha sem defeito numero considerado suficiente para restaurar o funcionamento normal Conv m notar que n o necess rio um n mero t o elevado de rota es pois foi observado logo a seguir correc o do defeito que o tear volta a apre sentar uma forma de onda muito semelhante rota o considerada como sendo padr o 5 3 Forma de onda temporal da tens o de entrada do fio A realiza o das experi ncias forneceu formas de onda com diferen as para cada situ a o de defeito proposta para an lise Nesta sec o apresentam se as formas gerais de cada uma delas com respectivos coment rios Devido ao facto das caracter sticas do fio de poliester proporcionarem condi es mais favor veis observa o e interpreta o ser este o alvo preferencial de apresenta o de resultados Os outros dois fios ser o referen ciados no final da sec o com os respectivos resultados Antes de se prosseguir com a apresenta o refira se que a designa o de rota o padr o ser normalmente utilizada a qual se ref
17. exceptuando o sobre sinal m ximo Esta varia o deve se muito provavelmente taxa de amostragem utilizada para a aquisi o da resposta ao degrau que foi da ordem dos 0 25 us n o sendo necess ria uma taxa t o elevada Embora a raz o de amortecimento seja suficiente para deduzir os restantes par metros ser necess rio compar los com os resultados obtidos experimentalmente A observa o da express o 6 permite concluir que esta v lida para valores de O entre zero e 0 707 No caso de 0 707 n o existe resson ncia o que constitui a situa o ideal e corresponde referida pelo fabricante A aplica o da express o 6 conhecendo a raz o de amortecimento pr tico permite determinar a frequ ncia de resson ncia pr ti ca 136 Hz A tabela que se segue resume os resultados obtidos nos ensaios e os resultados te ri cos obtidos a partir das express es apresentadas anteriormente para os par metros que se est a analisar Par metro Te ricos ensaios O bservados Sobre sinal 4 20 18 22 Raz o amortecimento 0 707 0 456 0 440 0 477 Tempo do Sobre sinal 3 928 ms 3 121 ms 4 20 5 00 ms Tempo de subida 0 100 2 946 ms 2 031 ms 3 10 3 50 ms Tempo estabiliza o 5 2 817 ms lt 30 ms Tabela 3 2 Par metros caracter sticos da resposta do sensor ao degrau Do que dado a observar pela Tabela 3 2 o facto de se obter uma raz o de amorte cimento menor teria vantagens pois melhorava o tempo de
18. lise de Resultados a uma varia o brusca tal como se procedeu na sec o 3 2 3 referente sua caracteriza o Nesta fase o sensor perde quase totalmente o contacto do fio oscilando livremente at atingir uma posi o est vel fase esta que dura cerca de 4 agulhas desde a agulha 155 at 159 O tempo que o sensor leva a estabilizar fun o da magnitude da varia o brusca Surgiram casos em que a varia o era t o grande que o sensor chegou a levar o dobro do tempo do caso aqui apresentado Este defeito pode inclusivamente trazer pro blemas ao n vel de funcionamento do sensor caso ultrapasse o seu limite de sobrecarga 4 3 5 3 aii 1 normal 2 5 f ot 1 5 7 Tens o Entrada cN 1 a 0 5 0 125 130 135 140 145 150 155 160 165 Agulha Numero Figura 5 16 Zona defeituosa da rota o com n no fio A detec o da presen a de uma anomalia do fio antes de esta entrar no processo de tricotagem pode constituir uma vantagem importante para a preven o de certos defeitos na malha Isto deve se ao facto do sensor n o estar demasiado perto da zona de alimen ta o Esta desvantagem em termos de imprecis o da leitura pelo facto de o sensor se encontrar afastado da zona de tricotagem pode ent o ser transformada em vantagem pois basta conhecer o tempo necess rio para parar o tear e determinar a dist ncia do sen sor zona de tricotagem de maneira a parar a m quina antes desta provo
19. lise e ou apresenta o dos resultados sendo o software a base dos instrumentos virtuais A partir dele cria se todo um sistema de medida capaz de adquirir os dados process los e apresent los sendo poss vel integrar esses dados com outras aplica es que s o disponibilizadas pelos computadores constituindo assim um sistema mais vers til 3 15 Hardware adicional As caracter sticas do sensor seleccionado Rotschild tiveram por consequ ncia certas correc es que em seguida se descreve muito resumidamente sendo apresentadas em anexo de uma forma mais exaustiva 7 Ver anexo B em B 1 Circuito de atenua o do sinal de Entrada 25 Estudo da tens o de entrada do fio e sua aplica o em controlo da qualidade Devido ao facto de a tens o de sa da do sensor variar entre 0 e 14 V e a amplitude da tens o de entrada da placa ser entre 0 e 10 V foi necess rio recorrer a uma atenua o do sinal optando se pela utiliza o de amplificadores operacionais O recurso a estes com ponentes electr nicos apresenta como principal vantagem o efeito de isolamento tendo no entanto como desvantagem a limita o da largura de banda 20 Levando em consi dera o este ponto implementou se um pequeno circuito atenuador que pode ser utili zado at frequ ncia m xima de 5K Hz sem ocorrer atenua o nem distor o do sinal Outro problema importante a correcta representa o da tens o de entrada do fio prevenindo o
20. o da localiza o do defeito conseguida sem nenhum esfor o de c lculo matem tico Em segundo lugar foi poss vel identificar duas origens de problemas os que s o cau sados pela mat ria prima e elementos tricotadores identificados pelo estudo dos defeitos provocados e os problemas causados por anomalias do pr prio tear circular dos seus 90 Simula es e An lise de Resultados sistemas de rota o e alimenta o a tiragem n o foi considerada que se podem identifi car a partir da an lise espectral da forma de onda da tens o de entrada Infelizmente a an lise espectral n o parece ser uma boa ferramenta no que toca a distinguir defeitos atrav s do espectro da tens o de entrada Conv m referir ainda que a posi o do sensor pode ser importante na medida em que pode impedir a produ o de certos defeitos caso eles existam no pr prio fio como o caso dos n s no fio As formas de onda parecem ser mais ou menos independentes de factores de produ o como o grau de aperto e o tipo de fio Conforme se suspeitava a utiliza o de fios de algod o penteado e em particular o cardado d o origem a formas de onda com varia es muito maiores dificultando a sua interpreta o Por ltimo as formas de onda permitiram observar com pormenor a varia o da ten s o de entrada do fio possibilitando a sua compreens o em termos da sua rela o com a forma o da la ada A sec o seguinte apresenta o estudo reali
21. o deve exceder 5 34 Assim considerando como n mero de grupos mais correcto o n mero cinco pode se dizer que e Quase todos os casos numerados de 1 a 20 e pertencentes a rota es normais foram classificados no mesmo grupo excepto o segundo o sexto e d cimo oitavo que ao serem analisados mais atentamente revelam no primeiro caso a inexist ncia de declive positivo enquanto que no segundo e terceiro os tempos dos m ximos e m nimos s o diferentes do comportamento padr o dos restantes casos para al m de declives mais elevados e Os casos numerados de 21 a 60 correspondentes s situa es de falta de uma agulha e da presen a de uma agulha sem cabe a foram classificados como outro grande grupo como ali s se havia previsto Tr s casos foram incorrectamente classificados nomeadamente os casos 29 42 e 59 A sua an lise mais cuidada permitiu saber que estes casos s o semelhantes a um outro conjunto designado por grupo 4 na Tabela 5 13 e Os casos 61 a 80 correspondentes ao defeito provocado pela falta de uma platina foram classificados como pertencentes ao mesmo grupo dos casos 1 a 20 tal como se esperava A raz o para esta classifica o f cil de explicar conforme j referido em 5 6 3 a platina que foi retirada fica entre a 462 e 472 agulha a contar do in cio da aqui si o As vari veis utilizadas na an lise de grupos sao as caracter sticas da lacada cor respondente posi o do tear em que se d o def
22. rios finais pode se dizer que o aspecto da forma de tens o de entrada para uma rota o e para o fio de algod o cardado ou penteado em termos gerais muito semelhante ao fio de poliester exceptuando o facto de se tratar de um fio mais irregular logo com uma amplitude de varia o maior A esta varia o deve se adicionar a maior aleatoriedade devido a ser um fio composto por fibras naturais O coeficiente de atrito 82 Simula es e An lise de Resultados tem obviamente um papel muito importante pois se for diminu do recorrendo a parafi na o permitir obter formas de onda um pouco mais regulares Deve se referir ainda que o fio de algod o cardado se for de m qualidade d origem a formas de onda bas tante diferentes e dif cil interpreta o quase imposs vel N o foi o caso do fio utilizado que se tratava de um fio de muito boa qualidade As formas de onda para os defeitos si mulados neste trabalho s o muito semelhantes s obtidas para o fio mais regular o poli ester o que constitui um bom ind cio quanto independ ncia deste m todo relativa mente ao par metro fio utilizado Fica de lado desta conclus o os fios altamente irregula res pois dificultam ou n o permitem mesmo a detec o de defeitos 5 4 An lise em frequ ncia das formas de onda A transformada de Fourier FFT foi utilizada para obter o espectro de pot ncia Como o sinal em estudo deve ter energia finita recorreu se a 10 rota es de apr
23. 05 permite rejeitar a hip tese nula e dizer com 95 de confian a que as m dias dos tratamentos s o diferentes ANOVA Sum of Mean Squares Square Between Groups 66411 1 11068 5 557 578 Within Groups 9290 308 19 851 Total 75701 5 Tabela 5 10 Teste ANOVA a SQD para as situa es simuladas Falta saber agora quais s o as que diferem da rota o padr o e as que n o diferem Para al m disso falta saber quais as que se assemelham entre si o que responder quest o de se poder utilizar esta medida para distinguir os defeitos A Tabela 5 11 sinteti za os resultados obtido na an lise com o teste Tamhane T2 As tabelas para K igual a 15 e 17 encontram se em anexo Tal como se previa quando se observou os diagramas de bigode da Figura 5 32 a ro ta o normal diferente de qualquer uma das outras rota es com defeito pois os testes de hip teses realizados rejeitam a hip tese nula com 95 de confian a o que responde a uma das quest es A segunda quest o levantada era se seria poss vel distinguir os defeitos a partir desta medida que a verificar se traria enormes vantagens neste dom nio pois evitaria outros m todos de identifica o A Tabela 5 11 indica que infelizmente n o poss vel essa distin o a partir desta medida Embora a semelhan a entre o caso de faltar uma agulha ou uma agulha n o ter cabe a fosse previs vel o mesmo n o se passava com a situa o de defeito motivado pela falta de pl
24. 2 tailed 685 E 1 000 959 5776 557 177 a Test distribution is Normal b Calculated from data Tabela 5 7 Teste de normalidade s distribui es SQD para cada situa o simulada Conforme dado a observar todos os tratamentos apresentam uma probabilidade superior a 0 05 o que leva a aceitar a hip tese nula e permitindo dizer que n o h raz es para que se n o considere que as distribui es em estudo nao s o normais Os resultados referentes a K igual a 15 e 17 encontram se em anexo A observa o das medidas de dispers o nomeadamente da vari ncia permite dizer que os valores s o relativamente diferentes Esta observa o pode ser constatada a partir de um teste de homogeneidade vari ncia teste de Levene do qual a Tabela 5 9 apre senta o resultado Descriptives 95 Confidence Interval for Mean Std Lower Upper Deviation Std Error Bound Bound Minimum SQD13 tipo de normal 9 6996 2 2453 9 2494 10 1498 defeito sem agulha sem cabe a sem platina sem lingueta lingueta torta n s no fio Total 23 7591 12 6376 22 6197 24 8985 38 4835 4 8848 5 37 4830 39 4840 36 4976 6 0778 j 35 2595 37 7357 14 5589 3 3018 13 8673 15 2504 14 8942 2 5751 14 1206 15 6679 23 4153 5 8231 21 6659 25 1648 27 0063 7 1309 21 0447 32 9678 Tabela 5 8 Medidas estatisticas de SQD para cada situacao simulada Apesar de os desvios padroes serem comparavei
25. 3 1 e Variador de velocidade e Detector de rota es elemento C da Figura 3 1 e Sensor de tens o elemento D da Figura 3 1 e sistemas de condicionamento de sinal e Computador e placa de aquisi o de dados Ao conjunto deve se adicionar ainda o ambiente de desenvolvimento utilizado e a aplica o que processa a informa o recolhida Tal como a Figura 3 1 ilustra o sistema disp e de um tear circular de amostras equipado com sistema de alimenta o negativo A e ou positivo B Ao tear encontram se acoplados dois tipos de sensores Um deles o sensor ptico elemento C na Figura 3 1 que tem duas fun es a primeira a de funcionar como trigger para o in cio de aquisi es e sincroniza o e a segunda fun o a 17 Estudo da tens o de entrada do fio e sua aplica o em controlo da qualidade de permitir determinar a velocidade de rota o do tear O segundo tipo de sensor um sensor destinado a medir a tens o de entrada do fio que se encontra localizado um pou co acima da zona de alimenta o conforme se pode observar pela Figura 3 2 mas o mais perto poss vel pois como se sabe por cada contacto que o fio tenha no seu caminho at zona de tricotagem a tens o de sa da multiplicada exponencialmente segundo a ex press o 2 Os sensores ptico e de tens o est o ligados placa de aquisi o de dados que se en contra acoplada ao computador Antes dessa liga o passam por um sistema de co
26. 3 3 3 Falta de uma PN Retro nea eneenne enna ee rr ean ne 72 5 3 3 4 Agulha sem AA GS RR RR RR RR RR 74 5 3 3 5 Agulha com a lingueta LOU 76 5 3 3 6 Presen a de um n no fio sssssssssssssseeetteeeeeeeesesssssssssssssseettrtcrteeeeeeeessssssssssssses 77 5 3 4 Depend ncia do grau de aperto quina ra ween 79 5 3 5 Observa es dos fios de algodao atuais asc a E 81 5 4 An lise em frequ ncia das formas de onda csssesssssessseesessessssssessessesssesseessessesseens 83 5 5 Coment rios finais forma de onda da tens o de entrada 90 5 6 Varia o da tens o na forma o da laGada cccsssesseesesessessesseeseessesesseesseseeseeseees 91 50 1 Caracter sticas da ACA ets o ss 5a ata eng 91 5 6 2 Pontos caracter sticos da lacada csscesssesssssseessesssesseessssssesseessesssessesssesseesseesseeses 92 5 6 3 An lise das Cat MCLE M Stes i heres inda nan scbisurn sas abameceheaseabecl 94 5 7 Detec o autom tica da exist ncia de defeitos 97 5 7 1 Diagn stico atrav s de uma medida de desempenho s ssessssecseesseesseessees 97 5 7 2 Distin o de defeitos a partir da laGada csecsssssessesessesseeseessesesesseeseeseesees 105 5 7 2 1 Aplica o de t cnicas de C1UStering secsssesssseessssesssscssseessssessssessseessseesess 106 5 8 Avalia o do funcionamento do tear por cartas de controlo 111 5 9 Sistema de diagn stico de defeitos autom tico 114 6 Conclus es e Perspectivas Futuras
27. 302 garantindo assim que a for a medida no transdutor seja cerca 23 Estudo da tens o de entrada do fio e sua aplica o em controlo da qualidade de metade da for a real aplicada barra O sistema de condicionamento de sinal baseia se na amplifica o proveniente da diferen a de potencial entre os el ctrodos ao contr rio da necessidade habitual de utiliza o das pontes de medida t picas para sensores basea dos em extens metros Este sistema de medida disp e de alguns ajustes como a mudan a de escala da medida afina o e indica o de m ximo e m nimo de tens o potenci metros de calibra o das cabe as e do galvan metro de indica o da tens o Ainda no m dulo de condicionamento do sinal existe a possibilidade de integrar o sinal que re cebido do transdutor Esta possibilidade de particular destaque pois este transdutor por se tratar de um sistema de 22 ordem encontra se criticamente subamortecido por forma a se tirar o m ximo das capacidades da frequ ncia de resson ncia O ajuste do efeito integrador realizado atrav s da coloca o de condensadores de 50000 pF por cada segundo De origem poss vel ajustar para uma ac o integral de 1 e 4 s O sistema de condicionamento do sinal permite a utiliza o de tr s sa das Uma sa da para regista dor uma segunda sa da para controlo de dispositivos atrav s de m ximos e m nimos de tens o e a te
28. Ap s a selec o no menu principal da op o configura es gerais surge a janela de di lo go que a Figura 4 5 representa Como se referiu anteriormente existem algumas possibi lidades de configura o A que surge ilustrada na Figura 4 6 refere se configura o da placa de aquisi o mas apenas para os par metros considerados mais importantes Configura o Vari veis Globais Figura 4 6 O p o de configura o da placa de aquisi o Optou se por apresentar a configura o da placa para que alguns pormenores possam ser tratados e clarificados A Figura 4 6 apresenta um conjunto de controlos que se passa a descrever Do vasto leque de par metros que definem o funcionamento da placa e que s o program veis por software considera se que estes seriam os fundamentais para a sua programa o A tabela seguinte resume cada um dos par metros e o seu significado 42 Software de Leitura da Tens o Par metro Significado Frequ ncia de amostragem N mero de pontos do sinal a amostrar que se adguire por segundo Representa do em Hz Tamanho do Buffer N mero de pontos que podem ser armazenados provisoriamente enquanto o processador se encontra ocupado a processar outros dados adquiridos N mero de amostras aler N mero de pontos que a placa l em cada processo de aquisi o Est definida por ciclo para adquirir um n mero igual ao definido em Tamanho do Buffer Tempo de espera limite Tempo que a plac
29. Honeywell com sa da em colector aberto e activo ao n vel baixo Devido falta de informa es das caracter sticas do sen sor foi necess rio realizar alguns testes por forma a se conhecer algumas delas 21 Estudo da tens o de entrada do fio e sua aplica o em controlo da qualidade Os testes realizados de maneira a avaliar o seu tempo de resposta ou tempo de transi o entre o n vel alto e o baixo quando a luz emitida era reflectida para o sensor permiti ram obter o valor de 8 us em m dia O sensor consegue detectar marcas com a largura de 1 1 mm at velocidade de rota o de 100 rpm aproximadamente A dist ncia m nima para esta situa o cerca de 20 mm Para marcas mais largas detecta a sua passagem at velocidade m xima do tear Este sensor encontra se acoplado came ascendente conforme se pode ver na Figura 3 5 junto das ranhuras onde est o as agulhas e dist ncia de 25 mm do cilindro Est lo Marca de as sincronismo calizado a 36 agulhas do sensor de tens o Figura 3 5 Pormenor do sensor ptico Devido a dificuldades t cnicas n o foi poss vel colocar o sensor mesmo por baixo da posi o onde o sensor de tens o se encontra No entanto n o constitui qualquer pro blema na medida em que se conhece a dist ncia at ao sensor de tens o Como conse qu ncia o in cio de rota o d se um pouco antes n o tendo influ ncia na forma de onda resultante da rota o a n o
30. SQD calcula se a m dia de cada conjunto de amostras e representa se na carta com os respectivos limites e observa se se o processo se pode considerar em controlo ou fora de controlo A exist ncia de algum problema relacionado com o funcionamento mec nico do tear como por exemplo ex centricidades dar muito provavelmente origem a uma varia o com uma tend ncia que permanecer constante com o decorrer da recolha de amostras e que poder ser analisado com o aux lio de ferramentas como a an lise de frequ ncias j abordada Outro tipo de problemas que sejam sistem ticos ser o evidenciados nestas cartas A exist ncia de de feitos far com que esta medida saia dos limites de controlo a apreciar pelos valores ob tidos com a exist ncia de defeitos Inclusivamente poss vel retirar a medida SQD ou semelhante em cada rota o e aplicar por minuto a m dia das medidas representando ao fim de 5 ou 10 minutos uma carta de controlo correspondente Uma simula o desta abordagem proposta encontra se na Figura 5 33 Retirou se em cada minuto 10 rota es com intervalos regulares o que corresponde a recolher uma ro ta o em cada 6 segundos e calculou se o respectivo SQD Neste momento n o se colo ca em quest o se este n mero de amostras suficiente para se monitorizar o processo de produ o da malha No final de 10 minutos procedeu se elabora o das respectivas cartas de controlo X e R Os limites de controlo foram calcula
31. agulha detectada correctamente na posi o onde esta falta devido s bita quebra de tens o Os seus efeitos prolongam se por v rias la adas at que todo o fio excedent rio seja absorvido Como consequ ncia ser prov vel que o comprimento de la ada seja ligeiramente diferente do inicialmente plane ado 70 Simula es e An lise de Resultados 5 3 3 2 Agulha sem cabe a Se por alguma raz o a cabe a da agulha se partir o que ir ocorrer dever ser um fe n meno em tudo semelhante ao anterior pois forma se uma la ada flutuante A Figura 5 7 apresenta o aspecto de rota o defeituosa 2 conjuntamente com a rota o padr o 1 Tens o Entrada cN 1 normal 2 pat 2 defeituosa 0 0 5 1 1 5 2 Tempo s Figura 5 7 Forma de onda resultante da exist ncia de uma agulha sem cabe a Como se pode observar h semelhan as com a rota o defeituosa proveniente da falta de uma agulha o que era de esperar De facto n o ter a cabe a da agulha mesmo que esta percorra o caminho normal significa que a haste da agulha sobe e desce mas n o agarra fio quando se apresenta na zona de alimenta o D a resulta uma la ada flutuante dando origem a um excesso de fio durante um certo intervalo de tempo que ser recupe rado gradualmente Este excesso observado atrav s da quebra abrupta da tens o de en trada que depois volta a ter as caracter sticas conhecidas de subida e descida da ten
32. aparecimento da sobreposi o de frequ ncias conhecida por aliasing Este problema ocorre quando o sinal digitalizado com uma taxa de amostragem inferior a duas vezes a frequ ncia m xima do sinal tendo como consequ ncia uma reconstru o do mesmo que pode conduzir a interpreta es erradas 21 22 23 A solu o passa normal mente pela utiliza o de um filtro activo passa baixo denominado de anti aliasing que permite limitar a largura de banda do sinal para a faixa de potencial interesse tendo tam b m como resultado a diminui o da frequ ncia m xima o que facilita o ajuste a uma taxa de aquisi o que satisfa a o teorema de Nyquist sem ultrapassar as capacidades da placa de aquisi o De acordo com experi ncias realizadas ao sistema de medida que se apresentam em 3 2 e considerando que existe ainda informa o relevante quando o sis tema de medida tem sa da dos seus terminais cerca de 10 do sinal corresponde a tr s vezes a frequ ncia m xima de resposta do sistema de medida concluiu se que a frequ n cia m xima da largura de banda com interesse seria da ordem dos 450 500 Hz pelo que se optou pelo desenvolvimento de um filtro anti aliasing com a frequ ncia de corte nos 500 Hz Do estudo realizado com o intuito de determinar o filtro que melhores caracte r sticas oferecia para o problema em quest o optou se por um filtro de fase linear com erro equiripple de 0 052 recorrendo ao esquema de montagem de baixa s
33. buffer n mero dos canais tipo de trigger tipo de flanco n mero de amostras tempo limite de espera Ap s estas informa es encontra se a matriz das rota es referente ao ensaio que se pretende salvaguardar Chama se aten o que relativamente calibra o apenas se en contra parte da informa o existente no programa por se julgar suficiente para determi nar o verdadeiro valor da tens o de entrada e para localizar o ficheiro fonte da calibra o 49 Estudo da tens o de entrada do fio e sua aplica o em controlo da qualidade Antes de se proceder a qualquer ensaio necess rio realizar uma calibra o ou pelo menos utilizar uma calibra o anteriormente realizada A salvaguarda do processo de ca libra o do sensor realizado num ficheiro parte com a extens o KCL tamb m ele um ficheiro ASCII Neste ficheiro constam os dados que s o guardados nas Configura es G e rais do programa e uma tabela com os valores utilizados para o c lculo da recta de re gress o e par metros associados a ela A salvaguarda do processo de calibra o realiza do dentro da pr pria op o de calibra o bem como a leitura desse ficheiro Como o programa permite a utiliza o de algumas ferramentas como o c lculo da rota o m dia filtragem aplica o da transformada de Fourier e observa o do espectro do sinal entre outros considerou se como sendo importante a salvaguarda destas experi ncias pelo que se
34. calculados sempre com a mesma ordem de grandeza para o desvio padr o como a Tabela 5 3 refere A determina o do coeficiente de assimetria e achatamento podem fornecer informa o adicional quanto forma da distribui o Com efeito estas medidas permitiram concluir que a distribui o assim resultante tem um aspecto muito semelhante distribui o normal sem assimetria vis vel e uma pequena tend ncia para a concentra o de valores em torno da m dia J no que conceme s mesmas medidas mas para as colunas da matriz ao n vel de cada rota o completa o mesmo comportamento nem sempre sucedeu variando entre casos em que existia assimetria acentuada e ou grande afunilamento achatamento da distribui o at grandes semelhan as com a distri bui o normal O facto de aparecerem valores elevados para os momentos e de uma forma mais ou menos arbitr ria n o permitem tirar nenhum tipo de conclus o pois t m um car cter aleat rio podendo ser atribu dos a irregularidades do fio e do pr prio tear 66 Simula es e An lise de Resultados om EE ot sera o o o oo smara 15 o0 00 ea om on Ti o o nm om 06 o o 66 05 000 encima 6 oe Tom am om os mos o om om o w o 75 04 o Ti one o me ou o o o na om 000 epo E ER ES MarS Se SS ESES iano 15 008 oor 257 085 072 TP O T TC Tabela 5 3 Medidas estat s
35. caso a hip tese nula seja rejeitada conhecer quais os tratamentos que diferem e quais os iguais Para isso recorre se aos testes conhecidos por Post Hoc 33 Antes de se proceder ao teste necess rio confirmar certas caracter sticas das amos tras a ser testadas A an lise de vari ncia exige s vari veis em estudo distribui es nor mais e vari ncias compar veis Para esse efeito necess rio proceder a alguns testes pre liminares 100 Simula es e An lise de Resultados Em primeiro lugar importante observar o aspecto da distribui o a fim de determi nar a presen a de valores anormais outliers que dever o ser eliminados Chama se aqui a sem lingueta as lingueta torta sem cabe a sem agulha b n s no fio la ada normal sem lingueta Figura 5 32 Gr ficos de bigode para a medida SQD nas situa es simuladas sem platina so sem platina aten o que a causa destes valores anormais para a vari vel em estudo se devem muito provavelmente a pro blemas do pr prio tear que ser o alvo de confirma o a partir do estu do em outros teares em boas condi es de funcionamento Os resultados que se seguem refe rem se apenas ao grau de aperto K igual a 13 encontrando se os resulta dos de K igual a 15 e 17 em anexo Os diagramas de bigode da Figura 5 32 apresentam em a os casos anormais e em b os diagramas resul tantes da sua erradica o A diminui o em t
36. caso o registo tempo ral do sinal n o contenha um n mero inteiro de ciclos difus o da energia dos harm ni cos resultantes da aplica o da transformada de Fourier pelas frequ ncias vizinhas Este resultado deve se a um pressuposto do algoritmo da transformada de Fourier FFT que assume que os sinais contidos no registo temporal s o peri dicos em intervalos corres pondentes ao comprimento desse mesmo registo temporal 32 Para se evitar este fen meno ou se garante que o referido registo cont m um n mero inteiro de ciclos o que 83 Estudo da tens o de entrada do fio e sua aplica o em controlo da qualidade nem sempre f cil pois n o se consegue capturar todo o sinal para um registo temporal e nem sempre poss vel utilizar sincroniza o ou ent o aplica se uma janela A janela basicamente uma fun o matem tica que actua como um filtro passa banda isto tenta impedir que valores fora dos seus limites definidos sejam observados Ao n vel das fre qu ncias a janela permite a atenua o da energia na vizinhan a da frequ ncia A sua apli ca o corresponde opera o de convolu o no dom nio das frequ ncias entre o sinal e a janela que permite evitar a distor o do espectro e observar os harm nicos principais que ficam escondidos pela dispers o de energia de outros A escolha da janela a utilizar depende muito do tipo de sinal que se pretende analisar As caracter sticas de funcionamento do
37. condiciona mento de sinal dimens es calibra es do sensor apenas para mencionar alguns Figura 3 6 Esquema de medi o da tens o no fio 22 Sistema de Medida A seguir apresenta se sucintamente os dois sensores considerados para potencial se lec o com vista ao desenvolvimento do sistema de medida Um dos sensores produzido pela BTSR sob o nome TSI A A sua gama de medida est situada entre 0 e 20 cN fornecendo uma tens o de sa da entre 0 e 10 V Este sensor baseia se no princ pio acima mencionado isto uma barra fixa num extremo que sujeita a uma for a quando o fio passa por dois guia fios A barra tem colada a si uma outra do mes Es mo material dos guia fios diminuindo as for as de atrito bem como o aquecimento da barra de metal Atrav s de extens metros resistivos colados barra met lica poss vel obter a deforma o dessa barra em fun o da for a aplicada Estes Figura 3 7 Medi o da So estao ligados uma ponte ue medida e a pus tens o pelo sensorda ficadores de sinal que constituem o seu sistema de condicio BTSR namento de sinal Permite como afina o o ajuste do equil brio da ponte de medida O ngulo de abra amento vari vel pois os guia fios n o obrigam que o fio fa a determinado ngulo de abra amento Infeliz mente este sensor muito pobre em bibliografia e ap s alguns contactos com o fabri cante n o foi poss vel obter mais informa es sobre o senso
38. corpo Embora n o muito precisa pois n o entra com diversos factores que influenciam a tens o de sa da se for aceite como correcta permite derivar uma express o geral que na zona de tricotagem exprime a tens o numa determinada agulha em fun o da tens o de entrada Assim pela f rmula acima descrita e observando a passagem do fio na zona de tricotagem verifica se que durante este trajecto o fio passa por diversos contactos met licos os quais devido sua dimens o e para simplicidade se consideram aproximadamente circulares Seguindo esta suposi o a zona de tricotagem corresponde a uma sucess o de situa es semelhantes apresentada na figura anterior pelo que poss vel aplicar sucessivamente esta equa o pois a tens o de entrada na su perf cie seguinte igual tens o de sa da na superf cie anterior Ap s algumas manipula es alg bricas chega se express o Tu TS 2 max em que T u4 a tens o m xima no fio T a tens o de entrada na altura em que o fio solicitado u o coeficiente de atrito entre fio e as superf cies met licas e L a soma dos ngulos formados pelo fio quando passa pelos elementos tricotadores na altura da trico tagem Esta rela o foi pela primeira vez apresentada por Knapton e Munden 10 Diz ent o que a tens o m xima na zona de tricotagem fun o da tens o de entrada do coe ficiente de atrito entre fio e metal e do n mero de pontos de contacto
39. de n s todas as formas de onda quer sejam provenientes de defeitos ou con sideradas como resultantes da tricotagem normal apresentam grandes semelhan as quando comparadas dentro de cada caso A verifica o experimental de um comporta mento desta natureza obriga naturalmente realiza o de testes estat sticos nomeada mente testes de m dias Infelizmente dado o n mero de ensaios realizados torna se in comport vel mesmo ao n vel de pacotes inform ticos restando para tal inspeccionar o comportamento geral das formas de onda em rela o rota o padr o de cada experi n cia Um m todo de quantificar as diferen as existentes entre as diversas rota es de cada experi ncia ser o calculo das medidas de dispers o adoptando o seguinte m todo a aplica o desenvolvida organiza uma matriz na qual as rota es se disp em em colunas enquanto que as linhas correspondem ao instante t da rota o Isto significa que ao se leccionar uma linha dessa matriz se obt m a tens o de entrada do fio do mesmo instante para todas as rota es Assim poss vel proceder a uma an lise das medidas estat sticas acima referidas segundo colunas e segundo as linhas da matriz das rota es Os resulta dos obtidos podem por sua vez constituir novas vari veis aleat rias cujo comportamento ser traduzido por medidas estat sticas Visualmente poss vel constatar a grande semelhan a entre as rota es retiradas nas mesmas condi
40. e n s no fio e La ada normal e n s no fio e Sem platina e la ada normal ou seja constitui o mesmo problema de diferencia o entre defeitos Mais grave ainda a possibilidade de confus o entre a rota o normal e outras rota es provenientes de de feitos Em contraste o teste ANOVA rejeita a hip tese nula de igualdade de m dias existindo diferen as e que se organizam segundo os tr s subconjuntos A rota o normal para K igual a 17 forneceu resultados um pouco diferentes com uma maior variabilidade Provavelmente devido ao tear trabalhar em condi es muito pr ximas das extremas em que qualquer pequena altera o de condi es modifica significativamente a varia o da rota o O reflexo desta maior variabilidade a proximidade s rota es com defeitos No caso de K igual a 15 os resultados t m muitas semelhan as com os obtidos para K igual a 13 Se n o se considerar o defeito provocado pelos n s no fio devido sua grande variabilidade e pequeno n mero de medidas obtidas por simula o at se distin 20 Ver anexo E tabelas E 15 e E 20 104 Simula es e An lise de Resultados gue entre a aus ncia de agulha e a falta de cabe a na agulha Este resultado pode indiciar a exist ncia de determinados fen menos relacionados com a varia o do grau de aperto que n o foram completamente observados A observa o do comportamento da medida SQD levando em conta a altera o do grau de ape
41. encontram se reproduzidos os processos de forma o da la ada de 168 agulhas existentes no jogo utilizado poss vel observar desde j que a tens o de entrada tem uma varia o relativamente pequena em particular quando comparada com a am Tipo OSM rap plitude de variacao para os fios de algo dao sugerindo a possibilidade da exist n cia de limites de variacao para controlo da formacao de lacada De facto o interesse na eventualidade da exist ncia destes li mites pode ser considerado de relevancia Tabela 5 2 Desvios padr o t picos paraos Na medida em que se poderia definir li tipos de fio estudados rota o normal mites dentro dos quais a tens o de entra da se encontra num estado chamado de tricotagem normal A Tabela 5 2 apresenta alguns dos desvios padr es para as rota es padr o de acordo com o grau de aperto utilizado e natureza do fio poss vel observar um pequeno aumento da varia o da tens o de entrada medida que o grau de aperto aumenta devendo se este efeito ao aumento geral da amplitude de varia o da tens o Este aumento seria de esperar j que o aumento do grau de aperto provoca uma dimi nui o da quantidade de fio a fornecer obrigando a um esfor o maior por parte da agu lha para retirar o fio Como consequ ncia o aumento da tens o m dia bem como da amplitude de varia o ser inevit vel Este comportamento verifica se igualmente para a 62 Simula es e An lise de Res
42. es isto quando o problema existente ou n o era o mesmo Inclusi vamente a sobreposi o de rota es adquiridas em experi ncias diferentes permitiu ob servar um comportamento similar A Figura 5 4 representa cinco rota es de um ensaio 65 Estudo da tens o de entrada do fio e sua aplica o em controlo da qualidade para a experi ncia de tricotagem em condi es normais N o se inclu ram mais devido dificuldade de interpreta o dada a densidade de pontos Como se pode ver a semelhan a grande e pode ser quantificada atrav s das medidas de dispers o como o desvio pa dr o e o coeficiente de varia o tanto para os instantes de tempo t como para cada rota o completa No entanto esta an lise faz mais sentido comparando a tens o de entrada para determinado instante de tempo 5 3 ejay yh LAG gi E at f A A A r an Tens o Entrada cN 0 0 5 1 1 5 2 Tempo s Figura 5 4 Cinco rota es sobrepostas do fio poliester filamento cont nuo Ao proceder determina o dos par metros acima referidos constatou se que o des vio padr o para o instante t bastante pequeno conduzindo a uma distribui o em que mais de 99 3 sigma das tens es medidas no mesmo ponto se encontrem no intervalo X 3 0 075 X 0 23 cN no caso da simula o da tricotagem normal para fio poli ester 240 dtex e K igual a 13 Este comportamento continuou a verificar se para os res tantes pontos
43. facto acresce ainda a pos sibilidade de a medida dar valores negativos ou positivos sem interesse A possibilidade de utilizar o somat rio do valor absoluto resolve o problema de me didas negativas e positivas garantindo um resultado sempre maior ou igual a zero Esta medida foi designada como SQA soma das diferen as absoluta e apresenta se na express o mais abaixo em que os termos em si contidos t m o mesmo significado que na express o 18 19 VT x SQA 5 Esta medida tem a desvantagem de ao surgirem diferen as entre a forma de onda que se est analisar e a forma de onda padr o da tricotagem normal estas diferen as ser o de pouca relev ncia logo n o deixando grandes hip teses quanto sua distin o em termos estat sticos pois necess ria uma medida que no caso de existirem diferen as entre a rota o em an lise e a rota o de tricotagem normal padr o as destaque A medida SQ D soma dos quadrados das diferen as parece reunir todas as condi es exi gidas para esta fase A express o que a traduz a seguinte sop Y y x 20 A sua inspec o permite concluir que para al m de apresentar sempre um valor posi tivo para o somat rio a exist ncia de diferen as maiores do que um ser o potenciadas ao passo que pequenas diferen as pr ximas de zero ser o negligenciadas Embora seja apetec vel a sua utiliza o directa na determina o da posi o do defeito no caso de exi
44. gradualmente at atingir a forma est vel Mais uma vez poss vel observar um de feito atrav s da inspec o da tens o de entrada A Figura 5 16 apresenta com mais por menor a zona onde ocorre o defeito 2 bem como a forma da rota o padr o 1 Este caso um pouco diferente dos anteriores na medida em que a varia o da tens o de entrada n o foi lida na agulha que est a puxar o fio como se ir justificar de seguida o sensor encontra se a uma certa dist ncia da agulha que vai proceder sua alimenta o e da qual l a tens o do fio D esta forma qualquer varia o no fio antes de entrar na zona de alimenta o vai ser registado pelo sensor O mesmo se passa depois do sensor at agulha No caso de um n este ir passar em primeiro lugar pelo sensor logo ser de tectado antes de ser tricotado o que poder constituir uma grande vantagem A curva resultante da rota o com um n no fio 2 apresenta uma primeira grande subida de ten s o Este efeito ocorre quando o n tenta ultrapassar o obst culo que a barra do sensor de tens o O sensor por sua vez regista este aumento gradual at ao pico m ximo altura em que o n ultrapassa o obst culo sensor Segue se uma onda oscilat ria que vai dimi nuindo progressivamente at voltar a registar a varia o da tens o provocada pela forma o de la adas Este efeito oscilat rio amortecido n o mais do que a resposta do sensor 78 Simula es e An
45. na varia o do processo os fen menos aleat rios dos que podem ser atribu veis a determinada causa Quando um processo tem varia es devidas somente a fen menos aleat rios ent o encontra se controlado O mesmo n o sucede quando existe alguma causa que provoca uma varia o anormal dizendo se que o processo se encontra fora de controlo O que interessa verdadeiramente desco brir essas varia es atribu veis j que as restantes s o pr prias do sistema de produ o A carta de controlo constitui um teste de hip teses permanente que realizado amostra em rela o ao valor m dio desejado para o processo cuja vari vel essa carta de controlo representa O estudo realizado ao n vel da tens o de entrada do fio deu origem a formas de onda com r pidas varia es de pequena amplitude que est o compreendidas num intervalo de tempo que representa o espa o entre duas agulhas Mesmo para a situa o do tear que n o funciona nas melhores condi es conforme se foi referindo e ilustrando nomeada mente na sec o 5 4 esta amplitude sugere a exist ncia de limites de funcionamento tipi cos para a tens o de entrada que poder o ser interpretados como cartas de controlo para esta grandeza A utiliza o de todos os pontos da rota o adquirida embora permita ob 111 Estudo da tens o de entrada do fio e sua aplica o em controlo da qualidade servar directamente a exist ncia ou n o de anomalias bem como o compor
46. o poss vel accionar o motor para frequ ncias abaixo de 6 Hz devido carga que se encontra ligada ao motor Esta incapa cidade ultrapassada se o motor arrancar partindo de uma frequ ncia superior 10 Hz por exemplo e reduzir sucessivamente at aos 6 Hz As experi ncias levadas a cabo per mitiram estabelecer a correspond ncia entre a velocidade de rota o e a frequ ncia D esta forma poss vel determinar a velocidade do tear velocidade essa que ser daqui em di ante usada como refer ncia 3 13 Sensores Como foi referido em 3 1 utilizaram se dois tipos fundamentais de sensores um deles para funcionar como trigger e o outro para medir a tens o de entrada do fio Apresenta se apenas os sensores utilizados durante o trabalho deixando para mais tarde um estudo das suas caracter sticas em particular para o sensor de tens o 3 13 1 Sensor ptico Este sensor como se disse anteriormente permite ao sistema de aquisi o de dados iniciar o registo da forma de onda resultante da tens o de entrada do fio actuando deste modo como um trigger Ao mesmo tempo devido emiss o de um sinal por cada rota o sempre que passa por uma marca aproveitado para determinar a velocidade de rota o do tear bem como para estabelecer o in cio e fim de cada rota o A determina o da velocidade de rota o importante para o ajuste dos par metros de aquisi o Trata se de um sensor ptico de reflex o da marca Y amatake
47. o da velo cidade do tear de maneira que o tempo entre agulhas seja o suficiente para que 0 sensor recupere entre cada solicita o Isto significa que n o se deve utilizar o sensor para fre qu ncias superiores a 138 Hz Na realidade e como dado a observar pela Figura 3 12 aconselh vel que a zona til da resposta em frequ ncia se limite aos 85 Hz caso se pre tenda que o sobre sinal n o seja superior a 10 O c lculo da velocidade m xima do tear para este sistema de medida realizado como se segue O tempo entre agulhas traumas Corresponde ao per odo entre solicita es exi gidas ao sensor Este tempo fun o da velocidade do tear N em rpm e do n mero de agulhas a podendo ser expresso pela seguinte rela o 60 t a entreagulhas N 30r 30rpm N q a 168 11 91ms 12 Para satisfazer as condi es impostas pelo sensor foi necess rio considerar uma velo cidade de rota o na ordem das 30 rpm O n mero de agulhas do tear 168 como foi referido na sec o 3 1 1 pelo que o tempo entre agulhas utilizado igual a 11 91 ms Em termos de velocidade linear a velocidade do tear ser D N 2 0 5 254 Eos 1 v wr EO 0 15 ms 13 D 3 75 N 30rpm em que D o di metro do tear Considera se assim que 0 15 ms ser a velocidade m xima admiss vel para a aquisi o da tens o de entrada em condi es satisfat rias 3 24 Conclus es Do conjunto de resultados obtidos no estu
48. por duas fases Numa primeira fase impedir que o fio se desenfie do sistema de alimenta o e a malha caia do tear Para isso necess rio dispor de um dispositivo capaz de detectar a falta de fio e que pare o tear Algo que em funcionamento normal esteja sob tens o e deixe de estar caso rebente o fio parece ser uma solu o bvia A segunda fase da reso lu o do problema passa por evitar que este problema aconte a Assim necess rio que exista algo que mantenha a tens o do fio num valor m dio que impe a a ruptura do fio De todas as solu es no que respeita a teares com alimenta o cont nua a introdu o do sistema de alimenta o positivo a melhor at ao momento 1 2 3 4 Verificam se ainda varia es na forma da la ada e por consequ ncia no seu comprimento fruto do pr prio processo de tricotagem bem como da natureza do fio irregularidade tipo de fibra e suas caracter sticas No entanto e dentro dos limites definidos para a tens o recomendada essas varia es s o recuperadas com a relaxa o da malha 3 Assim o sistema de ali menta o positivo em conjunto com os dispositivos mec nicos ou electr nicos de detec o de aus ncia de fio conseguiram de certa forma diminuir as paragens do tear Nem sempre se verifica o mesmo no que conceme a defeitos produzidos na malha e que n o desencadeiam a paragem do tear Antes de se passar a considera es referentes a formas de preven o de defeitos conv
49. que aparecem at aos 84 Hertz carecem de explica 87 Estudo da tens o de entrada do fio e sua aplica o em controlo da qualidade o exacta podendo atribui los a problemas relacionados com o tear pois em 5 3 3 1 ob servaram se mais perturba es na forma de onda que se repetem em todas as rota es adquiridas 0 3 0 2 Pot ncia Vims 2 Es os V o E S li a ite da Pad tal o Da a 0 10 20 30 40 50 60 70 850 90 100 110 120 130 140 150 Frequ ncia Hz Figura 5 25 Espectro de pot ncia para a rota o com a agulha sem cabe a Quando o defeito provocado por uma agulha com falta de cabe a Figura 5 25 o espectro resultante bastante semelhante ao apresentado para o defeito provocado pela falta de uma agulha Os harm nicos mais significativos ocorrem s mesmas frequ ncias e com amplitudes muito semelhantes Observa se ainda que a amplitude do harm nico correspondente velocidade de rota o superior ao seu semelhante na situa o de falha de agulha Esta diferen a pode estar relacionada apenas com a determina o da trans formada e n o ter rela o nenhuma com o defeito propriamente dito 0 3 0 2 Pot ncia Vrms 2 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 Frequ ncia Hz Figura 5 26 E spectro da pot ncia para a rota o com a agulha sem lingueta A Figura 5 26 representa o espectro resultante da aplica o da transformada de Fouri er forma de onda da
50. recuperar gradualmente at estabilizar na 572 agulha aproximadamente O desvio obser vado a partir da e mesmo talvez um pouco antes deve ser considerado como residual e provocado por outras causas que n o a falha da platina Comparando com as duas situa es an malas apresentadas anteriormente a recupera o bastante mais r pida pois o excesso de fio tamb m muito menor Este fen meno deve se ao facto de a platina n o puxar o fio tendo um papel talvez um pouco mais passivo ao contr rio do que sucede com a agulha pois esta que vai puxar o fio O processo de recupera o do excesso de fio id ntico aos dois casos apresentados inicialmente 73 Estudo da tens o de entrada do fio e sua aplica o em controlo da qualidade A primeira conclus o que se pode tirar que a falha de uma platina n o t o impor tante na varia o da tens o ao contr rio do que sucede com a falha de uma agulha A segunda conclus o que se consegue observar e atribuir esse defeito a uma nica causa Finalmente poss vel dizer que a recupera o bastante mais r pida por o excesso de fio ser menor 5 3 3 4 Agulha sem lingueta Quando sucede alguma anomalia que leva perda da lingueta ou da sua fun o a agulha apenas procede alimenta o do fio n o sendo poss vel descarregar a la ada nova na velha Por consequ ncia o fio vai se acumulando sucessivamente medida que cada revolu o do cilindro do tear execu
51. resposta No entanto traria inconvenientes na medida em que aumentaria o tempo de estabiliza o embora dentro de valores bastante aceit veis D os ensaios pr ticos realizados foi poss vel obter um tem po de subida entre 0 e 100 da ordem dos 3 5 ms e um tempo de sobre valor na ordem dos 4 2 ms O tempo de estabiliza o a 5 um pouco inferior a 30 ms Devido ao efeito de oscila o do sensor motivado pela remo o da for a aplicada o tempo de esta biliza o pr tico muito diferente do te rico o que faz com que o intervalo entre solici ta es seja bastante superior ao previsto e anunciado pelo fabricante Assim em termos de resposta oscilat ria os resultados encontram se um pouco aqu m do que se esperava como se observa pela Figura 3 11 devendo se a fen menos relacionados com o pr prio sensor e com o m todo de aplica o da fun o degrau No primeiro caso a recupera o at ao estado de repouso da barra provoca vibra es que se transformam em oscila es observ veis na Figura 3 11 No segundo caso o corte do fio 33 Estudo da tens o de entrada do fio e sua aplica o em controlo da qualidade provoca igualmente oscila es que n o se conseguem eliminar completamente A pr pria passagem do fio pela barra ap s o corte faz com que sucedam oscila es Estes fendme nos t m como resultado o aumento do tempo de estabiliza o Os resultados obtidos permitem concluir que o sensor obriga a uma limita
52. resumo do teste de similitude de m dias a SQ D para as situa es SNS a a Ain 104 Tabela 5 12 Tabela de fus o de casos aos grupos formados 106 Tabela 5 13 Afecta o de cada caso ao respectivo Custer GIUPO ssssessesssesssesseeeseeseeeses 108 1 Introdu o 1 1 Motiva o Qualidade e produtividade s o dois conceitos da maior import ncia na industria t xtil Aparentemente contradit rios s o no entanto indissoci veis na medida em que apenas a conjuga o de ambos poder conduzir a bons resultados competitivos Intimamente liga dos ao lucro a qualidade encontra se relacionada com a conformidade de um produto em rela o a especifica es definidas enquanto que a produtividade se relaciona com a produ o de acordo com um plano preferencialmente sem paragens A exist ncia de um defeito sin nimo de n o conformidade resulta normalmente na perda de tempo envolvido na repara o do defeito e de dinheiro danifica o do pro duto A t tulo de exemplo pode referir se que uma quebra de fio resulta num defeito na malha uma vez que o fio ter que ser emendado sendo necess rio parar o tear para efectuar a repara o o que obviamente representa uma diminui o na produtividade ou rendimento do tear A melhoria cont nua do processo produtivo traz como resultado um aumento da produtividade do processo e da qualidade do produto fabricado O presente trabalho tem por objectivo atacar o problema da qualidade de uma f
53. s o pois um problema importante na produ o de malha jersey por quanto influenciam directamente a qualidade do artigo e a produtividade do tear justifi cando inteiramente o seu estudo A detec o identifica o e determina o da sua posi o pode contribuir decisivamente para a diminui o das perdas de tempo envolvidas nas repara es e dos custos ao minimizar a quantidade de malha defeituosa Estudo da tens o de entrada do fio e sua aplica o em controlo da qualidade 2 2 Abordagem adoptada Antes de se apresentar a abordagem e metodologia adoptadas justifica se uma peque na refer ncia teoria que est por tr s das raz es invocadas para a utiliza o de tal abor dagem salientando as suas potencialidades Na sequ ncia do que foi dito na sec o ante rior a resolu o do problema apresentado passa pela detec o de defeitos podendo ser conseguida mediante qualquer das abordagens seguintes e No artigo acabado ou seja na malha e Nos elementos tricotadores e Na mat ria prima no fio utilizado para a produ o da malha As primeiras abordagens s o as que re nem o consenso at este momento sendo uti lizadas isoladamente ou em conjunto pelos produtores de teares A primeira abordagem recorre a dispositivos de detec o de la adas anormais ou formas da malha os quais no caso de encontrarem alguma anomalia param o tear por forma a se reparar o elemento defeituoso A segunda abordagem utiliza dispositivos q
54. ser por um deslocamento de posi o 3 13 2 Sensores de tens o Estes sensores s o tamb m conhecidos por tensi metros Existem de diversos tipos sendo os mais populares de barra encastrada ou cantilever O princ pio de medida id ntico em todos Tal como a figura ao lado indica o fio passa por tr s pontos de contacto de material de baixo atrito com o fio O ponto de contacto interm dio normalmente a barra de medida ou Fo transdutor Quando uma for a de trac o aplicada ao fio devido passagem pelos pontos de contacto vai traduzir se numa for a normal aplicada no ponto interm dio A for a de reac o medida atrav s de extens metros resistivos ou semicondutores ou transdutores de outra natureza que se encontram acoplados a esse ponto e que transformam essa l pequena deforma o numa grandeza el ctrica ou que pode mais tarde ser transformada em grandeza el ctrica A mag nitude da for a T depende do ngulo de abra amento que o fio faz com os pontos de contacto Esta filosofia permite que o fio n o sofra grandes desvios do seu caminho Como bvio n o necess rio que os pontos de contacto tenham esta forma Ali s os sensores de tens o analisados t m desenhos diferentes para os pontos de contacto A escolha de um sensor envolve diver sos factores como a sua gama de medida o limite inferior de medida o seu comporta mento din mico a sua precis o e resolu o repetibilidade necessidade de
55. t m como fun o principal permitir a determina o dos respectivos dedives de subida e dedives de descida No entanto tamb m d o a saber como a varia o da tens o se comporta Finalmente os dedives permitem ter uma no o da inclina o da forma de tens o na forma o da la ada uma vez que se detecta ram grandes diferen as para as rota es defeituosas Conv m esclarecer que estes decli ves calculados n o s o as derivadas temporais da tens o como evidente pela Figura 5 30 De facto considerou se prefer vel o c lculo de uma aproxima o secante entre o ponto m nimo e o m ximo em vez da tangente Esta escolha est relacionada com a difi culdade em termos de tempo de c lculo para um sistema de diagn stico que necessitasse 93 Estudo da tens o de entrada do fio e sua aplica o em controlo da qualidade de determinar as tangentes para v rias agulhas neste caso 168 A considera o das se cantes d o como se pode ver na Figura 5 30 uma ideia bastante razo vel da inclina o embora com um pequeno erro associado 5 6 3 An lise das caracter sticas O interesse dos par metros apresentados na sec o anterior est intimamente relacio nado com a possibilidade de diferencia o dos defeitos a partir da la ada Na sec o 5 3 foi poss vel verificar que o defeito pode ser bem localizado o que resolve por si s o problema da posi o do defeito e que tem diferen as entre os defeitos o que abre bo
56. tear circular com todos os seus movimentos relacionados com o processo de tricotagem sistema de alimenta o utilizando cilindros para o controlo da quantidade de fio e tiragem da malha ao dependerem de um movi mento circular sugerem o recurso an lise em frequ ncia na qual os harm nicos detec tados poder o fornecer informa es importantes De seguida apresenta se algumas figu ras de espectros retirados do fio de algod o penteado 24 Ne para a velocidade de 0 15 m s Tens o cN A 0 0 5 1 1 5 2 Tempo s Figura 5 21 Rota o padr o resultante da tricotagem normal para fio de algod o pente ado Devido a se desconhecer a natureza do sinal e apesar de se dispor de sincroniza o para a determina o de cada rota o que permite a n o utiliza o de qualquer janela optou se por utilizar uma janela de Hanning devido s suas excelentes caracter sticas em termos de dispers o espectral 21 23 31 A sua compara o com a janela rectangular for neceu melhores resultados pois o espectro resultante mais claro A aplica o da transformada de Fourier rota o padr o permitiu obter o espectro da Figura 5 22 obtido a partir da rota o ilustrada na Figura 5 21 que apresenta uma rota o adquirida do tear em funcionamento considerado na altura como sendo normal 84 Simula es e An lise de Resultados 0 2 Pot ncia Virns 2 TANTO sats Pt tt pa pc e A a 0 10 20 30 40 50 60
57. um valor m nimo correspondendo a fases de descida da agulha at posi o m xima de batimento e subida da mesma quando passa pela came de desenganchamento at ficar fora da sua influ ncia 5 6 Esta sucess o de subida e descida de tens o dever ser c clica variando entre limites bem definidos quando o tear se encontra a funcionar sem defeitos Quando sucede algum problema essa mes ma tens o de entrada dever sair dos limites indiciando a exist ncia de algo anormal Quando ocorre algo de anormal na forma o da la ada como por exemplo perturba es na tens o por agentes exteriores a n o forma o da la ada motivada por problemas nos elementos tricotadores o aparecimento de n s no fio desajustes do sistema de alimenta o entre outros todos estes factores de forma o anormal da la ada dever o repercutir se na tens o de entrada do fio Um exemplo simples o rebentamento do fio em que os dispositivos detectores de aus ncia de fio param a m quina se detectarem a falha de ten s o Para al m da detec o da perturba o na tens o julga se ser poss vel a determina o 3 Ver anexo A 13 Estudo da tens o de entrada do fio e sua aplica o em controlo da qualidade do local onde essa anomalia ocorre factor extremamente importante na produtividade do tear A aplica o deste m todo permitir observar todo o processo da forma o da la ada julgando se ser poss vel observar formas diferentes d
58. 4 23 2 29 401 160217 19 20 26 24 2 460 061035 22 09 25 25 21 686 720703 24 17 26 26 21 1260 000000 25 23 0 Tabela 5 12 Tabela de fusao de casos aos grupos formados A Tabela 5 12 apresenta o processo de fus o dos casos a determinado conjunto Ape nas parte da tabela se encontra representada de modo a evitar a redund ncia de informa o Resumindo o processo de agrupamento de conjuntos para cada ponto calculada a sua dist ncia para os restantes pontos o ponto em an lise agrupado ao ponto ou gru po que estiver mais pr ximo medida que os casos se v o agrupando em grupos cada vez maiores as dist ncias entre os casos restantes e os grupos v o aumentando que se reflecte no coeficiente representado em negrito na Tabela 5 12 O m todo de agrupa 23 Ver anexo E tabela E 27 106 Simula es e An lise de Resultados mento define a forma como os casos se v o agrupar O n mero de grupos mais adequa do determinado a partir da inspec o desse mesmo coeficiente Habitualmente conside ra se como n mero aconselhado de grupos aquele para o qual o coeficiente apresenta pela primeira vez uma varia o significativa na passagem de n para n 1 grupos Seguindo esse racioc nio a inspec o da Tabela 5 12 permite dizer que o n mero mais adequado de grupos dever situar se entre sete e tr s grupos No caso de se ter cinco conjuntos ent o est se perante a solu o mais correcta pois apesar de
59. 70 60 90 100 110 120 130 140 150 Frequ ncia Hz Figura 5 22 Espectro de pot ncia para a rota o normal D etectou se uma oscila o c clica do valor m dio da tens o de entrada na altura em que se iniciou a aquisi o da forma de onda conforme j referido na sec o 5 3 1 Devido ao elevado n mero de elementos circulares no processo de tricotagem suspeitou se de alguma excentricidade motivada por algum dos elementos A an lise do espectro poderia ajudar a detectar esta anomalia Reportando ao espectro ilustrado na Figura 5 22 possi vel identificar alguns harm nicos importantes O mais importante e o de maior pot ncia com o n mero 1 o que existe frequ ncia zero correspondente componente conti nua do sinal analisado isto da tens o m dia de entrada A amplitude n o est correc tamente representada por ser muito mais elevado do que os restantes harm nicos o que obrigou a um acerto da escala das ordenadas Seguidamente encontra se um segundo harm nico importante frequ ncia de 0 5 Hertz representado pelo n mero 2 Este harm nico representa a velocidade de rota o do tear pois a velocidade linear igual a 0 15 m s corresponde por aplica o inversa da f rmula 13 velocidade de 30 rpm isto a uma rota o em cada 2 segundos A sua invers o para frequ ncia d 0 5 Hertz Outro harm nico importante representado pelo n mero 4 corresponde varia o da tens o de entrada motivada pelo pro
60. 9 Figura 5 20 e tamb m na Tabela 5 2 que compara directamente o desvio padr o encontrado para o fio de poliester com os de algod o para k 13 Ao nivel do aspecto da forma de onda da tensao de entrada tamb m nos casos ensai ados com fios de algodao foi possivel detectar as mesmas anomalias que se observaram para o fio poliester A maior amplitude da varia o da tens o de entrada pode eventual mente dificultar essa observa o para certos casos 81 Estudo da tens o de entrada do fio e sua aplica o em controlo da qualidade anomalia no tear how o o Ww em U rota o defeituosa 0 0 5 1 1 5 2 Tempo s Figura 5 19 Forma de onda resultante da falta de uma agulha para o fio de algod o penteado Relativamente detec o de defeitos com estes fios tamb m foi poss vel constatar que os defeitos simulados s o perfeitamente vis veis Na Figura 5 19 e Figura 5 20 en contra se ilustrada uma rota o padr o para o fio de algod o penteado e outra rota o para o mesmo fio mas com uma falha de agulha Conforme se pode ver a forma geral em tudo muito semelhante ao caso apresentado para o fio de poliester pelo que as con clus es retiradas para o poliester ser o em princ pio v lidas para este fio Tens o cN 2 defeituosa 25 35 45 55 65 Agulhas Figura 5 20 Pormenor do defeito provocado pala falta de agulha para o fio de algod o penteado Como coment
61. A simula o de defeitos permitiu a gera o de formas de onda caracterizadoras dos mesmos que seguidamente foram tratadas com fer ramentas estat sticas e t cnicas de an lise espectral Este trabalho permitiu concluir que poss vel detectar e identificar em tempo real desvios em rela o ao bom funcionamento do tear cuja interpreta o fun o da an lise comparativa das formas de onda captadas pelo sistema de medi o tratamento e registo da tens o de entrada do fio 13 Organiza o do trabalho Esta disserta o encontra se organizada em seis cap tulos que seguidamente se pas sam a descrever O primeiro cap tulo procura situar a tese no mbito da ci ncia e tecnologia das ma lhas proporcionando uma perspectiva geral da mesma O segundo cap tulo equaciona o problema a estudar nomeadamente o interesse in dustrial do mesmo De seguida apresenta se a abordagem e metodologia utilizada bem como a sua justifica o As ferramentas utilizadas para a elabora o do trabalho s o apresentadas no cap tulo tr s Estas incluem o tear utilizado e o sistema de medida desenvolvido a placa de aquisi o de dados a sua configura o o sensor utilizado e a sua concep o as caracter sticas que se devem considerar para o mesmo e o sistema de condicionamento de sinal Abor dam se ainda os problemas relacionados com a digitaliza o do sinal Mais adiante apre senta se o estudo levado a cabo para a calibra o e caracte
62. BODP HE PP PA SOD KR DR ADDR RRR BRR BRKRAKRKROBRA KR RDB DRKDRKR KR KBRAKROKRA BRB BBWAA N N N N Ca CO CCC CCC COCO UC CRE OCCCCCCllOllllROlwlOwlOUlO Ww Ww Ca CCC COCO COCO CCC CEO CCC WWW BWW WW WwW ww WWWWW COCO ll WW WW WWW WWW WWW WW WWW WWW WW WwW WwW Ww NONNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNN DN NH AUA uo CODMDAHDUBWNHEHE Tabela 5 13 Afectacao de cada caso ao respectivo cluster grupo Para qualquer das hip teses desde 3 grupos at 7 grupos existem casos que s o atri bu dos a grupos errados Apesar deste perturbador inconveniente cada grupo bastante 108 Simula es e An lise de Resultados homog neo isto se for considerado que se conhece de antem o a proveni ncia de cada caso A variabilidade dos resultados no que conceme s caracter sticas da la ada tem como consequ ncia a classifica o errada de certos casos Esta variabilidade deve se aleatoriedade do pr prio processo e tamb m aos problemas inerentes ao tear estes lti mos com provavelmente maior responsabilidade Um tear industrial bem afinado poder permitir uma variabilidade menor e por consequ ncia uma classifica o mais correcta A observa o do dendrograma que se encontra em anexo permite concluir que a solu o passa por um n mero superior a tr s grupos sendo no entanto a sua interpreta o bastante dif cil Considera se para escolha do n mero de grupos que o valor da dis t ncia entre os grupos n
63. Figura 5 6 Zona defeituosa correspondente falta de uma agulha 70 Figura 5 7 Forma de onda resultante da exist ncia de uma agulha sem cabe a 71 Figura 5 8 Zona defeituosa correspondente a uma agulha sem cabe a uu 72 Figura 5 9 Forma de onda resultante da falta de uma platina ssssssssssssssssssssssssssssseeee 72 Figura 5 10 Zona defeituosa correspondente falta de uma platina 73 Figura 5 11 Forma de onda resultante de uma agulha sem a lingueta ce 74 Figura 5 12 Zona defeituosa correspondente a uma agulha sem lingueta 75 Figura 5 13 Forma de onda resultante de uma agulha com a lingueta torta 76 Figura 5 14 Zona defeituosa correspondente a uma agulha com a lingueta torta 77 Figura 5 15 Forma de onda resultante da presen a de um n NO fio 78 Figura 5 16 Zona defeituosa da rota o com n no fio eme emeers 79 Figura 5 17 Forma de onda para rota es com falta de uma agulha variando o grau de SAINT UG rc E A ttusaviaicanstaecaiibess 80 Figura Ee Zona defeituosa correspondente falta de uma agulha para K igual a 13 E ET Saget pi E Ga AS Figura 5 19 Forma de onda resultante da falta de uma agulha para o fio de algod o PENTEADO eras da ahaa E E eer prease neeteeeatataasen 82 Figura 5 20 Pormenor do defeito provocado pala falta de agulha para o fio de algod o POEM CEA neninn Dag 82 Figura 5 21 Rota o
64. Introduction to Control System Technology 4 Edition New York Macmillan Publishing Company 1993 ISBN 0 02 306463 3 27 K Ogata Engenharia de Controlo Moderno Tradu o do Modern Control En gineering de 1970 Prentice Hall do Brasil Ltda 1982 28 Instrumentation Newsletter Technical notes from National Instruments Vol 8 number 1 Spring 1996 p 1 6 29 Virtual Instrumentation with Windows 95 and Windows NT Braga March 1996 Seminario 30 LabVIEW Analysis VI Reference Manual National Instruments January 1996 Part number 320538c 01 31 A F Harvey M Cerna The Fundamentals of FFT Based Signal Analysis and Mea surements in LabVIEW and LabWindows Application Note 041 National Instruments November 1993 32 K Fahy E Perez Fast Fourier Transforms and Power Spectra in LabVIEW Application Note 040 National Instrumens February 1993 33 P R Kinnear C D Gray SPSS for Windows Made Simple Reimpressao 1995 Ho ve Lawrence Erlbaum Associates 1994 ISBN 0 86377 350 8 34 Marija J Norussis SPSS for Windows Professional Statistics Release 6 0 Chicago SPSS Inc 1993 35 J M Juran F M Gryna Quality Planning and Analysis From Product D evelo pment Trough Use 2 Edition 82 reimpress o 1990 New Delhi Tata McGraw Hill 1982 ISBN 0 07 099385 8 36 Statistica Vol IV Tulsa Statsoft 1995 ISBN 1 844233 16 3 122
65. Universidade do Minho Escola de Engenharia Departamento de Engenharia T xtil DINAMICA DA TRICOTAGEM ESTUDO DA DINAMICA DA TENSAO DE ENTRADA DO FIO E SUA APLICACAO EM CONTROLO DE QUALIDADE Andr Paulo de Almeida Whiteman Catarino Licenciado Dissertacao para obten o do grau de Mestre em Engenharia T xtil Orientador Professor D outor Mario Duarte de Ara jo Julho 1998 Teresa A Joana Agradecimentos Gostaria de agradecer Ao meu orientador Professor Doutor M rio de Ara jo pelo seu apoio paci ncia e confian a em mim depositada Ao Doutor Hu Hong que foi um aut ntico co orientador ajudando me a compreen der os segredos e mist rios da tecnologia da tricotagem Aos meus colegas de laborat rio ao Daniel pelas longas conversas ao Helder pela sua boa disposi o m sica e elucidar quanto aos mist rios do LabVIEW ao Ra l por me ensinar a apreciar a m sica tradicional ao Miguel pelo seu esp rito optimista e por me emprestar a impressora ao Lu s por ajudar ao desanuviamento do ambiente do laborat rio Doutora Ana Maria Rocha e ao Engenheiro Lu s Santos por me ajudarem diversas vezes ao esclarecerem certas d vidas sobre tudo o que relacionado com a produ o de malha Aos meus colegas do DET Joana Maria Jos Cristina Pedro Bernardo Fava e Jor ge pelo excelente esp rito de companheirismo que sempre demonstraram e por espe rarem por mim para almo ar Teresa p
66. a o de mais dois ti pos de ficheiros o Datalog e os ficheiros em bin rio 19 O formato D atalog espec fi co do LabVIEW onde os dados s o armazenados de forma semelhante aos ficheiros de 48 Software de Leitura da Tens o bases de dados sob a forma de registos em que cada um deles pode comportar diversos tipos de dados O formato Datalog tem a grande desvantagem de ser lido apenas e s pelo LabVIEW limitando a utiliza o de outras aplica es O segundo tipo de ficheiro corresponde grava o em bin rio o que permite grande compress o de dados que uma vantagem evidente para sistemas de aquisi o que envolvem milhares de dados No entanto embora a leitura destes ficheiros por parte de outras aplica es fosse poss vel necess rio converter novamente os dados que est o em bin rio para um formato com preensivel para a aplica o N o constituindo problema no caso do LabVIEW pois obrigat rio uma fun o de leitura j se toma muito trabalhoso para ser utilizado em qualquer outra aplica o e ter que realizar o processo inverso grava o A abordagem inicial previa a salvaguarda de toda a informa o em termos de aquisi o an lise e processamento do ensaio num nico ficheiro por forma a concentrar toda a informa o num nico local facilitando futuras pesquisas de ensaios No entanto esta abordagem veio a mostrar se incomport vel com esta configura o devido ao tamanho de cada ficheir
67. a o no ambiente de desenvolvimento referido na sec o anterior A presente sec o destina se a apresentar de uma forma sucinta a aplica o des envolvida Para uma melhor compreens o recorre se utiliza o de fluxogramas e a al gumas imagens da pr pria aplica o Os objectivos principais que se pretenderam atingir com o desenvolvimento desta aplica o foram Menu Principal M dulo M dulo M dulo Visualiza o Leitura Grava o M dulo M dulo Configura o Aquisi o Drivers placa Tratamento I O de aquisi o dos dados Ficheiros Figura 4 1 Estrutura geral da aplica o desenvolvida 2 Ver anexo D 38 Software de Leitura da Tens o e Adquirir a tens o de entrada do fio incluindo o registo de alguns par metros como a velocidade do tear o tipo de alimenta o utilizada e propriedades relacionadas com a qualidade da malha e Visualiza o da tens o de entrada durante e ap s a aquisi o por cada rota o do tear com possibilidade de observar v rias formas de onda em simult neo e Grava o e leitura das formas de onda em ficheiros de modo que seja poss vel ace der a esses ficheiros atrav s de aplica es externas original e Utiliza o de algumas ferramentas para processamento dos dados e observa o dos resultados As fun es essenciais de qualquer programa de aquisi o de dados s o a aquisi o propriamente dita do sinal que se pretende medir ou estudar a visua
68. a lingueta torta e exist ncia de n s Conv m relembrar ainda que s foi produzido um defeito por rota o pois facilita a interpreta o nesta fase explora t ria Os gr ficos apresentados referem se ao fio de poliester filamento cont nuo 240 dtex para um grau de aperto 13 5 3 3 1 Falta de uma agulha A falta de uma agulha ir provocar independentemente do sistema de alimenta o utilizado um excesso de fio durante alguns instantes na ordem dos milisegundos que ter como consequ ncia uma descida na tens o de entrada do fio D esconhece se o efeito deste excesso de fio no processo de tricotagem Ao n vel do produto final um defeito desta natureza originar uma la ada flutuante por fileira na malha resultante constituindo um defeito de produ o A Figura 5 5 apresenta a forma de onda resultante de se ter reti rado uma agulha do cilindro Com o n mero 1 identifica se a rota o padr o utilizada para compara o com todas as outras e com o n mero 2 a forma de onda com o defeito bem evidenciado ou rota o defeituosa Recorre se s formas de onda resultantes das m dias das rota es por permitirem uma melhor observa o das semelhan as na medida em que para cada rota o a amplitude da varia o da tens o de entrada aleat ria A forma de onda resultante do defeito adiante chamada de rota o defeituosa per mite observar alguns fen menos interessantes A primeira constata o a de a rota o
69. a a resolu o deste problema na medida em que monitoriza o valor e a forma de onda da tens o de entrada do fio podendo dar indica es sobre os mais variados problemas de tricotagem Uma vez que variabilidade sin nimo de n o qualidade uma varia o no padr o da tens o de entrada do fio poder ter re flexos na qualidade da malha produzida Partindo do princ pio que o elemento tricotador deficiente produz uma la ada anormal o padr o resultante da tens o de entrada do fio dever consequentemente divergir do padr o normal A monitoriza o da tens o de entrada do fio afigura se assim como uma ferramenta de grande import ncia n o s para a detec o dos defeitos mais bvios mas tamb m para os defeitos que muitas vezes s s o detectados ap s a fabrica o da malha 12 Objectivos e trabalho realizado O presente trabalho centra se no diagn stico e detec o de defeitos na produ o de malhas jersey O seu objectivo fundamental verificar a possibilidade de utiliza o do m todo pro posto para a detec o de defeitos incluindo a sua localiza o e identifica o constituin do uma alternativa aos m todos actualmente existentes A concretiza o dos objectivos acima descritos levou ao planeamento do trabalho em v rias etapas que seguidamente se descrevem Ap s a pesquisa bibliogr fica inicial procedeu se concep o e desenvolvimento do sistema de medi o da tens o de entrada do fio Para tal
70. a de aquisi o espera pelo sinal que desencadeia o processo de aquisi o Se ultrapassar este tempo envia um sinal de erro Canais de Leitura Canais anal gicos para aquisi o Existem oito no modo utilizado Na configu ra o actual recorre se a dois o canal 2 para o sensor de tens o e o canal 0 para o sensor ptico Tipo de trigger Natureza do sinal que desencadeia a aquisi o Pode ser digital ou anal gico No presente caso digital Tipo de flanco Define qual o flanco que desencadeia a aquisi o ascendente ou descendente Neste caso particular foi seleccionado o flanco descendente devido ao sensor ptico ser activo ao n vel baixo Tabela 4 1 Tabela de configura o de par metros da placa de aquisi o As restantes op es permitem definir diversos par metros relacionados com o ensaio que se pretende realizar Seguidamente faz se uma descri o de cada das restantes op es existentes em configura es gerais E nsaio Esta op o permite dar uma identifica o gen rica ao ensaio Cont m as informa es de car cter geral do ensaio nesta op o que se define o t tulo do ensaio o autor e a data de realiza o Existe ainda a possibilidade de se proceder a alguns coment rios que se considerem importantes para complementar a descri o do ensaio D ados do Tear Tal como o nome indica esta op o destina se a especificar as caracter sticas do tear que se est a utilizar poss vel especifi
71. a linear 240 dtex Do om os Padr o Padr o Padr o Noma me mae sm 2 om 066 EL Sem Platina 133 67 15 75 14 72 0 03 Sem Lin 139 76 15 79 15 71 3 48 0 37 0 02 gueta Lingueta 168 06 26 00 24 38 1 07 Torta 173 14 22 74 27 01 7 13 3 89 Tabela 5 6 Compara o entre as medidas de desempenho para o fio poliester Reportando Tabela 5 6 observa se que a dispers o das distribui es de uma ma neira geral mais baixa para a medida SQ 4 conforme se previa Este resultado sugere dis tribui es mais concentradas em torno do valor m dio A medida SQA manifestamente a que apresenta uma maior dispers o o que natural j que ao n o elevar ao quadrado a diferen a para pontos em que a diferen a entre a rota o a comparar e a rota o padr o pequena n o minimizada logo n o destacando as diferen as ao contr rio das outras medidas A medida SQ D apresenta valores interm dios A observa o da distribui o obtida para cada caso e para cada medida revela a sua similitude com a distribui o normal existindo casos em que se observa uma ligeira assi metria e quando existe para a direita Quanto ao coeficiente de curtose os resultados indicam de uma forma geral uma tend ncia para a distribui o normal ou concentra o em tomo da m dia A utiliza o de qualquer uma das medidas n o p e em evid ncia de uma forma defi nitiva pequenas diferen as que existem entre casos duvidoso
72. a marca que permite a sincroniza o para o in cio de rota o est a 36 agulhas do sensor de tens o por sua vez a agulha defeituosa est a 10 agulhas da marca pelo que a determina o da posi o do defeito na tens o de entrada directa A dist ncia do sensor agulha cuja ten s o est a medir considerou se desprez vel para a velocidade utilizada Estes par metros s o importantes para confirma o da posi o do defeito e avalia o do seu rigor a partir da forma de onda gerada 5 2 Processo de realiza o dos ensaios O processo de realiza o dos ensaios relativamente simples Fundamentalmente ne cessita do ajuste da tens o de entrada da velocidade de rota o do tear e a afina o do grau de aperto O primeiro passo o ajuste da velocidade do tear O ajuste da velocidade do tear foi j abordado no cap tulo 4 sec o 4 2 utilizando se para o efeito uma op o existente na aplica o desenvolvida para a an lise da tens o do fio Segue se um processo iterativo de afina o da velocidade de alimenta o do fio e da tens o de entrada O ajuste da tens o de entrada executado recorrendo utiliza o de um tensi metro mec nico manual que permite determinar a tens o de entrada m dia tamb m poss vel o recurso aplica o desenvolvida para conhecer esta tens o m dia O ajuste conseguido atrav s do reposicionamento da came descendente A afina o da velocidade de alimenta o do fio
73. a normal quando se processa a tri cotagem da malha em condi es anormais como o caso do aparecimento do defeito Como vantagem adicional para este m todo de inspec o e monitoriza o pode se ar gumentar a possibilidade de detectar todo o tipo de problemas relacionados com o tear e que s o actualmente diagnosticados atrav s da tens o Ao mesmo tempo este m todo permite igualmente monitorizar a tens o de entrada por forma a regular e afinar o tear para o seu funcionamento ptimo eliminando assim a utiliza o de diversos acess rios Resumindo esta abordagem oferece grandes vantagens comparativamente com as que s o utilizadas actualmente devido em grande parte quantidade de informa o que per mite analisar Simultaneamente adquire um car cter integrador de um vasto conjunto de situa es existentes no tear que habitualmente s o monitorizadas e controladas por ou tros dispositivos No entanto a condi o de ser poss vel a detec o de defeitos funda mental para a sua viabiliza o como m todo altemativo de diagn stico 2 3 Revis o Bibliogr fica No que respeita a sistemas de detec o de defeitos a bibliografia parca e quase ine xistente O que se encontra resume se geralmente a prospectos publicit rios dos produ tores de teares e destes sistemas de detec o classificados como acess rios Assim n o poss vel proceder a uma revis o bibliogr fica exaustiva sobre este assunto apresentando se
74. a passagem pelo mesmo valor e Tempo de subida desde a tens o m nima tens o m xima e o tempo de descida en tre a tens o m xima e a tens o m nima e Declive crescente e decrescente A determina o da tens o m dia importante na medida em que permite saber se a forma da tens o passa pelo valor m dio duas vezes o que equivale a dizer se tem um aumento seguido de uma diminui o da tens o tal como a Figura 5 28 e Figura 5 29 re presentam Durante a an lise das rota es defeituosas constatou se que a tens o m x ima varia muito bem como a tens o mi nima de acordo com o defeito pro maxT minT 238 237 duzido Assim estes par metros pa 236 recem ser fundamentais na distin o r S 235 de defeitos am N mn 234 As suas posi es no tempo s o p E 2 33 i E e igualmente importantes para deter 2 32 ARTE Sites minar se a sua forma consent nea ae com a forma resultante de uma tri 0 0E 00 5 0E 03 1 0E 02 E cotagem em condi es normais A Tempo s me god mesma justifica o est na base da Figura 5 30 Pontos caracter sticos da varia o da J g A tens o de entrada na la ada escolha de um par metro como o tempo decorrido entre passagens pdo valor m dio da tens o na la ada Em condi es normais esse tempo dever ser sempre o mes mo ou pelo menos em torno de determinado valor t pico como habitual nos processos de produ o O tempo de subida e o tempo de descida
75. a placa em quest o esta metodologia apresenta inconvenientes o tempo necess rio sua elabora o o conhecimento do equipamento a controlar e a consequente optimiza o A Natio nal Instruments ao fornecer drivers para as suas placas de aquisi o permite ultrapassar estes inconvenientes e concentrar energias no desenvolvimento do sistema de medida que se pretende implementar Al m deste facto acresce ainda o profundo conhecimento que t m dos seus produtos pelo que a escolha bvia Refira se ainda que a nova vers o destes drivers permite a utiliza o da tecnologia de 32 bits para comunica o com as pla cas de aquisi o melhorando a sua performance na medida em que permite transferir maior quantidade de dados por existir um maior n mero de endere os aloc veis e por os dispositivos de E S responderem mais r pido devido utiliza o das caracter sticas multitarefa A escolha do ambiente de desenvolvimento igualmente importante Embora a lin guagem de programa o C seja uma refer ncia no desenvolvimento de aplica es para situa es como a contemplada por problemas desta natureza os ambientes de desenvol vimento de programa o gr fica tem vindo a ganhar cada vez mais adeptos nos ltimos anos 28 Por outro lado a utiliza o de ambientes de instrumenta o virtuais tem igualmente vindo a ser cada vez maior devido a raz es de v ria ordem como por exem plo a economia de equipamento versatilidade n
76. a seja pequena o suficiente para que a malha recupere a forma ap s o relaxamento 3 O mesmo j n o sucede nos teares em que a alimenta o intermitente como o caso dos teares jacquard e os riscadores Nestes casos n o poss vel a utiliza o deste sistema recorrendo se a dispositivos baseados em sistemas de alimenta o negativa como o caso dos tensores de disco e outros dispositivos como o alimentador IRO MFK capaz de criar um armazenamento interm dio de fio para depois o fornecer a uma tens o virtualmente nula 4 12 Numa situa o desta natureza o valor da tens o de en trada mais dif cil de controlar tornando as varia es da tens o de entrada bastante si gnificativas A express o 2 anteriormente apresentada permite ainda retirar mais algumas ila es Assim de acordo com o referido em par grafos anteriores considerando o atrito m dio e mantendo uma mesma configura o da came o que corresponde a dizer manter o n me ro de contactos entre fio e metal pode se afirmar sem perda de generalidade que a tens o m xima proporcional tens o de entrada Ora esta rela o oferece condi es nicas em termos do conhecimento do processo de tricotagem na impossibilidade de se conhe cer no pr prio local as tens es envolvidas Julga se que durante o decorrer do processo de tricotagem em condi es normais existir uma fase em que a tens o ser m xima se guida de um abaixamento de tens o at a
77. a utiliza o de v rias ferramentas atrav s do recurso a computadores possibilidade de transfer ncia de informa o entre progra mas diferentes e inclusivamente entre computadores via rede Assim n o constitui sur presa a escolha de um ambiente de programa o com estas caracter sticas programa o gr fica capaz de implementar um ambiente de instrumenta o virtual O LabVIEW re 37 Estudo da tens o de entrada do fio e sua aplica o em controlo da qualidade ne todas estas caracter sticas Especialmente vocacionado para as reas de teste e medida oferece um ambiente compar vel em termos de caracter sticas aos dos ambientes das lin guagens mais utilizadas proporciona uma curva de aprendizagem muito superior e dis p e de diversas livrarias para comunica o com placas de aquisi o acrescido de uma liga o ntima aos drivers da mesma casa Em particular esta vers o permite tirar partido das potencialidades de sistemas operativos como Windows 95 e Windows NT como a rapidez de resposta execu o e maior fiabilidade Finalmente a garantia de perfeita inte gra o com a placa de aquisi o evidente pois s o provenientes do mesmo fabricante Em anexo procede se a uma breve exposi o da estrutura e funcionamento deste ambiente de desenvolvimento 4 2 Software de leitura da tens o O registo da tens o de entrada atrav s da digitaliza o da sua forma conduziu natu ralmente cria o de uma aplic
78. ado de fora Caso exista 14 O Problema um buraco ou uma malha ca da a intensidade de luz maior num determinado ponto e a c lula detecta a desencadeando a paragem do tear Outras solu es utilizam tamb m a c lula fotoel ctrica mas do lado de dentro do cilindro e com uma fonte luminosa para iluminar a malha e facilitar a detec o Com o decorrer dos anos e da tecnologia estes sistemas t m vindo a ser sucessiva mente aperfei oados sendo alguns deles como por exemplo os sensores pticos capazes de detectar defeitos numa la ada oferecendo um maior rigor na detec o 15 3 Sistema de Medida 3 1 Descri o do sistema utilizado De acordo com as caracter sticas do problema descritas no cap tulo anterior foi ne cess rio recorrer a diversos equipamentos que ser o apresentados de seguida de uma forma muito sucinta Para esclarecimentos adicionais sobre os equipamentos abaixo apre sentados sugere se 0 recurso aos manuais referidos na bibliografia 14 15 16 17 O sistema que se utilizou pode ser ilustrado atrav s do seguinte esquema W vari vel Sistema Placa Cond aca Variador Aquisi o E Sinal Figura 3 1 Esquema do sistema utilizado para a realiza o das experi ncias Como se pode observar os componentes envolvidos no sistema podem ser organizados em termos modulares e Tear circular de malha de trama jersey e respectivos sistemas de alimenta o ele mentos A e B da Figura
79. agulha Possibilidades s o a utiliza o de uma medida que inclua mais agulhas ou a dura o do defeito a sua amplitude m xima entre outras medidas A atri bui o de pesos diferentes aos par metros poder ajudar ao seu correcto agrupamento crit rio esse n o contemplado na an lise levada a cabo 5 8 Avalia o do funcionamento do tear por cartas de controlo O objectivo b sico das cartas de controlo a monitoriza o dos desvios da produ o em rela o s especifica es definidas Este tipo de controlo de produ o realizado em tempo real e obt m se retirando amostras do processo de produ o a decorrer A partir destas amostras produzem se gr ficos da sua variabilidade e estuda se a sua proximidade em rela o s especifica es A defini o de limites para as especifica es permitem ob servar se 0 processo se encontra controlado ou n o caso as amostras retiradas tenham tend ncia para ultrapassar esses limites ou aproximar se deles Existem diversas cartas de controlo permitindo avaliar vari veis por exemplo di metros de uma pe a ou atributos n mero de defeituosos por lote sendo das mais populares e utilizadas a carta X ea carta R que avaliam vari veis A carta X regista as m dias amostrais recolhidas do pro cesso num quadro com o valor m dio da vari vel a controlar representado A carta R re gista a amplitude de varia o dessa mesma vari vel 35 36 A carta de controlo permite distinguir
80. ais n o h uma explica o evidente No entanto h suspeitas que correspondam a pequenas altera es do valor m dio da tens o de entrada que se observaram na Figura 5 22 e que n o se conseguiram localizar no tear pois estas anomalias repetem se em to das as rota es e tem uma frequ ncia superior s dos elementos cil ndricos 5 5 Coment rios finais forma de onda da tens o de entrada O breve estudo realizado forma de onda da tens o de entrada permitiu obter certos resultados com interesse que conv m salientar tendo em mente que nesta altura as con clus es s o v lidas apenas para os fios considerados Em primeiro lugar foi poss vel verificar que os defeitos s o observ veis a partir deste m todo de monitoriza o esta conclus o restringe se aos defeitos simulados Igual mente importante foi a constata o de diferen as entre os defeitos que poder contribuir para a sua distin o Outro ponto a referir a exactid o com que se determina a posi o do elemento causador do defeito De facto para as aquisi es realizadas em que existia uma situa o de defeito foi poss vel localizar correctamente esse mesmo defeito com uma grande exactid o um erro aproximado de uma agulha no m ximo excepto para o caso da lingueta torta e do fio de algod o com um erro de duas agulhas e com uma p tima precis o na medida em que todos os ensaios para a mesma experi ncia indicaram a mesma posi o Esta determina
81. al a equa o da recta que a calibra o realizada obteve se a calibra o foi est tica ou din mica a data da realiza o da calibra o o autor e em que ficheiro est armazena da a informa o relativa a essa calibra o A n lise Esta op o permite definir o n mero de rota es que se utiliza para c lculos como a determina o do espectro rota o m dia entre outros D ados do espectro Como se encontra dispon vel a ferramenta da transformada de Fourier para an lise espectral esta op o cont m as suas inicializa es que podem igualmente ser alteradas Os par metros considerados como sendo relevantes foram o tipo de espectro a janela utilizada a frequ ncia de amostragem do sinal a transformar as unidades dos gr ficos e o eixo da janela do espectro Calibra o do Sensor Tal como se disse anteriormente antes de cada conjunto de ensaios necess rio pro ceder calibra o do sensor No caso de se saber que n o houve desvios quanto a cali bra es anteriores ou que a mat ria prima a mesma pode se sempre ler uma calibra o j realizada No caso de se pretender visualizar essa calibra o ou proceder a uma nova calibra o selecciona se esta op o A Figura 4 7 apresenta a janela correspondente fun o de calibra o do sensor Software de Leitura da Tens o A calibra o pode ser est tica ou din mica A maior parte das op es t m uma desi gna o que clara o suficient
82. alho pelo que deve ser considera do Outro par metro importante o sistema de tiragem Estudos realizados 13 permitem afirmar que a tens o de tiragem pode variar entre limites relativamente amplos sem afec tar a tens o m dia de entrada desde que se utilizem sistemas de alimenta o positivos Para os restantes sistemas j n o se verifica este facto Assim importa saber at que ponto este par metro poder afectar as varia es da tens o motivadas pela solicita o individual das agulhas Considerando agora os par metros relacionados com o fio um par metro importante a sua natureza Dependendo do fio nomeadamente da sua regularidade a forma de onda poder assumir aspectos diversos com maior ou menor varia o No entanto espe ra se que as formas de onda para cada tipo de defeito se mantenham O caso da forma de onda para uma forma o normal da malha dever ter algumas diferen as em particular nas varia es suscitadas pelas agulhas A utiliza o de um fio de filamento cont nuo por exemplo produzir uma forma de onda diferente do caso de se utilizar um fio de algo d o mesmo quando este penteado devido ao facto de este ltimo se caracterizar por uma irregularidade muito maior motivada pelas fibras naturais que o constituem e pelo processo que envolve a sua produ o importante saber se as formas provocadas por 56 Simula es e An lise de Resultados determinado defeito s o semelhantes inde
83. analysis was considered as a mean to determine some of the knitting machine malfunctions Automatic means to detect defects are presented and discussed namely cluster analysis applied to loop parameters which are used to charac terise the defects and a measure for evaluating the knitting machine performance re suming a knitted wale to a single value Finally some discussion is made around the use of control charts as a means to monitor the knitting machine performance ndice L Introdu o agudas anda A a aa 1 1 1 MOVA A angu etl ae assess ce Gotan set ti sae claves agar trae ns 1 1 2 Objectivos e trabalho realizado iss osso ed 2 1 3 Organiza o do trabalho ssssssssssssssssessssssssssterreessssssesssssseeeeeeeeeeeeessseeeeeeeeeeeerirnnsssssssssss ts 3 2 OE PODIA si 5 caveat secstaxl uct cavbsunsdaaadectsavbseaseagsacch ini seaebadicechaanbacadiatbuesteavbecadbaresinds 5 2 1 Caracteriza o do Pro DCM ae usada mean aematne 5 2 2 Abordagem 26 O PL ic a anean aoar aaae EE AS 10 2 3 REVIS O BD MOR a a pach aban R a iinit 14 Sistema de Medida cu saeneimaca ia saia uia camisa 17 3 1 Descri o do sistema unlizado sat A AO 17 3 1 1 Tear circular de malha de ama a assassinas pads oia age p 18 3 1 2 Variador de velocidade sra siso possamos PEV teens pg 20 e Eo O SHCPISONOS fi es decssdetaagin side eindutacee naveelnd T tone 21 Bele SENSO OPU Osian e suas tala E RAN 21 313 2 Sensores de LONGO aa hann i a a a 22 3 1 4 Si
84. anormalidade a partir da 72revolu o do cilindro deste tear 3 RE 1 normal 27 y 2 defeituosa 1 Tens o Entrada cN 0 0 5 1 1 5 2 Tempo s Figura 5 13 Forma de onda resultante de uma agulha com a lingueta torta Esta simula o deu origem a dois fen menos diferentes que se passam a descrever Numa fase inicial o fio durante o batimento da la ada foi se acumulando por baixo do gancho da agulha e medida que aumentou for ou a lingueta a ficar permanentemente aberta No final o fio passou a ficar por baixo da lingueta devido a esta se encontrar aberta A primeira fase deu origem a gr ficos da rota o defeituosa muito parecidos com a falta da lingueta Mais tarde a forma de onda resultante foi se alterando a partir do momento em que o fio se passou acumular por baixo da lingueta A Figura 5 13 ilustra a rota o defeituosa originada por esta anomalia curva 2 76 Simula es e An lise de Resultados 2 5 1 normal gt O ot 3 E 2 defeituosa c 1 5 wi o Ww 14 U 0 5 4 0 T T T T T T T 25 30 35 40 45 50 55 60 65 Agulha N mero Figura 5 14 Zona defeituosa correspondente a uma agulha com a lingueta torta Os efeitos da anomalia come am se a sentir a partir da agulha n mero 42 e prolon gam se at n mero 47 altura em que o processo de tricotagem volta a devolver valores normais da varia o da tens o de entrada A tens o desce significativamente at
85. aquisi o Por baixo dessa rea encontram se duas paletas de manipula o dos gr ficos representados a geral e a dos cursores que ser o descritas com maior pormenor na sec o da visualiza o Numa caixa destacada do lado esquerdo representada a maior parte dos comandos e op es ap s escolha no menu principal e que nesta figura n o se encontram representa dos pelo facto de nenhuma op o ter sido seleccionada Normalmente encontram se visualizados os dados relativos aquisi o que podem ser zero ou n o conforme se en Escolha a op o Placa de aquisi o Ensaio Dados Tear Dados do Fio Calibra o An lise Dados Espectro Sair Figura 4 5 Menu de configura o tra pela primeira vez no programa se reinicializa todos os dados ou se alguma aquisi o foi realizada ou ainda se carregou algum ensaio previamente salvaguardado Acima da rea onde se descrevem os dados existe um rect ngulo que informa o utilizador quanto op o que foi seleccionada Um pouco mais acima j fora do rect ngulo existe uma ou tra rea tamb m como a forma de rect ngulo que utilizada pelo programa para avisar o utilizador sobre alguma informa o considerada relevante como anomalias perda de in forma o etc Apresenta se de seguida uma breve descri o do programa suas op es e comandos 41 Estudo da tens o de entrada do fio e sua aplica o em controlo da qualidade Configura es G erais
86. aritMica c scsessesseesseeesees 32 Figura 4 1 Estrutura geral da aplica o desenvolvida remessa 38 Figura 4 2 Menu principal do programa KnitLab remessa reeneeneeerrerserters 39 Figura 4 3 cone representativo da aplica o desenvolvida KnitLab ou 40 Figura 4 4 cran principal da aplica o KnitLab w ccccsssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssseeees 40 Figura 4 5 Menu de configura o san maint 41 Figura 4 6 O p o de configura o da placa de AqUiSIC O sessessesssesssessesseeseesseesneeseesee 42 Figura 4 7 Menu de calibra o do sensor utilizado remessa 45 Figura 4 8 Menu de ajuste da velocidade de rota o do tear mem 46 Figura 4 9 Op o de inspec o da forma de onda adquirida 47 Figura 4 10 Menu da opera o de filtragem digital na forma de onda 52 Figura 4 11 Selec o da unidade do eixo das abcissas meme 53 Figura 4 12 Menu de visualiza o no dom nio dos tempos 53 Figura 5 1 Rota o padr o para o fio poliester filamento continuo ssssssssssssssssssssssee 62 Figura 5 2 Rota es padr o do fio poliester para graus de aperto 13 15 17 63 Figura 5 3 Anomalias no tear reflectidas na tens o de entrada 64 Figura 5 4 Cinco rota es sobrepostas do fio poliester filamento cont nuo 66 Figura 5 5 Forma de onda resultante da falta de uma agulha 69
87. as perspectivas para a diferencia o do defeito de uma forma autom tica Na altura proce deu se a uma caracteriza o qualitativa que agora ser refor ada com uma an lise quan titativa a partir dos par metros considerados como importantes para a fun o de distin o dos defeitos Qau ce aperto K 13 Pareto nom semagia semateca semeia semingueia ingueiatora N noio M dia CN M ximo cN Minimo cN Tentre zer0s s Tsubida 0 a 100 9 Teescida 100 a 079 Dedive sub Dedive desc Posi o Minimo s Tabela 5 5 Pontos caracter sticos da tens o de entrada na la ada para as v rias situa es simuladas Para que este pequeno estudo n o se torne demasiado pesado em termos de tabelas de resultados apresenta se apenas os valores m dios dos par metros extra dos As tabelas obtidas para este estudo encontram se em anexo A Tabela 5 5 resume numericamente os par metros para a la ada correspondente agulha n mero 46 origem dos defeitos provocados excepto para os n s no fio no caso do poliester 240 dtex com grau de aperto 13 e velocidade 0 15 m s Esta tabela encontra se totalmente reproduzida em anexo para os diferentes graus de aperto deste fio Estes valores referem se rota o m dia obtida a partir de todas as ro ta es de cada caso A primeira impress o que se pode tirar da tabela que a la ada reti rada da agulha 46 n o muito parecida com a que se considera padr o represe
88. as se diz que o objectivo foi aparente mente conseguido pois estas conclus es apenas se aplicam aos defeitos considerados e ao tear utilizado ficando por verificar este mesmo princ pio em outros teares circulares e com outros defeitos que n o foram simulados A utiliza o da tens o de entrada do fio como poss vel abordagem para detec o de defeitos na malha jersey permitiu tamb m retirar conclus es muito importantes que os outros m todos de detec o provavelmente n o poder o proporcionar e Foi poss vel constatar que esta abordagem n o s permite detectar o defeito como evidencia diferen as entre defeitos constituindo uma verdadeira alternativa aos outros m todos usados at esta altura Acresce ainda a capacidade de indica o de posi o do elemento causador do defeito com elevada exactid o e precis o e Identificaram se duas origens distintas de anomalias no tear Relembrando o que se disse na sec o 5 3 1 os defeitos e anomalias na malha podem ter origem na pr pria mat ria prima que constitui a malha jersey como tamb m nos elementos tricotadores dando origem ao aparecimento de defeitos dos quais os simulados foram devida mente identificados e caracterizados Um outro tipo de anomalia apenas detect vel por este m todo motivado pelo mau funcionamento dos componentes do tear cir cular excentricidades nas pe as constituintes bem como outros problemas relaciona dos com a alimenta o do fio s podem s
89. atina e a falta de lingueta numa agulha O 19 Ver anexo E tabelas E 12 E 17 e E 22 103 Estudo da tens o de entrada do fio e sua aplica o em controlo da qualidade caso da exist ncia de n s muito particular na medida em que a sua variabilidade muito grande pois pode surgir um n maior do que outro provocando grandes oscila es Normal Sem agulha Ee ead Sem plati Sem Lin Lingueta Nos na gueta torta COE E E Smaga COMO f o oo ome ooo o 0 000 0 259 Ee 0 000 0 000 0 000 0 130 0 000 0 000 0 000 RE Rd 1 000 0 000 0 033 na 0 000 0000 000 0000 000 7 1000 0000 000 0088 038 E dd ll fin BO torta N 005 ou o om om om Tabela 5 11 Tabela resumo do teste de similitude de m dias a SQD para as situa es si muladas Considerando agora o grau de aperto a realiza o dos mesmos testes permitiu tirar al gumas conclus es interessantes As tabelas e diagramas de bigode referentes ao testes ANOVA para graus de aperto K igual a 15 e 17 encontram se em anexo Tanto para K igual a 15 como para K igual a 17 independentemente do tipo de defeito a distribui o amostral pode ser considerada como sendo normal pois a hip tese nula foi aceite em todas as situa es J no caso da homogeneidade de vari ncia para K igual a 17 a hip te se nula foi aceite Os resultados obtidos permitiram identificar para K igual a 17 tr s subconjuntos e Sem cabe a sem agulha
90. blem tico Infelizmente n o poss vel alterar a velocidade do tear para al m de um certo valor obrigando a utilizar o jogo 14 Ao n vel dos sistemas de alimenta o dispon veis as experi ncias preliminares revela ram resultados nada animadores no que conceme identifica o de defeitos O sistema 57 Estudo da tens o de entrada do fio e sua aplica o em controlo da qualidade de alimenta o IRO MFK fomece o fio s agulhas com uma tens o virtualmente nula Como consequ ncia a forma de onda da tens o de entrada para al m de ser extrema mente irregular varia entre valores muito pequenos pr ximos de zero impossibilitando desta maneira qualquer tipo de observa o da varia o da tens o Mesmo no caso de existir defeito o sensor n o consegue registar diferen as nas varia es de tens o A utili za o do sistema de alimenta o negativo forneceu resultados igualmente insatisfat rios Este sistema de alimenta o atrav s dos seus tensores de disco aumenta a tens o de en trada mas n o imp e nenhuma restri o quantidade de fio que solicitado motivando grandes varia es Como consequ ncia as formas de onda obtidas s o muito irregulares e dif ceis de interpretar com ou sem defeitos mesmo para o caso do fio mais regular como o poliester filamento continuo Para o algod o torna se virtualmente imposs vel dada a variabilidade da tens o de entrada do fio A manipula o das cames nomeadament
91. boas condi es de funcionamento permitir igualmente a veri fica o e confirma o de certas suspeitas relativas a anomalias no tear utilizado na dis serta o A an lise espectral parece oferecer grandes perspectivas no que conceme o funciona mento do pr prio tear e identifica o da influ ncia de certas anomalias na malha produ zida A simula o de outro tipo de problemas servir para confirmar alguns dos resulta dos e d vidas que nesta disserta o foram apresentados A carta de controlo parece constituir um bom instrumento de trabalho para a monito riza o do funcionamento do tear ao recorrer a uma medida de desempenho semelhante proposta merecendo um estudo mais dedicado Finalmente deve se considerar a hip tese de desenvolvimento de um prot tipo de sistema de diagn stico de defeitos na malha baseado na inspec o da tens o de entrada do fio Este sistema poder funcionar nos moldes propostos no cap tulo anterior ou en t o seguindo outro figurino Este sistema ter como objectivos e fun es a detec o au tom tica de defeitos a sua localiza o o mais exacta poss vel a identifica o correcta do defeito e a paragem do tear Dever ainda contemplar a hip tese do aparecimento de de feitos n o existentes na sua base de conhecimentos que dever actualizar Neste mo mento todas as hip teses est o em aberto no respeitante ao sistema de detec o auto m tica O estudo realizado pretendeu pa
92. car o defeito 5 3 4 Depend ncia do grau de aperto Um dos par metros considerados como factor vari vel foi o grau de aperto conforme referido na sec o 5 1 O objectivo saber se o grau de aperto influencia ou n o a detec o de defeitos ou se altera a sua forma A figura que se segue refere se simula o sem uma agulha para o fio poliester 240 dtex velocidade linear 0 15 m s Encontram se representadas as tr s situa es relativas a cada grau de aperto conside rados nas experi ncias A curva n mero 1 corresponde rota o defeituosa em que o grau da aperto K igual a 13 A curva n mero 2 corresponde ao K igual a 15 e final mente a curva n mero 3 ao K igual a 17 19 Estudo da tens o de entrada do fio e sua aplica o em controlo da qualidade q ES Tens o Entrada cN M curva 3 curva 2 ak curva 1 0 5 1 1 5 2 Tempo s o Figura 5 17 Forma de onda para rota es com falta de uma agulha variando o grau de aperto Conforme se pode constatar as formas s o em tudo extremamente semelhantes ra z o pela qual tamb m se prescinde da apresenta o de outros gr ficos referentes a cada um dos restantes defeitos que foram analisados O bserva se no entanto uma diferen a importante na curva n mero 3 que sofre uma maior varia o do valor m dio da tens o de entrada A nica explica o que se encontra para este fen meno o facto de o grau de aperto 17 estar mu
93. car o tipo de tear o sistema de alimenta o utili zado o fabricante do tear no caso de ser circular qual o seu di metro em polegadas o jogo do tear e o n mero de agulhas utilizado poss vel ainda adicionar alguns coment rios que se considerem importantes na descri o das caracter sticas do tear Esta infor ma o referente ao tear importante na medida em que utilizada para c lculos de tem po entre agulhas frequ ncias de amostragem c lculo da velocidade do tear entre outras medidas D ados do Fio As caracter sticas do fio s o extremamente importantes para qualquer processo t xtil Assim obrigat ria uma descri o ainda que sucinta das caracter sticas do fio que se ir utilizar Nesta op o pode se introduzir as seguintes informa es a composi o do fio a sua massa linear e unidade se o fio cardado ou penteado no caso de se tratar de algo dao se tem parafinagem e qual o seu coeficiente de atrito para com o a o Mais uma vez 43 Estudo da tens o de entrada do fio e sua aplica o em controlo da qualidade existe espa o para coment rios adicionais que n o estejam previstos nos campos anterio res Calibra o Em qualquer medida de uma grandeza necess rio proceder calibra o do seu sis tema de medida Assim importante definir que procedimentos foram realizados para a calibra o do sensor de tens o Nesta op o permitido definir qual o sensor que se uti liza qu
94. cesso da forma o da la ada A frequ ncia deste harm nico aproximadamente 86 Hz e a sua rela o com a varia o da tens o pode ser explicada da seguinte forma o tempo entre cada agulha pode ser determinado a partir da rela o 12 cujo resultado T 11 9 ms A invers o deste valor d aproximadamente 84 Hz O valor obtido no espectro consi dera se como uma aproxima o devido a erros inerentes pr pria aquisi o como a li geira varia o da velocidade de rota o do cilindro do tear O harm nico n mero 5 situa se frequ ncia aproximada de 128 Hz que corresponde frequ ncia de resson ncia do sensor que mede a tens o de entrada Existe ainda um harm nico identificado pelo n mero 3 situado na frequ ncia 2 5 Hz Para uma frequ ncia t o baixa este harm nico n o pode estar relacionado com o processo de forma o da la ada e por consequ ncia com os elementos tricotadores Por ser um fen meno c clico ser facilmente observ vel na forma de onda resultante da aquisi o da tens o de entrada Ao comparar com a veloci 85 Estudo da tens o de entrada do fio e sua aplica o em controlo da qualidade dade de rota o constata se que se trata de um harm nico m ltiplo do harm nico n mero 2 por um factor de 5 vezes Assim dever ser algo que se encontra associado ao sistema que anima o movimento de rota o do cilindro O melhor candidato para a hi p tese formulada ser o cilindro do sist
95. com um intervalo de 12 ms 91 Estudo da tens o de entrada do fio e sua aplica o em controlo da qualidade poss vel propor uma rela o entre esta varia o da tens o de entrada e o movi 2 39 2 38 2 37 2 36 2 35 2 34 2 33 2 32 Tens o Entrada cN 2 31 H t 0 0E 00 5 0E 03 Tempo s 1 0E 02 Figura 5 28 Forma da tens o de entrada para uma la ada mento das agulhas nas cames em particular na came descendente ou de batimento Figura 5 29 Na altura em que a agulha sobe e fica prepara da para ser alimentada de fio teori camente a tens o encontra se num valor m nimo Quando come a o seu trajecto descendente com o intuito de puxar o fio e bater a la ada rec m formada na la ada velha a agulha come a a puxar progressivamente o fio reflectindo se este efeito num aumento da tens o de entrada con forme a Figura 5 29 mostra Esse aumento de tens o continua at atingir o ponto de ten s o m ximo correspondente tens o m xima aplicada no fio Em princ pio esta tens o m xima ocorrer na posi o mais baixa da came No entanto com o fen meno do roubo das antecedentes 5 6 7 esta tens o m xima pode nem sempre ocorrer na mesma posi o variando ligeira mente Depois de atingir a posi o mais baixa na came de batimento a agulha sobe para descarregar a la ada nova que corresponde no gr fico da tens o da la ada diminui o da ten
96. como sendo suficiente pois de acordo com a rela o entre a tens o de entrada e a massa linear do fio for as da ordem de 10 cN cor respondem a fios que n o s o poss veis de tricotar no tear utilizado Para al m desse facto uma tens o de entrada desta ordem de grandeza aplicada a um fio mais fino origi naria naturalmente a sua rotura devido multiplica o de for as na zona de tricotagem Ao nivel da resolu o do sistema de medida esta igual a 2 44 mV que corresponde a uma resolu o de 0 2 F S Este valor foi obtido a partir do processo de amostragem e discretiza o do sinal na medida em que o sistema de aquisi o que imp e a resolu o para todo o sistema de medida devido ao n mero de pontos em que poss vel quantificar a forma de onda continua Como esse n mero 4096 correspondente a 2 12 bits de resolu o da placa de aquisi o implica passos interm dios de 1 4096 2 44 mV A sensibilidade do sistema obtida a partir da inclina o da recta de linearidade Neste caso corresponde a 0 68 V cN No que conceme a dados relacionados com a fiabilidade do sensor e do sistema de medida em geral a sobrecarga prevista para todo o sistema de 200 sem que tenha influ ncia na altera o do zero e sem p r em causa a sua estabi lidade Esta prevista uma deriva no zero da ordem dos 1 F S Apesar do fabricante 15 referir qual a disposi o do sensor n o define as condi es ambientais mais rec
97. concretizada atrav s do ajuste do variador mec nico acoplado ao sistema de ali menta o positivo respons vel pela quantidade de fio fornecido por rota o Para a sua regula o obrigat rio a utiliza o de um dispositivo de medida da velocidade do fio Este sistema de alimenta o faz com que a fun o da came descendente seja basicamente o ajuste da tens o de entrada O processo de ajuste do tear em primeiro lugar a regula o da velocidade do tear seguido de ajustes sucessivos entre a quantidade de fio forne cida e a tens o de entrada A velocidade de alimenta o do fio determinado pela ex press o Vito Near N aguthas l 5 em que V a velocidade de alimenta o do fio n a velocidade de rota o em rpm N tas O n mero de agulhas no tear e o comprimento de la ada pretendido Este valor de obtido a partir da equa o 16 S ap s o ajuste da velocidade de alimenta o do fio que se procede afina o das cames para a tens o pretendida 4 Tex l K 16 A Tabela 5 1 apresenta os valores para os comprimentos de la ada e velocidade de alimenta o do fio para os tr s fios utilizados A semelhan a deve se massa linear es colhida para facilidade de afina o do tear 60 Simula es e An lise de Resultados grau de aperto K B 5 17 Fio compri velocidade compri velocidade compri velocidade mento la fio V o mento la fio Vho mento la fio Vho
98. controlo da qualidade melhor a sua entrada no sistema de alimenta o positivo encontrando se a montante deste sistema O fio envolve duas vezes a polia de borracha adesiva seguindo depois para os guia fios e sensor de tens o Utilizam se contactos de cer mica para se minimizar o atrito entre o fio e as superf cies de contacto Mediante as limita es de desenho do pr prio sistema e tear tentou se usar o menor n mero de contactos poss vel a fim de dimi nuir as tens es aplicadas no fio O sistema de tiragem faz o enrolamento da malha forma da embora de uma forma descont nua constitu do pelo alargador e pelo enrolador de malha O alargador formado por duas pequenas barras em forma de V invertido por entre as quais passa a malha e por duas bolas que s o colocadas do lado de dentro do tubo de malha produzido antes das Figura 3 4 Pormenor do Parras acima referidas O enrolador constitu do por uma sistema de alimenta o nn j positivo barra de forma paralelepip dica em torno da qual a malha enrolada Esta barra encontra se fixada a duas barras verticais ligadas ao cilindro do tear rodando descontinuamente atrav s de uma roda dentada qual se encontra ligada O movimento de rota o fornecido atrav s de um batente aco plado roda dentada que ao passar por uma barra fixa se movimenta para baixo rodan do a barra de enrolamento Uma mola permite o regresso do batente posi o inicial O ajust
99. ctados durante a produ o da malha e que afectam a sua quali dade problemas esses conhecidos por defeitos e que provocam igualmente a paragem do tear por tempo vari vel de acordo com o tipo de defeito A ocorr ncia de defeitos invia biliza por vezes a utiliza o dessa malha para venda ou implica uma diminui o dos pre os inicialmente acordados na eventualidade de o cliente a n o rejeitar O caso da quebra do fio foi o problema abordado em primeiro lugar devido princi palmente frequ ncia com que sucede A causa que origina a paragem do tear o exces so de tens o aplicada ao fio obrigando o a ultrapassar os seus limites de resist ncia e alongamento atingindo assim a ruptura Para evitar este problema conveniente que o fio seja alimentado em determinadas condi es de modo que as tens es a que o fio fica sujeito durante o processo de produ o da malha se encontrem dentro das caracter sticas el sticas do mesmo permitindo a recupera o integral do alongamento sofrido e evitan 1 Ver anexo A Estudo da tens o de entrada do fio e sua aplica o em controlo da qualidade do a sua ruptura O bedecendo a estes cuidados poss vel que ap s um per odo de rela xa o a malha recupere das deforma es inerentes ao processo de tricotagem apresen tando uma homogeneidade na forma das la adas em todas as fileiras e garantindo assim uma boa qualidade do produto final A solu o do problema da quebra do fio passa
100. da sa da bin ria e 3 contado res temporizadores 17 Basicamente a placa de aquisi o faz a gest o da aquisi o de dados e a transfer ncia dos mesmos para o PC de uma forma organizada sempre que o 5 A rela o N 0 51 F onde N a for a de reac o do transdutor e F a for a de trac o no fio ap s a passagem no ltimo guia fios 6 Esta taxa de amostragem dependente do n mero de canais utilizado em simult neo e tamb m do ganho aplicado ao sinal dentro da placa antes da amostragem 24 Sistema de Medida PC a informa que os pode receber e processar permitindo ao mesmo tempo que ordens lhe sejam enviadas de maneira a controlar dispositivos exteriores a partir dos canais de entrada sa da e das sa das anal gicas Os sinais tinham fontes de alimenta o diferentes bem como refer ncias Para resol ver esta situa o passou se a alimentar todos os sistemas a partir da mesma fonte de ali menta o os dois sensores e os respectivos circuitos de condicionamento Assim recor reu se ao modo single ended da placa mais adequado para fontes de sinal com a mesma refer ncia na medida em que todos os sinais a medir t m a sua refer ncia ligada entrada inversora do amplificador de instrumenta o Devido amplitude do sinal de entrada para a placa foi necess rio ajustar a mesma para o modo unipolar que admite uma tens o de entrada entre 0 e 10 Volt Como a convers o anal gica para digital iniciada a
101. da t m caracter sticas semelhantes n o sendo assim poss vel distinguir as causas desse defeito A Figura 5 31 ilustra bem essas semelhan as Este tipo de defeito caracteriza se por um decrescimento muito acentuado da tens o no instante em que n o se d a trac o do fio por parte da agulha em falta conforme se observa pelo 14 O algoritmo de determina o da passagem pelo valor m dio considera um tempo nulo quando na janela de 12 pontos s se d uma passagem pelo valor m dio Para confirmar a forma da tens o para essa la ada 9 Estudo da tens o de entrada do fio e sua aplica o em controlo da qualidade valor m nimo da tens o e respectivo declive descendente N o se observa subida de ten s o tendo sempre a tend ncia de descer no tempo correspondente forma o de uma la ada nesta agulha No caso de faltar uma platina as altera es registadas na tens o de entrada aparecem entre a agulha 46 e a agulha 47 pelo que n o ficam registadas na agulha 46 o alvo desta an lise Como consequ ncia os dados referentes aos par metros deter minados s o bastante semelhantes aos resultados obtidos para a forma o normal da la cada A observa o das caracter sticas para a situa o em que o tear tem uma agulha sem lingueta permitem suspeitar da exist ncia de diferen as para a lacada normal e tamb m para as restantes formas respeitantes a defeitos De facto apesar de se observar valores semelhantes aos casos do ci
102. dados a gravar o Ensaio Espectro ou O pera es D epois basta seleccionar o local onde fazer a salvaguarda do ficheiro e atribuir um nome ao mesmo A extens o atribu da de acordo com a selec o que se fez anteriormente Na eventualidade de n o existir ainda dados armazenados para grava o o programa emite um aviso para o utilizador O processo de leitura id ntico ao anterior As opera es realizadas s o invertidas Basicamente o utilizador selecciona a op o L etura ao que se segue uma janela onde se opta pelo tipo de ficheiro a ler Finalmente escolhe se o ficheiro e o programa encarrega se de o ler e converter para os campos correspondentes ficando o ensaio pronto a ser utilizado 50 Software de Leitura da Tens o L impar V ectores Esta op o permite reinicializar os vectores e matrizes utilizadas durante o processo de aquisi o do sinal Quando por alguma raz o necess rio repetir um ensaio ou reali zar um novo sem ter que apagar todos os dados das configura es gerais torna se essen cial limpar os vectores de aquisi o e manipula o de dados Para que essa opera o seja realizada selecciona se esta op o Restaurar M atriz Quando se realizam opera es de filtragem na forma de onda a matriz onde est o armazenadas as rota es alterada pois aplicada uma f rmula correspondente ao filtro digital projectado Muitas vezes a filtragem que se projectou n o fornece os resultados espe
103. defeituosa seguir rigorosamente a rota o padr o refor ando a ideia de que os problemas que existem no pr prio tear n o influenciam a medida da tens o de entrada pois manter se o para todas as rota es que sejam adquiridas desde que estas tenham o in cio na mesma posi o Uma segunda constata o fundamental para se atingir o objectivo fun damental desta disserta o o facto de a exist ncia do defeito ser perfeitamente observ vel a partir da tens o de entrada A zona A designada no gr fico permite identificar per feitamente o aparecimento do defeito bem como a extens o da sua influ ncia A rea 68 Simula es e An lise de Resultados influenciada pela exist ncia do defeito bastante grande repercutindo se o efeito de ex cesso de fio em muitas la adas at que a tens o retoma o estado anterior 5 2 2 3 34 o 5 w Bo 25 N 1 e AS 1 2 defeituosa A 0 0 0 5 1 1 5 2 Tempo s Figura 5 5 Forma de onda resultante da falta de uma agulha Os efeitos provocados por este excesso de fio podem ser explicados da seguinte for ma quando a agulha inicia o trajecto descendente para bater a la ada nova na la ada ve lha d se um aumento natural da tens o de entrada que regido pela rela o 2 apre sentada no cap tulo 2 e engloba o esfor o adicional de come ar a tirar fio de la adas j formadas mas que se encontram dentro da zona de tricotagem No caso de n o
104. do das caracter sticas do sistema de medi da verificou se que de uma maneira geral o sistema apresenta uma exactid o razo vel e uma precis o bastante boa Os valores mais baixos das for as aplicadas est o sujeitos a um maior erro Este fen meno deve se provavelmente a sobrecargas que insensibiliza ram at certo ponto o sensor para os valores medidos de menor magnitude Ao n vel da resposta din mica o sistema pode ser utilizado at 85 Hz no m ximo evitando se desta forma o sobre sinal com magnitudes significativas poss vel utilizar o sistema de medida para frequ ncias superiores inclusivamente at sua frequ ncia de resson ncia corrigindo simplesmente a amplitude do sinal a partir da express o de am plitude no dom nio das frequ ncias No entanto esta correc o s pode ser levada a cabo depois de analisar o conte do espectral do sinal caso o sinal seja de natureza oscilat ria Al m deste facto a utiliza o do sensor nessa zona d origem a dois efeitos o primeiro relacionado com o dom nio das frequ ncias o atraso n o constante no tempo D esde 34 Sistema de Medida que seja necess rio an lises no dom nio dos tempos obrigat rio que a resposta do sis tema no dom nio das frequ ncias tenha um atraso de fase linear o que corresponde a dizer que ter um atraso no tempo constante e facilmente corrigivel Na presente situa o isso n o sucede nas frequ ncias pr ximas da frequ ncia de resso
105. do ensaio ou Inspec o simples da forma de onda O princ pio de funcionamento semelhante para ambos os casos com pequenas diferen as essencialmente no n o armazenamento dos dados da tens o quando se escolhe a segunda op o A Figura 4 9 representa o programa na op o de inspec o da forma de onda Ap s a selec o da op o o programa espera 46 Software de Leitura da Tens o por um sinal fornecido pelo sensor ptico correspondente ao in cio de uma rota o As sim que esse sinal detectado transi o do n vel alto para o n vel baixo a placa de aqui si o desencadeia o processo de amostragem da forma de onda retirando periodicamente um determinado n mero de pontos para o buffer designado para o processo de amostra gem Esses pontos s o visualizados medida que s o retirados do buffer permitindo ob servar a evolu o da forma de onda poss vel observar tanto a forma de onda da tens o como a do sensor ptico bastando para tal seleccionar o Canal Visualizado Ao mes mo tempo que decorre a aquisi o e visualiza o calculado o n mero de transi es e o n mero de pontos em cada volta dados importantes no controlo do bom funcionamento do programa bem como o tempo total do ensaio realizado Na mesma Figura 4 9 pos s vel observar que um conjunto de indicadores luminosos encarregam se de avisar o utili zador de qualquer processo anormal de aquisi o dos dados como por exemplo a sobre pos
106. dos com base nas seguintes f rmulas extra das de 35 112 Simula es e An lise de Resultados UCL X A R Se 22 LCL X A R nas quais UCL representa o limite superior de controlo LCL o limite inferior de contro lo X a m dia das m dias da medida SQD recolhidas em cada minuto para os 10 minu tos R a amplitude m dia de cada conjunto de amostras e A uma constante que evita o c lculo de desvios padr es O intervalo definido corresponde ao intervalo obtido para a m dia com um n vel de confian a superior a 99 Do mesmo modo os limites de con trolo para a carta R s o calculados com base nas seguintes f rmulas UCL D R _ 23 LCL D R em que UCL LCL e R t m o mesmo significado que nas equa es anteriores e D e D s o constantes para evitar o c lculo de desvios padr es a o a o reta o SAPOS Geno omy O NN we els wet SDQ M dia CN42 A SDQ M dia cN 2 0 6 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Tempo min Tempo min a Carta X W Lara K Figura 5 33 Cartas de controlo X e R em condi es normais de tricotagem para o fio poli ester As figuras acima apresentam as cartas de controlo X e R para a simula o referida Como se pode observar nenhum dos pontos ultrapassa os limites de controlo tanto para SDQ M dia cN 2 Tempo min Tempo min a Carta X b Carta R Figura 5 34 Cartas de controlo X e R para situa o defeituosa agulha s
107. duction of knitted fabrics is the presence of defects When there happen significant losses occur both to productivity because the machine has to be stopped and to the product itself since the desired quality is no attained The re search work developed up to now has been conducted to surveillance devices that can be separated in two categories detection of defective knitting elements and detection of fab ric faults Unfortunately these solutions don t give enough information related to the general functioning of the knitting machine and are very specialised for they detect only a few types of defects The importance of controlling the yam input tension is stressed in many works and suggests its use as a feasible approach to detect defects due to its capa bility of representing the knitting process behaviour After the development and implementation of the measuring system used to record and analyse all the information acquired from the knitting machine a batch of experi ments was conducted in order to study the variability of the yarn input tension the feasi bility to detect locate and identify the defects simulated and the possibility to diagnose some knitting machine malfunctions In this study the relationship between some factors related with the knitting process and the yarn input tension were considered in order to evaluate their influence on defects waveforms Due to the circular knitting machine unique characteristics spectral
108. e a came descendente em virtude do uso do sistema de alimenta o positivo fica condicionada forma o da la ada 5 6 O sistema de tiragem n o considerado uma vez que o seu movimento n o linear conforme refe rido na sec o 3 1 1 Assim fica se confinado altera o da natureza do fio da sua massa linear do com primento de la ada e dos defeitos Algumas das quest es mais pertinentes ficar o adiadas para outra fase em que se disponha de um sistema de medida com melhores caracteristi cas bem como a possibilidade de utiliza o de um tear industrial 5 1 Realiza o dos ensaios condi es pr vias As limita es impostas pelo sistema de medida estabeleceu a velocidade de rota o do cilindro em 30 rpm correspondente velocidade linear de 0 15 m s o sistema de ali menta o como positivo e o jogo 14 que ser o usados para todos os ensaios A escolha do grau de aperto tem a ver com as limita es do pr prio tear Assim sen do imposs vel produzir malha com um grau de aperto aproximadamente igual a 18 devi do a falha de la adas optou se por realizar as experi ncias para valores de K igual a 13 15 e 17 apesar de este ltimo implicar um funcionamento pr ximo dos limites do tear A diversidade de fios utilizados na produ o de malhas jersey implica proceder a in meros ensaios o que impratic vel nesta altura Al m disso o objectivo primordial saber se poss vel detectar defeitos segundo
109. e a exist ncia dos harm nicos nas outras frequ ncias para as Figuras 5 22 5 26 ser provocada pelos defeitos A observa o do espectro para o caso de exist ncia de n s no fio revela a exist ncia de harm nicos a outras frequ ncias bas tante mais elevadas e pr ximas da frequ ncia de resson ncia do pr prio sensor confor me se explicou na sec o 5 2 3 De facto quando o n passa pelo sensor faz com que este se desloque mais do que o normal ficando a oscilar livremente ap s a passagem do n at estabilizar Este efeito reflecte se a uma frequ ncia pr xima de resson ncia Apa rece um harm nico pr ximo dos 125 Hz e outro frequ ncia aproximada de 87 Hz Mais uma vez estes resultados devem ser ponderados com cautela pois a dispers o de energia pode estar presente Os espectros apresentados permitem retirar algumas conclus es a an lise espectral permite retirar alguns elementos no que concerne verifica o de comportamentos com car cter peri dico Isto particularmente importante para sistemas com elementos cir culares cujas anomalias se repetem ciclicamente O tear circular em estudo com sistema de alimenta o positivo e os teares que se encontram dentro desta classe adaptam se a esta caracteriza o e portanto parece ser bastante interessante a utiliza o desta ferra menta no diagn stico de certas anomalias A detec o da anomalia no sistema de ali 89 Estudo da tens o de entrada do fio e sua aplica
110. e da aquisi o das transi es entre n vel alto e n vel baixo Entre transi es sucessivas existe uma rota o completa que ser colocada numa coluna da matriz e que ir constituir a base de toda a an lise subsequente D epois de se organizar a referida matriz determinam se alguns par metros referentes ao ensaio e que permane cem vis veis no lado esquerdo s desaparecendo temporariamente quando se escolhe uma op o que necessite do espa o ocupado por estes no cran Esses dados s o o tem po m dio por rota o o tempo entre agulhas o tempo entre cada aquisi o a velocidade m dia de rota o do cilindro rpm o seu desvio padr o e coeficiente de varia o Finalmente o programa est pronto para prosseguir para a an lise da forma de onda medida e outras op es dispon veis ou ent o para novo ensaio a realizar G rava o L eitura Por se tratarem de fun es complementares entre si as fun es Grava o e L atura s o descritas em conjunto Tal como o nome sugere a op o Grava o permite a salvaguarda do ensaio realizado Basicamente esta sub VI vai recolher toda a informa o relevante ao ensaio para que seja armazenada num ficheiro de texto Como tipo de ficheiro conside rou se como sendo mais adequado salvaguardar os dados em ficheiros ASCII pela van tagem de permitir a sua leitura em qualquer tipo de aplica o que seja independente do programa que foi desenvolvido O LabVIEW permite ainda a utiliz
111. e da quantidade de malha retirada pode ser regulado atrav s dessa mola Realizaram se algumas modifica es ao tear principalmente na parte que antecede a zona de tricotagem Assim desenhou se um novo guia fios que se encontra parcialmente vis vel na Figura 3 2 Esta altera o teve como objectivo permitir aproximar o sensor de tens o o mais poss vel da zona de alimenta o ficando apenas com um contacto antes da zona de tricotagem propriamente dita Retirou se o sistema de tiragem por este n o pu xar a malha com uma tens o constante aumentando a tens o de tiragem medida que a malha se acumulava na barra enroladora O facto deste tear dispor de platinas de reten o permite o seu funcionamento sem utilizar o sistema de tiragem desde que n o se fa a uma quantidade muito grande de malha pois ao fim de algumas rota es a malha come a a acumular se por cima das agulhas 3 12 Variador de velocidade A vers o do tear dispon vel a vers o industrial que roda a uma velocidade cons tante e m xima Para que fosse poss vel utilizar o tear a velocidades distintas da sua velo cidade de refer ncia 200 rpm foi necess rio instalar um variador de velocidade Esta op o permite estudar os fen menos em fun o da velocidade do tear sendo mais f cil reproduzir condi es semelhantes s dos teares de maior di metro ao se regular o tear para a mesma velocidade linear No entanto existe ainda uma situa o igualmente im
112. e para se compreender a sua fun o D esta forma apenas se referir o algumas delas que se considerem fundamentais A Configura o permite defi nir os par metros relativos placa de aquisi o de dados como o n mero de pontos a adquirir por segundo quantos pontos se podem armazenar enquanto se processam dados e quantos s o lidos da placa em cada processo de aquisi o Adquirir desencadeia o pro cesso de aquisi o da tens o para determinada massa ap s a defini o da massa aplicada na extremidade do fio que sujeita o sensor a determinada for a procede se sua medi o ap s 5 segundos de estabiliza o da for a aplicada o programa adquire durante um i 2 I gt adquire tens o para calibrar Estado actual Pronto Gr fico da tens o medida no ensaio Peso g 0 00 10 0 tens o m dia v 0 00 8 0 desvio padr o v 0 00 6 0 coef var 0 00 40 2 0 0 0 0 60 D 2 40 s0 100 RT z sei rr Alt Diana o Mimo ensaio ees DE Nr E ssa am Figura 4 7 Menu de calibra o do sensor utilizado intervalo de tempo pr definido o n mero de pontos que se programaram na op o Configura o No final da aquisi o apresenta a for a m dia aplicada o desvio padr o e o coeficiente de varia o que s o automaticamente inseridos na tabela de calibra o Esta pode ser consultada e editada a partir da op o Tabela A op o Calcula permite determinar a recta de regress o
113. e sinal m ximo M o instante em que ocorre t o tempo de subida entre zero e 100 do sinal de entrada t e o tempo de estabiliza o t par metros importantes na caracteriza o em termos de resposta tem poral A partir destes obt m se os par metros que caracterizam o sistema de segunda or dem isto a raz o de amortecimento C a frequ ncia de resson ncia se existir e a consequente resposta em frequ ncia Hil y Atenua o dB 3 20 30 40 0 1 1 10 100 1000 10000 100000 Frequ ncia rad s Figura 3 13 Resposta em frequ ncia do sensor escala logar tmica As equa es que relacionam os par metros referidos acima com as grandezas de inte resse encontram se amplamente estudados em diversas publica es 26 27 reproduzin do se as suas rela es finais M e E 7 T t 8 O n B 1 6 t B t 9 3 lo te 10 0 0 1 C6 11 32 Sistema de Medida Os ensaios realizados permitiram determinar o valor m dio de 20 para o sobre sinal m ximo que aplicado express o 7 forneceu uma raz o de amortecimento 0 456 Apesar das formas de onda da resposta ao degrau fornecerem resultados semelhantes em termos visuais os par metros determinados apresentam alguma varia o
114. eares com melhores condi es de funcionamento e ao recurso a um m todo diferente para proceder amostragem como por exemplo a utiliza o de um encoder O recurso an lise da tens o de entrada do fio durante a forma o de uma la ada pa rece constituir uma solu o interessante no que conceme diferencia o entre defeitos e entre a la ada normal Para se proceder a esta distin o de uma forma autom tica dever se a recorrer a ferramentas estat sticas adequadas que se apresentar o mais adiante 5 7 Detec o autom tica da exist ncia de defeitos Dos resultados apresentados at ao momento a hip tese de ser poss vel a distin o entre o funcionamento normal do tear chamado de tricotagem normal e o funcionamento anormal no presente caso identificado com a exist ncia de um defeito cada vez mais considerada como v lida A pesar de na sec o anterior se ter observado esta possibilida de de distin o atrav s da an lise de cada la ada formada esta solu o parece ser um pouco complexa pois obriga a muitos c lculos por rota o o que provavelmente dificulta a monitoriza o autom tica pois importante a discuss o de um m todo autom tico de detec o que seja implement vel num sistema de diagn stico Faz ent o sentido procu rar um m todo capaz de resumir os processos de tricotagem envolvidos numa rota o completa do cilindro do tear O procedimento que o controlador de qualidade usa habitualm
115. efeitos traduzidos normalmente na forma de barrados O defeito produzido depen de das caracter sticas que difere o fio estranho dos restantes no caso de suceder uma varia o do t tulo surgir o fileiras mais finas ou mais grossas que as restantes no caso de existir diferen as de tor o aparecer um barrado com fileiras distorcidas devido tend ncia para o enviezamento que as la adas formadas a partir do fio es tranho t m em rela o s la adas anteriores no caso da introdu o de fio de natureza diferente o defeito resultante normalmente detectado mais tarde na fase de tingi mento da malha Este defeito encontra se associado a uma m escolha e organiza o dos lotes a utilizar A exist ncia de n s no fio d origem a um defeito perfeitamente vis vel na malha O aumento substancial da espessura do fio faz com que o deslizamento normal do fio seja dificultado podendo provocar defeitos como malhas ca das cortadas entre ou tros Assim a forma o do n quando sucede uma quebra de fio deve ser considera da com cuidado por forma a evitar estes defeitos pois dependendo do tipo de n o obst culo poder ser maior ou menor No caso da malha jersey o n fica normal mente no lado do avesso Habitualmente as m quinas de bobinagem produzem n s que s o menos vis veis A espiralidade um defeito inevit vel que provocado pela tor o que o fio tem Assim sendo natural que em malhas jersey onde a mat ria
116. eito a posi o n mero 46 Como facilmente se depreende o defeito ocorre depois desta agulha pelo que nada fica re gistado na sua forma da la ada Por consequ ncia o aspecto da tens o de entrada o de uma la ada normal Na realidade estes casos at acabam por estar bem classifica dos Dois casos foram mal classificados a saber os casos 71 e 79 As diferen as fun damentais nestas casos s o a posi o do m ximo e do m nimo que contr ria ten d ncia neste grupo designado por 1 e Os casos 81 a 100 correspondente ao defeito motivado pela agulha sem a sua lin gueta s o classificados como o mesmo grupo 3 designado para os defeitos com 109 Estudo da tens o de entrada do fio e sua aplica o em controlo da qualidade origem na falta de agulha ou sem a cabe a da agulha De facto a forma bastante semelhante para estas tr s situa es Quatro casos foram classificados como perten cendo a outro grupo Esses casos s o 87 89 93 e 99 As diferen as fundamentais para o grupo em an lise s o que no global diferem um pouco das caracter sticas deste grupo e Os casos 101 a 120 referem se ao defeito provocado pela lingueta torta Estes casos foram quase todos integrados num grupo 4 diferente dos anteriores excep o do caso 120 Assim trata se de um grupo bastante homog neo O caso 120 foi classi ficado no grupo referente aos defeitos da falta de agulha aus ncia de cabe a e falta de lingueta pela s
117. el que avalie de uma forma geral a rota o e n o conter todos os pontos da mesma por se tornar impratic vel 5 9 Sistema de diagn stico de defeitos autom tico Tendo em conta os resultados obtidos at ao momento tanto ao n vel qualitativo como quantitativo um sistema de medida autom tico poderia ser proposto para dia gn stico de defeitos e da tens o que funcionaria nos seguintes moldes O sensor dever ser colocado a uma dist ncia o mais pr ximo poss vel da zona de tri cotagem mas que permita parar o tear antes de produzir um defeito originado pelo fio conforme observado em 5 3 3 6 No entanto necess rio confirmar se a dist ncia do sensor para a agulha em que mede a tens o de entrada deve ser considerada ou n o A tens o de entrada do fio adquirida e processada em cada rota o A forma de onda re sultante da rota o adquirida comparada com uma rota o correspondente tricotagem normal e no caso de fornecer um valor considerado normal o tear continua a funcionar Na eventualidade de ser detectada alguma anomalia o funcionamento do tear inter rompido pelo sistema de diagn stico Nesta altura a rota o analisada por forma a identificar o defeito bem como a sua posi o relativamente ao sensor de tens o pois conhecido o offset entre a medida e o in cio da rota o De seguida devolvido o tipo de defeito caso seja identificado e a sua posi o No caso de n o se detectar defeito algum ou e
118. em alternativa um pequeno resumo das caracter sticas dos dispositivos existentes Quanto aos detectores de defeitos existentes no mercado poss vel classific los em dois grupos 7 13 os detectores de agulhas defeituosas e os detectores de defeitos na pr pria malha O primeiro grupo era essencialmente constitu do por detectores mec nicos substitu dos gradualmente por dispositivos electr nicos Normalmente s o sensores pticos ou capacitivos que se encontram colocados muito perto das agulhas O sensor ptico de tecta a presen a de agulhas partidas ou fechadas a partir da intensidade da sombra pro jectada pela agulha quando passa pelo sensor Os detectores baseados em sensores capa citivos recorrem inspec o do campo el ctrico gerado entre o sensor e agulha para dis tinguir as agulhas defeituosas agulhas partidas e fechadas poss vel a sua utiliza o para inspec o de platinas Existem outras solu es que projectam um feixe luminoso na agulha e o resultado analisado detectando estes dois tipos de defeito O segundo grupo permite a detec o de defeitos cujos causadores podem n o ser obrigatoriamente as agulhas mas por exemplo o fio pois fazem a monitoriza o na pr pria malha Geralmente s o c lulas fotoel ctricas que detectam malhas ca das Basica mente o sistema constitu do por uma fonte luminosa no centro ou ao lado mas na parte de dentro do cilindro e pela c lula fotoel ctrica situada do l
119. em lingueta 113 Estudo da tens o de entrada do fio e sua aplica o em controlo da qualidade uma como para a outra carta pelo que se considera que o processo se encontra sob con trolo estat stico Suponha se agora a situa o em que numa determinada altura uma lin gueta se parte dando origem a um defeito As cartas de controlo correspondentes seriam as seguintes Pode se observar que a medida SQD se afastou significativamente do valor recomen dado a partir do minuto 5 e a partir dessa altura permaneceu fora do limite superior de controlo significando que o processo deixou de estar sob controlo poss vel observar a passagem de uma tend ncia para um valor m dio correspondente tricotagem normal para um outro valor m dio indicador de problemas Ao n vel da amplitude de varia o dentro do conjunto de cada amostra os resultados apresentam um comportamento em particular a partir do minuto 6 que indicia um processo fora de controlo ao obter se um valor para SQD com uma tend ncia crescente para mais do que tr s medidas consecuti vas Para avalia o das tend ncias nas cartas de controlo existem diversos testes de apoio e diagn stico disposi o do controlador que permitem verificar o funcionamento do tear Assim constata se que as cartas de controlo podem muito bem ser utilizadas para aju dar monitoriza o do processo de produ o da malha Dever o no entanto apresentar resultados provenientes de uma vari v
120. ema de alimenta o que se encontra ligado ao sistema de rota o por uma correia de transmiss o e a sua velocidade de rota o maior que a do cilindro Para se confirmar colocou se um obst culo nesse mesmo cilindro aproximadamente no local onde se d a excentricidade e adquiriu se a forma de onda resultante 10 00 8 00 6 00 4 00 Tens o cN 2 00 0 00 H H H H 0 0 5 1 1 5 2 Tempo s Figura 5 23 Rota o normal com anomalia acentuada no tear A Figura 5 23 ilustra a forma de onda da tens o de entrada assim obtida Conforme a Figura 5 23 atesta a forma de onda da tens o de entrada apresenta uma forma sinusoidal que se repete cinco vezes por revolu o do cilindro do tear Este exemplo permite ilus trar a grande utilidade que o m todo de monitoriza o da tens o de entrada pode trazer identifica o de problemas relacionados com excentricidades de elementos circulares permitindo a sua detec o e correc o Na malha resultante n o foi vis vel nenhum de feito provocado por esta anomalia o que n o significa que n o exista esse defeito No entanto devido ao funcionamento em condi es que n o s o as mais adequadas os de feitos poder o muito bem ser dissimulados O bserva se que a malha produzida sem de feitos provocados um pouco irregular mas n o existe nada que demostre uma rela o com esta ou com outras anomalias 86 Simula es e An lise de Resultados Har
121. en menos em conjunto fazem com que a tens o m xima na zona de tricotagem n o se d no mesmo local variando de posi o na came de bati mento 5 Desta forma natural que em vez de se puxar fio na mesma quantidade existam os cila es em torno da tens o m xima e por consequ ncia no comprimento de la ada pois ao aumentar ou diminuir a tens o de entrada a agulha vai buscar mais ou menos fio N o s bobina que a agulha vai retirar fio Este fen meno descrito como roubo das antece dentes 6 10 11 para o qual durante o processo de tricotagem a tens o necess ria para puxar o fio do cone atinge um valor t o elevado que se torna mais f cil roubar fio s la cadas previamente formadas e que come am a subir aliviando a tens o exercida no fio por estarem ainda pr ximas do ponto de batimento N o parece dif cil compreender a raz o deste fen meno a for a m xima aplicada pela agulha ao fio igual soma vectorial de duas for as cuja direc o a do fio e sentido o da reac o for a exercida pela agulha S o as suas componentes verticais que restabelecem o equil brio com a for a exercida pela agulha enquanto que as suas componentes horizontais se anulam mutuamente Este equil brio mant m se enquanto n o se atingir pontos de satura o nos elementos como por exemplo os limites de elasticidade do fio Quando uma agulha se encontra pr ximo da posi o m xima de batimento existem duas agulhas adjace
122. ensaiaram se dois tensi metros de fio dos quais um foi seleccionado Para o efeito utilizou se o tensi metro cl ssico Rotschild existente na UM normalmente utilizado para estudos sobre a tens o de entra da do fio e o tensi metro da BTSR por durante a pesquisa bibliogr fica se ter revelado de interesse para o tipo de trabalho a realizar A caracteriza o dos tensi metros permitiu evidenciar as suas diferen as e consequente selec o optando se pelo Rotschild O registo permanente de uma forma de onda pode ser levado a cabo recorrendo a um computador o que obriga sua digitaliza o Em consequ ncia desse facto implemen tou se um sistema de medida e condicionamento de sinal que inclui a placa de aquisi o Introdu o de sinal acoplada ao computador D esenvolveu se uma aplica o em ambiente adequado com o objectivo de armazenar as formas de onda e facultar a utiliza o de um conjunto de ferramentas com potencial interesse como a visualiza o de diversas rota es a an li se espectral os c lculos de caracter sticas da tens o de entrada do fio nas la adas e medi das de desempenho entre outras fun es Esta aplica o constitui o suporte dos ensaios para a an lise da tens o de entrada do fio Ap s esta fase de desenvolvimento do sistema prosseguiu se para o planeamento das experi ncias sobre an lise de defeitos tendo em considera o os diversos par metros que podem influenciar a produ o da malha
123. ensibilidade por este permitir uma maior toler ncia relativamente s varia es dos componentes electr nicos que constituem o filtro activo 24 Ensaios realizados ao filtro activo permitiram verificar que a sua verdadeira frequ ncia de corte se situa em 467Hz o que satisfaz per feitamente os requisitos inicialmente considerados Em anexo encontram se os valores para os componentes do filtro bem como o seu esquema e an lise realizada 8 Ver anexo B em B 2 Circuito de Filtragem 26 Sistema de Medida 3 2 Caracter sticas do sistema de medida O desenvolvimento de um sistema de medida normalmente antecedido por um es tudo quanto aos seus requisitos necess rios por forma a se especificar as caracter sticas dos seus elementos constituintes nomeadamente o transdutor No presente caso e devi do ao facto de j se dispor de sensores implementou se o sistema de medida e procedeu se avalia o das suas caracter sticas a fim de se conhecer as suas limita es pois a velo cidade de rota o do tear poderia ser demasiado elevada e provocar leituras falsas Em anexo encontram se alguns esclarecimentos quanto s v rias caracter sticas que a seguir se apresentam 3 2 1 Caracter sticas de funcionamento Os ensaios realizados e as informa es fornecidas pelo fabricante do sensor permitem dizer que o sistema de medida implementado tem uma amplitude de medida entre 0 e 10 cN Esta amplitude tinha j sido definida
124. enta o propriamente dita permitiu compreender a impossibilidade de realiza o de certas experi ncias de ineg vel interesse Neste grupo de experi ncias n o realiz veis e devido s limita es do sistema de medida apresentadas na sec o 3 2 est o todas as situa es que envolvem o ajuste de velocidade de rota o do cilindro e o jogo do tear Talvez mais importante seria a verifica o de que as formas de onda resultantes de defeitos seriam independentes da velocidade e do jogo utilizado As limita es do sistema de medida traduzem se num nico par metro o tempo entre agulhas que pode relacio nar a velocidade e o jogo do tear De facto poss vel obter um mesmo tempo entre agulhas para diferentes combina es entre a velocidade e o jogo segundo a rela o N a N 4 14 em que N a velocidade do tear e a o n mero de agulhas para o jogo n Segundo esta rela o e supondo que a velocidade n o influenciaria a forma de onda da tens o de entrada do fio muitos dos ensaios a realizar com determinado jogo seriam v lidos para outro jogo desde que a velocidade fosse correctamente ajustada Concretizando a utiliza o dos jogos 20 e 28 existentes poderiam ser postos de parte desde que a velocidade de rota o do tear fosse considerada de acordo com o tempo de agulhas pretendido Este procedimento traria a vantagem de n o obrigar altera o do cilindro do tear que em casos de teares de grande di metro seria pro
125. ente na inspec o de qualquer artigo a observa o do mesmo comparando a sua forma e aspecto com um outro considerado normal habitualmente memorizado ou a seu lado Em termos matem ticos o m todo de compara o por excel ncia entre dois valores da mesma grandeza a subtrac o A sua utiliza o permite p r em evid ncia o que se revela de diferente entre ambos Assim ser este o m todo utilizado para a determina o da exist ncia ou n o de defeitos durante a tricotagem 5 7 1 Diagn stico atrav s de uma medida de desempenho No seguimento do exposto anteriormente ser calculada a diferen a entre a rota o m dia e uma rota o qualquer da qual se pretende saber se corresponde a uma situa o de tricotagem normal ou com defeito A medida que faz mais sentido em utilizar ser uma soma total de diferen as SDS J y x 18 97 Estudo da tens o de entrada do fio e sua aplica o em controlo da qualidade SD S significa soma das diferen as simples y corresponde ao ponto i da forma de onda que se est a analisar e x corresponde ao ponto i m dio da forma de onda resultante da rota o padr o que como j se referiu anteriormente foi calculada a partir de 100 rota es A inspec o mais cuidada da express o 18 permite compreender rapidamente que no caso de existir diferen as negativas e positivas ao proceder se ao seu somat rio ter como consequ ncia efeitos de cancelamento Para al m deste
126. entrada do fio e sua aplica o em controlo da qualidade I Filtros digitais IIR Configura o do Filtro Digital Eno Tipo filtro Espectro de Amplitude rl Chebyshev 1 Fl Lowpass Ordem E 5 inic TZ mem Freq amostragem 1000 00 Hz o Aa 00 10000 0 Freq corte inf Freq corte sup 100 0 150 0 2000 2500 3000 3500 4000 4500 5000 Espectro de Fase wee Ed 00 100000 9 10000 0 100 00 Hz SM50000 Hz Ripple em dB s 1 3 O 050 8 0 0 5 0 10 0 Atenua o em dB s 1 2 god de e e ME E 40 00 dB 0 0 50 0 100 0 150 0 200 0 250 0 300 0 350 0 400 0 450 0 500 0 1 I 00 500 120 0 Log PT Linear 6 Filtrar Vector v Sai Figura 4 10 Menu da opera o de filtragem digital na forma de onda Esta op o da aplica o tem diversos filtros butterworth chebyshev el pticos etc poss vel projectar quatro tipos de filtros passa baixo passa alto passa banda e supress o de banda poss vel ainda definir a ordem dos filtros e observar a sua resposta em fre qu ncia para a amplitude e para a fase bem como programar as suas frequ ncias de cor te entre outros par metros No caso de se pretender reverter a opera o de filtragem recorre se op o Restaurar M atriz V isualiza o Esta op o permite a visualiza o da forma de onda que foi adquirida no ensaio reali zado seja por aquisi o ou por leitura de um ficheiro previamente salvaguardado Q uan do se selecciona a op o V isualiza o
127. entre o fio e o metal nessa zona de tricotagem De facto esta express o fornece muitas mais informa es Como se sabe o coefici ente de atrito entre dois corpos considerado em termos m dios e embora seja poss vel minimizar o seu efeito n o se consegue uniformizar nem eliminar Considerando a ten s o de entrada constante e uma determinada afina o das cames verifica se que a tens o m xima sofre varia es consider veis com as oscila es do coeficiente de atrito devido 11 Estudo da tens o de entrada do fio e sua aplica o em controlo da qualidade ao factor multiplicativo existente na rela o 5 O mesmo comportamento observado quando apenas o n mero de elementos tricotadores alterado correspondendo modi fica o do ngulo das cames A altera o da tens o de entrada do fio produz efeitos se melhantes na tens o m xima Para a hip tese de estas tr s vari veis serem constantes torna se f cil compreender que a tens o m xima ocorre sempre no mesmo local ou seja na posi o mais baixa que a agulha pode atingir na came de batimento No entanto esta situa o imposs vel de se obter devido a duas raz es fundamentais e muito dif cil obter um coeficiente de atrito constante e A tens o de entrada sofre varia es por parte do que est antes da zona de tricota gem isto guia fios tensores de disco e em ltima inst ncia o desenrolamento dos cones de fio Julga se que estes dois f
128. er observados atrav s deste m todo O re curso an lise espectral poder permitir a identifica o de poss veis anomalias nos elementos circulares pois os seus movimentos v o se repercutir na forma de onda da tens o de entrada tal como se constatou Infelizmente n o parece vi vel a distin o dos defeitos a partir desta ferramenta e A forma dos defeitos simulados e as suas caracter sticas n o parecem ser alteradas pela varia o de par metros envolvidos no processo da produ o de malha jersey Ficou por verificar devido a limita es do sistema de medida a influ ncia da velocidade de rota o do tear na forma de onda da tens o de entrada do fio embora se suspeite que n o ser significativa No entanto estas conclus es devem ser consideradas com cau tela j que o n mero de experi ncias envolvendo a altera o de par metros foi redu zida e As diferen as observadas entre a produ o de uma fileira de malha defeituosa e uma fileira sem defeitos sugere a utiliza o de ferramentas para a detec o autom tica des ses defeitos o que conduziu proposta de uma medida que quantifique essa diferen 117 Estudo da tens o de entrada do fio e sua aplica o em controlo da qualidade a Embora possa n o ser a ideal revelou a possibilidade da exist ncia de uma medida capaz de resumir o comportamento do tear facilitando a sua inspec o Infelizmente n o permite a distin o entre defeitos o que obriga a
129. ere forma de onda da tens o de entrada para uma rota o do cilindro com tricotagem em condi es normais e resultado da m dia de 100 rota es Importa relem brar que uma rota o corresponde a uma fileira de malha pois o tear s tem um alimen tador No caso de existirem defeitos tamb m se usa a designa o de rota o defeituosa para situa o semelhante agora com formas de onda provenientes de simula es de de feitos 5 3 1 Tricotagem normal A Figura 5 1 representa a forma de onda obtida para o funcionamento normal do tear isto a forma m dia de uma rota o de la adas tricotadas sem defeito ou rota o pa dr o para o fio poliester velocidade linear de 0 15 m s e com um grau de aperto K igual a 13 61 Estudo da tens o de entrada do fio e sua aplica o em controlo da qualidade Tens o Entrada cN N 0 0 5 1 1 5 2 Tempo s Figura 5 1 Rota o padr o para o fio poliester filamento continuo Como dado a observar a dura o de uma rota o muito ligeiramente superior a dois segundos para a velocidade referida correspondendo aproximadamente a 30 rpm A tens o de entrada foi regulada segundo a rela o 0 1 cN Tex 5 6 7 obtendo se uma tens o m dia de 2 4 cN A forma de onda reproduzida na figura a resultante da m dia de 100 rota es adquiridas em condi es normais de tricotagem constituindo a rota o padr o para as condi es acima referidas Neste gr fico
130. ermos de casos para cada tratamento devido elimina o dos casos anormais pouco significativo Dos diagramas poss vel observar desde j que muito prov vel que se possa distinguir entre a rota o nor mal e as restantes O mesmo j n o se passar com respeito distin o entre cada defeito O passo seguinte para a satisfa o dos requisitos da an lise de vari ncia a verifica o da normalidade das vari veis O teste utilizado para este efeito foi o de Kolmogorov Smimov que permite testar se a distribui o amostral igual distribui o normal Este teste constitui a hip tese nula Rejeita se caso a probalidade determinada seja inferior a 0 05 e aceita se a hip tese nula caso seja superior Os resultados obtidos na vari vel SQD para cada tratamento foram os que se encontram na Tabela 5 7 16 Ver anexo E tabelas E 12 at E 25 e figuras E 1 e E 2 101 Estudo da tens o de entrada do fio e sua aplica o em controlo da qualidade One Sample Kolmogorov Smirnov Test torta normal cabe a lingueta platina N 45 8 94 95 45 90 Normal Parameters 2 Mean 23 4142 27 0045 38 4833 36 4971 14 8945 14 5596 Std Deviation 5 8234 7 1298 4 8845 6 0778 2 5753 3 3022 Most Extreme Absolute 107 3 121 052 068 5118 5116 Differences Positive 107 121 052 068 075 116 Negative 075 g 115 034 040 118 058 Kolmogorov smimav 2 716 342 508 660 792 1 100 Asymp Sig
131. este princ pio e n o esgotar todas as possi bilidades No caso de se provar as potencialidades deste m todo ent o nessa altura pro ceder se realiza o de experi ncias exaustivas com fios de diversas variedades e massa linear diferente Limitando ent o o n mero de fios a tr s casos restou seleccionar a sua natureza A abordagem seguida foi a de seleccionar um tipo de fio cujas caracter sticas permitissem obter formas de onda est veis sem grandes varia es facilitando a sua ins pec o S depois de estudar esse tipo de fio que se partiria para fios de caracter sticas que conduzissem a formas de onda mais irregulares Ao mesmo tempo teria interesse que esses fios representassem uma percentagem significativa na produ o da malha As 58 Simula es e An lise de Resultados caracter sticas que mais influenciam a varia o da tens o de entrada o coeficiente de atrito do fio quando em contacto com superf cies e tamb m a sua irregularidade nome adamente pontos grossos finos nepes ou a pilosidade Seguindo este racioc nio optou se pela utiliza o de um fio de filamento cont nuo como o poliester Espera se obter formas de onda com varia es pequenas gra as s caracter sticas que o fio de poliester filamento cont nuo proporciona muito regular e com um coeficiente de atrito embora um pouco elevado bastante est vel Como situa o oposta dever se escolher um fio que seja bastante irregular com
132. existir agulha em determinada posi o o fio n o solicitado mas continua a ser fornecido gra as ao sistema de alimenta o utilizado As agulhas que j puxaram o fio na devida altura e que se encontram nas imedia es passam a gastar exclu sivamente o fio excedente n o sendo necess rio retirar fio de la adas previamente for madas justificando assim a descida do valor m dio da tens o de entrada na zona A O mesmo fen meno ocorre para as agulhas que se encontram ap s a falha de agulha Nesse caso existe j um excedente de fio o que leva a um menor esfor o para puxar o mesmo durante uma a duas agulhas que se verifica a grande descida da tens o de entrada bem como as maiores altera es na sua forma alterando radicalmente a forma normal de su bida e descida da tens o de entrada enquanto se processa a forma o da la ada A Figura 5 6 apresenta um pormenor na zona onde se d o desequil brio A base de tempo foi alte rada propositadamente para facilitar a identifica o da posi o do defeito Para tal pro cedeu se a uma divis o pelo tempo compreendido entre agulhas 11 91 ms dando origem ao n mero total de agulhas no cilindro igual a 168 Todas as figuras que representam com maior pormenor a zona defeituosa apresentam a mesma unidade no eixo das abcis sas 69 Estudo da tens o de entrada do fio e sua aplica o em controlo da qualidade Observa se facilmente que onde n o existe a agulha agulha n mero 46
133. gura 5 35 O rganigrama de um sistema de diagn stico de defeitos is 115 Lista de Tabelas Tabela 3 1 Resposta do sensor aplica o de fOLCAS cccsseessesseesseessessessesssesseesseeseesseesseess 28 Tabela 3 2 Par metros caracter sticos da resposta do sensor ao degrau 33 Tabela 4 1 Tabela de configura o de par metros da placa de aquisi o 43 Tabela 5 1 Velocidade de alimenta o do fi0 c cccessessesssessessessesseesessesseeseeseessessesseeseeseeseees 61 Tabela 5 2 Desvios padr o t picos para os tipos de fio estudados rota o normal 62 Tabela 5 3 Medidas estat sticas dos desvios padr o da tens o de entrada em cada rota o para o instante t no fio posters as saciescal ando 67 Tabela 5 4 Harm nicos detectados para as situa es simuladas menmemenmenemes 87 Tabela 5 5 Pontos caracter sticos da tens o de entrada na la ada para as v rias situa es Sim lad AS 5s a a T N AE T 94 Tabela 5 6 Compara o entre as medidas de desempenho para o fio poliester 99 Tabela 5 7 Teste de normalidade s distribui es SQD para cada situa o simulada 102 Tabela 5 8 Medidas estat sticas de SQ D para cada situa o simulada mememen 102 Tabela 5 9 Teste de homogeneidade de vari ncias para a medida SQD segundo as sit a es SIM AMS a sa T EN GTA S a 103 Tabela 5 10 Teste ANOVA a SQD para as situa es simuladas 103 Tabela 5 11 Tabela
134. i o de dados tear parado ou tempo de espera ultrapassado sinal tempo ficando o sinal outros reservado para determinados erros de aquisi o que ocorrem com menor frequ ncia Escolha a Op o vj Data 10 11 1997 Hora 12 58 13 Ensaio Estado Actual Aquisi o da Tens o no Fio Entao Prococco Reescrita Tempo Outros Sa da J J e J de Aquisi o Dura o s 00 00 Dados de Triggers pontos na rota o Controlo Detec o 1 so Bem Canal Vizualizado Rapidez Rastreio pontos 3 4 4000 6000 2 5 2000 8000 1 6 A Pe Ed 0 7 0 10000 E 3 500 Neea MERIK Figura 4 9 O p o de inspec o da forma de onda adquirida Quando se opta pela realiza o de um ensaio propriamente dito o sistema de aquisi o espera pelo sinal de in cio tal como na op o Inspec o Logo que recebe esse sinal inicia a amostragem da forma de onda No caso de n o receber o sinal e tiver esgotado o tempo de espera envia um sinal de erro atrav s de um indicador luminoso sinal tempo Procedendo com a aquisi o em condi es normais a taxa de amostragem ajustada automaticamente em fun o da velocidade do tear e do n mero de pontos que se pre 47 Estudo da tens o de entrada do fio e sua aplica o em controlo da qualidade tende por per odo da forma de onda sendo este considerado como o tempo entre cada agulha Ao mesmo tempo que se adquire os dados estes s o representados na aplica o uma rota
135. idi lo em alguns passos interm dios que ajudar o a confirmar ou rejeitar a hip tese formulada Esses passos in term dios ser o e Verificar se h diferen as mensur veis entre os defeitos simulados e a forma o nor mal da malha Este passo fundamental pois s prosseguir a explora o desta abordagem caso se confirme a exist ncia de diferen as entre as situa es simuladas e Verificar a homogeneidade dos resultados obtidos no ponto anterior em fun o da varia o dos par metros relacionados com as condi es de trabalho Ser que as dife ren as observadas entre defeitos e a forma o normal da malha se mant m ao alterar se determinada vari vel Em particular as formas de onda ser o por isso diferentes Este m todo dever ser experimentado para diferentes condi es de maneira a se avaliar a influ ncia de par metros como as caracter sticas de funcionamento do tear do fio e da malha nas formas de onda obtidas e Estudar m todos de identifica o autom tica para os defeitos diagnosticados N o interessa apenas constatar que h diferen as detect veis visualmente A existirem concerteza ser poss vel determinar uma forma autom tica de as distinguir com o intuito de ser implement vel num sistema de detec o de defeitos e Estudar outros fen menos que porventura sejam detect veis atrav s deste m todo Caso se constate que este m todo pode ser utilizado para detec o de outro tipo de problemas te
136. informa es e processamento da tens o de entrada do fio procedeu se a um conjunto de experi ncias com o objectivo de estudar tr s situa es melhor compreens o da varia o da tens o de entrada detec o identifica o e localiza o de defeitos an lise de anomalias do tear A rela o entre a tens o de entrada do fio e alguns factores que influenciam o processo de tricotagem foi estudada A an lise espectral foi utilizada para se tentar interpretar certas anomalias detectadas no tear a partir da tens o de entrada do fio A constata o da pos sibilidade de detec o e identifica o de defeitos motivou o estudo e proposta de m to dos autom ticos para a detec o de defeitos Dos estudos realizados chama se a aten o para a an lise de grupos efectuada na tentativa de classificar automaticamente os defei tos partindo das caracter sticas da tens o de entrada do fio durante a forma o da la ada e a proposta de uma medida que resume o funcionamento do tear em termos de produ o da malha por fileira Prop s se ainda a utiliza o de cartas de controlo como meio de monitoriza o do funcionamento do tear Abstract The main goal of this work is the study of yam input tension dynamics on circular knitting machines and its possible use in quality control namely for detection and identi fication of defects on knitted fabrics and general functioning of the circular knitting ma chine A major problem in the pro
137. ir O bot o Par metros de controlo tem interesse para a ins pec o do processo de determina o da velocidade n o sendo normalmente utilizado O processo de determina o da velocidade do tear baseado no sensor ptico Assim quando se selecciona a op o Velocidade obt m se um vector nico a partir do qual se vai contabilizar o n mero de pontos entre cada transi o n vel alto n vel baixo Esse n mero de pontos armazenado num vector interm dio que servir como base para o E Determina Velocidade Tear Estado Actual Pronto p aquisi o Resultados da Aquisi o Erro de leitura Parainiciar a aj amanen ae velocidade do tear Velocidade do tear Tempo Espera proceda 0 00 rpm Esgotado configura o da J placa 0 00 rpm Leitura Normal J Figura 4 8 Menu de ajuste da velocidade de rotacao do tear Desvio Padrao c lculo da velocidade m dia Como se conhece o tempo entre cada ponto adquirido in verso da frequ ncia de amostragem a determina o do tempo por rota o directa bem como a velocidade A quisi o propriamente dita Ap s a determina o e ajuste manual da velocidade de rota o do tear o sistema de medida encontra se preparado para a aquisi o da forma de onda da tens o de entrada do fio Seleccionando a op o A quisi o da Tens o segue se uma janela de di logo que convi da o utilizador a escolher a natureza do diagn stico a realizar Realiza o
138. ito perto dos limites do tear pelo que as anomalias existentes no mesmo s o provavelmente real adas quando utilizado nos seus limites de funcionamen to O tempo necess rio para recuperar da anomalia neste caso do excesso de fio na zona de alimenta o basicamente o mesmo para cada um dos K Detecta se no entanto uma pequena diferen a entre as curvas apresentadas e que se pode observar melhor na Figura 5 18 Nesta figura observa se que as formas s o semelhantes para qualquer dos casos do grau de aperto A posi o onde se d o defeito pode ser facilmente estimada e ocorre no mesmo local independentemente do grau de aperto utilizado conforme se pode ver na figura representado pelo ponto A O valor mais baixo atingido pela tens o de entrada varia ligeiramente e tem tend ncia a diminuir medida que o grau de aperto aumenta Esta constata o tem uma justifica o l gica na medida em que ao aumentar o grau de aperto diminui a quantidade de fio fornecida por rota o pelo que h menos fio exce dent rio no momento em que falha a agulha pelo que a tens o decresce menos Note se no entanto que a diferen a entre os tr s casos da ordem dos 0 2 cN no m ximo regis tando se uma diferen a menor que 0 1 cN entre K igual a 15 e 17 poss vel observar ainda como ap s a falha da agulha o processo de forma o da la ada restabelecido pela agulha seguinte agulha 47 recome ando imediatamente a recuperar o excesso de fio S
139. itos incluem se os barrados e as riscas de agulhas que podem ser provoca dos por defici ncias relativas ao fio e ao funcionamento dos elementos tricotadores res pectivamente Os problemas de barrados s o normalmente devidos a uma deficiente or ganiza o da empresa que se reflecte na falta de controlo sobre as mat rias primas per mitindo misturas no fio utilizado na tricotagem Este deve ser uniforme e qualquer varia Estudo da tens o de entrada do fio e sua aplica o em controlo da qualidade o na composi o ou estrutura do fio de um cone pode provocar um defeito com deze nas de metros de tecido inutilizado Pode se argumentar ainda que qualquer defici ncia do fio nomeadamente varia es do atrito poder o produzir la adas desiguais na mesma fileira resultando num produto final com um aspecto visual imperfeito Este problema poder eventualmente ser solucionado a n vel do processo caso seja poss vel manter constante a tens o de entrada do fio para a forma o de cada la ada No que respeita a defeitos resultantes em riscas verticais provocados por defici ncias dos elementos trico tadores a pr tica corrente para os evitar consiste na substitui o peri dica da totalidade das agulhas e dos outros elementos tricotadores existentes no tear Tal pr tica revela se extremamente dispendiosa pelo que um sistema de detec o de elementos tricotadores deficientes traria grandes benef cios O trabalho em curso contribui par
140. itting Technology 2 Edition Exeter Pergamon Press 1991 12 H Behr Nuevo alimentador MPF K Punto Tecnica y Moda 1994 vol 12 1 p 25 26 13 Reglage Rationnel des Metiers Circulaires ENSITM Universit de Haute Alsace 14 Manual T cnico do tear Tricolab Sodemat Troyes Avril 1983 15 Electronic Tensiometer R 1192 O perational Manual Zurich Rotschild 16 OMRON 3G 3XV A4007 RS Sysdrive 3g3xv Inverter O perational Manual O mron February 1993 17 Lab PC User Manual National Instruments August 1994 18 LabVIEW User Manual National Instruments January 1996 part number 320999A 01 19 LabVIEW Tutorial Manual National Instruments January 1996 part number 320998A 01 20 W G Jung IC Op Amp Cookbook 3rd ed Carmel SAMS 1991 121 Estudo da tens o de entrada do fio e sua aplica o em controlo da qualidade 21 The Fundamentals of signal Analysis Application Note 243 Hewlett Packard 1994 22 Data Aquisition DAQ Fundamentals Application Note 007 National Instruments May 1996 23 R B Randall Frequency Analysis 3 Edition September 1987 ISBN 87 87355 07 8 24 A B Williams F J Taylor Electronic Filter Design Handbook LC Active and Digital Filters 2 Edition McG raw Hill Publishing Company 1988 25 B C Nakra K K Chaudry Instrumentation Measurement and Analysis 4 E diti on Nova Deli Tata McG raw Hill 1990 ISBN 0 07 451791 0 26 R N Bateson
141. itua o semelhante passa se na agulha 45 em que ap s a forma o da la ada por esta ocorre a quebra de tens o Este processo id ntico nos tr s casos estudados 80 Simula es e An lise de Resultados Tens o Entrada cN 25 30 35 40 45 50 55 60 65 Agulha N mero Figura 5 18 Zona defeituosa correspondente falta de uma agulha para K igual a 13 De T Pode se concluir ent o que o grau de aperto n o parece ter influ ncia nem na detec o do defeito pois este permanece perfeitamente observ vel nem na forma j que as curvas apresentadas s o praticamente id nticas e a posi o onde a anomalia ocorreu permanece a mesma A an lise conduzida para os restantes defeitos permitiu chegar a conclus es semelhantes pelo que a detec o de defeitos por este m todo n o parece de pender do grau de aperto 5 3 5 Observa es dos fios de algod o As experi ncias realizadas para o fio de fibra natural neste caso o algod o penteado e cardado permitiram observar o mesmo tipo de comportamento D evido naturalmente a maior ou menor irregularidade do fio em virtude da mat ria prima ter maiores caracte risticas de aleatoriedade pois trata se de fibras curtas a amplitude de varia o da tens o de entrada bastante maior do que no caso do poliester que um fio de filamento con tinuo e com muito menor tor o Essa maior amplitude de varia o da tens o pode ser observada facilmente nas Figura 5 1
142. lacionados com o c lculo dessa transformada tipo de espectro calculado a janela utilizada a frequ ncia de amostragem a unidade do gr fico e respectiva escala Todos estes par metros fazem parte das configura es gerais do programa e t m valores assumidos por omiss o que podem n o ser os mais correctos e que portanto ser o alterados em caso de necessidade Embora esta apresenta o n o descreva com muito pormenor a aplica o desenvolvi da d no entanto uma ideia razo vel das funcionalidades que a mesma proporciona ao utilizador consideradas essenciais O bviamente tem melhoramentos a serem considera dos como por exemplo o ajuste autom tico por realimenta o da velocidade do tear Muito provavelmente necessitar de incluir novas ferramentas principalmente depois de se analisar cuidadosamente a forma de onda da tens o de entrada do fio Entretanto considera se que as fun es disponibilizadas s o suficientes para uma primeira an lise da tens o de entrada do fio 54 5 Simula es e An lise de Resultados Nesta fase pretende se comprovar o objectivo fundamental da disserta o verificar se a abordagem proposta como m todo de diagn stico permite detectar e identificar defei tos na malha constituindo simultaneamente o primeiro passo para uma fase posterior a este trabalho o desenvolvimento de um prot tipo de monitoriza o de defeitos Para que este objectivo principal seja atingido torna se conveniente div
143. laxa o do esfor o realizado pela agulha e diminui o da tens o de entrada nesse instante Assim e supondo verdadeira esta hip te se poss vel observar a influ ncia que a opera o de batimento tem na forma de onda da tens o de entrada em cada agulha Na agulha 46 d se um ligeiro aumento de tens o que deveria ser bastante maior nesta altura correspondente ao batimento da la ada A 472 agulha apresenta j uma forma id ntica obtida em condi es normais embora com uma tens o de entrada m dia ligeiramente mais baixa conforme se pode observar na mesma figura Mais uma vez poss vel localizar com rigor a posi o da origem do defeito A agulha respons vel por esta anomalia a n mero 46 e como se pode observar pela figura esta agulha que apresenta a diferen a de tens o relativamente ao normal 75 Estudo da tens o de entrada do fio e sua aplica o em controlo da qualidade 5 3 3 9 Agulha com a lingueta torta Tal como pode suceder a perda da lingueta tamb m pode ficar torta e em particular a sua colher pode mudar de posi o impedindo o funcionamento normal da mesma agu lha Esta anomalia faz com que a agulha n o proceda ao batimento da la ada pois a co lher fora da posi o normal n o permite a passagem da la ada nova por cima da velha O problema da detec o que sucede no caso anterior id ntico para este problema S poss vel observar e n o ter d vidas quanto exist ncia de uma
144. les N o sendo capaz de distinguir todos os defeitos recorrer se a a outros m todos que provavelmente envolver o uma base de dados com as carac ter sticas dos defeitos registados nessa m quina e por aplica o desse processo de identi fica o como por exemplo a an lise de grupos sugerida e por aplica o de uma fun o discriminante propor a causa do problema prevista a possibilidade de ocorrer uma anomalia no tear considerada n o cr tica e que n o impede o funcionamento do tear bem como o aparecimento de um defeito desconhecido Nesse caso o tear p ra pela primeira vez para analisar o defeito depois de realizado o diagn stico acrescenta esse de feito sua base de dados 115 Estudo da tens o de entrada do fio e sua aplica o em controlo da qualidade Como evidente esta proposta pode estar ainda longe do que o sistema de diagn sti co ser na realidade pois apenas se fizeram estudos separados No entanto pode dar uma ideia muito razo vel do que o sistema pode oferecer 116 6 Conclus es e Perspectivas Futuras O objectivo primordial que este trabalho pretendia atingir foi aparentemente conse guido A abordagem proposta permite de facto detectar defeitos na malha jersey A ins pec o visual e posteriormente a comprova o por m todos autom ticos distinguem efectivamente entre uma fileira que foi tricotada em condi es normais de outra resul tante de defeitos mais ou menos evidentes Apen
145. lha e nos elementos tricotadores e relaciona os elementos tricotado res defeituosos com a malha que produzida A utiliza o de um nico sensor permite inspeccionar todos os elementos tricotado res como agulhas e platinas Como vantagem adicional permite inspeccionar o pr prio fio utilizado detectando alguns dos defeitos apenas a existentes Possibilita ainda inspec cionar o sistema de alimenta o que est associado ao alimentador bem como o sistema de tiragem do tear caso este influencie bastante a produ o da malha como o caso de teares que n o disp em de platinas de reten o Este m todo apresenta a vantagem da mobilidade na medida em que poss vel deslocar o sensor para outros alimentadores do tear ou mesmo para outros teares constituindo um valioso instrumento de diagn stico do tear circular Esta abordagem permite a concep o de um sistema de diagn stico extremamente vers til capaz de fornecer diversas informa es adicionais que os m todos actuais n o s o capazes de fazer A partir deste estudo de car cter explorat rio abrem se diversos caminhos e quest es que dever o ser ponderadas Em primeiro lugar dever ser concebido um novo sistema de medida capaz de tra balhar em teares com caracter sticas industriais Este sistema permitir confirmar ou n o 118 Conclus es as conclus es retiradas deste estudo para as velocidades utilizadas na produ o O recur so a teares industriais em
146. lidade ser usado registada num conjunto de coordenadas que se encontram ao lado do nome atribu do ao cursor Outras fun es na paleta complementam a versatilidade do cursor ao permitirem a altera o do seu aspecto e gerir o seu movimento Ao n vel da an lise existe um menu que cont m as ferramentas dispon veis para a ob serva o da forma de onda Esse menu cont m as seguintes ferramentas Rota es A primeira op o permite visualizar as revolu es completas do cilindro do tear em que cada cor representa uma rota o Automaticamente surge um conjunto de controlos que permite escolher as rota es que se pretende observar bem como mostrar ou n o a legenda A M dia tal como o nome indica calcula a m dia aritm tica de um determinado n mero de rota es definido nas configura es Esta ferramenta tem particular interesse para efeitos de compara o com rota es cuja forma de onda seja diferente A Derivada permite obter o sinal resultante da fun o derivada aplicada forma de onda em an lise Finalmente a Filtragem permite visualizar o resultado da aplica o de um filtro digital forma de onda Nesta situa o poss vel observar os efeitos da filtragem em cada rota o do cilindro No caso de se seleccionar a op o do dom nio das frequ ncias apenas a ferramenta de c lculo da transformada de Fourier e respectiva visualiza o est o dispon veis pos s vel definir determinados par metros re
147. lindro do tear sem uma agulha e tamb m com uma agulha partida o declive descendente inferior aos dois casos mencionados o que talvez per mita distinguir a agulha sem lingueta desses defeitos A sua compara o visual com a si tua o de uma lingueta torta permite dizer que s o semelhantes em quase tudo excepto no valor m dio da tens o Este fen meno sucede porque o declive menor em valor ab soluto para o caso da lingueta torta O defeito originado pelo aparecimento de n s no fio destaca se bem dos restantes principalmente pelos elevados declives de subida A observa o dos resultados obtidos para os par metros extra dos permitiram cons tatar que existem algumas situa es com maior varia o Em particular esse fen meno sucede para a lingueta torta a exist ncia de n e para o caso em que a agulha n o tem lingueta As raz es para estes comportamentos devem ser separadas para cada um dos casos Assim no caso dos n s dependendo do n o obst culo formado pela barra do sensor pode ser mais ou menos f cil de transpor reflectindo se na tens o m xima regis tada e no respectivo declive ascendente J nos casos da lingueta torta e da falta de lin gueta as maiores varia es devem se principalmente ao deslocamento no tempo e est o relacionadas com o problema de triggering e com a aleatoriedade associada produ o da la ada O problema de triggering n o foi referido ainda e assume um papel importante nas dife ren
148. liza o dessas formas de onda e eventual tratamento a partir de ferramentas estat sticas e de processamento de sinal a grava o para ficheiros a leitura desses ficheiros e tamb m a configura o do sistema de aquisi o Esta aplica o n o foge regra e composta pelos mesmos blocos b sicos A Figura 4 1 apresenta a organiza o hier rquica dos blocos que foram referidos acima Depois de activar a aplica o passa se para um menu principal a partir do qual se tem acesso a todos os m dulos acima descritos e que se encontra ilustrado na Figura 4 2 Antes de entrar nesse menu s o realizadas v Escolha a Op o Configura es Gerais Calibra o Sensor Ajuste Velocidade Aquisi o Tens o todas as inicializa es necess rias ao funcionamento do programa A partir dessa altura poss vel seleccionar qualquer uma das op es que se pretenda Devido forma como o programa foi elaborado poss vel aban donar a aplica o a partir deste menu principal A apre senta o da aplica o pode ser feita descrevendo os blo cos um a um ou ent o simulando a realiza o de uma experi ncia e an lise dos resultados Optou se pela se gunda possibilidade por oferecer uma maior facilidade de compreens o A quisi o da Tens o de entrada Visualiza o Filtragem Restaurar matriz Limpar vectores Reiniciar Tudo Leitura Grava o Acerca Sair Figura 4 2 Menu principal do programa KnitLab O
149. lus o final pode se dizer que existe uma acentuada semelhan a entre rota es evidenciada pela baixa variabilidade entre si Tamb m se pode referir que indepen dentemente de existir ou n o defeito este comportamento se mant m constituindo um dado extremamente importante para o desenvolvimento de um m todo autom tico para detec o de defeitos 67 Estudo da tens o de entrada do fio e sua aplica o em controlo da qualidade 5 3 3 Formas de onda dos defeitos At ao momento apenas se apresentaram as formas de onda correspondentes ao fun cionamento normal do tear Foi poss vel constatar que a amplitude de varia o da tens o de entrada bastante pequena fruto do fio que se utilizou Observou se ainda que o pr prio tear tem problemas que s o vis veis na forma de onda resultante da aquisi o da tens o de entrada do fio No entanto esta forma permanece estatisticamente id ntica permitindo a utiliza o do tear para a simula o de defeitos Seguidamente passar se decomposi o dos problemas nos dois grupos identificados os que t m origem na mat ria prima ou nos elementos tricotadores e no caso em que s o os restantes elementos que comp em o tear os respons veis por essa anormalidade na forma de onda resultante Antes de prosseguir com a apresenta o das respectivas formas de onda conveni ente relembrar os defeitos que foram considerados sem agulha cabe a da agulha partida sem lingueta sem platin
150. m nicos mais significativos Pot ncia Vrms Z eas RR ae net ons o ais oa f ow a oe 0200 0 186 0 179 0 192 0 171 0 094 0 093 0 077 0 109 0 065 Tabela 5 4 Harm nicos detectados para as situa es simuladas Do De Uma quest o interessante a possibilidade de identifica o de defeitos atrav s do es pectro de pot ncia As figuras seguintes e a Tabela 5 4 apresentam valores do espectro de pot ncia para alguns dos defeitos simulados ao longo do trabalho Estas figuras referem se ao fio de algod o penteado 240 dtex utilizado para produzir malha com grau de aperto 13 velocidade linear de 0 15 m s A Figura 5 24 ilustra o espectro de pot ncia da forma de onda que resulta da simula o da falta de uma agulha para o fio de algod o Conforme poss vel observar na amplia o de parte do espectro representado na 0 3 0 2 Pot ncia Virns 2 ata ai Po htserrce 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 Frequ ncia Hz Figura 5 24 Espectro de pot ncia para a rota o com falta de uma agulha Figura 5 24 aparecem mais tr s harm nicos s frequ ncias aproximadas de 1 1 5 e 2 Hertz para al m das j identificadas na rota o padr o A causa para o aparecimento dos referidos harm nicos estar naturalmente relacionada com a varia o brusca da tens o que faz diminuir o valor m dio da tens o levando depois algum tempo para recuperar o seu valor Os pequenos harm nicos
151. m esclarecer o conceito de defeito Este conceito n o muito f cil de definir devido diversidade de defeitos que existem Em malhas de trama jersey o defeito pode ser considerado como qualquer processo ou fen meno anormal que impede a forma o da la ada a modifica para outra forma ou ainda a per mite formar de uma forma deficiente resultando num aspecto diferente no artigo quando comparada com as la adas normais implicando a n o considera o desse artigo como estando conforme as especifica es pedidas e obrigando na pior das hip teses sua re jei o Os agentes causadores dos defeitos nos teares jersey s o v rios podendo ocorrer separados ou em simult neo Os defeitos em malhas jersey podem ter duas causas poss veis 5 6 7 j enunciados na sec o 1 1 Uma delas inerente mat ria prima o fio que se utiliza para produzir a ma lha A segunda causa est relacionada com os elementos que comp em o pr prio tear jersey e se encontram envolvidos no processo de tricotagem Considerando a primeira causa os defeitos produzidos barrados s o basicamente motivados pela natureza irre gular que os fios t m Estes defeitos s o particularmente vis veis em malhas muito aper tadas cujo comprimento de la ada muito pequeno 5 8 Antes de se prosseguir com uma breve apresenta o de alguns dos defeitos poss veis importante relembrar que os teares s o geralmente constitu dos por diversos alimentadores po
152. minhos de cames ascendentes fixas e uma came de batimento m vel cuja altura pode ser regulada por um sem fim As cames deste tear s o um pouco fora do normal j que o espa o entre cada came relativamente grande A zona de tricotagem envolve 5 agulhas e 6 platinas correspondendo a 11 con tactos A forma da came de batimento um misto de came linear e n o linear A parte n o linear est localizada no final do caminho descendente devido exactamente elevada 4 O n mero referido o ingl s em agulhas por polegada 18 Sistema de Medida velocidade de rota o que o tear atinge As cames de movimenta o das platinas s o de caminho simples Disp e de uma escova para impedir que as agulhas entrem na zona de tricotagem com fibras acumuladas e lingueta fechada e um dispositivo de fim de curso para detec o de linguetas fechadas que p ra o tear caso este seja accionado Came das platinas Figura 3 3 Formato das cames de agulhas e platinas do tear Tricolab A Figura 3 3 esquematiza o sistema de cames para as agulhas e platinas de reten o que o tear utilizado disp e O ngulo formado na came de batimento relativamente bai xo favorecendo a tricotagem a altas velocidades devido transposi o suave das cames anteriores at esta came Atrav s das letras A a F da Figura 3 3 identificam se as zonas envolvidas na tricotagem A partir de A as agulhas come am a subir devido came as cendente at posi
153. n ncia o que invalidaria qualquer estudo no dom nio dos tempos como por exemplo a determina o da posi o das agulhas no tear O segundo efeito relaciona se com a resposta temporal s solicita es r pidas medida que se aproxima da frequ ncia de resson ncia mais perto se en contra da zona de maiores oscila es no sistema pois o recurso a sistemas de segunda ordem tem como pre o uma oscila o decrescente com o decorrer do tempo O verda deiro valor ent o alterado por um factor dif cil de determinar Acresce ainda o facto de o sensor nessa zona n o ter recuperado da transi o brusca fazendo com que devolva o valor m dio e por consequ ncia perdendo se informa o valiosa sobre o sinal Ao n vel do dom nio dos tempos o sistema tem um comportamento um pouco mo desto com um sobre sinal significativo e demorando demasiado tempo a estabilizar ao contr rio do que dado a entender pelo seu fabricante Este sobre sinal n o influencia do pela placa de aquisi o A diminui o do sobre sinal poss vel mediante a aplica o de um efeito integrador por meio de condensadores tendo como pre o a diminui o da rapidez de resposta Assim n o aconselh vel utilizar velocidades muito elevadas do tear pois as solicita es das agulhas facilmente ultrapassam a capacidade de resposta do sistema limitando a velocidade do tear a 0 15 ms Ficaram ainda alguns par metros por conhecer como por exemplo a zo
154. na de insensi bilidade Apesar de n o se ter realizado todos os testes desejados os dados fomecidos pelo fabricante com os que se realizaram permitem caracterizar suficientemente bem o sistema de medida utilizado neste trabalho dando uma ideia bastante razo vel da autenti cidade dos resultados obtidos 35 4 Software de Leitura da Tens o 4 1 Ambiente de desenvolvimento O software de desenvolvimento utilizado para a concretiza o do trabalho o LabVIEW vers o 4 0 Seguidamente apresentam se as raz es para a sua escolha 28 29 Na sec o 3 1 4 foi referido qual o sistema de aquisi o escolhido para aquisi o dos si nais anal gicos trata se de uma placa de aquisi o de dados da National Instruments modelo Lab PC Antes de prosseguir com a exposi o das raz es que levaram escolha deste ambiente conveniente clarificar alguns pontos relacionados com a comunica o entre o software e o hardware A comunica o entre a placa de aquisi o e o programa desenvolvido para a recolha processamento an lise e apresenta o dos dados estabelecida por interm dio de um ficheiro composto por instru es que controlam a placa driver ou gestor de dispositivo situando se entre o hardware propriamente dito e a aplica o se for considerada uma organiza o hier rquica segundo a qual o programa ou aplica o se encontra no n vel mais alto Embora seja perfeitamente poss vel o desenvolvimento de um driver para
155. nd ncia a fornecer conclus es diferentes Tamb m nada poss vel referir quanto ve locidade pois apenas se realizou ensaios para uma determinada velocidade de rota o do cilindro Assim a varia o do grau de aperto poder eventualmente influenciar a detec o autom tica dos defeitos conforme os resultados demonstram No entanto n o muito clara essa influencia podendo muito bem ser ocasional Existe uma tend ncia para a altera o aumento dos valores para a medida SQD conforme o K aumenta mas tam b m n o h um crit rio que se possa estabelecer 5 7 2 Distin o de defeitos a partir da la ada Na impossibilidade de distin o entre defeitos que se observou na sec o anterior su gere se a adop o de uma abordagem diferente Tendo por base as caracter sticas da ten s o na altura em que sucede o defeito bem como a sua localiza o recorre se agora tentativa de identifica o do defeito numa la ada apenas por compara o com a la ada padr o apresentada na sec o 5 6 21 Ver anexo E tabelas E 23 E 24 E 25 e E 26 22 Ver anexo E tabela E 25 105 Estudo da tens o de entrada do fio e sua aplica o em controlo da qualidade 5 7 2 1 Aplica o de t cnicas de Clustering Devido s semelhan as registadas at ao momento dentro de determinado defeito e as diferen as entre defeitos e a la ada normal procura se saber se poss vel agrupar cor rectamente e segundo uma ferramenta aut
156. nde aos elementos tricota dores agulha 46 agulha 47 1 normal 2 defeituosa Tens o Entrada cN a 0 H H H 25 30 35 40 45 50 55 60 65 Agulha N mero Figura 5 8 Zona defeituosa correspondente a uma agulha sem cabe a Desta forma poss vel admitir que os dois defeitos apresentados tem comporta mentos id nticos ao n vel da inspec o da tens o de entrada o que seria de prever j que os seus efeitos ao n vel da malha s o id nticos isto a forma o de uma la ada flutuan te 5 3 3 3 Falta de uma platina Outra situa o de particular interesse a destrui o de uma platina Embora n o muito habitual por se tratar de um elemento com alguma robustez se for sujeito a esfor Zz 2 Ss 37 1 normal E ui 227 2 2 defeituosa 2 1 mu 0 0 0 5 1 1 5 2 Tempo s Figura 5 9 Forma de onda resultante da falta de uma platina cos elevados motivados por algum fen meno estranho poder eventualmente partir deixando de funcionar O efeito produzido na malha duas colunas mais pr ximas entre 72 Simula es e An lise de Resultados si com um comprimento de lacada menor O objectivo desta simula o saber se a for ma de onda que lhe corresponde ser similar s duas anteriores A Figura 5 9 apresenta a rota o defeituosa para este caso de falta de uma platina curva 2 e a rota o padr o correspondente a uma rota o sem problemas curva 1 Mais uma
157. ndicionamento de sinal e de amplifica o Esta situa o comum nos sensores de tens o o mesmo n o sucedendo com o sensor ptico como se justificar mais adiante A placa de aquisi o de dados est encarregue da digitaliza o dos sinais ana l gicos por ela recebidos por forma a se Figura 3 2 Aspecto do cilindro do teare do rem digitalizados e processados no com sensor de tens o putador Este processamento est a cargo de uma aplica o criada num ambiente de desenvolvimento especificamente orientado para aquisi o de dados Ao tear encontra se ainda ligado um variador de velocidade por forma a ser poss vel modificar a velocidade de rota o do tear De seguida faz se uma descri o um pouco mais detalhada de cada um dos m dulos do sistema 3 11 Tear circular de malha de trama Trata se de um tear de amostras Tricolab de cilindro apenas ou de topo aberto equi pado com agulhas de lingueta e platinas de reten o sendo o di metro do cilindro de 3 75 polegadas Permite a utiliza o de jogos entre 6 at 29 correspondente a 72 e 340 agulhas respectivamente que podem ser substitu dos por troca do cilindro e est equi pado com sistema de alimenta o negativo e positivo disp e ainda de sistema de tiragem A sua velocidade de rota o segundo o fabricante 14 de 200 rpm O jogo utilizado neste trabalho foi o 14 correspondente a 168 agulhas A zona de tricotagem caracterizada por dois ca
158. ntada na Figura 5 29 De facto considerando os dados fornecidos pela Tabela 5 5 observa se que a forma resultante se encontra um pouco deslocada para a direita sendo essa a raz o pela 13 Ver anexo E tabelas E 1 a E 3 94 Simula es e An lise de Resultados qual o tempo entre zeros tem um valor nulo Este resultado consequ ncia da falta de sincronismo com o tempo abordado mais adiante a desloca o propositada que se refe riu na sec o 5 6 1 e a pr pria aleatoriedade do processo de forma o da la ada levando a pequenas varia es de posi o e de amplitude A Figura 5 31 que se segue apresenta os gr ficos dos valores m dios para as 10 caracter sticas extra das da tens o na janela de 12 pontos Valor M dio a amp 8 Valor M dio s Normal Sem Cabe a Sem Lingueta N s Normal Sem Cabe Sem Linguet a Sem Agulha Sem Platina Lingueta Torta Sem Agulha Sem Platina ia Lingueta Torta DEFEITO DEFEITO a b Valor M dio CN Valor M dio s 0 000 BE ser err zeros Normal ca Sem Lingueta N s Normal Sem Cabe a Sem Platina Lingueta Torta Sem Agulha Sem Platina jem Cabe Sem Linguet Se ta Sem Agulha Lingueta Torta DEFEITO DEFEITO c d Figura 5 31 Gr ficos com os valores m dios referentes s caracter sticas de cada par metro extra do Como se observou e se confirma agora a situa o do defeito provocado sem agulha e da agulha com a cabe a parti
159. ntar explorar essa potencialidade Da an lise realizada poss vel identificar para os dois primeiros passos um conjunto de par metros com interesse O primeiro par metro identificado obviamente o defeito cuja diversidade grande conforme referido no cap tulo 2 Para al m da forma de onda correspondente produ o de malha sem defeito ser necess rio realizar ensaios de ma neira a obter formas de onda para determinados defeitos e se poder avaliar eventuais di feren as Os defeitos a simular dever o ser escolhidos de acordo com a sua import ncia em termos de frequ ncia com que sucedem preju zos que implicam e dificuldade em os simular e reproduzir O segundo passo envolve diversos par metros altamente relacionados entre si e que se passam a apresentar sem nenhuma ordem de import ncia em especial Um primeiro par metro a velocidade de rota o do tear Como se sabe o aumento da velocidade de rota o sem altera o de mais nenhum dispositivo associado ao funcionamento do tear 55 Estudo da tens o de entrada do fio e sua aplica o em controlo da qualidade d origem a um aumento m dio da tens o de entrada do fio Al m dessa altera o a ve locidade vai aumentar o n mero de choques das agulhas por segundo conduzindo a um maior desgaste dos elementos tricotadores de esperar que as varia es de tens o moti vadas pelo batimento e descarregamento da la ada aumentem pelo que importante sa ber a
160. ntes uma delas antes da posi o m xima de batimento com a tens o no fio a aumentar e a outra agulha j depois da posi o batimento altura em que a tens o no fio se encontra a diminuir Para que o equil brio de for as se estabele a em cada batimento de la ada quando se atinge a tens o m xima ser necess rio que a tens o aumente no lado em que mais baixa que neste caso na agulha ap s a posi o de batimento Isso equivale a puxar mais fio Por conse qu ncia ocorre um aumento de tens o por toda a came de desenganchamento Como resultado final ha uma transfer ncia de fio para a lacada onde se da o batimento sendo depois mais ou menos reposto pelo batimento da la ada seguinte e assim sucessivamente As diferen as no comprimento de la ada devem se varia o da tens o m xima e de 12 O Problema vido a esta que existe a diferen a entre o comprimento de la ada que efectivamente ob tido e o comprimento de la ada te rico cuja rela o se apresenta em anexo A utiliza o de sistemas de alimenta o positivos somente poss vel em teares com alimenta o continua de fio permite regular a tens o de entrada ao torn la indepen dente dos dispositivos que se situam antes da zona de tricotagem D esta forma evitam se as grandes varia es que se verificariam caso n o se usasse este sistema de alimenta o permitindo que a varia o da tens o de entrada e por consequ ncia do comprimento de la ad
161. o o caso de fios de fibras curtas e naturais o algod o O fio de algod o penteado tamb m constitui um dos tipos de fio estudados devido sua maior regularidade face ao processo cardado Existe uma pan plia de defeitos consider vel No entanto a realiza o de alguns deles envolve m todos que n o est o ao alcance do equipamento utilizado Em outros casos sucede que o defeito provocado n o detectado na pr pria malha Levando em conta as restri es acima referidas os defeitos considerados para a realiza o das experi ncias fo ram a falta de uma agulha a agulha sem cabe a sem uma platina sem lingueta e com a lingueta torta e a exist ncia de n s no fio Realizaram se dez ensaios por experi ncia no qual cada um deles constitu do por dez rota es Desta forma obt m se um n mero significativo de ensaios para a fase pos terior de compara o entre a forma de onda resultante de uma rota o com forma o normal de la adas e as situa es defeituosas No tear utilizado as agulhas tem apenas um tal o e n o h forma de seleccionar uma nica agulha como por exemplo atrav s de programa o do pr prio tear Como conse qu ncia n o h a possibilidade de provocar um defeito na altura em que se quer e s uma nica vez obrigando ao recurso da ocorr ncia do defeito em todas as rota es Este m todo pode em alguns casos provocar resultados enganadores pois o aparecimento de um defeito pode piorar prog
162. o quando se realizavam opera es de filtragem an lise espectral e se pre tendia guardar esses testes Assim optou se por realizar uma salvaguarda por partes que a seguir se descrevem muito sucintamente As informa es que se consideram fundamentais para utiliza o futura nomeada mente para experimentar novos testes s o aquelas que constam das configura es inici ais definidas antes de qualquer ensaio e a matriz de rota es da forma de onda que foi adquirida Tudo o resto pode ser realizado a partir desta matriz Assim parece evidente que o ficheiro que salvaguarde um ensaio realizado dever ter estas informa es Este ficheiro gravado com a extens o KBS sendo como se disse anteriormente um ficheiro ASCII Os dados relevantes da configura o geral englobam as seguintes informa es e Dados gerais do ensaio data hora autor t tulo do ensaio e coment rios adicionais e Dados resultantes do ensaio tempo m dio por rota o tempo entre agulhas tempo entre aquisi o velocidade do cilindro desvio padr o e coeficiente de varia o e Dados do tear n mero de agulhas sistema de alimenta o jogo nome di metro tipo e coment rios Dados do fio composi o massa linear unidade tipo de fia o parafinagem atrito e coment rios Dados da calibra o autor da calibra o natureza da calibra o equa o de regres s o e ficheiro origem e Dados da placa taxa de amostragem dimens o do
163. om tica os diferentes casos que se simularam mas tendo por base uma la ada apenas A ser verdade este constitui um passo impor tante para o desenvolvimento de um m todo de diferencia o de defeitos A ferramenta utilizada foi uma t cnica de agrupamento conhecida por an lise de dus ters Para o efeito extraiu se a la ada correspondente agulha n mero 46 de 20 das 100 rota es retiradas para cada situa o com e sem defeito Seguidamente procedeu se realiza o da experi ncia propriamente dita Como medida de proximidade seleccionou se a dist ncia quadr tica euclidiana e procedeu se standardiza o para que os par me tros cuja magnitude mais elevada n o influenciassem em demasia os resultados obtidos Finalmente como m todo de agrupamento seleccionou se o m todo de Ward 34 ROCK CA RAE OX OE OE Re ACR A INCA Lo iC LUSA ER Bo NB D PS ISA A OR A Agglomeration Schedule using Ward Method Clusters Combined Stage Cluster lst Appears Next Stage Cluster 1 Cluster 2 Coefficient Cluster 1 Cluster 2 Stage I 28 38 007375 0 0 9 2 23 25 015828 0 0 3 3 24 57 026512 0 0 3 4 21 50 037584 0 0 20 5 47 54 051917 0 0 6 6 26 47 076701 0 5 7 7 86 90 104093 0 0 25 8 39 40 132784 0 0 1 9 28 49 162781 i 0 27 10 3 51 194559 0 0 9 17 V2 26 207 827545 0 0 25 18 29 89 227 775513 11 04 20 19 2 31 250 435944 13 03 23 20 29 02 277 013245 18 08 23 21 3 305 397156 16 15 22 22 23 342 665161 21 0 2
164. omenda das 3 2 2 Caracter sticas est ticas As caracter sticas est ticas permitem definir mais alguns par metros importantes no meadamente a exactid o do sistema de medida e a sua precis o para al m de outras j apresentadas na sec o anterior 9 Ver anexo C em C 1 Generalidades 10 FS significa Full Scale e corresponde percentagem em rela o amplitude de medida do sistema 27 Estudo da tens o de entrada do fio e sua aplica o em controlo da qualidade Procedeu se realiza o de algumas experi ncias por forma a determinar a curva de calibra o do sistema de medida A calibra o propriamente dita foi realizada segundo as instru es do fabricante correspondendo aplica o de uma for a conhecida ao sensor e posterior ajuste Uma massa de 5 g suspensa num fio e puxada a uma velocidade apro ximadamente constante O galvan metro do sensor ajustado de maneira a registar o mesmo valor da massa Ap s este processo de calibra o realizaram se experi ncias com diversas massas se guido os mesmos passos definidos para a calibra o do aparelho mas sem realizar o ajuste Sa da crescente decrescente crescente decrescente crescente decrescente LO 44 44 441 441 44 44 40 4440 4508 495 4522 4508 4549 50 5437 5492 5410 5464 5464 5492 60 6311 6380 6380 6393 6352 6325 80 8156 8224 8142 8183 8210 8224
165. or todos os fins de semana que n o lhe dediquei para poder escrever esta disserta o e pela paci ncia que tem para me aturar minha filha Joana que apesar de mostrar grande voca o para a inform tica e dis putar comigo o uso do computador me deixou trabalhar sossegado sem nunca ter passa do da amea a de pressionar o reset A Deus pela fam lia qual tenho o privil gio de pertencer Resumo Nesta disserta o procurou estudar se a din mica da tens o de entrada do fio em tea res de malha de trama jersey e sua utiliza o no controlo de qualidade nomeadamente na detec o e identifica o de defeitos Um dos problemas mais graves na produ o de malha o aparecimento de defeitos que originam elevados preju zos ao n vel da produti vidade do tear e ao n vel do produto Embora exista j um elevado n mero de sistemas de detec o de defeitos bastante eficazes estes n o s o capazes de detectar todo o tipo de defeitos e n o fornecem informa es suplementares sobre o funcionamento do tear Estes sistemas baseiam se na detec o de defeitos a partir da an lise dos elementos tri cotadores e da malha produzida A preocupa o sobre o controlo da tens o de entrada expressa na bibliografia sugeriu a proposta da monitoriza o deste par metro como abordagem poss vel ao problema da detec o de defeitos Ap s a concep o desenvol vimento e implementa o de um sistema de medida destinado recolha de
166. orma preventiva atrav s de controlo do processo produtivo a fim de assegurar o fazer bem primeira vez com os benef cios que esta metodologia traz para a qualidade do produto e para a produtividade do processo Na tricotagem o fio e a malha s o elementos essenciais para o funcionamento do tear e dos sistemas perif ricos a ele associados Assim na aus ncia de fio que ocorre quando este quebra o tear deixa imediatamente de funcionar pelo disparo do detector de fio tendo como consequ ncia uma quebra na produtividade Os sistemas de alimenta o po sitiva com reserva de fio evitam o desenfiamento do tear quando a quebra do fio se veri fica entre o cone e a reserva de fio contribuindo para menores tempos de paragem Ape sar de se tratar do caso que sucede com maior frequ ncia a quebra de fio n o o nico respons vel pela diminui o do rendimento do tear Existem outros problemas que d o origem a defeitos os quais obrigam a paragens mais ou menos prolongadas do tear Com o objectivo de diminuir esses tempos mortos e evitar a inutiliza o de malha desenvolve ram se diversos dispositivos para detec o de defeitos como por exemplo o detector de falta de fio detector de buracos na malha detector de agulha sem tal o detector de agu lha com a lingueta fechada etc Infelizmente existem defeitos que s se revelam ap s o tingimento e que por essa raz o podem constituir preju zos avultados Nessa classe de grandes defe
167. oxima damente 2000 pontos cada rota o para uma frequ ncia de amostragem de 1 KHz A resolu o ao n vel da frequ ncia indica um incremento Af entre cada frequ ncia igual a F af 17 em que F a frequ ncia de amostragem e N o n mero de pontos utilizados O valor obtido de aproximadamente 0 05 Hz para uma amplitude de medida entre F F O Hz at 499 95 Hz 2 N O registo de sinais cont nuos atrav s da sua digitaliza o d origem a descontinuida des naturais sua amostragem 21 23 30 31 32 Mesmo tendo precau o ao n vel da uti liza o de filtros anti aliasing e respeitando o teorema de Nyquist essas descontinuidades s o inevit veis Embora possam ser pouco vis veis ao n vel do aspecto no dom nio dos tempos o mesmo n o se passa no dom nio das frequ ncias De facto a aplica o da transformada de Fourier para obten o do espectro de pot ncia faz com que estas des continuidades sejam observ veis pois corresponde convolu o entre o sinal e uma fun o rectangular fruto da digitaliza o Esta fun o rectangular tem no dom nio das fre qu ncias a forma da fun o seno cardinal que como se sabe cont m um harm nico principal e v rios harm nicos decrescentes 21 31 Esta fun o aplicada a cada harm ni co do sinal original d origem a uma dispers o da sua energia pelas frequ ncias vizinhas A n o utiliza o de uma janela no espectro de um sinal pode levar
168. oximidade ao grupo Em anexo encontra se integralmente reproduzida 24 Ver anexo E tabela E 28 107 Estudo da tens o de entrada do fio e sua aplica o em controlo da qualidade fon H fon H Cluster Membership of Cases using Ward Method Oo Ov OF A wN aAA A wN Number of Clus NNN N N NN AAAA es UNMBWUNHOW o o WM NNN N N NN AAAA NDNOPPWNFOO OTTO Oo JOSE wNH NNN wo oO J NNN wo o N oo CO Lan o t E o Ww o WwW o A o D DAIAIDUNBPWNHRPODOWOAWAANDUHPWNHE o ao o ao MAINA HBWNHE OO o fon o fon CMN OCH WW WwW WwW oo N o N io o N o N NNN NRO WO WO WO WO OO ug Tede cede ECO 8 WO WO WO WO OO UO BRO ho io A Ko A 23 24 25 26 27 N oo wo Oo nu wo Oo nu N io Ne N Ne N mWWWWW WW WW Ww COMDATAUBHPWNER CO oO O ova Do SO OS gt AO 00 Sw o SS UMBWUNHO SD o OOS DO GIO O O Sw o SS MB wWNHORr O Oa A h AB AB BWA ODOMDANHDUBWNHER o IS UM WUNH o IS UM wWUNH Ko Ko N N D aOwoA ABABRKR AA RR RAK SIS ISIS AS AS ES GA N a N aane a a a WWW Ww uu ee ADA AKAD DR a e a a a a E WNHNWWANWWAW AWWW WW Ww NNNNN MB WN FR NNNNN MB WN EF N Oo N fon PRPRRPRPRR BW WW WWW WWW WWW WWW WWW WW WWWNDND WwW WWD WWW WWW WWW WwW Ww PWRRPRFRRFWNHNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNFEFNNNFNNNNNNNNNDN LDH co N fas N WAWRFRFARFPAHPUOUHOKOHOOHTnnTnnnnnnnannrnanPknNnnFP PON A HOH
169. padr o resultante da tricotagem normal para fio de algod o PENBADOS nee ata ra da E OS Rea wee 84 Figura 5 22 Espectro de pot ncia para a rota o NOIMA sseessescssessseesseessesessecsseesseeesees 85 Figura 5 23 Rota o normal com anomalia acentuada NO tear 86 Figura 5 24 Espectro de pot ncia para a rota o com falta de uma agulha 87 Figura 5 25 Espectro de pot ncia para a rota o com a agulha sem cabe a 88 Figura 5 26 Espectro da pot ncia para a rota o com a agulha sem lingueta 88 Figura 5 27 Espectro de pot ncia para a rota o com NO NO fi0 sessessseessessseesseeeseeesees 89 Figura 5 28 Forma da tens o de entrada para uma la ada c ssssessseesesseesseesesseesseeseeesees 92 Figura 5 29 Correspond ncia entre a varia o da tens o e a posi o da agulha na zona de icotageM minn A E AA EE aA 92 Figura 5 30 Pontos caracter sticos da varia o da tens o de entrada na la ada 93 Figura 5 31 Gr ficos com os valores m dios referentes s caracter sticas de cada parametro AVL occa acces tan nara SaS A AESA ESAE aA Ea 95 Figura 5 32 Gr ficos de bigode para a medida SQD nas situa es simuladas 101 Figura 5 33 Cartas de controlo X e R em condi es normais de tricotagem para o fio OOS BR in a ened IO eee 113 Figura 5 34 Cartas de controlo X e R para situa o defeituosa agulha sem lingueta 113 Fi
170. para o conjunto de pontos obtido visualizando em si mult neo essa mesma recta e os pontos utilizados para a calcular Esta recta depois transferida para o programa principal como par metro quando se abandona esta janela op o Sair de maneira que os dados adquiridos representem correctamente o valor da tens o do fio juste da velocidade do tear A determina o da velocidade do tear assume uma import ncia vital neste trabalho De facto a an lise que se realiza mais adiante forma de onda obtida obriga a que se co nhe a com pormenor a velocidade de rota o do cilindro do tear O ajuste da velocidade processa se segundo uma abordagem de tentativa e erro em que se afina para uma velo 45 Estudo da tens o de entrada do fio e sua aplica o em controlo da qualidade cidade e com a ajuda da aplica o se procede a pequenas afina es para atingir a veloci dade pretendida A Figura 4 8 representa a janela que se abre quando se selecciona a op o A juste V elocidade Tal como em janelas anteriores a op o Configura permite definir os par metros da placa de aquisi o de dados A op o Velocidade permite adquirir um determinado n mero de rota es do tear por omiss o 10 Depois de adquiridas calcu lada a rota o m dia bem como o desvio padr o e o coeficiente de varia o Regra geral este coeficiente de varia o da ordem dos 0 5 Para se passar aquisi o propria mente dita selecciona se Sa
171. partir de uma transi o de n vel alto para baixo de um contador que pode ou n o ser interno ligou se entrada EXTCONV da placa o sinal proveniente do sensor ptico pois d se uma transi o do n vel alto para o baixo quando este passa pela marca colocada no cilin dro do tear desencadeando assim a aquisi o sincronizada da rota o A taxa de amos tragem programada por software e imp e o intervalo de tempo entre cada aquisi o do sinal a medir Finalmente o sinal proveniente do sensor que mede a tens o de entrada enviado para a placa a partir do canal dois e o sinal do sensor ptico para a contagem de rota es e sincroniza o do in cio de aquisi o pelo canal zero Para uma descri o mais pormenorizada prop e se o recurso ao manual de utiliza o da placa de aquisi o 17 O sistema de medida descrito at aqui pode ser denominado de sistema de instru menta o virtual 18 19 Estes sistemas s o compostos por computador unidades sob medi o a tens o de entrada e a velocidade do tear software e dispositivos de entrada e sa da como placas de aquisi o de dados Neste caso particular o sistema de instrumen ta o virtual est enquadrado na categoria de sistemas de medida e teste pois n o con trola nenhum processo A utiliza o de sistemas de instrumenta o virtual tem algumas vantagens pois permite aumentar a funcionalidade do sistema de medida no que concer ne aquisi o de dados an
172. pectral com o intuito de tentar identificar defeitos e detectar anomalias no funcionamento do tear O estudo da din mica da tricotagem levado a cabo recorrendo an lise das caracter sticas da tens o de entrada na forma o de uma la ada A partir destas caracter sticas procura se diferen ciar os defeitos simulados Aponta se para uma metodologia de an lise do desempenho do tear baseada na compara o entre a forma de onda encontrada por revolu o com uma forma de onda de refer ncia respeitante ao desempenho normal do tear A an lise dos resultados valida a relev ncia do sistema proposto discutindo se seguidamente a via bilidade da utiliza o de cartas de controlo na monitoriza o do processo de tricotagem Finalmente prop e se um sistema de monitoriza o baseado nos resultados obtidos nesta fase explorat ria O ltimo cap tulo apresenta as conclus es gerais do trabalho e discute as perspecti vas para o seu desenvolvimento futuro 2 O Problema 2 1 Caracteriza o do Problema Nesta sec o pretende se definir e descrever o problema que a disserta o se prop e abordar O recurso a exemplos permite esclarecer a sua import ncia justificando a neces sidade para a sua abordagem e ao mesmo tempo permite situar melhor o problema dentro da tecnologia dos teares de malha de trama tem tica que se encontra tratada numa pequena revis o em anexo O problema que esta disserta o ir abordar existe em todos o
173. pendentemente da natureza do fio Isto porque ao utilizar se um sistema de medida baseado na for a aplicada a uma barra fios mais irre gulares ir o decerto produzir formas de onda mais complexas Par metro fundamental na produ o de malha o comprimento de la ada Quando se procede encomenda de malha define se geralmente o comprimento de lacada ou grau de aperto da malha Tem todo o interesse observar os efeitos produzidos pela escolha de determinado comprimento de la ada na forma de onda da tens o de entrada pois pode ou n o afectar essa mesma forma e inclusivamente os defeitos Refira se ainda que o ajuste do comprimento de la ada afecta muitos dos par metros relacionados com o fun cionamento do tear e a produ o da malha como a posi o das cames o sistema de ali menta o o sistema de tiragem etc S o pois muitos os par metros que poder o influenciar a varia o da forma de ten s o de entrada e a levar em considera o Resumindo os apresentados tem se a veloci dade do fio o jogo do tear as cames os sistemas de alimenta o e tiragem a natureza do fio e o comprimento de la ada Ao todo s o nove os par metros a considerar separada mente ou em conjunto Importa nesta altura relembrar as caracter sticas do tear de modo a se saber em que medida se poder jogar com os par metros acima representados Os estudos realizados ao sistema de medida e para alguns dos par metros antes de se proceder experim
174. pontos adquiridos desenvolvida KnitlL ab De seguida passa se a uma breve descri o de cada um destes passos specto geral do programa Para se iniciar a execu o do programa desenvolvido basta dicar duas vezes no icone com o nome da aplica o KnitLab cuja Figura 4 3 representa KnitLab Escolha a Op o v Data 13 11 1997 Hora 12 56 42 Ensaio Estado Actual In cio do programa Dados Gerais da Aquisi o Tempo m dio por rota o O 0000E 0 Seg Tempo entre agulhas 0 0000E 0 Seg Tempo por aquisi o O 0000E 0 Seg Velocidade m dia do Tear 000 RPM Desvio Padr o 000 RPM Coeficiente de varia o 0 00 Weal aT MERE Figura 4 4 cran principal da aplica o KnitLab 40 Software de Leitura da Tens o O aspecto geral do programa encontra se ilustrado na Figura 4 4 Como dado a ob servar do lado superior esquerdo encontra se o menu onde est o todas as op es e co mandos disponibilizados pelo programa que ser o descritos nos par grafos seguintes Mais ao centro encontram se indicadores da data e da hora actual Um pouco mais di reita o nome do ensaio que se est a realizar Quando se corre o programa pela primeira vez esta descri o encontra se em branco A ocupar uma boa parte do ecra principal do programa est a parte de visualiza o isto a rea onde ser o visualizadas as formas de onda quando se d a aquisi o ou quando se faz a an lise ap s essa
175. previu a possibilidade de grava o destes resultados em ficheiro AS CII Devido s caracter sticas da opera o de transforma o da forma de onda do domi nio dos tempos para o dom nio das frequ ncias o espectro do sinal guardado num fi cheiro parte enquanto que os restantes podem ser guardados no mesmo ficheiro As sim o ficheiro do espectro tem a extens o KSP e cont m dados referentes ao sinal de maneira a identificar qual o ficheiro fonte utilizado para a realiza o da transformada e dados relativos opera o propriamente dita D esta forma os campos dividem se em e Dados do espectro tipo de espectro janela utilizada frequ ncia de amostragem uni dade base delta f pico de pot ncia e frequ ncia e Dados do ficheiro origem nome do ensaio nome do ficheiro origem e Vector com os dados do espectro No caso dos restantes testes o ficheiro tem a extens o KTB e re ne os resultados das seguintes opera es rota o m dia ltima filtragem do sinal Como dados adicionais cont m o ficheiro origem para estes resultados o n mero de rota es utilizado no c l culo da m dia e dados referentes filtragem tipo de filtro ordem frequ ncia de amos tragem frequ ncia superior e inferior de corte No caso de se pretender salvaguardar qualquer dos outros dados o processo de gra va o desencadeado atrav s da selec o da op o G rava o seguindo se uma janela que permite escolher qual o tipo de
176. prima o fio de fila mento cont nuo e quase sem tor o a espiralidade n o exista O mesmo n o sucede quando o fio constitu do por fibras curtas ou cortadas em que necess ria uma tor o para manter a uni o entre as fibras Como consequ ncia a malha resultante toma o aspecto de colunas inclinadas segundo um certo ngulo com a linha formada Estudo da tens o de entrada do fio e sua aplica o em controlo da qualidade pelas fileiras e que fun o do n mero de fileiras realizadas por revolu o do tear A atenua o do problema passa normalmente pelo tratamento de fixa o Resumindo observa se um conjunto apreci vel de defeitos que podem ser provoca dos pelo pr prio fio provenientes das suas caracter sticas de irregularidade A sua solu o passa normalmente pela preven o atrav s de organiza o mais cuidada dos fios a utilizar e pelos tratamentos ulteriores com vista a diminuir esses defeitos por vezes ine vit veis Considerando agora os defeitos provocados pelos elementos tricotadores poss vel enumerar quais os poss veis causadores de defeitos nas malhas jersey as agulhas as plati nas acess rios de apoio a estes elementos o sistema de alimenta o e o sistema de tira gem De facto e em particular no caso em estudo em que a selec o de agulhas indivi dual o desgaste natural dos elementos devido ao contacto e choque entre pe as como as agulhas e platinas com as respectivas cames
177. processo de aquisi o da tens o de entrada pode envolver quatro passos configu ra es gerais calibra o do sensor ajuste da velocidade do tear e a aquisi o propria mente dita Dos quatro passos acima mencionados todos excepto obviamente o ltimo s o opcionais Esta possibilidade deve se aos seguintes factos 39 Estudo da tens o de entrada do fio e sua aplica o em controlo da qualidade e A calibra o do sensor feita no in cio de uma sess o de ensaios e n o sempre que se realiza um ensaio eventualmente poder ser realizada uma calibra o excepcional caso se suspeite de altera es nas medidas como por exemplo uma sobrecarga de tens o no sensor e As configura es como se ver seguidamente compreendem diversos par metros dos quais alguns deles se mant m inalterados enquanto que outros poder o ser eventualmente modificados Regra geral s se procede altera o das configura es depois de se realizar uma experi ncia analisar e guardar os resultados e O ajuste da velocidade deve ser normalmente utilizado No entanto n o obrigat rio como passo interm dio O seu interesse prende se com a afina o precisa da velocidade do tear que n o poss vel atrav s da consola do variador de velocidade A experi n cia mostrou igualmente que a velocidade sofre ligeiras va Eiguia Ads cnoe ria es que influenciam no caso de se pretender a an lises sentativo da aplica o com base no n mero de
178. r restando a alternativa de realiza o de testes O segundo sensor fabricado pela Rotschild 15 est separado fisicamente em duas partes a cabe a de medida ou o transdutor e o sistema de condicionamento de sinal e visualiza o da tens o medida Estas duas partes es t o unidas atrav s de um cabo blindado Este sensor J segue o mesmo principio do anterior embora o transdutor seja de natureza diferente A cabe a de medida onde se encontra o transdutor consiste num amp cilindro no qual uma das bases tem a conexao ao sis tema de condicionamento de sinal e na outra base dois guia fios em safira e a barra cilindrica da mesma mat ria de medida que constitui o transdutor tal Figura 3 8 Vista de frente do i sensor da Rotschild como a Figura 3 8 representa Este sensor funciona segundo o princ pio do transdutor diferencial Um dos el ctrodos m vel a barra por onde passa o fio representada na figura pela circunfer ncia mais pequena Esta barra so fre pequenas varia es de deslocamento na ordem de 0 1 mm na sua excurs o m xima retomando a sua posi o inicial custa de uma mola qual se encontra unida A conver s o da for a feita para uma tens o de sa da proporcional for a mec nica medida A for a exercida na barra f la deslocar alterando a diferen a de potencial entre as placas que constituem o condensador O ngulo formado pelo fio ao passar pelos guia fios e a barra de medida de
179. r forma a permitir a forma o do m ximo de fileiras poss vel por cada revolu o Dentro do primeiro grupo de defeitos proposto a mat ria prima podem existir as seguintes causas 5 6 7 8 O Problema Irregularidade de massa zonas finas e zonas grossas estas tr s causas d o origem a defeitos nas malhas que s o particularmente vis veis em jersey observando se um aspecto irregular da malha no primeiro caso a aparente falta de la ada em certas zo nas ou aspecto fino no segundo e o aspecto grosseiro em certas zonas no terceiro caso A solu o passa normalmente pela utiliza o de limites mais r gidos quanto ir regularidade do fio Da mesma forma conveniente utilizar equipamento capaz de detectar estes problemas no fio na altura em que este est a ser bobinado Regra ge ral os depuradores s o capazes de detectar os pontos grossos sendo os pontos finos detectados por quebra do fio devido s altas tens es de bobinagem Fio dobrado surge quando parte do fio dobrado sobre si mesmo Por consequ n cia as la adas s o tricotadas com o dobro da espessura originando um engrossa mento na zona onde esse fio duplo ficou tricotado Este defeito tem origem num poss vel encaracolamento do fio na bobina e que aparece quando este est a termi nar Presen a de fio diferente A introdu o de um fio de caracter sticas diferentes no lote de fios utilizados para a produ o da malha tem por consequ ncia o aparecimento de d
180. ra al m de verificar a possibilidade de utiliza o deste m todo na detec o de defeitos penetrar um pouco no processo de detec o localiza o e identifica o autom tica dos defeitos que s o produzidos no tear de malha jersey por forma a indicar poss veis caminhos para a abordagem deste problema e em ltima an lise contribuir para a melhoria da produtividade dos teares circulares de malha jersey 119 Bibliografia 1 H Behr Aparatos auxiliares de actualidad para las m quinas circulares de punto Punto Tecnica y Moda 1992 Vol 10 4 p 218 222 2 H Behr Accessories for circular and flat knitting machines Knitting Technology 1996 Vol 18 4 p 184 189 3 J Bauer Positive yarn feed on knitting machines K nitting Technology 1996 Vol 18 4 p 190 193 4 S Vetter Alimentadores acumuladores y alimentadores positivos para maquinas de genero de punto ITB 1 79 p 29 38 5 M D de Araujo Manual das Malhas de Trama Vol 1 DGI 1988 6 M D de Ara jo Introdu o a Tecnologia das Malhas Braga U M 1983 7 M D de Ara jo Manual de Engenharia T xtil Vol 1 Lisboa Funda o Calouste Gulbenkian 1986 8 Les D faults des Tricots Centre D tude et de Recherche de la Maille ITF Maille Troy 9 K Kowalski Modelling of yarn friction against solid bodies Melliand 1991 3 p 171 10 J Knapton D Munden Textile Research Journal 1966 36 p 1081 11 D J Spencer Kn
181. rados o que implica tentativas sucessivas at obter os resultados pretendidos Para que fosse poss vel restaurar a matriz original foi inclu do no programa esta op o Quando se decide aplicar um filtro digital forma de onda automaticamente criada uma c pia da matriz original de maneira que se possa reaver a matriz sem aplica o de nenhuma opera o recorrendo quando necess rio op o Restaurar M atriz Reiniciar Tudo Permite inicializar todos os campos e vectores utilizados durante o processo de aquisi o e visualiza o das formas de onda Filtragem Como ferramenta adicional considerou se importante incluir a possibilidade de recor rer filtragem da forma de onda resultante da aquisi o a tens o de entrada do fio No presente caso utiliza se a filtragem digital uma vez que o sinal j se encontra digitalizado A filtragem pode ser utilizada para retirar certas frequ ncias do sinal original pondo em evid ncia outras caracter sticas que ficariam de certa forma escondidas poss vel reti rar apenas alguns harm nicos como por exemplo a componente cont nua do sinal ou os harm nicos respons veis pelas varia es mais r pidas etc Quando se selecciona a op o de Filtragem aparece uma janela como a Figura 4 10 representa e que permite projectar o filtro digital a utilizar No caso de se pretender aplicar o filtro digital ao sinal recorre se ao bot o Filtrar Vector 51 Estudo da tens o de
182. rajecto do fio at s agulhas Para se observar o seu efeito na tens o de entra da simulou se um n em intervalos regulares de maneira que apenas um n ocorresse por rota o do cilindro N o foi no entanto poss vel produzir o n exactamente no mesmo local justificando desta forma as diferen as observadas entre rota es com a pre 77 Estudo da tens o de entrada do fio e sua aplica o em controlo da qualidade sen a de um n no fio A forma resultante encontra se ilustrada na Figura 5 15 Esta fi gura tal como as anteriores apresenta a rota o referente exist ncia do n e a rota o resultante da tricotagem sem defeitos provocados Desta vez observa se uma diferen a na varia o maior que o habitual duma das formas de onda para a outra A raz o para tal diferen a que o defeito simulado n o ocorre sempre no mesmo local o que impede o c lculo de uma rota o m dia pois iria alterar significativamente o aspecto da forma de onda Assim analisa se uma rota o em particular escolhida ao acaso para se estabelecer compara es com a rota o padr o n no fio 2 defeituosa RW 1 normal Tens o Entrada cN 0 0 5 1 1 5 2 Tempo s Figura 5 15 Forma de onda resultante da presen a de um n no fio Pode se observar uma subida brusca da tens o que pode atingir e ultrapassar valores de tens o iguais ao dobro da tens o m dia de entrada Essa s bita varia o vai decres cendo
183. rceira sa da para dispositivos de alta velocidade como oscilosc pios ou pla cas de aquisi o de dados A frequ ncia natural do sensor de 180 Hz segundo o fabri cante A amplitude de medida do sensor est compreendida entre 0 e 10 cN O sensor que se seleccionou para a realiza o do trabalho foi o da Rotschild na me dida em que as suas respostas din micas s o muito superiores s do sensor da BTSR permitindo representar a varia o da tens o de entrada para cada agulha o que n o era poss vel com o segundo sensor Esta conclus o baseou se em ensaios realizados aos dois sensores nomeadamente a sua resposta ao degrau e resposta em frequ ncia Os resulta dos foram confirmados ao utilizar se os sensores para medida da tens o de entrada do fio 3 14 Sistema de aquisi o e processamento O sistema de aquisi o de dados baseado numa placa de aquisi o de dados da Na tional Instruments modelo LAB PC ligada a um computador PC cuja configura o se baseia num processador Pentium a 120 MHz com 16 MB de RAM e um disco duro de 1 GB A escolha de um sistema deste g nero justifica se na medida em que o desenvolvi mento de aplica es exige bons recursos de processamento A placa de aquisi o de da dos disp e de 8 canais de entrada de 12 bits permitindo uma taxa de amostragem m xi ma de 83300 amostras segundo considerada suficiente para este trabalho Disp e ainda de duas sa das anal gicas 24 linhas de entra
184. rece na malha um pequeno buraco vis vel a olho nu Na eventualidade de n o ser detectado rapidamente este defeito pode degenerar noutro defeito mais grave de nominado malha ca da e A malha cortada ocorre quando a la ada n o se forma por o fio se ter partido ou cortado devido ao movimento de tricotagem No entanto se o fio cortado fizer parte de uma fileira previamente formada o tear prosseguir com o funcionamento normal Tamb m este defeito pode degenerar em malha ca da As causas deste de O Problema feito s o semelhantes ao anterior podendo dever se ainda ao batimento exagerado da la ada a uma tens o excessiva do fio ou ainda a uma tiragem demasiado forte e A malha ca da ou fugida consiste numa sucess o de la adas rebentadas ou flutuantes ao longo de uma coluna sendo essencialmente uma consequ ncia dos casos anterio res Isto sucede porque a la ada da fileira anterior n o segura pelos p s da la ada da nova fileira fazendo com que se desfa a em cascata nessa coluna Como f cil de compreender este defeito pode propagar se rapidamente por toda a coluna condu zindo inutiliza o do artigo A detec o precoce do problema nomeadamente os seus percursores malha ca da ou cortada permite a sua preven o e O aparecimento da malha carregada devido a uma la ada acumulada involuntaria mente Por alguma raz o a la ada da fileira anterior n o ultrapassou a lingueta sendo alimentado novo fio e proce
185. responde frequ ncia natural do sistema observa se que frequ ncia natural se tem aproximadamente 70 do sinal de entrada conforme dado a observar na Figura 3 12 Esta figura apresenta o m dulo da fun o de transfer ncia correspondente ao sistema de segunda ordem do sensor Este resultado corresponde a uma raz o de amortecimento de C 0 707 ESNI 0 456 Magnitude Freq natural 0 30 60 90 120 150 180 210 240 270 Frequ ncia Hz Figura 3 2 Resposta em frequ ncia do sensor Este resultado tem como consequ ncia uma resposta sem efeito de resson ncia con forme se observa pela curva 1 representada na Figura 3 13 Esta figura encontra se com as frequ ncias representadas em rad s pois esta a unidade habitualmente utilizada para 31 Estudo da tens o de entrada do fio e sua aplica o em controlo da qualidade gr ficos de bode que pode ser traduzida para Hz atrav s da rela o 21f possi vel observar ainda que a atenua o do sistema de 40 dB d cada valor caracter stico dos sistemas de segunda ordem A realiza o de alguns ensaios permitiu estudar as caracter sticas do sensor e compar los com as descritas pelo fabricante A partir dos ensaios pr ticos poss vel determinar alguns par metros que permitir o caracterizar a sua resposta em frequ ncia Alguns dos par metros a determinar s o o valor do sobr
186. ressivamente a forma de onda obtida pelos efeitos das for as produzidas pela estrutura da malha pelo que todos eles foram cuidadosamente anali sados por forma a observar poss veis efeitos secund rios Outra medida tomada para evitar estes efeitos foi a retirada do sistema de tiragem j referido no par grafo anterior e no cap tulo 3 sec o 3 1 1 por este n o enrolar a malha de forma cont nua aumentando a tens o de tiragem ao fim de poucas rota es Para efeitos de simplicidade apenas se considera um defeito por rota o isto por exemplo no caso da falta de agulha apenas uma agulha n o existe e n o duas ou tr s A ideia conhecer a forma de onda resultante para um nico defeito pois provavelmente ser esta a ocorr ncia mais habitual O defeito provocado tem a sua posi o perfeitamente determinada em termos de po si o de agulha no cilindro Apenas no caso do aparecimento de n s no fio que n o se conhece exactamente a posi o por raz es bvias Tamb m conhecida a dist ncia en tre a marca que indica o in cio da rota o e a agulha que realmente est a ser medida no momento em que se inicia a aquisi o A agulha onde se provoca o defeito encontra se 59 Estudo da tens o de entrada do fio e sua aplica o em controlo da qualidade na 46 ranhura no cilindro relativamente ao local onde se encontra o sensor a medir a tens o de entrada Esta localiza o foi determinada da seguinte maneira
187. reu se unicamente utiliza o da fun o degrau Estas limita es de vem se principalmente inexist ncia de equipamento espec fico para a simula o das fun es de entrada mais adequadas a um sensor desta natureza que mede for as A si mula o da aplica o de uma fun o degrau foi realizada recorrendo a uma massa sus pensa num fio ficando assim o sensor sujeito a uma for a neste caso de 5 cN Ao cortar o fio a for a deixa de estar aplicada criando um sinal de entrada semelhante a um de grau Conv m notar que a forma de onda obtida a inversa do habitual pois a fun o degrau pressup e que o sistema se encontra em repouso sendo subitamente sujeito a uma transi o para um determinado valor Para 1 2 o evitar flutua es devido 14 f V Ne ne tt a at a sua passagem pelo sensor o fio cortado o Sa da na mais perto poss vel da 0 24 barra de medida Ap s a gut obten o da resposta o 2 SE o gs 008 sinal resultante sujeito i empo s a duas opera es de c l culo por forma a que fique representado se gundo a forma habitual isto entre zero e cem por cento em primeiro lugar o sinal so fre uma divis o pela for a aplicada de maneira a variar entre zero e um seguidamente uma invers o para que a sua forma varie entre o repouso e o estado final semelhante fun o degrau Procedeu se a diversas experi ncias das quais a Figura 3 11 representa duas delas
188. riza o do sistema de medida D efinem se as limita es do sistema e as suas potencialidades O estudo das respostas ao degrau e em frequ ncia permite conhecer em pormenor a forma como o sistema de me dida responde s solicita es Estabelecem se as condi es de trabalho deste sistema de medida e finalmente procede se a uma an lise cr tica do sistema desenvolvido O cap tulo quatro refere se s ferramentas utilizadas ao n vel l gico Faz se uma breve apresenta o e justifica o do ambiente de desenvolvimento adoptado para a implemen ta o da aplica o Segue se uma apresenta o sob a forma de uma visita guiada aplica o que foi desenvolvida com o intuito de registar a forma de onda e sua manipula o para posterior an lise D escreve se ainda de uma forma sucinta o funcionamento das op es dispon veis nessa mesma aplica o Estudo da tens o de entrada do fio e sua aplica o em controlo da qualidade O planeamento das experi ncias e a sua execu o s o apresentados no cap tulo cinco Identificam se os par metros nas diversas experi ncias e definem se quais os defeitos a simular A an lise forma de onda da tens o de entrada realizada neste cap tulo Numa primeira fase realiza se uma an lise no dom nio dos tempos para a forma de onda obtida em condi es normais de tricotagem para em seguida se comparar com as formas resul tantes da simula o de defeitos Procede se ent o a uma an lise es
189. rto permitiu concluir que este comportamento tem varia es Cada situa o apresenta evolu es um pouco diferentes No caso da rota o padr o poss vel obser var que a variabilidade aumenta com o crescimento de K embora pare a manter o valor m dio O teste ANOVA aplicado hip tese de os SQD serem iguais revela no entanto o contr rio O caso da exist ncia de n s o nico que tem tend ncia para permanecer constante o que ali s confirmado pelo teste ANOVA Quando o defeito tem origem na falta de agulha ou cabe a partida a tend ncia para o valor m dio de SQD diminuir com o K e a sua vari ncia aumentar No caso sem agulha os SQD s o iguais para os va lores de K igual a 15 e 17 na agulha sem cabe a s o iguais para 13 e 15 Sem platina apresenta diferen as entre uns e outros Lingueta torta e sem lingueta t m tend ncia para aumentar o valor m dio com o K e manter a variabilidade embora falte informa o no caso do K igual a 17 De uma forma geral n o poss vel estabelecer um comportamento padr o pois a diversidade de resultados grande Como conclus o an lise realizada poss vel dizer que nas condi es de trabalho deste tear a medida SQD permite distinguir entre a rota o normal e as rota es defeitu osas No entanto n o poss vel afirmar que se pode diferenciar os defeitos a partir desta medida devido aos resultados obtidos pois variando o grau de aperto os resultados t m te
190. s como o caso da rota o normal e das rota es defeituosas sem platina e sem lingueta Nesta situa o a medida 15 Ver anexo E tabelas E 4 a E 10 99 Estudo da tens o de entrada do fio e sua aplica o em controlo da qualidade SQ 4 permitiu destacar estes casos embora se mantenha o problema de distin o entre as duas situa es defeituosas Em termos m dios esta medida a mais aconselhada por destacar melhor as diferen as Infelizmente observou se caso a caso que certas situa es que se enquadravam correctamente em determinada situa o deixaram de se enquadrar conduzindo a diagn sticos errados caso se utilizasse esta medida Por esta raz o e apesar de apresentar melhores resultados a medida SQ 4 dever ser preterida em detrimento da medida SQ D Outra desvantagem da medida SQ4 a maior complexidade de c lculo que envolve A medida SQA n o parece melhor que SQD j que os resultados s o basica mente os mesmos n o real a as verdadeiras diferen as n o distingue o que aleat rio do que causal revelando inclusivamente uma certa confus o entre estes dois casos e al m deste facto acresce uma grande dispers o Assim parece que a medida mais ade quada neste momento ser a SQD A partir dos resultados obtidos o estudo que se segue envolve apenas a medida que se achou como melhor solu o O objectivo fundamental determinar se poss vel inferir estatisticamente a diferen a entre os res
191. s conforme se pode observar pela Tabela 5 8 o teste de homogeneidade rejeita a hip tese de vari ncias iguais entre os casos simulados excepto para K igual a 17 Como consequ ncia o teste que permite detectar semelhan as entre as m dias resultantes de cada situa o simulada deve levar em conta 17 Ver anexo E tabelas E 13 e E 18 Existe outro teste mais rigoroso que o teste de Kolmogorov Smirnov corrigido Os seus resultados tabelas E 11 E 16 e E 21 forneceram resultados mais ou menos semelhantes O recurso a uma transforma o de vari vel com raiz quadrada e logaritmos na base dez per mite que todos os casos tenham um comportamento segundo uma distribui o normal 18 Ver anexo E tabelas E 14 e E 19 102 Simula es e An lise de Resultados este resultado Assim opta se por utilizar o teste de Tamhane T2 que se baseia numa compara o entre pares de vari veis segundo a distribui o t Student 33 34 apesar de K igual a 17 permitir outro tipo de teste No entanto conv m referir que dois tipos de de feitos n o foram considerados para este grau de aperto o que pode influenciar o teste de homogeneidade de vari ncias Test of Homogeneity of Variances Levene Statistic df1 df2 Sig SQD13 19 794 6 468 000 Tabela 5 9 Teste de homogeneidade de vari ncias para a medi da SQD segundo as situa es simuladas Os resultados do teste ANOVA encontram se na Tabela 5 10 A probabilidade inferi or a 0
192. s o para cada la ada formada Tal como em 5 3 3 1 o valor m dio e o fio a mais s o recupe rados ao fim de algumas la adas A Figura 5 8 permite confirmar o referido at este mo mento ou seja a semelhan a para com o defeito de falta de agulha Observa se que o defeito detectado na altura em que sucede permitindo identificar o local e a partir da o dispositivo respons vel pelo aparecimento de tal anomalia A que bra de tens o d se logo ap s a 45 agulha e continua a cair at menos de 1 5 cN Nesta altura j a 472 agulha se encontra a puxar fio alimentando se exclusivamente de fio exce dent rio O bservam se ainda duas ligeiras tend ncias para contrariar a descida abrupta Julga se que isto sucede quando o fio toca na platina devido ao movimento natural de tricotagem Mais adiante sucede o mesmo fen meno que se explica novamente por o fio voltar a tocar numa platina Neste caso o respons vel ser a agulha 47 que ao puxar o fio faz com que este se fixe na platina que se segue a esta agulha mas tamb m platina que lhe antecede e qual o fio nem sequer ainda havia tocado A partir da 472 agulha o processo de tricotagem normal diferindo apenas no valor m dio da tens o que mais 71 Estudo da tens o de entrada do fio e sua aplica o em controlo da qualidade baixo exactamente devido ao excesso de fio n o obrigando a retirar fio de la adas j existentes e por consequ ncia a n o exigir um esfor o t o gra
193. s o de entrada e diminui o da mesma medida que a agulha passa da zona de batimento para a de descarregamento A Figura 5 2 apresenta aproximada mente estas formas embora com varia es na amplitude entre la adas formadas sucessi vamente que poder o ou n o ser aleat rias sendo alvo de estudo mais adiante A forma de onda resultante da aquisi o da tens o de entrada pode ser analisada em termos de produ o como certos par metros o s o nomeadamente atrav s do controlo dos seus limites de varia o Esse controlo pode ser levado a cabo por cartas de controlo Mais adiante ser discutida a aplica o das cartas de controlo tens o de entrada do fio 63 Estudo da tens o de entrada do fio e sua aplica o em controlo da qualidade Em princ pio a rota o obtida em condi es normais de tricotagem deveria seguir uma linha correspondente ao valor m dio da tens o de entrada o que n o sucede sur gindo zonas com oscila es acentuadas relativamente a esse mesmo valor m dio da ten s o de entrada As causas que conduziram a esta diferen a de aspecto relativamente ao considerado em termos te ricos poder o ser problemas no fio e ou problemas no pr prio tear A Figura 5 3 ilustra exactamente a exist ncia de anomalias cuja causa ainda se desconhece Esta figura apresenta cinco amostras de dez rota es em condi es normais de trico Figura 5 3 Anomalias no tear reflectidas na tens o de entrada
194. s cuidada 74 Simula es e An lise de Resultados Figura 5 12 permite apontar para um valor da quebra de tens o de entrada para cerca de 2 cN A agulha n mero 45 sofre um pequeno aumento de tens o provavelmente devido acumula o de fio na agulha que lhe segue e que a defeituosa No entanto n o h qualquer informa o que permita validar esta suposi o _ 25 1 normal Z 2 q 24 2 defeituosa 1 5 o D 14 c U 0 5 0 T T T T T T T 25 30 35 40 45 50 55 60 65 Agulha N mero Figura 5 12 Zona defeituosa correspondente a uma agulha sem lingueta Segue se ent o uma quebra da tens o e da sua forma tipica at se come ar a regulari zar na agulha 47 O valor m dio que entretanto baixou rapidamente recuperado o que se verifica para a agulha n mero 48 Do processo de forma o da la ada apenas o bati mento e descarregamento n o executado Assim a nica raz o que parece justificar esta descida de tens o a falta de batimento isto da passagem da la ada nova pela la ada velha j que o fio puxado em princ pio na mesma quantidade Ao que parece quando a la ada nova passa pela velha origina uma eleva o da tens o de entrada contribuindo para a forma de crescimento descida da tens o de entrada do fio Ao n o se concretizar esta opera o de batimento o fio n o toca na la ada velha e as for as de atrito entre fio n o existem tendo como consequ ncia a re
195. s dom nios da produ o industrial seja ela t xtil cal ado autom vel electr nica ou outras o controlo de quali dade de um artigo que produzido No caso concreto a que o trabalho se refere a in d stria t xtil e em particular produ o de malha jersey o produto final devido sua regularidade de forma dever ter caracter sticas ptimas de qualidade as quais s o apre ciadas atrav s do seu aspecto visual Esta regularidade por vezes dif cil de conseguir devido quantidade de factores que a podem afectar Concretizando objectivamente o problema pretende se abordar o controlo de qualidade nos teares circulares de malha de trama especificamente na rea da detec o e identifica o de defeitos ocorridos durante a produ o da malha jersey Este problema est directamente relacionado com a qualida de da malha e a produtividade do tear pontos j referidos no cap tulo inicial Para um tear circular com determinado n mero de alimentadores e uma determinada velocidade de rota o a produtividade ser t o mais elevada quanto menor for o n mero de paragens bem como o tempo envolvido na repara o do problema detectado De facto uma paragem for ada pode resultar numa inactividade do tear desde alguns minu tos at algumas horas consoante o tipo de problema As paragens s o devidas a diversos factores desde a quebra do fio talvez a mais frequente mas tamb m a mais r pida de re parar at problemas dete
196. s resultados e aplicando a m dia aritm tica Como resultado a rela o entre a en trada F expressa em cN e a sa da U expressa em V foi a seguinte F 0 840 1 479 U 3 O bservou se que as rela es obtidas para cada ensaio s o extremamente pr ximas a julgar pelo desvio padr o e coeficiente de varia o obtidos O coeficiente de determina o muito pr ximo de 1 pelo que esta rela o parece ser adequada Em termos gerais pode se afirmar que o sistema de medida tem uma exactid o que n o das melhores com um erro elevado para as tens es mais baixas mas uma precis o elevada o que garante uma certa seguran a quanto const ncia de resultados Foi possi vel observar que n o h grande diferen a entre a aplica o de for as no sentido crescente como decrescente pois a histerese bastante baixa o que significa resultados fi veis a N o _ Erro N 1 A H 29 Estudo da tens o de entrada do fio e sua aplica o em controlo da qualidade quando a tens o varia de valores crescentes para decrescentes Embora a exactid o assu ma grande import ncia num sistema de medida uma boa precis o garante melhores con di es de trabalho na medida em que proporciona para uma mesma tens o resultados muito semelhantes 25 3 2 3 Caracter sticas din micas Devido s limita es existentes em termos de ensaios para a determina o da resposta transit ria recor
197. se ter sete tipos de la adas repre sentadas no conjunto de dados utilizados para esta experi ncia sabe se que dois deles s o id nticos tendo ainda a suspeita de um grupo nico formado pela la ada normal e pela la ada sem platina pelo facto de a platina retirada se encontrar entre a agulha 46 alvo da an lise realizada nesta sec o e a agulha 47 Na eventualidade de o n mero de grupos ser quatro ou menos ent o a solu o encontra se um pouco afastada do resultado que se considera como sendo correcto Mesmo que o n mero de grupos seja o correcto e esperado importante verificar que elementos constituem cada grupo Dessa verifica o que se poder dizer se esta ferra menta classifica correctamente os casos e se estes s o realmente homog neos dentro de cada grupo Um resultado desta natureza significar igualmente que atrav s de um pro cesso de avalia o semelhante as possibilidades de errar a sua identifica o seriam redu zidas Este m todo de identifica o poderia ser levado a cabo mediante a utiliza o da ou das equa es discriminantes Conv m notar ainda que a an lise pode ser feita com base no conhecimento pr vio do n mero de grupos J se sabe de antem o que existem seis grupos diferentes que podem muito bem ser cinco Falta agora verificar se o algoritmo classificou correctamente os casos A tabela que se segue permite saber a que grupos cada caso foi atribu do pois como se disse depende da sua pr
198. ss o 64 Simula es e An lise de Resultados Assim a observa o da forma de onda da tens o de entrada no dom nio dos tempos permite identificar dois tipos de problemas e Problemas cujos respons veis s o a zona de tricotagem elementos tricotadores e a mat ria prima e Problemas cujos respons veis s o os mecanismos extemos zona de tricotagem po dendo ou n o ter influ ncia directa sobre a mat ria prima como guia fios o cilindro onde se situam as agulhas o sistema de alimenta o e respectivos sistemas de trans miss o de velocidade O primeiro caso constitui o objectivo b sico da disserta o e respons vel pelo apa recimento de defeitos directamente vis veis na malha dando origem a defeitos de quali dade e obrigando paragem do tear para a sua repara o e inutiliza o da malha produ zida ou pelo menos uma parte dela O segundo caso parece n o ter efeitos directamente vis veis na malha uma vez que os problemas determinados s o aparentemente resolvidos com a relaxa o da malha No entanto s o anomalias que se poder o agravar com o tempo podendo inclusivamente dar origem a defeitos mais ou menos graves Estes pro blemas caracterizam se por n o impedir o funcionamento do tear embora este n o se encontre a funcionar nas melhores condi es 5 3 2 Caracter sticas gerais das formas de onda Exceptuando a situa o da simula o do defeito com origem no pr prio fio isto a exist ncia
199. ssada a la ada normal ficando com uma lacada carrega da As causas poss veis para este problema s o uma ascens o ou um batimento de feituoso fraca tens o de tiragem ou ainda a presen a de uma agulha defeituosa e Nos teares onde o sistema de alimenta o positivo cada guia fios tem o seu con junto alimentador com a sua pr pria afina o a qual caso n o esteja bem regulada para determinado comprimento de la ada resulta num excesso ou falta de fio Como consequ ncia surge um defeito conhecido por barrado de irregularidade do compri mento de fio absorvido A sua solu o passa pela afina o do sistema que n o est a funcionar correctamente e Um dos problemas mais importantes a agulha defeituosa Para al m dos defeitos j apresentados a agulha pode produzir defeitos de riscos ao longo da coluna por ela formada O aspecto que pode tomar a exist ncia de la adas carregadas e malhas maiores ou mais pequenas e Quando se utiliza fios de filamento cont nuo se os elementos do tear por onde passa o fio n o estiverem bem polidos e apresentarem asperezas podem provocar o re bentamento de filamentos o que d origem a excessos de espessura formando n s na malha e chegando mesmo a rebentar o fio Outros defeitos h provocados pelos elementos tricotadores A solu o passa pela detec o precoce do defeito e a sua repara o por forma a evitar a sua propaga o ou degenera o em defeitos mais graves Os defeitos
200. ste n o ser considerado grave as cartas de controlo apresentadas pelo sistema de di agn stico permitem que o malheiro inspeccione o funcionamento geral do tear e avalie quanto situa o de o processo estar sob controlo estat stico ou n o Na eventualidade de existir alguma anomalia que n o detect vel atrav s da medida de desempenho mas 114 Simula es e An lise de Resultados registada na carta de controlo o malheiro poder parar o tear e proceder sua investiga o recorrendo a ferramentas como por exemplo a an lise no dom nio dos tempos da tens o de entrada do fio ou ainda recorrendo an lise espectral por forma a identificar o problema Tear em funcionamento Leitura da tens o de entrada Acciona tear Determina o da medida de desempenho SDQ Sim Existe defeito P rotear Identifica o defeito e indica posi o N o Extrai amostras e apresenta carta de controlo Forma anormal n o detect vel Inspec o visual da forma de onda da tens o de entrada e an lise espectral Paragem do tear Identifica o da anomalia Figura 5 35 O rganigrama de um sistema de diagn stico de defeitos O m todo de identifica o do defeito aparenta ser o mais problem tico pois n o pa rece haver d vidas que a medida de desempenho sugerida SQD ser suficiente para a identifica o entre o funcionamento sem defeitos e com defeitos bem como para a identifica o de alguns de
201. stema de aquisi o e processamento c ssssseesssesssssssssssecssscssesssesesseesseessees 24 3 1 5 Hardware ACI CIO NA sense pa 25 3 2 Caracter sticas do sistema de Medida ccssssesssecsssecssseessscssseesssscsssessuessuesssneessnees 27 3 2 1 Caracter sticas de funcionamento ars iipanisa iara ara 27 3 2 2 Caracteristicas ESLALICAS a asseesaniniass adaga E eda weiee de 27 3 2 3 Caracter sticas din micas aan 30 32A a CONCISO CS ntin a aa eters 34 4 Software de Leitura da Tens o esesesesesessssesesesescsessosesesesesessososesesesesessssosese 37 4 1 Ambiente de desenvolvimento c ccccssessesssssesessessessesesscsessessssscsscsessessseneescseeseeseeneess 37 4 2 Software de leitura da tens o asas tpatsustteacesstbloushnateabentash tivattealansiSenso reads 38 5 Simula es e An lise de Resultados scscsscsssessessesssscecessesscsscsecenceeeees 55 5 1 Realiza o dos ensaios condi es pr vias ssssssssssssssseeeettteereressessssssssssssseerrrrerere 58 5 2 Processo de realiza o dos ensaios c ccecsesseeseesessessesseeseessessessesseesecseesseseesseeseeseeseeseees 60 5 3 Forma de onda temporal da tens o de entrada do fio 61 53t Trcotagem nomali raiar saa ceiowast AA 61 5 3 2 Caracter sticas gerais das formas de onda 65 5 3 3 Formas de onda dos Teles saga funlsamora Porn 68 5 3 3 1 Falta de uma agulhas ain 68 5 3 3 2 Agulha sem cabe a PRP RO RR RO ER RI RS intnenennntuas 71 5
202. stir esta metodologia no entanto desencorajada na medida em que a aplica o de uma opera o desta natureza tem efeitos de atrasos no tempo sendo apenas poss vel a sua localiza o numa determinada regi o o que diminui a exactid o Tamb m se pode discutir a substitui o por multiplica es em detrimento das somas A sua n o utiliza o relaciona se em primeiro lugar com a simplicidade da opera o com somas em termos de tempo de computa o e em segundo lugar com o facto de diferen as pr ximas de zero implicarem produtos quase nulos o que faria com que a medida n o tivesse utilidade para distinguir defeitos Existe ainda uma ltima hip tese de medida que a de refor ar as diferen as n o atrav s do seu quadrado mas atrav s da quarta pot ncia Esta medida tem a vantagem de em principio permitir distanciar mais entre si o resultado da compara o de rota es 98 Simula es e An lise de Resultados anormais com a rota o padr o nomeadamente distinguir defeitos Esta medida foi bap tizada com o nome SQ4 soma da quarta pot nda das diferen as e exprime se segundo s04 Y y x 21 N o poss vel recorrer a express es de expoente mpar devido ao seu efeito de can celamento tal como acontece no caso da medida SD S A Tabela 5 6 fomece uma compara o de resultados provenientes da aplica o das medidas mencionadas nos par grafos anteriores para um fio poliester filamento cont nuo e mass
203. t que ponto a varia o da velocidade influencia a forma de onda da tens o de en trada do fio Um segundo par metro a considerar o jogo do tear Tal como acontece para a velo cidade de rota o a altera o do jogo pode implicar mudan as na forma de onda Como sabido o jogo reflecte o n mero de agulhas por unidade de comprimento normal mente expresso em cent metros ou polegadas A utiliza o de um jogo mais fino com maior n mero de agulhas por cm polegada tem como resultado o aumento do n mero de solicita es de fio por segundo Outro efeito ser o aumento da tens o m xima de tricotagem uma vez que h um maior n mero de contactos na zona de tricotagem im plicando um aumento no n mero de choques para a mesma velocidade 5 6 Um terceiro par metro a came de batimento A altera o do seu ngulo e a sua posi o em altura permite aumentar ou diminuir a tens o m xima e provavelmente a tens o de entrada do fio Influ ncia significativa no comportamento da tens o de entrada tem sem d vida o sistema de alimenta o D e facto o recurso a sistemas de alimenta o positivos confere uma maior regularidade tens o de entrada para al m de permitir o controlo mais eficaz do comprimento de la ada 3 5 6 O mesmo j n o se passa com os sistemas de alimen ta o negativos nem com armazenadores de fio D esta forma a altera o do sistema de alimenta o faz igualmente parte das condi es de trab
204. tada O defeito produzido extremamente grave pois o fio acumula se na agulha impedindo que este possa ser retirado Acresce ainda os efeitos nefastos produzidos nos elementos tricotadores nomeadamente nos tal es das agulhas e das platinas pois a tend ncia do fio acumulado o de puxar a agulha mais para cima provocando mais choques por sua vez as platinas t m cada vez mais dificuldade em manter se na posi o mais avan ada e se movimentarem devido grande quantidade de fio o que provoca maior n mero de choques na sua came Este defeito s foi perfei tamente vis vel na tens o de entrada ao fim de algumas rota es entre 6 e 8 rota es su cessivas No entanto este fen meno pode suceder apenas neste tear devido s anomalias inerentes ao seu funcionamento E q 1 normal a pp SA A 2 defeituosa Tens o Entrada cN 0 H H H 0 0 5 1 1 5 2 Tempo s Figura 5 11 Forma de onda resultante de uma agulha sem a lingueta A Figura 5 11 permite comparar uma rota o defeituosa 2 resultante do defeito em estudo agulha sem lingueta com a rota o padr o 1 para o fio poliester 240 dtex com grau de aperto 13 e velocidade 0 15 m s Como se pode ver poucas diferen as existem entre a rota o padr o e a rota o de feituosa O bserva se uma pequena quebra do valor m dio da tens o algo semelhante ao observado nos defeitos referidos nas sec es anteriores Uma inspec o mai
205. tal Como dado a ob servar a diferen a entre as experi ncias com aplica o de for as no sentido crescente e no sentido decrescente muito pequena A histerese medida cerca de 0 41 revelando que a zona de insensibilidade quase inexistente Tamb m poss vel verificar que esta recta n o se inicia na origem como seria desej vel tendo um desvio de aproximadamente 4 A Figura 3 10 representa o erro m dio A obtido para a entrada expresso em per Tsentidocresconto centagem Este calculado atrav s da dife f N ren a entre o valor medido e o valor real Aa acabando por representar a exactid o do sistema Constata se que o sistema de me dida tem os valores mais elevados do erro 6 para as entradas mais baixas correspon o g0 nies as a dos dentes a forcas aplicadas de menor magni tude A medida que a for a aplicada au Figura 3 10 Curva do erro em fun o da RS entrada menta o erro diminui de uma forma pro gressiva No entanto h a comentar que este sistema tem erros associados s medidas que s o um pouco elevados pois podem corresponder a erros absolutos de 0 30 cN no m ximo As diferen as entre as excurs es ascendentes e descendentes s o mais not rias na representa o dos erros do que na curva de calibra o A linearidade do sistema foi calculada recorrendo obten o da recta de regress o Para isso procedeu se ao c lculo da recta para cada um dos ensaios comparando de se guida o
206. tamento geral da tens o de entrada n o parece muito aconselh vel ao n vel do controlo do processo na medida em que representa uma dificuldade adicional para o sistema de computa o em termos de esfor o de c lculos o que pode reduzir drasticamente a performance do computador e inclusivamente impedir o controlo em tempo real para as velocidades uti lizadas na produ o industrial de malha necess rio a utiliza o de uma vari vel que represente a informa o do processo de produ o da malha durante uma rota o e que permita sua representa o de uma forma mais r pida e sistem tica Tal como referido por Juran 35 a aplica o da carta de controlo passa pela recolha peri dica de amostras para as quais calculada a sua m dia e amplitude Ao fim de um n mero suficiente de amostras recolhidas calculam se os limites de controlo e representa se nas cartas de con trolo X e R por exemplo observando se o comportamento e evolu o das m dias de cada conjunto de amostras A medida que mais se adequa no presente estudo s caracte risticas da carta de controlo a que resume o processo de tricotagem ou SQD Assim considerando que o tear se encontra em controlo isto o processo de produ o da ma lha se encontra em controlo a medida SQD dever ter um valor desejado de aproxima damente 9 para o caso do fio poliester e para K igual a 13 Esta ser a especifica o para o processo Retirando periodicamente a medida
207. te o ltimo grupo 5 peca por escassez pois muito poucos casos est o l inseridos As situa es de 6 e 7 grupos n o melhoram os resultados para os casos ana lisados pelo que foram deixadas de fora Como conclus o final a esta an lise explorat ria pode se dizer que a distin o de de feitos por m todos como o apresentado parece ser vi vel No entanto necess rio que outros par metros sejam considerados pois estes por si s n o parecem suficientes Um par metro que deve ser importante e que n o foi considerado a possibilidade de utilizar informa o proveniente de mais agulhas e n o de uma s De facto a possibilidade de utilizar apenas uma agulha para se identificar o defeito n o parece vantajosa pois h de feitos que s o muito semelhantes e podem ser confundidos com outros ou inclusiva mente com a pr pria situa o normal de tricotagem Este fen meno j tinha sido obser 25 Ver anexo E tabela E 29 110 Simula es e An lise de Resultados vado nas sec es 5 6 embora n o se pudesse assegurar se seria ou n o poss vel a detec o por an lise a uma s agulha Acresce ainda que alguns dos casos s o mal classifica dos por serem diferentes relativamente ao comportamento geral para determinado de feito o que traz grandes inconvenientes na medida em que atribui erradamente uma cau sa ao defeito refor ando a necessidade de considerar uma informa o mais lata e n o restringida a uma
208. tens o de entrada quando se provoca um defeito devido exist n cia de uma agulha sem lingueta Mais uma vez se observa que existem os mesmos har m nicos referidos para os dois casos anteriores No entanto a tend ncia decrescente ob servada nos referidos casos contrariada pelo aumento da amplitude no harm nico situ 88 Simula es e An lise de Resultados ado na frequ ncia 2 Hertz Aparecem neste caso mais dois harm nicos a seguir ao que se identificou como representando a velocidade de rota o do cilindro do sistema de ali menta o a 3 e 3 5 Hertz com amplitudes decrescentes Estas observa es devem ser consideradas com cautela j que o comportamento decrescente dos harm nicos pode tamb m indiciar uma dispers o de energia do harm nico mais significativo 0 3 0 2 Pot ncia Virs 2 a dis aind at ta Pa 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 Frequ ncia Hz Figura 5 27 E spectro de pot ncia para a rota o com n no fio Quando existe um defeito provocado pelo aparecimento de um n no fio o espectro resultante ilustrado na Figura 5 27 apresenta um aspecto muito semelhante ao observa do para a rota o padr o para as baixas frequ ncias entre 0 e 10 Hertz Este comporta mento parece l gico na medida em que a varia o na tens o provocada pelo n muito r pida conforme se observa na Figura 5 15 Por outro lado este resultado vem de certa forma apoiar a hip tese d
209. ticas dos desvios padr o da tens o de entrada em cada rota o para o instante t no fio poliester A natureza normal do conjunto dos desvios padr o para o instante t de cada rota o permite admitir um car cter aleat rio por um lado e est vel por outro no que conceme dispers o do valores em tomo da m dia Aleat rio por n o existir uma forma marcada de aumento ou diminui o da dispers o em determinado ponto do tear n o sendo atri bu vel a nenhum factor Est vel por se manter entre limites bastante estreitos e n o vari ar excessivamente em nenhum ponto O que curioso e de salientar que este compor tamento parece ser independente da exist ncia ou n o de defeito De facto a observa o da mesma tabela e dos momentos permitiu retirar conclus es similares mostrando uma grande semelhan a entre rota es da mesma experi ncia O s desvios padr o no instante t nas experi ncias que envolvem defeitos s o muito parecidos com os obtidos para as rota es em condi es de tricotagem normal tendo aumentado a sua dispers o nos casos dos defeitos da agulha com a lingueta torta e sem a lingueta motivados pela selec o de algumas rota es e pelo efeito destrutivo deste defeito em todo o processo como se re ferir em sec es posteriores Os momentos apontam para distribui es normais com ligeiras assimetrias positivas cauda para a direita e distribui o normal com ligeiro afu nilamento Como conc
210. trada do fio segundo um ciclo t pico Verifica se no entanto que existem altera es de amplitude e de forma nesse ciclo motivadas pelas mais variadas causas Um breve estudo te rico permitir apontar as poss veis raz es para essas varia es bem como clarificar as rela es entre a zona de tricotagem e a tens o no fio justificando a sua adop o como m todo leg timo de diagn stico 2 Ver anexo A 10 O Problema conhecida a rela o existente entre a tens o de um fio antes e depois de estar em contacto com uma superf cie s lida Tendo como pressuposto a lei do atrito de Amon ton em que T u N na qual T a for a necess ria para movimentar um corpo u o coeficiente de atrito est tico e N a for a de reac o resultante do peso de um corpo e supondo diversas simplifica es como um fio com caracter sticas ideais um coeficiente de atrito cons tante a n o considera o da velocidade do tear entre Figura 2 1 Fio em contacto ee ie com uma superf cie e respec OUtros pressupostos que n o s o verdadeiros nos fios tivas for as envolvidas t xteis poss vel estabelecer uma rela o entre a tens o de entrada e de sa da do fio ao passar por uma superf cie circular 9 Pate 1 em que T a tens o de entrada T a tens o resultante da passagem do fio pelo corpo u o coeficiente de atrito entre o corpo e o fio e o ngulo entre as linhas perpendiculares s tangentes do fio ao
211. ua semelhan a com os elementos que constituem este grupo e Finalmente os casos 121 a 127 Formou se o quinto grupo que seria o relativo aos n s no fio No entanto apenas dois casos pertencem a este grupo ficando os restan tes classificados como la adas normais ou derivadas da falta de platina De facto apenas os casos em que os valores do declive m ximo e m nimo s o muito elevados que se organizaram num grupo Uma causa poss vel para este resultado foi a consi dera o das vari veis com igual peso ao proceder se sua standardizacao Resumindo os resultados observados formaram se cinco grupos n tidos dos quais dois deles agrupam duas situa es diferentes de defeitos simulados Um deles 3 re sulta de uma associa o correcta que o caso da falta de agulha e a falta da cabe a da agulha pois como se observou na sec o 5 3 0 aspecto muito similar O segundo gru po 1 associou erradamente duas situa es distintas embora tenha justifica o l gica como a platina que falta se situa ap s a agulha 46 produziu uma la ada normal nessa po si o pelo que tamb m se encontra correcta a selec o deste grupo O terceiro grupo 2 junta elementos de v rias situa es parecendo que estes casos t m semelhan as entre si embora n o devessem ter Trata se de um grupo de casos indecisos O quarto grupo 4 integra um nico tipo de defeito correspondente presen a de uma agulha sem a lin gueta Finalmen
212. ue analisam os elementos tricota dores de maneira a detectar anomalias O procedimento em caso de existir um problema id ntico primeira abordagem A terceira abordagem recorre monitoriza o de um par metro extremamente importante na tricotagem das malhas de trama a tens o de entrada do fio esta a abordagem que se prop e como tentativa para solucionamento do problema da detec o de defeitos A raz o da escolha desta abordagem relaciona se com as in meras potencialidades que este par metro oferece pois o reflexo do que se passa durante o processo de tricota gem Talvez antes de se prosseguir com a apresenta o de algumas das vantagens que se prev retirar desta abordagem seja aconselh vel uma pequena apresenta o deste para metro Conforme referido em anexo a selec o individual de agulhas realizada por inter m dio das cames Para que as agulhas puxem o fio de maneira a poderem entrela lo na la ada da fileira anterior necess rio que passem por um caminho tra ado nas cames ascendente de batimento e desenganchamento Essa passagem feita custa dos tal es Embora existam m quinas com in meras variantes de selec o individual de agulhas os fen menos associados varia o da tens o no fio podem ser explicados da mesma ma neira O percurso realizado pelas agulhas ao passar pelas cames de batimento e desen ganchamento d origem a um aumento e posterior diminui o da tens o de en
213. ultados varia o m dia em todas as rota es adquiridas para cada K que se apresenta nas mes mas tabelas A Figura 5 1 representativa do crescimento da variabilidade da amplitude da tens o relativamente varia o do grau de aperto para o caso particular do fio poli ester 240 dtex As formas de onda apresentadas referem se m dia de cem rota es adquiridas para cada grau de aperto adquiridas em alturas diferentes para evitar erros dependentes do tempo Propositadamente as formas de onda encontram se com o seu valor m dio alte rado de maneira a que seja poss vel uma observa o mais correcta da sua forma geral j que a afina o da tens o de entrada foi id ntica Segundo a mesma figura a amplitude de varia o da forma de onda aumenta medida que o grau de aperto aumenta Observa se um salto maior do grau de aperto 15 para 17 devido provavelmente ao facto de a tens o de entrada ter ficado um pouco acima dos 2 4 cN 7 6 A 5 curva 3 K 17 w S4 K E curva 2 K 15 PP get curva 1 K 13 24 0 0 5 1 1 5 2 Tempo s Figura 5 2 Rota es padr o do fio poliester para graus de aperto 13 15 e 17 Para todas as rota es padr o observa se um valor m dio de tens o de entrada em torno do qual a tens o sofre r pidas varia es de amplitude atribu das ao processo de forma o da la ada Este processo de forma o da la ada dever passar por fases de crescimento da ten
214. ultados obtidos para cada rota o defeituosa e a rota o padr o Em segundo lugar tentar estabelecer diferen as entre os defeitos atrav s de valores t picos A possibilidade do grau de aperto ser um factor preponderante na de tec o e distin o de defeitos conduziu sua considera o neste estudo Os resultados apresentados resumem se apenas ao caso do fio poliester filamento cont nuo 240 dtex velocidade linear de 0 15 m s O teste estat stico mais adequado para a resposta as perguntas formuladas o teste de m dias No entanto n o aconselh vel recorrer a testes de m dias com distribui o t Student pois a probabilidade de ocorrer um caso em que a hip tese nula as m dias s o iguais ser rejeitada mesmo que seja verdadeira maior que o pr prio n vel de signifi c ncia do teste conduzindo a conclus es erradas 33 Para evitar esta situa o e igual mente para sistematizar o teste de m dias a mais do que dois grupos ou tratamentos re corre se an lise de vari ncia tamb m conhecido por teste ANOVA que permite anali sar a varia o dentro dos grupos relativamente varia o entre os grupos A hip tese nula que se considera a de as m dias serem id nticas o que corresponder a dizer que n o h diferen a entre a rota o de controlo padr o e as rota es defeituosas A hi p tese nula aceite se a probalidade indicada pelo teste for igual ou inferior a 0 05 in teressante
215. uma pesquisa de m todos alter nativos capazes de realizar essa distin o de uma forma autom tica conforme o m todo proposto da an lise de grupos tentou fazer Este m todo conseguiu parcialmente esse objectivo o que n o suficiente pois nao deve haver d vidas ou ent o o erro deve ser muito pequeno quanto ao tipo de defeito detectado Pode se argumentar que este resultado menos bom se deve considera o errada de certas caracter sticas da tens o durante a forma o de uma la ada Muito possivelmente dever o existir mais caracter sticas que definam melhor o defeito como por exemplo a dura o do mesmo que n o foi considerada Eventualmente esse poder n o ser tamb m o m todo ideal para a distin o dos defeitos e O recurso a cartas de controlo representativas do funcionamento do tear em termos de qualidade da malha podem constituir uma ferramenta muito til na monitoriza o tanto dos defeitos do tear como de certas anomalias que n o s o detect veis pelo sis tema autom tico de diagn stico e A forma de onda da tens o de entrada do fio tamb m permite a observa o da varia o da tens o na forma o de cada la ada promovendo uma melhor compreens o da din mica envolvida no processo de tricotagem da malha jersey Esta abordagem apresenta ainda outras vantagens sobre os m todos utilizados at ao momento De facto combina as duas possibilidades de detec o de defeitos que existem actualmente na ma
216. vez a rota o defeituosa segue com muito pormenor a rota o padr o A primeira constata o a de a quebra de tens o n o ser t o acentuada relativamente quebra motivada pela falha de agulha ou da cabe a da agulha Neste caso a tens o mini ma da ordem de 1 8 cN Este valor pertence no entanto forma de onda da agulha n mero 47 altura em que a agulha j tem uma platina de cada lado e portanto j se pro cessa a forma o da la ada em condi es normais A nica diferen a para as restantes agulhas que se seguem o valor m dio da tens o que entretanto diminuiu devido ao ex cesso de fio Ap s a agulha 46 retirou se a platina Esse efeito facilmente observado na Figura 5 10 pois a partir dessa altura que a tens o come a a cair rapidamente A descida de tens o entre a agulha 46 e 47 da rota o padr o 1 corresponde passagem pela po si o de desenganchamento e sa da da zona de tricotagem O ponto A apresenta uma altera o da inclina o tomada pela descida da tens o de wo 1 normal 2 defeituosa agulha 46 A N q N f Tens o Entrada cN a cd o q 30 35 40 45 50 55 60 65 Agulha N mero i q Figura 5 10 Zona defeituosa correspondente falta de uma platina entrada que se sup e do facto de ter tocado numa platina A partir da 472 agulha a for ma o da la ada id ntica ao caso normal excepto o valor m dio Este tem tend ncia a
217. zado nesse dom nio 5 6 Varia o da tens o na forma o da la ada Na sec o anterior foi poss vel constatar que a tens o sofre varia es de amplitude muito r pidas relacionadas com a forma o da la ada de todo conveniente fazer um pequeno estudo acerca desta forma de onda resultante do processo de cria o da unidade fundamental da malha Nesta sec o apresenta se a forma geral da la ada conforme esta foi obtida a partir da rota o e da consequente medida da tens o de entrada A an lise realizada resume se ao fio de poliester pelo facto de ser mais regular 5 6 1 Caracter sticas da la ada A forma que se pode considerar como geral numa situa o de funcionamento neste tear sem problemas pode ser ilustrada pela Figura 5 28 Por comodidade a forma repre sentada foi rodada em torno do eixo que representa a tens o de entrada pois o aspecto inicial era o inverso do que se pode observar na figura Esta opera o foi realizada devido ao facto do in cio da aquisi o da forma de onda da tens o de entrada se dar numa plati na ou seja com a agulha a descarregar A tens o sofre um aumento progressivo at atin gir um m ximo a partir do qual come a a diminuir at um m nimo Esta forma foi obtida a partir da considera o individual de cada la ada e posterior c lculo da tens o m dia para cada instante de tempo Conv m lembrar que cada la ada cont m 12 pontos o que corresponde base de tempo na figura

DinamicaTricotagem Andre` Catarino

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