Estudo de mecanismos alternativos de controlo do sistema de alimentação de máquinas de costura industriais - Silva, Luís F. (2002)
Este estudo é parte integrante de um trabalho de investigação mais abrangente que começou na Universidade do Minho no início dos anos 90. O processo de costura, nomeadamente, a dinâmica da penetração da agulha, a formação do ponto e a dinâmica da alimentação dos tecidos, têm sido estudados usando, para tal, um banco de ensaios de “costurabilidade” com uma máquina de costura industrial corta-e-cose, em que o desempenho de agulhas, calcadores, arrastadores, tecidos e linhas de costura podem ser avaliados com o decorrer do processo. A máquina de costura foi instrumentada, por diversos outros investigadores que igualmente prestaram o seu apoio à realização deste projecto, com transdutores de força piezoeléctricos nas barras do calcador e da(s) agulha(s), “encoders” e transdutores extensométricos semicondutores no trajecto das linhas (da agulha e das laçadeiras). Um adequado sistema de aquisição e análise foi também desenvolvido para medir, respectivamente, a força de compressão sobre a barra do calcador, as forças de penetração e remoção da agulha dos tecidos e a tensão e o consumo das linhas. Assim, foi estudado o desempenho do sistema de alimentação da máquina de costura (constituído por um calcador, com uma mola helicoidal a trabalhar em compressão na barra do calcador, por um espelho e por um arrastador diferencial), tendo-se incorporado um transdutor do tipo LVDT para medir o deslocamento da barra do calcador, o que permitiu, juntamente com a análise cinemática efectuada, conhecer e compreender ainda melhor a dinâmica deste sistema e a identificação dos pontos “críticos” para um ciclo de costura, onde se verificam perdas de contacto entre o calcador e os tecidos e que influenciam grandemente a qualidade das costuras produzidas. Depois desta análise, e com o objectivo de se evitar o controlo deficiente dos tecidos, especialmente a altas velocidades, foram estudadas diferentes formas de actuação e foram desenvolvidos dois sistemas para a barra do calcador baseados na utilização de um solenóide proporcional de força: (1) Com o solenóide colocado lateralmente e (2) Alinhado com a barra do calcador. As formas de onda do deslocamento e da força de compressão sobre a barra do calcador adquiridas e as diferenças existentes entre a densidade de pontos obtida e a estabelecida como nominal indicam um controlo efectivo das folhas de tecido a costurar, para todas as velocidades testadas, utilizando o sistema de actuação com o solenóide proporcional de força colocado lateralmente em relação à barra do calcador. A análise espectral efectuada sobre as formas de onda adquiridas (“Fast Fourier Transform” – FFT – e “Total Harmonic Distortion” – THD –) revelou-se como uma técnica importante para caracterizar e distinguir o desempenho do sistema convencional do calcador (pressionado por uma mola em compressão) e o novo sistema de actuação desenvolvido, com a colocação lateral do solenóide proporcional de força relativamente à barra do calcador. Este estudo permitiu o desenvolvimento de um adequado sistema de monitorização, baseado num novo conceito em função da qualidade das costuras, apelidado de Limites Admissíveis de Deslocamento (LAD), permitindo supervisionar o deslocamento da barra do calcador e detectar, automaticamente, a perda de eficiência do sistema de alimentação. Este sistema poderá vir a ser usado, futuramente, com uma possível estratégia para o fecho da malha de controlo e representa uma enorme contribuição para o controlo automático do sistema de alimentação dos tecidos.