توسعه سخت افزاری/نرم افزاری دستگاه کشش سنج تک نخ/دسته نخ

کشش سنجها به طور گسترده ای برای اندازه گیری کشش استاتیکی و دینامیکی نخ استفاده می شوند. ماشینهای بافندگی مجهز به سیستم کنترل و نمایش کشش نخ تار و نخ پود، نسبت به ماشینهایی که دارای این سیستم نیستند، کیفیت و کمیت تولید به مراتب بالاتری دارند.در این تحقیق یک نوع دستگاه کشش سنج الکترونیکی ساخته شد و کشش نخ تار مورد تحلیل و ارزیابی قرار گرفت تا اهداف فوق محقق گردد. در این راستا ابتدا قطعات مکانیکی شامل دو هد تک نخ و دسته نخ طراحی گردید. هد تک نخ دارای سه پولی بوده که نخ از زیر و رو و زیر آنها عبور کرده و کشش تک نخ را در رنج 0 تا 120 سانتی نیوتن اندازه گیری می نماید. هد دسته نخ نیز قادر به نمایش تغییرات کشش نخهای تار در محدوده 0 تا 5000 سانتی نیوتن می باشد. جنس هدها از آلیاژهایی انتخاب گردید که وزن آن حداقل تنش را برروی نخ تار اعمال نماید. اعمال نیروی نخ (کشش نخ) به میله منعطف سبب تغیر طول و در نتیجه مقاومت استرین گیج نصب شده بر روی آن می شود. تغییر اهم این استرین گیج که یکی از بازوهای پل وتسون روی میله منعطف را تشکیل می دهد، باعث بهم خوردن تعادل آن شده و تغییر ولتاژ کوچکی را در خروجی پل ایجاد می کند. سپس این تغییر ولتاژ، توسط یک آمپلی فایر ابزار دقیق صنعتی تقویت و بوسیله مبدل آنالوگ به دیجیتال دوازده بیتی ابزار دقیق دیجیتالی می گردد. بنابراین تغییرات میلی اهم استرین گیج در اثر اعمال نیرو به صورت تغییرات ولتاژی بین 0 تا 4096 بر روی صفحه مانیتور قابل مشاهده است. سپس با کالیبره کردن دستگاه برای هر دو هد تک نخ و دسته نخ این تغییرات ولتاژ به تغییرات کشش برحسب سانتی نیوتن تبدیل می شود. معادلات کالیبراسیون نشان داد رابطه بین نیرو بر حسب سانتی نیوتن و ولتاژ یک رابطه کاملا خطی با ضریب همبستگی بالا می باشد. جهت راه اندازی و استفاده از دستگاه، یک برنامه به زبان ویژوال ++C و تحت سیستم عامل ویندوز برای دیتاگیری و تجزیه و تحلیل داده های کشش در حوزه زمان و فرکانس نوشته شد. این نرم افزار قادر به جمع آوری داده های کشش و پردازش آنها، رسم همزمان نمودار کشش برروی صفحه نمایش، تعیین مقادیر آماری تار نظیر نقاط ماکزیمم و مینیمم، میانگین و انحراف معیار و ضریب تغییرات کشش، رسم همزمان میانگین سیکلهای مشابه راپورتهای متوالی، رسم همزمان طیف فرکانسی کشش تار و ذخیره تمامی این داده ها می باشد. برای بررسی صحت عملکرد دستگاه، کشش تک نخ و و دسته نخ تار برای طرح بافتهای مختلف روی ماشین بافندگی و تحت شرایط ثابت و استاندارد اندازه گیری و با نتایج حاصل از دستگاه کشش سنج مشابه مقایسه گردید. سپس خطی بودن دستگاه کشش سنج ساخته شده در دو حالت استاتیکی و دینامیکی و برای هر دو مورد بررسی قرار گرفت. در حالت دینامیکی و با استفاده از فنر و وزنه، نوسان سینوسی و میرای ایجاد شده توسط فنر، توسط کشش سنج نیز بر روی صفحه مانیتور ایجاد گردید. در حالت استاتیکی هم ملاحظه شد که با افزایش و کاهش وزنه های (نیروی) اعمال شده بر هدهای دستگاه به صورت خطی، ولتاژ خروجی حاصل نیز به همان صورت خطی می باشد. انجام این دو آزمایش نشان داد دستگاه کشش سنج کاملا خطی عمل می کند بعلاوه تکرارپذیری دستگاه که یکی از پارامترهای مهم ارزیابی کشش سنج می باشد با انجام آزمایشات متوالی در شرایط کاملا یکسان بررسی شد.بررسی آزمایشات مختلف نشان داد که این دستگاه کشش سنج با صحت و دقت بالایی قادر به اندازه گیری و تحلیل کشش نخ تار می باشدو با تولید انبوه و استفاده در بخشهای مختلف نساجی مانند ریسنگی، مقدمات بافندگی و بافندگی تاری پودی و حلقوی می تواند تغییرات کشش را در محدوده ای ثابت نگه داشته و کنترل نماید و به این ترتیب سهم بسزایی در بهبود کیفیت محصول ایفا نماید. با استفاده از تکنولوژی مورد استفاده در ساخت این دستگاه و انجام تغییرات در برخی قسمتها نظیر طراحی هدها می توان تجهیزات مشابهی را برای اندازه گیری کشش درصنایع دیگر نظیر سیم سازی، صنایع اتومبیل سازی در تولید تایر و پارچه های کیسه هوا، صنایع تولید فیلترها و نوارها پزشکی در تولید باند و نخ بخیه و غیره طراحی و مورد استفاده قرار داد. ضمن اینکه هزینه ساخت آن درمقایسه با انواع مشابه با قابلیتهای کمتر، به مراتب پایین تر می باشد.