Выше были разработаны алгоритмы и программное обеспечение для кинематического анализа отдельных структурных групп Ассура, входящих в состав реечных механизмов транспортирования ткани. Как правило, в этих механизмах можно выделить узлы:
- горизонтальных перемещений рейки;
- вертикальных перемещений рейки;
- рейки.
Каждый из этих узлов может быть представлен в виде кинематической цепи, состоящей из одной и более структурных групп Ассура, соединенных между собой последовательно.
Чтобы произвести кинематический анализ произвольного реечного транспортирующего механизма на ЭВМ с использованием разработанных выше подпрограмм кинематического анализа отдельных структурных групп Ассура, необходимо объединить указанные подпрограммы в единой программе – головном модуле. Головной модуль должен выполнять следующие задачи: ввод необходимых для кинематического анализа механизма исходных данных, кинематический анализ механизма, вывод результатов счета. Исходными данными для кинематического анализа механизма являются его структурная схема, геометрические размеры звеньев и координаты неподвижных опор. Кинематический анализ производится головным модулем путем вызова на выполнение подпрограмм анализа отдельных структурных групп Ассура в установленной пользователем согласно структурной схеме анализируемого механизма последовательности. Вывод данных, полученных в результате анализа, как правило, удобнее всего производить в форме таблиц и графиков.
Основной и наиболее ответственной частью головного модуля является непосредственно кинематический анализ механизма. Для разработки указанного алгоритма необходимо установить последовательность кинематического анализа групп Ассура, входящих в структурную схему транспортирующего механизма. Алгоритм кинематического анализа всего механизма, можно составить путем последовательного анализа кинематических цепей узлов: горизонтальных перемещений, вертикальных перемещений, узла рейки. Структура такого алгоритма представлена на рис. 1.3.13. Согласно данному алгоритму кинематический анализ каждой из указанных кинематических цепей узла должен представлять собой последовательный анализ отдельных структурных групп Ассура, входящих в эту цепь, в порядке их присоединения друг к другу.
Для обеспечения понимания структуры головного модуля алгоритма кинематического анализа реечного транспортирующего механизма рассмотрим его на конкретном примере. Рассмотрим алгоритм кинематического анализа механизма транспортирования ткани швейной машины 2222 кл. (см. рис. 1.3.14). На основании анализа структурной схемы этого механизма в нем можно выделить кинематические цепи узлов: подачи - O1ABO2, подъема – O1DEO3 и рейки (рычаг CF и ползун F). Разобьем указанные кинематические цепи на структурные группы Ассура. Кинематическая цепь узла подачи (O1ABO2) состоит из кривошипа O1A с присоединенной к нему структурной группой первой модификации ABO2. Кинематическая цепь узла подъема (O1DEO3) состоит из кривошипа O1D с присоединенной к нему структурной группой первой модификации DEO3. Узел рейки представляет собой структурную группу третьей модификации (шатун CF и ползун F). Согласно описанной выше общей структуре, блок-схема алгоритма кинематического анализа рассматриваемого механизма транспортирования может иметь вид, представленный на рис. 1.3.15. Данный алгоритм предполагает использование подпрограмм кинематического анализа: кривошипа (блоки 4, 7), структурной группы первой модификации (блоки 5, 8), звена (блоки 6, 9, 11), структурной группы третьей модификации (Алгоритм анализа структурной группы третьей модификации может быть составлен по аналогии с алгоритмами анализа структурных групп первой или второй модификаций) (блок 10), определения шага транспортирования (блок 12).
Аналогичным образом может быть построен алгоритм головного модуля программы кинематического анализа других механизмов транспортирования, имеющих схожую структуру. Однако ряд механизмов транспортирования ткани в составе узла горизонтальных перемещений рейки содержат узел регулирования шага транспортирования, позволяющий изменять направление подачи материала на ходу машины. При составлении алгоритма кинематического анализа подобных механизмов целесообразно узел регулирования шага транспортирования рассматривать как отдельную кинематическую цепь.
Рассмотрим, например, механизм транспортирования ткани швейной машины 1022 кл. (см. рис. 1.3.16). Структура узлов вертикальных перемещений и рейки в данном механизме аналогична рассмотренному выше механизму 2222 кл. Однако в рассматриваемом механизме предусмотрен узел регулирования шага транспортирования и направления подачи. Выделим узел регулирования в отдельную кинематическую цепь. Тогда узел горизонтальных перемещений рейки можно представить в виде кинематической цепи состоящей из кривошипа O1A с последовательно присоединенными к нему двумя структурными группами первой модификации ABG и BLO2. Узел регулирования шага транспортирования может быть представлен в виде кинематической цепи состоящей из рычага-регулятора O5P с присоединенной к нему в шарнире H структурной группой первой модификации HGO4. Блок-схема алгоритма кинематического анализа данного механизма может иметь вид, представленный на рис. 1.3.17. Данный алгоритм предполагает использование подпрограмм кинематического анализа: кривошипа (блоки 6, 10), структурной группы первой модификации (блоки 5, 7, 8, 11), третьей модификации (блок 13), анализа звена (блоки 9, 12, 14), определения шага транспортирования (блок 15). С необходимыми поправками на тип структурных групп рассмотренный алгоритм может быть использован при разработке головного модуля программ кинематического анализа других транспортирующих механизмов со схожей структурой, например, механизмов транспортирования швейных машин 97 кл.
Последовательность кинематического анализа узлов горизонтальных и вертикальных перемещений рейки при анализе механизмов рассмотренных типов не имеет значения, т.е. можно произвести сначала кинематический анализ узла горизонтальных перемещений рейки, потом узла вертикальных перемещений, а можно и наоборот. Анализ же кинематической цепи узла рейки не может быть произведен без анализа узлов горизонтальных и вертикальных перемещений. Если в транспортирующем механизме рейка располагается непосредственно на узле вертикальных перемещений последовательность анализа узлов вертикальных и горизонтальных перемещений имеет существенное значение.
Например, в механизме транспортирования ткани швейной машины 66 кл. (см. рис. 1.3.20) кинематическая цепь узла горизонтальных перемещений рейки состоит из кривошипа O1A и присоединенной к нему структурной группой первой модификации ABO2. Узел вертикальных перемещений рейки может быть представлен в виде кинематической цепи, состоящей из кривошипа O3D и структурной группы первой модификации DEC, причем на звене EC этой группы расположена рейка Q. Последовательность кинематического анализа данного механизма должна быть такой. Вначале производится анализ кинематической цепи узла горизонтальных перемещений. Затем анализ кинематической цепи узла вертикальных перемещений. Указанная последовательность объясняется тем, что для проведения кинематического анализа узла вертикальных перемещений рейки необходимо знать функцию положения, первую и вторую передаточные функции координат шарнира C структурной группы DEC, которые не могут быть определены без предварительного анализа узла горизонтальных перемещений. Блок-схема алгоритма кинематического анализа рассматриваемого механизма представлена на рис. 1.3.21. Данный алгоритм предполагает использование подпрограмм кинематического анализа: кривошипа (блоки 4, 7), структурной группы первой модификации (блоки 5, 8), анализа звена (блоки 6, 9), определения шага транспортирования (блок 11).
Дифференциальные реечные механизмы транспортирования ткани характеризуются тем, что привод основной и дополнительной реек осуществляется разными кинематическими цепями. При составлении алгоритма кинематического анализа указанных механизмов возможны два способа. Первый способ состоит в том, чтобы дифференциальный механизм транспортирования ткани условно разбить на два механизма транспортирования соответственно основной и дополнительной реек. В каждом из этих механизмов можно выделить узлы горизонтальных, вертикальных перемещений, рейки, регулирования шага транспортирования. По аналогии с рассмотренными выше алгоритмами анализа однореечных механизмов в этом случае следует составить два алгоритма кинематического анализа механизмов транспортирования соответственно основной и дополнительной реек. Рассмотренный способ можно применить, например, для составления алгоритма кинематического анализа механизма транспортирования ткани швейной машины 208 кл. (см. рис. 1.3.20). Данный механизм транспортирования может быть разбит на механизмы транспортирования: основной (см. рис. 1.3.20,а) и дополнительной реек (см. рис. 1.3.20,б). Разбивая указанные механизмы на кинематические цепи, отметим, что привод вала подачи O2 в рассматриваемом механизме одинаков как для основной, так и для дополнительной реек и может быть представлен в виде кинематической цепи состоящей из кривошипа O1A и структурной группы первой модификации ABO2. Алгоритм анализа всего дифференциального транспортирующего механизма представлен на рис. 1.3.21. Данный алгоритм предполагает использование подпрограмм кинематического анализа: кривошипа (блок 4), структурной группы первой модификации (блок 5), анализа звена (блоки 6, 8, 12), структурной группы второй модификации (блок 10), трехповодковой структурной группы (блоки 7, 11), определения шага транспортирования Т1 и Т2 соответственно основной Q и дополнительной N реек (блоки 13, 14). Вычисления по данному алгоритму завершаются определением степени дифференцирования подачи m=Т2/Т1 (см. блок 15).