Articulo Maquina Bordadora 2.4

8/10/2019 Articulo Maquina Bordadora 2.4

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Instituto Tecnolgico de Celaya, Medidor de tensin de hilo para mquina de bordar, 2013

Medidor de tensin de hilo para mquina debordar

Snch ez Agu ila r A ndr e IsaInstituto Tecnolgico de [email protected]

Nava Heredia Zaid EmmanuelInstituto Tecnolgico de Celaya

[email protected]

RESUMEN

En el presente documento se expondr el desarrollo y resultados obtenidos tras

desarrollar un prototipo medidor de tensin de hilo para maquinas bordadoras, se

describirn los beneficios de tener bien tensionado el hilo de una maquina bordadora as

como de las posibles causas que ocasionan la ruptura del mismo, todo lo anterior para

demostrar que las tensiones son el factor ms importante que afecta en la produccin

de bordados y que al tenerlo bien tensionado con la ayuda de un dispositivo repercute

directamente en la mejora de la produccin de bordados.

PALABRAS CLAVE: bordadora, tensin en hilos de bordar, calibrador de tensiones,arduino.


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1. INTRODUCCIN

Es un hecho altamente notable que con el paso de los aos la tecnologa ha ido

avanzando y seguir avanzando en todos los aspectos que a nuestra vida cotidiana se

refiere. Debido a este gran avance las pequeas, medianas y grandes empresas han ido

buscando la manera de adquirir dichos avances tecnolgicos, esto para mejorar la calidad

y el tiempo de produccin, para de esta manera llegar a ser altamente competitivos en el

mercado para el cual estn laborando.

Al estar hablando de un crecimiento, desarrollo y nivel de las empresas se implica el estar

hablando tambin de fuertes inversiones monetarias que se deben realizar para poder

adquirir dichas tecnologas; y esto no es solamente refirindose a la maquinara o a los

procesos, sino se habla tambin de contratacin de personal y cursos de capacitacin

para el mismo.

Existe una parte de la industria que tal vez pocos conocen, sin embargo, es parte

importante del desarrollo y crecimiento de la sociedad, en prendas de vestir que se usan a

diario. Hablamos de la industria bordadora. Con el crecimiento tecnolgico, este sector

empresarial tambin se ha visto afectado, y ha tenido que ir evolucionando para los

mismos fines que las otras empresas.

Al inicio de las pocas, el bordado de alguna prenda era realizado manualmente. Tiempo

despus, por la necesidad de requerir ms produccin con el menor tiempo, se vio forzado


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a la creacin de mquinas que pudieras sustituir dicho trabajo manual. La industria sigui

evolucionando hasta convertirse en lo que es hoy en da. Existen ya mquinas

automticas controladas por computadora que realizan las funciones de bordado, sin

embargo, hay una parte importante en la que an no ha habido implementacin o se ladedicado mucho tiempo; esto es la tensin que debe de tener el hilo para bordar. El hilo es

an calibrado manualmente por el factor humano, en base a la experiencia que el

operador tenga, sin embargo, no se sabe si dicha calibracin es la correcta para realizar

un trabajo de calidad y precisin hasta que se pone a bordar el diseo deseado y se

aplican estas calibraciones manuales.

En este trabajo se pretende hacer uso de los conocimientos adquiridos hasta este

momento de la carrera, para poder implementar un dispositivo que nos permita conocer

cul es la tensin exacta a la que se debe de calibrar el hilo de bordar, para de esta

manera asegurar que el resultado del producto tendr la mejor calidad, el tiempo de

bordado ser reducido y los hilos no lleguen a romperse cuando estn realizando su

trabajo. Esto se pretende realizar con la ayuda de la placa arduino.


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2. MARCO DE REFERENCIA

2.2. Objetivos

2.2.1. Objetivos Generales.

Determinar cmo afectan en calidad y produccin las tensiones en los hilos para una

mquina bordadora dependiendo del tipo de tela que se maneje y probar si con una

calibracin eficiente y precisa la produccin de la mquina se ve afectada.

2.2.2. Objetivos especficos.

Realizar mediante programacin un dispositivo que realice mediciones de tensin en una

Mquina Bordadora para diferentes tipos de tela, marcas de bordadoras y hilos (que sern

incluidos en su memoria).

2.2. Alcances y limitaciones

El alcance del presente proyecto es realizar un programa que pueda medir las tensiones

en los hilos de una mquina de bordar y que pueda ser capaz de mostrar en pantalla la

tensin medida contra la tensin ideal para que as el operador sea capaz se saber si la

tensin es correcta. Se debe de programar una base de datos lo suficientemente amplia

para as cubrir todas las necesidades de los usuarios de diferentes marcas de bordadoras

y de hilos.

Las limitaciones del proyecto sern no poder cubrir todas las marcas de hilos y maquinas

bordadoras que existen en el mercado por cuestiones de tiempo y de distancias entre los

dueos de estas para poder hacer pruebas de tensiones.


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3. MARCO TERICO

3.1. Mquina bordadora

Una mquina bordadora es un sistema electrnico y un sistema mecnico en su mayora,

capaz de realizar bordados sobre diferentes tipos de telas, ya sean palabras, insignias,logotipos, etc.

Las bordadoras constituyen una industria muy rentable hoy en da tanto para los

proveedores de insumos como hilos, entretelas, playeras, gorras, etc. As como para los

vendedores y tcnicos de las mismas.

La figura 1 muestra el ejemplo de una maquina bordadora de una cabeza con 10 hilos.

Figura 1. Maquina bordadora de una cabeza

Las mquinas bordadoras se catalogan por el nmero de cabezales que estas puedan

tener, existen desde 1 hasta 24 cabezales, pasando por 2, 3 4, 6, y 12. Tambin se dividen


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por la capacidad de hilos que pueda bordar estos pueden ir de 6 hasta 16 hilos. Otro factor

importante que las cataloga es su capacidad para bordar prendas armadas, lienzo o

prenda desarmada y gorra, ya que existen modelos que no son capaces de bordar esta

ltima.

3.2. Partes principales

Hardware de transferencia.- Dispositivo capaz de transmitir los ponchados o

diseos de un ordenador a la memoria interna de la mquina bordadora para

posteriormente ser bordado.

Motores.- Una maquina bordadora consta de 3 motores principales conocidos como

motor de X, Y y Z. Estos motores son especficamente servomotores controlados

por la tarjeta principal de la maquina bordadora.

Bastidor.-En este se monta la prenda a bordar, debe de ser capaz de sostenerla

mientras la bordadora realiza su operacin sin soltar la prenda, mantenindola en

todo momento lo suficientemente densa para que no se formen arrugas pero que no

se rompa la tela.

Cangrejo y bobina.- Pieza importante para que la mquina pueda bordar, esta pieza

amarra el hilo con que se est bordando.

Tira hilo y pisa hilo.- Son partes mecnicas que hacen que el hilo a bordar se vaya

dosificando de manera correcta conforme corre el bordado.

Sistema de tensin.- Consta de diversas perillas que regulan la tensin en los hilos

de bordar, se calibran dependiendo el hilo utilizado y la tela con la que se borda, as

como la marca de bordadora.


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Fuente de poder.- Esta suministra los voltajes y corrientes requeridos por cada

parte de la bordadora.

3.3. Proceso de bordadoLa descripcin bsica de este proceso de bordado se describe en los siguientes pasos:

1. Contar con un ponchado o diseo a bordar en el formato indicado para cada

mquina.

2. Transferir el diseo desde el ordenador hasta la memoria interna de la mquina.

3. Centrar los bastidores y definir secuencia de hilos, as como montar prenda de

prueba en los bastidores.

4. Calibrar tensin de hilos y bobinas de forma manual.

5. Correr el bordado para realizar una prueba y ver si las tensiones son adecuadas.

6. Realizar nuevas calibraciones en todos los hilos hasta que el bordado tenga la

calidad deseada.

7. Montar prenda de produccin y correr la mquina.

8. En caso de rupturas frecuentes de hilos, volver a calibrar tensiones de hilos.

9. Terminar el proceso desmontando las prendas de los bastidores y alimentar con

nueva prenda.

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3.3. Mquinas bordadoras nueva generacin

Existen en la actualidad mquinas bordadoras automatizadas completamente. stas

ajustan la tensin de manera automtica, ya que de esta manera, se eliminar por completo


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la calibracin mediante la experiencia y tanteo del operador. A continuacin se describe

una de las ms modernas.

La mquina AMAYA XTes la innovacin en el mercado de bordado. Esta mquina no esun sistema multi-cabezal ordinario, ya que su capacidad le permite una alta productividad.

El sistema AMAYA ofrece lo siguiente:

Mayor campo de bordado.

Sistema de bordado modular nico.

Tensin de hilo precisa gracias a la ms reciente tecnologa ACTI-FEED.

Velocidades de bordado consistentes de hasta 1500 puntadas por minuto, sin

importar la cantidad de cabezales que presente el trabajo.

Preciso ojo lser de trazado.

Sistema de 16 colores con colores de respaldo.

La figura 2 muestra una de estas magnficas mquinas.

Figura 2. Maquina Amaya XT


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3.3.1. Tensin de Hilo Acti-feed.

Con velocidades de hasta 1500 ppm, el exclusivo sistema Acti-Feed alimentar el hilo,

entonces suavemente y automticamente ajustar la tensin del hilo, sin que el operariotenga que preocuparse por hacerlo. Este sistema de bordado profesional asegura una

perfecta calidad de puntadas en cada bordado. Las mquinas bordadoras convencionales

jalan mecnicamente el hilo del cono de hilo hacia la aguja. Esto causa un estiramiento

del hilo, reduccin de precisin en el bordado y menos puntadas por minuto.

3.3.2. Pantgrafo de alta velocidad.

Todas las partes estructurales y mviles estn sobre el nivel de la prenda a bordar,

eliminando virtualmente la posibilidad de que la prenda se atasque en el pantgrafo. El

pantgrafo optimizado de movimientosx/y brinda una ubicacin muy precisa durante el

bordado an a altas velocidades.

3.3.3. Ojo lser.

AMAYA XT es la primera mquina bordadora comercial en utilizar un ojo lser para el

posicionamiento y trazado del diseo de bordado. Esto permite ubicar el diseo en su

exacta ubicacin de manera rpida y fcil, asegurando la exacta ubicacin del bordado en

la prenda. El ojo lser se activa automticamente durante operaciones como movimiento

del bastidor y trazado, o el operador puede tambin encenderlo manualmente presionando

una tecla en el teclado de la mquina.


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3.3.4. Prensatela de altura ajustable.

El nuevo y patentado prensatela de altura ajustable le permite ajustar fcilmente la altura

para diferentes tipos de materiales a bordar. Puede bajarla manualmente desde 0.5mm

hasta 3.5mm sobre el nivel del plato de agujas, sin necesidad de herramientas.

3.4. Sensores de tensin

Los sensores tipo ZAK y KAT se pueden aplicar a la medicin de tensin en cables, en

hilos o incluso en fibras especiales. Estos sensores pueden ser aplicados tanto a un hilo

como a un conjunto de hilos controlando, midiendo y regulando la tensin en los mismos.

El hilo o los hilos, pueden colocarse directamente sobre el eje del sensor mientras que el

sensor est fijado a la mquina. La fuerza de tiro se puede controlar tanto en la

componente vertical como en la componente horizontal. Se recomienda realizarla en la

direccin en donde la variacin o la amplitud de la fuerza sea la mayor posible. Los

sensores se ajustan mecnicamente girando su posicin hasta que el indicador de

posicin de medicin y la componente elegida para la medicin coincidan.

Cabe mencionar que una de estas mquinas descritas con caractersticas de 4 cabezales

y 16 hilos, oscilan en precio de 75,000 usd hasta 100,000 usd.


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4. DESARROLLO DEL DISPOSITIVO.

4.1. Metodologa a implementar.

Para realizar el prototipo del calibrador de tensiones del hilo para una mquina de bordarse sigui la siguiente metodologa:


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De esta forma fuimos alimentando cada vez ms la base de datos de las tensiones. En

total se realizaron 10 mediciones a diferentes mquinas, de estas 10 mquinas 5 fueron de

marca Tajima, 4 de marca Brother y la ultima de marca China. Para todas se realizmedicin para tela piqu que era la que se tena lista para bordar en el momento de la

medicin. En cuanto a las marcas de hilos de las 10 mediciones 7 usan marca iris y las 3

restantes marca maratn.

4.1.3. Identificacin de componentes necesarios.

Aqu se busca identificar que elementos se necesitan para poder crear el prototipo del

presente proyecto. Desde cmo medir las tensiones (que en el punto anterior ha sido

abarcado) hasta la manera de implementarlo en una de las mquinas aqu mencionadas.

Tarjeta arduino uno.-Con esta se realizara el control del dispositivo, se cargaran las

bases de datos y sirve de igual forma como terminal de conexiones fsicas.

Pantalla cristal lquido.- En esta se visualizaran las tensiones medidas as como los

grficos y mens que se programen en el arduino.

Teclado matricial.-Este servir para que el usuario pueda ingresar datos y hacer las

selecciones de los mens.

Galga.-Con este dispositivo instrumentado se conocern las tensiones en los hilos.

Fuente de poder de 5v.- suministrar el voltaje requerido por los dispositivos

electrnicos.


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Carcasa o gabinete.- con este se dar un toque esttico al dispositivo asi como de

ayudar a resguardar los componentes.

4.1.4. Calibracin de dispositivos.Obtenidas las tensiones en los hilos adecuadas para cada tipo de tela, realizar mediciones

manuales con un dispositivo analgico adecuado, para as registrar estas mediciones y de

esta manera instrumentar de manera correcta la galga con el arduino.

Para calibrar d emaner4a correcta las mediciones obtenidas con la galga debemos de

tener un dispositivo de referencia que proporcione informacin certera de las tensiones

que se estn aplicando a cada hilo, de esta forma con dinammetro manual que se logr

conseguir se realizan las mediciones para saber cul es el valor real con el que se est

tensionando la mquina.

Para dicha calibracin se puede utilizar un puerto analgico el cual proporciona en el

cdigo del programa una entrada decimal de 0 a 1023, de esta manera podemos

discretizar este valor con el valor de tensiones que se est midiendo para as obtener una

calibracin adecuada y precisa del dispositivo de medicin.

4.1.5. Programacin del software.

En esta etapa se busca programar un software, que sea amigable para el usuario y que

realice con eficacia y eficiencia el ajuste automtico de la tensin en el hilo adecuada para

el tipo de tela especificado.


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Se program un men muy entendible y simple, donde se pide al usuario seleccione la

marca de bordadora entre tres opciones disponibles, brother tajima y otra. Despus el

programa pregunta tela a bordar, teniendo como opcin seleccionar piqu, piel y otros. Y

por ltimo se le pide al usuario indique que marca de hilo est utilizando, una vez ms semuestran 3 opciones que son maratn, iris y otros.

Cuando el usuario realiza todas estas selecciones el programa sabe a qu tensin se

refiere el usuario y de esta forma muestra en el display la tensin ideal y de otro lado

muestra un mensaje que dice tensin medida, este valor es variable e indica la medicin

actual del dispositivo.

4.1.6. Elaboracin del prototipo.

Esta es la etapa final, en donde se debe de crear un prototipo del dispositivo y debe ser

evaluado en la mquina bordadora con la que se cuenta. Los resultados sern evaluados

mediante pruebas experimentales, verificando que los hilos trabajen de manera adecuada

para el tipo de tela especificado.

En esta etapa se define la estructura final del prototipo, as como la ubicacin de los

componentes.

Tras la correcta evaluacin de los espacios se defini utilizar un cargador estndar de

celular que proporciona 5.3v a 500mA, suficientes para alimentar de manera adecuada la

tarjeta arduino, posteriormente se cre un gabinete lo suficientemente grande para


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soportar al arduino el LCD en la parte externa y el teclado de seleccin en la parte inferior

del LCD. El gabinete cuenta con un orificio donde sobresale un alambre para poder

amarrar el hilo, este a su vez est sujeto de la galga que registrara en tiempo real la

medicin. Posteriormente se jalara ligeramente el gabinete para que as la galga sufra deuna perturbacin y pueda realizar mediciones.

El gabinete consta de una superficie lisa fcil de deslizar para poder evitar errores de

medicin.

5. RESULTADOS

Como se ha venido mencionando durante casi todo el reporte, el enfoque principal de este

proyecto es la calibracin y el ajuste de las tensiones de los hilos para las mquinas

bordadoras. Para poder realizar el programa, primeramente se requiere conocer las

tensiones adecuadas para cada hilo, y esto se logra mediante un sensor como el que se

muestra en la figura 3.

Figura 3. Medicin de tensiones.


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Debido al poco tiempo del curso del semestre, no se alcanz a realizar el prototipo final

para este proyecto, ya que se requiere de ms tiempo para la implementacin final, arreglo

de problemas, pruebas experimentales, captura de datos, etc. Sin embargo, podemos

decir que es un proyecto que a futuro puede finalizarse, y de ser posible, darlo a conoceral mundo; y en caso de ser aceptado, innovar a lo que la industria textil se refiere.

Por el momento, es todo lo que este equipo de trabajo ha podido concluir.

7. REFERENCIAS

Bordado Melco Arequipa, Per, 7 diciembre 2011.

Direct IndustryGpo. Virtual Expo

Brother at your sidehttp://www.brother.com.mx/
http://www.brother.com.mx/noticias/boletin24_0508.htmhttp://www.directindustry.es/http://www.brother.com.mx/http://www.brother.com.mx/http://www.brother.com.mx/http://www.directindustry.es/http://www.brother.com.mx/noticias/boletin24_0508.htm

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