ابداع و بهينه سازي يك مكانيزم جديد محرك سوزن در ماشين هاي دوخت با استفاده از الگوريتم ژنتيك

Optimization of a New-developed Needle Drive Mechanism in Sewing Machines using the Genetic Algorithm

مسأله طراحي ماشين دوخت به دليل وجود مكانيزم هاي پيچيده و جواب هاي طراحي متعدد، جزء مسائل مشكل به شمار مي رود. بدون شك كيفيت دوخت در اين ماشين ها تا حد زيادي متأثر از پارامترهاي مكانيزم محرك سوزن است. با توجه به تأثير سرعت سوزن در محدوده نفوذ در پارچه بر نيروي تماس و حرارت ايجاد شده در سوزن، استفاده از يك مكانيزم محرك بهينه از اهميت ويژه اي برخوردار است. متأسفانه علي رغم اهميت اين موضوع از ديد عملي، تحقيقات زيادي در اين راستا صورت نگرفته است. لذا در اين مقاله، ابتدا به معرفي يك مكانيزم جديد محرك سوزن پرداخته شده است. سپس، مراحل بهينه سازي آن براي دستيابي به سرعت بهينه سوزن با استفاده از روش تكاملي الگوريتم ژنتيك به تفصيل بيان گرديده است. در ادامه، با اصلاح تابع هدف، تغييرات شتاب سوزن (جرك سوزن) به منظور كاهش لرزش هاي نامطلوب و حركت يكنواخت سوزن كمينه شده است. نتايج حاصل از اين تحقيق در مقايسه با تحقيقات ديگر، مؤيد دستيابي به سرعت و جرك بهينه سوزن با استفاده از اين مكانيزم جديد مي باشد.

The problem of designing sewing machines is known as a difficult task due to the existence of complex mechanisms and various solutions. The stitch quality in these machines is certainly most influenced by the effect of parameters of the needle drive mechanism. The needle heat generated during sewing process as well as the needle contact force are directly related to needle velocity in penetration zone which in turn depends on the needle driver mechanism of sewing machine. Unfortunately, despite the importance of this issue from practical point, very little publications have focused especially on the optimization of needle lever mechanism. Therefore, we first introduce a new needle derive mechanism for which an optimization procedure based on the genetic algorithm is followed to achieve minimum needle velocity during penetration. In addition, further modification of the objective function with respect to the variation of needle acceleration is applied to assure smooth movement of the needle during sewing process.