Nội dung thực hiện

NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM

1. Nội dung thực hiện

Hiện tượng nhăn trên vải được thể hiện bởi sự nhấp nhô bề mặt ở dạng sóng do biến dạng trong quá trình hình thành đường may hay sau quá trình hồi phục, cân bằng ứng suất trong cấu trúc liên kết của các lớp vải và chỉ. Độ nhăn đường may thường được mô tả bằng các thông số hình dạng của sóng nhăn như bước sóng, biên độ sóng, số điểm sóng ngẫu nhiên, sự thay đổi các thông số này từ tâm đường may ra ngoài hay dọc theo đường may, vv... và chúng luôn biến động trong một phạm vi nhất định.

Điểm màu hay cường độ ánh sáng phản chiếu từ một điểm nào đó của vải đến cảm biến máy ảnh được mã hóa thành

một số digital, thể hiện chỉ số màu của tọa độ đang xét. Tất cả các số digital này được nén lại thành một file dữ liệu thường định dạng theo kiểu JPEG và được giải nén trên máy tính bởi các phần mềm xử lý ảnh. Hình dạng nhận được trên màn hình đã bị biến đổi ít nhiều nhưng đối với mắt người chúng vẫn thể hiện được sự trung thực cần thiết. Hiện nay trong lĩnh vực tin học người ta dùng phổ biến không gian màu RGB và phần mềm thiết kế đo độ nhăn cũng dựa trên chuẩn màu đó.

Độ xám của một điểm ảnh trong nghiên cứu này được định nghĩa là độ dài của vectơ bán kính màu có điểm gốc là (0, 0, 0) và điểm ngọn là tọa độ màu (R, G, B) của điểm ảnh trong không gian màu RGB. Với mỗi màu có cường độ sáng được chia thành 255 cấp độ, ta sẽ có hơn 16 triệu mức sáng hay mức xám khác nhau bố trí từ giá trị 0 đến 255. Trong không gian màu RGB, tọa độ

1

2 3

Hình 2.6: Sơ đồ lấy mẫu bằng máy ảnh kỹ thuật số - 1 Nguồn sáng

2 - Bảng treo mẫu 3 - Máy ảnh

các điểm xám nằm trên đường chéo nối từ điểm (0, 0, 0) đến điểm (255, 255, 255). Với qui ước như vậy thì một điểm khảo sát nào có độ xám nhỏ hơn hay đậm hơn thì điểm đó sẽ nằm sâu hơn, độ xám đã trở thành chiều đo thứ ba trong quá trình mô tả hình dạng không gian của sóng nhăn.

1.2. Lấy mẫu

Sơ đồ lấy mẫu được mô tả trên hình 1. Để tạo được hiệu ứng thay đổi độ xám theo chiều cao các điểm đo của sóng nhăn có sự tương quan lớn, nguồn sáng cần phải đặt nằm cùng chiều với đường may và nghiêng so với mặt bảng treo mẫu một góc α = 25o.

Nguồn sáng 1 là đèn Halogen tungsten đặt cách mẫu một khoảng sao cho - độ xám đo được từ mặt vải phẳng ở phía tận cùng trên và tận cùng dưới của bảng 2 có độ chênh lệch không lớn. Giá trị chênh lệch này có thể kiểm tra trực tiếp bằng phần mềm trong lúc đo và được bù chỉnh lúc ước lượng cấp độ nhăn của đường may.

Bảng treo mẫu 2 màu đen, trên đó có gắn một thước vạch theo phương thẳng đứng và có độ chính xác đến 0,5 mm. Mẫu đường may được kẹp hay treo cũng theo hướng thẳng đứng, mặt sau tựa vào bảng.

Máy ảnh 3là một hệ thống CCD camera đặt thẳng góc với mặt bảng, được điều chỉnh độ phân giải và khoảng cách sao cho file hình ảnh nhận được thể hiện trên màn hình máy tính có chiều dài 5000 đơn vị Twip nằm trong giới hạn (90 110) mm của chiều dài thước vạch. Giá trị độ phân giải của hình ảnh - thu được này sẽ được kiểm tra và xác nhận trong quá trình thao tác đo độ nhăn của phần mềm.

Sau khi lấy mẫu, hình ảnh đường may được máy ảnh kỹ thuật số chuyển ra các file dạng JPEG, ta có thể dùng một phần mềm xử lý ảnh nào đó để xoay

hình các đường may này nằm theo hướng ngang và cắt gọn, file dữ liệu được lưu lại, sẳn sàng cho việc đo kế tiếp.

1.3. Phương pháp xử lý số liệu và cấu trúc phần mềm đo độ nhăn vải

Thực chất công việc của phần mềm là mô phỏng biên dạng của sóng nhăn trên từng mặt cắt vuông góc với mặt vải và song song với đường chỉ may, mỗi lớp cắt cách nhau một khoảng được gọi là bề rộng cắt. Giá trị tuyệt đối của biên độ sóng tìm ra không có ý nghĩa về mặt tính toán, nhưng điểm nào tối màu hơn sẽ có cao độ thấp hơn, chiều dài sóng đo được trên mỗi mặt cắt là giá trị chính xác đối với mẫu vải thật.

Để nhận dạng độ xám của một điểm ảnh, trong phần mềm này sử ụ d ng độ xám là độ dài vectơ chỉ số màu RGB trung bình của 25 điểm màu nằm trong diện tích vuông của mẫu có kích thước (5 x 5) Twip, chiều dài cạnh hình vuông là một đơn vị đo. Do đó độ xám X(i,j) của một hình vuông tại điểm đo (i,j) sẽ là:

(2.1)

Sự thay đổi của độ xám trên đường đo cùng một tung độ có chiều dài n đơn vị đo, được xác định bằng phương sai s2:

( )

1 1

2 2

−

− +

= ∑=

n

X )j , k i ( X s

n

k (2.2)

4 4 2 4 4 2

4 4 2

) , ( )

, ( )

, 25 (

) 1 ,

( 





 +





 +







= ∑∑ ∑∑ ∑∑+

= +

= +

= +

= +

= +

=

i i i

j j j i

i i

j j j i

i i

j j j

j i B j

i G j

i R j

i X

và độ lệch bình quân phương hay tạm gọi là độ lệch s:

s = s2 (2.3)

Trong đó X tạm gọi là độ xám trung bình của n điểm X(i,j) nằm trên đường đo.

s là một trong những thông số định lượng có mức tương quan khá chặt đối với độ nhăn đường may nên phạm vi giới hạn của phần mềm này sẽ coi s là đại lượng để so sánh, ước lượng cấp độ nhăn.

Về ý nghĩa vật lý, s mô tả khoảng cách màu trong không gian RGB, không phụ thuộc vào giá trị trung bìnhX, hệ số phân tán không cần sử dụng ở đây.

Biểu đồ của X(i,j) từ phần mềm vẽ ra thể hiện sóng nhăn trên mỗi lớp cắt theo đường đo (hình 2.b). Nếu cắt nhiều lớp liên tiếp nhau cho mỗi mẫu vải, ta sẽ có được nhiều hình dạng mô phỏng các nếp nhăn gần như thật. Các thông số hình học của các lớp cắt này đã được số hóa nên quá trình xử lý định lượng được thực hiện dễ dàng trên máy tính.

Đường đo

Hình 2.7: Mẫu vải đo (a), biểu đồ độ xám (b) và hàm tương quan (c) của sự thay đổi độ xám dọc theo đường đo nhận được từ phần mềm Gaf-01.

Để được thông số chi tiết hơn của sóng nhăn, phần mềm có thể trực tiếp tính và vẽ đồ thị tương quan giữa các mức thay đổi độ xám theo chiều dài đo (hình 2.c) bởi công thức:

k n

) X ) j , k i(

X )(

X )j ,i ( X ( )

k ( R

k n

i

−

− +

−

=

∑−

=1

(2.4)

Phần mềm đo độ nhăn đường may được đặt tên là Gaf 1.2- , lập trình bằng ngôn ngữ Visual Basic, chạy trên Windows. Mỗi lần đo, file ảnh mẫu vải được quét qua 5 lớp song song với khoảng cách hay bề rộng các lớp, chiều dài đo và tọa độ bắt đầu đo có thể chọn lựa, thay đổi được. Giá trị độ lệch chuẩn từng đường đo và cho cả 5 đường đo theo công thức (2.3) được lưu trữ lại, xử lý cho 10 lần đo khác nhau.

Kết quả đo mẫu vải được tự động tính toán cấp độ nhăn và xuất ra máy in.

Phần mềm có thể giúp các doanh nghiệp kiểm tra chất lượng đường may ngay tại xưởng sản xuất, không tốn thời gian gửi mẫu đi kiểm định tại các phòng thí nghiệm chuyên dùng như hiện nay.

2. Kiểm định kết quả ử x lý của phần mềm

Để có các dữ liệu cần thiết cho ước lượng cấp độ nhăn đường may, nhờ sự hỗ trợ nhiệt tình của Phân viện Nghiên cứu Dệt May Thành phố Hồ Chí Minh, chúng tôi tiến hành phân cấp độ nhăn của 255 mẫu đường may có kích thước (20 x 4) cm theo tiêu chuẩn ISO 7770-85.

Điều kiện thử nghiệm:

● Vải đo có màu đồng nhất với 3 màu khác nhau, từ đen tới xanh nhạt để đại diện cho các loại đường may có độ xám trung bình của tất cả các điểm tính theo công thức (2.1) nằm trong phạm vi khảo sát th ờng gặp. Mỗi nhóm ư khoảng có 80 90 mẫu và được may với các mức độ nhăn khác nhau sao cho - mỗi cấp nhăn có ít nhất 15 mẫu nằm trong đó.

Bảng 2.5:

● Chiều dài đo trên mỗi mẫu bằng phần mềm là 100 mm.

● Khoảng cách các đường đo được chọn là 3 mm tính từ tâm đường chỉ về mỗi phía.

Tiến hành lấy ảnh, đánh số, dùng phần mềm Gaf 1.2- đo, sau đó đem phân cấp độ nhăn từng mẫu vải trong phòng thí nghiệm. Kết quả cả hai phương pháp này được liệt kê vào 2 bảng Excel cho từng mẫu vải có bề rộng nhăn khác nhau như sau:

Số TT

Ký hiệu

mẫu Độ ệ l ch s Cấp độ nhăn G1

Cấp độ nhăn G2

A B C D

001 L001 54.15 1 1.5

... ... ... ...

255 Đ070 6.35 5 4.7

G1 - Chỉ số độ nhăn phân cấp trong phòng thí nghiệm theo phương pháp chủ quan;

G2 - Chỉ số độ nhăn tính toán cho bởi phần mềm từ phương trình hồi qui;

Chương trình Excel đã tính trực tiếp các hệ số tương quan R(s,G1) giữa s và G1

Bảng 2.6

 Có sự tương quan chặt giữa độ lệch s và cấp độ nhăn G1 M u ẫ Hệ số tương quan R(s,G1)

Hình 2.8 Biểu đồ phân tích hồi qui trên Excel

 Với kết quả trên ta có thể sử dụng các phương trình hồi qui tuyến tính giữa độ lệch s và cấp độ nhăn G1:

Khoảng cách bề rộng đo nằm trong phạm vi 5 mm cách tâm đường chỉ:

G1 = Y - s X (3.1)

với R2 = Z

 T ừ công thức (3.1) đã định lượng được độ nhăn đường may bằng các giá trị liên tục từ 0 đến 5. Các giá trị tính toán này rất tiện dụng trong nghiên cứu khoa học. Đối với sản xuất ta phải phân cấp độ nhăn theo thang gián đoạn G3,

là những số nguyên, có thể qui đổi từ G2theo bảng 3.3:

Bảng 2.7

Độ nhăn tính toán G2 Độ nhăn qui ước G3 < 1,5

Từ 1,5 đến < 2,5 Từ 2,5 đến < 3,5 Từ 3,5 đến < 4,5 Từ 4,5 đến 5,0

2.5. Phương pháp lấy mẫu thí nghiệm 2.5.1. Phương pháp lấy mẫu thí nghiệm

- Chuẩn bị mẫu vải thí nghiệm là vải LAKA STONE (70 % Cotton+30%Polyeste) Single Ne 30/1 cotton CK, cắt theo hướng cạnh sợi ngang.

- Kích thước của mẫu thí nghiệm : Chiều dài : 50 cm Chiều rộng : 5cm

- Mẫu thí nghiệm có chiều dài lớn hơn mẫu lấy kết quả là 2 cm về phía hai đầu

( Hình 2.5 ).

- Mỗi phương án có 10 mẫu để tiến hành thí nghiệm lặp lại 10 lần.

- Đường may theo hướng cạnh sợi ngang ( chiều dài mẫu )

50 cm

A = 1 cm 50 cm 5 cm

A = 1 cm

Hình 2.9 Hình vẽ mô tả mẫu thí nghiệm

Các mẫu vải được đặt trong môi trường thí nghiệm với nhiệt độ t = 30oC và có độ ẩm Wmt = 80% trong thời gian là 24 giờ sau đó mới tiến hành thí nghiệm.

2.5.2. Các bước tiến hành thí nghiệm :

 Trước khi may thí nghiệm :

- Điều chỉnh máy ở điều kiện theo từng phương án thí nghiệm bao gồm các yếu tố: tốc độ máy, lực nén chân vịt, sức căng chỉ trên và chỉ dưới

- Các mẫu vải được đặt trong phòng điều hoà nhiệt độ trong vòng 24 giờ điều chỉnh độ ẩm để đạt được độ ẩm của điều kiện thí nghiệm. Sau đó lấy ra cho vào túi nilon dán lại và được đánh dấu theo từng phương án.

 Trong khi may thí nghiệm :

- Nếu bị đứt chỉ kim, chỉ suốt hoặc hết chỉ suốt ở giữa đường may thì mẫu thí nghiệm phải bị huỷ bỏ, thay thế mẫu thí nghiệm khác.

 Sau khi may thí nghiệm :

- Sau khi thí nghiệm xong, mỗi mẫu thí nghiệm được cho vào một túi Nynol, sau đó dán miệng túi lại và đánh số thứ tự theo từng phương án.

CHƯƠNG 3