文/侯长勇（聊城大生纺织有限公司）
针对目前纺织企业用工多、劳动强度大、工作环境差、招工难的现象，迫使纺织企业一方面对现有设备进行升级改造，采用自动化技术来提高设备性能，减轻劳动强度；另一方面采取工序连接，进行连续化生产，来改善工作环境。通过采用自动化的设备和工序连接，来提高纺纱的效率和品质，节约用工。自动化技术的应用，改变了纺织业“千人纱、万人布”的现象，成为了智慧化纺纱工厂、“灯塔”工厂。
1 智能落纱小车
人工拔纱、插管，工作量大、劳动强度高、用工多，使用智能落纱小车可一次性拔起8～12锭的管纱，并进行自动插管，且纱线留尾一致、智能落纱小车采用垂直进行拔纱，对锭子减少了损伤，落纱留头率也高。在整个落纱过程中，智能落纱小车的拔纱不与纱线接触，不会对纱线造成损伤，一台落纱小车可实现细纱机左右两侧落纱，从一台细纱机的车头走向车尾，再从另一侧的车尾走向车头，也可使用2台落纱小车同时进行落纱，智能落纱小车在细纱机短车上有很大的使用优势，它回收周期短、见效快，对细纱机的空间要求低，能促进纺织企业降本增效、提质降耗、减少用工。
2 全自动集体落纱
细纱机全自动集体落纱系统是细纱工序自动化生产的重要组成部分，也是纺织企业提高生产效率的重要环节，它的改造及使用是未来细纱机发展的方向。
2.1集体自动落纱的组成
集体自动落纱一般包括：理管机构、落管机构、导纱板翻转机构、托盘输送机构、气架运动机构、气动系统、伺服驱动系统、电子监测装置系统等组成。
2.2集体落纱运行原理
当落纱信号发出后，气架摆出上升到最高位，等待钢领板落下，细纱机运行停止后，气架摆进，一次性把两侧管纱同时拔起，并放到指定的托盘上，并把托盘上空管一次性再插入到锭子上，叶子板落下，风机启动，钢领板上升到适纺位，自动纺纱开始，管纱自动输送收集到指定的地方。
2.3落纱效率高用工少
细纱机采用集体落纱技术，可避免人工落纱等人的现象，自动落纱是将原人工拔纱、插管改变成自动拔纱、插管，自动运输管纱、纱管，实现“机器换人”。落纱时间一般3～4min，拔纱插管效率可达100%，落纱留头率可保持在98%以上，提高了落纱效率，整个落纱过程全自动完成，节约了落纱用工。
3 单锭监测与粗纱自停系统
单锭监测是“单锭断头检测+粗纱停喂”相结合的一体化系统，每个锭位上均有独立的传感器，来检测钢丝圈的运行状态，当某个锭位出现断头后，传感器会监测到钢丝圈停转并将断头信息传输给相应的粗纱停喂装置，粗纱停喂装置会在设定的时间内，从后罗拉处停止粗纱继续喂入，同时断头锭位处指示灯亮起、报警。传感器也可监控弱捻、空锭、效率、锭子运行状态等信息。用户也可根据锭速的设定情况，当锭速低于或高于设定范围后，会及时进行报警，并显示异常锭位，也可监控两边的前、中、后区牵伸情况，如牵伸系统出现异常（如牙轮换错、罗拉出现问题等），会在牵伸倍数中反映出来，也可监控实际纺纱质量（不包括断头、空锭处的产量），通过单锭监测系统断头信息，可确定钢丝圈的更换周期。
监测系统对显示断头的不良锭位要及时进行修复，做好记录并汇总，对产生不良锭子的占比较大的要进行分析原因，如清洁器隔距的大小、气圈不正、胶辊中凹、钢丝圈磨损严重等，并采取相应的技术措施。
监测系统也可对细纱机的牵伸倍数、落纱次数、落纱时间、纺纱长度段的锭速和耗电情况实时监控，用信息化和网络化来管理生产，减少用工，提高生产效率，改变了纺织企业的生产管理模式。
图1单锭监测对lc5.83tex纱异常的纺纱锭子报警的运行报告
图2对纺纱长度时间段的锭速监控（lc5.83tex）
4 自动接头技术
清梳联、粗细联、细络联、车间物流小车等的使用，使纺纱流程在不断的完善，自动化程度在进一步提高，但细纱断头是环锭纺纱生产中不可避免的，人工接头劳动强度大、用工多，对操作人员有较高的要求，如自动接头技术代替人工接头，可达到节省用工，减轻劳动强度。无论是中高低支纱，还是各种颜色的纱线，接头机械手都能稳定的进行接头操作，成功率可达98%以上，接头3次失败，会判断锭子有问题，通过程序的优化，可实时检查自动接头装置的状态。
自动接头模块大致可分为找到断头锭位，制动、找纱头、引纱、拔管、定位钢丝圈、套钢丝圈、插管、锭子旋转、绕导纱钩、绕胶辊接头等。通过巡回式接头机械手能快速、连续接头，减少了锭子的空转时间，提高了纺纱效率，随着机器人技术和自动化技术的不断发展，运用接头移动控制系统与智能协同等技术，把人工从重复单调的接头中解脱出来，细纱机将更加的自动化智能化、高效化，解决目前存在的“招工难”，同时推动产业升级，实现高效优质生产。
5 卷绕成型系统数字化
传统环锭细纱机一般采用一套复杂的牵吊式机械结构，通过一系列机械元件的联动，将主轴的单一回转运动转化为钢领板的往复升降和级升运动，近几年，随着细纱机不断的向高速、长车等方向发展，机械式升降结构有很大的局限性，运用伺服控制程序，能使钢领板的运动实现伺服化，使钢领板升降逐渐到电子升降，到现在的数字化控制。
环锭细纱机从开始到纺满纱，一般分为小纱、中纱、大纱和尾纱4个阶段，各阶段钢领板和导纱板的运动各有要点，卷绕成型要保证不脱圈、卷绕密度均匀。而细纱机卷绕成形系统的自动化，实现了钢领板自动升降和级升，保证了高速退绕的要求，通过控制钢领板升降速度，可减少开车断头数。采用数字卷绕系统比机械成形系统可减少磨损产生的坏纱，减少钢领板顶部换向带来的强力突变而造成的纺纱断头，也方便纺纱号数的更改。
电子卷绕成形系统实现了无级精确的数字化控制，取消了复杂的机械凸轮系统，新型卷绕成形方法，能对钢领板升降的位移曲线进行优化，来减少机械机构的冲击对纱线张力的影响。数字化来改变卷绕成形工艺省工省力，节约成本。
6 细纱机电子牵伸系统
传统细纱机采用机械齿轮变换方式来实现牵伸倍数的调整，而现代细纱机采用多电机同步控制技术，使前、中、后罗拉分别由伺服系统驱动，按牵伸倍数计算出运行的速度，更换品种时，在系统中只需修改工艺参数，无需更换机械式齿轮，节约了品种翻改的时间和劳动强度，经纬智能JWF1578型长车细纱机配E3能效节能电子，可实现节能约3%～5%。
7 自调匀整技术
自调匀整技术是并条机的核心技术，并条机通过自调匀整系统来稳定输出棉条的重量，实现对输出棉条的在线控制，来减少棉条的并合数，自调匀整技术采用先进的传感器，能在并条机启动运动速度变化及停止过程中保持匀整，确保条子质量一致。
自调匀整技术可对并条道数进一步优化，在普梳环锭纺纱中，常采用2道并条，而在精梳纺纱中，由于采用高效的匀整技术，采用1道并条，精梳后的纤维就能达到很高的伸直度、平行度。
带有自调匀整技术的并条机，对改善棉条重量不匀率有十分重要的作用，不仅使棉条质量大幅提升，更实现了能耗降低、用工减少、效率提升。自调匀整技术带来了质量指标的提升，有研究数据表明：自调匀整系统可使头并重量CV值控制在0.7以下，末并重量CV值控制在0.3以下，成纱长粗减少50%，长细减少64%左右。特吕茨施勒并条机TD10在换桶期间的减速、生产中加速过程中也能保持出条匀整，这种全过程的匀整技术，确保了每段棉条的品质。
8 络筒机上的应用
在纺纱生产流程中，络筒机是控制成纱质量的最后一道工序，它对清除纱疵、改善纱线品质、制成大容量筒纱有重要的作用。络筒机根据自动化程度可分为普通络筒机，半自动络筒机（纱库式）和全自动络筒机（托盘式），普通型络筒机劳动强度大、效率低；纱库式自动络筒机，每一个络纱锭由一个成纱库来供给管纱，每一个纱库内可存放（6～8个管纱），管纱的喂入和找头由人工来完成；托盘式自动络筒机，采用托盘作为管纱储存库，管纱的整理、输送、引头及换管均有机器自动完成，可实现与细纱机的直接联接。
目前，多数纺织企业是纱库式自动络筒机，装纱、找头等是值车工最大的工作量之一，导致看台少，影响了络筒机的生产效率，对纱库式络筒机进行设备改造是纺织业升级的一个方向，拆除原机纱库，通过轨道来输送管纱，由每个锭位的机械手投放到工位上，在不改变原来机构的基础上，加装了整理、找头、输送和投纱机构，整理效率高、找头时间短、投纱定位准。络筒机通过在线检测，对管纱出现的问题，可追溯到细纱机的每一个锭位，实现每一锭位的质量检测，对该锭位出现的问题进行原因分析。自动络筒机自动投纱系统代替人工络筒值车，越来越成为纺织业关注的焦点。
纱库式络筒机的改造，络筒机对管纱垂直退绕，减少退绕过程中的毛羽，由于退绕过程中产生的张力较小，减少了退绕过程中的断头、脱圈等，提高了络筒机的生产效率。
9 纺纱工序的联接
纺纱工序的连续化生产，有单工序的连续化如精梳系统，棉卷的自动运输、自动换卷、自动接头等精梳工序的连续化；有跨工序的连续化，如清梳联是将清棉和梳棉工序合并，实现清梳短流程纺纱，省略了棉卷的运输和换卷工作，由于采用了自调匀整技术，改善了棉卷的均匀度，减少了用工和梳棉机的数量；如粗细联，把粗纱和细纱两工序联接，将粗纱机落下的粗纱自动的运输到中转粗纱库中，等待细纱机备用换纱，细纱机纺完粗纱后，粗纱空管又送到指定的纱管库中，等待粗纱机使用；如细络联，把细纱和络筒两工序进行联接，环锭细纱机采用集体落纱后，可把管纱自动的输送到络筒机的托盘上，纱管又自动的运输到细纱机的纱管箱内，供细纱机落纱用，这样两台设备连接起来，就成为了“细络联”，使两工序连续化生产，形成一个从管纱到筒纱的自动化生产过程，使半制品的自动输送和工序间形成无缝对接，实现了“机器换人”。
工序的联接，不是简单的进行拼装，而是一条自动化的生产线，它实现了连续化生产，能减少运输车辆，减少工序间的等待时间，改善了生产环境，降低了因操作不当而导致的纱疵，对提高生产效率、减少用工、提升产品质量等有重要的作用。
10 结语
从机械式到数字化、从人工接头到自动接头机械手、从纱库式到托盘式全自动络筒机、从单机到粗细络联连续化生产，从人工拔纱到全自动集体落纱，自动化技术为纺织企业的设备升级提供了可靠的保证，也为纺织企业提高生产效率和品质，减少劳动强度、节约用工奠定了基础。
连续化生产，省去了一些简单而重复性的工作，缩短了纺纱工艺流程，改善了工作环境，提高了设备的自动化程度，减少了噪声、粉尘，节约了占地面积。
自动化技术的应用，推动了纺织业的快速发展，使传统的纺织业变成了智慧化纺纱工厂、无人纺纱车间，提升了纺织企业适应市场的竞争力。
编辑：纺织书院
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